淺談地鐵盾構(gòu)施工技術

1、淺談地鐵盾構(gòu)施工技術摘要隨著城市軌道交通建設的不斷深入，盾構(gòu)技術在地下工程領域的應用越來越廣泛，同時，地下管網(wǎng)和已建隧道越來越密集，盾構(gòu)施工所面臨的環(huán)境及地質(zhì)條件也更復雜，盾構(gòu)施工難度和風險越來越大，我國的盾構(gòu)施工技術還處于學習和消化階段，仍需不斷創(chuàng)新和突破。關鍵詞：地鐵盾構(gòu)施工技術；難點；新技術目錄淺談地鐵盾構(gòu)施工技術緒論隨著社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，推動了現(xiàn)代工程建筑的規(guī)模性開發(fā)。隧道工程的多元性發(fā)展，深化了隧道開挖施工技術的探索與創(chuàng)新。盾構(gòu)法施工技術，作為有效利用盾構(gòu)器械和原理進行隧道開挖的機械化施工形式，具有施工速度快捷，洞體穩(wěn)定性高的技術特點，分析盾構(gòu)法技術，有利于促進隧道工程的安全施工。

2、1、地鐵盾構(gòu)施工技術原理及要點1.1 地鐵盾構(gòu)施工技術地鐵盾構(gòu)施工技術是指使用盾構(gòu)機，在盾構(gòu)鋼殼之內(nèi)保持開挖面穩(wěn)定的同時，安全向前掘進、出渣，在尾部拼裝管片形成襯砌、實施壁后注漿以使圍巖基礎穩(wěn)定，用千斤頂頂住已拼裝好的襯砌并利用其反力推動盾構(gòu)前進的方法。盾構(gòu)機施工主要由穩(wěn)定開挖面、挖掘包括排土、襯砌包括壁后注漿三大要素組成。開挖面的穩(wěn)定根據(jù)土質(zhì)及地下水等情況的不同而有不同的處理方法，主要有開挖面的自然穩(wěn)定即敞口放坡、機械式支撐穩(wěn)定、壓縮空氣支撐穩(wěn)定、泥水式支撐穩(wěn)定以及土壓平衡式支撐穩(wěn)定等。盾構(gòu)機的“盾”是指保持開挖面穩(wěn)定性的刀盤和壓力艙、支護圍巖的盾型鋼殼；“構(gòu)”是指構(gòu)成隧道襯砌的管片和壁后注

3、漿體。1.2 進洞段施工的技術要點（1）進洞段的推進洞口的臨時墻，一般不具備可使盾構(gòu)機一直用通常開挖方法到近前的強度，應根據(jù)臨時墻結(jié)構(gòu)來調(diào)整土艙壓力、推力、掘進速度，注意不要損傷臨時墻。（2）拆除臨時墻的確認進洞后，拆除臨時墻，可能會破壞進洞段的地質(zhì)改良效果。因此，拆除臨時墻前要確認管片周圍的水是否被截斷。（3）洞口半徑檢查盾構(gòu)機在進洞時可能會因洞口半徑過小而卡在洞門位置，故需事先對洞口的半徑進行檢查，同時采取措施保證其凈空。（4）洞口扇形壓板的調(diào)整與防護在盾構(gòu)機進洞時，很有可能因為刀盤旋轉(zhuǎn)，損壞簾布橡膠板或使扇形壓板發(fā)生移位。所以在盾構(gòu)機進洞時，要注意對簾布橡膠板的防護，并及時調(diào)整洞口扇形壓

4、板。1.3 盾構(gòu)掘進施工技術要點盾構(gòu)掘進時必須根據(jù)圍巖條件，保證工作面的穩(wěn)定，適當?shù)卣{(diào)整千斤頂?shù)男谐毯屯屏?，沿所定路線方向準確地進行掘進。掘進時應注意以下問題：(1)正確地使用千斤頂所需臺數(shù)和重要的位置，使之產(chǎn)生推力按設計的線路方向行走,并能進行必要的糾偏。(2)不應使開挖面的穩(wěn)定受到損害，一般是在開挖后立即推進或在開挖的同時進行推進。每次推進的距離可為一環(huán)襯砌的長度也可為一環(huán)襯砌長度的幾分之一。襯砌組裝完畢后，應立即進行開挖或推進，盡量縮短開挖面的暴露時間。(3)不應使襯砌等后方結(jié)構(gòu)受到損害，推進時應根據(jù)襯砌構(gòu)件的強度，盡力發(fā)揮千斤頂?shù)耐屏ψ饔?。為使每臺千斤頂?shù)耐屏Σ恢逻^大，最好用全部千斤頂

5、來產(chǎn)生所需推力。在曲線段、上下坡、修正蛇行等情況下，有時只能使用局部千斤頂，要盡量多增加千斤頂?shù)氖褂门_數(shù)。在當采用的推力可能損壞襯砌等后方結(jié)構(gòu)物時，應對襯砌進行加固或者采取一定的措施。2 地鐵盾構(gòu)施工技術的難點2.1 施工場地周邊環(huán)境較為復雜施工場地的地下水屬于孔隙潛水，而且淤泥質(zhì)土當中含有大量地下潛水，具有較低的強度和透水性，屬于弱微透水層，能夠作為相對隔水層；而粉細砂層地下水則為水域承壓水，水位較高，具有較強的滲透性，水量非常豐富。此外，車站基坑周圍鋪設的地下管路以及線路等縱橫交錯，如果基坑降水將會導致周邊建筑物出現(xiàn)沉降變形的問題，所以在施工過程中既想確保基坑的開挖過程能夠順利進行，又要保

6、證周圍建筑物不受到損害，就會遇到更大的施工難度。2.2 工程所具備的施工條件較差該工程由于處于高水位的軟土地區(qū)，導致各項物理力學指標相對較差，上層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土由于具有高壓縮性，最終呈現(xiàn)流塑狀，而下層粉細砂層則具有較高的滲透性和密實度。在采用盾構(gòu)技術的過程中，井圍護結(jié)構(gòu)需要穿過這兩層土質(zhì)，為了達到這樣的深度就增加了質(zhì)量控制的難度。而且地下連續(xù)墻很容易在砂層當中出現(xiàn)槽壁坍塌的現(xiàn)象。此外，基坑周邊地下管線的種類復雜多樣，主要包括煤氣管、自來水管、光纜、高壓和通信電纜以及有線電視電纜等，所以在管線改移的過程中施工較為復雜，會消耗較長的施工周期，導致圍護結(jié)構(gòu)的施工無法連續(xù)進行，甚至出現(xiàn)多處施工“冷縫”

7、的現(xiàn)象，降低了圍護結(jié)構(gòu)具有的防水性能，容易出現(xiàn)滲漏等問題。2.3 盾構(gòu)施工的難度較大一部分工程的施工位置在飽和砂層當中，在設計的過程中安排端頭井坑外地層的施工時，可以選擇攪拌樁整體加固的方式進行，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗以及加固區(qū)本身的土體強度，一般止水不會遇到太大的問題，不過由于攪拌樁不能跟圍護結(jié)構(gòu)進行緊貼，所以需要在施工中保持大約30cm-50cm 左右的間隔距離，并采用雙液注漿的方式進行封閉。對于高承壓水的密實砂層來說，注漿的時候可能出現(xiàn)不均勻的問題，不能完全的密貼而出現(xiàn)“水廊”現(xiàn)象；而且在開挖基坑的時候由于圍護結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)一定的水平位移，將加固區(qū)和圍護結(jié)構(gòu)逐漸分離了開來，會加重“水廊”問題，如

8、果洞門破除，那么承壓水會逐漸沿著水廊不斷的上升，最終涌入到基坑當中。3 盾構(gòu)試掘進和正式掘進階段根據(jù)盾構(gòu)法施工藝的特點，盾構(gòu)安全出洞后需通過前100 環(huán)試推進尋求最佳施工參數(shù)，為全線的正常推進提供符合實際土層特點的技術參數(shù)。不論在試掘進還是正式掘進階段，可以通過觀察盾構(gòu)機控制室內(nèi)儀器儀表顯示的數(shù)據(jù)、分析隧道及地面沉降情況等手段進行動態(tài)監(jiān)控，及時掌握和分析施工技術參數(shù)變化，檢查看構(gòu)掘進中的姿態(tài)、管片拼裝的質(zhì)量、注漿作業(yè)的效果等，采取相應的措施確保盾構(gòu)掘進施工質(zhì)量和周邊環(huán)境的安全。3.1 盾構(gòu)掘進姿態(tài)控制所謂盾構(gòu)姿態(tài)具體是指盾構(gòu)掘進中現(xiàn)狀空間位置。盾構(gòu)姿態(tài)控制就是將盾構(gòu)軸線控制在與設計允許偏差范圍

9、內(nèi)。盾構(gòu)姿態(tài)控制的好壞，不僅關系到盾構(gòu)軸線是否能在已定的空間內(nèi)在設計軸線允許偏差內(nèi)推進，而且還影響到后續(xù)工序管片拼裝的質(zhì)量。因此，在盾構(gòu)掘進階段對盾構(gòu)姿態(tài)的控制始終是重中之重。3.2 管片拼裝控制根據(jù)盾構(gòu)法施工工藝管片成環(huán)的特點：管片是在盾殼的保護下在盾尾拼裝成環(huán)形成隧道的。它是盾構(gòu)法施工的關鍵工序，管片拼裝的質(zhì)量好壞直接影響到隧道結(jié)構(gòu)的安全和使用功能。3.3 注漿作業(yè)監(jiān)控盾構(gòu)法工藝施工隧道，由于盾構(gòu)殼體與拼裝管片之間存在“建筑空隙”，如不及時填充，勢必產(chǎn)生土層擾動變形，造成地面變形或隧道結(jié)構(gòu)變形。注漿作業(yè)是盾構(gòu)法隧道施工控制地面和隧道結(jié)構(gòu)變形主要技術措施之一。通過壓漿填充“建筑空隙”控制變形

10、量。施工中的注漿工藝分為同步注漿、襯砌后補注漿，無論采用哪種工藝，在施工過程中都應重點注意漿液配合比、注漿量、注漿壓力等主要技術指標。4 地鐵盾構(gòu)施工新技術4.1 特殊斷面盾構(gòu)施工技術特殊斷面盾構(gòu)可分為復圓形盾構(gòu)和非圓形盾構(gòu)兩大類。其中復圓形盾構(gòu)包括雙圓盾構(gòu)和三圓盾構(gòu)。雙圓盾構(gòu)可用于一次修建雙線地鐵隧道、下水道、共同溝等，三圓形盾構(gòu)則用于修建地鐵車站。非圓形盾構(gòu)包括橢圓形盾構(gòu)、馬蹄形盾構(gòu)、矩形盾構(gòu)和半圓形盾構(gòu)，根據(jù)隧道使用目的可分別加以采用。4.2 復合盾構(gòu)施工技術由于盾構(gòu)是一種針對性很強的專用施工機械，每臺盾構(gòu)機都是針對某一種具體的地質(zhì)水文條件而制定的。在地質(zhì)條件復雜的情況下，采用常規(guī)盾構(gòu)就無法完成施工，因此復合盾構(gòu)施工技術應運而生。4.3 球體盾構(gòu)施工技術球體盾構(gòu)施工技術根據(jù)變換方法可分為縱、橫連續(xù)掘進和橫、橫連續(xù)掘進兩種。使用球體盾構(gòu)，可以在狹窄的施工場地上直接進行地下隧道的掘進，省去了構(gòu)筑豎井所需要的場地、時間，因此采用球體盾構(gòu)掘進可以縮短修筑工期，是一種應用前景廣闊的新型盾構(gòu)施工技術。5、結(jié)束語面對人民生活水平的不斷提高，交通的發(fā)展成為城市規(guī)劃建設的重中之重。地鐵這一軌道交通工具將顯著地緩解城市交通壓力，疏解主城中心