朱小芹

(苏州建设交通高等职业技术学校，江苏 苏州 215000)

近年城市化建设进程不断加快，人们生活质量得到明显改善，城市人口的增多给城市交通带来极大压力，修建地铁已经成为缓解交通压力，防止交通过度堵塞的有效手段，同时为人们出行提供更多方式。盾构施工是一种高效率施工法，具高自动化、高安全性能、低劳动强度等多重优势，属于现代化机械式施工作业法，利用盾构机，加强对隧道岩石及开挖面的自动化控制，防止出现塌陷问题，进行隧道出渣和前进挖掘作业，直接在隧道内部形成衬砌的稳固构造，开展灌浆施工，保证隧道工程建设的顺利实施。因此盾构施工法在各方面均表现出优越性能，受到了轨道交通隧道施工方的认可。

1 盾构施工技术及类型

盾构技术是一种发展快速且安全的隧道掘进技术，根据城市轨道交通工程的地层特点看，我们将盾构施工技术分为基于砂卵层的轨道交通建设、基于岩层的轨道交通建设、基于岩层和薄弱地层交变为主的轨道交通建设、基于薄弱地层为主的隧道建设。每个地区的自然环境和地质条件不同，盾构施工也会采取不同方法。对于盾构施工而言，最重要的是盾构性能能否满足施工要求，当前我们采用的主要建设方法有隐蔽开挖法、采矿法、盾构法和多种挖盖法等，对此关键是选择恰当的盾构类型，保证工程的顺利进行。盾构正面机制形式决定了隧道工程盾构类型，按照地层条件和施工方法我们将隧道盾构机划分为硬岩隧道掘进机、软岩隧道盾构机，根据开挖面的闭合程度又可分层开敞式、半开敞式和封闭式对于盾构正面机械施工，因此在选择盾构类型时要十分谨慎，其直接影响着整个隧道工程建设的顺利施工。对此我们需要注意以下三种防护技术：(1)支护。选择什么技术来支护盾构正面主体和地层，从而保证土层不会流失，保证土体整体稳固性，防止坍塌，预防工程事故出现，因此需要支护技术。(2)挖土。选择什么技术进行挖土，主要是施工中将地层的土体挖去，形成一定的空间，在空间内开展隧道施工建设，因此在盾构正面有限的空间内选择的开挖技术十分重要。(3)排土。选择什么技术进行排土，目的是将挖出的土方排运到土箱或地面上，保证轨道交通隧道正面的顺利连续开挖与推进，只有选择恰当的排土技术，才能保证下一步挖土工程更好地进行，保证工程的顺利。以上三项技术想要应用合理，则要求相关施工技术人员充分了解施工地区的整个盾构结构，在了解盾构断面土体的性能与特点后才能选用合理的施工方式。

盾构类型选择需要注意以下因素，充分考虑每个施工地区的施工环境，包括施工的土壤条件、地质条件、地下水条件、隧道条件、地层条件和周围建筑物条件等，由于盾构机并不同于施工中普遍通用机械，对周边交通、商业和居民楼拆迁等无不利影响，施工过程中不需要排水，无噪声和振动污染，因此我们只需分析所处施工环境，解决盾构技术支持问题，使用什么来支撑盾构下方的土壤和盾牌正面，保证土质的不塌陷和泄露，因此只需研究土质和地质，从而确定使用何种盾构机，发挥出精密度高、安全性高、强度低和机械化程度高等优点。

2 轨道交通隧道盾构施工主要技术要点分析

2.1 盾构始发测量

为了更好地理解屏蔽结构的各种参数，屏蔽结构的前100 m被推入先导阶段，以便更好地掌握屏蔽的各项参数。首先测量盾构机安装，主要包括反力架和始发台，两者可以在盾构机始发时提供初始推力以及初始的空间姿态。对此需要摸索地面沉降和施工参数之间的关系，如反力架安装时左右偏差不能超过±10 mm，高程偏差不能超出±5 mm，上下偏差不能超出±10 mm；安装始发台必须保持水平轴线的垂直方和反力架的夹角偏差不能超出±2‰，盾构姿态和设计轴线竖直方也不能超出±2‰，水平趋势偏差不能超出±3‰，轴线方位角误差低于1′30″。在短时间内掌握盾构机设备的使用性能，设定合理的施工参数，保证盾构机的正常运行。其次盾构机姿态测量，人工测量和自动测量两种，人工测量需投入巨大人力，测量数据繁琐，工作量大，且人工操作难免容易出现误差，测量精度低，因此耽误盾构机正常施工，若测量周期长，不能及时修正误差，那么可能延误工期。自动测量直接精准测量数据，准确度高，误差相对小，且全天作业数据实时测量，能够及时修正误差，在当前轨道交通隧道建设中逐渐推广使用，未来有着广阔的发展前景。

2.2 盾构压浆技术

不同地区地质条件有所不同，加固地基需要针对相应的地质条件选择加固方式，选用搅拌桩加固、旋喷桩加固和注浆等方式，不同加固方式对隧道工程影响不同。在盾构施工过程中，采用压降手段填充施工中产生的建筑空隙，避免工程的不均匀沉降，施工中注意保证浆量充足，出口压力略高于断面的地层压力。

2.3 管片拼装环缝衬垫

管片拼装技术的主要流程为预制、试拼装和运输管片。盾构技术施工中前后两环管片之间的接缝处会产生非常大的压力，随着盾构的移动管片发生相应转动。为了避免这种现象的出现，一般通用方法是使用橡胶软木固定接缝处管片上部纵向部位，保证环面受力均匀，避免管片破碎。虽然这种措施一定程度上增加了工作量，但保证的管片的稳定。此外在进行错缝拼装时，由于管片是固定的，且各管片之间是相互牵制的关系，圆环不易变形，其圆度较高，在管片拼装环缝拼装时加大误差，施工应力较大，从而造成接缝处的骑缝管片出现纵向开裂情况。错缝拼装主要是通过对衬垫产生的不同压密量而调整每块管片的制作宽度及误差，从而降低施工应力，防止管片拼装之间的应力受到影响而引起纵向开裂。

2.4 同步注浆

当前盾构注浆技术主要包括二次注浆与同步注浆两种。二次注浆较为常见，但当盾构直径达到6.2 m左右时需采用同步注浆。注浆材料有微水玻璃、水泥煤灰或水泥砂浆，我们根据地质条件决定注浆量需要多少，隧道外壁注浆厚度应小于0.2 cm，根据城市地区情况选择最佳的注浆材料和注浆量，帮助减少不必要的注浆成本，通过按照地质条件选择。同步注浆在盾构机施工中增加了对地表纠偏次数，导致土体受到扰动程度增加，因此在小曲率盾构技术施工中，必须加大对注浆质量的把控，掌握好注浆量和注浆压力。施工中注浆和盾构机的必须同步进行，当注浆量不符合要求时盾构机需停止推进，降低地表土体变形的风险。

2.5 盾构过溶洞技术控制

盾构压降填充溶洞能够发挥出挤压密实、劈裂、置换等作用，但已经成型的溶洞很难形成连续均匀的加固体。盾构进洞切口会失去土壤压力，盾构在施工前进中顶力大幅度下降，当溶洞处于富水地层时，注浆处理作用不够明显，无法阻绝地下水的水力通道。因此过溶洞需要选择泥水平衡这种合理的盾构掘进模式进行掘进，在施工过程中能够根据溶洞实际环境和溶洞周边地质情况保持稳定的泥水平衡压力，一般我们初定泥水仓压力在2.0～2.5 bar范围内，由于施工情况不断变化，因此泥水压力也要相应调整。其次加强刀具管理，过溶洞前需要合理配置刀具盾构，提前了解地质预报情况然后选择最合理的历程，在开仓环节中检查和更换刀具，同时，根据地质条件调整刀具配置到最合理的情况。

2.6 盾构推进参数及姿态控制

盾构机在地层施工推进中，首先我们要设置合理的参与，并且了解改变盾构机姿态控制的相关因素，如正面四周阻力不一致，液压缸推力不均匀，盾构机重心不稳等，盾构施工的姿态参数受到各个地层物理性质的影响和限制，若推进参数不当可能走线轨迹会起伏不一，左右晃动。轨道交通隧道施工由盾构机一次掘进完成，因此我们必须控制好盾构机的姿态和轨迹，保证推进路线平直。若盾构机在推进过程中偏离轨迹设计轴线，姿态不受控制，这时我们必须有计划地进行纠偏，在推进过程中实时注意滚角变化，及时根据盾构机来调整刀盘转动方向，同时根据各段地质情况调整各项推进参数，最大程度保证姿态正确，推进速度应适当放慢，避免对管片造成损坏。盾构机在推进过程中要时刻注意盾构机的姿态，管片的选型和盾尾端的间隙等。

3 结 语

综上所述，盾构施工技术在轨道交通隧道建设中得到广泛应用，并且在各个施工工序上保证了工程顺利完成，促进城市轨道交通事业的发展。对此要严格控制好轨道交通建设中盾构法的施工质量，增强各施工技术的精确度和安全性，降低施工强度，对施工单位具有极大意义。