地铁盾构施工的技术措施

摘要：作为地下工程的重点项目隧道工程，修建地下铁道，其施工方法受到地面建筑物、道路、城市交通、水文地质、环境保护、施工机具以及资金条件等因素的 影响 较大，因此各自所采用的施工方法也不尽相同。由于其复杂性，难维修与难管理，质量问题一直困扰着广大工程技术人员和科研工作者。本文就寒岭界隧道左线汝城端坍方进行相关分析，主要对隧道过坍方段处理措施阐述了作者的对策。

关键词：盾构施工;技术;措施

Abstract: as a key project of underground engineering tunnel engineering, construction of underground railway, the construction method by ground buildings, road, city traffic, hydrogeology, environmental protection, construction equipment and financial conditions and other factors greatly, so the construction methods used are not the same. The left line of cold Ling circle tunnel in Rucheng end collapse was analyzed, mainly on the tunnel collapse treatment measures on the author's countermeasures.

Key words: shield construction; technology; measures

中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：

引言

随着机械设备的设计制造能力的不断发展，隧道施工机械也得到了极大的提升，在发达国家隧道施工别重视设备的合理配置。随着信息技术的迅猛发展，在隧道施工中已经引入了信息化管理。我国长大隧道施工加强了新技术和新设备的应用研究，对施工地质勘测和超前预报工作进行了加强，使得施工机械化配套得到了改进和完善。

1盾构施工的探测和处理

1.1开工前,进行补充地质勘探,在左右线溶蚀空洞地段加密勘探,在勘探场地允许的前提下,使部分钻孔间距达到10ｍ,进一步查明该段条件地层地质条件,对可能出现岩溶裂隙的段落、岩溶裂隙的规模、充填物等情况,提前作出盾构掘进方案。

1.2对盾构机适当改造,针对地质情况,盾构机增设超声波探测系统。盾构掘进施工时通过发射超声波,可对刀盘前方30ｍ范围内的岩溶裂隙、砂土层中的孤石等分布情况进行探测,利用专业软件对接收到的反射波分析,即可精确查明岩溶裂隙或孤石的位置、形状、尺寸大小、充填物性质等。

1.3根据超前地质预报的资料,对分布于盾构周边的岩溶裂隙,通过地面注浆的办法进行超前注浆加固或回填。对岩溶裂隙要提前确定注浆方案,根据其位置、形状、充填物性质,确定实施超前注浆的里程位置、注浆品种及配合比、注浆压力、注浆量等参数。

1.4盾构通过岩溶空洞位置时,要制定严格的盾构施工计划和实际可行的掘进参数,调整合理的泡沫添加参数,使所注入的泡沫能在开挖面形成良好的泥膜,保持其充填物的稳定。

1.5掘进通过后,在管片背衬及时施作二次补强注浆,控制岩溶裂隙内充填物的变形,使围岩保持稳定。

2 地层状况及沿线建构筑物调查

若要在施工过程中达到有效控制地层沉降的目的, 首要的先决条件就是在盾构隧道掘进之前对隧道施工影响范围内的地层状况及沿线建(构)筑物进行调查, 在获得相关的原始资料后, 对地层条件及沿线建(构)筑物的状态进行评价分级, 并结合相关规范要求,进而确定其在施工过程中为确保地层及建(构)筑物的稳定而应达到的控制标准。

3 关于盾构掘进参数

3.1 优化匹配盾构掘进参数

在确定了沿线地层及相关建(构)筑物的控制标准之后, 就要根据控制目标调整盾构掘进参数, 使盾构在施工过程中达到最优控制掘进状态。

盾构最优掘进是指: 掘进时对周围地层及地面的影响最小, 地层强度下降小, 受到的扰动小, 超空隙水压力小, 地面隆沉小, 盾尾脱出时的突沉幅度小, 这些是盾构施工中控制地面沉降、保护环境的首要条件和治本方法。

要达到上述最优状态, 必须在盾构掘进过程中根据隧道埋深、地质条件、地面荷载、设计坡度、转弯半径、轴线偏差及盾构姿态等情况, 选取合理的参数指导施工。为此必须进行沿线监测地表变形值, 据此不断进行优化组合, 指导下一步的掘进施工, 使之真正达到优化施工参数的目的。3.2 试掘进确定参数指导施工

盾构施工所面对的主要工作介质就是岩土体, 再加上在施工影响范围内建(构)筑物与岩土体的相互作用, 因而很有必要根据沿线地层条件、建( 构) 筑物情况, 以一定的掘进区段作为掘进试验段。

一般来说, 将始发掘进的前100m作为试掘段。在实际掘进过程中, 又可将100m试掘段划分为3个区段: 第一段长15m, 为初掘进, 共设定3组掘进参数, 通过地表监测, 摸索地层变化和轴线控制的规律; 第二区段长35m, 根据地面条件、建筑物、地下管线情况, 对第一阶段设定的3组参数进行调整, 以取得最优参数; 第三区段长50m, 是正式掘进的准备阶段, 通过这一区段的掘进,对地面沉降、隧道轴线控制、衬砌安装质量等制定出控制措施, 基本掌握施工参数, 能利用信息反馈指导施工。通过100m试掘段掘进参数与地层变形规律的摸索,为整个掘进过程中施工参数的确定奠定良好的基础。4 土仓压力的设定

在整个隧道掘进过程中, 土仓压力的设定是一个非常关键的参数, 土压设定值如果偏小则导致地层下沉量增大, 土压设定值如果偏大则会导致地层发生隆起现象。

在北京地铁五号线17标段的盾构施工过程中, 由于地处老城区, 地面年代久远的房屋多达1000余间,且地下管线密集, 因此地层变形的控制非常严格, 在土压力理论计算结果的基础上, 结合试掘段的经验数据, 土仓压力的设定为理论值的105%～120%。

5 盾构施工的技术措施

5.1工程实施进度控制，施工单位在施工进度落实方面应制定了有力措施：

①实行工期目标管理，作业队长目标责任制；

②合理配置资源，满足进度要求；

③优化施工方案，科学组织施工；

④抓关键环节，加快工程进度；

⑤加强机械设备管理与维护；

⑥加强材料供应及物资储备工作，避免因停工待料而影响工期。

5.2注意通风方面

首先，无轨运输，车辆机械尾气污染严重；其次，上下边坡在沿掘进方向纵向存在，对于空气流通有不利的影响；再次，隧道较长，通风与排风的距离较长；最后，每洞都有扩大断面，具有较大的风阻。

5.3 实施预防及调整措施

（1）对现场施工人员的管理和教育进行不断地加强，放炮前一定要做好风筒的保护工作，同时，风筒维护班组成立是非常有必要的，他们对风筒的日常维护和维修进行全面地负责，从而保证漏风损失降低到最低程度。

（2）对通风方案中行车线路的重要性进行进一步的明确，要规定各班组的司机在行走时一定要按照要求进行，从而避免扰乱风路。

（3）还要建立路面养护班组，对洞内路面定期进行洒水，从而保证路面没有尘土飞扬，确保洞内空气的新鲜度。

（4）把一台射流风机设置在右洞通风通道口处，向洞外吹风。

5.4 注意排水方面

隧道区内分布较为广泛的碳酸盐岩，其厚度较大，是主要的含水岩系的富存水涌出，对于长隧道而言，隧道施工技术难题之一就是在最短时间内排除作业面的水。

5.5盾构喷射砼施工技术

盾构施工技术通常情况下指的是在河流的浅水区或者是沿海地区，最适合用在软弱不透水的粘土中。用此方法，在大气中就可以完成开挖，在压力很大时，可能会有部分粘土被挤入隧道，可以在隧道导坑上施加一定的压力。到目前为止，喷射砼技术在国外已经广泛被使用，据统计90%的隧道工程都是采用喷施砼施工技术，而且运用这项技术可以提高工程质量，最终实现保护隧道的目的。

5.5.1沉埋隧道防水技术

沉管法适合用在土质比较松软的海底，尤其在不规则的地方可以使挖槽费用增多，然而，硬岩基槽的截面可以使用此方法。就目前的技术来说，沉埋隧道防水方法已经比较成熟，特别在国外河流、海洋中建造通道中常常采用此方法。然而，隧道防排水问题能否处理好，会影响到隧道的使用寿命。所以，在隧道建设的前期，严格执行规范要求，认真做好隧道防排水工作。到目前为止，隧道工程与地下防排水工作取得了较大进步。

6 结语

隧道施工技术管理成为整个施工管理工作的核心内容，特别是对隧道的安全、质量和成本等发挥着重要的作用。我国在各类隧道施工上已有了不少成功经验，我们也有信心在不远的将来涉及到地质更复杂施工技术难度、科技含量更高的隧道领域，加强了新技术和新设备的应用研究，在实际应用中，努力提高隧道建设组织管理水平，从而推动隧道施工技术的发展。

参考文献

陈伯宪.小间距隧道施工技术浅析[J].中国港湾建设，2006

万云.青兰高速公路鼓山隧道施工技术[J].石家庄铁道大学学报，2011