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摘要：近年来我国科技水平的提升，交通建设的施工技术在不断的提高。目前，多数城市轨道交通系统建设工程中，应用了盾构技术。此技术的应用，是使用盾构机，控制隧道岩石以及开挖面，避免发生塌陷问题，同时开展隧道出渣和挖掘作业，在隧道内部形成衬砌，并且进行灌浆作业，保证隧道施工作业顺利开展。从应用效果来看，该技术发挥着重要的作用。本文就城市轨道交通系统中盾构施工技术问题展开探讨。
关键词：城市轨道交通系统;盾构施工技术;技术要点
1盾构施工技术概述
依据城市轨道交通工程地层情况，可把盾构施工技术，划分为以下四类：（1）以岩层为主的城市轨道交通，典型地区为青岛和重庆等。（2）以砂卵为主的城市轨道交通，典型地区为北京和成都等。（3）以岩层和软弱地层交变为主的城市轨道交通，典型地区为广州和南京等。（4）以软弱地层为主的地下车站和隧道，比如上海。地质条件不同，采取的施工方式不同。在实际应用中，需要结合具体情况来选择。
2技术对比
在我国，按照不同的地层特性，可将城市轨道交通的工程建设分成四类：①砂卵层;②岩层;③岩层和软弱层交替;④软弱层。因工程地质条件有所差异，所以适用的施工方法也不同。纵观城市轨道交通发展历程，其工程建设施工方法主要有以下几种：（1）明挖法：占地面积较大，无法在对交通流量有特殊要求的地段施工，且场地直接暴露在外，易对自然环境造成破坏，现阶段已基本不会用到该方法。（2）盾构法：该方法既不会影响城市各项功能，又不会对周围自然环境造成任何破坏。除了在盾构竖井位置必须占用一定面积的场地外，整个沿线几乎无需设置额外的施工场地，不涉及临时拆装与搬迁，所以十分适宜在城市中应用。盾构施工对地下水没有特殊要求，无需进行降水，而且也不会产生污染、振动与噪声。可将断面尺寸、埋深等作为依据设计专门的盾构机，有着极强的适用性。另外，盾构法还有很高的施工精确度，比如管片制造精度甚至可以达到机械制造水平。因断面无法自由调整，所以对管片拼装与轴线偏位等都提出了很高的精度要求。（3）矿山法：矿山法虽然占用施工场地较小，但其施工所造成的地表沉降较难控制，通常情况下，对地面建筑物及地下管线都有一定的影响甚至造成破坏。同时，施工必须确保开挖面无水作业，因此需要在沿线普遍降低地下水。降水施工需要在地面施工大量的降水井，不仅提高了工程造价，还造成了对地下水的污染，而且在城区道路狭窄和地面建筑物密集区，没有施做降水井的条件。由于人工开挖和支护，因此施工进度慢，作业效率低，劳动强度大，安全性差。施工的防水质量不易保证。施工对地表沉降的控制难度较大，尤其是在不良地质段或地面房屋密集区施工时，很难将地表沉降控制在较小范围内。（4）盖挖法：盖挖法虽然占用场地时间短，对地面干扰小，安全，但施工工序复杂，交叉作业，施工条件差。它多用于修建地铁车站。（5）暗挖法：虽然该方法对地面造成的干扰相对较小，造价低，但由于其机械化程度极低，所以施工进度很慢，需要投入大量的人力，安全风险较大。
3城市轨道交通系统中盾构施工技术问题分析
3.1盾构施工技术容易出现的问题及其解决办法
（1）加固不牢固。在施工初始阶段，出现频率最多的问题是端头土体施工不牢固，其主要的解决办法是考查端头土体的实际状态，针对性地选用合适的加固技术，在加固位置和始发井间会有孔隙，要采用其他的方法解决。（2）打开洞门时有土体坍塌。打开洞门时，经常发生土体塌陷以及流失，如果出现问题的面积小，则可以先破坏洞门混凝土，同时用喷素混凝土将土体临空面紧密封闭起来。（3）开始时盾构工具出现“叩头”现象。在开始的时候，盾构工具接触掌子面、离开加固位置时就会发生盾构工具“叩头”的问题。所以，一般在开始时，要将盾构工具的位置提高，用科学的方法设置始发导轨，加快运行速度，这样就可以防止“叩头”或缓解“叩头”造成的危害。（4）支撑系统不平衡。在某些条件下，因为盾构机在施工中出现推力或扭动幅度突然变大，致使其失去平衡，就會致使所有的始发工作前功尽弃。要预防支撑系统出现失去平衡的情况，另外，在开始环节及时检查支撑系统状态。
3.2做好障碍物清除工作
开展盾构施工作业，常会遇到地下障碍物，为了保证施工顺利开展，要采取预处理的方式，做好障碍物清除工作，确保盾构能够顺利通过。对于障碍物的清理工作，尤其是锚索拔除，存在着较大的技术难度，常出现拔断问题。基于此，需要做好技术分析，制定完善的拔除方案，力求的一次性拔除，使得盾构顺利通过，保证城市轨道交通系统建设施工进度和质量。
3.3温度失衡问题
温度失衡问题主要体现在冷却水和通风机两方面，具体表现是盾构机机头的温度比别的位置高、油温度骤升、通风不好等。盾构机的正常运行和工作人员的工作效率主要受温度情况的影响。针对温度问题，解决办法如下。（1）合理增加仓内的水量。盾构工作时，增加含水量，可以湿润渣土，缩短刀盘冷却时间，结果良好。（2）严格把关进口冷却水水温。控制冷却水温度在标准范围内。（3）根据施工环境不断改善原有盾构机的通风效果。本工程主要利用机内安装抽风式盾构机，因为天气等原因致使机内抽风力度不强，操作室温度很高。要及时修理，将其改为机内压风。（4）其他问题的避免及解决办法。①当洞口出现水土流失，导致地表塌陷，应该立即封堵和填充地表;②地下水位提升出现水土流失、洞口封堵效果不好时，应该从洞里面向洞口不断灌注浆液，洞口从下而上渐渐封堵、填满地表;③接收架设置不科学，应该立即处理掉刀盘下面的导轨，重新布置接收架;④盾构所处状态控制不合理，致使管片磨损非常严重时，应该立即在此检查到达导线网的情况，加强测量精度的操作标准，一定高度关注接收导轨高程控制。
3.4合理选择盾构法
在城市轨道交通系统建设工作中，盾构施工技术的应用，需要合理选择盾构法，进而保证施工的效率和精度。目前，常用的盾构法如下：（1）椭圆断面盾构法。在具体应用中，盾构机的圆形刀盘，按照相应的角度，开挖前方土体，使其形成椭圆断面，进而满足工程施工要求。有效减少渣土量，便于缩减开挖面积，保证开挖面的稳固性。（2）多圆盾构法。在实际应用中，将圆形刀盘，按照前后相错的形式，连接起来，重叠刀盘中心，开挖多种形式的断面。（3）偏心多轴盾构法。在实际应用中，充分结合主轴和曲柄，将刀架安装固定在曲柄轴上，结合城市轨道交通系统建设工程需求，通过自由拼接曲率分块，形成不同的开挖断面。城市轨道交通系统工程施工中，可以选择的盾构施工法比较多。为了保证工程施工技术应用的效率和质量，进而保证工程施工的质量。
4结语
为适应城市发展需要，盾构技术应加快创新和发展速度，尽早实现自动化、智能化和多样化的目标，并自主研发新型盾构设备，在发挥盾构重要作用的同时提高经济效益。
参考文献：
[1]靳世鹤.兰州地铁盾构隧道施工风险分析与控制措施研究[D].兰州：兰州交通大学，2017.
[2]曹振.西安地铁盾构施工安全风险评估及施工灾害防控技术[D].西安：西安科技大学，2017.
（作者单位：中铁九局集团第四工程有限公司）
关键词：城市轨道交通系统;盾构施工技术;技术要点
1盾构施工技术概述
依据城市轨道交通工程地层情况，可把盾构施工技术，划分为以下四类：（1）以岩层为主的城市轨道交通，典型地区为青岛和重庆等。（2）以砂卵为主的城市轨道交通，典型地区为北京和成都等。（3）以岩层和软弱地层交变为主的城市轨道交通，典型地区为广州和南京等。（4）以软弱地层为主的地下车站和隧道，比如上海。地质条件不同，采取的施工方式不同。在实际应用中，需要结合具体情况来选择。
2技术对比
在我国，按照不同的地层特性，可将城市轨道交通的工程建设分成四类：①砂卵层;②岩层;③岩层和软弱层交替;④软弱层。因工程地质条件有所差异，所以适用的施工方法也不同。纵观城市轨道交通发展历程，其工程建设施工方法主要有以下几种：（1）明挖法：占地面积较大，无法在对交通流量有特殊要求的地段施工，且场地直接暴露在外，易对自然环境造成破坏，现阶段已基本不会用到该方法。（2）盾构法：该方法既不会影响城市各项功能，又不会对周围自然环境造成任何破坏。除了在盾构竖井位置必须占用一定面积的场地外，整个沿线几乎无需设置额外的施工场地，不涉及临时拆装与搬迁，所以十分适宜在城市中应用。盾构施工对地下水没有特殊要求，无需进行降水，而且也不会产生污染、振动与噪声。可将断面尺寸、埋深等作为依据设计专门的盾构机，有着极强的适用性。另外，盾构法还有很高的施工精确度，比如管片制造精度甚至可以达到机械制造水平。因断面无法自由调整，所以对管片拼装与轴线偏位等都提出了很高的精度要求。（3）矿山法：矿山法虽然占用施工场地较小，但其施工所造成的地表沉降较难控制，通常情况下，对地面建筑物及地下管线都有一定的影响甚至造成破坏。同时，施工必须确保开挖面无水作业，因此需要在沿线普遍降低地下水。降水施工需要在地面施工大量的降水井，不仅提高了工程造价，还造成了对地下水的污染，而且在城区道路狭窄和地面建筑物密集区，没有施做降水井的条件。由于人工开挖和支护，因此施工进度慢，作业效率低，劳动强度大，安全性差。施工的防水质量不易保证。施工对地表沉降的控制难度较大，尤其是在不良地质段或地面房屋密集区施工时，很难将地表沉降控制在较小范围内。（4）盖挖法：盖挖法虽然占用场地时间短，对地面干扰小，安全，但施工工序复杂，交叉作业，施工条件差。它多用于修建地铁车站。（5）暗挖法：虽然该方法对地面造成的干扰相对较小，造价低，但由于其机械化程度极低，所以施工进度很慢，需要投入大量的人力，安全风险较大。
3城市轨道交通系统中盾构施工技术问题分析
3.1盾构施工技术容易出现的问题及其解决办法
（1）加固不牢固。在施工初始阶段，出现频率最多的问题是端头土体施工不牢固，其主要的解决办法是考查端头土体的实际状态，针对性地选用合适的加固技术，在加固位置和始发井间会有孔隙，要采用其他的方法解决。（2）打开洞门时有土体坍塌。打开洞门时，经常发生土体塌陷以及流失，如果出现问题的面积小，则可以先破坏洞门混凝土，同时用喷素混凝土将土体临空面紧密封闭起来。（3）开始时盾构工具出现“叩头”现象。在开始的时候，盾构工具接触掌子面、离开加固位置时就会发生盾构工具“叩头”的问题。所以，一般在开始时，要将盾构工具的位置提高，用科学的方法设置始发导轨，加快运行速度，这样就可以防止“叩头”或缓解“叩头”造成的危害。（4）支撑系统不平衡。在某些条件下，因为盾构机在施工中出现推力或扭动幅度突然变大，致使其失去平衡，就會致使所有的始发工作前功尽弃。要预防支撑系统出现失去平衡的情况，另外，在开始环节及时检查支撑系统状态。
3.2做好障碍物清除工作
开展盾构施工作业，常会遇到地下障碍物，为了保证施工顺利开展，要采取预处理的方式，做好障碍物清除工作，确保盾构能够顺利通过。对于障碍物的清理工作，尤其是锚索拔除，存在着较大的技术难度，常出现拔断问题。基于此，需要做好技术分析，制定完善的拔除方案，力求的一次性拔除，使得盾构顺利通过，保证城市轨道交通系统建设施工进度和质量。
3.3温度失衡问题
温度失衡问题主要体现在冷却水和通风机两方面，具体表现是盾构机机头的温度比别的位置高、油温度骤升、通风不好等。盾构机的正常运行和工作人员的工作效率主要受温度情况的影响。针对温度问题，解决办法如下。（1）合理增加仓内的水量。盾构工作时，增加含水量，可以湿润渣土，缩短刀盘冷却时间，结果良好。（2）严格把关进口冷却水水温。控制冷却水温度在标准范围内。（3）根据施工环境不断改善原有盾构机的通风效果。本工程主要利用机内安装抽风式盾构机，因为天气等原因致使机内抽风力度不强，操作室温度很高。要及时修理，将其改为机内压风。（4）其他问题的避免及解决办法。①当洞口出现水土流失，导致地表塌陷，应该立即封堵和填充地表;②地下水位提升出现水土流失、洞口封堵效果不好时，应该从洞里面向洞口不断灌注浆液，洞口从下而上渐渐封堵、填满地表;③接收架设置不科学，应该立即处理掉刀盘下面的导轨，重新布置接收架;④盾构所处状态控制不合理，致使管片磨损非常严重时，应该立即在此检查到达导线网的情况，加强测量精度的操作标准，一定高度关注接收导轨高程控制。
3.4合理选择盾构法
在城市轨道交通系统建设工作中，盾构施工技术的应用，需要合理选择盾构法，进而保证施工的效率和精度。目前，常用的盾构法如下：（1）椭圆断面盾构法。在具体应用中，盾构机的圆形刀盘，按照相应的角度，开挖前方土体，使其形成椭圆断面，进而满足工程施工要求。有效减少渣土量，便于缩减开挖面积，保证开挖面的稳固性。（2）多圆盾构法。在实际应用中，将圆形刀盘，按照前后相错的形式，连接起来，重叠刀盘中心，开挖多种形式的断面。（3）偏心多轴盾构法。在实际应用中，充分结合主轴和曲柄，将刀架安装固定在曲柄轴上，结合城市轨道交通系统建设工程需求，通过自由拼接曲率分块，形成不同的开挖断面。城市轨道交通系统工程施工中，可以选择的盾构施工法比较多。为了保证工程施工技术应用的效率和质量，进而保证工程施工的质量。
4结语
为适应城市发展需要，盾构技术应加快创新和发展速度，尽早实现自动化、智能化和多样化的目标，并自主研发新型盾构设备，在发挥盾构重要作用的同时提高经济效益。
参考文献：
[1]靳世鹤.兰州地铁盾构隧道施工风险分析与控制措施研究[D].兰州：兰州交通大学，2017.
[2]曹振.西安地铁盾构施工安全风险评估及施工灾害防控技术[D].西安：西安科技大学，2017.
（作者单位：中铁九局集团第四工程有限公司）