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摘要:地铁隧道盾构法施工是一种综合性较强的施工技术，涉及到的学科包括机械工程、自动化控制、测量工程、岩土工程等，也是目前我国城市地铁隧道施工的主要方法。在实际施工过程中要不断探索和实践，使这种施工技术逐渐成熟和完善。目前正值城市地铁建设的高峰期，掌握盾构法施工的技术要点，对地铁工程的质量控制具有重要的意义。
关键词：地铁隧道，盾构施工技术，要点
中图分类号：U45文献标识码： A
前言
当前，在城市地铁轨道网络的建设中主要应用盾构法来进行隧道施工，城市地铁施工单位必须要对盾构法做到全面理解和掌握，要熟悉地铁施工盾构法的发展历程，在更好利用地铁盾构法施工原理的基础上，实现盾构法施工特点的有效发挥，以盾构进出、盾构掘进和不良地质施工为切入点，强化地铁施工盾构法的应用，在实现地铁施工盾构法有效应用的前提下，提高地铁施工的质量，完成城市地铁轨道交通的设计目标，为城市和交通发展服务。
1 城市地铁盾构法的概述
隧道开挖方法有明挖法和暗挖法。明挖法：先将隧道部位的岩(土)体全部挖除，然后修建洞身、洞门，再进行回填的施工方法。暗挖法：即不挖开地面，采用在地下挖洞的方式施工。隧道施工的主要技术有钻爆法、新奥法 、盾构法。盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
2 地铁隧道盾构掘进施工准备及要点
盾构机的类型选择对保证工程施工质量、加快施工效率尤为重要，因此需要根据实际工程的地质、水文地质条件、施工环境、工期、机器寿命和经济性等因素进行综合平衡后确定，并保证盾构机开挖尺寸满足地铁隧道设计断面的尺寸要求，而且其开挖功能适用于整条路线的地质条件，从而最大限度地提高工程施工的安全性、可靠性和经济性。在盾构机掘进施工前，需做好始发及到达端头的加固和盾构机的调试工作。由于我国许多城市地铁建设工程均处在土体自稳能力较差地段，特别是线路经过透水性强的松散砂土和含水粘土时必须对盾构始发及到达端头采用注浆、旋喷、深层搅拌、井点降水、冻结法等多种方法进行加固处理，并对加固土体的范围、强度、透水性及均质性进行检查，确保加固后土体的自立性、防水性和强度符合工程施工要求。盾构机下井前，需要对主拼装区场地面的基础进行加固，并进行混凝土硬化处理，确保主拼装区场地能够承受盾构机的荷载重量。为确保盾构在洞内的移动安全，盾构托架必须具有足够的刚度和强度，保证盾构推进方向。在安装盾构始发基座时，应根据出洞口线路平纵曲线条件，适当在设计轴线的基础上抬高 2cm，并对基座进行支撑加固。此外，由于盾构机各部件的外形尺寸和重量均较大，需要在拼装场地进行适当组合装配后运输到吊装场地，以方便盾构机的装配。在盾构机各组成块连接完成后，需要检查盾构机与后方设备及后方台车之间的连接，并对盾构机的刀盘转动情况、刀盘上刀具、推进千斤顶系统、管片拼装机及各种辅助系统进行检测，以保证盾构机的各项功能的正常发挥。
3 地铁隧道盾构掘进技术及要点
3． 1 盾构始发及初始掘进阶段
盾构始发及初始掘进在地铁隧道工程施工中占有十分重要的位置，而且随着隧道埋深、尺寸的加大和周围施工环境的日趋严峻，这对盾构工程始发和初始掘进的技术要求越来越高，常常需要根据实际情况采用多种技术措施保证开挖面地层的自稳性，利用挡土墙和水泥加固土墙作为构筑物防止开挖面崩塌，在不良地质路段必须对地基进行改良，确保开挖面稳定后再进行施工。为确保施工可靠和安全，在洞口初始掘进后，需对初始掘进段开挖面加压，并采用水泥浆封闭隧道壁，使隧道洞口尽早稳定。在具体施工程施工中，为减少盾构推进阻力，始发前需在基座轨道上涂抹潤滑油膏，并在刀头和密封装置上涂抹油脂，减少刀盘上刀头对洞门的破坏。此外，还需严格控制始发基座导轨的标高、间距及中心轴线，防止盾构旋转、上飘，并通过加强监测来及时调整盾构掘进参数，保证盾构的掘进姿态。在盾构初始掘进阶段需要通过试验段掘进获得盾构掘进的各项参数，并通过地表隆陷、地层位移规律的监控量测来对盾构掘进参数进行调整。
3． 2 盾构正常掘进阶段
依据盾构始发及初始掘进阶段确定的盾构掘进各项参数，盾构机就可以进入正常掘进阶段。为使盾构机获得理想的掘进效果，在保证刀盘与刀具的适应性、碴土的流动性和止水性的基础上，还需根据线路沿线的不同地质条件选择不同的掘进模式，通常有土压平衡模式、半敞开式和敞开式掘进三种掘进模式。当盾构通过不同的地层时，应及时改变盾构的掘进工况，并合理设置各种参数，以保证盾构机能够适应地层的变化要求，在保证土体结构稳定的同时，提高掘进施工效率。在具体工程施工中，必须在施工前采用钻探设备对沿线地质情况和土层变化进行测试，以方便盾构机及时调整掘进模式，并保证盾构机在切换到不同地层掘进模式时有 10m 以上的工况过渡段。此外，还需对螺旋输送机的排土速度、盾构机的掘进姿态及地基变形情况进行检测，确保地铁隧道盾构掘进施工的顺利进行。在坡度段施工时，还应严格控制开挖土量、注浆材料的稳定性、隧道内排水情况等，并在上坡时加大盾构千斤顶推力和稳固后方台车。
3． 3 盾构到达掘进阶段
盾构机到达掘进是完成正常掘进后接近到达端头竖井时改变掘进姿态，在采取多种保护地铁隧道土体稳定措施后，按所定路线将盾构机推进竖井的过程。通常盾构到达掘进施工可以采用盾构机到达后拆除挡土墙再推进和盾构机到达前拆除挡土墙再到达两种方法，前者具有工种少、施工性好的优点，被广泛用于地层稳定性好的中小断面盾构工程中; 而盾构机到达前拆除挡土墙再到达的方法需要对地基进行高强度的改良加固，可以提高洞口防渗性和防止地基坍塌，有利于地层稳定，主要用于大断面盾构工程中。在具体工程施工中，为确保盾构机能够准确到达端头竖井，需在离端头 100m 和 50m 时采用自动导向与人工测量相结合的方法及时调整盾构姿态和纠偏，并逐渐降低掘进速度、减少掘进推力，但此过程中由于盾构推力的减少会造成管片反力的降低，使得管片的接缝出容易产生漏水现象，需在每环管片安装四个固定板。
4 结语
城市地铁盾构法施工具有综合性优势，是一种兼具安全性和高效率的城市地铁施工方法，城市地铁施工单位要在机械工程、工程测量、定位和控制技术等方面加强研究，以便有效提高城市地铁盾构法施工的技术运用，进而达到城市地铁施工的质量目标。当前，应该展开盾构的进出、盾构的掘进和不良地质施工等方面的控制，使城市地铁盾构法能够更好地发挥优势，为地铁建设和城市交通发展做出必要的技术支撑和基础性贡献。
参考文献：
［1］ 向昌平.盾构法施工技术在地铁建设运用中的技术问题分析［J］.中国高新技
术企业，2008，（08）：107-108.
［2］ 张振宇.盾构法施工技术在我国的应用与发展［J］.武汉工程职业技术学院学
报，2005，（04）：39-40.
［3］ 杨树荣，王福喜，冯芳霞.谈南京地铁 BT 项目盾构隧道的创新管理［J］.森林
工程，2010，（02）：81-82.
关键词：地铁隧道，盾构施工技术，要点
中图分类号：U45文献标识码： A
前言
当前，在城市地铁轨道网络的建设中主要应用盾构法来进行隧道施工，城市地铁施工单位必须要对盾构法做到全面理解和掌握，要熟悉地铁施工盾构法的发展历程，在更好利用地铁盾构法施工原理的基础上，实现盾构法施工特点的有效发挥，以盾构进出、盾构掘进和不良地质施工为切入点，强化地铁施工盾构法的应用，在实现地铁施工盾构法有效应用的前提下，提高地铁施工的质量，完成城市地铁轨道交通的设计目标，为城市和交通发展服务。
1 城市地铁盾构法的概述
隧道开挖方法有明挖法和暗挖法。明挖法：先将隧道部位的岩(土)体全部挖除，然后修建洞身、洞门，再进行回填的施工方法。暗挖法：即不挖开地面，采用在地下挖洞的方式施工。隧道施工的主要技术有钻爆法、新奥法 、盾构法。盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
2 地铁隧道盾构掘进施工准备及要点
盾构机的类型选择对保证工程施工质量、加快施工效率尤为重要，因此需要根据实际工程的地质、水文地质条件、施工环境、工期、机器寿命和经济性等因素进行综合平衡后确定，并保证盾构机开挖尺寸满足地铁隧道设计断面的尺寸要求，而且其开挖功能适用于整条路线的地质条件，从而最大限度地提高工程施工的安全性、可靠性和经济性。在盾构机掘进施工前，需做好始发及到达端头的加固和盾构机的调试工作。由于我国许多城市地铁建设工程均处在土体自稳能力较差地段，特别是线路经过透水性强的松散砂土和含水粘土时必须对盾构始发及到达端头采用注浆、旋喷、深层搅拌、井点降水、冻结法等多种方法进行加固处理，并对加固土体的范围、强度、透水性及均质性进行检查，确保加固后土体的自立性、防水性和强度符合工程施工要求。盾构机下井前，需要对主拼装区场地面的基础进行加固，并进行混凝土硬化处理，确保主拼装区场地能够承受盾构机的荷载重量。为确保盾构在洞内的移动安全，盾构托架必须具有足够的刚度和强度，保证盾构推进方向。在安装盾构始发基座时，应根据出洞口线路平纵曲线条件，适当在设计轴线的基础上抬高 2cm，并对基座进行支撑加固。此外，由于盾构机各部件的外形尺寸和重量均较大，需要在拼装场地进行适当组合装配后运输到吊装场地，以方便盾构机的装配。在盾构机各组成块连接完成后，需要检查盾构机与后方设备及后方台车之间的连接，并对盾构机的刀盘转动情况、刀盘上刀具、推进千斤顶系统、管片拼装机及各种辅助系统进行检测，以保证盾构机的各项功能的正常发挥。
3 地铁隧道盾构掘进技术及要点
3． 1 盾构始发及初始掘进阶段
盾构始发及初始掘进在地铁隧道工程施工中占有十分重要的位置，而且随着隧道埋深、尺寸的加大和周围施工环境的日趋严峻，这对盾构工程始发和初始掘进的技术要求越来越高，常常需要根据实际情况采用多种技术措施保证开挖面地层的自稳性，利用挡土墙和水泥加固土墙作为构筑物防止开挖面崩塌，在不良地质路段必须对地基进行改良，确保开挖面稳定后再进行施工。为确保施工可靠和安全，在洞口初始掘进后，需对初始掘进段开挖面加压，并采用水泥浆封闭隧道壁，使隧道洞口尽早稳定。在具体施工程施工中，为减少盾构推进阻力，始发前需在基座轨道上涂抹潤滑油膏，并在刀头和密封装置上涂抹油脂，减少刀盘上刀头对洞门的破坏。此外，还需严格控制始发基座导轨的标高、间距及中心轴线，防止盾构旋转、上飘，并通过加强监测来及时调整盾构掘进参数，保证盾构的掘进姿态。在盾构初始掘进阶段需要通过试验段掘进获得盾构掘进的各项参数，并通过地表隆陷、地层位移规律的监控量测来对盾构掘进参数进行调整。
3． 2 盾构正常掘进阶段
依据盾构始发及初始掘进阶段确定的盾构掘进各项参数，盾构机就可以进入正常掘进阶段。为使盾构机获得理想的掘进效果，在保证刀盘与刀具的适应性、碴土的流动性和止水性的基础上，还需根据线路沿线的不同地质条件选择不同的掘进模式，通常有土压平衡模式、半敞开式和敞开式掘进三种掘进模式。当盾构通过不同的地层时，应及时改变盾构的掘进工况，并合理设置各种参数，以保证盾构机能够适应地层的变化要求，在保证土体结构稳定的同时，提高掘进施工效率。在具体工程施工中，必须在施工前采用钻探设备对沿线地质情况和土层变化进行测试，以方便盾构机及时调整掘进模式，并保证盾构机在切换到不同地层掘进模式时有 10m 以上的工况过渡段。此外，还需对螺旋输送机的排土速度、盾构机的掘进姿态及地基变形情况进行检测，确保地铁隧道盾构掘进施工的顺利进行。在坡度段施工时，还应严格控制开挖土量、注浆材料的稳定性、隧道内排水情况等，并在上坡时加大盾构千斤顶推力和稳固后方台车。
3． 3 盾构到达掘进阶段
盾构机到达掘进是完成正常掘进后接近到达端头竖井时改变掘进姿态，在采取多种保护地铁隧道土体稳定措施后，按所定路线将盾构机推进竖井的过程。通常盾构到达掘进施工可以采用盾构机到达后拆除挡土墙再推进和盾构机到达前拆除挡土墙再到达两种方法，前者具有工种少、施工性好的优点，被广泛用于地层稳定性好的中小断面盾构工程中; 而盾构机到达前拆除挡土墙再到达的方法需要对地基进行高强度的改良加固，可以提高洞口防渗性和防止地基坍塌，有利于地层稳定，主要用于大断面盾构工程中。在具体工程施工中，为确保盾构机能够准确到达端头竖井，需在离端头 100m 和 50m 时采用自动导向与人工测量相结合的方法及时调整盾构姿态和纠偏，并逐渐降低掘进速度、减少掘进推力，但此过程中由于盾构推力的减少会造成管片反力的降低，使得管片的接缝出容易产生漏水现象，需在每环管片安装四个固定板。
4 结语
城市地铁盾构法施工具有综合性优势，是一种兼具安全性和高效率的城市地铁施工方法，城市地铁施工单位要在机械工程、工程测量、定位和控制技术等方面加强研究，以便有效提高城市地铁盾构法施工的技术运用，进而达到城市地铁施工的质量目标。当前，应该展开盾构的进出、盾构的掘进和不良地质施工等方面的控制，使城市地铁盾构法能够更好地发挥优势，为地铁建设和城市交通发展做出必要的技术支撑和基础性贡献。
参考文献：
［1］ 向昌平.盾构法施工技术在地铁建设运用中的技术问题分析［J］.中国高新技
术企业，2008，（08）：107-108.
［2］ 张振宇.盾构法施工技术在我国的应用与发展［J］.武汉工程职业技术学院学
报，2005，（04）：39-40.
［3］ 杨树荣，王福喜，冯芳霞.谈南京地铁 BT 项目盾构隧道的创新管理［J］.森林
工程，2010，（02）：81-82.