地铁施工中盾构法应用技术探析

地铁施工中盾构法应用技术探析

薛俊友

中国水利水电第六工程局有限公司

摘要：现阶段，为了降低城市交通压力，为人们日常出行提供方便，地铁得到了广泛重视，逐渐演变为城市中十分重要的一项工程。在地铁施工过程中，隧道建设特别重要，一般是采取盾构法，将盾构机当成隧道的掘进设备，全面应用于地铁建设中，为施工作业开展奠定坚实的基础。

关键词：地铁施工；盾构法；应用技术

地铁有利于城市良好运行，可以对城市密集人群全面分流、解决人们出行不方便的问题，避免交通拥堵。不过在人们日常出行时，很少有人会想到地铁施工。其实地铁施工作为地下轨道交通建设中的一部分，本身对于环境地质技术方面有着极高的要求，整体难度特别高。虽然盾构施工法因为优势高而得到了普遍应用，可是受到环境因素的影响，还有着不同的施工要求，此种方式也有着一定的弊端，这就需要进一步优化该项技术。

1、地铁施工中盾构法应用优势

1.1可以提升作业效率，确保安全性

盾构机具有高效的挖掘、运输和衬砌拼装功能，能实现隧道的连续施工，提高了施工进度和效率。与传统的施工方法相比，盾构法减少了大量的人工挖掘和运输工作，缩短了施工周期，使项目能更快完成。该方式适用于各种地质条件，包括软土、砂土、硬岩等，具有广泛的适用性，进一步提高了施工效率。通过精确控制挖掘速度和盾构机的姿态，能够减少隧道开挖过程中引起的地面沉降和隆起，有效保护地面结构和建筑物的安全。施工中的衬砌拼装紧密，防水性能良好，能够有效防止地下水渗漏，可以实时监测和调整施工参数，及时发现和处理潜在的安全隐患，降低施工过程中的安全风险。随着科技的不断发展，盾构技术也在不断进步和完善。新型的盾构机配备了更加智能和精确的控制系统，能够实现更加精细和安全的施工。

1.2危害性较小

盾构机在推进过程中，能够通过调整挖掘参数和姿态，实现对周围土体的有效控制，减少土体的扰动和变形。有助于保持地质环境的稳定性，减少因施工引起的地质灾害风险。采取盾构机在挖掘过程中，能够同步进行衬砌拼装，形成一道坚实的防水屏障，有效防止地下水渗漏和隧道内部潮湿。不但可以保证了隧道结构的安全稳定，也降低了因渗水问题导致的维修成本和环境影响。该方式可以实时监测和调整施工参数，及时发现和处理潜在的安全隐患。同时，盾构法施工还有一套完善的安全管理体系和应急预案，能够确保在发生意外情况时迅速响应和处理，降低事故发生的概率和影响。

2、地铁施工中盾构法技术应用要点

2.1地质勘察

地质勘察有助于了解地下岩土层的分布、性质以及潜在的地质风险，还能为盾构机的选型、施工参数的确定以及施工方案的制定提供重要依据。通过对地层进行钻探取样和原位测试，查明各地层的岩性、厚度、物理力学性质等，为盾构机的适应性和选型提供依据。评估地层中的不稳定因素，如断层、破碎带、软弱夹层等，预测施工中可能遇到的地质风险，制定相应的防范和应对措施，了解施工区域周边的建筑物、道路、管线等分布情况，评估施工对周边环境的影响，制定相应的保护措施。在地质勘察过程中，还应注重勘察方法的灵活性和精确性，结合实际情况选择合适的勘察方法和技术手段，确保勘察结果的准确性和可靠性。通过详细、准确的地质勘察，可以为盾构施工提供有力的技术支持和保障，确保施工的安全、高效和顺利进行。

2.2合理设置盾构参数

根据地质勘察结果和隧道设计要求，选择适合的盾构机型号和配置，主要包含了盾构机的直径、长度、功率等，以满足不同地层和隧道断面的施工需求。根据地质条件和盾构机的性能调整挖掘速度。在稳定地层中，可以适当提高挖掘速度；而在复杂或不稳定地层中，必须降低挖掘速度以确保施工安全，进尺的控制也需根据地层变化和施工要求进行适时调整。在设置土仓压力和泥水仓压力时，根据地质条件和隧道埋深进行精确计算。通过合理控制土仓压力和泥水仓压力，可以保持开挖面的稳定，防止地层坍塌和涌砂现象的发生。通过调整盾构机的推进方向、纠偏量等参数，可以控制盾构机的姿态，使隧道轴线符合设计要求。

2.3始发竖井

为了确保盾构施工的顺利进行，始发竖井的尺寸需满足盾构机的拼装技术要求。一般来说，井宽必须比盾构机的直径大两米左右，以便为盾构机的组装和作业提供足够的空间，井长的设计也要考虑到盾构设备的拼装空间、施工人员作业空间等因素。在盾构机的始发过程中，始发竖井利用临时拼装管片等承受反作用力的设备，将盾构机从始发口引入地层，并沿预定的线路方向进行掘进。处于该项阶段内，始发竖井的稳定性对于盾构机的顺利掘进至关重要。在盾构机的始发前，还需要对地层加固的质量进行检查，确保加固土体强度和渗透性符合要求，以确保盾构机能够安全、稳定地进入地层进行掘进。充分考虑和规划始发竖井，确保其能够满足盾构施工的各项要求。

2.4盾构拼装

在开始拼装前，确保所有盾构机的部件都已准备充足，按照施工计划和图纸进行核对，选择一个宽敞、平坦且稳固的场地进行盾构拼装，使场地能够承受盾构机的重量，为起重设备和运输车辆的进出提供便利。按照设计要求进行精确对接各个结构，使用螺栓或其他连接件固定。在主体结构组装完成后，安装推进系统。推进系统负责为盾构机提供掘进的动力，因此需要确保其安装稳固且运行可靠。管片拼装机则是安装在盾构机的适当位置，并确保其能够准确地抓取和放置管片。当盾构机组装完成后，进行必要的调试和检查，确保盾构机在投入使用前处于良好的工作状态。在拼装过程中，保持与施工团队的紧密沟通，及时反馈问题和解决方案，通过合理的盾构拼装工艺和严格的施工管理，提升地铁施工的稳定性和掘进效率，为隧道的顺利贯通提供有力保障。

2.5盾构设备的进出洞施工

在进洞之前，需要对洞门进行必要的处理，保持洞门平整且无障碍物，对机械设备的安全装置、现场的安全防护设施等进行检查，确保施工安全。在始发竖井内，按照设计要求将盾构机的各个部件进行精确组装，并进行必要的调试，确保盾构机性能稳定、运行可靠。利用击发装置将盾构机从始发竖井中推出，进入地层。在推进过程中，需要严格控制盾构机的姿态和掘进参数，确保隧道轴线偏差和管片拼装质量满足要求。在盾构机接近洞口时，需要对洞门进行封堵准备。比如在洞门处设置密封装置、准备封堵材料等，防止盾构机出洞时土体和地下水涌入隧道。当盾构机完全脱离隧道后，需要对其进行拆卸和吊运。处于该项阶段内，保持盾构机的稳定性和安全性，防止发生倾覆或坠落等事故。盾构机出洞并拆卸完成后，对洞门进行最终封堵。

2.6避免或减轻管片上浮的措施

相关人员根据管片拼装后上浮的经验值，技术人员在盾构隧道推进过程中，可以将盾构机推进轴线高程降至设计轴线下的一定数值。落实该种措施的目的是抵消管片衬砌后期的上浮量，使隧道中心轴线尽可能地接近设计轴线。在同步注浆过程中，如果浆液不能达到及时有效地固结和稳定管片的条件，应适当控制盾构掘进速度。通常以缓推为宜，推进速度不大于3cm/min。这样可以确保管片脱出盾尾时形成的空隙量与注浆量平衡，尽量避免注入的浆液被水稀释而降低浆液性能，保持注浆的及时性、均匀性和密实性，使浆液能够充分填充管片与周围土体之间的空隙，形成有效的支撑。在盾构施工过程中，加强对管片上浮的监测。一旦发现上浮迹象，应立即采取措施进行处理，根据监测数据反馈，不断优化施工方案和参数，提高施工质量和安全性。

3、结语：

从以上论述来看，按照具体的条件，制定完善的施工措施是提升施工质量、确保施工安全性的关键所在。当前阶段，盾构法技术十分成熟和完善，在未来地铁施工中，也能够起到良好的效果。通过选择合理的施工方式，能够确保地铁行车的安全性。

参考文献：

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