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摘要：国内很多城市近些年都在修建地铁项目，尤其是一线、二线城市更是几乎都有地铁工程。在国内地铁数量、地铁规模不断增长的今天人们意识到，不同地区的地质需要用不同的施工思路才能够保障安全。地铁作为现代城市的代表作之一，地铁项目能够有效缓解城市地表交通压力，缓和城市人地矛盾问题。但是与普通工程项目相比较，地铁施工难度要更大，复杂程度要更高，需要投入大量物力、人力和资金。地铁项目本身就是地下工程，施工单位需要在地下环境作业。而面对复杂地质条件，如果缺少合适、合理的施工技术将会遇到很大的施工问题，尤其是质量问题和安全问题。面对这样的背景就需要用到盾构施工方法，提高施工安全性和质量。
关键词：地铁项目；复杂地质；盾构施工
随着近年来我国城市化进程的不断加快，交通拥挤情况已经成为城市居民们最担心的问题之一。地铁的出现让城市交通拥挤问题得到了很大程度地解决，其为城市居民出行提供了更多便利。因此，城市居民对于地铁的运行及其建设也都十分关注。在地铁建设施工的过程中，良好的盾构施工是保障工程质量和安全的关键。因此，施工单位应通过合理的施工技术来进行地铁盾构施工，尤其是在复杂地质环境下，地铁的盾构施工技术应用更应该受到足够重视。
1地铁盾构施工的特点
盾构施工是当前地铁工程项目较为常用的施工方式，在地铁巷道施工中，盾构施工按照施工准备、转动刀盘、启动次级运输系统、启动推动千斤顶、启动首级运输系统、停止掘进、安装管片、回填注浆、准备下一层掘进的方式进行施工，有效地提升了地铁工程建设的进度，减小了项目施工对周围环境的影响。从施工过程来看，地铁盾构施工具有以下特征：其一，盾构施工是一种暗挖施工方式，其所面临的地质条件和地面环境较为复杂，需对施工环境进行有效勘测；其二，盾构施工所采用的设备集成化程度、技术含量普遍较高，施工专业性较强。其三，盾构施工涉及专业领域较多，故而对于复合型技术人才的需求较大。
2盾构法在复杂地质中的应用
2.1土压平衡盾构技术
第一步选择合适的模式。土压式平衡盾构机总共有三种生产模式，分别是敞开式模式、半敞开式模式、土压平衡模式。在选择掘进模式的时候，应当结合地层实际条件、表现的特征抉择。一般来说，全断面岩层的掘进需要用敞开式模式。要利用泡沫剂改良渣土。软弱层复杂地层要应用土压平衡这种施工模式，依靠适量膨润土、泡沫改良渣土。这种模式的使用，不可以频繁的调节土仓压力。只要土仓压力比掌子面水压、土压大一些即可。上软下硬类土层以及砂卵石土层的结构要更加复杂，当然这两种类型的土层也可以使用土压平衡这种掘进模式。这种复杂类型的土层在掘进中，土仓压力控制比较难，施工人员必须认真且严肃的对待每一个细节。第二步明确掘进参数。在使用土压平衡盾构机前，施工方需要根据施工现场的地质条件以及隧道埋置深度确定掘进参数。这里的参数包括刀盘转速、掘进速度、扭矩、推力、盾构姿态等等。此外还要做好试验段监测工作，按照试验段监测反馈的数据随时调整施工现场参数。因为施工中用到是土压平衡模式，故要用到螺旋机旋转保障土层动态平衡。施工中要合理控制螺旋机的压力和转速，保障生产有序性。第三步合理控制盾构机姿态。复杂地层的掘进工作需要重点关注盾构机姿态控制要求。尤其是面对土层变化大的地段以及硬岩石层，通常很难轻易地纠正盾构机姿态。根据实践经验，千斤顶是纠正姿态的很好方法，往往能够取得不错效果。当然千斤顶会加剧刀具磨损程度，甚至有可能引发管片错台、盾构机被卡一类的事故。这类地层施工需要遵循慢纠偏、长距离原则。不可以用力过度否则会加剧施工难度。第四步确定同步注浆参数。大多数情况下管片和刀盘有着明显的外径不同。而这种现象会导致拼装好的管片壁厚和围岩之间有时会出现一定缝隙。如果没有及时注浆回填，那么在千斤顶的作用下，管片就会上下浮。对此，复杂地层在掘进中需要做好注浆压力、注浆速度、注浆量控制。以此规避管片的上浮问题。此外浆液在管片、围岩之间往往能够形成厚实防水层。同步注浆中，浆液质量是需要加强管理的。
2.2泥水加压平衡技术
第一步确定泥水性能。确定泥水性能的过程中，最重要的就是确定泥水密度。掘进作业中，泥水是避免开挖面变形的关键。一般来说泥水密度应尽可能高一些，尽量达到开挖土体密度。不过在实践中，如果泥水的密度过大，将很有可能会影响到泥浆泵处理能力，引起泥水处理难和泵运转不达标现象。正因如此才需要合理确定泥水密度、设备性能和土层结构。对泥水来说，含沙量也是关键问题。在强透水性土体作业中，泥水砂石最大粒径和含沙量都会影响到泥膜形成快慢。所以应选择含量合适粒径稍微超过土体缝隙的沙粒。为保障渣土足以满足长距离输送要求，一般泥水流动速度的大小会被控制为160至210米/分。第二步确定掘进参数。复杂地层的掘进作业必须保障切口有着稳定的压力，刀盘和推力的转速应保持低水平状态。可以用调整推进压力、导向油缸长度的方法控制盾构姿态。如果在上软下硬土层作业，那么因为上层的砂层本身没有良好稳定性，所需的切削扭转比较低，下层土层硬度大，对刀具阻力非常大，就会使得刀具出现比较严重的损伤，尤其是软硬土层的交接部位。掘进中，为了防止刀具受到过大荷载，应放缓刀盘转速，提高刀盘扭矩。假设掘进速度过高，就会成为泥水处理压力和泥水输送压力，超挖问题很有可能在此阶段发生。过渡段地层作业要确保泥水设备处理能力和刀具贯入度匹配，速度一般被控制位15至30毫米/分。
3地铁盾构施工问题及解决措施
3.1施工沉降问题
盾构施工对于周围土体扰动较大，这会引发一定的地表变形。通常盾构机掘进方向和顶部位置会发生土体隆起问题，而在盾构机经过地方，随着时间的推移，其会出现一定的变形问题。针对盾构施工中的土体变形问题，应注重两个要点把控：其一，在施工前，应就盾构参数进行优化，同时加强地层监测，尽可能地避免施工过程中土体变形问题；其二，注重注浆方法的有效使用，在施工中，尽可能地确保盾构开挖与注浆防护的连续性，避免开挖后出现盾构隧道塌陷问题。
3.2盾构机盾尾漏浆
引发盾尾漏浆的原因较多：一方面，盾尾刷与盾尾油脂分离式，会降低盾尾刷的工作性能，并引起漏浆现象；另一方面，盾尾油脂质量不符合设备使用要求，或完成管片拼装作业后，未及时处理油脂，可能会造成盾构机漏浆。此外，盾构机漏浆还和注浆压力过大具有较大关系。对此，在盾构机使用阶段，首先应就油脂的质量和油脂泵进行系统管理，同时按照设备使用规范，对盾尾刷进行保护；其次，对盾尾油脂注入量严格控制，确保其符合盾构施工的实际工况；最后，控制盾构机的注浆量和注浆压力，同时对盾尾间隙进行系统调整，避免高压作业下产生漏浆问题。
3.3管片渗水处理
盾构机管片渗水是施工中较为常见的一种问题。在施工前，应先对盾构机管片质量进行检查，设置良好的防水材料，并粘贴止水条，从源头上减少管片渗水现象。同时在施工中，应注意压紧止水胶圈，通过加固防渗结构等方式优化设备使用管理，保证管片作业能力。此外，注重注浆压力的系统控制，避免注浆压力过大或注浆区域缝隙过大等因素引起的渗水问题。
4结语
绝大多数盾构作业中的事故都是因为没有充分考虑水文条件、地质条件所引起的。为了消除负面影响，工程的技术人员需要严格按照掘进施工的技术要点做好参数控制、掘进状态调整，保障工程质量、工程效益。
参考文献：
[1]马建华.地下空间特点与施工技术的探讨[J].江西建材，2020（01）：98-99.
[2]王俊彬.根植复合地层理论体系引领盾构施工技术发展[J].广东科技，2020，29（01）：42-44.