浅析盾构技术在城市地铁施工中的应用--中国期刊网

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浅析盾构技术在城市地铁施工中的应用

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：孟儒双

[导读] 摘要：在我国城市地铁工程建设中，盾构施工技术的应用较为广泛，盾构技术的应用过程中管控要求较高，施工中技术管理人员要根据地铁系统建设需求部署科学的施工方案，本文就地铁盾构施工技术的特点进行了分析，而后就其应用进行了探讨，提出了地铁盾构技术管控优化建议。

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        摘要：在我国城市地铁工程建设中，盾构施工技术的应用较为广泛，盾构技术的应用过程中管控要求较高，施工中技术管理人员要根据地铁系统建设需求部署科学的施工方案，本文就地铁盾构施工技术的特点进行了分析，而后就其应用进行了探讨，提出了地铁盾构技术管控优化建议。
        关键词：盾构技术；城市地铁施工；技术应用
        引言
        盾构技术是一种应用操作简便、对地面扰动较小的城市地铁隧道掘进施工技术，地铁盾构施工技术操作过程中有诸多细节需根据实际情况进行严格控制，提升盾构施工中安全及质量管理效果。
        1盾构技术工作机理分析
        盾构法施工技术在地铁隧道工程施工中应用得较为普遍，其施工中盾构机发挥着决定性作用。盾构机盾壳在掘进施工中发挥着着良好的支撑作用，而结合推进油缸、刀盘结构就形成了完善的盾构体系，这一设备在实际施工中具有稳定性较高、施工安全风险小的特点，并且由于盾构施工中不需要将地面土层挖开，对地面交通、生产生活的影响较小，因此在城市地铁系统建设中得到了广泛应用。隧道开挖施工过程中刀盘快速旋转切削前方土体并通过运输设备将切削渣土运送走，而同时油缸助推能够驱动盾构机向前，从而达到掘进的施工目的，盾构施工过程中岩土扰动较小，对地面结构不会有太大影响，为了强化地面沉降控制效果还需要辅以注浆加固操作。在地铁隧道盾构施工掘进中，施工质量的影响因素较多，而最重要的因素就是盾构施工技术控制。
        2地铁隧道工程施工技术控制要点
        2.1盾构机进出洞的严格控制
        盾构机施工的重要操作环节包括进洞及出洞，在盾构机进洞操作前要做好施工路线规划及控制工作，以便调试好盾构机操作参数，并且盾构进洞前需对施工路线上的地质环境进行全面勘察，否则会导致轴线偏差，在进出洞操作中要做好严格控制，以保证盾构掘进有序、高质量推进。
        2.2盾构机施工参数调整控制
        在盾构施工中，盾构机的各项参数对掘进质量有较大影响，在进行盾构掘进施工前要对诸多参数进行科学调整，比如注浆量、注浆方式等，并要做好测量及轴线控制，在施工中还应密切观察地表沉降监测参数，超限后要立刻进行盾构参数调整。
        3盾构技术在城市地铁施工中的应用
        3.1盾构掘进阶段施工技术
        其一，盾构试掘操作过程中施工团队技术人员必须根据施工技术方案及工艺技术要求进行试掘进，并且要在盾构机安全出洞之后对掘进前一百环的信息进行综合分析，并且为地铁工程项目建设提供更加合理的施工参数设置方案。其二，在确定出盾构施工最佳施工参数后，施工人员就应基于此进行盾构机参数调整，之后便可正式开始掘进作业。首先，盾构机掘进过程中除了要时刻保证其姿态正确外，施工人员还需要根据施工参数利用计算机控制系统对盾构机刀盘转速、设备掘进方向以及速度等进行科学合理的控制。
        3.2掘粉砂层阶段施工技术
        地铁施工常受到城市地铁隧道线路周边地质条件的影响。对盾构法而言，粉质黏土类型的土层等软土地层是最为有利的环境，然而在实际作业过程中，还是会遇到穿越粉砂层的情况，这在很大程度上增加作业难度，因此必须要采用有效施工技术来确保该阶段施工得以顺利完成。
        3.3地铁盾构机进出洞施工技术
        首先，由于地铁工程盾构机进出洞施工工序往往较为复杂，为了避免产生轴线较大误差、延误进度以及增加成本投入，施工企业应当结合地铁工程前期地质勘测数据设计出一条盾构机施工路线，随后组织相关技术人员与专家进行审查，以此保证该路线的科学合理性。

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其次，确定好施工路线后，企业还应充分依据地铁工程所经区域地质环境实际进行审查，以此确认盾构机是否具备进出洞的条件，而当某段地铁工程地质环境无法达到盾构机进出洞条件时，企业应结合该段地质情况采用另外一种施工方法，从而保证盾构机进出洞施工顺利进行。
        4地铁盾构施工过程中技术控制措施
        4.1优化盾构施工技术人员的综合能力
        盾构机在地下工作时，要根据地面沉降监测信息反馈情况，进行盾构机操作参数的调整，因此对技术要求较高，盾构机操作人员必须接受专业技能训练，并且要保证通过考核获取了盾构机操作资格证书，在施工前要对盾构掘进施工技术方案进行交底，交代好本次盾构施工的难点以及各种问题的预防措施，保证在盾构施工中发生任何问题盾构操作人员都能够灵活应对，在施工前要做好全员质控动员，强化盾构施工参建团队人员都能够秉持质量至上原则对盾构施工过程进行严格技术控制。
        4.2对盾构施工物料进行严格控制
        盾构施工中物料分为两种，一种是施工用材料，例如注浆水泥等，另一种则是施工设备，主要是盾构机及其辅助设备。首先在盾构施工工程中要做好原材料控制，对于水泥材料进行严格的性能筛选，选择抗渗能力强的水泥材料，并控制好水灰比，保证注浆混凝土材料的整体施工效果，在施工操作前要对水泥材料进行严格质检，保证其强度、稳定性等性能参数都符合施工要求。其次对盾构用管片进行质量检验，保证管片材料没有裂纹、变形、断裂等质量问题，并要对其受力性能进行检验，确保能够在盾构项目施工中承受足够的土体压力。最后要对外加剂进行严格选择，并要做好质量控制，在注浆材料中可以加入一些早强剂等性能优化添加剂，保证盾构施工中注浆加固的效果。除此以外，在盾构施工前要对盾构机及其辅助设备进行全面运维检测，保证其运行正常后才能开始施工。
        4.3盾构施工中做好问题控制
        盾构施工需要在地下狭窄空间进行掘进，施工环境逼仄、潮湿，地质条件对盾构施工质量影响较大，因此必须在盾构施工中控制好各种质量病害问题。掘进施工中要通过科学注浆加固、管片铺设调节等方式强化盾构隧道的支撑作用以缩减沉降，同时还应重视盾构施工中自重及反力平衡的控制，尤其是在盾构施工中出现反力开挖施工需求的时候，必须做好控制，以防发生涌水涌砂等事故问题。
        4.4盾构施工中应中地下管线以及地面建筑的保护
        在盾构施工中由于需要对地下土体结构进行开挖，因此就会对岩土结构进行扰动，对地下管线网络也会造成影响，在开挖前要对施工区域的地下管网进行信息摸排，尤其要了解地下管网的布设位置，还应分析区域地质情况，如果属于上软下硬、富水土体就要根据需求做好加固方案设计，以降低对地面建筑的影响，如果施工中发生了地面建筑的过度沉降就要及时采取注浆以及桩基加固措施来保护建筑。
        4.5利用信息技术对施工方案进行检验
        在进行盾构施工前要采用BIM信息技术对盾构方案进行检验，对施工过程进行虚拟分析，一旦发现问题就要及时采取措施进行施工方案的调整。施工中还应布设全面的隧道施工沉降监测体系，保证盾构隧道施工中中各部位沉降控制的效果。
        结束语
        总之，在我国城市交通系统施工建设中，地铁工程盾构技术操作的控制需求较高，因此要在盾构材料、盾构技术人员等方面进行严格管控，在施工前还应对盾构施工区域的地下管线情况、地质条件进行全面勘察，提升盾构施工技术的安全控制效果，进而保证盾构隧道施工的有序进行。
        参考文献：
        [1]任锐.盾构技术在城市地铁施工中的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2018，（13）：1696.
        [2]房立红，陈成鹏.盾构技术在城市地铁施工中的应用[J].建材发展导向（下），2018，16（3）：258.
        [3]王兴伦.盾构技术在城市地铁施工中的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2017，（31）：883—883.