吕军鹏
中国电建市政建设集团有限公司 山东 烟台 264000
摘要：近年来，随着我国地铁建设的不断完善，人们对地铁复杂程度的研究也愈发深入，其实际建设、施工过程中有关地质结构的影响也愈发受到人们的关注。基于此，文章对在复杂地质条件下的盾构施工技术展开研究，以供相关的工作人员参考借鉴。
关键词：地铁施工；复杂地质条件；盾构施工
1盾构施工技术的概述
盾构施工技术，也称盾构隧道掘进施工技术，是一种现阶段比较常见于地下铁路道路施工的全断面隧道挖掘施工方法，这种施工方法能够依靠着高速旋转并适时推进的大型刀盘，在破壁地下岩石的同时达到预期的地下铁路挖掘效果，是一种能够获得一次成型效果的铁路、隧道施工方法。截至目前，盾构施工技术已经愈来愈多的被应用在了实际的地铁项目施工环节，但是随着其应用的增多，其在施工中存在的问题也逐渐暴露了出来，尤其是在有关盾构施工技术方案的选择环节，方案选择的不正确，很容易造成地铁隧道施工出现相应的安全隐患。由此，合理的选择盾构施工技术方案就成了现阶段人们关注的重点问题之一。
2盾构施工风险分类
2.1人为风险
对于地铁盾构的运行，人为风险也是一个关键因素，其指的就是在地铁盾构施工设计环节没有合理的设计方案。并且施工合同、施工技术都有很大问题，欠缺对财务资金的考虑。以上因素带来的隐患和风险影响十分严重。施工前，必须提前做好各种准备工作，并处理掉各种人为风险，保障施工安全且顺利。
2.2自然风险
在大多数情况下，盾构的建造是在地下进行的，因此它受到许多因素的影响，例如气候和地质灾害，因此在下雨和下雪时应考虑排水。此外，不良的地质状况会加剧诸如倒塌事件之类的施工风险。当然，在大多数情况下，如果可以提前调查不良地质条件并制定处理方法，就可以避免因自然风险而导致的问题，这是消除自然灾害隐患的前提。
2.3机型选型风险
不同盾构机有着不同的性能，盾构机的合理选择才能够保障施工进度以及施工效果。在选择盾构机的时候一定要结合实际情况处理，慎重选择盾构机是保障施工进度、施工质量的关键。盾构机依靠刀盘保障掌子面的稳定性。所以刀盘的设计应当充分考虑地质条件、地质状况。刀具、刀盘等很容易磨损，要配备强度足够的刀盘刀具，使用更耐磨的焊接技术处理焊接刀盘的表面。不同刀具的用途不一样，刀具选择中，单刃滚刀、刮刀、宽刃齿刀都是比较常用的。要合理控制刀具高度和间距。盾尾密封方面容易有失效风险的出现，如果发生泥水泄露，工程有可能有沉降问题爆发。所以应选择密封性良好的盾尾油脂，保障稳定性，将其均匀的抹在盾构机的盾尾，发挥密封作用。此外管片和盾尾刷同样也要选择合适的型号，以免盾尾作业中发生挤压、破损现象。
3盾构施工技术的核心及其优劣
就目前来说，盾构施工技术在地铁工程中的应用，是利用先进的盾构挖进机直接在地下进行作业，并且能够一次性完成地铁的最基础性工作。就盾构施工技术来说，这种施工技术的本质、核心都是一种隧道的挖掘技术，其将各种传统设备与时代发展背景下所产生的自动化技术进行有机结合，从而较大程度上提升了隧道挖掘的效率，同时也在很大程度上优化了实际的工程质量情况。
4地铁复杂地质条件的盾构施工技术
4.1土压平衡盾构技术
4.1.1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，应当要结合地层的实际条件、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。
4.1.2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。
4.1.3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，通常很难轻易的纠正盾构机姿态。根据实践经验发现，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。
4.1.4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，管片就会上下浮动。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。
4.2泥水加压平衡技术
4.2.1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的高一些，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。
4.2.2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。
5结束语
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，保障工程质量和工程效益。
参考文献
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