中建八局轨道交通建设有限公司 江苏南京 211100
摘要：城市轨道交通发展迅速，盾构法施工在城市地铁中占有不可代替的地位。隧道设计线路错综交叉、工程地质复杂多样，盾构掘进按照设计线路线型推进，盾构掘进中必须控制好盾构姿态，使盾构贴近设计轴线掘进，确保盾构精准进出洞。
1、盾构姿态控制原则
盾构机的姿态控制简言之就是，通过调整推进油缸的几个分组区的推进油压的差值，并结合铰接油缸的调整，使盾构机形成向着轴线方向的趋势，使盾构机三个关键节，是（切口、绞接、盾尾）尽量保持在轴线附近。以隧道轴线为目标，根据自动测量系统显示的轴线偏差和偏差趋势把偏差控制在设计范围内，同时在掘进过程中进行盾构姿态调整，确保管片不破损及错台量较小。通常的说就是保头护尾。
2、盾构始发与接收段控制
2.1 最初掘进的10米
此时由于盾构掘进的反力由反力架提供，而盾构机的外壳摩擦力也不足，因此防止盾壳的滚动是比阶段的主要问题。在一般情况下都采取低转述，低掘进速度进行掘进。方向的调节主要受控于始发架的定位以及导轨的情况。因此在始发段掘进前一定要先安装导轨才能进行掘进否则肯定会出现机头下垂，无法调向的现象。始发段一般不进行调向，尤其是在推进反力不足的情况下，每组油在工都要有压力，以防止管片挤压不紧而造成的管片错台破损。
2.1 掘进10米至100米
此时已经可以初步调向且主机已经全部进入土休，但是由于反力不足，我们只能进行一个方向的调节，而另外的一个方向只能维持。通常情况下，为了防止盾构机机头下垂，底部油在工的压力会相对较大，而其他的油缸压力较为平均。
2.3 掘进100m至贯通前50m的调向
此段掘进为正段掘进，推力等相关参数都正常，因此严格按照调向原则进行调向即可。
2.4 贯通前50米的调向
一般情况下盾构姿态已经被调节至设计中线附近，但是在姿态没有调节至设计中线偏差范围内时，此时就需要加大调向力度，先将刀盘姿态调节至偏差范围以内保证盾构能够顺利掘出洞门。一般情况下贯通前最后10m ，推力将逐渐减小，调向会比较困难，通常是维持盾构姿态。
因此在出洞10m前时刀盘必须调整到预定的姿态。否则需增加推力进行调向，这样就为贯通带来不必要的隐患。例如提前将掌子面掘塌等，严重时会造成洞门侧墙的不安全。
3、盾构正常掘进段姿态控制
3.1直线段的姿态控制
在进行直线段的推进时，应尽量控制切口位置保持在施工轴线的10mm～＋10mm范围之间，最大控制在施工轴线的－20mm～＋20mm范围之间，左右两侧的推力应始终保持一致，并根据实际的刀盘受力情况作微小调整，使两侧油缸行程保持一致，左右油缸行程差值最大不应超过50mm，合理控制铰接及盾尾位置，使之位置偏差亦控制在－20一＋20mm 的偏差范围之内，如出现超出偏差范围的情况，应及时作纠偏处理，纠偏时切口的位置亦要保持在－20一＋20mm 的偏差范围之内，严禁在纠偏过程中过大的调整切口位置，造成后续推进中的姿态失控；铰接油缸的行程应始终控制在30-80mm 的范围之内，并且左右的绞接油缸行程差值不应超过10mm，如果出现超出偏差范围的情况，应及时作纠偏处理，以保证铰接部位能够起到正常的保护调整作用，避免绞接部件的局部受损。
3.2圆曲线段的姿态控制
圆曲线段的姿态控制在进行圆曲线段的推进时，应提前计算好左右油缸行程的超前量。超前量的值可以通过计算求出，也可以通过AutoCAD绘图直接量取。在推进过程中，切口的控制中心应向着因曲线的圆心方向作出一定量的偏移。偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定，半径越小偏移量越大，推进中应控制切口位置保持在设定的控制中心附近，正常施工时的误差不应超过-10-+10mm，最大应控制在-20-+20mm间，左右两侧的油在工推力应始终保持有一定的差值，并根据实际的刀盘受力情况作微小调整，使两侧油在工行程差值与才是前计算得出的超前量的值保持一致，左右油缸行程差值与超前量之间的最大误差不应超过10mm。
3.3竖曲线上的姿态控制
竖曲线上的姿态控制相对比较简单，主要控制好盾构的坡度变化，在进行直线段的推进时，应尽量控制切口位置保持在轴线附近，正常施工时的误差不应超过-10-+1Omm,最大应控制在-20-+20mm之间，同时控制盾构机坡度与设计轴线纵坡基本保持一致，最大误差不应超过2% ，应根据实际盾构坡度值调整好上下两组推进油在工的推进油压，使盾构机的坡度保持在稳定的状态下，并根据实际的刀盘受力情况作微小调整，使上下油缸行程保持一致，上下油在工行程差值最大不应超过50mm，合理控制铰接及盾尾位置，使之位置偏差亦控制在－20-+20mm 的偏差范围之内，如出现超出偏差范围的情况，应及时作纠偏处理，纠偏时切口的位置亦要保持在－20-+20mm 的偏差范围之内，严禁在纠偏过程中过大的调整切口位置，造成后续推进中的姿态失控；铰接油在工的行程应始终控制在30-80mm 的范围之内，并且上下的铰接油在工行程差值不应超过10mm ，如果出现超出偏差范围的情况，应及时作纠偏处理，以保证绞接部位能够起到正常的保护调整作用，避免绞接部件的局部受损。
3.4均一地质情况下的姿态控制
一般情况下，盾构方向偏差控制在20mm之内，缓和曲线及园曲线段控制在30mm 以内，曲线半径越小，控制难度越大。这将受到设备状况，地质条件及施工操作等多方面因素影响，在地质均一的地层中控制姿态较容易，方向偏角（趋势）一般控制在5mm/m以内，特殊情况下控制在10mm/m 以内。否则会带来管片错台破损等不利后果。
3.5上下软硬不均的地质且存在园曲线段的线路
当开挖面存在上下不均时，为防止盾构机机头下垂，一般情况下要保持上仰姿态，掘进时注意上下两端及左右两端的油在工行程差，一般控制在50mm 以内，特殊情况下一般不超过60mm 。
3.6左右软硬不均且存在园曲线段的线路
当存在左右不均且又处于园曲线时，盾构机的方向控制将会比较困难。在此情况下，可适当的降低掘进速度，合理的分自己各区域油在工压力。必要时，可将水平偏移角放宽至10mm/m，以加大盾构结构向力度。当以上操作均无效时，可通过换刀作业增加开挖面的方式来调整方向。因此在盾构过圆曲线段前，一方面要提前进行方向的调整，另一方面要在适合的地点进行换刀作业，确保能够顺利的通过。
4、总结
盾构掘进施工中，通过对盾构掘进不同线路线型、不同地质工况环境下的预判，提前调整盾构掘进姿态，能够使盾构贴近设计轴线掘进，以良好的盾构完成盾构掘进施工，精准进出洞。
参考文献：
[1]罗锋.软弱地层盾构姿态控制及预控措施[J/OL].施工技术:1-4[2020-11-24].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2831.TU.20200428.2045.008.html.