铁四院城地院地下工程所 湖北省武汉市 430063
摘要：从地铁工程的建设来看，其具有施工环境复杂、投资大、周期长、施工难度大等特点，这也就导致施工中存在着多种风险。随着地铁工程施工技术的发展，盾构法逐渐地被应用到地铁项目施工建设中，虽然盾构法对于地铁区间隧道的建设有很多的优势，然而由于所使用的设备投资大、操作要求高、影响因素多，尤其是在具体的施工中还存在很多的不确定因素，这就导致盾构法施工存在着诸多的风险。
关键词：地铁；盾构施工；应用要点
引言
在我国城市化进程飞速发展的背景下，大量人口涌入城市，使得城市压力倍增，地铁能够很好地缓减城市压力，促使城市社会经济飞速发展。目前我国很多城市都在大力发展，不仅为城市居民提供了便利的交通，也带动了城市经济发展。但地铁施工是一项非常复杂的项目，施工环境通常比较复杂，尤其是地铁车站施工，施工难度更大，既要满足地铁稳定运行的需求，也要满足各种功能的需求。因此，地图施工技术对地铁工程施工质量和使用安全都有非常重要的意义。
1 基本概念
盾构法在地铁工程项目的规划和建设中，主要是指地下作业的实施方式。通常在项目开始施工之前，都会对有衬砌的盾构机进行合理的安装，以此来实现土壤的掘进施工，这样有利于为地下工程项目的有序开展提前打下良好基础。盾构施工方式在具体应用时，需要在已经提前选择好的施工区域范围内，对竖井或者基坑进行科学合理的构造。盾构机在该情况下，要严格按照现有的轴线设计标准，逐渐朝着打井的趋势进行掘进。在整个过程中，盾构机在行进到中段时，要在其中安装上对应的千斤顶，同时还要对拼装管片设备等进行科学合理的安装，这样做的目的是为了保证盾构机在日常运行时的效率和质量有所提升。与目前盾构法在整个地铁项目建设中的应用情况进行结合，发现盾构法在其中的整体应用效果普遍比较良好。盾构法在地铁施工中会产生一系列的优势特点，首先由于施工环境多数处于地下，并不会受到天气或者地面环境等一系列因素的影响。整个施工环境相对比较安全，盾构机在其中的正式投入运营，有利于尽可能减少各种不同类型机械设备的投入，对劳动力还能够起到良好的缓解效果。更为重要的一点是，在整个施工中并不会对周围的环境造成任何污染影响，施工噪音普遍比较小。由此可以看出，盾构法应用技术在整个地铁施工中具有非常明显的优势特点。
2 盾构机选型方法
在制订盾构机选型方案时，可以采取以下选型方法：（1）地层渗透系数选型。分析工程现场地质勘察报告，将地层渗透系数作为主要依据，选择适当类型的盾构机。例如，地层渗透系数在 10-7～ 10-4m/s 时，应配置土压盾构机或泥水盾构机；地层渗透系数超过 10-4m/s 时，则应配置泥水盾构机。（2）水土压力选型。在盾构施工期间，当外部水土压力超过 0.3MPa 时，如果配置土压盾构机，则螺旋机难以形成土塞效应，实际掘进效率低下，有可能出现闸门喷涌等问题，应优先配置泥水盾构机。同时，在特殊施工条件下仅可配置土压盾构机时，则采取增加螺旋输送机长度等措施，辅助螺旋机形成土塞效应。（3）颗粒级配选型。从实际应用情况来看，土压平衡盾构机适用于分布粉土、粉砂土以及粉质黏土地基的地铁工程中，地基土壤中的粉粒及黏粒量均超过 40%，所切削渣土容易形成稳定的不透水流塑体结构，便于维持掌子面的平衡状态。反之，在地基土层颗粒中粉粒及黏粒量未超过 40% 时，则配置泥水平衡盾构机。
3 盾构法在地铁施工中的应用技术手段
3.1 盾构初端出洞
在地铁项目的建设中，对盾构法进行合理的应用，有利于保证各环节施工的有序开展，同时还可以为施工质量提供保证。
盾构初端出洞环节在整个项目建设中具有非常重要的影响和作用，同时也是其中必不可少的重要组成部分。盾构机对土层进行切断后，要对整个洞口正对面的土体情况进行有针对性的检查，这样有利于为后续盾构机的使用提供便利条件。洞口如果存在严重的渗漏问题，需要立即采取有针对性的措施进行处理，对土仓内以及前仓土，展开针对性的检查。针对内部的混凝土块进行清除，尤其是对于管片当中的第一环、最后一环拼装位置要进行仔细的检查。对千斤顶在具体施工时的情况进行实时有效的关注，这样能够为盾构位置的确定提供保证。
3.2 盾构机安装和调试
地铁车站盾构施工中，盾构机的规模比较大，通常是以零件的方式运输到施工现场，进行现场安装。为保证盾构机安装质量，需要提前准备一台 450t 汽车吊为主吊设备，另外再选择一台 140t 起重机，作为辅助设备，通过相互配合的方法，保证盾构机能够顺利完成安装，先将盾构机的刀盘吊入到井底，并平稳地放到盾构机机架之上。然后依次将切口节、中间节吊运到盾构机制定的位置之后，在按照盾构机的实际情况进行拼装，刀盘安装结束之后， 再进行切口节安装，都安装结束之后，通过两台起重机相互配合的方法，吊放盾尾，并安稳地放到机架之上进行平整。严格按照盾构机的工作原理和结构特点进行有顺序的吊运、拼装避免发生错接、漏接问题。当盾构机安装结束之后，即可进行通电调试，保证各项技术指标和性能，都达到盾构机稳定性运行的要求，发现问题及时处理。调试结束后，安装好盾构管片和反力架就能开始推进施工。
3.3 盾构掘进控制
（1）盾构姿态控制。盾构机姿态参数由滚动角与俯仰角组成，在盾构施工中，受到施工扰动等因素影响，盾构机姿态会出现程度不一的变化，如果实际姿态与预期姿态产生明显偏差，将影响地铁盾构施工质量。例如，在盾构机俯仰角偏差值过大或盾构机向下俯冲超过一定值后，施工人员难以控制盾构机开展抬头掘进等操作。因此，施工单位应提前构建配套的导向系统，如VMT TUNIS盾构激光导向系统，还应配置全站仪、控制盒、可编程逻辑控制器与接收靶等装置，持续对盾构机的姿态进行监测，计算偏离航向值，通过调节分组缸压力与流量的方式来修正盾构机掘进方向。同时，考虑到隧道内空气质量等因素会对盾构导向测量精度造成影响，为减小测量误差，应开展人工测量作业或将导向系统后视基准前移。（2）掘进推力及速度控制。首先，技术人员应结合工程情况准确计算盾构机的总推力，其为盾构机外壳及土体摩擦力、切土所需推力、后配套牵引力、刀盘上平衡切口水压水平推力、管片及盾尾刷摩阻力之和。同时，施工人员需对盾构机各组油缸的油压值进行调整，以调节盾构机姿态与掘进推力。其次，综合分析盾构机型号与地质条件，将掘进速度控制在合理范围内。例如，当配置S-550型盾构机在全段硬岩地层开展掘进作业时，应将掘进速度控制在10～15mm/min。
结束语
综上所述，盾构法在地铁工程项目建设中科学合理的引进和应用，不仅能够减少对周围环境造成的污染影响，而且该技术手段在施工时的精准度普遍比较高。虽然施工中具有一定风险，但是只要在实践中，对各环节施工技术要点进行严格有效的控制，保证各流程的有序推进，有利于为掘进效率和施工质量提供保证。
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