中铁十七局集团上海轨道交通工程有限公司盾构管理中心 上海市普陀区 200333
摘要：现阶段，社会进步迅速，我国的各行各业建设的发展也有了提高。经济的快速发展，城市化进程推进速度不断加快，对地铁施工的质量要求越来越高。地铁施工中，为了保证施工质量，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。本文针对盾构初端出洞、正式掘入等不同施工环节展开深入的分析，实现盾构法在其中的合理应用。在保证地铁施工有序开展的基础上，能够最大限度保证地铁施工的质量、效率有所提升，为地铁后续投入正式使用的安全性、稳定性提供保证。
关键词：复杂条件；盾构施工；关键技术控制
引言
在社会快速发展的影响下，地铁已经成为城市发展程度标志之一，各城市的地铁项目越来越多。盾构施工是地铁建设中的重要环节，盾构施工设备在长期使用过程中，难免会出现一些故障，对施工效率造成负面影响的同时也会增加安全风险。
1盾构法应用技术在地铁施工中的应用概况
1.1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。
1.2技术优势
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。
1.3应用要点
在地铁施工项目的规划和建设中，由于盾构法在其中的应用涉及到很多方面的内容，所以要针对盾构法的具体应用情况，对其中涉及到的重点和难点进行有针对性的观察。尤其是对于刚刚开始进行工作的竖井，其自身的宽度必须要进行有效控制，通常要比盾构及自身的直径大1.6~2.0cm。通过这种方式在实践中的有效落实，能够保证盾构机在整个竖井当中实现有效的作业，对盾构机拼装时，要将其划分为上部盾壳、主机、切削刀盘以及下部盾壳这几个部分。一般在进行挖掘时，可以直接将计算机作为基础，实现对整个挖掘过程有针对性的控制。
2复杂条件下盾构施工关键技术控制
2.1盾构下穿上软、下硬施工方案
1）沉降超限控制措施。对上软、下硬地层掘进时的地面沉降，主要采取措施包括：施工前期充分做好地质勘探工作，通过地质钻孔确定地层起伏交界面，利用勘察地层资料确定其长度及位置；上软、下硬地层多位于岩土交界面处，根据隧道洞身所处地形，预测不同地段地下水影响，指导掘进施工；根据地层特征合理选择盾构机刀盘，保证刀盘形式、布置及刀具类型与开挖地层相适合。综合本工程特点，工程采纳刀盘形式为辐条式；施工时，严格控制关键参数，如土舱平衡压力、注浆量以及出土量等；盾构机通过后，根据深层土体变形及地表沉降观测情况，及时判断地层损失率，并通过地面注浆、洞内二次注浆等措施进行补救。2）盾构机掘进姿态控制措施。
在同一横断面存在软硬差异较大地层时，会造成盾构机刀具异常磨损、盾构机发生卡机或轴线偏移，对隧道轴线控制造成不利影响。此时主要采取以下控制措施：掘进前对上部软弱地层进行地表注浆（有地面条件时）或洞内注浆，实现掌子面全断面均匀受力，有效避免盾构机刀盘变形。同时，适当降低掘进速度，使坚硬岩层能够被盾构刀盘充分破碎；充分利用盾构机铰接千斤顶，通过改变刀盘倾角达到对硬岩部位加强切割的目的，从而有效控制盾构掘进过程中的轴线；利用现有盾构机进行适应性改造，有针对性地安装加强型滚刀，在刀具布置上，减少边缘滚刀间距，增加其数量，有效提升边缘破岩能力；根据导向结果确定短期内掘进速度，保持开挖速度与掘进速度平衡，避免盾构机因推力过大而上漂；及时更换磨损刀具，防止盾体因开挖直径变小而造成卡机事故；管片拼装点位严格按照掘进线路拟合要求，确保刀盘切削效率；选用性能优异的膨润土、泡沫剂等渣土改良剂。
2.2大坡度施工
2.2.1防管片上浮
1）在保证盾构机不出现磕头的情况下尽量减小上下油缸的推力差，防止由于下部油缸推力过大产生竖向分力，造成管片上浮。2）适当增加同步注浆量，尤其控制上部注浆量，提升管片背后的填充效果，防止管片脱出盾尾后上浮。3）做好管片螺栓复紧。每环推进结束后，拧紧当环管片的全部连接螺栓并在下环推进中在油缸推力作用下进行复紧，克服作用于管片上的推力产生的垂直分力，减少管片上浮。
2.2.2盾构掘进姿态保证措施
1）掘进过程中为保证盾构机垂直姿态，须上下分区油缸产生推力差，防止盾构机栽头，但推力差引起的向上分力会导致管片上浮。因此在盾构掘进过程中应在保证盾构机不出现栽头的前提下，尽量减小上下分区油缸推力差，从而减小向上的分力作用。2）盾构掘进过程中，适当增加隧道监测频率，通过多次测量确保盾构测量数据的准确性并通过监测数据反馈指导盾构推进和纠偏。3）在大坡度地段，由于隧道内通视条件较差，须多次设置新测量点和后视点。新的测量点设置后，应严格加以复测，确保测量点的准确性，防止误测。
2.3小半径曲线施工及曲线接收
小半径曲线盾构掘进对铰接装备、仿形刀要求高，始发前绘制好管片拼装点位图，编排好管片理论排环表。1）加强对盾构推进轴线的控制。由于曲线推进盾构机环环都在纠偏，须做到“勤测勤纠”，每次的纠偏量尽量小，以保证形管片的环面始终处于曲率半径的竖直面内；控制管片的位移量和环面的平整度，以减少位移和管片碎裂现象的发生，从而达到有效控制轴线和地层变形的目的。2）为确保盾构机沿设计轴线推进，必须严格控制盾构出土量，同时根据地面监测情况合理调整出土量。3）严格居中拼装，从而使管片处于较理想状态，确保拼装质量及推进轴线控制在规范要求范围之内。4）隧道贯通前应加强盾构姿态的控制，以使盾构机拥有良好的到达姿态，准确就位在盾构接收基座上。在最后50环推进时，增加人工测量的次数，及时修正盾构机掘进方向，使盾构机保持准确的出洞姿态。5）未能达到预期效果时，应启用超挖刀进行超挖纠偏。
结语
客观的说，在地铁项目盾构施工中，保证盾构设备的高效管理和维保，不仅可以为保证盾构施工效率提供可靠保障，同时对于地铁项目盾构施工的安全性也有积极作用，所以相关人员必须充分重视盾构设备管理和维保方案及制度的制定以及落实执行。
参考文献
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