李亮
中铁上海工程局集团有限公司城市轨道交通工程分公司 安徽宿州 235211
摘要：隧道盾构施工技术是一种利用盾构机在地面下进行掘进的暗挖隧道施工方法，被广泛应用于地铁、公路、市政等道路交通市政工程。本文主要对隧道盾构施工技术进行浅要的介绍并着重探讨施工中的技术要点，以供相关行业人员参考。
关键词：隧道；盾构施工；技术要点
随着我国城市化建设进程的加快城市交通拥挤的问题也愈发明显，地铁作为能够有效缓解城市地面交通压力的基础工程设施，近年来得到了快速的发展，全国的大、中城市都在加快实施地铁工程建设。隧道盾构施工技术是地铁建设中非常重要的施工技术，能够不影响地面通行的情况下完成地铁隧道的掘进工程，对城市轨道交通建设有着十分重要的作用。因此，加强隧道盾构施工的技术要点研究对于提高城市轨道交通建设来说，就必然成为技术人员需重视的课题。
一、盾构施工技术简介
1、盾构施工技术
盾构施工技术是以传统顶涵施工、桥涵结构路测预制工艺为基础，改进结构顶进支护方法后形成的一种新的暗挖掘进施工技术，施工时盾构从竖井或基坑外壁开始沿事先设计好的掘进轴线向目标侧的竖井或基坑孔洞推进，抵达接收井完成隧道的掘进施工[1]。在能够建造盾构竖井、土质相对均匀、土深大于6米的施工环境下均可应用盾构施工技术进行隧道工程的建设。
2、盾构机的工作原理及分类
盾构机是施行隧道盾构施工技术的必备专业工程机械，一般可分为挤压式盾构、机械盾构、气压式盾构、泥水加压盾构等类型，具有振动小、施工速度快、不受地面因素影响、安全可靠等特点。其工作原理为利用圆柱体的钢组件沿设计好的隧洞轴线对施工区域的土壤进行掘进，组件的壳体形成一个具有支护作用的护盾，承受土层及地下水的压力并在挖掘隧道的同时对隧道结构进行衬砌，完成隧道掘进的施工目标[2]。
二、隧道盾构施工技术要点
1、施工区域的勘测
隧道盾构施工技术的实施必须满足一定的要求，如果对施工现场的地质结构、特点和施工环境进行认真仔细的勘测就贸然采用盾构施工技术，很可能会在盾构机进场后出现各种问题导致盾构机卡死，造成施工进度中断和经济上的损失，所以在选用隧道施工技术开展施工前，技术人员应先对施工区域进行全面的勘测。首先，技术人员应对施工区域的土层进行结构勘察，确定土层性质及有无较硬块石地段避免盾构机推进受阻影响施工进度；其次，应严格按照施工设计的要求对土层压力进行测试，以便在盾构施工中保持开挖面的土层稳定，减少施工对地面产生大的干扰。
2、盾构机的检查
盾构机是隧道盾构施工技术中最重要的组成部分，也是执行掘进施工的关键工程机械，在开始施工前，技术人员应首先对参与施工的盾构机进行全面彻底的检查，包括动力系统的性能是否良好；刀盘、刀片是否符合施工要求；制浆设备是否调试合格等测试检查工作，确保施工中盾构机能够安全稳定的运行，尽量避免在隧道盾构施工的过程中出现卡机的情况，造成施工中断。此外，施工前技术人员还应对施工现场的周边环境进行一定的检查，确定隧道之间或者隧道与其他建构物之间的间距符合相关的标准要求并提前做好保护措施，保证隧道盾构施工的顺利开展。
3、进行掘进试验
在隧道盾构施工开始时，为保证施工技术的可行性一般会截取隧道工程的首段作为盾构施工的试验区域，待盾构机完成此段区域的掘进后，技术人员通过对盾构机在该段区域中的作业表现进行评价分析，确定盾构机运转正常不会出现问题后方可进行接下来的掘进施工。
掘进试验的技术要点主要有两点，一是手段的试验区域应不小于45m的距离；二是如果施工范围较长，技术人员应对试验段的地质参数和盾构机的运行数据进行完整的记录，方便后续施工中地质条件产生变化时对盾构机运行参数进行适当的调整。
4、控制掘进速度
在隧道盾构施工过程中，盾构机的掘进速度控制也是非常关键的技术要点之一。掘进速度过快容易增大盾构机的振动幅度导致掘进方向偏离设计轴线，而速度过慢则会减缓施工进度，影响工程效益。因此在施工过程中，盾构机操作人员应结合施工现场的实际情况合理控制盾构的掘进速度。操作人员应在盾构机刚刚启动时先以较为缓慢的速度向前推进一段时间，待运行稳定后再逐渐提升速度到达施工设计所规定的速度峰值，直到接近接受区段后再将推进速度放缓完成整个施工过程。一般情况下，在掘进速度达到峰值后操作人员应尽量使速度值稳定在一个固定的区间内，以降低盾构机对土层产生的扰动，但如果在推进途中遇到了阻力较大的障碍物则应适当降低推进速度，避免造成盾构机发生振荡或卡死的情形。
5、管片纠偏
在隧道盾构施工中管片如果发生偏移会直接影响到隧道工程的质量，因此在安装管片时必须做好管片纠偏的工作使衬砌环面和设计的轴线能够始终保持垂直。在实际施工中进行管片纠偏通常是使用千斤顶来完成，如果发现管片偏离轴线技术人员应利用千斤顶的行程及时纠偏；当无法达到纠偏效果时可采用加贴纠偏楔子的方式辅助千斤顶完成纠偏。但是要注意纠偏过程中技术人员应保证管片纠偏的精确度，避免纠偏范围过大导致盾构机振动加剧对土层结构造成干扰，引发地面沉降、环缝漏水等问题。
三、隧道盾构施工中地表沉降问题的解决措施
1、土体位移引起的地表沉降
隧道盾构施工技术是采用钢体组件向土体前方掘进并将挖出的土方运送指盾构机尾部排出的一种暗挖掘进技术，这种掘进方式虽然增强了隧道施工的安全性，但也由于支护结构的遮挡使施工人员难以在盾构机的掘进过程中对盾构机机头及两侧的挤土进行有效的清理。特别是施工范围比较长的隧道工程，当前方的土体堆积过多的时候就更容易挤压土体导致土体位移，引发施工区域的地表沉降，所以施工人员在开展隧道盾构施工时，应密切关注盾构机的开挖出土量和开挖尺寸，当开挖尺寸出土量明显不符时，操作人员就应适当调整盾构机各项功能的运行参数加快盾构机的排土速度，必要时可适当降低盾构机的掘进速度，避免土体位移严重增加地表沉降的概率。
2、地下水入侵导致的地表沉降
在隧道工程当中地下水入侵是造成地表沉降的主要因素，采用隧道盾构施工技术一样避免不了地下水入侵的问题，盾构机在掘进的过程中截断地下水层后，溢出的地下水会顺势灌入已经挖掘好的隧洞，冲刷盾构机刚刚完成的衬砌，使隧洞结构不稳出现塌陷导致地表沉降。因此为了在施工中避免这种情况的发生，需要技术人员在施工前就加强对土层性质和地下水文环境的勘测，选择适合施工区域地质条件的盾构机进行盾构施工并在施工中随时调整盾构机的运行参数，降低地下水侵入隧洞对隧道工程产生的影响。
3、盾构机偏移造成的地表沉降
盾构机在进行掘进工作的时候由于各种因素的影响，可能会发生掘进速度过快的情况。盾构机的油缸为满足盾构机的速度需求增大工作负荷，会使盾构机本身的振动频率和振动幅度加大，从而导致盾构机发生偏移破话隧洞的结构稳定造成地表沉降，所以操作人员在操作盾构机进行掘进作业的时候，应根据事先测定的地质信息等基本数据，科学设定盾构机的推进速度以保证盾构机的运行稳定，杜绝因人为失误或设备缺陷造成地表沉降的可能。
结束语
综上所述，盾构施工是城市轨道交通建设中隧道工程的中应用最为普遍的施工技术，能有效提高掘进工程的工程质量和施工效率。相关技术人员应不断提高自身隧道盾构施工技术的专业水平，熟练掌握施工技术要点，减小施工过程中出现事故的可能，提升隧道工程的施工质量，为促进城市轨道交通建设发展增添动力。
参考文献
[1]杨坤.城市轨道交通隧道盾构施工关键技术探讨[J].中外建筑,2019(4):204-205.
[2]卢永炜.城市轨道交通盾构掘进施工技术与质量控制[J].中华建设,2019,185(8):155-156.