浅谈地铁隧道盾构法施工技术

黄 涛 蒋根谋

摘要：本文主要从地铁盾构法施工的概述出发，阐述了盾构法对地铁施工的影响，着重分析了地铁施工盾构法施工技术要点，最后提出了盾构机掘进过程中需要注意的若干问题。关键词：盾构法；地铁隧道；施工工艺

一、地铁盾构法施工的概述所谓盾构，主要指一种配有保护罩的隧道开挖设备，其工作原理是在盾构后面带有衬砌，利用它当做支撑点支撑整套设备前进，然后利用刀盘来将岩土切割，并将切割后的岩土碎屑排除，同时将衬砌拼装。而盾构技术是指采用盾构机护盾来对施工隧道进行支撑，起到保护作用，避免在施工过程中出现水的侵入和土方坍塌等状况，对隧道当中的土体进行切割，之后再进行安装管片，最后在进行灌浆施工。在地铁隧道建设中，盾构法施工是在盾构掩护下连续安全地进行地层开挖与管片衬砌支护工作。首先要详细对地铁的整体规划和设计的各个环节进行了解，在地铁隧道某段一端采用明挖方式来建造基坑，其次，把盾构机安装到基坑当中，安装好后再向开挖面挖一部分土，宽度相当于装配式衬砌的宽度，之后再安装盾构反力架等设备形成外部支撑，再次，在盾壳支撑下采用千斤顶把切口环向前方入土层进行装配衬砌和地层开挖施工；最后在装配的衬砌环上通过千斤顶的推力推动盾构，克服盾构掘进中的地层阻力，使盾构连续、连续掘进。二、盾构法对地铁施工的影响在地铁施工中，盾构法的施工主要存在有利的影响和不利的影响两个方面，以下分别就这两个方面进行分析：（一）正面影响在地铁施工中盾构法的有利影响主要有：首先，安全性高，隐蔽性好，盾构法施工是对隧道的暗开挖，对保障隧道施工的安全上发挥很大正面作用。其次，施工效率高，盾构设备操作便捷、具有很先进的机械化操作方式，能够高效施工。并且在工作时的振动和噪音，对周边的环境影响较小。最后，经济适用性高，该技术能够适用于不同的地质条件下，可以分阶段建设多车道隧道。（二）负面影响在施工中，施工土体容易变形，这主要由于：首先，在盾构施工中，若是粘性土层的话，土体很容易出现变形移动；其次，盾构施工时，土体的水平位移将由盾构的推进引起，使土体的水平应力发生变化，进而出现变形；最后，盾构设备与土体间的摩擦也会导致水平位移的出现。一旦出现了水平位移，就容易使临近构筑物现象水平荷载力，为此要加以重视，予以减弱。三、地铁施工盾构法施工技术要点（一）盾构机始发首先，对始发台、反力架和负环的安装定位精度进行严格控制，要确保盾构始发状态和设计的线路相一致。其次，第一环负环管片定位时，管片的后端面应与线路中线垂直。负环管片轴线与线路的轴线重合，负环管片采用通缝拼装方式；最后，盾构中线比设计轴线适当抬高2～3cm，而盾构机轴线要跟地铁隧道的设计轴线保持平行。（二）掘进施工工艺1.掘进模式复合式土压平衡盾构机主要有以下三种掘进模式：敞开模式适用洞身在云开群花岗片麻岩中、能够自稳、微风化地层中、地下水少的地层；土压平衡模式适应土压平衡模型的隧道云开群花岗片麻岩风化岩层自稳，当地层可以有一个更大的流入，构造破碎带、断层、不良地质断层和喀斯特洞很多；半敞开模式适用洞身处于云开群花岗片麻岩强风化地层中、洞身处于软硬不均地段以及有一定自稳能力和地下水的压力不太高的地层。2.盾构同步注浆当管片脱离盾尾后，在土体与管片间会形成一道宽度约172

现代国企研究 2017. 5（下）

为120毫米的环行空隙。同步注浆的目的是尽快填补环形缝，以便尽早支撑地层，防止地面变形过大，危及周围环境的安全。当盾构注浆泵，泥浆泵的储浆罐将由四个独立的矿浆管道、盾尾四套管灌浆，灌浆在每个管道上设有两个调节阀，最大压力时，阀门会使注浆泵关闭时的压力的，另一个阀将注浆泵盾尾密封采用三钢丝刷尾充填润滑脂密封，确保灌浆墙的顺利进行。（三）渣土运输

1.出碴、进料方法使用盾构机进行掘进时，用皮带输送机将压载土卸入压载车内，同时牵引小车缓慢向前移动，压载车充满。在镇流器出碴车，前面的车排放压载材料段和材料的汽车，当充满压载车后，车是汽车的电池材料，能很好的工作，通过挂出来的卸碴门式起重机。2.碴土外运渣土外运主要安排在晚上，挖掘机将坑土为装入封闭式运输车辆，并按照业主的路线运输到指定区域，在现场设置洗车场对运输车辆和施工现场的清洁，以免影响区域环境建设。

（四）盾构机破洞前的掘进为了使盾构机具有良好状态精确出洞，盾构机在出洞前约30米时要进行掘进参数的控制和隧道测量监测。其目的是

为调整好盾构设备的方向，让盾构机可以准确的从预埋的洞门环中破洞而出。洞门应在盾构机到达之前预先凿除。凿门应该从上到下进行，还要防止土体坍塌。四、盾构机掘进过程中应注意的问题（一）进洞时盾构施工参数的计算盾构隧道开挖前必须计算参数，应尽快建立土压力平衡。在开挖过程中，必须建立试验段，严格采集、分析、控制数据。及时总结和开发合同施工技术参数。

（二）推进速度为了保证盾构机和土壤的稳定性，加强切割孔后的土壤，保护刀具，初始速度一般为10毫米/分钟。（三）管片拼装在洞段拼装管片时，应注意在管片之间的间隙变化，保持一定的间隙，必须保证装配质量，特别是圆度、组装时间管片连接螺钉并拧紧及时与卷绕张力、底座和木楔子楔固定

该管片外侧之间的差距。（四）控制出土量严格控制开挖初期的出土量，土体加固范围内，以控制开挖量为核心，各种参数的合理配置，严格保证提前填写记录出土，出土地一环没有解决开挖。（五）注浆量当盾构机尾部进入土体第一环到第三环的时，需加大注浆量，并采用交强注浆材料进行注浆，以保证洞口地面不发

生沉降。盾构到终端工作区后就可以拆除设备，根据实际需要也可穿越施工区继续向前施工。同时，为了避免土体的坍塌，可以对土体进行加固处理。根据隧道土质条件，采用旋喷桩加固土体地表沉降监测。五、结语总之，随着城市化进程的加快，地铁行业得到飞速发展，在地铁建设中盾构法是一项应用广泛的重要技术，如何应用好就成为相关技术人员需认真探索的主题。因此，我们要不断学习和实践，完善创新盾构法隧道施工技术，才能为今后盾构法隧道施工质量、施工安全提供有力的保证。

（作者单位：黄涛，华东交通大学，南昌轨道交通集团有限公司；蒋根谋,华东交通大学）