地鐵盾構空推過暗挖隧道施工關鍵技術

齊洋 任奕

摘要：盾構空推技術在目前城市地鐵建設中應用極為廣泛，它通過地下掘進暗挖隧道的模式，有效減少了成本投入，提升了成洞速度，并且不會受到外界氣候條件的限制，極為經濟合理。但對于一些地層條件比較復雜的情況，該模式還應適當聯合礦山法進行，以保證作業質量。

關鍵詞：暗挖隧道;地鐵盾構空推;關鍵技術

引言

在城市地下空間不斷開發利用之下，其整體漸漸向著深度發展的模式持續進發。其中盾構法由于在隧道施工中具有自動化程度高、對周圍環境的破壞力度小、安全性高、施工質量高等優勢，特別是在那些地層條件比較差，周圍環境較為復雜的情況下，該方式優越性更為明顯，因此在隧道作業備受青睞。而如何安全、快速、高效地空推過暗挖隧道就變得極為重要。

一、關鍵技術分析

（一）準備工作

由于地鐵盾構施工期作業環境主要是巖土，因此實際開展前還應對施工場地的巖土及水文條件進行詳細勘查，同時做好具體的記錄準備工作，并依照實際情況落實相應的應急準備。

（二）端頭加固

為使盾構機在達到礦山法段時不會擠塌其隧道掌子面，還要在礦山法隧道與盾構隧道連接的位置上設置端頭墻。通常就是先通過注漿法對周圍的土體進行加固，再安裝3榀格柵，并給整個斷面布置雙向的玻璃纖維筋，并噴射一定規格的砼，從而形成堵頭。其中砼的厚度還需要進行嚴格把控，通常為50cm[1]。

（三）導臺施工

同時還應重點在暗挖段當中依照盾構機接收和空推路徑作出一個鋼筋砼導臺，以此給后續盾構機接收、空推和二次始發帶來精確導向。在制作時重點使用分段澆筑的方式，每段控制在15m-20m，并應用定制鋼膜。

（四）進行空推

1.設計并安裝工字鋼裝置。由于盾構機千斤頂的行程存在一定限度，無法接觸到后方軌道以及夾軌器，因此這就需要設計一個工字鋼軌道，促使千斤頂能夠延長到后方的夾軌器位置處。

2.調整盾構機姿態。在進入暗挖段前應重點對其設備姿態進行調整，同時根據相關測量導向系統的測定結果進行糾偏。通常其水平控制偏差為0，垂直偏差在±50mm[2]。另外還要將二次注漿穩定管片姿態充分落實，并對礦山法段的斷面情況進行復測，始終關注拱頂的沉降量，對端頭墻洞門尺寸進行檢查，確保盾構機可以安全進入暗挖段。

3.推進。當其設備通過玻璃纖維筋堵頭墻之后就正式進入了礦山空推段，這時候整體就沿著導臺開始推進，整個過程中應重點對推進油缸行程進行調整，確保其行進情況和既定線路完全吻合。在推進過程中，其模式整體應用不建壓模式，一旦推進力超過一定范圍則可以通過螺旋輸送機進行出土，但必須將土量控制好。

4.安裝管片。管片拼裝質量會直接決定最終隧道的防水效果，也會給設備推進姿態帶來影響。在正式安裝前應重點對管片的外觀及配件進行檢查，同時按照分布緊固的形式連接螺栓，禁止一次安裝[3]。實際操作時其順序從下到上即可，完成后再對稱安裝標準塊以及鄰接塊，最后是封頂塊。

5.背后回填。在這之中包含了噴射豆礫石、同步注漿以及二次注漿三個部分（圖1）。

其中豆粒石回填中，一方面是通過大約4.5m的間隔給設備切口位置修建圍堰，避免后續的沙礫及水泥出現前竄的問題;另一方面，管片安裝完后，可以使用其中的注漿孔將豆礫石往后輸送。同步注漿主要是應用該設備之中自帶的一些設施完成，具體需要將注漿量及速度控制好，同時加強圍堰形狀變化監測，一旦形狀變化超過限制，漿體泄漏，還應馬上停止注漿[4]。二次注漿時對上一步驟漿液水分被吸收后的空隙進行填補，確保管片的背后沒有空洞產生。整個過程中重點是要控制好注漿壓力，一旦其超過水土靜壓力時應馬上停止。整個過程還應對管片外觀進行監測，避免因為超壓導致管片出現破裂的問題。封堵洞口則是在設備達到隧道出口位置后，及時對洞口進行封堵，避免產生滲漏問題，具體的封堵方式可以應用管片上的注漿孔實現。

二、施工中的注意事項

（一）加強導臺控制

為了保證施工安全，在盾構機掘進空推前必須完成導臺制作，這是因為它會直接給設備的正常掘進帶來影響，也會給隧道軸線與設計軸線偏差帶來影響，甚至會決定后續的管片拼裝效果。

（二）詳細計算盾構機參數

在正式掘進前需重點對該設備的具體施工參數進行計算。一是構建土壓平衡;二是在試驗路段先進行掘進，并記錄和分析相關參數。

（三）控制空推速度

整個空推過程中必須控制好盾構機的平衡，保護好切削刀，其初始速度通常控制在10mm/min。

（四）確保管片安裝質量

拼裝管片的過程中必須重點對其彼此間的距離變化進行仔細觀察，使其距離控制在規定的范圍內。同時還需對拼裝的圓整度進行控制，使用螺旋將管片擰緊，并應用緊線器完全拉緊，再通過木楔子使管片外部和基座間的空隙被固定好。

（五）控制出土量

整個空推過程必須將出土量作出嚴格把控，對各參數進行嚴格配置，并做好記錄，降低超出正常出土量的情況，避免地面沉降發生。

（六）控制注漿量

注漿量也會給施工品質帶來影響，通常必須控制在注漿壓力的設計值之內，一旦注漿量超過限值就會溢出到刀盤上，進而影響正常作業;但如果注漿量過少，則無法保證基本的注漿效果。

三、結束語

這一施工方式作為一種機械化和自動化程度都非常高的新型隧道掘進模式，打破了傳統明挖淺埋等需要大量人力投入的模式限制，在地鐵作業建設中發揮著至關重要的作用。在實際應用過程中，為避免出現一些新的問題，還可以適當聯合礦山法，進一步把握其關鍵技術的應用措施，加強作業質量控制，給工程安全高效推進帶來更加充分的保障。

參考文獻：

[1]任志超. 地鐵暗挖段盾構空推施工工法分析[J]. 城市道橋與防洪， 2018， No.229（05）：25+272-274.

[2]柴建平. 地鐵暗挖段盾構空推施工工法研析[J]. 工程技術：引文版， 2016（8）：00186-00187.

[3]劉斌俊. 城市地鐵盾構空推過暗挖隧道技術分析——以長沙地鐵盾構施工為例[J]. 中外建筑， 2019， No.221（09）：168-170.

[4]劉毅， 劉耀軒. 地鐵盾構與暗挖隧道對接施工關鍵技術[J]. 建筑技術， 2019， 50（02）：47-50.

（作者單位：中國水利水電第四工程局有限公司）