地鐵盾構法施工問題及解決方案

張 偉

（四川 成都610031）

0 引言

在地鐵隧道的施工過程中，要科學規劃工程項目。 要依據施工范圍的地質條件，制定科學的施工方案，進行合理施工技術的選擇，針對具體施工中出現的實際問題，要制定妥善的處理辦法，根據工程實際情況，制定的措施要保證在較長時期內均可使用，從而有效避免以后施工中的問題出現。 只有選取正確的施工技術，科學分析施工范圍內的地質條件，才能順利完成地鐵隧道的施工任務。

1 地鐵盾構施工

盾構是地下隧道挖掘的專用設備，它的技術含量非常高，盾構設備內部裝配有推進裝置、擋土裝置、出土運輸裝置和一些輔助設備等，它的自動化程度很高。 而且地鐵盾構施工的流暢性很強，能夠在高效運行的同時，不受到外界和地上交通流量等的影響。隨著科技的逐漸進步，地鐵盾構施工技術也在日益的完善和突破， 機械化和自動化水平逐漸提高，能夠適應不同類型的地層。 地鐵盾構施工屬于暗挖隧道的范疇，這種施工技術被廣泛使用是因為盾構施工能夠在城市中心或者交通流量較大、使用頻率高的場所進行施工， 但是對這些地上環境的影響和干擾非常少。 地鐵盾構施工，能夠適應城市的多種地質，而且施工精確度較高，能夠提高地鐵工程的整體質量，并且相對其他挖掘措施較為經濟。

2 施工中具體問題預防及處理措施

2.1 刀盤及土倉聚積泥餅的處理和預防

在粘土地層中，盾構機掘進易造成泥餅，致使盾構掘進荷載增加，進而提升噴涌發生的危險系數，所以為防止此類問題導致的出土和掘進困難，應采用以下對策:為改善土體的和易性，防止粘土結塊，應在掘進時注人適量的泡沫劑；為提高攪拌的范圍和強度，應在刀盤背面和土倉隔板上設置攪動棒，如此還可借此在土倉隔板的預留注水孔內注水，以對刀盤和土倉進行及時的清洗；提高空轉刀盤的旋轉速度，以確保泥餅在離心力作用下盡數脫落；在開挖面穩定的基礎上，可進行人工人倉的泥餅清除工作。

施工時，盾構以均勻速度穿越河道，要避免由于盾構設備故障而停止在河道下部。加強盾構機前方管理及注人防水劑等措施，以防止漏水。通過調整盾構掘進速度及出土量和實施背后注漿，減少地基沉降。

2.2 盾構法施工精度控制及糾偏

通過利用盾構機的ROBOTEC 導向測量系統可以實現在掘進中盾構機的定位、管片定位和管片安裝順序的測算。 為確保該自動導向系統的準確性，在盾構機零位測量時安裝人工測量標志，對其進行定期檢查和不定期檢查，避免因系統自身原因而引起施工誤差，從而保證整個隧洞的貫通。加強同步注漿管理，合理注漿量和適當注漿壓力，防止隧洞下沉或上浮。 如果由于地質條件的突變或盾構機操作的失誤，引起線路偏移，必須進行糾偏，在盾構機糾偏過程中必須注意如下事項:在改變刀盤轉動方向時，應保留適當時間間隔，切換速度不宜過快;根據掌子面地層情況及時調整掘進參數，避免引起更大的偏差;蛇行的修正應以長距離慢慢修正為原則，如修正得過急，蛇行反而更加明顯。 在直線推進的情況下，應選取盾構當前所在位置點與設計線上遠方的一點作一直線，然后再以這條線為新的基準進行線形管理。 在曲線推進的情況下，應使盾構當前所在位置點與遠點的連線同設計曲線相切。

2.3 泥餅問題

在穿越粘性土層時，盾構機刀盤一般是在高溫、高壓中進行掘進的，在這種環境中，粘性土易壓實固結產生泥餅，特別是在刀盤的中心部位。 當產生泥餅時，掘進速度急劇下降，刀盤扭矩也會上升，大大降低開挖效率，甚至無法掘進。 施工中主要采取下列預防措施防止泥餅的產生：加強盾構掘進時的地質預測和泥土管理，特別是在黏性土中掘進時，應密切注意開挖面的地質情況和刀盤的工作狀態；增加刀盤前部中心部位泡沫注入量并選擇較大的泡沫注入比例，改善土體的和易性,減小渣土的黏附性，降低泥餅產生的幾率，必要時螺旋輸送機內也加入泡沫，以增加碴土的流動性，利于碴土的排出；在到達黏性土地層之前把刀盤上的部分滾刀換成刮刀，增大刀盤的開口率；在刀盤背面和土倉壓力隔板上設攪拌棒，以加強攪拌強度和范圍；一旦產生泥餅，可空轉刀盤使泥餅在離心力的作用下脫落，必要時也可在確保開挖面穩定的前提下進行人工進倉清除。

2.4 盾構機滾動處理措施

2.4.1 盾構機的滾動監測方法

將水準儀架設在盾尾， 選盾構機左右對稱的兩根千斤頂進行測量，所選千斤頂間距離要適中不能過短。 測量時要求兩干斤頂伸長量相等，然后在兩千斤頂相對的同一位置立尺，測量其高差，再根據兩千斤頂間設計距離。

2.4.2 盾構機滾動處理措施

在盾構掘進過程中， 主要采取以下措施來防止盾構機的旋轉：掘進時，應對癥下藥，即采用加注泡沫，或者膨潤土的方式減小刀盤扭矩，從而達到有效消除盾構機產生旋轉的外力的目的。為保證注漿量，應及時進行注漿， 并靈活使用活性漿液等對策提高盾構周邊摩檫力，以達到有效控制盾構旋轉的目的。 若盾構旋轉出現偏差，則應用改變刀盤旋轉方向的方式進行調整。為達到有效控制盾構機旋轉角度的目的，應適當放慢推進速度，并使用刀盤正、反轉予以控制。

2.5 開挖面失穩

可能造成開挖面失穩的風險因素是開挖中前方遭遇流沙或發生管涌，盾構機將發生磕頭或突沉；開挖中前方地層出現空洞，導致盾構機軸線偏移、沉陷以及隧道塌方冒頂；盾構機推進過程中，出現超淺覆土，則會導致冒頂；盾構推進中突然遇到涌水，導致盾構機正面發生大面積塌方等。可采取以下措施預防開挖面的失穩：控制推進速度，維持排土量和開挖量的平衡；控制好壓力艙的應有壓力，防止開挖面失穩；使開挖下來的渣土具有塑性流動性， 并使渣土確實充滿壓力艙內，同時還應使開挖下來的渣土具有止水性；超淺覆土段，一旦出現冒頂、冒漿隨時開啟氣壓平衡系統。

3 提高盾構施工法的工程質量措施

3.1 培訓必須全面持久，具有良好的施工技能技巧

為了進一步提高施工質量，減少安全事故的發生，施工企業一定要不斷地對工人進行各方面的培訓和學習，比如技能培訓、安全知識培訓等。 根據實踐證明，較多的安全事故發生其大部分主要原因是由于施工人員缺乏一定的技能水平，這部分施工人員由于缺乏對所處崗位的認識，不懂得工程本質特點、機械設備性能、不知道如何去規避風險，因而出現違規操作的現象就常有發生，使得安全事故頻發。所以我們要進一步加強對員工的技能培訓，以便能減少事故的發生率。

3.2 注重糾偏和進度

在盾構設備推進的過程中，需要進行相應的糾偏工作，需要分片、分段進行，對相關的數據、參數進行密切檢測，減少涂層損失、圍巖干擾，以使得線路能夠避免受到影響，對盾構的姿態不能進行過度的調整。一般來說，進度應該保持在持4R/d。施工中，需要對施工參數進行密切的監控，對最大隆起量限定在一定的范圍內，這樣才能更好地對地鐵隧道的運行進行保護。

4 結束語

隨著盾構法在地鐵工程施工中的廣泛運用，其規模和數量的急劇擴大，在施工中的問題也是屢屢不斷，所以需要我們對施工中問題加以防范，采取措施，來防范事故的發生。

［1］竺維彬,張志良,劉靖,路水記.工程質量與安全管理[M].北京：中國勞動社會保障出版社,2012.

［2］黃俊文,胡威東,陳壽根.盾構施工中盾尾偏移影響研究[J].四川建筑,2009（02）.