盾構技術在城市地鐵施工中的應用

侯云朋

（中鐵十八局三公司）

盾構技術在城市地鐵施工中的應用

侯云朋

（中鐵十八局三公司）

隨著社會經濟的快速發展以及城市化進程的不斷加快，城市交通壓力越來越大，僅依賴平面交通已經無法滿足城市發展的需求，而地鐵的出現于推廣較好的解決了這一問題，盾構技術作為城市地鐵施工過程中的重要技術，必須對其進行高度的重視，本文在此背景下，對盾構技術在城市地鐵施工中的應用進行了研究，進而促進城市的快速發展。

城市地鐵施工；盾構技術；應用

引言

地鐵對于一個城市的健康、快速發展來說，具有非常積極的促進作用。通過地鐵的應用與推廣，可有效分流城市密集人群，進而解決了人們的出行問題，同時還能緩解城市中巨大的交通擁堵壓力，由此可以看出，地鐵在人們的日常生活中占據非常重要的地位。但一般情況下，人們都不會想到地鐵的施工，其作為地下軌道交通建設項目，建設難度較大，且對施工環境、地質以及技術的要求也是相當高的。通過運用盾構技術，可較好的解決上述地鐵施工問題，進而為人們出行提供便利的條件。

1　盾構技術應用于地鐵施工的優勢

1.1安全性較高

盾構技術通常是用于地下施工，所以其不會受到地面情況的干擾，同時還不會受到季節的影響，且可隨時隨地進行盾構施工。此外，地面交通、河道、航運、季節性潮汐等外部條件根本影響不到地鐵施工，所以，通過盾構技術進行地鐵的施工，能夠有效確保工程施工進度。在這種方法的作用下，還可以進行挖掘、襯砌等基礎施工操作。

1.2工作效率較高

通過應用先進的設備，盾構施工技術從其設計完成開始就可直接進入具體的施工操作，同時還可一次完成基礎工作中的開挖、支護、出土、襯砌施工，從而最大限度的提高了工程施工進度。此外，通過使用機械，還可改善工程施工條件，并將人從勞動中解放出來。這種施工方式，完全是應用了現代最先進的技術，并以此來確保工程施工質量。

1.3產生的危害較小

一般情況下，盾構施工都是在地下進行的，且離地面還有很大的高度距離，所以，在應用盾構施工技術進行地下工程施工任務時，幾乎不會對地面造成影響，且在施工過程中，還具有振動小、噪聲低等優點。除此之外，其只占用一部分道路，特別是隧道穿越工程，地面建筑群根本不受限制，還有一些必須要穿越河底的工程，地面、水面交通，都可以應用盾構施工技術，根本不會產

生任何危害。

1.4經濟性更佳

對于盾構施工技術，其在不同地質條件下均可應用，且在多車道隧道中也可做到分期施工、運營。同時，在使用盾構施工技術在柔軟或含水量大的圍巖中進行施工時，其專業技術優勢就更加突顯，是多種施工方法中高性價比的一種施工作業。

2　盾構技術在地鐵應用中的相關參數—以土壓平衡式盾構機為例

①平衡壓力值：P=KPH。其中：P主要指平衡總壓力；R是指土體平均重度，單位為kN/m3；H是指隧道埋深，單位為m；一般情況下，K取0.6～0.8。②出土量。每環理論出土量計算公式為：V1（πD2）/4。其中：D為最大直徑。③推進速度。通常取3～5cm/min；同時，當有建筑物時可取1cm/min。④盾構軸線。一般來說，其與設計偏離不得大于50mm。⑤地面變形量，通常控制在+10～30mm內。⑥同步注漿。每環空隙計算公式為：V2=π（D2-d2）/4。其中：D是指盾構外徑；d是指管片外徑。且壓漿量為空隙的150～250%。此外，對于土壓平衡盾構法施工工藝，其流程具體如圖1。

圖1　土壓平衡盾構法施工工藝流程圖

3　地鐵施工盾構法施工技術

3.1盾構進出洞施工技術

將盾構機應用于城市地鐵工程：①需要利用盾構機進行進洞施工。同時，對于整個地鐵工程來說，無論是利用盾構機進行進洞還是出洞操作，其均具有非常重要的作用。②在施工過程中，進洞和出洞的成功與否直接決定了整個地下工程能否順利的完成。在利用盾構機進行進洞施工時，一定要重視相應的施工技術，同時，為了保證盾構機進洞操作的順利完成，應先確定施工具體路線，并避免出現過大的軸線誤差情況。

對于盾構機進出洞作業，其具有較大的施工難度以及較為復雜的施工工序，針對此種情況，需認真對待工程地質與環境的調查工作，并通過采取相應的技術措施來較好的完成進出洞施工。此外，在盾構進出洞之前，還需做好各項準備工作，并嚴格審查盾構出洞條件，進而保證盾構能夠在安全可靠的基礎上順利的進出洞。

3.2盾構掘進施工技術

盾構機進出洞作業時盾構掘進過程中的主要工作。對于盾構施工技術，其主要是為了確保盾構開挖面的穩定，此時可通過優化掘進參數來進行控制。此外，盾構姿態是指盾構掘進施工過程中的現狀空間位置；對于盾構姿態的控制，其主要是指將盾構軸線控制在工程設計允許偏差范圍內。以上這些都直接決定了盾構軸線的順利推進，以及工程后續工序管片拼裝的質量。基于此，必須高度重視盾構掘進施工過程中涉及的盾構姿態控制的始末，且其主要是通過十個方面的參數進行控制的，主要有注漿量與方式、盾構坡度、盾構姿態等。在城市地鐵工程施工過程中，相對應的現場實際測量手段是實現參數優化與良好匹配的重要前提，此時可通過結合地表沉降觀測的方式來進行參數優化試驗工作，進而確保盾構開挖面的穩定。

3.3盾構穿越粉砂層的施工技術

通常情況下，盾構施工難度主要是由工程地質條件決定的，淤泥質粘土或淤泥質粉質粘土等軟土地層是比較理想的地質，而粉砂層則會在一定程度上增加盾構施工的難度，此時就需要采取特殊的盾構施工技術來應對。此外，對于盾構穿越粉砂層施工過程中極為常見的問題，其主要表現為土體液化和出土口噴砂現象，所以必須提高工程正面土體的流動性與止水性。通過實行此措施，不僅可以適當提高土艙壓力，進而避免正面土體發生液化；還能夠往土艙內加入適當的泥土，進而避免噴砂，并通過利用螺旋出土器出土的方式來提高土體的流動性。

3.4特殊斷面盾構施工技術

對于特殊斷面盾構，其主要可分為復圓形盾構以及非圓形盾構。其中，復圓形盾構又可分為雙圓盾構與三圓盾構，雙圓盾構通常適用于一次性雙線地鐵隧道、下水道、共同溝等的修建，而三圓形盾構則適應于地鐵車站的修建。非圓形盾構主要包括橢圓形盾構、馬蹄形盾構等，對于這些分類，需依據隧道使用目的來加以選用。

此外，在進行特殊斷面盾構施工時，不僅需要依據斷面實際形狀特性來采用特殊的盾構機械進行施工，還需要時刻掌握工程發展趨勢，并在進行掘進作業時密切關注盾構機的運行狀況。對于管片的組裝操作，不僅需要對斷面形狀進行考慮，還需周密的計劃其具體的分割數、組裝順序與組裝精度，且即使能夠確保管片組裝的正確，也需要對盾構姿勢進行嚴格的管理與控制，尤其是在盾構機出現偏離狀況時，需盡早采用超挖機構、修正千斤頂等進行修正。

3.5復合盾構施工技術

盾構是一種針對性較強的、專用的施工機械，這就意味著每臺盾構機都是針對某一種具體的地質水文條件而制定的。所以，如果在工程地質條件較為復雜時，利用常規的盾構機是無法完成相應的施工的，在這種情況下，復合盾構施工技術就出現了，且目前已得到了城市地鐵工程的廣泛應用。此外，通過應用復合盾構施工技術，可較好的解決普通盾構機所無法解決的問題，進而全面推動城市地鐵工程施工質量與水平的提高，并以此來為人民的生命安全提供保障。

4　結語

根據工程實際條件選用適當的施工技術，能夠有效提高城市地鐵工程施工質量。現階段，隨著盾構技術的逐漸成熟與完善，其必定會在未來的地鐵施工中發揮其越來越重要的作用。此外，只有選用具有良好效果的，且符合工程施工需求的施工技術，才能為城市地鐵行車安全、高效提供保障。

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