盾構穿越上軟下硬地層施工關鍵技術

曲小玉

摘要：盾構穿越上軟下硬地層施工關鍵技術并不是單純的一項技術，其有相應的技術應用前置和后續的技術發展。文章從闡述盾構穿越施工前期工作入手，對盾構穿越上軟下硬地層施工等關鍵技術和技術的后續優化進行了分析。

關鍵詞：盾構穿越；上軟下硬地層；地層施工；關鍵技術；隧道工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：U455 文章編號：1009-2374（2016）16-0110-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.16.053

盾構穿越上軟下硬地層施工的進行是為了能夠有效地緩解我國大型城市長期存在的交通擁堵和交通困難的情況，因此在這一前提下只有掌握好必要的施工要點，才能夠促進施工的順利進行。

1 盾構穿越施工前期工作

盾構穿越施工前期工作為整體施工奠定了基礎與基調，以下從理解施工優越性、合理優化施工參數、做好設備前期維護、施工人員與材料準備等方面出發，對于盾構穿越施工的前期工作進行了分析。

1.1 理解施工優越性

盾構穿越施工首先需要施工人員理解到施工技術的優越性。眾所周知，近年來隨著我國更多大城市的建設工作，這實際上對于配套的交通體系要求越來越高。在這一過程中地鐵以其特有的方便、環保、高效的特點，在日益緊張的城市交通中能起到有效緩解交通壓力的作用。在這一過程中盾構穿越上軟下硬地層施工計算的應用能夠有效避免對于地面交通造成很大影響，并且還可以充分保護周邊建筑物，因此具有很強的優越性。與此同時，盾構穿越上軟下硬地層施工計算的應用能夠有效適應復雜多變的環境，并且可以在參考實際情況的基礎上通過結合各項參數值針對刀盤扭矩以及油缸推力來對于推力進行合理的優化降低，因此在控制推進速度上面也具有良好的應用效果。

1.2 合理優化施工參數

盾構穿越施工需要以精確的施工參數作為施工的基礎。施工人員在合理優化施工參數的過程中，首先，應當于開始穿越地層之前靈活的結合沉降情況來對于施工參數進行確定；其次，施工人員在適當的操作參數優化過程中應注意總結沉降規律，并通過合理的分析和對盾構穿越地層的結構參數進行擴展，達到最大限度地提高施工的有效性。與此同時，還應當嚴格控制地面沉降，確保盾構在此基礎上能安全順利地通過結構的形成，并且能夠避免較大偏差問題的形成。

1.3 做好設備前期維護

盾構穿越施工前期工作的關鍵是設備的維護和性能的確保。施工人員在設備前期的維修過程中，首先要采取有效措施確保盾構機在施工中的使用。狀態平穩正常的運行狀態；其次，應當對于包括二次注漿機和拌合站等必要的施工設備進行全面的性能檢測，從而能夠在此基礎上確保其能夠保持最佳運行狀態，最終能夠起到快速經過施工風險區域的效果。與此同時，施工人員應當保持盾構能均勻連續前進，并且在這一過程中針對盾構扭轉實施有效控制，最終能夠實現管片安裝精度的大幅度提升。

1.4 施工人員與材料準備

盾構穿越施工離不開施工人員和施工材料的支持。首先，施工企業應盡可能在施工前做好刀具和材料在數量和質量上的相關檢查，有效地消除材料的短缺或質量不合格所造成的影響；其次，施工企業在進行人員與材料的準備工作時應當緊密結合施工人員的施工質量水平，并在正式人員培訓過程中最終能夠確保施工人員可以更加積極地應對施工進程中出現的各類突發問題和

情況。

2 盾構穿越上軟下硬地層施工要點

盾構穿越上軟下硬地層施工有諸多要點，以下從盾構安裝與拆卸工作、合理應用掘進技術、采用土體改良技術、做好姿態控制工作等方面出發，對于盾構穿越上軟下硬地層施工的要點進行了分析。

2.1 做好補勘和地面施工環境調查

盾構穿越施工技術應用的第一步就是做好補勘和地面施工環境調查。施工人員在做好補勘和地面施工環境調查過程中，首先應當對于工程地區的氣象條件有著細致的了解，并且將其作為工程勘察和主要內容的收集分類的關鍵；其次，應當在分析了地基層分布的成因的前提下對于當地的地下水類型進行細致的分析，然后在此基礎上詳細研究當地的植被生長情況；最后，應當對于巖土參數進行測量，并且根據高實用性的基本原則，在復雜地質條件下的調查工作中，對于速度測試和靜態檢測在內的環境調查技術進行靈活的應用，就可以帶來良好的效果。

2.2 合理應用掘進技術

盾構穿越施工技術應用需要建立在合理應用掘進技術的基礎上。施工人員在合理應用掘進技術的過程中，首先應當通過控制顆粒大小來避免導致土層結構遭到破壞（具體數值如圖1）。例如施工人員可以通過將上部土壓控在0.01～0.05MPa，下部土壓控制在0.07～0.12MPa來獲得良好的土層穩定性；其次，還應當針對局部巖石較硬部分將刀盤轉速適當降低，從而能夠順利地將其所受瞬時沖擊控制在安全荷載范圍之內；最后，還應當結合硬巖方式單純掘進，從而能夠在此基礎上有效減少超挖問題的出現，也減少地表發生沉降的概率。

2.3 采用土體改良技術

盾構穿越施工技術應用的關鍵是采用土體改良技術。施工人員在采用土體改良技術的過程中首先應當盡可能地優先采用土體改良技術，從而能夠在此基礎上將刀具及螺旋輸送機設備所產生的磨損情況大大降低；其次，應當努力規避涌水問題的形成，在這一過程中工作人員可以選擇將含水量較大的泡沫注至土艙內部來實現泡沫的合理注入；最后，還應當在充分保護刀具的前提下避免對于軟巖部分穩定性造成不利影響，最終能夠確保土壓值保持在較高的穩定水平上。

2.4 做好姿態控制工作

盾構穿越施工技術應用應當努力做好姿態控制工作。首先，施工人員在工作過程中，應通過一系列的擋板來推動氣缸壓力的姿態控制，有效地調整盾構方向控制；其次，施工人員在做好姿態控制工作的過程中還應當將橫向撐靴設置于盾構支承位置，從而能夠在此基礎上促進盾構抵抗扭轉能力水平得到顯著提升；最后，還應確保在高水平的駕駛速度。在這個過程中，合理使用橫向的手掌引導可以避免大的盾構滾動約束效應的形成，針對方向偏差最終能夠有效減少摩擦阻力對于施工造成的不利影響。

3 盾構穿越上軟下硬地層施工優化

盾構穿越上軟下硬地層施工的優化是一項系統性的工作，以下從合理實施換刀行為、裂縫缺陷的合理加固、軟弱地層應對、施工信息化控制等方面出發，對于盾構穿越上軟下硬地層施工的優化進行了分析：

3.1 合理實施換刀行為

盾構穿越上軟下硬地層施工優化需要合理的實施換刀行為。施工人員在合理實施換刀行為的過程中首先應當確保刀盤的轉速要控制在1.2～1.6r/min，并且在這一過程中通過結合實際成效來正確選擇合理的加固區域位置；其次，還應當在其磨損超限之前盡可能完成換刀工作，從而能夠為確保工作面具有較強穩定性起到重要的助力；最后，應當努力實現加固構件密實性以及完整性的強化增強，最終能夠促進材料強度得到有效的提升。

3.2 裂縫缺陷的合理加固

盾構穿越上軟下硬地層施工優化需要著眼于裂縫缺陷的合理加固。施工人員在裂縫缺陷的合理加固的過程中，首先應當合理的施工活動，通過盾構施工技術，并通過關注施工要點保證施工的整體安全；其次，為了能夠促進工程建設的高質完成，則應當針對不同的地質條件采用合理的渣土改良技術，從而能夠起到保證盾構施工安全、順利、快速的效果。

3.3 軟弱地層應對

盾構穿越上軟下硬地層施工優化的關鍵是軟弱地層應對。施工人員在軟弱地層應對的過程中，首先可以通過在采取向土倉內加入泥漿或者是膨潤土的方式，來確保對砂層或者是其他軟弱地層內部的高壓空氣不易逸出，最終能夠有效防止軟弱地層坍塌；其次，應當確保硬巖中注入的泡沫量一般為35L/m，從而能夠起到穩定開挖面并且可以防止刀盤產生泥餅。

3.4 施工信息化控制

盾構穿越上軟下硬地層施工優化應當在堅持施工信息化控制的基礎上進行。施工人員在施工信息化控制的過程中，首先可以根據地質剖面圖來隨時對于監控土的性質確定界面進行轉換，在這一過程中工作人員可以根據不同地質狀況選用不同的刀具配置模式；其次，當遇到強度特別高的硬巖時可以通過監測土體位移及地面沉降，并且根據監測反饋信息來更加及時地調整施工參數土倉壓力，最終能夠有效地避免超挖和地表沉降問題的出現。

4 結語

盾構穿越上軟下硬地層施工的高效進行需要建立在裂縫處理、信息化控制、地層應對等關鍵環節上。因此施工人員應當對于施工的關鍵技術與關鍵點做到了然于胸，從而能夠在此基礎上切實地提升盾構穿越上軟下硬地層施工的整體水平。

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