地鐵隧道盾構施工技術要點探究

胡競美

（中鐵十一局集團第四工程有限公司， 湖北 武漢 430000）

隨著人民生活水平的不斷提高，汽車數量的急劇增加在給人們的生活帶來便利的同時，也造成了嚴重的交通擁堵現象。而地鐵作為新興交通工具的出現，不僅緩解了交通擁堵現象，充分利用了地下空間，其獨具的準時、安全、大容量和運行速度也為城市居民的日常生活帶來了更多的便利。因此針對地鐵的各種優勢，我國現階段進入了大規模的城市地鐵規劃時代。在地鐵隧道建設的施工技術當中，盾構施工掘進技術是地鐵隧道的主要施工技術之一，在地鐵隧道的建設中具有舉足輕重的位置。

1 地鐵隧道盾構施工技術解析

盾構法是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法。它是將盾構機械在地中推進，通過盾構外殼和管片支承四周圍巖防止發生往隧道內的坍塌。同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預制混凝土管片，形成隧道結構的一種機械化施工方法。地鐵隧道盾構施工技術國內最早應用于1996年廣州地鐵建設，在此項目中運用盾構施工技術不僅有效的提高了隧道施工的速度，節約了大量人工，更重要的是為地鐵隧道在復雜的城市地質環境中提供了有力的安全保障。自此之后盾構施工技術便廣泛應用于各大城市地鐵隧道的建設之中。

2 盾構技術施工前的工作要領

2.1 根據施工圖紙做好勘測工作

一個優秀的高質量的工程建設在開始施工前離不開施工圖紙的規劃。因此在地鐵隧道施工之前，相關部門應安排專業人員，根據地鐵建設的路線規劃等做好全面的地形、地質和環境勘察，并做出完善的施工設計圖。其次，應采用符合國家標準的精密測量儀器，對地鐵隧道的各個環節進行精確測量。最后，為做好對鐵路纜線等監測以及后期的埋設工作，施工人員應嚴格按照施工圖紙，做好控制網測量，做好施工過程工序放樣工作以避免出現施工現場混亂的現象。

2.2 盾構機等器械設備的檢查工作

在開始進行盾構施工之前，相關單位應組織專業人員對施工所需的器械設備，如動力系統、刀盤、制漿設備等進行調試和檢查，提高施工過程中的安全穩定性能，以避免在盾構施工掘進過程中發現問題引起不必要的損失。此外由于城市地段建筑物較為密集，地下管線錯綜復雜等特點，在地鐵隧道盾構施工之前，還應對相關建筑物等做好檢查和保護，做好監控量測，以確保地鐵隧道盾構施工掘進的過程可以進行持續安全推進。

3 地鐵隧道盾構施工掘進技術要點

3.1 初始階段對于盾構施工掘進的重要性

地鐵隧道盾構施工掘進技術在掘進的初始階段對地鐵隧道的整體施工具有較為關鍵的作用。首先相關施工單位應安排專業的施工人員進行盾構機的操作，其次為提高盾構機開挖時路面結構的穩定性和安全性，可對開挖地段的路面進行加固如使用加壓法等。盾構機根據掘進方式的不同，有三種形式，分別為土壓平衡模式，半敞開模式，和敞開模式。施工中應嚴格考察施工區段的水文地質特點及經濟比選，以選擇與之相適應的盾構機進行施工。

3.2 選擇合適的試驗區域

為進一步確保地鐵隧道盾構施工掘進技術的可行性和安全性，在對地鐵隧道進行掘進時，可選擇開始掘進的第一段范圍作為實驗區域，待其掘進工作施工完成后，相關人員對此段施工作業的成果做出檢查和評判，確保沒有問題后再繼續進行施工掘進工作。此外，在大范圍掘進過程中，施工人員應參照實驗階段的地質條件和掘進施工時的各項參數，以便在對隧道掘進過程中出現的地質條件變化及時做出參數的調整。

3.3 盾構出發和接收區段的注意事項

盾構進洞前的首段，及盾構施工掘進工作接近尾聲，距離出洞口三十米左右的時候，應提前對土體進行預加固，并降低盾構機的掘進速度，調整掘進的各項參數，做到謹慎、精確的施工。另外為避免造成地表坍塌，相關專業人員應加強對隧洞的測量和監控工作，另外在破洞前相關施工人員應盡量避免擾動土體，以確保隧道盾構掘進過程的穩定性。

4 地鐵隧道盾構施工掘進造成地表沉降問題分析和解決措施

4.1 盾構施工過程中的土體位移引起的地表沉降

由于地鐵隧道盾構施工掘進的工作原理是將盾構機前方的土體進行掘進并使之向前方或盾構機兩旁移動，從而使盾構機后方產生隧洞形式，因此這種掘進方式也容易造成盾構機前方土體堆積過多從而引起地表隆起，和盾構機后方地表下沉的情況。簡而言之，土體位移是產生地表損失或塌陷的關鍵所在。因此在地鐵隧道的掘進施工過程中，相關人員應嚴格控制盾構施工掘進時的開挖出土量以及開挖尺寸等，并做好提前預測工作，如采取合理的措施來支撐盾構機后方的隧洞，以降低地表土體塌陷的可能性。

4.2 盾構機作業時破壞地下水層平衡造成地表沉降

除了盾構掘進時引起的土體位移，地下水的侵入也是造成地表沉降的因素之一，即盾構機在盾構施工時會對土體進行開挖，若將地下水層截斷，將會影響和破壞地下水層的平衡，從而引起地下水流向隧洞內排泄，并最終引起地表沉降的現象。因此為了提高地鐵隧道盾構施工掘進工作開展的安全性，減少施工過程中出現的地表沉降現象，施工過程中必須加大對施工路段地表土體性質和地下水層結構的監測，以便在掘進過程中可以及時做出調整。另外根據土體的性質和承受壓力選擇適宜類型的盾構機進行掘進施工，從而降低地鐵隧道施工時地表沉降的概率。

4.3 盾構機偏移產生的地表沉降問題

在開展地鐵隧道盾構施工掘進過程中，會發現由于盾構機在推進掘進工作時速度較快，使盾構機的油缸沒有受到有效的控制，從而使盾構機發生偏移。因此，相關的專業人員應當在盾構機進行掘進施工時，及時有效的控制好盾構機的推進速度。另外，在整個地鐵隧道的施工過程中，相關專業人員應定期對盾構機進行檢查，檢查內容包含盾構機的組件以及施工掘進參數調整等，以確保盾構機可以正常運行，并提高地鐵隧道建設的施工質量和施工過程的穩定性。

5 結束語

由于我國城市建設發展的需要，國家將大力推行城市地鐵建設。而盾構施工掘進技術作為城市地鐵隧道建設的關鍵技術之一，不僅為地鐵隧道建設施工提供了更多的安全保障，還大大縮減了城市地鐵建設施工的時間，并降低了人工成本，為中國的城市鐵路建設做出了巨大的貢獻。然而，然而由于地質環境和水文環境的不同，導致地鐵隧道盾構施工掘進過程中容易出現意外事故，如造成地表沉降等現象，因此相關單位必須配備專業人員，在開始進行盾構施工之前，嚴格對所在地鐵線路進行地質勘測，并定期對所使用的盾構機進行檢查。而對于盾構機的操作人員，必須具有高專業度，且在使用盾構機時嚴格遵守相關規程及技術要求，以降低地鐵隧道盾構掘進過程中的事故概率，并提升我國地鐵隧道建設施工的質量。