隧道盾構施工技術發(fā)展趨勢和應用研究

于 明

（青島市地鐵四號線有限公司，山東 青島 266000）

隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國的隧道建設項目工程大力開展，既存在于南水北調、西氣東輸、西電東送、青藏鐵路這樣的大工程，也包含在地鐵橋梁隧道等城市開發(fā)拓建項目之中。隧道施工與地面施工有著很大的差別，因而要因地制宜，采取不同的施工措施。盾構施工技術比較符合隧道建設施工環(huán)境，目前廣泛應用于隧道施工中，是一種有很大發(fā)展空間的隧道施工技術。

1 隧道施工過程中安全風險管理的重要性

一般來講，在施工人員對整個工程進行完周圍地質環(huán)境勘測之后，往往會接著對隧道的施工安全風險進行評估。為了切實做好隧道的安全風險管理，首先就要提高施工管理層的安全意識，以此避免危險情況發(fā)生。保證施工順利進行的前提就是加強安全管理水平。

2 隧道建設中盾構法存在的問題

2.1 地表沉降問題

盾構設施在隧道施工中，引起地面沉降的主要因素是盾構隧道與新地表不斷接近，所以經(jīng)常看到橫向沉降槽。此外，側向槽受地層次固結和縱向沉降位移曲線的疊加影響，與Peck曲線有相似的發(fā)展趨勢。地鐵隧道的施工過程受到地表沉降的變化有較大的影響，如頂荷載的增加、隧道凈距和埋深的減小、圍巖條件的惡化等，同時隧道周圍的地下管線也會對地表沉降產(chǎn)生較大的影響。比如，地下管線主要是污水管線、煤氣管線和自來水管線。

2.2 地層損失問題

盾構施工帶來的地表位移主要由盾構前方的地表位移、盾構施工穿越時的地表位移和盾構離場后土壤壓實產(chǎn)生的位移3部分組成。與之相比，盾構機前方地表位移的可能性較小，而盾構機挖掘結束后的土體固結持續(xù)數(shù)月才能確定，因此，盾構機施工時，會導致地表產(chǎn)生較大的位移，因而造成地層損失，同時影響到施工進度。

2.3 土體位移問題

引起土體位移的原因主要有3個：1）盾構前方土體的位移，但這種位移的可能性相對較小，主要是盾構機施工前方的土體壓力與靜止土壓力基本相同；2）盾構過程中土體的位移，因為盾構機通過地面時，其盾構、機尾間存在一定的間隙，通常會導致地面產(chǎn)生較大的位移；3）盾構后的土體固結［5］。

3 隧道盾構施工技術發(fā)展趨勢和應用

3.1 施工技術控制措施

1）強化管片拼裝過程的管理與控制，提高管片拼裝的精度，切實解決管片安裝過程中存在的喇叭口現(xiàn)象；2）管片選型過程中應當以確保盾尾間隙為基礎，關鍵在于確保上部間隙維持在40～60mm之間；3）在管片拼裝過程中、盾構掘進過程中以及與盾尾脫離之后，需要都認真落實管片螺栓三次復緊制度，同時需要通過扭矩扳手對其實施全方位檢測；4）盾構掘進過程中需要在每向前推進0.5m之后收回一次油缸，從而將管片應力全部釋放出來；5）加強同步注漿漿液配合比管理與控制，把漿液初凝的時間維持在4-5h之間；6）二次注漿應當盡可能在盾尾后補的6～8環(huán)之間進行，盡可能使用跟蹤跳孔注漿的方式。地面隆起、開裂、冒漿處理措施：①針對盾構穿越過程中地面出現(xiàn)隆起、開裂的狀況，當?shù)孛媛∑鸹蛘唛_裂仍舊處于可控范圍之內(nèi)時，應當結合監(jiān)測的實際結果對掘進參數(shù)進行合理優(yōu)化，以免隆起或者裂縫超過限定的范圍。而當?shù)孛媛∑鸹蛘吡芽p超出報警值，則需要立即封閉道路，通過在地面堆放沙袋的方式對隆起部位實施壓載。同時強化地面隆起地段的監(jiān)測與巡視，并對隆起地段的實時變化狀況實施有效監(jiān)測。等到盾構成型管片穩(wěn)定之后，還需要對地面隆起地段實施二次注漿固結擾動土體。②針對盾構穿越過程中地面出現(xiàn)冒漿的狀況，若是出現(xiàn)輕微冒漿的狀況，可以在不減小開挖面土倉壓力的基礎上繼續(xù)推進；不僅如此，還可以適當增快推進的速度，從而切實增加管片拼裝的效率，進而使盾構能夠更快“逃離”冒漿區(qū)域。

3.2 盾構密封安全控制措施

最后是盾構密封安全控制措施，工程項目要求隧道盾構管施工過程的收尾工作要做好，結合具體的施工技術流程采用盾尾密封系統(tǒng)與相關技術配合自動供給油脂系統(tǒng)進行高止水水性油脂壓注操作，保證盾尾密封止水具有相當高的安全可靠性。詳細來講，該工程中針對盾尾密封的安全控制措施涉及以下3點：首先，在隧道盾構施工中始終保持良好的盾構姿態(tài)，合理控制盾尾有效間隙。其次，在隧道盾構施工中利用耐磨性材料制作優(yōu)質的盾尾鋼刷。最后，在隧道盾構施工中基于工程現(xiàn)場狀況選擇在盾構區(qū)間使用盾尾油脂，保證盾尾密封性始終保持良好。整體來講，該地下隧道盾構施工項目就充分考量了隧道施工的各項安全風險因素，結合人工挖孔樁技術、墩身加固梁技術對地表內(nèi)容進行加固，并在橋墩左右線位置做好盾構掘進工作，有效控制盾構施工對地表上橋墩的影響擾動范圍，確保盾構施工安全。

4 結語

綜上所述，地鐵盾構隧道工程施工的質量直接影響到后續(xù)地鐵正常運行的安全性。因此，施工單位需要結合實際狀況，針對影響地鐵盾構隧道施工質量的相關因素，制定針對性的防控措施，從而切實提高工程的施工質量。