城市軌道交通隧道盾構施工關鍵技術探討

姚大為

摘 要：隨著國民經濟的快速發(fā)展以及城鎮(zhèn)化建設的不斷推進，城市建設也在逐漸增加，為了在城市人口增加，交通出行壓力增大的背景下，增加出行選擇、減少私家車帶來的尾氣污染，城市軌道交通快速發(fā)展。在軌道交通快速發(fā)展建設的前提下，施工技術也應該被廣泛關注，由于地鐵軌道交通隧道施工位于地下，施工難度較大，因此要在不斷追求施工效率高的同時，選擇對周邊環(huán)境影響較小的技術，當前盾構施工技術是較為普遍的一種技術，能夠起到較好的施工效果，針對城市軌道交通隧道盾構施工關鍵技術進行了分析，從多種角度展開技術研究。

關鍵詞：城市軌道交通;隧道盾構;核心技術

中圖分類號：U455.43 文獻標識碼：A

0 引言

當前城市居民的出行方式中，軌道交通所占的比例越來越大，作為軌道交通主要施工的方法之一，盾構法的使用和研究都在不斷發(fā)展與進步。在應用盾構技術的過程中，主要的方法是利用盾構機開挖隧道，在規(guī)定范圍內排渣。同時，隧道內部可以襯砌并適當注漿，避免開挖面塌陷。軌道交通隧道的建設是在不影響外部環(huán)境的前提下進行的。而從軌道交通建設項目整體分析，在整體施工中隧道工程很多，而在隧道施工中盾構法又是主要方法，因此盾構法具有非常重要的施工地位，值得深入研究，下文就此展開關鍵技術研究與分析。

1 盾構特點

1.1 盾構類型

在城市軌道交通的施工過程中，由于建設的深度不同，周圍的地質結構不同，隧道的情況也各不相同，盾構的應用要結合實際情況進行調整，確保盾構的性能能夠滿足實際要求。因此在進行施工前相關人員需要對盾構的類型進行合理選擇，結合施工的進度規(guī)劃，確保施工質量與施工進度同時把控。通常情況下，盾構前端的機械結構需要嚴格控制支護、開挖和出渣技術。在支護方面，要保證防止土體流失或坍塌的施工技術科學合理。在隧道開挖過程中，應根據盾構前端有限工作面的實際情況，選擇合適的開挖工藝[1]。就出渣作業(yè)而言，主要是指將挖出的渣土通過土倉運至渣土車再運至地面，以保證開挖工作的連續(xù)性。為了做好整個項目的準備，防止出現問題，必須保證方法的科學性和合理性。

1.2 盾構技術的靈敏性

對于盾構技術的靈敏性進行分析，發(fā)現這種技術的靈活也就是可調整的地方在于長度與直徑的可調整性，在這方面分析盾構結構的靈敏性，尾部可調整，頭部不可改變。由于盾構是在隧道施工中，被周圍環(huán)境包圍，為了滿足這種可變條件，在進行施工過程中，尾部需要與管片有一定的距離。這樣設置就給盾構結構提供了調整的方法，便于后續(xù)施工順利進行，同時也給實際施工中的調整提供了空間，避免施工環(huán)境對施工產生限制。如果盾構周圍環(huán)境為黏土層，整個土層將處于半固態(tài)，因此在盾構施工過程中，通過盾構姿態(tài)及管片選型來控制隧道線型，以滿足施工需要。

2 管片拼裝及傳力襯墊

2.1 傳力襯墊的安裝

在推進盾構的過程中，前后兩環(huán)管片的接頭處受到很大的壓力。在接頭處安裝橡膠軟木襯墊，確保整個管片結構處于均勻受力狀態(tài)。同時，可以有效改善兩環(huán)管片之間結構上的應力，防止管片因受力過大而斷裂或損壞。如傳力襯墊發(fā)生變形，導致受力不均衡，隧道整體容易產生縱向變形，而且由于拼裝好的環(huán)縫不同部位受力情況不同，容易累積誤差，影響平整度。相鄰兩環(huán)管片之間存在縱向差異，使管片螺栓難以有效安裝固定。

2.2 錯縫拼裝

錯縫拼裝可以使管片相鄰環(huán)相互約束固定，使環(huán)不易變形，保持良好的橢圓度，在一定程度上可以增加隧道整體結構的剛度。但錯縫拼裝會出現環(huán)向受力不均的情況，容易造成搭接管片縱向裂紋。為了在盾構隧道施工過程中有效控制盾構隧道的姿態(tài)，管片必須保持穩(wěn)定，每個管片可以承受不同的頂升力，不同的壓實量[3]。如果在同一個點位環(huán)向糾偏過多，環(huán)縫的累積壓縮量太大，無法有效保證環(huán)面的平整度，必須通過管片拼裝點位調整先行量。實際施工中，主要通過墊片來有效地調節(jié)和控制管片拼裝寬度方向上的誤差，并產生不等量的壓實，使結構應力最小化，防止管片縱向開裂。

3 盾構施工技術分析

一般來說，盾構注漿一般分為兩種：同步注漿及二次注漿。實際注漿過程中常用的材料有水玻璃、粉煤灰和水泥砂漿。在隧道管片外壁注漿過程中，應充分充填管片背后空隙。一般情況下，應根據刀盤開挖直徑及管片外徑，針對不同土層選擇不同的注漿材料和注漿量，既能保證注漿的施工效果和質量，又能有效降低注漿成本。

在采用盾構技術的實際施工過程中，注漿主要用于有效填補施工間隙，保證整個地層及地面建構筑物的穩(wěn)定性。變形影響地面的安全和穩(wěn)定，因此，在擠壓和填充時，需要確保擠壓量足夠。注漿出口壓力應略高于隧道埋深范圍內的水土壓力。如果能優(yōu)化注漿工藝，同時控制相關技術和施工措施，可以提高盾構施工效率。

4 盾構進站的措施

在盾構進站過程中，切口前端的壓力消失，頂推力隨著盾構機的前進而減小，盾構管片受力減小，受重力及盾構推力影響，管片易出現下沉、破損及錯臺。在實際施工過程中，可以用管片拉緊裝置對管片的縱向進行拉緊，以便更好地固定。這種方法雖然有一定的作用，但盾構進站后需要拆除，增加了施工負擔。現階段，洞口管片封堵技術得到了廣泛應用，即在隧道洞門環(huán)上密封橡膠圈，采用單向鉸鏈板密封，以防止盾構進站滲漏，并保持管片壁后封閉。但是在進行進洞施工過程中，還存在一些施工問題，埋下了安全隱患，比如說盾構移動過程中會造成密封圈密封效果下降，整體密封結構下降，導致安全問題的出現，需要有效的改進措施。類似的洞門封堵工藝如采用背負鋼板的管片，盾構進站后焊接弧形鋼板的方法，實際施工過程中，弧形鋼板的施工，可以有效解決盾構進站滲漏的問題，但封堵時機要控制好，洞門未封堵完成，洞門周邊降水井不得停止運行。還有一種封堵方式，如采用氣囊密封可以達到良好的密封效果。安裝安全氣囊時，將氣囊安裝在洞門內側凹陷部位，以防止向前推動防護罩時損壞。而在安全氣囊的選擇中，應該選擇圈數較多而且能夠獨立充氣的安全氣囊[4]。在確定安全氣囊將膨脹的圈數時，必須充分考慮盾體進入隧道時的環(huán)境。當盾尾移出安全氣囊區(qū)域時，必須再次將安全氣囊充氣，以確保安全氣囊緊密貼合隧道管片外弧。氣囊在充氣過程中會發(fā)生體積的膨脹，從而達到密封洞門的效果，有利于在縫隙中高效地形成密封圈。

5 安全措施

5.1 施工中的注意事項

在城市軌道交通施工中，地鐵施工大部分都是位于地下，因此建設的安全風險大，出現安全事故帶來的不良后果也更加嚴重，因此在隧道盾構法的施工過程中需要有效的安全管理制度與手段，對于各種安全隱患及時解決。需要對每個施工環(huán)節(jié)進行控制，使隧道的盾構工作能夠順利進行，直至安全完成。此外，在施工開始前，需要對施工作業(yè)人員進行施工技術交底，確保施工人員熟悉施工過程和安全預防措施。同時，要求相關管理人員在開工前對施工現場及周邊場地進行核查，包括安全控制點、操作規(guī)程、應急物資現場等，加強對可能存在安全隱患的區(qū)域進行重點監(jiān)控。最后，做好應急演練，通過現場實操的方式，落實安全預防措施并明確各個崗位人員的職責和工作重點。

5.2 安全措施的必要性

城市軌道交通建設過程中的施工安全不僅影響著現場的施工人員安全，同時不安全的施工措施也有可能為后續(xù)施工埋下隱患。因此盾構的施工技術需要加強技術使用研究的同時也要加強安全管理，安全管理人員應該加強安全操作管理，提高安全意識。施工前，有關人員必須嚴格按照工程要求和標準及安全注意事項開展工作，不得有疏忽大意。

6 結束語

綜上所述，本文對城市軌道交通施工中的問題進行分析，重點研究了隧道盾構施工技術方法。在當前形勢下，隧道施工技術在國內各種建設項目中得到廣泛應用，許多重大施工技術和環(huán)節(jié)的工作都取得了長足的進步，并日趨成熟。隨著盾構技術越來越關鍵，整個技術流程以及技術所使用的施工設備都應該被展開研究，通過有效的研究提高施工質量與施工效果。在當前技術快速發(fā)展的新時代，應該不斷研究盾構法施工的技術要點，不斷提高施工的穩(wěn)定性，從施工的各種流程入手，促進技術的應用發(fā)展與城

市軌道交通地更快更好發(fā)展。

參考文獻：

[1]張耕瑋.城市軌道交通隧道盾構施工關鍵技術探討[J].工程技術研究，2019（7）：65-66.

[2]楊坤.城市軌道交通隧道盾構施工關鍵技術探討[J].中外建筑，2019（4）：204-205.

[3]謝毅斐.城市軌道交通隧道盾構施工主要技術分析[J].居舍，2017（22）：44+81.

[4]高超.城市軌道交通隧道盾構施工主要技術分析[J].低碳世界，2017（4）：220-221.