浅谈盾构掘进过程的管理

陈晓锋

【摘要】盾构掘进过程管理是盾构施工安全、有效过程中的一个关键环节，本文对盾构掘进过程常见的一些问题进行了探讨分析，并针对具体情况提出了一些预防、分析处理。

【关键词】参数；过程；预防；分析

1 前言

1.1国际盾构的发展简史

盾构法施工是目前世界上最先进并被引用最广泛、被称为地铁建设的领头军的隧道施工工法，它始于英国1806年，马克·布鲁诺尔最早提出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。1825年～1843年，历时18年，马克·布鲁诺尔在伦敦泰晤士河下完成了人类第一条全长458米由盾构法施工的隧道。

1.2我国看构的发展简史

我国的盾构掘进机制造和应用始于1936年，原上海隧道工程公司（现为上海隧道工程股份有限公司）结合上海软土地层对盾构掘进施工参数、隧道接缝防水进行了系统的试验研究。1970年上海穿越黄浦江的第一条水下隧道建成之后，国内盾构的制造和研发工作日趋成熟，并广泛应用到全国各城市。地铁建设对我国缓解交通压力发挥巨大的作用。

2、工程概况

（一）建设单位名称：东莞市轨道交通有限公司

（二）监理项目名称：东莞市城市快速轨道交通R2线寮厦站～～珊美站盾构区间

（三）建设地点：东莞市厚街镇莞太路

（四）寮厦站～～珊美站区间东北起于寮厦站，西南至珊美站，区间线路大体呈东北～～西南走向，区间出寮厦站后大体沿莞太路下穿，途经厚街大道、岳范山大道、河田大道、阳河路、珊瑚路、珊美大道等路口，到达珊美站。莞太路现状为双向8车道，交通繁忙；区间沿线重要的建构筑物主要有S256拟建厚街大道隧道、厚街大道下穿隧道（拟拆除）、S256拟建人行天桥等。

（五）区间设计里程为：ZDK27+663.204～ZDK29+351.625（短链3.676m），YDK27+663.204～YDK29+351.623，左线长1684.745m，右线长1688.419m。

3、盾构掘进阶段管理工作

掘进阶段，通过观察盾构机控制室内电脑显示的数据了解盾构掘进过程中参数的变化和施工单位监测日报数据分析隧道及地面沉降情况等手段进行动态监控，并及时记录参数于监理日志中。在该项目施工过程中，采取巡视、旁站、平行检查等方法，发现问题及时给施工单位指出并督促落实整改，必要时下发监理工程师通知单，确保该项目施工过程中的质量和安全。

3.1、盾构机施工过程管理

土压平衡式盾构机掘进时的这些施工参数的确定是根据地质条件、环境监测等条件决定的。因此，对盾构施工参数的管理应贯穿于盾构掘进过程的始终。通过检查施工单位每天上报掘进的原始记录，和自身及时收集的有关施工信息，动态掌握施工参数的变化。盾构机监控系统能反映的施工参数很多（如土仓压力、推力、扭矩、掘进速度、刀盘转速、油缸行程、液压油箱温度和姿态等），对于这些参数，需要注意并重点关注的是以下几个：

（1）推力、扭矩、掘进速度、

施工中需要不断通过不同的地层、覆土厚度，有硬塑化沙质粘性土<6-6>、全风化花岗闪长岩<9-1>、强风化花岗闪长岩<9-2>、中风化花岗闪长岩<9-3>等主要地层，需要结合监测的数据进行预防和调整各参数，上部软塑状下部风化状（上软下硬）地层，要重点防止盾构机"抬头前进"，全断面硬岩地层要防止盾构机体被卡死。

（2）出土量

土压平衡式盾构推进中切削后土体通过幅条缝进入土仓，通过螺旋输送机完成排土，再通过传动带输送到土斗中外运。出土量的多少与地面沉降、是否空洞等问题密切相关；如有异常将督促施工单位加强地面监控量测和检查地面是否变形、空洞等异常，如有及时进行灌注混凝土进行填充。

（3）盾构掘进姿态控制

盾构姿态控制就是将盾构轴线控制在设计允许范围值内（±100mm）。盾构姿态控制的好坏，不仅关系到盾构机是否在设计轴线允许偏差内推进，而且还影响到后续管片拼装的质量，"要求不能硬纠猛调"。同时，每次施工单位进行测量转站，都必需通知测量监理进行同步跟进，以能及时掌握最新姿态。

（4）寻找合适位置检查并更换刀具

为确保盾构顺利、快速通過剩余地段，需根据掘进过程中的参数变化情况进行开仓更换磨损严重刀具，在换刀前做好安全教育和交底，通过地勘报告和出土情况估计地层的稳定性、地下水情况，先进行注浆止水，直到注满土仓内部，经预留孔开孔检查后无水或少量水流出方可打开仓门挖仓，人员入仓前，必须认真检查所需的工具是否带齐；换刀过程中，禁止进行机械设备任何运转操作，并且对刀盘周围情况做密切监视，更换刀盘是保证盾构推进顺利前行的必经过程。

3.2管片进场检查

（1）检查管片上生产日期至运至现场时间是否满足保养期限（一般为28天）。

（2）审查管片出厂质量合格证明文件、签署资料和不定期进行强度测试（C50）。

3.3盾构接收阶段监理工作

盾构接收阶段掘进是盾构法隧道施工最后一个关键环节，该关键环节进行全旁站监督，并重点做好观察出洞洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促施工单位及时封堵。

（1）盾构出洞装置安装

由于隧道洞口与盾构之间存在建筑间隙，易造成泥水流失，从而引起地面沉降及周围建筑物、管线位移，因此需安装出洞装置；一般包括帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈等；检查帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核，对出洞装置安装的牢固情况进行检查，确保帘布橡胶板能紧贴洞门，防止盾构出洞后同步注浆浆液泄漏。

（2）盾构出口部位土体加固

盾构出洞区域土体加固方法需根据地层情况进行不同的加固措施，像寮珊盾构左线出洞口段是采用的旋喷桩加固方式；严格控制加固的埋入深度及注浆环节，确保土体加固的稳定性。

（3）盾构接收基座设置

盾构接收基座用于接收进洞后的盾构机，由于盾构进洞姿态是未知的。在盾构接收前测量监理工程师复核接收井洞门中心位置和接收基座平面、高程位置，确保盾构机出洞后能平稳、安全推上基座。

（4）盾构接收出洞

盾构接收出洞准备工作就续后，盾构机向前推进，在前端刀盘露出土体直至盾构壳体顺利推上接收基座，该关键环节应进行全旁站监督，并重点做好观察出洞洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促施工单位及时封堵，检查千斤顶使用状况，防止盾构出洞后出现姿态"上飘"现象。

4结束语

盾构技术在隧道建设中越来越突显了它的重要性，它逐渐完善并有效使用不仅节约了投资和减少了工期，而且还大大提高了安全性，对于未来地铁、隧道施工的发展起到了举足轻重的作用，具有极为广阔的应用前景，而盾构掘进过程管理是一项综合性强的工程，也是一个动态控制的过程，只有做好掘进过程的管理，才能更好的发挥盾构技术对隧道工程施工的强大作用。

参考文献：

[1] 朱合华，傅德明.盾构隧道[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2] GB 50446--2008 盾构法隧道施工与验收规范[S]

[3] 周文波.盾构法隧道施工技术及应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.