盾构技术在城市地铁施工中的应用

侯云朋

（中铁十八局三公司）

盾构技术在城市地铁施工中的应用

侯云朋

（中铁十八局三公司）

随着社会经济的快速发展以及城市化进程的不断加快，城市交通压力越来越大，仅依赖平面交通已经无法满足城市发展的需求，而地铁的出现于推广较好的解决了这一问题，盾构技术作为城市地铁施工过程中的重要技术，必须对其进行高度的重视，本文在此背景下，对盾构技术在城市地铁施工中的应用进行了研究，进而促进城市的快速发展。

城市地铁施工；盾构技术；应用

引言

地铁对于一个城市的健康、快速发展来说，具有非常积极的促进作用。通过地铁的应用与推广，可有效分流城市密集人群，进而解决了人们的出行问题，同时还能缓解城市中巨大的交通拥堵压力，由此可以看出，地铁在人们的日常生活中占据非常重要的地位。但一般情况下，人们都不会想到地铁的施工，其作为地下轨道交通建设项目，建设难度较大，且对施工环境、地质以及技术的要求也是相当高的。通过运用盾构技术，可较好的解决上述地铁施工问题，进而为人们出行提供便利的条件。

1　盾构技术应用于地铁施工的优势

1.1安全性较高

盾构技术通常是用于地下施工，所以其不会受到地面情况的干扰，同时还不会受到季节的影响，且可随时随地进行盾构施工。此外，地面交通、河道、航运、季节性潮汐等外部条件根本影响不到地铁施工，所以，通过盾构技术进行地铁的施工，能够有效确保工程施工进度。在这种方法的作用下，还可以进行挖掘、衬砌等基础施工操作。

1.2工作效率较高

通过应用先进的设备，盾构施工技术从其设计完成开始就可直接进入具体的施工操作，同时还可一次完成基础工作中的开挖、支护、出土、衬砌施工，从而最大限度的提高了工程施工进度。此外，通过使用机械，还可改善工程施工条件，并将人从劳动中解放出来。这种施工方式，完全是应用了现代最先进的技术，并以此来确保工程施工质量。

1.3产生的危害较小

一般情况下，盾构施工都是在地下进行的，且离地面还有很大的高度距离，所以，在应用盾构施工技术进行地下工程施工任务时，几乎不会对地面造成影响，且在施工过程中，还具有振动小、噪声低等优点。除此之外，其只占用一部分道路，特别是隧道穿越工程，地面建筑群根本不受限制，还有一些必须要穿越河底的工程，地面、水面交通，都可以应用盾构施工技术，根本不会产

生任何危害。

1.4经济性更佳

对于盾构施工技术，其在不同地质条件下均可应用，且在多车道隧道中也可做到分期施工、运营。同时，在使用盾构施工技术在柔软或含水量大的围岩中进行施工时，其专业技术优势就更加突显，是多种施工方法中高性价比的一种施工作业。

2　盾构技术在地铁应用中的相关参数—以土压平衡式盾构机为例

①平衡压力值：P=KPH。其中：P主要指平衡总压力；R是指土体平均重度，单位为kN/m3；H是指隧道埋深，单位为m；一般情况下，K取0.6～0.8。②出土量。每环理论出土量计算公式为：V1（πD2）/4。其中：D为最大直径。③推进速度。通常取3～5cm/min；同时，当有建筑物时可取1cm/min。④盾构轴线。一般来说，其与设计偏离不得大于50mm。⑤地面变形量，通常控制在+10～30mm内。⑥同步注浆。每环空隙计算公式为：V2=π（D2-d2）/4。其中：D是指盾构外径；d是指管片外径。且压浆量为空隙的150～250%。此外，对于土压平衡盾构法施工工艺，其流程具体如图1。

图1　土压平衡盾构法施工工艺流程图

3　地铁施工盾构法施工技术

3.1盾构进出洞施工技术

将盾构机应用于城市地铁工程：①需要利用盾构机进行进洞施工。同时，对于整个地铁工程来说，无论是利用盾构机进行进洞还是出洞操作，其均具有非常重要的作用。②在施工过程中，进洞和出洞的成功与否直接决定了整个地下工程能否顺利的完成。在利用盾构机进行进洞施工时，一定要重视相应的施工技术，同时，为了保证盾构机进洞操作的顺利完成，应先确定施工具体路线，并避免出现过大的轴线误差情况。

对于盾构机进出洞作业，其具有较大的施工难度以及较为复杂的施工工序，针对此种情况，需认真对待工程地质与环境的调查工作，并通过采取相应的技术措施来较好的完成进出洞施工。此外，在盾构进出洞之前，还需做好各项准备工作，并严格审查盾构出洞条件，进而保证盾构能够在安全可靠的基础上顺利的进出洞。

3.2盾构掘进施工技术

盾构机进出洞作业时盾构掘进过程中的主要工作。对于盾构施工技术，其主要是为了确保盾构开挖面的稳定，此时可通过优化掘进参数来进行控制。此外，盾构姿态是指盾构掘进施工过程中的现状空间位置；对于盾构姿态的控制，其主要是指将盾构轴线控制在工程设计允许偏差范围内。以上这些都直接决定了盾构轴线的顺利推进，以及工程后续工序管片拼装的质量。基于此，必须高度重视盾构掘进施工过程中涉及的盾构姿态控制的始末，且其主要是通过十个方面的参数进行控制的，主要有注浆量与方式、盾构坡度、盾构姿态等。在城市地铁工程施工过程中，相对应的现场实际测量手段是实现参数优化与良好匹配的重要前提，此时可通过结合地表沉降观测的方式来进行参数优化试验工作，进而确保盾构开挖面的稳定。

3.3盾构穿越粉砂层的施工技术

通常情况下，盾构施工难度主要是由工程地质条件决定的，淤泥质粘土或淤泥质粉质粘土等软土地层是比较理想的地质，而粉砂层则会在一定程度上增加盾构施工的难度，此时就需要采取特殊的盾构施工技术来应对。此外，对于盾构穿越粉砂层施工过程中极为常见的问题，其主要表现为土体液化和出土口喷砂现象，所以必须提高工程正面土体的流动性与止水性。通过实行此措施，不仅可以适当提高土舱压力，进而避免正面土体发生液化；还能够往土舱内加入适当的泥土，进而避免喷砂，并通过利用螺旋出土器出土的方式来提高土体的流动性。

3.4特殊断面盾构施工技术

对于特殊断面盾构，其主要可分为复圆形盾构以及非圆形盾构。其中，复圆形盾构又可分为双圆盾构与三圆盾构，双圆盾构通常适用于一次性双线地铁隧道、下水道、共同沟等的修建，而三圆形盾构则适应于地铁车站的修建。非圆形盾构主要包括椭圆形盾构、马蹄形盾构等，对于这些分类，需依据隧道使用目的来加以选用。

此外，在进行特殊断面盾构施工时，不仅需要依据断面实际形状特性来采用特殊的盾构机械进行施工，还需要时刻掌握工程发展趋势，并在进行掘进作业时密切关注盾构机的运行状况。对于管片的组装操作，不仅需要对断面形状进行考虑，还需周密的计划其具体的分割数、组装顺序与组装精度，且即使能够确保管片组装的正确，也需要对盾构姿势进行严格的管理与控制，尤其是在盾构机出现偏离状况时，需尽早采用超挖机构、修正千斤顶等进行修正。

3.5复合盾构施工技术

盾构是一种针对性较强的、专用的施工机械，这就意味着每台盾构机都是针对某一种具体的地质水文条件而制定的。所以，如果在工程地质条件较为复杂时，利用常规的盾构机是无法完成相应的施工的，在这种情况下，复合盾构施工技术就出现了，且目前已得到了城市地铁工程的广泛应用。此外，通过应用复合盾构施工技术，可较好的解决普通盾构机所无法解决的问题，进而全面推动城市地铁工程施工质量与水平的提高，并以此来为人民的生命安全提供保障。

4　结语

根据工程实际条件选用适当的施工技术，能够有效提高城市地铁工程施工质量。现阶段，随着盾构技术的逐渐成熟与完善，其必定会在未来的地铁施工中发挥其越来越重要的作用。此外，只有选用具有良好效果的，且符合工程施工需求的施工技术，才能为城市地铁行车安全、高效提供保障。

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