地铁盾构隧道洞门环梁施工技术方案研究

李森

【摘  要】盾构是一种隧道掘进的专用工程机械，地铁隧道施工中普遍采用盾构法，盾构法施工速度快。随着盾构施工的愈发成熟，盾构的每日掘进速度也有了显著提高。论文通过研究地铁盾构隧道洞门环梁施工技术，系统介绍了施工技术方案及步骤流程。

【Abstract】Shield tunneling is a kind of special engineering machine for tunneling. Shield tunneling is widely used in subway tunnel construction， which is fast in construction. As the shield construction becomes more and more mature， the daily tunneling speed of shield is also significantly improved. This paper systematically introduces the construction technical scheme and step flow by studying the construction technology of the tunnel portal ring beam in subway shield tunnel.

【关键词】盾构;地铁;隧道工程;洞口环梁

【Keywords】shield; subway; tunnel engineering; the cave ring beam

【中圖分类号】U175                                          【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）08-0179-02

1 引言

地铁隧道施工有着很高的施工标准，盾构施工是地铁隧道施工的关键内容，也是科学技术发展背景下的一项重要建筑技术。在该技术的应用阶段，由于诸多因素的限制，容易出现问题，在施工过程中产生安全风险，对施工人员的生命财产安全构成重大威胁，影响隧道施工的整体质量。因此，地下隧道施工的风险分析越来越受到企业的重视。通过对这一内容的研究，可以更好地控制盾构施工的风险，进而采用科学合理的方法，提高地下隧道施工效率，为企业带来更多的经济效益。

2 工程概况

金华—义乌—东阳市域轨道交通工程土建施工15标项目部承担义乌市内春晗站—秦塘站、秦塘站—国际商贸城站两个区间双线盾构施工，包括盾构进出口洞门环梁浇筑。

3 地铁隧道盾构施工特点

地下隧道的盾构施工通常与隧道施工中防护设备的堆放相结合，利用围岩和地下结构的稳定性注入一定量的泥浆，在施工阶段，开挖土层的尺寸相对较小，盾构的施工非常实用，人员只需在预定的工程范围内占据适当的面积，按照施工成本控制的要求，在地铁隧道施工中，盾构法有着非常广的应用领域，对地铁隧道的运营有着很强的抗震作用，这些都是盾构法施工的独特优势。本工程盾构段地层主要由泥质粉砂岩构成，所以盾构对硬岩、粘土层的适应性是重点考虑的问题。盾构机要具备土压平衡掘进功能、足够的推力和刀盘驱动扭矩、良好的加泥、加泡沫等渣土改良能力，合理的刀盘及刀具设计，要具有完善的防喷涌功能，能够有效防止中心泥饼的生成，较好的人员仓条件，还要具有超前地质钻探及管片壁后同步注浆功能。

4 洞门环梁施工

4.1 施工步骤

洞门环梁施工如图2所示。

4.2 拆除零环（最后一环）管片

本标段进出口环梁各4个。在隧道洞口施工之前，通过相邻第二环段的提升孔对段后进行二次注浆，以密封隧道洞口的水流。灌浆比例由实验室提供，操作人员严格按照比例进行操作，以确保灌浆效果。

浆液固化后，可以去除零环部分（最后一个环）。拆下零环之前，重新拧紧相邻20个环段的螺栓。根据现场的实际情况，第一步是将顶块和B块之间的纵向缝分开（用气镐将其凿开），然后切断零环（最后一个环）之间的连接螺栓B块节和正环（最后一个环）节，使用B块节的周缝的两个上部螺栓孔，将其与钢丝绳，卡环和铁板连接，用导向链拉动并提起它们，用龙门起重机慢慢出门，在指定位置堆放。（零环拆除图见图3）

4.3 防水施工布置

防水是隧道洞口建设中非常重要的环节，从开始到结束的每个防水环节的质量都全面反映了其质量。如果连接不好，会对整个防水效果产生重大影响。因此，在整个施工过程中，必须加强过程控制，逐步做好每道工序的防水质量。 Φ42小型注浆管嵌在门的环形梁与管段之间的界面，以及门的环形梁与车站（始发、接收井）结构的侧壁之间的接口处。在每根灌浆管的两面都放有缓慢膨胀的水溶胀聚氨酯止水胶，在竖立模板之前，用油脂将小管的管孔密封。在节段和现场浇铸的入口处设置了不锈钢接头槽，并在接头外部的围岩中进行了灌浆。

4.4 钢筋施工

钢筋应在地面上进行处理，并在隧道入口处竖立并绑扎。加强筋应与Φ16mm加强筋焊接在一起，并嵌入车站洞口的环形板上。门架加强件和分段应通过螺栓连接。螺栓的一端应伸入门廊300mm，并应与10×67.5×67.5mm钢板的端板紧密焊接，钢板的端板应与门口钢筋牢固焊接。将螺栓通过垫片和螺母通过扇形螺栓孔拧紧。钢筋必须具有质量保证和测试报告，并严格遵守“使用前测试”的原则。

4.4.1 钢筋焊接

钢筋焊接所用的焊条和焊剂的等级和性能，以及所用的钢板和型钢的含量和性能应符合规范和有关规定的要求。

4.4.2 钢筋的成型与安装

钢筋的钢种、数量、直径和等级应符合设计要求。在30天内，同一钢筋上的接头不得超过500mm。绑扎或焊接接头与钢筋弯曲部分之间的距离应不小于主钢筋直径的10倍，并且不应位于最大弯曲力矩处。钢筋搭接采用搭接焊接。钢筋骨架应点焊成梅花形，并应设置足够数量和强度的限位杆，以确保钢筋的准确位置。锚杆焊接在门的钢环上，焊接的加固框架牢固连接，以确保在安装和浇筑混凝土时不会松动或变形。在钢筋和模板之间设置足够数量和强度的缓冲块，以确保钢筋的保护层满足设计要求。

4.5 模板施工

因洞门浇筑操作空间狭窄，需采用漏斗、导流槽等设施。 整个洞门混凝土浇注须一次完成，不可产生施工缝。现浇混凝土应与隧道和端墙密贴、稳固连接。混凝土捣固均匀密实，确保混凝土质量達到设计的强度及防水等级。

4.6 混凝土浇筑

首先，采用模板框架和组合模板。模板由优质钢制成，可调节弯曲模板为3.0×1.2m。总共17个部件被封闭成一个环。塞板由无接缝的松木板制成，厚度为50mm。模板框架是用于支撑模板的脚手架，结构应该简单而牢固。因为门的长度相对较短（与高度相比），所以模板框架的纵向安装要比门架的长度长。

5地铁盾构施工安全风险管理的现状

5.1 缺乏标准化的安全风险管理体系

在目前的地下隧道施工中，国家没有足够的安全标准进行风险防控。虽然建设单位有多项独立的风险防控措施，但在风险管理政策的制定、现场的风险评估、风险管理等方面存在较大差异，因此在实际的隧道防护阶段，很多工人没有按照必要的施工工艺进行作业。而在盾构隧道施工中，一些施工企业过于注重经济效益，盲目节约成本，加快施工进度，忽视了施工的整体质量，极易带来安全隐患。

5.2 盾构穿越建筑物的风险

城市的建筑物比较密集，在盾构施工过程中，需要穿越地下，在这个过程中，由于地质结构的受力，特别是如果经过一些比较老的砖混建筑，由于房屋本身结构稳定性差，在泥质粉砂岩层施工中，如果地层发育裂隙较多且施工区出现混凝土承插管型渗漏问题，会造成岩层水土流失。在施工过程中会引起地层的破坏，从而导致不稳定层的解体和坍塌。同时，大量的水会进入隧道，造成严重的施工事故。

6 盾构法施工机械风险及控制措施

6.1 提高地铁盾构施工进程中的技术管理质量

结合盾构始发操作和掘进位置，可以确定具体的设计参数，保护设备可以完成相应的隧道工作，为了保证隧道设备能够达到更好的排气效果，有必要保持切割头和土壤的流量恒定，然后保持全线的相平衡。根据隧道线路的不同地质环境，也可以选择不同的隧道模式。在施工阶段，选择合适的施工图进行地质土环境试验，使盾构机能及时切换到不同的状态，根据输送机卸料速度的要求和班次的特点，对地下隧道进行监控。

6.2 加强对塌方事故的预防以及处理

在盾构施工中，许多因素会导致塌方事故的发生，在建筑行业的安全管理中，不仅要防止塌方，从预防的角度看，必须保证地质调查工作的完整性和有效性，根据不同的地质构造，实施不同的技术。从事故处理的角度来看，有必要提前制定好事故的处理方案。首先，应有效拦截事故地点周围的地表水，防止其深入地铁隧道，降低地铁隧道的用水量。其次，合理控制盾构机的掘进速度，防止二次事故的发生。

7 结语

本文通过研究地铁盾构隧道洞门环梁施工技术，系统介绍了施工技术方案，分析了地铁盾构施工安全风险管理及控制措施。

【参考文献】

【1】刘湘君.地铁隧道盾构施工关键技术[J].商品与质量·建筑与发展，2014（9）：639.

【2】张中阳.地铁盾构空推过暗挖隧道施工关键技术[J].住宅与房地产，2018（3）：179-180.

【3】程凤.地铁盾构空推过暗挖隧道施工关键技术[J].居舍，2017（35）：46，171.