翟金中

（中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司，湖北　武漢　430000）

地鐵施工盾構(gòu)法的施工技術(shù)分析

翟金中

（中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司，湖北武漢430000）

地鐵的施工技術(shù)目前主要有明挖法、蓋挖法、礦山法、和暗挖法，盾構(gòu)法屬于一種全機(jī)械化施工的暗挖施工方法，具有對(duì)城市功能影響小、施工速度快、施工安全性高和經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)點(diǎn)。本文對(duì)地鐵的盾構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行了分析和討論。

地鐵；盾構(gòu)法；施工技術(shù)

1　地鐵的施工技術(shù)

1.1明挖法。明挖法雖然施工技術(shù)簡(jiǎn)單，但是明挖法需要禁止車輛通行和占用大量的施工場(chǎng)地，使本來(lái)已經(jīng)很擁堵的城市交通更加擁堵，對(duì)城市的正常功能影響很大。

1.2蓋挖法。蓋挖法的施工工序比較復(fù)雜和需要交叉作業(yè)，但其具有對(duì)地面干擾小、成本低、安全的優(yōu)點(diǎn)，常常用于修建地鐵的出站口。

1.3礦山法。礦山法的占地相對(duì)較小，但是礦山法易造成地表沉降且需要進(jìn)行無(wú)水作業(yè)，人工開(kāi)挖、支護(hù)和大量的降水井帶來(lái)勞動(dòng)強(qiáng)度大、施工效率低和安全性差等問(wèn)題。

1.4暗挖法。暗挖法對(duì)地面交通的影響小、成本低，但傳統(tǒng)的暗挖法機(jī)械化程度偏低、施工環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大。盾構(gòu)法作為一種全機(jī)械化施工的暗挖技術(shù)避免了傳統(tǒng)暗挖法的缺點(diǎn)被得到廣泛的應(yīng)用。

2　地鐵施工盾構(gòu)法概述

盾構(gòu)施工的三個(gè)要素為：穩(wěn)定開(kāi)挖面、壁后注漿和排土。盾構(gòu)機(jī)是盾構(gòu)法的主要機(jī)械設(shè)備，盾構(gòu)機(jī)的組成為：挖掘系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)和注漿系統(tǒng)三部分，通過(guò)挖掘系統(tǒng)在前面不斷的挖掘推進(jìn)，然后經(jīng)過(guò)盾構(gòu)外殼和管片進(jìn)行支撐圍巖防止孔洞的坍塌，接著盾構(gòu)機(jī)尾部的注漿系統(tǒng)需要及時(shí)注漿對(duì)圍巖進(jìn)行加固，最后挖掘的土體可經(jīng)過(guò)出土機(jī)械快速的運(yùn)出洞外。

盾構(gòu)施工需要滿足：

2.1線位上必須有允許建造盾構(gòu)進(jìn)出洞和排土的工作井。

2.2隧道的埋深不易過(guò)淺，覆土的深度應(yīng)大于隧道直徑的1倍。

2.3盾構(gòu)法施工要求具有一定的均質(zhì)地質(zhì)條件。

2.4孔洞之間和孔洞與其它建筑物之間的巖土加固的水平厚度不能小于1.0m，垂直厚度不能小于1.5m。

2.5統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示隧道長(zhǎng)度小于750m時(shí)使用盾構(gòu)法的工程造價(jià)會(huì)高于傳統(tǒng)的施工方法，不易采用盾構(gòu)法。

3　盾構(gòu)法施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

盾構(gòu)法使用的盾構(gòu)機(jī)可以快速、精準(zhǔn)的進(jìn)行挖掘、支護(hù)、襯砌和排土，所有的工作可以一次性完成，大大的提高了工作效率。

盾構(gòu)法屬于地下暗挖技術(shù)，不受地面交通、水紋和季節(jié)的影響，經(jīng)過(guò)多年的研究和實(shí)踐，其施工安全和質(zhì)量均可以得到保障。

盾構(gòu)施工法除了豎井需要占用一定的場(chǎng)地外，地鐵沿線不需要其它的施工場(chǎng)地，不需要拆遷和降低地下水水位，施工過(guò)程無(wú)噪聲和震動(dòng)對(duì)城市的居住、交通和商業(yè)影響很小。

盾構(gòu)法可以應(yīng)用在不同的地質(zhì)環(huán)境中，特別是在柔軟和含水量大的地質(zhì)環(huán)境中更是具有其它施工法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。例如：在1825年英國(guó)倫敦的泰晤士河下修建世界第一條水底隧道時(shí)，歷經(jīng)十年都沒(méi)有修成，直到1835年采用盾構(gòu)法才修建成功。此后，美國(guó)、日本、西歐和中國(guó)分別采用盾構(gòu)法修建了大量的水底隧道、污水管道、煤氣管道、通信和電力管道等多種地下管道。

4　盾構(gòu)法施工技術(shù)分析

盾構(gòu)法施工的精度要求相當(dāng)?shù)母?，例如：制作管片的誤差要控制在0.5mm之內(nèi)。盾構(gòu)施工的橫向和高程的精度要求最為重要，盾構(gòu)施工只能前進(jìn)不能后退，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。盾構(gòu)機(jī)頭與預(yù)留洞門(mén)中心的偏差稱為貫通誤差，通過(guò)測(cè)量應(yīng)盡量控制貫通誤差。

4.1盾構(gòu)出洞準(zhǔn)備階段

“盾構(gòu)始發(fā)出洞”為盾構(gòu)由始發(fā)基座向前推進(jìn)，使盾構(gòu)從切口切入土層的過(guò)程。盾構(gòu)的出洞準(zhǔn)備階段應(yīng)充分做好人員、技術(shù)、設(shè)備和材料的檢查與準(zhǔn)備工作，確保盾構(gòu)可以安全、可靠的出洞。盾構(gòu)出洞前首先要對(duì)洞口的出洞區(qū)域進(jìn)行加固，無(wú)論是水泥攪拌樁還是旋噴樁加固，均應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。始發(fā)基座的定位對(duì)始發(fā)姿態(tài)有直接影響，應(yīng)著重對(duì)始發(fā)基座的軸線和位置、洞口的尺寸和位置進(jìn)行復(fù)核。然后，應(yīng)對(duì)盾構(gòu)機(jī)、后盾支撐系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)行和檢測(cè)。最后，應(yīng)進(jìn)行盾構(gòu)出洞裝置的安裝和檢查，防止盾構(gòu)出洞后發(fā)生注漿泄漏現(xiàn)象。

4.2盾構(gòu)始發(fā)出洞

盾構(gòu)始發(fā)出洞為盾構(gòu)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，盾構(gòu)機(jī)切入土層后應(yīng)觀察后盾構(gòu)機(jī)能否迅速靠上洞口的正面土體，洞口若出現(xiàn)滲漏要及時(shí)進(jìn)行封堵。檢查前倉(cāng)土壓及土倉(cāng)內(nèi)是否有砼塊。檢查第一環(huán)和最后一環(huán)的管片拼裝位置是否準(zhǔn)確。檢查千斤頂工作情況，防止盾構(gòu)姿態(tài)出現(xiàn)問(wèn)題。

4.3試掘進(jìn)和正式掘進(jìn)

盾構(gòu)順利出洞后要進(jìn)行試掘進(jìn)，檢查盾構(gòu)姿態(tài)、管片拼裝和注漿情況，觀測(cè)地面沉降和儀表數(shù)據(jù)對(duì)掘進(jìn)進(jìn)行分析和控制，尋找最佳的施工參數(shù)確保施工的質(zhì)量和周邊的安全。掘進(jìn)過(guò)程中要始終對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行控制，使盾構(gòu)的軸線誤差保持在設(shè)計(jì)偏差之內(nèi)，盾構(gòu)姿態(tài)控制是掘進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)。管片的拼裝和注漿對(duì)隧道的穩(wěn)定和安全有著重要的影響，因此要十分重視管片的拼裝和注漿的施工質(zhì)量。

4.4盾構(gòu)（進(jìn)洞）接收

盾構(gòu)接收是盾構(gòu)施工的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，關(guān)系到隧道施工的成敗，應(yīng)充分做好盾構(gòu)的進(jìn)洞準(zhǔn)備工作，確保進(jìn)洞的良好姿態(tài)并準(zhǔn)確就位在接收基座。盾構(gòu)進(jìn)洞區(qū)域的土體應(yīng)進(jìn)行加固，加固方法與時(shí)間同出洞時(shí)一致。進(jìn)洞前一百環(huán)應(yīng)布置導(dǎo)線控制點(diǎn)，對(duì)高程和橫向要進(jìn)行復(fù)核測(cè)量確保盾構(gòu)進(jìn)洞姿態(tài)良好。

5　結(jié)語(yǔ)

盾構(gòu)法涉及到自動(dòng)化控制、機(jī)械工程、巖土工程、測(cè)量工程和液壓傳動(dòng)等多個(gè)學(xué)科，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的施工技術(shù)。盾構(gòu)法以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用在城市的地鐵建設(shè)施工當(dāng)中，大大地提升了我國(guó)地鐵建設(shè)施工的水平和質(zhì)量。

［1］吳祥紅，童智能.鐵盾構(gòu)法隧道襯砌接縫防水施工技術(shù)［J］.廣東土木與建筑，2003，2：44-46.

［2］劉長(zhǎng)林.探究地鐵盾構(gòu)法施工新技術(shù)要點(diǎn)［J］.太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，1：159-160.

翟金中（1987.06—）男，本科，助理工程師，研究方向：地下工程。

U455.43；U231.3

A

1003-5168（2015）-12-0124-1