李召

摘 要：隨著城市化建設(shè)進程的逐步加快，各大城市積極致力于地鐵工程修建，盾構(gòu)隧道施工技術(shù)快捷安全，以其獨特的自身優(yōu)勢特征發(fā)展成為地鐵工程建設(shè)的主要施工方式，其重要性不容忽視。在此，文章將針對盾構(gòu)穿越上軟下硬地層施工關(guān)鍵技術(shù)進行簡要探討。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；穿越；地鐵；技術(shù)

中圖分類號：U455.43 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）05-0016-01

近年來，隨著社會的不斷進步，對城市交通提出了更高要求，地鐵應(yīng)運而生，該項交通工具擁有便捷、環(huán)保以及高效等特征，在交通日益緊張的城市中能夠起到有效緩解交通壓力的作用，可謂是城市交通組織的重要手段。通常來說，一般選用盾構(gòu)法進行地鐵工程施工建設(shè)，該施工技術(shù)不會對地面交通造成很大影響，可充分保護周邊建筑物，能夠適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境，應(yīng)用優(yōu)勢甚為明顯。

1 施工準備

1.1 優(yōu)化參數(shù)

開始穿越地層之前，需結(jié)合沉降情況優(yōu)化施工參數(shù)，歸納總結(jié)沉降規(guī)律，針對盾構(gòu)穿越地層結(jié)構(gòu)展開合理分析，旨在實現(xiàn)最佳施工成效的最大化獲取，嚴格控制地面沉降，確保盾構(gòu)能夠平穩(wěn)安全地穿越地層結(jié)構(gòu)。

1.2 維護設(shè)備

針對施工所用盾構(gòu)機械設(shè)備采取有效的保養(yǎng)維護措施，確保龍門吊以及盾構(gòu)機、二次注漿機、拌合站、電瓶車等相關(guān)設(shè)備擁有良好性能，可保持最佳運行狀態(tài)，進而能夠快速經(jīng)過施工風(fēng)險區(qū)域。

1.3 準備材料

施工之前，需盡可能準備數(shù)量充足且質(zhì)量較優(yōu)的工具和材料，堅決杜絕因為材料短缺使施工工作受到影響，提前準備好材料，確保工具數(shù)量足夠且種類齊全，有備無患，規(guī)避意外狀況的頻繁發(fā)生。

1.4 人員設(shè)置

盾構(gòu)穿越施工隸屬于高風(fēng)險作業(yè)，因此，必須結(jié)合施工情況配備素質(zhì)水平較高的施工作業(yè)人員，合理安排設(shè)置人員，定期開展人員培訓(xùn)工作，確保設(shè)備維護以及盾構(gòu)機操作者擁有豐富的施工經(jīng)驗以及較高的作業(yè)水平，能夠積極應(yīng)對施工進程中出現(xiàn)的各類突發(fā)問題和情況。

2 盾構(gòu)穿越上軟下硬地層施工關(guān)鍵技術(shù)

地鐵隧道盾構(gòu)施工工序包括盾構(gòu)的安設(shè)與拆卸、土體開挖與推進、襯砌拼裝與防水等部分，其基本構(gòu)造包括盾構(gòu)殼體、刀盤、人閘系統(tǒng)、螺旋輸送機與保壓泵喳裝置、鉸接裝置、盾尾密封裝置、管片拼裝機和管片整圓器、刀盤驅(qū)動系統(tǒng)、盾構(gòu)推進系統(tǒng)、同步注漿系統(tǒng)、泡沫發(fā)生系統(tǒng)、膨潤土設(shè)備、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、SLS-T隧道導(dǎo)向系統(tǒng)、后配套設(shè)備等部分。盾構(gòu)法施工時，首先根據(jù)地鐵規(guī)劃設(shè)計，在隧道某段的一端用明挖法建造基坑，然后在其內(nèi)安裝盾構(gòu)機，當盾構(gòu)就位后，先向開挖面掘進相當于裝配式襯砌寬度的土體，安裝盾構(gòu)反力架等設(shè)備，形成外部支撐，然后在盾殼的掩護下利用千斤頂將切口環(huán)向前項入土層進行地層開挖、裝配襯砌，隨后盾構(gòu)靠頂在已拼裝好的襯砌環(huán)上的千斤頂向前的推力來克服盾構(gòu)掘進中所遇到的地層阻力，保持盾構(gòu)能均勻連續(xù)前進。

2.1 設(shè)備掘進技術(shù)

在實際施工進程中，使用盾構(gòu)機設(shè)備在上軟下硬地層中進行覺得時候，針對軟巖部分而言，切削掌子面便會使土層結(jié)構(gòu)遭到破壞，針對局部巖石較硬部分，此處刀盤滾刀實際受力情況較大，伴隨著局部硬巖的不斷作用，刀盤所受損傷變大，因此，需將刀盤轉(zhuǎn)速適當降低，將其所受瞬時沖擊控制在安全荷載范圍之內(nèi)。對于上軟下硬地質(zhì)而言，若僅僅考慮刀盤保護因素，結(jié)合硬巖方式單純掘進，則會導(dǎo)致超挖問題，造成地表發(fā)生沉降情況，基于此，必須在全土壓平衡模式下進行掘進施工，即為在實際的掘進過程中用需確保掌子面壓力平衡以及土艙壓力相對較高些。參考實際情況，結(jié)合各項參數(shù)值針對刀盤扭矩以及油缸推力、掘進貫入度等數(shù)據(jù)因素實施合理調(diào)節(jié)。掘進上軟下硬地層結(jié)構(gòu)的時候應(yīng)注重推力的優(yōu)化降低，控制推進速度，原因在于所有斷面所擁有的強度是各不相同的，若產(chǎn)生較大速度則是刀具早軟硬交接的位置形成意外損傷問題?；诖祟惖貙拥膶嶋H條件，通常結(jié)合盾構(gòu)機設(shè)備貫入度實施控制。盡可能采用土體改良技術(shù)，旨在將刀具及螺旋輸送機設(shè)備所產(chǎn)生的磨損情況大大降低，規(guī)避涌水問題的形成，通常將含水量較大的泡沫注至土艙內(nèi)部、刀盤前以及螺旋輸送機內(nèi)部位置，選用盾構(gòu)機泡沫系統(tǒng)實現(xiàn)泡沫注入，在此需注意泡沫溶液組成比例控制。再者說，因為上軟下硬地層中軟巖部分極易催生坍塌問題，加之硬巖部分擁有較大硬度，進而難以實施切削，所以為充分保護刀具則會將掘進速度大大降低，然而此時卻會對軟巖部分穩(wěn)定性造成不利影響，在此需確保土壓值保持較高水平，確保掌子面擁有較強的穩(wěn)定性。

2.2 姿態(tài)控制技術(shù)

一般而言，盾構(gòu)機設(shè)備總共包括十六組推進油缸，共分四區(qū)，各區(qū)油缸能夠?qū)崿F(xiàn)獨立控制并完成油壓推進，在控制調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)的時候能夠歷經(jīng)一系列分區(qū)實現(xiàn)油缸壓力的推進，調(diào)整控制盾構(gòu)掘進的相關(guān)方向。具體來說，就滾動偏差而言，將橫向撐靴設(shè)置于盾構(gòu)支承位置，基于此實現(xiàn)盾構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)能力水平的大大提升，尤其是針對硬巖地質(zhì)，必須確保掘進速度處于較高水平，通過橫向掌靴的合理運用，會形成較大的盾構(gòu)體滾動限制成效。針對方向偏差，在推進施工進程當中，就不同位置實施推動進行的千斤頂參數(shù)設(shè)定偏差會直接造成掘進方向形成偏差，加之地層結(jié)構(gòu)跟盾構(gòu)表面存在有不平衡摩擦阻力，則會造成切口環(huán)切削欠挖地層所導(dǎo)致的阻力難以均衡掌子面開挖所產(chǎn)生的土壓力，進而形成較大偏差問題；若掌子面所處地層上軟下硬，價值其巖層分界處有著較大起伏，同樣會催生方向偏差，就算此處土體力學(xué)性質(zhì)甚為均衡，由于盾構(gòu)刀盤重力影響，盾構(gòu)會產(chǎn)生低頭趨勢，由此可見，在實際掘進時必須嚴格監(jiān)測并控制豎直方向所形成的偏差。在姿態(tài)控制中需注意，針對盾構(gòu)扭轉(zhuǎn)實施有效控制，盡量選用合理推力；嚴格選擇管片型號，保證盾構(gòu)尾部位置間隙能夠充分均勻；就轉(zhuǎn)彎位置處的盾構(gòu)姿態(tài)實施正確控制，慎重采取糾偏行為，保持緩慢掘進狀態(tài)；實現(xiàn)管片安裝精度的大幅提升；針對產(chǎn)生的注漿壓力進行合理控制，充分確保實際填充質(zhì)量。

2.3 換刀及加固技術(shù)

對于上軟下硬地層結(jié)構(gòu)而言，必須合理實施換刀行為，結(jié)合實際成效，正確選擇合理的加固區(qū)域位置，在此需要注意的是應(yīng)該在磨損超限之前盡可能完成換刀工作。為確保工作面具有較強穩(wěn)定性，則可選用多種加固方式，譬如說旋噴樁加固以及全斷面加固、艙內(nèi)灌漿加固等類型。其中，注漿加固主要指的是基于一定壓力值將擁有較強粘結(jié)性能的材料在被加固構(gòu)件內(nèi)部位置所存在空隙實施注入，旨在實現(xiàn)加固構(gòu)件密實性以及完整性的強化增強，促進材料強度的優(yōu)化提高。地基加固以及砌體結(jié)構(gòu)裂縫缺陷加固修復(fù)等操作中較長運用注漿加固措施。

3 結(jié) 語

綜上所述，在地鐵工程建設(shè)中，穿越上軟下硬地層結(jié)構(gòu)的時候需配備高技能人才合理運用盾構(gòu)施工技術(shù)開展施工活動，關(guān)注施工要點，確保施工安全，促進工程建設(shè)的高質(zhì)完成，強化提升城市交通運營能力。

參考文獻：

[1] 肖鐵賢.盾構(gòu)穿越上軟下硬地層施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，（20）.

[2] 呂向紅，楊冬梅，鄭青.全斷面卵石地層盾構(gòu)近距離下穿地鐵區(qū)間隧道施工技術(shù)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2013，（5）.

[3] 任建喜，史景陽，占有名，等.地鐵盾構(gòu)施工對既有拱橋的變形影響規(guī)律與控制技術(shù)[J].施工技術(shù)，2014，（18）.

[4] 羅皓.地鐵工程土壓平衡盾構(gòu)施工風(fēng)險分析[J].黑龍江科技信息，2014，（32）.

[5] 郭彩霞，喬國剛，姜雪強，等.盾構(gòu)隧道下穿既有橋梁綜合控制技術(shù)[J].市政技術(shù)，2014，（5）.

[6] 萬斌，李清.盾構(gòu)到達施工技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014，（25）.