周登峰

摘 要：盾構(gòu)機(jī)是一種用于工程施工的工程器械，具有較高的應(yīng)用價(jià)值，廣泛的應(yīng)用到隧道施工、地鐵施工等中。有效地轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)隧道施工的施工模式，在提高施工自動(dòng)化程度的基礎(chǔ)上，可以有效減少施工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高施工效率，且采用盾構(gòu)機(jī)施工，可以有效減少對(duì)地上部分的干擾，保障地面部分建筑的安全。近年來，隨著對(duì)盾構(gòu)機(jī)的研究不斷深入，國(guó)內(nèi)外學(xué)者均展開了對(duì)盾構(gòu)機(jī)的深入分析和研究，且取得了一定的成就，使得盾構(gòu)機(jī)技術(shù)水平和施工效率均顯著提升。在分析盾構(gòu)機(jī)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)機(jī)的應(yīng)用實(shí)踐解讀，結(jié)合某市城市地鐵的工程實(shí)例，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的具體應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)機(jī) 研究現(xiàn)狀 隧道施工 盾構(gòu)法 應(yīng)用實(shí)踐

中圖分類號(hào)：TH112 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（c）-0032-03

隧道工程是一項(xiàng)復(fù)雜的工程項(xiàng)目，涉及內(nèi)容較多，且具有較高的風(fēng)險(xiǎn)，容易引發(fā)安全事故的產(chǎn)生。而為了提高施工的效率和施工的安全系數(shù)，盾構(gòu)機(jī)得到了有效的應(yīng)用，應(yīng)用盾構(gòu)機(jī)的施工方式，被稱之盾構(gòu)施工技術(shù)。盾構(gòu)技術(shù)的有效應(yīng)用，對(duì)推動(dòng)隧洞施工的效率和安全，使具有直接的影響。盾構(gòu)機(jī)在具體的施工中，可以應(yīng)用于各類復(fù)雜的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，具有極高的適應(yīng)性，符合諸多工程的基本需求。基于此，該文對(duì)盾構(gòu)機(jī)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并結(jié)合某工廠的基本情況，詳細(xì)地對(duì)盾構(gòu)機(jī)的應(yīng)用實(shí)踐展開探討，具體內(nèi)容如下。

1 盾構(gòu)機(jī)的研究現(xiàn)狀分析

盾構(gòu)機(jī)是一種高效的工程施工機(jī)械，可以為工程的施工效率和施工安全提供基礎(chǔ)，距盾構(gòu)機(jī)的問世已經(jīng)度過了180多年，主要是由英國(guó)科學(xué)家研發(fā)，后期在日本、德國(guó)得到了進(jìn)一步功能擴(kuò)展，使其的功能性更加強(qiáng)大，可以有效完成對(duì)相關(guān)工程施工作業(yè)。現(xiàn)階段，盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)成為諸多工程中提高效率和安全的有效施工類型，且逐漸衍伸處盾構(gòu)施工技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)的研究人員，仍舊致力于盾構(gòu)機(jī)的相關(guān)研究工作，L Ran等結(jié)合盾構(gòu)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)情況，為了實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)具體掘進(jìn)過程中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，設(shè)計(jì)出一種有效的監(jiān)控系統(tǒng)，為盾構(gòu)機(jī)的安全運(yùn)行提供基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)科學(xué)家同樣對(duì)盾構(gòu)機(jī)做出了相關(guān)的研究，國(guó)內(nèi)對(duì)盾構(gòu)TBM施工大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)工作，這項(xiàng)工作是現(xiàn)階段盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室深度融合盾構(gòu)TBM和施工技術(shù)、大數(shù)據(jù)理念的重要?jiǎng)?chuàng)新，可以為盾構(gòu)TBM設(shè)備管理、盾構(gòu)TBM施工管理、成本管理提供基礎(chǔ)，進(jìn)一步推動(dòng)國(guó)內(nèi)地下工程、隧道工程的創(chuàng)新和發(fā)展。綜合國(guó)內(nèi)外研究人員，盾構(gòu)機(jī)及其相關(guān)技術(shù)均得到強(qiáng)化和改進(jìn)，使得盾構(gòu)更加符合隧道工程、地下工程的需求，提高工程的安全性和效率性，積極推動(dòng)工程項(xiàng)目的順利建成。

2 盾構(gòu)機(jī)分析

盾構(gòu)機(jī)作為工程施工中的重要機(jī)械類型，具備諸多功能，具有切削土體、輸送渣滓、隧道襯砌和測(cè)量導(dǎo)向糾偏等能力，對(duì)于推動(dòng)隧道工程和地下工程的整體施工效率和安全性具有直接的影響。根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的基本情況可以對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行分類，其中具體的盾構(gòu)機(jī)分類情況如以下幾點(diǎn)。

（1）敞開式。所謂敞開式盾構(gòu)機(jī)主要有：手掘式、半機(jī)械式的盾構(gòu)機(jī)，敞開式盾構(gòu)機(jī)主要適用地質(zhì)條件較好的區(qū)域的，具體的應(yīng)用中，需要借助相關(guān)輔助工作使得盾構(gòu)機(jī)可以保持穩(wěn)定，開挖過程中，主要是從頂部逐漸向下開挖。施工中，如果遇見地質(zhì)條件突變的情況，使得地質(zhì)條件變差的情況發(fā)生，需要借助相關(guān)特定的器材保持敞開式盾構(gòu)機(jī)的穩(wěn)定。采用敞開式盾構(gòu)機(jī)時(shí)，需要盡可能地降低對(duì)地層造成的影響，保障施工的安全。

（2）機(jī)械切削式。這類盾構(gòu)機(jī)具備一個(gè)具有直接的全斷面旋轉(zhuǎn)切削刀盤，由這個(gè)刀盤完成切削工作。且根據(jù)刀盤的大小情況，可以應(yīng)用到不同規(guī)格的工程施工中。其中，刀架有封板的機(jī)械切削盾構(gòu)機(jī)可以應(yīng)用到的全部的地形環(huán)境中，具有較強(qiáng)的適用能力。大刀盤的盾構(gòu)機(jī)具有極強(qiáng)的切削能力，可以有效地完成大型工程項(xiàng)目的施工任務(wù)。但是，由于大刀盤的體積較大，這也就使得在具體的施工中，所需要消耗的動(dòng)力較大。

（3）網(wǎng)格式。這類開挖方式，主要是對(duì)開挖面進(jìn)行處理，使得開挖面可以分成許多格子，且由土體自身之間的相關(guān)作用力實(shí)現(xiàn)開挖面的支撐。盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)過程中，就能夠?qū)⑿枰_挖土體從網(wǎng)格中的擠出。施工中，可以根據(jù)土體的具體情況，合理地對(duì)網(wǎng)格的規(guī)格進(jìn)行調(diào)整。但是，采用這類盾構(gòu)開挖方式，可能會(huì)導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)后退的情況，影響施工的安全和效率。故此，網(wǎng)格式盾構(gòu)機(jī)施工中，需要合理對(duì)盾構(gòu)機(jī)后退的現(xiàn)象進(jìn)行控制。

（4）擠壓式。采用擠壓式盾構(gòu)機(jī)，對(duì)地層擾動(dòng)較大的，可能會(huì)引起地表變形。故此，擠壓式盾構(gòu)機(jī)施工過程中，需要合理的對(duì)出土量進(jìn)行控制，且做好周邊土體的擠密工作，進(jìn)而保障工程的安全和質(zhì)量。

此外，根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的技術(shù)情況，還存在一些新興的盾構(gòu)機(jī)其中主要有異圓形斷面盾構(gòu)機(jī)、特種盾構(gòu)機(jī)、超大口徑和小口徑圓形斷面盾構(gòu)機(jī)，其中不同類型的盾構(gòu)機(jī)具有不同的功能特點(diǎn)和適應(yīng)特點(diǎn)。具體的工程施工中，需要合理地選擇盾構(gòu)機(jī)，進(jìn)而保障工程的整體安全性和穩(wěn)定性。

3 盾構(gòu)機(jī)的應(yīng)用實(shí)踐

盾構(gòu)機(jī)在具體的應(yīng)用中，需要結(jié)合工程的基本情況，展開盾構(gòu)機(jī)的應(yīng)用，該文結(jié)合某地鐵工程的基本情況，詳細(xì)地對(duì)盾構(gòu)機(jī)的具體應(yīng)用展開探討。

3.1 工程實(shí)例

工程為某市城市地鐵，以工程中的盾構(gòu)區(qū)間為例，盾構(gòu)區(qū)間內(nèi)容，均采用盾構(gòu)施工，其中盾構(gòu)的起止里程為DK10+573.295～DK11+955.650，區(qū)間左線全長(zhǎng)為1 412.477 m，右線全長(zhǎng)為1 395.112 m。其中，盾構(gòu)區(qū)間段內(nèi)，DK11.395為左右聯(lián)絡(luò)通道，為單圓隧道，區(qū)間距為25.66 m。線路主要呈現(xiàn)“V”型坡，最大縱坡為25%。其中，土層以沖積層和雜填土為主，沖積層主要石油中粗砂、使粉質(zhì)粘土，厚度在1.3～6.7 m。雜填土普遍分布，結(jié)構(gòu)松散，主要是由粘性土、碎石等構(gòu)成，其中厚度為0.5～3.5 m。

3.2 盾構(gòu)機(jī)選型原則

在具體的盾構(gòu)機(jī)選型中，需要結(jié)合具體隧道盾構(gòu)區(qū)間圍巖類型、圍巖的強(qiáng)度和周邊裂隙的基本情況，詳細(xì)地對(duì)區(qū)間含水量等進(jìn)行分析，這些因素是影響盾構(gòu)機(jī)選型的主要因素。在綜合分析盾構(gòu)區(qū)地址條件的基礎(chǔ)上，需要保障盾構(gòu)機(jī)在具體的施工中，對(duì)地面造成的影響最小，保障地面的整體穩(wěn)定性。故此，盾構(gòu)機(jī)選型時(shí)，需要在了解工程地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)施工周邊區(qū)域的建筑、環(huán)境等信息展開綜合解讀，保障盾構(gòu)機(jī)選型的有效性。

3.3 盾構(gòu)機(jī)施工

（1）施工準(zhǔn)備工作，在盾構(gòu)機(jī)的實(shí)踐應(yīng)用中，該工程從施工的前期準(zhǔn)備工作開始，對(duì)洞門施工和洞門地層的加固工作，確保盾構(gòu)施工的安全性，減少安全隱患的發(fā)生。

（2）盾構(gòu)機(jī)組裝，在具體的盾構(gòu)機(jī)應(yīng)用中，需要合理展開盾構(gòu)機(jī)的整體組裝工作。由于受到場(chǎng)地的影響，盾構(gòu)機(jī)的具體組裝，可以分為井下組裝和后配套地面組裝。在組裝之前，需要根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的具體規(guī)模，做好前期準(zhǔn)備工作，該工程采用120 t的拖車，300 t的履帶吊和50 t的汽車吊，綜合完成對(duì)盾構(gòu)機(jī)的組裝工作。該工程中采用的盾構(gòu)機(jī)的重量為99 t的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，故此，該工程采取的吊裝方式，可以完成對(duì)盾構(gòu)機(jī)的吊裝。

（3）盾構(gòu)機(jī)的就為調(diào)試，盾構(gòu)機(jī)組裝完成后，需要對(duì)盾構(gòu)機(jī)的整體性進(jìn)行檢測(cè)檢驗(yàn)，判斷是否存在設(shè)備損壞的情況。檢測(cè)檢驗(yàn)完成后，采用空載調(diào)試的方式，觀察盾構(gòu)機(jī)的電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等的工作情況，在完成相關(guān)使儀表設(shè)備的調(diào)試?？蛰d調(diào)試完成后，展開負(fù)載調(diào)試，負(fù)載調(diào)試主要是對(duì)各類管線的負(fù)載情況。

（4）盾構(gòu)機(jī)始發(fā)，始發(fā)階段是盾構(gòu)機(jī)應(yīng)用實(shí)踐的關(guān)鍵內(nèi)容，結(jié)合如圖1所示的盾構(gòu)機(jī)始發(fā)流程展開對(duì)盾構(gòu)機(jī)的始發(fā)。

（5）盾構(gòu)機(jī)的試掘進(jìn)，結(jié)按照始發(fā)流程完成相關(guān)工藝施工，需要合理展開盾構(gòu)機(jī)的試掘進(jìn)，在具體地試掘進(jìn)階段，需要保障相關(guān)工作人員掌握盾構(gòu)機(jī)的具體操作方式，和相關(guān)配套工藝，并對(duì)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中的地表隆陷、地中位移和建筑位移等參數(shù)，為保障盾構(gòu)區(qū)間安全提供基礎(chǔ)。

（6）盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)，在試掘進(jìn)完成后，且相關(guān)工作人員操作經(jīng)驗(yàn)豐富，工藝流程完善后，且對(duì)地面影響參數(shù)在接受范圍內(nèi)，通過提升掘進(jìn)的速度、注意安全、重視質(zhì)量等內(nèi)容，嚴(yán)格按照盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)展開盾構(gòu)機(jī)的正常掘進(jìn)。

（7）接收段的掘進(jìn)施工，按照地鐵車站的基本情況，合理地展開盾構(gòu)機(jī)接收段的掘進(jìn)施工任務(wù)，具體的施工中，需要對(duì)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)姿態(tài)進(jìn)行控制，且有效地與各類工序的銜接工作，避免銜接不當(dāng)導(dǎo)致工程的整體安全。具體的接收端掘進(jìn)施工，需要做好接收地段的土體加固、盾構(gòu)機(jī)位置確定和具體掘進(jìn)、相關(guān)安裝工作，從而有效完成接收段的施工任務(wù)。

（8）管片施工與襯砌注漿，結(jié)合工程的具體需求合理地展開管片施工，通常情況下，管片是由盾構(gòu)過程中由盾構(gòu)機(jī)完成。注漿是避免地層下陷和增加工程段防水能力的基礎(chǔ)?？梢赃x擇適當(dāng)注漿材料、注漿液配合比，進(jìn)而保障工程的整體性和安全性。

（9）調(diào)頭和拆卸，調(diào)頭是促使盾構(gòu)機(jī)回復(fù)到初始位置，并完成拆卸的基礎(chǔ)，具體的調(diào)頭中需要嚴(yán)格地按照規(guī)范展開，并由專門的工作人員負(fù)責(zé)指揮。拆卸同樣需要按照規(guī)范展開，保障盾構(gòu)的質(zhì)量。

4 結(jié)語

通過分析盾構(gòu)機(jī)的研究現(xiàn)狀和具體情況，對(duì)國(guó)內(nèi)外盾構(gòu)的研究情況和具體情況，再對(duì)盾構(gòu)機(jī)的具體應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行分析，為相關(guān)工程的整體安全性和功能性提供基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)工程的安全和質(zhì)量。

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