王牧馳 石振宇 祝鉞凱

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與時(shí)代的進(jìn)步，城市的建設(shè)速度也加快了，無(wú)論是公共設(shè)施還是建筑都有翻天覆地的變化，高樓大廈已隨處可見，但城市的地面利用率也因此大大提高，所剩下來(lái)的可利用空間少之又少，并且，由于猶如蜘蛛網(wǎng)一般的電線、管道埋在地下，地下的可利用空間也十分稀少。所以，盾構(gòu)法作為開拓地下空間資源極其有效的一種方法，成了當(dāng)今社會(huì)主要研究的技術(shù)之一。

關(guān)鍵詞 盾構(gòu)技術(shù);復(fù)合地層;盾構(gòu)機(jī)

在當(dāng)今科技迅猛發(fā)展的時(shí)代，經(jīng)歷眾多科研人員與施工人員的艱辛實(shí)驗(yàn)，克服許許多多從未遇到過的技術(shù)難題，并嘗試眾多新的思路和設(shè)計(jì)，才使得地層盾構(gòu)技術(shù)漸漸成熟起來(lái)，并且成功地運(yùn)用該技術(shù)進(jìn)行了大型施工，對(duì)我國(guó)城市的建設(shè)以及地下交通的發(fā)展有著非同小可的意義。

1復(fù)合地層盾構(gòu)技術(shù)的簡(jiǎn)介

盾構(gòu)技術(shù)作為開拓地下資源、發(fā)展地下交通的一項(xiàng)高級(jí)技術(shù)，其最終目的與其他任何的傳統(tǒng)地下施工技術(shù)是幾乎一樣的，都是為了合理高效地利用地下空間資源來(lái)建設(shè)一項(xiàng)具有特色的地下工程，例如一個(gè)地下火車站或地下隧道，而盾構(gòu)技術(shù)的不同之處在于，其使用的施工工具盾構(gòu)機(jī)十分特別[1]。

為什么說(shuō)盾構(gòu)機(jī)特別呢？因?yàn)槠渫ǔＪ菫槭┕?duì)象量身定做，由于施工環(huán)境的多種多樣，盾構(gòu)機(jī)不僅需要擁有極好的適應(yīng)性，還需要“對(duì)號(hào)入座”，不同的施工環(huán)境匹配不同的盾構(gòu)機(jī)種類。而施工環(huán)境往往由多種因素決定，其中最為主要的是基礎(chǔ)地質(zhì)和工程地質(zhì)特征，作為決定盾構(gòu)機(jī)種類的先決條件，其常常在實(shí)踐中被工作人員給忽略。并且在復(fù)合地層中的盾構(gòu)施工是最需要匹配好地質(zhì)特征的，如果不能選用合適的盾構(gòu)機(jī)，施工的進(jìn)程會(huì)受到嚴(yán)重的影響。

盾構(gòu)的類型主要分為兩種，分別是復(fù)合盾構(gòu)和軟土盾構(gòu)。前者是一種軟土和硬巖都能適應(yīng)的盾構(gòu)類型，在同時(shí)擁有硬巖和軟土兩種地質(zhì)特征的復(fù)雜地質(zhì)層使用的比較多，并且復(fù)合盾構(gòu)擁有兩種或兩種以上的施工刀具，其刀盤既有適合軟土施工的刀具，又同時(shí)安裝有適合硬巖的刀具。而后者則是只適用于軟土地質(zhì)特征的一種盾構(gòu)，軟土盾構(gòu)的刀盤只安裝軟土刀具，例如切刀、刮刀以及先行刀，相比復(fù)合盾構(gòu)，少了適合硬巖的滾刀。

由兩種或兩種以上地質(zhì)特征相差較大的地層組成，并且將開挖的延伸方向向上，即為復(fù)合地層。在復(fù)合地層進(jìn)行盾構(gòu)施工時(shí)，需要對(duì)盾構(gòu)機(jī)的配置做出一些相應(yīng)的調(diào)整與改變。在軟土地段，通常要將刀盤上的刀具都換成適應(yīng)軟土施工的刮刀或切刀，適當(dāng)?shù)脑黾娱_口率。但在硬巖地段施工時(shí)，則要把所有的刮刀與切刀換成滾刀，因?yàn)闈L刀是最適合硬巖段施工的刀具，并且由于常常會(huì)采用一些特殊的施工模式，開口率也應(yīng)該相應(yīng)減小。僅有配置的調(diào)整還不行，面對(duì)復(fù)合地層這樣的復(fù)雜施工地層，多變的盾構(gòu)施工模式也是必然的。由于軟土與硬巖的地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，在分別進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的地層施工時(shí)，要注意模式的轉(zhuǎn)變。復(fù)合地層盾構(gòu)施工中采用的施工參數(shù)與施工技術(shù)也是很大的變數(shù)，會(huì)根據(jù)地層特點(diǎn)的不同而變化，添加劑數(shù)量和種類的不相同、盾構(gòu)機(jī)控制施工姿態(tài)的不相同是變化的主要體現(xiàn)。

2復(fù)合地層盾構(gòu)技術(shù)存在的問題及其對(duì)策

2.1 刀具磨損問題解決方案

在復(fù)雜的復(fù)合地層中進(jìn)行盾構(gòu)施工時(shí)，刀具常常受到十分嚴(yán)重的摩擦與損壞，特別是當(dāng)盾構(gòu)穿越硬巖層時(shí)，相應(yīng)刀具的損壞達(dá)到了最大化，這種磨損無(wú)法避免，即使是最精密的盾構(gòu)機(jī)與最優(yōu)秀的盾構(gòu)技術(shù)也無(wú)法阻止刀具的磨損，但是可以通過一些手段將這種損壞程度降到最低，從而增加刀具的使用壽命，下文列舉幾種較為合理的方法。一是要進(jìn)行定期的刀具維護(hù)與檢查，當(dāng)?shù)毒叱霈F(xiàn)問題時(shí)要及時(shí)更換，這樣既能讓刀具不易損壞，又能防止施工意外的發(fā)生，而進(jìn)行刀具檢查與維護(hù)的地點(diǎn)和時(shí)間應(yīng)該視具體施工情況而決定，是否將施工刀具換新則應(yīng)該根據(jù)檢查情況而決定。二是要改良土地，通過合理的改良渣土，有利于減小刀具的磨損，因?yàn)樵趷毫拥牡貙又惺┕ぃ嫫胶鈮毫ν荒鼙缓芎玫亟?，而渣土被切削下?lái)以后也不具有良好的稠度，而進(jìn)行渣土改良后，這一系列狀況都會(huì)有所好轉(zhuǎn)。三是合理的配置刀具、并選擇合理的盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)，在盾構(gòu)推進(jìn)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)的分析，從而設(shè)計(jì)出合理的推進(jìn)參數(shù)來(lái)減小刀具的摩擦與損壞，并且，盾構(gòu)施工刀具也要進(jìn)行合理的配套與設(shè)置，盡量使用刮刀、切刀與全滾刀組合的這種形式，因?yàn)楹侠淼呐渲玫毒吣軌蛴行ПＷo(hù)刀具，增加其使用壽命[2]。

2.2 工作面穩(wěn)定性的控制

由于在復(fù)合地層施工推進(jìn)過程中非常容易出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，使刀盤的側(cè)方或上方出現(xiàn)一定的空洞，此時(shí)的同步注漿也并未及時(shí)到達(dá)此地層，而導(dǎo)致地面出現(xiàn)坍塌或沉降過大。這種情況的出現(xiàn)是極其危險(xiǎn)的，很有可能引起施工設(shè)備的損壞與施工人員的傷亡，為了避免這種危險(xiǎn)情況的出現(xiàn)，可以采取如下幾個(gè)措施。第一，施工人員應(yīng)該加強(qiáng)地面變形與裂縫出現(xiàn)的檢測(cè)，做到能夠提前預(yù)知問題出現(xiàn)，盡可能早的發(fā)現(xiàn)超挖現(xiàn)象并及時(shí)處理好。第二，要嚴(yán)格仔細(xì)地控制出土量，爭(zhēng)取控制到每一箱，讓每一箱土的出土量對(duì)應(yīng)推進(jìn)進(jìn)程，做到不超挖，同時(shí)防止欠挖情況的出現(xiàn)。第三，在推進(jìn)過程中遇到超挖情況，施工人員不能慌張失措，人在這種緊急情況下往往容易出現(xiàn)失誤而犯下大錯(cuò)誤，所以切記要沉著冷靜地應(yīng)對(duì)，及時(shí)匯報(bào)情況并采取相應(yīng)的緊急應(yīng)對(duì)措施，這才是最正確的做法。

2.3 噴涌的應(yīng)對(duì)措施

由于在雨季進(jìn)行施工時(shí)，水頭的壓力太大超過了土倉(cāng)的平衡壓力，再加上裂隙水的存在，共同導(dǎo)致了噴涌現(xiàn)象的產(chǎn)生，為了防止這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以采取一些措施。在施工推進(jìn)之前，先仔細(xì)研究并分析局部地層特征，不同的地質(zhì)情況選擇不同的土體改良劑與改良方式，減小產(chǎn)生泥餅的可能性。在某些特殊的情況下，可以使用一些保護(hù)裝置，例如保壓泵渣裝置，能夠有效地減少噴涌現(xiàn)象[3]。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，復(fù)合地層盾構(gòu)施工技術(shù)還存在許多大大小小的問題，這些問題的產(chǎn)生主要是因?yàn)榧夹g(shù)的不成熟，所以想要解決這些問題，就需要眾多科研人員和施工人員共同去努力，將該技術(shù)逐漸完善起來(lái)，爭(zhēng)取達(dá)到世界的一流水平，并廣泛運(yùn)用于我國(guó)的城市建設(shè)與發(fā)展中，更加有效的開拓和利用地下空間資源。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪紅元.復(fù)合地層盾構(gòu)施工技術(shù)及其對(duì)周圍環(huán)境影響分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016，（33）：65.

[2] 劉博.廣州復(fù)合地層盾構(gòu)施工技術(shù)探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014，（34）：47-48.

[3] 郭攀，蔡永元.復(fù)合地層盾構(gòu)施工技術(shù)及其對(duì)周圍環(huán)境影響[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，5（26）：1525.