城市軌道交通隧道盾構(gòu)施工主要技術(shù)分析

羅杰

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)城市軌道交通的發(fā)展速度越來越快，其中盾構(gòu)技術(shù)在我國(guó)的社會(huì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位，因此，盾構(gòu)技術(shù)已成為我國(guó)城市軌道交通的主要技術(shù)，盡管它的造價(jià)很高，但由于它對(duì)環(huán)境的影響以及它的安全，使得它在城市軌道交通中的應(yīng)用具有更大的優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)我國(guó)城市軌道交通隧道盾構(gòu)法的主要技術(shù)、類型進(jìn)行了分析，并對(duì)其關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;盾構(gòu)技術(shù)應(yīng)用;控制點(diǎn);分析

1.盾構(gòu)施工技術(shù)及其類型

根據(jù)我國(guó)地鐵施工的特點(diǎn)，可將其劃分為四種類型，即北京和成都的以沙卵石為主的軌道交通建設(shè);青島和重慶等城市采用巖石結(jié)構(gòu)為主的施工;廣州和南京等主要城市的軌道交通是以巖石和軟弱地層的交變?yōu)橹?軟巖層的地下車站、隧道、軟巖層的施工。由于區(qū)域地質(zhì)情況的差異，其施工方式也各不相同，因此，城市軌道交通的建設(shè)也是多種多樣的。目前，我們使用的地鐵施工技術(shù)主要有明挖法、暗挖法、礦山法、盾構(gòu)法、蓋板法等，而且很多技術(shù)都是世界上最好的。盾構(gòu)技術(shù)的關(guān)鍵在于盾構(gòu)能否達(dá)到全過程的要求，因此，盾構(gòu)在工程中的選型和施工質(zhì)量至關(guān)重要。在盾構(gòu)前方工程中，需要解決盾構(gòu)技術(shù)中的支護(hù)問題，即如何支承基坑和盾構(gòu)前土層，保證土體不會(huì)因水土流失而崩塌，在掘進(jìn)工程中采用盾構(gòu)法。在隧道施工完成后，應(yīng)采取什么樣的開挖技術(shù)來開挖土壤;隧道開挖采用盾構(gòu)施工技術(shù)，是在開挖隧道時(shí)，采用何種技術(shù)手段將開挖后的排土場(chǎng)排出。盾構(gòu)施工對(duì)周圍環(huán)境及城市正常功能的影響較小。除盾構(gòu)施工以外，其它的盾構(gòu)施工基地不需拆除周邊的交通、商業(yè)和居住設(shè)施，且對(duì)建筑物沒有任何負(fù)面影響。盾構(gòu)技術(shù)在不需要排水、不產(chǎn)生噪聲、不產(chǎn)生震動(dòng)的前提下，結(jié)合工程實(shí)際和圍巖的基本特征，開發(fā)和設(shè)計(jì)了適合這一地區(qū)的盾構(gòu)技術(shù)。

2.盾構(gòu)技術(shù)注漿類型

在隧道內(nèi)注漿時(shí)，通常采用水泥砂漿、水玻璃、水泥灰漿等注漿材料，其厚度不得大于0.2 cm，同時(shí)注漿量一般為3.4～4.10 m/3 m，并視地質(zhì)情況而定，注漿量為2，注漿物料和注漿量可根據(jù)地質(zhì)情況而定，可大幅度減少施工費(fèi)用。管道的組裝工藝包括預(yù)制、試裝和管道的安裝。由于不同區(qū)域地質(zhì)情況的差異，采用攪拌樁、噴射樁、注漿等加固方法對(duì)其加固效果也有很大的影響。在主體注漿施工中，盾構(gòu)法是一種有效的防滲技術(shù)，它能有效地解決由于空隙充填對(duì)地下管道的安全利用所引起的土體的形成和地表的變形，所以，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)，灌漿的要求是相當(dāng)充足的，并且出口壓力要比隧道斷面的地層壓力稍微高一些，同步灌漿技術(shù)是一種很好的施工技術(shù)。

3.城市軌道交通隧道盾構(gòu)施工技術(shù)控制要點(diǎn)分析

3.1盾構(gòu)始發(fā)階段控制

為了解盾構(gòu)的各項(xiàng)性能，將護(hù)板由100米起改為試推行段。在工程設(shè)計(jì)中，要注意參數(shù)的設(shè)置、采集、統(tǒng)計(jì)、分析，以便更好地討論地表沉降和施工參數(shù)，在最短的時(shí)間內(nèi)掌握其工作特性，并根據(jù)工程參數(shù)和地質(zhì)情況，增加設(shè)置區(qū)間。

3.2盾構(gòu)壓漿技術(shù)

一般情況下，盾構(gòu)灌漿分為二次灌漿和同步灌漿兩種。一般采用微水玻璃、水泥煤灰、水泥灰漿等灌漿材料。在隧道外壁灌漿時(shí)，必須保證其厚度不能超過0.2厘米，而當(dāng)盾構(gòu)直徑超過6.2 m時(shí)，必須同時(shí)進(jìn)行注漿。由于不同的地層，注漿材料和注漿量也各不相同，一般都是根據(jù)地質(zhì)情況來選擇，從而可以有效地減少注漿費(fèi)用。拼裝工藝包括預(yù)制、試拼裝、拼裝和拼裝。針對(duì)不同地區(qū)的地質(zhì)情況，采用攪拌樁加固、旋噴樁加固、灌漿加固等方法加固基礎(chǔ)。在盾構(gòu)推進(jìn)階段，壓漿的作用主要是填補(bǔ)施工中出現(xiàn)的裂紋。

3.3盾構(gòu)過溶洞技術(shù)控制

首先，對(duì)合理的隧道模式進(jìn)行選取。盾構(gòu)施工中，采取了渾水平衡法。在開挖之前，根據(jù)巖溶洞穴和洞穴周邊的地質(zhì)情況，確定了泥漿水力平衡壓力，泥漿槽壓力設(shè)定在2.0-2.5 bar之間，并可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。其次，強(qiáng)化工具的管理，合理的工具分配，依據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)的結(jié)果，選用合適的線路，先進(jìn)的工具檢驗(yàn)與替換，并依據(jù)地質(zhì)條件，合理地調(diào)整刀具的結(jié)構(gòu)。本工程中，盾構(gòu)機(jī)在巖洞部位推進(jìn)時(shí)，主要采用滾刀。通過對(duì)巷道參數(shù)的優(yōu)化，在盾構(gòu)施工中會(huì)出現(xiàn)較大的軟硬層。為保證刀具安全，必須對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，即：推進(jìn)速度<10毫米/分鐘，刀片轉(zhuǎn)速1.5～1.8 r/分鐘。

3.4管片拼裝環(huán)縫襯墊

在盾構(gòu)法施工中，在盾構(gòu)推進(jìn)過程中，前后兩個(gè)圓環(huán)段的接頭部位會(huì)受到很大的壓力。為避免此類情況，一般采用橡膠軟木作為襯墊，以保證環(huán)表面的受力均勻，從而避免斷裂。在進(jìn)行貫通拼裝時(shí)，圓環(huán)易產(chǎn)生變形，并使圓環(huán)產(chǎn)生與圓環(huán)相似的變形。由于隧道整體剛度較低，容易發(fā)生縱向變形，再加上圓環(huán)接頭的壓密程度不一，會(huì)造成圓環(huán)的平面不平，造成相鄰兩個(gè)相鄰的管片在縱向方向上產(chǎn)生前后位置的偏差，因此，在鉆進(jìn)過程中很難通過。此外，在進(jìn)行錯(cuò)縫拼裝時(shí)，由于管片是固定的，而且由于每個(gè)管片都是互相約束的，圓環(huán)很難變形，而且它的圓度也很高，再加上隧道本身的剛度很大，所以這種環(huán)縫裝配的誤差會(huì)累積，但由于施工過程中受到的壓力很大，會(huì)造成接頭處的騎縫管片出現(xiàn)縱向裂紋。在錯(cuò)縫裝配中，主要是通過利用不同的墊圈來調(diào)節(jié)每個(gè)板的寬度的誤差，從而減少施工時(shí)的應(yīng)力，從而防止因內(nèi)力的作用而引起的縱向裂縫。

3.5同步注漿

小曲率地段盾構(gòu)施工技術(shù)在盾構(gòu)施工中，對(duì)地面進(jìn)行糾偏的次數(shù)越多，對(duì)土壤的干擾越大，所以在小曲率盾構(gòu)施工中，必須加強(qiáng)對(duì)灌漿質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，掌握好灌漿壓力和灌漿量。在施工中，盾構(gòu)和注漿機(jī)的推進(jìn)要時(shí)時(shí)銜接，如果灌漿量達(dá)不到要求，或者灌漿質(zhì)量達(dá)不到要求，則需要暫停工作，以減少地面變形。

結(jié)束語

總之，隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的城市軌道交通得到了迅速的發(fā)展。近幾年，我國(guó)各大、中城市都加大了對(duì)地鐵的建設(shè)力度，隧道施工已成為一種常見的施工方法。地鐵隧道盾構(gòu)施工中，由于其周圍環(huán)境的復(fù)雜性，其風(fēng)險(xiǎn)特征、地面沉降、變形等問題都是在施工中出現(xiàn)的。為此，我們需要加大對(duì)盾構(gòu)技術(shù)的研究、技術(shù)的控制、施工工藝的改進(jìn)，以推動(dòng)我國(guó)城市軌道交通行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]賈成龍. 城市軌道交通隧道盾構(gòu)施工主要技術(shù)研究[J]. 磚瓦世界， 2020， 000（008）：14.