復雜地質(zhì)條件下地鐵盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究

陳文海

【摘要】隨著經(jīng)濟深入發(fā)展，我國城市化進程不斷加快。在城市建設(shè)中，交通運輸至關(guān)重要。而城市軌道交通在緩解交通壓力、節(jié)約城市土地資源上發(fā)揮著重要作用。但是，由于地下空間的復雜性，給城市地鐵工程建設(shè)帶來較大的困難。對此，本文著重論述在復雜地質(zhì)條件下地鐵盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)，以期為相關(guān)人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】復雜地質(zhì)條件;地鐵;盾構(gòu)施工

地鐵建設(shè)中常用的施工方法為盾構(gòu)法，其暗挖施工方式有效避免了對地表環(huán)境的破壞和對人們?nèi)粘３鲂猩畹挠绊?，且大大提升了施工效率，?jié)約了施工成本。而在地鐵盾構(gòu)施工中，要根據(jù)具體施工環(huán)境，合理設(shè)計施工方案，做好質(zhì)量控制和安全控制，保證施工的有效性。同時，應(yīng)遵循靈活、科學、合理的原則，考量各種復雜地質(zhì)條件，制定有效的應(yīng)對措施，從而妥善處理復雜地質(zhì)條件帶來的風險和問題。

一、盾構(gòu)法的概述

（一）施工原理

在地鐵建設(shè)中，盾構(gòu)法是一種常見施工技術(shù)。其主要原理為利用盾構(gòu)機械進行地鐵施工。通過用暗挖的方式在地層中打通出隧道或者管道來完成施工任務(wù)[1]。盾構(gòu)法是各種機械組合起來開展自動化作業(yè)的隧道挖掘方法，這個建設(shè)過程專業(yè)性強、技術(shù)要求高、建設(shè)速度快且施工質(zhì)量高。不僅可以節(jié)約成本，而且暗挖方式避免了地鐵建設(shè)給人們出行帶來的不便。

（二）特點

盾構(gòu)法的特點有很多，概括起來為三點：第一，環(huán)境影響小。地鐵盾構(gòu)法在地下施工，對地表植被、土壤、空氣等環(huán)境因素影響小。且施工過程中產(chǎn)生的噪聲和振動相對較少，不會造成噪音污染。第二，精確度高。地鐵盾構(gòu)法大多數(shù)使用的是機械作業(yè)，避免人為干擾，相比于傳統(tǒng)施工，精確度高。同時，地鐵盾構(gòu)使用的主要機械是盾構(gòu)機，盾構(gòu)機是一種集控制工程、機械工程、測量工程等多學科為一體的綜合性智能機械，具有超高的精度[2]。第三，成本低。在地鐵建設(shè)中使用盾構(gòu)法，可以有效節(jié)約生產(chǎn)成本。如果技術(shù)人員具有豐富的操作經(jīng)驗，那么所需要的人員數(shù)量將大大減少，進而降低人力成本。而將盾構(gòu)法貫穿于施工始終，長期使用也能有效降低盾構(gòu)機的成本。

二、盾構(gòu)法施工工藝流程

（一）前期準備

使用盾構(gòu)法時，地鐵建設(shè)人員要做好前期的施工準備，保證后續(xù)施工的有序性。一般來說，前期準備工作包括監(jiān)測環(huán)境、規(guī)劃方案、管控施工現(xiàn)場、檢查機械設(shè)備、安排人員等。首先，利用檢測儀器對施工環(huán)境進行檢測，全面掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤結(jié)構(gòu)、地下水位線等。在此基礎(chǔ)上設(shè)計和規(guī)劃方案，保證施工方案符合實際要求。同時，應(yīng)編制組織及人員分工表，明確人員責任，做好三通一平的管控，機械設(shè)備等的調(diào)試等，確保盾構(gòu)的順利始發(fā)。

（二）試推

試推工作是盾構(gòu)施工技術(shù)正式運用的前提，起到緩解作用[3]。主要在于測試施工環(huán)境是否和盾構(gòu)施工相符合，從而進行盾構(gòu)法的可行性研究。通常情況下，試推工作的對象在一百米左右。在試推時，要全面掌握建設(shè)對象的數(shù)據(jù)和內(nèi)容，進而合理設(shè)置盾構(gòu)參數(shù)，保證技術(shù)交底和施工成效，實現(xiàn)良好的施工效果。

（三）掘進

通過盾構(gòu)機油缸頂進盾構(gòu)機前行，同時刀盤旋轉(zhuǎn)切削土體并根據(jù)土倉壓力的大小調(diào)整螺旋輸送機出土量，待盾構(gòu)機油缸達到行程時，開始拼裝管片，拼裝完成后進行下一環(huán)的施工。如此循環(huán)施工直至接收端。同時，在施工過程中要做好同步注漿及二次注漿，并且要根據(jù)現(xiàn)場施工情況，靈活優(yōu)化和調(diào)整參數(shù)，對復雜地質(zhì)情況進行全面監(jiān)控，一旦出現(xiàn)不良操作后果，則第一時間作出反應(yīng)，采取應(yīng)對措施。調(diào)整盾構(gòu)機參數(shù)，合理開展盾構(gòu)作業(yè)。

（四）出洞

地鐵盾構(gòu)出洞危險系數(shù)很高，因此需要加強出洞順序的嚴格把控。對于出洞而言，施工人員應(yīng)確保出洞位置的準確性、接收端洞門密封的良好性，從而保證洞口的安全、科學。

三、復雜地質(zhì)條件下地鐵盾構(gòu)施工管控措施

（一）做好施工前控制

在復雜地質(zhì)條件下，地鐵盾構(gòu)施工需要考慮到各種各樣的影響因素，否則很容易出現(xiàn)施工問題。首先，在施工前做好管控工作。對前期工作進行整體控制，首先，全面勘探建設(shè)線路中的地質(zhì)情況，掌握地質(zhì)中土壤結(jié)構(gòu)、水位結(jié)構(gòu)、地層結(jié)構(gòu)等方面數(shù)據(jù)，進而根據(jù)不同地質(zhì)情況設(shè)計不同的應(yīng)對措施，保證盾構(gòu)施工的順利開展。同時，對于復雜地形中進行加固或支撐等部分，還應(yīng)多加注意和深入勘察。掌握各項數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上開展施工。這樣才能有效避免施工問題和風險的產(chǎn)生。此外，堅持靈活處理和科學決策原則。當碰到與預想情況不同的復雜地質(zhì)施工狀況時，要靈活調(diào)整施工方案，采取科學的施工技術(shù)，這樣才能盡可能減少復雜地質(zhì)對地鐵盾構(gòu)施工的影響。做好技術(shù)交底工作，包括隧道加固和穿越鐵路建設(shè)等方案設(shè)計內(nèi)容，綜合考量施工風險和問題，從而保證施工效果。

（二）充分了解盾構(gòu)機械

在盾構(gòu)地鐵施工中，盾構(gòu)機至關(guān)重要，是整個盾構(gòu)施工的核心和關(guān)鍵。因此，施工人員要合理應(yīng)用盾構(gòu)機，保證施工質(zhì)量。要想充分發(fā)揮盾構(gòu)機的作用，技術(shù)人員必須充分了解盾構(gòu)機，擁有豐富的操作經(jīng)驗和專業(yè)的操作能力，并對盾構(gòu)機的性能有全面且充分的了解，這樣才能達到施工要求，高質(zhì)量完成施工任務(wù)，有效節(jié)約施工成本，提升施工效率。

（三）合理設(shè)計施工方案

根據(jù)相關(guān)地鐵盾構(gòu)工程資料來看，在復雜地質(zhì)條件下開展地鐵盾構(gòu)使用建設(shè)難度較大，對技術(shù)要求較高。同時，伴隨著較大的風險和諸多技術(shù)難度。在這種情況下，施工決策的不合理將會導致整個建設(shè)工程的失敗。因此，為了保證地鐵工程建設(shè)的質(zhì)量，管理人員要嚴格規(guī)劃和設(shè)計盾構(gòu)施工方案，使之與整體施工方案相適應(yīng)。并能夠應(yīng)對各種地質(zhì)狀況，避免不良風向和問題。同時，將技術(shù)人員和管理人員集中起來，共同討論方案內(nèi)容，將不同的地質(zhì)條件充分考慮起來，制定科學有效的應(yīng)對方案。這樣，才能第一時間作出反應(yīng)，合理應(yīng)對復雜地質(zhì)問題，保證施工的有序性和合理性。此外，根據(jù)相關(guān)施工標準和盾構(gòu)法應(yīng)用原則，科學管控施工過程，保證施工品質(zhì)。

四、結(jié)束語

綜上所述，在地鐵盾構(gòu)建設(shè)中，由于復雜地質(zhì)的影響，會產(chǎn)生諸多施工風險和問題。因此，在施工前期要做好充足的準備，考量各種復雜地質(zhì)帶來的后果，制定相應(yīng)的應(yīng)對措施。并加強各方面的管控，避免施工過程中產(chǎn)生的不必要問題。同時，選擇科學施工方案，做好施工決策，保證地鐵盾構(gòu)施工的有效性。這樣才能提升地鐵施工質(zhì)量和品質(zhì)，促進工程建設(shè)的順利完成。

參考文獻：

[1]吳道沅. 復雜地質(zhì)條件下地鐵盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)[J]. 工程技術(shù)研究， 2020（14）：2.

[2]朱建輝. 復雜地質(zhì)條件下地鐵隧道盾構(gòu)施工技術(shù)方案研究[J]. 市政技術(shù)， 2021， 39（5）：4.

[3]江楓. 復雜地質(zhì)條件下地鐵盾構(gòu)隧道施工要點探究[J]. 經(jīng)濟技術(shù)協(xié)作信息， 2020（2）：1.