浅谈地铁区间隧道盾构法施工的技术

叶剑滔

摘 要：由于城市交通规划的特性，大城市市区内地铁大部分为地下结构，地铁车站的施工技术已成熟，而连接地下车站的是区间隧道，区间隧道的施工质量至关重要。本文结合深圳地铁区间隧道的盾构施工现状和实际施工，阐述盾构法施工技术要点和施工控制要点。

关键词：盾构；施工；技术

盾构是通常用来开挖土砂类围岩的隧道施工机械，区间隧道的施工常采用2台6280复合式盾构机，由中间车站向两端进发，中间车站做为始发盾构井，到达另一车站时吊出。右线先行，左线随后紧跟的施工工序。

一、盾构法施工准备

（一）始发设施的安装。依据隧道设计轴线定出盾构始发姿态的空间位置，然后反推出始发台的空间位置，对始发台两侧进行必要的加固，始发台的安装高程可根据地质情况适当抬高2～3cm。

（二）反力架安装。在盾构主机与后配套连接之前，进行反力架的安装，反力架脚板有足够的抗压强度。

（三）洞门密封。始发洞门预埋件必须与端墻结构连接，并在盾构正式始发之前，清理完洞口的渣土后及时安装洞口密封翻板及橡胶帘布板，洞口密封采用折页式密封板。

（四）洞门凿除。第一步：从上至下分五个层次凿除外部混凝土和钢筋，保留内层钢筋，做到在始发或达到之前对端头地层的保护。第二步：待盾构机组装调试完成和到达时盾构机抵拢维护结构式，割除围护结构内层钢筋，再开始掘进。

二、盾构掘进各阶段的技术要点

（一）盾构始发。盾构自基座上开始推进到盾构掘进通过洞口土体加固段止，为始发施工。

1、盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量满足盾构掘进方向的要求。必须保证其真圆度，并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位（临时管片安装时通常不形成封闭环，在其上部预留运输通道）变形。2、盾构进入土层通过土体加固段，要慢速掘进，以便减小千斤顶推力；盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓设定压力，出加固段达到预定的设定值。3、盾构机盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片（负一环），并在开口部安装上部轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可以使用。

（二）初始掘进。初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据及地层变形量测量数据，判断土压力（泥水压）、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。

施工中初始掘进长度L必须满足一下条件：

L>F/2πrf

式中 L---从始发井开始的衬砌长度（m）

F---盾构千斤顶推力（N）

r---衬砌外半径（m）

f---注浆后的衬砌与地层的摩擦阻力（N/m2）

若L大于后续台车长度，则取L为初始掘进长度；若L小于后续台车长度，则可综合权衡利弊后，确定L或后续台车长度为初始掘进长度。结合该项目情况，初始掘进的长度定位90m。

（三）贯通掘进。转换后进入正常掘进阶段。正常掘进是基于初始掘进得到的数据，采取适合的掘进控制技术，高效掘进阶段。当盾构正常掘进至离接收工作井一定距离（通常50～100m）时，盾构进入到达掘进阶段。

1、盾构暂停掘进，准确测量盾构机坐标位置与姿态，制订到达掘进方案。继续掘进时，及时测量盾构机坐标位置与姿态，并依据到达掘进方案及时进行方向修正。掘进至接收井洞口加固段时，确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加固。进入接收井洞口加固段后，逐渐降低土压（泥水压）设定值至0Mpa，降低掘进速度，适时停止加泥、加泡沫（土压式盾构）、停止送泥与排泥（泥水式盾构）、停止注浆、并加强工作井周围地层变形观测、超过预定值时，必须采取有效措施后才可继续掘进。2、拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大。盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度，且安装时要对其轴线和高程进行校核，安全接收。3、拼装完最后一环管片，千斤顶不要立即回收，及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体，拧紧所有管片连接螺栓，防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。4、盾构机落到接收基座上后，及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间空隙，同时进行填充注浆，控制洞口周围土体沉降。

三、盾构施工控制要点

（一）开挖控制。开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。开挖面的控制值，按地下水压+土压+预备压设定。土压式盾构，以土压和塑流性改良控制为主，辅以排土量、盾构参数控制。

（二）排土量控制。该项目盾构隧道水平运输采用43kg/m钢轨铺设单线，45T变频电机车牵引重载编组列车运输，隧道盾构每掘进一环，由一列编组列车完成材料和渣土的运输。垂直运输采用一台10T龙门吊下料，两台45T龙门吊提升与翻卸渣土。

（三）管片拼装控制。区间盾构隧道通常采用装配式钢筋混凝土管片衬砌，为3+2+1型（3块标准块，2块邻接块和1块封顶块），拼装时采用错缝拼装、弯曲螺栓连接。管片接缝采用三元乙丙橡胶止水条止水。

（四）注浆控制。根据对隧道变形及地层沉降的控制要求选择同步注浆，一次压浆。推荐采用注浆压力和注浆量双控方法。

（五）盾构隧道线形控制。线形控制的主要任务是通过控制盾构姿态，使构建的衬砌结构几何中心线线形顺滑，且位于偏离设计中心线的容许误差范围内。

四、小结

盾构施工隧道的应用在国内已相当普遍，本文仅根据深圳地铁某区间隧道的施工进行表述，希望与同行共勉。

参考文献：

[1]吴俊.项目信息门户在大型建设项目中的应用探讨[J].建筑经济，2007（10）：56-58.endprint