地铁盾构空推过暗挖隧道施工关键技术

马焱鑫

摘 要：地铁盾构技术是当前城市地铁施工中应用比较广泛且是一种重要的施工技术，它是使用盾构机在地面以下掘进暗挖隧道的施工方法，地铁盾构法具有自动化程度高、施工速度快、省时省力、成洞较快以及不受外界气候影响等特点，在隧道洞线比较长且埋深比较大的情况下，它是一种更为经济合理的施工方法。而一般使用的复合式土压平衡盾构机对于长度超过100m，且岩石单轴抗压强度超过100MPa的地层，直接采用盾构法施工存在较大难度，常采取矿山法初支+盾构空推的形式。本文通过对地铁盾构空推过暗挖隧道施工过程中的注意问题进行分析，对地铁盾构空推过暗挖隧道施工关键技术进行探究。

关键词：地铁盾构 隧道施工 注意问题 关键技术

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（b）-00-02

地铁作为当前城市轨道交通的重要组成部分，为人们交通出行带来了极大的便利。然而，地铁作为地下施工项目，地下建筑（构）物地质状况和水文环境都存在不确定性，复杂多变，而一般使用的复合式土压平衡盾构机对于长度超过100m，且岩石单轴抗压强度超过100MPa的地层，直接采用盾构法施工存在较大难度，综合工期、安全、经济等因素，常采取矿山法初支+盾构空推的形式，以确保盾构机安全顺利地通过硬岩或特殊地段。

1 地铁盾构空推过暗挖隧道施工注意问题

1.1 导台控制

为了确保地铁施工的质量和安全，所以，混凝土导台的制作质量就变得尤为重要，在盾构机进行掘进空推之前，必须完成导台制作，导台的质量直接影响到盾构机能否可以正常掘进，也对隧道轴线和设计轴线距离偏差有着一定影响，进而对管片拼装过程产生影响，反过来，管片的拼装质量也会对导台质量产生影响，所以，控制导台质量是保证地铁盾构空推过暗挖隧道的关键之处。

1.2 计算盾构施工参数

盾构机在掘进前必须严格计算盾构机施工参数，首先，进洞掘进之前，建立土压平衡，其次，盾构机在掘进过程中，要先进行试验路段掘进，并且对相关数据进行记录、分析，然后进行总结制定对应的掘进设备参数[1]。

1.3 空推速度控制

为了保证盾构机平衡，顺利削减洞口的岩土，保护切削刀，盾构机初始速度一般确定在10mm/min。

1.4 保证管片拼装质量

在进行管片拼装时，要细心观察管片和管片之间距离的变化，要确保一定的距離，保证管片拼装的质量，特别值得注意的是圆整度，在拼装过程中一定要将管片连接螺旋拧紧同时用紧线器拉紧，用木楔子将管片外侧和基座间的空隙紧紧固定住。

1.5 把控出土量

盾构机在初始掘进空推过程要严格把控出土量，科学合理配置各种参数，做好掘进出土记录，这样才可以保证出土量不会超情况发生，防止发生地面沉降现象。

1.6 控制注浆量

注浆量的多少对盾构施工质量有着重要影响，注浆量一定要控制在注浆压力的设计值，如果注浆量过多，会溢出到刀盘，对正常施工造成影响，而注浆量过少，又无法保证注浆效果。

2 地铁盾构空推过暗挖隧道施工关键技术

2.1 地铁盾构空推准备工作

地铁盾构施工的基础是施工环境的岩土条件，所以，在施工之前，首先要对施工工地的地质条件和水文条件进行仔细的勘查，并做好记录，总结以后根据实际情况做相对应的应急准备[2]。

2.2 端头加固

为确保盾构机到达矿山法段时，其推进力不将矿山法段隧道掌子面推挤坍塌，须在矿山法隧道与盾构隧道连接处设置端头墙，一般先对周边土体进行全断面注浆加固，再密排3榀钢筋格栅，全断面布置双向φ20玻璃纤维筋，喷射50cm厚度的C25、P6混凝土形成堵头。

2.3 导台施工

为使盾构机安全、高效、优质通过矿山法段，须在矿山法段设置钢筋混凝土导台为盾构机提供精确导向，确保盾构机保持良好的推进姿态，确保管片拼装质量、管片姿态良好，防水质量可靠。导台设置在矿山法初支结构底部60°范围内，与盾构机刀盘外轮廓间预留10mm间隙，导台半径3.15m，厚度15cm。导台采取分段浇筑，一般每段15～20m，使用定制钢膜。

2.4 盾构进入空推段

2.4.1 调整盾构机姿态

盾构机到达矿山空推段前50m，加密测定管片姿态，人工测量检查盾构机姿态，校正VMT测量导向系统，测定盾构推进姿态偏差，并开始纠偏，控制量为：水平控制偏差为0，垂直偏差为+50mm。做好二次注浆稳定管片姿态，确保VMT导向系统能精准，同时复测矿山法段断面情况，监测拱顶沉降量，检查端头墙洞门尺寸，确保净空，保证盾构机准确安全进入矿山空推段隧道。

2.4.2 盾构机推进

盾构机通过玻璃纤维筋堵头墙后，进入矿山空推段，沿导台方向推进，过程中要不断调整各组推进油缸的行程，使盾构姿态吻合线路。盾构机推动刀盘前方的豆粒石，在刀盘前逐渐形成较为密实的豆粒石堆，管片与初支隧道间隙喷射豆粒石填充，并进行同步注浆。盾构推进模式采用不建压模式，掘进推力控制在6000kN以内，当掘进推力超过6000kN时，可开启螺旋输送机出土，但要控制出土量。

2.4.3 管片拼装

管片拼装质量直接决定了成型隧道防水效果的好坏，也影响盾构机推进姿态，是盾构施工中重要管控环节。安装前要仔细检查管片配件、外观等，管片拼装需分步紧固连接螺栓，切勿一次到位。安装顺序自下而上，先下部开始，安装底部标准块（或邻接块），再对称安装标准块和邻接块，最后安装封顶块。

2.4.4 管片背后回填

管片背后回填包括喷射豆粒石、同步注浆和二次注浆等3个部分。

（1）豆砾石回填主要有两个过程，一是以4.5m左右的间隔距离对盾构机切口位置修建围堰，防止后边的沙砾和水泥往前蹿；二是管片拼接完成以后，利用管片上的注浆孔往后面输送豆砾石材料，这个过程可以依据实际管片间距确定是否需要进行，在间隙过小时，就可以不用这种操作方法。

（2）同步注浆工作主要通过盾构机自带的设备来进行，现场人员依据实际的具体情况控制注浆速度和注浆数量，一般情况下，注浆的控制标准是依据设计注浆量的80%，注浆的整个过程一定要做好围堰的变形观测，变形过大时，一旦出现浆体外泄，立即停止注浆工作。注浆效果检查应该按照阶段进行，一般情况下是在管片拼接后的十环，隔五米就要进行注浆效果检查，参照检查结果，来确定注浆工作是否继续进行。

（3）洞口封堵补浆，盾构推进到隧道的出口位置以后，就要及时对洞口进行封堵，防止出现渗漏现象，封堵洞口的方法主要是用管片上的注浆孔来补浆。在地铁盾构空推的整个过程中，空推的反阻力比较小，且豆砾石的回填数量受到设计标准的控制，为了预防在竣工以后发生渗漏，所以，洞口封堵补浆工作很重要，施工人员要高度重视。

3 结语

地铁盾构空推过暗挖隧道施工技术作为一种机械化和自动化程度都比较高的隧道掘进施工模式，替代了过去比较落后的明挖、浅埋、暗挖等劳动密集型的施工模式，但在施工过程也有值得注意的事项和出现的问题，这就要求施工人员应该通过不断学习和实践，更加熟练的掌握相关的施工技术，依据实际情况进行改善和创新，了解地铁盾构空推过暗挖隧道施工技术工程质量监控重点和相对应的解决对策，这样才可以为地铁盾构空推过暗挖隧道施工质量、安全等提供有效保障。

参考文献

[1] 刘湘君.地铁隧道盾构施工关键技术[J].商品与质量·建筑与发展，2014（9）：639.

[2] 张中阳.地铁盾构空推过暗挖隧道施工关键技术[J].住宅与房地产，2018（3）：179-180.

[3] 程凤.地铁盾构空推过暗挖隧道施工关键技术[J].居舍，2017（35）：46，171.

[4] 刘建国.深圳地铁盾构隧道技术研究与实践[M].北京.人民交通出版社，2011：101-108.