城市轨道交通隧道盾构施工关键技术探讨张宏伟

城市轨道交通隧道盾构施工关键技术探讨张宏伟

张宏伟

中建八局轨道交通建设有限公司江苏南京210000

摘要：随着经济的发展，城市基础设施越来越完善。尤其是交通工程项目的施工建设范围扩大，建设的交通工程项目数量也在不断的增加，尤其是一些大中型城市，加快了城市轨道交通项目建设的步伐，旨在进一步提高城市交通便利性，充分满足人们的出行需求。

关键词：城市轨道交通；隧道盾构；施工；关键技术

引言

在应用盾构技术的过程当中，主要是利用盾构机在规定的范围内进行隧道的开挖及出渣，同时也能够对隧道的内部进行衬砌和适当的灌浆，最大程度地避免岩石以及开挖面有坍塌的情况出现。其在不对外界环境造成影响的前提之下，进行轨道交通隧道的施工。从实际的角度而言，盾构在整个工程的施工当中消耗的成本占总成本的40%以上，是轨道交通建设投资当中的重要组成部分。文章围绕城市轨道交通隧道盾构施工关键技术展开一系列的叙述。

1盾构类型

对于盾构施工来说，最关键的部分是盾构性能是否能满足施工要求，因此，选择合适的盾构类型十分重要，是工程能否顺利进行的保障。一般来说，盾构类型的命名是由盾构正面机制形式确定的。对于盾构正面机械施工，需要注意以下3种技术：（1）支护。要保证土体的整体性，避免其出现流失与坍塌现象，需要确定支护技术。（2）挖土。隧道施工指的是将地层的土体挖去，以形成一定的空间，在这一空间内进行隧道施工。因此，在盾构正面有限的工作面中选取的开挖技术非常重要。（3）排土。排土是采用合理的方法与技术，将挖出的土方运送到土箱或地面上，以确保隧道正面能进行连续开挖与推进。为了保证工程的顺利进行，需要对这3项技术进行合理的应用，以便认识研究盾构断面土体的性能与特点，选取合理的施工方式。

2管片拼装环缝衬垫作用

2.1通缝拼装

通缝拼装能够导致圆环发生形变，同时也会对周围的圆环造成不同程度的影响。由于隧道的整体刚度较差，很容易出现纵向变形的情况，拼装环缝的压密量各个部分之间由于受力情况的不同，很容易造成误差的累计，进而使环面的平整程度受到影响。相邻的两个管片纵向有前后位差，环向螺栓穿透的难度较大。

2.2错缝拼装

错缝拼装的每一个管片彼此之间相互牵制和固定，使得圆环不容易发生形变，能够保持良好的圆度，在一定程度上增加隧道整体结构的刚度。但是其环缝压缩量无法进行误差累计，通过管片内的应力可以对其进行改善，从而使得施工应力有所增大，骑缝管片在骑缝处很容易使管片产生纵向的裂缝。使用橡胶软木衬垫，能够使之在外力的作用下产生形变。盾构推进施工当中，要想对盾构的姿态进行有效的控制，应该保持圆环处于稳定的状态，并且各个管片能够受到不同的顶力，环缝的压密量之间存在差异。如果纠偏同向多环，则会造成环缝累计压密量过大，从而使得环面的平整程度无法得到有效保证，需要利用相应的工具来进行纠平。所谓错缝拼接，实际上指的是利用衬垫产生不同的压密量，对管片制作宽度的误差进行有效的调整和控制，最大程度减少施工应力，进而能够防止管片出现纵向开裂的情况。

3城市轨道交通隧道盾构施工关键技术

城市轨道交通隧道工程是重要的施工部分，在隧道施工中应用盾构施工技术，可以实现全机械化的施工，作为暗挖法的一种，能够利用机械完成地中推进，并通过盾构管片以及盾构外壳等对周边的岩土进行有效支撑，防止隧道坍塌等危险事故的发生。在应用盾构施工技术时，盾构主要是推进前后，因此会有较大压力在两环之间生成，要防止这种问题的出现就要使用橡胶软木制作衬里放置在接缝中，使环力能够保持均匀，否则管片会碎裂。装配接头部分时要注意环容易变形，因此圆的接头紧密度以及环面等均要保持均匀，相邻管道间纵向偏差不可过大。盾构施工中关于错缝拼接，主要是接头的部分相互固定，使圆环不会变形，并且接头的圆度较好，隧道整体保持较好刚度，环形间隙即便是在压缩情况下也不会产生裂缝，而橡胶软木垫受外力作用的影响，也不会产生压缩变形的问题。盾构施工中对盾构姿态予以控制，使用更加稳定的环，每块环顶力不同，但是注意不能用不同密度的衬垫对分段宽度误差进行调控，不能以此来降低施工压力，否则节段会存在纵向开裂等问题，这种操作属于错误的盾构接缝装配。盾构位于孔中时，切削前端压力会消失，但是向前移动盾构时，则顶力降低，这是因为管片生成较大顶力。为了防止管片随着盾构的运动而发生位置移动，则需要在施工中对管环纵截面进行拉紧，这种技术方法虽然可行，但是施工量会增加，因而要在入洞后就将其拆除。盾构施工中较为常用的是出口孔密封技术，在隧道洞口使用橡胶环密封，然后再用单向交接板进行密封，入孔时若密封孔的技术不成熟，则存在安全隐患。应用盾构技术进行隧道掘进时，盾构移动方向同孔方向一致，密封装置也会随之移动而受损，使密封不完整，因而可以在密封操作时使用气封，使密封效果达到预期，选用的气囊可以是多圈形式的，各个气球都要有自己的充气管，对气囊数量确定后，可充气后附接在隧道外弧表面。

4盾构技术进洞时的相关技术措施

当盾构在孔中时，切削前端的压力将消失，当盾构向前移动时，其顶力将减小，这主要是因为管片产生过大的顶力。为了避免管片随盾构运动而移动，需要在混凝土施工过程中拉长管环的纵截面，从而使钢管的纵向部分可以用钢筋拉拔，从而可以更好地固定。这种方法虽然有一定的效果，但会增加施工的工作量，因此在入洞后应尽快拆除。目前在我国广泛应用的是出口孔的密封技术，即橡胶环密封在隧道洞口，然后用单向铰接板密封。然而，当进入孔时，没有更成熟的技术来密封孔。在入洞过程中，会有许多安全隐患。在盾构隧道掘进过程中，由于盾构的移动方向与孔的方向相同，密封装置随着盾构的移动逐渐受损，无法形成完整的密封，最终无法达到预期的密封效果。但是，如果在密封装置中使用气封，将获得良好的密封效果。安装气囊时，应确保孔被埋入，使盾构推进时不会损坏。气囊应选择多圈形式，每个气球必须有自己的充气管。在确定气囊数量时，应充分考虑屏蔽入口的环境。一旦屏蔽从安全气囊区域中移除，就需要再次充气气囊，以确保气囊紧紧地附接到隧道段的外弧形表面。充气气囊将产生一定的张力，在隧道孔的间隙中产生密封，气囊内的气体压力将密封孔。在设置气囊数量时，应根据隧道进口的实际情况来确定。特别应该注意的是，当屏蔽件进入孔时，应避免气囊受到破坏。

5结束语

总之，盾构技术已经成为当前城市轨道交通施工当中的一项重要的施工技术和手段，对整个城市轨道交通工程的建设质量和使用产生着至关重要的影响。在我国经济实力和科学技术水平不断提高的形势之下，隧道盾构技术应该不断改进和完善，为我国城市轨道交通建设行业贡献更大的力量。

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