地铁盾构隧道洞门环梁施工技术方案研究

地铁盾构隧道洞门环梁施工技术方案研究

代永飞

西安建工市政交通集团有限公司   陕西省西安市    710000

摘要：地铁隧道施工有着很高的施工标准，盾构施工是地铁隧道施工的关键内容，也是科学技术发展背景下的一项重要建筑技术。在该技术的应用阶段，由于诸多因素的限制，容易出现问题，在施工过程中产生安全风险，对施工人员的生命财产安全构成重大威胁，影响隧道施工的整体质量。因此，地下隧道施工的风险分析越来越受到企业的重视。通过对这一内容的研究，可以更好地控制盾构施工的风险，进而采用科学合理的方法，提高地下隧道施工效率，为企业带来更多的经济效益。

关键词：地铁盾构；隧道洞门；施工

1地铁隧道盾构施工特点

地下隧道的盾构施工通常与隧道施工中防护设备的堆放相结合，利用围岩和地下结构的稳定性注入一定量的泥浆，在施工阶段，开挖土层的尺寸相对较小，盾构的施工非常实用，人员只需在预定的工程范围内占据适当的面积，按照施工成本控制的要求，在地铁隧道施工中，盾构法有着非常广的应用领域，对地铁隧道的运营有着很强的抗震作用，这些都是盾构法施工的独特优势。本工程盾构段地层主要由泥质粉砂岩构成，所以盾构对硬岩、粘土层的适应性是重点考虑的问题。盾构机要具备土压平衡掘进功能、足够的推力和刀盘驱动扭矩、良好的加泥、加泡沫等渣土改良能力，合理的刀盘及刀具设计，要具有完善的防喷涌功能，能够有效防止中心泥饼的生成，较好的人员仓条件，还要具有超前地质钻探及管片壁后同步注浆功能。

图1为盾构机构造图。

图1 盾构机构造 

2 洞门环梁施工

2.1 施工步骤

洞门环梁施工如图2所示。

图2 洞门环梁施工步骤 

2.2 拆除零环（最后一环）管片

本标段进出口环梁各4个。在隧道洞口施工之前，通过相邻第二环段的提升孔对段后进行二次注浆，以密封隧道洞口的水流。灌浆比例由实验室提供，操作人员严格按照比例进行操作，以确保灌浆效果。

浆液固化后，可以去除零环部分（最后一个环）。拆下零环之前，重新拧紧相邻20个环段的螺栓。根据现场的实际情况，第一步是将顶块和B块之间的纵向缝分开（用气镐将其凿开），然后切断零环（最后一个环）之间的连接螺栓B块节和正环（最后一个环）节，使用B块节的周缝的两个上部螺栓孔，将其与钢丝绳，卡环和铁板连接，用导向链拉动并提起它们，用龙门起重机慢慢出门，在指定位置堆放。（零环拆除图见图3)

图3 零环拆除 

2.3 防水施工布置

防水是隧道洞口建设中非常重要的环节，从开始到结束的每个防水环节的质量都全面反映了其质量。如果连接不好，会对整个防水效果产生重大影响。因此，在整个施工过程中，必须加强过程控制，逐步做好每道工序的防水质量。Φ42小型注浆管嵌在门的环形梁与管段之间的界面，以及门的环形梁与车站（始发、接收井）结构的侧壁之间的接口处。在每根灌浆管的两面都放有缓慢膨胀的水溶胀聚氨酯止水胶，在竖立模板之前，用油脂将小管的管孔密封。在节段和现场浇铸的入口处设置了不锈钢接头槽，并在接头外部的围岩中进行了灌浆。

2.4 钢筋施工

钢筋应在地面上进行处理，并在隧道入口处竖立并绑扎。加强筋应与Φ16mm加强筋焊接在一起，并嵌入车站洞口的环形板上。门架加强件和分段应通过螺栓连接。螺栓的一端应伸入门廊300mm，并应与10×67.5×67.5mm钢板的端板紧密焊接，钢板的端板应与门口钢筋牢固焊接。将螺栓通过垫片和螺母通过扇形螺栓孔拧紧。钢筋必须具有质量保证和测试报告，并严格遵守“使用前测试”的原则。

2.4.1 钢筋焊接

钢筋焊接所用的焊条和焊剂的等级和性能，以及所用的钢板和型钢的含量和性能应符合规范和有关规定的要求。

2.4.2 钢筋的成型与安装

钢筋的钢种、数量、直径和等级应符合设计要求。在30天内，同一钢筋上的接头不得超过500mm。绑扎或焊接接头与钢筋弯曲部分之间的距离应不小于主钢筋直径的10倍，并且不应位于最大弯曲力矩处。钢筋搭接采用搭接焊接。钢筋骨架应点焊成梅花形，并应设置足够数量和强度的限位杆，以确保钢筋的准确位置。锚杆焊接在门的钢环上，焊接的加固框架牢固连接，以确保在安装和浇筑混凝土时不会松动或变形。在钢筋和模板之间设置足够数量和强度的缓冲块，以确保钢筋的保护层满足设计要求。

2.5 模板施工

因洞门浇筑操作空间狭窄，需采用漏斗、导流槽等设施。整个洞门混凝土浇注须一次完成，不可产生施工缝。现浇混凝土应与隧道和端墙密贴、稳固连接。混凝土捣固均匀密实，确保混凝土质量达到设计的强度及防水等级。

2.6 混凝土浇筑

首先，采用模板框架和组合模板。模板由优质钢制成，可调节弯曲模板为3.0×1.2m。总共17个部件被封闭成一个环。塞板由无接缝的松木板制成，厚度为50mm。模板框架是用于支撑模板的脚手架，结构应该简单而牢固。因为门的长度相对较短（与高度相比），所以模板框架的纵向安装要比门架的长度长。

3地铁盾构施工安全风险管理的现状

3.1 缺乏标准化的安全风险管理体系

在目前的地下隧道施工中，国家没有足够的安全标准进行风险防控。虽然建设单位有多项独立的风险防控措施，但在风险管理政策的制定、现场的风险评估、风险管理等方面存在较大差异，因此在实际的隧道防护阶段，很多工人没有按照必要的施工工艺进行作业。而在盾构隧道施工中，一些施工企业过于注重经济效益，盲目节约成本，加快施工进度，忽视了施工的整体质量，极易带来安全隐患。

3.2 盾构穿越建筑物的风险

城市的建筑物比较密集，在盾构施工过程中，需要穿越地下，在这个过程中，由于地质结构的受力，特别是如果经过一些比较老的砖混建筑，由于房屋本身结构稳定性差，在泥质粉砂岩层施工中，如果地层发育裂隙较多且施工区出现混凝土承插管型渗漏问题，会造成岩层水土流失。在施工过程中会引起地层的破坏，从而导致不稳定层的解体和坍塌。同时，大量的水会进入隧道，造成严重的施工事故。

4 盾构法施工机械风险及控制措施

4.1 提高地铁盾构施工进程中的技术管理质量

结合盾构始发操作和掘进位置，可以确定具体的设计参数，保护设备可以完成相应的隧道工作，为了保证隧道设备能够达到更好的排气效果，有必要保持切割头和土壤的流量恒定，然后保持全线的相平衡。根据隧道线路的不同地质环境，也可以选择不同的隧道模式。在施工阶段，选择合适的施工图进行地质土环境试验，使盾构机能及时切换到不同的状态，根据输送机卸料速度的要求和班次的特点，对地下隧道进行监控。

4.2 加强对塌方事故的预防以及处理

在盾构施工中，许多因素会导致塌方事故的发生，在建筑行业的安全管理中，不仅要防止塌方，从预防的角度看，必须保证地质调查工作的完整性和有效性，根据不同的地质构造，实施不同的技术。从事故处理的角度来看，有必要提前制定好事故的处理方案。首先，应有效拦截事故地点周围的地表水，防止其深入地铁隧道，降低地铁隧道的用水量。其次，合理控制盾构机的掘进速度，防止二次事故的发生。

5 结语

本文通过研究地铁盾构隧道洞门环梁施工技术,系统介绍了施工技术方案,分析了地铁盾构施工安全风险管理及控制措施。

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.