试论地铁盾构隧道的施工技术与质量管理措施

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摘要：最近几年以来，我国逐渐开始兴建地铁，盾构施工技术作为一种具有特殊优势的技术，越来越受到建设企业的青睐，到目前为止，我国地铁隧道在施工过程中所采用的重要施工方法之一就是盾构施工技术。基于此，本文主要结合实例对地铁盾构隧道施工管理的有效措施进行了探讨。

关键词：地铁盾构隧道；施工管理；有效措施

Abstract: Since recent years, our country gradually began to build the subway, shield construction technology as a kind of special advantage technology, more and more get the favor of construction enterprise, so far, China's subway tunnel in construction process of the important construction methods adopted is one of shield construction technique. Based on this, thispaper combined with the subway shield tunnel construction management of effective measures are discussed.

Keywords: The subway shield tunnel; Construction management; Effective measures

中图分类号： TU71 文献标识码： A 文章编号：

自从二十世纪末我国地铁隧道的建设采用了盾构技术法以来，在经过了二十余年的扩展应用之后，盾构法已经成为比较主要的一个施工方法。地铁隧道结构通常出现的质量问题主要包括沉降大以及结构的渗漏等。所以，为了改善地铁隧道的耐用性，提高安全使用水平，就需要对施工质量进行更加科学合理的管理。

1实例概况

在某市地铁一号线一期工程建设D2-TA05标的施工过程中，主要采取了“三包”这一承包方法，也就是在招标工程量包干的基础上再加入变更的方式，在计价的过程中主要以综合单价和合价包干为主，融资费用所采用的形式为费用包干。工程建设集投资、融资以及建设三者为统一的整体。该工程的总体分布为南北走向。在这当中三区之间左右线的总体长度达到了5668米，在设计的过程中确定采用盾构技术法进行施工，三车站全部都采用明挖顺作法展开施工，地铁隧道的总体建筑面积达到了52059m2。

2工程施工过程中遇到的技术难点

（1）施工场地周边环境较为复杂。施工场地的地下水属于孔隙潜水，而且淤泥质土当中含有大量地下潜水，具有较低的强度和透水性，属于弱—微透水层，能够作为相对隔水层；而粉细砂层地下水则为水域承压水，水位较高，具有较强的渗透性，水量非常丰富。此外，车站基坑周围铺设的地下管路以及线路等纵横交错，如果基坑降水将会导致周边建筑物出现沉降变形的问题，所以在施工过程中既想确保基坑的开挖过程能够顺利进行，又要保证周围建筑物不受到损害，就会遇到更大的施工难度。（2）工程所具备的施工条件较差。该工程由于处于高水位的软土地区，导致各项物理力学指标相对较差，上层淤泥质粉质粘土由于具有高压缩性，最终呈现流塑状，而下层粉细砂层则具有较高的渗透性和密实度。在采用盾构技术的过程中，井围护结构需要穿过这两层土质，为了达到这样的深度就增加了质量控制的难度。而且地下连续墙很容易在砂层当中出现槽壁坍塌的现象。此外，基坑周边地下管线的种类复杂多样，主要包括煤气管、自来水管、光缆、高压和通信电缆以及有线电视电缆等，所以在管线改移的过程中施工较为复杂，会消耗较长的施工周期，导致围护结构的施工无法连续进行，甚至出现多处施工“冷缝”的现象，降低了围护结构具有的防水性能，容易出现渗漏等问题。（3）盾构施工的难度较大。一部分工程的施工位置在饱和砂层当中，在设计的过程中安排端头井坑外地层的施工时，可以选择搅拌桩整体加固的方式进行，根据以往的施工经验以及加固区本身的土体强度，一般止水不会遇到太大的问题，不过由于搅拌桩不能跟围护结构进行紧贴，所以需要在施工中保持大约30cm-50cm左右的间隔距离，并采用双液注浆的方式进行封闭。对于高承压水的密实砂层来说，注浆的时候可能出现不均匀的问题，不能完全的密贴而出现“水廊”现象；而且在开挖基坑的时候由于围护结构会出现一定的水平位移，将加固区和围护结构逐渐分离了开来，会加重“水廊”问题，如果洞门破除，那么承压水会逐渐沿着水廊不断的上升，最终涌入到基坑当中。

3 施工过程中采取的对策与方法

3.1 确保盾构的安全始发

地铁一号线的盾构在砂性底层的始发过程中，发生过洞门涌水涌砂的问题，导致地面以及房屋出现塌陷和沉降以及盾构机的“磕头”等现象，针对这一问题，进一步采取了补充加固、洞门探孔等能够进行综合治理的措施，并且制定了严谨的应急抢险方案，保证盾构能够安全的进行始发。(1)在补充加固的过程中，需要在围护结构的外拐角位置上增设旋喷桩，有效的封闭“水廊”。(2)如图1，可以在坑外的相应位置上设置6口降水井，并且提前6天到10天及时将坑外水降低到钢环的底部位置，保证盾构能够安全始发。在盾构逐渐推进，并且洞门周围三环同步注浆的强度满足了设计规定以后，才可以停止降水。(3)如图2，可以在洞内的相应位置上打9口水平观测探孔，进一步了解坑外加固区有没有出现“水廊”问题，如果有必要还可以通过水平观测探孔进行双液浆的补充注入，有效的封闭“水廊区”。(4)在破除洞门的过程中，如果钢环的底部位置出现涌水的情况，就需要利用塑料管适当的进行减压，及时的封堵水泥，避免出现水土流失现象造成地面的塌陷。

图1坑外降水井布置示意图

图2坑内水平观测探孔图

3.2 混凝土管片的生产技术

为了保证混凝土管片的质量能够达到相关要求，需要采用宽度误差在0.2mm以内的国产高精度钢模。要求混凝土管片在设计过程中强度等级规定为C55，抗渗等级确定为p10，混凝土选择高效的减水剂以及粉煤灰，并且确定合理的配合比，配置的过程中一定要注重混凝土的抗裂性以及耐久性。本次生产的管片质量都较为可靠，单块检验的结果发现，其宽度允许误差均在0.2mm以内，弧弦长的允许误差、管片内半径的允许误差以及螺栓直径和孔位之间的允许误差均在1mm以内，达到了各项精度要求。此外，在进行管片三环拼装检验的过程中，相邻环的环面之间间隔距离都在0.8mm以内，纵缝相邻块之间的间隔距离也在1mm以内。

3.3 穿越建筑物以及重大管线采取的施工技术

由于该工程处于软土地层，管线分布密集，周围楼房林立，盾构需要从楼房的正下方位置穿过，由于盾构施工而造成的地面沉降以及隆起问题将会对地面建筑物的稳定产生直接的影响。所以在掌握了出现地面沉降问题时不同类型基础的具体承受能力之后，通过分析沉降差的极限值以及实际发生的最大沉降量等，采取合适的措施保证周边建筑物的稳定性和安全性。(1)对盾构正面切口的土压力进行严格的控制，要求切口位置处的地层有一定的隆起，一般控制在1-3mm即可。(2)在穿越建筑物的过程中，控制推进的速度，均衡施工。(3)要求盾构姿态的变化不能过大，也不能过于频繁，将隧道轴线以及折角的变化控制在0.4%以内。可以采用稳坡法等进行推进，尽可能的减小盾构施工对地层产生的影响。(4)在确保每环同步注浆的总量达到要求的同时，还应该保证注浆的均匀性以及配比稠度满足质量要求，在穿越建筑物的时候可以适当的增加注浆量。(5)在构筑物的区域设置测点，盾构在穿越前和穿越后都需要按照实际的施工情况进行频率的监测，并且将监测结果及时传达给施工工作人员。

3.4 管片采取的防水技术

在目前地质条件的基础上，盾构隧道不得不经过含水量较多的地层，因此不可避免的会遭受到地下水的侵害，所以一定要在施工过程中严格的遵守预防为主、综合治理的施工原则，分析管片出现渗漏水的主要影响因素，并制定出合理的应对方案。(1)调整盾构机姿态，限制盾构机出现的纠偏量，进行动态跟踪，监控管片和盾尾之间的间隙，保证在盾构的推进中管片的完整性。(2)确保管片在拼装过程中的质量，确保管片的整圆度，进一步提高纵缝的拼装质量。(3)及时采取措施修补出现破损的管片，在贴纸水条之前要将修补工作全部完成。(4)有效控制衬垫的实际厚度，要求在止水条的作用范围内进行纠偏垫子的贴补。

3.5 盾构在出洞过程中采取的施工技术

为了确保洞口土体具有良好的稳定性，需要进行土体的加固，施工方案确定为后排搅拌桩以及前排旋喷桩；然后盾构在出洞的时候，要求将工作井壁洞口与盾构壳体所产生的环形建筑之间的空隙保持在18cm，为了避免盾构在出洞的过程中，泥水大量的从空隙窜到井里，需要在出洞的时候对间隙加“袜套”进行密封，并确保“袜套”不会向井里翻出，有效的阻止洞外土体窜到井内；盾构能够顺利出洞与盾构基座和后盾系统有直接的联系，在设计基座的时候除了要处于洞口的中心位置以外，还应该控制坡度和平面。

4 结语

在科学管理控制的基础上，采用先进的施工技术，做好信息化动态监管，能够保证盾构安全穿越建筑群，有效的减小了地层发生的沉降，完善了盾构施工技术，取得了较好经济以及社会效益。

参考文献

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