摘要：21世纪以来我国经济迅速增长，城市化进程加快，城市地铁进入大发展的时代。城镇人口的快速增长也对公共交通提出了更大的挑战。地铁可以灵活机动的满足居民出行的需求，在城市公共交通中的地位举足轻重。盾构法地铁施工技术的发展越来越走向成熟。
1、地铁盾构隧道施工技术的基本原理
地铁盾构隧道施工技术是指利用盾构机进行隧道施工过程中，盾构机一边进行地铁隧道的掘进和出渣，一边保持开挖面及周围土体稳定的施工技术。因地铁隧道工程施工中多是以土为围岩，相较于岩石围岩，土体的自立稳定性能较差，因此保持隧道开挖面稳定性能的盾，显得极其重要。
2、盾构机分类和组成
地铁盾构机的分类主要有压缩空气式、土压平衡式、泥浆式等不同的类型。这些分类根据在工作的过程中不同土质和工作方式来进行分类的。盾构机的组成部分较为复杂，主要由开挖系统、推进系统排土系统、管片拼装系统、油压系统、电气系统、控制系统、资态控制装置、导向系统、壁后注浆装置、后方台车、集中润滑装置、超前钻机及预注浆、铰接装置、通风装置、土碴改良装置及其他一些重要装置等组成。典型土压平衡式盾构机的主机结构由盾体、刀盘、后配套设备组成，主要由以下部分构成：刀盘、主轴承、前体、中体、推进油缸、铰接油缸、盾尾、管片安装机。
（1）压缩空气式盾构
该工法利用压缩空气来平衡水压和土压，从而达到预防地下水入侵的效果。传统的压缩空气式盾构机工作腔要求在隧道工作面和止水隧道之间形成封闭空间，对工作腔空间要求较大，除此之外，盾构机内的工作人员在施工作业期间持续处于压缩空气环境中，增加作业难度，影响隧道的掘进和衬砌。
（2）土压平衡式盾构
隧道挖掘的过程中改变原支撑介质的形式，直接利用切割轮挖出的渣料来充当支撑介质。具体的方法是：地层在被旋转的刀盘开挖时产生的渣土通过切割轮的开口填入开挖腔，开挖下来的渣料具有和塑性。泥土和地下水在开挖腔内混合在一起形成土浆，土压力与盾构机压力仓的推力达到土压平衡。
（3）泥浆式盾构
该方法适用的范围较广。泥浆式盾构机掘进过程中，在封闭的开挖腔内注入泥浆液悬浮液，悬浮液进入地层之后把地层封闭起来形成泥膜，并在开挖腔内平衡水压和土压，运输的介质此时达到支护开挖面的作用，支护液体与挖下的土体在开挖腔中完全的混合，随后利用输送泵把带有悬颗粒的泥浆的混合物送到地面。
3、地铁盾构隧道施工工艺流程
3.1.始发井端头加固
为了保证盾构机的安全始发和到达，维持地层稳定性，避免出现端头井地层出现涌漏水或者坍塌等意外情况，通常在盾构机开始始发和到达前对端头井进行加固处理。端头加固有搅拌桩、高压旋喷桩、静压注浆、土体冻结等多种形式。一般根据各始发与到达端头井出的工程地质、水文地质和端头结构等信息综合分析，确定端头井的加固方法和范围。
3.2.盾构机的就位调试
盾构机的就位调试主要包括了空载调试和负载调试两个部分。
（1）空载调试
当盾构机连接和组装完毕以后，则可进行空载调试。空载调试的目的主要是对设备正常运转的能力进行检查。主要调试内容包括了润滑系统、液压系统、配电系统、冷却系统、泥浆系统、注浆系统，以及对各种仪表的校正。
（2）负载调试
负载调试的目的主要是对各种管线以及密封的负载能力进行检查，并对空载调试中没有完成的工作做进一步的完善，以使盾构机的各个辅助系统和工作系统能满足正常生产的要求。
3.3.始发设施的安装
（1）始发基座的安装
依据地铁隧道设计的轴线确定盾构始发姿态的空间位置，然后计算和推测出始发基座的具体位置。因此在盾构始发之前，应先对始发基座的两侧进行加固措施。
（2）反力架的安装
在盾构主机和后配套连接之前，应首先进行反力架的安装。因为反力架能为盾构始发时提供反推作用力，因此在反力架安装时，反力架的端面需和始发基座的相垂直，以便于地铁隧道设计轴线能与盾构轴线保持平行。
在安装时，盾构始发井结构和反力架连接的部位应垫实，以确保反力架的脚板能够具有足够的抗压强度。
（3）负环管片的安装
当按照设计要求进行精确测量定位以后，即可组装反力架和负环管片，为盾构的推进提高良好的后座反力。对负环管片和反力架的布置，靠近反力架的一环作为基准环，基准环应为钢管片，其余的负环管片则为与隧道管片相同的混凝土管片。
（4）洞口临时密封装置
盾构在始发的过程中，为了防止地下水或者泥水从盾构壳体与洞口圈的空隙窜入进盾构工作井内，并影响到盾构机开挖面的压力和开挖面土体的稳定，盾构始发之前必须在洞口处设置性能良好的密封装置。
3.4盾构掘进
（1）试验段掘进
通常将盾构开始掘进的50米称为试验段掘进。通过试掘进段以达到以下的目的：认识和了解工程的地质条件，掌握该地质条件下泥水平衡盾构的施工方法；便于收集、整理和分析各地层的掘进参数，制定对各地层详细的操作规程，以实现高效、连续、快速的掘进。
（2）正常掘进
盾构机在完成试验段掘进以后，应对始发设施进行必要的调整，为正常的掘进工作做好准备。盾构机正常掘进时，应做好以下方面的工作：
①根据工程地质条件和试验段掘进工程中的监测结果，对掘进参数做进一步优化。
②在正常推进的过程中，采用试验段掘进阶段所掌握的最佳施工参数，并通过对施工监测的加强，以不断完善施工工艺，控制地面沉降。
③在盾构掘进的全过程中，必须严格受控，地铁工程技术人员应根据隧道埋深、地质变化、地表沉降、地面荷载、盾构机性能、千斤顶推力和刀盘扭矩等各种测量数据和勘探信息，正确下达每班掘进指令，并即时跟踪调整。
④盾构机需根据当班指令设定参数进行推进，推进出土、泥水流量和衬砌注浆应同步进行。
3.5管片安装
管片安装之前应先做好防水处理，并将连接件和管片备齐，盾尾杂物需清理干净，检查设备运转正常后即可进行管片的安装。管片每环相邻管片应控制封口尺寸和环面平整度，最后插入封顶管片中成环。
3.6盾构机接收阶段掘进参数选择
（1）接收前50环内的测量复核与姿态调整阶段
为确保盾构接收时的贯通精度，在接收前50环时进行一次复核测量。复测按照规范严格进行并报监理及总控测量单位复核，保证测量工作无误。
（2）盾构机距离洞门结构混凝土30m～3.5m掘进阶段
此阶段的掘进速度和压力与前阶段掘进一样，按常规控制，但此段施工应加强注意调整盾构机的姿态，使盾构机的掘进方向尽量与原设计轴线方向一致。
（3）盾构机距离洞门3.5m～20cm掘进阶段
盾构机进入加固区时，凿除洞门结构混凝土，并割断洞门结构墙钢筋混凝土外侧的钢筋，保留内侧钢筋和30cm混凝土。掘进过程中密切注视洞口情况，直至洞门混凝土松动或开裂，停止掘进。注浆完成后，立即开始切割混凝土分块槽内钢筋，在此之前做好洞门防水帘幕的安装及接收架的安装工作。
（4）盾构机距离洞门20cm到进入车站露出掘进阶段
盾构机继续前进并拼装管片，此阶段洞门结构已经完全破除，无土体压力，速度根据实际情况决定；刀盘完全露出土体后，停止转动。盾构机停顿片刻，此时立即清除坍塌下来的土体及密封舱内的泥土，对盾构中心进行测量，看是否满足贯通精度。
参考文献
[1]陈超，城市地铁盾构法施工技术经济分析 [J] 《施工技术》 2005.2
[2]楼顺峰，刘嘉斌，地铁施工用盾构机选型及施工组织 [J] 《价值工程》 2010，15