中国水利水电第七工程局有限公司 611630
摘要：在地铁修建的过程中地质问题较为突出，是地铁项目工作的重点，已经得到了社会的广泛关注。本文将围绕地铁复杂地质条件的盾构施工存在的风险进行阐述，详细分析盾构施工的具体技术，结合项目的实际情况，坚持因地制宜的基本原则，旨在为日后研究工作的顺利进行奠定基础。
关键词：地铁复杂地质；盾构施工；掘进参数
前言：在开展地铁项目的过程中将盾构施工技术应用其中有助于确保施工的安全性，但是在实际运行的环节中仍然存在人为以及自然等风险。因此，在盾构施工时要做好施工前期的准备工作，结合工程现场的实际情况优化施工技术，使之适应地铁复杂地质条件的盾构施工的实际需要。
1.地铁复杂地质条件的盾构施工风险分析
1.1自然风险
从自然角度进行分析，盾构施工环境相对复杂，在具体施工的过程中会受到地质以及气候等多种因素的影响。以雨雪天气为例，在该种状况下施工的环节中则需要对排水设施进行检查；当遇到不良的地质时，如果未及时做好事前的勘探工作，坍塌事故时有发生，给施工人员的人身安全造成威胁，还会增加施工风险系数。需要注意的是盾构施工过程中存在的自然风险是可以规避的，前提是需要及时做好施工现场的勘察工作，以此为依据制定应急处理方案。
1.2人为风险
另一方面，除了自然风险之外，人为风险也是盾构施工存在的风险之一。从人为风险角度进行分析，其中风险的主要来源于盾构施工的前期设计环节，在具体设计的环节中由于设计人员没有结合施工现场的实际情况，盲目的设计，导致施工设计图纸经常出现与施工现场不相符的问题，一定程度上增加了后续的施工难度。除此之外，施工技术也会存在问题，在施工过程中未按照标准施工，再加上技术使用方式的不合理，都会增加盾构施工中的风险系数。
1.3机械选择风险
机械选择是关键，由于盾构机的性能之间存在一定的差异。在施工的过程中，刀盘设计不合理现象较为突出，不能与施工现场的地质条件相适应。同时，刀盘以及刀具经常出现磨损的问题，刀盘刀具的强度较低。在刀具选择的过程中往往忽视对刀具的高度以及间距进行确认，盾尾的密封性较差，如果不及时处理，将会发生泥水泄露的事故，对工程的稳定性造成影响。
2.地铁复杂地质条件的盾构施工技术研究
2.1土压平衡盾构技术
2.1.1模式的选择
在模式的选择上要坚持科学性的基本原则，应用土压平衡盾构技术的过程中，需要对土压平衡盾构机的生产模式进行了解，主要包括敞开式模式以及土压平衡模式等，在此环节中科学合理的选择掘进模式是保证工程项目顺利进行的关键。充分结合地质条件的实际状态，以全断面岩层以及软弱岩层为例，在选择掘进模式的过程中，前者需要选择敞开式，而后者需要选择土压平衡模式，前者在改良渣土的过程中需要借助泡沫剂来完成，后者则需要借助膨润土来完成。需要注意的是在应用土压平衡盾构技术的过程中要关注土仓的压力，并与撑子面水压以及土压大小进行比较，要保证前者始终大于后者，确保工程顺利实施。
2.1.2掘进参数
一方面，在掘进参数的确定上，要关注土压平衡盾构机运行的状态，做好前期的准备工作，定期安排施工人员到工程现场进行勘察，并对地质条件参数进行收集。同时，为了保证掘进参数的准确性还需要对隧道的埋置深度进行测量，并将相关的刀盘转速以及掘进速度等参数信息进行整合，以此为依据保证后续施工的平稳运行。另一方面，要时刻关注试验段的运行状况，并对其进行全方位的监测，与计算机信息系统进行连接，在对现场施工参数进行调整的过程中以反馈的数据为依据。应用土压平衡盾构技术的应用需要保证土层的动态平衡，可以借助螺旋机旋转的方式来实现，并对压力以及转速进行调整，针对在施工过程中存在的问题进行及时的调整。
2.1.3盾构机姿态控制
在对盾构机的姿态进行控制的过程中要坚持合理性的基本原则，尤其是针对于复杂地质来说，为了保证掘进工作的顺利进行，则需要对所选用盾构机的姿态进行控制，以此保证符合施工现场的实际情况。例如：在土层相对复杂的地段进行施工的过程中，为了使盾构机的姿态保持在最佳水平，则需要将千斤顶应用其中，使之与工程现场相符合。但是需要注意的，应用千斤顶也会存在一定的局限性，如果处理不当将会使刀具产生磨损，严重时还会出现盾构机卡死的现象。为此，在对盾构机的姿态进行控制的环节中，要对姿态纠正的速度进行合理的控制，要缓慢的对存在偏差环节进行调整，如果用力过大或者速度过快均会对工程项目造成影响[1]。
2.1.4注浆参数同步确定
在注浆参数确定时，对管片以及刀盘的外径进行观察，可以发现二者之间存在的差异较大，在实际拼装的过程中，检查管片壁厚以及围岩的状态，二者会存在缝隙的现象。而此时就需要针对缝隙现象进行注浆回填，如果注浆不及时，管片将会受到千斤顶的影响而产生浮动。例如：在复杂地层施工的过程中，要将注浆压力以及速度进行及时的控制，针对存在管片上浮的问题要及时解决。需要注意的是，在对管片以及围岩之间进行注浆回填的环节中，要对二者在注浆时的状态，此时可以发现注浆液将会在二者之间形成防水层。为此，在注浆的过程中需要对注浆的质量进行检查，结合工程项目现场地质条件的具体情况，以此减少工程的失误（如表1所示）。
表 1 土压平衡盾构技术
2.2泥水加压平衡技术
2.2.1泥水性能确认
一方面，在应用泥水加压平衡技术的过程中要对泥水性能进行确认，在此之前，要集中对泥水的密度进行测量，在泥水密度的控制上要结合掘进作业的进度情况，要与开挖土体的密度保持一致，如果泥水的密度过高或者过低均会对开挖面造成影响。因此，为了防止出现开挖面变形的现象，在控制泥水的密度的过程中要保持合理性的基本原则。同时，需要注意的是在对泥水密度进行确定的过程中要结合设备的性能以及土层结构的具体情况，以此避免产生泵运转不达标的问题，增强泥浆泵处理能力。另一方面，要对泥水的含沙量进行控制，以强透水性土体作业为例，对影响泥膜形成快慢的因素进行了解，可以发现主要与泥水砂石的粒径以及含沙量有关。同时，需要注意的是要做好泥水流动速度的控制工作，结合工程现场的实际情况，以每分钟为例，将其控制在160m-210m之间为最佳。
2.2.2确定掘进参数
做好掘进参数确定工作，在复杂地层掘进作业的过程中需要对切口的压力进行控制，以此保证切口的稳定性，在对刀盘以及推力的转速进行确认的环节中要对状态进行控制，一般以水平状态为最佳。在实际掘进的过程中，关注刀具实际运行状态，其中荷载过大的现象时有发生，为了有效应对该问题，要对刀盘的转速以及刀盘的扭矩进行合理的控制，将掘进的速度控制在最佳范围内，以此防止出现超挖的问题。以过渡段地层为例进行分析，在掘进的过程中，对泥水设备处理能力进行了解，并与刀具的贯入度进行比较，保证二者处于相匹配的状态，并对该种状态下的掘进速度进行控制，以每分钟为例，一般将其控制在15mm-30m为最佳，以此保证工程项目的顺利进行[2]。
结论：地铁复杂地质条件的盾构施工技术涉及的内容较多，在实际应用的过程中要将土压平衡盾构技术以及泥水加压平衡技术有效的应用其中，盾构机在掘进的过程中要对掘进的参数进行确认，集中做好盾构施工组织管理工作，严格按照施工方案实施操作，确保盾构施工的平稳运行。
参考文献：
[1]高广沂.地铁复杂地质条件的盾构施工技术[J].价值工程,2020,39(12):113-114.
[2]吕鹏程.复杂地质条件地铁盾构施工技术要点及安全影响因素[J].价值工程,2020,39(08):171-174.