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摘要：在我国经济体系越发稳定的今天，国内城市轨道系统的建设速度有不断提高。我国各地地铁建设近几年呈爆发式发展。当然不同的地区有着不同的地质条件、地质环境。盾构法作为地铁工程建设中的关键技术，在城市轨道交通建设中具有不可或缺的重要作用。因此本文将对盾构法修建地铁隧道所存在的问题进行简单的分析、对未来国内的盾构施工技术进行展望。
关键词：城市地铁隧道；盾构施工；掘进技术
一、国内地铁建设现状
1、地质条件多样化
我国城市地铁建设地域分布广泛，各地地质差异较大，合肥、哈尔滨以硬塑性黏土为主，上海、杭州以软黏土为主，广州、深圳、佛山以软硬不均复合地层为主，成都以富水砂卵石地层为主，当然除各地代表性地层以外，还有各类复杂地质，如富水粉细砂层，高强度、硬度岩层等。
2、越江跨海常态化
我国水系众多，尤其是滨江、滨海、临湖地区，在进行地铁建设时必然穿江跨海。
3、建设环境复杂化
城市地铁建设多位于建构筑物密集的城市地区，发展快速的城市往往房屋密集，既有桥梁、铁路、隧道众多，水、电、燃气管网密布，因此地铁隧道建设环境愈加复杂。
二、地铁盾构法施工主要工艺
地铁盾构法施工工艺在当前的地铁施工中的应用比较普遍，可以在很大程度上提高地铁施工进度以及地铁施工质量。在对盾构法施工工艺进行应用的过程中，需要对地铁盾构法施工工艺进行准确掌握，才能保证盾构法施工能够有序进行。地铁施工盾构法施工技术主要包括以下方面：第一，盾构初端始发出洞,第二，正式盾构试掘进作业。第三，正式掘进作业。第四，盾构进洞接收。
其中始发出洞和进洞接收为盾构施工中的重中之重，始发及接收的成功与否往往依赖于端头加固的质量及洞门密封的效果，目前端头加固区的长度设计往往固定为10米，但追根溯源来说不甚合理，就密封原理上来说，端头加固区的长度应大于盾构机加1环管片的长度，当然就部分复杂地质，钢套筒始发、接收、带水接收等新工艺也能较好的应对始发接收风险。
试掘进作业期是盾构作业班组与设备的磨合期，主要技术人员及操作人员对盾构机的各项参数进行摸索探究，因此试掘进的顺利与否决定了后续施工的效率。
三、建设过程中的主要问题及展望
1、国内外盾构装备的选型、制造、研发近况
目前我国盾构主要盾构机制造商主要有中铁装备、铁建重工、中交天和、上海隧道等，这些公司所制造的盾构机已在国内大面积使用，相对前期国内多采用进口海瑞克、罗宾斯、三菱，国内盾构装备制造已向前迈进一大步，但部分关键部件仍与国外技术水平存在一定差距。
在部分国外项目中，部分地质复杂项目已在盾构装备上进行了多样化的突破，例如使用双模盾构机针对黏土-砂卵石复合地层施工，使用可变密度盾构机针对溶洞发育地层施工，使用主动-被动双铰接盾构机针对小半斤曲线施工。
2、国内针对各类复杂地质盾构设备改良改进及展望
（1）砂卵石地层
砂卵石地层以成都为代表，卵石含量高，卵石强度高，地下水位高，相对于其他普通地层，刀盘扭矩、盾构推力更大，同时砂卵石地层意味着对刀盘、螺旋机有着更高、更快的磨损，因此在砂卵石地层施工意味着频繁换刀作业，同时螺旋机卡死，断轴现象时有发生。
因此在成都等以砂卵石为代表的地区多以“快速掘进、快速排渣”的理念进行施工，提高掘进效率，减小刀盘磨损。
刀盘设计上采用相对开口率较大的刀盘设计，从单一起破碎作用的纯滚刀刀盘变更为以渣土导流作用为主的多种刀具复合刀盘，渣土改良上加强加泥系统的能力，注入膨润土减少刀盘刀具的磨损，从有轴式螺旋输送机向无轴带式螺旋输送机发展。
当然，针对刀盘磨损更精确的检测手段及更加安全、效率更高的换刀系统是我们在砂卵石地层中施工的重中之重。
（2）复合地层
复合地层以广州、深圳、佛山为代表，纵断面上多为上软下硬，存在断层、破碎带、孤石等不良地质，复合地层中盾构施工面临的往往是刀盘、刀具磨损、孤石处理、开挖面稳定控制、刀盘结泥饼等困难。
在复合地层中施工，渣土改良是关键，尤其是刀盘中心开口位置的渣土改良尤其重要，国内已有部分盾构机在刀盘中心开口处侧面增加注入孔，但由于未能进行单管单泵配置往往效果有限。一旦结泥饼，土仓温度将会快速升高，刀盘刀具将快速磨损。
孤石处理是复合地层施工的一大难点，因为地勘往往无法探明全部孤石，在环境复杂的情况下甚至无法在地面对孤石进行预处理，盾构机上虽然配置有超前钻探注浆系统，往往因为空间狭小而无法实际使用，因此在孤石的探测、处理上，有必要进一步研发改进。
（3）富水粉细砂层
富水粉细砂层中因地层含水量高，颗粒级配低，内摩擦角小，同时存在砂土液化风险，施工涌水涌沙风险较高，因此施工过程中常选用泥水平衡盾构机，但由于颗粒级配低，泥水分离设备分离效率极低，需要大量弃浆对泥浆指标进行控制，施工效率得不到保障，施工成本大大增加，泥浆排放也造成环境污染。
土压平衡盾构机在富水粉细砂层中施工效率更高，但相对泥水平衡盾构机，存在螺旋机喷涌的风险，同时对地面沉降控制不如泥水平衡盾构机，因此在使用土压平衡盾构机施工时，需要对螺旋输送机进行针对性设计，如螺旋输送机加长、二次螺旋输送等，避免施工过程中的喷涌，闸门也应该进行进一步的改良，原双闸门系统因为长距离施工磨损往往无法达到密封效果。同时为减小地面沉降，有必要配置同步二次注浆系统及盾体径向注入系统，目前克泥效已有广泛的应用，可适量填充刀盘开挖直径与盾体直径差产生的空隙，对控制地面沉降有一定的效果。
（4）展望
在盾构施工中，地质是基础，装备是关键。
对于地质探测，传统的钻孔地勘方式有一定的优势，但缺点也非常明显，所谓探明地质只有钻孔点，钻孔点周边地质为相邻点参照推测，钻孔的距离决定了推测地质和实际地质的差异，在地面不具备钻孔条件时，钻孔距离甚至无法保障，因此连续性的地质探测手段才是盾构施工的基石，明确探明的地质才是装备选型的基础，后续施工才能把针对性的应对措施做的更加全面。所以地质探测成像手段的进一步研发并将其与盾构装备进行更加紧密的结合是有必要的。
随着社会的不断发展，智能化时代已经来临，国内各施工单位已开始各类安全监控平台的研发投产，但相关安全参数监控预警系统总觉得有所欠缺，后总结发现，监控数据多为盾构机上各类传感器的反馈数据，传感器的精度、稳定性、设置形式决定了监控参数的准确性，在设备型号不同时，相关的参数预警标准也不甚统一，因此安全监控系统往往流于形式，无法达到预想的效果。所以有必要对安全监控手段进一步探究。
结束语
盾构法作为城市轨道交通建设的主要手段，随着我国城市建设的不断发展，建设中心由省会城市向周边城市扩散，地质将不断多样化，建设难度也逐渐增加，这对地铁隧道的建设也提出了更多的新问题，面临着新考验，但随着盾构装备的不断创新优化，辅助新兴工法的不断出现，盾构法必将在我国城市轨道交通建设中得到更加广泛的运用，推动我国高速交通梦想的实现。
参考文献
[1]赵鸣川.地铁施工盾构法的施工技术探究[J].四川水泥,2017,(5).248.
[2]吴振龙.地铁施工盾构法的施工技术探析[J].商品与质量,2016,(37).241.
[3]王磊.地铁施工中盾构法应用技术探析[J].商品与质量,2016,(19).103-103.