李想
广州轨道交通建设监理有限公司，广东省广州市，510000
摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，我国的交通行业也得到了空前的发展盛况，特别是城市轨道交通隧道的发展，它具有便利和快捷的特点。基于此，如今城市轨道交通隧道盾构的技术在地下管道施工中得到广泛运用，并由此成为城市交通的组成部分，然而其施工的关键技术也得到人们的广泛关注。
关键词：城市轨道；交通系统；盾构施工
1、盾构技术优点
盾构施工技术自1823年由布鲁诺尔首创于英国伦敦的泰晤土河的水底隧道工程以来，已有170余年的历史。在这170余年的风风雨雨中，经过几代人的努力，盾构法己从一种只能在极少数欧美发达国家中才见应用的特殊技术，发展成为在发达国家中极为普通，在发展中国家中亦逐渐得到应用的隧道施工技术。盾构法具有以下优点：（1）对城市的正常功能及周围环境的影响很小，除竖井施工外，施工作业均在地下进行，无需拆迁，不影响地面交通，因而对城市的商业、交通、住居影响很小。还可减少对附近居民的噪声和振动影响；（2）盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也比较少；土方量少；可以在深部穿越地上建筑物、河流，穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候条件的影响；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性；（3）安全，在施工过程中可以通过计算机控制机械施工，机械化程度高，施工精度高，隧道形状准确，安全可靠，减少了在地下人工掘进隧道时的风险，劳动强度低，进度快；（4）质量好，盾构施工采用机械化施工，在质量上可以做到经久耐用；在地下穿过各种埋设物和已有隧道而不对其产生不良影响。施工一般不需要采取地下水降水等措施，地下水位可保持，可根据施工隧道的断面大小、埋深条件等施工隧道特点和地基围岩的基本条件进行设计、制造或改造盾构机，所以此法是适合于某一区间的专有方法。
2、工程概况
某处轨道交通工程区间地形起伏较大，影响范围内房屋及管线征迁工作均已完成。明挖区间最大开挖深度约为25．73m，座落在中风化泥岩上，基坑开挖宽度为34．9～46．0m，后期根据设计场坪高程进行回填，且顶板以上覆土厚度≥2m；盾构工作井最大开挖深度约为15．44m，设计开挖尺寸为21．2m×28．6m×15．15m（长×宽×深），后期回填至设计场坪高程，覆土厚度为2．5m。地下水主要为基岩裂隙水。工作井及区间采用明挖顺筑法施工。风井围护结构为钻孔灌注桩结合内支撑体系、明挖段采用放坡+土钉墙的支护结构形式，基坑保护等级在桩+内支撑及钻孔桩段为一级，放坡+土钉墙段为二级。
3、盾构施工技术容易出现的问题及其解决办法
1）加固不牢固。在施工初始阶段，出现频率最多的问题是端头土体施工不牢固，其主要的解决办法是考查端头土体的实际状态，针对性地选用合适的加固技术，在加固位置和始发井间会有孔隙，要采用其他的方法解决。
2）打开洞门时有土体坍塌。打开洞门时，经常发生土体塌陷以及流失，如果出现问题的面积小，则可以先破坏洞门混凝土，同时用喷素混凝土将土体临空面紧密封闭起来。
3）开始时盾构工具出现“叩头”现象。在开始的时候，盾构工具接触掌子面、离开加固位置时就会发生盾构工具“叩头”的问题。所以，一般在开始时，要将盾构工具的位置提高，用科学的方法设置始发导轨，加快运行速度，这样就可以防止“叩头”或缓解“叩头”造成的危害。
4）支撑系统不平衡。在某些条件下，因为盾构机在施工中出现推力或扭动幅度突然变大，致使其失去平衡，就会致使所有的始发工作前功尽弃。要预防支撑系统出现失去平衡的情况，另外，在开始环节及时检查支撑系统状态。
4、盾构挖掘时问题的解决办法
4.1盾构挖掘施工中刀具设备的维护和修理
4.1.1维护刀具设备的办法
1）利用合适的掘进推力：按照所用滚刀的数量以及每把刀能够承受的径向力的极值，计算出刀盘所具有的最大承受力，辅助上土压反作用力、摩擦力、拖力及尾刷所受阻力等能够计算油缸所受的最大推力，依据获得最大推力，避免刀具设备过载。
2）按照盾构机贯入度计算理论公式即Pe=V/n，可知贯入度和刀具受力呈正比关系，在100MPa以上的岩石地层掘进时，贯入度要控制≤4mm。在软质的岩石掘进时，贯入度要控制在≤25mm。
3）要定期更新功能性变差的刀具：其中一个滚刀出现故障，附近的刀具也会随之遭到影响，所以，应该积极主动定期检查以及更新滚刀、切削刀具，布置过渡刀时，距离刀具控制≤5mm。
4）保证碴土改善效果以及使添加剂产生的效果变好，提高碴土的流动速度，避免形成泥饼，降低刀具被泥饼包裹的频率。
4.1.2维修或更新刀具
如果出现掘进速度减慢、推进的阻力变大、温度升高等现象，说明刀盘刀具已经出现了损坏，一定不要继续掘进工作。需暂停工作，仔细检查刀具。防止因为强行掘进致使刀盘出现损坏。如果发现刀盘很大程度上磨损了，一定要及时修复或更换。维修工作中的主要危险源是地质危险，地质出现涌水涌沙现象，威胁工作人员和机器、设备，而且对基本定型的隧道结构和与之相连接的车站结构带来损坏。
当在土仓前进行施工时，既要保持原地层处于稳定状态，还要在开挖到修复的整个过程，土体一定处于稳态。开仓工作的前期工作是操作人员要了解开仓任务和性质，然后确定地层稳定状态，采取针对性的解决办法。施工中盾构修复刀盘方面：①使刀盘的整体结构变回原样，调整刀盘对施工颗粒的大小制约，使变形的盾壳复原；②对整个刀盘开展加固工作。将每个辐条和辐板焊在一起，在刀盘的每个开口位置设置钢板，最后构成环形圆箍。如果刀具磨损程度大，不能进行修复工作，就要换新刀具。
4.2解决地表下沉的办法
1）科学地设置土压力标准值，凭借经验和计算公式确定土压力标准值，根据施工的具体条件，利用针对性强的计算方法。
2）受到的土水压力不均衡：要改变推进速度和螺旋机转速，保证舱压力和受到的土水压力保持一致。另外，根据具体施工需要，选择合适的辅助方法使围岩处于稳定状态。
3）降低围岩扰动的办法：旨在降低盾构和围岩之间存在的摩擦力，解决办法就是尽量降低盾构发生偏转及横向偏移，避免出现蛇形。
4）避免出现盾尾缝隙下沉和壁后注浆出现地基隆起的办法：按照围岩具体情况，利用合适的注浆材料，其具备渗透性好、凝聚力大的特点，壁后注浆要和盾构推进保持同步。避免因为二次注浆所发生的下沉，尤其是对于黏性土，一定要注意因为二次注浆所导致的地基隆起现象。
5）避免开始衬砌出现变形的方法：要利用形状保持工具稳定，提高管片的拼装精度，同步操作并进一步拧紧接头螺栓。
4.3温度失衡问题解决办法
1）合理增加仓内的水量。盾构工作时，增加含水量，可以湿润渣土，缩短刀盘冷却时间，结果良好。
2）严格把关进口冷却水水温。控制冷却水温度在标准范围内。
3）根据施工环境不断改善原有盾构机的通风效果。本工程主要利用机内安装抽风式盾构机，因为天气等原因致使机内抽风力度不强，操作室温度很高。要及时修理，将其改为机内压风。
结语
开展城市轨道交通系统建设工作，合理选择的盾构施工技术较多。在选择盾构施工法时，要从施工安全性和经济性等多个方面入手，做好全面的技术分析，保证工程施工的质量和效率。
参考文献
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