地铁隧道掘进施工技术要点探讨

关键词：地铁站；土压平衡盾构机；掘进参数；掘进；施工技术

1工程概况

该地铁站盾构区间下行线起、终点里程为XK8+353.421~XK9+550.390，长链3.983m，长度为1200.952m。上行线起、终点里程为SK8+353.421~SK9+550.390，长链1.632m，长度为1198.632m。

2工程重难点

2.1盾构掘进加固体

在盾构掘进施工过程中，于起始位置和端头位置进行土体加固，在加固处理后土体相对较硬，为有效保护刀盘，促进盾构掘进顺利进行，这两处的掘进压力相较于理论值可略微降低，同时将掘进速度控制在1.0cm/min以内。在推进过程中，应注意在盾构正面位置添加发泡剂，利用此来降低刀盘掘进中受到的扭矩力，从而让总推力降低，同时也有助于挖掘土体的顺利排出。在盾构经过加固区域之后，可适当提升平衡土压力值，加强对地层变形量的实时监测，然后对具体的平衡压力、推进速度等做出适当调节［1］。

2.2隧道防水施工

在隧道盾构掘进过程中，防水是十分重要的工程项目，防水效果将直接对隧道工程的质量造成影响，属于施工过程中的重点内容。在实际施工中，主要应结合隧道地质结构情况，以盾构法工程结构的防水形式作为基础，采取针对性的防水施工措施，从而做好防水处理。

3地铁盾构正式掘进施工控制技术

3.1土压力设定

在进行盾构施工时，应注意保证开挖面土层的稳定，尽可能降低对天然土层产生的干扰，降低对地表产生的不良影响。本次工程采用土压平衡式盾构工法进行掘进开挖，为保证开挖面稳定，主要对开挖面土仓中的土压进行控制来实现，在掘进施工前根据预算计算得到的压力值作为预设土压，确保土仓中的土压与的掘进面层土压、地下水压等处于相互平衡的状态，以此便能有效促进盾构机稳定掘进前进［2］。

3.2控制掘进过程速度

盾构机操作人员应注意在启动和结束阶段控制设备的推进速度，使之以较为缓慢的速度推进，然后逐渐提升推进的速度。通常在一环掘进施工时，应尽可能使掘进速度值处于恒定的状态，降低其产生的波动，以此确保切口位置的土压处于相对稳定的状态。此外，应注意保证推进速度与同步注浆系统注浆量之间的协调性，同时保证掘进过程中开挖面具有较高的稳定性，正常状态下将掘进速度控制为6cm/min，如果在盾构过程中遭遇到障碍物，应适当降低掘进速度，将之控制在2cm/min左右［2］。

3.3管片拼装

采用管片外径为660cm、内径为590cm、厚度为35cm、环宽为120cm。管片由6小块预制钢筋混凝土管片拼装完成，主要分为封顶块、邻接块、标准块、拱底块四种类型，预制用混凝土应用C55高强度混凝土，同时要求其抗渗等级达到P10。在安装封顶块的时候，应首先保证相连接的两个接块之间有充分的空间插入。在整个拼装过程中，从隧道底部开始安装，安装顺序为：标准块→相邻块→拱底块→封顶块，在进行封顶块安装的时候，先使之在径向上保持2/3左右的管片宽度搭接，然后将之逐渐推送到位。在将管片全部安装到位之后，应及时推进油缸，使管片紧固，然后将安装机移开。每完成一片管片的安装之后，都应安排人工对其做紧固处理，在完成一环之后应用扳手进行统一紧固。在盾构施工的隧道之中，管片衬砌是一种十分有效的防水方式，拼装连接质量将对隧道的寿命造成较大的影响，因此需要对其做永久性防水处理，严格控制管片的安装质量［3］。

3.4管片纠偏

在进行管片安装的过程中，应注意做好纠偏工作，以保证衬砌环面与设计轴线处于垂直状态，通常在对轴线进行纠偏处理时，需要一个较长的过程才能顺利实现，该过程需要连续几环才能有效控制。在实际施工中一旦发现偏离轴线的情况，便需要对千斤顶做出调整，必要的情况下可加贴纠偏楔子。（1）应用千斤顶的行程差来调节轴线偏差。为提升轴线吻合度，在纠偏时应提升测量纠正频率，保证每环纠正偏差量低于4mm，避免出现过度性纠偏，以致对地层造成较大的扰动，引发地面沉降、建筑结构不稳等危害，同时也可能使得环缝增大，漏水风险加大。（2）在进行管片拼装之前，应对上一环的管片拼装报表进行分析，然后在本环拼装中采取有效纠偏措施，控制纠偏量。（3）在对管片进行拼装时，应严格控制安装精度，不能出现内外张角、踏步等不良情况。（4）在对隧道的轴线进行纠正，或者隧道需要转弯时，主要可借助千斤顶、楔形管片来达到目的。此外，在千斤顶环缝凹处粘贴石棉橡胶板也可以达到纠偏的效果。（5）在盾构过程中存在纵坡时，可应用稳坡法进行控制。但在实际挖掘推进过程中，较容易出现曲率半径不达要求的情况，使得曲线与实际设计不相符合，进而对后面的管片拼装造成不良影响。在此种情况下，可针对竖曲线粘贴石棉橡胶板，以此来达到曲率纠正的目的。但值得注意的是应控制石棉橡胶板的粘贴厚度控制，使之处于设计要求之内，避免后期出现渗漏情况。

3.5管片防水

3.5.1管片结构自防水本工程衬砌混凝土采用强度为C55的高强砼，其抗渗等级≥P10。管片的抗渗和检漏标准：在0.8MPa水压力作用下，恒压3h，渗透深度小于5cm。管片在预制厂制作时防水检查和检测的内容主要有：砼的抗渗强度报告、管片检漏试验报告、外观检查报告、成环拼装精度检查报告等。在进行外观检查时，应满足内实外光的基本要求，不能存在气孔、小蜂窝等明显质量不良问题。

3.5.2吊装孔（注浆孔）防水如果遇到吊装孔和注浆孔结合应用的情况，可在前期管片安装时，于吊装孔外侧预设30mm的素砼。当需要在衬砌背后进行二次混凝土注浆时，可先将预设的素砼破开，利用该孔向内部进行注浆。此外，在注浆完成后针对该孔设置水膨胀螺孔密封圈，以此提升防水性能。

3.5.3同步注浆和二次注浆在本次研究标段中，隧道盾构掘进施工的土质以粉质粘土、淤泥质粘土层为主，地层自身的稳定性能相对较弱，在进行盾构掘进的过程中，较容易对土体造成较大的扰动，使之出现较大程度的变形，进而引起坍塌、较大程度沉降等异常情况，因此在盾构掘进施工时同步进行注浆，在个别位置进行二次补强注浆，提升结构的稳固性。

4结语

通过本文的分析，地铁隧道工程盾构法施工的方法基本上是明确的，但鉴于地铁隧道盾构隧道施工条件和要求的差异。上述方法在其他项目中的应用时，还应结合具体工程的建设情况，因地制宜地灵活运用。

参考文献

［1］建设部.GB50446-2008盾构法隧道施工与验收规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008.

［2］建设部.GB50299-1999地下铁道工程施工及验收规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2003.

［3］刘康.土压平衡盾构掘进施工技术［J］.水利水电施工，2017（06）：30.

作者：谭春腾 单位：湖南高速铁路职业技术学院