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摘要：盾构施工方法的工作原理是利用盾构机进行施工，在施工中，盾构机的盾构钢壳可以进行支护，在这种情况下可以进行开挖施工，这样不但可以保证施工的安全性，同时在开挖掘进的过程中，盾构机的尾部可以不断的进行注浆施工，这样可以保证围岩的稳定性。盾构机是盾构施工中主要的工具，在施工中是非常关键的，主要由三个方面组成，主要有稳定开挖面、挖掘排土和補砌注浆。
关键词：地铁盾构施工技术研究
中图分类号：U231文献标识码： A
前言
在近几十年，盾构机才在一些地铁和隧道工程中得以充分发挥。盾构施工技术在不断发展的过程中，得到了更多的应用，同时技术方面在不断的改进，这样就使得这种技术在发展过程中应用的更加广泛，而且成为了地铁和隧道施工的重要技术。盾构法在我国进行使用是新中国成立之后，经过不断的研制，盾构法施工技术在我国的很多城市地铁建设中都得到了应用。
一、盾构法施工特点
地铁施工对施工精度要求是非常高的，这样就使得施工技术方法要保证施工的精度，盾构法在应用的时候在管片制作方面精度是可以得到保证的，同时在误差方面也是能够进行很好的控制的。盾构法在施工中进行应用，是有一定要求的，在施工中，盾构施工只是可以进行单行的前进，不可以进行后退，如果在施工中出现强制后退的情况，就会导致盾构出现严重的故障，这样在施工中就会出现非常严重的施工后果，因此，在施工中，一定要做好施工准备工作，避免在施工中出现不当操作，影响整个施工工程。盾构机在使用的时候是应用在某个特定区间的专用设备，如果在施工中隧道的断面过大，就要对盾构机进行改造，不然就要进行设计制造，这样才能更好的进行施工。
二、地铁盾构法施工
盾构法施工技术方案和施工细节依赖于围岩条件，因此要求在施工准备阶段对沿线的工程地质和水文地质条件进行细致的勘察工作，并根据实际情况做好应急准备。城市里地面交通繁忙、地面建筑物和地下管线密集，对地面沉降应有严格控制，在节省开挖面、不干扰地下水发育和围岩稳定并缩短工期的压力下，盾构法是最佳选择。以下以土压平衡式盾构为例，介绍盾构施工技术。
1、始发与推进
（1）盾构的始发
a 始发竖井
作为拼装盾构的井，其建筑尺寸应满足盾构拼装的施工工艺要求，一般井宽应大于盾构直径1.6~2.0m，井的长度主要考虑盾构设备安装余地以及作业人员的作业空间和安全作业等因素。此外，竖井的尺寸还与盾构隧道的覆盖土层的厚度、进发方法等多种因素有关，覆盖土层的厚度不同。进发方法不同，竖井的尺寸也不同。始发竖井的护壁一般采用钢板或钢筋喷射混凝土护壁，起重设备根据施工运输的要求，可采用龙门式起重机或货物升降机。从地表把盾构机的分解件及附属设备搬人始发立坑，然后在立坑内组装盾构，设置反力装置和盾构进发导口。
b构拼装
一般来说。盾构掘进机的盾头部分都是在生产厂组装完后整体运至工地。但我国很多城市地处内陆，道路运输条件和通过能力有限，只能采用分体运输，即将盾头部分分为切削刀盘、上、下盾壳、主机四部分运至施工现场，再在始发竖井内进行组装。这样，最大单个部件重量约为30t，需根据现场情况确定组装用起重机械的配置，如始发竖井安装有龙门式起重机，则可直接用龙门式起重机吊装，若没有，则采用汽车起重机。安装前首先准备好始发井下盾构安装基座，测定盾构推进轴线和盾构始发导人口，再将盾壳吊至始发井内的安装基上固定好，然后将盾构主机吊装就位，吊装刀盘固定于主机上，安装上、下盾壳，安装完毕后将上、下盾壳焊牢. 即完成盾构机械的安装工作。
c反力装置
反力装置由固定支撑座和临时支撑垫两部分组成，一般采用安装负环管片作支撑反力架，负环管片由10 环预制的隧道管片拼装而成，全部闭口环。
d进发导口
盾构机在始发前，需要在开挖方向设置进发导口，其目的是：①维持开挖面的稳定；②防止地下水渗出；③防止土体坍塌。一般是在掘进前方采用注浆或冷冻法对土体进行加固，范围是掘进前方大于盾体长度。直径约为盾体直径两倍的范围。
e洞口止水
由于洞口外径与盾构外径之差，在洞口与盾构间存在着一周环形建筑空隙，为防止土体及水从此空隙涌出和渗出，避免地表沉陷和确保盾构的安全出洞。在盾构靠上洞门土体前，在洞门设置一道环形橡胶止水带和一道环形钢板封堵空隙，盾构完全进人土体后，将环形板与有预埋件的洞口管片满焊固定，完全封堵洞口空隙。
d始发
以上准备工作完毕后，盾构即可始发，将推进油缸顶在反力装置上，启动切削刀盘和推进油缸即可进行掘削推进，推进油缸推进到一个行程，收回推进油缸，在推进油缸与反力装置间加垫临时支撑垫（负环管片），即可进行推进。在盾构刀盘切人土体前，为防止正面土体突然被切削而过量流失引起工作面坍塌，应通过螺旋输送器倒转方式向土压舱内加注粘土，至满舱后才起动刀盘切削土体和出土。盾体进人隧道后，进行管片安装和后部辅助设备平车的拼接，推进油缸顶在管片上继续推进，这样，推进一节，拼接一节，直至盾构设备完全进人隧道。
（2）盾构的掘进
盾构设备完全进人隧道后，盾构按预先设定的方向掘进，该过程由盾构设备的计算机控制系统控制。当盾构设备出现左右或上下偏差时，由计算机系统对推进油缸进行控制，确保条件方向按预定设置方向前进。同时，在保证开挖面土压平衡的基础上，调节刀盘转速与推进速度及螺旋输送机速度的比率，使开挖与排土保持恒定。
2、衬砌
在盾构设备掘进完一个节距以后，即可进行管片衬砌，由管片运输车将管片运送到安装台位，再由管片衬砌台车将管片送至安装位置安装就位。管片安装完毕后，进行下一个循环的掘进。直至整个隧道工程的完成。
3、进洞
盾构由区间隧道进人接收竖井前，需首先对端头土体的加固和渗水情况进行取芯测试，在确保土体稳定和无大量渗水的情况下方可凿除洞口混凝土。洞口混凝土凿除应分层分块进行。在盾构距洞口约为10m 时，将洞口混凝土全部拆除。待盾构机刀盘露出洞口时，清除端头井内盾构机所带出的土体后，将盾构接收架准确地定位安设在洞口的底板上，高程比盾构机略低，并将接收架固定，以便盾构机顺利滑行上架。盾构完成洞工序后，及时对全隧道的管片螺栓进行复紧和洞口止水处理。
4、盾构掘进过程中的控制
（1）盾构控制
盾构的偏向是指平面、高程偏离设计轴线的数值超过允许范围。盾构在地层推进中，会由于地质条件、机械设备、施工操作等原因导致盾构的偏向。当今世界上最先进的测量盾构偏向的手段是利用陀螺仪等高精尖技术，但目前我国主要还是应用以下常规测量手段。
a丈量两腰千斤顶活塞杆伸出长度估计平面纠偏效果。
b用水准仪测得盾构轴线两点，可算出盾构纵坡与高程偏差值。
c用激光经纬仪直接读出激光打在盾构前后靶上读数，可算出盾构的切口、举重臂、盾尾三个中心平面与高程偏离设计轴线值。盾构出现偏离后一定要及时调整。
（2）出土量的控制
工作面土体被刀具切削下来后，土体通过土压舱由螺旋出土运输器排出，一定量的泥土滞留在螺旋出土器内被挤压密实而形成隔水墙，保证了开挖面的稳定。当土压舱内的土压力大于计划土压力时，加快螺旋出土器的转速，增大出土量。而小于计划内的土压力时，要降低螺旋出土器转速，减少出土量，以增大土压舱内压力以平衡工作面水土压力。
结束语
盾构法涉及到的学科包括机械工程、自动化控制、测量工程、岩土工程和液压传动，在未来的发展过程中，是离不开各个学科的专家共同努力和合作的，共同研制适合我国地质条件的盾构机械，才能让盾构技术更好地为我国地铁和隧道工程建设做出应有的贡献。
参考文献
[1] 陈永钟.浅谈盾构出洞施工技术[J]. 河南建材. 2010(05) ：56—44
[2] 傅常庆.浅析地铁泥水盾构施工[J]. 科技资讯. 2010(18) ：34—24
[3] 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) ：55—62
[4] 陆云涌.地铁工程施工技术综述[J]. 山西建筑. 2009(28) ：73—72
关键词：地铁盾构施工技术研究
中图分类号：U231文献标识码： A
前言
在近几十年，盾构机才在一些地铁和隧道工程中得以充分发挥。盾构施工技术在不断发展的过程中，得到了更多的应用，同时技术方面在不断的改进，这样就使得这种技术在发展过程中应用的更加广泛，而且成为了地铁和隧道施工的重要技术。盾构法在我国进行使用是新中国成立之后，经过不断的研制，盾构法施工技术在我国的很多城市地铁建设中都得到了应用。
一、盾构法施工特点
地铁施工对施工精度要求是非常高的，这样就使得施工技术方法要保证施工的精度，盾构法在应用的时候在管片制作方面精度是可以得到保证的，同时在误差方面也是能够进行很好的控制的。盾构法在施工中进行应用，是有一定要求的，在施工中，盾构施工只是可以进行单行的前进，不可以进行后退，如果在施工中出现强制后退的情况，就会导致盾构出现严重的故障，这样在施工中就会出现非常严重的施工后果，因此，在施工中，一定要做好施工准备工作，避免在施工中出现不当操作，影响整个施工工程。盾构机在使用的时候是应用在某个特定区间的专用设备，如果在施工中隧道的断面过大，就要对盾构机进行改造，不然就要进行设计制造，这样才能更好的进行施工。
二、地铁盾构法施工
盾构法施工技术方案和施工细节依赖于围岩条件，因此要求在施工准备阶段对沿线的工程地质和水文地质条件进行细致的勘察工作，并根据实际情况做好应急准备。城市里地面交通繁忙、地面建筑物和地下管线密集，对地面沉降应有严格控制，在节省开挖面、不干扰地下水发育和围岩稳定并缩短工期的压力下，盾构法是最佳选择。以下以土压平衡式盾构为例，介绍盾构施工技术。
1、始发与推进
（1）盾构的始发
a 始发竖井
作为拼装盾构的井，其建筑尺寸应满足盾构拼装的施工工艺要求，一般井宽应大于盾构直径1.6~2.0m，井的长度主要考虑盾构设备安装余地以及作业人员的作业空间和安全作业等因素。此外，竖井的尺寸还与盾构隧道的覆盖土层的厚度、进发方法等多种因素有关，覆盖土层的厚度不同。进发方法不同，竖井的尺寸也不同。始发竖井的护壁一般采用钢板或钢筋喷射混凝土护壁，起重设备根据施工运输的要求，可采用龙门式起重机或货物升降机。从地表把盾构机的分解件及附属设备搬人始发立坑，然后在立坑内组装盾构，设置反力装置和盾构进发导口。
b构拼装
一般来说。盾构掘进机的盾头部分都是在生产厂组装完后整体运至工地。但我国很多城市地处内陆，道路运输条件和通过能力有限，只能采用分体运输，即将盾头部分分为切削刀盘、上、下盾壳、主机四部分运至施工现场，再在始发竖井内进行组装。这样，最大单个部件重量约为30t，需根据现场情况确定组装用起重机械的配置，如始发竖井安装有龙门式起重机，则可直接用龙门式起重机吊装，若没有，则采用汽车起重机。安装前首先准备好始发井下盾构安装基座，测定盾构推进轴线和盾构始发导人口，再将盾壳吊至始发井内的安装基上固定好，然后将盾构主机吊装就位，吊装刀盘固定于主机上，安装上、下盾壳，安装完毕后将上、下盾壳焊牢. 即完成盾构机械的安装工作。
c反力装置
反力装置由固定支撑座和临时支撑垫两部分组成，一般采用安装负环管片作支撑反力架，负环管片由10 环预制的隧道管片拼装而成，全部闭口环。
d进发导口
盾构机在始发前，需要在开挖方向设置进发导口，其目的是：①维持开挖面的稳定；②防止地下水渗出；③防止土体坍塌。一般是在掘进前方采用注浆或冷冻法对土体进行加固，范围是掘进前方大于盾体长度。直径约为盾体直径两倍的范围。
e洞口止水
由于洞口外径与盾构外径之差，在洞口与盾构间存在着一周环形建筑空隙，为防止土体及水从此空隙涌出和渗出，避免地表沉陷和确保盾构的安全出洞。在盾构靠上洞门土体前，在洞门设置一道环形橡胶止水带和一道环形钢板封堵空隙，盾构完全进人土体后，将环形板与有预埋件的洞口管片满焊固定，完全封堵洞口空隙。
d始发
以上准备工作完毕后，盾构即可始发，将推进油缸顶在反力装置上，启动切削刀盘和推进油缸即可进行掘削推进，推进油缸推进到一个行程，收回推进油缸，在推进油缸与反力装置间加垫临时支撑垫（负环管片），即可进行推进。在盾构刀盘切人土体前，为防止正面土体突然被切削而过量流失引起工作面坍塌，应通过螺旋输送器倒转方式向土压舱内加注粘土，至满舱后才起动刀盘切削土体和出土。盾体进人隧道后，进行管片安装和后部辅助设备平车的拼接，推进油缸顶在管片上继续推进，这样，推进一节，拼接一节，直至盾构设备完全进人隧道。
（2）盾构的掘进
盾构设备完全进人隧道后，盾构按预先设定的方向掘进，该过程由盾构设备的计算机控制系统控制。当盾构设备出现左右或上下偏差时，由计算机系统对推进油缸进行控制，确保条件方向按预定设置方向前进。同时，在保证开挖面土压平衡的基础上，调节刀盘转速与推进速度及螺旋输送机速度的比率，使开挖与排土保持恒定。
2、衬砌
在盾构设备掘进完一个节距以后，即可进行管片衬砌，由管片运输车将管片运送到安装台位，再由管片衬砌台车将管片送至安装位置安装就位。管片安装完毕后，进行下一个循环的掘进。直至整个隧道工程的完成。
3、进洞
盾构由区间隧道进人接收竖井前，需首先对端头土体的加固和渗水情况进行取芯测试，在确保土体稳定和无大量渗水的情况下方可凿除洞口混凝土。洞口混凝土凿除应分层分块进行。在盾构距洞口约为10m 时，将洞口混凝土全部拆除。待盾构机刀盘露出洞口时，清除端头井内盾构机所带出的土体后，将盾构接收架准确地定位安设在洞口的底板上，高程比盾构机略低，并将接收架固定，以便盾构机顺利滑行上架。盾构完成洞工序后，及时对全隧道的管片螺栓进行复紧和洞口止水处理。
4、盾构掘进过程中的控制
（1）盾构控制
盾构的偏向是指平面、高程偏离设计轴线的数值超过允许范围。盾构在地层推进中，会由于地质条件、机械设备、施工操作等原因导致盾构的偏向。当今世界上最先进的测量盾构偏向的手段是利用陀螺仪等高精尖技术，但目前我国主要还是应用以下常规测量手段。
a丈量两腰千斤顶活塞杆伸出长度估计平面纠偏效果。
b用水准仪测得盾构轴线两点，可算出盾构纵坡与高程偏差值。
c用激光经纬仪直接读出激光打在盾构前后靶上读数，可算出盾构的切口、举重臂、盾尾三个中心平面与高程偏离设计轴线值。盾构出现偏离后一定要及时调整。
（2）出土量的控制
工作面土体被刀具切削下来后，土体通过土压舱由螺旋出土运输器排出，一定量的泥土滞留在螺旋出土器内被挤压密实而形成隔水墙，保证了开挖面的稳定。当土压舱内的土压力大于计划土压力时，加快螺旋出土器的转速，增大出土量。而小于计划内的土压力时，要降低螺旋出土器转速，减少出土量，以增大土压舱内压力以平衡工作面水土压力。
结束语
盾构法涉及到的学科包括机械工程、自动化控制、测量工程、岩土工程和液压传动，在未来的发展过程中，是离不开各个学科的专家共同努力和合作的，共同研制适合我国地质条件的盾构机械，才能让盾构技术更好地为我国地铁和隧道工程建设做出应有的贡献。
参考文献
[1] 陈永钟.浅谈盾构出洞施工技术[J]. 河南建材. 2010(05) ：56—44
[2] 傅常庆.浅析地铁泥水盾构施工[J]. 科技资讯. 2010(18) ：34—24
[3] 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) ：55—62
[4] 陆云涌.地铁工程施工技术综述[J]. 山西建筑. 2009(28) ：73—72