地铁隧道盾构掘进施工的技术要点研讨.docx

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地铁隧道盾构掘进施工的技术要点研讨

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王磊

【摘要】地铁隧道盾构掘进施工，相关施工技术的应用，对工程现场的环境具有直接关系，客观要求在借助具体技术施工时，对工程现场的情况进行全方位了解。藉此，文章在分析某地铁隧道工程盾构掘进施工之前，对该工程的施工环境进行全方位了解，找出工程施工的难点，进而提出一系列的施工技术应用建议，旨在提高这些技术应用的效果。

【关键词】地铁隧道；盾构掘进；施工技术

1.某地铁隧道盾构掘进施工的背景概况

某地铁隧道盾构掘进工程，隧道共2274环衬砌环，其中包括1130环上行线和1144环下行线，工程计划推进距离2730m、推进出土量1.03×105m?、同步注浆（7.55-9.41）×103m?。为提供更加有利的盾构掘进施工条件，通过一系列的勘查工作，确定工程的地质条件如下：

①淤泥质粉质粘土，含水量42.3%，重度17.4KN/cm3，孔隙比1.22，粘聚力14Kpa，内摩擦角15.5°，塑限16%，液限1.3%，压缩模量2.58MPa。

②灰色淤泥质粘土，含水量49.6%，重度16.8KN/cm3，孔隙比1.4，粘聚力14Kpa，内摩擦角10.5°，塑限22.4%，液限1.18%，压缩模量2.26MPa。

③粉质粘土，含水量41.3%，重度17.4KN/cm3，孔隙比1.18，粘聚力18Kpa，内摩擦角12.5°，塑限21.4%，液限0.87%，压缩模量2.76MPa。

④灰色粉质粘土，含水量34.8%，重度17.7KN/cm3，孔隙比1.04，粘聚力19Kpa，内摩擦角15°，塑限17%，液限0.79%，压缩模量3.47MPa0。

⑤灰色粉质粘土，含水量32.8%，重度17.8KN/cm3，孔隙比1，粘聚力19Kpa，内摩擦角17°，塑限15.9%，液限0.76%，压缩模量24.17MPa。

⑥暗绿色粘土，含水量22.8%，重度19.6KN/cm3，孔隙比0.62，粘聚力36Kpa，内摩擦角19.5°，塑限17.1%，液限0.3%，压缩模量9.32MPa。

⑦草黄色粘质粉土，含水量25.7%，重度19KN/cm3，孔隙比0.76，粘聚力6Kpa，内摩擦角28°，塑限10.6%，液限0.62%，压缩模量10.12MPa。

从以上地质情况分析，发现盾构掘进穿越淤泥质粘土层、粘土鞥、粉质粘土层等，这些地质条件不仅含水量高、孔隙比大，而且存在低强度、高压缩性等问题，掘进时容易出现流变现象，给盾构掘进带来很大的难度。

2.案例地铁隧道盾构掘进施工技术的应用要点

基于地铁隧道盾构掘进施工的背景概况，在施工期间，需要在施工平面布置的基础上，做好盾构推进施工的技术应用保障工作，具体的技术应用要点概况如下：

2.1施工平面布置

本工程的施工平面布置分为两个方面，一是生活设施布置，主要出于安全施工的角度考虑，在建设单位划分的场地范围内，在场内布置钢筋混凝土施工便道和搭设生活住房、办公区等，这些生活设施的布置，需要以蓝色彩钢板围护起来，避免与盾构掘进施工互相干扰；二是生活设施布置，在端头井一侧设置集土坑，其规格为长×宽×高=15m×10m×3m，集土坑采用混凝土砌筑而成，其墙身利用厚30mm的钢板加固，用于盾构出土的收集，同时在端头井变安排一辆32T的行车，用于盾构出土的垂直运输。除此之外，工程现场的用电、用水和排水设施等，均是施工前平面布置工作的主要内容。

2.2盾构100m试推进

为全方位掌握盾构推进的所有类型参数，施工前需要通过盾构100m试推进，设定盾构推进的参数，以此分析盾构施工参数与地面沉降之间的关系。关于盾构施工技术参数的收集，应综合掌握盾构施工机械的性能、盾构推进施工参数设定范围，但鉴于本工程盾构施工任务量比较大，在短时间内可能无法全方位掌握盾构机械的性能及操作方法，需要根据已有的机械设备档案资料，分析现有机械设备是否适用于实际工程施工，同时根据盾构掘进穿越地层的地质情况，监测不同地质下的地面变形情况，以此作为盾构推进施工参数调整的依据。

2.3盾构正常推进施工

在做好施工平面布置工作和盾构100m试推进的基础上，盾构正常推进施工，有必要控制推进过程中的地层变化，同时根据设定的盾构推进主要参数，进行同步注浆和壁后二次补压浆。

（1）地层变形的控制。本工程选用土压平衡的盾构掘进方式，借助盾构掘进机的压力仓土压力，调节开挖面土体的平衡，便于盾构开放开挖面的支护。在此值得一提的是，盾构掘进土压平衡控制，通过对推力、推进速度、出土量三方面的均衡，以形成准确的施工轴线，从而作为土层变形控制的依据。本工程的盾构掘进，考虑到不同地质条件的影响，重点强调推进坡度的平衡保证，同时实时监测推进速度、出土量和地層变形情况，因地制宜地调整注浆量，有效地减少土地的扰动，从而将地层变形控制在允许标准值范围内。