1、急曲线盾构施工控制技术要点分析【摘要】在城市轨道的建设中，盾构技术能够发挥出重要的作用，本文分析了盾构技术的含义以及采用盾构技术进行施工所具有的优势，并简单探讨了急曲线盾构施工控制的技术要点，包括施工设备的控制，姿态的控制与管片的选择，检修设备以及测量工作的控制，掘进参数、曲线拟合以及壁后注浆的施工控制，旨在为城市轨道建设质量的提高提供有价值的参考。 【关键词】急曲线；盾构；施工控制 中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号： 当前，城市中的车辆正在不断增加，交通也变得日益繁忙，拥堵情况频繁出现，因此为了改善城市当中的交通状况，发展轨道交通是一个非常好的方法。在城市轨道的建设中，盾构
2、技术能够发挥出重要的作用1。在一般情况下，城市轨道正线的曲线半径最小在 300 米至 600 米之间；如果情况较为特殊，则可以将曲线半径设置为 250 米至 300 米之间，构成急曲线。本文研究了急曲线盾构施工控制技术要点，以供参考。 1 关于盾构施工技术的分析 盾构技术是近年来出现的一种新型施工技术，属于暗挖施工技术的范畴。应用盾构技术，可以使施工工作实现全机械化。盾构技术具体指的是在地下的土层中推进盾构机械，采用盾构管片以及盾构外壳来支撑围岩，避免坍塌现象的出现；同时应用切削类型的装置来开挖前方的土体；并采用出土机械将土体运送出洞外，在进行加压顶进时，运用的工具为千斤顶。为了构建出隧道结构
3、，在该技术当中，运用了预制的混凝土进行拼装。如采用盾构技术对城市轨道进行施工，则具有以下优势。第一，在衬砌以及开挖时，能够确保施工安全，且掘进的速度较快。第二，能够实现全过程与自动化的拼装衬砌、出土以及推进，有效降低了施工中的劳动强度。第三，地面交通设施以及交通状况不会受到施工的影响，同时施工时也不会对地下管线造成影响。第四，如施工时需要穿越河道，则正常的航运不会受到影响；当出现不利天气条件时，可以进行正常施工，且施工中不会出现强烈扰动以及噪声2。第五，如果城市的轨道较长，且处于含水量较大、土质较为松软的区域，则采用盾构技术能够节约投资。 2 急曲线盾构施工控制技术要点分析 2.1 施工设备的
4、控制 在进行开挖施工时，不能离开盾构机；因此开挖的施工工作能否顺利进行，在很大程度取决于盾构机的构造以及是否对设备做出了正确的选型。因为盾构机的结构呈直线形，所以无法完全与轨道施工设计的曲线相吻合。当在急曲线段中掘进时，盾构机只能以连续折线的方式前进。当盾构机的机体较长时，就比较难以掌控设计曲线与机体的拟合度，从而也比较难以控制隧道轴线。对此，如果盾构机的机体比较长，则应采用铰接设备，从而使盾构机可以用于急曲线轨道的施工。铰接设备可以使盾前、盾中与盾尾的中心线形成夹角，因此，在施工之前，盾构机便可以处于弧线姿态，因此能够与施工设计的曲线相吻合，从而有利于拼装管片。在选择施工的运输设备方面，应注
5、意以下问题。盾构技术当中的运输设备包括了管片车、浆液车与渣土车以及电瓶车，这些设备行驶于轨道上。当在急曲线的轨道当中进行施工时，运行设备就不具备良好穿行能力，为了改变这一不良状况，则应采用宽度较小以及长度较小的单节运输车体，如有必要，可将转向装置安装于车体当中，以便使设备通行的能力得以提高。 2.2 姿态的控制与管片的选择 盾构轨道的施工原理是对管片进行划分，使之成环，随后再连接纵向的管片环，使之形成衬砌，所以应将楔形管片作为急曲线轨道的施工材料。在拼装时，楔形管片能够很好地适应旋转角度，从而有利于纠正偏差与转弯部分的施工。当曲线半径逐渐变小时，需要的楔形管片就越多。但是要控制好楔形管片的使用
6、量，以免施工完成后，轨道出现漏水或者是渗水现象，对拼装质量造成不良影响；同时要选择宽度较小的管片，以便使设计曲线与盾构曲线能够尽量实现吻合。当在急曲线轨道掘进时，拼装外侧曲线的管片存在一定的困难，且难以控制好轴线，这是由于盾尾间隙在盾尾内侧以及盾尾外侧具有不同的宽度3。采用盾构技术对轨道进行掘进时，要尽量确保盾尾两侧所存在的间隙与正常值相接近，以便使施工人员能够顺利拼装管片，从而使盾构机在是施工时的状态与管片的姿态相同。如果在施工时应用的管片为环形状，则可以将错缝拼装的方法改为通缝拼装的方法，以便使衬砌顺利实现转弯，从而保证盾构技术能够得到有效应用。 2.3 检修设备以及测量工作的控制 如采用
7、盾构技术对轨道进行施工，则控制盾构姿态的工作离不开测量工作的开展。当盾构机处于急曲线与缓和曲线之间时，应测量轨道内部的联系以及贯通程度。测量的方法为复测控制网以及复核掘进方向等，测量的目的是为控制盾构机在施工时所采用的姿态提供参考。如进入到急曲线之后，应增加测量施工参数的频率，以便能够弄清掘进工作的进展，从而为掘进参数的调整提供参考，以便可以较好的控制盾构机4。因为急曲线轨道曲线的半径较小，在施工时，可视距离也随之变短，这样一来就必须增加移动相应测量设备的频率，在移动时可能对测量造成影响，因此要增加相应的测量频率，从而减小测量时产生的误差。在检修设备时，应注意管理好以下工作。当盾构机即将进入到
8、急曲线之前，要全面检测与维修相关的设备，尤其需要注意检修刀具是否被损坏以及遭到磨损的程度，以便保证顺利通过曲线段。此外，在进行掘进的过程中，应注意观察设备在运行时的参数变化，以便保证正常使用各种刀具。2.4 掘进参数、曲线拟合以及壁后注浆的施工控制 因为急曲线轨道具有特殊性，所以应将掘进速度减小，以便使盾构机的总推力得以降低。当掘进速度不断增加时，总推力也随之不断变大，由此也增加了管片在施工中所承受的侧向分力。当侧向分力增加时，对于盾构施工是非常不利的，因此要尽可能地将侧向分力减小，以免影响到管片姿态，从而可以在一次施工当中完成一环的掘进。需要注意的是当停止掘进时，应将千斤顶收回，以便管片能够
9、被重新顶压，当管片受到良好的顶压之后，才能继续进行掘进。在施工中，应不断改变管片与千斤顶的顶靴所接触的位置，以便使千斤顶所承受的侧向分力得以减小5。在对曲线进行拟合时，应注意控制好端面法线与轨道轴线所形成的角度，以便控制侧向分力，从而保证在掘进时盾构机的行进方向与设计轴线方向相拟合。在对壁后进行注浆时，也应控制好施工质量。对于急曲线轨道来说，应用盾构技术进行施工时，注浆质量可以在很大程度上影响到施工质量。因此，要采用双液注浆技术与同步注浆技术相结合的方法进行施工，对轨道轴线进行控制，以便将管片遭到破损以及错台现象减少。此外，在对内侧壁后进行施工时，应将注浆泵关闭，同时应注意预防侧向分力导致管片
10、环向外偏移。 3 结语 综上所述，在城市轨道的急曲线段当中，应用盾构技术进行施工，应注意控制好管片姿态以及盾构姿态，并将盾构机行进的方式与轨道设计轴线之间的关系处理好，以便使施工质量达到城市轨道的设计要求，从而保证轨道在建成之后可以顺利运行，减小维护成本，提高经济效益。【参考文献】 1廖红建,卿伟宸,张志刚,周冬峰.黄土地层盾构隧道开挖对地表沉降影响的有限元分析J. 西安交通大学学报,2009,17(11):7210-7211 2陶连金,孙斌,李晓霖.超近距离双孔并行盾构施工的相互影响分析J.岩石力学与工程学报. 2009,36(29):634-635 3史艳忠,邢心魁,宋战平,刘德强.土质隧道施工期围岩变形性状分析J.筑路机械与施工机械化,2009,26(13):968-969 4赵文艺,翟世鸿,蒲诃夫,郑俊杰.盾构掘进对邻近桩基影响及托换桩加固效果分析J.华中科技大学学报(城市科学版),2010,20(13):3507-3508 5周奇才,王凯,熊肖磊,徐小芳,何自强.盾构施工地层损失关键因素监测系统设计J.中国工程机械学报,2012,16(23):175-176 作者简介：常勇（1985-）男汉 陕西渭南人助理工程师主要从事地铁施工
