1、地铁盾构法施工存在的问题及措施摘要：随着盾构法在地铁工程施工中的广泛运用，其规模和数量的急剧扩大，在施工中的问题也是屡屡不断，所以需要我们对施工中问题加以防范，采取措施，来防范事故的发生。 关键词：地铁盾构法问题措施中图分类号：U231+.2 文献标识码：A 盾构是地下隧道挖掘的专用设备，它的技术含量非常高，盾构设备内部装配有推进装置、挡土装置、出土运输装置和一些辅助设备等，它的自动化程度很高。而且地铁盾构施工的流畅性很强，能够在高效运行的同时，不受到外界和地上交通流量等的影响。随着科技的逐渐进步，地铁盾构施工技术也在日益的完善和突破，机械化和自动化水平逐渐提高，能够适应不同类型的地层。地铁盾
2、构施工属于暗挖隧道的范畴，这种施工技术被广泛使用是因为盾构施工能够在城市中心或者交通流量较大、使用频率高的场所进行施工，但是对这些地上环境的影响和干扰非常少。地铁盾构施工，能够适应城市的多种地质，而且施工精确度较高，能够提高地铁工程的整体质量，并且相对其他挖掘措施较为经济。 1 盾构施工风险分类及特点 在盾构施工过程中，盾构机是唯一的而且是不可替代的施工工具，盾构机的适应性风险需单独进行研究。 （1）自然风险。包括不可抗拒的地质灾害和气象灾害风险，主要是不良地质风险。在盾构施工过程中，大部分不良地质可以探测或预测，如果措施得当，其中的部分或全部风险可以规避。 （2）人为风险。除战争、政变、恐怖
3、袭击外，主要是指政治风险、决策风险、设计风险、施工风险、合同风险、财务风险、环境风险、技术风险等，如果措施得当，其中的部分或全部风险可以规避。 （3）盾构机适应性风险。盾构机在复合地层中的适应性具有一定的局限性。盾构机是根据特定的地质环境制造的，地质环境变化了，原来盾构机的设计就必然会在某种程度上受到限制，而环境的变化，特别是地质条件的变化是绝对的，因此，盾构机适应性的局限性也是绝对的，这是盾构施工的最大风险。 二、施工中具体问题预防及处理措施 1、盾构螺旋输送机的喷涌处理措施 喷涌的原因主要有:富水砂层开挖面充水、盾构无法连续性掘进、同步注浆的浆液未完全充实衬砌空隙,进而产生流水通道等问题,
4、这就造成喷涌-停机-喷涌的恶性循环。鉴于此类事故,可采取针对性的措施,即：为排除土仓内的水,可在螺旋输送机关闭状态下继续掘进直至水被挤出,但应注意此过程中仓内压力不宜过高,以造成盾构机前方隆起、冒浆,甚至造成击穿盾尾密封等故障应对掘进模式做好提前准备,即采用气压平衡模式掘进,此过程中应防止漏气事件的发生。为确保土体的整体性,可在土体内加人适当的高浓度泥浆或泡沫剂。 2、刀盘及土仓聚积泥饼的处理和预防 在粘土地层中，盾构机掘进易造成泥饼，致使盾构掘进荷载增加，进而提升喷涌发生的危险系数，所以为防止此类问题导致的出土和掘进困难，应采用以下对策：为改善土体的和易性，防止粘土结块，应在掘进时注入适量的
5、泡沫剂。为提高搅拌的范围和强度，应在刀盘背面和土仓隔板上设置搅动棒，如此还可借此在土仓隔板的预留注水孔内注水，以对刀盘和土仓进行及时的清洗。提高空转刀盘的旋转速度，以确保泥饼在离心力作用下尽量脱落。在开挖面稳定的基础上，可进行人工人仓的泥饼清除工作。 3、盾构机滚动处理措施 (1)盾构机的滚动监测方法 将水准仪架设在盾尾，选盾构机左右对称的两根千斤顶进行测量，所选千斤顶间距离要适中不能过短。测量时要求两干斤顶伸长量相等，然后在两千斤顶相对的同一位置立尺，测量其高差，再根据两千斤顶间设计距离。 (2)盾构机滚动处理措施 在盾构掘进过程中主要采取以下措施来防止盾构机的旋转：掘进时，应对症下药，即采
6、用加注泡沫，或者膨润土的方式减小刀盘扭矩，从而达到有效消除盾构机产生旋转的外力的目的。为保证注浆量，应及时进行注浆，并灵活使用活性浆液等对策提高盾构周边摩檫力，以达到有效控制盾构旋转的目的。若盾构旋转出现偏差，则应用改变刀盘旋转方向的方式进行调整。为达到有效控制盾构机旋转角度的目的，应适当放慢推进速度，并使用刀盘正、反转予以控制。 4、盾构机叩头 盾构始发后，在盾构机抵达掌子面及脱离加固区时容易出现盾构机“叩头”的现象，根据地质条件不同有些可能出现超限的情况。为防止盾构机叩头可采取以下预防措施：盾构基座安装时应使盾构就位后的高程比隧道设计轴线高程高约 30mm，以利于调整盾构初始掘进的姿态；合
7、理选择盾构的千斤顶编组，控制好盾构机液压千斤顶上下推力之差。 5、泥饼问题 在穿越粘性土层时，盾构机刀盘一般是在高温、高压中进行掘进的，在这种环境中，粘性土易压实固结产生泥饼，特别是在刀盘的中心部位。当产生泥饼时，掘进速度急剧下降，刀盘扭矩也会上升，大大降低开挖效率，甚至无法掘进。施工中主要采取下列预防措施防止泥饼的产生：加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理，特别是在黏性土中掘进时，应密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态；增加刀盘前部中心部位泡沫注入量并选择较大的泡沫注入比例，改善土体的和易性,减小渣土的黏附性，降低泥饼产生的几率，必要时螺旋输送机内也加入泡沫，以增加碴土的流动性，利于碴土的
8、排出；在到达黏性土地层之前把刀盘上的部分滚刀换成刮刀，增大刀盘的开口率；在刀盘背面和土仓压力隔板上设搅拌棒，以加强搅拌强度和范围；一旦产生泥饼，可空转刀盘使泥饼在离心力的作用下脱落，必要时也可在确保开挖面稳定的前提下进行人工进仓清除。 6、管片上浮问题 盾构机的切削刀盘直径与隧道衬砌管片外径的差值，以及盾构机在掘进过程中的蛇形运动产生的超挖，使得管片与地层间存在一个环形建筑间隙，如不及时充填此空间，脱出盾尾的管片便处于无约束的状态，就会给管片产生位移提供可能的条件，这是造成盾构隧道衬砌管片产生位移的一个外部条件。如果此间隙不能及时被同步注浆填充，或者是由于注浆工艺和注浆浆液质量使得浆液的初凝时
9、较长，浆液在很长一段时间内是未达初凝的流体，管片脱离盾尾之后受到周围地下水、注浆浆液、泥浆等包裹的作用，使管片受到上浮力，如果管片所受的上浮力大于其自身重力就会产生上浮，这是上浮的内在原因。当发现管片有上浮现象时，可采取下列措施控制管片的上浮：在浆液性能的选择上应该保证浆液的充填性、初凝时间与早期强度的有机结合，使盾构隧道管片与围岩共同作用形成稳定的整体构筑物；根据工程地质、水文、隧道埋深等情况的变化动态地调整浆液配比，以控制地表的沉降和保证管片的稳定。 7、开挖面失稳 可能造成开挖面失稳的风险因素是开挖中前方遭遇流沙或发生管涌，盾构机将发生磕头或突沉；开挖中前方地层出现空洞，导致盾构机轴线偏
10、移、沉陷以及隧道塌方冒顶；盾构机推进过程中，出现超浅覆土，则会导致冒顶；盾构推进中突然遇到涌水，导致盾构机正面发生大面积塌方等。可采取以下措施预防开挖面的失稳：控制推进速度，维持排土量和开挖量的平衡；控制好压力舱的应有压力，防止开挖面失稳；使开挖下来的渣土具有塑性流动性，并使渣土确实充满压力舱内，同时还应使开挖下来的渣土具有止水性；超浅覆土段，一旦出现冒顶、冒浆随时开启气压平衡系统。 三、提高盾构施工法的工程质量措施 1、 机械设备 推进设备、挡土设备、出土运输设备、安装衬砌设备都是地铁盾构施工中不可或缺的，不可替代的工具。而当这些设备出现损坏，往往会影响到施工进度，甚至造成安全事故。比如任何
11、的地铁盾构施工都会有一个连续使用时间界限，当设备到达使用界限后，就处于疲劳运行的状态。由于地铁盾构施工所处的工作环境和条件较为恶劣，推进设备中的叶片受力情况复杂，承受着较大的冲击载荷，很快就达到疲劳极限状态，如果设备维护不当，叶片断裂事故则较常发生，不但延缓了工程的进展，而且对操作人员的生命健康造成了严重的威胁。所以，在研究盾构机的广义自然风险和广义人为风险之外，还必须研究与地铁盾构施工安全紧密相关的第三级，即盾构机适应性风险 2、培训必须全面持久，具有良好的施工技能技巧 为了进一步提高施工质量，减少安全事故的发生，施工企业一定要不断地对工人进行各方面的培训和学习，比如技能培训、安全知识培训等。根据实践证明，较多的安全事故发生其大部分主要原因是由于施工人员缺乏一定的技能水平，这部分施工人员由于缺乏对所处岗位的认识，不懂得工程本质特点、机械设备性能、不知道如何去规避风险，因而出现违规操作的现象就常有发生，使得安全事故频发。所以我们要进一步加强对员工的技能培训，以便能减少事故的发生率。 参考文献： 1竺维彬，张志良，刘靖，路水记.工程质量与安全管理M.北京：中国劳动社会保障出版社.2012. 2竺维彬，鞠世健.地铁盾构施工风险源及典型事故的研究M.广州：暨南大学出版社.2012. 3谢欣荣.铁路建设项目安全风险分析及对策研究以武康二线站前标为例D.武汉：中国地质大学.
