1、1盾构区间隧道水平近距离施工方案研究摘要：改革开放以来，随着经济的发展，国家加大了对交通道路的建设，隧道施工是整个工程的难点。本文就盾构法隧道施工技术进行简要分析，同时也探讨了盾构区间隧道水平近距离施工要点。 关键词：盾构法；水平近距离；隧道施工 中图分类号：U45 文献标识码：A 0、引言 随着隧道工程的开发，盾构法开挖施工技术，以其特有的技术优势，成为当前隧道工程的重要施工措施。新形势下，科学的分析与探究盾构法技术应用要点，能够有效保障和提高隧道工程的安全施工功效。 盾构施工技术的概述 盾构施工技术指的是利用盾构进行隧道开挖，衬砌等作业的施工方法。用盾构在软质地基或破碎岩层中掘进隧洞的施工
2、方法。盾构是一种带有护罩的专用设备，利用尾部已装好的衬砌块作为支点向前推进，用刀盘切割土体，同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基段施工。但是它的缺点也较为明显，比如：断面尺寸多2变的区段适应能力差，还有新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济等。而盾构机施工主要由稳定开挖面、挖掘包括排土、衬砌包括壁后注浆三大要素组成。开挖面的稳定根据土质及地下水等情况的不同而有不同的处理方法，主要有开挖面的自然稳定即敞口放坡、机械式支撑稳定、压缩空气支撑稳定、泥水式支撑稳定以及土压平衡式支撑稳定等。 盾构法的施工影响
3、作用 首先是施工精度要求高。管片的制作精度几乎相当于机械制造的程度，误差范围要求控制在 0.5mm 以内，盾构前进过程中要求严格控制对隧道轴线的偏差；其次是盾构法对城市的正常功能及周围环境的影响很小。除盾构竖井处需要一定的施工场地以外，隧道沿线不需要施工场地，无需拆迁，因而对城市的商业、交通、住居影响很小。可以在深部穿越地上建筑物、河流；第三是盾构施工过程有单行前进、不可后退的强制性，具有较大的风险。盾构施工开始便无法后退，一旦盾构本身出现致命故障，则可能产生灾难性的后果。所以，盾构施工的前期准备工作非常重要；第四是在地下穿过各种埋设物和已有隧道而不对其产生不良影响。施工一般不需要采取地下水降
4、水等措施，也无噪声、振动等施工污染。可根据施工隧道的断面大小、埋深条件等施工隧道特点和地基围岩的基本条件进行设计、制造或改造盾构机，所以此法是适合于某一区间的专有方法。因此，还可以看出，盾构法对地面结构影响可能性最小，同时对环境、地下水位保持也没有不良影响。而且对工作人员较安全，3劳动强度也比较低低，进度也很快。 3、盾构的施工的风险分析 现今我国隧道区间施工多采用明挖、暗挖、盾构等工法或各区间段多种工法相结合运用。盾构法本就是在国际上一种备受争议的一种隧道施工方法，主要原因为一次性投资大，造价高，风险源多样。而盾构施工的风险源主要是来自于该施工区域的地质、水文、边界条件等方面。而这三方面的条
5、件也是所有地下工程施工方法决策的依据，因此搞清这些问题施工成败的关键，对盾构工程尤其重要。 盾构机单种类机型适应地层变化和断面变化情况能力弱，因此对地质、水文及其地下，地面上构（建）筑物勘察情况必须熟悉了解以下几方面：地质：土层层次分布规律，不同土层的物理与力学特性，埋深，不良地层情况等；水文：水的腐蚀性，水的补给来源，土层的渗透性、含水量，水位压力的确定；地层中的障碍物：建筑基础、各种管线、废弃构筑物及其一些其他特殊情况，如孤石、暗浜。地面构筑物的类型和基础特征：构筑物的使用年限，机构与基础类型，是否为保护文物，构筑物与隧道的空间位置。在注重施工风险源的同时，还要注重盾构机的选型。这就要求针
6、对地质、水文、边界条件等熟悉的情况下，符合设计要求，就可以对盾构机进行选型。比如：主轴承、推力、扭矩等对地层反力的适用性，还有就是刀盘、刀具的适用性问题，最后还有是螺旋输送器、系统压力状态、使用寿命等。 4、盾构法施工技术要点分析 44.1、盾构法施工工艺流程 盾构施工方法由以下几个步骤组成（盾构法施工概貌示意图见图 1）：第一：在置放盾构机的地方打一个垂直井，再用混泥土墙进行加固；第二：将盾构机安装到井底，并装配相应的千斤顶；第三：用千斤顶之力驱动井底部的盾构机往水平方向前进，形成隧道； 第四，将开挖好的隧道边墙用事先制作好的混泥土衬砌加固，地压较高时可以采用浇铸的钢制衬砌加固来代替混泥土衬
7、砌。另外，盾构法施工中，其隧道一般采用以预制管片拼装的圆形衬砌，也可采用挤压混凝土圆形衬砌，必要时可再浇筑一层内衬砌，形成防水功能好的圆形双层衬砌。 4.2、土层开挖 在盾构开挖土层的过程中，为了安全并减少对地层的扰动，一般先将盾构前面的切口贯入土体，然后在切口内进行土层开挖，开挖方式有：网格式开挖、挤压式开挖、机械切削式开挖和敞开式开挖。首先是网格式开挖。即就是使用网格式盾构开挖，在施工时要掌握网格的开孔面积；其次是挤压式开挖。即使用挤压式盾构的开挖方式，但是这包括有全挤压和局部挤压之分。第三是机械切削式开挖。即用装有全断面切削大刀盘的机械化盾构开挖土层；第四是敞开式开挖。适用于地质条件较好
8、、掘进时能保持开挖面稳定的地层。 4.3、推进纠偏 5推进过程中，主要采取编组调整千斤顶的推力、调整开挖面压力以及控制盾构推进的纵坡等方法，来操纵盾构位置和顶进方向。一般按照测量结果提供的偏离设计轴线的高程和平面位置值，确定下一次推进时须有若干千斤顶开动及推力的大小，用以纠正方向。此外，调整的方法也随盾构开挖方式有所不同：如敞开式盾构，可用超挖或欠挖来调整；机械切削开挖，可用超挖刀进行局部超挖来纠正；挤压式开挖，可用改变进土孔位置和开孔率来调整。 4.4、衬砌拼装 常用液压传动的拼装机进行衬砌（管片或砌块）拼装。拼装方法根据结构受力要求，可分为通缝拼装和错缝拼装。通缝拼装是使管片的纵缝环环对齐
9、，拼装较为方便，容易定位，衬砌圆环的施工应力较小，但其缺点是环面不平整的误差容易积累。错缝拼装是使相邻衬砌圆环的纵缝错开管片长度的 1/21/3。错缝拼装的衬砌整体性好，但当环面不平整时，容易引起较大的施工应力。 4.5、衬砌压注 为了防止地表沉降，必须将盾尾和衬砌之间的空隙及时压注充填。压注后还可改善衬砌受力状态，并增进衬砌的防水效果。压注的方法有二次压注和一次压注。二次压注是在盾构推进一环后，立即用风动压注机通过衬砌上的预留孔，向衬砌背后的空隙内压入豆粒砂，以防止地层坍塌；在继续推进数环后，再用压浆泵将水泥类浆体压入砂间空隙，使之凝固。 65、盾构水平近距离施工的处理措施 在盾构水平近距离
10、施工时，首先在新建盾构和既有结构周边的地基土上采取措施，比如：增加盾构进洞加固范围等措施；其次是对已有的盾构隧道采取措施，比如：在线间距小于 10m 段两隧道之间设置隔离桩，隔离桩一般采用钢筋混凝土钻孔桩；第三在盾构机侧旁采取措施，严格控制同步注浆和浆液质量，通过同步注浆及时填充建筑空隙，减少施工过程中土体的变形。选择符合土体条件及盾构形式的注浆材料，保证压注后强度上升的快，并且凝固收缩小。同时为了填补同步注浆的未填充部分，要及时进行管片壁后的二次注浆。 6、结束语 综上所述，由于目前盾构法在我国地下工程，特别是隧道工程中的大量应用。因此，在使用盾构法时要根据已有的地质资料和实际的地表建筑物及管线等情况进行补充地质钻探,摸清隧道穿越的详细地质情况,并结合盾构机掘进状态和出土情况对地质情况作出准确的判断,以便采取或者提前采取相应的措施保证盾构机在复杂地质条件下的顺利掘进。 参考文献： 1朱进.地铁盾构区间隧道水平近距离洞内加固技术J.山西建筑,2010,29:317-318. 2廖少明,汪敏,侯学渊.盾构近距离施工的 IMC-PID 控制模型研究J.岩石力学与工程学报,2006,S2:4132-4138. 73李永明.盾构隧道近接基坑施工的数值模拟及地面变形分析D.武汉理工大学,2007.
