1、盾构隧道的衬砌结构与构造的施工技术【摘 要】:社会经济发展的需求，推动了现代工程建筑的规模性开发。隧道工程的多元性发展，深化了隧道开挖施工技术的探索与创新。盾构法施工技术，作为有效利用盾构器械和原理进行隧道开挖的机械化施工形式，具有施工速度快捷，洞体稳定性高的技术特点，分析盾构法技术，有利于促进隧道工程的安全施工。 【关键词】：隧道；盾构法；衬砌结构 【 abstract 】:the demand of social and economic development, and promote the development of the scale of modern engineering
2、construction of tunnel engineering development, deepen the diversity of the tunnel excavation construction technology of exploration and innovation shield tunneling technology, as the effective use of shield tunnel excavation equipment and principle of the mechanical construction form, high construc
3、tion speed is quick, body piercing high stability technical characteristics, and analysis method of shield technology, to promote the safety of tunnel engineering construction. 【Keywords】: tunnel; Shield method; Lining structure 中图分类号：U45 文献标识码： A 文章编号： 引言 随着建筑工程的多元化功能需求，隧道工程，作为保障当前国民经济稳定发展的大型基础工程设施
4、，其建筑施工技术得到了不断研发与实践。盾构法。作为隧道工程开挖过程中效果较好的施工技术措施，成为当前隧道工程施工中普遍应用的施工技术形式。本文结合盾构法的技术优势，分析了盾构技术的施工条件以及施工方法，阐述了盾构法施工的质量控制要点措施。 一、盾构法施工技术特征与技术优势分析 盾构，是一种设有安全护罩的专用器械设备，它能够依靠机械尾部衬砌块作为支点逐步向前推进过程中，利用刀盘装置进行切割土体，同时进行排土除渣处理以及拼装后面的预制混凝土衬砌块。盾构机有机械式和水力式两种掘进出碴方式，水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。澎润土液是用来平衡土压力和地下水压力的介质，也可用作输送排土的载体
5、。 盾构法指的是利用盾构器械在软质地基或破碎岩层中进行隧道开挖，衬砌等施工作业的建筑施工方法。盾构法属于建筑暗挖技术施工中的一种全机械化作业方式，它是利用盾构机械在隧道中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩机构，防止发生隧道内壁坍塌，同时在开挖作业面前方用切削装置进行土体开挖，并运用出土机械将开挖土渣运出洞外，依靠千斤顶装置设备在机械后部进行加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。盾构法施工具有如下技术优势： 1、工作效率快 盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、适合在软土地基段施工。可同时有序进行掘进、出碴、拼装预制混凝土衬砌块。不影响地面交通与设施，同时不影
6、响地下管线等设施。 2、安全性能高 盾构法能在盾构掩护下安全地进行土层开挖和衬砌支护工作，在河道条件复杂、水深流急、河道狭窄、航运繁忙以及河床稳定性不足的地质条件下，盾构法具有明显的优越性，成为隧道工程建设的主要方法。 3、自动化作业 盾构推进出土、拼装衬砌等主要工序采用循环作业行进方式。施工过程可实现自动化作业，施工操作易于管理，施工人员劳动强度低。在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有很高的技术优越性。 4、环保性能好 相对来说，盾构法施工过程中产生的振动、噪声等环境危害较小，对周围建筑物环境的影响较小，进行水底隧道施工时，不影响航道正常通航，施工环节不受季节、风雨等气候条件影响。
7、二、盾构法施工基本条件 从外形上看盾构属于大型钢管机，它是用来抵挡外向水压和地层压力的设计构造，包括切口环、支撑环以及后盾尾三个部分。大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、马蹄形及箱形等其他形式。盾构既是一种具有施工性能的机具，同时也是一种强有力的临时性支撑结构。 施工角度来说，盾构法施工的环境适应性较高，在松软性含水地层，或地下线路等设施埋深达到十米以下深度时，都可以采用盾构法进行施工。但需要一定的基本操作条件：隧道工程施工必须要有足够的深埋性，地质工况要具备较好的均质性，覆土深度应不低于六米，施工线位上必须建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井，单洞施工则要具有足够的线间距，洞体之间或与其它建
8、筑物之间的岩层土体，要具备水平方向不小于一米厚度，竖直方向为一点五米的加固处理层，连续施工长度不小于三百米。 三、盾构法施工的工序步骤 盾构法施工主要包括土层开挖、盾构推进、衬砌拼装、衬砌压注等施工程序。采用盾构法施工时，首先要根据施工需求在隧道的始端和终端开挖基坑或建造竖井，用于盾构设备的拼装和拆卸，施工长度较大的隧道工程，还应设置检修工作井，井室空间尺寸应大于盾构直径，井壁上设有盾构出洞口，井内设有盾构基座，以满足焊接锚固等检修操作需求。盾构机安装好后，根据施工要求进行开挖掘进施工。盾构法施工中，其隧道壁加固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
9、衬砌，形成防水性能高的圆形双层衬砌结构。一般情况下，盾构施工方法通常由以下几个步骤组成： 在盾构施工中，被切削下来的前方土体储存在刀盘后方的土舱中，刀盘的切口部分与刀盘的切削面相互作用是通过刀盘的切口部分。由于要对开挖面的水土压力进行平衡，土压平衡盾构是通过土舱内的土体压力来实现的，因此，为了使排土量和挖土量保持动态平衡和土舱压力产生较小波动，要经常调节千斤顶的推进速度和螺旋输送机的转速。首先在置放盾构机器械的地方深打垂直工作井，再用混泥土墙进行加固处理。然后采用起吊设备将盾构机吊放安装到工作井底部，并在井内装配相应功型的千斤顶设备。根据施工需求，利用千斤顶驱动井底盾构机器械沿水平方向向前掘进
10、开挖，形成隧道。根据地压工况条件，采用浇铸混凝土或者钢制衬砌将开挖好的隧道壁墙结构进行衬砌加固。根据施工设计方案，按照工程质量监理要求，针对隧道开挖衬砌施工结构进行相应的检测验收。 四、盾构法施工要点 1、盾构法施工常见问题 由于盾构法施工中会出现以下问题： (1)当隧道曲线半径过小时，施工较为困难； (2)在陆地建造隧道时，如隧道覆土太浅，则盾构法施工困难很大，而在水下时，如覆土太浅则盾构法施工不够安全； (3)盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时，对劳动保护要求较高，施工条件差； (4)盾构法隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全防止，特别在饱和含水松软的土层中，要采取严密的技术措施才
11、能把沉陷限制在很小的限度内； (5)在饱和含水地层中，盾构法施工所用的拼装衬砌，对达到整体结构防水的技术要求较高。 所以盾构法施工时，应配备相应通风、供电、运输、给排水等辅助设施，以保证施工质量和施工安全。 2、土层开挖 在盾构开挖土层过程中，为保障施工安全性并减少对地层环境的扰动，通常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，根据地质结构需求，选择最佳开挖方式。具体的开挖方式有敞开式开挖、机械切削式开挖、挤压式开挖和网格式开挖等几种形式。不同的开挖方式具有不同的功能优势，不同的地质结构，需要不同的开挖形式，盾构施工过程中，要针对相关工况进行土体开挖施工。 3、盾构推进 采用千斤顶
12、进行驱动盾构器具掘进过程中，首先要采取编组技术调整千斤顶推力性能，根据地质量测的平面位置及轴线高程，操纵盾构位置和纠正盾构顶进方向，防止掘进方向偏失。根据盾构开挖方式的不同，机械切削开挖可用超挖刀进行局部超挖来纠正，敞开式盾构可用超欠挖调整，挤压式开挖可用改变进土孔位置和开孔率等技术调整开挖面压力。4、衬砌拼装 衬砌拼装施工时，通常采用液压传动拼装机根据结构受力要求，使用通缝拼装和错缝拼装方式进行衬砌拼装。通缝拼装是将管片衬砌的纵缝环环对齐，拼装定位便捷，衬砌环的施工应力相对较小。错缝拼装是将相邻衬砌圆环的纵缝相对错开，其衬砌整体性能好，特别是按先纵后环顺序拼装，可灵活千斤顶活塞杆操作以防止盾
13、构后退减少开挖面土体的游动。 5、衬砌压注 盾构过程中，为改善衬砌施工后的受力状态，有效防止地表沉降，并增进衬砌防水效果，当前通常采用一次性压注技术，随着盾构掘进开挖的推进，采用压力技术通过预留孔压注水泥类砂浆，使之充满盾尾和衬砌之间空隙，压注时应尽量避免单点超压注浆，以减少对衬砌的不均匀施工荷载。将盾尾与衬砌间的夹缝空隙及时进行压注充填和加固处理(如图 1、2 所示)。 图 1 图 2 结束语 总之，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。 参考文献： 【1】周顺华.我国城市轨道交通地下工程的施工技术现状与发展J.城市轨道交通研究,2005. 【2】顾国明,陆运.我国城市地下铁道施工技术综述J.现代隧道技术,2005. 【3】张俊伟.浅谈人工挖孔桩施工过程控制研究J.安防科技,2006.
