浅谈盾构法施工

陈宇宏

摘要：盾构法施工作为最近兴起的地铁施工方法，极大地加快了地铁施工进度、增强了复杂地质下施工安全系数。本文简单介绍了盾构法施工的原理和优缺点，对其未来发展做出展望。

关键词：盾构法施工优缺点

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，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。随着我国城市化进程的加速发展，地下建筑和地下交通设施的建设日益增加，盾构法施工也逐渐普及。

盾构机于1847年发明，它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。盾构机掘进的出碴方式有机械式和水力式，以水力式居多。水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。澎润土液既用于平衡土压力和地下水压力，又用作输送排出土体的介质。

盾构法特点

盾构法施工得到广泛使用，因其具有明显的优越性：①在盾构的掩护下进行开挖和衬砌作业，有足够的施工安全性；②地下施工不影响地面交通,在河底下施工不影响河道通航;③施工操作不受气候条件的影响;④产生的振动、噪声等环境危害较小;⑤对地面建筑物及地下管线的影响较小。

适用条件：在松软含水地层，或地下线路等设施埋深达到10m或更深时，可以采用盾构法。

1、线位上允许建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井；

2、隧道要有足够的埋深，覆土深度宜不小于6m且不小于盾构直径；

3、相对均质的地质条件；

4、如果是单洞则要有足够的线间距，洞与洞及洞与其它建（构）筑物之间所夹土（岩）体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m,竖直方向1.5m[2]；

5、从经济角度讲，连续的施工长度不小于300m。

优点：

1、安全开挖和衬砌，掘进速度快；

2、盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低[2]。

3、不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施[1]；

4、穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动；

5、在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性；

缺点

1、断面尺寸多变的区段适应能力差；

2、新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济；

3、工人的工作环境较差

施工步骤盾构

施工方法由以下几个步骤组成

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砌。

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。

发展趋势展望

1、信息化方向

信息化是当今社会发展趋势，地下工程施工也不例外，地下施工技术与原有的计算模型、计算方法相结合，充分发挥各自的长处，构成以施工监测和信息为显著特征的地下工程信息化施工，是地下工程施工的发展趋势之一，相信在以后的地下基础施工中会担当大任。

2、加强勘探工作

勘探工作是地下工程施工的必备环节，尤其是地下隧道的设计和施工，地质勘察工作对制定方案尤为重要，目前，大多施工单位只是对隧址地质情况概括性的描述，还不能形成有效的指导价值，就要求我们在以后的施工中，必务打开地层后进一步对地质进行勘探。为此，加强施工中的地质超前预报技术的开发、研究，发展和利用多种勘探手段，准确而及时获得大量多而有用的地质信息资料，对地下基础施工非常重要。

3、加强应用施工新技术的开发研究

加强新技术的开发研究，是我们推进地下工程高效施工的长效办法和措施，主要需要做好几个方面的工作：一是研究优化爆破设计，经编程后由计算机控制钻孔，提高爆破能力。二是加强对湿喷混凝土及喷射钢纤维混凝土的应用研究，完善施工工艺。三是加强对预制拼装式衬砌的研究应用，使预制混凝土向尺寸误差小、拼装密封条件好的方向发展。综上所述，地下工程建筑在城市化进程中扮演着重要的角色，是解决城市建筑面积狭小、交通阻塞等城市通病的较好的建筑形式，优点突出、特色鲜明。

总结

盾构法施工是符合时代需求的施工工法，不断提高设备创新、不断优化施工工法是加快施工进度、提高资源利用效率的重要方法。作为新时代的交通建设者，我们要做到因地制宜的协调利用各种施工方法，最终实现“科学施工、绿色施工”的目标。

参考文献

[1]冯卫星.浅谈隧道及地下工程施工安全.河北交通科技出版社，2009.

[2]王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术.人民交通出版社，2010.

[3]朱永全.隧道工程.中国铁道出版社，2009.