隧道盾构施工技术发展趋势和应用研究
时间：2021-01-30 10:02:54 来源：达达文档网 本文已影响 人 
王帅
摘要：随着国家的发展，各领域的不断提高，隧道盾构施工技术快速进步，其施工断面正从传统的圆形朝着多元化的方向发展，既有出洞施工，又有长距离施工，以及隧道衬砌技术变得日益高速发展起来，极大的推动了经济的发展。所以我们必须对其未来的发展趋势有一个基本的认识，并在工程实践中加强对其的应用，能取得良好的效果。
关键词：隧道盾构;施工技术;发展趋势;应用
盾构法隧道施工具有安全、建设模式自动化、施工周期短等优点，对于隧道施工提供了十分重要的技术手段。论文详细探讨盾构施工技术发展趋势和实际应用，为相关工程提供参考。
1 盾构掘进施工技术要点
（1）在控制掘进方向时，在其控制系统中，由于设置有自动定位和导向以及掘进程序软件与显示器，这样就能利用其全天候的在盾构主控室内动态的现实目前盾构机所在的位置，以及隧道设计的轴线偏差与趋势，从而更好地对盾构机的掘进方向进行调整，确保其始终处于偏差范围之内。在盾构推进之后，导向系统的后视基准点就应前移，并采取人工測量的方式将其精准定位，并对自动导向系统所测量的数据和盾构机所在的位置与状态进行校核，这样才能确保盾构机在掘进方向上符合实际需要。结合线路条件进行分段轴线进行拟合控制计划，利用导向系统工程将盾构所处于的状态信息体现出来，根据隧道的地层情况，利用操作盾构机，采取以分区推进千斤顶的方式对掘进方向进行控制。（2）在对盾构状态进行调整和纠偏时，主要是在进行掘进施工时，因为地质突变，使得盾构机在推进方向上出现一定的偏差，此时就可能与设计的轴线偏离，甚至超出管理的警戒线，所以在进行稳定地层内掘进时，由于地层的滚动阻力较小，就可能导致盾体在滚动中形成偏差，在线路变坡段和曲线段掘进时，也可能出现偏差，所以需要结合盾构机的状态及时的将其偏差进行纠正。（3）在对方向和姿态进行调整时，应注重刀盘转动方向的切换中，保留一定的时间间隔，且切换的速度不能太快，因为过快的切换速度将使得管理的受力状态发生突变，进而导致管片被损坏的情况出现。而在此基础上，需要结合工作面的地层情况，对掘进参数进行合理地调整，并做好警戒值和限制值的限制，一旦处于警戒值，就需要对程序进行调整和优化。而在千斤顶推进过程中，应对其油压进行合理地调整，严禁过快或者过大，否则将导致管片局部出现破裂，这就需要科学的做好管片选型工作，并对其拼装质量和精度进行严格控制，这样断面才能和掘进的方向垂直。而当盾构始发达到过程中，为了满足控制方向的需要，应结合始发和达到的掘进技术要求，切实加强对其的定位测量，才能更好地确保其方向得到科学的调整，满足实际运行的姿态，最终促进整个隧道盾构施工技术质量的提升。
2 隧道建设中盾构法存在的问题
2.1 地表沉降问题
盾构设施在隧道施工中，引起地面沉降的主要因素是盾构隧道与新地表不断接近，所以经常看到横向沉降槽。此外，侧向槽受地层次固结和纵向沉降位移曲线的叠加影响，与Peck曲线有相似的发展趋势。地铁隧道的施工过程受到地表沉降的变化有较大的影响，如顶荷载的增加、隧道净距和埋深的减小、围岩条件的恶化等，同时隧道周围的地下管线也会对地表沉降产生较大的影响。比如，地下管线主要是污水管线、煤气管线和自来水管线。另外，这些地下管线还造成了隧道施工环境水平面的分布屏蔽，隧道横截面沉降曲线分布呈正态分布。
2.2 地层损失问题
盾构施工带来的地表位移主要由盾构前方的地表位移、盾构施工穿越时的地表位移和盾构离场后土壤压实产生的位移3部分组成。与之相比，盾构机前方地表位移的可能性较小，而盾构机挖掘结束后的土体固结持续数月才能确定，因此，盾构机施工时，会导致地表产生较大的位移，因而造成地层损失，同时影响到施工进度。
2.3 土体位移问题
引起土体位移的原因主要有3个：（1）盾构前方土体的位移，但这种位移的可能性相对较小，主要是盾构机施工前方的土体压力与静止土压力基本相同;（2）盾构过程中土体的位移，因为盾构机通过地面时，其盾构、机尾间存在一定的间隙，通常会导致地面产生较大的位移;（3）盾构后的土体固结。
3 隧道盾构施工技术发展趋势展望
3.1 优化开挖技术
为了提高地下盾构施工的效率，有必要完善开挖技术体系。保证测量结果的准确性，提高测量精度。在隧道工程施工中，隧道始终处于连续开挖的施工状态。通过采用人工检测、测量等方法不具备的技术优势的自动监测系统，可以对隧道施工过程中的隧道结构变形进行动态了解。在一些地质条件较差的地区，土压力平衡将导致隧道结构发生变化。通过改善和挖掘策略变化，在压力下保护工作面，以防止地面减少坍塌。
3.2 优化支护技术
在开挖的同时，第一个支架采用人工操作，采用复合涂层法，与喷射混凝土、钢弧形支架等结合部位，形成盾构支护结构，在此期间，初期支护应为柔性支护体的支护，应考虑潜在的不确定隐患，其位移幅度必须在允许值内。利用台车、现浇混凝土和第一支架共同起到承载地下隧道永久荷载的盾构作用，其下方可在保护层的保护下进行开挖和填盖，有效地保证了混凝土的密实度，提高支架的机械化覆盖和可操作性。
3.3 优化防水技术
在隧道施工中，利用盾构机对工作面施加压力，达到水压和土压力的平衡，可以有效地控制土层中的水分，避免水分渗入隧道。钢刷式盾构具有良好的抗渗性能，使用这种盾构机进行隧道施工可以避免地下水的渗入。对管片本身进行浸渍，然后通过管片外部防水涂料、管片接缝浸渍、接缝、二次进料等浸渍措施保证后续的施工作业。采用注浆技术，可以满足水密封的要求。
3.4 优化地下管线保护技术
地表沉降的有效控制可以保护地表建筑物和地下管线，包括更新盾构支架、改进盾构支架系统。根据技术实践灵活地进行地表压力的控制、和工作面的选择，做好地层荷载监测工作，实现地表沉降值的有效控制，优化壁后土块处理方案，有效解决注浆压力问题，提高掘进性能和工程进度，实现对地下管线和地表建筑物的有效防护。
4 结语
综上所述，在隧道盾构施工技术快速发展的今天，我们必须紧密结合实际隧道工程的特点，针对性的确定隧道盾构施工技术方案，并对其技术质量进行严格的控制，才能更好地确保整个隧道工程质量得到提升。
参考文献：
[1] 王建军.隧道盾构施工技术发展趋势和应用[J].中外建筑，2018（04）.
[2] 黄志堂，张燕明，周伟，等.小半径曲线隧道盾构施工始发技术[J].河南科技，2019（22）.
（作者单位：中铁电气化局集团有限公司）
