地铁复杂地质条件的盾构施工技术分析

摘 要：随着社会主义市场经济的高速稳定发展，我国的现代化城市轨道建设速度不断加快，全国各地兴建了大量的地铁工程，而地铁施工需要面临许多复杂的地层条件，这些复杂地质条件给地铁施工带来了较大的难度。因此，必须结合实际施工情况合理应用盾构施工技术，科学、合理地控制盾构机掘进施工参数，按照相应的技术流程来进行操作，才能有效提升地铁复杂地质条件下的盾构施工质量，确保地铁隧道掘进施工的安全性。本文主要针对地铁复杂地质条件下的盾构施工技术进行深入分析，并提出了相关建议。

关键词：地铁 复杂地质条件 盾构施工

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（a）-0036-02

近些年以来，我国城市现代化建设发展速度不斷加快，全国各大一二线城市纷纷建设地铁工程，地铁工程的建设规模和数量逐渐增加，通过开发建设地铁工程，能够使城市的交通压力得到有效降低，提高交通出行效率。但是地铁施工与普通的建筑工程施工相比较而言，具有更大的难度，需要投入大量的资金、人力和物力。而且地铁工程属于地下工程，需要在地下环境中进行施工操作，面对复杂的地质条件，如果没有采用合适的施工技术，将会带来许多安全质量风险。在现代化科学技术的支持下，盾构施工技术越来越先进，并且在地铁施工中得到广泛应用，能够有效提升地铁施工的整体质量和安全性，解决施工中存在的问题。因此，本文对地铁复杂地质条件下的盾构施工技术应用进行深入研究，以期能够起到理论参考的作用。

1 工程概况

本文选择武汉市地铁交通七号线一期施工工程来展开研究，整个地铁工程的总施工长度达到30.9km。该地铁工程的地质条件非常复杂，包含了多种不同的岩土类型，在局部岩土地区存在球状风化体以及微风化花岗岩，这种岩层土体具有较高的抗压强度，所以，给盾构施工带来了较高的难度，而且地铁轨道作为电气化铁路，必须设置铁路路基，导致地铁施工的地质条件更加复杂。

2 地铁盾构施工中面临的风险和解决措施

2.1 自然风险

由于地铁盾构施工大多在地下环境中进行施工操作，所以面临着各种地质灾害以及气象灾害等自然风险，在施工中遇到不良地质条件，会导致风险发生的几率增大。但是在地下施工环境下，许多不良的地质条件都能够及时探测出来，并制定相关的处理措施，及时规避自然风险，防止自然风险带来危害。

2.2 人为风险

人为风险也是影响地铁盾构施工的重要因素，其主要指的是地铁盾构施工的设计阶段，设计方案不合理，施工技术问题、施工合同问题、财务资金投入问题、这些因素所带来的风险，所以，在施工之前，必须做好充足的准备工作，及时预测这些人为风险，并制定相应的解决措施。

2.3 盾构选型风险

在选择盾构机的过程中，必须结合实际情况慎重选择合用的盾构机。首先，盾构机主要利用刀盘道具来控制掌子面稳定，所以必须结合地质情况合理设计刀盘、配置刀具，刀盘和刀具容易磨损，需要提高刀盘刀具的强度，采用耐磨焊接技术来焊接刀盘面板，选择刀具时可以选择单刃滚刀、宽刃齿刀以及刮刀，而且要合理控制刀具之间的间距和高度。其次，盾尾密封容易出现失效风险，泥水泄露会带来沉降问题，所以必须采用密封性比较好的盾尾油脂，并且均匀涂抹在盾尾上，使其起到密封的作用。盾尾刷和管片也要选择优质信号，避免盾尾在工作中出现挤压破损的问题。

3 地铁复杂地质条件下的盾构施工的组织管理工作

3.1 选择合适的盾构机和盾构施工工艺

由于该地铁工程的地下地质条件非常复杂，为了提高地铁工程的施工质量，满足地铁施工的处理需求，最终决定选择使用2台土压平衡盾构机相互配合辅助施工。同时，面对复杂的地质条件，施工范围比较广泛，其中包含了许多复杂的程序，必须严格按照施工流程来进行操作，才能提高地铁盾构施工质量。在本次地铁工程施工中，采用的施工工艺要求比较高，不仅需要控制地面沉降反应，而且需要把沉降值控制在合适的范围之内，盾构掘进施工需要和洞内辅助施工同步进行。

3.2 施工前的准备工作

在地铁复杂地质条件下进行盾构施工，会出现许多不必要的风险，所以必须做好施工前的准备工作。首先需要对施工线路的地质条件进行仔细勘探，通过勘探铁路路基，能够了解地质条件所发生的变化，针对具体的变化情况做出正确的决策，对于始发路段以及加固地段，更需要进行仔细勘测，只有掌握充足的数据资料，才能为地铁盾构施工提供充足的依据。同时，为了保障地铁复杂地质条件下盾构施工顺利进行，必须提前设计科学、合理的技术方案，并做好技术交底工作，其中包括技术加固方案以及穿越铁路的施工方案，把所有的突发事故和风险因素考虑在内，才能确保技术方案顺利实施。

3.3 全面了解和掌握盾构机工作性能

由于盾构机在地下盾构施工过程中，需要消耗大量的燃油，造成大量的成本支出，而且在盾构机负荷状态下进行操作，消耗的燃油量会急剧增加。因此，作为盾构机操作人员，需要全面对盾构机的工作性能进行了解，为盾构机运行操作准备充足的燃油能源，避免出现燃油使用不足的情况，而且也能控制成本损耗。

3.4 盾构施工需要严格按照技术方案要求

根据调查研究发现，在地铁复杂地质条件下进行盾构施工，具有非常复杂的施工工艺，这些施工工艺细节之间具有较大的联系，如果一个环节施工质量不达标，将会影响整体施工质量。因此，在盾构施工过程中必须严格按照技术方案要求进行操作，必须满足施工规定要求，这样才能控制整体施工质量。同时，对于地铁隧道的中心线需要进行合理控制，防止出现施工安全隐患。在选择管片以及拼装盾尾时，需要严格检验盾构机拼装质量，保障盾构机能够顺利完成作业。

4 地铁复杂地质条件下的盾构施工技术要点

4.1 土压式平衡盾构机施工技术

在地铁复杂地质条件下使用土压式平衡盾构机施工技术时，主要划分为敞开式、半敞开式以及土压平衡3种模式，具体的模式应用需要结合实际地质条件。例如：在全断面岩层条件下，运用敞开式盾构均金模式。在一些软弱土层条件下，应用土压平衡模式，并及时改良土层。只有结合土层面的实际情况，综合使用各种盾构掘进模式，才能起到更好的效果。同时，对于盾构机的掘进参数也要进行科学选择，这些掘进参数指的是盾构机的盾构姿态、掘进速度、推力、刀盘转速以及扭矩，针对土层的变化，需要及时调整掘进参数，合理控制螺旋机压力以及转速。在复杂地质条件下进行掘进的过程中，需要合理控制注浆压力、速度，确保盾构机管片不会出现上浮问题，提高注浆质量。

4.2 泥水加压式平衡盾构机施工技术

这种盾构施工技术也是应用比较普遍的施工技术，在应用之前需要确定泥水性能，也就是检测泥水密度。当泥水的密度超过标准之后，将会给泥浆泵运转带来较大的阻力，所以，需要根据土层结构和设备性能，来确定合适的泥水密度。在泥水加压式平衡盾构施工中，需要确保切口压力稳定，而且要降低推力与刀盘转速，不断调整导向油缸的长度和推进压力，能够使盾构施工质量得到合理控制。

5 结语

综上所述，地铁盾构施工面临许多复杂的地质条件，作为施工技术人员，必须充分考虑现场实际情况，仔细勘察施工现场的地质条件，选择应用合适的盾构施工技术，严格控制盾构掘进状态和参数，才能提高盾构施工质量。

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