摘要：地铁是城市中修建的一种快速、大运量、用电力牵引的轨道交通，地铁在一定程度上改善了城市交通出行的方式，从而促进了城市的发展。随着我国的快速发展，在城市地铁的建设过程中，盾构法具有适应性广、施工速度较快并且噪声较小等特点，对于施工周围的环境产生的影响较低，盾构始发施工过程逐渐成为整个工程中极为重要的一部分。本文针对盾构始发施工技术的概况、技术流程以及常见问题及措施进行研究。
关键词：地铁隧道；施工技术；盾构法；盾构始发
1前言
地铁隧道盾构始发施工技术在整个地铁隧道盾构法施工过程中是极为重要的一项技术，它关乎着整个地铁隧道实施的成功与否。地铁隧道盾构法施工运用到大量的地铁建设中，以快速、安全且高效的优势使地铁事业整体快速发展，进而不断推动城市发展。合理运用地铁隧道盾构始发施工技术，在一定程度上降低了工程的困难程度。
2地铁隧道盾构法工程概况
盾构的工作以盾构机为中心，是贯穿于整个施工掘进的基础设备，建造隧洞的施工方式是将地表以下的土层使用盾构机进行支撑。盾构法运用较为广泛，并且具有实用性强、施工速度快以及安全性高等特点，盾构机在盾构技术中起到一定的保护作用，在施工时，有效避免了施工过程中出现的土方坍塌等状况。盾构始发是指盾构从组装调试，到完全进入区间隧道并完成挖掘为止的施工过程[1]。盾构机在施工过程中，安装至始发工作井中，一般为地铁车站端头，再将开挖面挖出与装配式衬砌跨度相同的土，使用盾壳作为支撑作用向装配衬砌和地层开挖，然后通过千斤顶的推动力将盾构推动，使其克服地层阻力，盾构连续工作。地层开挖是地铁隧道整个工程中最为基础的工作，而盾构法对于底层开挖环节有着主要的保护支撑作用，帮助整个施工工程能够顺利地进行，施工开挖具有一定的安全隐患，因此需要根据施工地质进行设计，将挖法尽量合理化，保证施工发展建造基坑合理化。地铁隧道盾构法工程需要对施工区域进行详细的规划和设计，在一定程度上保证其进展的顺利性，地铁隧道盾构法工程对于地铁施工有着隐蔽性及安全性较高的特点，暗开挖的方式在一定程度上保证了施工操作的安全性，发挥其积极作用，高效的施工效率减少整个工程系统的时间成本。地铁隧道盾构法工程在施工时所产生的噪声较小，降低对周边环境的影响。但是，在施工时土地容易进行坍塌和移变，造成施工工期延长，因此加强对盾构始发施工技术工作进行严格控制，在一定程度上降低施工过程中事故出现的频率。
3工程描述
3.1工程概述
武汉市轨道交通三号线为武汉市第一条穿汉江地铁，它从沌阳大道站出发，沿东风大道、龙阳大道走行，过王家湾后，与江汉二桥平行在其下游下穿汉江，上岸后下穿轻轨宗关车站，过双墩进入王家墩CBD，经范湖、菱角湖公园进入建设大道，沿建设大道及其延长线东行，过黄浦大街、二七路后，下穿京广铁路进入后湖，过兴业路、后湖大道后，线路西偏，垂直穿越金桥大道，终点站抵汉口三金潭。全长28km，设站23座。菱角湖公园风井~菱角湖路站区间线路起止里程分别为：左线DK18+348.315~DK18+933.700，长587.214m；右线DK18+336.109~DK18+933.700，长597.591m，为三号线第十四个区间。本盾构区间场地位于江汉区，始于菱角湖公园风井，区间下穿马场角新型管材水暖市场、武汉市食品公司等多栋建筑、长江日报路到达菱角湖路站西端。最小曲线半径R=350m的曲线，最大线间距14.0m。区间隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片，管片内径为Φ5400mm，管片外径为Φ6000mm，采用土压平衡盾构机进行掘进施工，盾体外径为6280mm。
3.2工程地质
菱角湖公园风井~菱角湖路站区间工程场地为长江一级阶地，地形略有起伏，地面较平坦、开阔，地面标高约为20.54m~22.03m。盾构区间主要穿越（3-3）淤泥质黏质黏土，（3-4）粉质黏土夹粉土，（3-5）粉质黏土与粉土、粉砂互层。菱角湖公园风井位于菱角湖公园绿地内，始发端头地面标高为20.68m，始发洞门外地层由上至下分别为（3-3）淤泥质黏质黏土，（3-4）粉质黏土夹粉土，（3-5）粉质黏土与粉土、粉砂互层，（4-1）粉细砂。
3.3水文地质
本区间场地沿线地下水主要类型有上层滞水、承压水等，上述几类地下水中，以长江和汉江两岸I级阶地覆盖层中孔隙承压水对区间工程的影响最为突出。上部滞水实际上是主要位于比较浅的暗埋沟塘部分以及人工填土部分。主要是因为接受了大气的降水以及地表排水等的积累，另外在现代建设过程当中一般的老城区污水管道以及供水管道的渗漏问题也是形成这些问题的重要因素。产生这样的原因包括：含水层的物质成分以及透水性和厚度以及密室程度等都是非常不均一的，同时降水量不水位也并不连续没有统一，水面特征对应的勘察期间水位埋深大约为0.8m~3.2m。承压水主要赋存于全新统粉质黏土、粉土、粉砂互层、砂土及砂卵石层中，含水层厚度一般为20m~40m，含水层渗透性一般随深度递增，承压水测压水位绝对标高一般为15.0m~20.0m（黄海高程），与长江、汉江水有密切水力联系，呈压力传导互补关系，本区间盾构始发地层位于承压水地层中，勘察测得承压水水位标高为18.2m~18.5m。
4地铁隧道盾构始发施工工作
地铁隧道盾构始发最基础的是进行盾构机的组装调试工作，其主要的工作流程是将其运送到规定的使用区域，有利于整个施工工程的顺利进行，然后进行盾构掘进，对于设计的线路为基础，开展掘进工作，随着时间的推移，盾构机到达一定规划地点，持续进行掘进，最终通过洞口达到车站内。地铁隧道盾构始发前的工作主要由始发台及盾构机体进行加固处理、对负环管片的安装准备以及盾构的始发工作三大部分构成。
4.1始发台、盾构机体进行加固处理
在施工过程中对始发台以及盾构机体进行加固工作，是由于始发台在盾构始发过程中需要承受各方面的纵向、横向的推力以及约束盾构旋转的扭矩，从而保证盾构始发过程顺利进行。由于盾构始发施工必须有后支撑，故在洞圈与结构内衬间采用管片制作后座支撑体系，盾构后座由7环负环管片拼装而成。在第一环负环后设置由型钢制作成的钢后靠，后靠强度均进行验算合格。待施工一定距离，满足盾构推进所需反力后拆除负环。由于洞口与盾构机体（或衬砌）存在建筑空隙，易造成泥水流失，从而引起地表沉降，因此，须在洞口安装始发密封止水装置，始发装置包括帘布橡胶板、圆环板、折叠板及相应的连接螺栓和垫圈。安装顺序为帘布橡胶板→弧形板→折叠板，自上而下进行。安装时弧形板的压板螺栓应可靠拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止盾构始发后同步注浆浆液泄漏。
4.2对负环管片的安装准备
在安装负环管片前，在盾壳内安装厚度不能小于盾尾间隙的型钢，保证负环管片不破坏盾刷以及在拼装好以后能够顺利向后推进，使得管片在盾壳内的位置得以保证[2]。
4.3盾构的始发工作
空载推进。盾构在进行空载推进时，主要控制盾构的推进油缸行程和限制盾构每一环的推进量，主要是通过盾构机的推油缸行程来控制姿态，在保证盾构正常的推进情况下，一定程度上降低总推力和刀盘扭矩。洞口注浆。在盾尾完全进入洞体后，调整洞口密封，进行洞口注浆，洞口密封是为了盾构在始发时防止背衬浆砂浆外泄及端头水土流失所用，在施工过程中，做好始发洞口预埋件的埋设工作，在盾构即将始发前，处理好洞口的土渣等，完善洞口密封的安装[3]。
5盾构始发施工常见问题及处理方案
盾构始发技术是盾构法施工技术最为关键的阶段，是整个施工过程决定成败的关键因素，随着盾构法施工越来越受欢迎，在施工过程中需加强其风险管理，不断提高施工质量，避免出现质量或安全事故，从而降低施工成本。因此需注意盾构始发阶段所存在的特殊情况，从而保证工程的质量以及顺利性。（1）始发推进前需要凿除围护结构，并且保证在一定时间内，被凿除围护结构的土体的稳定性，不能有水土流失的情况发生。（2）端头土体加固的效果不好是在始发过程中常出现的状况，始发地层中含有地下水时，需采用降水措施将地下水位降至区间底部以下1.5m，待盾体全部进入土体中，对洞门位置进行注浆封堵后方可停止降水。（3）始发施工的工作具有一定的特殊性，在始发阶段建立盾构机的工况并严密注意土压状况，加大监测频率，控制地面沉降频率。（4）盾构机推进过程。保证在盾构机推进过程中支持系统的稳定性，加强对始发阶段支撑系统的监测管理，预防出现失稳情况，导致整个工程的失败。详细了解施工地质情况，调整其对应参数，按理论出土量和施工实际工况定出合理出土量，保证出土顺畅。（5）盾构出现流沙、漏水以及涌土等状况，主要是因为地质条件的变化、盾构机参数选择不当或发生机械故障，解决流沙、漏水以及涌土的情况，可以采用高度机械化、自动化全封闭的盾构机，正确调整参数，控制其推进速度和排土量，将平衡系统调整好[4]。（6）盾构始发阶段，盾构机主体在始发导轨上不能进行调向，并且地面沉降控制比正常推进阶段更为困难，加强盾构始发阶段时地面沉降的程度。（7）在盾构始发时，控制其端头加固质量风险、反力架和基座风险、洞口密封失效风险、洞门注浆封闭效果不佳风险等，防止洞口出现地面沉降和流水的现象。
6结语
地铁隧道盾构始发施工过程是整个工程中极为重要的一部分，对盾构始发施工技术工作进行严格控制，加大施工管理力度，在一定程度上降低施工过程中事故出现的频率，合理利用地铁隧道盾构始发施工技术，有利于地铁隧道事业及城市的快速发展。
参考文献：
[1]苏杰.地铁隧道盾构法施工的质量控制对策[J].低碳世界,2018(5):234~235.
[2]张杉,王利龙.浅析地铁盾构始发、接收关键施工技术[J].建材与装饰,2020(3):282~283.
[3]陈少秋.浅谈城市地铁隧道盾构法施工技术[J].科学技术创新,2019(1):122~123.
[4]隋国梁.地铁隧道盾构法施工质量控制重点及措施[J].建筑技术开发,2018(20):103~104.
作者:吴辉显 单位:上海城建市政工程（集团）有限公司