盾构隧道穿越人防隧道施工技术【摘要】：盾构在我国已得到了广泛的应用，对推动我国盾构法隧道技术的发展进步作用十分显著。

本文从盾构技术的基本概念讲起，继而简单探究了盾构隧道穿越人防隧道施工技术和盾构施工推进段施工过程中要点。

【关键词】：盾构人防隧道施工技术
中图分类号： tu74 文献标识码：a 文章编号：
引言
近几年来，随着我国隧道及地下工程的快速发展，盾构法在我国得到了大规模的的应用，盾构技术的发展速度也随之迅速提高，先后完成了一批具有重大影响、高难度、高技术含量、大规模的盾构隧道工程，目前，我国已成为世界上盾构使用数量最多、规模最大的国家。

一、盾构技术的基本概念、原理与特点
1、基本概念
盾构隧道施工法是指使用盾构机，一边控制开挖面及围岩使其不发生坍塌失稳，一边进行隧道掘进、出渣，同时在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆。

达到不扰动围岩而修筑隧道的方法。

盾构机的盾是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾构钢壳。

而构是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。

2、基本原理
盾构施工的主要原理就是尽量在不扰动围岩的前提下完成施
工，从而最大限度地减少施工对地面建筑物及地基内埋设物的影响。

为了达到以上目的，除了刀盘和盾构钢壳可以被动地产生支护作用以外，使用压力舱内泥土或泥水压力平衡开挖面上的作用土压力和水压力。

使用壁后注浆及时充填由开挖产生的盾尾空隙，主动地控制围岩应力释放和变形是盾构技术的关键。

3、盾构技术特点
（1）施工精度的要求高
区别于一般的土木工程，盾构施工对精度的要求非常高。

管片的制作精度几乎近似于机械制造的程度。

由于断面不能随意调整，对隧道轴线的偏离、管片拼装精度也有很高的要求。

（2）对城市的正常功能及周围环境的影响很小
盾构技术之所以能够在城市地下工程中广泛使用，主要是可以将施工对周围环境的影响控制到很小的程度。

除了对城市交通、商业、城市噪声、粉尘等环境的影响以外，对城市地面建筑物、地下建筑物的影响也是一个重要的问题。

除盾构竖井处需要一定的施工场地以外，隧道沿线不需要施工场地，无需进行拆迁而对城市的商业、交通、住居影响很小。

可以在深部穿越地上建筑物、河流；在地下穿过各种埋设物和已有隧道而不对其产生不良影响。

施工一般不需要采取地下水降水等措施，也无噪声、振动等施工污染。

（3）施工过程只进不退
一旦盾构机开始施工，就无法后退。

因为管片外径小于盾构外径，如要后退必须拆除已拼装的管片，这是非常危险并且不被允许
的。

不仅如此，盾构后退也会引起开挖面失稳、盾尾刷止水带损坏等一系列的问题。

正因为这样，盾构施工的前期工作是十分重要的,万一遇到障碍物或刀头磨损等问题只能通过实施辅助施工措施，打开中隔板上设置的人闸出入孔进入压力舱进行处理。

二、盾构隧道穿越人防隧道施工技术
1、人防隧道处理
（1）地面截断开孔
根据现场掌握的人防隧道的情况，在合适地段设置人防隧道截断位置，截断位置内用冲击钻在人防隧道顶部位置成若干个孔，孔中心距离根据场地条件确定。

并用冲击钻将人防隧道顶部破除。

待孔打穿后立即下入连接好的注浆管（在盾构隧道方位外用钢花管）。

（2）填料
地面开孔以及注浆管安装完成后，利用自制料斗向孔内填入级配良好、含泥量较小的碎石、砂，填入高度为人防隧道顶面一米以上，灌碎石时应注意保护注浆管不被破坏。

在盾构隧道范围内注浆管采用塑料管。

当碎石填止规定标高后，在碎石处注双液浆，直至形成截断人防隧道的止水帷幕。

（3）抽水、进一步实勘
人防隧道两端封堵完成，且达到截断、封闭人防隧道的要求后在人防隧道出口处下入水泵将截断的人防隧道内的水抽干，派专人下去了解人防隧道的内部情况。

然后在人防隧道与区间隧道平面位置相交处人工填沙袋，以提高人防隧道的承载力，确保区间隧道的
施工安全。

（4）注浆
待人防隧道内砂石料填充完成后，在填充砂石料的孔内，沿人防隧道轴线、在人防隧道位置间隔1m、梅花形布置，使用kby-50双液注浆机通过袖阀管（主要利用其可重复多次注浆原理）向人防隧道内压密注浆。

先注双液浆，后注单液浆（纯水泥浆）。

将人防隧道填充密实，周围土体加固。

2、盾构隧道掘进
（1）土仓压力选定
土仓压力值应与地层的土压力和静水压力应相平衡，穿越人防段掘进，土仓中部压力应建立在1.5-1.6bar左右，可使刀盘前方地表略有隆起，隆起量控制在2～3mm为宜；
（2）推进速度
从理论上来讲，盾构机的推进速度越慢对周边土体产生的扰动越小，有利于土体沉降的控制。

实际上，推进速度的设定主要根据试验段推进速度经验值来控制，在穿越张公堤期间推进速度应以低速匀速推进为宜。

（3）盾构轴线、地表沉降要求
盾构轴线偏离设计轴线不大于±50mm，推进过程中根据导向系统测量数据及时调整各组油缸推进力，确保盾构姿态偏差在允许范围内，穿越人防段可将盾构姿态控制在设计轴线以上40mm～50mm。

地面隆陷控制在+10mm～-30mm。

（4）同步注浆与多次补注浆
同步注浆量的设定和调整也是以地面监测报表为依据，根据其沉降隆起变化情况，适当增减注浆量。

同步注浆压力控制在0.3mpa 左右，每环的注浆量控制在3.4～4.0m3。

在穿越期间，当衬砌脱出盾尾时结合双液浆进行二次补注浆，每隔3～5环在隧道周围形成一道“环箍”，使隧道纵向形成间断的止水隔离带。

再在各“环箍”分隔所形成的每一段进行补注浆，之后结合监测的具体沉降情况，每隔5～7环再进行三次注浆或多次注浆。

注浆的浆液要有一定的粘度，凝固要快，收缩要小，对土体的加固作用明显；双液浆采取的配合比为：水：水泥：水玻璃=05:1:0.03。

三、盾构施工推进段施工过程中要点
1、施工过程中的进出洞技术
隧道盾构施工过程中，需要将建筑工程分为不同的区段隧道，每完成一区段隧道，需要进行连接，这样就有需要所谓的进洞与出洞。

如何建立准确的进出洞是施工工程中的重要工序。

这个工作通常需要工作人员对工程场地的环境进行考察，根据地质环境等做出制定策略。

在建立进出口同时，首先要有牢固的后盾系统，具有重要的支撑作用。

另外，还要在洞口做充分工作，确保洞口的稳定牢固，避免塌陷事故发生。

2、施工中要特别注重地表变形状状况的变化
施工时，会受到很多因素的影响，同时也会出现各种的意外状况。

因此，我们要时刻关注各种地表细节，控制出现的影响因素。

（1）对土体因素的管理
土压力是通过一种压力设备测出来的，这种设备安装在舱室内。

把测出的土压力规定为p0,土压力p0一般是以静止土压力为基准，在一定的范围内上下浮动。

在确定p0时，通常情况下是以理论经验估一个值，在通过精密测量，及时的对p0进行调整，最后整理统计，形成对p0管理资料，这样就有了较为系统的管理方法。

进行出土操作也需要做好充分准备，在出土之前，确定好控制目标，一般需要实测压力值pi，我们可以通过仪器设备测出pi，再与p0对比，根据它们的压力差值做出策略，当实测压力小于土压力时，降低螺旋输送机转速或提高推进速度。

（2）对加泥材料进行严格的控制
首先在前期就对隧道场地的土质情况进行详细考察分析，并且根据地表变形及出土状况等因素，确定好所需要材料如泥、水等的成分比例，以保证盾构设备的正常运行。

（3）及时的进行注浆管理
盾构设备在推进后会形成一些隧道间隙，这会产生许多不良影响，如土体松弛，隧道圆环受力不均、防水过程降低等。

因此，及时的进行注浆管理工作是我们必须做的，在此过程中，首先要根据土质结构确定合理的材料，通过注浆孔进行操作，根据情况进行同步注浆和二次注浆，同时注意控制好注浆量和注浆压力。

结束语
随着我国国民经济和城市现代化的不断发展，将会对工程施工
的要求越来越高。

另一方面，由于城市用地、空间范围的要求严格，向地下发展的地下工程也将会越来越多。

而盾构隧道施工法作为一种适用于现代城市地下工程的施工方法，必将会受到人们越来越多的重视。

参考文献
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注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。