地铁隧道盾构法的施工质量控制

总500期2019年第14期（5月中）

收稿日期：2019-01-10作者简介：刘泉（1982—），男，高级工程师，从事地铁工程管理工作。地铁隧道盾构法的施工质量控制

刘泉

（天津市地下铁道集团有限公司，天津300000）

摘要：盾构法施工是地铁隧道施工的核心环节，对于确保地铁隧道施工进度、施工质量和施工安全具有至关重要的意义。

鉴于此，在概述地铁隧道盾构法施工的基础上，主要分析了地铁隧道盾构法施工的质量控制重点，并探究了地铁隧道盾构法

施工质量控制的措施，以期有效保障地铁隧道施工质量和施工安全，并确保地铁隧道如期完工。

关键词：盾构法；渗水堵漏；地铁隧道中图分类号：U231.3文献标识码：A

0引言

盾构法施工工期较短、施工造价相对较低且具有较高

的自动化程度，能在施工现场实现有序的流水施工，在地

铁隧道施工中得到了日渐广泛的应用。采用盾构法开展地

铁隧道施工，要高度重视强化施工质量控制，要明确盾构

法施工质量控制的各项重点，制定具有针对性的控制措

施，有效保障地铁隧道施工质量和施工安全。

1地铁隧道盾构法施工概述

地铁隧道盾构法施工，是指借助特殊的钢制构件，对

土体进行挖掘，遵循地铁隧道设计轴线，实现对地铁隧道

的掘进。在对土体进行开挖的过程中，要借助钢制构件对

土体稳定性进行有效维持，实现对施工作业人员的人身安

全保护并促进施工进度加快。在地铁隧道施工中，借助盾

构机，对隧道开挖面及附近土体进行控制，避免失稳坍

塌，并对隧道进行掘进和出渣处理，在机内对管片进行拼

装，实现对衬砌的构建并开展壁后注浆，避免对周围土体

造成扰动，实现对隧道的良好修筑。在盾构法中，“盾”是

指对隧道开挖面相应的稳定性进行控制的刀盘、压力舱以

及对周围土体进行支护的盾构钢壳；“构”是指隧道衬砌相

应的构成管片以及壁后注浆体[1]。盾构法施工能尽量避免对

围岩造成扰动。

2地铁隧道盾构法施工质量控制重点

2.1土体开挖以及开挖面支护

盾构架在对土体进行开挖作业时，将土层铲除下来，

要将其直接储存在盾构架配置的刀盘后相应的土体存储仓

中，确保刀盘相应的切口位置与刀盘相应的切削面形成相

互作用。该过程主要对刀盘自身相应的切口部分进行利

用。采用盾构法对土体进行开挖施工，若土层出现了水土

压力失衡，要借助土舱内部存在的土压力对水土压力进行

平衡。为确保盾构法挖土的施工效率并维持舱体内部压力平衡，要对螺旋输送机具备的转动速度进行调节，并调节

千斤顶具备的推进速度。凭借螺旋输送机相应的调节速

度，对输送机实际输送土量、千斤顶推力、切削扭矩以及

刀盘转动实际速度等实施有效调节，对开挖土量和体积进

行有效控制[2]。

2.2盾构推进以及拼接衬砌管片

借助盾构配置的千斤顶形成巨大推力，不断推动盾构

前进。在此过程中，要克服开挖过程中存在的土体压力、

盾体自身存在的摩擦阻力以及盾构机械设备相应的阻力。

其中，要将总阻力值作为依据，并结合机械设备存在的自

身推力呈现出的富裕量，对盾构推力进行计算。

2.3盾尾脱空以及衬砌壁后注浆

千斤顶不断推动盾构机实现向前推进，使盾壳内侧存

在的衬砌管片逐渐脱离盾壳保护，导致建筑空隙出现在衬

砌外围，形成的地层损失较大。对此，要及时采取有效措

施，避免发生严重的地面沉降：在盾构机不断推进时，要

对盾尾空隙位置同时实施持续注浆，据此实现对地表沉降

的有效控制并降低土层损失；对结构稳定性进行有效增

强，并对衬砌管片相应的位移进行限制；增强隧道防水效

果。可将四条注浆管设置于盾尾内侧，并沿注浆管对存在

于管片外侧上部和下部的注浆孔实施同时注浆。各注浆孔

相应的静止水土压力的总和要相对于注浆状态下的压力值

略小，并防止浆液渗入盾构机土舱。可通过理论计算获取

综合静止水土压力，并据此确定起初状态下的注浆压力，

在施工实际过程中，要对注浆压力进行实时调整[3]。

2.4管片渗水堵漏

在盾构施工中，若管片发生渗水，要采取如下堵漏

措施。

（1）二次补浆。采用单液浆，并在一定范围内对注浆

压力进行控制。要及时观察，若未能取得明显的堵漏效

果，要灌注双液浆，并稍微提高注浆压力。

（2）环纵缝注浆堵漏。对环纵缝漏水进行处理，若对

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环纵缝实施二次补浆后，漏水仍然存在，要注浆实施封

堵。采用快干高强度砂浆对环向及纵向缝进行封闭，并向

内凹进深度为1~2cm的弧形，垂直对漏水缝进行钻孔，钻

到止水条处为止，每米设置2~3个钻孔，将专用注浆嘴装设

在钻孔上，借助高压灌浆设备对接缝实施有效灌浆，优先

将环氧树脂作为浆料，在一定范围内对灌浆压力进行控

制，压满整个接缝。

（3）对管片紧固螺丝孔渗漏进行处理：将螺丝孔表面

存在的污染物清理干净，找出渗漏位置；借助电钻实施斜

向钻孔，有效保障钻孔实现与螺丝孔的相通；借助快干高

强砂浆对螺丝孔根部进行封闭，将专用注浆嘴安装在钻孔

处；借助高压灌浆设备对钻孔实施灌浆，优先选用环氧树

脂，并在一定范围内对灌浆压力进行控制，将整个螺栓孔

压满[4-5]。上述注浆处理不仅能有效堵漏，还能实现对螺丝

的有效防腐和锚固。

3地铁隧道盾构法施工质量控制措施

3.1合理设置盾构参数

要创设平稳环境，确保盾构机实现正常运作。要对各

项作用力进行实时测算，在合理范围内对作用力进行控

制，避免超出参考系数。在实际施工中，要根据地质测量

获取具体参数，确保参数稳定，有效保障盾构施工的施工

质量和施工进度。要依据土质和埋深，借助水土合算的正

确方法，计算土仓压力并设置土仓相应的平衡压值。要确

保平稳的盾构掘进，采用标准的相关参数设计，避免发生

意外，有效保障盾构施工质量。

3.2避免管片上浮

对地铁隧道实施盾构施工，要避免管片发生上浮。施

工人员要对施工现场的实际地质状况和相关条件进行深入

了解，并对各项数据参数进行准确使用，实施比对，借助

数据对现场施工操作进行指导，以此作为施工依据。施工

人员要注重提升自身的技术素质，在盾构掘进的过程中，

要对施工方法、施工速度以及千斤顶推力进行准确控制，

并有效控制盾构机作业，对千斤顶行程差进行实时调整和

合理优化，确保千斤顶正常发挥作用；结合最终测量结

果，对盾构机各项参数以及拼装管片的具体数量和实际时

间进行优化调整，有效保障盾构施工的施工质量和施工进

程，延长其使用年限。

3.3强化盾构设备进出洞施工

在地铁隧道盾构施工具体过程中，要强化盾构设备进

出洞施工，具体可从以下方面着手：合理确定盾构施工的

具体路线，避免轴线出现严重偏差，避免资金和工期浪

费。盾构设备进出洞施工具有复杂的施工工序，应采用精

准设计并做好施工准备。应在一定时期内，对盾构设备进

行动态审查，并基于地质环境存在的差异，对设备进出洞

的相关条件进行判断。若不具备进出洞施工的具体条件，要及时更换施工方法，有效保障盾构设备良好的进出洞施

工质量。

3.4对地面沉降进行有效控制

在盾构施工过程中，要对地面沉降进行有效控制，避

免发生工程事故。要对各项参数，诸如注浆压力、注浆计

量以及注浆时间等进行有效控制，严格执行相关标准，控

制浆液配合比，有效增强注浆效果。在实际施工过程中，

要及时调整注浆压力，对同步注浆量进行有效控制，并及

时实施二次补浆，对地表沉降进行有效控制。同时，要对

土仓压力进行有效控制，实现对掌子面压力的有效平衡，

有效防止土体坍塌。另外，要对开挖面实际出土量进行控

制，避免出现多挖、少挖现象；对局部超挖进行及时控

制，在可控范围内对地面沉降进行有效控制。

3.5防止隧道轴线出现偏差

在盾构施工中，要采取如下措施防止隧道轴线出现偏

差：（1）对平衡压力进行有效控制，按照理论值对出土量

进行控制，避免超挖及欠挖，对盾构姿态进行有效控制；

（2）在盾构施工具体过程中，要开展多次测量并对测量基

站进行复核；（3）若盾构姿态发生偏差，要及时对之进行

纠正，严格遵循隧道设计轴线推进盾构机前进，要按照

“少量多次”的原则实施纠偏，避免发生管片错台。

4结语

综上所述，盾构施工法在地铁隧道工程中得到了日渐

广泛的应用。地铁隧道盾构法施工质量控制重点主要体现

在土体开挖以及开挖面支护、盾构推进以及拼接衬砌管

片、盾尾脱空以及衬砌壁后注浆、管片渗水堵漏等方面。

在地铁隧道盾构施工过程中，要高度重视上述施工质量控

制难点。另外，要通过合理设置盾构参数、避免管片发生

上浮、强化盾构设备进出洞施工、对地面沉降进行有效控

制等措施强化对地铁隧道盾构法施工质量的有效控制。

参考文献：

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[5]贾文恺.地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题探析

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（编辑：唐勍勍）

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