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摘要 地铁工程建设中，地铁盾构的施工控制是地铁施工的关键环节。文章指出地铁联络通道冻结法施工中应采取的必要施工技术措施，并提出施工过程值得改进的方面，以确保施工质量和安全，可供其他类似工程参考。
关键词 地铁盾构；施工控制
1，前言
地铁工程施工中，地铁盾构井的施工是控制性工程，但由于盾构井施工的复杂性及施工过程中许多不可预见的施工情况。基坑施工本身安全及周围环境稳定与安全是地铁施工如期完成的基本保障。因此，对基坑及周边环境的监测是基坑施工过程不可缺少的主要内容，它为设计、施工方案的随时调整。结构安全及周边建筑的沉降控制，动态设计和信息施工提供可靠信息。基坑的监测在施工安全控制中取作极为重要的作用。
2、地铁盾构施工控制的各个阶段
2.1盾构机招标购置阶段
该阶段要选定(或确定)满足工程要求的盾构机，对盾构机的功能配备、设备使用性能、各项系统的技术规格、关键系统或项目的参数指标，以及盾构机对工程各项条件的适应性，给出准确和适宜的回答。该阶段的控制要点关键在盾构机的工程适应性和设备的使用性能。如果控制得好，基本可保证隧道掘进阶段的施工顺利进行，否则，将会增加很多困难。例如，某盾构工程因刀盘扭矩储备不足，盾构机在掘进过程中常常因过载自动跳闸停机，致使开挖与出渣失衡，地面沉降过大，严重影响了施工安全和质量。为了达到这一目标，要针对工程的实际条件，从以下几个方面进行管理和控制。
(1)工程地质条件：一般而言，要对隧道穿越地层中几种典型地质的状态进行分析，特别是地层颗粒级配及石英含量。这些对盾构机的类型、刀盘形式、刀具形状、刀具布置及耐磨特性等均有直接关系。
(2)I程水文条件：如隧道沿线地下水的存在形式和分布状态、地层渗透系数的大小等，对盾构施工开挖面的稳定、盾构施工是否伴随出渣过程而发生喷涌(加泥式土压平衡盾构)以及掘进速度，都会带来影响。
(3)隧道沿线地表(地下)或周边构，建筑物对沉降控制的要求：如盾构穿越既有地铁运营线、桥梁基础、地下管线、结构性较差的房屋及国铁线路等构、建筑物时，一般对沉降控制要求高，相应也对盾构的可操性以及壁后同步注浆系统有特别的要求。
(4)盾构机辅助性能或措施的适应性要求：如局部地段对刀具、添加改性剂等的特殊要求，以及对盾构机的综合性能，都会造成影响。
(5)施工环境及环境保护要求：就纯技术层面而言，在城市繁华地区采用盾构法施工，特别是大直径隧道(如超过8m)，从保持开挖面稳定、控制地表沉降看，泥水平衡盾构应优于土压平衡盾构；但从占用施工场地大小以及可能会对环境的影响考虑，泥水平衡盾构又处于劣势。因此，要因地制宜，综合权衡。以上仅考虑了技术与施工条件，没有考虑经济性。不容质疑，盾构机的性价比必然是一个重要的参考指标。在实际操作时，可以从施工队伍的技术水平及组织能力方面综合平衡，对盾构设备的某些技术性能指标进行取舍。
对于租赁及自有的情况，应按照上述条件对盾构机进行分析评估和改造，控制目标仍然是盾构机对该工程的适应程度和设备的使用性能。
2.2盾构机进场及设备组装调试阶段
(1)盾构机进场阶段：地铁工程常位于城市繁华地区，盾构机属超高、超宽及超重大型设备，进入施工现场必然受沿途环境条件的限制。因此，盾构机进场必须有运输方案和组织计划，并得到城市相关管理部门的批准。该阶段管理和控制要点是检查是否编制了切实可行的运输方案，运输线路、时间是否经过实地考察，沿途需要加固或挑高的道路、桥梁及悬挂物是否都已实施，保证设备的安全运输以及减少对社会环境的影响是控制的目标。
(2)盾构机组装调试阶段：盾构机下井组装与盾构机进场是一个整体，特别是对于分块较大较重的部件，一般不采用二次吊运方案，盾构机分块部件进入现场后，应直接吊人工作竖井进行组装。通常在购买盾构机时，对盾构机的分块方式、分块重量和尺寸均有特别要求，即盾构机在设计、制造阶段就已考虑了盾构机的组装。因此，管理的内容是吊装方案的科学性、合理性及组织的有序性，控制重点是安全。盾构机的调试是一项细致的工作，必须在分系统、分项目调试结束后，再进行整体联动调试。盾构机组装调试结束后，应组织相关各方人员进行设备初步验收，验收结果要形成书面报告备查。调试阶段需要关注切削(刀盘)系统、推进系统、壁后同步注浆系统、管片拼装系统、出渣系统(若是螺旋输送或皮带输送，泥水平衡盾构，则应考虑排、送泥系统)、盾尾密封系统、操作控制(如压力等)系统、测量系统等。
(3)在初始掘进前，工作竖井端头土体加固要按设计图组织实施，并编制土体加固专项施工方案。专项施工方案应对加固工艺、加固材料、质量控制标准、
加固过程控制提出明确要求，施工过程要严格把关，如实记录过程。工作竖井端头土体加固应在工作竖井开挖之前进行，防止土体加固时破坏工作竖井的结构。另外，目前国内对始发井端头沿隧道轴线方向的加固长度一般取6m，考虑到初始掘进盾构机态势控制的特点，笔者认为加固长度宜为盾构主机长度的1.5倍。
2.3盾构法隧道初始掘进阶段
(1)初始掘进应编制专项实施方案，对盾构基座(也称始发台)的定位(轴线与高程)和安装做出明确的规定，保证盾构机能够按照隧道中心掘进，基座位置与倾斜度要根据地质条件进行计算和测量复核。当负环采用开口形式(非闭口环)时，要对负环管片结构进行支撑与加固，防止环片出现错位；反力架的安装刚度应进行验算，不允许其刚度不够产生过大变形而造成盾构机态势不良。
(2)盾构初始掘进客观上存在一个适应地质条件的过程，应注意观察与分析各种推进参数，严格控制推进，及时调整盾构推进参数(如推进压力、壁后同步注浆量等)。
(3)负环管片拆除前，在隧道一定长度范围内安设拉杆，对盾构隧道的防水极为重要。初始掘进阶段盾构机态势控制是重点，应结合成型隧道轴线及地表沉降值的测量，调整盾构推进达到最佳状态。
2.4盾构法隧道正常掘进阶段
盾构法隧道正常掘进阶段的控制重点是过程管理。应按照盾构法施工工艺，抓好盾构推进各项参数控制(特别是开挖面平衡压力的控制)、隧道推进轴线控制(机测与人工测相结合)、管片拼装质量(含管片质量、防水橡胶条质量)控制、壁后同步注浆控制(含工艺、材料、配比、注浆量、注浆压力与时间)、地面沉降监测控制、设备维护与检修(包括各种施工用管路、轨道、运输、起吊及通信、照明)控制等，保证盾构按照掘进进尺的控制目标连续、均衡、稳定地推进。
2.5盾构法隧道盾构机接收(或进井)阶段
该阶段也称贯通掘进阶段，管理与控制目标如下：
(1)控制隧道推进轴线，加密测量，确保盾构机正常、顺利地进入工作竖井。
(2)控制推进压力与速度，防止出现坍塌和施工安全事故。
(3)制订和采取有效措施，消除本阶段隧道管片容易出现渗漏的质量通病。
2.6盾构机解体撤场阶段
盾构机解体与撤场与工程质量无直接关系，但作为盾构法施工管理的全过程，应列入工程监管的范围。盾构机解体与组装相同，需要制定解体、撤场与运输方案。方案要对盾构机解体顺序、吊装、标识等进行详细的规定，同时要考虑盾构机离场后的去向、用途，尽可能与之结合并统一起来。该阶段除要关心解体方案之外，更重要的是对实施解体撤场过程的安全加以控制。
2.7盾构机过站、调头、转场阶段
盾构机过站、调头、转场阶段都各有特点，其管理内容在前面阶段中已被不同程度地涉及，可参照相应部分进行管理。同時，也必须制订专项阶段方案，进行有针对性的管理，保证管理与控制的有效性。
3、结语
地铁盾构井基坑施工中，监控量测对基坑工程设计与施工都非常重要，也是实现信息化施工所必须具备的。通过对铁盾构井的施工过程中的实时监控量测，掌握了围护桩桩体位移、斜撑钢筋轴力、锚素应力及地表建筑物沉降的变化特征，实时监测真正起到了眼睛的作用，监测数据的及时反馈有利于指导施工，通过反馈的信息可判断基坑的安全状态。只有很好的掌握了基坑支护结构的变形规律以及受力特点，才能更好的控制施工，为安全生产提供更有效的保证。
关键词 地铁盾构；施工控制
1，前言
地铁工程施工中，地铁盾构井的施工是控制性工程，但由于盾构井施工的复杂性及施工过程中许多不可预见的施工情况。基坑施工本身安全及周围环境稳定与安全是地铁施工如期完成的基本保障。因此，对基坑及周边环境的监测是基坑施工过程不可缺少的主要内容，它为设计、施工方案的随时调整。结构安全及周边建筑的沉降控制，动态设计和信息施工提供可靠信息。基坑的监测在施工安全控制中取作极为重要的作用。
2、地铁盾构施工控制的各个阶段
2.1盾构机招标购置阶段
该阶段要选定(或确定)满足工程要求的盾构机，对盾构机的功能配备、设备使用性能、各项系统的技术规格、关键系统或项目的参数指标，以及盾构机对工程各项条件的适应性，给出准确和适宜的回答。该阶段的控制要点关键在盾构机的工程适应性和设备的使用性能。如果控制得好，基本可保证隧道掘进阶段的施工顺利进行，否则，将会增加很多困难。例如，某盾构工程因刀盘扭矩储备不足，盾构机在掘进过程中常常因过载自动跳闸停机，致使开挖与出渣失衡，地面沉降过大，严重影响了施工安全和质量。为了达到这一目标，要针对工程的实际条件，从以下几个方面进行管理和控制。
(1)工程地质条件：一般而言，要对隧道穿越地层中几种典型地质的状态进行分析，特别是地层颗粒级配及石英含量。这些对盾构机的类型、刀盘形式、刀具形状、刀具布置及耐磨特性等均有直接关系。
(2)I程水文条件：如隧道沿线地下水的存在形式和分布状态、地层渗透系数的大小等，对盾构施工开挖面的稳定、盾构施工是否伴随出渣过程而发生喷涌(加泥式土压平衡盾构)以及掘进速度，都会带来影响。
(3)隧道沿线地表(地下)或周边构，建筑物对沉降控制的要求：如盾构穿越既有地铁运营线、桥梁基础、地下管线、结构性较差的房屋及国铁线路等构、建筑物时，一般对沉降控制要求高，相应也对盾构的可操性以及壁后同步注浆系统有特别的要求。
(4)盾构机辅助性能或措施的适应性要求：如局部地段对刀具、添加改性剂等的特殊要求，以及对盾构机的综合性能，都会造成影响。
(5)施工环境及环境保护要求：就纯技术层面而言，在城市繁华地区采用盾构法施工，特别是大直径隧道(如超过8m)，从保持开挖面稳定、控制地表沉降看，泥水平衡盾构应优于土压平衡盾构；但从占用施工场地大小以及可能会对环境的影响考虑，泥水平衡盾构又处于劣势。因此，要因地制宜，综合权衡。以上仅考虑了技术与施工条件，没有考虑经济性。不容质疑，盾构机的性价比必然是一个重要的参考指标。在实际操作时，可以从施工队伍的技术水平及组织能力方面综合平衡，对盾构设备的某些技术性能指标进行取舍。
对于租赁及自有的情况，应按照上述条件对盾构机进行分析评估和改造，控制目标仍然是盾构机对该工程的适应程度和设备的使用性能。
2.2盾构机进场及设备组装调试阶段
(1)盾构机进场阶段：地铁工程常位于城市繁华地区，盾构机属超高、超宽及超重大型设备，进入施工现场必然受沿途环境条件的限制。因此，盾构机进场必须有运输方案和组织计划，并得到城市相关管理部门的批准。该阶段管理和控制要点是检查是否编制了切实可行的运输方案，运输线路、时间是否经过实地考察，沿途需要加固或挑高的道路、桥梁及悬挂物是否都已实施，保证设备的安全运输以及减少对社会环境的影响是控制的目标。
(2)盾构机组装调试阶段：盾构机下井组装与盾构机进场是一个整体，特别是对于分块较大较重的部件，一般不采用二次吊运方案，盾构机分块部件进入现场后，应直接吊人工作竖井进行组装。通常在购买盾构机时，对盾构机的分块方式、分块重量和尺寸均有特别要求，即盾构机在设计、制造阶段就已考虑了盾构机的组装。因此，管理的内容是吊装方案的科学性、合理性及组织的有序性，控制重点是安全。盾构机的调试是一项细致的工作，必须在分系统、分项目调试结束后，再进行整体联动调试。盾构机组装调试结束后，应组织相关各方人员进行设备初步验收，验收结果要形成书面报告备查。调试阶段需要关注切削(刀盘)系统、推进系统、壁后同步注浆系统、管片拼装系统、出渣系统(若是螺旋输送或皮带输送，泥水平衡盾构，则应考虑排、送泥系统)、盾尾密封系统、操作控制(如压力等)系统、测量系统等。
(3)在初始掘进前，工作竖井端头土体加固要按设计图组织实施，并编制土体加固专项施工方案。专项施工方案应对加固工艺、加固材料、质量控制标准、
加固过程控制提出明确要求，施工过程要严格把关，如实记录过程。工作竖井端头土体加固应在工作竖井开挖之前进行，防止土体加固时破坏工作竖井的结构。另外，目前国内对始发井端头沿隧道轴线方向的加固长度一般取6m，考虑到初始掘进盾构机态势控制的特点，笔者认为加固长度宜为盾构主机长度的1.5倍。
2.3盾构法隧道初始掘进阶段
(1)初始掘进应编制专项实施方案，对盾构基座(也称始发台)的定位(轴线与高程)和安装做出明确的规定，保证盾构机能够按照隧道中心掘进，基座位置与倾斜度要根据地质条件进行计算和测量复核。当负环采用开口形式(非闭口环)时，要对负环管片结构进行支撑与加固，防止环片出现错位；反力架的安装刚度应进行验算，不允许其刚度不够产生过大变形而造成盾构机态势不良。
(2)盾构初始掘进客观上存在一个适应地质条件的过程，应注意观察与分析各种推进参数，严格控制推进，及时调整盾构推进参数(如推进压力、壁后同步注浆量等)。
(3)负环管片拆除前，在隧道一定长度范围内安设拉杆，对盾构隧道的防水极为重要。初始掘进阶段盾构机态势控制是重点，应结合成型隧道轴线及地表沉降值的测量，调整盾构推进达到最佳状态。
2.4盾构法隧道正常掘进阶段
盾构法隧道正常掘进阶段的控制重点是过程管理。应按照盾构法施工工艺，抓好盾构推进各项参数控制(特别是开挖面平衡压力的控制)、隧道推进轴线控制(机测与人工测相结合)、管片拼装质量(含管片质量、防水橡胶条质量)控制、壁后同步注浆控制(含工艺、材料、配比、注浆量、注浆压力与时间)、地面沉降监测控制、设备维护与检修(包括各种施工用管路、轨道、运输、起吊及通信、照明)控制等，保证盾构按照掘进进尺的控制目标连续、均衡、稳定地推进。
2.5盾构法隧道盾构机接收(或进井)阶段
该阶段也称贯通掘进阶段，管理与控制目标如下：
(1)控制隧道推进轴线，加密测量，确保盾构机正常、顺利地进入工作竖井。
(2)控制推进压力与速度，防止出现坍塌和施工安全事故。
(3)制订和采取有效措施，消除本阶段隧道管片容易出现渗漏的质量通病。
2.6盾构机解体撤场阶段
盾构机解体与撤场与工程质量无直接关系，但作为盾构法施工管理的全过程，应列入工程监管的范围。盾构机解体与组装相同，需要制定解体、撤场与运输方案。方案要对盾构机解体顺序、吊装、标识等进行详细的规定，同时要考虑盾构机离场后的去向、用途，尽可能与之结合并统一起来。该阶段除要关心解体方案之外，更重要的是对实施解体撤场过程的安全加以控制。
2.7盾构机过站、调头、转场阶段
盾构机过站、调头、转场阶段都各有特点，其管理内容在前面阶段中已被不同程度地涉及，可参照相应部分进行管理。同時，也必须制订专项阶段方案，进行有针对性的管理，保证管理与控制的有效性。
3、结语
地铁盾构井基坑施工中，监控量测对基坑工程设计与施工都非常重要，也是实现信息化施工所必须具备的。通过对铁盾构井的施工过程中的实时监控量测，掌握了围护桩桩体位移、斜撑钢筋轴力、锚素应力及地表建筑物沉降的变化特征，实时监测真正起到了眼睛的作用，监测数据的及时反馈有利于指导施工，通过反馈的信息可判断基坑的安全状态。只有很好的掌握了基坑支护结构的变形规律以及受力特点，才能更好的控制施工，为安全生产提供更有效的保证。