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【摘 要】 盾构法是暗挖施工的一种形式，主要是利用机械进行施工。利用盾构机械在地表下面进行挖掘，运用盾构外壳和管片对隧道的四周进行支撑，防止围岩的坍塌。在盾构机工作的同时，还会有切削装置进行配合工作，利于盾构机的挖掘，并且由出土机把土输送出去。盾构法能够使隧道的埋深小于或者等于隧道的直径，使隧道的修筑面临最小的地表沉降。盾构法的突出优势就是不会对城市的交通造成大的影响，并且无污染。
【关键词】 地铁盾构法；隧道施工；技术
引言
盾构法施工是隧道掘进施工方法的一种，它的特点是机械化、自动化。这项施工方法西方发达的国家在很早之前就已经开始使用于地铁施工和尘世地下排水隧道中。近年来，在取排水隧道施工、越江海隧道和城市地铁隧道中我国也开始采用这项技术。
一、盾构法的原理和施工程序
传统技术最为显著的特点就是埋藏浅，通常距离地表较近。在施工中由于地层的损失会造成地面的明显移动，会对周边环境造成影响，所以对施工中的支护、排水、灌浆等都有较高的要求，增加了具体的施工难度。盾构法结合了我国隧道建设的实际特点，充分关注地质、水文条件。在施工中采取了多种辅助措施来巩固围岩，增加围岩的承受力，并且在开挖后，及时的支护，和围岩形成一个完整的支护体系。
盾构法施工需要在隧道终端和始端建造基坑或者是竖井，以便可以对设备进行拼装，当隧道过长时，还需要设置检修井。工作井的大小需要根据盾构的具体形状和大小决定。一般井的宽度需要超出盾构机2m左右，这样可以方便盾构机的维修。井的长度需要满足盾构机的安装和拆卸的要求，此外还需要考虑到盾构机进出洞。此外盾构法的施工程序还有土层的开挖、盾构机的推进、衬砌拼装、衬砌背后压注等。在进行这些工序时，必须确保这些工序及时的进行，不能出现耽搁，长时间的的停顿会对路面产生影响，可能会造成路面或者建筑物的下沉。
盾构法施工依赖的是盾构这种施工器具，盾构除开挖外，还可以起到强有力的支撑，盾构机钢管机似的外形可以抵挡来自外界水和地层的较大压力。盾构主要由三部分组成，分别是切口环、支撑环、盾尾。经常用到的盾构有圆形、椭圆形、半圆形。盾构法施工速度快，并且开挖的洞体比较稳定，对周围的环境影响小，尤其是对建筑物造成的影响不大。此方法适用于粘性土层、砂层、全面断岩层、上软下硬地层等地质，在城市建设中有很大的优势。
二、盾构选型的一般原则
1、以开挖面稳定为核心，盾构选型应在充分把握地层条件的基础上进行。
2、应考虑土的塑性流动性、土的渗透系数等，这对开挖面的稳定非常重要。塑性流动性直接影响土的顺畅排出，若地层透水性太高，地下水则可能通过开挖腔室和螺旋输送机内的废渣流入隧道。一般认为，m/s的渗透系数是土压平衡盾构作业的经验上限值。
3、应考虑地下水的含量及水压，这往往要与土的塑性流动性及透水性结合考虑，高水压、高渗透性的情况是非常不利的。这涉及到是选用泥水盾构还是土压盾构以及盾尾密封的选型。在日本，特别是饱和砂土层中泥水盾构的使用占绝大多数。
4、应视地层中有无砂砾和大卵石，这直接影响到土的渗透性、切削刀盘的磨耗、切削刀开挖时对地层的扰动范围、刀盘的开口率、对卵石的破碎方式及其排出方式。
5、应考虑土层的粒径分布，一般都采用土层颗粒曲线来界定不同盾构的适用土层。总的来说，粒径大时宜采用泥水盾构，粒径小时宜采用土压盾构。
6、隧道的线形和转弯半径也是应考虑的因素，盾构机本体的长度与直径比及盾尾间隙直接影响盾构的转弯及纠偏能力。一般，长度与直径之比（L/D）应≯1.0，当转弯半径过小时可考虑采用铰接式盾构。
7、盾構选型时，必须根据土质条件决定切削刀的形状、材质和配置。必要时同时配置切削刀和滚刀，形成盾构和TBM的混合刀盘。
8、刀盘的装备扭矩也与盾构选型有关，盾构装备扭矩T=a（D为盾构外径，a为扭矩系数，对泥水盾构a=9-15；土压盾构a=8-23）。显然，采用泥水盾构有利于减小刀盘切削阻力，从而减轻主轴承的负荷。
9、盾构施工对周围环境的影响也是盾构选型时应考虑的因素。比如地层变形的许可程度、有无地下构筑物等，再比如泥水处理以及废渣的倾倒是否对环境有污染等。
10、最后，盾构的选型还应考虑对工作环境的影响。比如，盾构的刀盘驱动是液压驱动还是电动驱动，液压驱动效率低，噪声大，洞内温度上升快，而电动驱动效率高，洞内环境好（噪声小、温度低）。
三、地铁隧道盾构掘进技术及要点
1、盾构始发及初始掘进阶段
盾构始发及初始掘进在地铁隧道工程施工中占有十分重要的位置，而且随着隧道埋深、尺寸的加大和周围施工环境的日趋严峻，这对盾构工程始发和初始掘进的技术要求越来越高，常常需要根据实际情况采用多种技术措施保证开挖面地层的自稳性，利用挡土墙和水泥加固土墙作为构筑物防止开挖面崩塌，在不良地质路段必须对地基进行改良，确保开挖面稳定后再进行施工。为确保施工可靠和安全，在洞口初始掘进后，需对初始掘进段开挖面加压，并采用水泥浆封闭隧道壁，使隧道洞口尽早稳定。在具体施工程施工中，为减少盾构推进阻力，始发前需在基座轨道上涂抹润滑油膏，并在刀头和密封装置上涂抹油脂，减少刀盘上刀头对洞门的破坏。此外，还需严格控制始发基座导轨的标高、间距及中心轴线，防止盾构旋转、上飘，并通过加强监测来及时调整盾构掘进参数，保证盾构的掘进姿态。在盾构初始掘进阶段需要通过试验段掘进获得盾构掘进的各项参数，并通过地表隆陷、地层位移规律的监控量测来对盾构掘进参数进行调整。
2、盾构正常掘进阶段
依据盾构始发及初始掘进阶段确定的盾构掘进各项参数，盾构机就可以进入正常掘进阶段。为使盾构机获得理想的掘进效果，在保证刀盘与刀具的适应性、碴土的流动性和止水性的基础上，还需根据线路沿线的不同地质条件选择不同的掘进模式，通常有土压平衡模式、半敞开式和敞开式掘进三种掘进模式。当盾构通过不同的地层时，应及时改变盾构的掘进工况，并合理设置各种参数，以保证盾构机能够适应地层的变化要求，在保证土体结构稳定的同时，提高掘进施工效率。在具体工程施工中，必须在施工前采用钻探设备对沿线地质情况和土层变化进行测试，以方便盾构机及时调整掘进模式，并保证盾构机在切换到不同地层掘进模式时有10m以上的工况过渡段。此外，还需对螺旋输送机的排土速度、盾构机的掘进姿态及地基变形情况进行检测，确保地铁隧道盾构掘进施工的顺利进行。在坡度段施工时，还应严格控制开挖土量、注浆材料的稳定性、隧道内排水情况等，并在上坡时加大盾构千斤顶推力和稳固后方台车。
3、盾构到达掘进阶段
盾构机到达掘进是完成正常掘进后接近到达端头竖井时改变掘进姿态，在采取多种保护地铁隧道土体稳定措施后，按所定路线将盾构机推进竖井的过程。通常盾构到达掘进施工可以采用盾构机到达后拆除挡土墙再推进和盾构机到达前拆除挡土墙再到达两种方法，前者具有工种少、施工性好的优点，被广泛用于地层稳定性好的中小断面盾构工程中；而盾构机到达前拆除挡土墙再到达的方法需要对地基进行高强度的改良加固，可以提高洞口防渗性和防止地基坍塌，有利于地层稳定，主要用于大断面盾构工程中。在具体工程施工中，为确保盾构机能够准确到达端头竖井，需在离端头100m和50m时采用自动导向与人工测量相结合的方法及时调整盾构姿态和纠偏，并逐渐降低掘进速度、减少掘进推力，但此过程中由于盾构推力的减少会造成管片反力的降低，使得管片的接缝出容易产生漏水现象，需在每环管片安装四个固定板。
结束语
盾构法隧道工程是一项综合性施工技术，通过多年不断摸索和实践已经形成了一套比较成熟的施工技术，在地铁建设中得到了广泛的应用。
参考文献：
[1]洪开荣.关于地铁盾构隧道几个问题的探讨[J].隧道建设，2013（1）.
[2]刘伟立.隧道盾构推进段施工的难点和对策分析[J].城市建筑，2014，（2）.
[3]谭中盛.软硬不均地层盾构姿态控制及管片防裂技术[J].中国工程科学2010（12）.
【关键词】 地铁盾构法；隧道施工；技术
引言
盾构法施工是隧道掘进施工方法的一种，它的特点是机械化、自动化。这项施工方法西方发达的国家在很早之前就已经开始使用于地铁施工和尘世地下排水隧道中。近年来，在取排水隧道施工、越江海隧道和城市地铁隧道中我国也开始采用这项技术。
一、盾构法的原理和施工程序
传统技术最为显著的特点就是埋藏浅，通常距离地表较近。在施工中由于地层的损失会造成地面的明显移动，会对周边环境造成影响，所以对施工中的支护、排水、灌浆等都有较高的要求，增加了具体的施工难度。盾构法结合了我国隧道建设的实际特点，充分关注地质、水文条件。在施工中采取了多种辅助措施来巩固围岩，增加围岩的承受力，并且在开挖后，及时的支护，和围岩形成一个完整的支护体系。
盾构法施工需要在隧道终端和始端建造基坑或者是竖井，以便可以对设备进行拼装，当隧道过长时，还需要设置检修井。工作井的大小需要根据盾构的具体形状和大小决定。一般井的宽度需要超出盾构机2m左右，这样可以方便盾构机的维修。井的长度需要满足盾构机的安装和拆卸的要求，此外还需要考虑到盾构机进出洞。此外盾构法的施工程序还有土层的开挖、盾构机的推进、衬砌拼装、衬砌背后压注等。在进行这些工序时，必须确保这些工序及时的进行，不能出现耽搁，长时间的的停顿会对路面产生影响，可能会造成路面或者建筑物的下沉。
盾构法施工依赖的是盾构这种施工器具，盾构除开挖外，还可以起到强有力的支撑，盾构机钢管机似的外形可以抵挡来自外界水和地层的较大压力。盾构主要由三部分组成，分别是切口环、支撑环、盾尾。经常用到的盾构有圆形、椭圆形、半圆形。盾构法施工速度快，并且开挖的洞体比较稳定，对周围的环境影响小，尤其是对建筑物造成的影响不大。此方法适用于粘性土层、砂层、全面断岩层、上软下硬地层等地质，在城市建设中有很大的优势。
二、盾构选型的一般原则
1、以开挖面稳定为核心，盾构选型应在充分把握地层条件的基础上进行。
2、应考虑土的塑性流动性、土的渗透系数等，这对开挖面的稳定非常重要。塑性流动性直接影响土的顺畅排出，若地层透水性太高，地下水则可能通过开挖腔室和螺旋输送机内的废渣流入隧道。一般认为，m/s的渗透系数是土压平衡盾构作业的经验上限值。
3、应考虑地下水的含量及水压，这往往要与土的塑性流动性及透水性结合考虑，高水压、高渗透性的情况是非常不利的。这涉及到是选用泥水盾构还是土压盾构以及盾尾密封的选型。在日本，特别是饱和砂土层中泥水盾构的使用占绝大多数。
4、应视地层中有无砂砾和大卵石，这直接影响到土的渗透性、切削刀盘的磨耗、切削刀开挖时对地层的扰动范围、刀盘的开口率、对卵石的破碎方式及其排出方式。
5、应考虑土层的粒径分布，一般都采用土层颗粒曲线来界定不同盾构的适用土层。总的来说，粒径大时宜采用泥水盾构，粒径小时宜采用土压盾构。
6、隧道的线形和转弯半径也是应考虑的因素，盾构机本体的长度与直径比及盾尾间隙直接影响盾构的转弯及纠偏能力。一般，长度与直径之比（L/D）应≯1.0，当转弯半径过小时可考虑采用铰接式盾构。
7、盾構选型时，必须根据土质条件决定切削刀的形状、材质和配置。必要时同时配置切削刀和滚刀，形成盾构和TBM的混合刀盘。
8、刀盘的装备扭矩也与盾构选型有关，盾构装备扭矩T=a（D为盾构外径，a为扭矩系数，对泥水盾构a=9-15；土压盾构a=8-23）。显然，采用泥水盾构有利于减小刀盘切削阻力，从而减轻主轴承的负荷。
9、盾构施工对周围环境的影响也是盾构选型时应考虑的因素。比如地层变形的许可程度、有无地下构筑物等，再比如泥水处理以及废渣的倾倒是否对环境有污染等。
10、最后，盾构的选型还应考虑对工作环境的影响。比如，盾构的刀盘驱动是液压驱动还是电动驱动，液压驱动效率低，噪声大，洞内温度上升快，而电动驱动效率高，洞内环境好（噪声小、温度低）。
三、地铁隧道盾构掘进技术及要点
1、盾构始发及初始掘进阶段
盾构始发及初始掘进在地铁隧道工程施工中占有十分重要的位置，而且随着隧道埋深、尺寸的加大和周围施工环境的日趋严峻，这对盾构工程始发和初始掘进的技术要求越来越高，常常需要根据实际情况采用多种技术措施保证开挖面地层的自稳性，利用挡土墙和水泥加固土墙作为构筑物防止开挖面崩塌，在不良地质路段必须对地基进行改良，确保开挖面稳定后再进行施工。为确保施工可靠和安全，在洞口初始掘进后，需对初始掘进段开挖面加压，并采用水泥浆封闭隧道壁，使隧道洞口尽早稳定。在具体施工程施工中，为减少盾构推进阻力，始发前需在基座轨道上涂抹润滑油膏，并在刀头和密封装置上涂抹油脂，减少刀盘上刀头对洞门的破坏。此外，还需严格控制始发基座导轨的标高、间距及中心轴线，防止盾构旋转、上飘，并通过加强监测来及时调整盾构掘进参数，保证盾构的掘进姿态。在盾构初始掘进阶段需要通过试验段掘进获得盾构掘进的各项参数，并通过地表隆陷、地层位移规律的监控量测来对盾构掘进参数进行调整。
2、盾构正常掘进阶段
依据盾构始发及初始掘进阶段确定的盾构掘进各项参数，盾构机就可以进入正常掘进阶段。为使盾构机获得理想的掘进效果，在保证刀盘与刀具的适应性、碴土的流动性和止水性的基础上，还需根据线路沿线的不同地质条件选择不同的掘进模式，通常有土压平衡模式、半敞开式和敞开式掘进三种掘进模式。当盾构通过不同的地层时，应及时改变盾构的掘进工况，并合理设置各种参数，以保证盾构机能够适应地层的变化要求，在保证土体结构稳定的同时，提高掘进施工效率。在具体工程施工中，必须在施工前采用钻探设备对沿线地质情况和土层变化进行测试，以方便盾构机及时调整掘进模式，并保证盾构机在切换到不同地层掘进模式时有10m以上的工况过渡段。此外，还需对螺旋输送机的排土速度、盾构机的掘进姿态及地基变形情况进行检测，确保地铁隧道盾构掘进施工的顺利进行。在坡度段施工时，还应严格控制开挖土量、注浆材料的稳定性、隧道内排水情况等，并在上坡时加大盾构千斤顶推力和稳固后方台车。
3、盾构到达掘进阶段
盾构机到达掘进是完成正常掘进后接近到达端头竖井时改变掘进姿态，在采取多种保护地铁隧道土体稳定措施后，按所定路线将盾构机推进竖井的过程。通常盾构到达掘进施工可以采用盾构机到达后拆除挡土墙再推进和盾构机到达前拆除挡土墙再到达两种方法，前者具有工种少、施工性好的优点，被广泛用于地层稳定性好的中小断面盾构工程中；而盾构机到达前拆除挡土墙再到达的方法需要对地基进行高强度的改良加固，可以提高洞口防渗性和防止地基坍塌，有利于地层稳定，主要用于大断面盾构工程中。在具体工程施工中，为确保盾构机能够准确到达端头竖井，需在离端头100m和50m时采用自动导向与人工测量相结合的方法及时调整盾构姿态和纠偏，并逐渐降低掘进速度、减少掘进推力，但此过程中由于盾构推力的减少会造成管片反力的降低，使得管片的接缝出容易产生漏水现象，需在每环管片安装四个固定板。
结束语
盾构法隧道工程是一项综合性施工技术，通过多年不断摸索和实践已经形成了一套比较成熟的施工技术，在地铁建设中得到了广泛的应用。
参考文献：
[1]洪开荣.关于地铁盾构隧道几个问题的探讨[J].隧道建设，2013（1）.
[2]刘伟立.隧道盾构推进段施工的难点和对策分析[J].城市建筑，2014，（2）.
[3]谭中盛.软硬不均地层盾构姿态控制及管片防裂技术[J].中国工程科学2010（12）.