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盾构掘进施工九大常见问题及预防措施

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盾构掘进施工九大常见问题及预防措施

摘要：盾构掘进施工是地下工程中常用的一种施工方法，具有施工速度快、对周边环境影响小等优点。然而，在实际施工过程中，盾构掘进往往面临着诸多问题，如地层稳定性差、地下水控制困难、盾构机故障等。本文针对盾构掘进施工的九大常见问题，分析了其原因，并提出了相应的预防措施，旨在提高盾构掘进施工的效率和质量，降低施工风险。

随着城市化进程的加快，地下空间开发日益广泛，盾构掘进施工技术得到了广泛应用。盾构掘进施工具有施工速度快、对周边环境影响小、适应性强等优点，是地下隧道、地铁、管道等工程的重要施工方法。然而，在实际施工过程中，由于地质条件复杂、施工技术要求高、施工环境多变等因素，盾构掘进施工往往面临着诸多问题。本文针对盾构掘进施工的九大常见问题进行探讨，旨在为工程实践提供参考。

一、盾构掘进施工概述

1.1盾构掘进施工原理及特点

盾构掘进施工是一种利用盾构机在地下进行隧道开挖和支护的施工技术。其原理是通过盾构机的推进，将地层切削成适合隧道直径的环形空间，并在该空间内进行隧道结构的施工。盾构机主要由切削系统、推进系统、衬砌系统、导向系统和控制系统等组成。切削系统采用切削刀盘，能够高效地切削各种软硬地层；推进系统通过液压驱动，使盾构机向前推进；衬砌系统负责在开挖过程中对隧道进行即时支护，确保隧道结构的稳定；导向系统确保盾构机按照设计轨迹精确推进；控制系统则对整个施工过程进行监控和管理。

盾构掘进施工具有以下显著特点：首先，施工速度快。盾构机每小时可推进数米至数十米，相较于传统明挖法，施工周期可缩短数倍。例如，某城市地铁隧道工程采用盾构法施工，平均每天推进距离达到30米，大大缩短了工期。其次，对周边环境影响小。盾构施工在地下进行，对地面交通、居民生活的影响较小，有利于城市交通和居民生活秩序的维护。此外，盾构法适用于多种地质条件，如软土地层、硬岩地层等，具有较强的适应性。例如，某跨海隧道工程地质条件复杂，采用盾构法成功穿越了多个地质层，实现了隧道的顺利贯通。

盾构掘进施工的另一个特点是自动化程度高。现代盾构机配备了先进的控制系统，能够实现自动导向、自动纠偏、自动监测等功能，大大降低了人工操作难度，提高了施工效率和安全性。据统计，采用自动化盾构机施工的隧道，其施工精度误差可控制在±5毫米以内，远高于传统施工方法。此外，盾构法施工还具有施工成本低、隧道结构质量好等优点。例如，某城市地铁隧道工程采用盾构法施工，节约了约30%的施工成本，同时隧道结构质量得到了显著提升。

1.2盾构掘进施工工艺流程

(1)盾构掘进施工工艺流程主要包括前期准备、隧道开挖、衬砌施工、隧道验收四个阶段。前期准备阶段，需进行地质勘察、施工设计、设备选型等工作，为后续施工奠定基础。以某地铁隧道工程为例，地质勘察过程中，地质勘察队对地下30米范围内的土层进行了详细探测，确保了盾构机的顺利推进。

(2)隧道开挖阶段是盾构掘进施工的核心环节。在此阶段，盾构机沿着预定轨迹推进，切削地层并形成隧道空间。施工过程中，盾构机切削刀盘的切削速度和推进速度需根据地质条件和设计要求进行调整。例如，某隧道工程采用盾构机开挖，平均每天推进距离为40米，切削刀盘的切削速度控制在1米/分钟，有效保障了隧道施工的顺利进行。同时，为了保证施工安全，需要对盾构机进行实时监控，如盾构机压力、姿态、刀盘转速等参数。

(3)衬砌施工阶段，在隧道开挖完成后，对隧道进行即时支护，确保隧道结构的稳定性。衬砌施工主要包括管片拼装、防水层施工、注浆加固等环节。管片拼装时，需按照设计要求将管片精准拼接，以保证隧道结构的整体性。以某隧道工程为例，管片拼装精度控制在±5毫米以内，有效提高了隧道结构的耐久性。防水层施工采用高分子防水材料，确保隧道内无渗漏水现象。注浆加固则通过对隧道周围地层进行注浆，提高地层稳定性，降低沉降风险。隧道验收阶段，对施工完成的隧道进行质量检测和功能测试，确保隧道满足设计要求和使用标准。例如，某隧道工程在验收阶段，对隧道内径、净空高度、防水性能等指标进行了全面检测，均符合设计要求，顺利通过了验收。

1.3盾构掘进施工适用范围

(1)盾构掘进施工因其独特的施工方式和优点，适用于多种地下工程，尤其是那些地质条件复杂、施工空间受限的工程。例如，在城市地铁、隧道、地下停车场等项目中，盾构法能够有效穿越软土地层和岩层，减少对地面交通和居民生活的影响。据统计，全球已有超过2万公里的地铁隧道采用盾构法施工，其中包括上海、北京等地的多个大型地铁项目。

(2)在地质条件方面，盾