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城市轨道交通工程施工方法之盾构法施工[详细]

一、盾构法施工概述

盾构法是一种高效的地下隧道施工方法，广泛应用于城市轨道交通、隧道、地下管道等领域的建设。其基本原理是利用盾构机在地下挖掘过程中，形成一条连续的隧道，从而实现隧道施工的自动化和连续化。盾构机由前端的盾构头部、主体部分和尾部组成，通过盾构头部的切削和主体部分的推进，完成隧道的开挖和支护。盾构法施工具有以下几个显著特点：首先，施工速度快，通常每天可以开挖100米以上的隧道长度；其次，施工环境安全，盾构机在封闭环境中施工，有效避免了传统挖掘方法中存在的塌方、涌水等安全隐患；再次，施工质量高，隧道结构稳定，对周边环境影响小。例如，在2016年，上海地铁14号线某段隧道施工中，盾构法施工仅用约100天就完成了隧道贯通，大大缩短了工期。

盾构法施工过程中，盾构机的选型至关重要。盾构机的主要参数包括直径、推力、功率等，根据隧道的直径和地质条件进行选择。以某地铁工程为例，隧道直径达14.93米，地质条件复杂，施工方选用了直径为15.43米的泥水盾构机。该盾构机配备有强大的切削系统、泥水循环系统和推进系统，能够应对复杂地质条件，保证施工质量和效率。此外，盾构法施工在地质条件适宜的情况下，可以实现一次连续贯通，大大缩短了施工周期。

盾构法施工在我国已取得了一系列重要成果。近年来，随着城市化进程的加快，我国城市轨道交通建设迅速发展，盾构法施工在城市轨道交通中的应用越来越广泛。据统计，截至2020年底，我国已开通地铁的城市超过50座，其中超过70%的地铁隧道采用了盾构法施工。这些隧道在施工过程中，盾构法表现出了良好的施工性能，为我国城市轨道交通建设提供了有力保障。例如，在2019年，北京地铁新机场线某段隧道施工中，采用盾构法仅用约10个月就完成了隧道贯通，为北京新机场的建设提供了重要支持。

二、盾构法施工准备

(1)盾构法施工准备阶段至关重要，它直接影响到后续施工的顺利进行。首先，需要对施工场地进行详细勘察，包括地形地貌、地质结构、地下水情况等，以确保盾构机能够安全、高效地施工。同时，根据勘察结果，制定详细的施工方案，包括盾构机的选型、施工工艺、施工进度安排等。例如，在2018年，某城市地铁工程在施工准备阶段，对施工场地进行了为期两个月的详细勘察，确保了后续施工的顺利进行。

(2)施工前的准备工作还包括对施工队伍的培训和设备检查。施工队伍的培训是保证施工质量和安全的关键，需要对盾构机操作人员、安全员、技术人员等进行专业培训，确保他们具备相应的技能和素质。设备检查则是对盾构机及其配套设备进行全面检查，确保其性能稳定，无安全隐患。例如，在2019年，某地铁工程在施工前，对盾构机操作人员进行了一个月的封闭式培训，并对盾构机进行了全面检查，确保了设备的良好状态。

(3)在盾构法施工准备阶段，还需要对隧道周边环境进行调查和保护措施的实施。隧道周边环境包括建筑物、地下管线、地下水位等，需要对这些因素进行全面评估，并制定相应的保护措施。例如，在2020年，某地铁工程在施工前，对隧道周边的建筑物和地下管线进行了详细调查，并制定了详细的保护方案，包括监测、隔离、加固等措施，以确保施工过程中周边环境的稳定和安全。此外，还需对施工过程中可能产生的环境污染进行预防和治理，确保施工过程符合环保要求。

三、盾构法施工过程及注意事项

(1)盾构法施工过程主要包括盾构机的组装、盾构机的推进、隧道结构的建造和施工结束后的拆除工作。以某城市地铁工程为例，该工程采用盾构法施工的隧道长度为10.5公里，直径为6.2米。在盾构机组装阶段，施工方严格按照设计要求，对盾构机进行了精确组装，确保了盾构机的整体性能。盾构机推进过程中，平均每天推进速度达到20米，最高日推进速度达到30米。在隧道结构建造方面，盾构机在开挖的同时，同步进行隧道衬砌的施工，确保了隧道结构的稳定性和防水性能。施工过程中，盾构机共完成了约3000个衬砌块的安装，有效提高了施工效率。

(2)盾构法施工过程中，需要注意以下几个方面。首先，地质条件的变化可能导致盾构机在推进过程中遇到障碍物，如孤石、大粒径砂卵石等。针对这种情况，施工方需提前进行地质勘察，合理设计盾构机的掘进参数，确保盾构机能够顺利通过复杂地质。例如，在2017年，某地铁工程在盾构法施工过程中，遇到了大粒径砂卵石，施工方通过调整掘进参数和采取辅助措施，成功通过了这一地质难点。其次，盾构机在推进过程中，需保持稳定的推进速度，避免因速度过快或过慢导致隧道结构变形。最后，施工过程中，需加强对盾构机及其配套设备的监控和维护，确保设备的正常运行。

(3)盾构法施工结束后的拆除工作同样重要。拆除工作主要包括盾构机的撤离、隧道结构的检查和修复等。以某城市地铁工程为例，在盾构法施工结束