摘要：隨著隧道工程建設(shè)的發(fā)展，工程建設(shè)的規(guī)模越來越大，對施工技術(shù)水平的要求也隨之越來越高。近年來，盾構(gòu)法在隧道工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用并取得了長足的發(fā)展。擴徑盾構(gòu)法與盾構(gòu)法基礎(chǔ)上的人工擴挖法是隧道異型斷面施工的兩個常用方法。本文分析了這兩種方法在工程中的實際應(yīng)用，重點對盾構(gòu)法基礎(chǔ)上進行人工擴挖的步驟及異型斷面施工的主要技術(shù)問題進行了分析，以供同仁參考借鑒。

　　關(guān)鍵詞：盾構(gòu)法,隧道工程,異形斷面,施工技術(shù)

　　引言：近年來，盾構(gòu)法在隧道工程施工中的應(yīng)用逐漸增多。但是，現(xiàn)階段我國隧道工程盾構(gòu)設(shè)備能力不足，嚴重缺乏設(shè)計施工技術(shù)經(jīng)驗，往往只在直徑較小且斷面型式單一的區(qū)間隧道施工中才會采用盾構(gòu)法;其余大部分工程施工仍舊以礦山法和明挖法為主。對配合盾構(gòu)法施工異型斷面隧道或在盾構(gòu)法基礎(chǔ)上的人工擴挖法尚未開進行有益的嘗試，這在一定程度上限制了盾構(gòu)施工技術(shù)在我國的發(fā)展和推廣。

　　一、概述

　　盾構(gòu)隧道異型斷面通常是在原隧道的基礎(chǔ)上進行擴挖修建，這一工程施工的關(guān)鍵在于擴挖技術(shù)的應(yīng)用。現(xiàn)階段，主要采用擴徑盾構(gòu)法以及在盾構(gòu)隧道基礎(chǔ)上的人工擴挖法兩種方法進行異型斷面施工。總的來說，在下述幾種情況下，盾構(gòu)隧道要進行地中擴挖：

　　其一：在平行設(shè)置的兩個隧道間建造建筑物。

　　其二：建造地下設(shè)施的收容空間或者是組裝擴徑盾構(gòu)的空間。

　　其三：隧道的分岔處或接合處。

　　二、擴徑盾構(gòu)法

　　在隧道工程建設(shè)過程中，為了更好地滿足修建地鐵車站或者是安裝其它設(shè)備的需要，往往采用擴徑盾構(gòu)法，在原有盾構(gòu)隧道的部分區(qū)間進行直徑擴展。在擴徑盾構(gòu)施工過程中，首先將撤去原有襯砌并要挖去部分圍巖，從而保證有足夠的空間作為擴徑盾構(gòu)機的出發(fā)基地。

　　在撤除襯砌過程中，難免會對原有隧道產(chǎn)生擾動，促使其作用荷載和應(yīng)力發(fā)生變化，進而影響到原有結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，在實際施工中，應(yīng)采取有效預(yù)防措施，特別是對原有隧道的開孔部及其附近進行加固處理，進而保證隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

　　在撤除襯砌后，要對擴徑盾構(gòu)進行組裝，在組裝完成之后就可以開始掘進。通常情況下，應(yīng)設(shè)置合適的反力支承裝置以便于使推力均勻作用于機體尾部的圍巖。在尾部圍巖抗力不足的情況下，還要對圍巖進行加強處理。除此之外，也可以采用設(shè)置有效裝置的方式實現(xiàn)推力的轉(zhuǎn)移。

　　采用擴徑盾構(gòu)法進行施工一般應(yīng)遵循以下步驟：

　　—次盾構(gòu)掘進，修建一次盾構(gòu)基地，圓周盾構(gòu)，圓周盾構(gòu)掘進，完成擴徑盾構(gòu)出發(fā)基地，組裝擴徑盾構(gòu)，擴徑盾構(gòu)掘進，完成擴徑等。

　　擴徑盾構(gòu)法是一項先進的施工技術(shù)，目前在隧道工程施工中的應(yīng)用越來越多。擴徑部位是特殊的異型斷面，這個部位的應(yīng)力狀態(tài)極其復(fù)雜。在進行施工過程中，要注意以下幾點：

　　其一，在實際施工開始之前，為了減小出發(fā)基地的規(guī)模，應(yīng)盡量縮短盾構(gòu)機長。其二，開挖面作業(yè)空間的對盾構(gòu)開挖作業(yè)效率有著直接影響，因而，在確定開挖作業(yè)面的空間時必須要綜合考慮其作業(yè)性，通常要達到30cm以上。其三，進行擴進盾構(gòu)施工，應(yīng)配備能夠迅速進行組裝和拆卸擴徑管片的裝置。

　　其四，在拆除襯砌以及挖掉部分圍巖可能會導(dǎo)致原有隧道的結(jié)構(gòu)作用荷載和應(yīng)力的變化，進而影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對此，要在原有隧道開孔部及其附近采取加固措施，除此之外，還要進行測量以掌握襯砌應(yīng)力，在施工過程中實時監(jiān)測圍巖的狀態(tài)。

　　三、人工擴挖法

　　現(xiàn)階段,我國還未實現(xiàn)大量采用擴徑盾構(gòu)法進行施工。綜合考慮我國隧道工程的實際情況，在需擴挖的異型斷面施工時，通常采用在盾構(gòu)隧道的基礎(chǔ)上進行人工擴挖的修建方法，也就是說，在盾構(gòu)完成之后，再采用傳統(tǒng)的方法進行擴挖。在具體施工過程中，通常是先采用盾構(gòu)法貫通全部或部分暗挖區(qū)間，之后再在已形成的區(qū)間隧道基礎(chǔ)上擴挖聯(lián)絡(luò)通道、車站等特殊異型斷面。

　　總的來說，采用盾構(gòu)隧道基礎(chǔ)上的人工擴挖法修建異型斷面能夠有效地縮短建設(shè)周期，提高工程質(zhì)量，而且能夠有效確保施工安全，將對周圍環(huán)境的影響降低到最低，除此之外，盾構(gòu)法的長距離應(yīng)用還能夠產(chǎn)生規(guī)模效益，進而大幅降低工程成本投入，可以說一舉多得。

　　總的來說，采用盾構(gòu)隧道基礎(chǔ)上的擴挖法進行異型斷面施工的具體步驟為：對地層進行加固處理，隧道結(jié)構(gòu)超前支護→拆除管片→擴挖施工→臨時支護，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性→模筑混凝土，管片安裝→拆除支護。

　　現(xiàn)階段，大部分隧道工程都是采用敞開開挖面的方法進行地中擴挖施工，先行隧道施工已經(jīng)造成了圍巖一定程度的松動，對此，在進行施工時要采用輔助施工法等來加固圍巖，進而保證圍巖的穩(wěn)定性，隨后再進行分步開挖。

　　除此之外，還應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀苊馑淼兰敖Y(jié)構(gòu)物發(fā)生變形。通常情況下，可以采用特殊的管片或鋼制支架等邊支護圍巖邊擴挖。

　　在施工過程中，要重點考慮渡線和聯(lián)絡(luò)通道的接合方式，這是因為異型斷面位置應(yīng)力相對較為復(fù)雜，應(yīng)給予足夠的考慮與重視并采取有效的處理措施，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。

　　四、盾構(gòu)法隧道異型斷面施工技術(shù)要點

　　第一，在盾構(gòu)法隧道異型斷面施工過程中，為了更好地提升工程施工質(zhì)量，必須要采取措有效的預(yù)防措施，控制相鄰管片的應(yīng)力惡化，進而保證圍巖的穩(wěn)定性。

　　首先，在拆管片前，應(yīng)事先采取措施對圍巖進行超前加固，在擴挖過程中還要進行的臨時支護，通過設(shè)置臨時支柱或者是對管片后圍巖進行超前注漿加固處理等方法，保證圍巖的穩(wěn)定性。

　　其次，對于異型斷面的特殊管片、連接異型斷面與普通斷面的連接構(gòu)件等還要在研究比較的基礎(chǔ)上進行合理采用。連接構(gòu)件必須要保證異型斷面處于合理的受力狀態(tài)，而且外形美觀。除此之外，為了施工和操作的方便，還要合理設(shè)計、積極研發(fā)小型盾構(gòu)機械等適用于局部擴挖的小型機械，為工程施工的順利完成提供更多的保證。

　　第二，積極探索針對特殊異型斷面型式的結(jié)構(gòu)計算方法與模式，與此同時，還要全面模擬施工過程隧道的初期加固、開挖、管片拆除、拼裝特殊管片等力學(xué)行為。在原基本穩(wěn)定的圍巖和管片系統(tǒng)基礎(chǔ)上拆除管片是在盾構(gòu)隧道基礎(chǔ)上進行擴挖的一個關(guān)鍵，在將管片拆除之后，圍巖及相鄰管片的應(yīng)力就會進行重新分布，隨即而來的開挖優(yōu)惠對上一次的應(yīng)力狀態(tài)進行再一次的破壞，在管片安裝完成之后又會對應(yīng)力狀態(tài)進行新的調(diào)整，這些都影響著異型斷面的施工安全。因此，在進行各個環(huán)節(jié)的施工之前，要通過全面、系統(tǒng)、準確的分析與計算，充分掌握應(yīng)力的變化和調(diào)整規(guī)律，依此采取有效的應(yīng)對措施。

　　此外，還要在充分考慮連接部位應(yīng)力應(yīng)變分析方法的基礎(chǔ)上，優(yōu)化連接構(gòu)件的連接方式。一般情況下，采用搭接方式能夠有效改善連接部位的應(yīng)力狀態(tài)。

　　結(jié)語：

　　總之，近年來，盾構(gòu)法在我國隧道工程施工中的應(yīng)用越來越多。但是，目前我國在擴進盾構(gòu)法及盾構(gòu)法基礎(chǔ)上的人工擴挖法施工異型斷面方面尚未進行充分的嘗試與應(yīng)用，盾構(gòu)設(shè)計和施工經(jīng)驗不足，多數(shù)隧道工程采用明挖法和礦山法進行施工，這些都極大地限制了盾構(gòu)技術(shù)在我國的發(fā)展。對此，我們必須要加大科研力度，積極采用先進的技術(shù)和施工工藝，廣泛吸取國外先進經(jīng)驗，推動盾構(gòu)施工技術(shù)在我國的發(fā)展和推廣。

　　參考文獻：

　　[1] 周文波著;盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)及應(yīng)用;中國建筑工業(yè)出版社: 2004年1月

　　[2] 張自強;雙線盾構(gòu)隧道及聯(lián)絡(luò)通道復(fù)雜結(jié)構(gòu)受力分析[J].鐵道學(xué)報.2002.(6)

　　[3] 朱偉;盾構(gòu)隧道施工技術(shù)現(xiàn)狀及展望(第三講)--盾構(gòu)隧道應(yīng)用前景及發(fā)展方向[J].巖土工程界.2005(1)

　　[4] 鐘駿杰;盾構(gòu)施工技術(shù)綜述[J].特種結(jié)構(gòu).1997(2)

　　[5] 朱偉,陳仁俊;盾構(gòu)隧道施工技術(shù)現(xiàn)狀及展望 ( 第1講)---盾構(gòu)盾構(gòu)改進應(yīng)用 [J ].巖土力學(xué)與工程學(xué)報.2002 ( 12)