众所周知，我国幅员辽阔，在构建城市公共交通网络的过程中，不免会遇到各类复杂地质条件，尤其地铁隧道工程，会受到地质条件干扰与影响显著，需严格把控施工工艺。而盾构施工工法，是当下地铁隧道施工建设常用的技术手段之一，值得深入探讨。
一、工程概述
本工程为杭州地铁10号线一期施工总承包标段土建二工区，起讫里程DK8+895.786～DK12+353.219，工区长度为3457.433m。工程内容包括：国际会展中心站～祥园路站区间、祥园路站、祥园路站～杭行路站区间、杭行路站，共两站两区间的土建工程施工。
二、盾构法施工技术特征
盾构施工工法，主要是结合工程需求及地质条件，选取合适的盾构机型，采用暗挖施工的方式，完成隐蔽性施工工程任务。期间，需要借助千斤顶对机械提供压力，使之持续向前推进。而且在施工挖掘期间，需持续将形成的土料运输出去，保持作业面空间达标。另外，相较于其他施工方法而言，盾构施工技术还表现出以下典型施工特征：其一，盾构施工工法，能减少工程建设对周边环境的影响和干扰。因属于地下施工作业在地铁隧道建设期间，借助盾构机的施工形式，能最大限度降低对地面建筑物以及环境的不良影响，不仅能满足工程建设需求，而且还有利于减少施工建设的噪音污染和环境污染，因而具有较好的施工优势得到广泛应用。其二，盾构施工工法更适用于一些隐蔽性工程建设需求，尤其在无法进行明挖施工作业的工程建设任务中，盾构施工工法的优势更为显著。但要注意，盾构施工工法需要严格保证施工精度，管控施工偏差问题，才能提高整体的安全性稳定性。为此在具体施工期间，盾构施工过程中，需要额外注意管片的精度值，应将误差控制在0.5毫米左右[1]。
三、复杂地质条件下地铁隧道盾构始发掘进施工选型
（一）盾构机选型原则
在本次地铁隧道工程建设期间，考虑到存在诸多复杂地质条件因素，因而选择盾构机机型时，主要遵循以下选型原则：（1）严格保证施工过程中的安全性，可靠性及成本特征，能够在前期地质勘测的基础上，结合水文地质条件，合理调整盾构机进行。（2）所选取的盾构机应适用于工程建设的复杂地质条件特征，必要时应在工程建设期间，根据具体建设需求，灵活调整盾构机类型。（3）所选取的盾构机械，必须能够同时适应多条隧道工程，以便于后续机械调控与装配。（4）盾构机选取的同时还要配置合理的施工工法，满足工程建设需求，尤其施工曲线半径以及掘进长度都需与施工工法相匹配。（5）在配置盾构机过程中，还要同时增设一定的配套设备，满足盾构机开挖能力。（6）所选取的盾构机械要具有足够的支撑和稳定能力，尤其在长距离掘进施工期间，也应保证较高的掘进效率。
（二）盾构机选型影响因素
除了遵循选型原则外，还要充分考虑影响因素，才能保证选型适当。具体而言，在试行期间应考虑到可能存在的不利因素，根据以往盾构施工工法的经验，总结在施工建设期间主要集中在水文地质条件影响因素上，施工单位应在前期确认盾构机机型时，将以下关键问题考虑其中：第一，掌子面失稳现象。在盾构施工期间，如若遇到不良处置条件容易出现掌子面失稳问题。如区间内部围岩的土质，以残疾砂质粘土层或全风化花岗岩为主，严重影响整体的稳定性。尤其在正式盾构施工建设期间，盾构机的出土装置不仅要满足应有的工程建设需求，还必须应付较大的地下水压力，容易对整体施工质量造成影响。第二，地表沉降或隆起问题，在盾构机施工过程中，需要考虑可能存在的沉降风险或隆起风险，并以此为依托，选取合适规格的盾构机型。第三，盾构施工期间若出现卡机问题，也会严重影响施工进度与施工质量。部分地铁隧道施工区段内，可能存在分布广泛的孤石复杂地质条件，前期在历史。前期地质勘测期间便应充分做好考量，能够选取恰当的盾构机机型。第四，盾构施工期间地下管线也应纳入考量范围内，尤其需穿越市政各类管线时，极有可能在施工期间造成施工安全隐患，如燃气管线，供水管道或供热管道等等。
四、不同复杂地质条件下地铁隧道盾构始发掘进施工技术要点
（一）穿越燃气管线盾构掘进施工要点
综合以上分析，在地铁隧道工程始发掘进施工中，必须充分考虑各类复杂地质条件特征，并合理推进盾构施工工序。其中，遇到穿越燃气类管线盾构掘进施工时需要严格管控施工技术要点，主要包括以下关键内容：（1）为切实降低盾构掘进施工期间，对上层管线的扰动影响，避免造成管线泄漏风险，在具体盾构施工过程中，需采取同步注浆的方式，提高整体的保护效果和支撑作用，提升整体稳固性。尤其注浆过程中，还要及时开展二次注浆作业，并设置适宜的注浆半径。（2）注浆浆液的配置应保证符合预设工程要求，配合比应严格落到实处，方能满足掘进施工中的支撑需求。（3）盾构掘进施工过程中要合理调整盾构姿态，尽量做到不后退不变向持续向前推进。（4）当需穿越管线掘进施工时，为保证顺利完成施工任务，应尽量控制盾构的速度，保持匀速前进。除以上关键施工要点外，穿越管线盾构掘进施工期间，也应保持动态监测机制，能够定期监测有无出现管道泄漏现象，及时采取应急处理办法。
（二）孤石与基岩突起盾构施工要点
若地铁隧道施工建设期间，也会遇到孤石或基岩突起的复杂地质条件，也应严格管控盾构掘进施工技术要点。前期应采用指定的探测工法，对施工区域进行地质勘探，集中对施工区域进行检验分析。一般需采用钻孔并配合综合分析法，完成盾构区间的探测任务。而探测点位的选取也极为重要，按照隧道的轴线并向两侧适当放宽探测距离，提高探测的密度。确认好施工区域内孤石的分布情况。若在探测过程中，出现凸起基岩的问题也应适当调整钻孔探测的点位，提高整体探测精度，进而准确判断出基岩界限。施工过程中应采用合理的处理办法，为盾构掘进施工创造有利条件。主要可分为地面施工以及地下处理，如若具备地面施工的基础特征，可利用源探测孔优先进行处理调整，就以往常见的施工方法而言，可利用爆破法集中处理这一复杂条件特征，满足具体施工要求。但要注意合理设置爆破孔的数量，装药量等，为后续满足盾构施工掘进做足保障。但若地表不具备作业条件，在处理过程中应首先加固周边地层，后续借助盾构机更换刀片的方式，集中处理孤石和基岩[2]。
（三）喷涌盾构施工处理要点
除以上常见复杂地质条件外，在盾构掘进施工期间，也容易产生喷涌问题，其根本原因主要与地下水源有关。针对这种复杂地质条件，在施工期间需要充分考虑渣土的触变性特征，合理调整施工工序，避免出现流沙或喷涌现象。尤其在盾构掘进期间，对土体条件特征要求极为严格，必须保证施工作业环境，从而提高掌子面的稳定性，避免危及地表的安全。具体施工过程中，应严格做好以下施工要点：首先，若盾构施工过程中出现喷涌现象将难以控制出渣量，使得盾构机施工进度缓慢，不仅会增加施工成本，还极有可能造成施工安全隐患。针对这种复杂地质条件，可通过添加外加剂的形式，尽可能的改变施工区域的不良土体特征，尽量减少土体的流动性。其次，在盾构掘进施工过程中，要适当向土舱内部增注高压气，有利于提高内部阻力，从而有效阻止地下水向作业土舱回流。另外，向前掘进期间要将螺旋机后闸门关闭，但要保证螺旋机能达到2~3转左右，这样才能让渣土及时排出。在此基础上，喷涌盾构施工处理时需要适当调控注浆工序，尤其要提高砂浆中水泥的含量，从而解决内部流动性过强的问题，每隔一段距离借助二次注浆工序，提高整体处理效果。
（四）管片上浮段掘进施工要点
盾构掘进施工中，若遇到管片上图段的复杂地质条件，施工单位必须适当调整掘进施工工序，采取恰当的应对措施，保证掘进施工质量及进度。第一，优化注浆浆液的配合比，结合具体施工情况灵活调整，尽量减少浆液凝固时间，让整个施工环节更为顺畅。尤其应尽量保证管片在脱出盾尾后快速恢复到平稳状态。第二，盾构掘进施工期间也要灵活调整掘进姿态，但应尽量实施微调办法，将偏差逐步纠正，每次纠正的数值控制在三毫米左右，从而确保盾构掘进施工的线性结构，避免出现蛇形隧道。第三，针对管片上浮段的掘进施工，必须严格控制掘进速度，既不能过快，也不能过慢，尽量确保施工作业期间，位移问题得到有效管控。第四，盾构施工过程中，每间隔十环应集中对全断面注浆做止水环处理，避免壁厚砂浆水含量过高。
（五）结泥饼问题施工掘进要点
最后，地铁隧道施工期间也容易出现解泥饼的问题，如若不能合理加以优化应对，极有可能影响施工质量。而分析结泥饼问题的形成原因，一方面多与地层地质因素相关联，影响了盾构施工过程中周边的土质条件，内部大量的泥质砂岩或粉砂岩等不良土体，严重干扰了盾构施工掘进的整体效果。另一方面，该问题的形成，也可能由于盾构机刀具及刀盘的系统缺陷导致。从以上分析来看，想要解决泥饼问题，保证盾构掘进施工成效，应严格落实以下施工技术要点：其一，施工前期应做好地质勘测工作，评估是否存在易引起该施工问题的不良地质特征，矿物质含量超出25%，必须提高重视度，合理设置施工方案。其二，盾构掘进施工过程中需设计好刀盘开口率，同时滚刀和刮刀的间距也要合理管控。其三，掘进过程中，要保持动态观测状态，时刻注意泡沫注入孔的通畅程度。其四，应在整体掘进施工期间，控制好内部的温度变化，可通过适当注入冷水等办法降低渣土温度，避免影响掘进施工质量。
结语
综上所述，在建设地铁隧道工程期间，盾构掘进施工工艺日趋成熟，施工单位必须把握好施工工艺的关键要点，能结合各类复杂地质条件特征，选取合适的盾构机机型，并严格遵循关键施工工艺要求，提高盾构掘进施工质量。
参考文献
[1]吕辉, 赵康康, 李雷, 景勇. 复杂地质及环境条件下地铁区间隧道盾构施工技术[J]. 云南水力发电, 2022, 38 (09): 80-83.
[2]赵清涛, 周大为, 宁浩, 于进洋, 解相龙. 复杂地质条件下盾构隧道“绿色施工”技术研究——以杭州地铁8号线一期工程为例[J]. 中国建材科技, 2021, 30 (06): 115-118.