通過介紹天津地鐵1號線盾構施工中的重要參數以及對環境特別是重要構築物的保護方案和措施，說明在天津地鐵區間施工中引入盾構法施工的合理性和實用性。
工法施工屬於地下工程中的“非開挖”技術，其選擇和應用受具體土質工程地質、水文地質條件等相關因素的影響。地質資料表明，天津地處沖積平原，土層主要為第四紀上更新統第壹大陸層、第壹海洋層、第二大陸層、第三大陸層、第二海洋層和第四大陸層，主要為粉土和粉質粘土軟土。從地質條件來看，天津地鐵更適合盾構施工。因此，盾構法的引入解決了天津地鐵區間施工對周邊環境的影響，工程造價低於礦山法。
結合天津的實際情況，介紹了盾構施工在天津地鐵工程中的應用。
1概述
天津地鐵1號線新建區間盾構區間分為小白樓站-下瓦房站、下瓦房站-南樓站、南樓站-土城站三段，全長3 440 m..結構段頂部埋深6 ~ 12m，洞身主要位於第四系上更新統第壹海相層、第二陸相層和第三陸相層。隧道內徑5500毫米，管片厚度350毫米。三段均采用單向推進、不過站、不調頭的施工工藝。
根據天津的地質條件，三個標段均采用EPB盾構機。本次施工采用了德國Herrick公司和日本川崎公司的盾構機，並通過工程實踐獲得了壹定的技術參數。具體應用情況是小白樓站-下瓦房站和下瓦房站-南樓站采用德國Herrick盾構機，南樓站-土城站采用日本川崎設備。
結合小白樓站-下瓦房站的施工，從以下幾個方面介紹了盾構法在天津地鐵中的應用。
2盾構機的選擇
盾構機的選型主要根據工程區域的地層工程地質和水文地質、工程的線路條件(包括平、立隧道的線型、沿線環境條件、地下障礙物等。)，以及盾構機的機械性能。結合天津地區均勻飽和軟弱地層的特點，采用適用地層範圍廣、技術先進合理、在其他地區應用成熟的土壓平衡盾構機。
3盾構推進施工參數設置
(1)平衡壓力值的設置
根據計算，當盾構通過加固區時，該值約為0.17 MPa；正常斷面推進時該值約為0.20 ~ 0.24 MPa。
(2)盾構機推力設定
實際施工中，盾構通過加固區時，該值約為10000 kn；在正常斷面，該值約為10000 ~ 13000 kn。
(3)促進出土量的設定
每環理論開挖量=(π×D2×L)/4=32.05m3/環。
盾構掘進實際開挖量控制在98% ~ 100%，通過加固區時開挖量約為32m3/環。正常斷面推進時，開挖量約為31 ~ 32 m3/環。
(4)推進速度的設定
加固區推進速度應控制在10mm/min左右；正常推進時在保證地面變形滿足設計要求和規範的前提下，推進速度基本為30 ~ 50 mm/min。壹般情況下，每天可以推進8 ~ 10環，最快20環/天，最慢5環/天。
(5)刀盤油壓設定
加固區土質較硬，進度較慢，刀盤油壓值較高，壹般為16 ~ 18 MPa；離開加固區域後，盾構機正常推進，油壓值基本在14 ~ 16 MPa。
4地面變形控制
影響地表變形的因素主要有兩個:盾構推進、同步註漿和墻後補充註漿。
(1)盾構推進引起的地面變形
本段使用的盾構機為土壓平衡盾構。平衡壓力P0的設定範圍是
(水壓，主動土壓力)< P0 & lt(水壓被動土壓力)
以平衡壓力與正土壓力的匹配為控制目標，將實測土壓力值P1與P0值進行比較，根據此壓力差進行相應的棄土管理。控制流程如下:
當P0
當P0 >時；Pi，盾構機平衡壓力高於正土壓力，導致欠挖和地面隆起；
P0=Pi時，盾構機正常推進。
因此，盾構機的平衡壓力控制直接導致了盾構機前方地面土體的變形。
(2)盾構推進
盾構直徑為6.39m，管片直徑為6.2m m，如果盾構施工後的建築空隙沒有填滿，周圍的土體就會向這個空隙移動，造成地面沈降。盾構推進中襯砌墻的同步註漿和後註漿是填補土體與管片環間建築空隙、控制地面變形和減小後期變形的主要手段，也是盾構推進施工中的重要工序。
①同步灌漿
每環理論建築間距:1.0π(6.392-6.22)/4 = 1.87 m3。
盾構外徑:φ6.39米；管片外徑:φ 6.2m
每圈灌漿量壹般為建築縫隙的150% ~ 250%，即每圈同步灌漿量為2.81 ~ 4.68m3..抽水出口的壓力要根據不同深度和土質來控制，壹般在0.3MPa左右。
漿液配比見表1。
②墻後灌漿
當盾構推進到特殊地段，地面有需要保護的建築物(王中山故居)或管線時，可根據實際情況和地層變形監測信息及時調整墻後註漿。漿液可以是雙液漿，註漿的壓力值、量和具體位置視實際情況而定，壹般註漿壓力為0.3 ~ 0.4 MPa。
泥漿比例見表2。
5主要施工技術措施
(1)嚴格控制盾構施工參數。
為了保證盾構沿設計軸線推進，必須采取以下措施來控制土壓力、推進速度和切口開挖量，並盡量減小平衡壓力的波動。同時，在曲線推進過程中，考慮到刀盤前方壓力的差異，需要同步調節控制左右兩段油壓值和左右推進千斤頂的行程，使其沿設計軸線推進。具體措施有:①根據開挖量和系統監控設備，及時觀察和調整盾構機平衡壓力；(2)根據出土土質情況和地質報告揭示的地層，提前預測正土壓力，及時調高或調低盾構機平衡壓力；(3)嚴格控制土倉壓力和開挖量，防止超挖和欠挖；(4)根據土壤的力學性質和盾構機的力學性質，控制刀盤的前移距離；⑤加快各環裝配速度，減少盾構機在軟土中的停留時間；⑥正常推進時，速度應控制在2 ~ 4厘米/分鐘。通過建築物時，推進速度應控制在65438±0cm/min左右。
(2)嚴格控制整改量。
盾構的曲線推進實際上是在曲線的切線上，所以推進的關鍵是保證對盾構頭部的控制。曲線施工時，盾構推進施工的環是糾偏，必須經常測量，經常糾偏，每次糾偏量盡量小，以保證楔形塊的環面始終處於曲率半徑的徑向垂直面內。控制和掌握壹次盾構糾偏的幅度，使糾偏盡可能均勻穩定，減少糾偏對周圍土體的影響。同時，在保證盾構前方變形控制的良好條件下，盾構施工應均衡、均勻，以減少盾構施工對地面的影響。
曲線段施工應嚴格控制管片拼裝位置。如果管片位置不理想，彎曲管片不能滿足糾偏，就要用軟木楔進行調整，使管片處於理想位置，保證盾構軸線。
(3)控制襯砌背後的灌漿
推進時應嚴格控制漿液的質量、數量、位置和壓力，並根據施工過程中的變形監測隨時調整註漿參數。如有必要，應使用墻後灌漿進行控制。在施工過程中，采用推進與灌漿聯動的方法。當註漿達不到要求時，暫停盾構推進，防止土體變形。
灌漿過程中應註意以下幾點，以保證灌漿效果:
①控制灌漿時間，確保在最佳時間采取灌漿措施；
(2)根據土質情況，確定同步註漿、半同步註漿或後推進註漿和後方註漿；
③根據不同的土質條件(土質、土壓力、承壓、水壓等)確定同步註漿壓力和註漿量。)和挖掘條件；
(4)采取措施防止後面註入的漿液從盾尾和工作面管片接縫處泄漏；
⑤根據充填效果和目的(是否考慮防滲等問題)，適當采取二次灌漿；⑥確保灌漿材料的質量和灌漿工藝的適宜性。
雖然設計軸線是平滑曲線，但在實際推進過程中，開挖軸線必然是壹段折線，曲線外開挖量較大。這樣必然會導致曲線外側的土壤流失，在開挖過程中建築物之間的空隙會有所增大。因此，在同步註漿填補施工間隙的過程中，需要加強曲線段外側的註漿量，同時對外層土體進行加固，使外層土體給予管片足夠的支撐力，減少隧道的水平位移，保證盾構沿設計軸線順利推進。
(4)超重建築物的補救措施和加強地面跟蹤灌漿。
盾構通過重要地段時，應加強對地面變形的監測和分析，及時調整推進參數。若地面建築物變形超過警戒範圍，則需通過隧道內的管片註漿孔進行墻後雙液註漿，並進行地面跟蹤註漿，保護建築物。
6施工難點
(1)盾構穿越“王中山故居”施工
浦口路與南京路之間，盾構軸線上方有壹座百年“王中山舊居”(磚木結構)，坐落在天然地基上，磚墻基礎1.0m，為保護此建築，對盾構推進軸線和地面變形控制要求嚴格。為了控制關鍵點，在施工中采取了上述技術措施進行控制，還采取了以下措施。
(1)加強地面跟蹤註漿。
由於“王中山故居”對變形非常敏感，盾構穿越建築物前方200m時，沿建築物外圍提前埋設可重復註漿的註漿花管，並布置壹定數量的監測控制點。盾構穿越建築物時，若地面建築物變形超過警戒範圍，需通過隧道內的管片註漿孔進行墻後雙液註漿，並及時進行地面跟蹤註漿，調整控制建築物沈降。只有地面灌漿措施對保護建築物更有效、更直接。
根據建築物與線路的關系，花管可沿周邊重復註漿，間距1.5m，埋深8 ~ 10m。泥漿主要材料的配比見表3。
(2)靜力水準法監測。
根據建築物的平面布置和基礎形式，結合結構與線路的平面關系，在結構的每個角落和每邊的中間埋設監控通信管。
由於施工措施得當，加上施工信息化的反饋，最終沈降量為-10.4mm，完全控制在其允許沈降範圍內(據推斷分析，“王中山故居”最大沈降量約為25mm)，確保了名人故居的安全。
(2)穿越磚砌汙水涵洞
磚方涵洞斷面尺寸為2.35m×2.35m，位於天津市河西區大沽南路、狄威路與尖山路交叉口。磚方涵洞總體走向為狄威路方向，斜向大沽南路。據調查，韓方建於1958，至今仍在使用。南樓站至土城站韓方與左、右線隧道交叉口隧道埋深分別為13.224m和13.596m。方涵位於地下3m以下，與隧道的凈距約為8.246m。
根據理論計算分析，方涵的沈降應控制在20 mm以內，施工中穿越地下結構時，通過采取以下措施，盾構掘進引起的地面沈降和變形基本控制在5 ~ 20 mm:
(1)根據盾構推進自動監控設備和地面監控的數據，及時調整盾構前壓力，合理控制推進速度；
(2)嚴格控制土倉壓力和開挖量，防止超挖和欠挖；
(3)控制盾構推進姿態的變化，保持均衡均勻施工，減少對地層的擾動。方涵處盾構隧道洞身位於300米半徑曲線上，控制盾構姿態和單次糾偏範圍，使糾偏量均勻穩定，以減少糾偏對周圍土體的影響；
④控制同步註漿的漿液質量、註漿壓力和註漿量，以減少盾構推進後土體的變形。
7結論
(1)盾構選型時考慮了小半徑施工，因此選擇了帶糾偏千斤頂裝置的鉸接式盾構。調整盾尾的位置可以改善盾尾與管片的相對位置，以便於管片的組裝，更好地控制隧道的推進軸線。
(2)調整刀盤的開口率和壓力對控制地面沈降至關重要。實踐證明，通過采取輔助措施，沈降可以很好地控制在設計範圍內。
(3)對於施工中的關鍵部位，加強監控，確保信息化施工的實現是達到預期目標的重要手段。
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