盾构技术在地铁施工中的应用

1、盾构技术在地铁施工中的应用隸迦卞敎近年来，随着盾构施工的掘进速度不断刷新，盾构应用水 平大幅度提升。在前不久北京地铁望京站的施工中，盾构机完成了 1400多米的掘进任务。盾构技术，在地下施工领域发挥了重要作用。盾构技术开创新局面中国工程院钱七虎、王梦恕等 5位院士曾在一份研究报告中指出：人 均GDP500美元，就具备了大规模开发利用地下空间的条件； 1000至 2000美元之间，则达到开发利用的高潮。2003年，我国人均GDP首次 突破1000美元时，北京等大城市已经迎来了地下工程开发建设的高潮。 在地下工程施工工法中，盾构以其技术先进和安全、快捷，受到越来越 多的推崇。业内人士公认，21世纪

2、是地下空间开发与利用的世纪，盾构专业技术将成为地下工程施工技术潮流新秀。盾构机是一种特殊的隧道掘进机，可以在防止开挖面崩塌并保持开挖 面稳定的同时，在盾壳保护下安全地进行隧道开挖和衬砌作业，速度比 传统施工快8至10倍，具有自动化程度高、占地面积小、不用大面积 降水、有利于环境保护和降低劳动强度等诸多优点。日本、欧洲是盾构 技术比较发达的国家和地区。20世纪末，我国实力雄厚的央企开始引进 盾构机，用于南方的隧道工程。1994年，在修建北京酒仙桥污水处理厂及亮马河北路污水管线工程中， 经过反复研究、多方论证，盾构法施工成为污水截流工程的最佳方案。 到2000年5月，亮马河污水管线盾构工程全长 仃

3、00米的污水管线完工。 沉降监测记录表明，所有数据都在可控范围内，工程沿线地面上的百余座建筑物安然无恙，工程质量完全满足设计要求。同时，工程总投资由4.5 亿元减少到 1.5 亿元，经济效益十分明显。由于盾构施工不需要降 水，因而少抽取地下水 380 万立方米，相当于一个半昆明湖的水量，对 于水资源紧缺的北京来说，弥足珍贵。亮马河污水管线工程获得北京市科学技术三等奖，被专家称为华北地 区应用盾构施工技术的开先河之举。紧接着， 北京市政集团四处在坝河 污水截流工程中， 只用 10 个月时间，完成了全长 3900米的污水管线施 工。其间，盾构机不但连续穿越东四环路、京顺路、机场路等，而且创 下一次

4、性掘进 2500 米、伴有隧道转弯的国内最高纪录。盾构机洋为中用 至今国内的盾构机主要依赖进口。我国幅员辽阔、地质条件复杂，南 方土壤含水高，北方土质硬且多鹅卵石，而洋盾构机恰恰是喜水惧石。 怎样将洋设备本土化，使之适合我国北方的地质条件， 是科技人员首先 要解决的课题。北京凉水河南岸污水管线，是迄今为止国内外盾构施工难度最大的工 程之一。难点一：盾构几乎在全断面无水砂卵石地层中长距离推进，这 种土体中的盾构掘进在国内是第一例。 难点二：盾构需要多次穿越公路 和铁路干线，必须确保铁路在不限速、不慢点、不预加固的前提下正常 运营。市政集团四处的工程技术人员借鉴国外的经验， 探索改良土质的 途径。

5、最终，盾构机优质、高效地在无水砂卵石地层中推进 3300 米， 安全穿越了京九等 4 条铁路主干线，确保了铁路的正常运营， 创造了提 前完工的佳绩。 这项工程的科研成果后来被广泛应用到北京地铁工程建设之中几年来，以四处为主体，北京市政集团探索完成了在轻亚黏土、中亚 黏土、重亚黏土、不同砂质地层、卵砾石层等各类地层条件下，安全、 快速、优质、高效的盾构施工方法，在国内率先实现了若干重大技术突 破。特别是砂卵石地层， 率先实现了在全断面无水砂卵石地层中的盾构 掘进，被专家视为盾构技术的重大突破， 是市政工程盾构隧道施工技术 的里程碑，其科技成果居世界先进水平，荣获北京市科学技术一等奖。开拓地下施工

6、领域北京地铁 5 号线 18号标，不但隧道距离是全线最长的，而且盾构机要 穿越地坛公园。园内的方泽坛是我国现存最大的祭地之坛， 周边还有几 十棵数百年树龄的古柏， 施工难度堪称全线之最。 四处技术人员根据地 质状况， 改进盾构机的刀具和出土方式， 使盾构机在坚硬的卵石层里削 石如泥、行进自如，地上文物、古树及沿途建筑物毫发未伤。地铁 4号线最难的标段 14 标，包括两个半地铁车站和三段盾构区间，6 条隧道总长 7300 多米。四处技术人员反复琢磨盾构机的工作原理， 最 后，通过优化控制掘进参数、合理应用施工辅助材料、提高机械性能等 一系列措施，有效减轻了刀盘的磨损，创造出掘进 1100 米不换

7、刀盘的 世界新纪录。在地铁 15 号线 01 标段和 03 标段工程中， 他们克服进场晚、困难多等 不利因素，以应用盾构机的绝对优势，齐头并进、你赶我超，不断创造 出地铁盾构掘进的新纪录。 01 标段望京站望京西站区间， 创造了盾构单 月掘进 858 环、长度 1029.6 米的全国地铁盾构施工速度新纪录。 03 标 在马泉营站到崔各庄站区间， 不仅穿越 770 米的民房段和区间风井， 同 时在曲线半径 400米的转弯过程中，又刷新 01 标的进尺，创造了单月 1077.6 米的地铁盾构施工的最新纪录， 在盾构快速推进方面又向前迈出 了一大步。目前，北京市政集团四处已经完成污水、上水、地铁、电力等盾构隧 道达 40 余公里。应用盾构技术施工获得多个奖项：北京市南水北调配 套工程团城湖至第九水厂输水工程 04 标段，获市政基础设施结构长城 杯工程。地铁五号线 18 标，荣获第八届中国土木工程詹天佑大奖。地 铁五号线 18标，荣获中国建设工程鲁班奖国家优质工程。 机场线 02