摘要：随着隧道工程建设的发展，工程建设的规模越来越大，对施工技术水平的要求也随之越来越高。近年来，盾构法在隧道工程施工中得到了广泛的应用并取得了长足的发展。扩径盾构法与盾构法基础上的人工扩挖法是隧道异型断面施工的两个常用方法。本文分析了这两种方法在工程中的实际应用，重点对盾构法基础上进行人工扩挖的步骤及异型断面施工的主要技术问题进行了分析，以供同仁参考借鉴。
关键词：盾构法,隧道工程,异形断面,施工技术
引言：近年来，盾构法在隧道工程施工中的应用逐渐增多。但是，现阶段我国隧道工程盾构设备能力不足，严重缺乏设计施工技术经验，往往只在直径较小且断面型式单一的区间隧道施工中才会采用盾构法;其余大部分工程施工仍旧以矿山法和明挖法为主。对配合盾构法施工异型断面隧道或在盾构法基础上的人工扩挖法尚未开进行有益的尝试，这在一定程度上限制了盾构施工技术在我国的发展和推广。
一、概述
盾构隧道异型断面通常是在原隧道的基础上进行扩挖修建，这一工程施工的关键在于扩挖技术的应用。现阶段，主要采用扩径盾构法以及在盾构隧道基础上的人工扩挖法两种方法进行异型断面施工。总的来说，在下述几种情况下，盾构隧道要进行地中扩挖：
其一：在平行设置的两个隧道间建造建筑物。
其二：建造地下设施的收容空间或者是组装扩径盾构的空间。
其三：隧道的分岔处或接合处。
二、扩径盾构法
在隧道工程建设过程中，为了更好地满足修建地铁车站或者是安装其它设备的需要，往往采用扩径盾构法，在原有盾构隧道的部分区间进行直径扩展。在扩径盾构施工过程中，首先将撤去原有衬砌并要挖去部分围岩，从而保证有足够的空间作为扩径盾构机的出发基地。
在撤除衬砌过程中，难免会对原有隧道产生扰动，促使其作用荷载和应力发生变化，进而影响到原有结构的稳定性。因此，在实际施工中，应采取有效预防措施，特别是对原有隧道的开孔部及其附近进行加固处理，进而保证隧道结构的稳定性。
在撤除衬砌后，要对扩径盾构进行组装，在组装完成之后就可以开始掘进。通常情况下，应设置合适的反力支承装置以便于使推力均匀作用于机体尾部的围岩。在尾部围岩抗力不足的情况下，还要对围岩进行加强处理。除此之外，也可以采用设置有效装置的方式实现推力的转移。
采用扩径盾构法进行施工一般应遵循以下步骤：
—次盾构掘进，修建一次盾构基地，圆周盾构，圆周盾构掘进，完成扩径盾构出发基地，组装扩径盾构，扩径盾构掘进，完成扩径等。
扩径盾构法是一项先进的施工技术，目前在隧道工程施工中的应用越来越多。扩径部位是特殊的异型断面，这个部位的应力状态极其复杂。在进行施工过程中，要注意以下几点：
其一，在实际施工开始之前，为了减小出发基地的规模，应尽量缩短盾构机长。其二，开挖面作业空间的对盾构开挖作业效率有着直接影响，因而，在确定开挖作业面的空间时必须要综合考虑其作业性，通常要达到30cm以上。其三，进行扩进盾构施工，应配备能够迅速进行组装和拆卸扩径管片的装置。
其四，在拆除衬砌以及挖掉部分围岩可能会导致原有隧道的结构作用荷载和应力的变化，进而影响结构的稳定性，对此，要在原有隧道开孔部及其附近采取加固措施，除此之外，还要进行测量以掌握衬砌应力，在施工过程中实时监测围岩的状态。
三、人工扩挖法
现阶段,我国还未实现大量采用扩径盾构法进行施工。综合考虑我国隧道工程的实际情况，在需扩挖的异型断面施工时，通常采用在盾构隧道的基础上进行人工扩挖的修建方法，也就是说，在盾构完成之后，再采用传统的方法进行扩挖。在具体施工过程中，通常是先采用盾构法贯通全部或部分暗挖区间，之后再在已形成的区间隧道基础上扩挖联络通道、车站等特殊异型断面。
总的来说，采用盾构隧道基础上的人工扩挖法修建异型断面能够有效地缩短建设周期，提高工程质量，而且能够有效确保施工安全，将对周围环境的影响降低到最低，除此之外，盾构法的长距离应用还能够产生规模效益，进而大幅降低工程成本投入，可以说一举多得。
总的来说，采用盾构隧道基础上的扩挖法进行异型断面施工的具体步骤为：对地层进行加固处理，隧道结构超前支护→拆除管片→扩挖施工→临时支护，保证结构的稳定性→模筑混凝土，管片安装→拆除支护。
现阶段，大部分隧道工程都是采用敞开开挖面的方法进行地中扩挖施工，先行隧道施工已经造成了围岩一定程度的松动，对此，在进行施工时要采用辅助施工法等来加固围岩，进而保证围岩的稳定性，随后再进行分步开挖。
除此之外，还应该采取适当的措施来避免隧道及结构物发生变形。通常情况下，可以采用特殊的管片或钢制支架等边支护围岩边扩挖。
在施工过程中，要重点考虑渡线和联络通道的接合方式，这是因为异型断面位置应力相对较为复杂，应给予足够的考虑与重视并采取有效的处理措施，避免出现质量问题。
四、盾构法隧道异型断面施工技术要点
第一，在盾构法隧道异型断面施工过程中，为了更好地提升工程施工质量，必须要采取措有效的预防措施，控制相邻管片的应力恶化，进而保证围岩的稳定性。
首先，在拆管片前，应事先采取措施对围岩进行超前加固，在扩挖过程中还要进行的临时支护，通过设置临时支柱或者是对管片后围岩进行超前注浆加固处理等方法，保证围岩的稳定性。
其次，对于异型断面的特殊管片、连接异型断面与普通断面的连接构件等还要在研究比较的基础上进行合理采用。连接构件必须要保证异型断面处于合理的受力状态，而且外形美观。除此之外，为了施工和操作的方便，还要合理设计、积极研发小型盾构机械等适用于局部扩挖的小型机械，为工程施工的顺利完成提供更多的保证。
第二，积极探索针对特殊异型断面型式的结构计算方法与模式，与此同时，还要全面模拟施工过程隧道的初期加固、开挖、管片拆除、拼装特殊管片等力学行为。在原基本稳定的围岩和管片系统基础上拆除管片是在盾构隧道基础上进行扩挖的一个关键，在将管片拆除之后，围岩及相邻管片的应力就会进行重新分布，随即而来的开挖优惠对上一次的应力状态进行再一次的破坏，在管片安装完成之后又会对应力状态进行新的调整，这些都影响着异型断面的施工安全。因此，在进行各个环节的施工之前，要通过全面、系统、准确的分析与计算，充分掌握应力的变化和调整规律，依此采取有效的应对措施。
此外，还要在充分考虑连接部位应力应变分析方法的基础上，优化连接构件的连接方式。一般情况下，采用搭接方式能够有效改善连接部位的应力状态。
结语：
总之，近年来，盾构法在我国隧道工程施工中的应用越来越多。但是，目前我国在扩进盾构法及盾构法基础上的人工扩挖法施工异型断面方面尚未进行充分的尝试与应用，盾构设计和施工经验不足，多数隧道工程采用明挖法和矿山法进行施工，这些都极大地限制了盾构技术在我国的发展。对此，我们必须要加大科研力度，积极采用先进的技术和施工工艺，广泛吸取国外先进经验，推动盾构施工技术在我国的发展和推广。
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