盾構(gòu)施工方法

1、盾構(gòu)法施工技術(shù)盾構(gòu)法施工技術(shù)-路上路上 盾盾 構(gòu)構(gòu) 施施 工工 技技 術(shù)術(shù)目錄目錄 1.1 1.1 關(guān)于地下建筑空間施工的幾個(gè)概念關(guān)于地下建筑空間施工的幾個(gè)概念 1.2 TBM 1.2 TBM和盾構(gòu)機(jī)的具體區(qū)別和盾構(gòu)機(jī)的具體區(qū)別 2.1 2.1 盾構(gòu)法施工技術(shù)盾構(gòu)法施工技術(shù) 2.2 2.2 盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備 3 3 盾構(gòu)法隧道施工工藝盾構(gòu)法隧道施工工藝 1.1關(guān)于地下建筑空間施工的幾個(gè)概念關(guān)于地下建筑空間施工的幾個(gè)概念 明挖法：明挖法：也稱挖蓋法也稱挖蓋法 暗挖法：暗挖法：也稱礦山法，鉆爆法等也稱礦山法，鉆爆法等 淺埋暗挖法：淺埋暗挖法： 盾構(gòu)法：盾構(gòu)法： 沉井法：沉井法： 沉管法：沉

2、管法： 頂管法：頂管法： 地下連續(xù)墻法：地下連續(xù)墻法： TBM法：法：(1)明挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖明挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖挖建蓋（填）(2)暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖一般堅(jiān)硬巖層中的隧道一般堅(jiān)硬巖層中的隧道均采用該方法施工。均采用該方法施工。挖襯埋深一般大于10m(3)淺埋暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖淺埋暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖初襯二襯超前支護(hù)錨桿、管棚或灌漿埋深一般小于5m一般用于城市交通繁忙地帶，不允許中斷交通，且一般用于城市交通繁忙地帶，不允許中斷交通，且地質(zhì)條件又較差的地段，武漢市的地下過(guò)街通道大地質(zhì)條件又較差的地段，武漢市的地下過(guò)街通道大多采用該法施工。如武漢廣場(chǎng)

3、、武漢會(huì)展中心、洪多采用該法施工。如武漢廣場(chǎng)、武漢會(huì)展中心、洪山廣場(chǎng)過(guò)街通道等山廣場(chǎng)過(guò)街通道等(4)盾構(gòu)法地下結(jié)構(gòu)盾構(gòu)法地下結(jié)構(gòu)(隧道隧道)施工示意圖施工示意圖盾構(gòu)法隧道施工適盾構(gòu)法隧道施工適用于軟土地區(qū)埋深用于軟土地區(qū)埋深大的隧道工程，可大的隧道工程，可穿越江河、湖泊、穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物海底、地面建筑物和地下管線密集區(qū)和地下管線密集區(qū)的下部的下部。 (5)沉井法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖沉井法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖沉井結(jié)構(gòu)用途十分廣沉井結(jié)構(gòu)用途十分廣泛，主要用于點(diǎn)式地泛，主要用于點(diǎn)式地下建筑工程：如自來(lái)下建筑工程：如自來(lái)水廠、電廠和化工廠水廠、電廠和化工廠的水泵房、地下沉淀的水泵房、地下沉

4、淀池和水池、地下熱電池和水池、地下熱電站、地下油庫(kù)、地下站、地下油庫(kù)、地下車間和地下倉(cāng)庫(kù)等。車間和地下倉(cāng)庫(kù)等。此外，也可用作地鐵、此外，也可用作地鐵、水底隧道等各種設(shè)備水底隧道等各種設(shè)備井、通風(fēng)井、盾構(gòu)拼井、通風(fēng)井、盾構(gòu)拼裝井、車間和區(qū)間段裝井、車間和區(qū)間段連續(xù)沉井等連續(xù)沉井等 。(6)沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖1(6)(6)沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖2 2沉管法一般用于水下隧道施工，目前國(guó)內(nèi)沉管法一般用于水下隧道施工，目前國(guó)內(nèi)已建成的最大的沉管隧道是上海外環(huán)越江已建成的最大的沉管隧道是上海外環(huán)越江隧道，總長(zhǎng)隧道，總長(zhǎng)2880m（沉管段長(zhǎng)（沉管段長(zhǎng)7

5、36m），），雙向雙向8車道。車道。(7)頂管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖頂管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖頂管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地帶的地下工程，其頂管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地帶的地下工程，其長(zhǎng)度、斷面尺寸均受到較大限制。國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的頂管隧道是西長(zhǎng)度、斷面尺寸均受到較大限制。國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的頂管隧道是西氣東輸工程穿越黃河的隧道，長(zhǎng)度近氣東輸工程穿越黃河的隧道，長(zhǎng)度近3000m，直徑約，直徑約2m。(8) 地下連續(xù)墻法施工示意圖地下連續(xù)墻法施工示意圖 地下連續(xù)墻法可用于點(diǎn)式、條式地下工程的施工，如上海、廣地下連續(xù)墻法可用于點(diǎn)式、條式地下工程的施工，如上海、廣州大部分地鐵車站均采用該法施工。其特點(diǎn)類似于

6、明挖法，但比明挖州大部分地鐵車站均采用該法施工。其特點(diǎn)類似于明挖法，但比明挖法占用場(chǎng)地小，對(duì)周圍環(huán)境影響較小，且造價(jià)相對(duì)較低。法占用場(chǎng)地小，對(duì)周圍環(huán)境影響較小，且造價(jià)相對(duì)較低。(9)TBM(9)TBM法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖目前國(guó)內(nèi)目前國(guó)內(nèi), ,習(xí)慣上將用于巖石地層的隧道掘進(jìn)習(xí)慣上將用于巖石地層的隧道掘進(jìn)機(jī)稱為機(jī)稱為TBM,TBM,將用于軟土地層的隧道掘進(jìn)機(jī)稱將用于軟土地層的隧道掘進(jìn)機(jī)稱為盾構(gòu)機(jī)。歸類還是同在掘進(jìn)機(jī)門下。為盾構(gòu)機(jī)。歸類還是同在掘進(jìn)機(jī)門下。1.2TBMTBM和盾構(gòu)機(jī)的具體區(qū)別？和盾構(gòu)機(jī)的具體區(qū)別？ 1.適用的工程不一樣，TBM用于硬巖，盾構(gòu)機(jī)用于土層的挖掘。 2.

7、兩者的掘進(jìn)，平衡，支護(hù)系統(tǒng)都不一樣。 3.TBM比盾構(gòu)技術(shù)更先進(jìn)，更復(fù)雜。 4.工作的環(huán)境也不一樣，TBM是硬巖掘進(jìn)機(jī)，一般用在山嶺隧道或大型引水工程，盾構(gòu)是軟土類掘進(jìn)機(jī)，主要是城市地鐵，及小型管道。 其實(shí) TBM和盾構(gòu)除了這些本質(zhì)的差別外，籠統(tǒng)的來(lái)說(shuō)，都是一樣，都是隧道全斷面掘進(jìn)。只是不同的工作環(huán)境應(yīng)用不同的機(jī)械罷了。2.1盾構(gòu)法施工技術(shù)盾構(gòu)法施工技術(shù)n盾構(gòu)（shield）是一種鋼制的活動(dòng)防護(hù)裝置或活動(dòng)支撐，是通過(guò)軟弱含水層，特別是河底、海底，以及城市居民區(qū)修建隧道的一種機(jī)械。n頭部可以安全地開(kāi)挖地層 ,尾部可以裝配預(yù)制管片或砌塊，迅速地拼裝成隧道永久襯砌。n盾構(gòu)推進(jìn)主要依靠盾構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的千

8、斤頂。 概述概述適用條件適用條件 在松軟含水地層中修建隧道、水底隧道及地下鐵道時(shí)采用各種不同形式的盾構(gòu)施工最有意義，特別是該施工方法屬地表以下暗挖施工，不受地面交通、河道、航運(yùn)、潮汐、季節(jié)等條件的影響， 優(yōu)點(diǎn)：n安全性、高效率、危害小、經(jīng)濟(jì)性缺點(diǎn)：n重復(fù)利用率低、施工復(fù)雜、適用性受限、工作條件差、地表變形不易控制 盾構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)盾構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)盾構(gòu)隧道的歷史盾構(gòu)隧道的歷史 用盾構(gòu)法修建隧道開(kāi)始于1818年 ，法國(guó)工程師布魯諾爾； 1825年在英國(guó)泰晤士河下首次用矩形盾構(gòu)建造隧道 ； 近代，日本盾構(gòu)法得到了迅速發(fā)展，用途越來(lái)越廣，并研制了大量新型盾構(gòu)； 我國(guó)于1957年北京下水道工程中首次出現(xiàn)2.6m小盾

9、構(gòu) ； 上海市延安東路過(guò)江道路隧道使用11.0 m直徑的大盾構(gòu)； 盾構(gòu)按形狀分類盾構(gòu)按形狀分類 大致有圓形（又稱半盾構(gòu)）、矩形、馬蹄形等幾種。 圓形因其抵抗水土壓力較理想，襯砌拼裝簡(jiǎn)便，構(gòu)件可以互換，較為通用，數(shù)量最多。 圓形盾構(gòu)中，敞胸盾構(gòu)和閉胸盾構(gòu)兩大類。 按開(kāi)挖方式分為：人工挖掘式、半機(jī)械挖掘式、機(jī)械挖掘式。 一、盾構(gòu)機(jī)定義一、盾構(gòu)機(jī)定義二、盾構(gòu)機(jī)構(gòu)造二、盾構(gòu)機(jī)構(gòu)造三、盾構(gòu)機(jī)分類及型式三、盾構(gòu)機(jī)分類及型式四、盾構(gòu)配套設(shè)施四、盾構(gòu)配套設(shè)施2.22.2盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備 盾構(gòu)機(jī)是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)盾構(gòu)機(jī)是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)集光、機(jī)、電、液、

10、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開(kāi)挖切機(jī)集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開(kāi)挖切削土削土體、輸送土碴、同步襯砌注漿、拼裝隧道襯砌管片、測(cè)體、輸送土碴、同步襯砌注漿、拼裝隧道襯砌管片、測(cè)量導(dǎo)向糾偏等功能，涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、量導(dǎo)向糾偏等功能，涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測(cè)量等多門學(xué)科技術(shù)，而且要按照不同的地質(zhì)電氣、控制、測(cè)量等多門學(xué)科技術(shù)，而且要按照不同的地質(zhì)進(jìn)行進(jìn)行“定制式定制式”的設(shè)計(jì)制造，可靠性要求極高。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)制造，可靠性要求極高。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)已廣泛用于地鐵、鐵路、地下公路、城市市政、水電等隧道已廣泛用于地鐵、鐵路、地下公路、城市市政、水電等隧道

11、工程。工程。二、盾構(gòu)機(jī)構(gòu)造二、盾構(gòu)機(jī)構(gòu)造 盾構(gòu)機(jī)是在鋼殼體的保護(hù)下，進(jìn)行地下隧道工程掌子面開(kāi)挖及襯砌盾構(gòu)機(jī)是在鋼殼體的保護(hù)下，進(jìn)行地下隧道工程掌子面開(kāi)挖及襯砌連續(xù)作業(yè)，并依靠鋼殼體內(nèi)千斤頂?shù)耐屏ο蚯巴七M(jìn)。盾構(gòu)機(jī)主要由切削連續(xù)作業(yè)，并依靠鋼殼體內(nèi)千斤頂?shù)耐屏ο蚯巴七M(jìn)。盾構(gòu)機(jī)主要由切削刀盤、前部盾體、連接橋架、后配套臺(tái)車等部分組成。切削刀盤根據(jù)工刀盤、前部盾體、連接橋架、后配套臺(tái)車等部分組成。切削刀盤根據(jù)工程地質(zhì)情況選擇不同型式、配置相應(yīng)刀具；前部盾體由主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、推程地質(zhì)情況選擇不同型式、配置相應(yīng)刀具；前部盾體由主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、渣土輸送系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、同步注漿等系統(tǒng)組成；后配套進(jìn)系統(tǒng)、

12、渣土輸送系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、同步注漿等系統(tǒng)組成；后配套臺(tái)車主要為前部盾體內(nèi)各系統(tǒng)配置動(dòng)力源以及水、電、氣、液、測(cè)量與臺(tái)車主要為前部盾體內(nèi)各系統(tǒng)配置動(dòng)力源以及水、電、氣、液、測(cè)量與監(jiān)測(cè)等輔助施工系統(tǒng)和人工操作系統(tǒng)；連接橋架是前部盾體和后配套臺(tái)監(jiān)測(cè)等輔助施工系統(tǒng)和人工操作系統(tǒng)；連接橋架是前部盾體和后配套臺(tái)車的連接橋梁，各系統(tǒng)的動(dòng)力通過(guò)橋架上的管線路從后配套臺(tái)車提供給車的連接橋梁，各系統(tǒng)的動(dòng)力通過(guò)橋架上的管線路從后配套臺(tái)車提供給前部盾體內(nèi)的執(zhí)行元件。前部盾體內(nèi)的執(zhí)行元件。 切削刀盤盤型滾刀重型撕裂刀刮刀鋼格柵面板輻條輻條泡沫口中心刀面板式刀盤面板式刀盤輻條式刀盤輻條式刀盤外周強(qiáng)化刀先行撕裂刀刮刀輻條

13、輻條泡沫口中心刀 前部盾體前部盾體 后配套臺(tái)車后配套臺(tái)車 主要配置盾構(gòu)機(jī)各系統(tǒng)所需的動(dòng)力源以及水、電、氣、液、測(cè)量與監(jiān)測(cè)等輔助施工系統(tǒng)以及人工操作等系統(tǒng)開(kāi)敞式土壓平衡式泥水式泥土加壓式復(fù)合式巖石盾構(gòu)圓形盾構(gòu)圓形盾構(gòu)雙圓盾構(gòu)矩形盾構(gòu)矩形盾構(gòu)橢圓形盾構(gòu)橢圓形盾構(gòu)球形盾構(gòu)球形盾構(gòu)異型盾構(gòu)異型盾構(gòu)多聯(lián)盾構(gòu)多聯(lián)盾構(gòu)子母盾構(gòu)子母盾構(gòu) 轉(zhuǎn)向盾構(gòu)轉(zhuǎn)向盾構(gòu) 盾構(gòu)法于盾構(gòu)法于1919世紀(jì)初起源于歐洲，受啟發(fā)于蛀蟲挖洞，世紀(jì)初起源于歐洲，受啟發(fā)于蛀蟲挖洞，2020世紀(jì)初日本引世紀(jì)初日本引進(jìn)盾構(gòu)施工技術(shù)，并使其得以較大發(fā)展。上世紀(jì)進(jìn)盾構(gòu)施工技術(shù)，并使其得以較大發(fā)展。上世紀(jì)6060年代該技術(shù)引入中國(guó)。年代該技術(shù)引入中國(guó)

14、。目前，日本及歐洲處于盾構(gòu)技術(shù)的領(lǐng)先地位。隨著盾構(gòu)機(jī)制造業(yè)的發(fā)展和目前，日本及歐洲處于盾構(gòu)技術(shù)的領(lǐng)先地位。隨著盾構(gòu)機(jī)制造業(yè)的發(fā)展和施工工藝的不斷改進(jìn)，逐步形成了比較完善的盾構(gòu)系列施工工法。施工工藝的不斷改進(jìn)，逐步形成了比較完善的盾構(gòu)系列施工工法。 近年來(lái)隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地下空間得到廣泛的開(kāi)發(fā)利用，盾構(gòu)設(shè)近年來(lái)隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地下空間得到廣泛的開(kāi)發(fā)利用，盾構(gòu)設(shè)備的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，其適用性得以拓展，能夠適用于多種地質(zhì)條件備的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，其適用性得以拓展，能夠適用于多種地質(zhì)條件和復(fù)雜環(huán)境條件。已在城市地鐵、市政管道、地下公路、越江隧道等基礎(chǔ)和復(fù)雜環(huán)境條件。已在城市地鐵、市政管道、

15、地下公路、越江隧道等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。設(shè)施建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。 目前在盾構(gòu)工程中普遍目前在盾構(gòu)工程中普遍采用的多為閉胸式盾構(gòu)機(jī)，采用的多為閉胸式盾構(gòu)機(jī)，其中以泥水平衡式與土壓其中以泥水平衡式與土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)最為普及。平衡式盾構(gòu)機(jī)最為普及。而且由于盾構(gòu)工程大部分而且由于盾構(gòu)工程大部分位于人口密集的城區(qū)，從位于人口密集的城區(qū)，從減少施工污染、降低施工減少施工污染、降低施工造價(jià)等多方面綜合考慮，造價(jià)等多方面綜合考慮，又以土壓平衡盾構(gòu)法施工又以土壓平衡盾構(gòu)法施工為主。為主。土壓平衡盾構(gòu)法施工工藝流程土壓平衡盾構(gòu)法施工工藝流程施工準(zhǔn)備盾構(gòu)推進(jìn)渣土排出管片拼裝測(cè)量軸線控制盾尾油脂壓注施工監(jiān)測(cè)壁

16、后注漿輸送漿液制備土方運(yùn)輸開(kāi)啟皮帶輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)及出土口管片運(yùn)輸管片生產(chǎn)盾渣盾渣構(gòu)土構(gòu)土掘排掘排進(jìn)出進(jìn)出壁壁后后同同步步注注漿漿管管片片拼拼裝裝始發(fā)臺(tái)架圖片始發(fā)臺(tái)架圖片 折葉式密封環(huán)折葉式密封環(huán) 盾構(gòu)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)組裝圖片盾構(gòu)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)組裝圖片盾構(gòu)機(jī)主體組裝過(guò)程盾構(gòu)機(jī)主體組裝過(guò)程后方張出臺(tái)盾構(gòu)掘進(jìn)方向操作平臺(tái)組裝操作平臺(tái)組裝第六節(jié)臺(tái)車第五節(jié)臺(tái)車第四節(jié)臺(tái)車第三節(jié)臺(tái)車第二節(jié)臺(tái)車第一節(jié)臺(tái)車盾構(gòu)掘進(jìn)方向吊裝螺旋輸送機(jī)吊裝整圓器螺旋輸送機(jī)、整圓器組裝螺旋輸送機(jī)、整圓器組裝第 六 節(jié) 臺(tái) 車第 五 節(jié) 臺(tái) 車第 四 節(jié) 臺(tái) 車第 三 節(jié) 臺(tái) 車第 二 節(jié) 臺(tái) 車第 一 節(jié) 臺(tái) 車盾 構(gòu) 掘 進(jìn) 方 向橋架、皮帶輸

17、送機(jī)、單軌梁、反力架的安裝橋架、皮帶輸送機(jī)、單軌梁、反力架的安裝反力架的結(jié)構(gòu)型式反力架的結(jié)構(gòu)型式 初始掘進(jìn)初始掘進(jìn)（1 1）洞口土體加固）洞口土體加固（2 2）地面配套設(shè)施安裝施工）地面配套設(shè)施安裝施工（3 3）洞門范圍內(nèi)的鉆孔灌注樁鑿除）洞門范圍內(nèi)的鉆孔灌注樁鑿除（4 4）始法臺(tái)架安裝）始法臺(tái)架安裝（5 5）盾構(gòu)始發(fā)軌道鋪設(shè)）盾構(gòu)始發(fā)軌道鋪設(shè) （6 6）反力架安裝）反力架安裝 （7 7）洞門橡膠密封圈安裝）洞門橡膠密封圈安裝（8 8）盾尾密封刷涂滿密封油脂）盾尾密封刷涂滿密封油脂（9 9）盾構(gòu)機(jī)的聯(lián)動(dòng)調(diào)試滿足要求）盾構(gòu)機(jī)的聯(lián)動(dòng)調(diào)試滿足要求（1010）臨時(shí)管片準(zhǔn)備就緒）臨時(shí)管片準(zhǔn)備就緒（111

18、1）碴土運(yùn)輸準(zhǔn)備工作就緒）碴土運(yùn)輸準(zhǔn)備工作就緒（1212）盾構(gòu)機(jī)已準(zhǔn)確定位）盾構(gòu)機(jī)已準(zhǔn)確定位（1313）自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)安裝、測(cè)試完畢）自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)安裝、測(cè)試完畢（1414）初始掘進(jìn)范圍內(nèi)的地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)已布設(shè)完畢并獲得初始的數(shù)據(jù)）初始掘進(jìn)范圍內(nèi)的地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)已布設(shè)完畢并獲得初始的數(shù)據(jù)（1515）供電系統(tǒng)（含備用電源）、給排水系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等正常）供電系統(tǒng)（含備用電源）、給排水系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等正常（1616）始發(fā)反力架和基準(zhǔn)環(huán)已在始發(fā)井地面試拼裝，在井下安裝時(shí)要經(jīng)過(guò)精確定位測(cè)量）始發(fā)反力架和基準(zhǔn)環(huán)已在始發(fā)井地面試拼裝，在井下安裝時(shí)要經(jīng)過(guò)精確定位測(cè)量，確保第一環(huán)臨時(shí)管片的準(zhǔn)確位置，確保第一環(huán)臨時(shí)管片的準(zhǔn)確

19、位置-掘進(jìn)前的準(zhǔn)備工作 1、土壓力的平衡（開(kāi)挖過(guò)程控制）2、進(jìn)尺與出土量的平衡（即時(shí)控制）3、注漿量與建筑孔隙量的平衡（填充控制）4、盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)變化量的平衡（掘進(jìn)參數(shù)控制）5、盾構(gòu)與管片兩者各項(xiàng)姿態(tài)間的平衡（軸線控制）通過(guò)盾構(gòu)通過(guò)盾構(gòu)施工控制達(dá)到五種平衡狀態(tài)施工控制達(dá)到五種平衡狀態(tài) 施工參數(shù)和開(kāi)挖面穩(wěn)定控制的好壞直接影響地表沉降大小、地下管線和地表建筑物的安全。因此施工中應(yīng)對(duì)開(kāi)挖面的穩(wěn)定進(jìn)行嚴(yán)格控制。 為了保證盾構(gòu)機(jī)順暢排土，需對(duì)掘削下來(lái)的土砂加泥或加化學(xué)泡沫等添加劑以控制土倉(cāng)內(nèi)土砂的塑性、流動(dòng)性處于適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，以保證盾構(gòu)機(jī)能夠順暢排土。開(kāi)挖面穩(wěn)定控制開(kāi)挖面穩(wěn)定控制管理重點(diǎn)：管理重點(diǎn)： 不

20、同地層條件下進(jìn)尺與出土量的平衡（即時(shí)控制），及不同地層條件下進(jìn)尺與出土量的平衡（即時(shí)控制），及時(shí)進(jìn)行土質(zhì)狀態(tài)記錄與分析，并及時(shí)調(diào)整每環(huán)總出土量，保時(shí)進(jìn)行土質(zhì)狀態(tài)記錄與分析，并及時(shí)調(diào)整每環(huán)總出土量，保證掘進(jìn)過(guò)程中進(jìn)尺與出土量的對(duì)應(yīng)統(tǒng)一。證掘進(jìn)過(guò)程中進(jìn)尺與出土量的對(duì)應(yīng)統(tǒng)一。出碴控制出碴控制 在施工中實(shí)時(shí)進(jìn)行施工數(shù)據(jù)采集，建立完善的信息化施工模式： 1、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)的采集 2、盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向數(shù)據(jù)的采集 3、施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 4、人工控制測(cè)量數(shù)據(jù) 盾構(gòu)施工類似工廠流水線作業(yè)，因此施工中要求各環(huán)節(jié)緊密銜接，任何一道工序發(fā)生滯后，都將直接影響施工工效，或?qū)е率┕ねＶ埂Ｒ虼藨?yīng)進(jìn)行信息化施工管理，收集各階段的施工參

21、數(shù)，通過(guò)分析、歸納，在施工中不斷對(duì)各種參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行優(yōu)化，將會(huì)提高施工的質(zhì)量、效率。盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)控制盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)控制-即信息化施工即信息化施工盾尾密封地層同步注漿原理圖管片漿液 地表沉降控制是盾構(gòu)施工的重點(diǎn)，及時(shí)的進(jìn)行壁后注漿是有效控制地表沉降的措施之一。在壁后注漿施工中，由于盾構(gòu)隧道穿越地層的多樣性，注漿量變化幅度較大，因此采取以注入壓力控制為主，兼顧注入量的方法進(jìn)行注漿管理。注漿參數(shù)控制注漿參數(shù)控制-注漿壓力及注漿量平衡注漿壓力及注漿量平衡注漿材料選用注漿材料選用 壁后注漿漿液分為單液砂漿和雙液化學(xué)漿液，單液砂漿漿液應(yīng)具備以下性能： 1.具有良好的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性及流動(dòng)性，并能保證適當(dāng)?shù)某跄龝r(shí)

22、間，以適應(yīng)盾構(gòu)施工以及遠(yuǎn)距離輸送的要求。 2.具有良好的充填性能。 3.在滿足注漿施工的前提下，盡可能早地獲得高于地層的早期強(qiáng)度。 4.漿液在地下水環(huán)境中，不易產(chǎn)生稀釋現(xiàn)象。 5.漿液固結(jié)后收縮率小，泌水率低。 6.原料來(lái)源豐富、經(jīng)濟(jì)，施工管理方便，并能滿足施工自動(dòng)化技術(shù)要求。 7.漿液無(wú)公害，價(jià)格合理。 通過(guò)施工測(cè)量以及盾構(gòu)設(shè)備的自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)，實(shí)時(shí)取得通過(guò)施工測(cè)量以及盾構(gòu)設(shè)備的自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)，實(shí)時(shí)取得盾構(gòu)的當(dāng)前姿態(tài)，再通過(guò)盾構(gòu)操作系統(tǒng)調(diào)整掘進(jìn)控制，使盾盾構(gòu)的當(dāng)前姿態(tài)，再通過(guò)盾構(gòu)操作系統(tǒng)調(diào)整掘進(jìn)控制，使盾構(gòu)姿態(tài)保持在要求的偏差范圍內(nèi)；管片拼裝前認(rèn)真測(cè)量已經(jīng)構(gòu)姿態(tài)保持在要求的偏差范圍內(nèi)；管片拼裝前

23、認(rèn)真測(cè)量已經(jīng)成環(huán)的管片姿態(tài)，根據(jù)盾構(gòu)隧道曲線方向、推進(jìn)千斤頂?shù)男谐森h(huán)的管片姿態(tài)，根據(jù)盾構(gòu)隧道曲線方向、推進(jìn)千斤頂?shù)男谐滩睢⒍芪查g隙等條件合理選擇管片類型，拼裝過(guò)程中要注程差、盾尾間隙等條件合理選擇管片類型，拼裝過(guò)程中要注意保證管片的拼裝質(zhì)量滿足要求。意保證管片的拼裝質(zhì)量滿足要求。管理重點(diǎn)：盾構(gòu)姿態(tài)；成環(huán)管片姿態(tài)；管片選型。隧道軸線控制隧道軸線控制CCR盾構(gòu)掘進(jìn)糾偏施工過(guò)程盾構(gòu)掘進(jìn)糾偏施工過(guò)程已建隧道設(shè)計(jì)軸線盾構(gòu)機(jī)糾偏曲線盾構(gòu)方位糾偏曲線隧道六、盾構(gòu)機(jī)接收及解體六、盾構(gòu)機(jī)接收及解體盾構(gòu)接收施工流程圖 模擬貫通測(cè)量測(cè)量結(jié)果分析與驗(yàn)證掘進(jìn)計(jì)劃洞門部分鑿除洞門密封的安裝接收托架的安裝與固定到達(dá)段的掘進(jìn)

24、洞門剩余部分的鑿除碴土的清理貫通后上接收托架1 1、根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的貫通姿態(tài)及掘進(jìn)糾偏計(jì)劃進(jìn)行推進(jìn)，糾偏要逐步完成，、根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的貫通姿態(tài)及掘進(jìn)糾偏計(jì)劃進(jìn)行推進(jìn)，糾偏要逐步完成，每一環(huán)糾偏量不能過(guò)大。每一環(huán)糾偏量不能過(guò)大。2 2、在盾構(gòu)機(jī)距離端頭墻、在盾構(gòu)機(jī)距離端頭墻5050米時(shí)米時(shí), , 選擇合理的掘進(jìn)參數(shù)，逐漸放慢掘進(jìn)速選擇合理的掘進(jìn)參數(shù)，逐漸放慢掘進(jìn)速度，逐漸降低推力，緩慢均勻地切削洞口土體，以確保到達(dá)圍護(hù)樁和墻體度，逐漸降低推力，緩慢均勻地切削洞口土體，以確保到達(dá)圍護(hù)樁和墻體的穩(wěn)定和防止地層坍塌。的穩(wěn)定和防止地層坍塌。3 3、加強(qiáng)地表沉降監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋信息以指導(dǎo)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)。、加強(qiáng)地表沉降監(jiān)

25、測(cè)，及時(shí)反饋信息以指導(dǎo)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)。4 4、在拼裝的管片進(jìn)入加固范圍后，漿液改為快硬性漿液，提前在加固范、在拼裝的管片進(jìn)入加固范圍后，漿液改為快硬性漿液，提前在加固范圍內(nèi)將泥水堵在加固區(qū)外。當(dāng)最后一環(huán)管片拼裝完成后，通過(guò)管片的二次圍內(nèi)將泥水堵在加固區(qū)外。當(dāng)最后一環(huán)管片拼裝完成后，通過(guò)管片的二次注漿孔，注入雙液漿進(jìn)行封堵。注漿孔，注入雙液漿進(jìn)行封堵。5 5、由于盾構(gòu)到站時(shí)推力較小，致洞門附近的管片環(huán)與環(huán)之間連接不夠緊、由于盾構(gòu)到站時(shí)推力較小，致洞門附近的管片環(huán)與環(huán)之間連接不夠緊密，因此作好后密，因此作好后2020環(huán)管片的螺栓緊固和復(fù)緊工作。防止管片松弛而影響密環(huán)管片的螺栓緊固和復(fù)緊工作。防止管片松

26、弛而影響密封防水效果。封防水效果。盾構(gòu)到達(dá)施工技術(shù)措施盾構(gòu)到達(dá)施工技術(shù)措施隧道剖面圖隧道剖面圖1-進(jìn)風(fēng)道；2-進(jìn)風(fēng)口；3-排風(fēng)口；4-排風(fēng)道；5-路面（下拉桿）6-天棚（上拉桿）；7-吊桿；8-照明燈；9-滅火器；10-消防栓；11-電纜；12-排水管；13-給水管；14-縱向螺栓；15-環(huán)向螺栓盾構(gòu)的基本構(gòu)造盾構(gòu)的基本構(gòu)造1-1 (切口環(huán))；2-2 (支承環(huán))；3-3 (縱剖面)通常由通常由盾構(gòu)殼體、推進(jìn)系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、出土系統(tǒng)盾構(gòu)殼體、推進(jìn)系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、出土系統(tǒng)等等四大部分組成。四大部分組成。1）盾構(gòu)殼體）盾構(gòu)殼體 盾構(gòu)殼體由切口環(huán)、支承環(huán)、盾尾與豎直隔板、水平隔板組成，并由外殼鋼板連成

27、整體。 切口環(huán) ：開(kāi)挖 ；上下寬度可以等值、也可以不等值，甚至是活動(dòng)的。 容納各種專門的挖土設(shè)備。 支承環(huán)：承受荷重的核心部分，剛性較好的圓環(huán)結(jié)構(gòu)。 水平隔板和豎直隔板：增加盾構(gòu)剛度 ，水平承受拉力，豎直承受壓力。 盾尾：掩護(hù)工人在其內(nèi)部安裝襯砌。2）推進(jìn)系統(tǒng)）推進(jìn)系統(tǒng) 由盾構(gòu)千斤頂和液壓設(shè)備組成由盾構(gòu)千斤頂和液壓設(shè)備組成 ，上下左右活塞桿伸出，上下左右活塞桿伸出長(zhǎng)度不同達(dá)到糾偏目的。長(zhǎng)度不同達(dá)到糾偏目的。 盾構(gòu)千斤頂一般是沿支承環(huán)圓周均勻分布的盾構(gòu)千斤頂一般是沿支承環(huán)圓周均勻分布的 ；3）拼裝系統(tǒng)）拼裝系統(tǒng) 襯砌拼裝器又稱襯砌拼裝器又稱舉重臂舉重臂，是拼裝系統(tǒng)的主，是拼裝系統(tǒng)的主要設(shè)備，以油

28、壓系統(tǒng)為動(dòng)力，一般舉重臂要設(shè)備，以油壓系統(tǒng)為動(dòng)力，一般舉重臂均均安裝在支承環(huán)安裝在支承環(huán)上。上。 舉重臂能作旋轉(zhuǎn)、徑向運(yùn)動(dòng)，還能沿隧道舉重臂能作旋轉(zhuǎn)、徑向運(yùn)動(dòng)，還能沿隧道中軸線作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。中軸線作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 完成這些運(yùn)動(dòng)的精度應(yīng)該保證待裝配的管完成這些運(yùn)動(dòng)的精度應(yīng)該保證待裝配的管片上的螺栓孔能和已裝配好的螺栓孔對(duì)齊，片上的螺栓孔能和已裝配好的螺栓孔對(duì)齊，以便螺栓固定以便螺栓固定。4）出土系統(tǒng)）出土系統(tǒng) 出土方式一般有三種出土方式一般有三種 ： （1）有軌運(yùn)輸：皮帶運(yùn)輸機(jī)礦車洞口）有軌運(yùn)輸：皮帶運(yùn)輸機(jī)礦車洞口垂直起吊至地面。垂直起吊至地面。 （2）無(wú)軌運(yùn)輸：自卸卡車）無(wú)軌運(yùn)輸：自卸卡車 （3）管

29、道運(yùn)輸：混合泥漿，壓力輸出，）管道運(yùn)輸：混合泥漿，壓力輸出， 出土連續(xù)化出土連續(xù)化 盾構(gòu)分類及其適用范圍盾構(gòu)分類及其適用范圍 1）人工開(kāi)掘式、半機(jī)械式敞胸盾構(gòu)）人工開(kāi)掘式、半機(jī)械式敞胸盾構(gòu) 全部敞開(kāi)全部敞開(kāi)，隨時(shí)觀察地層變化情況，并配，隨時(shí)觀察地層變化情況，并配備簡(jiǎn)便的液壓、風(fēng)動(dòng)挖掘，機(jī)具、人工挖備簡(jiǎn)便的液壓、風(fēng)動(dòng)挖掘，機(jī)具、人工挖掘，當(dāng)開(kāi)挖面難以保持穩(wěn)定時(shí)可以采用氣掘，當(dāng)開(kāi)挖面難以保持穩(wěn)定時(shí)可以采用氣壓等人工措施及正面支撐、支撐千斤頂?shù)葔旱热斯ご胧┘罢嬷?、支撐千斤頂?shù)入S挖隨撐隨挖隨撐 。1）擠壓式閉胸盾構(gòu)）擠壓式閉胸盾構(gòu) 在在塑性粘土及淤泥中塑性粘土及淤泥中采用采用,盾構(gòu)正面用胸板密閉起

30、來(lái)盾構(gòu)正面用胸板密閉起來(lái) 。 厚蘭隧道、林肯隧道和打浦路隧道都采用過(guò)厚蘭隧道、林肯隧道和打浦路隧道都采用過(guò)半擠壓半擠壓及及全擠全擠壓壓推進(jìn)的閉胸盾構(gòu)施工推進(jìn)的閉胸盾構(gòu)施工. 襯砌結(jié)構(gòu)常發(fā)生襯砌結(jié)構(gòu)常發(fā)生橢圓率橢圓率的現(xiàn)象，先襯砌水平直徑縮小，豎的現(xiàn)象，先襯砌水平直徑縮小，豎向直徑增大，繼之，盾構(gòu)離遠(yuǎn)時(shí)，豎向直徑減小，水平直向直徑增大，繼之，盾構(gòu)離遠(yuǎn)時(shí)，豎向直徑減小，水平直徑增大。徑增大。 主要是隧道上方土壤結(jié)構(gòu)破壞、隆起，形成一個(gè)卸載拱，主要是隧道上方土壤結(jié)構(gòu)破壞、隆起，形成一個(gè)卸載拱，而水平壓力仍然保持著初始數(shù)值之故。而水平壓力仍然保持著初始數(shù)值之故。3）機(jī)械式閉胸盾構(gòu)）機(jī)械式閉胸盾構(gòu)n（1

31、）局部氣壓盾構(gòu)）局部氣壓盾構(gòu) n（2）泥水加壓式盾構(gòu)）泥水加壓式盾構(gòu)n（3）土壓平衡式盾構(gòu)）土壓平衡式盾構(gòu) 盾構(gòu)幾何尺寸的選定及盾構(gòu)千斤頂推盾構(gòu)幾何尺寸的選定及盾構(gòu)千斤頂推力計(jì)算力計(jì)算 主要指盾構(gòu)外徑D和盾構(gòu)長(zhǎng)度L、盾構(gòu)靈敏度L/D。 最小建筑空隙值x x=m=m D=d+2(x+) =0.02+0.01（D-4）dl1）盾構(gòu)長(zhǎng)度）盾構(gòu)長(zhǎng)度L L=L0+L1+L2+L3 L0盾尾長(zhǎng)度；盾尾長(zhǎng)度； L1支承環(huán)長(zhǎng)度；支承環(huán)長(zhǎng)度； L2切口環(huán)長(zhǎng)度；切口環(huán)長(zhǎng)度； L3前檐長(zhǎng)度。前檐長(zhǎng)度。 2）盾構(gòu)靈敏度）盾構(gòu)靈敏度L/D 經(jīng)驗(yàn)數(shù)值 : 小型盾構(gòu)D=23m，L/D=1.5 中型盾構(gòu)D=36m, L/D=

32、1.00 大型盾構(gòu)D=69m, L/D=0.75 特大型盾構(gòu)D12m, L/D=0.450.754）盾構(gòu)千斤頂推力計(jì)算）盾構(gòu)千斤頂推力計(jì)算 阻力包括： 盾構(gòu)外表面與四周地層的摩阻力； 盾尾內(nèi)殼與襯砌結(jié)構(gòu)之間的摩阻力； 盾構(gòu)切口部分刃口切入土層的阻力； 盾構(gòu)切口環(huán)切入土層時(shí)的正面阻力； 開(kāi)挖面正面支撐阻力； 以及盾構(gòu)自重引起的阻力，糾偏時(shí)的阻力，局部氣壓或泥水壓力，阻力板阻力等。 盾構(gòu)推進(jìn)及襯砌拼裝盾構(gòu)推進(jìn)及襯砌拼裝 3.1 盾構(gòu)推進(jìn) 已建隧道所采用過(guò)的大直徑盾構(gòu)，大部分都屬于手掘式敞胸盾構(gòu)或閉胸?cái)D壓盾構(gòu)，或者是兩者兼有的盾構(gòu)。 技術(shù)先進(jìn)的泥水盾構(gòu)或土壓平衡盾構(gòu)很少采用 。 本節(jié)將主要介紹在松軟

33、含水地層中采用手掘式敞胸盾構(gòu)施工，輔以氣壓，人工井點(diǎn)降水及其它地層加固措施，盾構(gòu)開(kāi)挖掘進(jìn)時(shí)的幾種施工方法。 1）人工井點(diǎn)降水加）人工井點(diǎn)降水加手工掘式敞胸盾構(gòu)施工手工掘式敞胸盾構(gòu)施工 人工井點(diǎn)降水人工井點(diǎn)降水 ，經(jīng)濟(jì)，適用于漏氣量大的，經(jīng)濟(jì)，適用于漏氣量大的砂性土。砂性土。 地下水位降低、疏干地層，地下水位降低、疏干地層，增加土體強(qiáng)度，增加土體強(qiáng)度，以保證開(kāi)挖面穩(wěn)定，盾構(gòu)在地下水位以上通以保證開(kāi)挖面穩(wěn)定，盾構(gòu)在地下水位以上通過(guò)，施工場(chǎng)地較過(guò)，施工場(chǎng)地較干燥。干燥。 一般都采用一般都采用噴射井點(diǎn)噴射井點(diǎn)，深度曾用到，深度曾用到27 m，使，使埋深為埋深為25 m的隧道能順利開(kāi)挖。的隧道能順利開(kāi)挖

34、。 具體過(guò)程具體過(guò)程 ： （1 1）先借助盾構(gòu)千斤頂）先借助盾構(gòu)千斤頂使盾構(gòu)推進(jìn)使盾構(gòu)推進(jìn)，將切口環(huán)部，將切口環(huán)部分切入地層，然后在分切入地層，然后在切口環(huán)保護(hù)下進(jìn)行土體開(kāi)挖切口環(huán)保護(hù)下進(jìn)行土體開(kāi)挖與運(yùn)輸與運(yùn)輸，這樣對(duì)周圍地層擾動(dòng)較小。，這樣對(duì)周圍地層擾動(dòng)較小。 （2 2）分層開(kāi)挖，施工工具為普通手工工具或手持）分層開(kāi)挖，施工工具為普通手工工具或手持式風(fēng)動(dòng)工具。式風(fēng)動(dòng)工具。 （3 3）每環(huán)管片可分?jǐn)?shù)次開(kāi)挖和推進(jìn)，盾構(gòu)糾偏時(shí)）每環(huán)管片可分?jǐn)?shù)次開(kāi)挖和推進(jìn)，盾構(gòu)糾偏時(shí)可以利用超挖解決。可以利用超挖解決。 （4 4）可借助支撐千斤頂加撐板對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行臨時(shí)）可借助支撐千斤頂加撐板對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行臨時(shí)支撐支撐

35、 ； （5 5）當(dāng)用網(wǎng)格式盾構(gòu)時(shí)）當(dāng)用網(wǎng)格式盾構(gòu)時(shí) ，防止盾構(gòu)后退。，防止盾構(gòu)后退。2）氣壓加手掘式敞胸盾構(gòu)施工）氣壓加手掘式敞胸盾構(gòu)施工 盾構(gòu)施工在含水松軟不穩(wěn)定地層中采用氣壓來(lái)疏干和支護(hù)開(kāi)挖面，以防止涌水、開(kāi)挖面崩坍，增強(qiáng)地層強(qiáng)度，是一種極古老，且行之有效的施工方法。 （1）氣壓大小及耗氣量的確定 理論上，每10m水頭必須用0.1Mpa的氣壓力來(lái)平衡。 實(shí)際上 ，僅為理論壓力的50%60%，空氣量?jī)H為理論空氣量的10%50%。 中小型盾構(gòu)，壓力等于離盾構(gòu)上端約D/2處的地下水壓力; 大直徑盾為2/3 D處的地下水壓力 ; 頂部均超壓，需有足夠的覆蓋層 施工時(shí)為了防止空氣泄出，盾構(gòu)頂部必須有足夠厚的覆蓋層t即 t值過(guò)大則直接影響到隧道埋置深度 ，過(guò)小則覆蓋不足