盾構(gòu)法施工工藝及施工過程分步介紹

1、盾構(gòu)法施工工藝及施工過程分步介紹開放交流 合作共贏一、概述 盾構(gòu)機(jī)是集機(jī)、電、液、光于一體的技術(shù)含量高的大型隧道施工設(shè)備，性能先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工機(jī)械化、自動化程度高。盾構(gòu)法施工系統(tǒng)性強(qiáng)，往往牽一發(fā)而動全身。 1、盾構(gòu)隧道施工一般經(jīng)歷的五個階段 盾構(gòu)機(jī)制造、下井、組裝、調(diào)試、驗收等和盾構(gòu)始發(fā)準(zhǔn)備； 盾構(gòu)始發(fā)和試掘進(jìn)； 盾構(gòu)正常段掘進(jìn)； 盾構(gòu)到達(dá)段掘進(jìn)和盾構(gòu)到達(dá)； 盾構(gòu)解體、吊出等。一、概述2、三個主要工序 開挖出土 管片拼裝 同步注漿3、每一循環(huán)的兩個過程 開挖與同步注漿 管片拼裝與土料運(yùn)輸4、三個控制要點 開挖面的穩(wěn)定 盾構(gòu)沿設(shè)計路線高精度推進(jìn)（盾構(gòu)姿態(tài)、隧道方向） 管片作業(yè)一、概述二、盾構(gòu)

2、法施工流程 盾構(gòu)總體施工流程 始發(fā)井交付使用盾構(gòu)始發(fā)架就位盾構(gòu)機(jī)下井、安裝、調(diào)試初始掘進(jìn)（L=80100m）負(fù)環(huán)拆除及其它輔助設(shè)備調(diào)整正常掘進(jìn)盾構(gòu)機(jī)到達(dá)中間站盾構(gòu)機(jī)通過中間站盾構(gòu)機(jī)再次安裝、調(diào)試盾構(gòu)機(jī)再次初始掘進(jìn)正常掘進(jìn)盾構(gòu)機(jī)到達(dá)終點站盾構(gòu)機(jī)解體外運(yùn)隧道清理準(zhǔn)備驗收盾構(gòu)機(jī)下井盾構(gòu)機(jī)就位調(diào)試初始掘進(jìn)正常掘進(jìn)到達(dá)車站過 站再次始發(fā)到達(dá)終點站盾構(gòu)機(jī)解體外運(yùn)設(shè)備調(diào)整始發(fā)端頭加固反力架安裝洞門密封圈安裝洞門圍護(hù)墻鑿除到達(dá)端頭加固洞門密封圈安裝盾構(gòu)機(jī)托架再次就位調(diào)試始發(fā)站中間站到達(dá)站二、盾構(gòu)法施工流程三、盾構(gòu)機(jī)下井、組裝及調(diào)試1、準(zhǔn)備工作 盾構(gòu)機(jī)制造、廠內(nèi)組裝驗收等完成。 盾構(gòu)機(jī)運(yùn)輸至工地。 盾構(gòu)始發(fā)準(zhǔn)備

3、應(yīng)具備條件。主要有：始發(fā)托架安裝、軌道安裝、洞門密封裝置安裝、盾構(gòu)端頭加固、反力架安裝、起吊設(shè)備到位等工作。 三、盾構(gòu)機(jī)下井、組裝及調(diào)試2、盾構(gòu)機(jī)組裝、調(diào)試程序三、盾構(gòu)機(jī)下井、組裝及調(diào)試3、盾構(gòu)機(jī)下井、組裝step1組裝始發(fā)臺、托架盾構(gòu)運(yùn)輸?shù)绞┕龅?組裝盾尾、焊接盾尾及盾尾密封刷;組裝臺車,臨時托架吊入井內(nèi);洞內(nèi)鋪設(shè)軌道。 step2組裝臺車、橋架依次吊入后續(xù)臺車；進(jìn)行橋架組裝;橋架吊入井內(nèi)。 三、盾構(gòu)機(jī)下井、組裝及調(diào)試step3吊裝螺旋輸送機(jī) 完成橋架與后配臺車的連接。螺旋輸送機(jī)吊入井內(nèi) 。 step4吊裝中盾 螺旋輸送機(jī)后移;中盾吊入井內(nèi)。 三、盾構(gòu)機(jī)下井、組裝及調(diào)試step5組裝前盾與

4、中盾 前盾吊入井內(nèi)。 step6組裝刀盤 前盾與中盾的連接;刀盤吊入井內(nèi); 三、盾構(gòu)機(jī)下井、組裝及調(diào)試step7組裝管片拼裝機(jī)、盾尾 主機(jī)連接及前移;管片拼裝機(jī)及盾尾的吊入井內(nèi)及拼裝。 step8組裝螺旋輸送機(jī) 螺旋輸送機(jī)前移;螺旋輸送機(jī)吊起及組裝。 三、盾構(gòu)機(jī)下井、組裝及調(diào)試step9設(shè)備連接、安裝反力架 連接各臺車的管線；反力架吊入井內(nèi)；安裝反力架；盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的連接。 step10完成組裝、準(zhǔn)備始發(fā) 完成組裝;盾構(gòu)機(jī)調(diào)試,準(zhǔn)備始發(fā)。 三、盾構(gòu)機(jī)下井、組裝及調(diào)試12臺車、橋架下井組裝三、盾構(gòu)機(jī)下井、組裝及調(diào)試三、盾構(gòu)機(jī)下井、組裝及調(diào)試盾構(gòu)主機(jī)下井組裝4、盾構(gòu)機(jī)調(diào)試（1）空載調(diào)試：盾構(gòu)機(jī)組裝和

5、連接完畢后，即可進(jìn)行空載調(diào)試。主要調(diào)試內(nèi)容為：液壓系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，配電系統(tǒng)，注漿系統(tǒng)，以及各種儀表的校正。著重觀測刀盤轉(zhuǎn)動和端面跳動是否符合要求。（2）負(fù)載調(diào)試：空載調(diào)試證明盾構(gòu)機(jī)具有工作能力后即可進(jìn)行負(fù)載調(diào)試。負(fù)載調(diào)試的主要目的是檢查各種管線及密封的負(fù)載能力。使盾構(gòu)機(jī)的各個工作系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)達(dá)到滿足正常生產(chǎn)要求的工作狀態(tài)。通常試掘進(jìn)時間即為對設(shè)備負(fù)載調(diào)試時間。負(fù)荷調(diào)試時將采取嚴(yán)格的技術(shù)和管理措施保證工程安全、工程質(zhì)量和隧道線型。三、盾構(gòu)機(jī)下井、組裝及調(diào)試四、盾構(gòu)始發(fā)1、盾構(gòu)始發(fā)方法四、盾構(gòu)始發(fā) 整機(jī)始發(fā)分體始發(fā)2、盾構(gòu)始發(fā)流程3、盾構(gòu)始發(fā)要點 始發(fā)準(zhǔn)備要充分 始發(fā)部位地層加固 始發(fā)

6、基座 始發(fā)反力架 洞門鑿除 洞門密封 負(fù)環(huán)管片拼裝 盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)控制 盾構(gòu)姿態(tài)與方向控制 四、盾構(gòu)始發(fā)始發(fā)部位地層加固主要方法 深層攪拌、旋噴樁、SMW、注漿、降水、凍結(jié)四、盾構(gòu)始發(fā)18加固范圍及強(qiáng)度計算粘性土加固區(qū)強(qiáng)度及厚度計算示意圖加固區(qū)高度計算示意圖加固區(qū)寬度計算示意圖加固區(qū)強(qiáng)度及厚度計算示意圖加固區(qū)高度計算示意圖加固區(qū)寬度計算示意圖砂性土19封門制作沉井：鋼板樁；蛭石、珍珠巖膨脹水泥混凝土、磚砌體、泡沫混凝土連續(xù)墻：墻中預(yù)留輕質(zhì)低強(qiáng)混凝土塞、局部澆注GFRP玻璃纖維和樹脂熱融合的玻璃纖維筋、碳纖維筋代替普通混凝土封門的破除：手工、爆破四、盾構(gòu)始發(fā)盾構(gòu)始發(fā)示意圖四、盾構(gòu)始發(fā)四、盾構(gòu)始發(fā)四

7、、盾構(gòu)始發(fā)四、盾構(gòu)始發(fā)24五、盾構(gòu)掘進(jìn)模式和參數(shù)確定1、掘進(jìn)模式選擇 土壓平衡盾構(gòu)一般有土壓平衡模式、敞開模式及半敞開模式三種掘進(jìn)模式，應(yīng)根據(jù)土壓平衡盾構(gòu)類型、盾構(gòu)隧道圍巖的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、施工環(huán)境等因素，綜合判斷、選擇不同的掘進(jìn)模式。 （1）圍巖為自穩(wěn)定性差的地層或可能有較大涌水等地質(zhì)地段，宜用土壓平衡模式掘進(jìn)。（2）圍巖為穩(wěn)定性好的巖石地層或地下水少的軟土地層，宜用敞開模式掘進(jìn)。（3）圍巖處于軟硬不均或具有一定自穩(wěn)能力且地下水壓力不太高的地層，宜用半敞開模式掘進(jìn)。（4）遇到地層變換較大時應(yīng)及時轉(zhuǎn)換模式掘進(jìn)。土壓平衡模式敞開模式半敞開模式五、盾構(gòu)掘進(jìn)模式和參數(shù)確定2、掘進(jìn)主要參數(shù)確定

8、要點 土壓平衡模式掘進(jìn)時設(shè)定的土倉壓力應(yīng)與作用在開挖面上的水土壓保持平衡。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、覆土厚度并結(jié)合環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整，比較理論計算土壓力與實際設(shè)定土壓力來判斷實際設(shè)定土壓力是否合理。 掘進(jìn)速度設(shè)定時應(yīng)考慮刀盤進(jìn)入土體的貫入度、刀盤轉(zhuǎn)速及盾構(gòu)設(shè)備出土能力等因素。 推力應(yīng)根據(jù)埋深條件、地層土質(zhì)、地下水及管片特征等條件分情況計算確定。 扭矩應(yīng)根據(jù)埋深條件、地層土質(zhì)、地下水及管片特征等條件分情況計算確定。 同步注漿壓力應(yīng)與覆土壓力相當(dāng)；同步注漿量應(yīng)根據(jù)管片與圍巖間隙計算確定，實際注漿量宜大于計算注漿量。 應(yīng)根據(jù)試掘進(jìn)和監(jiān)測情況，對掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。五、盾構(gòu)掘進(jìn)模式和參數(shù)確定六、盾構(gòu)試掘進(jìn)1 、盾構(gòu)

9、試掘進(jìn)為正常掘進(jìn)控制提供依據(jù)，主要目的： 應(yīng)收集盾構(gòu)掘進(jìn)數(shù)據(jù)及地層變形測量數(shù)據(jù)； 判斷掘進(jìn)參數(shù)是否適當(dāng)； 及早把握盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制特性； 盾構(gòu)機(jī)磨合并進(jìn)一步調(diào)試。2、試掘進(jìn)長度的確定 應(yīng)考慮管片與周圍地層的摩擦阻力和后續(xù)臺車長度，試掘進(jìn)結(jié)束后要拆除臨時管片、始發(fā)基座和始發(fā)反力架等，盾構(gòu)的掘進(jìn)反力由管片與周圍地層的摩擦阻力承擔(dān)，掘進(jìn)長度LF/2rf 式中：L從始發(fā)井開始的管片長度（m）； F盾構(gòu)千斤頂推力（N）； r管片外徑(m)； f注漿后管片與地層的摩擦阻力（N/m2） 六、盾構(gòu)試掘進(jìn)七、盾構(gòu)正常段掘進(jìn) 1、正常段掘進(jìn)控制 通過試掘進(jìn)段的地基變形監(jiān)測的結(jié)果確定的在不同地質(zhì)地層中盾構(gòu)推進(jìn)的各項

10、參數(shù)的調(diào)節(jié)控制方法。 測定和統(tǒng)計不同地層條件下推力、扭矩的大?。欢軜?gòu)機(jī)姿態(tài)的控制特點；同步注漿的參數(shù)和漿液配合比；同步注漿中容易出現(xiàn)的問題及解決方法；各種刀具的適應(yīng)性等。 選定六個施工管理的指標(biāo)（土倉壓力；推進(jìn)速度；總推力；排土量；刀盤轉(zhuǎn)速和扭矩；注漿壓力和注漿量）來進(jìn)行掘進(jìn)控制管理。七、盾構(gòu)正常段掘進(jìn) 2、盾構(gòu)掘進(jìn)流程 準(zhǔn)備工作轉(zhuǎn)動刀盤 啟動次級運(yùn)輸系統(tǒng)（皮帶機(jī)）啟動推進(jìn)千斤頂啟動首級運(yùn)輸系統(tǒng)（螺旋機(jī)）回填注漿停止掘進(jìn)安裝管片準(zhǔn)備下一環(huán)掘進(jìn)七、盾構(gòu)正常段掘進(jìn)拼裝管片（1）：落地塊位置千斤頂回縮，拼裝落地塊盾構(gòu)推進(jìn)：在保持正面壓力平衡條件下，邊推進(jìn)邊出渣，頂進(jìn)一環(huán)拼裝管片（4）：拼裝封頂塊拼裝

11、管片（2）：標(biāo)準(zhǔn)塊位置千斤頂回縮，拼裝標(biāo)準(zhǔn)塊管片現(xiàn)場堆放：檢查修補(bǔ)破損，粘貼止水橡膠條、傳力襯墊拼裝管片（3）：鄰接塊位置千斤頂回縮，拼裝鄰接塊管片垂直運(yùn)輸：用龍門架將管片裝運(yùn)到電瓶車上管片水平運(yùn)輸（1）：用電瓶車將管片運(yùn)至盾構(gòu)機(jī)內(nèi)千斤頂頂進(jìn)：千斤頂頂進(jìn)一環(huán)環(huán)寬距離泥漿注入：在保持正面壓力一定的情況下，不斷注入新鮮泥漿管片水平運(yùn)輸（2）：用單軌葫蘆吊沿導(dǎo)梁將管片運(yùn)至工作面泥漿運(yùn)輸：用泥漿排送管路將泥漿運(yùn)送至泥漿處理設(shè)備,處理排放穿連接螺栓及嵌縫：將管片連成整體隧道襯砌,并做嵌縫堵漏處理.壁后注漿：用惰性或活性漿液填塞管片壁后空隙，并用以防水封堵手孔：用同色混凝土封堵手孔，防止穿孔螺栓生銹腐蝕二

12、次緊固穿孔螺栓：將螺栓擰緊，增加隧道剛性鋪設(shè)道軌及管路：盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)同步鋪設(shè)電瓶車及機(jī)架道軌以及相應(yīng)管路二次注漿：對局部隧道滲漏點進(jìn)行二次注漿防水預(yù)拌注漿漿液：在工作井附近拌制壁后注漿漿液壁后注漿漿液運(yùn)輸：用管路將漿液運(yùn)至注漿桶3、盾構(gòu)掘進(jìn)施工要點 掘進(jìn)前根據(jù)地質(zhì)狀況、地表環(huán)境、盾構(gòu)姿態(tài)、施工監(jiān)測結(jié)果制定、下達(dá)當(dāng)班盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)指令，并準(zhǔn)備好同步注漿、管片拼裝工作。 嚴(yán)格按照盾構(gòu)設(shè)備操作規(guī)程、安全操作規(guī)程以及當(dāng)班的掘進(jìn)指令控制盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)與盾構(gòu)姿態(tài)。掘進(jìn)施工時應(yīng)根據(jù)圍巖條件正確地使用盾構(gòu)千斤頂，在確保圍巖穩(wěn)定的同時沿隧道設(shè)計線路正確地進(jìn)行。 注漿與掘進(jìn)的同步進(jìn)行，及時根據(jù)信息反饋情況調(diào)整注漿參數(shù)。

13、 按規(guī)定進(jìn)行監(jiān)控量測、盾構(gòu)與管片姿態(tài)人工復(fù)核測量。 嚴(yán)防出現(xiàn)盾構(gòu)姿態(tài)突變。應(yīng)盡量防止橫向、豎向和轉(zhuǎn)動偏差的發(fā)生，用測量數(shù)據(jù)修正盾構(gòu)姿態(tài)，盡早進(jìn)行“蛇行”修正。 應(yīng)根據(jù)地層條件適當(dāng)注入添加劑改善碴土的塑流性，同時應(yīng)慎重管理土倉壓力和排土量。 采用適合的排土方法，排土設(shè)備的配置應(yīng)滿足掘進(jìn)能力。 盾構(gòu)暫停施工時應(yīng)制定穩(wěn)定開挖面的專項措施。七、盾構(gòu)正常段掘進(jìn)4、盾構(gòu)姿態(tài)、盾構(gòu)隧道方向控制要點 采用自動導(dǎo)向系統(tǒng)和人工測量輔助進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)測量監(jiān)控。 采用分區(qū)操作掘進(jìn)油缸來調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，使盾構(gòu)的掘進(jìn)方向趨向隧道的設(shè)計中心線。在曲線段和變坡段，必要時利用盾構(gòu)超挖刀進(jìn)行局部超挖、在軸線允許偏差范圍內(nèi)提前進(jìn)入曲

14、線段掘進(jìn)施工。 盾構(gòu)在調(diào)整方向的過程中不能有太大的趨勢。 當(dāng)盾構(gòu)處于水平線路掘進(jìn)時，宜使盾構(gòu)保持稍向上的掘進(jìn)姿態(tài)，以防止盾構(gòu)因自重而產(chǎn)生的栽頭現(xiàn)象。 應(yīng)正確進(jìn)行管片選型，控制拼裝質(zhì)量與精度，以使管片端面盡可能與計劃的掘進(jìn)方向垂直。 施工中定期測量管片直徑與圓度管片平面和高程偏差以及前沿里程成環(huán)情況等，及時反饋信息指導(dǎo)管片拼裝施工。 測量控制系統(tǒng)如下：七、盾構(gòu)正常段掘進(jìn)整個系統(tǒng)的組成情況及各個部件之間的相互關(guān)聯(lián)。七、盾構(gòu)正常段掘進(jìn)5、盾構(gòu)隧道糾偏要點 當(dāng)盾構(gòu)隧道軸線偏離設(shè)計位置時必須進(jìn)行糾偏。 盾構(gòu)隧道糾偏可采用千斤頂編組、區(qū)域油壓、仿行刀進(jìn)行。掘進(jìn)油缸油壓的調(diào)整不宜過快、過大，防止造成管片局部

15、破損、開裂。 蛇行的修正應(yīng)以長距離逐步修正為原則，不宜過急。 在切換刀盤轉(zhuǎn)動方向進(jìn)行滾動糾偏時，應(yīng)保留適當(dāng)?shù)臅r間間隔，切換速度不宜過快。 實施盾構(gòu)隧道糾偏不得損壞已安裝管片，并保證新一環(huán)管片的順利拼裝。 實施盾構(gòu)隧道糾偏應(yīng)防止盾尾漏漿而增大地面變形。 盾構(gòu)施工過程中，一方面要通過修正施工有關(guān)參數(shù)盡量避免和控制，同時也要在掘進(jìn)的過程中，進(jìn)行適時的測量與糾正，控制偏差在允許范圍之內(nèi)。七、盾構(gòu)正常段掘進(jìn)6、 在不同地質(zhì)條件應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行掘進(jìn)施工。（1）在軟土地層中： 應(yīng)選擇合理的掘時模式，并加強(qiáng)對施工參數(shù)的優(yōu)化。 在地面隆起允許的情況下適當(dāng)提高盾構(gòu)機(jī)的正面平衡壓力。 應(yīng)保證連續(xù)均衡掘進(jìn)，避免較

16、長時間的擱置。 盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整量不可過大、過頻。 必要時應(yīng)采用壓注泡沫劑或膨潤土等措施改良土體。（2）在砂層或富水砂層地段： 適當(dāng)加大土倉壓力掘進(jìn)施工。 螺旋輸送機(jī)應(yīng)采用雙閘門裝置，加注泥漿或高效聚合物泡沫，必要時采用保壓泵碴裝置。 采用土壓平衡模式掘進(jìn)，控制盾構(gòu)掘進(jìn)方向和鉸接油缸的行程差。 若出現(xiàn)噴涌應(yīng)立即關(guān)閉螺旋輸送機(jī)的后門，適當(dāng)向前掘進(jìn)，使土倉內(nèi)建立平衡；通過刀盤的轉(zhuǎn)動將土倉內(nèi)的土體攪拌均勻；緩慢打開螺旋輸送機(jī)后門，邊掘進(jìn)邊出土，始終保持土倉內(nèi)壓力穩(wěn)定。七、盾構(gòu)正常段掘進(jìn)（3） 在巖層地段（含硬巖層）： 在盾構(gòu)機(jī)設(shè)計上，對刀具的配置、刀間距的設(shè)計要充分考慮。宜選用單刃滾刀、耐磨刀具，減少換

17、刀次數(shù)與頻率。 有計劃地進(jìn)入土倉檢查刀具狀態(tài)和更換刀具。 應(yīng)確切掌握巖層的分布情況及其各項指標(biāo)，施工中利用盾構(gòu)機(jī)的超前鉆機(jī)及時探明前方巖石情況。 采用敞開模式掘進(jìn)，應(yīng)遵循高轉(zhuǎn)速、低扭矩原則選取參數(shù)，以提高純掘進(jìn)速度。掘進(jìn)過程中應(yīng)隨時監(jiān)測刀具和刀盤受力狀態(tài)，確保其不超載。 硬巖段掘進(jìn)時應(yīng)采取啟動盾構(gòu)穩(wěn)定裝置、有針對性的加注泡沫劑以減少刀盤扭矩、降低掘進(jìn)速度和刀盤正反轉(zhuǎn)等措施，防止盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)。（4）盾構(gòu)在復(fù)合地層掘進(jìn)時應(yīng)注重對地層分界的判斷，及時選取不同的掘進(jìn)模式和掘進(jìn)參數(shù)。 七、盾構(gòu)正常段掘進(jìn)八、盾構(gòu)到達(dá)段掘進(jìn)及盾構(gòu)到達(dá)1、盾構(gòu)到達(dá)方法八、盾構(gòu)到達(dá)段掘進(jìn)及盾構(gòu)到達(dá)八、盾構(gòu)到達(dá)段掘進(jìn)及盾構(gòu)到達(dá)2、盾

18、構(gòu)到達(dá)流程3、盾構(gòu)到達(dá)要點 到達(dá)準(zhǔn)備要充分 到達(dá)部位地層加固 始發(fā)基座 洞門鑿除 洞門密封 盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)控制 盾構(gòu)姿態(tài)與方向控制八、盾構(gòu)到達(dá)段掘進(jìn)及盾構(gòu)到達(dá)八、盾構(gòu)到達(dá)段掘進(jìn)及盾構(gòu)到達(dá)九、盾構(gòu)機(jī)解體、吊出2、盾構(gòu)機(jī)解體吊出順序1、盾構(gòu)機(jī)拆卸總體思路 （1）拆卸順序與組裝順序相反，后裝的先拆，先裝的后拆。（2）采用吊機(jī)解體吊出的方案。（3）拆卸之前對整機(jī)各部、各系統(tǒng)管路、電路與組件進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)識。（4）拆卸以應(yīng)有序進(jìn)行。九、盾構(gòu)機(jī)解體、吊出3、盾構(gòu)機(jī)解體吊出流程九、盾構(gòu)機(jī)解體、吊出十、管片生產(chǎn)與管片拼裝1、管片設(shè)計（1）地鐵隧道管片：C50S12鋼筋砼；每環(huán)六塊（3塊標(biāo)準(zhǔn)、2塊鄰接、1塊封頂）；通

19、縫、錯縫兩種拼接方式。十、管片生產(chǎn)與管片拼裝十、管片生產(chǎn)與管片拼裝荷載計算簡圖（2）內(nèi)力計算模型方法1）彈性勻質(zhì)自由變形圓環(huán)。 接頭剛度與自身剛度無變化，地層作用荷載抗力，（無限制變形的連桿），結(jié)構(gòu)力學(xué)方法。適合錯縫拼裝。2）修正慣用法 彈性自由變形圓環(huán)的基礎(chǔ)上對接頭剛度進(jìn)行。3）修正彈性變剛度自由變形（或約束變形）多鉸圓環(huán)； 接頭不同剛度鉸，管片為鋼架梁，局部（或全部）圓環(huán)設(shè)支座連桿限制變形；通縫拼裝更合適。4）有限元數(shù)值分析。襯砌管片和土層劃分成不同單元。十、管片生產(chǎn)與管片拼裝（3）其它類型管片十、管片生產(chǎn)與管片拼裝鋼筋：質(zhì)保書有效、復(fù)試合格、分類堆放標(biāo)識清楚預(yù)埋件：合格證齊全制作質(zhì)量符合

20、要求鋼模板：無殘漿、隔離劑均勻，尺寸檢測合格鋼筋骨架入模：鋼筋籠、預(yù)埋件位置、焊接檢查鋼筋半成品：斷料尺寸、成型檢查堆放標(biāo)識清楚鋼筋骨架：鋼筋規(guī)格、間距、焊接檢查堆放標(biāo)識清楚混凝土澆筑：分層布料、規(guī)范振搗、收水光潔水泥、砂、石子、外加劑：有質(zhì)保書、復(fù)試合格證混凝土配合比：每天根據(jù)天氣情況微調(diào)配合比混凝土攪拌控制：原材料計量、攪拌時間混凝土質(zhì)量：及時測坍落度、制作試塊、控制管片起吊強(qiáng)度混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量：控制蒸汽養(yǎng)護(hù)程序及溫度2、管片生產(chǎn)（1）管片生產(chǎn)工藝流程十、管片生產(chǎn)與管片拼裝開模起吊強(qiáng)度：根據(jù)試塊強(qiáng)度控制能否開模起吊管片開模、起吊：開模規(guī)范，起吊平穩(wěn)，防止損傷管片質(zhì)量檢查：外觀質(zhì)量檢查評定、管

21、片尺寸檢測管片的車間修補(bǔ)：配置修補(bǔ)劑、控制修補(bǔ)質(zhì)量及色差管片入堆場：防止翻身及起吊時損傷，堆放整齊，標(biāo)識統(tǒng)一管片水養(yǎng)：及時換水，足天養(yǎng)護(hù)管片出廠：所有資料齊全加蓋合格章簽發(fā)出廠合格證管片的堆場修補(bǔ)：將在養(yǎng)護(hù)及吊運(yùn)過程中損傷的管片及時修補(bǔ)混凝土強(qiáng)度評定：進(jìn)行抗?jié)B、抗壓試驗，檢漏試驗，并進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計管片現(xiàn)場驗收：有合格證，無破損，起吊平穩(wěn)，堆放整齊途中運(yùn)輸：控制每車運(yùn)輸量，防止劇烈顛簸十、管片生產(chǎn)與管片拼裝（2）管片模具十、管片生產(chǎn)與管片拼裝（3）管片生產(chǎn)成型鋼筋分類堆放鋼筋籠焊接十、管片生產(chǎn)與管片拼裝成型鋼筋籠堆放模板清理、涂脫模劑十、管片生產(chǎn)與管片拼裝合籠后鋼模尺寸檢查鋼筋籠吊裝入模十、管片生

22、產(chǎn)與管片拼裝鋼筋籠入模就位混凝土澆注十、管片生產(chǎn)與管片拼裝管片澆注、振搗表面壓實十、管片生產(chǎn)與管片拼裝表面收光澆注后的管片靜養(yǎng)十、管片生產(chǎn)與管片拼裝管片翻身架管片成型車間水平運(yùn)輸十、管片生產(chǎn)與管片拼裝成品管片水平運(yùn)輸管片養(yǎng)護(hù)水池十、管片生產(chǎn)與管片拼裝管片入養(yǎng)護(hù)池養(yǎng)護(hù)試塊抗壓檢測十、管片生產(chǎn)與管片拼裝抗?jié)B檢測設(shè)備管片檢漏試驗十、管片生產(chǎn)與管片拼裝三環(huán)試拼裝三環(huán)試拼裝及接縫測量十、管片生產(chǎn)與管片拼裝管片堆場管片堆場堆放十、管片生產(chǎn)與管片拼裝3、管片選型與安裝 管片作為隧道施工的支護(hù)結(jié)構(gòu)，是主要的受力結(jié)構(gòu)，也直接關(guān)系到防水效果的好壞。管片安裝質(zhì)量的好壞不僅直接關(guān)系到成洞的質(zhì)量，而且對盾構(gòu)機(jī)能否繼續(xù)順

23、利推進(jìn)有著直接的影響。 （1）管片選型 管片選型應(yīng)遵循的原則:管片跟著盾構(gòu)走 管片選型的考慮因素:盾尾間隙千斤頂行程差鉸接角度盾構(gòu)機(jī)的方向趨勢 管片選型要適合隧道設(shè)計線路和盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)。十、管片生產(chǎn)與管片拼裝（2）管片拼裝 管片是在盾尾內(nèi)采用管片拼裝機(jī)拼裝。 管片安裝采取自下而上的原則，由下部開始，先裝底部標(biāo)準(zhǔn)塊（或鄰接塊），再對稱安裝標(biāo)準(zhǔn)塊和鄰接塊，最后安裝封頂塊，封頂塊安裝時，先縱向搭接2/3，徑向推上，然后縱向插入 。 用管片拼裝機(jī)將管片吊起，沿吊機(jī)梁移動至盾尾位置。安裝時千斤頂交替收回，即安裝那段管片收回那段相對應(yīng)的千斤頂，其余千斤頂仍頂緊。十、管片生產(chǎn)與管片拼裝管片拼裝施工工藝流程十

24、、管片生產(chǎn)與管片拼裝管片拼裝系統(tǒng)十、管片生產(chǎn)與管片拼裝快速接頭管片銷頭凹槽十、管片生產(chǎn)與管片拼裝銷槽銷頭十、管片生產(chǎn)與管片拼裝管片快速拼裝 -異型管片十、管片生產(chǎn)與管片拼裝十一、壁后回填注漿 回填注漿（同步注漿和二次注漿）是防止地層下降并使作用于隧道的土壓力得以均布，注漿回填到管片背面，形成一定厚度的充填層，防止隧道承受偏壓及接縫張開。充填層本身起防水層作用。1、漿液材料（1）單液、雙液材料：配比及機(jī)理研究、拌漿及注漿工藝流程，粘稠度、不同齡期強(qiáng)度試驗。（2）活性/惰性。（3）注漿體積：盾尾間隙的150200。（4）采用單液快硬漿液代替雙液漿。單液漿先填充空隙、阻擋泥水后竄機(jī)理。單液可硬漿泵送

25、工藝及設(shè)備。2、注漿壓力、強(qiáng)度3、同步注漿施工工藝流程和系統(tǒng)工作原理十一、壁后回填注漿二次注漿注漿孔盾尾孔隙盾尾壁后注漿管注漿管同步注漿同步注漿施工工藝流程十一、壁后回填注漿十一、壁后回填注漿十一、壁后回填注漿十二、盾構(gòu)隧道防水1、管片結(jié)構(gòu)自防水管片的生產(chǎn)主抓三個方面：砼密實度、抗裂性能和制作精度。2、管片接縫防水（1）彈性密封墊彈性密封墊貼緊貼牢。防止彈性密封墊脫落。彈性密封墊表面的雜物清理干凈。 （2）傳力襯墊3、嵌縫防水4、螺栓孔防水5、注漿孔防水6、接口防水十二、盾構(gòu)隧道防水十二、盾構(gòu)隧道防水防水材料十二、盾構(gòu)隧道防水十三、刀具更換1、按單刀允許磨損量及相鄰刀的高差及時更換刀具： 更換

26、作業(yè)盡量選擇在中間豎井或地質(zhì)條件較好、地層較穩(wěn)定的地段進(jìn)行。 換刀準(zhǔn)備工作應(yīng)包括總體規(guī)劃、設(shè)備物資供應(yīng)、人員培訓(xùn)、成立應(yīng)急救援小組、開倉審批等內(nèi)容。 當(dāng)盾構(gòu)在硬巖或自穩(wěn)能力較強(qiáng)的地段掘進(jìn)時，可在無壓下直接進(jìn)入刀盤作業(yè)。 刀具更換程序應(yīng)為：刀盤清理刀具檢查和磨損量的測量制定換刀計劃刀具拆除刀具安裝刀具更換記錄整體檢查。 在較差的地層換刀時，必須采用帶壓更換或?qū)Φ貙舆M(jìn)行預(yù)加固等措施，確保開挖面的穩(wěn)定。十三、刀具更換2、刀具刀具圖片十三、刀具更換正常磨損滾刀非正常磨損滾刀3、刀具磨損量的預(yù)測 =KDNL/V:磨損量（mm）（最外周部） K:磨損系數(shù)（mm/km） D:盾構(gòu)外徑（m） N:刀盤轉(zhuǎn)速（r

27、pm） L:推進(jìn)距離（km）V:推進(jìn)速度（mm/min）十三、刀具更換嚴(yán)重磨損的滾刀刀圈斷裂邊緣刮刀掉落刮刀掉落后磨損十三、刀具更換十四、碴土改良 在復(fù)雜地層掘進(jìn)施工時應(yīng)根據(jù)圍巖條件可適當(dāng)向刀盤面、土倉內(nèi)和螺旋輸送機(jī)注入泡沫或膨潤土等添加劑進(jìn)行碴土改良，改善碴土的塑流性；同時應(yīng)慎重進(jìn)行土倉壓力和排土量管理。 十四、碴土改良十四、碴土改良十五、人員帶壓進(jìn)倉 1、當(dāng)清除開挖面前方障礙物、刀具更換等作業(yè)時，可采用氣壓輔助模式施工來控制開挖面的涌水。 2、人員倉的加減氣壓應(yīng)按國家空氣潛水減壓技術(shù)要求GB 1251-90所規(guī)定的原則進(jìn)行，不得隨意調(diào)整。 3、人員進(jìn)出土倉作業(yè)流程十五、人員帶壓進(jìn)倉十五、人

28、員帶壓進(jìn)倉十六、災(zāi)害地質(zhì)、障礙物探測和施工1、流砂地層、破碎帶等不良地質(zhì)施工技術(shù) 開挖面注入泡沫劑； 填充粘土增加覆土層； 控制同步注漿壓力，防止注漿上翻； 局部氣壓防止冒頂（局部）氣壓技術(shù)氣壓艙十六、災(zāi)害地質(zhì)、障礙物探測和施工842、軟硬巖交疊地質(zhì)施工技術(shù)在軟硬巖交疊地層施工時，除了對刀盤上的刮刀加強(qiáng)外，還需配置用于破碎硬巖的先行刀和滾刀，自動監(jiān)測刀具磨損，常壓或局部氣壓下更換刀具。適用于硬巖的刀具十六、災(zāi)害地質(zhì)、障礙物探測和施工3、超前預(yù)報地下障礙物岸邊探測地下障礙物 通過電磁波波速法來辯識江中地下障礙物 電磁波探測探頭障礙物顯示十六、災(zāi)害地質(zhì)、障礙物探測和施工4、超前預(yù)報地下障礙物超前鉆

29、探需要時還可通過超前鉆頭探查障礙物的物性 超前鉆探技術(shù)十六、災(zāi)害地質(zhì)、障礙物探測和施工875、障礙物處理刀盤上的夾碎裝置破碎排除地層改良，從開挖面人工處理方案 從盾殼外周預(yù)設(shè)帶閥門孔實施地層改良地層改良以便從開挖面處理障礙物在隧道沿線進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察。在選擇處理方案時應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮在施工前進(jìn)行不良地質(zhì)的處理及障礙物的清除；當(dāng)無法進(jìn)行預(yù)先處理時再考慮施工中的探測及處理方法。十六、災(zāi)害地質(zhì)、障礙物探測和施工十七、盾構(gòu)地中對接貫入側(cè)盾構(gòu)接收側(cè)盾構(gòu)十七、盾構(gòu)地中對接十七、盾構(gòu)地中對接貫入側(cè)盾構(gòu)接收側(cè)盾構(gòu)十七、盾構(gòu)地中對接90十八、盾構(gòu)過站、轉(zhuǎn)場及調(diào)頭1、盾構(gòu)機(jī)過站（過隧道）移動托架過站弧形導(dǎo)臺過站利用

30、永久管片過隧道利用臨時管片過隧道弧形導(dǎo)臺十八、盾構(gòu)過站、轉(zhuǎn)場及調(diào)頭2、盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)場解體吊裝后運(yùn)輸轉(zhuǎn)場整體吊裝轉(zhuǎn)場十八、盾構(gòu)過站、轉(zhuǎn)場及調(diào)頭3、盾構(gòu)機(jī)調(diào)頭礦山法隧道內(nèi)調(diào)頭盾構(gòu)工作井內(nèi)調(diào)頭十八、盾構(gòu)過站、轉(zhuǎn)場及調(diào)頭盾構(gòu)機(jī)調(diào)頭順序十八、盾構(gòu)過站、轉(zhuǎn)場及調(diào)頭十九、盾構(gòu)隧道施工監(jiān)控量測與沉降規(guī)律1 、監(jiān)控量測的目的和作用 監(jiān)測管片隧道主要是確保隧道施工安全（管片的變形與受力），并為隧道設(shè)計提供依據(jù)。 監(jiān)測隧道環(huán)境的變化（地層變形與地下水的變化），為隧道施工調(diào)整參數(shù)與工藝服務(wù)。 監(jiān)測地面建構(gòu)筑物的變形情況（沉降與傾斜），必要時啟動應(yīng)急保護(hù)預(yù)案。2、主要監(jiān)測項目（1）隧道內(nèi)的監(jiān)測項目 隧道變形：目前主要是采用

31、全站儀進(jìn)行斷面測量；管片錯臺量測與裂紋觀測。（與隧道施工測量的關(guān)系） 管片受力：特殊地段預(yù)埋鋼筋計和在管片表面粘貼應(yīng)變片量測。十九、盾構(gòu)隧道施工監(jiān)控量測與沉降規(guī)律（2）隧道周邊環(huán)境 地層變形：一般采用垂直孔進(jìn)行測斜，來計算水平位移；同時必要時進(jìn)行分層沉降量測。 地下水位：采用從地表鉆孔進(jìn)行水位觀測。（3）隧道地面建構(gòu)筑物量測 地表沉降量測：一般采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行量測。 建構(gòu)筑物的沉降與傾斜量測：采用精密水準(zhǔn)儀和全站儀進(jìn)行量測。十九、盾構(gòu)隧道施工監(jiān)控量測與沉降規(guī)律96（4）盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測十九、盾構(gòu)隧道施工監(jiān)控量測與沉降規(guī)律3、監(jiān)控量測程序十九、盾構(gòu)隧道施工監(jiān)控量測與沉降規(guī)律4、變形規(guī)律（1）橫向沉

32、降分布：S(x)為沉降量(m)；x為距離隧道中心線的距離(m)；i為沉降槽寬度系數(shù)。十九、盾構(gòu)隧道施工監(jiān)控量測與沉降規(guī)律（2）縱向沉降分布：yf=yf-L； yi=yi-LS(y)為沿隧道縱軸線分布的沉降量（m）；y為盾構(gòu)推進(jìn)起始點距離坐標(biāo)原點O的距離（m）；yi為盾構(gòu)開挖面距離坐標(biāo)原點O的距離（m） ；L 盾構(gòu)機(jī)的長度（m） ；Vl1為盾構(gòu)開挖面引起的地層損失（m3/m）；Vl2為施工因素引起的地層損失（m3/m）；i為沉降槽寬度系數(shù)。十九、盾構(gòu)隧道施工監(jiān)控量測與沉降規(guī)律（3）盾構(gòu)施工引起變形的原因與機(jī)理沉降類型主要原因應(yīng)力擾動變形機(jī)理先期沉降地下水位降低孔隙水壓力減少，圍巖有效應(yīng)力增加壓縮和壓密、下沉盾構(gòu)開挖面沉降或隆起工作面處施加壓：過大隆起，過小沉降圍巖應(yīng)力釋放、擾動負(fù)荷土壓力彈塑性變形盾構(gòu)通過時沉降施工擾動，盾構(gòu)與圍巖(土體)間剪切錯動，出碴擾動壓縮盾尾空隙引起的沉降圍巖（土體）失去支撐，管片背后注漿不及時應(yīng)力釋放彈塑性變形后續(xù)沉降結(jié)構(gòu)變形、地層擾動、空隙水壓下降等土體固結(jié)壓縮和蠕變下沉十九、盾構(gòu)隧道施工監(jiān)控量測與沉降規(guī)律5、施工監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)與預(yù)警值 序 號監(jiān) 測 項 目控 制 標(biāo) 準(zhǔn)預(yù) 警 值1地面沉降-30mm+10mm-20mm2