土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件

土壓平衡盾構(gòu)施工工藝

中國鐵建重工集團2016年10月土壓平衡盾構(gòu)施工工藝

11、總則1.1適用范圍適用于采用土壓平衡式盾構(gòu)機修建隧道結(jié)構(gòu)的施工。1.2編制參考標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范1.2.1地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范(GB50299-1999)。1.2.2地下鐵道設(shè)計規(guī)范（GB50157-92）。1.2.3鐵路隧道設(shè)計規(guī)范（TB10003-2001）。1.2.4盾構(gòu)掘進(jìn)隧道工程施工驗收規(guī)范。1.2.5公路隧道施工技術(shù)規(guī)范(JTJ042－94)。1.2.6公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(JTGF80/1-2004)。1、總則1.1適用范圍22、術(shù)語ZTE系列復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機是中國鐵建重工集團通過吸收、消化國外先進(jìn)技術(shù)，根據(jù)中國鐵建長期盾構(gòu)施工經(jīng)驗，自行研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型隧道施工設(shè)備，是國務(wù)院16項重大技術(shù)裝備之一，適用于粘土、砂土、砂礫、巖石等地層。土壓平衡盾構(gòu)機由刀盤旋轉(zhuǎn)刀具切削土體，切削后的泥土進(jìn)入密封土艙，通過螺旋輸送機出渣調(diào)節(jié)土艙壓力，土艙內(nèi)的土壓主要是由螺旋輸送器的出土量來控制的，出土量多則平衡土壓下降，反之則上升，同時還要密切配合刀盤的切削速度和油缸推進(jìn)速度，使土艙內(nèi)始終充滿泥土而不致擠得過密或過松，達(dá)到穩(wěn)定開挖面的效果。有效控制地表沉降，由螺旋輸送機和皮帶輸送機進(jìn)行出碴，管片機進(jìn)行管片襯砌支護(hù)，實現(xiàn)隧道全斷面一次成形。土壓平衡盾構(gòu)機是一種集機、電、液壓、控制、傳感、信息技術(shù)于一體的隧道施工成套設(shè)備，也可稱為隧道加工中心，使得隧道施工變成了工廠化、智能化特點，具有掘進(jìn)快速高效、安全環(huán)?？煽?、施工質(zhì)量高等特點，被廣泛應(yīng)用于水利、電力、交通、市政管道等隧道工程。2、術(shù)語ZTE系列復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機是中國鐵建重工集團通32.1土壓平衡盾構(gòu)2.1土壓平衡盾構(gòu)4鐵建重工土壓平衡盾構(gòu)鐵建重工土壓平衡盾構(gòu)5土壓平衡盾構(gòu)工作原理土壓平衡盾構(gòu)工作原理6各種刀盤各種刀盤72.2端頭加固為確保盾構(gòu)始發(fā)和到達(dá)時施工安全，確保地層穩(wěn)定，防止端頭地層發(fā)生坍塌或涌漏水等意外情況，根據(jù)各始發(fā)和到達(dá)端頭工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地面建筑物及管線狀況和端頭結(jié)構(gòu)等綜合分析，確定對洞門端頭地層加固形式。端頭土體橫向加固最小尺寸表

2.2端頭加固為確保盾構(gòu)始發(fā)和到達(dá)時施工安全，確保地層穩(wěn)8端頭加固

防止地層不能自穩(wěn)，加固一：是保證始發(fā)時圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除后掌子面土體能夠保持自穩(wěn)；加固二：是在盾尾進(jìn)入洞口防水裝置前防止洞口地層涌砂涌水?！庸棠康亩軜?gòu)始發(fā)端頭加固防止地層不能自穩(wěn)，加固一：是保證始發(fā)9端頭加固長度

端頭加固長度10端頭加固——加固范圍加固范圍以包裹盾構(gòu)主機并預(yù)留一定的封堵滲漏通道的區(qū)域為原則。結(jié)合上海、南京、蘇州等軟土地層的加固實例，加固范圍確定為隧道縱向。方向為9米，橫向為隧道輪廓線外3m。盾構(gòu)始發(fā)端頭加固——加固范圍加固范圍以包裹盾構(gòu)主機并預(yù)留一定的封堵滲11——鑿除洞門

在檢查端頭土體加固滿足要求后，同時在盾構(gòu)組裝后對洞門進(jìn)行破除：第一步：先鑿除圍護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)層，并將外層的鋼筋全部割除取出，并鑿除至剩余內(nèi)排鋼筋；第二步：待盾構(gòu)機始發(fā)時抵?jǐn)n掌子面和到達(dá)時盾構(gòu)機抵?jǐn)n圍護(hù)結(jié)構(gòu)時，割除圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)層鋼筋，再開始掘進(jìn)。盾構(gòu)始發(fā)——鑿除洞門在檢查端頭土體加固滿12土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件13——始發(fā)設(shè)施安裝——始發(fā)基座安裝始發(fā)基座

始發(fā)基座（發(fā)射架）起導(dǎo)向和支撐盾構(gòu)的作用。在洞門鑿除完成之后，依據(jù)隧道設(shè)計軸線定出盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)空間位置，然后反推出始發(fā)基座的空間位置，并固定牢固。盾構(gòu)始發(fā)2.3

始發(fā)架及簾布安裝——始發(fā)設(shè)施安裝——始發(fā)基座安裝始發(fā)基座14土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件15土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件16土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件172.4反力架盾構(gòu)剛開始掘進(jìn)時，其推力要靠工作井井壁來承擔(dān)。因此，在盾構(gòu)與井壁之間需要設(shè)傳力設(shè)施，此設(shè)施稱為反力架。2.4反力架盾構(gòu)剛開始掘進(jìn)時，其推力要靠工作井井壁來承擔(dān)18——反力設(shè)施安裝

反力架是為盾構(gòu)機前進(jìn)提供反推力，在安裝反力架時，反力架端面應(yīng)與始發(fā)基座水平軸垂直。對反力架固定前應(yīng)按設(shè)計對其進(jìn)行精確的定位。反力架與工作井結(jié)構(gòu)連接部位的間隙用型鋼墊實，以保證反力架腳板有足夠的受力面，負(fù)環(huán)砼管片緊靠在反力架上。以保證混凝土負(fù)環(huán)管片受力均勻。——始發(fā)設(shè)施安裝盾構(gòu)始發(fā)反力架負(fù)環(huán)管片負(fù)環(huán)管片后部型鋼支撐——反力設(shè)施安裝反力架是為盾19土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件202.4添加劑采用土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)時，為改善土體的流動性防止其粘附在盾構(gòu)機上而注入的一些外加劑。添加劑的功能是：輔助切削面的穩(wěn)定（提高泥土的塑流性和止水性）；減少切削刀具的磨耗；防止土艙內(nèi)的泥土壓密粘附；減少輸送機的扭矩和泵的負(fù)荷。土艙內(nèi)的碴土必須具有：良好的塑性和流動性、良好的粘稠度、低的內(nèi)摩擦力、低的透水性。

一般情況下刀盤切削下來的碴土不一定具有這些特性，造成刀盤扭矩大，碴土流動困難，在土壓力作用下易壓實固結(jié)，容易產(chǎn)生泥餅或泥團。根據(jù)地層情況，向開挖土艙內(nèi)注入泡沫、粘土或添加劑，進(jìn)行強制攪拌，使碴土具有可塑性和不透水性，螺旋機排土順暢，土艙內(nèi)的壓力容易控制和穩(wěn)定。2.4添加劑采用土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)時，為改善土體的流動性防21土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件22土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件23土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件24土壓平衡盾構(gòu)施工場地布置主要有：盾構(gòu)機、出碴列車、門吊、管片供應(yīng)、砂漿攪拌站、始發(fā)井、棄碴坑、風(fēng)水電供應(yīng)系統(tǒng)等系統(tǒng)組成。土壓平衡盾構(gòu)施工場地布置主要有：盾構(gòu)機、出碴列車、門吊、管片253施工準(zhǔn)備3.1技術(shù)準(zhǔn)備3.1.1根據(jù)隧道外徑、埋深、地質(zhì)、地下管線、構(gòu)筑物、地面環(huán)境、開挖面穩(wěn)定及地表隆陷值等的控制要求，經(jīng)過經(jīng)濟、技術(shù)比較后選用盾構(gòu)設(shè)備。3.1.2認(rèn)真熟悉工程設(shè)計文件、圖紙，對工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地下管線、暗渠、古河道以及鄰近建筑等調(diào)查清楚，并將上述內(nèi)容匯總表示在工程縱剖面總體圖上，然后提出針對性的技術(shù)措施，以確保工程進(jìn)展順利和鄰近范圍內(nèi)原建筑物的安全。3.1.3進(jìn)行工程環(huán)境的調(diào)查和實地踏勘，為制訂施組提供足夠的依據(jù)，進(jìn)行核實的主要項目有：（1）土地使用情況——根據(jù)報告和附圖，實地踏勘調(diào)查各種建筑物的使用功能、結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)類型及其與隧道的相對位置等；（2）道路種類和路面交通情況；（3）工程用地情況——主要對施工場地及材料堆放場地、棄土場地、運土路線等做必要的調(diào)查；（4）施工用電和給排水設(shè)施條件；（5）有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律和法規(guī)；（6）地下障礙物及管線。3施工準(zhǔn)備3.1技術(shù)準(zhǔn)備263.1.4根據(jù)工程特點、施工設(shè)備的技術(shù)性能及操作要領(lǐng)，對盾構(gòu)司機及各類設(shè)備操作人員進(jìn)行上崗前的技術(shù)培訓(xùn)并持證上崗。3.1.5建立完整的測量和監(jiān)控量測系統(tǒng)，以便施工時控制隧道位置，對地層沉降及結(jié)構(gòu)的變形進(jìn)行監(jiān)測，并及時反饋信息。3.1.6根據(jù)工程特點、工程目的、隧道結(jié)構(gòu)、環(huán)境條件及其保護(hù)等級、施工設(shè)備的性能、工程所處地質(zhì)條件編制施工組織設(shè)計，經(jīng)審批后作為指導(dǎo)施工的依據(jù)。3.2材料準(zhǔn)備3.2.1盾構(gòu)掘進(jìn)時的添加材料：粉末粘土、膨潤土、發(fā)泡劑、高吸水性樹脂、增粘劑等。3.2.2注漿材料：砂漿、水泥漿、速凝劑。3.2.3襯砌材料：鋼筋混凝土管片。3.1.4根據(jù)工程特點、施工設(shè)備的技術(shù)性能及操作要領(lǐng)，對盾273.3主要設(shè)備及機具3.3.1隧道掘進(jìn)機械：土壓平衡盾構(gòu)機及其配套設(shè)備、備用刀具。3.3.2材料與管片運輸機械：門式吊車、機車、管片車、砂漿車、碴車。3.3.3供電系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、砂漿攪拌設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、充電設(shè)備。3.3.4碴土外運設(shè)備3.3.5測量儀器：全站型經(jīng)緯儀、精密水準(zhǔn)儀、銦鋼尺、傾斜儀、壓力計。3.3主要設(shè)備及機具3.3.1隧道掘進(jìn)機械：土壓平衡盾283.4作業(yè)條件3.4.1棄碴場地、管片堆放場地、注漿材料堆放場地等工作施工場地已布置妥當(dāng)。3.4.2盾構(gòu)始發(fā)井工程已經(jīng)施工完畢。3.4.3盾構(gòu)機在始發(fā)井內(nèi)安裝調(diào)試完畢，運轉(zhuǎn)正常。3.4.4操作人員經(jīng)培訓(xùn)合格，具備上崗資格。3.4.5各項監(jiān)測系統(tǒng)已設(shè)置妥當(dāng)。3.4.6施工組織計劃經(jīng)監(jiān)理部門審核批準(zhǔn)。3.4.7襯砌管片已開始批量生產(chǎn)。3.4作業(yè)條件3.4.1棄碴場地、管片堆放場地、注漿材293.5勞動力組織3.5勞動力組織30盾構(gòu)施工總流程盾構(gòu)施工總流程31盾構(gòu)安裝始發(fā)盾構(gòu)安裝始發(fā)32盾構(gòu)始發(fā)模式條件要求：車站站臺層結(jié)構(gòu)施工完成的長度能夠容納車架擺放的空間，一般須84米（整機的長度）。另外離端頭84米左右處預(yù)留出土口。地面提供管片堆放和出土吊機行走的場地。

整機始發(fā)——指盾構(gòu)機主機和車架均放在車站底板上組裝并連接，始發(fā)掘進(jìn)時車架和主機一起整體向前移動的方式。始發(fā)階段管片、材料、渣土均從出土口吊運。

整機始發(fā)和分體始發(fā)兩種模式：盾構(gòu)始發(fā)模式條件要求：車站站臺層結(jié)構(gòu)施工完成的長度能夠容納車33盾構(gòu)始發(fā)模式

分體始發(fā)掘進(jìn)階段管片、材料、渣土均從盾構(gòu)井吊運。施工效率低，費用高，在沒有整機始發(fā)的條件時采用。

分體始發(fā)模式：將全部（或部分）后配套車架放在地面，主機吊放到井下，主機與臺車之間通過延長管線提供主機掘進(jìn)。待掘進(jìn)約70米距離后，拆除延長管線、負(fù)環(huán)管片，將后配套車架和連接橋吊放到洞內(nèi)與主機連接，并進(jìn)行整機調(diào)試后，恢復(fù)正常掘進(jìn)狀態(tài)。分體始發(fā)（延長管線始發(fā)）盾構(gòu)始發(fā)模式分體始發(fā)掘進(jìn)階段管片34盾構(gòu)掘進(jìn)分為四個階段1、負(fù)環(huán)掘進(jìn)：由于盾構(gòu)需要調(diào)試，參數(shù)需要調(diào)整，掘進(jìn)始發(fā)加固區(qū)，因此盾構(gòu)負(fù)環(huán)掘進(jìn)速度非常慢。2、始發(fā)段掘進(jìn)：始發(fā)段掘進(jìn)時，掘進(jìn)參數(shù)需要調(diào)整，后配套管路需要轉(zhuǎn)接，出碴效率低，掘進(jìn)速度慢。3、正常段掘進(jìn)：盾構(gòu)進(jìn)入正常段掘進(jìn)后，設(shè)備進(jìn)入正常狀況，運輸系統(tǒng)也處于正常狀態(tài)，盾構(gòu)進(jìn)入快速掘進(jìn)階段，掘進(jìn)速度高。4、到達(dá)段掘進(jìn)：盾構(gòu)進(jìn)入到達(dá)段掘進(jìn)，需要調(diào)整姿態(tài)，掘進(jìn)速度開始放慢。盾構(gòu)掘進(jìn)分為四個階段1、負(fù)環(huán)掘進(jìn)：由于盾構(gòu)需要調(diào)試，參數(shù)需要35

掘進(jìn)：

a、設(shè)備處于始發(fā)、磨合階段，掘進(jìn)注意刀盤轉(zhuǎn)速、扭距、推力等參數(shù)的控制及油脂使用。

掘進(jìn)總推力<反力架承受力

刀盤扭矩<盾體與始發(fā)架的摩擦力+防扭塊的阻力+主機的重力等36掘進(jìn)：3636b、防止盾構(gòu)側(cè)滾、低頭；盾體易側(cè)滾，可采用刀盤低轉(zhuǎn)速、低扭矩、正反轉(zhuǎn)來調(diào)整；盾構(gòu)剛始發(fā)掘進(jìn)時，控制掘進(jìn)速度，刀盤切削土體可加添加劑降低刀盤扭矩力，防止盾構(gòu)低頭，同時加強盾尾支撐觀測，盡量完善負(fù)環(huán)鋼支撐。b、防止盾構(gòu)側(cè)滾、低頭；37c、注意控制土艙壓力；

d、根據(jù)控制土艙壓力的大小，來調(diào)節(jié)螺旋輸送機的出土量、出土速度及推進(jìn)速度，進(jìn)而來保證土倉內(nèi)土壓力與開挖面土壓力的相對平衡；

e、前期掘進(jìn)（前100m）是掘進(jìn)摸索階段，此段摸索與掘進(jìn)有關(guān)的參數(shù)及設(shè)備的屬性，同時要加強維修保養(yǎng)及部分實操培訓(xùn)。c、注意控制土艙壓力；38

負(fù)環(huán)管片、始發(fā)架及反力架的拆除：為了后期站臺工作的延續(xù)及完成電瓶車的編組等因素，故對負(fù)環(huán)管片、始發(fā)架及反力架進(jìn)行拆除：

a、在拆除負(fù)環(huán)前，先將反力架斜撐割除、后移；

b、拆除負(fù)環(huán)，先將緊挨反力架的第一環(huán)拆除；

負(fù)環(huán)管片、始發(fā)架及反力架的拆除：39

c、拆除兩環(huán)負(fù)環(huán)環(huán)間管片的連接螺栓，用龍門吊將其吊出，按上述方法依次拆除全部負(fù)環(huán)；

d、吊出拆除的反力架及始發(fā)托架；

e、完成軌道鋪設(shè)。

40土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件41土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件42土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件43土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件444、施工工藝和控制要求4.1技術(shù)要求4.1.1盾構(gòu)在廠內(nèi)制造完工后，必須進(jìn)行整機調(diào)試，檢查核實盾構(gòu)設(shè)備的潤滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的狀況，調(diào)試機械運轉(zhuǎn)狀態(tài)和控制系統(tǒng)的性能，確保盾構(gòu)出廠就具備良好的性能，防止設(shè)備的先天不足給工程帶來不必要的困難。4.1.2

盾構(gòu)掘進(jìn)施工對上部所需的覆土層的厚度，應(yīng)滿足下列要求：（1）在控制地面變形要求高的地區(qū)，各種盾構(gòu)的最小覆土厚度一般均不宜小于隧道直徑的1倍；（2）當(dāng)實際覆土厚度不能滿足上述規(guī)定時，應(yīng)選用下列措施：①水底隧道覆土厚度不足時，應(yīng)選用合適工藝來增加覆土厚度或加固措施；②在陸地上施工點厚度不足時，可在設(shè)計允許情況下調(diào)整隧道埋設(shè)深度，也可選用合適粘性增加覆土厚度或采用井點降低地下水位，使盾構(gòu)使用的氣壓值能與覆土厚度相適應(yīng)，或用注漿方法減少土的透氣性。4、施工工藝和控制要求4.1技術(shù)要求454.1.3平行雙線應(yīng)有足夠的線間距，隧道與隧道、隧道與其它建（構(gòu)）筑物之間所夾土體（巖體）加固處理的最小厚度為水平方向1.0m，豎直方向1.5m。4.1.4兩條隧道平行或立體交叉施工時，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、土壓平衡盾構(gòu)的特點、隧道埋深和間距，以及對地表變形的控制要求等因素，合理確定兩條盾構(gòu)推進(jìn)前后錯開的距離。4.1.5土壓平衡式盾構(gòu)掘進(jìn)時，工作面壓力應(yīng)通過試掘進(jìn)50～100m后確定，在掘進(jìn)中應(yīng)及時調(diào)整并保持穩(wěn)定。4.1.6掘進(jìn)中開挖出的碴土應(yīng)填滿土倉，并保持盾構(gòu)掘進(jìn)速度和出土量的平衡。4.1.3平行雙線應(yīng)有足夠的線間距，隧道與隧道、隧道與其它464.1.7

盾構(gòu)掘進(jìn)中遇有下列情況之一時，應(yīng)停止掘進(jìn)，分析原因并采取措施：（1）盾構(gòu)前方發(fā)生坍塌或遇有障礙；（2）盾構(gòu)自轉(zhuǎn)角過大；（3）盾構(gòu)位置偏離設(shè)計軸線過大；（4）盾構(gòu)推力較預(yù)計的值有較大出入時；（5）管片發(fā)生裂縫或注漿發(fā)生故障時；（6）盾構(gòu)掘進(jìn)扭矩發(fā)生較大波動時；（7）殼體卡住隧道襯砌環(huán)；（8）盾構(gòu)上飄或磕頭，推進(jìn)方向難以掌握。4.1.7盾構(gòu)掘進(jìn)中遇有下列情況之一時，應(yīng)停止掘進(jìn)，分析原474.2材料質(zhì)量要求4.2.1工程所使用的各種原材料、半成品或成品都必須符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求，特別是防水材料在使用前必須按規(guī)定抽查檢測。4.2.2盾構(gòu)掘削時使用的添加材應(yīng)滿足表16.3.2.1的功能要求。4.3職業(yè)健康安全要求4.3.1盾構(gòu)工作豎井地面設(shè)防雨棚，井口周圍應(yīng)設(shè)防淹墻和安全欄桿。4.3.2更換刀具的人員必須經(jīng)過培訓(xùn)，刀具的吊裝和定位必須使用吊裝工具。在更換滾刀時要使用抓緊鉗和吊裝工具。所有用于吊裝刀具的吊具和工具都必須經(jīng)過嚴(yán)格檢查，以確保人員和設(shè)備的安全。4.3.3隧道施工時應(yīng)進(jìn)行機械通風(fēng)，保證每人每分鐘需供應(yīng)新鮮空氣3m3；最小風(fēng)速不小于0.15m/s。隧道內(nèi)氣溫不得高于28℃；隧道內(nèi)噪聲不得大于90dB。4.3.4帶壓作業(yè)人員必須身體健康，并經(jīng)過帶壓作業(yè)的專業(yè)培訓(xùn)，制定并執(zhí)行帶壓工作程序。4.2材料質(zhì)量要求484.4環(huán)境要求4.4.1針對盾構(gòu)施工在特定的地質(zhì)條件和作業(yè)條件下可能遇到的風(fēng)險，在施工前必須仔細(xì)研究并切實采取防止意外的技術(shù)措施。4.4.2應(yīng)特別注意防止瓦斯爆炸、火災(zāi)、缺氧、有害氣體中毒和涌水情況等，預(yù)先制定和落實發(fā)生緊急情況時的對策和措施。4.4環(huán)境要求4.4.1針對盾構(gòu)施工在特定的地質(zhì)條件和495施工工藝5.1工藝流程5施工工藝5.1工藝流程505.2操作工藝5.2.1盾構(gòu)掘進(jìn)時碴土質(zhì)量控制：（1）土壓平衡控制。土壓力可通過以下3種方式調(diào)節(jié)：

①調(diào)節(jié)螺旋輸送機的轉(zhuǎn)數(shù)；

②調(diào)節(jié)盾構(gòu)推進(jìn)油缸的推進(jìn)速度；

③兩者組合控制。（2）碴土流塑性控制。碴土的塑流性可通過以下3種方法判定①刀盤負(fù)荷。由刀盤切削扭矩、螺旋輸送機的扭矩等負(fù)荷的變化推定碴土的塑流性；②螺旋輸送機的排土效率。碴土塑流性好的情況下，從螺旋輸送機的轉(zhuǎn)數(shù)算出的排土量與計算開挖土量的相關(guān)性較高；③排土形狀測量。根據(jù)目測排土狀況或者碴土取樣的坍落度試驗可以判定泥土的塑流性。5.2操作工藝5.2.1盾構(gòu)掘進(jìn)時碴土質(zhì)量控制：51（3）防止刀盤泥餅的形成：①土倉內(nèi)水、土、氣壓力設(shè)定值不宜過高，應(yīng)設(shè)法減小刀盤與正面巖土的擠壓應(yīng)力；②采取泡沫劑等措施切斷裂隙水通道，控制地層中裂隙水涌入；③合理布設(shè)刀盤開口及刀具，遇到塑性大、裂隙水豐富的全風(fēng)化巖土?xí)r，應(yīng)將滾刀更換為齒刀；④向刀盤正面注入適量的泡沫劑或水，減小刀盤與正面土體的碾磨力，同時還可增加碴土的流塑性；⑤在土倉內(nèi)加以適當(dāng)?shù)臍鈮?，提高螺旋輸送機的排土能力。（3）防止刀盤泥餅的形成：525.2.2盾構(gòu)在特殊地層中的施工（1）盾構(gòu)在含孤石地層中的施工①合理調(diào)節(jié)掘進(jìn)參數(shù)和控制掘進(jìn)方向，以達(dá)到控制盾構(gòu)機的姿態(tài)；②孤石出現(xiàn)后立即停止推進(jìn)分析情況，判定孤石大小，刀盤是否有能力破碎孤石；刀盤有能力可繼續(xù)掘進(jìn)，否則，停機處理，若前方地層的自立性好，則先清空土艙內(nèi)的泥土并建立氣壓平衡，隨后作業(yè)人員通過人行閘進(jìn)入土艙，對孤石進(jìn)行粉碎；若地層自立性差或根本不能自立，則需先對土體進(jìn)行加固處理，隨后方可允許作業(yè)人員進(jìn)艙工作。（2）盾構(gòu)在不同地層分界面處的施工①盾構(gòu)由軟土層進(jìn)入全斷面巖層，即由土壓平衡向欠壓或無壓過渡時，適當(dāng)降低土壓設(shè)定值、增加同步注漿量、調(diào)整各區(qū)域油缸壓差，控制盾構(gòu)方向，還應(yīng)放慢推進(jìn)速度；②盾構(gòu)由全斷面巖層進(jìn)入軟土層，即由無土壓或欠壓，向土壓平衡態(tài)過渡時，除適當(dāng)通過土壓設(shè)定值，減少同步注漿量外，還應(yīng)通過盾構(gòu)與設(shè)計軸線的相對坡度，調(diào)整各區(qū)域油壓差，改變推進(jìn)油缸的合力位置和方向，提高推進(jìn)速度。5.2.2盾構(gòu)在特殊地層中的施工53（3）盾構(gòu)穿越斷裂帶的施工①施工前應(yīng)確切地掌握斷裂帶的分布狀態(tài)，視實際情況對隧道頂部以上斷裂帶土層進(jìn)行加固；②盾構(gòu)前盾切入斷裂帶時，應(yīng)考慮盾構(gòu)正前方巖土性質(zhì)的變化，對盾構(gòu)姿態(tài)和出土量等參數(shù)作相應(yīng)調(diào)整，以防止盾構(gòu)產(chǎn)生下傾、上仰；為了抑制沉降和斷裂帶涌水的不利影響，應(yīng)及時實施同步注漿；③盾構(gòu)穿越后，為確保隧道穩(wěn)定，防止斷裂帶向盾構(gòu)切口涌水，必須及時向隧道外周的斷裂帶地層進(jìn)行注漿，切斷盾構(gòu)切口的涌水通道；④保持盾構(gòu)掘進(jìn)速度，控制螺旋輸送機閘門開度，避免噴涌造成地層沉降。（3）盾構(gòu)穿越斷裂帶的施工545.2.3刀具選用（1）在軟土層或粘度較高的礫質(zhì)粘土層中施工時，應(yīng)盡可能不用滾刀。（2）在強度較高的風(fēng)化巖中施工時，應(yīng)安裝滾刀；（3）在強度較低的風(fēng)化巖中施工時，應(yīng)安裝超前開挖的刀具或貝殼刀。5.2.4刀具更換（1）更換刀具停機時間比較長，容易造成盾構(gòu)整體沉降，引起地層及地表沉降，損壞地表及地下建（構(gòu)）筑物。要求：①更換前做好準(zhǔn)備工作，盡量減少更換時間。②更換作業(yè)盡量選擇在中間豎井或地層條件較好、較穩(wěn)定地段進(jìn)行。③在地層條件較差的地段進(jìn)行更換作業(yè)時，必須帶壓更換或?qū)Φ貙舆M(jìn)行預(yù)加固，確保開挖面及基底的穩(wěn)定。④在巖層中更換刀具時，可對土艙施加氣壓；更換刀具時要選擇地層自立性穩(wěn)定的區(qū)段進(jìn)行，最好選擇全斷面均為巖層的區(qū)段。（2）首先除去土艙中的泥水、殘土，清除刀頭上黏附的泥沙，確認(rèn)要更換的刀具，運入工具，然后拆去舊刀具，換上新刀具。（3）更換刀具要記錄刀具編號、原刀具類型、刀具磨損量、修復(fù)刀具的運行記錄、更換原因、更換刀具類型、更換時間和更換人等。5.2.3刀具選用555.2.5盾構(gòu)糾偏（1）盾構(gòu)糾偏只能在盾構(gòu)內(nèi)徑與管片外徑兩者之間的施工間隙范圍內(nèi)調(diào)整，過量糾偏會使盾殼卡住管片，導(dǎo)致管片被擠壞或增加下一環(huán)管片拼裝的困難。（2）盾構(gòu)糾偏應(yīng)及時、連續(xù)，不要過量糾偏。過大糾偏會使盾構(gòu)軸線與隧道軸線產(chǎn)生較大的夾角，影響盾尾密封效果產(chǎn)生盾尾漏漿，過量糾偏將增加盾構(gòu)對土體的擾動，增大地面變形。當(dāng)盾構(gòu)軸線偏離設(shè)計位置時，必須進(jìn)行糾偏。盾構(gòu)縱坡最大糾偏量可按下式求得：i＝（i盾-i襯）≤[i]一般小于0.5%

式中i—盾構(gòu)與管片相對坡度；盾構(gòu)平面最大糾偏量可按下式求得：△L＜S×tanα式中α—盾構(gòu)與襯砌允許的水平夾角（一般為tanα≤0.5%）；S—兩腰對稱的推進(jìn)油缸的中心距（mm）

；△L—兩腰對稱的推進(jìn)油缸伸出長度的允許差值（mm）【28.5mm】盾構(gòu)推進(jìn)坡度與隧道設(shè)計軸線的偏角應(yīng)小于0.3%。【17mm】5.2.5盾構(gòu)糾偏56管片安裝管片安裝57——管片安裝盾構(gòu)掘進(jìn)管片地面運輸管片卸車止水條粘帖管片井下水平運輸——管片安裝盾構(gòu)掘進(jìn)管片地面運輸管片卸車止水條粘帖管片井58

——管片安裝盾構(gòu)掘進(jìn)管片拼裝螺栓緊固成型隧道——管片安裝盾構(gòu)掘進(jìn)管片拼裝螺栓緊固成型隧道59同步注漿同步注漿60——同步注漿——掘進(jìn)注漿盾構(gòu)掘進(jìn)——同步注漿——掘進(jìn)注漿盾構(gòu)掘進(jìn)61

——盾構(gòu)軸線控制盾構(gòu)掘進(jìn)

盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂分為4個壓力區(qū)，通過改變分區(qū)千斤頂?shù)膲毫崿F(xiàn)盾構(gòu)的轉(zhuǎn)彎或糾偏。

——盾構(gòu)軸線控制盾構(gòu)掘進(jìn)盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂分為4個壓62?L——盾構(gòu)軸線控制盾構(gòu)掘進(jìn)?L——盾構(gòu)軸線控制盾構(gòu)掘進(jìn)635.2.6盾構(gòu)到達(dá)終點（1）一般以隧道貫通前最后50m范圍為到達(dá)段。按環(huán)境、地質(zhì)條件、洞門尺寸及深度、洞口封門形式，確定洞口土體加固處理方案，并對土體加固效果進(jìn)行鑒定。（2）到達(dá)井內(nèi)的盾構(gòu)接收基座應(yīng)符合盾構(gòu)基座技術(shù)要求，導(dǎo)軌應(yīng)可調(diào)節(jié)，以適應(yīng)盾構(gòu)到達(dá)時的姿態(tài)。在曲線地段，接收基座應(yīng)根據(jù)曲線在該位置的切線方向進(jìn)行定位。（3）盾構(gòu)掘進(jìn)至離洞口封門結(jié)構(gòu)100m時，必須做一次盾構(gòu)推進(jìn)軸線的方向傳遞測量，以逐漸調(diào)整盾構(gòu)軸線。（4）為防止由于盾構(gòu)推力過大和開挖面土體擠壓損壞洞口封門結(jié)構(gòu)，在切口離封門10m起應(yīng)控制出土量；切口離封門結(jié)構(gòu)300-500mm時停止推進(jìn)，并使切口開挖面壓力降到最低值，以確保洞口封門拆除的施工安全。

（5）盾構(gòu)停止掘進(jìn)后，按計劃方法與工藝拆除封門，盾構(gòu)應(yīng)盡快地連續(xù)推進(jìn)和拼裝管片，使盾構(gòu)能在最短時間內(nèi)全部進(jìn)入接收井內(nèi)的基座上。（6）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，通過管片的二次注漿孔，注入雙液漿進(jìn)行封堵。5.2.6盾構(gòu)到達(dá)終點64盾構(gòu)到達(dá)盾構(gòu)到達(dá)655.2.7盾構(gòu)到達(dá)（1）盾構(gòu)機到站前一個月，必須加固好車站兩端的洞門土體，以保證加固體的強度及盾構(gòu)機進(jìn)、出站安全。（2）盾構(gòu)機到站前20天，開始進(jìn)行盾構(gòu)到達(dá)的一切準(zhǔn)備工作，包括接受托架的安設(shè)、橫移鋼板的安設(shè)、始發(fā)反力架的修改、對盾構(gòu)機維修保養(yǎng)的準(zhǔn)備工作。（3）盾構(gòu)機到達(dá)的洞門破除工作，先鑿除前方維護(hù)結(jié)構(gòu)的一半厚，最后一層鋼筋的破除在盾構(gòu)機完全進(jìn)入加固體后進(jìn)行，確保到站安全。5.2.8盾構(gòu)調(diào)頭（1）必須預(yù)先編制調(diào)頭方案，做到可靠、安全。（2）盾構(gòu)的調(diào)頭方法應(yīng)根據(jù)豎井尺寸、設(shè)備、盾構(gòu)直徑、重量及移動距離等決定。（3）盾構(gòu)在豎井內(nèi)調(diào)頭時，要有調(diào)頭設(shè)施；當(dāng)盾構(gòu)在豎井內(nèi)水平移動距離較大時，可采用移車臺。5.2.7盾構(gòu)到達(dá)66土壓平衡盾構(gòu)施工工藝課件67右腰部拉桿拉桿連接處鋼板

右腰部拉桿拉桿連接處鋼板68盾構(gòu)到達(dá)（接收）階段盾構(gòu)到達(dá)（接收）階段69盾構(gòu)調(diào)頭盾構(gòu)調(diào)頭705.2.10盾構(gòu)機的維護(hù)。盾構(gòu)機的維護(hù)分為日常巡檢保養(yǎng)與定期保養(yǎng)與維修：日常巡檢保養(yǎng)：是指盾構(gòu)操作人員對盾構(gòu)運轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行外觀目測和儀表數(shù)據(jù)觀測，采用視、聽、觸、嗅等手段，檢查盾構(gòu)及配套設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，觀測主控室的運轉(zhuǎn)參數(shù)，檢查機件的異響、異味、發(fā)熱、裂紋、銹蝕、損傷、松動、油液色澤、油管滴漏等，初步判斷盾構(gòu)的工作狀態(tài)。日常巡檢保養(yǎng)具體內(nèi)容為：1）各部位的螺栓、螺母松動檢查并擰緊；2）異常聲音、發(fā)熱檢查；3）液壓油、潤滑油、潤滑脂、水、空氣的異常泄漏檢查；4）各潤滑部位供油、供脂情況檢查并補充；5）油位檢查及補充；電源電壓及掘進(jìn)參數(shù)檢查確認(rèn)；6）電氣開關(guān)、按鈕、指示燈、儀表、傳感器檢查并處置；7）液壓、電氣、泥漿、水、空氣等管線檢查確認(rèn)并處置；8）安全閥設(shè)定壓力檢查并確認(rèn)；9）濾清器污染狀況檢查確認(rèn)并處置。5.2.10盾構(gòu)機的維護(hù)。盾構(gòu)機的維護(hù)分為日常巡檢保養(yǎng)與定71定期保養(yǎng)定期保養(yǎng)是指按規(guī)定的運轉(zhuǎn)周期或掘進(jìn)長度對盾構(gòu)及其配套設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)。定期保養(yǎng)與維修的主要內(nèi)容有：1）檢查油位、液壓油濾清器有無泄漏；2）檢查旋轉(zhuǎn)接頭，用潤滑脂槍給軸承注油；3）檢查刀盤驅(qū)動主軸承，檢測油污染程度、含水量；4）檢查刀盤驅(qū)動行星齒輪的油位，監(jiān)聽運行聲音；5）檢查推進(jìn)油缸，潤滑關(guān)節(jié)軸承；6）檢查螺旋輸送機變速器的油位，潤滑螺旋輸送機軸承、后閘門、伸縮導(dǎo)向（土壓平衡盾構(gòu)）；7）清理電動機、液壓油泵的污物；8）檢查鉸接油缸，對潤滑點注脂；9）潤滑管片拼裝機、管片吊機、管片輸送機的潤滑點，潤滑所有軸承和滑動面；10）檢查空壓機溫度，檢查凝結(jié)水和冷卻器污染；定