盾構(gòu)施工技術(shù)之圖文詳解

的簡介

1、盾構(gòu)的起源

1806年，法國工程師麥克?布魯內(nèi)爾發(fā)

一種蛀蟲（船蛆）鉆出孔道，船蛆是一種蛤，頭部有外

殼，在鉆穿木板時，分泌出液體涂在孔壁上形成堅韌的保

護殼，用以抵抗木板潮濕后的膨脹，以防被壓扁。在蛀蟲

鉆孔的啟示下，布魯內(nèi)爾發(fā)現(xiàn)了盾構(gòu)掘進隧道的道理，并

在英國注冊了專利。

1825年布魯內(nèi)爾開始在倫敦泰晤士河下修建高

6.8m,寬11.4m的矩形盾構(gòu)隧道,歷時18年，到1843

年布魯內(nèi)爾完成了全長370m的隧道，隧道經(jīng)歷了5

次特大涌水犧牲了6人。（具體請看視頻：《盾構(gòu)的

起源》）

分類

迄今為止，盾構(gòu)主要分為四代盾構(gòu)

手掘式盾構(gòu)機、第二代是半機械

代是閉胸式盾構(gòu)機、第四代大斷面、

斷面多樣化盾構(gòu)機。根據(jù)工作原理分為土壓平衡

式盾構(gòu)、泥水平衡式盾構(gòu)和復(fù)合式盾構(gòu)，我們項

目部目前所用的是土壓平衡式盾構(gòu)，今天重點講

述土壓平衡式盾構(gòu)。

1974年在日本東京使用了第一臺土壓垂衡

外徑為3.72m。土壓平衡式盾構(gòu)機的工作原理是盾

構(gòu)掘進時，其前端刀盤旋轉(zhuǎn)掘削土層土體，切削下

來的土體進入土艙。當(dāng)土體充滿土艙時，其被動土

壓與掘削面實現(xiàn)平衡，即保持艙內(nèi)的壓力與掌子面

的土的壓力和掌子面上的水的壓力保持平衡，通過

刀盤不斷的切削掌子面的土體，慢慢向前掘進。

3、盾構(gòu)機的主要構(gòu)造組成

1封、

盾構(gòu)機從前至后依次由刀盤、切口

支撐環(huán)（中盾）、盾尾。盾尾后是連接橋，連接

橋與1#臺車相連，1#臺車后依次為2#臺車、3#臺

車、4#臺車、5#臺車。

各主機大件的3

名稱直徑長度重量C

(mm)(mm)

刀盤628074055

前體625017092

中體6240258031.4

盾尾6230328526

1）刀盤

1.1

刀盤包括焊接結(jié)構(gòu)件和刀架。刀盤_

磨層，圓周區(qū)域有耐磨格柵構(gòu)成的鑲邊。通過旋

轉(zhuǎn)，挖出的渣土被運到刀盤的8個開口。刀盤的后

部開口向內(nèi)傾斜，這樣的結(jié)構(gòu)使渣土易于流動而

容易流向螺旋輸送機。焊接的攪拌臂可以使土質(zhì)

改良添加劑和挖出的渣土在刀盤后面進行攪拌。

前盾又稱切口環(huán)，它里面裝有支撐______

送機的鋼結(jié)構(gòu)。螺旋輸送機從盾尾斜向連接著皮帶

機。前盾前沿呈鍥形，以防止渣土粘結(jié)和促進渣土

流到底部的螺旋輸送機。

壓力隔板將前盾的開挖艙和主艙分離開來。隔板上

面的門可以讓人進入開挖艙進行保養(yǎng)和檢查工作。

此外，隔板有幾個開口，可以控制渣土改良的程度

和以及作為修理時輸電線的接線盒接頭。通過安裝

的隔板上的四個攪拌器，水、膨潤土或泡沫被運輸

至開挖艙。攪拌器均勻分布使土倉內(nèi)的渣土可以被

充分?jǐn)嚢琛?/p>

中盾又稱支撐環(huán)，前盾和中盾是用

在一起的。

在中盾內(nèi)布置了推進缸支座和管片安裝機架。管片

安裝機支架通過相應(yīng)的法蘭面和管片安裝機梁連接

起來。推進缸和連接盾尾的較接油缸布置在中盾。

為穩(wěn)定巖石和用掘進設(shè)備進行試掘進，在中盾的盾

殼上焊接了帶球閥的超前鉆機孔。中盾和盾尾之間

使用的是預(yù)緊密封。如果密封出現(xiàn)問題，雖然有脂

潤滑，水還是能夠進入盾殼；那么較接密封有一個

可膨脹的應(yīng)急氣囊密封臨時保護，防止水的進入。

氣囊最大膨脹壓力為lObar。注意：如用氣囊應(yīng)急

密封時，則不允許掘進。

4）盾尾

盾尾通過14個錢接油缸和中盾相連。

護下用管片拼裝機安裝管片；而在盾尾尾部和已

裝好的管片之間用盾尾刷密封。

1）刀盤和刀盤驅(qū)動

刀盤的旋轉(zhuǎn)靠位于盾殼中心的軸承。至

內(nèi)齒圈、外圈和中間的三排圓柱滾柱，外圈通過

法蘭和盾殼聯(lián)接，內(nèi)齒圈和刀盤通過螺栓聯(lián)接。

八個液壓馬達通過行星齒輪驅(qū)動小齒輪，八個小

齒輪共同驅(qū)動內(nèi)齒圈進行旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動刀盤和

刀具轉(zhuǎn)動。

推進缸主要用于推進和安裝管片,盾病機的向前

的推力靠推進油缸提供，盾構(gòu)機上一共有30個油

缸，單個油缸的最大推力為1J40KN,油缸的最

大行程為2000mm。

3）管片拼裝機

上，管片拼裝機由拖架梁、旋轉(zhuǎn)架、移動架、帶

夾緊系統(tǒng)的十字梁組成。管片拼裝機主要用于安

裝管片，如果需要進行超前鉆探時可在管片安裝

機的適配器板上安裝超前鉆機設(shè)備。

管片拼裝機的運動情況是根據(jù)現(xiàn)有的條件而特別

設(shè)計的，它可以對管片進行精確定位。伸縮、旋

轉(zhuǎn)和移動等功能都是比例控制的，所有這些移動

功能的設(shè)定壓力可以使其對各元件進行精確定位。

輸送小車之間移動。在用手將起吊螺桿擰i后，管片

由管片輸送機抓起并運到盾尾。

螺旋輸送機用于渣土的運輸，前盾的底部安襄巖螺旋輸送

機，螺旋輸送機從隔板到臺車沿中心線上的仰角為230°

構(gòu)機后配套系統(tǒng)

車上都裝有盾殼前進所需要的輔助裝置。—_一

另外，盾構(gòu)機工作所需的冷卻水、新鮮空氣、壓套空氣和

高壓電纜都通過臺車管線輸送進去，而升溫后的冷卻水和

臟水從盾構(gòu)機的盾殼底部被運送出去。

臺車連接在管片安裝機的托架梁上，隨著盾構(gòu)機的掘進沿

掘進方向運動。拖車在鋪設(shè)的軌道上行走。

臺車的結(jié)構(gòu)可以使電瓶車進入第二臺臺車，電瓶車運輸管

片、砂漿、備件和其它油料。

FW構(gòu)的施工準(zhǔn)備

1、地面施工準(zhǔn)備

①出土、管片存放

隧道正式推進前，施工場地先平整、

車站端頭井處設(shè)置集土坑、管片存放場地、車輛保潔設(shè)施

和挖掘機的場地。組織專用運土車輛，按照規(guī)定的時間、

路線以及棄土場地運輸渣土。

②漿液制備

每環(huán)同步注漿量為61m3,根據(jù)實際需要設(shè)兩套拌漿系

統(tǒng)，供盾構(gòu)推進時注漿用。為減少砂漿的運輸距離，拌漿

設(shè)備設(shè)在井口旁，拌漿設(shè)備采用30m3/h全自動砂漿攪拌

站，為減輕勞動強度及減少灰塵飛揚，采用散裝水泥、粉

煤灰及膨潤土、另外攪拌站旁還設(shè)外摻劑倉庫、砂堆場,

20m3貯水箱。

③集土坑

隧道施工時分別在盾構(gòu)左右始發(fā)井旁各

坑上設(shè)置倒土架；根據(jù)實際經(jīng)驗每環(huán)出

假設(shè)每班最多可完成9環(huán)，集土坑容積要至少需要700nR

才能滿足施工的連續(xù)性。

④垂直運輸

如果左右線的工作面間距不超過23m,可以考慮設(shè)置一臺龍

門吊，若工作面間距大于23m,超過龍門吊最大跨度，應(yīng)

考慮用2臺龍門吊，主要考慮龍門吊出土方便及垂直運輸

管片方便。使用2臺龍門吊時，在架設(shè)龍門吊時，要考慮

龍門吊之間的間距，要保證2臺龍門吊吊運互不影響，不

得出現(xiàn)龍門吊“打架”現(xiàn)象。

⑤進、始發(fā)口土體加固

為保證盾構(gòu)安全始發(fā)、接收，隧道進、

好的自立性和密實性，使洞口土體在盾

塌，地下水不涌入端頭井內(nèi)，為此必須對洞口土體進行加

固。加固方法一般采用旋噴樁加固和冷凍法加固。

1）發(fā)射架安裝

發(fā)射架作為臺車下井過渡工具以及盾構(gòu)

于盾構(gòu)機以及后配套到場安裝完。

發(fā)射架的安裝應(yīng)注意始發(fā)段隧道所處的線路平、縱面曲線

條件，確保盾構(gòu)中心軸線的坡度與隧道設(shè)計軸線坡度相適

應(yīng)，考慮到隧道后期沉降因素，盾構(gòu)中心軸線可比設(shè)計軸

線略抬高10?20mm,特別注意在對始發(fā)基座固定前應(yīng)按設(shè)

計進行準(zhǔn)確的定位，嚴(yán)格控制標(biāo)高及中心軸線等。定好位

后對發(fā)射架加設(shè)支撐加固和固定，防止其移動。盾構(gòu)發(fā)射

架應(yīng)具有足夠的剛度和強度，導(dǎo)軌必須順直。

發(fā)射架詳圖

2）盾構(gòu)安裝與調(diào)試

在車站范圍內(nèi)盾構(gòu)掘進相反方向80米鋪

鋼軌，并將鋼軌延伸到始架上。發(fā)射架

上方放置路基箱板和軌枕，車站底板和發(fā)射架二者之間使

用鋼軌及連接板連接之后，臺車依次吊入始發(fā)井，放置在

始發(fā)托架的鋼軌上，拖入車站內(nèi)。臺車下井完畢后，拆除

發(fā)射架上的鋼軌、軌枕以及路基箱板，供盾構(gòu)機下井。

盾構(gòu)分段吊入井下，并在井下始發(fā)托架上進行正確組裝就

位，并連接臺車，完成后由專業(yè)技術(shù)人員對整機調(diào)試驗收。

注：盾構(gòu)下井吊裝順序：組裝下井的順序依次是5#臺車

-4#臺車一3#臺車一2#臺車一1#臺車一連接轎一管片運輸

車-*螺旋輸送機f中盾f前盾f刀盤f管片安裝機f盾尾。

3）后盾系統(tǒng)安裝

盾構(gòu)機的后盾系統(tǒng)應(yīng)滿足盾構(gòu)推進所需

平整度。后盾系統(tǒng)由鋼立柱、后座基座、’___

負(fù)環(huán)襯砌組成。負(fù)環(huán)管片根據(jù)實際情況，隨盾構(gòu)的推進逐

環(huán)拼裝。為預(yù)留出瞪口，負(fù)環(huán)管片一律采用封頂塊位于正

上方的拼裝模式，并且第-8至第-3環(huán)負(fù)環(huán)管片只拼裝下部

三塊。同時，為保證給盾構(gòu)機提供足夠的反力并確保施工

的安全，在第-3環(huán)負(fù)環(huán)管片加設(shè)144°弧形鋼環(huán)，并以鋼

支撐將其支撐于負(fù)環(huán)鋼管片上。

為保證管片點位的準(zhǔn)確，拼裝第-8環(huán)負(fù)期管片叫-

確控制好底部標(biāo)準(zhǔn)塊的位置。另外，半物環(huán)后時專

必須焊接牢固，確保后盾系統(tǒng)的可靠性。茸匚一:rj

后盾系統(tǒng)詳圖

盾構(gòu)基座

4）盾構(gòu)就位姿態(tài)的測量復(fù)核

在盾構(gòu)開始掘進前對盾構(gòu)的姿態(tài)進行測

縱向坡度、橫向旋轉(zhuǎn)角、平面偏離值、

里程，盾構(gòu)姿態(tài)的偏差應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，并將測量結(jié)果報

5）洞門密封裝置安裝

由于工作井洞圈直徑與盾構(gòu)殼體存在環(huán)形白

防止盾構(gòu)始發(fā)和施工期間土體從該空隙流+

保證盾尾通過后能立即進行背襯注漿填充，車站施工時在

洞門圈預(yù)埋環(huán)形鋼圈，盾構(gòu)始發(fā)前在洞門圈借助預(yù)埋的鋼

圈安裝由簾布橡膠板、圓環(huán)板、翻板和連接銷等組成的始

發(fā)密封裝置，以起到施工階段臨時的防泥水、防漏漿的作

用。

5、掘進機設(shè)備轉(zhuǎn)換

6、盾構(gòu)連續(xù)掘進施工

7、接收井洞口土體加固

8、盾構(gòu)進入接收

井，并運出地面

1、盾構(gòu)始發(fā)準(zhǔn)備工作:

盾構(gòu)掘進施工的豎井

始發(fā)工作井：

滿足盾構(gòu)掘進機安裝和出洞施工的要求接收

工作井：

盾構(gòu)隧道掘進完成后進入接收井,滿足盾構(gòu)

拆卸或轉(zhuǎn)場吊裝移位的工作空間要求

豎井施工方法：

沉井法、地下連續(xù)墻圍護、鋼板樁圍護

⑴鑿除洞門混凝土

施工流程：搭設(shè)腳手架一開孔檢驗加固效果

一鑿除洞門第一層混凝土一安裝橡膠簾布

板和翻板一安裝防磕頭裝置。

盾構(gòu)始發(fā)前需在洞門上開16個觀察孔，

滲漏水現(xiàn)象，若有滲漏水現(xiàn)象，馬上

采用冷凍法加固的洞門，繼續(xù)冷凍，延長

采用旋噴樁加固的洞門，采用注漿法止水，直至觀

察孔不再滲漏水為止。

軸線、結(jié)構(gòu)強度等各項技術(shù)參數(shù)符合

求并能滿足盾構(gòu)施工各階段受力要求（端頭井結(jié)構(gòu)

尺寸和洞門中心已復(fù)核且符合設(shè)計要求）；

⑵盾構(gòu)推進、始發(fā)/到達施工方案已通過專家評

審，評審意見已予落實或整改，監(jiān)理細(xì)則已編制審

批；

⑶測量、監(jiān)測方案已審批，監(jiān)測控制點已按監(jiān)測方

案布置好，且已測取初始值：

⑷井下控制點已布設(shè)且固定

⑸要求的各項端頭措施（端頭加固、降豕、冷

經(jīng)完成，各項指標(biāo)已經(jīng)達到設(shè)計要求外宥檢測帆盜

⑹洞門探孔已打，未發(fā)現(xiàn)異常情況并滿,

求；

⑺始發(fā)/接收托架架已經(jīng)設(shè)計驗算，結(jié)構(gòu)強度滿足要

求；

⑻對盾構(gòu)隧道沿線的建（構(gòu)）筑物、管線等設(shè)施現(xiàn)有狀

況及其承受變形的能力已完成調(diào)查，并且制訂好切實可

行的防御措施；

⑼施工現(xiàn)場技術(shù)交底（含各施工工藝和步驟）已按要求

完成；

⑩人員、機械、材料按要求到位（盾構(gòu)以

設(shè)備拼裝就位，并通過相關(guān)部門驗收）

（1D對本工程潛在的風(fēng)險進行辯識和分析，有針對性、

可操作性的應(yīng)急預(yù)案編制完成并落實搶險設(shè)備、材料、

人員、方案等；

?已落實設(shè)計、專項施工方案及規(guī)范規(guī)定的其它要求。

（2）盾構(gòu)始發(fā)

①在洞圈內(nèi)側(cè)沿發(fā)射架軌道直線方向

置，高度與鋼軌保持一致。

②盾構(gòu)初期掘進時前期出土及管片下井由車站預(yù)留出土孔

進行。當(dāng)臺車完全進入隧道后，出土及管片下井轉(zhuǎn)至端頭

井開口環(huán)處進行。

洞圈正面圖

防磕頭裝置詳圖

構(gòu)機通過防磕頭裝置時不旋轉(zhuǎn)刀盤。

④初始發(fā)時盾構(gòu)平推，用刀盤切削土體。由于位于加

固區(qū)域內(nèi)，土體較硬，為控制軸線、保護刀盤，土壓

力應(yīng)略低于理論值，保持在0.15MPa,推進速度不宜過

快，宜小于2.0cm/min；并在推進時按土體加固的情況

在盾構(gòu)的正面加入發(fā)泡劑，以減少刀盤所受扭矩，降

低總推力，改善刀盤受力情況，同時改良正面土體，

便于土體排出。出加固區(qū)后為防止盾構(gòu)"磕頭”，將平

衡土壓力值設(shè)定稍高于理論值；盾構(gòu)推進軸線略大于

設(shè)計坡度。同時根據(jù)地層變形量等監(jiān)控信息對平衡壓

力設(shè)定值、推進速度等施工參數(shù)及時調(diào)整。

受力，要觀察鋼后靠的變形情況，如_

及時采取措施，以免管片上浮。負(fù)環(huán)管片同加襯石棉

橡膠板緩沖墊。

⑥洞口洞圈環(huán)形鋼板上預(yù)留開啟的2#閥門1只。當(dāng)盾

尾全部始發(fā)時，固定好扇形板，啟動盾尾注漿，填充

盾尾后空腔，待閥門出漿后關(guān)閉閥門，開始掘進且同

步注漿。

⑦當(dāng)盾尾脫出工作井壁后，調(diào)整洞圈止水裝置中的圓

環(huán)板并與洞門特殊管片焊接成一體，防止水、土的流

失造成地面塌陷或下沉。

2、盾構(gòu)試掘進

區(qū)間隧道采用土壓平衡盾構(gòu)掘進，土

構(gòu)機切削的泥土充滿密封倉并保持適當(dāng)?shù)耐翂毫砥?/p>

衡開挖面的土體，從而達到對盾構(gòu)機前方開挖面進行

支護的目的。因此，盾構(gòu)推進過程中，要根據(jù)不同地

質(zhì)、覆土厚度、地面建筑情況并結(jié)合地表隆陷監(jiān)測結(jié)

果及時調(diào)整設(shè)定土倉壓力，推進速度要保持相對平

穩(wěn)，控制好每次的糾偏量，減少對土體的擾動，為管

片拼裝創(chuàng)造良好的條件。同步注漿量要根據(jù)推進速度、

出譴量和地表監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整，將施工軸線與設(shè)計

軸線的偏差及地層變形控制在允許的范圍內(nèi)。

根據(jù)施工要求，始發(fā)口100m范圍作為試掘進奧3

施工要對推進參數(shù)認(rèn)真控制，將推進一J'

（如推力、推進速度、出土量、正面土壓方等廠和地

面沉降結(jié)合起來進行收集、統(tǒng)計、分析，掌握適應(yīng)地

層的盾構(gòu)合理的推進參數(shù)，以科學(xué)地指導(dǎo)后續(xù)施工。

(1)掘進土壓的控制：掘進時，如給定掘進土耳W

壓通常靠改變螺旋輸送機的速度來控制3暨施輸送機

的速度快，渣土排出的就快，土壓就相電瞬低。渣

土排出的慢，土壓就相應(yīng)地上升。一般來說，通過改

變掘進速度也可以控制土壓。減慢掘進速度，土壓就

降低；加快掘進速度，土壓就增加。

出植量的控制

每環(huán)理論出殖量(實方)

XD2)X6.282)

XI.5=46.44方/環(huán)

虛方約為實方的L5的膨脹系數(shù)，約70方/環(huán)

(3)推進速度

盾構(gòu)始發(fā)在試驗段推進速度在正常情況下應(yīng)為20-

40mm/min,并根據(jù)地面測量數(shù)據(jù)及時調(diào)整盾構(gòu)正面中

心土壓力。

盾構(gòu)推進中的植土改良

理論上楂土在土壓平衡工況模式下支

有以下特征：

a、良好的流塑狀態(tài)；

b^良好的粘—軟稠度;

c、低的內(nèi)摩擦力;

d、低的透水性。

但一般地層巖土不會自然具有這些特證，從前偏i法

摩擦增大，工作負(fù)荷增加。同時，密封像電叫拉摩

狀態(tài)差時，在壓力和攪拌作用下易產(chǎn)生泥附點密固

結(jié)等現(xiàn)象，從而無法形成有效的對開挖倉密封和良好

的排土狀態(tài)。當(dāng)硝土透水性強時，楂土在螺旋輸送機

內(nèi)排出時無法形成有效的壓力遞降，土倉內(nèi)的土壓力

無法達到穩(wěn)定的控制狀態(tài)。

當(dāng)硝土滿足不了這些要求時，需通過向刀盤、土倉及

螺旋輸送機內(nèi)注入添加劑對楂土進行改良，采用的添

加劑種類主要是泡沫和泥漿。

4、盾構(gòu)正式掘進

1)盾構(gòu)正式掘進中加強施工監(jiān)測，

數(shù),不斷完善施工工藝，控制地表最大變形量在-

30T10mm范圍內(nèi)。

2）掘進推進過程中應(yīng)嚴(yán)格控制盾構(gòu)方向，確保隧道實

際中線與設(shè)計偏差在上、下、左、右均小于50mm。同

時應(yīng)勤糾偏，坡度和方向不能突變，隧道軸向和折角

變化不能大于0.4%。在緩和曲線、圓曲線段應(yīng)根據(jù)里

程控制掘進方向和偏轉(zhuǎn)角度。

3）盾構(gòu)推進速度正常控制在2?4cm/mi|i范圍

筑物或與地下構(gòu)筑物很近時推進速度應(yīng);法邈

防推進造成周圍土體較大的擾動。

4）推進出土量控制

每環(huán)出土量在98?100%間，同時考慮泡沫與水的改

良，每環(huán)出土70m3左右。

5）上述各項工作，必須逐項、逐環(huán)、

錄。具體要求如下：甘］

①隧道掘進

環(huán)號

掘進速度

盾構(gòu)正面土壓力

——刀盤轉(zhuǎn)速、油壓、螺旋機轉(zhuǎn)速

——盾構(gòu)推力、千斤頂開啟數(shù)量及位置、油壓

——盾構(gòu)內(nèi)壁與管片外側(cè)環(huán)形空隙（上、下、左、右

四處）

②同步注漿

——注漿壓力、數(shù)量、稠度

——注漿材料配比

注漿試塊強度（每日取樣試驗）

實際注漿量和理論注漿量的百分比

③測量

——盾構(gòu)傾斜度

——盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度

—隧道橢圓度

——推進總距離

——隧道每環(huán)襯砌環(huán)軸心（X、Y、Z）與設(shè)計軸心的

偏差

④隧道滲漏水統(tǒng)計展示圖及滲漏水量

施工中應(yīng)及時將上述記錄提交給監(jiān)理工程師。

管片耕裝分為通縫拼裝和錯縫橋裝

（1）通縫拼裝——前后環(huán)縱縫對齊的一種拼

法，其特點（圖3—4）

1）整條隧道整體性差因各環(huán)之間僅有縱

向螺栓連接圓環(huán)，管片間無牽連。

2）圓環(huán)變形大，由于縱向螺栓孔徑間隙

產(chǎn)生管片位置的變動，使圓環(huán)變形量大。

3）環(huán)面平整度差,由于環(huán)縫壓密量不一

而引起，并使誤差累計

4）由于環(huán)面累計誤差存在造成環(huán)向螺栓

難穿。

5）圓環(huán)二塊管片結(jié)縫質(zhì)量差，易產(chǎn)生喇

叭、轉(zhuǎn)角、內(nèi)弧面不平及管片相對旋轉(zhuǎn)等。

（圖3—5）

1）整條隧道整體性強，縱向變形少；

2）由于每塊管片受到其前環(huán)、后環(huán)與\

本環(huán)六塊管片的限制，所以圓環(huán)變形?。?/p>

3）圓環(huán)質(zhì)量好同樣對拼裝的質(zhì)量要求—

也很高，不然將影響下環(huán)管片拼裝精度；

4）環(huán)面產(chǎn)生的不平整量不產(chǎn)生累計，而是產(chǎn)

生下一環(huán)騎縫管片的斷裂。

,'，一H3.

盾構(gòu)施工的區(qū)間隧道，管片襯砌是隧道防水

PO管片拼裝的質(zhì)量直接影響到隧道壽命直

落力，因此嚴(yán)格控制管片安裝質(zhì)量至關(guān)重或

1）管片質(zhì)量要求

管片表面不得出現(xiàn)裂縫、破損、掉角等現(xiàn)象，根據(jù)技

術(shù)規(guī)范要求。

序項目

號

1拼裝成環(huán)后水平直徑與垂直直徑

允許偏差（漿液凝固后）

2第一片管片定位量允許偏差3

3相鄰管片（環(huán)與環(huán)、塊與塊）間4

的“踏步"

4相鄰管片肋面允許不平整度5

5環(huán)縫張開<2

6縱縫張開<2

2）管片的運輸、堆放

管片由運送車輛從管片生產(chǎn)工廠運至施

工場地安裝彈性密封條、傳力襯墊等，然后根據(jù)管片

運輸指令經(jīng)工地門吊垂直運送到編組列車上，再經(jīng)電

瓶車運至隧道內(nèi)工作面進行拼裝。在這個過程中的各

工序應(yīng)注意以下問題：

①制定專門的管片運輸作業(yè)指導(dǎo)書，在管片水平或垂

直運輸過程中，所有運輸過程中應(yīng)特別注意對管片的

保護，避免造成損壞；

②管片的存放物場地必須平整，并用

鋪設(shè)成管片堆放墊墩；

③管片的堆放層數(shù)不可超過三塊，以免造成管片壓

壞，堆放時塊與塊之間應(yīng)以方木支墊;

④在管片經(jīng)門吊進行垂直時必須采用合格的吊裝帶，

確保施工的安全；

⑤管片的供應(yīng)順序、型號等必須根據(jù)施工需要按工程

師下達的管片運送指令進行，避免因管片運送錯誤導(dǎo)

致工序時間的耽誤。

3）防水等材料的安裝

①彈性密封墊、自粘性橡膠薄板、傳

及石棉橡膠板的使用必須按設(shè)計要求進行，避免錯用

漏用；

②密封墊等材料的安裝要制定專門的作業(yè)指導(dǎo)書，并

要求在施工中必須嚴(yán)格執(zhí)行。在彈性密封墊粘貼安裝

前應(yīng)清除管片上預(yù)留凹槽接觸面的灰塵，防止安裝后

剝離、脫落。安裝時應(yīng)特別注意，彈性密封墊必須精

確的粘貼在凹槽的正中位置，以保證管片拼裝時彈性

密封墊能以緊大接觸面積。

③在存放管片進行密封墊粘貼的場地

潮設(shè)備，避免密封墊或軟木傳力襯墊與

④在管片拼裝前，若因故導(dǎo)致彈性密封損壞或水膨脹

條發(fā)生了預(yù)膨脹，則必須重新更換彈性密封墊；

⑤石棉橡膠的使用必須按工程師的技術(shù)交底進行，堅

決杜絕使用錯誤。以免引起拼裝困難等不良后果。

拼裝時先拼裝底部標(biāo)準(zhǔn)塊，然后按

拼裝兩側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)塊和鄰接塊，最后拼裝冢

塊拼裝時先搭結(jié)二分之一環(huán)寬，徑向推上，再縱向插

入。

4）縱、環(huán)向螺栓連接

本標(biāo)段均采用M30彎螺栓，每環(huán)縱向10根，環(huán)向12

根，計22根/環(huán)。

管片連接是保證管片拼裝質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)

質(zhì)量十分重要。施工時對管片連接件應(yīng)按Q

進行抽查，連接件還應(yīng)經(jīng)防腐處理，鹽霧石個區(qū)

間做兩次。同時，在施工過程中還應(yīng)加強施工控制,

做到以下幾點:

①為防止管片拼裝時產(chǎn)生“踏步”，緊固螺栓前必須認(rèn)

真的進行對位；

②管片連接螺栓必須擰緊，螺栓緊固采取多次尉麴

方式。管片拼裝過程中安裝一塊初緊戶初蟹徑U拂蕓

結(jié)束后應(yīng)及時對環(huán)縱向螺栓進行二次緊肅信構(gòu)掘進

下一環(huán)時，借助推進油缸推力的作用，再一次緊固所

有螺栓尤其縱向螺栓。隧道貫通后，必須對所有環(huán)縱

向螺栓進行復(fù)緊；

5）環(huán)面超前量的控制

定期檢查管片環(huán)面超前量，當(dāng)超前值過大時應(yīng)用軟性

楔塊給予糾正，保證管片整環(huán)環(huán)面與隧道軸線的垂直

度。

為保證管片的拼裝質(zhì)量，應(yīng)制定專門的管片捕戰(zhàn)作業(yè)

指導(dǎo)書，對拼裝施工人員必須進行崗位培訓(xùn)。同時，

要求在施工中還必須做到：

①在管片拼裝之前要清除盾尾拼裝部位的楂土等異

物，并檢查管片的型號、外觀以及密封材料的粘貼情

況，若型號與管片運送指令不符應(yīng)立即更換，有損壞

必須修復(fù)后才可拼裝；

②拼裝時應(yīng)避免損壞管片和密封條，,若

損傷，應(yīng)更換完好的管片拼裝并對受損；

補，密封條受損也必須更換。

③腐蝕性地層必須在管片外側(cè)涂抹防腐蝕材料。

6、同步注漿和二次注漿

盾構(gòu)施工引起的地層損失和盾構(gòu)隧道周圍受擾動或受

剪切破壞的重塑土的再固結(jié)以及地下水的滲透，是導(dǎo)

致地表沉降的重要原因。為減少和防止地表沉降，在

盾構(gòu)掘進過程中，要盡快在脫出盾尾的襯砌管片背后

同步注入足量的漿液材料充填盾尾環(huán)形建筑空隙。

1）注漿目的

管片襯砌背后注漿是盾構(gòu)施工中的一

序，其目的主要有以下三個方面：

①及時填充盾尾建筑空隙，支撐管片周圍巖體，有效

地控制地表沉降；

②凝結(jié)的漿液作為盾構(gòu)施工隧道的第一道防水屏障，

增強隧道的防水能力；

③為管片提供早期的穩(wěn)定并使管片與周圍巖體一體

化，有利于盾構(gòu)掘進方向的控制，并能確保盾構(gòu)隧道

的最終穩(wěn)定。

2）注漿方式和特點一7

本標(biāo)段區(qū)間隧道穿越及施工影響范圍內(nèi)施孱麻（質(zhì)主

要為粉質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)粘土層。地層自穩(wěn)能力墓，盾

構(gòu)掘進后受擾動的圍巖不能自穩(wěn)，易產(chǎn)生坍塌變形，

從而引起地表沉降，采用同步注漿及時回填，必要時

再以二次補強注漿進一步填充，確保對盾尾建筑空隙

填充密實。

①同步注漿

根據(jù)隧道洞身穿越地層的特點，為能盡

筑空隙及時支撐管片周圍巖體，防止地層產(chǎn)生過大變

形而危及周圍環(huán)境安全，采用盾構(gòu)邊掘進邊注漿方

式，通過盾構(gòu)機自設(shè)的同步注漿系統(tǒng)及管片預(yù)留注漿

孔，注漿在盾構(gòu)尾建筑空隙形成的同時進行。

②二次注漿

同步注漿使盾尾建筑空隙得到及時填

地表沉降得到控制，在漿液凝固后，強度得到提高,

但可能有局部不夠均勻或因漿液固結(jié)收縮產(chǎn)生空隙，

因此為提高背襯注漿層的防水性及密實度，必要時再

補充以二次注漿，進一步填充空隙并形成密實的防水

層，同時也達到加強隧道襯砌的目的。

致使地表沉降得不到有效控制或管

滲漏的情況下才實施。施工時采用地表沈

反饋，結(jié)合洞內(nèi)超聲波探測管片襯砌背后有無空洞的

方法，綜合判斷是否需要進行二次注漿。

3）注漿材料、漿液配比及性能指標(biāo)羨

盾構(gòu)施工背襯注漿宜選用具有料源廣：赤性魁露、經(jīng)

久耐用、固結(jié)實體強度能達到設(shè)計要求、對地下水和

周圍環(huán)境無毒性污染、價格低廉等特點的材料。注漿

漿液要流動性好，便于盾構(gòu)移動過程中持續(xù)不停的注

漿，而一環(huán)注漿結(jié)束后，漿液凝固有較好的強度，具

有膨脹性，避免后期收縮變形，二次注漿材料要可注

性強，能補充同步注漿的缺陷，對同步注漿起充填和

補充作用。

同步注漿、二

能指標(biāo)如下表。

漿液配比和性能指標(biāo)表

E----------

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確腕土，木枇限砥

旅於林率朋犍

附網(wǎng)，

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蛛

當(dāng)?shù)叵滤貏e豐富時，需要對地

同時為了及早建立起漿液的高粘度，以便在漿液陛

隙中充填的同時將地下水疏干（將地下施壓2

處），獲得最佳充填效果，這時需要將漿液的凝膠時

間調(diào)整至打7min,必要時二次注漿可采用水泥-水玻璃

雙液漿。

4）注漿設(shè)備

同步注漿采用盾構(gòu)機后配套附帶的同步注漿系統(tǒng)，補

強注漿采用自備的KBY-50/70雙液注漿泵。

同步注漿漿液在洞外拌制，采用自行設(shè)計的漿液拌合

站，拌制好的漿液由轉(zhuǎn)駁泵運到洞內(nèi)泵入盾構(gòu)機自備

的儲漿罐中待注。

二次補強注漿管及孔口管自制，

吊裝孔的配套能力，能夠?qū)崿F(xiàn)快速接卸

漿的功能，并配備泄?jié){閥。

①注漿壓力

同步注漿時要求在地層中的漿液壓力大于該點的靜止

水壓力及土壓力之和，做到盡量填補同時又不產(chǎn)生劈

裂。注漿壓力過大，管片周圍土層將會被漿液擾動而

造成后期地層沉降及隧道本身的沉降，并易造成跑

漿；而注漿壓力過小，漿液填充速度過慢，填充不充

足，會使地表變形增大，依據(jù)深圳地質(zhì)情況，同步注

漿壓力一般為0.2?0.5Mpa,二次注漿壓力為0.37）.6Mpa。

②注漿量

同步注漿量理論上是充填盾尾建筑空隙」但同向要考

慮盾構(gòu)推進過程中的糾編、漿液滲透（與地質(zhì)情況有

關(guān)）及注漿材料固結(jié)收縮等因素。注漿量可用下式進

行計算：

Q=VX式中：Q——注漿量（m3）

X——注漿率（取1.4?2.0,曲線地段及粉細(xì)砂地層段

取較大值，其它地段根據(jù)實際情況選定）

V--------盾尾建筑空隙（m3）

①施工前應(yīng)進行詳細(xì)的漿液配比試驗，選定合適的注

漿材料、添加劑及漿液配比，保證所選漿液配比、強

度、耐久性等物理力學(xué)指標(biāo)滿足工程的設(shè)計要求；

②制定詳細(xì)的注漿施工設(shè)計和工藝流程及注漿質(zhì)量控

制程序，并制定專門的作業(yè)指導(dǎo)書。嚴(yán)格按要求實施

注漿、檢查、記錄、分析，及時做出P（注漿壓力）

Q（注漿量）一t（時間）曲線，分析注漿效果，反饋

指導(dǎo)下次注漿，并及時報監(jiān)理工程師；

③注漿作業(yè)由專人進行，上崗前應(yīng)通過培訓(xùn)，施工過

程應(yīng)由富有經(jīng)驗的土木工程師負(fù)責(zé)注漿技術(shù)指導(dǎo)工

作；

④根據(jù)洞內(nèi)管片襯砌變形和地面及周

測結(jié)果，及時進行信息反饋，修正注

法，發(fā)現(xiàn)情況及時解決。

⑤做好注漿設(shè)備的維修保養(yǎng)、注漿材料供應(yīng)，以保證

注漿作業(yè)順利連續(xù)不中斷的進行；

⑥做好注漿孔的密封，保證其不漏水。

盾尾油脂和泡沫的加注

⑴盾尾油脂

為防止盾構(gòu)推進時，地下水及同步注漿漿液從盾尾竄

入隧道，須在盾尾鋼絲刷位置注盾尾油脂，以達到盾

構(gòu)的密封功能。為了能安全并順利地完成區(qū)間隧道的

掘進任務(wù)，必須切實地做好盾尾油脂的壓注工作。

由于本地層風(fēng)化巖層較多，透水性較強，施工時應(yīng)勤

注油脂。

⑵泡沫

當(dāng)盾構(gòu)機遭遇硬風(fēng)化巖層或者在加固_

增加，這時候需要往開挖倉前注泡沫或者水以改良土

壤。另外，淤泥質(zhì)土層會影響土倉中土壓傳感器的正

常工作，這會帶來地表隆沉超標(biāo)等一系列的問題，此

時同樣需要加注泡沫或者水，使得土壓傳感器正常反

應(yīng)開挖面的土壓。

7、盾構(gòu)接收L梢1

盾構(gòu)的接收到達是指從盾構(gòu)機到達下一站接收井之前50m到盾構(gòu)機貫通區(qū)間

隧道進入車站接收井被推上盾構(gòu)接收基座的整個施工過程。因此，盾構(gòu)的到

達相對于區(qū)間隧道的施工有其特殊性和重要性。其工作內(nèi)容包括：盾野機定

位及接收洞門位置地層加固、復(fù)核測量、徜門處理、安裝洞門圈密封硬備、

安裝接收基座、洞門拉緊裝置等。

當(dāng)盾構(gòu)施工進入盾構(gòu)到達范圍時，應(yīng)對盾弱如面圓

進行準(zhǔn)確的測量，明確成洞隧道中心軸線與隧道設(shè)計中

心軸線的關(guān)系，同時應(yīng)對接收洞門位置進行復(fù)核測量,

確定盾構(gòu)機的貫通姿態(tài)及掘進糾偏計劃。在考慮盾構(gòu)機

的貫通姿態(tài)時需注意兩點：一是盾構(gòu)機貫通時的中心軸

線與隧道設(shè)計中心軸線的偏差，二是接收洞門位置的偏

差。綜合這些因素在隧道設(shè)計中心軸線的基礎(chǔ)上進行適

當(dāng)調(diào)