序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇盾構施工總結范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵字：西安地鐵；盾構法；隧道施工；地表沉陷

引言

盾構法（ShieldMethod）是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法，它是將帶防護罩的特制機械（即盾構）在破碎巖層或土層中推進，通過盾構外殼和管片支承四周圍巖防止發生往隧道內的坍塌，同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預制混凝土管片，形成隧道結構的一種機械化施工方法。我國自20世紀50年代初開始引進盾構法隧道技術，20世紀90年代后，盾構法隧道施工技術逐漸地應用于能源、交通、水利等領域的隧道建設中。尤其是，隨著我國綜合國力的提高，城市現代化建設也必將提速，而緩解城市交通壓力的城市地鐵建設將是重中之重。城市軌道交通事業的發展，伴隨著盾構法技術在我國突飛猛進的發展和廣泛的應用。目前，已有約100余臺盾構機在北京、廣州、上海、深圳、西安等10多個城市地鐵隧道施工領域發揮著巨大的效用。可以預料，21世紀必將是我國城市地鐵建設的高峰時期，我國已經進入了大規模地鐵的時代[1]。根據保持開挖面土體穩定所采用的平衡方式不同，盾構可分為土壓平衡盾構和泥水加壓盾構。土壓平衡盾構的工作原理是通過調整拍拖量或開挖量來直接控制土倉內的壓力，使其與開挖面地層水、土壓力相平衡，同時直接利用土倉的泥土對開挖面地層進行支護，從而在開挖面土倉保持穩定的條件下進行隧道掘進。

1.工程概況

本文選題主要來源于西安地鐵三號線科技路站～太白路南站區間隧道工程土壓平衡盾構法施工實踐（下稱科太區間盾構工程）。科技路站～太白南路站區間地貌屬皂河～級階地，隧道圍巖主要為密實狀態的2-5層中砂，其次為密實狀態的2-6層粗砂、2-4層細砂，部分段落穿越可塑狀態的2-2層、4-4層粉質粘土，圍巖相變大結構較為復雜。區間隧道通過2-5層中砂約占94%，2-6層粗砂約占3%，2-4層細砂約占1%，2-2粉質粘土約占1%，4-4粉質粘土約占1%。隧道通過地層斷面如圖1所示。

本工程地質條件極其復雜多變，在軸線方向上開挖面上下巖土性質相差懸殊，且每一種巖土厚度都很不穩定，造成土艙壓力忽高忽低，難以達到平衡。隨著盾構向前掘進，上部軟弱砂土、砂礫超量進入土艙，容易導致地表出現漏斗狀塌陷。同時，由于飽和砂土地層、砂礫地層均易固結、土水分離，易受水的滲透，不易形成塑性流動，因此被開挖下來的土砂在刀盤、壓力艙內易形成“泥餅”，造成壓力艙閉塞致使旋轉扭矩上升、排土不暢；或由于排土口水壓過大而發生噴涌，最終使開挖面失穩。飽和砂土圍巖～旦發生開挖面失穩，嚴重時會導致開挖面前部產生流砂，發生地面坍塌[2-3]。

本課題在前人、學者、工程技術人員實踐和研究的基礎上，結合該工程實例，研究在飽和含水砂層條件下利用土壓平衡盾構機進行隧道施工的應用技術，并對該條件下地地表沉陷控制進行研究，系統總結和闡述了土壓平衡盾構機在富水砂層條件下施工的關鍵性技術和地表沉陷控制方法，具有一定的學術價值，對拓寬土壓平衡盾構機應用范圍及在相近地層條件下的地鐵盾構安全施工具有參考價值和指導意義。

2.國內外盾構法施工的研究現狀

英國與其他一些國家在20世紀20年代開始對“在軟弱地層中開挖隧產生地面沉陷和地層變形”問題進行研究，重點在于經驗公式推導及理論分析。日本在飽和砂土地層隧道施工中，泥水盾構的使用占絕大多數。

在國內，隨著廣州、西安、南京、蘇州等城市地鐵建設的發展，土壓平衡盾構在含水砂層隧道施工逐漸應用，一些學者和工程技術人員開始對這一課題進行研究，例如：楊志新、袁大軍對長距離富水砂層土壓平衡盾構施工對土體的擾動機理、擾動規律、控制方法進行了研究；吳昊對土壓平衡盾構過富水砂層的施工參數選定與控制技術進行了論述；張成對土壓平衡盾構在富水砂層中掘進采用雙級螺旋輸送器進行了分析和總結。王振飛通過對北京地鐵盾構通過砂卵石地層的研究，分析了砂卵石地層刀具磨損特征和磨損規律，優化了刀具配置方案。曾華波對廣州地鐵盾構區間部分穿越砂層施工中，渣土流動性差，排土困難，地下水壓高時，易發生噴涌、易造成地表沉降等問題的處理方法進行了闡述。吳迪對富水砂層土壓平衡盾構掘進施工引起的地表沉降進行了系統分析，找到土體的變形規律與本構模型；分析了隧道施工引起的土體擾動機理分析；闡述了土壓平衡盾構施工工藝。

目前，國內對土壓平衡盾構在含水砂層施工中的地層沉降控制技術及具體施工難題有較為深入的研究，但對于長距離富水砂層土壓平衡盾構施工技術系統的總結和研究尚不多見。且對西安地鐵全斷面砂層盾構施工技術的研究也很少，因此有必要對西安地鐵盾構穿過砂層段關鍵施工技術進行研究。

對于盾構穿越砂層地質條件引起的地表沉降，目前國內研究有吳昊對土壓平衡盾構過富水砂層的施工參數選定與控制技術進行了論述；張成對土壓平衡盾構在水砂層中掘進采用雙級螺旋輸送器進行了分析和總結；在廣州地鐵二號線新～磨區間下穿華南快速干線的超淺埋暗挖隧道施工中，成功應用水平旋噴攪拌樁在飽和粉細砂地層中進行超前預支護，解決了飽和砂性地層中超淺埋暗挖隧道的施工難題；李力針對北京地鐵四號線西單～靈境胡同渡線隧道工程，利用理論分析、數值模擬手段，研究分析在粉細砂地層中修建大跨隧道時注漿管棚的預支護作用機理、圍巖塑性區范圍、地表沉降最大值及不同支護條件下的沉降。吳波、劉維寧等基于彈-黏塑性模型，使用三維有限元程序，對某淺埋城市隧道工程在開挖過程中地表和圍巖變形以及圍巖的穩定性的時空效應進行了分析和探討。

對于地表沉降方面國外對軟弱地層隧道開挖誘發的變形破壞機理研究起步較早，主要方法有模型試驗、數值模擬和現場試驗。泰沙基早在20世紀30年代利用活板門物理模型研究了隧道開挖引起的沉降和襯砌受力情況，但是不能模擬隧道開挖的過程；Adachi（2003）在1倍的重力加速度和離心條件下，利用軸對稱活板門的二維和三維試驗研究了覆跨比對開挖引起的地表沉降和襯砌受力的影響；Nomoto（1999）研制了小型盾構機來模擬盾構機施工過程，得到了隨著施工推進地面下沉規律。在數值計算方面，主要集中在有限元和離散元應用。Park（2002）利用有限元模擬了未固結傾斜地層變形特性，得出隧道開挖引起的地表沉降與地層的傾向有很大關系；Kasper（2004）用三維有限元模擬了軟弱地層中盾構開挖時地層和襯砌的應力分布和變形特點；Kimura（2005）通過研究淺埋隧道的～系列加固方法的加固效果，發現鎖腳錨桿和長大管棚可以有效地控制地表沉降；Tannant（2004）利用離散元研究了高地應力下隧道襯砌的作用，發現襯砌能夠很好地控制碎裂巖體變位和減小隧道周邊的變形；ChenS.Cz（2002）提出了混合離散元和有限元方法模擬了碎裂巖體中隧道開挖，獲得了理想結果。O.Reilly和New等針對不用的地層，研究了采用不同的施工方法所引起的地表沉降問題。在大量的實測資料基礎上，提出了沉降槽寬度、地層損失和地表沉降的預計公式。Attewell等通過假定橫向地表沉降為正態分布形式、縱向分布為二次拋物線形態，得出了隧道施工引起的三維地表運動公式。Attwell和Woodmae檢查了大量在黏土中修建隧道的案例，發現用累積概率曲線來描述開挖面無支撐時的縱向沉降曲線是有效的，當開挖面有支撐力時，可用累積概率曲線的轉換形式來描述。

3.盾構施工研究內容與技術路線

3.1盾構施工技術研究

本課題依靠西安地鐵三號線科技路站～太白路南站區間隧道工程土壓平衡盾構法施工實踐，對盾構穿過富水砂層地段的施工技術進行系統研究。在總結國內和西安地鐵盾構施工經驗基礎上，依據“地質是基礎、盾構機是關鍵、人（管理）是根本”的盾構施工原則。全面分析土壓平衡盾構機特點和富水砂層地質特征，結合本工程案例，研究影響飽和含水砂層土壓平衡盾構施工的盾構機密封技術、刀盤開口率問題、噴涌控制技術、渣良技術、土壓平衡掘進、特殊地段地層加固技術，對富水砂層土壓平衡盾構施工關鍵技術進行系統性的總結和研究，提出對應的地表沉陷控制技術，保證安全施工[4-7]。主要研究內容有：

3.1.1砂層盾構施工技術研究

包括富水砂層盾構類型適應性研究，盾構機密封技術、噴涌控制技術、渣良技術、富水砂層土壓平衡盾構掘進模式分析、富水砂層盾構刀盤刀具適應性分析，提出合理的盾構施工參數。

3.1.1.1土壓平衡掘進

盾構機穿越砂層時建立土壓平衡掘進模式，掘進參數選擇時適當提高盾構機的推進速度，降低刀盤轉速，嚴密監測地表沉降情況，確保平、穩、快通過砂層。

3.1.1.2渣良

向刀盤、土艙噴注泡沫劑，土艙中砂土、水體與泡沫劑充分攪拌，形成具有較好和易性、密水性的稠體狀塑性流動體，通過盾構機螺旋排土器輸送到盾構機體外，有效防止螺旋排土器出口處噴涌現象的發生。

3.1.1.3建立土壓平衡掘進模式

典型砂層地段掘進時的土壓平衡模式，其土壓值設定為1.8～2.3bar，刀盤轉速1～1.5r/min，推力控制在1500t以下。

盾構機掘進過程中，主要通過以下兩種方法來建立有效的土壓平衡：一是在維持推進速度不變，保持土艙壓力的情況下，根據螺旋機出口處渣樣外觀及其含水量，以及螺旋機扭矩數據，合理調整螺旋機轉速及開啟度（一般情況下螺旋機轉速為2～5rmp，開啟度為10%～30%），并采取渣土車逐斗控制出土量的方法嚴格控制渣土排放量，確保土艙壓力足以平衡開挖面土水壓力；二是在保持螺旋輸送機轉速或閘門開啟度不變的情況下，增大盾構機的推力，降低刀盤轉速，達到增大土艙壓力的目的。

3.1.2砂層盾構隧道地表沉陷控制技術研究

提出合理的盾構施工參數，采用信息化施工技術，制定地表沉陷監測方案設計，采用FLAC數值計算預測地表沉陷規律，完成地表監測結果與FLAC預測結果分析研究。

3.1.2.1合理選擇掘進模式和掘進參數

一般采用土壓平衡模式，根據地下水位、地層條件、隧道埋深等合理選擇土倉壓力。合理選擇掘進參數，例如：螺旋輸送器的轉速、閘門開度，刀盤轉速，推進千斤頂的推力等。

3.1.2.2做好監測工作，及時反饋監測信息

適當加密監測頻率，根據地表沉降和建筑物沉降的監測數據，結合地質情況，及時調整土倉壓力、千斤頂推力等施工參數。

3.2盾構施工的技術路線

4.盾構施工的常見問題及解決對策

4.1盾構施工的常見問題

4.1.1由于地層的不確定性，可能出現不可預知的突發狀況；由于砂層具有滲透系數大、粉細砂層易液化、粘性砂層流動性好等特點，因此，盾構機通過該地層時，受到擾動后地層的土力學特性易發生變化，如樁基處于砂層中，砂層受擾動后，降低了樁與土體之間的摩擦力，消弱了樁基的承載力，造成建筑物沉降。若盾構開挖面或其上方存在較厚的砂層，當這些砂層受到擾動時易產生液化，液化后的砂土體從切口環位置或刀盤開口處流入土倉，致使出土量很難得到控制，從而造成上部土體塌方和掘進中的噴涌現象。砂層噴涌之后，需用大量時間進行清理，嚴重影響盾構施工進度。

4.1.2盾構穿砂層段內出現刀具嚴重磨損情況，導致無法掘進施工。由于隧道穿越的地層較原地勘資料變化較大，呈現為致密的卵石層，使得重型撕裂刀無法松動土層，形成實際上利用切刀松動土體，大部分刀齒受卵石碰撞而崩裂；周邊刮刀由刀齒切削地層改為刀座切削地層，刀盤扭矩增大，進一步加劇刀具磨損，增大了掘進扭矩。

4.1.3如何根據地表監測結果，合理調整盾構施工參數。工程施工前，通過補充地質鉆孔和回聲測深儀，進一步查清隧道的地質條件和覆土厚度，為盾構機選型、盾構掘進參數的選取及制定相應的輔助措施提供第一手準確資料。

4.2解決對策

4.2.1盡可能做好應急預案，在任何情況下都嚴格按照規定進行應對；

4.2.2在進入全斷面砂層之前，先行更換刀具。依然出現該情況的，在做好支護措施的情況下，在線路以外打豎井至盾構深度，而后打橫洞至刀盤處，帶壓換刀。

4.2.3通過系統分析，參考相關工程的施工經驗，并結合本工程實際，進行合理的調整，保證盾構安全推進。

5.結論

根據西安地鐵三號線科技路站～太白路南站區間隧道工程施工實踐，研究在飽和含水砂層條件下利用土壓平衡盾構機進行隧道施工的應用技術，系統總結和闡述了土壓平衡盾構機在富水砂層條件下施工的關鍵性技術，對拓寬土壓平衡盾構機應用范圍及在相近地層條件下的地鐵盾構安全施工提供參考和指導。

參考文獻：

[1]錢七虎.迎接我國城市地下空間開發.巖土工程學報，1998（1）：112～113.

[2]尹凡.富水軟弱粉細砂層土壓平衡盾構掘進對土體擾動研究[D].北京：北京交通大學，2010.

[3]程衛民.日本在砂土中長距離盾構法隧道施工技術[J].人民長江，1999，30（4）：45～46.

[4]李建斌.淺談盾構刀盤的設計與應用[J].建筑機械化，2006，3：31.

[5]魏康林.土壓平衡式盾構施工中噴涌問題的發生機理及其防治措施研究[D].南京：河海大學，2003.

篇(2)

關鍵詞：黃土；盾構機；快速掘進

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

。

1工程概述

隧道區間所處地段地形平坦，地面標高介于383.8-387.7m。區間單線長1046m，區間線路左右線總共有4個曲線半徑均為3000m的曲線段，其中左右線各兩個，每條線路左右轉彎曲線各1個，區間曲線段總長度為125.6m。隧道覆土厚度8.5～11.2m，線路最大坡度為7.66‰，最小坡度為2‰；最大坡長553.7米；左右線各有3個豎曲線，豎曲線半徑為3000m、5000m。盾構區間圓形隧道外徑6.0m，內徑5.4m，管片厚度300mm，管片寬度1.5m，分塊數為6塊（管片由一塊封頂塊、兩塊鄰接塊、三塊標準塊構成）。環間采用錯縫拼裝。管片砼強度等級為C50，抗滲等級S10。

1.2工程地質

地質組成自上而下為：人工填土；洪積黃土狀土；晚更新世風積黃土、殘積古土壤；中更新世風積黃土、殘積古土壤；晚更新世及中更新世沖積粉質粘土及砂類土等。盾構主要穿越地層為、洪積黃土狀土；晚更新世風積黃土、殘積古土壤；中更新世風積黃土、殘積古土壤?？偟膩碚f，區間地質條件較差，針對本地質條件的盾構機選型及設計至關重要，對刀具的配置、密封、刀盤開口率的設計與制造，提出更高的要求。

2.盾構機類型、配置及參數

2.1工藝原理

盾構實際上是盾構機的簡稱。它是一個橫斷面外形與隧道橫斷面外形相同、尺寸稍大，內藏挖土、排土機具，自身設有保護外殼的暗挖隧道的機械。以盾構為核心的一整套完整的隧道施工方法稱為盾構工法，概況如圖1所示。

圖1

2.2盾構機類型的選擇

盾構的選型是否合理，是盾構施工成敗的關鍵。根據試驗段工程特點，結合地鐵整體工程需要，重點考慮（1）工程、水文地質條件；（2）掘進長度及過程；（3）管片尺寸、拼裝；（4）線路平面條件；（5）線路縱斷面條件，隧道埋深；（6）掘進速度要求；（7）掘進方向誤差要求；（8）地表沉降量要求；（9）盾構機壽命；（10）周圍環境等因素，選擇鉸接式土壓平衡盾構機。

3.快速掘進方案的論證及確定

施工進度影響因素：盾構施工功效不高、自然災害導致停工、停電導致停工、停水導致停工、業主要求停工、其他。通過對本項目的資源配置、右線盾構施工中的盾構機推進速度、管片拼裝速度、掘進速度及施工進度等情況進行調查統計、分析比較顯示，影響右線盾構施工速度較慢的關鍵是盾構施工功效不高。功效不高主要原因為：①首次在該地層下施工，無成功經驗可以借鑒；盾構機掘進參數未優化；②列車編組不合理。

3.1優化盾構掘進參數，提高推進速度

第一步、針對首次在濕陷性黃土地質條件，對右線施工的盾構機掘進管理進行統計分析，總結經驗教訓，重點對右線施工單日完成8環以上的32天的盾構機掘進參數進行統計分析，確定優化后的施工參數，確定盾構快速掘進參數為：總推力在900-1400KN,切削扭矩在600-1300KN?m，掘進速度控制在60-80mm/min，土倉壓力0.15-0.2Mpa；第二步、在左線的盾構施工中，結合土建情況逐步進行調整，在地面沉降、盾構機姿態及管片姿態受控的情況下，加快盾構機推進速度。

3.2優化列車編組

首先按理論計算對比，把右線的“3+2”編組模式改為“4+2”模式。確保單列列車能完成一環掘進，減少有效掘進時間。

3.3實施效果

按照以上方案實施后，安全及質量受控，左線盾構施工速度顯著提高，平均每天完成11.6環（17.4米），比右線平均掘進速度5.3環/天提高了6.3環/天，創造了單班14環成洞21m、單日27環成洞40.5m及單月485環成洞727.5m創全國盾構施工新紀錄，實現了快速掘進。實現盾構快速掘進節約成本約200萬元。

4提高黃土地層盾構快速掘進技效率的措施

影響盾構高速掘進的因素非常多,其中盾構設備的正常運轉、工序的有效管理、人員管理的合理化、盾構施工的智能化是盾構施工中最關鍵的環節。

4.1設備正常運轉

4.1.1完善盾構施工的配套設備及設施

配套設備及設施對盾構掘進速度有較大的影響,設備和設施的配備能力應大于盾構設備的掘進能力。在工程的投標階段,應對配套設備和設施進行詳細的選型,為盾構快速掘進提供了硬件支持。為了達到快速掘進的目的,盾構配套設備應具備狀態。設備發生故障時的維修設專人對盾構機進行維護,在盾構機或配套設備發生故障時能憑借豐富的經驗快速維修,盡可能的減少設備問題對盾構掘進速度的影響。同時對設備進行定期和不定期的檢查與修整,對于各種設備故障提前做好維修的準備工作。避免問題出現時,消耗大量的準備工作時間。

4.1.2施工期間設備常規保養

施工期間設備的常規保養,對發揮盾構設備性能,確保工作穩定性至關重要,要按規定,指定專人加強對盾構及配套設備的保養工作,使之處于良好的工作狀態。

4.1.3設備發生故障時的維修

設專人對盾構機進行維護,在盾構機或配套設備發生故障時能憑借豐富的經驗快速維修,盡可能的減少設備問題對盾構掘進速度的影響。同時對設備進行定期和不定期的檢查與修整,對于各種設備故障提前做好維修的準備工作。避免問題出現時,消耗大量的準備工作時間。

4.2施工工序的有效管理

盾構施工工序多,每個工序順利正常運行才能保證整個施工過程暢通。在壓縮各個工序時間段的同時,應加強彼此之間的銜接。施工中,對各施工環節進行有效控制能加快盾構掘進的速度,主要措施如下:

l)龍門吊的合理選型,確保龍門吊具備足夠提升能力和穩定性,保證施工期間龍門吊不會出現大故障。

2)電瓶車及編組車輛的合理選型,能有效解決長距離水平運輸占用時間長的問題,可加快盾構后期掘進的速度。

3)合理設置集土坑?，F場集土坑必須滿足隧道出土與土車外運量相平衡的要求。在場地條件允許的前提下應盡可能的加大集土坑,來滿足盾構快速掘進的要求。

4)充分挖掘盾構設備快速掘進的能力。盾構快速掘進最關鍵的因素是盾構設備本身的能力,現有盾構的額定速度為80mmn/〕in。由于盾構在粉質豁土層掘進,推力較小,姿態控制相對容易,可以通過關掉少數千斤頂的供油來加快剩余千斤頂的推進速度。實際施工中關掉了2個千斤頂的供油,最快速度達到10mm/min,有效地提高了盾構的推進速度。

5)加強技術人員和操作工人的培養。通過施工前技術交底,組織重要崗位的操作人員相互參觀學習,定期召開經驗交流會,建立獎勵機制,使獎金與施工速度和施工質量掛鉤等措施,提高職工的操作水平,加強對盾構施工各環節時間的控制,為盾構的快速施工提供軟件支持。

4.3人員管理的合理化

l)重要崗位的操作人員,必須要經過專業培訓,要加強各相關專業的理論學習。特別應該重視對操作手的重點培養,操作手應具備一定的機械電器及工程地質知識,對盾構機械結構、電氣配置、隧道地層及線路情況有基本的了解。

2)要調動工人主觀能動性,通過建立獎勵機制,提高工人勞動積極性,避免由于工人積極性的波動而影響施工進度。

3)加強各工序工人之間的交流,增強各工序之間的協調性及合理銜接。

4)加強施工與設計人員之間的溝通。

5)人機協調,人相對于盾構來說,人是占主動性的,因此應該加強人員管理,更好配合機械,始終保持一種人等機械的狀態,避免機械等人的現象。

4.4盾構施工的智能化

盾構法施工技術以其特有的智能、安全、快捷、地層適用性廣等特點與優勢,在我國城市地鐵建設中得到廣泛推廣和應用,但盾構施工仍受工程地質條件、人為控制等因素的影響。盾構施工應做好信息化施工,及時將監測所獲取的數據反映給盾構操作人員,通過及時調整盾構機掘進參數,控制地表的沉降或隆起。同時實現從建管公司到施工現場的實時跟蹤監控,進行快速、全面、合理地分析判斷,使盾構施工參數最優化.

5結論

1）黃土地層選用土壓平衡盾構成功，施工順利；

2）刀盤設計及刀具配置合理，磨損較小，輻條式刀盤和大開口率避免了施工中出現“泥餅”和“糊刀”等問題，建議后續類似地層施工刀盤開口率可以加大到50%-60%；

3）由于黃土在無水條件下自立性能好，根據隧道上方管線和建構筑物情況可適當調低土倉壓力，或采取欠土壓模式掘進，以有利于節能和快速掘進。

6參考文獻

【1】施仲衡主編.《地下鐵道設計與施工》.陜西科學技術出版社.2011年

【2】鐵道第一勘察設計院.《西安市城市軌道交通2號線工程可行性研究報告》.鐵道第一勘察設計院集團.2010

篇(3)

【關鍵詞】 盾構法隧道 監理 監控重點 對策

㈠引言

近年來，為適應城市發展需要和滿足城市居民日益增長的出行需求，上海市地鐵建設不斷加快了建設步伐。根據上海地區軟土地質的特點，地鐵區間隧道建設一般都采用盾構法施工，盾構法施工是以盾構機為隧道掘進設備，以盾構機的盾殼作支護，用前端刀盤切削土體，由千斤頂頂推盾構機前進，以開挖面上拼裝預制好的管片作襯砌，從而形成隧道的施工方法。盾構機的類型有多種，目前在上海地鐵區間隧道建設中以土壓平衡式盾構應用最為廣泛。土壓平衡盾構工藝原理是利用安裝在盾構最前面的全斷面切削刀盤，將正面土體切削下來的土進入刀盤后面的密封艙內，井使艙內具有適當壓力與開挖面水土壓力平衡，以減少盾構推進對地層土體的擾動，從而控制地表沉降或隆起，在出土時由安裝在密封艙下部的螺旋運輸機向排土口連續的將土渣排出。由于地鐵盾構法隧道施工技術難度大、施工風險高、質量要求高、不可預測因素多。因此，監理人員應熟悉和掌握盾構法隧道施工監理監控重點及相應對策，在監理工作中才能真正做到有效地對施工質量進行監控，從而為業主提供優質的監理服務。 本人有幸參加了地鐵二號線西延伸工程的施工監理工作，在區間隧道掘進施工監理過程中，通過不斷摸索與總結，也積累了一些菲薄的工作經驗， 以下就以土壓平衡式盾構為例，對隧道掘進施工中監理應監控的重點及采取的對策，談幾點體會，以為拋磚引玉。

㈡正文

1.盾構始發（出洞）階段

盾構始發（出洞）階段是控制盾構掘進施工的首要環節。在盾構始發（出洞）前、后各項準備工作中監理需監督承包單位做好充分的技術、人員、材料、設備準備，并對盾構是否具備出洞條件予以審查，確保盾構在安全可靠的前提下能順利出洞。

1.1盾構出洞土體加固

為了確保盾構出洞施工的安全和更好地保護附近的地下管線和建（構）筑物，盾構出洞前需對出洞區域洞口土體進行加固。土體加固的方法較多（如水泥攪拌樁加固、旋噴樁加固等），但無論采用何種加固方法，對土體加固的效果檢驗始終應作為監理重點控制的內容。在確保加固效果滿足設計要求前提下，才能同意盾構出洞，否則應督促承包方及時采取補救措施。針對土體加固監理人員應重點關注以下三方面：

⑴加固土體與地墻間隙封閉

由于加固土體與地墻之間存在間隙，監理在審查土體加固專項方案時應審查承包方是否在方案中有相應的措施，一般可采用注漿、旋噴等方法封閉該間隙，并監督承包方予以落實。

⑵加固土體的強度

加固土體的強度是否滿足設計要求是衡量加固效果的首要指標，可通過對進出洞加固范圍內不同深度土體采用鉆芯取樣檢測的方式加以驗證，監理人員應對承包方鉆芯取樣過程進行見證，確保取樣工作的真實性。

⑶加固土體的均勻性

檢驗加固土體的均勻性目前尚無相應的工具、手段，可通過打探孔方式進行觀察。監理人員應監督承包方在洞口割除圍護結構背土面鋼筋及鑿除砼后，合理布置探孔（選擇有代表性部位、數量一般不少于5個），現場觀察探孔有無滲漏或流砂等異常情況，作為判斷土體加固效果的輔助手段。

1.2盾構始發基座設置

盾構始發前需將盾構機準確的擱置在符合設計軸線的始發基座上，待所有準備工作就緒后，沿設計軸線向地層內掘進施工。因此，盾構出洞前盾構始發基座定位的準確與否，直接影響到盾構機始發姿態好壞。監理在檢查盾構始發基座時，應重點復核以下內容：

⑴洞門位置及尺寸

在基座設置前，監理人員應采用測量工具對洞口實際的凈尺寸、直徑、洞門中心的平面位置及高程進行復核。

⑵盾構始發基座位置

盾構始發基座的設置依據不僅包括洞門中心的位置、還包括設計坡度與平面方向。在始發基座設置完畢，為確保盾構機能以最佳的姿態出洞。監理人員應復核基座頂部導向軌的位置（平面位置及高程），確保盾構擱置位置和方向滿足設計軸線的要求。

1.3盾構機及后配套設備井下驗收

篇(4)

關鍵詞：盾構；施工軸線；控制精度

中圖分類號：U455 文獻標識碼： A

一、工程概況

本工程為北京市南水北調配套工程東干渠第八標段，標段場地起點位于廣渠路北側約400m的12#盾構始發井，沿五環路東側穿越既有京哈線、廣渠路橋、觀音堂橋，至五方橋北側約400m的13#盾構始發井，盾構施工行進方向由13#盾構井向12#盾構井進行，施工標段里程范圍為：25+753.84～28+482.84，合計長度3580.9m。本標段主要工作內容為1條內徑4600mm的鋼筋混凝土圓涵（盾構雙層襯砌結構），埋深在20～26m，最大埋深30m。主要的建筑結構物包括盾構隧洞、13#盾構始發兼接收井、23A#、23B#、24#、25#二襯施工豎井、36-39#排氣閥井，其中23B#二襯豎井與36#排氣閥井、24#二襯豎井與37#排氣閥井、25#二襯豎井與38#排氣閥井、13#盾構井與39#排氣閥井結合設置。

二、一井定向施工方案

在工程施工中，盾構機從13#盾構始發井始發，13#盾構始發井長49.6m寬14m。在盾構始發之前、掘進100-150米處，分別進行一次包括隧道控制點在內的聯系測量檢測。本標段的地質情況上部為填土、粉土、細中砂，中部和下部主要為粉粘、細中砂。根據以上地質情況查閱相關的技術資料，并在已完成區段選取50個偏差較大的點進行研究和統計。依據資料中的記錄，對影響軸線偏差的主要因素展開討論，最終總結為以下5點：貫通測量精度、管片拼裝質量、沿線地質情況、二次注漿控制和管片制作精度。

我們將整理出來的結果進行統計，見下表：

影響盾構施工軸線控制精度因素調查表

以上分析可見，“貫通測量精度”是影響盾構施工軸線精度的關鍵因素，因而要提高盾構施工軸線的控制精度，重點是提高貫通測量精度。

三、目標確定

本次活動的目標：保證本標段盾構隧道能夠順利貫通，同時保證隧道軸線偏差不超過允許值（±100mm），保證工程下一步工作的順利實施。

確保目標實現的可行性分析：

（一）技術方面

工作人員在開展活動前，認真聽取了設計、業主、施工等各方面對隧道盾構法施工軸線精度控制的一些經驗和想法，進行了認真的分析和調查，同時小組內部也經常進行技術方面的培訓和學習，為小組所制定的目標提供足夠的技術保障。

（二）配合方面

成立盾構施工精度控制工作小組，并充分與六局專家組溝通，在進行貫通測量方案討論期間，多次進行商討預演，共同研究貫通測量方法。

（三）人員方面

工作組人員各展所長，充分發揮個人特點，利用組織管理措施調動每個人的積極性。

四、原因分析

對影響貫通測量精度的原因分析進行分析如下：

（一）觀測誤差較大

1.觀測是讀數、記錄出現一定的錯誤

2.觀測點光線不足或附近有熱源

（二）儀器誤差較大

1.儀器使用過程中因損耗產生的誤差

2.儀器自身存在誤差

（三）導線傳遞誤差較大

1.導線點的精度因長度而遞減

2.施工現場環境比較混亂

（四）聯系測量誤差較大

1、短邊導線放長邊

五、制定對策

針對以上主因，小組成員制定了相應對策：

六、對策實施

（一）盡量拉長導線邊

1.定向和導入高程測量應在隧道掘進50m、100-150m時和距離貫通面150-200m 時分別進行一次，取三次測量成果的加權平均值指導隧道貫通。

2.貫通面一側的隧道長度大于1800m時應提高測量精度，一般采取在距離貫通面約2/3處加測陀螺方位角的方法。

3.定向測量的地下定向邊不應少于2條，傳遞高程的地下進井點不應少于2個，并應對地下定向邊間和高程間的幾何關系進行檢核。

4.地面趨近導線應附和在精密導線點上。近井點應與精密導線點通視，并應使定向具有最有利的圖形。

5.地面趨近導線全長不宜超過350m，平均邊長60m，最短邊長應大于30m。

6.趨近導線應采用嚴密平差，其近井點的點位中誤差應在±10mm之內。

（二）增加測回數

1.在始發井通過聯系三角形定向測量把地面坐標和方位傳遞到洞內。由于豎井定向的精度直接決定了隧道的貫通精度，要保證隧道的貫通，需要在地面和洞內建立統一平面坐標系統。

2.保證兩懸吊鋼絲間距遠大于10m，在鋼絲靜止后通過聯系三角形定向把地面的坐標和方位導入井下，能夠保證精度。

3.角度觀測采用徠卡TCR1201型全站儀（測角精度±1″），用全圓測回法觀測四測回，測角中誤差在±2.5″之內。邊長測量采用全站儀測量反射貼片的方法。每次獨立測量二測回，各測回較差在地上小于0.5mm，在地下小于1.0mm。地上地下測量同一邊的較差小2mm。

一井定向圖如下：

1.高程傳遞測量包括地面趨近水準測量及豎井高程傳遞測量，地面趨近水準測量附和在地面相鄰城市二等水準點上。其測量的精度技術要求滿足城市二等水準測量。通過懸吊鋼尺的方法進行高程傳遞測量，地上和地下安置兩臺水準儀同時度數，鋼尺上懸吊與鋼尺檢定時相同質量的重錘。每次獨立觀測三測回，每測動儀器高度，三測回測得地上和地下水準點的高差小于3mm時，取其平均值作為該次高程傳遞的成果。

2.隧道的掘進逐漸向前延伸。先布設精度較低的、邊長較短的（20～50m）的施工導線；當隧道掘進一定距離后布設邊長為50～100m的基本導線；隨隧道掘進延伸，應布設邊長為150～800的主要導線。長邊主導線的邊長在直線段不短于200m，曲線不短于70m。

3.導線點埋設采用角鋼和鋼板為材料利用膨脹螺栓連接在管片上，在鋼板上焊接強制歸心標，導線點一般安裝在高于人行道1.5m的位置便于觀測。主導線的最后一點盡量靠近貫通面，以便于實測貫通誤差。

4.洞內地下導線采用往返觀測，支導線要重復觀測進行檢核。

5.每次建立新的導線點時，均從地面導線傳遞下來，將整條導線從測一次，最后一個導線點離工作面控制在50m左右。

6.控制導線按四等精度要求進行觀測，測角中誤差為2.5″，導線全長閉合差≤1/35000，左、右角各測4個測回，左、右角平均值之和與360°之差

7.由于地下導線長度較長，為限制測角誤差的積累，加測陀螺方位角1～2個以便控制導線精度。

七、效果檢查

通過此次檢查總結，采取以上措施，同時也對其他影響因素進行了有效的控制，有效地將隧道軸線偏差控制在允許范圍內，并通過了監理驗收，繼而保證下一步施工的順利進行。

在盾構推進13#井～24#井貫通后，對整個軸線的最大偏差進行了確認，最大偏差為57mm，合格率100%。

施工過程質量控制表

在推進過程中因對軸線精度控制較好，避免了盾構姿態因軸線偏差糾偏，而對周邊的建筑物和管線造成破壞性影響，完全滿足設計及規范要求，滿足工程使用功能，為后續工程的施工精度控制提供了借鑒資料。

結束語

盾構施工軸線控制是一項復雜、系統的工程，只有有效的解決其中存在的問題，才能保證盾構施工軸線的精度，保證工程的施工質量，促進其快速發展。

參考文獻：

[1]宋瑞恒. 盾構隧道通用管片排版與動態糾偏管理軟件開發[D].上海交通大學，2008.

篇(5)

【關鍵詞】 地鐵 盾構法 隧道施工 軸線控制

1 工程概況

某城市為緩解交通壓力，興建地鐵工程，地鐵隧道埋深在8.0-14.5m范圍內，穿越淤泥質粉質粘土層、粉質粘土層、粉細砂層、粘土層與粉土層。地鐵隧道區間分布為三組平面曲線，分別為半徑1000m平面左曲線、半徑為1500m平面左曲線、半徑為800m平面右曲線。在隧道區間曲線之間設置有直線段。隧道工程最大縱坡值為30‰，縱坡表現為V形。于隧道變坡點位置設置豎曲線，曲線半徑設置為3000m與5000m。在該地鐵隧道施工中，采取S195型號盾構機，盾構機刀盤直徑為6.4m，隧道襯砌管片內徑為5.5m，外徑為6.2m。

2 盾構機姿態分析

在地鐵隧道施工中，直接影響隧道線路軸線的因素為：盾構機掘進作業開挖軸線與盾構機襯砌管片成型軸線。在隧道施工中，其開挖軸線與襯砌管片軸線應保持一致。然而因盾構機在隧道掘進過程中，盾構機沿隧道設計軸線滾動及運動，盾構機刀盤會對土體產生一定超挖問題，出現超挖空間，需要大量砂漿同步注漿進行填充作業。注漿作業時漿液間隙填充過程即襯砌管片軸線再次成形的過程，從而導致襯砌安裝管片軸線準確性難以控制，影響施工質量。在盾構機隧道施工中，盾構機開挖直接反映為盾構機掘進姿態，襯砌管片軸線數據數據直接反映為襯砌管片姿態，盾構機掘進姿態與襯砌管片姿態控制直接影響著隧道施工軸線控制，為此，對影響盾構機姿態的因素進行研究。

2.1 盾構機初始階段

通過始發臺與反力架精確定位實現盾構機初始姿態確定。其中，始發臺為盾構機提供必要的初始空間狀態，始發臺與盾構機之間的關系如圖1所示：

反力架屬于鋼結構，負責為盾構機推進時提供反力。始發臺與反力架其姿態，是影響盾構機初始階段推進姿態的關鍵。

在盾構隧道施工中，一般要求對盾構機出洞端頭進行加固處理，因盾構機出洞后為便為加速下坡路段，且在初始階段不能進行盾構機方向調整，在盾構機與始發臺脫離后，容易出現叩頭現象，且盾構機與加固區域地層之中的摩擦力偏低，受掘進推力等因素影響，導致盾構機姿態失控。在本工程中，地鐵隧道南端頭井始發點在圓曲線段，在盾構機到達加固區之前，無法調整方向，導致盾構機無法與車站端墻相垂直，對襯砌管片軸線成形造成影響。

2.2 盾構機掘進階段

在盾構機掘進階段，影響盾構機姿態的主要包括以下兩點：第一，掘進過程糾偏。受地鐵隧道地質因素、盾構機推進操作因素的影響，盾構機在掘進時會出現滾動及蛇行問題。雖然在該工程中應用的S195型號盾構機設置有鉸接裝置，但其在掘進過程中的蛇行問題仍無法有效控制。蛇行運動形成過程，屬于盾構機掘進姿態調整并逐漸達到規范姿態的過程，即糾偏過程；第二，管片位移。盾構機隧道管片位移狀況可以分為管片水平位移與管片水平上浮兩種問題。如在該地鐵隧道施工中，盾構機掘進過程中，于曲線段出現最大水平位移，于左曲線段管片出現左偏，于右曲線段管片出現右偏問題，在直線段與曲線段還存在著管片上浮問題。

引起管片水平位移的原因主要為：在進行盾構機調整方向時，因管片選型存在不合理性，導致轉彎環管片偏移量無法滿足盾構機調向幅度；盾構機盾尾與中體存在角度誤差，當盾構機推力作用于管片時，受徑向分離影響管片出現水平位移。管片上浮主要是因地鐵隧道地質因素及背襯注漿因素而產生。

2.3 盾構機到達階段

在盾構機掘進時，為保證其掘進準確經過預留洞門，要求在盾構機距離預留洞門約100m時，進行盾構機人工姿態測量作業，在這個階段中，隧道中心軸線與設計隧道軸線存在著一定偏差，在實際偏差的基礎上，擬定出盾構機掘進線路，其擬定軸線對盾構機施工軸線產生著直接影響。

3 盾構機姿態控制措施

為保障地鐵隧道工程施工中其隧道軸線符合規范要求，需要保證掘進姿態與管片姿態正確合理。在該地鐵工程中，從盾構機姿態控制、背襯注漿與管片選型三個方面采取控制措施，進行地鐵隧道軸線控制研究。

3.1 姿態控制研究

在地鐵隧道各階段施工過程中，應根據隧道不同階段地質條件，綜合進行盾構機掘進分析，嚴格控制隧道施工中盾構機掘進姿態。如在掘進中盾構機出現滾動問題時，應及時采取正反轉刀盤進行糾正處理；當盾構機出現蛇行偏差時，應及時糾正，尤其是在隧道曲線段區域，應按照長距離、緩慢修正的原則進行糾正偏差，每環糾偏量應控制在20mm以內，糾偏的過程中，應綜合考慮盾構機推進油缸壓力變化對盾構機姿態所產生的影響。構建盾構機管片姿態人工復核制度，安裝3-5環管片后應對盾構機管片姿態進行檢查，記錄并分析檢查結果，為盾構機掘進姿態調整發揮指導意義。

3.2 背襯注漿

為實現環形間隙均勻填充作業，在注漿過程中應嚴格控制注漿壓力，控制注漿量，避免管片所承受壓力不均衡。背襯注漿采取左右對稱注漿方式。于注漿孔出口位置安裝分壓器，從而實現對各注漿孔注漿壓力與注漿量的檢測與控制。對管片姿態進行測量并及時調整孔口壓力。為防止管片上浮，一般上部注漿壓力大于下部注漿壓力。在注漿過程中，應根據監控狀況，及時調整注漿參數。

3.3 管片選型

在地鐵隧道施工中采取盾構機施工方法，為實現隧道軸線控制，應做好管片選型作業。管片選型應遵循以下原則：與盾構機姿態相適應，與隧道設計軸線相適應。采取轉彎環及標準環拼裝管片，通過組合標準環與轉彎環，構建出各種線形地鐵隧道。在實際拼裝過程中，尤其是進行曲線段管片拼裝時，管片拼裝點位直接決定著不同方向偏移量。綜合考慮盾構機盾尾間隙、膠結油缸差值、推進差值等因素，保證管片調整量精確，實現對隧道施工軸線控制。

4 結語

城市化進程加快，推動著城市地鐵規模的不斷擴大。在城市地鐵隧道工程中，多采取盾構法進行施工。在工程實踐中發現，盾構機隧道施工容易出現軸線偏離問題，對地鐵隧道工程施工進度、施工質量及安全性造成影響。為實現盾構機在隧道施工中其軸線控制，需要對盾構姿態、管片姿態進行全程監控，并采取措施控制盾構姿態與管片姿態，進而實現隧道軸線控制。實踐證明，盾構機在地鐵隧道工程施工中采取措施控制盾構姿態與管片姿態，能夠有效提高地鐵隧道施工進度，保障施工質量，實現地鐵工程施工效益。

參考文獻：

[1]王克忠，王玉培，林峰等.平行雙隧道盾構法施工地表沉降仿真計算研究[J].浙江工業大學學報，2013，41（3）：300-303，308.

[2]姚德友.北京地鐵盾構法隧道施工軸線控制問題探討[C].2011中國盾構技術學術研討會論文集，2011：55-57.

[3]孔祥興，夏才初，仇玉良，等.平行小凈距盾構與CRD法黃土地鐵隧道施工力學研究[J].巖土力學，2011，32（2）：516-524.

[4]馬曉磊.盾構法施工過程中的軸線控制分析[J].城市建設理論研究（電子版），2012（21）.

篇(6)

關鍵詞：盾構， 施工技術 ，工程實例

Abstract: the earth pressure balance shield construction principle and basic construction technology are introduced, and through engineering examples of shield opportunities to seokjeong land, surface subsidence, building protection, emergency treatment shield tunnel construction meet various analysis and put forward the corresponding treatment measures.

Keywords: shield, construction technology, engineering example

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：

隨著國內各城市地鐵的興建，盾構隧道在地鐵建設中被越來越普遍的采用，但由于盾構施工在我國起步較晚，工程經驗相對比較少，筆者通過對個別有代表性的工程實例進行簡要分析和總結，供同行們參考：

第一盾構施工原理及施工技術

盾構是一個具備多種功能于一體的綜合性設備，它集合了盾構施工過程中的開挖、出土、支護、注漿、導向等全部的功能。不同形式的盾構其主機結構特點及配套設施也是不同的，對盾構來說，盾構施工的過程也就是這些功能綜合作用、合理運用的過程。在盾構選型過程中，采用最多的是土壓平衡盾構和泥水平衡盾構。兩種盾構的選型依據最主要為各工程地質中土層中的顆粒級配和地層滲透系數，土壓平衡盾構對沙層、土層等地質條件有較好的適應性，因此在國內地鐵施工中應用最為普遍。

一、盾構施工基本原理

土壓平衡式盾構的基本原理：由刀盤切削土層，切削后的泥土進入土倉，土倉內的泥土與掌子面水土壓力取得平衡的同時由螺旋輸送機出土，通過控制螺旋輸送機轉速使出土速度與刀盤掘削速度相匹配，持續保持壓力平衡并連續出土。

根據地質條件、水位和壓力情況，盾構機有敞開、閉合（EPB式）和半敞開三種掘進模式：

敞開式：在前方掌子面足夠穩定并且涌水能夠被控制，可以采用“敞開式”作業。

半敞開式：用于含水，且水壓為1～1.5bar，掌子面可以穩定的地層中。半敞開式作業時隧道掘進速度近似于敞開式作業。

EPB模式：用于圍巖不穩定、水壓壓力高、水量大時。采用EPB模式施工時，可以用泡沫系統改善碴土的流動情況。

二、盾構施工技術

1、盾構施工準備

環境調查：對周邊建筑物、管線、施工場地、運輸線路等進行詳細的調查，把握這些基礎資料才能對盾構施工場地規劃、盾構掘進參數、控制沉降等提供技術支持；

補充地質勘察：盾構施工和所有暗挖施工技術一樣要遵循“地質先行、策劃超前”的原則。主要選擇在地質突變、工法變化、聯絡通道以及預計要進行開倉作業等位置進行補勘，補勘成果結合詳勘報告使用，為盾構掘進施工提供技術參考；

合理優化設計：根據環境調查、補充地質勘察成果對線路平面及縱坡進行合理優化，有利于降低盾構施工風險、保證施工效率、控制工程成本。

2、盾構施工條件及場地布置

水電接入和施工場地是保證盾構施工順利開展的先決條件。因此，在盾構工程前期的施工過程中，該兩項條件至關重要。按照常規兩臺盾構機同時掘進要求，供水需提供DN125主供水管供應生產用水，施工用電負荷一般需達到5000Kw，一般需不小于6000平方米的施工場地。

3、盾構施工程序

盾構組裝盾構調試與始發盾構掘進盾構過站與二次始發盾構到達

4、輔助施工技術

由于盾構施工也有其缺陷性，目前，各種輔助施工方法已成為解決盾構工程難題的重要技術手段。 如采用旋噴樁、攪拌樁、注漿等工法對地層進行加固，硬巖地段、聯通通道采用暗挖等。輔助施工方法在盾構施工過程中有利于充分發揮各種工法優點，揚長避短，降低盾構施工的風險。

第二工程實例分析

一、基本情況

深圳地鐵深大－桃園區間隧道為淺埋至深埋，CK21+000～CK21+800隧道上方地面有建筑物群，層高2～8層。這些既有建筑物均為淺基礎，盾構施工時必須確保既有建筑物的安全。

2008年某日晚10點，左線盾構機掘進到CK21+232（205環），地面建筑深大銀樺齋附近發生塌陷。塌陷處位于刀盤上方，塌陷后擴展為直徑4.5m、深3m的坑洞。

二、原因分析

盾構掘進第203環時，發現遇到孤石，此時掘進速度在5-8mm/min，盾構機已無法前進。掘進時，可間斷的聽到土倉內有尖銳的聲音，且轉動刀盤時震動很大，銀樺齋及地表道路有明顯震感。刀盤正面刀具全部為齒刀（羊角刀），無法破巖。開倉檢查孤石情況及更換刀具。開倉后，發現刀盤正前方形成一個坍塌的空腔，空腔最大處離刀盤約1米左右，刀盤下部約1/3被泥漿蓋住，無法判斷被泥漿蓋住的地方有無孤石。因地質不良，更換8把正面雙刃滾刀后關倉掘進。

事后經分析，發生此次塌陷的主要原因為：

1、出碴量失控，嚴重超挖；

2、工序轉換施工參數未及時調整；

3、地表監測未能有效反映沉降量；

4、刀盤破孤石對地層擾動，地層自穩性差。

三、預防控制措施

1、有效的碴土控制管理

土壓平衡盾構維持工作面穩定的介質為碴土，碴土應具有良好的塑性和流動性、良好的粘～軟稠度、低的內摩擦力、低的透水性。一般情況下碴土不一定具有這些特性，刀盤扭矩較大，碴土流動困難，在土壓力作用下易壓實固結，容易產生泥餅或泥團，在透水性土層中，在水的作用下碴土在螺旋輸送機內排出無法形成有效的壓力遞減，土艙內的土壓力難以穩定，因此需要對開挖后的碴土進行改良，使其具有上述特性。一般采用通過盾構機配置的專用裝置向刀盤面、土倉或螺旋輸送機內注入泡沫或膨潤土，利用刀盤的旋轉攪拌、土倉攪拌裝置攪拌或螺旋輸送機旋轉攪拌使添加劑與土碴混合。防治結餅、噴涌問題、減小刀盤磨損，維持壓力艙的壓力穩定控制地面沉降，保證排土順暢及渣土處理方便。

出碴量要根據不同地層的實際情況進行控制。盾構機在硬巖地層由于掘進速度較慢，且盾構掘進硬巖為碾壓破碎，易把開挖面擴大，根據經驗，一般為正常情況下出碴理論值的110%～120%。盾構機在掘進粘土或沙礫地層時，掘進速度較快，且由于土層較軟，土倉需保持一定壓力維持掌子面穩定，會對土層有一定擠壓作用。根據經驗，一般為正常情況下出碴理論值的80%～90%。

2、工序轉換的類別與注意事項

換刀工序與恢復掘進的轉換：當正常施工時，刀具磨損導致掘進困難或無法掘進，則需要進入土倉更換刀具。由于土倉內一般均保持一定的土壓力，即土倉內充滿刀盤切削下來的碴土。因此，當要進行換刀作業時，要先將土倉內的碴土出空，給換刀作業留出空間。當換刀作業完成后，恢復掘進的第一環，出碴量要考慮補充土倉換刀作業空間的碴土，即第一環出碴量比換刀前要少出約土倉容量的土。否則，可能發生超挖，易引發地表塌陷。

管片拼裝與掘進的轉換：在管片拼裝作業過程中，因需為新拼裝的管片提供預壓力，會對土倉形成一定的壓力。因為此時刀盤未轉動，所以刀盤上的刀具有可能會較停機前切入掌子面深。同時，由于管片拼裝及其它工序的影響，間隔兩環的停機時間可能較長，地下水會在土倉壓力釋放時，逐漸進入土倉。因此，在管片拼裝后，再次掘進時，需注意刀盤扭矩突然增大，造成掌子面發生超挖。同時，由于地下水過多，易發生噴碴，造成出碴過量。

遇孤石掘進與正常掘進的轉換：當盾構機遇孤石時，其與正常掘進所選擇的參數不一致。盾構刀具是在掌子面形成刀具刀刃一定的貫入度，然后對巖層進行擠壓破碎。所以，在遇孤石時要控制刀具的貫入度，即控制刀具的轉速和掘進速度。在遇孤石時，由于孤石不是全斷面巖層，所以易發生掘進速度時快時慢，此時一定要保證刀具的貫入度不超過15mm，否則刀具易發生損壞。

3、監測的要求

監測是盾構施工的“眼睛”，根據工程經驗，監測必須滿足以下要求：要有深埋監測點、特殊地段要加大監測頻率、與掘進參數聯動、反饋要及時、二十四小時進行巡視。

4、孤石的處理措施

加強、加密地質勘察、遇孤石的掘進參數變化、做好掘進速度控制和出碴量控制、及時采取其它輔助工法處理孤石如人工挖孔樁取孤石、土倉內破除孤石、換重型刀具破碎等措施。

5、搶險的應急措施

當塌陷險情發生時，完備的應急措施可以盡量減少損失，根據經驗，需做到以下幾點：

1）提前、及時與建構筑物的管理單位溝通、聯系；

2）應急物資的提前準備；

3）事故地點的警戒與及時圍擋；

4）險情的快速穩定方案的實施；

5）人員的疏散與安排。

盾構施工屬地下施工的一種新技術，不可預計的情況比較多，只有通過不斷總結積累經驗，才能更好的利用這項技術為拓展城市地下發展空間作出更多的貢獻。

參考文獻：

篇(7)

【關鍵詞】隧道管片；開裂；上??；錯臺；處理措施

引言

在盾構施工中，盾構管片是盾構施工的主要裝配構件，是隧道的最外層屏障，承擔著抵抗土層壓力、地下水壓力以及一些特殊荷載的作用。盾構管片質量直接關系到隧道的整體質量和安全，影響隧道的防水性能及耐久性能。盾構管片的受力分析是盾構隧道設計和施工的技術難題。在盾構施工中，常常會遇到盾構管片結構開裂、上浮、錯臺等問題，給拼裝帶來困難并對防水構成隱患，直接影響盾構工程的正常施工及安全運營。

由于盾構隧道的管片開裂、上浮、錯臺問題在很長一段時間內，沒有得到足夠的重視。隨著盾構法隧道施工技術和技術標準的發展，管片上浮對施工質量和運營的問題以及錯臺引起的管片開裂、拼裝困難和防患等問題對施工和運營的影響開始凸現出來，甚至管片的開裂和接頭的滲水問題，不僅增大了施工和維護的困難，而且影響了工程質量和隧道安全合理的管片計算模型能有助于更好的研究管片的結構受力。本文將分析管片開裂、上浮、錯臺等問題的原因并提出相應的處理措施，為以后的盾構施工提供參考。

1.管片開裂原因及處理措施

1.1管片開裂原因

1）管片受力不均

當糾偏、管片拼裝質量差、環縫夾泥時，管片環面不佳，引起管片受力不均，從而導致應力集中部位的管片破碎。 盾構推進時推進力通過油泵襯墊傳遞到管片上，油泵襯墊與管片接觸部位是應力集中區，如果襯墊面不平整或者襯墊面與管片環面存在夾角，就會造成管片破碎。

2）管片螺栓連接不當

在盾尾脫出管片，管片螺栓連接的過程中也會由于操作不當造成管片的破損，開裂。

3）曲線掘進時的“卡殼”現象

在曲線段的掘進過程中，管片環心與盾構無法保持同心，當管片環面與盾構推進方向存在夾角時，其合力作用方向部位的管片容易破碎。盾構推進過程也是不斷糾偏過程。該區間隧道進入曲線段后，管片外弧與盾尾內壁間的距離沿環向分布不均勻，造成一側間距很小，而另一側間距較大，這時易產生“卡殼”現象，即兩者碰在一起。盾構機一推進，就會造成管片一定部位破碎。

1.2處理措施

1）盾構姿態控制

盾構掘進過程中，盾構姿態與曲線段不匹配，致使盾殼擠壓管片開裂、整圓器頂壓管片開裂。 與此同時，推進千斤頂在管片端面作用不均勻頂力，盾殼通過盾尾刷對管片產生擠壓，從而使整環總體變形；過量的蛇形運動造成頻繁的糾偏，糾偏的過程就是管片環面受力不均的過程。因此，必須控制好轉彎地段的盾構姿態，宜緩慢掘進，慎重糾偏。

2）注漿漿液配比與注漿工藝

注漿液的配比、初凝時間、注漿量的多少等都會影響管片安裝后的穩定性。 管片在約束條件不好的情況下，易發生變形，會出現管片開裂。所以，應根據管片上浮規律和盾構推進姿態合理選擇注漿孔位、注漿量和注漿壓力。

3）千斤頂撐靴重心偏位控制

千斤頂撐靴重心與管片中心線位置不吻合時，管片由于受力不均造成管片開裂。造成千斤頂撐靴重心偏位的因素有：管片沒有居中拼裝、盾尾刷結塊硬化以及盾構姿態控制不好等。其相應對策有：更換千斤頂撐靴，使新撐靴的推力重心始終與管片中心線保持一致，同時爭取做到居中拼裝。

2.管片上浮原因及處理措施

2.1管片上浮原因

（l）單液漿的初凝時間太長。一般都超過10H，特別是當掘進距離較長時，這一段隧道有充足的時間上浮；（2）漿液的稠度不能有效的抑制和約束隧道上浮；（3）超挖空間大；（4）同步注漿不充分。能夠及時填充管片與地層間環形空隙、控制地層變形、穩定管片結構、控制盾構掘進方向，加強隧道結構自防水能力，對建筑空隙采用盾尾內置的注漿管進行同步注漿；（5）圍巖地層中水量豐富，地下動水攜帶著漿液流到前方的密封土艙，隧道上浮的空間沒有被有效填充；（6）盾構機主體、后配套設備和電瓶車的動（震動）靜荷載不僅造成漿液離析，而且是盾構機主體和后配套設備之間的過渡段，同時存在垂直受力和水平分力作用的工況；（7）隧道坡度的轉換。

2.2處理措施

1）改變注漿稠度

對同步注漿進行多配比試驗，盡可能地提高注漿液的稠度及固體物質的含量，增加泥水的含量等，以提高漿液與隧道之間的粘結力，從而抵御隧道管片上浮。

2）控制盾構機的軸線

在施工過程中，實現降低盾構機的軸線到一適當限度，當管片退出盾殼后，盡管隧道整體上浮了，但仍然保證對到中線不至于侵入限界。

3）雙液垂直同步注漿

為了避免管片上浮發生，在調整注漿液無效的情況下，采用雙液垂直同步注漿是一種比較好的選擇。由于加快注漿液的初凝時間，基本上在管片一出盾尾，技能將管片約束住，從而達到防止管片上浮的目的。通過二次注漿，在管片背后又形成一個止水環，將隧道背后的積水與工作面和密封土艙隔開來，達到緩解螺旋輸送器噴涌的目的。當然，在采用隧道上部垂直同步雙液注漿的同時，仍可繼續使用水平同步注漿系統進行注漿。

3.管片錯臺原因及處理措施

3.1管片錯臺原因

1）盾構姿態控制不當

在掘進過程中，由于盾構姿態控制不當，造成的錯臺在數量上所占的比例較大，特別是在線路的小曲線半徑部位更容易出現此類問題。有時候，由于盾尾刷被注漿液給固結了，造成盾構間隙縮小，也容易使管片出現錯臺和破損。

2）管片上浮

隧道管片上浮特別容易發生在圍巖很穩定的地層中，當盾構掘進速度比較快的時候，如果沒有立即采取防止隧道管片上浮的措施，那么隧道管片的上部也會發生連續的“疊瓦式”錯臺。

3）注漿壓力控制

在管片安裝過程中，由于操作不當，如相互接觸，也易造成管片的錯臺和破損。錯臺可以由水平同步注漿引起， 也可以由垂直二次注漿造成。

3.2處理措施

通過大量的實際施工經驗和大量的研究，主要從以下幾個方面總結防止管片破損錯臺的措施：（l）無論出現什么問題，對盾構姿態都不應“急糾”，要逐步校正；（2）要防止管片施工過程中的排列錯誤。避免隧道軸線由于人為造成偏離設計軸線；（3）要按照相關規范進行操作，包括管片進去隧道前的檢查、注漿、盾構機推力和扭矩等參數的設定，管片的吊運和安裝等；（4）應采取由于隧道圍巖應力環境的地下水突然變化造成的隧道變形。

結語

1）盾構施工中，管片的開裂通常是由于受力不均、螺栓連接不當、曲線掘進時的“卡殼”現象等引起，一般通過采用盾構姿態控制、注漿漿液配比與注漿工藝、千斤頂撐靴重心偏位控制等方式來控制管片開裂。

2）管片上浮是由漿液稠度不合理、初凝時間長、超挖空間大、盾構主機本身配置不當所引起，一般采用改變注漿稠度、控制盾構機的軸線、雙液垂直同步注漿等方法來控制管片上浮。

3）管片錯臺是由于盾構姿態控制不當、管片上浮、注漿壓力不合理等因素所致，一般采用逐步糾偏、減少排列錯誤等方法來控制管片錯臺。

參考文獻

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