盾构法隧道施工技术及应用
1盾构法隧道概论
1.1盾构法隧道的起源及发展史
1825-1911早期
Mare Isambard Brunel构思注册了盾构专利，并在1825-1843伦敦泰晤士河下隧道工程中首次应用
1866首次使用shield这一术语
1886Janes Heary Greathead创建了压缩空气与盾构掘进相组合使用的格瑞海德盾构法
1876第一个机械化盾构专利
1896Price机械化盾构首次应用到具体工程
1959Elmer C Gardner提出液体泥水支撑隧道工作面
1960Schneidereit注册膨润土浆来稳定隧道工作面的专利
1963日本Sato Kogyo公司开发了土压平衡盾构方案
1964英国申请了泥水加压平衡盾构掘进机原理专利
1966中国第一条盾构隧道——打浦路隧道
1974年第一台土压平衡盾构在东京被采用
1978全自动化泥水加压盾构机Thixshield在德国应用
1985注册了混合盾构的组合盾构专利
1986日本研制世界上第一台双圆泥水加压式盾构
1987-1994英法海峡隧道工程
1992日本研制第一台三圆泥水加压式盾构机
2001年全球最大的隧道直径14.87米，荷兰绿心隧道
2003年中国最大的隧道直径11.36米，上海翔殷路隧道
1.2盾构法隧道基本原理及特点
盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。这个钢质组件被称为盾构。隧道拱内圈的空洞由盾构本体防护，同时还需要其他辅助措施对工作面进行支护，盾构法隧道主要有以下几种支护土体方法和与之相匹配的盾构类型及盾构掘进机的支护面板：自然支撑、机械支撑、压缩空气支撑、泥浆支撑、土压平衡支撑
2盾构分类及选型
2.1盾构的构造
盾构的形状就是断面形状
盾构材料要具有足够的强度和刚度
盾构壳体：切口环：盾构的最前端，用于开挖和挡土
支承环：主体结构，承受作用于盾构上全部荷载
盾尾：掩护隧道管片衬砌的安装工作，薄壳体、设有密封装置
推进机构：靠液压系统带动若干个千斤顶组成
管片拼装机：举重臂或真空吸盘装置
真圆保持器：保证既成环不变形
盾构的基本参数：盾构直径：管片外径、盾尾空隙、盾尾钢板厚度
盾构长度：切口环、支承环、盾尾组成
盾构灵敏度：盾壳总长与盾构外径支比
盾构的推力：克服盾构外壁周边与土体之间的摩擦力或粘结阻力
推进中切口插入土壤的贯入阻力
工作面正面阻力：支护阻力、刀盘切削推进阻力
管片与盾尾摩擦力
变向阻力：曲线施工、纠偏
后方台车牵引阻力
2.2盾构分类
敞口式盾构/普通盾构
普通闭胸式盾构/普通挤压式盾构/半机械化盾构
机械式闭胸盾构：局部气压盾构、泥水（加压）平衡盾构、（加泥）土压平衡盾构TBM盾构
2.3盾构选型
盾构掘进机选型程序流程图
4.隧道通用施工技术措施
4.1常见的门洞结构形式及进出洞土体加固技术
盾构的进出洞施工要确保洞口暴露后正面土体的稳定，使洞口处的土体不流失，不坍塌工作井：沉井法施工、地下连续墙、钻孔灌注桩、SMW工法
外封门形式：出洞施工
内封门形式：进洞施工
井内外封门形式：筒套+钢板桩封口，出洞施工SMW工法施工洞口封门：拔出H型钢
地下连续墙施工洞口封门
钻孔灌注桩施工洞口封门
土体稳定施工技术：
SMW工法（深层搅拌桩+H型钢）：SMW工法是指通过深层搅拌机器搅拌，使水泥类悬浊液在原地层中与土体反复均匀混合，并根据一定的间隔插入H钢或板桩等作为
加强基材，待水泥土固结后，形成复合的连续挡土墙的技术
对周围地基影响小、止水性高、环境污染小
测量放样、定位——清除围护施工区域地下障碍物——导墙施工——深层搅拌桩
机就位、校正水平——拌浆机拌浆、压浆泵送浆——搅拌桩二喷二搅施工——固
定H钢插入的定位设备——将涂刷过隔离剂的H钢就位——将H钢插入刚施工
结束的搅拌桩——SMW一组桩施工结束——结构施工结束后，拔起H钢——H
钢整形、重复使用
高压旋喷桩：利用工程钻机钻孔到设计深度，将一定压力的水泥浆液和空气，通过其端部侧面的特殊喷嘴同时喷射，并强制与喷射出来的浆液混合，胶结硬化。喷射的同
时，旋转并以一定速度提升注浆管，即在土体中形成直径明显的拌和加固体
钻机就位、钻孔插管、旋喷提升、机具清理
深层搅拌桩
降水法：轻型井点降水是土层中成孔埋入带有过滤器的井点支管，并在支管四周填砂，然后通过水平集水总管，将所有井点支管和置于地面的抽水机组连通，地下水被抽水机
组吸至地面而排除
喷射井点降水是在需降水部位四周的土层中成孔，将带有过滤器和喷射器的双层井
管放入，并在井管的四周填砂，然后和进回水总管相连接，使机组（高压水泵）输
出的高压工作水进入井管喷射器。喷射器所产生的真空，通过滤网将地下水吸入，并和工作水混合后一起进入水箱排出
电渗井点降水就是用电渗原理来进行降低粘土层中的地下水位，一般用轻型井点作
阴极，在旁边插入相应的阳极
管井井点降水：沿工作面每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独使用水泵
深井井点降水：将水泵放在井管中，依靠水泵扬程把深处的地下水送到地面上
先导隧道排水
冻结法：直接冻结（低温液化气）、间接冻结（氨压缩盐水）
水平冻结、垂直冻结
Original L ayout of F reezing P ipes Adjustedl L ayout of F reezing P ipes
4.2管片拼装技术
管片自动化拼装：把管片运往供给装置——把管片在供给装置上调整——把持合适位置——旋转、滑移、伸缩——偏移、侧倾、俯仰、拱起、旋转微调、滑移微调整体组合：通缝拼装、错缝拼装、通用楔形管拼装
盾构有无后退：先环后纵、先纵后环
管片拼装顺序：先下后上、先上后下
先下后上、左右交叉、纵向插入、封顶成环
5.盾构法隧道施工技术
5.1网格挤压式盾构
网格式水利机械盾构：网格：合适水利冲刷的网格和封板组成切口支承形式
泥水舱：盾构切口后部的隔舱板与网格间，供土体冲刷成泥水 冲刷水枪：用于冲刷开启封板外的土体，或将舱内土块稀释成泥浆
水力输送机具：采用扬水器及渣浆泵将舱内泥水排放至地面
工作压力水
水力出土盾构与干出土盾构不同在于出土形式及设置的网格封板。水力出土施工的特殊性在于根据地层土质、盾构推进轴线控制要求及推进出土量，来确定封板所开启的部位及出土开孔面积
水力出土地面施工配合设施：水泵房
出洞口处理：一般采取洞门外钢板桩封门
出洞水力出土机械的过渡转换：由临时的扬水器和管道过渡到正常车架水力出土机械
盾构推进与水力出土相互协调关系：多点冲土、面大坑浅、表湿内干、底部待挤、勤冲勤纠
控制推进出土量主要与网格封板开启面积的大小及正
面土体的可塑性有关
同步注浆：是填充盾壳与管片圆环间的建筑孔隙和减少后期沉降的主要手段
二次注浆：主要用于盾构出洞段等特殊地段的土体加固
盾构推进轴线控制：通过千斤顶、开启闭合封板变换出土进土部位、水枪冲刷等方法纠偏衬砌拼装：对于水力出土盾构应严格避免衬砌工作区域大量积水
5.2土压平衡式盾构
土压平衡式盾构机：在刀盘扭矩力和推进油缸顶力的作用下，盾构在土层中利用布置在刀盘上的切割刀对土体进行切削。切削下的土体经刀盘进土槽并进入土舱，通过配备的加泥系统对充满土舱的切削土进行改良，使其具有良好的塑流性，通过可控制转速的螺旋输送机，控制土舱的出土量，使土舱内的改良土保持一定的压力使之与开挖面的土压力保持动态平衡盾构壳体、刀盘及驱动系统、螺旋输送机、管片拼装机、推进系统、皮带输送机、人行闸、液压系统、电气控制系统、集中润滑系统、加泥系统、水冷却系统、盾尾密封系统、衬背注浆系统、车架、单、双梁调运机构
一类是在粘性土地层中将开挖下来的土体直接充填在切削腔内，用螺旋输送机调整土压
另一类是在砂性土地层中向开挖下来的土砂中加入适量的水和泥浆等，通过搅拌形成后的匀质具有流动性的土体填充土舱
螺旋运输机是靠转速控制来掌握出土量，出土量要密切配合刀盘切削速度，以保持密封舱内始终充满泥土而又不致过于饱满
初始推进段施工：选定参数：平衡压力、推进速度（千斤顶行程速度）、总推力、刀盘扭矩、出土量
地表变形控制：土压力管理：水压力+主动土压力＜土压力＜水压力+被动土压力
排土管理：调节螺旋输送机转速和推进速度
泥水管理
注浆管理
5.3泥水平衡式盾构
泥水平衡式盾构：盾构掘进机
掘进管理系统：自动计测子系统、输送管理子系统、同步注浆管理子系统、
泥水管理子系统
主要用于调节推进过程中的开挖面稳定；管理盾构推进时
的双液注浆量和注浆压力；测定泥水输送系统中的泥水指
标和控制盾构姿态
当前切口水压、送泥流量、排泥流量、送泥密度、排泥密
度、千斤顶速度、刀盘力矩、千斤顶顶力、注浆压力、注
浆量、土砂量、干砂量、掘削时间、盾构平面、高程、方
位角、转角
泥水处理系统：泥水控制室、沉淀池、贮浆槽、新浆拌制槽、调整槽、剩
余槽、清水槽、泥水分离除砂器、清洁器
起处理由盾构开挖面排出的泥水和制造新鲜泥水的作用
经泥水处理站分离成土砂和泥水，将大颗粒的土砂排弃而
回收含有小颗粒的泥水，后者进入调整槽并按施工要求加
入新浆进行调整，再输送至盾构工作面实现泥水循环
泥水输送系统
同步注浆系统：双液单系统注浆
泥水平衡盾构是通过在支承环前面装置隔板的密封舱中，注入适当压力的泥浆使其在开挖面形成泥膜，支承正面土体，并由安装在正面的大刀盘切削土体表层泥膜，与泥水混合后，形成高密度泥浆，由排泥泵及管道输送至地面处理，整个过程通过建立在地面中央控制室的泥水平衡自动控制系统统一管理
泥膜形成的机理与基本要素：达西定律、阻塞桥架效应
最大粒径、颗粒级配、泥水浓度、泥水压力
根据泥水加压平衡盾构中对泥水系统的压力控制方式的不同分为直接控制型（日本式）和间接控制型（欧洲式），间接控制型是由空气和泥水双重系统组成
隧道抗浮：由于隧道断面相对较大，且泥水易后窜至成环隧道，引发成环隧道上浮
5.4复合式盾构
复合式土压平衡盾构掘进机：掘进施工具有非土压平衡模式、欠压模式、土压平衡模式三种。
盾构掘进机的刀盘结构具有刀盘（盘刀、滚刀）的可更换性。
配备同步注浆系统、泡沫及膨润土注入系统等
复合式盾构掘进机运行系统采用模式识别和智能控制，操作人员可按不同硬岩、软土及复合地层条建设定掘进模式。盾构将自动按设定模式调节系统运行状态，依靠盘型滚刀和标准割刀相结合的刀盘开挖土体。
非土压平衡掘进模式：土舱内的空气压力为常压，不需要在开挖舱内建立土压或气压平衡以
支撑工作面的土体压力和水压力。具有较强的切削和破碎硬岩的能力欠压（气压平衡）掘进模式：刀盘后的土舱内下半部分是岩渣，上半部分是压缩空气，空气
压力与工作面的土压和地下水的压力保持平衡
土压平衡掘进模式：掘进过程中始终维持开挖量与排土量的平衡来保持土舱内的土压力，并
利用土舱内的压力来维持工作面土体的稳定并防止地下水涌出
刀具的合理配置
最佳推进模式的选择
刀盘泥饼的处理：在具有丰富裂隙水且塑性较大的风化岩中掘进时，若盾构土舱设定压力过高，则经破碎后的风化岩与地层裂隙水混合后并经过刀盘碾压，极易在刀
盘正面形成泥饼，从而极大的降低刀盘的切削效率，增大刀盘扭矩、推力，
增加设备的故障率
5.5双圆加泥式土压平衡盾构
双圆加泥式土压平衡盾构机：刀盘同步控制：双圆盾构两刀盘配置在同一平面上，为防止两
刀盘间冲突，刀盘旋转速度采用同步控制装置
控制。即使两刀盘的荷载发生变化，也能控制
刀盘的旋转速度维持相位角的连锁控制方式
拼装机：两台独立操作的拼装机，同时增加了立柱拼装和管片
顶托装置
转角修正装置：千斤顶与盾撬
双圆盾构工法（DOT工法）是利用安装在盾构最前面的两个辐条式切削刀盘对正面土体进行旋转切削，同时利用盾构本体上的千斤顶将盾构掘进机向前顶进，切削下来的土体进入刀盘后方的土舱内，舱内始终保持适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少盾构推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降，土舱内土体由安装在土舱下部的螺旋输送机向排土口连续的将土渣排出，在推进一段距离后，由设在盾构本体上的拼装机将预制钢筋混凝土管片在盾构外壳的保护下拼装成环
双圆盾构出洞防水技术：双圆盾构中间海鸥块处形成凹槽，仅依靠常规的帘布橡胶板无法在
凹槽处形成较强的握裹力，必须采用帘布橡胶板结合气囊形式，在
凹槽部位利用气囊的压力将帘布橡胶板紧贴在盾构壳体，从而起到
良好的洞门止水作用。
双圆盾构轴线控制技术：平面控制、高程控制
偏转控制：由于盾构偏转将造成左右隧道的高低差及立柱的倾斜双圆盾构管片拼装技术：拼装顺序：先下部海鸥形管片——两侧标准管片（同步完成，先下
后上）——上部海鸥形管片——中间立柱
双圆盾构地层变形控制技术：双圆盾构刀盘为辐条形，无法有效支持正面土体
刀盘辐条在旋转过程中，将在辐条背后形成真空地带
双圆盾构顶部凹槽处易产生背土现象，造成盾构掘进机背部土
体整体随盾构机向前运动
双圆盾构同步注浆孔设在盾构中心的上下两凹槽处，浆液需填
满整环双圆盾构后部建筑空袭所经过的路径相对较长
5.6TBM盾构施工
TBM（Tunnel Boring Machine）盾构掘进机用来破碎和挖掘非常大的顽石和岩石，在硬质地层使用。圆盘滚刀用于切削破碎顽石和岩石。比较大的破碎岩石和顽石通过带状螺旋排出装置运走。挖掘出的泥石在切削压力舱和带状螺旋排出装置中混入泥渣，其压力、土层压力和地下水压力相平衡，由此维持了掘进工作面的稳定
5.7盾构隧道工程实例——英法海峡隧道工程
时间：1987.12-1993.6
长度：49km，英格兰福克斯通——法国卡莱
规模：直径4.8m服务隧道一条，直径7.8m铁路隧道两条，总长147km，投资128亿美元盾构：11台高度自动化、ZED激光导向盾构掘进机，1400m每月推进速度
地质：1958年起研究，英国一侧都在粘土质碳酸盐泥岩的泥灰岩地层中施工
法国一侧穿越多处断层的泥灰岩地层
利用服务隧道对前方渗透度很高的不稳定地层或地带进行超前钻探隧道盾构掘进机：英国一侧6个区间段使用6台通用型盾构掘进机，开启式盾构机械前部设置全断面切削刀盘
法国一侧6个区间段使用5台土压平衡式盾构掘进机
8.盾构法施工对地层的影响和防治
8.1沉降机理分析
地面沉降是由于盾构法施工而引起隧道周围土体的松动和沉陷
隧道的挖掘土量常常由于超挖或盾构与衬砌间的间隙等原因而比按照隧道断面面积计算出的土量大的多，使隧道与衬砌之间产生空隙，空隙会被周围土壤及时填补，随之而形成：应变——变形——位移——地面沉降
所谓地层损失是指盾构施工中实际挖出的土壤体积与理论计算的排土体积之差
正常地层损失：归结于施工现场客观条件，一般的可以控制到一定限度，由此而引起的地面沉降槽体积与地层损失量是相等的
非正常地层损失：由于盾构施工过程中操作失误而引起的地层损失，存在局部变化的特征，一般可以认为是正常的
灾害性地层损失：由于盾构施工中遇到地层中水压大的贮水和透水性强的颗粒状土的透镜体等不良地质条件，开挖面有突发性急剧流动
由于盾构推进中的挤压、超挖和盾尾的压浆作用，对地层产生扰动，使隧道周围地层产生正负超孔隙水压力，从而引起地层沉降称为固结沉降。固结沉降可分为主固结沉降和次固结沉降，前者为超孔隙水压力消散引起的土层密实，后者是由于土层骨架蠕动引起的剪切变形沉降。从理论上讲，盾构法施工引起隧道周围地表沉降是指主固结沉降、次固结沉降及施工沉降（瞬时沉降）三者之和
初期沉降：指当盾构开挖面到达某一测量位置之前，在盾构推进前方的土体滑裂面以外产生的沉降，由于固结沉降所引起的，包括盾构施工所引起的地下水（孔隙水）的下
降
开挖面沉降（或隆起）：指开挖面到达某一测量位置时，在它正前方的那部分地面沉降，形
成了覆盖层的土压增加或应力释放
尾部沉降：指盾构通过时产生的地面沉降，整个盾构推进过程中，受总推力、表面摩擦力、正面土压力三个力作用，由于盾壳与地层之间的摩擦阻力作用，必然会产生一个
滑动面，临近滑动面的土层中就会产生剪切应力，当盾构刚通过受剪力破坏的地
层时，因受剪切而产生的拉应力导致土壤立刻向盾构后的空隙移动。在推进过程
中，盾构所经之处必须压缩一部分土壤，松弛另一部分的土壤。压缩的部分抵挡
了盾构的偏离，保持盾构能与隧道轴线一致，而松弛的部分则带来了地面沉降盾尾空隙沉降：盾构通过之后，由于盾构尾部建筑空隙和隧道周围土体被扰动，在土力学上表现为土的应力释放，密实度下降
长期延续沉降：指盾构通过后在相当长一段时间内仍延续着的沉降，归结于地基土的徐变特性的塑性变形
主观原因：盾构严重超挖（欠挖）引起的地面沉降（隆起）
推进参数设置不合理
注浆量不足或注浆不及时，直接影响“建筑空隙”的充填
盾构“姿态”的纠偏，“仰头”“磕头”现象加剧土体扰动
盾构后退造成开挖面土体稳定失衡，土的内聚力减小
地铁盾构法隧道施工技术方案
地铁盾构法隧道施工技 术方案 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
地铁盾构法隧道施工技术方案
地铁盾构法隧道施工技术方案 1.施工流程图 1.1盾构法隧道施工流程图 图1盾构隧道施工流程图 1.2盾构始发流程图 图2 始发流程 图 2.盾构机下井 盾构机从盾构工作井吊入，每台盾构机本身自重约200t ，分解为 5 块，最大块重约60t 。综合考虑吊机的起吊 能力和工作半径，安排1 台200t 和一台40t 汽车吊机进行吊入任务。盾构机下井拼装顺序见图3。 图3盾构机下井拼装示意图 在吊入盾构机之前，依次完成以下几项工作： 1.将测量控制点从地面引到井下底板上； 2.铺设后续台车轨道； 3.依次吊入后续台车并安放在轨道上； 4.安装始发推进反力架，盾构管片反力架示意图见图4； 5.安装盾构机始发托架，盾构始发托架示意图见图5。 图4盾构管片反力架示意图 掘进
图5 盾构始发托架示意图 3.盾构机安装调试 3.1盾构机的安装主要工作 1.盾构机各组成块的连接； 2.盾构机与后续设备及后续台车之间各种线路、管线和机械结构的连接。 3.盾构机内管片安装器、螺旋输送器、保园器的安装； 4.台车顶部皮带机及风道管的连接； 5.刀盘上各种刀具的安装。 3.2盾构机的检测调试主要内容 1.刀盘转动情况：转速、正反转； 2.刀盘上刀具：安装牢固性、超挖刀伸缩； 3.铰接千斤顶的工作情况：左、右伸缩； 4.推进千斤顶的工作情况：伸长和收缩； 5.管片安装器：转动、平移、伸缩； 6.保园器：平移、伸缩； 7.油泵及油压管路； 8.润滑系统； 9.冷却系统； 10.过滤装置； 11.配电系统； 12.操作控制盘上各项开关装置、各种显示仪表及各种故障显示灯的工作情况。 盾构机在完成了上述各项目的检测和调试后（具体应遵照盾构机制造厂家提供的操作手册进行），即可判定该盾构机已具备工作能力。 4.盾构进洞 1.盾构进洞前50 环进行贯通测量，以确定盾构机的实际位置和姿态。此后的掘进不允许有大的偏差发生，逐渐按偏差方位调整盾构机姿态和位置，满足盾构进洞尺寸要求。这一调整应在盾构刀盘进入洞前加固土前完成，以避免盾构进洞发生意外。
盾构现场施工隧道监测方法
精心整理上海长兴岛域输水管线工程盾构推进 环境监测 技术方案
目录 一工程概况 二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估计三监测施工的依据 四监测内容
上海长兴岛域输水管线工程盾构推进环境监测技术方案 前言 科学技术的发展与试验技术的发展息息相关。历史上一些科学技术的重大突破都得益于试验测试技术。因此，试验测试技术是认识客观事物最直接、最有效的方法，也是解决疑难问题的必要手段，试验测试对保证工程质量、促进科学的发展具有越来越重要的地位和作用。测量技术在土建工程中同样占有重要地位，它在各类工程建筑，尤其是在地下工程中已成为一个不可或缺的组成部分。随着科学技术的发展，测量的地位更显关键和重要。早期地下工程的建设完全 工作井相连。 输水管线总长约10563.305m，其中东线长5280.993m，西线长5282.312m。全线最小平曲线半径为R＝450m；最大纵坡为8.9‰。具体详见下表。
施工工序，第一台盾构自原水过江管工作井始发推进（东线）至中间盾构工作井进洞后盾构主机解体调头，继续西线隧道推进施工。第二台盾构自中间盾构工作井始发推进（东线）至水库出水输水闸井进洞后盾构转场回中间盾构工作井，继续进行西线隧道推进施工。总体筹划详见下图： 二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估算 因很复杂，其中隧道线形、盾构形状、外径、埋深等设计条件和土的强度、变形特征、地下水位分 V l S （x ）i Z －地面至隧道中心深度。 φ－土的内摩擦角。 在已知盾构穿越的土层性质、覆土深度、隧道直径及施工方法后，即可事先估算盾构施工可能引起的地面沉降量，同时可及时地采取措施把影响控制在允许范围内。在推进过程中根据盾构性能及监测数据及时调整施工参数，控制变形量，确保周边环境的绝对安全，实现信息化施工。 三监测施工的依据 3.1技术依据 1) 上海长兴岛域输水管道工程技术标卷（甲方提供）
特殊地段的盾构施工技术措施
特殊地段的盾构施工技术措施 摘要:盾构在地铁区间的特殊地段施工,必须作好充足的施工准备和施工技术措施。关键词:地铁区间;盾构施工;技术措施 广州西场站—西村站地铁区间施工标段,沿线两侧为密集民居、酒店、办公楼、商店等,交通繁忙,上部地面为环市西路,区间线路穿越广茂铁路,地形平坦,略有起伏,其中有岩溶和溶蚀空洞、内环高架桥桩、基岩球状风化体地段(风化深槽)、泥质粉砂岩、上软下硬岩段等特殊地段。其中广州火车站—草暖公园区间段下穿过广州火车站广场,到达草暖公园,施工难度大。根据现场实际情况,做出相应的盾构施工技术措施。 1盾构通过岩溶和溶蚀空洞 本工程隧道左右线均存在岩溶和溶蚀空洞,左线溶蚀空洞约为0.8ｍ高,右线在ＹＣＫ7+522和ＹＣＫ7+576处存在溶蚀空洞,其中较大的溶蚀空洞为2.7ｍ高,对盾构掘进造成极为
不利的影响,极有可能发生突泥、突水、地面沉陷、盾构机被卡等严重事故。 为保证盾构掘进顺利通过,必须提前探明隧道穿过的岩溶裂隙的位置、形状、尺寸大小、充填物性质等,并及时处理。施工采取以下措施探测和处理: (1)开工前,进行补充地质勘探,在左右线溶蚀空洞地段加密勘探,在勘探场地允许的前提下,使部分钻孔间距达到10ｍ,进一步查明该段条件地层地质条件,对可能出现岩溶裂隙的段落、岩溶裂隙的规模、充填物等情况,提前作出盾构掘进方案。 (2)对盾构机适当改造,针对地质情况,盾构机增设超声波探测系统。盾构掘进施工时通过发射超声波,可对刀盘前方30ｍ范围内的岩溶裂隙、砂土层中的孤石等分布情况进行探测,利用专业软件对接收到的反射波分析,即可精确查明岩溶裂隙或孤石的位置、形状、尺寸大小、充填物性质等。 (3)根据超前地质预报的资料,对分布于盾构周边的岩溶裂隙,通过地面注浆的办法进行超前注浆加固或回填。对岩溶裂隙要提前确定注浆方案,根据其位置、形状、充填物性质,确定实施超前注浆的里程位置、注浆品种及配合比、注浆压
盾构法施工特点及工艺流程
①地下施工，必须面对复杂的地质条件和敏感的地面环境。 ②所用设备集成度高，技术含量高。 ③涉及的专业领域较多，对复合型人才有较多需求。 2、盾构法施工的优点 （1）盾构法隧道施工不受地面自然条件的影响。 在盾构支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全施工。 （2）盾构法施工隧道机械化、自动化程度高。 盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度较低。 （3）地面人文自然景观受到良好的保护，周围环境不受盾构施工干扰。 在松软地层中，开挖埋置深度较大的长距离、大直径隧道，具有经济、技术、安全、军事等方面的优越性。
①需要隧道衬砌管片预制、运输、衬砌、衬砌结构防水及堵漏、施工测量、场地布置、机械安装等施工技术的配合，系统工程协调复杂； ②施工过程变化断面尺寸困难；只能前进，不能后退，当隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时，施工难度大，在饱和含水的松软地层中施工，地表沉陷风险较大； ③盾构机制造周期长，造价较昂贵，盾构的拼装、转移等较复杂，建造短于750m的隧道经济性差。 4、盾构施工工艺流程 4.1大流程：盾构总体施工流程 大流程：盾构总体施工流程 始发井交付使用→盾构托架就位→盾构机下井、安装、调试→初始掘进（L=约100m）→负环拆除及其它调整→正常掘进→盾构机到达中间站→盾构机通过中间站→盾构机再次安装、调试→盾构机再次初始掘进→正常掘进→盾构机到达终点站→盾构机解体外运→隧道清理准备验收。 4.2小流程：盾构掘进流程 准备工作→转动刀盘→启动次级运输系统（皮带机）→启动推进千斤顶→启动首级运输系统（螺旋机）→停止掘进→安装管片→回填注浆→准备下一环掘进。 开挖→出土→拼装→注浆。
特殊地段及复杂地质条件盾构施工技术措施
特殊地段及复杂地质条件盾构施工技术措施 一. 盾构下穿河流（续） 1.应对江河地段水文地质条件、河床、河堤状况、水流速度、水深、淤泥层厚度、岸边建（构）筑物情况及保护要求进行详细调查。必要时进行补堪，确定河底地质。 2.应对地质勘探孔位进行调查确认，防止河水从勘探孔灌入隧道。 3.盾构应具有土仓加泥或泡沫的功能，螺旋输送机应设有防喷装置。 4.穿越时在土仓和刀盘前注入泡沫、膨润土改善渣土性能，防止涌沙突水发生。 5.盾构机刀盘处于河岸前一倍覆土厚度时，应逐渐降低土仓压力，到达河岸下方时，土仓压力应与浅覆土的河流段土压力相等。确保快速通过危险区域。 6.穿越前，应对盾尾密封系统做全面检查和处理。使用优质盾尾油脂，掘进中不断地对盾尾密封注入油脂，保证每环30kg以上。防止泥水和浆液进入盾体。 7.严格控制盾构操作，控制好盾构的各项参数，调整好盾构推进油缸的压力差及各组推进油缸的行程，避免盾构上浮。注浆材料加入早强剂，块速达到强度。 8.注浆压力在理论上减小0.05—0.1MPa，避免形成劈裂注浆，造成河水倒灌。必要时，可每１０环压注一次环箍（双液浆、水泥浆），防止窜浆，增强盾尾防水能力。注浆时应注意管片变形及隧道上浮。保证出渣量与掘进速度一致，避免“冒顶”。 9.掘进时保持土压平衡，停止掘进时保持土仓压力为正常值的1.1—
1.2倍。 二．穿越风险源施工 盾构穿越铁路、桥梁、建(构)筑物、大型管线、河流、胡泊、主干道路、不良地质地段（简称穿越施工）： 1. 盾构机组装时，禁止使用劣质盾尾刷；使用优质盾尾油脂，防止盾尾漏浆。 2.加强盾构机检修、保养工作，保持盾构均速、快速施工，避免非正常停机。 3.确保盾构机姿态，减少姿态调整引起的土层扰动，必须纠偏时每环纠偏量控制在4mm以内。 4.必须对同步浆液的稠度进行现场测试，浆液水泥含量不得低于120kg/m3,稠度不得大于11，浆液初凝时间不得大于6小时。 5.必须进行“持续”注浆，即：除同步注浆和二次注浆外，盾尾与二次注浆之间的管片（一般为5—8环），在不能实现二次注浆之前，必须进行间歇注浆。必须保证从同步注浆开始，盾尾以后的所有管片都能实现即时注浆，以控制地面沉降。 6.必须加大监测频率，根据监测数据及时调整土仓压力，注浆压力及注浆量。 7.必须坚持精细化施工，每天至少两次进行穿越过程书面作业，即：核对盾构机与地面建（构）筑物的精确对应关系，分析监测结果，对沉降部位及时采取措施。 三. 浅覆土地段推进 （覆土厚度不大于盾构直径的地段）
土压平衡盾构施工工艺
16土压平衡盾构施工工艺 16.1总则 16.1.1适用范围 本标准适用于采用土压平衡式盾构机修建隧道结构的施工。 16.1.2编制参考标准及规范 16.1.2.1地下铁道工程施工及验收规范(GB 50299-1999)。 16.1.2.2地下铁道设计规范（GB 50157-2013）。 16.1.2.3铁路隧道设计规范（TB10003-2016）。 16.1.2.4盾构掘进隧道工程施工验收规范。 16.1.2.5公路隧道施工技术规范(JTJ042－94)。 16.1.2.6公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)。 16.2术语 16.2.1土压平衡式盾构 土压平衡盾构也称泥土加压式盾构，它的基本构成见图16.2.1。在盾构切削刀盘和支承环之间有一密封舱，称为“土压平衡舱”，在平衡舱后隔板的中间装有一台长筒形螺旋输送器，进土口设在密封舱内的中心或下部。用刀盘切削下来的土充填整个
16.2.2 端头加固 为确保盾构始发和到达时施工安全，确保地层稳定，防止端头地层发生坍塌或涌漏水等意外情况，根据各始发和到达端头工程地质、水文地质、地面建筑物及管线状况和端头结构等综合分析，确定对洞门端头地层加固形式。 16.2.3 盾构后座 盾构刚开始掘进时，其推力要靠工作井井壁来承担。因此，在盾构与井壁之间需要设传力设施，此设施称为后座。 16.2.4 添加材 采用土压平衡盾构掘进时，为改善土体的流动性防止其粘附在盾构机上而注入的一些外加剂。添加材的功能是：辅助掘削面的稳定（提高泥土的塑流性和止水性）；减少掘削刀具的磨耗；防止土仓内的泥土压密粘附；减少输送机的扭矩和泵的负荷。 16.3 施工准备 16.3.1 技术准备 16.3.1.1 根据隧道外径、埋深、地质、地下管线、构筑物、地面环境、开挖面稳定及地表隆陷值等的控制要求，经过经济、技术比较后选用盾构设备。盾构选型流程如图16.3.1.1所示。 16.3.1.2 认真熟悉工程设计文件、图纸，对工程地质、水文地质、地下管线、暗
盾构法施工
盾构法 编辑词条 盾构法所属现代词，指的是在地层中修建隧道和大型管道的一种暗挖式施工方法。 目录 盾构法 正文 编辑本段盾构法 编辑本段正文 采用盾构为施工机具，在地层中修建隧道和大型管道的一种暗挖式施工方法。施工时在盾构前端切口环的掩护下开挖土体，在盾尾的掩护下拼装衬砌（管片或砌块）。在挖去盾构前面土体后，用盾构千斤顶顶住拼装好衬砌，将盾构推进到挖去土体空间内，在盾构推进距
离达到一环衬砌宽度后，缩回盾构千斤顶活塞杆，然后进行衬砌拼装，再将开挖面挖至新的进程。如此循环交替，逐步延伸而建成隧道（图1）。 历史和发展用盾构法修建隧道已有150余年的历史。最早进行研究的是法国工程师M. I.布律内尔，他由观察船蛆在船的木头中钻洞，并从体内排出一种粘液加固洞穴的现象得到启发，在1818年开始研究盾构法施工，并于1825年在英国伦敦泰晤士河下，用一个矩形盾构建造世界上第一条水底隧道(宽11.4米、高6.8米)。在修建过程中遇到很大的困难，两次被河水淹没，直至1835年，使用了改良后的盾构，才于1843年完工。其后P.W.巴洛于1865年在泰晤士河底,用一个直径2.2米的圆形盾构建造隧道。1847年在英国伦敦地下铁道城南线施工中，英国人J.H.格雷特黑德第一次在粘土层和含水砂层中采用气压盾构法施工，并第一次在衬砌背后压浆来填补盾尾和衬砌之间的空隙，创造了比较完整的气压盾构法施工工艺，为现代化盾构法施工奠定了基础，促进了盾构法施工的发展。20世纪30～40 年代，仅美国纽约就采用气压盾构法成功地建造了19条水底的道路隧道、地下铁道隧道、煤气管道和给水排水管道等。从1897～1980年，在世界范围内用盾构法修建的水底道路隧道已有21条。德、日、法、苏等国把盾构法广泛使用于地下铁道和各种大型地下管道的施工。1969年起，在英、日和西欧各国开始发展一种微型盾构施工法，盾构直径最小的只有1米左右,适用于城市给水排水管道、煤气管道、电力和通信电缆等管道的施工。 中国于第一个五年计划期间，首先在辽宁阜新煤矿，用直径 2.6米的手掘式盾构进行了疏水巷道的施工。中国自行设计、制造的盾构，直径最大为11.26米,最小为3.0米。正在修建的第二条黄浦江水底道路隧道,水下段和部分岸边深埋段也采用盾构法施工，盾构的千斤顶总推力为108兆牛,采用水力机械开挖掘进。在上海地区用盾构法修建的隧道，除水底道路隧道外，还有地铁区间隧道、通向河海的排水隧洞和取水管道、街坊的地下通道等。 盾构法的优越性盾构法施工得到广泛使用，因其具有明显的优越性：①在盾构的掩护下进行开挖和衬砌作业，有足够的施工安全性；②地下施工不影响地面交通,在河底下施工不影响河道通航;③施工操作不受气候条件的影响;④产生的振动、噪声等环境危害较小;⑤对地面建筑物及地下管线的影响较小。
土压平衡盾构施工技术难点及处理措施
土压平衡盾构施工技术难点及处理措施 【摘要】土压平衡盾构以其高效、安全、环保等优点，已被广泛应用于地铁施工中，虽然技术成熟，但施工中一些常见的问题，施工方依然应当采取预防及处理措施，从而确保地铁工程的施工质量。本文根据实际工作经验，对施工中几个常见的难题探讨了其预防及处理措施。 【关键词】土压平衡盾构；盾构法隧道；事故预防；处理 一、盾构刀盘结泥饼问题 盾构机穿越粘土地层时，如掘进参数不当，则刀盘和土仓会产生很高的温度，这样粘土在高温、高压作用下易压实固结成泥饼，特别是刀盘的中心部位。当泥饼产生，最终会导致盾构无法掘进。 施工中采取的主要技术措施为：1）施工前分析隧道范围内的地层情况，在到达此地层前把刀盘上的部分滚刀换成齿刀，增大刀盘的开口率。3）合理增加刀盘前方泡沫的注入量，增大碴土的流动性，减小碴土的黏附性，降低泥饼产生的几率。5）必要时螺旋输送机内也要加入泡沫，以增加渣土的流动性，利于渣土的排出。6）如果刀盘产生泥饼，可空转刀盘，使泥饼在离心力的作用下脱落，施工过程中确保开挖面稳定。7）如上述方法均未能奏效，则可采用人工进仓处理的方式清除泥饼，人工进仓处理前如掌子面地层软弱，则需进行预加固。 二、桩基侵入盾构隧道 城市地铁线路规划设计应避开重要建（构）筑物、避开建筑物的桩基，但城市中心区内房屋建筑较为密集，要求线路选线时避开所有的建筑物是不现实的，因此难免会有一些建筑物桩基侵入隧道，由于许多桩基为钢筋混凝土结构，盾构机无法通过，需要对桩基进行拆除。针对侵入盾构隧道的桩基，采取的措施为：1）具有承载力的桩基，采取桩基托换方法。2）大竖井暗挖拆除桩基方法。3）小竖井开挖分区拆除桩基方法。4）人工挖孔+暗挖横通道拆除桩基方法。 深圳市地铁龙岗线西延段3153标盾构区间下穿燕南人行天桥，开工前该桥地表以上部分已经拆除，但桩基并没有拆除。调查资料显示共有8根直径为1.2m 的人工挖孔桩侵入右线隧道，盾构机无法安全、顺利通过。为了使侵入隧道的桩基不对盾构施工造成影响，采用比原桩基直径大的人工挖孔桩自地表而下来破除侵入隧道范围内的桩基。燕南人行天桥与盾构区间隧道位置关系如图所示。侵入隧道桩基与隧道纵面位置关系如图1和图2所示。 图1 燕南人行天桥与盾构区间隧道位置关系图 图2 侵入隧道桩基与隧道纵面位置关系图
公路隧道施工盾构法、沉管法介绍(全国公路水运工程质量检测专业技术人员继续教育)
公路隧道施工盾构法、沉管法介绍 第1题 沉管隧道施工工序中，沉管与连接之后的工序是（）。 A.预制管段 B.修建临时干坞 C.基础处理 D.回填覆盖 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第2题 ？关于盾构法，下列（）的说法是错误的。 A.盾构法是暗挖隧道的一种施工方法 B.盾构法穿越地面建筑群的区域时，周围可不受施工影响 C.盾构机推进系统包括推进千斤顶和液压系统 D.盾构壳体由切口环和支承环两部分组成 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第3题 盾构机的外壳沿纵向从前到后可分为前盾、中盾、后盾三段。通常所指的支承环是（） A.前盾 B.中盾 C.后盾 D.盾尾 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第4题 泥水平衡盾构开挖的渣土以（）形式输送到地面。 A.岩石
B.泥浆 C.土体 D.砂浆 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第5题 以下不属于盾构始发端头加固方法的是（）。 A.旋喷桩法 B.注浆法 C.内嵌钢环 D.冻结法 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第6题 （）盾构机配备有泥水分离处理系统。 A.土压平衡 B.硬岩TBM C.双护盾TBM D.泥水平衡 答案:D 您的答案：D 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第7题 以下（）设备不属于盾构机后配套设备。 A.注浆系统 B.管片运输设备 C.出土设备 D.刀盘 答案:D 您的答案：D
题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第8题 以下（）工序不属于盾构始发阶段。 A.安装反力架 B.凿除洞门 C.拼装负环管片 D.到达端口加固 答案:D 您的答案：D 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第9题 沉管隧道按照管段的制作方式分为（）和干坞型。 A.圆形 B.矩形 C.钢筋混凝土 D.船台型 答案:D 您的答案：D 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第10题 以下（）不属于沉管隧道优势。 A.可浅埋，与两岸道路衔接容易 B.结构为现浇混凝土，造价低 C.防水性能好 D.对地质水文条件适应能力强 答案:B 您的答案：B 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第11题
盾构法隧道工程防水施工工艺标准
2.7 盾构法隧道工程防水施工工艺标准 2.7.1 总则 2.7.1.1 适用范围 本标准适用在软土和软岩中采用盾构掘进和拼装钢筋混凝土管片方法修建的区间隧道结构防水施工。 2.7.1.2 编制参考标准及规范 （1）《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002 （2）《地下工程防水技术规范》GB 50108-2001 （3）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2001 2.7.2 术语、符号 2.7.2.1 术语 （1）盾构法：采用盾构掘进机进行开挖，钢筋混凝土管片、复合式管片、砌块、现浇混凝土等作为衬砌支护的隧道暗挖施工法。 2.7.3 基本规定 2.7. 3.1 地下工程的防水等级分为4 级，各级标准应符合《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002 3.0.1 条的规定。 2.7. 3.2 地下工程的防水设防的要求，应按《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002表3.0.2-2 的规定选用。 2.7. 3.3 不同防水等级盾构隧道的衬砌防水措施应符合表2.7.3.3 规定: 不同防水等级盾构隧道的衬砌防水措施表2.7.3.3 2.7. 3.4 管片防水涂层必须由相应资质的专业防水队伍进行施工。 2.7. 3.5 管片外防水涂层和管片接缝所使用的防水材料，应有产品合格证和性能检测报告，材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求；不合格的材料不得在工程中使用。 2.7.4 施工准备 2.7.4.1 技术准备 (1)施工单位应认真学习图纸，并进行图纸自审、会审工作，以便理解盾构施工中防水工程的施工要点。 (2)依据工程总施工组织设计的原则，编制防水工程施工方案，明确工艺流程，指导施工。 (3)根据穿越土层的工程水文地质特点辅以以下相应技术措施： 1)疏于掘进土层中地下水的措施；
盾构隧道施工方法及技术措施
盾构隧道施工方法及技术措施 § 1端头加固 1.1 端头加固概述 盾构进出洞门外土体为软弱含水的土层，盾构机在进出洞时，工作面将处于开放状态，这种开放状态将持续较长时间。若不提前加固处理，地下水、涌水等就会进入工作井，就会导致软弱地层不稳定，严重情况下会引起洞门塌方。为确保施工安全及盾构机顺利始发及出洞，必须对洞门外土体进行加固处理。 本标段盾构始发及到达共有4个端头需要加固，具体加固方法见表8-1-1 1.1.1加固的原则 （1）根据隧道埋深及盾构隧道穿越地层情况，确定加固方法和范围。 （2）在充分考虑洞门破除时间和方法的基础上，选择合适的加固方法和范围, 确保洞门破除和盾构机进、出洞的安全。 1.1.2加固要求 根据始发及到达端头地层性质及地面条件，选择加固方法，加固后的土体应有良 好的自立性，密封性、均质性，采用搅拌桩加固的土体无侧限抗压强度不小于0.8MPa, 8 渗透系数k < 1 x 10- cm/sec。 （2）渗透系数v 1.0 x 10-5cm/s。 1.2 端头的施工 1.2.1施工原理 旋喷法施工是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切
削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀，具有一定强度的桩体，从而使地层得到加固。 1.2.2机械设备 旋喷法施工主要机具设备包括：高压泵、泥浆泵、钻机、浆液搅拌器、空压机、旋喷管和高压胶管等；辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门、接头安全设施等。浆液搅拌采用污水泵自循环式的搅拌罐，钻机采用XY-100型振动钻机，空压机采用SA-5150W空压机，参数为20mVmin。 1.2.3材料要求 旋喷使用的水泥应采用新鲜无结块42.5R普通硅酸盐水泥，浆液水灰比为1:1。稠度要适合，水泥掺入量250kg/m,粘土粉50kg/m,为消除离析，加入0.9 %的碱。浆液宜在旋喷前lh以内配制，使用时滤去〉0.5mm的颗粒，以免堵塞管路和喷嘴。 1.3 端头地层加固施工工艺 1.3.1三轴搅拌桩施工工序 ①定位 三轴搅拌机开行到指定桩位，对中。当地面起伏不平，应注意调整机架的垂直度；搅拌桩的桩位偏差不得大于50mm垂直度不得大于1.5%。 ②制备水泥浆 在搅拌机定位的同时即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，水泥浆的搅拌采用二次搅拌方式，灰浆拌和时间不少于2mi n，保证拌和均匀，不发生沉淀，放置水泥浆的时间不超过2个小时，搅拌好的水泥浆须在一个小时内用完。外渗剂可根据工程需要选用具有早强、缓凝、减水、节省水泥等性能的材料，为增强流动性可掺入水泥重量0.20%?0.25%的木质磺酸钙，1%勺硫酸钠和2%勺石膏，但应避免污染环境。 ③预搅下沉 检查无误后开动搅拌机，以正循环方式钻进，为避免搅拌过程中喷浆口的堵塞，边喷射水泥浆边搅拌下沉，下沉速度控制在0.8m/min。 ④喷浆搅拌提升 为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30 秒，进行磨桩端，然后以反循环方式提升，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30s，提升速度要保持均匀，控制在0.5m/min。
地铁隧道盾构法施工
地铁隧道盾构法施工 导语：盾构法施工是一种机械化和自动化程度较高的隧道掘进施工方法，从20世纪60年代开始，西方发达国家大量将这种技术应用于城市地铁和大型城市排水隧道施工。我国近年来也开始在城市地铁隧道、越江越海隧道、取排水隧道施工中采用此项技术，以替代原来落后的开槽明挖或浅埋暗挖等劳动密集型施工方法。 关键词：地铁盾构施工盾构施工技术盾构施工测量点击进入VIP充值通道 地铁盾构机分类及组成 地铁盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥浆式，土压平衡式等不同类型。盾构机主要由开挖系统、推进系统排土系统管片拼装系统、油压、电气、控制系统、资态控制装置、导向系统、壁后注浆装置、后方台车、集中润滑装置、超前钻机及预注浆、铰接装置、通风装置、土碴改良装置及其他一些重要装置如盾壳、稳定翼、人闸等组成。海瑞克公司在广州地铁使用的典型土压平衡式盾构机为主机结构（盾体及刀盘结构）断面形状：圆形、用钢板成型制成，材料为：S335J2G3。主要由已下部分构成：刀盘、主轴承、前体、中体、推进油缸、
铰接油缸、盾尾、管片安装机。主机外形尺寸：7565mm（L）Ｘ6250（前体）Ｘ6240（中体）Ｘ6230（盾尾）。 ①压缩空气式盾构 1886 年Greatbhad 首次在盾构掘进隧道中引了这种工法,该工法利用压缩空气使整个盾构都防止地下水的侵入, 它可在游离水体下或地下水位下运作。其工作原理是利用用压缩空气来平衡水压和土压。传统的压缩空气式盾构要求在隧道工作面和止水隧道之间封闭一个相对较大的工作腔,大部分工人经常处于压缩空气下, 这会对掘进隧道和衬砌造成干扰,为了解决这些问题,又出现了用无压工作腔及全断面开挖的压缩空气式盾构和带有无压工作腔及部分断面开挖的压缩空气式盾构等。 ②土压平衡式盾构 20 世纪70 年代日本就开发土压平衡式盾构,不用辅助的支撑介质,切割轮开挖出的材料可作为支撑介质。该法用旋转的刀盘开挖地层,挖下的渣料通过切割轮的开口被压入开挖腔,然后在开挖腔内与塑性土浆混合。推力由压力舱壁传递到土浆上。当开挖腔内的土浆不再被当地的土和水压固化时就达到平衡。如果土浆的支撑压增大超过了平衡,开挖腔的土浆和在工作面的地层将进一步固化。与泥浆式盾构相比优点在于:无分离设备在淤泥或粘土地层中使用,覆盖层浅时无贯穿浆化的支撑泥浆泄露的危险。 ③泥浆式盾构 1912 年,Grauel 首次建造了泥浆式盾构。该法可以适用于各种松
盾构施工质量保证措施
1.1管片质量保证措施 （1）管片生产质量保证措施 1）严格控制管片模具的精度，按照精度要求对管片钢模定期进行检查和校正。 2）要求混凝土所使用的原材必须符合设计及施工规范的要求，应有出厂合格证和相应的试验报告。 3）严格审查管片生产工艺和质量保证措施,认真做好过程控制。指派专门的管片质量检查人员每周不定期去构件厂检查管片生产过程的质量、原材料及生产工艺的控制情况，要求构件厂提供从原材、生产及试验的所有资料，并结合检查记录分析等形成质量周报，并报业主及监理等单位。 4）要严格做好出厂检验及现场的验收工作，事先制定出厂检查及现场质量验收标准。 5）事先计划好现场管片的存放、运输及拼装作业。要有管片的使用计划。 （2）管片拼装质量保证措施 1）选取管片时要多方面考虑，选取管片时也要本着“勤纠偏、小纠偏”的原则进行，以减小片拼装时的错台。 2）确保质量合格、管片类型符合工程师指令的管片才准进洞。 3）严格按指定的拼装工艺进行拼装。 4）拼装过程中经尺量管片错台符合拼装要求后，再将管片就位。 （3）管片衬砌防水质量保证措施 1）确保管片的自身防水符合设计要求，并对管片弹性密封垫入洞前进行严格的验收。 2）严格控制拼装工艺，提高管片拼装的质量。 3）在管片拼装前先于弹性密封垫上涂抹润滑剂，以减少弹性密封垫在拼装中出现的错位。 4）安装管片螺栓接头前检验止水垫圈完整方可安装螺栓。 5）盾构掘进时盾尾空隙注浆要严格控制配比，以形成稳定均匀的管片防水层。
（1）盾构施工轴线控制措施 1）所使用盾构机须装备有高度现代化的自动实时监控测量指引系统。 2）在盾构隧道施工之前，要严格按要求建立起一套严密的人工测量和自动测量控制系统，根据自动的精度和工程的精度要求决定人工控制测量和复核的内容及频率。 3）认真做好盾构机的操作控制，按“勤纠偏、小纠偏”的原则，通过严格的计算，合理选择和控制各千斤顶的行程量，从而使盾构和隧道轴线在容许偏差范围内，切不可纠偏幅度过大，以控制隧道平面与高程偏差而引起的隧道轴线折角变化不超过0.4%。 4）合理使用超挖刀和铰接千斤顶来控制盾构机轴线，从而实现对隧道轴线的线形控制。 5）管片的类型和拼装方式的控制，依据隧道中线和设计中线以及盾构机和管片的关系，通过计算修正曲线来确定管片的类型和超前量。 （2）盾构施工沉降控制措施 认真进行现场环境条件的调查，并结合线路的走向做好地面的监测工作。准备进行的与沉降有关的监测项目有：地表沉降监测、地面建（构）筑物变形监测、地下管线变形监测、河底沉降监测、隧道收敛监测。 1）监测点的观测频率、范围与数据处理 2）盾尾注浆压力和注浆量是直接影响地面沉降的关键因素，在施工中要严格按规定程序和下达的施工指令进行注浆操作，精确控制注浆压力和注浆量。 3）严格控制盾构机的姿态 在盾构掘进施工过程中，盾构姿态变幅越大，盾构机越难控制，对地面沉降的影响也越大，要坚持“勤监测、勤纠偏、小纠偏”的原则，尽量实现盾构的平缓推进；严禁一次性大幅度纠偏，造成过大超挖和对周围土层的扰动。每次盾构机的纠偏量应不超过3cm（0.5%D）。 1.3联络通道施工质量保证措施 （1）测量放线准确，从地面引测后，尽早从隧道内进行检测。 （2）衬砌之间的防水板接缝严密，焊钢筋时设隔垫板保护。
盾构穿越建筑物施工技术措施
盾构穿越建筑物施工技术措施 【摘要】在城市地下进行盾构隧道掘进施工，有时盾构将不可避免的穿越建构筑物或地下管线，采取何种施工措施控制其变形，是地铁或其他地下工程盾构施工中不可回避的问题。本文针对成都地铁盾构在砂卵石地层穿越不同结构、基础和建设年代建筑物时所采用的技术措施进行了简单描述，希望能够对相同或接近地层的盾构施工起到借鉴作用。 关键词：盾构建构筑物加固施工 1．前言： 地铁工程建设所选择线路主要区段均在城市的主城区，因规划和历史原因，地铁隧道线路或将不可避免的在既有建构筑物或地下重要管线的下方穿过。但受盾构施工机理和地质情况的限制，掘进时将引起地面隆起和沉降。如沉降或隆起超过建构筑物或管线允许的变形控制极限，造成地面建构筑物和管线的变形、开裂，甚至建筑物倒塌，可能带来的纠纷对施工产生不可忽视的影响，不但影响施工进度和施工安全，并且会造成严重的社会不良影响。特别是成都砂卵石地层、含水量丰富且有粉细砂透镜体，在扰动状态下掌子面不稳定，地面沉降量和沉降速率均较大，采取何种施工措施控制建构筑物的变形是盾构施工的难点。 2．成都地铁地质情况描述： 盾构隧道从<2-8>、< 3-4>、<3-7〉等砂卵石地层中通过。卵石成分主要为灰岩、砂岩、石英岩，卵石的含量达67％，中间夹杂大漂石。砂卵石具有分选性差，强度高的特点（地质情况见图1、图2所示）。 隧道通过的地层含水丰富，根据钻孔揭示，隧道区间分布的卵石土及所夹透镜状砂层为地下水主要含水层，含水量丰富，含水层厚20～22 .6m，区间范围内卵石土分选性差，渗透性强。图1、基坑开挖时渣土状态图2、刀盘前掌子面土体 3．盾构施工中引起沉降的情形分析： （1）、盾构掘削面前的地层变形：盾构推力过大和出土率小而引起的挤压隆起和前移；盾构推力过小和出土率大而引起的塌陷。 （2）、盾构通过时引起的地面变形：盾构盾体与土体摩擦引起的隆起和前移；刀盘超挖、盾构蛇形扰动引起的地面沉陷。 （3）盾尾脱出后的地层变形：盾尾空隙不能及时填充注浆引起沉陷，因过大的注浆量和注浆压力而引起的隆起。盾尾漏水或隧道衬砌漏水引起地下水下降而发生大范围下降，盾构在软弱粘土地层扰动引起的长期固结沉降。 因地层变形，邻近的地面或地下建构筑物的外在条件，支撑状态将会发生变化，建构筑物受到不同程度的影响而发生隆起、沉降、倾斜，甚至结构破坏。影响程度的大小取决于建构筑物与盾构隧道的相互关系（距盾构的位置距离、线型、施工段长度）、建构筑物结构条件、刚度、地层的特性等。 4．盾构下穿见构筑物施工的基本技术措施： 1）、盾构下穿建构筑物的技术准备工作 （1）、在施工前对建构筑物、管线进行充分调查。收集有关资料，包括建构筑物的设计图纸、竣工图进行研究分析，并对建构筑物进行实地调查分析，必要时实施探槽调查的方法。（2）、经过调查后应明确建构筑物的位置、结构形式及尺寸、何种基础、建筑年代、老化程度、使用状态、产权归属、与盾构隧道的距离及相对位置关系等；对地下管线通过调查应明确管线的功能性质、材质、接口形式、管道输送介质、老化程度、埋深以及产权归属、与盾构隧道的距离及相对位置关系等基本情况。 （3）、为避免盾构通过后不必要的纠纷，在盾构通过前根据建构筑物的产权情况、重要性、
盾构法施工技术
盾构法施工技术 1盾构法 1.1 盾构法简介 盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构（Shield）是一个既可以支承地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶进所需千斤顶；钢筒尾部可以拼装预制工或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，应在盾尾支护下拼装（或现浇）一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井，在竖井处安装盾构，盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。盾构法施工工艺见图1所示。 图1 盾构法施工示意 1.2盾构法施工的优点及适用范围 盾构施工法所具有的优点： 一、可地盾构支护下安全地开挖、衬砌。 二、掘进速度快。盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现机械化、自动化作业，施工 劳动强度低。 三、施工时不影响地面交通与设施，穿越河道时不影响航运。 四、施工中不受季节，风雨等气候条件影响。 五、施工中没有噪声和振动，对周围环境没有干扰。 六、在松软含水在层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。 盾构施工法最适于在松软含水地层中修建隧道，在江河中修建水底隧道，在城市中修建在下铁道及各种市政设施。盾构施工法一般适宜于长隧道施工，有些资料显示，对于短于750m的隧道被认为是不经济的。因为盾构是一种昂贵，针对性很强的专用施工机械，对每一条用盾构法施工的隧道，都需根据地质水文条件、结构断面尺寸专门设计制造，一般不能得意简单的倒用到其它隧道工程中重复使用。此外，对隧道曲线半径过小或隧道顶覆土太浅时，施工困难较大。对水底隧道，覆土太浅时施工不够安全。当盾构施工法有采用全气压方
隧道工程《盾构法施工》超详细讲解
3 盾构法施工 概述 盾构法是以盾构为核心在地面以下暗挖隧洞的一种施工方法。盾构法始于英国，自1925年布鲁诺尔(Brunel)在伦敦泰晤士河下首次用一台矩形盾构开挖水底隧洞以来，已有170余年历史。在一百多年中，世界各国制造了数以千计的各种类型、各种直径的盾构，盾构掘进机从低级发展到高级，从手工操作到计算机监控机械化施工，使盾构掘进机及其施工技术得到了不断发展和完善。现代盾构已经发展成为集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧洞衬砌、测量导向纠偏等功能的大型的施工机械设备。 ●盾构法作为一种先进的隧洞施工工法具有： （1）对环境干扰少，对交通及居民生活影响小； （2）盾构推进、出土、衬砌等工序循环进行，易于管理，施工人员少； （3）施工不受地形地貌，江河水域等地表环境条件限制； （4）施工不受天气条件（雨雪等）限制； （5）出土量少，对周围环境及地表沉降影响小； （6）在土质差，地下水位高的地方建大埋深隧洞具有优越性。 由于这些优点，盾构法特别适宜于城市隧洞和穿江越海的施工，目前盾构工法已在城市隧洞的构筑中确定了稳固的统治地位。 ●盾构法是一项综合性的施工技术。构成盾构法的主要内容有： （1）先在隧洞某段的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。 （2）盾构机主机和配件吊装下井，在预定位置组装成整机并调试使其性能达到设计要求。 （3）盾构从竖井或基坑的墙壁开口处出发，在地层中沿着设计轴线推进。盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌，再传到竖井或基坑的后靠壁上。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体，以防止隧洞及地面下沉，在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。 （4）盾构到达预定终点的竖井或基坑时掘进结束，然后检修盾构或解体盾构运出。 ●盾构是进行土方开挖正面支护和隧洞衬砌结构安装的施工机具，它还需要其它施工技术密切配合才能顺利施工。主要有： （1）地下水的降低； （2）稳定地层、防止隧洞及地面沉陷的土壤加固措施； （3）隧洞衬砌结构的制造； （4）隧洞内的运输； （5）衬砌与地层间的充填； （6）衬砌的防水与堵漏； （7）开挖土方的运输及处理方法； （8）配合施工的测量、监测技术； （9）采用气压法施工时，还涉及到医学上的一些问题和防护措施等。 目前在我国主要使用的有土压平衡盾构和泥水平衡盾构。 （1）土压平衡盾构 土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板，在刀盘的旋转作用下，刀具切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，使土仓和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土，依靠盾构推进油缸的推力通过隔板给土仓内的土碴加压，使土压作用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，泥土落到土仓底部后，通过螺旋输送机运到皮带输
盾构法隧道施工及验收规范GB
1.0.1编制本规范的目的时为了加强盾构隧道工程的施工管理，确保施工过程的工程安全、环境安全和工程质量，统一盾构法隧道工程的施工技术与质量验收标准。本规范不包括盾构隧道的设计、使用和维护方面的内容 1.0.2本规范为规定的内容应按照国家现行相关标准执行。 2术语 本章给出了本规范有关章节引用的19条术语。目前盾构及其施工技术在术语尚存在地区和习惯差异，通过本规范统一盾构法施工及验收的相关术语。 本规范的术语主要参考现行国家标准《地铁设计规范》GB50157、《城市轨道交通岩土工程勘察规范》GB50307、《城市轨道交通工程测量规范》GB50308、《城市轨道交通工程监测技术规范》GB50911、《地下轨道工程施工及验收规范》GB50299及《地下铁道设计与施工》等资料，经编制组集中归纳和整理编入本规范。 本规范的术语时从盾构法隧道施工及验收角度赋予其含义，同时还给出相应的推荐性英文翻译，仅供参考。 3基本规定 3.0.1施工管理体系包括质量管理体系、环境管理体系、职业健康安全管理体系。对于施工现场管理，除应具有健全的施工管理体系外，还要求有相应的施工技术标准、施工质量控制和检验制度，以及施工人员和设备安全保障和环境保护措施。 对具体的施工项目，要求有经审查批准的施工组织设计和施工技术方案，并能在施工过程中有效运行。对于涉及隧道结构安全、人身安全和环境保护的内容，应有明确的规定和相应的措施。 3.0.3本条为强制性条文。规范操作盾构，并制定应急预案，使其在预定条件和正确操作下正常使用时确保盾构法隧道施工的重中之重。因此，在施工前应根据盾构类型、地址条件和工程实践，首先由针对性地进行危险源和环境因素的辨识和评估，根据分解结论制定包括盾构安全操作技术规程、对周边环境的影响及应对措施等在内的专项施工方案和应急预案，确保施工作业在安全和卫生环境下进行。 3.0.7盾构法隧道施工应建立信息管理体系，制定信息管理制度。为便于几时了解施工现场情况，鼓励有条件的施工现场配置地面远程监控系统，将盾构掘进参数实时传递到地面监控中心。 3.0.8盾构法隧道工程施工期间，对重要或有特殊要求的建（构）筑物，应及时采取注浆、加固、支护等技术措施，保证邻近建（构）筑物、地下管线、道路及轨道交通线路等安全。 3.0.9质量验收包括实物检验和资料检查。资料检查包括施工质量验收依据和质量验收记录等。施工质量验收层次为：生产班组的自检、交接检；施工单位质量检验部门的专业检查和评定，监理单位（建设单位）组织的验收。 根据有关规定和工程合同的规定，对工程质量起重要作用或有争议的检验项目，有各方参与见证检验，已确保施工过程中关键部位的质量得到控制。 4施工准备 4.1前期调查 4.1.2~4.1.4位防止资料与实际工况条件不符，施工前应进行工程环境的调查和实地踏勘，位制定施工组织设计提供足够的依据，调查的主要内容有： 1实地踏勘调查各种建（构）筑物的使用功能、结构形式、基础类型及其与隧道的相对位置等； 2道路种类和路面交通情况； 3工程用地情况，主要对施工场地及材料堆放场地、弃土场地、运输路线等做必要的调
盾构隧道穿越破碎带地段专项施工方案
盾构隧道穿越破碎带地段专项施工方案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
盾构穿越断层破碎带段专项施工方案 1、编制说明 为了保证盾构安全穿越江中断层破碎带，确保盾构在穿越破碎带施工中做到防漏、防冒、防沉和防抱死，特编制本方案。本方案的思路为：通过盾构开挖面泥水压力的控制及渣土量的管理，加强同步注浆以实现盾构安全、快速通过断层破碎带。 2、工程概况 秋水站～中山西路站区间线路从秋水站出发过赣江中大道后向南下穿赣江，至江南岸堤处以小曲率半径（R-360右线、R-350左线）转向东，下穿南昌市水电局办公楼后接至本区间终点中山西路站。区间最小平面曲线R=。本区间主要在赣江下穿行，隧道埋深～21.50米。 盾构在里程ZK11+840～ZK11+890处为F5断层破碎带，埋深约米。 3、工程地质情况 该地段局部岩层裂隙发育、岩体破碎，对隧道洞身稳定具不利影响；且此类破碎段同时也是区内基岩裂隙溶蚀水的相对富水区段，其透水性较好；由地勘报告可知，破碎段有贯通性裂隙与上部第四系孔隙水含水层连通，并透过孔隙水含水层与赣江水体相连，形成相互补排关系。 断层破碎带位置， 里程ZK11+840～ 图1 盾构隧道在江中浅覆土段相对位置图
4、盾构下穿F5断层破碎带技术措施 、准备工作 （1）泥水盾构施工前，配制一定比重、粘度、足够量的泥水供盾构循环使用，在掘进前，在泥浆槽里要制备施工所需的浆液。 （2）对盾构机各系统（特别是液压推进系统、各泵站的叶轮泵壳）进行检查，确保盾构机的工作状态，同时对泥水处理系统、空压机、行吊、电瓶车、装载机、叉车等关系到盾构机掘进的机械设备加强检查，以减少因设备故障造成的盾构机停机时间，确保盾构安全、连续、快速的通过破碎带。 主要技术措施及要求 在泥水盾构掘进过程中可能会出现开挖面失稳、注浆效果不佳、防水效果差等事故。为保证施工安全，拟采用以下施工技术措施： 1、在施工前对隧道范围内地质报告图进行复核，查明断层对施工的影响； 2、盾构在进、出破碎带前盾构应采取提高刀盘转速、减小刀盘推力的方式进行掘进；盾构在断层带推进时，按照“安全、连续、快速”的施工原则，通过正确操作盾构机，即严格泥浆制作工序，适当调高泥浆的密度、粘性和浓度，确保泥浆在强透水性地层中的造墙性和稳定性，采用“D”模式操作盾构机，防止开挖面出现坍塌等事故； 3、在进入破碎带前和穿过破碎带后，进行二次补助双液浆，形成止水环，确保地下水不会进入以完隧道与地层间的缝隙，防止隧道上浮。 4、同步注浆中选择水硬性浆材作为注浆材料，同时及时注入双液浆进行补强注浆。 （1）泥水处理系统的管理及控制要求 ①比重 泥水的比重是一个主要控制指标。掘进中进泥比重不应过高或过低，前者将影响泥水的输送能力，后者将破坏开挖面的稳定。因