盾構(gòu)隧道施工技術(shù)措施

盾構(gòu)隧道施工技術(shù)措施,中鐵四局集團(tuán)有限公司,1、場地作業(yè)少，隱蔽性好，因噪音、振動引起的環(huán)境影響小；2、隧道施工的費(fèi)用和技術(shù)難度基本不受覆土深淺的影響，適宜于建造覆土深的隧道；3、穿越河底或海底時，隧道施工不影響航道，也完全不受氣候的影響；4、穿越地面建筑群和地下管線密集區(qū)時，周圍可不受施工影響；5、自動化程度高、勞動強(qiáng)度低、施工速度較快。,盾構(gòu)法施工的優(yōu)點(diǎn),1、施工設(shè)備費(fèi)用較高；2、覆土較淺時，地表沉降較難控制；3、用于施工小曲率半徑隧道時，掘進(jìn)較困難。,盾構(gòu)法施工的缺點(diǎn),盾構(gòu)法主要施工程序,7、接收井洞口土體加固,8、盾構(gòu)進(jìn)入接收井，并運(yùn)出地面,盾構(gòu)掘進(jìn)施工的豎井,始發(fā)工作井:滿足盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)安裝和出洞施工的要求接收工作井:盾構(gòu)隧道掘進(jìn)完成后進(jìn)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(hù)、鋼板樁圍護(hù),常見的洞口封門形式主要有：外封門形式內(nèi)封門形式特殊封門（井內(nèi)外封門）SMW工法施工洞口封門地下連續(xù)墻施工洞口封門鉆孔灌注樁施工洞口封門,常見的洞門結(jié)構(gòu)形式,在井內(nèi)或洞門口采取措施使之洞口外土體保持穩(wěn)定1、出洞時，洞口用外封門的技術(shù)封門一般采用鋼板樁，常用槽鋼組合，封門的實(shí)施有兩種方法：其一是在沉井下沉施工時將封門安裝在洞口，然后與沉井一起下沉到位，另一種方法是待沉井下沉到位后再緊貼井外壁打入封門板樁。（見圖）這外封門形式一般用于出洞施工，因受到拔出板樁的難度及鋼板樁接長接頭的構(gòu)造和接頭牢固等原因，當(dāng)工程洞口埋深較深時不宜采用。,2、內(nèi)封門措施進(jìn)洞的封門一般采用內(nèi)封門的技術(shù)較為妥當(dāng)（見圖）。封門可用型鋼組合其有豎封門及橫封門兩種形式。,3、井內(nèi)外封門形成（見圖）當(dāng)工程埋深深，井外是砂性土滲透系數(shù)大、地下水位高，要平衡地下水壓力較為困難，則可采用井內(nèi)外封門形式作為出、進(jìn)洞技術(shù)措施。,井內(nèi)外封門示意圖,4、用SMW工法作洞口封門（見圖）當(dāng)工程工作井用圍護(hù)開挖施工工藝時，可在工作井出、進(jìn)洞口處用SMW工法作結(jié)構(gòu)施工圍護(hù)，出進(jìn)洞施工時當(dāng)掘進(jìn)設(shè)備靠出SMW樁拔除樁內(nèi)H型鋼，利用掘進(jìn)設(shè)備刀盤切削SMW的水泥土逐漸完成出、進(jìn)洞施工。,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù)穩(wěn)定正面土體技術(shù),SMW封門示意圖,一、盾構(gòu)盾構(gòu)選型,盾構(gòu)選型需考慮的主要因素：土層的適應(yīng)性能（確定刀盤形式、開口率、動力、土體改良等）、埋深的適應(yīng)性能（盾構(gòu)自身承壓、尾盾設(shè)計(jì)鋼板厚度等）、保持開挖面穩(wěn)定、減少周邊土體擾動、保護(hù)環(huán)境安全的性能（盾構(gòu)各輔助系統(tǒng)的配置）、施工操作的性能（適應(yīng)線型需要）。刀盤扭矩理論計(jì)算盾構(gòu)機(jī)刀盤扭矩是由刀具的切削阻力矩、面板及刀盤外周與地層的摩擦阻力矩、攪拌翼的阻力矩等組成。1）刀具的切削阻力矩T1一個切削刀刃所需的阻力矩H根據(jù)村山田經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算H=2.1esB0t210（-0。22）T1=ntHRk2）刀盤面板與地層間的摩擦阻力矩T2=4c（1-）rc3/63）刀盤面板外周與地層間的摩擦阻力矩T3=clrc24）攪拌翼的阻力矩T4=2nadalarac5）所需扭矩T=T1+T2+T3+T46）裝備扭矩余量S、裝備扭矩T0時（100%時）安全率S=T0/T裝備扭矩T1時（120%時）安全率S=T0/T,刀盤結(jié)構(gòu)圖,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工,推力計(jì)算,推力計(jì)算條件：水土不分離，切削刀的切削抵抗系數(shù)在粘土淤泥質(zhì)粘土土層中最大。因此采用最惡劣的粘土淤泥質(zhì)粘土土層（水土不分離）以及隧道上方的土體松弛高度以全覆土來計(jì)算盾構(gòu)機(jī)參數(shù)。埋深按照30米計(jì)算。盾構(gòu)機(jī)推力由殼體外周摩擦阻力、胸板所受的土壓與水壓、后續(xù)設(shè)備的牽引力、管片與盾尾密封的摩擦阻力等組成。,盾構(gòu)推進(jìn)是采用盾構(gòu)法建造隧道三大主要工序的第一道工序。盾構(gòu)借助于設(shè)在其支承環(huán)上千斤頂?shù)捻斄?，向前推進(jìn)，直至行進(jìn)一定距離，使盾尾內(nèi)形成一個能容納管片寬度的空間，使隧道建造在這一空間內(nèi)。盾構(gòu)軸線的控制是盾構(gòu)推進(jìn)施工的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，怎樣控制盾構(gòu)能在已定空間軸線的允許偏差范圍內(nèi)是必須掌握的技術(shù)，在實(shí)際施工中盾構(gòu)推進(jìn)軸線控制不可能是理想的狀況，軸線控制不佳狀況除地質(zhì)不均勻引起的正面阻力不均勻及隧道的平面和豎曲線要求外，往往是產(chǎn)生于人為因素，這是指施工不精心及對軸線控制操作技術(shù)水平不夠兩個原因，而后者占多數(shù)。為了提高操作技術(shù)業(yè)務(wù)，對控制軸線的技術(shù)關(guān)鍵所在，影響盾構(gòu)推進(jìn)軸線的因素，處理施工中控制軸線的技術(shù)措施有深一層的認(rèn)識，我們結(jié)合以往施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對怎樣控制好盾構(gòu)的推進(jìn)軸線，從控制的原理、方法、操作以及有關(guān)的計(jì)算作一一敘述。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,1、控制盾構(gòu)推進(jìn)軸線的目的盾構(gòu)推進(jìn)軸線的質(zhì)量基本確定了管片軸線位置，也就決定了隧道竣工軸線的質(zhì)量。為此可以認(rèn)為只有控制好盾構(gòu)的推進(jìn)軸線位置，才能保證將隧道管片拼裝在理想的位置上，來達(dá)到隧道竣工軸線偏值差在允許的范圍內(nèi)。這就是控制盾構(gòu)推進(jìn)軸線的目的，也就是保證隧道竣工軸線質(zhì)量的手段。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,2、影響盾構(gòu)軸線控制的原因（1）地層土體對盾構(gòu)產(chǎn)生的偏向盾構(gòu)在地層下向前推進(jìn)過程中將受到盾構(gòu)切口貫入土層的阻力、盾構(gòu)正面阻力、盾構(gòu)四周土體與盾構(gòu)殼體間的摩阻力，盾構(gòu)自重與下臥土層的摩阻力等組成。上述阻力，由于收到地層土質(zhì)變化、隧道埋深變化、地面建筑物等因素，形成阻力不均勻的作用于盾構(gòu)正面及四周，從而導(dǎo)致盾構(gòu)推進(jìn)時偏向。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,圖21,（2）盾構(gòu)制作誤差造成盾構(gòu)推進(jìn)軸線的偏向以圓形斷面盾構(gòu)其應(yīng)是中心對稱的結(jié)構(gòu)，這對軸線控制時極為有利的形式，但由于加工誤差使其成為不正圓的外型，則將對盾構(gòu)產(chǎn)生偏向。（3）已拼裝成環(huán)的隧道對盾構(gòu)推進(jìn)軸線產(chǎn)生的影響：管片成環(huán)后與盾尾是不同心的，這樣兩者之間沿園周的間隙大小不一，又由于管片軸線與盾構(gòu)軸線在施工中是不一致的，形成了管片與盾殼局部處有接觸現(xiàn)象，產(chǎn)生了摩阻力，這一阻力顯然會影響盾構(gòu)的推進(jìn)軸線。成環(huán)管片的整體性能同樣影響到盾構(gòu)軸線的控制效果。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,3、盾構(gòu)軸線控制的原理盾構(gòu)推進(jìn)的過程，是盾構(gòu)軸線控制的過程，即阻礙盾構(gòu)前進(jìn)的外力F外和盾構(gòu)千斤頂合力F推（見圖22）。是一對方向相反，不作用于一直線上的力，形成一個力偶，起到控制盾構(gòu)軸線的目的。所以說盾構(gòu)推進(jìn)的過程就是尋找F外作用位置的過程，選擇最理想的e來控制盾構(gòu)推進(jìn)軸線。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,圖22,4、盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制方法(1)、盾構(gòu)推力大小及合理作用位置的調(diào)整1）盾構(gòu)縱坡控制盾構(gòu)縱坡控制不單是調(diào)整盾構(gòu)高程位置，還可以調(diào)正盾構(gòu)和已成環(huán)管片之間頂部和下部間隙，以減少盾構(gòu)對圓環(huán)的徑向卡壓及下一環(huán)管片拼裝的困難。縱坡控制應(yīng)根據(jù)盾構(gòu)現(xiàn)狀情況以及盾構(gòu)與圓環(huán)管片間的相對位置，采用不同方法來達(dá)到最佳效果。a、穩(wěn)坡法這種方法盾構(gòu)推進(jìn)中對地層擾動最小，是最佳控制方法。（見圖23）,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,圖23,b、變坡法盾構(gòu)推進(jìn)前應(yīng)先觀察盾構(gòu)與管片上下的間隙情況，遇盾構(gòu)上部已卡管片時則可采用先抬后壓的縱坡控制（如圖24）所示，反之可用（如圖25）所示的先壓后抬的方法來控制。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,當(dāng)盾構(gòu)與管片之間四周間隙較均勻時，可采用縱坡逐變的方法（如圖26）所示。由于操作人員的技術(shù)水平，對盾構(gòu)的性能不熟，以及施工人員思想不集中等原因，往往發(fā)生在一環(huán)距離的推進(jìn)過程中，多次進(jìn)行縱坡起伏的調(diào)正，（如圖27）。這是施工中最忌的方法，因?yàn)檫@種極不平穩(wěn)的控制盾構(gòu)推進(jìn)軸線，對地層將產(chǎn)生最大的擾動，對地面建筑物危害很大，特別是當(dāng)?shù)貙邮艿酱髷_動時，后期變形要有一個較長的時間，且變形量亦較大。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,圖26,圖27,2)左右兩腰對稱千斤頂伸出長度差值的控制盾構(gòu)平面軸線的控制其含意及方法與縱坡控制相同，而不同的其一是控制對象，即盾構(gòu)運(yùn)動的軌跡方向不同，而兩個軌跡面是兩個相互垂直的面，另一點(diǎn)是表示形式不同，一般平面是采用比較容易的左右兩腰千斤頂伸出長度差值來表示，也有用平面夾角表示（盾構(gòu)軸線與隧道軸線間的水平夾角）。具體操作時同樣可以采用縱坡控制的方法，通常稱為穩(wěn)定法及晃動法兩種，晃動法有可視管片與左右兩側(cè)間隙采用先左后右或先右后左兩個形式。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,（2）盾構(gòu)推進(jìn)阻力大小及合力作用位置的調(diào)整上面所講述的用盾構(gòu)自身前進(jìn)動力千斤頂來控制盾構(gòu)推進(jìn)軸線，是主動、積極的技術(shù)措施。當(dāng)用千斤頂難以控制軸線時，可采用調(diào)整作用于盾構(gòu)上的阻力大小及其合力的位置。對盾構(gòu)阻力大小及合力作用位置調(diào)整，效果顯著，但受到盾構(gòu)型式的限制。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,（3）、選擇合理壓漿位置，改善糾偏條件利用壓漿的壓力調(diào)正管片與盾構(gòu)兩者相對位置的關(guān)系，改善盾構(gòu)的糾偏條件。（圖28）所示A點(diǎn)處管片與盾構(gòu)已卡，則可以采用本措施進(jìn)行盾構(gòu)糾偏，促使管片與盾構(gòu)兩者位置從（圖28）的情況轉(zhuǎn)變?yōu)椋▓D29）所示的狀態(tài)。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,圖28,圖29,（4）、已拼裝成環(huán)管片環(huán)面質(zhì)量控制這里指的環(huán)面質(zhì)量是環(huán)面與隧道軸線的垂直度，因?yàn)橹挥性诹己玫拇怪倍?，使盾?gòu)與管片之間自由度最大，沒有兩者卡碰現(xiàn)象，才能達(dá)到盾構(gòu)自若糾偏。1）上、下超前測定及楔子計(jì)算（圖210）2）左、右超前測定計(jì)算及糾偏楔子計(jì)算左、右超前的測定需由測量專業(yè)人員，但由于受到施工條件的限制，也不能經(jīng)常性的作測定，而左右超前又是影響盾構(gòu)軸線在平面偏向時的糾偏量，為此向讀者介紹通過盾構(gòu)現(xiàn)狀位置測量報(bào)表及丈量左右對稱千斤頂伸出長度來換算管片環(huán)面的左、右超前值，這兩項(xiàng)工作是每施工一環(huán)都必須測定與丈量的。施工人員掌握了這一換算方法，則可以及時了解管片環(huán)面左、右超前的情況，以達(dá)到能及時糾正管片環(huán)面，對盾構(gòu)軸線平面誤差的控制是極為有利的。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,圖210,（5）、盾構(gòu)推進(jìn)軸線控制時應(yīng)注意的一些問題盾構(gòu)法施工要控制好軸線，關(guān)鍵的是怎樣正確運(yùn)用這些措施及技術(shù)，下面對各盾構(gòu)軸線控制的共性講述一些應(yīng)了解的要點(diǎn)和操作時應(yīng)注意的問題。1）盾構(gòu)推一環(huán)的糾偏幅度應(yīng)以小到大最后到小的規(guī)律控制。由于開始推進(jìn)時管片埋入盾尾內(nèi)的深度為最長，這就使盾構(gòu)與管片之間相對位置調(diào)節(jié)量是處于最小的狀態(tài)，過量的糾偏將會導(dǎo)致危機(jī)管片安全的現(xiàn)象，故而這時推進(jìn)糾偏量應(yīng)控制合理，而隨推進(jìn)距離的增加，管片脫出盾尾量增多，就改善了盾構(gòu)與管片之間相對位置的調(diào)節(jié)條件，則糾偏量也可隨之加大。但當(dāng)一環(huán)推進(jìn)快結(jié)束時，為了保證下一環(huán)管片拼裝便利與質(zhì)量，這時糾偏量也應(yīng)相應(yīng)減少，使盾構(gòu)位置處于理想的位置。這控制盾構(gòu)軸線的規(guī)律盾構(gòu)操作人員必須做到正確運(yùn)用、掌握。以往施工經(jīng)驗(yàn)可知這三個階段的劃分，一般為每環(huán)推進(jìn)距離各1/3范圍最佳。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,2）盾構(gòu)現(xiàn)狀位置測量報(bào)表的分析盾構(gòu)推進(jìn)一般是一項(xiàng)無明顯方向標(biāo)志的施工，而是當(dāng)每推進(jìn)一環(huán)距離后，由測量測得盾構(gòu)現(xiàn)狀位置，從而來鑒定在推進(jìn)中所采用的糾偏方法，技術(shù)措施成效如何，這糾偏效果是通過對盾構(gòu)測量報(bào)表的分析作結(jié)論的，并從中得知成敗原因，對下一環(huán)推進(jìn)起重要的指導(dǎo)作用。分析報(bào)表另一個目的是控制好拼裝機(jī)中心的軸線偏離值，使管片拼裝于正確位置，保證隧道的連貫軸線的質(zhì)量。3）盾構(gòu)軸線控制糾偏必須要按“及時、連續(xù)”的原則。4）當(dāng)施工時產(chǎn)生有過大偏差時，其糾偏應(yīng)做到合理，使盾構(gòu)糾偏軸線和順，有利于施工及隧道的使用要求。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,5、結(jié)束語控制好盾構(gòu)推進(jìn)軸線是建造優(yōu)質(zhì)隧道的手段，目的是使每環(huán)管片能拼裝于理想的位置上，使連接形成的隧道軸線為最佳狀態(tài)，從而滿足隧道建造后使用上的需要。,二、盾構(gòu)推進(jìn)施工盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制,三、管片拼裝,隧道襯砌分類,按襯砌材料分:1.鑄鐵管片2.鋼管片3.鋼筋混凝土管片4.復(fù)合管片,三、管片拼裝,管片拼裝技術(shù),隧道襯砌（管片）構(gòu)造圓形隧道管片拼裝圖：,11等分管片拼裝圖,二次襯砌的實(shí)例,管片拼裝技術(shù),鋼筋混凝土管片制作,管片鋼筋籠制作,高精度管片鋼模,管片拼裝技術(shù),高精度鋼筋混凝土管片,管片堆放及防水條、襯墊,管片試拼裝,隧道拼裝作業(yè),三、管片拼裝,三、管片拼裝,圖31,三、管片拼裝拼裝方法,圖32,圖33,1、成環(huán)形式(1)徑向插入成環(huán)（圖31）（2)縱向插入成環(huán)（圖32）（3）縱向半插入成環(huán)（圖33）,圖34,2、前后環(huán)縱縫相對關(guān)系（1）通縫拼裝前后環(huán)縱縫對齊的一種拼法，其特點(diǎn)（圖34）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(jì)4）由于環(huán)面累計(jì)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。,三、管片拼裝拼裝方法,（2）錯縫拼裝前后環(huán)縱縫錯開的一種拼法，有1/2或1/3管片弧長的二種，其特點(diǎn)：（圖35）1）整條隧道整體性強(qiáng)，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??；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(jì)，而是產(chǎn)生下一環(huán)騎縫管片的斷裂。,三、管片拼裝拼裝方法,圖35,3、已成環(huán)管片與盾構(gòu)軸線控制的關(guān)系盾構(gòu)軸線控制的基本方法是組合一個有利于盾構(gòu)軸線控制的糾偏力偶，但在具體施工中還存在這個糾偏力偶的效果大小的技術(shù)問題，要使力偶的糾偏方向能使其正確發(fā)揮技術(shù)，而控制成環(huán)管片的環(huán)面質(zhì)量是確保及提高糾偏效果的關(guān)鍵因素。這里指的環(huán)面質(zhì)量是環(huán)面與隧道軸線的垂直度。因?yàn)橹挥性诹己玫拇怪倍葧r盾構(gòu)與管片之間的自由度最大，沒有兩者卡碰現(xiàn)象，才能達(dá)到盾構(gòu)自若糾偏的條件。而兩者的關(guān)系是盾構(gòu)推進(jìn)軸線對管片的成環(huán)位置起到主導(dǎo)作用，但管片位置的好壞將直接影響盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制，也就是說盾構(gòu)推進(jìn)軸線決定了管片成環(huán)軸線位置，而管片拼裝后軸線及環(huán)面與軸線垂直度限制了盾構(gòu)推進(jìn)軸線的質(zhì)量。,三、管片拼裝拼裝方法,四、壓漿,1、填充由于盾構(gòu)推進(jìn)后形成的地層土體與隧道之間的建筑空隙。2、控制地表變形。3、穩(wěn)定隧道、控制隧道縱向變形及橫向位移量。4、改善隧道圓環(huán)的受力狀態(tài)。5、增加隧道施工縫的防水性能。6、合理選擇壓漿位置，可輔助盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制。,四、壓漿壓漿作用,1、凝結(jié)時間要符合推進(jìn)施工的要求，主要是保護(hù)盾尾的密封裝置不因由于二者凝結(jié)而拉壞密封的鋼絲刷。2、具有一定的抗壓強(qiáng)度，要求略大于隧道埋深處地層壓力即可。3、漿體的工作度要適合壓漿工藝的要求，即漿體的和易性要好，不易沉淀，不易離析。4、漿體凝結(jié)后的收縮率要小。5、漿體拌制要方便。6、材料的來源要廣，價(jià)格要低。,四、壓漿對壓漿材料的要求,1、同步注漿：壓漿要與盾構(gòu)推進(jìn)速度同步，即做到建筑空隙一形成立即壓入等量的漿體填充其空隙，壓漿出口在盾尾處。2、二次壓漿：作為對地表后期沉降控制的手段，這是從地表觀測數(shù)據(jù)沉降有擴(kuò)大發(fā)展位置處的管片壓漿孔壓出，通常稱為補(bǔ)壓漿。3、壓漿量及壓漿壓力的控制壓漿量：一般是理論建筑孔隙的130250，具體量是按地表變形觀察數(shù)據(jù)作調(diào)整，壓漿壓力略大于地層壓力，這壓力是指壓漿管路最終出口處，總之壓漿要做到及時地用一定壓力，把足夠符合要求的漿體壓入建筑空隙。,四、壓漿壓漿方法,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù),采用盾構(gòu)法建造隧道、各種地下管道，一般是在預(yù)先建造好的盾構(gòu)工作井內(nèi)進(jìn)行盾構(gòu)的安裝、調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)，并將其準(zhǔn)確地?cái)R置在符合設(shè)計(jì)軸線的基座上，當(dāng)所有施工準(zhǔn)備工作就緒，向地層內(nèi)沿設(shè)計(jì)軸線掘進(jìn)施工，一但盾構(gòu)將要到達(dá)終點(diǎn)時，應(yīng)準(zhǔn)確測定盾構(gòu)的現(xiàn)狀位置，從而調(diào)整和控制盾構(gòu)的姿態(tài)，使盾構(gòu)正確無誤地進(jìn)入預(yù)先建造安裝好的接收井內(nèi)的基座上。上述施工過程是采用盾構(gòu)法建造一區(qū)間隧道或各種地下管道一個區(qū)段的始末。從此引出了盾構(gòu)首先出工作井洞口進(jìn)入地層，最后進(jìn)入接收井洞口，這出、進(jìn)洞工序是盾構(gòu)法建造隧道的關(guān)鍵工序。出、進(jìn)洞這二個工序的施工技術(shù)優(yōu)劣將直接影響到工程施工的成敗，建成后隧道的軸線質(zhì)量和出、進(jìn)洞口外環(huán)境保護(hù)的成效。盾構(gòu)的出、進(jìn)洞施工技術(shù)必須根據(jù)工程所處地層的土質(zhì)、水文、環(huán)境條件和環(huán)境保護(hù)要求的等級而制定。,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù),盾構(gòu)出洞,盾構(gòu)進(jìn)洞,1、出、進(jìn)洞時洞門外土體涌入井內(nèi),五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù)事故現(xiàn)象和原因,洞口封門拆除后，井外土體不能自立，井內(nèi)洞圈的密封裝置還起不到阻擋洞外的土體，所以洞口外土體隨之進(jìn)入井內(nèi)，造成地面沉陷，影響附近地下管線和地面建筑物安全使用，嚴(yán)重的造成井下無法施工。產(chǎn)生這種情況主要時洞口土體加固不良，沒能達(dá)到施工要求的標(biāo)準(zhǔn)。,2、洞口周圈涌泥水洞口周圈涌泥水是出現(xiàn)在盾構(gòu)全部通過工作井洞圈或已經(jīng)脫出洞圈時，井外泥水不斷從洞圈與盾構(gòu)機(jī)或隧道之間的間隙涌入井內(nèi)，如不及時處理將導(dǎo)致地面沉陷，和洞口處已建造好的隧道或管道產(chǎn)生過量沉降。由于在出洞施工時損壞了洞口密封裝置，盾構(gòu)出洞后沒有及時做好施工期間的洞口防滲漏處理，因此出現(xiàn)上述現(xiàn)象。,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù)事故現(xiàn)象和原因,3、盾構(gòu)出工作井洞口時上抬或下沉盾構(gòu)出工作井洞口后，失去了基座的支撐，如在施工中對正面平衡壓力值的設(shè)定和控制不當(dāng)，是極易產(chǎn)生盾構(gòu)的上抬和下沉。這將使剛建成的隧道偏離設(shè)計(jì)軸線，甚至無法正常施工。出洞時的上抬原因主要是正面進(jìn)土不當(dāng)，這是指進(jìn)土部位和進(jìn)土量控制不當(dāng)，使施工時正面擠壓程度偏大，導(dǎo)致盾構(gòu)上抬，而隨著盾構(gòu)的上抬相應(yīng)的地面也隨之隆起。另一重要原因是后座達(dá)不到及時滿足施工所需，因由于后座需作施工時的垂直運(yùn)輸?shù)乐茫喜壳Ы镯敳荒馨葱枋褂?，給施工軸線控制帶來較大困難。下沉的主要原因是正面土體流失過量，超量出土，這種情況在土體流動度大的地層中更易產(chǎn)生。,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù)事故現(xiàn)象和原因,4、盾構(gòu)出洞施工時管片產(chǎn)生碎裂、環(huán)面不平、內(nèi)外張角嚴(yán)重，縱縫喇叭大，管片環(huán)向旋轉(zhuǎn)等不良現(xiàn)象。盾構(gòu)出洞姿態(tài)會影響管片拼裝的難易度和拼裝后圓環(huán)的質(zhì)量，而后座設(shè)置后的質(zhì)量會影響盾構(gòu)姿態(tài)的控制，后座環(huán)面是否在一個平面，這個面是否與設(shè)計(jì)軸線垂直，所以可以認(rèn)為后座是隧道施工的基準(zhǔn)。,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù)事故現(xiàn)象和原因,5、其它出現(xiàn)過的事故例舉如下：1）正面有障礙2）工作井洞口尺寸大小3）盾構(gòu)的基座定位方向不正確，這是基座平面位置，縱坡精度，高程標(biāo)準(zhǔn)等偏離超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和施工要求4）基座的剛度或強(qiáng)度不足，施工時在荷載作用下產(chǎn)生過量的變形和破壞。5）后座系統(tǒng)強(qiáng)度不足，剛度不夠，后盾支撐產(chǎn)生變形或后盾管片損壞，影響出洞施工正常進(jìn)行及軸線控制。6）洞圈內(nèi)有障礙物，造成出洞困難，而接收基座的高程偏高，形成盾構(gòu)進(jìn)洞而上不了接收井內(nèi)的基座上。前面對以往工程施工中的出、進(jìn)洞發(fā)生過一些事故作了綜述，從中吸取了不少教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)，同時也開創(chuàng)了不少新的出、進(jìn)洞的施工技術(shù)和方法及措施。,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù)事故現(xiàn)象和原因,盾構(gòu)機(jī)出洞施工技術(shù)主要是二項(xiàng)內(nèi)容：其一是建立推進(jìn)施工的良好后盾系統(tǒng)，后盾不但要穩(wěn)固牢靠，同時必須要有一個準(zhǔn)確的后座支承面和適應(yīng)施工時的垂直與井下水平兩個運(yùn)輸轉(zhuǎn)折通道口，使其組成一個盾構(gòu)施工的后盾支承體系；其次是確保洞口處土體在施工機(jī)械未靠上前的穩(wěn)定，達(dá)到保護(hù)洞口附近地面和地下構(gòu)筑物不使其產(chǎn)生不良的影響，并使盾構(gòu)順利切入土體支護(hù)正面土體，從而進(jìn)入正常施工狀態(tài)。進(jìn)洞施工主要是解決拔洞口封門時的洞口外土體穩(wěn)定及盾構(gòu)順利擱置在基座上，無論出洞還是進(jìn)洞施工還必須解決洞口建筑空隙的密封技術(shù)。,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn),出、進(jìn)洞施工首先要解決的是施工時洞口處土體不產(chǎn)生流失和坍塌，這就是要有一個有效的技術(shù)措施，在選定用什么技術(shù)做到確保洞口暴露后土體面的穩(wěn)定必須從以下幾個方面考慮。（一）洞口條件狀況調(diào)查1、工作井的構(gòu)造狀況2、水文地質(zhì)狀況的調(diào)查3、工程埋深和洞口直徑大小4、工作井洞口附近地面環(huán)境5、工作井洞口井壁的平面現(xiàn)狀6、施工設(shè)備的性能對上述各情況的調(diào)查分析，應(yīng)認(rèn)真、全面，然后制定合理可靠的技術(shù)措施，才能做到有備無患。,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù)穩(wěn)定正面土體技術(shù),（二）對洞門外土體進(jìn)行加固或穩(wěn)定處理洞口外土體能穩(wěn)定自立相當(dāng)時間，可大膽拆除封門盾構(gòu)即可出洞或進(jìn)洞，但在施工時應(yīng)事先對土體加固處理后的實(shí)際性能檢測，確認(rèn)加固后土體確定能達(dá)到施工所規(guī)定要求方可拆洞門封門。當(dāng)前常用的土體穩(wěn)定技術(shù)有下述幾種：1、降水降水可有效的疏干砂性土中的地下水提高該層土的密實(shí)度，但不能大幅度提高土體的強(qiáng)度。如洞口敞開面積大、埋深深、敞開時間長，仍有土體失穩(wěn)坍塌問題存在，所以此時降水僅能作為輔助措施。再則降水效果還受到降水深度、土質(zhì)條件、周圍環(huán)境條件等的限制，所以只能在許可條件下使用。2、地基加固地基加固有深層攪拌、壓密注漿、化學(xué)注漿等方法，目的是將洞口處一定范圍內(nèi)土體，于先固結(jié)起來達(dá)到出、進(jìn)洞時所需的強(qiáng)度，能使洞口封門拆除后洞口處暴露的土體自立。這種地基加固后的土體存有強(qiáng)度的均勻性差，特別是在軟土地層中尤為突出。3、凍結(jié)法使土體中水分凍結(jié)，整個凍結(jié)范圍內(nèi)土體暫時形成有相當(dāng)強(qiáng)度的凍結(jié)固體，在這種凍結(jié)固體支護(hù)下，拆除洞口封門，待掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)入洞門圈內(nèi)，洞口密封裝置安裝完畢洞口施工時的密封性能建立后，再溶凍進(jìn)入正常出洞施工。,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù)穩(wěn)定正面土體技術(shù),出洞施工時的另一項(xiàng)技術(shù)是建立推進(jìn)施工的后盾，后盾不但要穩(wěn)固、牢靠，同時必須要有一個準(zhǔn)確的后座支撐面和適應(yīng)隧道施工時的垂直與井下水平運(yùn)輸?shù)霓D(zhuǎn)折通道，組成一個隧道推進(jìn)施工的良好后盾支撐體系。（一）盾構(gòu)基座的設(shè)置1、設(shè)置基座前的實(shí)地調(diào)查基座的設(shè)置僅以圖紙為依據(jù)是不足為的，要審核實(shí)際預(yù)留洞口位置、尺寸是否有矛盾，洞口的內(nèi)凈尺寸是否滿足施工所需，把中心位置引到不受封門影響的井壁上表示出來2、基座軸線的測定有了洞口中心尚不足以完善設(shè)置掘進(jìn)機(jī)具基座的條件，基座還必須有其坡度與平面方向符合隧道設(shè)計(jì)軸線的要求。3、基座上導(dǎo)向軌的設(shè)置導(dǎo)向軌是設(shè)在基座的頂部，掘進(jìn)設(shè)備擱置其上面作安裝調(diào)試，所以導(dǎo)軌不但要承受設(shè)備安裝重量，還必須使導(dǎo)軌夾角中心與隧道軸線相一致，兩根導(dǎo)軌必須空間平行。4、關(guān)于基座基座材料可以是鋼結(jié)構(gòu)也可以是鋼筋混凝土或道渣等形式，可以整體現(xiàn)澆式預(yù)制和裝配式的。基座主要是要有足夠的強(qiáng)度和剛度，特別是采用鋼結(jié)構(gòu)的基座時還必須有整體穩(wěn)定性能與局部穩(wěn)定性。5、接收基座接收基座的特點(diǎn)是接收運(yùn)動著的掘進(jìn)設(shè)備上基座，在作基座安裝時無法知曉掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)洞時的狀態(tài)如何，所以平面只能以隧道設(shè)計(jì)軸線設(shè)置。而高程導(dǎo)軌面不能超過洞圈面。,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù)井內(nèi)設(shè)施注意事項(xiàng),（二）掘進(jìn)設(shè)備后座的設(shè)置掘進(jìn)設(shè)備盾構(gòu)在基座上向前開始掘進(jìn)施工時，其前面的頂力必須良好的至后靠，而這后靠亦要能承受其施工的最大預(yù)力，所以后座必須解決三個方面的問題；其一是后座當(dāng)受到最大施工預(yù)力后不產(chǎn)生破壞及變形；其次是后座頂力面必須與隧道設(shè)計(jì)軸線相垂直，使掘進(jìn)設(shè)備推進(jìn)時有一個正確的方向并把頂力良好地傳遞至后井壁；最后要使所設(shè)置的后座系統(tǒng)能滿足推進(jìn)施工時垂直運(yùn)輸與水平運(yùn)輸轉(zhuǎn)折的通道口。1、后靠一般借用工作井井壁或圍護(hù)結(jié)構(gòu)，亦有另設(shè)支撐，或者作用在已建隧道襯砌上，但無論那種形式都要能承受正面?zhèn)鬟f過來的所有阻力。,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù)井內(nèi)設(shè)施注意事項(xiàng),2、頂力的傳遞如何將推進(jìn)頂力傳至后靠，一般采用后盾支撐體系來實(shí)施（見圖）這套后靠支撐體系必須將頂力良好地傳遞至后靠，所謂良好的轉(zhuǎn)遞是這個體系在最大頂力作用下不變形保持后盾面垂直隧道設(shè)計(jì)軸線。,五、盾構(gòu)施工出、進(jìn)洞技術(shù)井內(nèi)設(shè)施注意事項(xiàng),圖55后盾支撐體系,（三）洞口間隙的密封技術(shù)在掘進(jìn)設(shè)備通過洞口及整條隧道施工過程中，洞口與掘進(jìn)設(shè)備、洞口與隧道結(jié)