-盾構始發(fā)施工技術

1、3-2-28盾構始發(fā)（含試掘進）施工技術1.前言1.1概述盾構始發(fā)是指在盾構機組裝完成后,放置在符合設計軸線的基座上,具備掘進、管片安裝、背襯注漿條件,利用負環(huán)管片、反力架等承受反作用力的設備,將盾構機貫入出洞口進入地層沿所定線路向前推進,直至盾構機完全進入隧道，拆除洞口負環(huán)管片、反力架等輔助設施的一系列作業(yè)。由于在始發(fā)階段存在以下幾種特殊情況：（1）始發(fā)推進前需鑿除車站的圍護結構（主要是處理鋼筋砼結構），鑿除圍護結構后的土體在一定的時間段內必須保持自穩(wěn)，不能有水土流失；（2）始發(fā)階段盾構機主體在始發(fā)導軌上不能進行調向； （3）始發(fā)階段的姿態(tài)及地面沉降控制比正常推進階段更困難； （4）始發(fā)期間

2、一些設備如管片小車、管片吊機，包括出渣都不能正常使用。有時也會存在盾構機因為車站結構的原因而不能整機始發(fā)。 綜上所述，盾構在初始階段的施工難度很大。因此，盾構隧道始發(fā)技術是盾構法施工技術的關鍵，也是盾構施工成敗的一個標志，必須要全力做好。同時還應確保盾構連續(xù)正常地從非土壓平衡工況過渡到土壓平衡工況，以達到控制地面沉降，保證工程質量等目的。1.2適用范圍 適用于土壓平衡式盾構機始發(fā)段施工。2.盾構始發(fā)（含試掘進）施工工藝2.1盾構始發(fā)施工工藝流程圖 盾構始發(fā)施工工藝流程如圖2-1所示盾構機下井盾構機就位調試初始掘進參數調整正常掘進始發(fā)井端頭加固始發(fā)反力架安裝洞門密封圈安裝始發(fā)洞門鑿除盾構始發(fā)圖2

3、-1 盾構始發(fā)施工工藝流程圖2.2洞門結構形式選擇2.2.1洞門結構形式選擇原則 盾構進出洞施工中要確保洞口暴露后正面土體的穩(wěn)定，必須對洞口狀況進行調查，然后采取有效的技術措施，使洞口處的土體不流失、不坍塌。工作井一般用沉井法施工，但建筑物密集地區(qū)或大型結構的工作井是采用地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、SMW工法等建造的，圍護結構的不同，洞口的封門形式也不同。洞口的封閉方法與盾構出洞口是否方便、安全、可靠的關系極大。2.2.2常見洞門結構形式（1）外封門 當工作井采用沉井法施工時，洞門封門一般采用鋼板樁（常用槽鋼組合），一種方法是在沉井下沉施工時，將封門安裝在洞門（封門板樁與沉井洞口的固定連接均設于井

4、內的洞圈內，出洞施工時要能方便拆除)然后與沉井一起下沉到位,封門安置要牢固，不應在沉井施工時遭到破壞；另一種方法是待沉井下沉井到位后再緊貼井處壁打入封門板樁，但沉井預留洞口在沉井下沉沉施工時須臨時封閉，待洞門板樁打入后再拆除臨時封閉。盾構出洞時先進入井壁洞圈內，安裝好推進施工時的洞口密封裝置，然后拔除封門板樁，盾構出洞。 外封門形式一般用于出洞施工,其因受到鋼板樁長度、構造及拔樁等影響，當洞口埋深較深時不宜采用。（2）內封門盾構進洞的封門一般采用內封門形式。封門可用型鋼組合（有豎封門及橫封門兩種形式），固定在井內壁洞口處（在沉井下沉施工時，洞圈內用粘土填封密實），當盾構最前端離封50mm停止推

5、進施工，拆除封門，盡快將盾構推入并內的接收基座上，并及時封堵管片與洞圈之間的空隙，防止泥水從間隙處滲漏。當洞口埋深較深、洞口處土質較好，自立性能強或洞口土體進行加固處理，內封閉形式，也可用于出洞施工中，但洞圈內必須用粘土夯填密實，使洞圈內土體起到一個土塞作用，用以平衡井外的側向壓力。（3）特殊封門（井內外封門）當工程埋深深、井外砂性土滲透系數大、地下水位高、要平衡地下水壓力較為困難時，則盾構出洞時可采用另一種“外”封門形式，即在井內筑一定長度的筒套（采用鋼筋混凝土在結構或鋼結構），內徑與井壁預留洞口相同，筒套與井壁連成一體，筒套后端設有密封裝置，進入筒套與井壁內面間有密排豎向鋼板樁封閉洞口，沉

6、井下沉前在井壁洞圈內填粘土，盾構先進入筒套內）。出洞施工時，逐根拔除鋼板樁，每拔除1根，須及時封住上開口。 1）盾構出洞前已建立正面平衡體系，在出洞過程中能較好地控制正面平衡壓力，使洞口外土體流失能控制在允許范圍內，有效地保護環(huán)境； 2）井壁洞口內及筒內均用粘土填充，土塞效應長度大，洞口間隙密封效果好，土體不易流失； 3）洞口封門板樁由于設在井內，板樁長度略大于洞口直徑，只需用推進施工用的行車即可方便、迅速拔除，不需另行配置大型設備； 4）通套構造設計時，考慮了出洞時可能夠出現(xiàn)的問題，降低了施工難度。（4）SMW工法施工洞口封門當工作井采用圍護開挖施工工藝時，可在工作井出洞處用SMW工法作結構

7、施工圍護，在進出洞施工時，先拔除SMW樁內的H型鋼，利用掘進設備刀盤切削SMW樁的水泥土，逐步完成進出洞施工。（5）地下連續(xù)墻施工洞口封門當工作井采用地下連續(xù)墻圍護，在進出洞施工時，先行鑿除地下連續(xù)墻，逐步完成進出洞施工。所謂地下連續(xù)墻的施工方法，即在地面上用一種特殊的挖槽設備，沿著工程周邊（地下結構的邊墻），開挖一定槽段長的溝槽，并用泥漿來支護槽壁土體，然后將預制好的鋼筋籠（鋼筋骨架），放入槽內。采用導臂在充滿穩(wěn)定液體的溝槽內進行混凝土澆筑?；炷潦怯蓽系啄嫦蛏现?，直至充滿溝槽，即在澆搗施工時穩(wěn)定泥漿置換出來。相鄰的槽段由特殊街頭連接，這樣把分段的槽壁連成一整體成為埋于地下的一條鋼筋混凝土

8、墻。（6）鉆孔灌注樁施工洞口封門隧道工作井洞門前方土體圍護也可采用鉆孔灌注樁施工，在進出洞施工時，先行鑿除鉆孔灌注樁，逐步完成進出洞施工。2.3盾構端頭地基加固2.3.1盾構端頭地基加固要求盾構進出洞時需采取土體穩(wěn)定措施。洞門外土體能穩(wěn)定自立相當長一段時間后，可安全拆除封門，盾構即可進出洞，但在施工時必須對加固處理后的土體實際性能作檢測，確認其達到施工所規(guī)定的要求，方可拆洞口封門。當前常用的土體穩(wěn)定技術有SMW工法，高壓旋噴樁、深層攪拌樁、降水法、分層注漿法、凍結法等。2.3.2常見盾構端頭地基加固技術深層攪拌樁:利用深層攪拌機機械，用水泥作為固化劑與地基土進行原位的強制粉粹拌和,待固化后形成

9、不同形狀的樁、墻體或塊體等。其計算理論按重力壩式剛性擋土墻計算，同時按剛性擋土墻計算方法驗算變形。高壓旋噴樁高壓旋噴樁法有單管法、二重管法、三重管法以及今年出現(xiàn)的多重管法。它在地基加固、提高地基承載力、改善土質進行護壁、擋土、隔水等方面起到了很好的作用。利用工程鉆機鉆孔到設計深度，將一定壓力的水泥漿液和空氣，通過其端部側面的特殊噴嘴同時噴射，并強制與噴射出來的漿液混合，膠結硬化。噴射的同時，旋轉并一定速度提升注漿管，即在土體中形成直徑明顯的拌和加固體。樁間疊合就成了隔水、擋土的護壁隔墻。SMW工法（深層攪拌樁+H型鋼）：SMW工法是指通過深層攪拌機器攪拌，使水泥類懸濁液在原地地層中與土體反復均

10、勻混合，并根據一定的間隔插入H鋼或板樁等作為加強基材，待水泥土固結后，形成復合的連續(xù)擋土墻的技術。降水法：在軟土的含水地層中建造隧道，用降水法排除地下水，穩(wěn)定開挖面的土體，是防止地下施工流砂產生的有效措施，與其他疏干水方法比較最經濟的。人工降低地下水位是在施工范圍內埋設一定數量的濾水管（井），用抽水設備抽其井內水，降低地下水位到有利工程施工，而在施工過程中仍保持不斷抽水，使工作面土體始終保持干燥，從根本上防止流砂現(xiàn)象的發(fā)生，同時，由于抽去土中水后，動水壓減少或消除，土體豎直面更為穩(wěn)定。采用降水法一般為地面向下打井點，所以其使用的范圍、地區(qū)受到了限制，但是在盾構施工進出洞階段，這是一個主要方法，

11、并經常使用。用人工降低地下水位方法有：輕型井點、噴射井點、管井井點、深井井點等。而具體采用哪一種方法應根據圖的滲透系數，要求降低水位的深度、工程特點、設備條件及現(xiàn)場施工條件而選擇。凍結法：當用其他方法難以達到穩(wěn)定開挖面土體時，采用凍結法可取得較好的效果.凍結法的主要功能：使不穩(wěn)定的含水地層能形成強度很高的凍土體；能夠形成完整的防水屏蔽，起到隔水作用；能起到良好的擋土墻作用，以承受外來荷載。（1）依其冷卻地層的方式，可以分為直接凍結和間接凍結兩大類。1）直接凍結方式這是一種低溫液化氣方法。從工廠將低溫液化氣（液氮193）直接運達到工地，輸入到預先埋設在地層中的冷凍管內，液氮在冷凍管中氣化而使冷凍

12、管周圍地層的土壤凍結，氣化后的氮氣放入大氣中。液氮凍結溫度極低，凍結速度快，時間短。一般適用于暫時性的小規(guī)模工程施工，常用在一些地下的危急工程。2）間接凍結方式通常采用鹽水凍結法。鹽水凍結法是利用氨壓縮調節(jié)制冷，并通過鹽水媒介熱傳導原理進行凍結。一般是在工地現(xiàn)場冷凍設備，冷卻不凍液（一般為鹽水）至2030，然后鹽水進入凍結管內使地層土壤凍結，溫度升高后的鹽水回流到冷凍機再冷卻。這樣，鹽水就在熱交換過程中循環(huán)不息，凍結管周圍地層的凍土圓柱體直徑不斷擴展變大，并與相鄰凍土圓柱體相交，在工程施工范圍內形成完整的屏蔽，成為具有一定厚度和強度的又能防滲的擋土墻或拱形體。鹽水凍結法一般適用于規(guī)模較大的凍結

13、工程。（2）凍結法依其冷卻位置的方式，可以分為水平凍結和垂直凍結兩大類。1）水平凍結水平凍結是采用水平圓筒體凍結加固方式，即在盾構進出洞的工作井內，在洞口周圍布置一定數量的水平凍結孔，經凍結后，在洞內形成封閉的凍土帷幕，起到盾構破壁時抵御水土壓力、防止土層塌落、地表沉降和泥水涌入工作井內的作用。洞口凍結孔一般布置成圓形，為了有利于施工，凍結孔也有布置成方形的。根據凍土帷幕所需厚度、強度及工期安排，可采用單排孔、雙排孔或多排孔凍結，以形成所需要的凍土帷幕厚度和強度。一般設計水平凍結深度為510cm，凍結孔布置圈位比洞口直徑大1.62m，采用水平鉆孔機施工。2）垂直凍結垂直凍結是采用板狀凍結加固理

14、論設計的，對盾構進出洞口上體布置一定數量的垂直凍結孔，經凍結后，在洞門處形成板狀凍土帷幕來抵御盾構進出洞破壁時的水土壓力，防止土層塌落和泥水涌入工作井內。垂直凍結可分為全深凍結和局部凍結，全深凍結是對所需要的凍結深度全部凍結，而局部凍結是一種只對盾構穿逶的土層范圍進行局部冰凍加固，其他土體不進行加固的局部加固方法。2.4盾構始發(fā)基座安裝 盾構發(fā)射架為鋼結構，位置按設計軸線準確放樣，焊接成整體吊入井下就位。鋼軌中心與隧道洞門中心位于同一豎直面內，縱坡比設計坡度大0.3，底面的工字鋼與預埋的鋼板焊接，并對兩側加設支撐加固，防止盾構推進時發(fā)生側移。安裝時按照測量放樣的基線吊入井下就位、固定。始發(fā)臺水

15、平軸線的垂直方向與反力架的夾角偏差±2，盾構姿態(tài)與設計軸線豎直趨勢偏差2，水平趨勢偏差±3。2.5反力架安裝 在盾構主機與后配套連接之前，開始進行反力架的安裝。安裝時，反力架與始發(fā)井連接部位的間隙要墊實，以保證反力架腳板有足夠的抗壓強度。安裝反力架時，用經緯儀雙向校正兩根立柱的垂直度，使其形成的平面與推進軸線垂直。然后，在反力架上，測出最后一環(huán)負環(huán)管片的位置，彈好控制線，確認高程及左右位置與始發(fā)環(huán)管片一致后，用螺栓將其與反力架固定。由于反力架和始發(fā)臺為盾構始發(fā)時提供初始的推力以及初始的空間姿態(tài)，在安裝反力架和始發(fā)臺時，反力架左右偏差控制在±10mm之內，高程偏差控

16、制在±5mm之內。2.6洞口密封裝置2.6.1洞口密封裝置設計 為了防止盾構機始發(fā)掘進時土體或水從間隙處流失，車站（中間風井）內襯墻施工時在洞圈預埋環(huán)狀鋼板，在盾構出洞前安裝止水裝置。盾構穿越各階段止水裝置如圖2-2所示。圖2-2 盾構穿越各階段止水裝置圖2.6.2洞口密封裝置安裝 安裝前須對簾布橡膠板上所開螺孔位置、尺寸進行復核，確保其與洞圈上預留螺孔位置一致，并用螺絲攻清理螺孔內螺紋。安裝順序為簾布橡膠帶環(huán)形鋼板扇形鉸鏈板，自上而下進行。安裝時環(huán)形鋼板的壓板螺栓應可靠擰緊，使簾布橡膠帶緊貼洞門，防止盾構始發(fā)后同步注漿漿液泄漏。盾構機在盾尾通過洞門后立即進行背襯填充注漿。2.7負環(huán)

17、管片拼裝 負環(huán)管片一般采用與正線隧道相同的混凝土管片，根據端頭井和場地的尺寸，確定負環(huán)管片的數量。負環(huán)管片開口環(huán)與閉口環(huán)的數量根據現(xiàn)場是否預留出土口確定。 負環(huán)管片的0環(huán)伸入洞內0.40.8m，在洞門施工前再將這環(huán)管片鑿除。管片安裝順序為：先就位底部管片，再左右安裝，每環(huán)相鄰管片應控制環(huán)面平整度和封口尺寸。負環(huán)管片安裝如圖2-3圖2-3 負環(huán)管片安裝圖 為防止負環(huán)管片破壞盾尾刷密封，在盾殼內安設厚度不小于盾尾間隙的方木；負環(huán)管片按在盾殼內的正常安裝位置進行拼裝，并采取措施防止控制盾構機的旋轉。第一環(huán)負環(huán)管片拼裝成圓后，用下部千斤頂完成管片的后移。千斤頂總推力控制在1000t以內，推進時用下部千

18、斤頂，推力增加要遵守循序漸進的原則，保持各組千斤頂受力均勻。管片在后移過程中，嚴格控制每組推進油缸的行程，保證每組推進油缸的行程差小于10mm。負環(huán)管片在脫出盾尾的過程中，為保證負環(huán)管片的位置安裝正確，在管片與托架間采用墊塞方木楔來實現(xiàn)，方木楔間距50cm安設一塊。2.8洞門墻拆除2.8.1洞口土體加固情況檢查 盾構調試完成，在確保盾構運轉狀態(tài)良好，并通過驗收的情況下開始鑿除洞門。 洞門鑿除前，在洞門中心及周邊布置6個觀察孔（具體分布見圖2-4），以測定土體加固和滲水情況。圖2-4 觀察孔布置示意圖2.8.2洞門墻拆除工藝采用人工鑿除，洞門鑿除時，先鑿除井格下的混凝土，最后一排鋼筋暫不切割，對

19、洞門混凝土進行井字形分格，待盾構機安裝調試完畢具備始發(fā)條件后，在盾頭與洞圈之間搭設工作平臺，準備起重設備，由下而上切割洞門井格上的鋼筋，切割一塊并快速吊除，待洞門混凝土拆除完畢，盾構機迅速靠上洞門土體，以防土體因暴露時間過長引起坍方、涌水現(xiàn)象。洞門混凝土鑿除分塊如圖2-5所示。圖2-5 洞門混凝土鑿除分塊圖2.8.3注意事項 洞門鑿除要連續(xù)施工，盡量縮短作業(yè)時間，以減少正面土體的流失量。整個作業(yè)過程中，由專職安全員進行全過程監(jiān)督，杜絕安全事故隱患，確保人身安全，同時安排專人對洞口上的密封裝置做跟蹤檢查，監(jiān)護密封裝置是否完好。2.9盾構穿越土體加固區(qū)掘進 在盾構切入土體前利用螺旋機向盾構平衡倉內

20、灌注粘性土，使其土壓力達到一定數值以平衡盾構正面土壓，確保土體的位移值降至最小值。盾構出洞階段的土壓力設定值根據土體加固的情況而定。在盾尾進入井壁前必須再次灌滿盾尾油脂。當盾構機進入洞圈后馬上進行洞圈簾布橡膠板的整理工作，固定鉸鏈擋板。為避免刀盤上的刀頭損壞洞口密封裝置，在刀頭和密封裝置上涂抹黃油以減少摩擦力。在盾尾脫離洞口加固區(qū)后，通過管片的注漿孔均勻地向外部壓注水硬性漿液，以提高洞口的密封性能。初出洞時，由于盾構處于土體加固區(qū)域，正面的土質較硬，為控制好推進軸線、保護刀盤，在這段區(qū)域施工時，土壓力設定值應略低于理論值，推進速度不宜過快，盾構坡度可略大于設計坡度。待盾構出加固區(qū)后，為防止由于

21、正面土質變化而造成突然磕頭，必須將土壓力的設定值調整至略高于理論值，必須保證盾構的出土量，根據地層變形量信息反饋，及時對土壓力設定值、推進速度等施工參數作及時調整。在此期間，通過出土孔用龍門吊進行棄土和管片等材料的垂直運輸。2.10盾構試掘進2.10.1試掘進階段劃分及目標盾構初始掘進是從理論和經驗上選取各項施工參數，施工過程中根據測量數據及反饋信息調整施工參數。盾構機始發(fā)可分為三個階段：第一階段掘進長度40m，該段為出洞段掘進。對密封倉土壓力、刀盤轉速及壓力、推進速度、千斤頂頂力、注漿壓力及注漿量等諸項，分別采用三組不同施工參數進行試驗掘進；通過對隧道沉降、地表沉降的測量和數據反饋，確定一組

22、適用的施工參數。盾構剛始發(fā)時，掘進速度宜緩慢，同時加強后盾支撐觀測，防止盾構上飄。第二階段掘進長度30m，采用已掌握、適用的各項參數值，通過施工監(jiān)測，根據地層條件、地表管線、結構物情況，對施工參數作慎密細微的調整，取得最佳施工參數。第三階段掘進長度30m，為正式掘進施工的準備階段，強調以服從地面沉降，結構物管線保護為原則。2.10.2始發(fā)參數計算（1）土倉壓力 根據地質情況及隧道埋深、地下水等情況，進行理論計算切口平衡壓力：正面平衡壓力：P=k0gh（P平衡壓力，g土體的平均重度，h隧道中心埋深，k0土的側向靜止平衡壓力系數）。 盾構在掘進施工中均可參照以上方法來取得平衡壓力的設定值，初次可按

23、1.031.10 P設定。具體施工設定值根據盾構埋深、所在位置的土層狀況以及監(jiān)測數據進行不斷的調整。（2）出土量 每環(huán)理論出土量V/4×D2×L。式中 D2盾構開挖直徑L為管片環(huán)寬 盾構推進出土量控制在98100之間。（3）注漿參數 1）注漿壓力：p=h/980+（0.120.13），式中：p漿液出口壓力（MPa）、h隧道上部覆土厚度（m）、覆土層的平均容重（KN/m3）。 注漿壓力可取大于靜止水土壓力0.10.2MPa，并避免漿液進入盾構機的土倉中，在實際掘進中將不斷調整。由于是從盾尾圓周上的幾個點同時注漿，上部每孔的壓力應比下部每孔的壓力略小0.050.10 MPa。根

24、據地質和隧道的覆土厚度情況，注漿壓力控制在0.20.5MPa間。 2）注漿量 盾構機在推進過程中，除了排出洞身斷面上的土體外，還存在著其它方面的土體損失如超挖、糾偏和蛇形運動等。這些土體損失是通過同步注漿來獲得補償平衡的。每環(huán)同步注漿量計算如下： Q=K××（D2-d2）×L/4（K為注漿率（1.52.0）、D為盾構機的切削外徑、d為管片外徑） 隧道掘進過程中，注漿量應根據不同的地質情況和地表隆陷監(jiān)測情況進行調整和動態(tài)管理。一般情況下以滿足控制地表隆陷降為原則。盾構通過建筑物時，將注漿率調高至1.52.5，注漿壓力漸近增加以滿足注漿量為上限值。 3）注漿速度：壓漿

25、速度和推進速度保持同步，即在盾構機推進的同時進行注漿。2.10.3盾構施工參數優(yōu)化 控制盾構掘進的土壓平衡是盾構施工的關鍵，可通過設定推進速度、調整排土量或設定排土量調整推進速度兩個途徑，以將地層土壓力與土倉土壓力差值控制在較小的范圍內。盾構施工參數優(yōu)化如圖2-6所示。圖2-6 盾構施工參數優(yōu)化程序圖3勞動力組織勞動組織人員配置如表3-1所示 表3-1 勞動組織人員配置表管理人員施工人員崗位工種人數崗位工種人數項目經理1人測量工1人項目副經理1人管片安裝10人項目工程師1人電瓶車駕駛員2人工區(qū)負責人1人行車司機2人工區(qū)技術負責人1人反鏟司機2人土木工程師2人地面起重4人盾構司機3人井下起重4人

26、機電工程師3人電工2人安全員2人鉗工4人質量員1人其他30人測量主管1人工班長2人4機具設備配置機具設備配置如表4-1所示表4-1 主要機具設備配置表序號設備名稱臺數序號設備名稱臺數1土壓平衡盾構機110自動測量系統(tǒng)12電瓶機車211光學錘準儀13運碴礦車512通風機14運管片礦車213漿液拌合機15運漿礦車114履帶挖掘機16直流充電機215專用密封運碴車357龍門吊116電焊機28全站儀117污水泵349電子水準儀118單液注漿泵15質量控制要點5.1洞口密封裝置質量控制要點 （1）端頭井洞門上預留有72只螺栓孔。在安裝前，應測量螺孔的位置偏差，如發(fā)現(xiàn)偏差過大的，應相應調整簾布橡膠板上孔的

27、位置，同時，用絲攻逐個清理螺孔內螺紋，在其內側均勻地涂上黃油。安裝時，先安裝簾布橡膠板，后圓形扇形板，壓板螺栓應盡可能擰緊，使簾布橡膠板緊貼洞門，然后將扇形板向洞內翻入，防止盾構出洞后同步注漿漿液泄漏。 （2）洞門上予留螺孔，簾布橡膠板送到現(xiàn)場后，必須復核螺孔中心距離尺寸，確認滿足設計要求后方可安裝。5.2負環(huán)管片拼裝質量控制要點 （1）管片運輸中要輕吊輕放，避免碰撞。 （2）安裝前專人檢查管片是否有不合要求的裂縫、破損等缺陷，管片的類型是否正確，管片的標志是否齊全，是否已達齡期。 （3）根據高程和平面的測量報表和管片間隙，及時調整管片拼裝的姿態(tài)，并嚴格控制管片成環(huán)后的環(huán)、縱向間隙。安裝管片時

28、要緩慢、均勻，對好位置后才能上螺栓，如果插入螺栓困難時，要分析原因，仔細調整位置，切忌大幅度移動，強行插入；另應避免損壞止水條，避免管片間有較大錯臺。 （4）對襯砌連接螺栓采取一次緊固，五次復緊的工藝。分別為：管片拼裝完成后、盾構推進過程中、管片脫離盾尾、管片進入后續(xù)車架、管片脫離后續(xù)車架。5.3盾構出洞質量控制要點5.3.1盾構過量自轉防治 現(xiàn)象： 盾構推進中盾構發(fā)生過量的自轉，造成盾構與車架連接不好，設備運行不穩(wěn)定，增加測量、封頂塊拼裝等困難。 原因分析： （1）盾構內設備布置重量不平衡，盾構的重心不在豎直中心線上而產生了旋轉力矩； （2）盾構所處的土層不均勻，兩側的阻力不一致，造成推進過

29、程中受到附加的旋轉力矩； （3）在施工過程中刀盤或旋轉設備連續(xù)同一轉向，導致盾構在推進運動中旋轉； （4）在糾偏時左右千斤頂推力不同及盾構安裝時千斤頂軸線與盾構軸線不平等。 預防措施： （1）安裝于盾構內的設備作合理布置，并對各設備的重量和位置進行驗算，使盾構重心位于中線上或配置配重調整重心位置于中心線上； （2）經常糾正盾構轉角，使盾構自轉在允許范圍內； （3）根據盾構的自轉角，經常改變旋轉設備的工作轉向。治理方法 （1）可通過改變刀盤或旋轉設備的轉向或改變管片拼裝順序來調節(jié)盾構的自轉角度； （2）網格盾構、擠壓盾構可調節(jié)胸板的開口位置和大小、調整千斤頂的編組等來調整盾構的旋轉角度； （3）

30、盾構自轉量較大時，可采用單側壓重的方法糾正盾構轉角。5.3.2盾構始發(fā)基座變形防治 現(xiàn)象： 在盾構出洞過程中，盾構基座發(fā)生變形，使盾構掘進軸線偏離設計軸線。 原因分析： （1）盾構基座的中心夾角軸線與隧道設計軸線不平行，則盾構在基座上糾偏產生了過大的側向力； （2）盾構基座的整體剛度、穩(wěn)定性不夠，或局部構件的強度不足； （3）盾構姿態(tài)控制不好，盾構推進軸線與基座軸線產生較大夾角，致使盾構基座受力不均勻； （4）對盾構基座的固定方式考慮不同，固定不牢靠。 預防措施： （1）盾構基座形成時中收夾角軸線應與隧道設計軸線方向一致，當洞口段隧道設計軸線處于曲線狀態(tài)時，可考慮盾構基座沿隧道設計曲線的切線方

31、向放置，切點必須取洞口內側面處； （2）基座框架結構的強度和剛度能克服出洞段穿越加固土體揚產生的推力； （3）合理控制盾構姿態(tài)，盡量使盾構軸線與盾構基座中心夾角軸線保持一致； （4）盾構基座的底面與始發(fā)井的底板之間要墊平墊實，保證接觸面積滿足要求。 治理方法： （1）先停止推進，對已發(fā)生變形破壞的構件分析破壞原因，進行相應的加固。對需要調換的部件，先將盾構支撐加固牢靠，再調換被破壞構件； （2）盾構基座的變形確實嚴重，盾構在其上又無法修復和加固時，只能采取措施使盾構脫離基座，創(chuàng)造工作條件后對基座作修復加固。5.3.3反力架位移及變形防治 現(xiàn)象： 在盾構出洞過程中，盾構后靠支撐體系在受盾構推進頂

32、力的作用后發(fā)生支撐體系的局部變形或位移。 原因分析： （1）盾構推力過大，或受出洞千斤頂編組影響，造成后靠受力不均勻、不對稱，產生應力集中； （2）盾構后靠混凝土充填不密實或填充的混凝土強度不夠； （3）組成后靠體系的部分構件的強度、剛度不夠，各構件間的焊接強度不夠； （4）后靠與負環(huán)管片間的結合面不平整。 預防措施： （1）在推進過程中合理控制盾構的總推力，且盡可能使千斤頂合理編組，使之均勻受力； （2）采用素混凝土或水泥砂漿填充各構件連接處的縫隙，除充填密實外，還必須確保填充材料強度，使推力能均勻地傳遞至工作井后井壁。在構件受力前還應做好填充混凝土的養(yǎng)護工作； （3）對體系的各構件必須進行

33、強度、剛度校驗，對受壓構件一定要作穩(wěn)定性驗算。各連接點應采用合理的連接方式保證連接牢靠，各構件安裝要定位精確，并確保電焊質量以及螺栓連接的強度。 （4）盡快安裝上部的后盾支撐構件，完善整個后盾支撐體系，以便開啟盾構上部的千斤頂，使后盾支撐系統(tǒng)受力均勻。治理方法 （1）對產生裂縫或強度不夠的縫隙填充料鑿除，重新充填，并經過養(yǎng)護后達到要求強度再恢復推進； （2）對變形的構件進行修補及加固。根據推進油壓及千斤頂開啟數量計算出發(fā)生破壞時的實際推力，對后靠體系進行校驗； （3）對于發(fā)現(xiàn)裂縫的接頭及時進行修補。5.3.4土體大量流失防治 現(xiàn)象： 進出洞時，大量的土體從洞口流入井內，造成洞口外側地面大量沉降

34、。 原因分析 （1）洞口土體加固質量不好，強度未達到設計或施工要求而產生塌方，或者加固不均勻，隔水效果差，造成漏水、漏泥現(xiàn)象； （2）在鑿除洞門混凝土或拔除洞門鋼板樁后，盾構未及時靠上土體，使正面土體失去支護造成塌方； （3）洞門密封裝置安裝不好，止水橡膠簾帶內翻，造成水土流失； （4）洞門密封裝置強度不高，經不起較高的土壓力，受擠壓破壞而失效； （5）盾構外殼上有突出的注漿管等物體，使密封受到影響； （6）進洞時未能及時安裝好洞圈鋼板； （7）進洞時土壓力未及時下調，致使洞門裝置被頂板，大量井外土體塌入井內。 預防措施： （1）洞口土體加固應提高施工質量，保證加固后土體強度和均勻性； （2）

35、洞口封門拆除前應充分做好各項準備工作； （3）洞門密封圈安裝要準確，在盾構推進的教程中要注意觀察，防止盾構刀盤的周邊刀割傷橡膠密封圈。密封圈可涂牛油增加潤滑性；洞門的扇形鋼板要及時調整，改善密封圈的受力狀況； （4）在設計、使用洞門密封時要預先考慮到盾殼上的凸出物體，在相應位置設計可調節(jié)的構造，保證密封的性能；應急措施 （1）將受壓變形的密封圈重新壓回洞口內，恢復密封性能，及時固定弧形板，改善密封橡膠帶的工作狀態(tài)； （2）對洞口進行注漿堵漏，減少土體的流失。6安全注意事項6.1盾構出洞風險分析及預防措施洞門鑿除時易發(fā)生坍塌，涌水涌砂事故，必須采取以下預防措施：（1）加強管理，督促監(jiān)理旁站檢查，對加固土體抽芯取樣進行復試；（2）盾構出洞前按要求打探測孔，所有保障措施完成后再可開洞門，同時輔以降水措施。6.2洞門滲漏應急處理措施（1）在打開洞門過程中，若遇發(fā)生流清水現(xiàn)象，必須用雙快水泥和水玻璃進行堵漏。割除鋼筋時若發(fā)生流泥、流砂現(xiàn)象，必須立即停止對鋼筋的切割，在流泥、流沙處進行雙液注漿