盾構(gòu)隧道施工技術(shù)細(xì)化講座

1、盾構(gòu)法施工 1、 盾構(gòu)推進準(zhǔn)備工作1.1 端頭井洞口土體加固 為保證盾構(gòu)進出洞安全，對端頭井外土體進行加固。加固后的土體強度須達(dá)到1.01.2MPa,以保證洞門打開后，土體有良好的自立性 和止水性。1 ） 加固范圍：盾構(gòu)始發(fā)（出洞）井：進深6mK寬12mK高12m盾構(gòu)接收（進洞）井：進深4mK寬12mK高12m2） 加固方法 采用注漿法（三管旋噴、單管旋噴）從地面進行加固；洞門混凝 土井壁鑿除前，對加固土體復(fù)核養(yǎng)護齡期和作取芯試驗，保證加固的 效果。1.2 推進線路沿線的管線及建筑物調(diào)查 在隧道掘進前，必須先調(diào)查清楚隧道沿線的管線及建筑物狀況，這對正常推進很重要，要了解管線的埋深、布置情況、接

2、頭形式等等， 尤其是壓力管，在推進過程中我司嚴(yán)格控制掘進參數(shù)，加強地面的監(jiān) 測，確保了沿線管線的安全。深圳的建筑物大都是有樁基的，盾構(gòu)穿越樁基群、高架橋墩基礎(chǔ)、 民房樁基等，在過樁基之前必須要先做好調(diào)查，確定樁基的形式及具 體深度。1.3 地質(zhì)補勘 深圳地質(zhì)情況非常復(fù)雜，雖然有提供的具體的地質(zhì)報告，但地質(zhì)報告提供的數(shù)據(jù)范圍有限，必須進行補勘。根據(jù)地質(zhì)報告上的勘探孔位置， 在隧道沿線又增加了許多勘探孔， 進一步探明地質(zhì)情況，更好地指導(dǎo)施工。推進過程中，發(fā)現(xiàn)了許多問 題，從經(jīng)過的地層來看，基本上符合地質(zhì)報告的內(nèi)容，但也有一些區(qū) 域完全不同，這就需要及時調(diào)整推進參數(shù)。進行補勘就是為了發(fā)現(xiàn)問 題，并及

3、早提出解決方案。1.4 盾構(gòu)機運輸?shù)跹b及安裝調(diào)試盾構(gòu)機是隧道掘進的最主要的機械，其安裝、調(diào)試至關(guān)重要。由 于盾構(gòu)機的零部件都非常重，在吊裝過程中，要非常小心。專門編寫 的專項施工組織設(shè)計，并請來廠方代表指導(dǎo)，派專業(yè)人員進行施工安 排，組裝過程比較順利。盾構(gòu)機的調(diào)試直接關(guān)系到后面掘進的正常與否，所以必須仔細(xì)。 所有的調(diào)試項目必須都要徹底完成，并且留有原始記錄，發(fā)現(xiàn)問題及 時解決，決不能把問題拖到掘進之后。1.5 后盾系統(tǒng)布置后盾系統(tǒng)由鋼反力架、鋼調(diào)整環(huán)、鋼弧形環(huán)、鋼支撐及臨時襯砌 （管片）組成。后盾系統(tǒng)應(yīng)有足夠的強度和剛度。因反力架的平面位 置，決定了首環(huán)管片的里程，所以在安裝時，用鋼調(diào)整環(huán)調(diào)整

4、里程。 安裝反力架時，兩立柱用經(jīng)緯儀雙向校正垂直度，它們所形成的平面 應(yīng)與推進軸線垂直。同樣，調(diào)整環(huán)決定了管片的高程及左右位置，安 裝前，先在反力架上測出位置，彈好控制線，安裝到位后，用電焊將 其與反力架固定。臨時襯砌數(shù)量根據(jù)端頭井寬度決定，臨時襯砌拼裝精度，會影響 永久襯砌的拼裝精度，因此，拼裝時必須特別確保正確的圓度，盡量 避免橫鴨蛋。1.6 出洞口砼鑿除盾構(gòu)出洞口土體已進行了加固處理。洞口混凝土鑿除前，應(yīng)驗看 有關(guān)加固測試報告，加固后的土體須達(dá)到設(shè)計所要求的無側(cè)限抗壓強 度、滲透系數(shù)、自立性等技術(shù)指標(biāo)。然后進行洞口砼鑿除工作，洞口 砼采用人工鑿除，在鑿除過程中應(yīng)分層漸進，先上半圓，后下半

5、圓， 在盾構(gòu)機與洞圈間搭設(shè)腳手架，先鑿除略大于一半的砼，并割除暴露 的鋼筋，然后沿洞圈周圍及水平直徑處鑿槽。在割斷所連接鋼筋前， 須用木支撐將每一分塊砼支撐牢固，并鑿出吊點，上好起吊千斤，拆 除腳手架，開洞口起吊砼塊應(yīng)先上后下。樁砼鑿除后的洞口須進行清 理，割除洞口處的殘留鋼筋，并注意復(fù)核丈量洞口直徑，使其滿足盾 構(gòu)機出洞時必須的空間。1.7 洞口處理（1）出洞口處理13由于洞口與盾構(gòu)（或襯砌）存在建筑空隙，易造成泥水流失，所 以須安裝出洞裝置。出洞裝置包括簾布橡膠板、圓環(huán)板、扇形板及相 應(yīng)的連接螺栓和墊圈。安裝時壓板螺栓應(yīng)可靠擰緊，使簾布橡膠板緊 貼洞門，防止盾構(gòu)出洞后同步注漿漿液泄漏。盾構(gòu)

6、推進后在洞口 環(huán)襯砌進行特殊注漿處理。（2）進洞口處理盾構(gòu)進洞作進洞環(huán)拼裝后，須再作三環(huán)距離推進，同樣也要擰緊 縱向螺栓，保證盾構(gòu)完全脫離洞口，并使盾構(gòu)機安全進入接收架。由 于洞口與襯砌存在建筑空隙，當(dāng)盾尾脫出洞口后，立即用鋼封板封堵 建筑空隙，然后對洞口 13環(huán)管片進行特殊注漿加固。 1.8 監(jiān)測點布置按監(jiān)理的要求和施工的需要，在推進前需在隧道沿線地面布設(shè)監(jiān) 測點，每 50 米一個橫斷面，每 25米一個深層監(jiān)測點，在掘進前先收 集初始資料，在掘進過程中每天上報監(jiān)測數(shù)據(jù)，以便觀察地面沉降趨 勢，在掘進結(jié)束后，也需進行一段時間的監(jiān)測，以觀察隧道的后期沉 降。2、 盾構(gòu)出洞與進洞2.1 出洞施工

7、盾構(gòu)機出洞前精確復(fù)測盾構(gòu)機體的安裝高程及左右位置，檢查盾 機座支撐固定可靠。盾構(gòu)滑行軌道上涂抹黃油，盾尾鋼刷充填密封油 脂。起吊洞門砼塊，清理殘留硬物等須以最快的速度連續(xù)進行，在確 認(rèn)完畢后盾構(gòu)機迅速切入，直至大刀盤緊貼土體。隨后及時向前倉回 入土方或漿液，壓入量的控制以前艙頂部壓力傳感器有顯示為準(zhǔn)。在出洞口階段，盾構(gòu)機將在加固土體內(nèi)推進，為了減少大刀盤的 扭矩，向土倉內(nèi)適量加水（或泥漿） ，同時應(yīng)降低設(shè)定的土壓力值。推 進速度應(yīng)與大刀盤顯示油壓成反比。在盾構(gòu)機刀盤出加固區(qū)前須將設(shè) 定的土壓力值逐漸調(diào)高，并根據(jù)地表沉降測量數(shù)據(jù)進行調(diào)整。2.2 進洞施工盾構(gòu)進洞前80100m精確地作好軸線貫通測

8、量工作，以后根據(jù) 盾構(gòu)推進的軸線偏差情況每推2030m ,復(fù)核一次。最后50環(huán)的推進, 盾構(gòu)軸線與設(shè)計軸線的偏差，要盡可能控制在3cm內(nèi)，使盾構(gòu)以最佳姿態(tài)進洞。盾構(gòu)推進至離洞口約 89 環(huán)時，當(dāng)班工長及盾構(gòu)司機要密切注意 刀盤馬達(dá)的油壓顯示，如有上升趨勢，即可認(rèn)為切口已至土體加固區(qū) 邊緣，此時須立即降低推進速度。同時，密封艙壓力亦應(yīng)適當(dāng)調(diào)低， 并向前艙邊推進邊注水，以潤滑切削面，使切削下來的土呈流動狀態(tài)，并能較順利排出。同時加強對地表和洞門的監(jiān)測，開鑿窺視孔，待盾 構(gòu)機刀盤靠上洞門砼時，停止推進，盡量排空土倉內(nèi)的余土，然后割 斷洞門鋼筋起吊砼塊。接收盾構(gòu)時應(yīng)先行清理井內(nèi)砼塊和雜物，安置 好接收

9、臺，為便于接收，接收架高程應(yīng)按盾構(gòu)實際高程略低進行安置， 并將其可靠的固定。盾構(gòu)機進洞作業(yè)必須連續(xù)進行，以防止出現(xiàn)土體 坍塌和涌水等險況，同時搶險器材及人員須 24 小時待命，直至盾構(gòu)機 完全爬上基座，洞門用弧形鋼板封閉，最后三環(huán)用水硬性漿液注入， 完全充填洞門周圍空隙為止。i. 盾構(gòu)機初始推進100m初始階段掘進是指導(dǎo)全線施工的前奏，也是對盾構(gòu)機性能的 調(diào)試和檢驗過程，具有積極意義。100 m推進可劃分為三個區(qū)段。三個 區(qū)段在施工中實際上是連續(xù)的，初始推進可從理論和經(jīng)驗上選取各項 施工參數(shù)，在施工過程中根據(jù)測量結(jié)果摸索掌握規(guī)律，調(diào)整施工參數(shù)， 直至確定各項最佳施工參數(shù)。故三個區(qū)段是循序漸進意

10、義上的劃分。第一區(qū)段 30 米：第二區(qū)段 30 米：第三區(qū)段 40 米。三個區(qū)段施工 管理的指導(dǎo)思想如下：1. 第一區(qū)段第一區(qū)段屬最初推進，日進度為二環(huán)至三環(huán)。對盾構(gòu)的正面土壓力，刀盤轉(zhuǎn)速，推進速度、千斤頂頂力及分布、 出土速度、注漿壓力、稠度、注漿量，分別采用三組不同施工參數(shù)進 行試驗推進，通過隧道沉降、地表沉降等變化的測量，確定一組較佳 的施工參數(shù)。2. 第二區(qū)段 日進度從三環(huán)左右逐步遞增至五至六環(huán)的正常施工進度。 各項參數(shù)采用第一區(qū)段確定的較佳施工參數(shù)， 通過施工監(jiān)測結(jié)果， 施工參數(shù)作進一步驗證，使其更趨實用，以至得到最佳施工參數(shù)。 第二區(qū)段中，還可以試推一下每日七至八環(huán)的速度，得到適宜

11、的 各項施工參數(shù)，以作為正式施工中必要時加快施工進度的技術(shù)儲備。3. 第三區(qū)段此階段的推進應(yīng)是模擬全線正式推進的施工， 日平均速度控制在 6 環(huán)左右，地表沉降嚴(yán)格控制在規(guī)定的+10mm -30mm內(nèi)。通過此階段的試推進，隧道本體的軸線精度、管片安裝質(zhì)量等已 有了各項具體的保證措施。各項最佳施工參數(shù)已進一步被掌握，并掌 握了隧道上復(fù)土厚度、地質(zhì)條件、地面附加荷載對盾構(gòu)推進影響的內(nèi) 在規(guī)律。4. 試掘進階段的施工監(jiān)測 盾構(gòu)在初始掘進階段，做好盾構(gòu)出洞后地表、地下管線、地面建 筑物的監(jiān)測，對施工中可能產(chǎn)生的各類隆沉、變形及時采取相應(yīng)的措 施及保護手段。試推進階段是全過程的前奏，所以施工監(jiān)測顯示的尤

12、為重要，對地表變形監(jiān)測，采用沿軸線方向布設(shè)沉降點，包括深層沉 降點，并加設(shè)橫斷面監(jiān)測點；對地下管線，按不同的要求布設(shè)沉降點； 在對建筑物調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，凡軸線兩側(cè) 15 m范圍的建筑物都須布 設(shè)沉降監(jiān)測點，并布設(shè)相應(yīng)的傾斜、裂縫監(jiān)測點。上述測點的監(jiān)測， 每天不小于 2 次，并根據(jù)需要，適時加密監(jiān)測頻度。由于上述各類變形往往不是即時出現(xiàn)的，也就是說待到變形時， 盾構(gòu)已越過原本造成變形的地下對應(yīng)作業(yè)區(qū)，故而需及時地進行分類 監(jiān)測，掌握盾構(gòu)機掘進作業(yè)與地下土層變形、地表變形和地下管線、 建筑物沉降等的內(nèi)在規(guī)律，及時反饋信息數(shù)據(jù)，指導(dǎo)盾構(gòu)掘進作業(yè)。 監(jiān)測工作應(yīng)在盾構(gòu)作業(yè)即將進入影響區(qū)開始，直至盾構(gòu)作

13、業(yè)脫離影響 區(qū)，且地表滯后變形漸趨穩(wěn)定的整個期間內(nèi)跟蹤測量和量測。ii. 盾構(gòu)機掘進施工 本區(qū)間隧道盾構(gòu)通過的地層較為復(fù)雜，既有土層，又有砂層，還 有巖層，因此對盾構(gòu)機的適應(yīng)性是一個很大的考驗。土層又分為淤泥 質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土和礫質(zhì)粘性土；砂層為細(xì)砂、中砂和礫砂等，砂層 中含水較豐富；巖層為全風(fēng)化，強風(fēng)化和中風(fēng)化花崗巖，并存在斷層 角礫。上述地層相互夾雜，因此施工中難度很大。本工程中采用能適應(yīng)上述地層掘進的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機。該 盾構(gòu)機大刀盤裝有帶硬質(zhì)合金刀頭的切削刀，亦裝有可變換的圓盤式 滾刀，以滿足對不同地層的掘進要求。大刀盤轉(zhuǎn)速、扭矩及開口率也 是為上述特定地層屬性而精心設(shè)計的。螺旋機

14、能順利的排出土、砂和 較大尺寸的巖石塊，且能阻止地下水從螺旋機出口處滲出。此機裝有 加注惰性漿液的同步注漿系統(tǒng)和雙液注漿系統(tǒng)，另外加水加泥裝置可 根據(jù)需要向刀盤前方， 土倉內(nèi)及螺旋機筒體的諸多點位加注水或泥漿， 以提高掘進效率。盾構(gòu)機機體的鉸接裝置能適應(yīng)較小隧道半徑掘進需 要，減少了土體的超挖量和擾動。盾尾和隧道襯砌之間設(shè)置 3 道充滿 油脂的鋼絲刷，其密封作用可防止地下水及泥漿從盾構(gòu)機后部侵入隧 道。在較為均質(zhì)的土層中，盾構(gòu)機以土壓平衡的控制模式進行推進， 而在特殊或夾雜的地層中亦可以非土壓平衡狀態(tài)推進。土壓力的設(shè)定 值范圍在主動土壓力和被動土壓力之間，設(shè)計的理論值可作為取值的 參考基點，實

15、際的設(shè)定值將根據(jù)工程地質(zhì)情況、地面載荷等多種因素 綜合權(quán)衡，且根據(jù)地面監(jiān)測數(shù)據(jù)加以調(diào)整。土壓力的設(shè)定和控制在整 個隧道施工期間是一個極為重要的動態(tài)管理過程。本區(qū)間隧道的理論 出土量約為 35.5m3。盾構(gòu)機是用機械方法切削土層和破碎巖石，能連續(xù)的和可控制的 進行隧道開挖作業(yè)。大刀盤在油馬達(dá)的驅(qū)動下開挖掘進，盤形滾刀刃 切入巖石表層使其破裂，破碎后巖石小塊進入密封倉，由螺旋機送出， 刀盤上的刮刀可切削粘土，對巖石亦有切割破碎作用。盾構(gòu)機掘進施工全過程嚴(yán)格控制，工程計術(shù)人員根據(jù)地質(zhì)變化、 隧道埋深、地面荷載、地表沉降、盾構(gòu)機姿態(tài)、刀盤扭矩、千斤頂推 進等各種勘探、測量數(shù)據(jù)信息，正確下達(dá)每班掘進指令

16、，并即時跟蹤 調(diào)整。盾構(gòu)推進根據(jù)當(dāng)班指令設(shè)定參數(shù)，盾構(gòu)機操作人員嚴(yán)格執(zhí)行指 令，謹(jǐn)慎操作。推進時詳細(xì)記錄盾構(gòu)掘進速度、正面土壓力、刀盤轉(zhuǎn) 速及油壓，螺旋機轉(zhuǎn)速、千斤頂開啟數(shù)量、位置及油壓等參數(shù)，推進 出土與襯砌外注漿同步進行。對初始出現(xiàn)的小偏差及時糾正，盡量避 免盾構(gòu)機走“蛇”形，盾構(gòu)機一次糾偏量不宜過大，以減少對地層的 擾動。iii. 隧道外周建筑空隙的注漿在掘進時，隧道襯砌外周同步適量地注漿，及時地填充地層與襯 砌背后的環(huán)形建筑空隙，使隧道管片和圍巖（或土層）形成一個整體 結(jié)構(gòu)，把盾構(gòu)掘進造成的地層土石量損失和擾動所引起的地層沉降盡 可能地減小。本工程隧道外周理論建筑空隙約為 1.60m3

17、 ，但由于盾構(gòu)的超挖， 糾偏，盾構(gòu)外殼帶土和漿液收縮、劈裂等因素，實際的注漿量約為 1.773.11m3。在施工中，綜合考慮施工及地質(zhì)情況，通過地表變形， 包括臨近建筑物，地下管線的隆起和沉陷，結(jié)構(gòu)變形等項目的測量， 通過信息反饋，調(diào)整和優(yōu)化注漿壓力和注漿量。根據(jù)本工程的地質(zhì)情 況，采用惰性漿液。使用前對漿液進行測試，包括初凝時間、稠度、強度等。注漿注入部位一般選擇在盾尾后 2 3 環(huán)，盾構(gòu)掘進前，注漿工須 將壓注槍的接口與管片注漿口連接好，根據(jù)注漿指令，設(shè)定好各項注 漿參數(shù)。盾構(gòu)掘進時，開啟注漿控制系統(tǒng)進行注漿，同時密切關(guān)注注 漿系統(tǒng)的運行狀況，防止注漿壓力突變和返漿等異常情況，并詳細(xì)記 錄

18、注漿過程各項參數(shù)。注漿系統(tǒng)每班清洗一次，拌漿臺和運漿箱須放盡余漿后用清水沖 洗刷清，輸送管道須用疏通球壓入疏通，然后用水清洗。余漿收集經(jīng) 處理后外運。iv. 管片防水及防腐管片在出廠時須經(jīng)嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗，并達(dá)到設(shè)計強度。管片進入 現(xiàn)場后，清點驗收，分類堆放，堆放不超過三層，并在每層之間用木 襯墊擱置。擱置點應(yīng)上下對齊。凡有缺角、損邊、麻面的管片不得下 井拼裝。1. 管片防水材料的粘貼 管片彈性密封墊及軟木襯墊粘貼前，用鋼絲刷刷去管片凹槽內(nèi)的 浮灰、污泥，并檢查凹槽是否破損。彈性密封墊采用水膨脹橡膠條， 外形為方框狀橡膠圈。涂刷膠水須均勻，粘貼兩面均須涂刷，待稍干 后再復(fù)合粘牢，并用木錘輕擊，保

19、證粘貼后不移位，不脫落。逢雨季， 貼好防水材料的管片用雨布覆蓋，并涂緩膨脹劑，現(xiàn)場配備可移式遮 雨棚供雨天施工使用。2. 管片防腐層的涂刷 本工程管片背面采用增強防水、防腐蝕性的外防水涂層，且涂層 應(yīng)具有防迷流，抗微生物侵蝕，在密封鋼絲刷擠壓磨損下不損壞等技 術(shù)要求。該涂層選用高性能焦油環(huán)氧樹脂， 涂刷前須對管片背面進行清理， 除去污垢和浮灰，然后在干燥清潔的管片背面涂抹二層厚度相同的涂料，干膜厚度為350500微米。第二層涂抹前須對第一層涂料進行處 理。做好防水層的管片在吊運要加以防護，以免損壞防水層。管片在 拼裝前對防水層進行檢查，若有損傷須補涂后再使用。v. 襯砌拼裝襯砌環(huán)由6塊管片組成

20、：標(biāo)準(zhǔn)塊（B）三塊，鄰接塊（L）二塊， 封頂塊（F） 塊。整環(huán)襯砌理論重量16.1t ，單塊管片最重3.22t。 襯砌采用錯縫拼裝，因此對拼裝要求較高，須嚴(yán)格控制好襯砌環(huán)面的 平整度。襯砌拼裝順序為由下而上，最后拼裝封頂塊。每拼裝一塊管 片，應(yīng)及時伸出千斤頂，以防盾構(gòu)后退。拼裝封頂塊時，先與鄰接塊 搭接 1/3 ，徑向上推， 縱向插入成環(huán)。 封頂塊與鄰接塊兩側(cè)在拼裝前應(yīng) 涂水性表面潤滑劑（粘度300CP。管片運抵現(xiàn)場后，會同監(jiān)理及時進 行驗收，不合格管片不予使用。管片在拼裝時，工作區(qū)域無積水、積 油現(xiàn)象，管片在吊運拼裝過程中，嚴(yán)防缺角、缺邊或頂裂。嚴(yán)格控制襯砌拼裝精度，首塊管片位置定位誤差要小

21、，相鄰管片 允許高差w 4mm相對旋轉(zhuǎn)值w 3mm環(huán)、縱縫張開v 2mm，襯砌成環(huán) 后直徑誤差w 10mm。拼裝機安裝管片到位時動作應(yīng)平緩，不準(zhǔn)撞擊已定位管片。每塊 管片的環(huán)向，縱向螺栓必須全部穿進擰緊，防水墊圈不得遺漏。盾構(gòu) 每推好一環(huán)必須及時擰緊環(huán)、縱向螺栓，并對出盾構(gòu)車架的管片環(huán)、 縱縫螺栓進行復(fù)擰3、盾構(gòu)穿越含砂的地層在區(qū)間，盾構(gòu)機穿越了礫砂層，長度達(dá) 300m左右；盾構(gòu)將穿越礫 砂層，中砂層和粉砂層。 砂層中含水較豐富， 地下水埋深為 0.54.2m， 變幅 0.51.5m。盾構(gòu)機在含砂地層中掘進，大刀盤的旋轉(zhuǎn)切削和土倉內(nèi)攪拌棒的拌和，砂層和地下水依然是分離的。同時砂土的流動性較差，

22、在土倉 的上中部位形成空腔，對土壓平衡控制帶來較大的影響，嚴(yán)重時出現(xiàn) 了擠壓推進的狀態(tài)，使盾構(gòu)機千斤頂推力增大，地面產(chǎn)生較大的隆起， 甚至盾構(gòu)機無法前進。同時，在砂層中地下水的滲透系數(shù)較大，在推 進時水從旋機土口處較大量的涌出。盾構(gòu)機穿越砂層是本工程的一大難題，為了確保本工程的順利進 展及地面構(gòu)筑物及地下管線的安全，采取以下主要措施：（1） 選用非土壓平衡方式掘進 由于砂土的流動性差，或者開挖土層中含有較大數(shù)量的礫石，和尺寸較大的礫石， 將會對土壓平衡掘進模式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響， 使其產(chǎn)生較大的誤差，從而產(chǎn)生出土量減少，盾構(gòu)推力增大，造成地 表隆起。其若有較大尺寸的礫土進入土倉，一時或長久

23、地得留在土倉 內(nèi)，可能使土壓平衡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)誤報較高的壓力，促使螺旋機快 速運轉(zhuǎn)，大量出土形成開挖面超挖。因此盾構(gòu)機在砂層中掘進時，須 嚴(yán)密監(jiān)視出土量及土質(zhì)狀況，如單位土體中礫石的含量，形狀大小及 尺寸，粒層分布比例等。必要時轉(zhuǎn)換掘進模式，選用非土壓平衡模式 掘進，從而保證開挖面的穩(wěn)定。（2） 加強施工監(jiān)測及其它技術(shù)措施 盾構(gòu)在砂層中掘進時加強監(jiān)測，如地表變形，盾構(gòu)推力，刀盤扭 矩，實測土壓力等將數(shù)據(jù)及時傳送給施工技術(shù)人員進行分析，及時調(diào) 整盾構(gòu)掘進參數(shù)。深圳地區(qū)某些區(qū)域的土體強度較高，地面沉降的反 應(yīng)有一定的滯后性，因此地表沉降點監(jiān)測時間需延長，同時須設(shè)置必 要的深層觀察點，以便技術(shù)人員及

24、時了解地層擾動情況，作出全面的， 正確的調(diào)整。盾構(gòu)在掘進時須全力控制好盾構(gòu)姿態(tài)，避免盾構(gòu)機跑偏，從而減 小對地層的擾動。盾構(gòu)司機須密切關(guān)注螺旋機出土情況，若發(fā)現(xiàn)有較 多甚至大量的地下水涌出，立即采用必要的防噴涌措施，必要時立即 關(guān)閉螺旋機的出土口閘門。為防止盾尾涌泥，涌水，在砂層中掘進須加強盾尾油脂的壓注， 定期，定量均勻地壓注盾尾油脂，保持鋼刷間空腔內(nèi)的油脂充盈，并 加強對同步注漿的控制，在保證注漿量的情況下，同步均勻的壓注， 降低瞬時注漿壓力，防止?jié){液竄入盾尾。在盾構(gòu)機前方操作面上配置 必需的堵漏器材，如海綿，回絲，木契，雙塊水泥及壓注泵和排水泵 等4、盾構(gòu)機在巖層和夾雜地層中的掘進盾構(gòu)機

25、穿越全風(fēng)化 , 強風(fēng)化和中風(fēng)化花崗巖及斷層角礫 ,經(jīng)勘探查 明礦物成分以長石 , 石類為主 , 其中斜長石礦物風(fēng)化較深 , 甲長石 , 云母 礦物風(fēng)化較輕微 . 巖層結(jié)構(gòu)和構(gòu)造清晰 , 巖體被節(jié)理裂隙分割成裂狀 (20 50cm),裂隙被鐵染，并充填少量風(fēng)化物。盾構(gòu)機在上述巖層中的掘進從技術(shù)角度來講是完全可行的。但在 掘進的地層中，巖層所占的比例較小，因此盾構(gòu)機對土層，砂層和巖 層的普遍適應(yīng)性是一大難題。因此在掘進中，刀具的布置將以土、砂 層的掘進為主，輔以少量的滾刀以應(yīng)付可能存在的中風(fēng)化巖層。盾構(gòu)機在巖層及粘土，礫層夾雜的地質(zhì)中掘進，部分采用非土壓 平衡的推進模式進行。在夾雜地層中掘進，防止

26、盾構(gòu)機抬頭或走偏是 施工控制的關(guān)鍵之一，加強隧道軸線及盾構(gòu)姿態(tài)的測量，及時，有效 地調(diào)整各項施工參數(shù)，在盾構(gòu)推進過程中，嚴(yán)格控制千斤頂壓力及行 程，確保盾構(gòu)機沿著設(shè)計軸線推進。一旦盾構(gòu)機出現(xiàn)異常偏移，可采取改良土體的技術(shù)措施，以改善 開挖面軟硬不均的狀況。必要時可向開挖面壓注泡沫劑，壓注泡沫劑與盾構(gòu)掘進同步進行。壓注方法為先開空壓機及注水泵，達(dá)到額定壓 力后，開啟泡沫壓注控制裝置向開挖面注射泡沫。5、盾構(gòu)穿越樁群復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機具有能破壞和切割素混凝土的能力。當(dāng)盾 構(gòu)機經(jīng)樁基地層時，降低推進速度，且密切注意刀盤扭矩及千斤頂推 力的變化，一旦發(fā)現(xiàn)扭矩和推力突然增大，表明盾構(gòu)機已遇到上述樁 端

27、，此時立即將盾構(gòu)推進速度降至最低，緩緩前行，利用刀盤滾刀將 樁端擠壓破碎，防止樁體位移。同時利用切削刀將樁基切除。在盾構(gòu) 穿越該區(qū)時進行 24 小時連續(xù)監(jiān)測，施工技術(shù)人員根據(jù)監(jiān)測情況，及時 調(diào)整土壓力，推進速度及注漿壓力等施工系數(shù)。6、盾構(gòu)推進與地面沉降控制盾構(gòu)推進主要由十個參數(shù)控制，即前倉壓力、千斤頂頂力及分布、 推進速度、盾構(gòu)坡度、糾偏方向與糾偏量、漿液配比、數(shù)量、壓力等。 掘進過程中，要視隧道上覆土厚度、地質(zhì)條件、地面荷載、設(shè)計坡度 及轉(zhuǎn)彎半徑、軸線偏差情況及盾構(gòu)現(xiàn)狀姿態(tài)、地表監(jiān)察情況等，選取 合理的參數(shù)，指導(dǎo)施工，上述十個參數(shù)，既是獨立的，又有一個互相 匹配、優(yōu)化組合的問題，其根本目的

28、，是控制盾構(gòu)推進軸線偏差在允 許范圍內(nèi)，盡量減少地層變形的影響。前者是建造高質(zhì)量隧道的手段， 目的是使襯砌成環(huán)后連接形成的隧道軸線為最佳狀態(tài)；后者是確保推 進沿線建筑物及地下管線不受或少受影響，避免災(zāi)害性事故發(fā)生的必 要前提，特別是本標(biāo)段建筑物密集且地下管線紛雜，更顯得重要。一、試推進階段參數(shù)的設(shè)定：盾構(gòu)機出洞后的 100 米為試掘進階段。本階段是摸索盾構(gòu)在當(dāng)前 地質(zhì)條件下的掘進效果并合理地操作運用，也是從理論上和經(jīng)驗上在 施工過程中根據(jù)測量結(jié)果，摸索掌握規(guī)律，選取、調(diào)整、直至確定最 佳掘進參數(shù)，據(jù)此指導(dǎo)全線施工的階段。前 30 米推進作為第一階段，該區(qū)段為最初掘進，是對各項推進參 數(shù)的摸索階

29、段，推進中可設(shè)定多組不同的施工參數(shù)進行試掘進，通過 測量數(shù)據(jù)的反饋，摸索地層變化、軸線控制的規(guī)律。再依次 30 米為第 二階段，根據(jù)地面條件、建筑物及地下管線情況，對上階段試設(shè)定的 三組參數(shù)做慎密調(diào)整，取得最佳參數(shù)。然后的 40 米為第三階段 , 是正 式掘進的準(zhǔn)備階段，對地面沉降、隧道軸線控制、襯砌安裝質(zhì)量等基 本有了各項控制措施，施工參數(shù)也基本掌握，能利用信息反饋指導(dǎo)施 工。按上述完成的 100 米試推進，為整個區(qū)間隧道的掘進奠定了良好 的基礎(chǔ)。二、前倉壓力的設(shè)定： 本盾構(gòu)機為土壓平衡式盾構(gòu)，其施工方法是盾構(gòu)推進過程中，前 部刀盤開挖下來的土直接填充在切削刀腔內(nèi)，經(jīng)螺旋輸送機自動排土 調(diào)整

30、壓力，使切削刀腔內(nèi)的原土與切口前水土壓力平衡，從而保持開 挖面的穩(wěn)定。所以，前倉壓力的設(shè)定，顯得至關(guān)重要。地鐵區(qū)間的線路基本上按兩端高、中間低的線型設(shè)計，主要是從 地鐵運行后，出站加速、節(jié)能，進站減速、安全考慮的，所以，前倉 壓力的設(shè)定，亦應(yīng)隨隧道上覆土厚度的變化而變化。確定前倉壓力， 對減少地面沉降是極其關(guān)鍵的，但如單憑理論土壓來設(shè)定前倉壓力顯 然是不合適的，實際設(shè)定的壓力一般為理論值的105115%推進階段 及時將實測的地面沉降值與盾構(gòu)推進諸要素及壓漿諸要素進行分析研 究，不斷對其進行調(diào)整，直至找到最佳值。根據(jù)隧道的埋深，整個區(qū)間的前倉壓力是按低高低循序設(shè)定的。在進出洞階段，因端頭井前基本

31、上都是較開闊場地，土體經(jīng)過加 固，且地下管線位置也較遠(yuǎn)，設(shè)定前倉壓力時應(yīng)將著重點放在進出洞 的安全來考慮，除了推進速度嚴(yán)格控制外，前倉壓力也就相對設(shè)定得 低些。三、地面沉降淺析 因地質(zhì)和盾構(gòu)法施工的特定條件，掘進過程中引起的一定量的地 層損失，以及盾構(gòu)隧道周圍受擾動或受剪切破壞的重塑土再固結(jié)，都 會不可避免地導(dǎo)致地面沉降。在施工中盡可能準(zhǔn)確地預(yù)測沉降范圍、沉降量、沉降曲線最大坡 度及最小曲率半徑和對附近建（構(gòu)）筑物，地下管線的影響程度，并 分析影響沉降的各種因素，以求在施工中采取相應(yīng)措施，從而減少地 面沉降。地面沉降的范圍，根據(jù)施工量測分析的結(jié)果表明，一般情況下， 橫斷面的沉降槽呈正態(tài)曲線分布

32、，最大沉降量在盾構(gòu)的正上方，寬度 為兩側(cè)離軸線912cm符合Peck理論，但由于地面荷載等原因（如 建構(gòu)筑物），會是使沉降曲線產(chǎn)生偏移，最大沉降量不在軸線上方。從 縱剖面看，盾構(gòu)推進切口前約 1015m范圍，地面有一隆起，隆起的 數(shù)值與前倉壓力基本成正比，按地面測量數(shù)據(jù)反饋，推進時可按0 +5mnt空制，如出現(xiàn)5mn或負(fù)值，應(yīng)立即對前倉壓力增減調(diào)整。施工造成的地表變形大致可分為三個階段，第一階段為盾構(gòu)切口 到達(dá)前1015mn,因受前倉壓力的影響，地面呈隆起狀態(tài)，如出現(xiàn)下 沉，可視為前倉壓力設(shè)定偏低；第二階段，隨著切口前移，壓力消失， 地表即較快回落，且如果第一階段隆起值大，回落值亦較大；第三階

33、段為滯后沉降，實測資料表明，滯后沉降是個相對較長的階段。沉降槽內(nèi)任意點總沉降量，可從公式：Z總=Z 1+ Z 2+ Z 3中求得（式中Z i切口到達(dá)前地面隆起（mr）Z 2盾構(gòu)通過或盾尾脫出后，地面回落（ mm）Z 3滯后沉降（ mm）控制滯后沉降常用的手段是二次（或多次）壁后補漿。施工實踐 表明，如推進壓力和同步注漿掌握得好，滯后沉降的影響將很小。四、推進速度 在施工中速度參量的選取很重要 , 使土體盡量切削而不是擠壓。 量的擠壓，勢必產(chǎn)生前倉內(nèi)外壓差，增加對地層的擾動。正常推進時， 速度控制在 3-4cm/min 之間。盾構(gòu)糾偏時，取較小速度。同樣，不同 的地質(zhì)條件，推進速度亦不同。推進速

34、度快，前倉入土量即大，因土 壓平衡是依賴排土來控制的，所以，前倉的入土量必須與排土量匹配。 由于推進速度和排土量的變化， 前倉壓力也會在地層壓力值附件波動， 在施工中注意調(diào)整推進速度和排土量，使壓力波動控制在最小幅度。五、同步注漿諸要素 盾構(gòu)掘進中，以適當(dāng)?shù)膲毫Γ仨毜姆搅亢秃侠砼浔鹊膲簼{材料， 在脫出盾尾的襯砌背面環(huán)形建筑空隙進行同步注漿，是控制或減小地 面沉降的關(guān)鍵措施。1、合理配比的漿液： 注漿材料以惰性漿為主。惰性漿液由黃砂、粉煤灰、膨潤土加水， 以合理的配比，經(jīng)充分?jǐn)嚢璜@得。漿液具有良好的和易性和流動性。 由于原材料的產(chǎn)地、含水率的差異等因素，在盾構(gòu)掘進伊始，進行了 配比試驗，并在試

35、配的基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化調(diào)整配比，直至獲得理想的 漿液。漿液材料的性狀決定了漿液的性質(zhì)。 漿液性質(zhì)也可用稠度值控制， 取值范圍為10.511.0，而且每拌漿做測試。2、注漿壓力： 同步注漿壓力，從理論上，只須使?jié){液壓入口的壓力大于該處水土壓力之和，即能使建筑空隙得以足夠充盈。但實際施工中的注漿壓 力要大得多。原因有：一是漿液管道造成壓力損失；二是出漿口的擴 散效應(yīng)；三是因?qū)嶋H注入量要大于理論注入量，超體積的漿液必須有 高得多的壓力方能壓入建筑空隙 , 由此可見合適的注漿壓力應(yīng)視地質(zhì)、 漿液稠度、隧道埋深等諸因素選取。壓力不能太大，不然會對周圍土 層產(chǎn)生劈裂，管片外的土層將會被漿液擾動而造成較大的后

36、期沉降及 隧道本身的沉降。3、注漿時間：注漿時間滯后， 起不到管片脫開盾尾后控制上部土體突沉的目的， 只是控制了上部土體沉降的速度，因此，在推進的同時我司強調(diào)漿液 壓入時間應(yīng)與管片脫開盾尾同步，采用手動操作時，按每環(huán)注漿量出 手撳次數(shù)，再根據(jù)推進速度算出每撳一次(或每只孔循環(huán)注入一次) 的間隔時間。這樣，就保證了推進和注漿的同時開始同時結(jié)束。4、注漿量的確定：盾構(gòu)推進的理論建筑總空隙：Gp = n L (R-r 2) +gL 為環(huán)寬， R 為盾構(gòu)外半徑， r 為管片外半徑， g 為附于盾尾外殼 上的漿管體積。理論上講，漿液只須 100%充填建筑總空隙即可。但是，實際注入 量的確定，尚須考慮下述

37、因素：a）漿液的失水收縮固結(jié)，有效注入量小于實際注入量。b）部分漿液會劈裂到周圍地層中。c）曲線推進、糾偏或盾構(gòu)抬（叩）頭，實際開挖斷面成橢圓。d）操作不慎，盾構(gòu)走蛇形。e）盾構(gòu)推進時，殼體外周帶土，使開挖斷面大于盾構(gòu)直徑。因此，注漿量為理論上的140150%5、壓漿位置對隧道軸線及糾偏條件的改善：在推進中, 以不影響控制地層變化為前提 , 如壓漿壓力取 5-6bar ， 其對管片產(chǎn)生的每平方米的推力可達(dá)到 5060噸，有目的地選擇分布 于盾尾外殼上的漿管不同壓漿位置，足以使“漂浮”于漿液中的隧道 尾端產(chǎn)生位移 , 這樣，一可改善隧道軸線原有的偏差情況，二可改善因 管片與盾尾卡殼，不能自若糾偏

38、的狀況。 ,六、盾構(gòu)軸線控制與地面沉降： 盾構(gòu)推進過程中，由于受地層土質(zhì)、千斤頂頂力分布、盾構(gòu)自身 的制作誤差、襯砌在盾尾中的相對位置、測量的誤差等因素的影響， 不可避免地會使盾構(gòu)姿態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)生偏移、偏轉(zhuǎn)和俯仰。盾構(gòu)軸線的糾偏，其高程（坡度）采用上下兩組對稱千斤頂?shù)纳?出長度（俗稱上下行程差）來控制；平面采用左右兩腰對稱千斤頂伸 出長度（俗稱左右行程差）來控制。在掘進中利用鉸接裝置 , 以便更好 的控制軸線 .1、 盾構(gòu)縱坡控制 盾構(gòu)在豎曲線推進時用穩(wěn)坡法控制較為有利，即在一環(huán)或一個工 班推進中使用同一坡度。用此法控制盾構(gòu)高程，較其他方法施工難度 大，但對地層擾動最小，能對地面起到不致大的

39、沉降。當(dāng)然，在設(shè)定坡度時，還得事先觀察盾構(gòu)與管片上下左右的間隙 情況，一可采用前述的選擇合理壓漿位置，改善管片與盾尾的卡殼， 防止管片拉損；二可在設(shè)計坡度允許范圍內(nèi)，采用抬坡或壓坡的參數(shù)。施工中，由于操作人員技術(shù)素質(zhì)差、思想不集中，對盾構(gòu)的性能 不熟，以及技術(shù)人員簽發(fā)推進指令時，就事論事地決定糾偏參數(shù)，經(jīng) 常發(fā)生在一環(huán)或一工班推進中，多次進行縱坡調(diào)整，使推進軸線產(chǎn)生 蛇形。2、 盾構(gòu)平面軸線控制 用左右千斤頂?shù)男谐滩顏砜刂贫軜?gòu)平面位置的運動軌跡。行程差 是指推進本環(huán)與前一環(huán)原有行程差的變化量，而不是指累計量，即： = 2- 1（其中， 2為本環(huán)累計行程差， 1為前環(huán)累計行程差） 與縱坡控制一樣

40、，平面軸線過量、過濫的糾偏，會增加對地層的 擾動，地面沉降及對建筑物危害的機率就大。所以，推進時糾偏與否， 糾偏量、糾偏時間的合理掌握是至關(guān)重要的。設(shè)定行程差參數(shù)，是以測量測得的盾構(gòu)與設(shè)計軸線的相對位置為 依據(jù)的。當(dāng)盾構(gòu)首尾位于軸線同一側(cè)，如切口偏離軸線的數(shù)據(jù)小于盾 尾，說明盾構(gòu)運動軌跡有漸近設(shè)計軸線趨勢，此時可保持盾構(gòu)原有姿 態(tài)推進；反之則立即糾偏。當(dāng)盾構(gòu)與設(shè)計軸線相交，且切口偏左（或 右）為a,盾尾偏右（或左） 2a時，是使盾構(gòu)基本糾至設(shè)計軸線上 的最佳時機， 此時可采用左長行程差， 即可將盾構(gòu)糾至設(shè)計軸線。 當(dāng) a 的絕對值如10mm則通過幾環(huán)糾偏再反向歸入軸線。糾偏量每環(huán)控制在v 20

41、mm以防止過量糾偏造成地層大的擾動。施工中 , 為取得最佳糾偏效果，在不危及管片的前提下，在每環(huán)推進的 前50cm中即達(dá)到設(shè)定的行程差。控制測量a 地面控制測量為保證盾構(gòu)貫通，并保證測量誤差控制在精度允許范圍內(nèi)，首 先確定兩端頭井內(nèi)的預(yù)留洞孔（以下簡稱洞門）的實際位置，并根 據(jù)兩洞門的實際座標(biāo)，在兩車站端頭井附近設(shè)置地面軸線控制點， 點位設(shè)置在盾構(gòu)開始推進段中心軸線的延長線上，及接收井軸線中 線延長線上。在控制導(dǎo)線傳遞到井下之前， 在地面兩井控制導(dǎo)線間建立聯(lián)系 導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線閉合精度滿足要求后，方可使用。起始導(dǎo)線邊長原則上是越長越好，為減少誤差，控制點做成強 制對中形式，并定期復(fù)核。在井口附近引

42、測若干高程控制點， 以便相互校核引測時利用已 知高級水準(zhǔn)點，布設(shè)閉合水準(zhǔn)路線引測高程點標(biāo)志，埋設(shè)應(yīng)穩(wěn)固、 安全、易于觀測。平面控制點和高程控制點設(shè)好后，將成果送監(jiān)理工程師，經(jīng)驗 收后，再進行下步測量。b 地下控制測量地下起始導(dǎo)線由地面起始導(dǎo)線用垂直傳遞的方法， 轉(zhuǎn)移到車站 底層已施工的基礎(chǔ)上。傳遞時使用鉛垂儀垂直投設(shè)，并用全站儀直 接觀測進行校核，建立堅固的強制對中式地下起始導(dǎo)線點，并配以 定向照明。井下起始高程由地面井口處高程點傳遞到井下， 傳遞時采用鋼 尺垂直懸掛傳遞。在鋼尺下系適當(dāng)重物使之真正垂直，然后在地面、 井下以兩臺水準(zhǔn)儀同時觀測轉(zhuǎn)移到井下高程控制點上。鋼尺使用前 須經(jīng)鑒定合格，并

43、加尺長和溫度兩項修正。在施工推進過程中，隨盾構(gòu)掘進深度，布設(shè)地下隧道貫通導(dǎo)線 點，貫通導(dǎo)線點沿管片頂部或側(cè)面不易碰到的位置布設(shè)，布設(shè)成附 著式或懸掛式強制對中點，點位必須牢固，并與操作者所站的操作 平臺脫離，確保點位不受搖動。隨著盾構(gòu)推進增布新的貫通導(dǎo)線點時， 由起始導(dǎo)線點開始逐點 進行觀測，不允許由后一個導(dǎo)線點推設(shè)前進的一個導(dǎo)線點。推進過程中，應(yīng)不斷復(fù)測整條導(dǎo)線，并設(shè)置部分校核點。在接 近接收井時，增加復(fù)測次數(shù)，以減少累積誤差的影響。地下隧道隨著施工延伸推進深度，每隔一定間距，埋設(shè)一個貫 通高程控制點，作為隧道掘進的高程依據(jù)。新埋設(shè)的貫通高程控制 點均由起始高程控制點引測，以減少誤差。為了對

44、盾構(gòu)機進行動態(tài)控制， 將貫通高程控制點引測到懸掛式 強制對中點上，引測時采用懸掛鋼尺等方式進行。c 貫通施工狀態(tài)測量（1）盾構(gòu)姿態(tài)測量為保證盾構(gòu)機嚴(yán)格按設(shè)計軸線推進， 必須知道盾首盾尾的瞬間 狀態(tài)，及時采集盾構(gòu)機動態(tài)數(shù)據(jù)，了解推進趨勢，從而調(diào)正盾構(gòu)各 施工參數(shù)，指導(dǎo)盾構(gòu)機正確推進。采用在盾構(gòu)機上設(shè)置前置標(biāo)尺和后置標(biāo)尺的方法， 對盾構(gòu)機進 行姿態(tài)觀測。通過讀尺并考慮各種因素（如盾構(gòu)機產(chǎn)生滾動角等） 后進行計算，并與已計算好的理論值相比較，即可得到盾構(gòu)機的實 際姿態(tài)（左右位置和坡度走向） 。據(jù)此不斷調(diào)整已產(chǎn)生或即將產(chǎn)生的 誤差，以確保盾尾處的拼裝管片精確處于設(shè)計軸線位置，從而保證 整個隧道的軸線精度。（2）襯砌狀態(tài)測量管片拼裝后測量其中心三維、 旋轉(zhuǎn)及俯仰度、 法面、正圓度（俗 稱橫豎鴨蛋）等數(shù)值。通過在襯砌當(dāng)中架標(biāo)尺的方法，可測出其實際三維坐標(biāo)，通過 選取左右特征位置觀測高差可測出旋轉(zhuǎn)，用吊重線球法可測出俯仰 度，通過放樣切線方向并旋轉(zhuǎn)90°可測其法面，利用伸縮尺可測量管 片正圓度上下左右偏差。觀測的偏差值應(yīng)在技術(shù)規(guī)定允許范圍內(nèi)，測量數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確、完 整、記錄規(guī)范。隧道測量控制深圳地鐵工程隧道開挖的貫通中誤差規(guī)定為：橫向50mm豎向25mm極限誤差為中誤差的2倍，縱向貫通誤差限差為 L/5000 （L為 兩開挖洞口之間的距離） 。地面平面、高程控制測量采