地鐵盾構(gòu)隧道施工技術(shù)簡介

1、地鐵盾構(gòu)隧道地鐵盾構(gòu)隧道施工技術(shù)簡介施工技術(shù)簡介1、1 盾構(gòu)掘進機的特點盾構(gòu)掘進機的特點1、2 盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1、概述、概述 2、盾構(gòu)機選型盾構(gòu)機選型 2.1盾構(gòu)分類盾構(gòu)分類 3、盾構(gòu)施工組織盾構(gòu)施工組織2.2適用范圍適用范圍4、組裝、調(diào)試；進出洞、組裝、調(diào)試；進出洞2.3選型特點選型特點2.4 盾構(gòu)機選型及定購依據(jù)盾構(gòu)機選型及定購依據(jù)2.5刀盤面板分類刀盤面板分類3.1 場地與交通疏解場地與交通疏解 3.2 掘進速度與施工長度掘進速度與施工長度3.3 盾構(gòu)與車站施工干擾盾構(gòu)與車站施工干擾 3.4 盾構(gòu)管片供應(yīng)盾構(gòu)管片供應(yīng)3.5 盾構(gòu)通過特殊地段盾構(gòu)通過特殊地

2、段3.6 盾構(gòu)鋪軌基地盾構(gòu)鋪軌基地4.1組裝及調(diào)試流程組裝及調(diào)試流程4.2 盾構(gòu)進、出洞盾構(gòu)進、出洞5、盾構(gòu)掘進技術(shù)、盾構(gòu)掘進技術(shù)5.1泥水平衡盾構(gòu)掘進泥水平衡盾構(gòu)掘進5.2 土壓平衡盾構(gòu)掘進土壓平衡盾構(gòu)掘進6、盾構(gòu)管片制作應(yīng)用舉例、盾構(gòu)管片制作應(yīng)用舉例1.1盾構(gòu)掘進機的特點盾構(gòu)掘進機的特點 1、概述、概述 盾構(gòu)掘進機盾構(gòu)掘進機（簡稱盾構(gòu)）是地面下（簡稱盾構(gòu)）是地面下暗挖施工隧道暗挖施工隧道的的專用工程機械專用工程機械，具有一個可以移動的鋼結(jié)構(gòu)外殼，具有一個可以移動的鋼結(jié)構(gòu)外殼( (盾盾殼殼) )，內(nèi)裝有開挖、排土、拼裝和推進等機械裝置，內(nèi)裝有開挖、排土、拼裝和推進等機械裝置，可以進行可以進行

3、開挖、支護、襯砌開挖、支護、襯砌等多種作業(yè)等多種作業(yè)一體化施工一體化施工，廣泛應(yīng)用廣泛應(yīng)用于于地鐵、鐵路、公路、市政、水電隧道地鐵、鐵路、公路、市政、水電隧道工工程建設(shè)。目前，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家使用盾構(gòu)機程建設(shè)。目前，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家使用盾構(gòu)機進行施工的城市隧道進行施工的城市隧道占占90%90%以上以上。1.1盾構(gòu)掘進機的特點盾構(gòu)掘進機的特點 1、概述、概述 現(xiàn)代盾構(gòu)掘進機集液壓、機電控制、測控、計算機、材料等各類技術(shù)于一體，屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品，其生產(chǎn)主要集中在日本、德國、英國、美國、加拿大等少數(shù)發(fā)達國家，其中又以德國、美國、日本技術(shù)最為先進。 盾構(gòu)施工法與礦山法相比具有的特點是地層掘進

4、、出土運輸、襯砌拼裝、接縫防水和盾尾間隙注漿充填等主要作業(yè)都在盾構(gòu)保護下進行，工藝技術(shù)要求高、綜合性強（土建、機械)。1.2 盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展 1、概述、概述 盾構(gòu)作為一種安全、快速的隧道掘進技術(shù)，經(jīng)歷了四個發(fā)展階段： 以布魯諾爾（Brunel，1818)盾構(gòu)為代表的初期盾構(gòu)； 以機械式、氣壓式、網(wǎng)格式盾構(gòu)代表的第二代盾構(gòu)； 以閉胸式盾構(gòu)為代表（泥水式、土壓式）的第三代盾構(gòu)； 以異型化、多功能、綜合化為各自特色的第四代盾構(gòu)。 1.2 盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展 1、概述、概述 第一代盾構(gòu)第一代盾構(gòu):BrunelBrunel盾構(gòu)盾構(gòu)倫敦倫敦BlackwallBlackwall盾構(gòu)隧

5、道盾構(gòu)隧道1.2 盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展 1、概述、概述 第二代盾構(gòu)第二代盾構(gòu):網(wǎng)格式盾構(gòu)網(wǎng)格式盾構(gòu)插刀盾構(gòu)插刀盾構(gòu)1.2 盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展 1、概述、概述 第二代盾構(gòu)第二代盾構(gòu): 網(wǎng)格式盾構(gòu)可分為干出土與水力出土兩種類型，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，便于排除正面障礙物?；緲?gòu)造分為：盾構(gòu)殼體、推進系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)及出土系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。 水力出土特點： 網(wǎng) 格：適合水力沖刷的網(wǎng)格和封板組成切口支承形式。 泥水艙：盾構(gòu)切口后部的隔墻板與網(wǎng)格間為泥水艙，該艙可供土體沖刷成泥水，艙底設(shè)置泥水排出管口。 沖刷水槍：用于沖刷土體的旋轉(zhuǎn)水槍。 水力輸送機具：艙內(nèi)的泥水通過管路進行輸送排放。1.2

6、 盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展 1、概述、概述 第三代盾構(gòu)第三代盾構(gòu):土壓平衡盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)泥水平衡盾構(gòu)泥水平衡盾構(gòu)1.2 盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展 1、概述、概述 第四代盾構(gòu)第四代盾構(gòu):復(fù)合式盾構(gòu)復(fù)合式盾構(gòu)任意截面盾構(gòu)任意截面盾構(gòu) 2.1 盾構(gòu)分類盾構(gòu)分類 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 盾構(gòu)機的機型種類很多。根據(jù)地層條件和具體施工方法的不同，隧道盾構(gòu)機可分為硬巖隧道掘進機(即TMB)、軟巖隧道盾構(gòu)機。而按開挖面的閉合程度，可分為開敞式、半開敞式和封閉式。2.1 盾構(gòu)分類盾構(gòu)分類 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 開敞式開敞式又可細(xì)分為又可細(xì)分為人工開挖人工開挖盾構(gòu)、盾構(gòu)、半機械開挖半機械開挖盾

7、構(gòu)、盾構(gòu)、機械開挖機械開挖盾構(gòu)；盾構(gòu)；半開敞式半開敞式有有擠壓盾構(gòu)擠壓盾構(gòu)和和網(wǎng)格盾構(gòu)網(wǎng)格盾構(gòu)之分，而之分，而封閉式封閉式則可進一步分為則可進一步分為泥水加泥水加壓平衡盾構(gòu)壓平衡盾構(gòu)( (含含直接控制型直接控制型、間接控制型間接控制型兩種兩種) )、土壓平衡盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)( (包括包括普通普通型型、加泥型加泥型、加水型加水型、泥漿型泥漿型等種類等種類) )。還有將兩種類型復(fù)合在一起的。還有將兩種類型復(fù)合在一起的復(fù)復(fù)合型合型，也包括，也包括泥水型泥水型、土壓型土壓型、敞開型敞開型等多種，此外，還有適用于城市等多種，此外，還有適用于城市地下工程，如地下工程，如市政供排水市政供排水、電纜管道電纜管

8、道建設(shè)的建設(shè)的微型盾構(gòu)微型盾構(gòu)。而目前作為。而目前作為主流主流技術(shù)技術(shù)的，主要有的，主要有泥水加壓平衡盾構(gòu)機泥水加壓平衡盾構(gòu)機、土壓平衡盾構(gòu)機土壓平衡盾構(gòu)機、復(fù)合型盾構(gòu)機復(fù)合型盾構(gòu)機、TMBTMB掘進機掘進機和和微型盾構(gòu)機微型盾構(gòu)機五種。五種。2.2 盾構(gòu)機的適用范圍盾構(gòu)機的適用范圍 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 泥水加壓平衡盾構(gòu)機 泥水加壓平衡盾構(gòu)由盾殼、開挖機構(gòu)、推進機構(gòu)、送排泥漿機構(gòu)、拼裝機構(gòu)及附屬裝置組成。是目前各種盾構(gòu)中最復(fù)雜、價格最貴的一種。 適用范圍較大，多用于含水率高的軟弱土質(zhì)中，是一種低沉降、較安全的施工機械，對穩(wěn)定的地層優(yōu)點尤為明顯，其工作效率要高于土壓平衡盾構(gòu)機，但隨著土砂

9、百分比的增加，會出現(xiàn)泥水分離難度增大的不足。 泥水平衡盾構(gòu)機的主要生產(chǎn)廠商有：日本川崎重工、三菱重工、小松盾構(gòu)以及德國的海瑞克公司等。 2.2 盾構(gòu)機的適用范圍盾構(gòu)機的適用范圍 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 土壓平衡盾構(gòu)機土壓平衡盾構(gòu)機 土壓平衡盾構(gòu)是在泥水加壓盾構(gòu)基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型盾構(gòu)。主要由盾殼、開挖機構(gòu)、推進機構(gòu)、排土機構(gòu)、拼裝機構(gòu)及附屬裝置組成。土壓平衡盾構(gòu)通過對壓管理，保持土壓或土碴量的相對平衡與穩(wěn)定來進行工作。 廣泛適用于對沖積粘土、洪積粘土砂質(zhì)土、砂、砂礫、卵石等地質(zhì)的施工，不需分離裝置，占地面積少，施工時的覆土層可相對較淺。 主要生產(chǎn)廠商有：日本川崎重工、德國海瑞克公司、加拿大

10、羅浮特 (lovat)公司等。2.2 盾構(gòu)機的適用范圍盾構(gòu)機的適用范圍 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 組合式盾構(gòu)機：組合式盾構(gòu)機開挖面穩(wěn)定，施工方法可視土質(zhì)情況的變化而轉(zhuǎn)換，因此適應(yīng)范圍較廣，根據(jù)需要可以從土壓平衡轉(zhuǎn)換為泥水加壓方式，土料輸送可由螺旋輸料器轉(zhuǎn)為泥漿及管道輸送。有一定知名度的產(chǎn)品有川崎重工推出的直徑為10.2m組合式盾構(gòu)機產(chǎn)品；德國的海瑞克出品的直徑為14.2m的盾構(gòu)機。 全斷面硬巖掘進機（TBM掘進機）：全斷面硬巖掘進機是由盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展而來。通常適用于硬基地層。特點是穩(wěn)定性良好、施工速度快、隧道成型好、對周圍環(huán)境影響小。 微型盾構(gòu)機：行業(yè)內(nèi)通常把直徑小于3m的盾構(gòu)稱為微型盾構(gòu)。主

11、要用于市政供排水管道，電纜管道等的建造。2.3盾構(gòu)選型的特點盾構(gòu)選型的特點 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 1 1、與其它隧道施工方法不同，、與其它隧道施工方法不同，盾構(gòu)機盾構(gòu)機是根是根據(jù)每一個施工區(qū)段的據(jù)每一個施工區(qū)段的地質(zhì)地質(zhì)條件、條件、地下水地下水條件、條件、隧道隧道斷面大小斷面大小、區(qū)間線路區(qū)間線路條件、條件、周圍建筑物環(huán)周圍建筑物環(huán)境境等條件進行等條件進行設(shè)計制作設(shè)計制作。所以，盾構(gòu)機。所以，盾構(gòu)機不是不是通通用機械用機械，而是針對于某種，而是針對于某種特定地質(zhì)特定地質(zhì)條件的條件的專用專用機械機械。也就是說一般。也就是說一般很難很難將盾構(gòu)機轉(zhuǎn)用到設(shè)計將盾構(gòu)機轉(zhuǎn)用到設(shè)計隧道以外的工程中加以

12、隧道以外的工程中加以利用利用。2.3 盾構(gòu)選型的特點盾構(gòu)選型的特點 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 2 2、盾構(gòu)機盾構(gòu)機在地下的施工是在地下的施工是不可后退不可后退的。當(dāng)盾構(gòu)的。當(dāng)盾構(gòu)機在地下開始掘進施工后，就機在地下開始掘進施工后，就很難很難對盾構(gòu)機的結(jié)對盾構(gòu)機的結(jié)構(gòu)組成進行構(gòu)組成進行修改修改。除。除刀頭刀頭等部位可以通過特殊的等部位可以通過特殊的設(shè)計得到設(shè)計得到更換更換以外，盾構(gòu)刀盤、壓力艙、排土器、以外，盾構(gòu)刀盤、壓力艙、排土器、推進系統(tǒng)等很難在施工過程中進行修改。推進系統(tǒng)等很難在施工過程中進行修改。 由此可見，由此可見，盾構(gòu)機盾構(gòu)機的的設(shè)計、制作設(shè)計、制作從根本上決定了隧道施從根本上決定了

13、隧道施工的工的成功與否成功與否，是盾構(gòu)隧道施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了設(shè)計最，是盾構(gòu)隧道施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了設(shè)計最為合理的盾構(gòu)機械就必須進行周密的盾構(gòu)選型工作。為合理的盾構(gòu)機械就必須進行周密的盾構(gòu)選型工作。 2.4 盾構(gòu)機選型及定購的依據(jù)盾構(gòu)機選型及定購的依據(jù) 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 土質(zhì)土質(zhì)條件、巖性條件、巖性開挖面開挖面穩(wěn)定穩(wěn)定隧道隧道埋深、地下水位埋深、地下水位設(shè)計隧道的設(shè)計隧道的斷面斷面環(huán)境條件、沿線場地環(huán)境條件、沿線場地襯砌襯砌類型類型工期；造價工期；造價輔助輔助工法工法設(shè)計設(shè)計路線、線形、坡度路線、線形、坡度電氣電氣等其他等其他設(shè)備條件設(shè)備條件 地上、地下建筑物 埋設(shè)物 水井、廢井 舊

14、建筑物、臨時建筑 其它計 劃環(huán)境條件障礙物 噪聲、振動 地基變形 地下水利用 施工垃圾處理 住房、文物等調(diào)查項目周圍條件 土地利用狀況 將來計劃 道路種類、交通狀況 施工用地狀況 河川、湖沼等的狀況地質(zhì)條件 地層構(gòu)成 地下水位（頭）分布 缺氧氣體、有害氣體的有無 各層的工程性質(zhì)（強度特性、變形特性、透水性）設(shè)計條件整理斷面形狀尺寸延長覆土線路工期盾構(gòu)機選型流程圖盾構(gòu)機選型流程圖 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 2.4 盾構(gòu)機選型及定購的依據(jù)盾構(gòu)機選型及定購的依據(jù)盾構(gòu)機選型流程圖盾構(gòu)機選型流程圖 地下水污染、地下水枯竭 振動、噪聲 日照、景觀 交通 障礙物處理 開挖土的處理 開挖土的搬運 施工用地論

15、證項目開挖面穩(wěn)定性自立性地層構(gòu)成支護方式地基條件 影響范圍 水平、鉛直變形 臨近建筑物變形環(huán)境保護其 他可能適用的方式選擇土壓平衡式泥土壓式土 壓 式泥水加壓式手 掘 式半 機 械 式機 械 式閉胸式敞胸式續(xù)上圖 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 2.4 盾構(gòu)機選型及定購的依據(jù)盾構(gòu)機選型及定購的依據(jù)續(xù)上圖方法的選擇比較論證安 全 開挖面穩(wěn)定 地基變形 環(huán)境保護 操作環(huán)境經(jīng) 濟 推進 襯砌 盾構(gòu) 相關(guān)措施工 期 推進 襯砌 相關(guān)措施綜合評價施工措施的論證長距離施工急曲線施工障礙物注：選擇開挖方式時請參照解說表盾構(gòu)形式與土質(zhì) 開挖面的穩(wěn)定 地基變形 出發(fā)到達部的保護 周圍建筑物的保護 2、盾構(gòu)機選型、盾

16、構(gòu)機選型 2.4 盾構(gòu)機選型及定購的依據(jù)盾構(gòu)機選型及定購的依據(jù)盾構(gòu)機選型流程圖盾構(gòu)機選型流程圖2.4 盾構(gòu)機選型及定購的依據(jù)盾構(gòu)機選型及定購的依據(jù) 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 盾構(gòu)選型與地層關(guān)系盾構(gòu)選型與地層關(guān)系刀具磨損嚴(yán)重刀具磨損嚴(yán)重2.4 盾構(gòu)機選型及定購的依據(jù)盾構(gòu)機選型及定購的依據(jù) 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 盾構(gòu)選型與地層關(guān)系盾構(gòu)選型與地層關(guān)系（2）滲透系數(shù)與巖性、粒徑）滲透系數(shù)與巖性、粒徑 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 2.5刀盤面板分類刀盤面板分類刀盤特性比較刀盤特性比較刀盤型式的選擇刀盤型式的選擇 2、盾構(gòu)機選型、盾構(gòu)機選型 2.5刀盤面板分類刀盤面板分類3.1 盾構(gòu)盾構(gòu)施工場地與

17、交通疏解施工場地與交通疏解 3、盾構(gòu)施工組織、盾構(gòu)施工組織 一臺一臺盾構(gòu)盾構(gòu)始發(fā)場地始發(fā)場地面積約面積約25003000 m2 ，兩臺兩臺盾構(gòu)始盾構(gòu)始發(fā)場地面積發(fā)場地面積40005000 m2 ，接收場地接收場地8001000 m2 左右。左右。 看似合理的施工組織看似合理的施工組織方案方案，有時因沒有合適的，有時因沒有合適的施工場地施工場地而而改變改變。盾構(gòu)井一般是沿線路中線設(shè)置的，在城市中心區(qū)因。盾構(gòu)井一般是沿線路中線設(shè)置的，在城市中心區(qū)因交通疏解要求往往導(dǎo)致交通疏解要求往往導(dǎo)致場地較小場地較小，過小時，過小時影響影響施工場地施工場地的的合合理布置理布置如棄土場、注槳材料儲存、管片堆場、施

18、工人員的生如棄土場、注槳材料儲存、管片堆場、施工人員的生產(chǎn)生活安排等，產(chǎn)生活安排等，降低勞動生產(chǎn)率降低勞動生產(chǎn)率。因交通疏解、管線等條件。因交通疏解、管線等條件限制盾構(gòu)井設(shè)置在線路中線一側(cè)時，盾構(gòu)機限制盾構(gòu)井設(shè)置在線路中線一側(cè)時，盾構(gòu)機始發(fā)周期延長始發(fā)周期延長，棄土、管片等洞內(nèi)運輸作業(yè)棄土、管片等洞內(nèi)運輸作業(yè)效率下降效率下降。3.2 盾構(gòu)掘進速度與施工長度盾構(gòu)掘進速度與施工長度 3、盾構(gòu)施工組織、盾構(gòu)施工組織 盾構(gòu)掘進速度與工程地質(zhì)條件、盾構(gòu)機選型、掘進管理水平、地面建（構(gòu)）筑物保護要求等因素密切相關(guān)。地鐵區(qū)間隧道多采用（加泥）土壓平衡盾構(gòu)機，在目前的施工技術(shù)水平條件下，正常的平均掘進速度已達

19、到每天79環(huán)，按1.2m或1.5m管片環(huán)寬計可達每天812m,綜合考慮始發(fā)和到達掘進、通過建筑物保護段的沉降控制、地層性質(zhì)與均質(zhì)性、棄土與材料運輸時間限制等因素的影響，施工組織的平均指標(biāo)一般按68m控制，當(dāng)?shù)貙舆m于盾構(gòu)施工且均質(zhì)性好，環(huán)境限制條件少，一次掘進距離長時，掘進指標(biāo)可按810m。 3.2 盾構(gòu)掘進速度與施工長度盾構(gòu)掘進速度與施工長度 3、盾構(gòu)施工組織、盾構(gòu)施工組織 以下情形采用實際指標(biāo)或偏低的掘進指標(biāo)： 穿越江河段選用泥水平衡盾構(gòu)機時； 穿越硬巖段選用復(fù)合式盾構(gòu)機時； 連續(xù)穿過建（構(gòu)）筑物保護區(qū)段； 長距離曲線地段特別是小半徑曲線地段； 盾構(gòu)施工多個短區(qū)間； 盾構(gòu)機有超前鉆探或超前注

20、漿作業(yè)； 長距離砂層地段； 盾構(gòu)井不在線路正上方； 與車站、鋪軌施工工期重疊時間較長。3.2 盾構(gòu)掘進速度與施工長度盾構(gòu)掘進速度與施工長度 3、盾構(gòu)施工組織、盾構(gòu)施工組織 盾構(gòu)隧道土建費用主要由盾構(gòu)機、掘進、襯砌三部分組成。 有效降低造價的手段之一是在滿足工期的條件下盡量加大盾構(gòu)機的掘進長度，降低盾構(gòu)機攤銷費用。 考慮土建工期的限制，盾構(gòu)施工經(jīng)濟長度一般控制在34km。 3.2 盾構(gòu)掘進速度與施工長度盾構(gòu)掘進速度與施工長度 3、盾構(gòu)施工組織、盾構(gòu)施工組織 盾構(gòu)機制造時間約需9個月，下井安裝始發(fā)1個月。 盾構(gòu)隧道一般會先行招標(biāo)以方便設(shè)備采購，與始發(fā)井的提供時間是匹配的，必要時要求始發(fā)井提前開工。

21、3.3 盾構(gòu)與車站施工干擾盾構(gòu)與車站施工干擾 3、盾構(gòu)施工組織、盾構(gòu)施工組織 盾構(gòu)井一般設(shè)置于線路正上方，不僅影響交通疏解方案，與車站施工場地有干擾，盾構(gòu)機采用起吊方案時影響車站封頂時間，采用過站方案時正值車站施工期，站臺需過站后施工。不論過站還是起吊，管片、材料和棄土運輸均與車站施工有干擾，特別是盾構(gòu)后配套需在車站站臺層折返作業(yè)時。 規(guī)模較大的車站包括換乘站要對盾構(gòu)與車站施工干擾進行分析。 施工招標(biāo)時車站與區(qū)間合標(biāo)即幾站幾區(qū)間一個標(biāo)，規(guī)模過大時，也可區(qū)間與始發(fā)站或第一個過站站合標(biāo)，是減少施工干擾、方便施工協(xié)調(diào)、有利人員安排的辦法之一。3.4 盾構(gòu)管片供應(yīng)盾構(gòu)管片供應(yīng) 3、盾構(gòu)施工組織、盾構(gòu)施

22、工組織 盾構(gòu)隧道施工組織應(yīng)綜合考慮管片廠的位置和沿線交通運輸條件，全線盾構(gòu)機同時開始掘進，管片供應(yīng)過于集中，意味著盾構(gòu)機數(shù)量增加，需要增加模板套數(shù)或管片堆場面積，直接或間接增加盾構(gòu)隧道工程造價，也會引起年度工程投資的不均衡。而盾構(gòu)施工長度增加，盾構(gòu)機臺數(shù)減少，模板套數(shù)自然減少，但工期相應(yīng)延長。 根據(jù)施工組織確定的盾構(gòu)機數(shù)量，對模板套數(shù)和管片廠提出具體要求。3.5 盾構(gòu)通過特殊地段盾構(gòu)通過特殊地段 3、盾構(gòu)施工組織、盾構(gòu)施工組織 盾構(gòu)通過曲線特別是小半徑曲線地段時，盾構(gòu)機推進易損傷管片，糾偏導(dǎo)致盾尾空隙加大，注漿量增加，即使使用中間鉸接帶彎曲機構(gòu)的盾構(gòu)機，其姿態(tài)的不斷調(diào)整也會使掘進速度放慢；盾構(gòu)

23、通過需控制地面沉降的建筑物地段時，需要調(diào)整盾構(gòu)機的推力、掘進速度、出土量等施工參數(shù)，減少盾構(gòu)的超挖與欠挖，保持掘進與出土的平衡以控制壓力變化，改善盾構(gòu)前方土體的坍塌沉陷或擠密隆起現(xiàn)象；盾構(gòu)通過砂層時，掘進面的壓力平衡較難控制，容易產(chǎn)生地面沉降。所以， 盾構(gòu)機在長距離曲線地段、長距離建筑物保護地段、長距離砂層地段掘進時，盾構(gòu)掘進指標(biāo)必須降低。 盾構(gòu)掘進通過硬巖、孤石、地下障礙物時，應(yīng)編制風(fēng)險預(yù)案。3.6盾構(gòu)鋪軌基地盾構(gòu)鋪軌基地 3、盾構(gòu)施工組織、盾構(gòu)施工組織 盾構(gòu)鋪軌基地與軌排井（有時是在地面）的數(shù)量與鋪軌長度有關(guān)，一般有23處。盾構(gòu)施工應(yīng)與盾構(gòu)井的設(shè)置匹配，盾構(gòu)施工應(yīng)向背離軌排井的方向施工。

24、鋪軌不一定要在盾構(gòu)施工全部完成后才開始，當(dāng)盾構(gòu)過站或起吊施工下一區(qū)間時，若施工場地已轉(zhuǎn)移，該區(qū)間可開始鋪軌作業(yè)。為避免控制工期的盾構(gòu)區(qū)間施工完成后才能開始鋪軌，如果不是采用兩臺盾構(gòu)同向推進，無論單盾構(gòu)過站后折返還是單盾構(gòu)單區(qū)間折返起吊，全線盾構(gòu)施工方向應(yīng)考慮左線或右線先通，保證鋪軌作業(yè)的連續(xù)性及在控制工點能夠一條線軌道先行鋪通，利于車站設(shè)備的運輸和吊裝。 4.1組裝及調(diào)試流程組裝及調(diào)試流程盾殼塊體的下部下井、安裝設(shè)置盾構(gòu)承臺準(zhǔn)備工作、進場人員培訓(xùn)機身塊體的下部下井、安裝刀盤驅(qū)動部在地面組裝刀盤驅(qū)動部下井、安裝刀盤在地面組裝刀盤下井、安裝盾殼塊體上部下井、安裝機體上部下井、安裝盾尾前面塊上下部分

25、下井主體焊接作業(yè)液壓管材、裝配作業(yè)電氣線路作業(yè)試運轉(zhuǎn)、調(diào)整作業(yè)現(xiàn)場檢查驗收盾尾后塊下部下井、安裝拼裝機在地面組裝后下井真圓保持裝置下井、安裝后方作業(yè)臺下井、安裝盾尾后塊上半部下井、安裝 4、盾構(gòu)機組裝、調(diào)試；進、出洞、盾構(gòu)機組裝、調(diào)試；進、出洞4.2 盾構(gòu)盾構(gòu)進、出洞進、出洞 4、盾構(gòu)機組裝、調(diào)試；進、出洞、盾構(gòu)機組裝、調(diào)試；進、出洞主要方法：深層攪拌、旋噴樁、SMW、注漿、降水、凍結(jié)洞周土體加固 4、盾構(gòu)機組裝、調(diào)試；進、出洞、盾構(gòu)機組裝、調(diào)試；進、出洞4、2 盾構(gòu)進、出洞盾構(gòu)進、出洞凍結(jié)法進出洞加固 封門制作沉井：鋼板樁；蛭石、珍珠巖膨脹水泥混凝土、磚砌體、泡沫混凝土連續(xù)墻：墻中預(yù)留輕質(zhì)低

26、強混凝土塞、局部澆注GFRP玻璃纖維和樹脂熱融合的玻璃纖維筋、碳纖維筋代替普通混凝土 封門的破除：手工、爆破封門 始推臺架反力墻地基加固臨時隔墻出洞口管片搬入臨時管片進洞臨時墻(鋼制)臨時隔墻高壓旋噴加固支撐注漿加壓式襯墊盾構(gòu)進出洞示意圖盾構(gòu)進出洞門止水密封裝置洞口鐵件洞口襯墊洞口襯墊洞口鐵件推板（活板）地層側(cè)空氣排出管推板（活板）混凝土在始推出洞口的臨時墻的內(nèi)側(cè)，如圖所示設(shè)置止水裝置（洞口襯墊）。該襯墊為混凝土結(jié)構(gòu)，在澆筑混凝土?xí)r，設(shè)置襯墊的框架，待混凝土硬化后，在框架上安裝橡膠材料，固定好。 盾構(gòu)進洞前鑿除封門（地下墻）5.1泥水平衡盾構(gòu)掘進技術(shù)泥水平衡盾構(gòu)掘進技術(shù) 5、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)、

27、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)泥水盾構(gòu)的泥水盾構(gòu)的三大系統(tǒng)：三大系統(tǒng)：盾構(gòu)掘進；盾構(gòu)掘進；環(huán)流；環(huán)流；泥水處理。泥水處理。5.1泥水平衡盾構(gòu)掘進技術(shù)泥水平衡盾構(gòu)掘進技術(shù) 5、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù) 切口壓力切口壓力20hHhkhPwi5.1泥水平衡盾構(gòu)掘進技術(shù)泥水平衡盾構(gòu)掘進技術(shù) 5、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)環(huán)流系統(tǒng)環(huán)流系統(tǒng)dtQQVt11220011111/20gFVLL5.1泥水平衡盾構(gòu)掘進技術(shù)泥水平衡盾構(gòu)掘進技術(shù) 5、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)泥泥水水系系統(tǒng)統(tǒng)5.2 土壓平衡盾構(gòu)掘進技術(shù)土壓平衡盾構(gòu)掘進技術(shù) 5、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)土壓平衡土壓平衡盾構(gòu)的二盾

28、構(gòu)的二大系統(tǒng)：大系統(tǒng)：盾構(gòu)掘進盾構(gòu)掘進渣土排放渣土排放5.2 土壓平衡盾構(gòu)掘進技術(shù)土壓平衡盾構(gòu)掘進技術(shù) 5、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)盾構(gòu)掘進系統(tǒng)：盾構(gòu)掘進系統(tǒng)：刀具選擇、刀具選擇、掘進模式、刀具更換掘進模式、刀具更換 盤形滾刀盤形滾刀雙刃滾刀雙刃滾刀切刀切刀刮刀刮刀5.2 土壓平衡掘進技術(shù)土壓平衡掘進技術(shù) 5、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)、盾構(gòu)隧道掘進技術(shù)渣土排放系渣土排放系統(tǒng)：統(tǒng)：螺旋輸螺旋輸送機；皮帶送機；皮帶運輸；有軌運輸；有軌與無軌運輸與無軌運輸 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例 西安地鐵盾構(gòu)管片設(shè)計寬1.5m，直線段管環(huán)外徑6.0m，內(nèi)徑5.4m，厚300mm；每環(huán)由6片管片組成，

29、左右節(jié)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)交替；混凝土強度等級C50，抗?jié)B等級S10，鋼筋為、級，主筋混凝土保護層厚度為50mm，內(nèi)側(cè)40mm；混凝土量為8.06m3。 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例 西安市政盾構(gòu)管片廠主廠房為50m102m，5100m2,廠房凈高12m。采用臺座式平行作業(yè)施工方案。采用10套管片模具（已開工8套），每套日循環(huán)2次（最大生產(chǎn)能力為循環(huán)3次），年產(chǎn)1.5m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)6000環(huán)。最大生產(chǎn)能力能夠達到10000環(huán)。施工工藝流程見圖1。1、西安市政盾構(gòu)管片廠臺座式施工方案 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例1、西安市政盾構(gòu)管片廠臺座式施工方案盾構(gòu)管片制作工藝流程(1/2) 6.管片制作應(yīng)用實例

30、管片制作應(yīng)用實例1、西安市政盾構(gòu)管片廠臺座式施工方案盾構(gòu)管片制作工藝流程 (2/2) 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例（1）管片模具加工及其精度要求 盾構(gòu)施工管片成品檢測標(biāo)準(zhǔn)要求高，以毫米計，詳見表1，因而對管片模具內(nèi)弧長度、厚度、螺栓孔尺寸和位置精度要求控制在1mm；寬度控制在0.5mm管模檢測標(biāo)準(zhǔn)詳見表2。西安市政、天石盾構(gòu)廠分別采用上海模具廠和法國CBC公司加工的高精度模具每套造價約85萬元。1、西安市政盾構(gòu)管片廠臺座式施工方案 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例1、西安市政盾構(gòu)管片廠臺座式施工方案 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例1、西安市政盾構(gòu)管片廠臺座式施工方案 6.管片

31、制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例(2)灌注混凝土前施工準(zhǔn)備 清洗模具：組模前清洗鋼模，混凝土殘碴必須全部鏟除，內(nèi)表面使用膠片配合清理，高壓水沖洗干凈； 噴涂脫模油：使用霧狀噴霧器噴涂，抹布均勻抹，使模具內(nèi)表面均布薄層脫模油，如出現(xiàn)脫模油流淌，用棉紗清理干凈，如圖2。1、西安市政盾構(gòu)管片廠臺座式施工方案圖2：清理模具 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例(2)灌注混凝土前施工準(zhǔn)備 組模：模具質(zhì)量，尺寸精度，對生產(chǎn)合格管片，拼裝準(zhǔn)確的襯砌環(huán)極其重要，必須嚴(yán)格控制組模； 模具檢查：模具組裝完成，由專職質(zhì)檢員用內(nèi)徑千分尺在模具指定位置進行寬度、內(nèi)弧面檢測，如圖3； 1、西安市政盾構(gòu)管片廠臺座式施工方案圖3

32、：模具檢測 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例(2)灌注混凝土前施工準(zhǔn)備鋼筋籠骨架入模：鋼筋籠在靠模上制作完畢，用龍門吊配合專用吊具按各種規(guī)格將鋼筋籠放入模具內(nèi)，鋼筋籠型號與模具型號要匹配，保護墊塊位置準(zhǔn)確，如圖4。1、西安市政盾構(gòu)管片廠臺座式施工方案圖4：鋼筋籠骨架入模 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例（3）混凝土澆注 混凝土配合比必須進行試配并符合全部設(shè)計要求； 混凝土澆注采用龍門吊將坍落度7010mm、強度C50、抗?jié)BS1O的防水混凝土斗吊至模具上方，按先模具兩端后中間進行放料。 采用附著式風(fēng)動振動器振搗，并輔助插入式振動棒振搗密實。市政管片廠僅用插入式振動棒振搗也能滿足要求。 全

33、部振搗成型后，視氣溫及混凝土凝結(jié)情況，約10min后拆除壓板，進行光面。光面分粗、中、細(xì)三個工序：接下頁1、西安市政盾構(gòu)管片廠臺座式施工方案 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例（3）混凝土澆注粗光面：使用鋁合金壓尺，刮平去掉多余混凝土，并進行粗磨。中光面：待混凝土收水后用灰匙進行光面，使管片乎整、光滑。精光面：使用長匙精工抹平，力求表面光亮無灰匙印，管片外弧面子整度的誤差差值不大于5mm，如圖5。 1、市政管片廠臺座式施工方案圖5：混凝土壓光 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例 （4）蒸汽 養(yǎng)護：混凝土振動成型并光面2h后混凝土表面用手壓有輕微的壓痕時，在管片外弧面上蓋上濕潤的養(yǎng)護布，將用

34、于蒸汽的帆布套在模具上，下部同地面接觸的地方用木方壓實，在帆布套上預(yù)留的小孔中插入溫度計，檢查無誤后通人蒸汽，布置于模具底部的蒸汽管布滿小孔，蒸養(yǎng)時蒸汽從每個小孔中均勻噴出，使整個模具均勻升溫，升溫時速度控制在每小時1520，防止升溫太快管片出現(xiàn)收縮裂紋，最高養(yǎng)護溫度5060，恒溫34h，降溫速度在每小時1520，并保證蒸養(yǎng)后的管片溫度與外界溫度差不大于20。 1、西安市政盾構(gòu)管片廠臺座式施工方案 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例 （4）蒸汽 養(yǎng)護：在整個過程中要每半小時查看溫度計上的讀數(shù)，發(fā)現(xiàn)問題用調(diào)整蒸汽通入量的大小來調(diào)節(jié)溫度，如圖6；1、市政管片廠臺座式施工方案圖6：蒸汽養(yǎng)護 6.管片制作應(yīng)用實例管片制作應(yīng)用實例 （5）脫模 管片通過蒸汽養(yǎng)護足夠時間后測試混凝土試塊強度，當(dāng)強度達到15MPa以上時，開始組織脫模； 拆模順序：疊齊養(yǎng)護布；拆卸手桿螺栓，清除混凝土殘積物；拆卸旁模與底模固定螺栓；拆卸側(cè)模與端模連接螺栓，兩側(cè)和端模拆開后，使用專用水平起吊吊具，用龍門吊將管片吊出到管片翻身機上； 拆模中