盾構(gòu)法施工講義

1、 1K413031盾構(gòu)機選型要點 本章內(nèi)容有選擇的學習 二、盾構(gòu)類型與適用條件 （一）盾構(gòu)類型 盾構(gòu)可按照不同的分類方法進行分類。 ( 1 )按開挖面是否封閉劃分（見圖1K413031-1)，可分為密閉式和敞開式兩類。1K413030 盾構(gòu)法施工 ( 2 )按平衡開挖面土壓與水壓的原理不同，密閉式盾構(gòu)又可分為土壓式（常用泥土壓式）和泥水式兩種。敞開式盾構(gòu)按開挖方式劃分，可分為手掘式、半機械挖掘式和機械挖掘式三種。 ( 3 )按盾構(gòu)的斷面形狀劃分，有圓形和異型盾構(gòu)兩類，其中異型盾構(gòu)主要有多圓形、馬蹄形和矩形。 選擇題考點1K413032盾構(gòu)施工條件與現(xiàn)場布置本條文簡要介紹盾構(gòu)施工條件選擇和現(xiàn)場布

2、置的要點。一、盾構(gòu)法施工條件(一）盾構(gòu)與盾構(gòu)法施工( 1 )盾構(gòu)是用來開挖土砂類圍巖的隧道機械，由切口環(huán)、支撐環(huán)及盾尾三部分組成，也稱盾構(gòu)機。( 2 )盾構(gòu)法是用盾構(gòu)進行開挖、掘進，并進行襯砌作業(yè)從而修建隧道的方法。( 二）盾構(gòu)法施工適用條件選擇題考點( 1 )在松軟含水地層，相對均質(zhì)的地質(zhì)條件。( 2 )隧道應(yīng)有足夠的埋深，覆土深度不宜小于1 D (洞徑）。隧道覆土太淺，盾構(gòu)法施工難度較大；在水下修建隧道時，覆土太淺盾構(gòu)施工安全風險較大。( 3 )地面上必須有修建用于盾構(gòu)始發(fā)、接收的工作井位置。( 4 )隧道之間或隧道與其他建（構(gòu)）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向1.0 m

3、 , 豎直方向1.5m。( 5 )從經(jīng)濟角度講，連續(xù)的盾構(gòu)施工長度不宜小于300m。二、盾構(gòu)施工現(xiàn)場布置案例考點(二）施工現(xiàn)場平面布置1. 盾構(gòu)施工的現(xiàn)場平面布置主要包括盾構(gòu)工作井、工作井防雨棚及防淹墻、垂直運輸設(shè)備、管片堆場、管片防水處理場、拌漿站、料具間及機修間、兩回路的變配電間等設(shè)施以及進出通道等。1K413033盾構(gòu)施工階段劃分及始發(fā)與接收施工技術(shù)一、盾構(gòu)施工階段劃分盾構(gòu)施工一般分為始發(fā)、正常掘進和接收三個階段。始發(fā)是指盾構(gòu)自始發(fā)工作井內(nèi)盾構(gòu)基座上開始掘進，到完成初始掘進（通常50100m )止，亦可劃分為：洞口土體加固段掘進、初始掘進兩個階段。始發(fā)結(jié)束后要拆除臨時管片、臨時支撐和反力

4、架，分體始發(fā)時還要將后續(xù)臺車移入隧道內(nèi)，以便后續(xù)正常掘進。接收是指自掘進距接收工作井一定距離（通常50100m )到盾構(gòu)落到接收工作井內(nèi)接收基座上止，亦可劃分為：到達掘進、接收兩個階段。到達掘進是正常掘進的延續(xù)，是保證盾構(gòu)準確貫通、安全接收的必要階段。從施工安全的角度講，始發(fā)與接收是盾構(gòu)法施工兩個重要階段。為保證盾構(gòu)始發(fā)與接收施工安全，洞口土體加固施工必須滿足設(shè)計要求。二、洞口土體加固技術(shù)(一）洞口土體加固必要性( 1 )盾構(gòu)從始發(fā)工作井進入地層前，首先應(yīng)拆除盾構(gòu)掘進開挖洞體范圍內(nèi)的工作井圍護結(jié)構(gòu)，以便將盾構(gòu)推入土層開始掘進； 盾構(gòu)到達接收工作井前，亦應(yīng)先拆除盾構(gòu)掘進開挖洞體范圍內(nèi)的工作井圍護

5、結(jié)構(gòu)，以便隧道貫通、盾構(gòu)進入接收工作井。( 2 )由于拆除洞口圍護結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致洞口土體失穩(wěn)、地下水涌入、且盾構(gòu)進入始發(fā)洞口開始掘進的一段距離內(nèi)或到達接收洞口前的一段距離內(nèi)難以建立起土壓（土壓平衡盾構(gòu)）或泥水壓（泥水平衡盾構(gòu)）以平衡開挖面的土壓和水壓，因此拆除洞口圍護結(jié)構(gòu)前必須對洞口土體進行加固，通常在工作井施工過程中實施。( 3 )在特定地質(zhì)條件下（如富水軟土地層），洞口圍護結(jié)構(gòu)可采用混凝土或纖維混凝土施作。盾構(gòu)始發(fā)或接收施工時，可直接利用盾構(gòu)刀具切除。(二）洞口土體加固主要目的( 1 )拆除工作井洞口圍護結(jié)構(gòu)時，確保洞口土體穩(wěn)定，防止地下水流入；( 2 )盾構(gòu)掘進通過加固區(qū)域時，防止盾構(gòu)周圍的

6、地下水及土砂流入工作井；( 3 )拆除洞口圍護結(jié)構(gòu)及盾構(gòu)掘進通過加固區(qū)域時，防止地層變形對施工影響范圍內(nèi)的地面建筑物及地下管線與構(gòu)筑物等造成破壞。(三）確定加固方案的方法(四）加固方法常用加固方法主要有：注漿法、高壓噴射攪拌法和凍結(jié)法。2012年選擇題1. 注漿法按其原理分為兩種：不改變土顆粒排列，只使注入材料滲透到土顆粒間隙并固結(jié)的滲透注漿法；沿注漿層面地層形成脈狀裂縫，利用注漿材料使土顆粒間隙減小、土體被擠密的擠密注漿法（或劈裂注漿法）。前者適用于砂卵土層，后者適用于低滲透性土層，詳見 1K413044（小導(dǎo)管注漿）。2. 髙壓噴射攪拌法高壓噴射加固材料，使其與被攪動的土砂混合，或置換被攪

7、動的土砂，形成具有一定強度的改良地層。3. 凍結(jié)工法對軟弱地層或含地下水土層實施凍結(jié)，凍結(jié)的土體具有高強度和止水性，特別適用于大斷面盾構(gòu)施工和地下水壓高的場合。三、盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)(二）始發(fā)段長度的確定決定始發(fā)段長度有二個因素：一是襯砌與周圍地層的摩擦阻力，二是后續(xù)臺車長度。2013年多選始發(fā)結(jié)束后要拆除臨時管片、臨時支撐和反力架，將后續(xù)臺車移人隧道內(nèi)，以便后續(xù)正常掘進。 (三)洞口土體加固段掘進技術(shù)要點 ( 2 )安裝盾構(gòu)基座和反力架時，要確保盾構(gòu)掘進方向符合隧道設(shè)計軸線。 ( 3 )由于臨時管片（負環(huán)管片）的橢圓度直接影響盾構(gòu)掘進時管片拼裝精度，因此安裝臨時管片時，必須保證其橢圓度，并采取

8、措施防止其受力后旋轉(zhuǎn)、徑向位移與開口部位（臨時管片安裝時通常不形成封閉環(huán)，在其上部預(yù)留運輸通道）變形。 ( 7 )盾構(gòu)盾尾進入洞口后，將洞口密封與封閉環(huán)管片貼緊，以防止泥水與注漿漿液從洞門泄漏。(四)初始掘進的主要任務(wù)（案例補充題題考點）初始掘進的主要任務(wù)：收集盾構(gòu)掘進數(shù)據(jù)（推力、刀盤扭矩等）及地層變形量測數(shù)據(jù)，判斷土壓（泥水壓)、注漿量、注漿壓力等設(shè)定值是否適當，并通過測量盾構(gòu)與襯砌的位置，及早把握盾構(gòu)掘進方向控制特性，為正常掘進控制提供依據(jù)。因此，初始掘進階段是盾構(gòu)法隧道施工的重要階段。四、盾構(gòu)接收施工技術(shù)要點( 1 )盾構(gòu)進入到達掘進階段前，要暫停掘進，準確測量盾構(gòu)坐標位置與姿態(tài)，確認與

9、隧道設(shè)計中心線的偏差值。( 2 )根據(jù)測量結(jié)果制定到達掘進方案。( 3 )繼續(xù)掘進時，及時測量盾構(gòu)坐標位置與姿態(tài)，并依據(jù)到達掘進方案及時進行方向修正。( 4 )掘進至接收井洞口加固段時，確認洞口土體加固效果，必要時進行補注漿加固。( 5 )進人接收井洞口加固段后，逐漸降低土壓（泥水壓）設(shè)定值至0MPa，降低掘進速度，適時停止加泥、加泡沫（土壓式盾構(gòu))、停止送泥與排泥（泥水式盾構(gòu))、停止注漿，并加強工作井周圍地層變形觀測，超過預(yù)定值時，必須釆取有效措施后，才可繼續(xù)掘進。逐漸降壓、降速、停止加泥加泡沫，停止注漿( 6 )拆除洞口圍護結(jié)構(gòu)前要確認洞口土體加固效果，必要時進行注漿加固，以確保拆除洞口圍

10、護結(jié)構(gòu)時不發(fā)生土體坍塌、地層變形過大。1K413034盾構(gòu)掘進技術(shù)下面以密閉式盾構(gòu)為例簡要介紹掘進技術(shù)。一、盾構(gòu)法施工步驟與掘進控制內(nèi)容盾構(gòu)法施工現(xiàn)場如圖1K413012-5所示， 盾構(gòu)掘進控制的目的是確保開挖面穩(wěn)定的同時,構(gòu)筑隧道結(jié)構(gòu)、維持隧道線形、及早填充盾尾空隙。因此，開挖控制、一次襯砌、線形控制和注漿構(gòu)成了盾構(gòu)掘進控制四要素。施工前必須根據(jù)地質(zhì)條件、隧道條件、環(huán)境條件、設(shè)計要求等，在試驗的基礎(chǔ)上，確定具體控制內(nèi)容與參數(shù)；施工中根據(jù)包括監(jiān)控量測的各項數(shù)據(jù)調(diào)整控制參數(shù)，才能確保實現(xiàn)施工安全、施工質(zhì)量、施工工期與施工成本預(yù)期目標。盾構(gòu)掘進控制的具體內(nèi)容見表 1K413034。密閉式盾構(gòu)掘進控

11、制內(nèi)容構(gòu)成 表1K413034控制要素內(nèi)容開挖泥水式開挖面穩(wěn)定泥水壓、泥漿性能排土量排土量土壓式開挖面穩(wěn)定土壓、塑流化改良排土量排土量盾構(gòu)參數(shù)總推力、推進速度、刀盤扭矩、千斤頂壓力等線形盾構(gòu)姿態(tài)、位置傾角、方向、旋轉(zhuǎn)鉸接角度、超挖量、蛇行量注漿注漿狀況注漿量、注漿壓力注漿材料稠度、泌水、凝膠時間、強度、配比一次襯砌管片拼裝錯臺量、橢圓度、螺栓緊固扭矩防水漏水、密封條壓縮量、裂縫隧道中心位置偏差量、直角度二、開挖控制開挖控制的根本目的是確保開挖面穩(wěn)定。土壓式盾構(gòu)與泥水式盾構(gòu)的開挖控制內(nèi)容略有不同。(一）土壓（泥水壓）控制(1) 土壓式盾構(gòu)，以土壓和塑流性改良控制為主，輔以排土量、盾構(gòu)參數(shù)控制。泥

12、水式盾構(gòu)，以泥水壓和泥漿性能控制為主，輔以排土量控制。 (二）土壓式盾構(gòu)泥土的塑流化改良控制 (1) 土壓式盾構(gòu)掘進時，理想地層的土特性是（選擇題考點）1)塑性變形好；2)流塑至軟塑狀；3 )內(nèi)摩擦小；4) 滲透性低。 細顆粒（7 5 m以下的粉土與黏土）含量3 0 %以上的土砂，塑性流動性滿足要求。在細顆粒含量低于3 0 %、或砂卵石地層，必須加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流動性和止水性。 改良材料必須具有流動性、易與開挖土砂混合、不離析、無污染等特性。一般使用的改良材料有礦物系（如膨潤土泥漿）、界面活性劑系（如泡沫）、高吸水性樹脂系和水溶性高分子系四類（我國目前常用前兩類），可單獨或組

13、合使用。 2011年二建案例考點 (三）泥水式盾構(gòu)的泥漿性能控制 泥水式盾構(gòu)掘進時，泥漿起著兩方面的重要作用：一是依靠泥漿壓力在開挖面形成泥膜或滲透區(qū)域，幵挖面土體強度提高，同時泥漿壓力平衡了開挖面土壓和水壓，達到了開挖面穩(wěn)定的目的；二是泥漿作為輸送介質(zhì)，擔負著將所有挖出土砂運送到工作井外的任務(wù)。因此，泥漿性能控制是泥水式盾構(gòu)施工的最重要要素之一。 泥漿性能包括：比重、黏度、p H 值、過濾特性和含砂率。 三、管片拼裝控制(一）拼裝方法1. 拼裝成環(huán)方式盾構(gòu)推進結(jié)束后，迅速拼裝管片成環(huán)。除特殊場合外，大都采取錯縫拼裝。在糾偏或急曲線施工的情況下，有時采用通縫拼裝。 2. 拼裝順序 一般從下部的

14、標準（A 型）管片開始，依次左右兩側(cè)交替安裝標準管片，然后拼裝鄰接（B 型）管片，最后安裝楔形（K 型）管片。 3. 盾構(gòu)千斤頂操作 拼裝時，若盾構(gòu)千斤頂同時全部縮回，則在開挖面土壓的作用下盾構(gòu)會后退，開挖面將不穩(wěn)定，管片拼裝空間也將難以保證。因此，隨管片拼裝順序分別縮回盾構(gòu)千斤頂非常重要。 4. 緊固連接螺栓 先緊固環(huán)向（管片之間）連接螺栓，后緊固軸向（環(huán)與環(huán)之間）連接螺栓。采用扭矩扳手緊固，緊固力取決于螺栓的直徑與強度。 5. 楔形管片安裝方法楔形管片安裝在鄰接管片之間，為了不發(fā)生管片損傷、密封條剝離，必須充分注意正確地插入楔形管片。為方便插入楔形管片，可裝備能將鄰接管片沿徑向向外頂出的千

15、斤頂，以增大插入空間。拼裝徑向插入型楔形管片時，楔形管片有向內(nèi)的趨勢，在盾構(gòu)千斤頂推力作用下，其向內(nèi)的趨勢加劇。拼裝軸向插入型楔形管片時，管片后端有向內(nèi)的趨勢，而前端有向外的趨勢。6. 連接螺栓再緊固一環(huán)管片拼裝后，利用全部盾構(gòu)千斤頂均勻施加壓力，充分緊固軸向連接螺栓。盾構(gòu)繼續(xù)掘進后，在盾構(gòu)千斤頂推力、脫出盾尾后土（水）壓力的作用下襯砌產(chǎn)生變形，拼裝時緊固的連接螺栓會松弛。為此，待推進到千斤頂推力影響不到的位置后，用扭矩扳手等，再一次緊固連接螺栓。再緊固的位置隨隧道外徑、隧道線形、管片種類、地質(zhì)條件等而不同。(三）管片拼裝誤差及其控制盾構(gòu)糾偏應(yīng)及時連續(xù)，過大的偏斜量不能采取一次糾偏的方法，糾偏

16、時不得損壞管片，并保證后一環(huán)管片的順利拼裝。(四）楔形環(huán)的使用除盾構(gòu)沿曲線掘進必須使用楔形環(huán)外，在盾構(gòu)與管片有產(chǎn)生干涉趨勢的情況下也可使用楔形環(huán)。四、注漿控制注漿是向管片與圍巖之間的空隙注入填充漿液，向管片外壓漿的工藝，應(yīng)根據(jù)所建工程對隧道變形及地層沉降的控制要求選擇同步注漿或壁后注漿，一次壓漿或多次壓漿。 （一）注漿目的 管片拼裝完成后，隨著盾構(gòu)的推進，管片與洞體之間出現(xiàn)空隙。如不及時充填，地層應(yīng)力釋放后，會產(chǎn)生變形。其結(jié)果是發(fā)生地面沉降、鄰近建（構(gòu)）筑物沉降、變形或破壞等。注漿的主要目的就是防止地層變形，還有其他重要目的，具體如下： ( 1 )抑制隧道周邊地層松弛，防止地層變形。 ( 2

17、)及早使襯砌管片環(huán)安定，千斤頂推力平滑地向地層傳遞。作用于管片的推力平均，能減小作用于管片的應(yīng)力和管片變形，盾構(gòu)的方向控制容易。 ( 3 )形成有效的防水層。選擇題或者案例補充(二）注漿材料的性能多選題考點一般對注漿材料的性能有如下要求：( 1 )流動性好；( 2 )注入時不離析；( 3 )具有均勻的高于地層土壓的早期強度；( 4 )良好的充填性；( 5 )注入后體積收縮小；( 6 )阻水性高；( 7 )適當?shù)酿ば?，以防止從盾尾漏漿或向開挖面回流；( 8 )不污染環(huán)境。 （三）一次注漿 一次注漿分為同步注漿、即時注漿和后方注漿三種方式，要根據(jù)地質(zhì)條件、盾構(gòu)直徑、環(huán)境條件、注漿設(shè)備的維護控制、開

18、挖斷面的制約與盾尾構(gòu)造等充分研究確定。 1. 同步注漿 同步注漿是在空隙出現(xiàn)的同時進行注漿、填充空隙的方式，分為從設(shè)在盾構(gòu)的注漿管注入和從管片注漿孔注入兩種方式。前者，其注漿管安裝在盾構(gòu)外側(cè)，存在影響盾構(gòu)姿態(tài)控制的可能性，每次注入若不充分洗凈注漿管，則可能發(fā)生阻塞，但能實現(xiàn)真正意義的同步注漿。后者，管片從盾尾脫出后才能注漿，為與前者區(qū)別，可被稱作半同步注漿。2. 即時注漿一環(huán)掘進結(jié)束后從管片注漿孔注入的方式。3. 后方注漿掘進數(shù)環(huán)后從管片注漿孔注入的方式。一般盾構(gòu)直徑大，或在沖積黏性土和砂質(zhì)土中掘進，多采用同步注漿；而在自穩(wěn)性好的軟巖中，多采取后方注漿方式。(四）二次注漿二次注漿是以彌補一次注

19、漿缺陷為目的進行的注漿，具體作用如下：( 1 )補足一次注漿未充填的部分；( 2 )補充由漿體收縮引起的體積減?。? 3 )以防止周圍地層松弛范圍擴大為目的的補充。以上述（1)、(2 )為目的的二次注漿，多采用與一次注漿相同的漿液；若以（3) 為目的，多采用化學漿液。五、隧道的線形控制線形控制的主要任務(wù)是通過控制盾構(gòu)姿態(tài)，使構(gòu)建的襯砌結(jié)構(gòu)幾何中心線線形順滑，且位于偏離設(shè)計中心線的容許誤差范圍內(nèi)。2012年單選(一）掘進控制測量隨著盾構(gòu)掘進，對盾構(gòu)及襯砌的位置進行測量，以把握偏離設(shè)計中心線的程度。測量項目包括：盾構(gòu)的位置、傾角、偏轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)角及盾構(gòu)千斤頂行程、盾尾間隙和襯砌置等?；谏鲜鰷y量結(jié)果，

20、作圖畫出盾構(gòu)及襯砌與設(shè)計中心線的位置關(guān)系，直接預(yù)測下一環(huán)盾構(gòu)掘進偏差十分重要。(二）方向控制掘進過程中，主要對盾構(gòu)傾斜及其位置以及拼裝管片的位置進行控制。盾構(gòu)方向（偏轉(zhuǎn)角和傾角）修正依靠調(diào)整盾構(gòu)千斤頂使用數(shù)量進行。若遇硬地層或曲線掘進，要進行大的方向修正場合，須采用仿形刀向調(diào)整方向超挖。此時，盾尾間隙減小，管片拼裝困難，為確保盾尾間隙，必須進行方向修正。盾尾間隙大大減小的情況下，要拼裝楔形環(huán)管片，以確保盾尾間隙。盾構(gòu)轉(zhuǎn)角的修正，可采取刀盤向盾構(gòu)偏轉(zhuǎn)同一方向旋轉(zhuǎn)的方法，利用產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)反力進行修正。1K413035盾構(gòu)法施工地層變形控制措施本條以密閉式盾構(gòu)為主簡要介紹盾構(gòu)施工地層變形其控制措施。一

21、、近接施工與近接施工管理( 1 )新建盾構(gòu)隧道穿越或鄰近既有地下管線、交通設(shè)施、建（構(gòu)）筑物（以下簡稱既有結(jié)構(gòu)物）的施工被稱為近接施工。在城市中近接施工不可避免，且隨著地下空間的開發(fā)利用會日益增多。因此，盾構(gòu)施工必須考慮控制影響區(qū)域的地層變形，采取有效的既有結(jié)構(gòu)物保護措施。與明挖基坑的既有管線保護類似 ( 2 )近接施工管理： 1) 盾構(gòu)近接施工會引發(fā)地層變形，對既有結(jié)構(gòu)物會造成不同程度的有害影響；因此有必要采取系統(tǒng)性措施控制地層變形以保護既有結(jié)構(gòu)物。首先，應(yīng)詳細調(diào)查工程條件、地質(zhì)條件、環(huán)境條件（即既有結(jié)構(gòu)物現(xiàn)況與安全要求），在調(diào)查的基礎(chǔ)上進行分析與預(yù)測、制定防護措施；其次，制定專項施工方案；

22、最后，施工過程中通過監(jiān)控量測反饋指導(dǎo)施工而確保既有結(jié)構(gòu)物安全。與明挖基坑管線構(gòu)筑物調(diào)查方案相同 2）近接施工管理流程圖（了解） 3 ) 近接施工的管理措施： 監(jiān)控量測管理系統(tǒng)、監(jiān)測項目、監(jiān)測方法、監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋方法。管理措施不作為考試重點，相關(guān)的具體技術(shù)措施后面有介紹，是考試重點 二、地層變形與既有結(jié)構(gòu)物變位及變形 (一) 地層變形原因 地層變形的主要原因大致分條件因素和直接因素兩類。 （1）條件因素主要有：覆土厚度、盾構(gòu)直徑、隧道線形、襯砌背后間隙、襯砌種類等。 （2）直接原因由盾構(gòu)掘進引發(fā)，主要有開挖面失穩(wěn)、地下水位降低、推力過大、頻繁糾偏、洞體土層失穩(wěn)、盾體與洞體的摩擦力、襯砌背后產(chǎn)生間

23、隙、注漿壓力、襯砌變形、襯砌漏水等。雖然地層變形的直接原因有很多，但大體可以分為以下4類：1）地層應(yīng)力釋放產(chǎn)生的壓縮變形，導(dǎo)致地層反力降低；2）土壓增大產(chǎn)生的壓縮變形，導(dǎo)致垂直土壓增大或地層反力降低；3）附加土壓產(chǎn)生的彈塑性變形，導(dǎo)致作用土壓增大；4）伴隨土的物理性能變化產(chǎn)生的彈塑性變形以及徐變變形，導(dǎo)致地層承載能力的降低。（二）地層變形機理（1）盾構(gòu)掘進通過某一斷面的地層變形時間曲線與盾構(gòu)掘進過程中所處的位置相關(guān)。如圖1K413035-2所示，某一斷面地層變形的變形-時間曲線劃分為5個階段，各階段變形原因不同，變形機理各異。 ( 2 )某一斷面地層變形的第1 階段：發(fā)生在盾構(gòu)到達該斷面之前，

24、主要表現(xiàn)為地下水位降低產(chǎn)生固結(jié)沉降。第2 階段: 盾構(gòu)通過該斷面前，若盾構(gòu)控制土壓（泥水壓）不足或過大，則開挖面正前方土體彈塑性變形引起地層沉降或隆起。第3 階段：發(fā)生在盾構(gòu)通過該斷面時，由于超挖、糾偏、盾構(gòu)外周與周圍土體的摩擦等原因而發(fā)生地層沉降或隆起。 第4 階段;：盾構(gòu)通過該斷面后產(chǎn)生的彈塑性變形；若襯砌背后與洞體的空隙填充不及時造成地層應(yīng)力釋放，則土體的彈塑性變形引起地層沉降；若襯砌背后的填充注漿壓力過高，則附加土壓引發(fā)地層隆起。第5 階段：盾構(gòu)通過該斷面后長時間地發(fā)生后續(xù)沉降，主要由于盾構(gòu)掘進造成的地層擾動、松弛等引起，在軟弱黏性土地層中施工表現(xiàn)最為明顯，而在砂性土或密實的硬黏性土中

25、施工基本不發(fā)生。三、盾構(gòu)掘進地層變形控制措施由于盾構(gòu)掘進地層變形各階段的機理不同，因此必須有針對性地采取控制措施。(一）前期沉降控制( 1 )前期沉降控制的關(guān)鍵是保持地下水壓。( 2 )保持地下水壓措施： 1) 合理設(shè)定土壓（泥水壓）控制值并在掘進過程中保持穩(wěn)定，以平衡開挖面土壓與水壓。 2) 保持開挖面土壓（泥水壓）穩(wěn)定的前提條件：對于土壓式盾構(gòu)是泥土的塑流化改良效果，應(yīng)根據(jù)地層條件選擇適宜的改良材料與注入?yún)?shù)；而對于泥水式盾構(gòu)則是泥漿性能，應(yīng)根據(jù)地層條件選擇適宜的泥漿材料與配合比。 3) 防止地下水從刀盤主軸密封、鉸接密封、盾尾以及拼裝好的襯砌結(jié)構(gòu)滲入。為此，應(yīng)保持盾構(gòu)刀盤驅(qū)動、鉸接、盾尾

26、等部位密封完好，保證盾尾密封油質(zhì)注入壓力與注入量，管片密封與拼裝質(zhì)量滿足規(guī)范要求。 4) 土壓式盾構(gòu)在地下水位高且滲透性好的地層掘進時，采取有效的防噴涌措施，以防止地下水從螺旋輸送機涌入。 (二）開挖面前沉降（隆起）控制 ( 1 )開挖面前沉降（隆起）控制的主要措施是土壓（泥水壓）管理，真正實現(xiàn)土壓(泥水壓）平衡。 ( 2 )通常采取的措施有： 1) 合理設(shè)定土壓（泥水壓）控制值并在掘進過程中保持穩(wěn)定，以平衡開挖面土壓與水壓。 2 ) 保持開挖面土壓（泥水壓）穩(wěn)定的前提條件：同1K413035中三、（一）（2) 2) 3 ) 加強排土量控制。 4 ) 對于土壓式盾構(gòu)，必要時還應(yīng)對盾構(gòu)推力、推進

27、速度、刀盤扭矩等盾構(gòu)參數(shù)進行控制。(三）通過時沉降（隆起）控制通過時沉降（隆起）控制措施主要有2 種：( 1 )控制好盾構(gòu)姿態(tài)，避免不必要的糾偏作業(yè)。出現(xiàn)偏差時，應(yīng)本著“勤糾、少糾、適度”的原則操作。在較硬地層中掘進的場合，糾偏時或曲線掘進時需要超挖，應(yīng)合理確定超挖半徑與超挖范圍，盡可能減少超挖。(2) 土壓式盾構(gòu)在軟弱或松散地層掘進時，盾構(gòu)外周與周圍土體的黏滯阻力或摩擦力較大時，應(yīng)采取注漿減阻措施。(四）尾部空隙沉降（隆起）控制尾部空隙沉降（隆起）控制的關(guān)鍵是采用適宜的襯砌背后注漿措施，主要有：( 1 )用同步注漿方式，及時填充尾部空隙。( 2 )根據(jù)地質(zhì)條件、工程條件等因素，合理選擇單液注

28、漿或雙液注漿，正確選用注漿材料與配合比，以便拼裝好的襯砌結(jié)構(gòu)及時穩(wěn)定。( 3 )加強注漿量與注漿壓力控制。( 4 )及時進行二次注漿。 (五）后續(xù)沉降控制后續(xù)沆降主要在軟弱黏性土地層中施工時發(fā)生，主要控制措施是：( 1 )盾構(gòu)掘進、糾偏、注漿等作業(yè)時，盡可能減小對地層的擾動。( 2 )若后續(xù)沉降過大不滿足地層沉降要求，可采取向特定部位地層內(nèi)注漿的措施。四、既有結(jié)構(gòu)物保護措施（一）按實施對象劃分近接施工中既有結(jié)構(gòu)物保護措施( 1 ) 盾構(gòu)施工措施；( 2 ) 對既有結(jié)構(gòu)物采取措施;( 3 )盾構(gòu)隧道與既有結(jié)構(gòu)物之間采取措施。（三）對既有結(jié)構(gòu)物采取的措施對既有結(jié)構(gòu)物采取的措施通常有結(jié)構(gòu)物加固、下部

29、基礎(chǔ)加固及基礎(chǔ)托換三類。結(jié)構(gòu)物加固包括墻體加固、增設(shè)閉合框架加固、增加支撐等方式，以增強結(jié)構(gòu)物本身抵抗變形的能力。下部基礎(chǔ)加固有加固樁、網(wǎng)狀樁和錨桿等方法，以提高結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的抗變形能力?；A(chǔ)托換是用新的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)替換受施工影響的結(jié)構(gòu)物下部基礎(chǔ)。（四）新建隧道與既有結(jié)構(gòu)物之間采取的措施 新建隧道與既有結(jié)構(gòu)物之間采取的措施主要有三種： ( 1 )盾構(gòu)隧道周圍地層加固（如圖1K413035-3所示）； ( 2 )既有結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)地層加固； ( 3 )隔斷盾構(gòu)掘進地層應(yīng)力與變形。 1. 盾構(gòu)隧道周圍地層加固 盾構(gòu)隧道周圍地層加固的目的是提高周圍土體強度，以減小盾構(gòu)掘進時對周圍地層的擾動，使加固區(qū)以外的地層不產(chǎn)生松弛，從而保護既有結(jié)構(gòu)物。通常采用的方法有：注漿加固、高壓噴射攪拌等。 2. 既有結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)地層加固 既有結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)地層加固，是以提高結(jié)構(gòu)物地基承載力、減小結(jié)構(gòu)物地基變形為目的。通常采用的方法同樣是：注漿加固、高壓噴射攪拌等。 3. 隔斷盾構(gòu)掘進地層應(yīng)力與變形 隔斷盾構(gòu)掘進地層應(yīng)力與變形，就是在盾構(gòu)隧道與既有結(jié)構(gòu)物之間構(gòu)筑剛性好的構(gòu)造體，以隔斷地層變形對既有結(jié)構(gòu)物的影響。通常的方法就