緒論隧道施工工法

隧道施工機械主講人：漆俐西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)2012年8月現(xiàn)在是1頁\一共有140頁\編輯于星期三

常用隧道施工工法現(xiàn)在是2頁\一共有140頁\編輯于星期三淺埋暗挖法明挖法現(xiàn)在是3頁\一共有140頁\編輯于星期三礦山法盾構(gòu)法頂管法現(xiàn)在是4頁\一共有140頁\編輯于星期三巖石掘進機沉管法現(xiàn)在是5頁\一共有140頁\編輯于星期三Section1

隧道施工工法的對比序號施工方法環(huán)境場地要求優(yōu)點缺點發(fā)展方向1明挖法市郊施工場地開闊，軟巖和土體，如北京和天津地鐵進度快，工作面大，便于機械和大量勞動力投入破壞環(huán)境生態(tài)，影響交通，帶來塵土和噪聲污染1）有效井點降水系統(tǒng)；2）可靠的支撐系統(tǒng)；3）大型土方機械，混凝土攪拌及運輸機械2礦山法巖石和堅硬土體，如青島和重慶地鐵地面干擾小，造價低進度慢，勞動強度高，風(fēng)險大1）多臂鉆孔臺車，自動裝藥引爆裝置；2）光面爆破，噴錨支護，監(jiān)控數(shù)據(jù)反饋指導(dǎo)設(shè)計和施工方法3暗挖法埋深較淺對土體進行凍結(jié)、注漿、深層攪拌樁加固地基，棚管法加固，淺埋車站，如北京、哈爾濱等城市地鐵地面干擾小，造價低，便于土法上馬機械化程度低，勞動強度高，環(huán)境惡劣，風(fēng)險大1）發(fā)展可靠的淺地層地基處理技術(shù)；2）小型靈活的地下開挖機械；3）可靠的臨時支護措施和機具表1現(xiàn)在是6頁\一共有140頁\編輯于星期三序號施工方法環(huán)境場地要求優(yōu)點缺點發(fā)展方向4盾構(gòu)法和頂管法城市軟地層、深埋隧道，如上海、廣州、北京等城市地鐵地面影響小，機械化程度高，安全，工人勞動強度低，進度快機械設(shè)備復(fù)雜，價格昂貴，施工工藝繁，專業(yè)施工隊伍1）開發(fā)適用不同地質(zhì)條件，自動更換刀盤的氣壓、土壓泥水平衡盾構(gòu)和頂管，超前探測排障技術(shù)；2）鋼纖維擠壓混凝土襯砌；3）三維仿真計算機管理系統(tǒng)，管理信息化，自動化；4）自動導(dǎo)向，中途對接異型盾構(gòu)5沉管法(連續(xù)沉井)跨越江河湖海，軟地基，如廣州、寧波、上海過江隧道造價省，速度快，隧道斷面大封鎖江河水面，專門的駁運、下沉、對接的機具，水下作業(yè)，風(fēng)險大大型涵管制作及駁運技術(shù)；2）地下定位對接、防水技術(shù)6鑿巖機法（TBM）堅硬巖石地質(zhì)，如廣州地鐵速度快，機械化程度高，安全，地面無干擾造價高，使用掌握復(fù)雜，刀具易磨損1）開發(fā)國產(chǎn)高性能鑿巖機；2）改進高強合金刀具；3）完善后配套系統(tǒng)；4）超前不良地質(zhì)探測系統(tǒng)續(xù)表1Section1

隧道施工工法的對比現(xiàn)在是7頁\一共有140頁\編輯于星期三二、盾構(gòu)法隧道的基本原理、技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢現(xiàn)在是8頁\一共有140頁\編輯于星期三1788年英國人提出了在倫敦地下修建隧道橫貫泰晤士河的設(shè)想，后因豎井挖不到足夠深度而受挫；4年后Torevix決定在另一處建造橫斷泰晤士河的隧道，但當(dāng)工程掘進到最后30m時，開挖面急劇涌水，隧道被淹。1802年英國采礦工程師阿貝爾·馬蒂厄提出了修建英吉利海峽隧道的設(shè)想，計劃從英法兩岸采用一種有掩體結(jié)構(gòu)的挖掘機修筑隧道，并在海峽地下通道的中間設(shè)計一個人工島，隧道照明由油燈提供，而煙囪將提供通風(fēng)，如圖所示。2.1盾構(gòu)法隧道的起源現(xiàn)在是9頁\一共有140頁\編輯于星期三1806年，法國工程師布魯諾爾（Brunel）在倫敦從蛀蟲在船板上鉆孔并用分泌物涂在孔的四周中得到啟示，最早提出了盾構(gòu)掘進隧道的原理并注冊了專利。Brunel注冊專利的盾構(gòu)（1806年）現(xiàn)在是10頁\一共有140頁\編輯于星期三1825年，布魯諾爾第一次在倫敦泰晤士河下用一個斷面高6.8m，寬11.4m的矩形盾構(gòu)修建第一條盾構(gòu)法隧道，該隧道于1843年建成，目前為東倫敦鐵道線的一部分，目前已營運160多年。1866年，莫爾頓申請“盾構(gòu)”專利。盾構(gòu)最初稱為cell或cylinder，在莫爾頓專利中第一次使用了“盾構(gòu)”（shield）這一術(shù)語?，F(xiàn)在是11頁\一共有140頁\編輯于星期三1874年，格瑞海德開發(fā)了液體支撐隧道工作面的盾構(gòu)，通過液體流，土料以泥漿的形成排出。1869年，英國人格瑞海德首次開發(fā)了圓形盾構(gòu)，并第一次采用了鑄鐵管片。格氏圓形盾構(gòu)后來成為大多數(shù)盾構(gòu)的模型。

格瑞海德泥漿盾構(gòu)現(xiàn)在是12頁\一共有140頁\編輯于星期三1886年，格瑞海德在倫敦地下施工中首次將壓縮空氣方法與盾構(gòu)掘進相結(jié)合使用。1876年英國人荻克英森.布倫敦和姬奧基.布倫敦申請了第一個機械化盾構(gòu)專利；1896年，德國人哈姬在柏林為第一臺德國盾構(gòu)申請了專利?，F(xiàn)在是13頁\一共有140頁\編輯于星期三1964年英國人摩特、安德森等申請了泥水加壓平衡盾構(gòu)的專利；1967年第一臺用刀盤切削土體和水力出碴的泥水盾構(gòu)在日本投入使用，這臺盾構(gòu)由三菱公司制造，其直徑為3.1m。

1963年，日本SatoKogyo公司首先開發(fā)出土壓平衡盾構(gòu)。1974年第一臺土壓平衡盾構(gòu)在日本東京使用。到20世紀(jì)80年代，盾構(gòu)工法已經(jīng)得到長足發(fā)展，形成并完善了圓形斷面的各種平衡方式的盾構(gòu)工法——擠壓盾構(gòu)（網(wǎng)格盾構(gòu)）、壓氣盾構(gòu)、土壓盾構(gòu)、泥土加壓盾構(gòu)、泥水盾構(gòu)等，但以泥水盾構(gòu)和土壓盾構(gòu)工法為主?，F(xiàn)在是14頁\一共有140頁\編輯于星期三

盾構(gòu)機（ShieldMachine）（簡稱盾構(gòu)）是一種用于軟土隧道暗挖施工，具有金屬外殼，殼內(nèi)裝有整機及輔助設(shè)備，在其掩護下進行土體開挖、土碴排運、整機推進和管片安裝等作業(yè)，而使隧道一次成形的機械。盾構(gòu)是一種既能承受地層壓力、又能在地層中掘進的隧道專用工程機械，現(xiàn)代盾構(gòu)集機、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導(dǎo)向糾偏等功能。盾構(gòu)已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電隧道工程。以盾構(gòu)為核心的一整套完整的建造隧道的施工方法稱為盾構(gòu)工法（簡稱盾構(gòu)法）

，采用盾構(gòu)法修筑的隧道稱為盾構(gòu)法隧道或盾構(gòu)隧道。2.2盾構(gòu)工法的概念及優(yōu)缺點現(xiàn)在是15頁\一共有140頁\編輯于星期三優(yōu)點：（1）在盾構(gòu)支護下進行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航運、潮汐、季節(jié)、氣候等條件的影響，能較經(jīng)濟合理的保證隧道安全施工。現(xiàn)在是16頁\一共有140頁\編輯于星期三（2）盾構(gòu)的推進、出土、襯砌拼裝等可實現(xiàn)自動化、智能化和信息化，掘進速度快，勞動強度低，安全性高?，F(xiàn)在是17頁\一共有140頁\編輯于星期三（3）地面人文自然景觀受到良好保護，周圍環(huán)境不受盾構(gòu)施工干擾，在松軟地層中開挖埋深較大的長距離、大直徑盾構(gòu)隧道，在經(jīng)濟、技術(shù)、安全等方面具有優(yōu)越性?，F(xiàn)在是18頁\一共有140頁\編輯于星期三缺點：（1）盾構(gòu)機械造價昂貴，地鐵隧道用盾構(gòu)機價格在4000元～5000萬元左右，隧道較短時經(jīng)濟性較差。（4）隧道襯砌、運輸、拼裝、機械安裝等工藝復(fù)雜，同時需要設(shè)備制造、襯砌管片預(yù)制、場地布置、盾構(gòu)轉(zhuǎn)移等不同施工技術(shù)的相互配合，系統(tǒng)工程協(xié)調(diào)復(fù)雜。（2）隧道曲線半徑過小時施工較為困難。（3）隧道埋深太淺，則盾構(gòu)法施工困難很大，地表沉隆很難控制?，F(xiàn)在是19頁\一共有140頁\編輯于星期三2.3

盾構(gòu)施工工藝現(xiàn)在是20頁\一共有140頁\編輯于星期三盾構(gòu)工法的基本過程（1）在盾構(gòu)隧道的始發(fā)端和到達端各修建一個豎井；（2）盾構(gòu)機在豎井內(nèi)安裝就位；（3）依靠千斤頂推力（作用在已拼裝好的襯砌環(huán)上），將盾構(gòu)從始發(fā)豎井始發(fā)；（4）盾構(gòu)在地層中沿著設(shè)計軸線掘進，同時不斷出土和安裝管片環(huán)，并及時向盾尾空隙內(nèi)注漿，防止地層下沉；（5）盾構(gòu)進入到達豎井后拆除?，F(xiàn)在是21頁\一共有140頁\編輯于星期三豎井現(xiàn)在是22頁\一共有140頁\編輯于星期三盾構(gòu)機組裝現(xiàn)在是23頁\一共有140頁\編輯于星期三盾構(gòu)始發(fā)現(xiàn)在是24頁\一共有140頁\編輯于星期三盾構(gòu)掘進盾構(gòu)機掘進主要包含：刀盤旋轉(zhuǎn)掘削土體、渣土排出、管片拼裝、脫環(huán)及盾尾注漿等過程?，F(xiàn)在是25頁\一共有140頁\編輯于星期三盾構(gòu)到達豎井（或基坑）成都地鐵現(xiàn)在是26頁\一共有140頁\編輯于星期三西安地鐵現(xiàn)在是27頁\一共有140頁\編輯于星期三挖土運輸系統(tǒng)土壓平衡盾構(gòu)現(xiàn)在是28頁\一共有140頁\編輯于星期三挖土運輸系統(tǒng)泥水平衡盾構(gòu)現(xiàn)在是29頁\一共有140頁\編輯于星期三拼裝管片（1）：落地塊位置千斤頂回縮，拼裝落地塊盾構(gòu)推進：在保持正面壓力平衡條件下，邊推進邊出渣，頂進一環(huán)拼裝管片（4）：拼裝封頂塊拼裝管片（2）：標(biāo)準(zhǔn)塊位置千斤頂回縮，拼裝標(biāo)準(zhǔn)塊管片現(xiàn)場堆放：檢查修補破損，粘貼止水橡膠條、傳力襯墊拼裝管片（3）：鄰接塊位置千斤頂回縮，拼裝鄰接塊管片垂直運輸：用龍門架將管片裝運到電瓶車上管片水平運輸（1）：用電瓶車將管片運至盾構(gòu)機內(nèi)千斤頂頂進：千斤頂頂進一環(huán)環(huán)寬距離泥漿注入：在保持正面壓力一定的情況下，不斷注入新鮮泥漿管片水平運輸（2）：用單軌葫蘆吊沿導(dǎo)梁將管片運至工作面泥漿運輸：用泥漿排送管路將泥漿運送至泥漿處理設(shè)備,處理排放穿連接螺栓及嵌縫：將管片連成整體隧道襯砌,并做嵌縫堵漏處理.壁后注漿：用惰性或活性漿液填塞管片壁后空隙，并用以防水封堵手孔：用同色混凝土封堵手孔，防止穿孔螺栓生銹腐蝕二次緊固穿孔螺栓：將螺栓擰緊，增加隧道剛性鋪設(shè)道軌及管路：盾構(gòu)機前進同步鋪設(shè)電瓶車及機架道軌以及相應(yīng)管路二次注漿：對局部隧道滲漏點進行二次注漿防水預(yù)拌注漿漿液：在工作井附近拌制壁后注漿漿液壁后注漿漿液運輸：用管路將漿液運至注漿桶盾構(gòu)施工工藝流程圖現(xiàn)在是30頁\一共有140頁\編輯于星期三1、按照平衡開挖面的方式A、插板式B、擠壓網(wǎng)格式C、土壓平衡式D、泥水平衡式E、加泥式F、加水式2.4盾構(gòu)機的種類現(xiàn)在是31頁\一共有140頁\編輯于星期三2、按照機械化程度A、人工B、機械化C、全自動化3、按照施工過程中的運輸方式A、皮帶傳送B、泥漿泵C、手工挖小車推現(xiàn)在是32頁\一共有140頁\編輯于星期三4、按照掌子面敞開程度A、全敞口B、半敞口C、全封閉（面板式、條幅式、開口率）5、斷面形式A、單圓B、雙圓C、三圓D、矩形E、球形現(xiàn)在是33頁\一共有140頁\編輯于星期三不同敞開程度的盾構(gòu)全敞開式部分敞開式密閉式能直接看到全部掘削面狀況的形式。在掘削面與內(nèi)倉之間設(shè)有一層隔板，故無法直接觀察掘削面狀況，只能靠一些傳感器間接地掌握掘削面狀況。只能看到部分掘削面狀況的形式?，F(xiàn)在是34頁\一共有140頁\編輯于星期三全敞開式盾構(gòu)掘削面呈裸露狀態(tài)，故掘削狀態(tài)是干挖，出土效率高特點：根據(jù)機械化程度差異分三類：人工挖掘式、半機械式、機械式。適用地層：適用于掘削面自穩(wěn)性好的地層（洪積層壓實沙、沙礫、固結(jié)粉砂及粘土等），對于自穩(wěn)性差的地層（沖積層中的砂層、粉砂層及粘土層）應(yīng)輔以壓氣、降水、注漿加固等措施，以確保掘削面的穩(wěn)定?，F(xiàn)在是35頁\一共有140頁\編輯于星期三現(xiàn)在是36頁\一共有140頁\編輯于星期三部分敞開式盾構(gòu)主要指網(wǎng)格擠壓式盾構(gòu)，又稱為窗閘式盾構(gòu)。適用范圍：利用盾構(gòu)切口的網(wǎng)格將正面土體擠壓并切削為小塊，同時以切口、封板及網(wǎng)格板與土體間的摩阻力來平衡正面地層側(cè)向壓力，達到開挖面的穩(wěn)定。特征：因正面網(wǎng)格開孔出土面積較小，適宜在軟弱粘土層中施工。在局部粉砂層可以輔以局部壓氣法來穩(wěn)定正面土體。因?qū)φ嫱馏w存在擠壓擾動，較難有效地控制地表沉降，不宜在建筑物密集地方使用?，F(xiàn)在是37頁\一共有140頁\編輯于星期三上海排水隧道網(wǎng)格盾構(gòu)上海打浦路越江隧道網(wǎng)格盾構(gòu)Φ10.22m現(xiàn)在是38頁\一共有140頁\編輯于星期三密閉式盾構(gòu)泥水平衡式削土式土壓平衡式加泥式氣泡材礦物類添加材（膨潤土）樹脂材硅溶膠式。。。。?，F(xiàn)在是39頁\一共有140頁\編輯于星期三現(xiàn)在是40頁\一共有140頁\編輯于星期三現(xiàn)在是41頁\一共有140頁\編輯于星期三輻條形面板形刀盤由輻條及輻條上的刀具構(gòu)成，特點為：刀盤扭矩小，排土容易，土倉壓力可有效地作用在掘削面上。多用于土壓盾構(gòu)。刀盤由面板、刀具、槽口組成，特點為：面板直接支撐掘削面，即具有擋土功能，有利于掘削面穩(wěn)定，但粘土易粘附在面板表面，妨礙刀盤選擇，進而影響掘削質(zhì)量。泥水盾構(gòu)和土壓盾構(gòu)均可采用。2.5盾構(gòu)刀盤的正面形狀現(xiàn)在是42頁\一共有140頁\編輯于星期三輻條形現(xiàn)在是43頁\一共有140頁\編輯于星期三面板形現(xiàn)在是44頁\一共有140頁\編輯于星期三TBM(TunnelBoringMachine)又稱為隧道掘進機，主要應(yīng)用于山嶺隧道、引水隧洞等工程，盾構(gòu)機（ShieldMachine)則主要應(yīng)用于城市地鐵隧道工程，而在越江海隧道工程等場合中，兩者所指往往相同。TBM分為三類：無護盾TBM、單護盾TBM和雙護盾TBM.2.6TBM與盾構(gòu)的區(qū)別現(xiàn)在是45頁\一共有140頁\編輯于星期三

TBM與盾構(gòu)的區(qū)別有2點：一是TBM不具備平衡掌子面的功能，而盾構(gòu)則采用土壓力或泥水壓力平衡開挖面的水土壓力。二是TBM采用皮帶機出碴，而盾構(gòu)則采用螺旋輸送機出碴或采用泥漿泵通過管道出碴?，F(xiàn)在是46頁\一共有140頁\編輯于星期三2.7泥水盾構(gòu)的基本原理全敞開式盾構(gòu)的局限性：應(yīng)用于掘削面具有自立性的地層，對于自立性較差的軟弱地層，必須輔以壓氣、降水、注漿等措施，以確保掘削面的穩(wěn)定。但這些措施存在以下問題：1.當(dāng)氣壓過大時，操作人員會患高壓病，直接威脅人體健康；2.降水會引起地下水位下降，引發(fā)一系列的環(huán)境問題；3.全線注漿加固地層時，導(dǎo)致工程造價上升，而且采用有機漿液時還會使地下水遭受污染。擠壓式盾構(gòu)的局限性：適用土質(zhì)范圍較小。而且易引起地層較大的隆起或沉降。為了克服上述弊端，人們開發(fā)了泥水平衡式盾構(gòu)、土壓平衡式盾構(gòu)等密閉式盾構(gòu)工法。現(xiàn)在是47頁\一共有140頁\編輯于星期三現(xiàn)在是48頁\一共有140頁\編輯于星期三泥水平衡式盾構(gòu)就是：在刀盤后方設(shè)置一道封閉隔板，使得隔板與刀盤之間形成一個密閉的空間，即泥水艙，將水、粘土及添加劑混合制成的泥水，經(jīng)輸送管道壓入泥水艙，當(dāng)盾構(gòu)機向前推進時，推進力通過以泥水作為介質(zhì)而傳遞到掘削面的土體上，及泥水對掘削面上的土體作用有一定的壓力，該壓力稱為泥水壓力。為了維持掘削面的穩(wěn)定，通常該壓力按下式設(shè)定：泥水壓=地下水壓+土壓+預(yù)壓現(xiàn)在是49頁\一共有140頁\編輯于星期三刀盤掘削下來的土砂進入泥水艙，經(jīng)攪拌后含掘削土砂的高濃度泥水，由泥漿泵送到地表的泥水分離系統(tǒng)，進行水、土分離后，再把泥水重新壓回泥水艙，如此不斷循環(huán)地掘削、排土、推進。由于是泥水壓力使得掘削面穩(wěn)定平衡，故稱其為泥水加壓平衡式盾構(gòu)，簡稱泥水盾構(gòu)。泥水盾構(gòu)由于需要配套的泥水處理系統(tǒng)，相對于土壓盾構(gòu)而言，需要額外的占用地面資源，這對于建筑物密集的城市地鐵而言無疑是十分苛刻的，這也是為什么城市地鐵沒有大量采用泥水盾構(gòu)的主要原因之一?，F(xiàn)在是50頁\一共有140頁\編輯于星期三地面泥水處理系統(tǒng)現(xiàn)在是51頁\一共有140頁\編輯于星期三泥水的作用形成泥膜及穩(wěn)定掘削面運送掘削土砂★泥膜的形成過程由于泥水壓大于掘削地層的間隙水壓(即地下水壓)，泥水中的細粒成分及水通過地層間隙流入掘削地層。其中，細粒成分填充地層間隙，使地層的滲透系數(shù)變小。隨著時間的增加，地層間隙被細粒成分填充的越來越充分，地層的滲水系數(shù)越來越小,最后完全被填充。現(xiàn)在是52頁\一共有140頁\編輯于星期三顯然，泥膜生成后，泥水艙內(nèi)的泥水再不能進入掘削地層(即杜絕了泥水損失，保證了泥水壓力有效地作用在掘削面上)，與此同時掘削地層中的地下水也不能涌入泥水艙，這就是泥水的雙向隔離作用，保證了掘削面的穩(wěn)定，防止掘削面的變形、坍塌及地層沉降。另外，由于泥水中的粘土顆粒帶負電荷，而地層土顆粒帶正電荷，故泥水中的粘土顆粒吸附聚集在掘削面的表面，形成一層均勻的泥膜。綜上所述，形成泥膜的因素有：滲透填充因素和表面吸附聚集因素。必須具備如下一些特性：物理穩(wěn)定性好；化學(xué)穩(wěn)定性好；泥水的粒度級配、相對密度、粘度要適當(dāng)；流動性好；成膜性好?！锬嗄さ男阅芤蟋F(xiàn)在是53頁\一共有140頁\編輯于星期三泥水壓力可按下式設(shè)定：

泥水壓=地下水壓+土壓+預(yù)壓

①地下水壓砂土地層中：為孔隙水壓粘土地層中：計入土壓力中②土壓：指掘削面上的水平方向的作用土壓力。淺埋：為靜止水平土壓力，計算式如下：深埋：為根據(jù)松動土壓力計算而得的水平主動土壓力。P0=K0·γ·H

p0——靜止水平土壓力；

K0——靜止側(cè)壓力系數(shù)。Pa=Ka·pe

Pe——Terzaghi松弛土壓力Ka——主動土壓力系數(shù)現(xiàn)在是54頁\一共有140頁\編輯于星期三2.8土壓平衡式盾構(gòu)的基本原理現(xiàn)在是55頁\一共有140頁\編輯于星期三現(xiàn)在是56頁\一共有140頁\編輯于星期三土壓盾構(gòu)與泥水盾構(gòu)的差異是保持密封土艙內(nèi)的承壓介質(zhì)不同：泥水盾構(gòu)對應(yīng)的介質(zhì)為泥水；土壓盾構(gòu)對應(yīng)的介質(zhì)為泥土。但是穩(wěn)定掘削面的基本原理是一致的。土壓盾構(gòu)推進時其前端刀盤旋轉(zhuǎn)掘削地層、土體，掘削下來的土體涌入土艙，當(dāng)掘削土體充滿土艙時，由于盾構(gòu)的推進作用，致使掘削土體即對掘削面加壓。當(dāng)該加壓壓力(削土土壓)與掘削地層的土壓+水壓相等，隨后若能維持螺旋輸送機的排土量與刀盤的掘土量相等，把這種穩(wěn)定的出土狀態(tài)稱為掘削面平衡，即穩(wěn)定。泥土壓的設(shè)定方法與泥水盾構(gòu)的泥水壓的設(shè)定方法相同?，F(xiàn)在是57頁\一共有140頁\編輯于星期三要想維持排土量與掘土量相等，掘削土必須具備一定的流塑性和抗?jié)B性。有些地層的掘削土僅靠自身的塑流性和抗?jié)B性，即可滿足掘削面穩(wěn)定的要求。這種利用掘削土穩(wěn)定掘削面的盾構(gòu)稱為削土盾構(gòu)。此外，多數(shù)地層土體的塑流性、抗?jié)B性無法滿足穩(wěn)定掘削面的要求，為此須混人提高流塑性和抗?jié)B性的添加材，實現(xiàn)穩(wěn)定掘削面的目的。通常把注入添加材的掘削土(稱為泥土)盾構(gòu)稱為泥土盾構(gòu)。削土盾構(gòu)和泥土盾構(gòu)統(tǒng)稱為土壓盾構(gòu)，兩者的區(qū)別是前者不用添加材，后者使用添加材。土壓盾構(gòu)掘削面穩(wěn)定的必要條件如下：①泥土壓必須可以對抗掘削面上地層的土壓和水壓。②必須可以利用螺旋輸送機等排土機構(gòu)，調(diào)節(jié)排土量。③對必須混入添加材的土質(zhì)而言，注入的添加材必須可使泥土(混入添加材的掘削土)的塑流性和抗?jié)B性提高到滿足掘面穩(wěn)定要求的水準(zhǔn)?，F(xiàn)在是58頁\一共有140頁\編輯于星期三20世紀(jì)80年代以來，盾構(gòu)工法發(fā)展極快，代表性工程有：日本采用泥水平衡式盾構(gòu)（Φ14.14m）東京灣橫斷公路隧道，該隧道采用雙層襯砌，管片外徑為13.9m，內(nèi)徑為12.6m，厚度為65cm，內(nèi)側(cè)現(xiàn)澆35cm厚的二次襯砌。英、法兩國在匯聚了英、法、德、日、美等國先進盾構(gòu)施工技術(shù)基礎(chǔ)上，聯(lián)合建造了英吉利海峽隧道，該隧道全長48.5km，海底段長37.5km，最大埋深100m，管片襯砌承受的最大水壓為1.0MPa。2004年建成的格雷恩哈特隧道采用了當(dāng)時世界上最大的泥水盾構(gòu)（Φ14.87m

），該盾構(gòu)由法國邁通公司設(shè)計制造。。。。。。2.9盾構(gòu)技術(shù)的現(xiàn)在和發(fā)展趨勢現(xiàn)在是59頁\一共有140頁\編輯于星期三泥水、土壓盾構(gòu)工法得到全世界范圍內(nèi)的普及和推廣，技術(shù)細節(jié)不斷完善、改進和提高。特種盾構(gòu)工法相繼問世，如雙圓盾構(gòu)、三圓盾構(gòu)、矩形盾構(gòu)、馬蹄型盾構(gòu)、球體盾構(gòu)、母子盾構(gòu)、ECL盾構(gòu)等。大深度、大口徑、長距離、高速施工、高水壓等各種施工措施及方法的成功應(yīng)用。特種施工技術(shù)，如盾構(gòu)地中對接技術(shù)、隧道豎井一體化施工技術(shù)、盾構(gòu)直接進出井技術(shù)等。目前盾構(gòu)工法的發(fā)展具有以下特點：現(xiàn)在是60頁\一共有140頁\編輯于星期三2.10我國盾構(gòu)技術(shù)概況1953年，我國首次采用手掘式盾構(gòu)修建了直徑2.6m的疏水巷道。1966年，首次采用直徑10.22m網(wǎng)格擠壓盾構(gòu)，修建了第一條水底公路隧道——上海打浦路越江公路隧道工程主隧道。1986年，研制出半斷面插刀盾構(gòu)，并用于修建北京地鐵復(fù)興門折返線。1987年，研制成功了我國第一臺4.35m加泥式土壓平衡盾構(gòu)。1996年，從日本引進了直徑為11.22m泥水加壓平衡盾構(gòu)，并用于上海延安東路隧道南線工程。2004年，我國首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)地鐵盾構(gòu)“先行號”投入上海地鐵工程建設(shè)。。。。。。。。目前，我國盾構(gòu)技術(shù)主要應(yīng)用于城市地鐵隧道、越江海隧道，以及越嶺隧道和引水隧洞?，F(xiàn)在是61頁\一共有140頁\編輯于星期三在城市地鐵中的應(yīng)用：北京地鐵；上海地鐵；廣州地鐵；深圳地鐵；成都地鐵；天津地鐵；杭州地鐵；西安地鐵；在越江海隧道中的應(yīng)用：重慶主城區(qū)排水隧道：采用Φ6.6m泥水盾構(gòu)施工，已建成；南水北調(diào)穿黃工程引水隧道：采用Φ8.8.m泥水盾構(gòu)施工，在建中；南京地鐵；武漢地鐵；沈陽地鐵；。。。?！，F(xiàn)在是62頁\一共有140頁\編輯于星期三南京長江隧道（Φ14.96m泥水盾構(gòu)）：長3.8km，雙向六車道，已開工。上海崇明島隧道:隧道外徑達15.2m，長8.95km，雙向六車道廣深港高速鐵路獅子洋隧道（Φ11.2m泥水盾構(gòu),隧道內(nèi)徑9.8m，長10.9km）杭州慶春路越錢塘江公路隧道（雙向4車道，隧道外徑12m，長5.37km)。。。。。武漢長江隧道（Φ11.38m泥水盾構(gòu)）：2004年開工，為萬里長江首條越江交通隧道?，F(xiàn)在是63頁\一共有140頁\編輯于星期三雖然我國積累了豐富的盾構(gòu)隧道施工經(jīng)驗，但是由于我國制造業(yè)的發(fā)展長期滯后，目前尚未掌握盾構(gòu)機制造的核心技術(shù)，國內(nèi)的盾構(gòu)機市場長期被德國、日本等盾構(gòu)機生產(chǎn)廠商占據(jù)，這與我國大規(guī)模的土木工程建設(shè)是極不相稱的，這也是我國盾構(gòu)發(fā)展的一大遺憾!現(xiàn)在是64頁\一共有140頁\編輯于星期三三、盾構(gòu)機安全操作事項及常見問題分析現(xiàn)在是65頁\一共有140頁\編輯于星期三安全事項都是為了認識和避免危險狀況的發(fā)生，適用于人員的安全和設(shè)備的保護，任何和盾構(gòu)操作有關(guān)的人員應(yīng)嚴(yán)格遵守！3.1盾構(gòu)機安全操作事項安全事項對操作者的要求安全保障設(shè)備危險區(qū)域現(xiàn)在是66頁\一共有140頁\編輯于星期三對操作者的要求操作者必須有較強的責(zé)任心；經(jīng)過安全知識培訓(xùn)；遵守安全規(guī)定；現(xiàn)在是67頁\一共有140頁\編輯于星期三安全保障設(shè)備 緊急狀態(tài)停止按鈕警示燈、警報器緊急照明防火設(shè)備氣體測定聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)在是68頁\一共有140頁\編輯于星期三危險區(qū)域土倉人員艙管片吊運、安裝區(qū)域碴土運輸區(qū)域液壓高壓作業(yè)區(qū)高電壓區(qū)域現(xiàn)在是69頁\一共有140頁\編輯于星期三3.2盾構(gòu)進、出洞常見問題盾構(gòu)后靠支撐位移及變形盾構(gòu)基座變形常見施工質(zhì)量通病有：鑿除封門時產(chǎn)生涌土盾構(gòu)出洞段（出豎井）軸線偏離設(shè)計盾構(gòu)進洞時（進豎井）姿態(tài)突變盾構(gòu)進、出洞時洞口土體大量流失現(xiàn)在是70頁\一共有140頁\編輯于星期三原因分析：洞口土體加固質(zhì)量不好，強度未到達設(shè)計或施工要求而產(chǎn)生塌方，或者加固不均勻，隔水效果差，造成漏水、漏泥現(xiàn)象。在鑿除洞門混凝土或拔出洞門鋼板樁后，盾構(gòu)面板為及時靠上土體，使正面土體失去支撐，造成塌方；洞門密封失效，造成水土流失；到達豎井時土壓力未及時下調(diào)，致使洞門裝置破壞，洞外土體踏入井內(nèi)。。。。。洞口土體大量流失將會造成豎井外側(cè)地表大量沉降，甚至造成事故?，F(xiàn)在是71頁\一共有140頁\編輯于星期三3.3土壓盾構(gòu)掘進常見問題正面阻力過大可能會造成推進困難和地面隆起變形原因分析：刀盤進土開口率偏低，進土不暢。正面地層土質(zhì)發(fā)生變化刀盤正面遭遇較大塊狀的障礙物推進千斤頂漏油。。。?！，F(xiàn)在是72頁\一共有140頁\編輯于星期三平衡壓力過量波動開挖面平衡土壓力與理論壓力值或設(shè)定壓力值發(fā)生較大的偏差。原因分析：推進速度與螺旋出土器排土速度不匹配在砂土地層中，螺旋出土器摩阻力大或形成土塞而被堵住，使得出土不暢，引起開挖面平衡壓力急劇上升盾構(gòu)后退，使得平衡土壓力下降土壓力傳感器故障。。。?！，F(xiàn)在是73頁\一共有140頁\編輯于星期三螺旋出土器出土不暢螺旋出土器內(nèi)形成阻塞，負荷增大，甚至不能出土。原因分析：盾構(gòu)開挖面平衡壓力過低，無法在螺旋機內(nèi)形成足夠的壓力，從而不能正常出土；在砂土地層或強度較高的黏性地層中，土與螺旋出土器間摩阻力大，使得電機負荷增大，造成出土困難；掘削土流塑性不高，進入螺旋出土器困難；大塊的漂石、礫石進入螺旋出土器，卡住螺桿；。。。?！，F(xiàn)在是74頁\一共有140頁\編輯于星期三3.4泥水盾構(gòu)掘進常見問題平衡壓力過量波動開挖面平衡泥水平衡壓力與理論壓力值或設(shè)定壓力值發(fā)生較大的偏差。排泥管堵塞，排泥不暢，導(dǎo)致開挖面泥水壓力陡然上升泥水系統(tǒng)的各項施工參數(shù)設(shè)定不合理，泥水循環(huán)不能維持動態(tài)平衡管片拼裝時的盾構(gòu)后退、拆接泵管等也可使平衡土壓力下降。。。。。原因分析：現(xiàn)在是75頁\一共有140頁\編輯于星期三施工過程中地面冒漿在泥水平衡盾構(gòu)施工過程中，盾構(gòu)切口前方地表出現(xiàn)冒漿。原因分析：盾構(gòu)穿越地層的地質(zhì)條件發(fā)生突變盾構(gòu)隧道覆土過淺開挖面泥水壓力設(shè)定值過高泥水性能指標(biāo)與地層不匹配同步注漿壓力過高，引起地表冒漿。。。?！，F(xiàn)在是76頁\一共有140頁\編輯于星期三3.5壁后注漿中的常見問題沿隧道軸線地層變形量過大地層變形過大會引起地面建筑物和地下管線損壞。原因分析：盾構(gòu)掘進后不能同步地進行注漿漿液質(zhì)量不好，強度達不到要求，沒有起到支護作用注漿過程不均勻，注漿壓力時大時小、注漿量時多時少，甚至不注漿，造成對土體結(jié)構(gòu)的擾動破壞，使地表沉降過大。。。?！，F(xiàn)在是77頁\一共有140頁\編輯于星期三3.6管片拼裝常見問題管片碎裂指管片在拼裝過程中產(chǎn)生裂縫甚至斷裂現(xiàn)象。原因分析：管片環(huán)面不平整、管片環(huán)上翹下翻等，使得后拼管片在千斤頂反力作用下受力極不均勻，容易造成管片表明裂縫，甚至頂斷管片；管片拼裝時相互位置錯動，管片間沒有形成面接觸，盾構(gòu)推進時在接觸點產(chǎn)生應(yīng)力集中而產(chǎn)生角碎裂；鄰接塊開口量不夠，在插入封頂塊時間隙偏小，若強行插入容易導(dǎo)致封頂塊或鄰接塊管片受擠壓而角崩落或開裂。。。。?，F(xiàn)在是78頁\一共有140頁\編輯于星期三四、《盾構(gòu)掘進隧道工程施工及驗收規(guī)范》主要技術(shù)內(nèi)容現(xiàn)在是79頁\一共有140頁\編輯于星期三4.1總則1.0.1為了加強盾構(gòu)掘進隧道工程施工管理，確保施工過程的工程安全、環(huán)境安全和工程質(zhì)量，特制定本規(guī)范，以統(tǒng)一盾構(gòu)隧道工程的施工技術(shù)和質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)。1.0.2本規(guī)范適用于采用盾構(gòu)掘進施工、預(yù)制管片拼裝隧道結(jié)構(gòu)的施工及驗收。1.0.3本規(guī)范所指的盾構(gòu)包括土壓平衡、泥水平衡等各種預(yù)制管片成型隧道的盾構(gòu)。1.0.4盾構(gòu)掘進隧道工程的承包合同和工程技術(shù)文件對施工和質(zhì)量要求不得低于本規(guī)范的規(guī)定。1.0.5盾構(gòu)掘進隧道工程施工期間，應(yīng)對鄰近建（構(gòu)）筑物、地下管網(wǎng)等進行監(jiān)測，對重要或有特殊保護要求的建筑物，應(yīng)根據(jù)需要采取必要的技術(shù)措施，以保證施工安全。1.0.6盾構(gòu)掘進隧道工程的施工和質(zhì)量驗收除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定?，F(xiàn)在是80頁\一共有140頁\編輯于星期三4.2術(shù)語盾構(gòu)（shield）：盾構(gòu)是在鋼殼體保護下掘進隧道的一種設(shè)備，按掘進方式分為人工、半機械和機械化形式。目前機械化盾構(gòu)發(fā)展較快，應(yīng)用較多，它由刀盤、刀具旋轉(zhuǎn)切割地層，采用螺旋輸送機或泥水管道運送碴土，在殼體內(nèi)拼裝預(yù)制管片，依靠液壓千斤頂推進，形成掘進隧道的機電一體化高科技設(shè)備。盾構(gòu)工作井（shieldworkshaft）系盾構(gòu)組裝、拆卸、吊運管片和出碴土等使用的工作井，包括盾構(gòu)始發(fā)工作井、盾構(gòu)接收工作井、中間井。盾構(gòu)始發(fā)（shieldlanuching）系指盾構(gòu)由始發(fā)井開始的施工。盾構(gòu)接收（shieldarrival）系指盾構(gòu)到達接收井的施工。管片（segment）隧道襯砌環(huán)的基本單元，管片的類型有鋼筋混凝土管片、鋼纖維混凝土管片、鋼管片、鑄鐵管片、復(fù)合管片等。現(xiàn)在是81頁\一共有140頁\編輯于星期三防水密封條（sealinggasket）用于管片之間保證隧道防水的密封材料。壁后注漿（backfilling）用漿液填充襯砌管片與土體之間空隙的施工方法。調(diào)頭（turn-over）系指盾構(gòu)施工完一條隧道到達豎井后調(diào)轉(zhuǎn)掘進另一條隧道的過程。過站（station-crossing）盾構(gòu)通過地鐵車站的方法，一般是利用專用設(shè)備把盾構(gòu)拖拉或頂推通過車站的過程；當(dāng)無條件先建車站時，盾構(gòu)隧道先施工后拆除襯砌管片再施工車站的過程。小半徑曲線（curveinsmallradius）地鐵隧道曲線半徑300m以下、其它隧道40D以下的曲線。大坡度（biggradient）系指30‰以上坡度段。現(xiàn)在是82頁\一共有140頁\編輯于星期三4.3施工準(zhǔn)備前期調(diào)查工程地質(zhì)及水文地質(zhì)調(diào)查地下管線和地下構(gòu)筑物調(diào)查地表地貌及建（構(gòu)）筑物調(diào)查環(huán)境保護要求調(diào)查設(shè)備、設(shè)施準(zhǔn)備盾構(gòu)選型及配套設(shè)施盾構(gòu)始發(fā)、接收井內(nèi)設(shè)施的準(zhǔn)備作業(yè)準(zhǔn)備工作豎井施工工作豎井洞門外土體加固現(xiàn)在是83頁\一共有140頁\編輯于星期三4.4盾構(gòu)施工一般規(guī)定盾構(gòu)施工時必須做到：盾構(gòu)掘進中必須確保開挖面土體穩(wěn)定；土壓平衡盾構(gòu)掘進速度應(yīng)與進出土量、開挖面土壓值及同步注漿等相協(xié)調(diào)；泥水平衡盾構(gòu)掘進速度應(yīng)與進排漿流量、開挖面泥水壓力、進排泥漿、泥土量及同步注漿等相協(xié)調(diào)；當(dāng)盾構(gòu)停機時間較長時，必須有防止開挖面壓力降低的技術(shù)措施，維持開挖面穩(wěn)定；盾構(gòu)掘進中應(yīng)嚴(yán)格控制隧道軸線，發(fā)現(xiàn)偏離應(yīng)逐步糾正，使其在允許值范圍內(nèi)?，F(xiàn)在是84頁\一共有140頁\編輯于星期三盾構(gòu)前方發(fā)生坍塌或遇有障礙；盾構(gòu)自轉(zhuǎn)角度過大；盾構(gòu)位置偏離過大；盾構(gòu)推力與預(yù)計值相差較大時；管片發(fā)生開裂或注漿發(fā)生故障無法注漿時；盾構(gòu)掘進扭矩發(fā)生較大波動時。盾構(gòu)掘進遇到施工偏差過大、設(shè)備故障、意外的地質(zhì)變化等情況時，必須暫停施工，經(jīng)處理后再繼續(xù)，這些情況包括：現(xiàn)在是85頁\一共有140頁\編輯于星期三盾構(gòu)機的現(xiàn)場驗收盾構(gòu)主機切削刀盤管片拼裝機螺旋輸送機皮帶運輸機泥水輸送系統(tǒng)驗收內(nèi)容包括：盾構(gòu)始發(fā)盾構(gòu)始發(fā)前，對洞口經(jīng)改良后的土體作質(zhì)量檢查；制定洞口圍護結(jié)構(gòu)拆除方案，保證始發(fā)安全。盾構(gòu)始發(fā)時必須做好盾構(gòu)的防旋轉(zhuǎn)和基座穩(wěn)定措施，并對盾構(gòu)姿態(tài)作復(fù)核、檢查。在始發(fā)階段應(yīng)控制盾構(gòu)推進的初始推力。初始推進過程中，必須始終進行監(jiān)測并對監(jiān)測資料反饋分析，不斷調(diào)整盾構(gòu)掘進施工參數(shù)?，F(xiàn)在是86頁\一共有140頁\編輯于星期三盾構(gòu)施工過程必須做到注漿與掘進的同步進行，及時根據(jù)信息反饋情況調(diào)整注漿參數(shù)。施工過程中，嚴(yán)禁出現(xiàn)盾構(gòu)姿態(tài)突變，同時應(yīng)盡早進行“蛇行”修正。為了保持開挖面的穩(wěn)定性，要根據(jù)地層條件適當(dāng)注入添加劑，確保碴土的流動性和止水性，同時要慎重進行壓力倉壓力和排土量的管理。土壓平衡盾構(gòu)的掘進施工中必須設(shè)專人對泥水性能進行監(jiān)控，根據(jù)泥漿性能參數(shù)設(shè)置指令進行泥水參數(shù)管理。應(yīng)嚴(yán)格進行開挖面泥漿壓力和開挖土量的管理，確保開挖面的穩(wěn)定。盾構(gòu)暫停施工時，應(yīng)根據(jù)施工情況制定專項措施。分離裝置應(yīng)適合開挖土砂粒度要求，進行碴土與泥漿、水的分離，并應(yīng)盡量使分離出來的泥漿和水經(jīng)過處理，循環(huán)到開挖面再利用。泥水平衡盾構(gòu)的掘進現(xiàn)在是87頁\一共有140頁\編輯于星期三盾構(gòu)糾偏當(dāng)盾構(gòu)軸線偏離設(shè)計位置時，必須進行糾偏。實施盾構(gòu)糾偏不得損壞已安裝的管片，并保證新一環(huán)管片的順利拼裝。實施盾構(gòu)糾偏必須防止盾尾漏漿而增大地面變形。盾構(gòu)到達盾構(gòu)到達前100m，必須對盾構(gòu)軸線進行測量、調(diào)整。盾構(gòu)切口離到達接收井距離小于10m時，必須控制盾構(gòu)推進速度、開挖面壓力、排土量，以減小洞口地表變形。當(dāng)盾構(gòu)全部進入接收井內(nèi)基座上后，應(yīng)及時做好管片與洞圈間的密封；刀具更換刀具磨損達到一定程度或由于地質(zhì)變化時，必須進行刀具更換，宜分期分批進行。更換作業(yè)盡量選擇在中間豎井或地質(zhì)條件較好、地層較穩(wěn)定的地段進行。如在較差的地層換刀時，必須采用帶壓更換或?qū)Φ貙舆M行預(yù)加固等措施，確保開挖面的穩(wěn)定?，F(xiàn)在是88頁\一共有140頁\編輯于星期三4.5壁后注漿為控制地層變形，盾構(gòu)掘進過程中必須對成環(huán)管片與土體之間的建筑空隙進行充填注漿。充填注漿分為同步注漿、即時注漿和二次補強注漿，可根據(jù)工程地質(zhì)、地表沉降情況和環(huán)境要求選擇其中一種或多種并用。壁后注漿過程中必須采取措施減少注漿施工對周圍環(huán)境的影響。一般規(guī)定注漿作業(yè)應(yīng)按規(guī)定連續(xù)進行，不得中途停止，并按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)結(jié)束。注漿施工時，要時刻觀察壓力及流量變化，并及時調(diào)整施工參數(shù)。注漿結(jié)束后應(yīng)及時清洗注漿設(shè)備和管路。注漿作業(yè)現(xiàn)在是89頁\一共有140頁\編輯于星期三注漿材料和施工參數(shù)應(yīng)符合要求。施工過程中必須對注漿量、注漿壓力、注漿時間、注漿部位等參數(shù)進行記錄并保存為注漿盾量控制提供依據(jù)。注漿質(zhì)量控制注漿壓力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、注漿方式、管片強度、設(shè)備性能、漿液特性和隧道埋深綜合因素確定。同步注漿或即時注漿的注漿量，根據(jù)地層條件、施工狀態(tài)和環(huán)境要求，其充填系數(shù)一般取1.30～2.50。同步注漿的注漿速度應(yīng)根據(jù)注漿量和掘進速度確定。當(dāng)管片拼裝成型后，根據(jù)隧道穩(wěn)定、周邊環(huán)境保護要求可進行二次補強注漿，二次補強注漿的注漿量和注漿速度應(yīng)根據(jù)同步注漿或即時注漿效果確定。注漿參數(shù)的選擇現(xiàn)在是90頁\一共有140頁\編輯于星期三4.6隧道防水施工前應(yīng)注意采用水膨脹橡膠防水材料時，運輸和存放時須采取防潮措施，并設(shè)專門庫房存放。管片防水密封條粘貼后，在運輸、堆放、拼裝前應(yīng)有防雨、防潮措施，拼裝時應(yīng)逐塊檢查防水密封條（包括傳力襯墊材料）確保完整、位置正確。管片采用嵌縫防水材料，槽縫應(yīng)清洗干凈，使用專用臺架和工具填塞平整密實。盾構(gòu)隧道防水以管片自防水為基礎(chǔ)，以接縫防水為重點，輔以對特殊部位的防水處理，形成一套完整的防水體系。盾構(gòu)隧道防水應(yīng)注意和隧道防腐一并考慮。盾構(gòu)隧道防水應(yīng)滿足環(huán)境保護的要求。一般規(guī)定接縫防水現(xiàn)在是91頁\一共有140頁\編輯于星期三盾構(gòu)施工過程如采用注漿孔進行注漿時，注漿結(jié)束后要對注漿孔進行密封防水處理。盾構(gòu)隧道與工作井現(xiàn)澆混凝土施工縫宜采用緩膨型遇水膨脹止水條，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計施作，確保其密封止水效果。盾構(gòu)隧道與聯(lián)絡(luò)通道、取排水口等附屬構(gòu)筑物的接縫防水按設(shè)計要求選擇防水材料和施工方法。特殊部位的防水現(xiàn)在是92頁\一共有140頁\編輯于星期三4.7隧道施工運輸水平運輸宜采用軌道運輸。長距離掘進時，宜每隔500m設(shè)置會車道或轉(zhuǎn)轍裝置。車輛配置應(yīng)滿足出碴、進料及掘進進度的要求。水平運輸垂直運輸方式應(yīng)根據(jù)豎井深度、盾構(gòu)施工速度等因素綜合考慮。提升設(shè)備的提升能力應(yīng)滿足出碴、進料的需要。垂直運輸可根據(jù)安全需要采用穩(wěn)定設(shè)施。排送泥土、泥漿泵的參數(shù)及管道尺寸應(yīng)滿足出碴和掘進進度的要求。長距離掘進時，應(yīng)每隔500m設(shè)置水平輸送接力設(shè)備。垂直運輸管道運輸現(xiàn)在是93頁\一共有140頁\編輯于星期三4.8盾構(gòu)成型隧道驗收主控項目1鋼筋混凝土管片結(jié)構(gòu)抗壓強度、抗?jié)B壓力應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。檢查數(shù)量：全數(shù)檢查。檢驗方法：檢查試驗驗報告。2結(jié)構(gòu)表面無裂縫、缺棱、掉角，管片接縫符合設(shè)計要求。檢查數(shù)量：全數(shù)檢查檢驗方法：觀察檢查；檢查施工日志。3隧道防水施工、防水效果符合設(shè)計要求。檢查數(shù)量：逐環(huán)檢查。檢驗方法：觀察檢查；檢查施工日志。4襯砌結(jié)構(gòu)不得侵入建筑限界。檢查數(shù)量：逐環(huán)檢查。檢驗方法：經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀測量?，F(xiàn)在是94頁\一共有140頁\編輯于星期三成型隧道其允許偏差值應(yīng)符合下表的規(guī)定。序號項目允許偏差（mm）檢驗方法檢查頻率地鐵隧道公路隧道水工隧道1襯砌環(huán)直徑橢圓度±5‰D±6‰D±8‰D尺量后計算4點/環(huán)2隧道圓環(huán)平面位置±100±120±140用經(jīng)緯儀測中線1點/環(huán)3隧道圓環(huán)高程±100±120±140用水準(zhǔn)儀測高程1點/環(huán)4相鄰管片的徑向錯臺101215用尺量4點/環(huán)5相鄰管片環(huán)向錯臺151720用尺量1點/環(huán)注：D指隧道的外直徑，單位:mm。一般項目成型隧道允許偏差現(xiàn)在是95頁\一共有140頁\編輯于星期三四、盾構(gòu)隧道測量及信息化施工現(xiàn)在是96頁\一共有140頁\編輯于星期三4.1盾構(gòu)隧道施工測量盾構(gòu)施工測量是指導(dǎo)盾構(gòu)掘進和管片拼裝符合設(shè)計要求而進行的測量工作，其主要內(nèi)容包括：地面控制測量豎井聯(lián)系測量盾構(gòu)施工平面控制網(wǎng)一般分兩級布設(shè)，首級為GPS控制網(wǎng)、二級為精密導(dǎo)線網(wǎng)；盾構(gòu)施工高程控制網(wǎng)可采用精密水準(zhǔn)等測量方法一次布設(shè)全面網(wǎng)；在盾構(gòu)始發(fā)井和接收井間必須建立統(tǒng)一的施工控制測量系統(tǒng)，。。。。。。地面近井導(dǎo)線測量、近井高程測量；豎井定向測量和導(dǎo)入高程測量；地下近井導(dǎo)線和近進高程測量。現(xiàn)在是97頁\一共有140頁\編輯于星期三地下控制測量地下施工導(dǎo)線測量施工控制導(dǎo)線測量地下施工水準(zhǔn)測量施工控制水準(zhǔn)測量掘進施工測量名稱單位取位精度橫向偏差mm1高程偏差mm1坡度‰1‰橫向角′1′切口里程m0.01盾構(gòu)姿態(tài)測量測量內(nèi)容及取位要求現(xiàn)在是98頁\一共有140頁\編輯于星期三竣工測量管片姿態(tài)測量盾構(gòu)姿態(tài)測量的同時，應(yīng)進行管片姿態(tài)測量。管片位置測量應(yīng)在其脫離盾尾前、后分別進行。測量內(nèi)容應(yīng)包括管片中心、底部高程，水平直徑、垂直直徑和前沿里程。貫通測量隧道的縱、橫向貫通誤差方位角和高程貫通誤差隧道橫向偏差值高程偏差值水平直徑、豎直直徑、橢圓度及縱、橫斷面測量現(xiàn)在是99頁\一共有140頁\編輯于星期三4.2信息化施工與智能管理盾構(gòu)施工監(jiān)控盾構(gòu)施工監(jiān)控系統(tǒng)是以計算機和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為基礎(chǔ)，配以傳感器、儀器儀表和控制設(shè)備的實時遠程計算機系統(tǒng)。泥水平衡壓力或土倉平衡壓力監(jiān)控泥水輸送或出土控制掘進監(jiān)控（刀盤狀態(tài)，盾構(gòu)機姿態(tài)，推進參數(shù)，管片拼裝，盾尾注漿等）數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)設(shè)定等功能。。。?！，F(xiàn)在是100頁\一共有140頁\編輯于星期三HK盾構(gòu)機操作室NFM盾構(gòu)機操作室小松盾構(gòu)機操作室盾構(gòu)機操作室外觀現(xiàn)在是101頁\一共有140頁\編輯于星期三智能化輔助決策即根據(jù)大量實測數(shù)據(jù)，借助計算機回歸總結(jié)出一系列施工經(jīng)驗及經(jīng)驗公式，并利用實時施工數(shù)據(jù)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法預(yù)測地面沉降和提出相應(yīng)的施工參數(shù)匹配方案，使其以一個準(zhǔn)專家水準(zhǔn)處理盾構(gòu)隧道的施工問題。根據(jù)施工經(jīng)驗、經(jīng)典公式計算并繪制斷面橫、縱向沉降曲線（靜態(tài)）利用施工參數(shù)實時修正經(jīng)驗公式，演繹地面沉降規(guī)律，或者運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實時預(yù)測地面沉降（動態(tài)）實時施工參數(shù)最佳匹配采用模糊自適應(yīng)方案，提高軸線控制精度。。。。。功能：現(xiàn)在是102頁\一共有140頁\編輯于星期三智能管理即基于分布式數(shù)據(jù)庫、遠程信息傳輸和人工智能分析等技術(shù)，對多個工地同時進行施工的盾構(gòu)隧道工程進行全面有效的管理和技術(shù)支持?，F(xiàn)在是103頁\一共有140頁\編輯于星期三功能：同步實施多個項目的管理盾構(gòu)施工參數(shù)監(jiān)控隧道質(zhì)量監(jiān)控地面沉降監(jiān)控盾構(gòu)運行狀態(tài)監(jiān)控工程進度監(jiān)控。。。。?，F(xiàn)在是104頁\一共有140頁\編輯于星期三五、地層移動的預(yù)測與防治現(xiàn)在是105頁\一共有140頁\編輯于星期三盾構(gòu)施工還是會不可避免地引起地層的擾動，引起地層變形及地面沉降，特別是在軟土盾構(gòu)隧道中尤甚。擾動導(dǎo)致的土體強度和壓縮模量的降低將引起長時間內(nèi)的固結(jié)和次固結(jié)沉降。當(dāng)?shù)貙幼冃纬^一定范圍時，就會危及臨近建筑物和地下管網(wǎng)的安全，引起一系列的環(huán)境巖土問題。5.1問題的提出第一個目的即是要事先預(yù)測盾構(gòu)施工對施工環(huán)境和臨近已建建筑的影響，并且提出滿足周圍環(huán)境和已建建筑要求的施工措施。而第二個目的是在現(xiàn)場對盾構(gòu)施工過程進行監(jiān)控，并依據(jù)監(jiān)測結(jié)果判斷施工措施是否合理，調(diào)整施工措施，提高工程質(zhì)量。了解并掌握盾構(gòu)施工對周圍環(huán)境的影響主要有兩個目的：預(yù)先掌握盾構(gòu)施工對臨近建筑物的影響，以采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧└鶕?jù)動態(tài)觀測結(jié)果判斷施工的優(yōu)劣，并改進施工方法現(xiàn)在是106頁\一共有140頁\編輯于星期三5.2引起地層移動的因素盾構(gòu)掘進時，如果出土速度過快而推進速度跟不上，開挖面土體則可能出現(xiàn)松動和崩塌，破壞了原來地層應(yīng)力平衡狀態(tài)，導(dǎo)致地層沉降或隆起；盾構(gòu)機的后退也可能使開挖面塌落和松動引起地層損失而產(chǎn)生地表沉降。綜合國內(nèi)外若干成功經(jīng)驗，可認為造成地表沉降的主要原因是盾構(gòu)法施工過程中產(chǎn)生的地層損失引起地層移動。具體來說引起地層變位的有以下方面的因素。開挖面土體的移動現(xiàn)在是107頁\一共有140頁\編輯于星期三盾構(gòu)推進方向的改變、盾尾糾偏、仰頭推進、曲線推進都會使實際開挖面形狀偏大于設(shè)計開挖面，而引起地層損失。盾殼與地層間的摩擦和剪切作用土體擠入盾尾空隙刀盤超挖及盾殼楔形量的存在在水土荷載的作用下隧道襯砌產(chǎn)生變形現(xiàn)在是108頁\一共有140頁\編輯于星期三

綜合多年來的實踐經(jīng)驗可以得出：盾構(gòu)推進引起的地層移動因素有盾構(gòu)直徑、埋深、土質(zhì)、盾構(gòu)施工情況等，其中隧道線形、盾構(gòu)外徑、埋深等設(shè)計條件和土的強度、變性特性、地下水位分布等地質(zhì)條件，屬于客觀因素；而盾構(gòu)的形式、輔助施工方法、襯砌壁后注漿、施工管理等情況，則屬于主觀因素。用降水疏干措施時，土體有效應(yīng)力增加，引起土體固結(jié)變形土體受盾構(gòu)施工擾動后產(chǎn)生次固結(jié)沉降這種次固結(jié)沉降持續(xù)往往要幾年，在軟土中十分突出，它所占的沉降量的比例甚至高達35％以上?，F(xiàn)在是109頁\一共有140頁\編輯于星期三5.3地層移動發(fā)展階段根據(jù)對地層的大量實測資料的分析表明，按地層沉降變化曲線的情況，大致可分為5個階段，盾構(gòu)通過時的地面變形；盾構(gòu)通過后的瞬時地面變形；地表后期固結(jié)變形。盾構(gòu)到達前的地面變形；盾構(gòu)到達時的地面變形；現(xiàn)在是110頁\一共有140頁\編輯于星期三第I階段：盾構(gòu)到達前的變形：它是指在盾構(gòu)推進前方的土體滑裂面以外產(chǎn)生的沉降。早期沉降量較小，不是所有的盾構(gòu)施工都會發(fā)生的，所以一般不被人們察覺。根據(jù)部分實測資料分析可以斷定這部分沉降是由于固結(jié)沉降引起的，其中包括盾構(gòu)施工引起的地下水（或孔隙氺）下降，而且與盾構(gòu)掘進控制本身無關(guān)。現(xiàn)在是111頁\一共有140頁\編輯于星期三第II階段：盾構(gòu)到達時的地面變形在開挖面靠近觀測點并到達觀測點正下方這個過程中所產(chǎn)生的沉降或隆起現(xiàn)象。這是由于盾構(gòu)機的正面土壓力偏小或者過大等導(dǎo)致開挖面土壓失衡、開挖面壓力又與盾構(gòu)機的推進速度和出土量等施工參數(shù)密切相關(guān)。當(dāng)盾構(gòu)機的正面土壓力等于開挖面靜止土壓力時，掘進對土體的影響最?。划?dāng)盾構(gòu)機推力不足，其正面土壓力小于開挖面的靜止土壓力時，開挖面土體下沉；當(dāng)盾構(gòu)機推力過大則會引起開挖面土體隆起。第III階段：盾構(gòu)通過時的地面變形指從盾構(gòu)機開挖面達到觀測點到盾構(gòu)機尾部通過觀測點這一過程中所產(chǎn)生的沉降。這個沉降主要是由于盾構(gòu)機的通過破壞了原來的土體狀況，造成土體的擾動所致。引起該變形的原因包括：刀盤超挖、盾殼楔形量、曲線推進、盾殼剪切摩擦作用等。現(xiàn)在是112頁\一共有140頁\編輯于星期三第IV階段：盾尾通過后的地面變形指盾構(gòu)機尾部通過觀測點正下方時產(chǎn)生的沉降。由于盾尾通過時會產(chǎn)生一個盾尾間隙，這個盾尾間隙的上方及周圍土體應(yīng)力釋放引發(fā)了彈塑性變形。目前通過盾尾同步注漿使?jié){液有效地填充在該盾尾建筑空隙中從而可以部分減少地層損失，也減少了盾尾通過時的地層變形。引起該變形的另外一個因素是管片結(jié)構(gòu)在水土荷載作用下的變形。第V階段：地層后期固結(jié)變形由于盾構(gòu)通過時對地基土產(chǎn)生了擾動，再加上上面的各種殘余影響，在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，地基將繼續(xù)發(fā)生固結(jié)沉降和蠕變沉降?，F(xiàn)在是113頁\一共有140頁\編輯于星期三5.4地層移動形態(tài)特征橫斷面內(nèi)的特征盾構(gòu)隧道通過后，在地表形成一沉降槽，其形態(tài)具有正態(tài)分布特征。三維分布：分布形態(tài)及范圍大小與盾構(gòu)施工引起的地層損失、隧道所在土層的性質(zhì)、隧道埋深、隧道半徑等多種因素有關(guān)

在粘性地層中，盾構(gòu)周圍的土體如同一塊土體一樣是逐漸變形的，因而沉降在數(shù)直方向上的擴展速度是均勻的；而在砂性地層中，盾構(gòu)周圍的土體卻是局部而又斷續(xù)地塌落，因而沉降的擴展是突變的?，F(xiàn)在是114頁\一共有140頁\編輯于星期三5.5地表沉降的預(yù)測公式Peck(1969)在當(dāng)時大量隧道開挖引起的地表沉降實測資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地提出了地層損失的概念和估算隧道開挖引起地表下沉的實用方法，即Peck公式。此后，Peck本人及其他不少學(xué)者和工程技術(shù)人員針對Peck公式做了大量工作，使之成為目前應(yīng)用最為廣泛的預(yù)測隧道施工地表沉降的方法。Peck認為，在不排水條件下，隧道開挖引起地表沉降槽的體積應(yīng)該等于地層損失的體積，并假定地層損失在隧道長度上均勻分布，且地面沉降的橫向分布近似為正態(tài)分布曲線，提出了地表沉降分布的預(yù)測公式?，F(xiàn)在是115頁\一共有140頁\編輯于星期三其中：S(x)--距離隧道軸線為x處地表沉降值；Vi--施工引起的隧道單位長度上的地層損失；Smax-隧道軸線處地表最大沉降量；i--地表沉降槽寬度系數(shù)；Z-地面到盾構(gòu)隧道中心深度；Φ-土的內(nèi)摩擦角?，F(xiàn)在是116頁\一共有140頁\編輯于星期三六、特殊地段及特殊地質(zhì)條件下盾構(gòu)法施工現(xiàn)在是117頁\一共有140頁\編輯于星期三覆土厚度小于盾構(gòu)直徑D的淺覆土層；曲線半徑小于40D的小半徑曲線；坡度大于30‰的大坡度地段；穿過地下管線地段；遇到地下障礙物的地段；穿越建（構(gòu)）筑物的地段；平行盾構(gòu)隧道凈間距小于0.7D的小凈距地段；穿越江河地段；砂卵石地層；下列情況屬于特殊地段及特殊地質(zhì)條件：現(xiàn)在是118頁\一共有140頁\編輯于星期三為減少施工對環(huán)境影響，可采取地層加固、地面構(gòu)筑物保護措施。應(yīng)事先制定相應(yīng)的措施，以克服因覆土荷載小而發(fā)生盾構(gòu)抬頭。淺覆土層施工地下障礙物處理地下障礙物的處理一般遵循提前