盾構隧道施工技術細化講座

盾構法施工盾構推動準備工作1.1端頭井洞口土體加固為保證盾構進出洞安全，對端頭井外土體進行加固。加固后的土體強度須達成1.0～1.2MPa，以保證洞門打開后，土體有良好的自立性和止水性。加固范圍：盾構始發(fā)（出洞）井：進深6m×寬12m×高盾構接受（進洞）井：進深4m×寬12m×高12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，對加固土體復核養(yǎng)護齡期和作取芯實驗，保證加固的效果。推動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，這對正常推動很重要，要了解管線的埋深、布置情況、接頭形式等等，特別是壓力管，在推動過程中我司嚴格控制掘進參數(shù)，加強地面的監(jiān)測，保證了沿線管線的安全。深圳的建筑物大都是有樁基的，盾構穿越樁基群、高架橋墩基礎、民房樁基等，在過樁基之前必須要先做好調(diào)查，擬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，在隧道沿線又增長了許多勘探孔，進一步探明地質(zhì)情況，更好地指導施工。推動過程中，發(fā)現(xiàn)了許多問題，從通過的地層來看，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)整推動參數(shù)。進行補勘就是為了發(fā)現(xiàn)問題，并及早提出解決方案。1.4盾構機運送吊裝及安裝調(diào)試盾構機是隧道掘進的最重要的機械，其安裝、調(diào)試至關重要。由于盾構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計，并請來廠方代表指導，派專業(yè)人員進行施工安排，組裝過程比較順利。盾構機的調(diào)試直接關系到后面掘進的正常與否，所以必須仔細。所有的調(diào)試項目必須都要徹底完畢，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。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與推動軸線垂直。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，拼裝時必須特別保證對的的圓度，盡量避免橫鴨蛋。1.6出洞口砼鑿除盾構出洞口土體已進行了加固解決。洞口混凝土鑿除前，應驗看有關加固測試報告，加固后的土體須達成設計所規(guī)定的無側(cè)限抗壓強度、滲透系數(shù)、自立性等技術指標。然后進行洞口砼鑿除工作，洞口砼采用人工鑿除，在鑿除過程中應分層漸進，先上半圓，后下半圓，在盾構機與洞圈間搭設腳手架，先鑿除略大于一半的砼，并割除暴露的鋼筋，然后沿洞圈周邊及水平直徑處鑿槽。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，并注意復核丈量洞口直徑，使其滿足盾構機出洞時必須的空間。1.7洞口解決（1）出洞口解決由于洞口與盾構（或襯砌）存在建筑空隙，易導致泥水流失，所以須安裝出洞裝置。出洞裝置涉及簾布橡膠板、圓環(huán)板、扇形板及相應的連接螺栓和墊圈。安裝時壓板螺栓應可靠擰緊，使簾布橡膠板緊貼洞門，防止盾構出洞后同步注漿漿液泄漏。盾構推動后在洞口1~3環(huán)襯砌進行特殊注漿解決。（2）進洞口解決盾構進洞作進洞環(huán)拼裝后，須再作三環(huán)距離推動，同樣也要擰緊縱向螺栓，保證盾構完全脫離洞口，并使盾構機安全進入接受架。由于洞口與襯砌存在建筑空隙，當盾尾脫出洞口后，立即用鋼封板封堵建筑空隙，然后對洞口1～3環(huán)管片進行特殊注漿加固。1.8監(jiān)測點布置按監(jiān)理的規(guī)定和施工的需要，在推動前需在隧道沿線地面布設監(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，在掘進過程中天天上報監(jiān)測數(shù)據(jù)，以便觀測地面沉降趨勢，在掘進結(jié)束后，也需進行一段時間的監(jiān)測，以觀測隧道的后期沉降。盾構出洞與進洞2.1出洞施工盾構機出洞前精確復測盾構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，在確認完畢后盾構機迅速切入，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。在出洞口階段，盾構機將在加固土體內(nèi)推動，為了減少大刀盤的扭矩，向土倉內(nèi)適量加水（或泥漿），同時應減少設定的土壓力值。推動速度應與大刀盤顯示油壓成反比。在盾構機刀盤出加固區(qū)前須將設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進洞施工盾構進洞前80～100m，精確地作好軸線貫通測量工作，以后根據(jù)盾構推動的軸線偏差情況每推20～30m，復核一次。最后50環(huán)的推動，盾構軸線與設計軸線的偏差，要盡也許控制在3cm盾構推動至離洞口約8～9環(huán)時，當班工長及盾構司機要密切注意刀盤馬達的油壓顯示，如有上升趨勢，即可認為切口已至土體加固區(qū)邊沿，此時須立即減少推動速度。同時，密封艙壓力亦應適當調(diào)低，并向前艙邊推動邊注水，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，待盾構機刀盤靠上洞門砼時，停止推動，盡量排空土倉內(nèi)的余土，然后割斷洞門鋼筋起吊砼塊。接受盾構時應先行清理井內(nèi)砼塊和雜物，安頓好接受臺，為便于接受，接受架高程應按盾構實際高程略低進行安頓，并將其可靠的固定。盾構機進洞作業(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，完全充填洞門周邊空隙為止。盾構機初始推動100m初始階段掘進是指導全線施工的前奏，也是對盾構機性能的調(diào)試和檢查過程，具有積極意義。10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)段施工管理的指導思想如下：第一區(qū)段第一區(qū)段屬最初推動，日進度為二環(huán)至三環(huán)。對盾構的正面土壓力，刀盤轉(zhuǎn)速，推動速度、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)進行實驗推動，通過隧道沉降、地表沉降等變化的測量，擬定一組較佳的施工參數(shù)。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)段擬定的較佳施工參數(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儲備。第三區(qū)段此階段的推動應是模擬全線正式推動的施工，日平均速度控制在6環(huán)左右，地表沉降嚴格控制在規(guī)定的+10mm～-30mm通過此階段的試推動，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，并掌握了隧道上復土厚度、地質(zhì)條件、地面附加荷載對盾構推動影響的內(nèi)在規(guī)律。試掘進階段的施工監(jiān)測盾構在初始掘進階段，做好盾構出洞后地表、地下管線、地面建筑物的監(jiān)測，對施工中也許產(chǎn)生的各類隆沉、變形及時采用相應的措施及保護手段。試推動階段是全過程的前奏，所以施工監(jiān)測顯示的尤為重要，對地表變形監(jiān)測，采用沿軸線方向布設沉降點，涉及深層沉降點，并加設橫斷面監(jiān)測點；對地下管線，按不同的規(guī)定布設沉降點；在對建筑物調(diào)查研究的基礎上，凡軸線兩側(cè)15m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，盾構已越過原本導致變形的地下相應作業(yè)區(qū)，故而需及時地進行分類監(jiān)測，掌握盾構機掘進作業(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)，指導盾構掘進作業(yè)。監(jiān)測工作應在盾構作業(yè)即將進入影響區(qū)開始，直至盾構作業(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。盾構機掘進施工本區(qū)間隧道盾構通過的地層較為復雜，既有土層，又有砂層，尚有巖層，因此對盾構機的適應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；砂層為細砂、中砂和礫砂等，砂層中含水較豐富；巖層為全風化，強風化和中風化花崗巖，并存在斷層角礫。上述地層互相夾雜，因此施工中難度很大。本工程中采用能適應上述地層掘進的復合式土壓平衡盾構機。該盾構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規(guī)定。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計的。螺旋機能順利的排出土、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)，此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。盾構機機體的鉸接裝置能適應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立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機后部侵入隧道。在較為均質(zhì)的土層中，盾構機以土壓平衡的控制模式進行推動，而在特殊或夾雜的地層中亦可以非土壓平衡狀態(tài)推動。土壓力的設定值范圍在積極土壓力和被動土壓力之間，設計的理論值可作為取值的參考基點，實際的設定值將根據(jù)工程地質(zhì)情況、地面載荷等多種因素綜合權衡，且根據(jù)地面監(jiān)測數(shù)據(jù)加以調(diào)整。土壓力的設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35.5m盾構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。盾構機掘進施工全過程嚴格控制，工程計術人員根據(jù)地質(zhì)變化、隧道埋深、地面荷載、地表沉降、盾構機姿態(tài)、刀盤扭矩、千斤頂推動等各種勘探、測量數(shù)據(jù)信息，對的下達每班掘進指令，并即時跟蹤調(diào)整。盾構推動根據(jù)當班指令設定參數(shù)，盾構機操作人員嚴格執(zhí)行指令，謹慎操作。推動時具體記錄盾構掘進速度、正面土壓力、刀盤轉(zhuǎn)速及油壓，螺旋機轉(zhuǎn)速、千斤頂啟動數(shù)量、位置及油壓等參數(shù)，推動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，盡量避免盾構機走“蛇”形，盾構機一次糾偏量不宜過大，以減少對地層的擾動。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，把盾構掘進導致的地層土石量損失和擾動所引起的地層沉降盡也許地減小。本工程隧道外周理論建筑空隙約為1.60m3，但由于盾構的超挖，糾偏，盾構外殼帶土和漿液收縮、劈裂等因素，實際的注漿量約為1.77～3.11m使用前對漿液進行測試，涉及初凝時間、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，設定好各項注漿參數(shù)。盾構掘進時，啟動注漿控制系統(tǒng)進行注漿，同時密切關注注漿系統(tǒng)的運營狀況，防止注漿壓力突變和返漿等異常情況，并具體記錄注漿過程各項參數(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)解決后外運。管片防水及防腐管片在出廠時須經(jīng)嚴格的質(zhì)量檢查，并達成設計強度。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。擱置點應上下對齊。凡有缺角、損邊、麻面的管片不得下井拼裝。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，待稍干后再復合粘牢，并用木錘輕擊，保證粘貼后不移位，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。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規(guī)定。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350～500微米。第二層涂抹前須對第一層涂料進行解決。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。襯砌拼裝襯砌環(huán)由6塊管片組成：標準塊（B）三塊，鄰接塊（L）二塊，封頂塊（F）一塊。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，因此對拼裝規(guī)定較高，須嚴格控制好襯砌環(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，應及時伸出千斤頂，以防盾構后退。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，嚴防缺角、缺邊或頂裂。嚴格控制襯砌拼裝精度，首塊管片位置定位誤差要小，相鄰管片允許高差≤4mm，相對旋轉(zhuǎn)值≤3mm，環(huán)、縱縫張開＜2mm，襯砌成環(huán)后直徑誤差≤10mm拼裝機安裝管片到位時動作應平緩，不準撞擊已定位管片。每塊管片的環(huán)向，縱向螺栓必須所有穿進擰緊，防水墊圈不得漏掉。盾構每推好一環(huán)必須及時擰緊環(huán)、縱向螺栓，并對出盾構車架的管片環(huán)、縱縫螺栓進行復擰3、盾構穿越含砂的地層在區(qū)間，盾構機穿越了礫砂層，長度達300m左右；盾構將穿越礫砂層，中砂層和粉砂層。砂層中含水較豐富，地下水埋深為0.5～4.2m，變幅0.5～1盾構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，砂層和地下水仍然是分離的。同時砂土的流動性較差，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，嚴重時出現(xiàn)了擠壓推動的狀態(tài)，使盾構機千斤頂推力增大，地面產(chǎn)生較大的隆起，甚至盾構機無法前進。同時，在砂層中地下水的滲透系數(shù)較大，在推動時水從旋機土口處較大量的涌出。盾構機穿越砂層是本工程的一大難題，為了保證本工程的順利進展及地面構筑物及地下管線的安全，采用以下重要措施：選用非土壓平衡方式掘進由于砂土的流動性差，或者開挖土層中具有較大數(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，盾構推力增大，導致地表隆起。其若有較大尺寸的礫土進入土倉，一時或長期地得留在土倉內(nèi)，也許使土壓平衡的數(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。因此盾構機在砂層中掘進時，須嚴密監(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。加強施工監(jiān)測及其它技術措施盾構在砂層中掘進時加強監(jiān)測，如地表變形，盾構推力，刀盤扭矩，實測土壓力等將數(shù)據(jù)及時傳送給施工技術人員進行分析，及時調(diào)整盾構掘進參數(shù)。深圳地區(qū)某些區(qū)域的土體強度較高，地面沉降的反映有一定的滯后性，因此地表沉降點監(jiān)測時間需延長，同時須設立必要的深層觀測點，以便技術人員及時了解地層擾動情況，作出全面的，對的的調(diào)整。盾構在掘進時須全力控制好盾構姿態(tài)，避免盾構機跑偏，從而減小對地層的擾動。盾構司機須密切關注螺旋機出土情況，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，減少瞬時注漿壓力，防止?jié){液竄入盾尾。在盾構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、盾構機在巖層和夾雜地層中的掘進盾構機穿越全風化,強風化和中風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,其中斜長石礦物風化較深,甲長石,云母礦物風化較輕微.巖層結(jié)構和構造清楚,巖體被節(jié)理裂隙分割成裂狀(20―50cm),盾構機在上述巖層中的掘進從技術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，因此盾構機對土層，砂層和巖層的普遍適應性是一大難題。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付也許存在的中風化巖層。盾構機在巖層及粘土，礫層夾雜的地質(zhì)中掘進，部分采用非土壓平衡的推動模式進行。在夾雜地層中掘進，防止盾構機昂首或走偏是施工控制的關鍵之一，加強隧道軸線及盾構姿態(tài)的測量，及時，有效地調(diào)整各項施工參數(shù)，在盾構推動過程中，嚴格控制千斤頂壓力及行程，保證盾構機沿著設計軸線推動。一旦盾構機出現(xiàn)異常偏移，可采用改良土體的技術措施，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，壓注泡沫劑與盾構掘進同步進行。壓注方法為先開空壓機及注水泵，達成額定壓力后，啟動泡沫壓注控制裝置向開挖面注射泡沫。5、盾構穿越樁群復合式土壓平衡盾構機具有能破壞和切割素混凝土的能力。當盾構機經(jīng)樁基地層時，減少推動速度，且密切注意刀盤扭矩及千斤頂推力的變化，一旦發(fā)現(xiàn)扭矩和推力忽然增大，表白盾構機已碰到上述樁端，此時立即將盾構推動速度降至最低，緩緩前行，運用刀盤滾刀將樁端擠壓破碎，防止樁體位移。同時運用切削刀將樁基切除。在盾構穿越該區(qū)時進行24小時連續(xù)監(jiān)測，施工技術人員根據(jù)監(jiān)測情況，及時調(diào)整土壓力，推動速度及注漿壓力等施工系數(shù)。6、盾構推動與地面沉降控制盾構推動重要由十個參數(shù)控制，即前倉壓力、千斤頂頂力及分布、推動速度、盾構坡度、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、設計坡度及轉(zhuǎn)彎半徑、軸線偏差情況及盾構現(xiàn)狀姿態(tài)、地表監(jiān)察情況等，選取合理的參數(shù)，指導施工，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，其主線目的，是控制盾構推動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)；后者是保證推動沿線建筑物及地下管線不受或少受影響，避免災害性事故發(fā)生的必要前提，特別是本標段建筑物密集且地下管線紛雜，更顯得重要。試推動階段參數(shù)的設定：盾構機出洞后的100米為試掘進階段。本階段是摸索盾構在當前地質(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、直至擬定最佳掘進參數(shù)，據(jù)此指導全線施工的階段。前30米推動作為第一階段，該區(qū)段為最初掘進，是對各項推動參數(shù)的摸索階段，推動中可設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，能運用信息反饋指導施工。按上述完畢的100米試推動，為整個區(qū)間隧道的掘進奠定了良好的基礎。前倉壓力的設定：本盾構機為土壓平衡式盾構，其施工方法是盾構推動過程中，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，前倉壓力的設定，顯得至關重要。地鐵區(qū)間的線路基本上按兩端高、中間低的線型設計，重要是從地鐵運營后，出站加速、節(jié)能，進站減速、安全考慮的，所以，前倉壓力的設定，亦應隨隧道上覆土厚度的變化而變化。擬定前倉壓力，對減少地面沉降是極其關鍵的，但如單憑理論土壓來設定前倉壓力顯然是不合適的，實際設定的壓力一般為理論值的105～115%，推動階段及時將實測的地面沉降值與盾構推動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—低循序設定的。在進出洞階段，因端頭井前基本上都是較開闊場地，土體通過加固，且地下管線位置也較遠，設定前倉壓力時應將著重點放在進出洞的安全來考慮，除了推動速度嚴格控制外，前倉壓力也就相對設定得低些。地面沉降淺析因地質(zhì)和盾構法施工的特定條件，掘進過程中引起的一定量的地層損失，以及盾構隧道周邊受擾動或受剪切破壞的重塑土再固結(jié)，都會不可避免地導致地面沉降。在施工中盡也許準確地預測沉降范圍、沉降量、沉降曲線最大坡度及最小曲率半徑和對附近建（構）筑物，地下管線的影響限度，并分析影響沉降的各種因素，以求在施工中采用相應措施，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)果表白，一般情況下，橫斷面的沉降槽呈正態(tài)曲線分布，最大沉降量在盾構的正上方，寬度為兩側(cè)離軸線9～12cm，符合Peck理論，但由于地面荷載等因素（如建構筑物），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，盾構推動切口前約10～15m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，推動時可按0～+5mm控制，如出現(xiàn)＞5施工導致的地表變形大體可分為三個階段，第一階段為盾構切口到達前10～15mm，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，且假如第一階段隆起值大，回落值亦較大；第三階段為滯后沉降，實測資料表白，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：ζ總=ζ1+ζ2+ζ3中求得（式中ζ1——切口到達前地面隆起（mm）ζ2——盾構通過或盾尾脫出后，地面回落（mm）ζ3——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。施工實踐表白，如推動壓力和同步注漿掌握得好，滯后沉降的影響將很小。推動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。過量的擠壓，勢必產(chǎn)生前倉內(nèi)外壓差，增長對地層的擾動。正常推動時，速度控制在3-4cm/min之間。盾構糾偏時，取較小速度。同樣，不同的地質(zhì)條件，推動速度亦不同。推動速度快，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。由于推動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)整同步注漿諸要素盾構掘進中，以適當?shù)膲毫?，必須的方量和合理配比的壓漿材料，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)充足攪拌獲得。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，在盾構掘進伊始，進行了配比實驗，并在試配的基礎上，不斷優(yōu)化調(diào)整配比，直至獲得抱負的漿液。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10.5～11.0，并且每拌漿做測試。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。因素有：一是漿液管道導致壓力損失；二是出漿口的擴散效應；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，不然會對周邊土層產(chǎn)生劈裂，管片外的土層將會被漿液擾動而導致較大的后期沉降及隧道自身的沉降。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，在推動的同時我司強調(diào)漿液壓入時間應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)推動速度算出每撳一次（或每只孔循環(huán)注入一次）的間隔時間。這樣，就保證了推動和注漿的同時開始同時結(jié)束。4、注漿量的擬定：盾構推動的理論建筑總空隙：Gp=πL（R2-r2）+gL為環(huán)寬，R為盾構外半徑，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，實際注入量的擬定，尚須考慮下述因素：漿液的失水收縮固結(jié)，有效注入量小于實際注入量。部分漿液會劈裂到周邊地層中。曲線推動、糾偏或盾構抬（叩）頭，實際開挖斷面成橢圓。操作不慎，盾構走蛇形。盾構推動時，殼體外周帶土，使開挖斷面大于盾構直徑。因此，注漿量為理論上的140～150%。5、壓漿位置對隧道軸線及糾偏條件的改善：在推動中,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成50～60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，不能自若糾偏的狀況。,盾構軸線控制與地面沉降：盾構推動過程中，由于受地層土質(zhì)、千斤頂頂力分布、盾構自身的制作誤差、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姿態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)生偏移、偏轉(zhuǎn)和俯仰。盾構軸線的糾偏，其高程（坡度）采用上下兩組對稱千斤頂?shù)纳斐鲩L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。在掘進中運用鉸接裝置,以便更好的控制軸線.盾構縱坡控制盾構在豎曲線推動時用穩(wěn)坡法控制較為有利，即在一環(huán)或一個工班推動中使用同一坡度。用此法控制盾構高程，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沉降。當然，在設定坡度時，還得事先觀測盾構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，由于操作人員技術素質(zhì)差、思想不集中，對盾構的性能不熟，以及技術人員簽發(fā)推動指令時，就事論事地決定糾偏參數(shù)，經(jīng)常發(fā)生在一環(huán)或一工班推動中，多次進行縱坡調(diào)整，使推動軸線產(chǎn)生蛇形。盾構平面軸線控制用左右千斤頂?shù)男谐滩顏砜刂贫軜嬈矫嫖恢玫倪\動軌跡。行程差是指推動本環(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）與縱坡控制同樣，平面軸線過量、過濫的糾偏，會增長對地層的擾動，地面沉降及對建筑物危害的機率就大。所以，推動時糾偏與否，糾偏量、糾偏時間的合理掌握是至關重要的。設定行程差參數(shù)，是以測量測得的盾構與設計軸線的相對位置為依據(jù)的。當盾構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，說明盾構運動軌跡有漸近設計軸線趨勢，此時可保持盾構原有姿態(tài)推動；反之則立即糾偏。當盾構與設計軸線相交，且切口偏左（或右）為a，盾尾偏右（或左）≈2a時，是使盾構基本糾至設計軸線上的最佳時機，此時可采用左長行程差，即可將盾構糾至設計軸線。當a的絕對值如＞10mm糾偏量每環(huán)控制在＜20mm，以防止過量糾偏導致地層大的擾動。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)推動的前50控制測量a地面控制測量為保證盾構貫通，并保證測量誤差控制在精度允許范圍內(nèi)，一方面擬定兩端頭井內(nèi)的預留洞孔（以下簡稱洞門）的實際位置，并根據(jù)兩洞門的實際座標，在兩車站端頭井附近設立地面軸線控制點，點位設立在盾構開始推動段中心軸線的延長線上，及接受井軸線中線延長線上。在控制導線傳遞到井下之前，在地面兩井控制導線間建立聯(lián)系導線，當導線閉合精度滿足規(guī)定后，方可使用。起始導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，并定期復核。在井口附近引測若干高程控制點，以便互相校核引測時運用已知高級水準點，布設閉合水準路線引測高程點標志，埋設應穩(wěn)固、安全、易于觀測。平面控制點和高程控制點設好后，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線由地面起始導線用垂直傳遞的方法，轉(zhuǎn)移到車站底層已施工的基礎上。傳遞時使用鉛垂儀垂直投設，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。在鋼尺下系適當重物使之真正垂直，然后在地面、井下以兩臺水準儀同時觀測轉(zhuǎn)移到井下高程控制點上。鋼尺使用前須經(jīng)鑒定合格，并加尺長和溫度兩項修正。在施工推動過程中，隨盾構掘進深度，布設地下隧道貫通導線點，貫通導線點沿管片頂部或側(cè)面不易碰到的位置布設，布設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，保證點位不受搖動。隨著盾構推動增布新的貫通導線點時，由起始導線點開始逐點進行觀測，不允許由后一個導線點推設前進的一個導線點。推動過程中，應不斷復測整條導線，并設立部分校核點。在接近接受井時，增長復測次數(shù)，以減少累積誤差的影響。地下隧道隨著施工延伸推動深度，每隔一定間距，埋設一個貫通高程控制點，作為隧道掘進的高程依據(jù)。新埋設的貫通高程控制點均由起始高程控制點引測，以減少誤差。為了對盾構機進行動態(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）盾構姿態(tài)測量為保證盾構機嚴格按設計軸線推動，必須知道盾首盾尾的瞬間狀態(tài)，及時采集盾構機動態(tài)數(shù)據(jù)，了解推動趨勢，從而調(diào)正盾構各施工參數(shù)，指導盾構機對的推動。采用在盾構機上設立前置標尺和后置標尺的方法，對盾構機進行姿態(tài)觀測。通過讀尺并考慮各種因素（如盾構機產(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，以保證盾尾處的拼裝管片精確處在設計軸線位置，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。通過在襯砌當中架標尺的方法，可測出其實際三維坐標，通過選取左右特性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)90o可測其法面，運用伸縮尺可測量管片正圓度上下左右偏差。觀測的偏差值應在技術規(guī)定允許范圍內(nèi)，測量數(shù)據(jù)應準確、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25地面平面、高程控制測量采用GPS控制網(wǎng)和精密導線網(wǎng)，測區(qū)附近有地鐵GPS控制點GP