盾构施工总结模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇盾构施工总结，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

1 工程概况

该工程位于广州市海珠区南洲路站至江泰路站，含东晓南路站～江泰路站（东～江），南洲站～东晓南路站（南～东）两个区间，采用盾构法施工的隧道工程，由江泰路站始发，经过东晓南站，再由南洲站吊出井吊出，双线采用一台盾构机掘进。其中左线隧道在2007年4月18日始发，在2008年1月28日到达吊出井。吊出井此时正在进行围护结构施工，根据工期策划要求，右线隧道应于2008年6月28日始发。若待吊出井主体施工完成后，盾构机才出洞再拆解吊出，则盾构机将在吊出井围护结构外停置至少半年，且右线隧道始发时间亦将推后至少两个月。这对施工工期和施工安全都极其不利，为了能使右线隧道按计划时间始发，该工程决定采取先吊出盾构机后施工主体的施工方案。

二八号线延长线盾构1标吊出井位于南洲路站北面，基坑平面尺寸为43.9m×20.7m，开挖深度约25.218m，局部开挖深度约18.343m。基坑围护结构采用Φ1200mm，间距1350mm的钻孔灌注桩，桩间采用Φ600mm的单管旋喷桩止水。基坑支撑体系采用五道支撑，其中第一道为钢筋混凝土支撑；第二、三、四、五道为钢支撑，局部为钢筋混凝土支撑。

2 盾构机入井后的空间位置

盾构机到达吊出井后，继续掘进并拼装临时管片，待掘进至里程K10+077.568（进入吊出井内14.68m），此时临时管片已拼装4环（通缝拼装），第4环临时管片在盾尾部分沿隧道轴线方向推进0.45m，此时盾构机刀盘距南侧侧墙2.82m，盾尾离基坑北端头的水平距离约为6m，盾构机顶与第四道腰梁底的垂直距离约为2m，盾构机底与吊出井基底的垂直距离约为1.6m，停机范围地层为地层为主。盾构机在基坑中的空间位置关系，如图所示。

图1 基坑平面图

图2 盾构机入井后平面示意图

图3 盾构机入井后立面示意图

图4

图5

图6 围护桩及冠梁加强设计范围示意图（图中左边方框为围护桩及冠梁加强设计范围）

3 盾构机拆解吊装控制要点

3.1 拆解吊装前的准备工作

（1）吊装专项方案的审查

在监理工程师审批《盾构机在吊出井拆吊方案》时应特别注意盾构机分解及吊装的顺序，盾构机各部件的外形尺寸、重量、内部结构、安装方式以及吊装起重设备的各项参数，测定地基基础的承载力，选定吊装地点，并根据各项参数计算每次吊装的安全系数。特别值得注意的是吊装地点的选择，充分考虑各个部件的重量、各个部件与吊装设备的平面位置关系、吊装设备吊臂的长度、吊臂倾角与吊机有效功率的关系等因素。根据吊装地点地层的地质情况，提前制定地层的加固方案，采取有效措施对地层进行加固，使地层的地基承载力能满足吊装的要求。

（2）围护结构的处理措施

在施工左线隧道范围内的围护桩时，对左线隧道范围内围护桩的钢筋笼也进行了特殊的长度设计，即该范围内的钢筋笼长度只安放至隧道顶，控制钢筋笼底距离隧道顶约30cm左右，如此将可在盾构机入洞破桩时省去了要割除围护桩钢筋的麻烦，避免了开仓作业的风险，让盾构机入洞时更顺利安全。

在吊出井围护结构设计阶段，针对盾构机吊出，考虑围护桩除受土体压力外，还将承受盾构机吊装时的荷载作用，因此设计对左线范围内的围护桩和冠梁在配筋方面进行了加强设计，加强范围如图所示，除此之外还将基坑西侧原本为钢支撑的第四道支撑局部改成了混凝土支撑，以加强支撑的强度。

（3）地层和地面的加固措施

起重机吊装地点为吊出井的南端头，由于南端头地层较好，只对南端头地面进行了加固而未对地层进行加固。南端头地面的加固措施是：在吊装设备停放范围内浇筑了厚30cm的C40钢筋混凝土板，在板内布置了上下两层钢筋网，吊装时在板上铺设两块长8m，宽1.5m，厚8mm的钢板。

（4）盾构机到达吊出井前的控制

在左线盾构机掘进到达吊出井时之前30m需对盾构机进行定位及线路轴线复核测量，若发现偏差则需勤测勤纠；后20环管片需采用扁钢进行连接，并进行二次复紧，且每隔5环注双液防水环箍。

（5）吊出井基坑土方开挖

盾构机开挖前，吊出井基坑围护结构已施工完成，基坑封闭。待盾构机进入吊出井后，需分两步进行土方开挖，并将盾构机开挖出来。

第一步：先进行吊出井上层土方开挖，待开挖至标高约-8.8时（开挖深度约15.8m），此时盾构机刀盘顶标高约-10.3，盾构机上覆土厚度约为1.5m，开始由人工清理盾构机正上方土体。

第二步：盾构机两侧面土体则由人工配合小型机具进行开挖，两侧开挖标高至-15.5（开挖深度为22.5m），此时盾体两侧覆土约0.8m。

3.2 盾构机拆解吊装步骤

盾构机进入吊出井停机后，后配套与盾构机分离后保养（管路封堵、电缆头处理），后配套台车及桥架和主机分离后，用电瓶车拉回始发井。桥架固定到管片车上，边铺轨边用两台电瓶车往回拉。

当土方开挖至盾构机顶时，为防止挖掘机对盾构机造成损伤，采用人工开挖，人工挖除盾构机周边上半部分土体（此时盾构机盾体约外露出5.2m）后，则对盾构机进行拆解，其顺序如下：

拆除管片，焊接各种吊环并做探伤检测拆卸螺旋输送器并放置于成型隧道内拆卸管片拼装器并吊装分离中盾与尾盾并吊装尾盾分离前盾与中盾并吊装中盾拆卸并吊装刀盘吊装前盾吊装螺旋输送器

图7 盾构机半埋在井内

图8 管片拆卸及吊装

图9 盾尾吊装

图10 前盾吊装

3.3 盾构机拆解吊装要点

（1）吊装过程中的控制

每次吊装现场都有安全人员、指挥人员、司索人员、起重机司机，且配备通讯器材。吊装时司索挂钩完毕后，检查卸扣、钢丝绳的状态情况，由现场指挥人员、安全人员和起重机司机三人确认后，方可起吊。起吊时控制物体的稳定，在起吊10cm时停止一下，再次检查卸扣、钢丝绳的状态情况，确定安全后，则匀速提升物体。在整个吊装过程中安全人员、指挥人员、司索人员和起重机司机对所吊物体进行目视跟踪，观察吊物的扶护或绳索的稳固情况，避免吊装过程中与支撑发生碰撞。

（2）吊装过程应注意加强监测

注意加强对基坑的各项监测工作。在吊装前针对因吊装而使基坑容易发生变形的位置布设变形观测点并测定初始值，吊装时对变形观测点进行跟踪观测，掌握基坑的变形量，及时了解基坑的安全状态。

（3）吊装过程中应注意对支撑的保护

由于基坑内所有支撑都未拆除而且处于受力状态，基坑的空间受到限制，一旦吊装物体与支撑发生碰撞就很容易发生意外，因此在吊装过程加强现场指挥，起吊速度尽量缓慢并保持匀速，尽量避免与支撑发生碰撞，以免发生安全事故。

（4）吊环焊接后进行探伤检测

在进行盾构吊装前必须对吊环的焊接进行探伤检测，以免发生安全事故。

4 与先施工主体后吊出方案的比较

在盾构法隧道施工中，通常是先施工完吊出井的主体结构后再进行盾构吊出，但本工点由于吊出井前期施工滞后，致使工期紧迫，为保证右线隧道能按时始发，采取了先盾构吊出再施工吊出井主体结构。

下面将先从技术和工序上与先施工主体后吊出比较，分析其利弊：

4.1 有利因素

（1）缩短了盾构隧道施工的工期，为二次始发争取了宝贵的时间。

（2）吊出井主体结构施工时无需预留盾构吊出洞口，中板施工时也无需预留钢筋，中板可一次性完成浇筑。

（3）盾构机到达时无需接收架，且不需进行端头加固，到达安全可靠。

（4）无需预留隧道洞门，不需进行洞门破除，洞门可与侧墙同时浇筑，有利于防水。

4.2 不利因素

（1）盾构机需解体分次吊装。

（2）须对吊出井的围护结构进行加强设计。

（3）要求要有较好的地层。

由于施工技术和工序的不同，相对应的施工费用也有所不同，其对比如下：

（1）增加的施工费用

1）围护桩及冠梁加强设计所增加的材料费用；

2）地层及地面加固所增加的费用。该部分费用较少，因为就普通的盾构吊出有时也需对地层和地面进行加固，只是本工点的地层及地面加固的强度要求高点。

（2）节省的施工费用

1）节省了制作接收架的费用；

2）节省了端头加固及对加固效果进行检测的费用；

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中图分类号：U455.43 文献标识码： A

引言

现代经济的迅速发展加大了我国对隧道工程的需求，隧道施工常用的方法是明挖法、浅埋暗挖法和盾构法，其中盾构法由于施工方便、施工速度快、环境污染小且安全性高从而得到迅速的发展，目前盾构技术已成为地铁、通信、电力、水道等城市隧道的主要施工方法。本文对盾构技术的现状及优点进行了总结，并阐述了对我国盾构技术的一些看法。

1.盾构技术的现状

盾构技术起步于1818年，由英国工程师布鲁诺尔提出并取得了专利。1869年Great提出采用新开发的圆形盾构，扇形铸铁管片，使得建造跨过泰晤士河的第二隧道圆满完工，随后他又在南伦敦隧道施工中成功运用了盾构和气压结合的技术，为现代盾构技术奠定了基础。

19世纪末到20世纪中叶盾构技术相继传入美国、法国、德国、日本、前苏联和我国，并得到了发展，建造了各种不同用途的隧道，其中包括美国巴尔的摩，法国巴黎，德国柏林，前苏联莫斯科、列里格勒，日本东京等，使得盾构技术在世界各国开始推广普及。

20世纪60年代中期至80年代，盾构技术继续发展，并完善了圆形断面的盾构技术，包括压气盾构、挤压盾构、土压盾构、泥土加压盾构、泥水盾构等。

20世纪90年代是盾构技术发展的黄金时期，在该时期盾构技术得到了改进和提升，比如泥土成分配比，出泥、出土的速度参数的优化等，施工断面从常规的单圆形向双圆形、三圆形、矩形、马蹄形及复合断面发展，施工技术向高速施工、长距离施工、急曲线施工、地中对接技术等转化，使得盾构技术逐渐成熟，加速了盾构技术的自动化进程。

2.盾构技术的优点

传统的明挖法由于经常受到地形地貌的限制，导致应用领域不宽，并且由于明挖法施工速度慢，施工工期长，导致交通长时间阻塞，不仅给居民出行带来困难，也加大了工程的负担，并且给其他商业行业造成了一定的经济损失；另外，由于明挖法对施工人员需求较大且易造成周围地层的沉降，不仅给周围构造物的安全造成威胁，而且也给施工人员本身造成威胁；最后由于施工过程噪声大，污染大，严重影响了人们的正常生活。

盾构技术的蓬勃发展解决了明挖法中存在的诸多缺陷，其优点包括：(1)施工不再受地形地貌等地表环境的影响，使得盾构技术应用更为广泛；(2)施工占用地表面积较少，使得地面通行受到的影响较小，对人们正常的出行影响较小；(3)适用于大深度、大口径施工，使得施工成本得以降低；(4)施工速度较快，施工工期较短；(5)操作简单，施工过程所需人员较少；(6)噪声、震动污染较小，对周围居民正常生活影响较小；(7)盾构法修建的隧道抗震性能较明挖法好。

由此可见盾构技术使得隧道施工向着机械化、省力化、大深度、长距离方向发展，并且对城市隧道的施工带来了极大的便利，使得盾构技术在所有隧道施工技术中一直处于稳固的统治地位。

3.对我国盾构技术的看法

我国盾构技术起步较晚，直到现在我国盾构技术在发展过程中依然存在着诸多的缺点。例如地中盾构对接技术尚不成熟；进、出洞技术尚有难题未攻克；竖井隧道一体化施工技术还处于一片空白；盾构技术在特殊地域所能应用较少等等。

鉴于我国盾构技术的以上缺点，我国应本着隧道安全性、耐久性、经济性、清洁性、适用性、美观性的原则，改造原有的技术并引进新技术，完善我国盾构技术，攻克盾构技术种类不多的缺点，使我国盾构技术向着机械化、省力化、标准化、规范化、信息化方向迈进。

由于目前土压、泥水盾构技术已在我国铺开形势，因此当务之急是健全每个施工环节的管理系统，其中包括：(1)做好对工作面稳定性及盾构机本身性能的检查工作，防止因隧道坍塌、盾构机异常等造成的不必要损失，并定期对刀具的磨损情况进行检查；(2)做好洞内外的测量工程，并引起先进的测量技术，制定合理的规范和修正方法；(3)盾构机运作期间应对盾构数据进行采集分析，并对各种参数进行调整，使得盾构机运转更加合理化；(4)固定周期对盾构机的刀具、液压装置等进行检修；(5)做好注浆质量和注入操作的管理；(6)采用合理的管片拼接技术，并研究新型管片以改善管片性能，如纤维混凝土管片；(7)加强对盾构隧道运营期的加固处理和防渗工作。

4.结语

盾构技术是现代隧道施工技术中的关键技术，本文总结了盾构技术发展的现状及盾构技术较传统明挖法的优势，并据此提出了对我国盾构技术发展过程中的一些看法。我国盾构技术在关键技术上已经取得了突破的进展，并且也实现了盾构机的中国制造，但在隧道施工工程中还是存在着诸多缺陷，在隧道施工中，施工单位不仅要做好隧道基础施工与关键施工技术，同时还要做好隧道施工管理与质量监控，确保隧道工程具有较高施工质量水平， 提高隧道的耐用性、安全性和舒适性，加快建立健全的管理系统。

【参考文献】

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1 概述

在地铁盾构区间施工中，盾构进洞后，为了更好地掌握盾构的各类参数，施工时注意对推进参数的实时设定优化，地面沉降与施工参数之间的关系，并对推进的各项技术数据进行采集、统计、分析，争取在较短时间内掌握盾构机械设备的操作性能，确定盾构推进的施工参数设定范围，将开始掘进的一段距离作为试推段。

2 试掘进重点工作

试推进阶段重点是做好以下几方面的工作：

（1）用最短的时间掌握盾构机的操作方法，机械性能，改进盾构的不完善部分。

（2）了解和认识隧道穿越的土层的地质条件，掌握这种地质下的各式盾构的施工方法。

（3）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，掌握盾构推进参数及同步注浆量参数。

3 试掘进阶段的参数确定

3.1 参数确定

盾构初始掘进是从理论和经验上选取各项施工参数，在施工过程中根据监测数据及反馈的各种信息，对施工参数及时加以调整。

盾构机出洞后，初始掘进分以下几个阶段实施。

首先在盾构机穿越加固土层后，以日进度3～4m的速度推进，对密封仓土压力、刀盘转速及压力，推进速度，千斤顶推力，注浆压力及注浆量等，分别采用几组不同施工参数进行试掘进。通过地表沉降的测量和数据反馈，确定一组适用的施工参数。

然后提高日进度为4～5m，通过施工监测，根据地层条件、地表管线、周边建筑情况，对施工参数作慎密细微的调整，以取得最佳施工参数。

完成上述的工作要点后，将推进速度提高到正常的计划进度6环/日，但以满足地表沉降要求为标准，以确保建（构）筑物、管线的安全为准则。

通过此阶段的试掘进，对隧道的轴线控制，衬砌安装质量均有了各项具体的保证措施，进一步掌握施工参数，能根据地下隧道覆土厚度、地质条件、地面附加荷载等变化情况，适时地调整盾构掘进参数，为整个区间隧道施工进度、质量管理奠定了良好的基础。对区间沿线建（构）筑物、管线的保护也掌握了初步的规律，并以此指导全过程施工。

试推进是相对于正常掘进而言，在此期间，试推进也是对盾构机的整机性能进行全面的检验，通过试推进检验配套设备的配合能力，可及时修正和加强。

另外，管片与土体的摩擦力可提供进入正常掘进推进千斤顶足够的反力，以隧道衬砌后内径为5500mm，管片的厚度为350mm，外径6200mm，试推进100m为例，估算如下：

F=S×f=（3.14×6×100×2.5）t=4710t

其中：

S- 100m管片外表面面积；

f-管片与衬背压浆形成的水泥土之间的综合摩擦系数，取2.5t/m2。

大于一般推进时用到的推进力（约1000-2000t），足够提供推进需要的反力。

3.2 控制要点

在盾构未进入加固土体区时就应严格控制盾构机的操作，适当对开挖面注水或注入膨润土泥浆等，并低速推进、低速转动大刀盘，严防超负荷运转，以免产生盾构进入接收井之前，刀盘被水泥土搅拌桩卡住而强行推进的不利现象，亦减少盾构刀盘磨损。

通过初始掘进，完善施工组织设计方案；完善盾构施工各个工种工序岗位的操作规程、作业工法；通过施工监测反馈回的数据及分析成果，总结出最佳掘进参数，包括推进力、推进速度与螺旋输送器转速的关系、刀盘转速、土压力上限下限值，掌握控制土体沉降的方法。

3.2 注意事项

（1）盾构靠近洞门。待出洞装置、导轨安装完毕后，盾构以最快速度靠上洞门，缩短洞门暴露时间。

（2）防止盾构旋转、上飘。盾构出洞时，正面加固土体强度较高，由于盾构与地层间无摩擦力，盾构易旋转，应加强对盾构姿态的测量，如发现盾构有较大转角，可以采用大刀盘正反转的措施进行调整。盾构刚出洞时，推进速度宜缓慢，大刀盘切削土体中可加水降低盾构正面压力，防止盾构上飘，加强后盾支撑观测，尽快完善后盾钢支撑。

（3）洞圈封堵。盾构全部进入洞门，立即封堵洞圈，焊接扇形钢板，以防洞口漏浆，盾尾离开洞门约3m时，应对洞口压注聚胺酯或双液浆封堵，并同时开启同步注浆及盾尾油脂系统，以免注浆液倒灌，堵死浆管。

4 试掘进阶段的施工监测

盾构在推进阶段，做好盾构出洞后地表面、地下管线、地面建（构）筑物的施工监测，对施工中可能产生的各种地表隆沉、变形，及时采取相应的措施及保护手段。

试推进阶段是全过程的前奏，所以施工监测显得更为重要。对地表变形监测，采用沿轴线方向布设沉降监测点，包括深层沉降点，并加设横断面监测点；对地下管线，按要求的距离布设沉降点；对建筑物在调查研究的基础上，对轴线两侧盾构机影响区域范围的建筑物，布设沉降监测点。并布设相应的倾斜、裂缝监测点。上述测点的监测，每天不少于2次，并根据需要，适时加密监测频度。

由于上述各类变形往往不是即时出现的，也就是说待到变形时，盾构已越过原本造成变形的地下对应作业区，故需及时地进行分类监测，掌握盾构机掘进作业与地下土层变形、地表变形和地下管线、建筑物沉降等的内在规律，及时反馈信息数据，指导盾构掘进作业。监测工作在盾构作业即将进入影响区开始，直至盾构作业脱离影响区，且地表滞后变形渐趋稳定的整个期间内跟踪测量与监测。

5 试验段掘进参数的选择分析

5.1 拟达到的目的

盾构机掘进的前一段距离作为试掘进段，通过试掘进段拟达到以下目的：

（1）用最短的时间对新盾构机进行调试、熟悉机械性能。

（2）了解和认识本工程地质条件，掌握各地质条件下盾构施工方法。

（3）收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数，制定正常掘进的操作规程。

（4）熟练管片拼装的操作工序，提高拼装质量，加快施工进度。

（5）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机出洞时以及推进时对周围环境的影响，掌握盾构推进参数及同步注浆量。

5.2 施工记录

盾构机在完成前试掘进后，将对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。并做好施工记录，记录内容有：

（1）隧道掘进：施工进度，油缸行程、掘进速度，盾构推力、土压力，刀盘、螺旋机转速，盾构内壁与管片外侧环形空隙（上、下、左、右）等等。

（2）同步注浆：注浆压力、数量、稠度，注浆材料配比、注浆试块强度。

（3）测量：盾构倾斜度、隧道椭圆度、推进总距离、隧道每环衬砌环轴心的确切位置。

6 结论

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前言

近些年来，盾构法逐渐在地铁工程施工中得到广泛的应用，但是，在应用该施工方法进行的过程中却存在沉降风险、不可预测的地质风险、障碍物风险以及其他作业风险等，都可能会给盾构法的施工造成影响，对此，必须采取相关的应对措施，本文主要对地铁盾构法施工风险管理进行分析，希望可以为行业的发展提供一定的帮助。

1 地铁盾构法施工中的常见风险分析

1.1 沉降风险

在使用地铁盾构法施工的过程中，会引起施工位置周围土体的沉陷、松动，直观的表现出了地表沉降的现象[1]。然而，盾构法施工时周围土体的沉降，将会对附近的建筑物、地下管线等造成严重的影响，如，建筑物倾斜、裂缝、地下管线开裂、坍塌等现象时有发生。从物理学的角度上来分析，沉降风险的存在，主要是地铁盾构法施工过程中对地层土地造成剪力破坏，从而产生沉降风险。

1.2 不可预测的地质及障碍物风险

众所周知，地铁盾构法在施工的过程中，需要进行地质勘探，一方面要了解施工地区的地质情况，而另一方面则是要了解地下存在哪些障碍物，以便于在施工过程中及时规避这些风险[2]。但是，在实际地质勘测的过程中，由于地质勘测的困难，不能完全保证地质勘探的全面性、真实性、可靠性，很难预测穿越地层的地质情况以及障碍物，从而为地铁盾构法施工埋下了不可预测的地质及障碍物的风险，甚至在施工过程中会出现一些安全事故，后果不堪设想。

1.3 其他作业风险

在地铁盾构法施工的过程中，除了以上所提到的常见风险之外，还有一些其他的作业风险，例如，换刀作业风险、盾构机压气作业风险、隧道内运输作业风险等。无论是哪种风险的存在，都将会对盾构法施工带来一定的安全隐患、质量隐患等，甚至会导致安全事故的发生，而且，由于地铁盾构法的施工位置是在地下，一旦发生故障造成的影响极大。

2 地铁盾构法施工风险管理措施分析

2.1 积极做好风险识别工作

通过以上对地铁盾构法施工中常见的风险分析了解到，当前地铁盾构法施工中存在多种风险因素，任何一项风险因素都将会对施工质量以及施工安全带来极大的影响，为了做好风险管理工作，需要对其进行风险识别，及时发现风险、规避风险，进而有效的避免或降低风险对施工带来的影响[3]。首先，应加强地铁盾构法施工风险的评估，打破传统风险评估的单一方式，要以多元化、多层次的方式对盾构法施工的风险进行联合评估，建立健全风险评估体系，确保评估过程中发现施工中潜在的风险因素，全面提高风险评估的合理性、科学性。其次，要准确的识别地铁盾构法施工过程中存在的风险，主要采用经验数据分析、实验论证、专家咨询等方式来识别地铁盾构法施工过程中存在的风险因素，以便于采取有效的应对措施。例如，盾构法施工中涉及到的地下水状况、沿线地质条件、周围建筑物、穿越的地下管线等，这些具有特殊性的因素，在盾构法实施时也应制定具备特殊性的如辅助加固法、施工方法、盾构选型、施工管理等条件进行改进，有针对性的做好风险的规避及应对方案。另外，在风险识别的过程中，要综合考虑地质条件、盾构选型、隧道施工过程、水文条件、重难点施工环节、施工技术等，并将其综合起来，并列出盾构法施工过程中可能存在的风险清单，确保清单的条理清晰、层次分明，从而有效的提高施工风险管理的有效性。

2.2 建立健全的应急预案

地铁盾构法施工风险的管理主要以预防为主，当然，也有一些风险是我们无法预知的，这类风险具有突发性、随机性等特征，而在风险发生时，为了避免或降低风险带来的损失，要在最短的时间内采取风险应急预案，才能有效的做好风险的处理工作，因此，地铁盾构法施工风险管理应用的过程中需要建立健全的应急预案，当然，应急预案的建立应按照规范流程进行（如图1所示）[4]。首先，相关管理部门的人员应重视应急预案的制定和完善，同时还要结合自身多年的工作经验对以往发生的风险问题进行总结和归纳，并制定出相应的应急预案，以便于在类似风险发生的情况下，及时采取对应的处理措施，从而有效降低风险带来的损失。其次，盾构法施工风险管理部门人员，应具有敏锐的观察能力以及灵敏的反应能力，这样才能及时察觉到风险，并在风险发生的第一时间内做出有效的应对措施，从而有效的降低地铁盾构法施工风险带来的损失。

2.3 加强对地铁盾构施工风险管理

通过以上对地铁盾构施工过程中存在的问题分析，地铁盾构施工过程中存在很多的可预测因素以及不可预测因素等，同时，对应的风险也存在可预知风险和不可预知风险等两大部分，为了避免风险对施工带来的损失，必须做好地铁盾构施工的风险管理工作[5]。首先，应对地铁盾构施工进行全面的分析，例如，施工周边环境、地质因素、施工目的、施工技术要求等，通过全面的分析才能更好的完善相应的风险应对措施，从而确保地铁盾构法施工的有效性，有效的规避了一些可预知的风险。其次，应对可能引发地铁盾构法施工风险的各项因素进行管理，从而有效的规避风险，例如，施工进度、施工技术、施工成本、施工人员、施工质量等，加强各个环节的管理，才能切实有效的做好地铁盾构施工风险管理工作，从而有效的规避或减少风险对地铁盾构法施工质量带来的影响。

众所周知，在应用地铁盾构法在施工的过程中，涉及的因素比较多，不仅包括大量的施工材料，还有多元化的施工技术以及多岗位的技术人员，任何一项因素都有可能给盾构法施工带来影响。另外，地铁盾构法施工环境，如地质地貌、周围环境、建筑设施、地下管线等，都可能会引发地铁盾构施工安全事故，因此，加强对地铁盾构法施工的风险管理是非常有必要的。通过以上几部分的分析不难看出，在地铁盾构法施工风险管理应用的过程中，对控制和规避风险有着极大的作用，从而有效的降低了风险带来的损失。

总结

综上所述，随着城市化的快速发展，地铁行业的发展也极为迅速，为城市带来更便利的交通。然而，在应用地铁盾构法进行施工建设的过程中，却由于我国地铁起步较晚、经验不足的现象，使得出现一些风险对施工质量造成极大的影响，对此，必须将施工风险管理有效的应用到地铁盾构法施工中，从而有效的提升地铁盾构法的施工质量以及施工安全，对推动地铁行业的发展有着极大的作用。

参考文献

[1] 王晶，谭跃虎，王鹏飞，江巍.地铁隧道施工过程中风险分析与控制[J]. 理工大学学报（自然科学版）. 2012（04）

[2] 周红波，何锡兴，蒋建军，蔡来炳.地铁盾构法隧道工程建设风险识别与应对[J]. 地下空间与工程学报. 2014（03）

[3] 陈自海，陈建军，杨建辉.基于模糊层次分析法的盾构隧道施工风险分析[J]. 地下空间与工程学报. 2013（06）

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中图分类号：U416 文献标识码：A

1.概述

当前，我国的轨道交通建设如雨后春笋般的发展，地铁建设及运营情况反映了一个城市的现代化程度。地铁，作为一种绿色的交通方式，能够减少能耗和城市污染，改善城市环境；作为一种准点、安全的交通方式，能够缓解城市交通拥堵，更好的为居民出行提供便捷的服务。然而，地铁的建设却有比其他基础设施建设更为复杂的施工环境，地铁隧道采用盾构法施工虽已日趋成熟，但如何保证安全、优质的完成地铁的施工任务是地铁建设者面临的普遍问题。

2.工程概况

合肥市轨道交通1号线葛大店站～望湖城站区间右线起讫里程K12+683.9～K14+113.611。区间隧道采用盾构法施工，其中4#盾构机计划从望湖城站小里程右线始发，一直推进至太湖路站。本次盾构始发在望湖城站东端右线端头井进行，由于距始发洞门12.8m即为B01商业建筑，该建筑为地上三层混凝土框架结构，基础形式为柱下独立基础，最大基础埋深为地下1.7m，隧顶距基底约8.581m。盾构在始发阶段即穿越建筑物在国内盾构施工中较为罕见，如何采取有效的措施来保证盾构始发阶段建筑物安全及盾构始发质量是本次始发的关键所在。

图1望湖城站始发段与B01商业建筑平面示意图 图2 隧道与B01商业建筑基础埋深示意图

3.施工重难点分析及控制措施

3.1端头井加固

望湖城站右线端头井原设计采用高压旋喷桩（二重管）加固，由于端头井距离建筑物仅1.7m，根据望湖城站线端头井加固施工时地表监测情况，加固范围内地表最大隆起量达到了50cm。因此，高压旋喷桩不适用于端头井近建筑物的土体加固。根据专家建议及现场实际情况决定该端头井加固方式变更为钻孔咬合排桩加固，成孔直径为800mm，相邻桩相互咬合150mm。整个桩体采用粉煤灰混合砂浆灌注，土体加固范围为隧道上下、左右各3.0m，加固区的长度为2.5m（4排），钻孔桩设计桩长19m，共计64根。加固区强度为：0.5～0.8MPa。

图3 端头井加固平面示意图

为减小近端头井处的地表沉降，盾构机始发前在近端头井土体预埋袖阀管，袖阀管的孔底距离隧道为200mm，袖阀管的管底部距离隧道的距离为1m，为保证盾构在同步注浆能正常保压，底部套壳料的强度适当提高。具体的布设位置如下图所示：

图3 端头井预留袖阀管平面、立面示意

盾构开挖直径6280mm，盾体外径为6260mm，在负环管片拼装阶段，无法立即进行同步注浆时，根据地表监测情况，利用预埋的袖阀管进行注浆来替代同步注浆以填充盾体与土体间的间隙。

3.2建筑物加固

按照原区间加固施工方案，在B01建筑东南角位置预留了袖阀管，为了保证右线在穿越该建筑物时有效的控制建筑物沉降，对该建筑物采取以下措施：

①对原有在B01建筑东南角位置预留的袖阀管进行注浆，同时对建筑物沉降量进行跟踪监测，总结出注浆压力及注浆量等参数。

②在B01建筑物右线穿越区域对称布设袖阀管，并根据上述的注浆参数提前进行注浆，以确保右线穿越建筑物时控制建筑物的沉降。

③在对B01建筑物进行注浆时安排专人对建筑物进行24小时巡视，监测人员加大对建筑物及地表点的监测频率，及时反馈相关监测数据，以便掌握相关数据。及时通知现场操作人员调整注浆压力及注浆量，确保建筑物的安全。

3.3盾构掘进

为了控制始发阶段B01商业建筑的沉降，保证建筑物的安全，盾构的推进过程中采取如下措施：

①尽快的让盾构建立土压平衡，保证掌子面的稳定，控制地表及建筑物的沉降，确保建筑物的安全；

②在+1环管片脱出盾尾后就立即进行注浆，以减小建筑间隙引起的地表沉降；

③为了保证管片的同步注浆在较短时间内凝固并封闭，始发阶段的同步注浆的浆液采用单液浆进行压注，并对浆液配合比进行了优化，同时及时跟进二次注浆。

④对洞门封闭的帘布翻板进行补强加固，确保在同步注浆时不被浆液冲破。

⑤为了防止浆液对盾尾刷造成污染，在注浆时加大盾构油脂的注入量以保护盾尾刷。

⑥为了保证反力架满足推力要求，采取反力架与始发架牢固固定，形成刚体。

⑦始发前复核引轨标高，并在掘进过程中严格控制盾构机姿态，防止磕头现象发生。

⑧加强地面监测及建筑物监测频率，在始发段+1-+10环每环拱顶上方加密三个地表监测点，及时监测并掌握建筑物及地表的沉降。

4.穿越B01建筑时分阶段控制

4.1穿越模拟阶段

①穿越前，有针对性的对作业班组进行交底，让每个作业人员了解B01建筑物所处里程、地面位置、结构类型等相关情况及控制重点，明确盾构穿越时的各项施工参数。

②盾构掘进至建筑物时，需对刀盘、盾尾密封、螺旋输送机、铰接、密封油脂系统、注浆系统等进行一次全面的检查、维修。

③及时对盾构机的掘进姿态进行纠偏调整，控制在±20mm以内。

④穿越前12.8m的地段作为过渡模拟段，完全模拟在建筑物地面下推进时的盾构操作要求进行推进，加强土体变形观测，检验预定情况的施工掘进参数引起的地层变形程度是否能够达到预期的目标。

⑤按照设计要求，对穿越段建筑物进行施工监测，增加监测频率（2次/d）。

⑥通过连续监测，确定盾构通过地段地表稳定后变化量（与初始值比较）最小时的最优盾构掘进参数。

⑦根据前期施工总结，掌握每车渣土装满时所对应的千斤顶行程，过程中严格控制隧道超、欠挖，使实际出土量控制在理论值的98%-100%。

⑧严格控制同步注浆配合比，确保浆液质量。根据前期施工总结，确定合理的注浆量及注浆压力，严格控制注浆质量。

⑨采取合理措施防止盾尾漏浆现象：

a、加大盾尾油脂的注入量

b、合理控制盾尾间隙

c、漏浆情况比较严重时，可在管片外弧面加贴海绵条

⑩根据地面沉降情况，及时进行二次补浆。

4.2穿越阶段

①穿越段严格采用模拟段施工参数进行施工，项目部安排专职人员对施工参数进行严格监控，对施工过程进行记录。

② 成立穿越段领导小组，对施工过程中出现的异常情况进行分析处理，确保施工安全。

③ 根据设计要求，进行施工监测，及时反馈监测数据以指导施工。

④ 根据监测数据分析，对沉降量过大处进行二次补浆，当该处监测数据持续变大时，按照设计图纸对建筑物进行袖阀管注浆加固处理。

4.3穿越后30m阶段

盾构顺利穿越B01建筑物后，对建筑物段继续进行监测，根据监测数据分析，对沉降量过大处进行二次补浆，当该处监测数据持续变大时，立即采取预留袖阀管注浆的措施对建筑物进行加固处理。

5.掘进参数及监测数据

5.1监测点平面布置图

图5 监测点平面布置图

5.2盾构施工记录表见下表1、表2。

6.结论

合肥市轨道交通1号线望湖城车站右线始发，顺利完成了建筑物的穿越。主要注意以下几个方面：首先，通过采用有效的端头井加固方式、推进过程中根据监测结果不断的优化推进参数并采用袖阀管跟踪补偿等措施。其次，通过监控量测作为工程施工的“眼睛”，在穿越的过程中，对相关技术及监测等数据要详细记录，认真分析，掌握宝贵的第一手施工资料，有效的控制了盾构始发既穿越B01建筑的沉降。综上，通过各种措施，地铁盾构始发即穿越建筑物的顺利完成，为以后类似工况下盾构机始发提供了宝贵的经验，具有重要的参考意义及指导价值。

主要参考文献

参考文献

[1]仇.地下工程近接施工力学原理与对策的研究[D].西南交通大学博士学位论文，2003.

[2]王建宇.隧道工程的技术进步[M].北京：中国铁道出版社，2004.

[3]孙钧，刘洪洲.交叠隧道盾构法施工土体变形的三维数值模拟[J].同济大学报，2002，22（4）：379-385.

[4]张志强，何川.地铁盾构隧道近接桩基的施工力学行为研究[J].铁道学报，2003，25（1）：92-95.

[5]白廷辉，尤旭东，李文勇.盾构超近距离穿越地铁运营隧道的保护技术[J].地下工程，2000（3）：2-6.

[6]李永盛.深基坑相邻房屋的沉降控制[J].地下空间，1997，9（3）：146-150.

[7]合肥市轨道交通1号线土建5标项目经理部盾构穿越建筑物施工技术总结

篇6

1 引言

近年来，双圆盾构施工技术开始引入我国，并已成功应用于上海轨道交通杨浦线和六号线的建设。与单圆盾构施工双线隧道相比，双圆盾构具有许多优势，它能够一次完成双线隧道，施工速度快，土方挖掘量少，隧道断面面积利用率高。双圆盾构正逐渐成为地铁隧道、道路隧道等地下工程施工的主流形式。

盾构施工引起的地表沉降是施工环境保护的一个重要问题，特别是在楼群密集区域建设的城市轨道交通，对地表沉降有严格的控制标准。对于单圆盾构工法的地表沉降机理、沉降槽形式和沉降预测等理论，国内外专家已做了较多的研究[1，2]，但是对于双圆盾构工法引起的地表沉降尚缺乏足够的认识，探索双圆盾构工法的地表沉降规律有其必要性。本文针对上海轨道交通六号线双圆盾构区间隧道工程，通过对现场沉降监测结果的统计分析，得出双圆盾构工法的地表沉降规律，并探讨了软土地层中双圆盾构施工参数与地表沉降的关系，为后续工程积累经验。

篇7

中图分类号：U455文献标识码： A

珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工10标【金融高新区站～龙溪站】盾构区间沿佛山至广州城市主干道――海八路、龙溪路下穿行，本段分布有300米上软下硬的“粉细砂―风化岩”复合地层，该地层施工难度大，施工技术要求高，通过在施工前期进行国内外资料调研，收集在软硬复合地层，盾构隧道修建中的工艺、技术，以及理论、试验研究等方面的资料。其次认真总结国内如上海、南京、广州盾构隧道砂层及复合地层掘进施工中的经验教训，对包括盾构机选型（如刀具配置、渣良系统配置、保压设备配置等）以及对掘进模式的优选、掘进参数、盾构机姿态的控制和同步注浆、二次注浆参数的设定等方面的技术措施进行了研究,并根据现场情况及时做出相应的调整，最终快速安全的通过了该段上软下硬地层，同时也总结出了一套较为成熟的施工技术。

1、工程概况

珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工10标【金融高新区站～龙溪站】盾构区间沿佛山至广州城市主干道――海八路、龙溪路下穿行，本段分布有300米上软下硬的“粉细砂―风化岩”复合地层，隧道埋深17米，在隧道断面范围内下三分之一至下三分之二范围内为全或强风化岩层，之上为粉细砂层，拱顶以上分布有较厚的粉细砂层及余泥质粘土层直至地面。

2、典型施工案例

曾经在广州地铁三号线盾构施工的过程中引发的较大的地面沉降，特别是几次“塌通天”的沉降，几乎都是在上软下硬地质条件下造成的。形成这类事故的原因，是由于在盾构推进的过程中，刀盘切削工作面土体时上部软地层较易进入土仓，而下部较硬岩体不易破碎，在这种情况下，往往会使上部软地层过量切削进入仓内，特别是当隧道上部地下水较丰富且为粉砂层时，一旦密封仓内有些许土压失衡，上部的松散地层会很容易造成土体流失而发生较大的沉降，甚至发生“塌通天”事故。

3、施工难点

此类地层盾构掘进极易引起地面沉降过大或导致地面塌陷，本段车流量大，给本工程盾构的安全掘进和施工管理带来很大困难，是工程施工中的难点。

如何对盾构机进行选型以及对掘进模式的优选、掘进参数、盾构机姿态的控制和同步注浆、二次注浆参数的设定等方面成为解决该段地层中施工困难的重点。

4、盾构机主要技术参数

4.1盾构机选型

盾构施工对易液化的粉细砂层产生一些不利因素,尤其是盾构开挖面上部的砂层容易受到扰动而引起局部坍塌，该类地层宜采用闭胸式开挖，同时通过添加材料的辅助工法可以改善渣土的性状，从而避免渣土从出料口喷涌的现象发生。考虑到这一方面，并综合经济合理性的要求，本工程选用了德国海瑞克公司制造的φ6250mm复合式土压平衡盾构，盾构具有敞开式、半敞开式以及全闭胸的土压平衡式EPB式掘进模式，以适应硬岩地层，含水软岩以及软硬混合地层的掘进。同时在EPB模式下，足够的土压平衡调节能力可有效的平衡周围土体的静水压力和土压力，保证开挖面的稳定。配合可靠的同步注浆系统，必要的二次补浆，以及后期地层注浆加固技术等辅助工法，可将地表隆陷控制在规定的范围之内，另外通过泡沫注入系统、膨润土注入系统、高分子聚合物注入系统对渣土进行改良，有效的防止了结“泥饼”、管涌、流砂、冒顶或喷涌等现象，从而确保安全通过上软下硬的特殊地层。

φ6250mm复合式土压平衡盾构主要基本技术参数如下表

名称 参数

刀盘直径 6280mm

前盾直径 6250mm

中盾直径 6240mm

盾尾直径 6230mm

管片 外径6000mm，内径5400mm，宽度1500mm，管片数量5+1

刀盘驱动类型 液压驱动

刀盘功率 3×315Kw

刀具 齿刀64把，边刮刀左4+右4，双刃滚刀4把，单刃滚刀31把，超挖刀1把

刀盘开口率 28%

刀盘转速 最大4.5rpm

刀盘扭矩 2684.6千牛米

推进油缸 10 × 双油缸+10 × 单油缸

总推进力 34210千牛

螺旋输送机 功率200千瓦，速度22.15rpm

盾尾密封数 三排钢丝刷

管片安装机 机械抓取式

4.2刀盘配置

刀盘（右图）是一个带有多个进料槽的切削盘体，位于盾构机的最前部，用于切削土体，刀盘的开口率约为28％，刀盘直径6．28m，也是盾构机上直径最大的部分，一个带四根支撑条幅的法兰板用来连接刀盘和刀盘驱动部分，在该种地层下，刀盘上安装有64把齿刀，8把边刮刀，31把单刃滚刀，4把双刃滚刀，1把超挖刀。液压可伸缩式超挖刀可用于小曲径开挖。盾构机在转向掘进时，可操作超挖刀油缸使超挖刀沿刀盘的径向方向向外伸出，从而扩大开挖直径，这样易于实现盾构机的转向。超挖刀油缸杆的行程为50mm。刀盘上安装的所有类型的刀具都由螺栓连接，都可以从刀盘后的泥土仓中进行更换。在刀盘的圆周面、正面焊接有耐磨层，增强了刀盘的耐磨能力,增强的刀盘的使用能力。

刀具在刀盘上的超前量较大，正面滚刀的超前量为175mm，齿刀超前量为120mm，正面滚刀的轨迹间距为100mm，边缘滚刀的轨迹间距为9.59～100mm；滚刀的承载力为25t，适应掘进的岩石抗压强度为20～120MPa；滚刀的转动阻力矩小，在砂层中掘进时可以转动，以避免滚刀偏磨；刀盘前部的中心部位，装有一个用于注入添加剂的旋转接头，同时设备本身配备了用于渣良的泡沫和膨润土注入系统。在刀盘的背面焊有四根搅拌棒，以用来进行充分的渣良和搅拌。

5、盾构掘进时的主要技术措施

5.1掘进模式的优选

盾构在穿越上软下硬区段时，由于上下岩层强度相差较大，盾构容易上抛，此施工段施工重点是盾构机的使用控制。由于断面上部地层为易液化的细砂层，容易引起上部塌方，所以采用土压平衡模式掘进。

5.2掘进参数

在这种不良地层掘进时土仓压力不易控制：过高，则盾构推力和扭矩增大，作用在开挖面的有效推力不易掌握；过低，则易引起开挖面坍塌造成地面沉陷。因此，盾构施工时,要根据该种地层的工程地质特性以及隧道的埋置深度计算确定主要的掘进参数,包括:盾构姿态、推力、扭矩、掘进速度、刀盘转速、贯入度、土仓压力,值得强调的是,由于土压平衡模式下实际上是一种通过螺旋机的旋转出土形成的动态平衡,所以在实际操作过程中螺旋机的转速和压力也要引起足够重视。相关的掘进参数如下：

①土仓压力:推进时土仓压力80～100 kPa,停机拼环土压120 kPa以上。

②推力及扭矩:推力8000～13000 kN;扭矩约1800 kN.m;

③刀盘转速: 1.0～1.5 r/min。

④贯入度(切削量): 20～30mm /rpm。

⑤同步注浆压力及注浆量:浆液采用水泥砂浆。注浆压力180～250 kPa。注浆量大约6 m3/环。

⑥螺旋机转速:低于10r/min。

5.3盾构掌子面的稳定及控制

5.3.1掌子面稳定机理

土压平衡盾构掌子面稳定机理具有以下的特征：使刀具切下的土砂呈塑性流动，充满于土藏内以控制掌子面；用螺旋输送机和排土调整装置来调整排土，使之与切削土量保持平衡，并使土仓内的土砂有一定的压力，以抵抗掌子面的土压力，水压力；用土仓内和螺旋输送机内的土砂获得止水效果。

为了保证掌子面的稳定，重要的是要使切削下来的土砂具有塑性流动，并使土砂确实充满土仓内，同时还应使开挖的土砂具有止水性。因此，土压平衡盾构稳定掌子面的机理，因工程地质条件不同而不同。

砂性土层的掌子面稳定机理

由于砂性土和砂砾土的内摩擦角大，土的摩擦阻力大，故难以获得好的流动性。当切削下来的充满满土仓和螺旋输送机内时，将使切削刀具转矩，螺旋输送机转矩，盾构推进油缸推力增大，甚至使掌子，排土无法进行。另外，此类地层渗透系数大，仅靠土仓和螺旋输送机内的压缩效应不可能完全止水，在掌子面水压高时，螺旋输送机排土闸处易出现喷涌。因此，对这类地层，通常采用给掌子面或土仓内注入外加剂和加装搅拌装置进行强制搅拌等方法，以使开挖土具有流动性和止水性。与粘土地基一样，通过控制开挖量和排土量来平衡掌子面的水压力，土压力，亦可达到保持掌子面稳定的目的。

5.3.2渣土的改良

在土压平衡盾构施工中，尤其在复杂地层及特殊地层盾构施工中，为了保持开挖面的稳定，根据围岩条件适当注入添加剂，确保渣土的流动性和止水性，同时要慎重进行土仓压力和排土量管理。渣良的目的如下：

（1）使渣土具有良好的土压平衡效果，利于稳定开挖面，控制地表沉降。

（2）提高渣土的不透水性，使渣土具有较好的止水性，从而控制地下水流失。

（3）提高渣土的流动性，利于螺旋输送机排土。

（4）防止开挖的渣土黏结刀盘而产生泥饼。

（5）防止螺旋输送机排土时出现喷涌现象。

（6）降低刀盘扭矩和螺旋输送机的扭矩，同时减少对刀具和螺旋输送机的磨损，从而提高盾构的掘进效率。

渣良就是通过盾构配置的专用装置向刀盘面，土仓内或螺旋输送机内注入水，泡沫，膨润土，高分子聚合物等添加剂，利用刀盘的旋转搅拌，土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与土渣混合，其主要目的就是要使盾构切削下来的渣土具有好的流塑性，合适的稠度，较低的透水性和较小的摩擦阻力，以满足在不同地质条件下盾构掘进可达到理想的工作状况。在本工程施工中，结合以往的施工经验和这段地质的实际提特殊状况，我们选用了具有对砂土有良好改良作用的泡沫剂作为砂良添加剂，这样就可以使切削下来的渣土具有较好的黏附力，便于排土输送。在含水量丰富单一靠泡沫剂来改良效果就不是那么的理想，就要考虑多种改良方法一起作用，我们经过综合考虑试验后选用了用后配套设备上的膨润土罐来配置高分子聚合物通过管路注入土仓的方法。泡沫剂和高分子聚合物两种方法的综合使用在施工中有效的减少了富水砂层的喷涌，流砂，渣土输排的困难。

当盾构穿越的地层主要有泥岩，泥质粉砂岩，砂岩，粘土层时，盾构掘进时可能会在刀盘尤其是中心部位产生泥饼。此时，掘进速度急剧下降，刀盘扭矩也会上升，大大降低开挖效率，甚至无法掘进。施工中的主要技术措施如下：

（1）加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理，特别是在黏性土中掘进时，更应密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态。

（2）增加刀盘前部中心部位泡沫注入量并选择较大的泡沫注入比例，减少渣土的黏附性，降低泥饼产生的几率。

（3）必要时在螺旋输送机内加入泡沫，以增加渣土的流动性，利于渣土的排出。

（4）必要时采用人工处理的方式清除泥饼。

5.3.3保压措施

土压平衡控制的要点就是维持开挖面的稳定，确保土仓内的土压力平衡开挖面的地层土压力和水压力。土压平衡盾构开挖面的稳定有下列因素的综合作用的维持：适当的推进速度使土仓内的土压力平衡地层压力和水压力；通过调节螺旋输送机的转速和排土闸门开度调节排土量；适当保持泥土的流动性，根据需要调节添加剂的注入量。

土压平衡盾构以土压力为控制目标，通过将盾构土仓内的实际土压值Pi与设定土压值P0进行比较，依此压力差进行相应的排土管理：(1) Pi> P0时提高螺旋输送机转速或降低推进速度。（2）Pi =P0继续正常推进。（3）Pi＜ P0降低螺旋机转速或提高推进速度。设定土压值P0应控制在以下范围内：（水压力+主动土压力）＜P0＜（水压力+被动土压力）。

5.4同步注浆与二次注浆软弱地层沉降控制的合理参数

5.4.1同步注浆

（1）注入量与地层的关系

根据刀盘开挖直径和管片外径，可以按下式计算出一环管片的注浆量。

V=π/4×K×L×（D 2-D22）式中:

V ―― 一环注浆量（m3）

L ―― 环宽（m）

D1―― 开挖直径（m）

D2―― 管片外径（m）

K―― 扩大系数取1.5～2

代入相关数据，可得:

V=π/4×(1.5～2)×1.5×（39.4-36）

=6.0～8.0m3/环

上面经验公式计算中，注浆量取环形间隙理论体积的1.5～2倍，每环（1.5m）注浆量Q=6.0～8.0m3。

（2）配比的变化与地层的关系

根据盾构施工经验，同步注浆拟采用下表所示的配比。在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验优化确定。同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标：

每立方同步注浆材料配比和性能指标表

水泥（kg） 粉煤灰（kg） 膨润土（kg） 砂（kg） 水（kg）

120 360 120 700 500

①胶凝时间：一般为3～10h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，进一步缩短胶凝时间。

②固结体强度:一天不小于0.2MPa，28天不小于2.0MPa。

③浆液稠度:8～12cm。

在上软下硬地层中，砂浆的配比做出适当的调整：适当减小水的比重，适当增大水泥和膨润土的比重。这样的调整目的为减小砂浆的流失并且缩短砂浆的胶凝时间。

5.4.2二次注浆

同步背后注浆结束后，浆液在凝固的过程中会有1.4%左右的体积收缩，还有因浆液发生流失，在管片背面会形成空腔。由于空腔的存在，此处地层易发生坍塌变形，随围岩松动范围扩大，会引起地面沉降。用二次注浆及时填充管片背面的空腔，使地层没有发生变形的空间，有效地控制地面下沉。在广佛线上软下硬的复合地层中，控制地面沉降使用的浆液为单液浆，注浆时，用水灰比1∶1的水泥浆液填充满管片背面的空腔，注浆压力控制在0.5 MPa内，当注浆压力接近0.5 MPa时停止注浆。注完浆后要封孔，封孔时浆液凝固时间调整到15s，注完50 kg水泥，关掉注浆泵。由于上部为细砂层，注浆要求能迅速阻水，快速充填。故要求浆液凝固时间短，黏性大，保水性强，不离析，凝胶时间宜控制在4～6 h。

从施工过程看，同步注浆及二次注浆质量把握较好，地面沉降控制在+10～-20 mm内，未引起建筑物沉降、倾斜、开裂。

5.5、安全掘进控制措施

除了满足上面提到的掘进参数外，还要采取以下控制措施，来保证盾构机的安全掘进。

(1)适当放慢掘进速度，使盾构刀盘能对正面坚硬岩层进行充分破碎；

(2)合理利用盾构铰接千斤顶，改变刀盘倾角以加强对硬岩部位的切割，提高盾构掘进过程中的轴线控制能力；

(3)调整盾构机推进千斤顶的区域油压，硬岩区域推进千斤顶油压较软岩部位适当加大，以控制千斤顶的合力作用点、抵消上抛力，控制好盾构轴线位置和隧道坡度。

(4)利用刀盘边缘的扩挖刀，对下部硬岩部分适量扩挖以避免盾构上抛。

(5)如果上部太软掘进时出现塌陷，则应考虑地表注浆加固。一般情况下可以通过保持一定的土压防止上部掌子面坍塌。

6、“粉细砂―风化岩”上软下硬复合地层盾构施工技术要领总结

在粉细砂―风化岩” 上软下硬的复合地层中，易液化的粉细砂层和城市主干道敏感区段的复杂环境注定会造成极大的施工困难，通过加强管理、提前策划，并根据在施工过程中及时收集到的监测信息快速调整和优化掘进参数以及同步和二次注浆等参数，盾构施工取得了较好的效果，安全快速的通过了该段地层，并得出了一些施工经验：施工技术管理是关键，盾构机选型及合理的参数是保证。

基于在粉细砂―风化岩” 上软下硬的复合地层中的施工经验，总结出了一套适合于该地层的较为成熟的施工技术要领，主要为：

(1)合理配置刀具

在边缘和靠近边缘的正面部分要配置足够的重型齿刀或滚刀以确保刀具能够充分破碎底部的硬岩地层，保证盾构能够向前推进。

(2)必要的渣良措施

增加土仓内的泡沫注入量，以减少刀具的磨损并防止开挖面失稳。

(3)合理控制掘进参数

Ⅰ采用小推力低转速，适当降低掘进速度，使刀盘对底部较硬地层进行充分破碎。

Ⅱ严格控制出土量。如发现出土量过大要逐步增加土仓压力，将每一环的出土量控制在理论值的95%～105%。

Ⅲ重视盾构基础数据的异常反馈，认真分析其异常原因，并采取果断措施；密切注意工程地质及地表沉降变化情况，及时调整掘进参数，减少对地层的扰动、控制地表沉降变化情况，及时调整掘进参数、减少对地层的扰动、控制地表沉降在允许范围内。

Ⅳ严格进行同步注浆，保证注浆压力和注浆量，充分填充盾尾和管片之间的建筑间隙，以减少周围土体的位移变形。

Ⅴ根据盾构推进的地质预报及出头情况分析，充分了解前方地层情况，及时添加调整渣良材料，以改良渣土，防止产生“泥饼”和“喷涌”。

Ⅵ及时对盾尾密封添加足量的油脂，确保盾尾的密封性，以防止因盾尾密封不好而产生漏水、漏浆和漏砂等现象。

Ⅶ合理利用盾构铰接油缸，改变刀盘倾角以加强对硬岩部位的切割，提高盾构掘进过程中的轴线控制能力。

Ⅷ调整盾构推进油缸的区域油压，硬岩区域推进千斤顶油压较软岩部位适当加大，以控制千斤顶的合力作用点、抵消上抛力，控制好盾构轴线位置和隧道坡度。严密关注盾构机姿态并作出准确的姿态调整。

Ⅸ检查更换刀具时，必须进行加固或带压进仓。

Ⅹ加强设备管理，做好设备故障诊断和定期保养，提高设备完好率。

7、结束语

今后城市交通建设中向地下铁道发展是大趋势，地铁施工中采用盾构机是发展主流，地铁施工中地质条件成为影响工程质量及进度的关键因素，其中“粉细砂―风化岩”上软下硬复合地层盾构掘进便是其中需克服的技术难题之一，很多工程实例表明，特殊地层掘进控制成为整个工程质量及进度最重要的一环，国内盾构隧道施工中因在“粉细砂―风化岩”上软下硬复合地层中掘进造成质量事故及工期拖延的事件时有发生，严重影响了企业形象及效益。通过本次研究，总结经验，可知，尽管盾构掘进通过富水复合地层风险较高，但是我们如果能够在盾构选型配置，盾构掘进模式参数上依据地质状况提前分析，参照以往施工经验较准确的设定数据。同步注浆和二次注浆及时饱满，配合比选择适当。风险也还是可以降低克服的，相对于因此而增加的经济成本而言，我们因为规避了施工风险或事故而获得的潜在经济效益和社会效益更大。

参考文献：

1，周立波编著，盾构法隧道施工技术及应用，中国建筑工业出版社，2009.4

2，陈馈，洪开荣，吴学松主编，盾构施工技术，人民交通出版社，2009.5

3，王江涛，陈建军，吴庆红，于澎涛编著，南水北调中线穿黄工程泥水盾构施工技术，黄河水利出版社，2010.6

篇8

中图分类号：TU74文献标识码： A

深圳水文、地质和地形地貌的特殊性,决定了深圳市地铁盾构施工有其特点和难度。根据深圳地铁盾构施工的经验,并结合以往的施工经验,对深圳地铁盾构施工提出一些认识和想法,与大家共同探讨。

1、深圳盾构施工的特点

在深圳做地铁盾构施工的单位都有一个共同的认识:盾构施工中出过事故的多而不出问题的少。分析产生此种现状的原因是和深圳的地质、水文和线路特点分不开的。

1.1深圳的地质、水文和线路特点

深圳地处海边,属于低丘、台地、冲洪积平原和沟谷地貌。更由于近年来深圳城市发展过程中的移山、填海(河、湖)、平沟等人工作用,使深圳的地形、地貌发生了很大的变化。地铁的盾构施工线路上的地层具有以下特点。

1.1.1复杂、多变和突变的地质

深圳既有坚硬的花岗岩又有勃土层和砂层,在盾构施工的线路上会遇到复合地层或由一种地层向另一种地层的突变,如上软下硬的软硬不均地层及在个别地段存在的漂石等。

1.1.2含水最大

深圳是个靠海的城市,水位低且雨水充沛。在离海边近且透水性大的砂(卵)层、中、微风化岩石地层中富含的水极易造成盾构施工的喷涌。

1.1.3岩石强度高、曲线半径小

盾构施工的线路上存在着高强度的花岗岩地层和小曲线半径。深圳地铁2号线东延线段香梅北站一景田站区间勘测得出岩石最大单轴抗压强度达到193MPa,在硬岩段上还存在着350m小曲线半径。在这样的线路上进行盾构施工对盾构机掘进速度、调向及其使用的刀具都提出了更高的要求。

1.2深圳盾构施工的特点

1.2.1施工中出现的问题多

复杂、多变和突变的地质特点决定了盾构施工中出现的问题多种多洋。如在砂层中的施工极易造成地层的坍塌;在砂土地层中的施工易造成刀盘结泥饼使掘进无法进行;特别是在突变的地层中极易出现意想不到的问题。

1.2.2施工中易出现喷涌

含水量大的水文、地质特点决定了盾构施工中极易出现喷涌。由于盾构施工中的喷涌产生的超挖造成地表沉降大;盾构机内落渣多、清渣困难造成盾构施工无法连续进行和掘进速度缓慢。适宜的渣良措施、娴熟的盾构操作技能和科学的组织管理措施是预防喷涌和解决喷涌带来的一系列问题的关键。

1.2.3施工中盾构机出现被困住

岩石强度高且曲线半径小的特点决定了盾构施工速度慢、刀具消耗大、盾构机调向困难、盾构机被卡住和困住等问题。深圳的盾构施工中多家单位出现过多起刀具无法更换和盾构机被困住的事故,也出现过因掘进速度慢造成工期紧张的问题。这就对盾构施工的组织管理及盾构机的配置和使用的刀具都提出了更高的要求。

2深圳地铁盾构施工的要点

(l)正确的盾构机选型及配置;

(2)正确的盾构机操作技术和合理的掘进参数选择;

(3)科学的施工技术及管理。

2.1盾构机的选型

选取复合式土压平衡盾构机以适应深圳复杂多变地质条件下的盾构施工。深圳用盾构机除具备盾构机的一般功能外,针对深圳施工的特点需提高和加强以下几方面的配置和功能。

2.1.1盾构机具备硬岩掘进和软土掘进功能

针对深圳软硬岩同时存在的特点,盾构机刀盘和刀具的设计以及配置需要既能适应软土地层又能适应硬岩地层。这就需要配置高强度的刀盘和破硬岩的滚刀以及开挖软土的齿刀。并能够方便

和及时地进行修理与更换。盾构机需进行以下配置和设计。

(l)选用同时能安装滚刀和齿刀的高强度的面板型刀盘。

(2)选用能破硬岩的重型滚刀:其中从意大利进口的旁迈力滚刀性价比较高,国产的滚刀有武汉江钻和洛阳九九的滚刀性能也不错,具体可根据实际的施工地质情况进行选配。

(3)选用软土的切割刀具,其中聊城天工和聊城瑞钻的齿刀性能还是比较好的

(4)配置人闸系统,以实现常压下无法进仓需带压进仓进行刀具的更换和检查的功能。

2.1.3盾构机具备超挖能力

配置超挖刀。由于深圳硬岩地层较硬,为防止卡住刀盘和困住盾构机,用于深圳施工的盾构机最好配备超挖刀,以提高盾构机的适用性。

2.1.4具备渣良能力

配备渣良的泡沫系统和加水系统。通过泡沫系统和加水系统的渣良来改善和提高盾构机的防喷涌能力和防结泥饼的能力。同时刀盘上泡沫管路设置要可靠并方便进行修理。

2.1.5其他方面的配置

(l)盾体上开设注聚胺脂的孔,以实现水大时对盾体进行的封堵和紧急情况下对盾构机的处理。

(2)储备一些易损的盾构机备品、配件,确保盾构机的正常运行和使用。

2.2.硬岩段小曲线半径掘进施工的几点认识

(1)要勤检查边缘滚刀的磨损情况，磨损量超过10 mm一定要更换边缘滚刀。

(2)注意盾构机掘进姿态的稳定，防止盾构机出现左、右偏摆情况的发生。这需要盾构机司机之间互相交底，掘进过程中要保持思想认识上的一致性，避免和防止出现一会向左推一会向右推的情况发生。

(3)盾构机的油缸推力差选取要适当，不可过大，防止顶碎管片和转向过急。

(4)控制好盾尾间隙:管片的选型和拼装的点位都要确保均匀的盾尾间隙。

(5)选好二次注浆的点位，一般都选取与盾构机转向相反的一侧的管片进行二次注双液浆，确保二次浆液固结住管片，有利于盾构机转弯的需要。

2.3在软硬不均地层和软土地层下穿密集建筑物掘进的几点认识

(1)尽可能争取不在建筑物下换刀。在下穿建筑物时要提前进行刀具检查，确保盾构机能够一次性穿越建筑物而不换刀。

(2)作好地质勘查和地层分析工作。对楼房基础差、易下沉的地层提前进行加固或提前做好加固准备，在盾构通过前或通过后及时进行加固。

(3)掘进模式。硬岩中可采用敞开模式进行掘进;软土和上软下硬地层中掘进则应采用土压平衡模式进行掘进;掘进中在不多出渣的条件下尽可能多注人泡沫并将土压平衡模式向气压平衡模式转换，同时土仓压力可适当提高。

(4)注浆。同步注浆量可适当多注，每环的注浆量可提高到6耐，注浆压力控制到3 bar，同时在管片背后补注双液浆。在掘进中还要根据出渣量多少和楼房的监测情况来确定需否打小导管进行管片背后二次注浆，如打小导管注浆压力可控制在4 bar左右。

(5)掘进参数控制。掘进速度控制在20-40 mm/min之间，推力控制在1 500 t左右，扭矩在3000kN.m以内，刀盘转速控制在

1. 3 rpm左右。要尽可能地保持各掘进参数波动不大的情况下，均衡稳定地向前掘进。

2.3盾构施工技术管理和施工组织管理

深圳的盾构施工要穿越密集的楼房、繁华的街道、坚硬的岩石、松散的砂层和河流、湖泊，实施科学的技术管理和组织管理是盾构施工有序进行的保证。在盾构施工技术和施工组织管理上要加强以下几方面的工作。

2. 3.1认真做好地质的详勘工作

深圳盾构施工中出现的多次事故都与施工线路上的地质详勘做的不详细有关。认真细致地做好盾构施工线路上的地质详勘，对特殊地段进行加密勘测，如地质差异性变化大和变化频繁地段、穿越楼房(道路、河流、湖泊等)地段、计划的检查和换刀地段、始发和到达端头的加固地段等需进行加密勘测，为盾构施工及方案的制定提供可靠的科学依据。

2. 3. 2技术方案和技术交底要先行

盾构施工的技术管理是盾构施工顺利进行的保障。技术文件是盾构施工的指导性文件，盾构施工前技术方案和技术交底要先行，为技术方案和技术交底的贯彻实施提供充裕的时间。

2.3.3严格按技术文件的要求进行施工

地铁盾构隧道有严格的技术质量规范要求，如超出规范轻则会出现质量事故影响地铁的正常运营，无法实现地铁正常设计要求。

2.3.4了解和掌握盾构机的性能，降低盾构施工中的消耗

盾构机在施工中的油脂消耗占有比较大的比重，其中沈重(NFM)盾构机比海瑞克盾构机在设计上的油脂消耗高。在了解盾构机运行原理和确保盾构机正常和安全使用的前提下，制定严格的油脂使用技术管理规程，确保油脂的经济、合理使用。

3结束语

针对深圳盾构施工的特点，应用复合式土压平衡盾构机及相应的功能配置，合理地选择盾构施工技术参数，严格执行工艺纪律，采取有效的辅助工序管理措施(如换刀地层加固、楼房加固、进出洞加固等措施)，科学的盾构施工技术管理和组织管理，并加强盾构机的维修保养管理等措施，是深圳盾构施工有序、高效和经济运行的保证。

参考文献：

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Abstract : Common problems in shield tunneI construction are summarized and analyzed in this paper.and the corresponding preventive measures are proposed, which can provide some reference to the construction of the shield tunnel.

Key words : shield tunnel; EPB shield; common problems; preventive measures

引言

盾构法施工技术因其先进的施工工艺和不断完善的施工技术，使得其在城市地下空间的开发中得到广泛应用[1,2]，如城市地铁、公路隧道、跨海隧道的建设及城市市政管道的改造等。然而由于盾构法施工在我国应用时间不长，各种事故频繁发生在盾构隧道施工过程中（图1），严重地影响工程质量以及工程进度[3,4]。本文针对土压平衡盾构施工中的常见事故进行了总结分析，并给出相应的解决措施，为解决土压平衡盾构施工中的技术难题提供了参考与借鉴。

1盾构施工特点

盾构法是采用盾构在地表以下开挖隧道的施工方法，盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进和装配衬砌的钢筒状结构[4]。它借助于支撑在已经完成的衬砌管片上的千斤顶的推力不断向前顶进。在盾壳的支护下，刀盘可以安全地开挖地层，尾部可以装配管片，迅速形成隧道的永久性衬砌，并将衬砌与地层之间的建筑空隙用水泥砂浆填充，以防止周围地层后期变形和围岩压力的增长。盾构法施工可以在较大范围的工程地质和水文地质条件下使用，机械化程度高、施工快速、安全、无噪音，在我国城市地铁建设的高速发展中得到了广泛应用。然而由于盾构技术复杂，施工工序多，使得盾构在施工使用过程中也暴露出不少的问题[5,6]。

盾构法隧道上方一定范围内的地表沉降很难控制，特别在饱和含水松软的土层中，要采取多项措施才能把沉降限制在很小的范围内；

遇到坚硬地层、钢筋混凝土桩、孤石等障碍物时，通过困难；

遇到流砂地层，施工困难；

若隧道覆土太浅，则盾构法施工困难大，安全性降低；

盾构在掘进过程中其轴线较难控制，特别是在小曲率半径隧道时，施工尤为困难。

2盾构施工中常见问题及对策

2.1盾构机叩头

盾构始发后，在盾构机抵达掌子面及脱离加固区时容易出现盾构机“叩头”的现象[7,8]，根据地质条件不同有些可能出现超限的情况。为防止盾构机叩头可采取以下预防措施：

盾构基座安装时应使盾构就位后的高程比隧道设计轴线高程高约20mm，以利于调整盾构初始掘进的姿态；

合理选择盾构的千斤顶编组，控制好盾构机液压千斤顶上下推力之差。

2.2泥饼问题

在穿越粘性土层时，盾构机刀盘一般是在高温、高压中进行掘进的，在这种环境中，粘性土易压实固结产生泥饼，特别是在刀盘的中心部位。当产生泥饼时，掘进速度急剧下降，刀盘扭矩也会上升，大大降低开挖效率，甚至无法掘进。施工中主要采取下列预防措施防止泥饼的产生：

加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理，特别是在黏性土中掘进时，应密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态；

增加刀盘前部中心部位泡沫注入量并选择较大的泡沫注入比例，改善土体的和易性,减小渣土的黏附性，降低泥饼产生的几率，必要时螺旋输送机内也加入泡沫，以增加碴土的流动性，利于碴土的排出；

在到达黏性土地层之前把刀盘上的部分滚刀换成刮刀，增大刀盘的开口率；

在刀盘背面和土仓压力隔板上设搅拌棒，以加强搅拌强度和范围；

一旦产生泥饼，可空转刀盘使泥饼在离心力的作用下脱落，必要时也可在确保开挖面稳定的前提下进行人工进仓清除。

2.3管片上浮问题

盾构机的切削刀盘直径与隧道衬砌管片外径的差值，以及盾构机在掘进过程中的蛇形运动产生的超挖，使得管片与地层间存在一个环形建筑间隙[5]，如不及时充填此空间，脱出盾尾的管片便处于无约束的状态，就会给管片产生位移提供可能的条件，这是造成盾构隧道衬砌管片产生位移的一个外部条件。如果此间隙不能及时被同步注浆填充，或者是由于注浆工艺和注浆浆液质量使得浆液的初凝时较长，浆液在很长一段时间内是未达初凝的流体，管片脱离盾尾之后受到周围地下水、注浆浆液、泥浆等包裹的作用，使管片受到上浮力，如果管片所受的上浮力大于其自身重力就会产生上浮，这是上浮的内在原因。当发现管片有上浮现象时，可采取下列措施控制管片的上浮：

在浆液性能的选择上应该保证浆液的充填性、初凝时间与早期强度的有机结合，使盾构隧道管片与围岩共同作用形成稳定的整体构筑物；

根据工程地质、水文、隧道埋深等情况的变化动态地调整浆液配比，以控制地表的沉降和保证管片的稳定。

2.4地表沉降问题

盾构法修建隧道引起地层位移的主要原因是施工过程中的地层损失，地层原始应力状态的改变、土体的固结及土体的蠕变效应，衬砌结构的变形等，当土仓内压力不足以与外界水土压力平衡时，盾构刀盘面前方土层易坍塌，从而引起地表沉降。管片脱出盾尾后，管片与地层间存在一个环形建筑空间，在软岩地层中如果不及时进行同步注浆填充，拱顶围岩极有可能产生变形引起地表过量沉降。可采取下列措施防止地表沉降。

制定监控量测方案，加强对周围道路、管线和临近建筑物的监测，并及时反馈信息，据此调整和优化施工技术参数，做到信息化施工；

维持土仓内压力平衡，根据地质情况和隧道埋深对土仓压力进行动态调整；

在盾构机掘进过程中保证注浆量和注浆压力，实际注浆量应达到理论空隙量的150％～200％，必要时要进行二次注浆。

2.5开挖面失稳

可能造成开挖面失稳的风险因素是开挖中前方遭遇流沙或发生管涌，盾构机将发生磕头或突沉；开挖中前方地层出现空洞，导致盾构机轴线偏移、沉陷以及隧道塌方冒顶；盾构机推进过程中，出现超浅覆土，则会导致冒顶；盾构推进中突然遇到涌水，导致盾构机正面发生大面积塌方等。可采取以下措施预防开挖面的失稳：

控制推进速度，维持排土量和开挖量的平衡；

控制好压力舱的应有压力，防止开挖面失稳；

使开挖下来的土砂具有塑性流动性，并使土砂确实充满压力舱内，同时还应使开挖下来的土砂具有止水性；

超浅覆土段，一旦出现冒顶、冒浆随时开启气压平衡系统。

2.6盾构掘进轴线偏差问题

盾构掘进过程中，会因为盾构超挖或欠挖，造成盾构在土体内的姿态不好，以及由于盾构测量误差、盾构纠偏不及时，或纠偏不到位导致盾构推进轴线过量偏离隧道设计轴线，影响成环管片的轴线。可采取以下措施进行控制：

正确的设定平衡压力，使盾构的出土量与理论值接近，减少超挖与欠挖现象，控制好盾构的姿态；

盾构施工过程中经常校正、复测及复核测量基站；

发现盾构姿态出现偏差时应及时纠偏，使盾构正确地沿着隧道设计轴线前进；

盾构处于不均匀地层时，适当控制推进速度，当盾构在极其软弱的地层施工时，应掌握推进速度与进土量的关系，控制正面土体的流失；

调整盾构的千斤顶编组或调整各区域油压及时纠正盾构轴线，盾构的轴线受到管片位置的阻碍不能进行纠偏时，采用楔子环管片调整环面与隧道设计轴线的垂直度。

3结语

盾构隧道建设投资额多、规模大、涉及因素众多、施工工序复杂、涉及面广、工程范围广，其施工安全和施工风险更具有挑战性，管理的难度比一般工程更大。作为地铁建设者有责任有义务在各个环节重视安全工作，提前做好认真细致的评估和预测，提出切实可行的预防措施，在施工过程中对每个环节做好过程控制，不放过任何细节（尤其是事故征兆），依靠科学规范管理不断提高地铁建设安全水平，减少盾构推进过程中的事故率，确保盾构隧道的顺利推进。

参考文献

刘仁鹏,刘万京.土压平衡盾构技术浅谈[J].工程机械, 2000, (8): 25-29.

庄唯,傅德明.土压平衡盾构技术在地铁隧道工程中的应用和发展[J].中国市政工程, 2004, (4) : 51-52．

周文波.盾构法隧道施工技术及应用[M].中国建筑工业出版社, 2009.

陈馈,洪开荣,吴学松.盾构施工技术[M].人民交通出版社, 2009.

叶大梅,梁国斌.地铁建设安全事故及改善措施[J].施工技术, 2009,38 (6): 98-100.

王建.盾构隧道施工安全管理[J].现代隧道技术, 2006,43 (5): 81-83.

篇10

引言

在地铁盾构施工过程中，往往由于受现场条件的限制，经常会出现盾构机在某一车站工作井内调头回推的情况。盾构调头是盾构施工中的一个重要的内容，也是确保盾构下步连续施工的一个重要施工环节。在调头施工过程中由于已封闭的车站内空间狭小，给设备安装及人员作业带来很大的困难，为了盾构机能够安全、经济、快速地完成调头施工，调头施工中选择何种技术方法显得尤为重要，下面根据工程实例介绍一下基座改造在盾构机调头施工中的应用。

1 工程概况

南京地铁一号线南延线工程TA08标土建工程，位于南京市江宁区，包括胜太路站、河定桥站～胜太路站～百家湖站～小龙湾施工竖井三段盾构区间工程，系一站三区间。 盾构区间左右线全长约4037.354单线延米（按线路实际长度计算），均为单圆盾构隧道。

本工程河定桥站～胜太路站区间采用一台Φ6.34米土压平衡式盾构机。首先，盾构机在胜太路站北端头井左线始发向河定桥站南端头井掘进。其次，盾构机在河定桥站南端头井进洞并调头。然后，进行右线二次始发往胜太路站北端头井掘进。最后盾构机在胜太路站北端头井解体吊拆。

图1 河定桥站~胜太路站盾构区间施工示意图

2 盾构机调头前工作准备

(1) 做好测量工作，保证盾构机能够按照设计的隧道中心线进洞并在调头后顺利始发；

(2) 接收基座下部混凝土垫层的浇注，混凝土上部找平层钢板的安装与固定，并涂抹黄油；

(3) 接收（调头用）平台的铺设与固定；

(4) 调头用接收基座的定位与固定，基座在接收盾体时要求必须固定牢靠；

(5) 做好盾构机调头后再始发的各项准备工作。

3 盾构机破洞进站施工

盾构机到达河定桥站前50米左右时，按照正常的盾构机破洞进站施工程序组织施工。在洞门破除后，盾构机应尽快连续推进和拼装管片，确保盾构机能够顺利步上接收基座。

4 盾构调头施工方案

4.1 施工流程

本次盾构调头施工主要采用直顶式盾构调头施工方案，其基座由于是直接采用始发基座改装的，不需要另外加工基座，节约时间和成本，施工过程较安全，具体施工流程见图2。

图2 施工流程图

其中：

(1) 为了满足调头施工净空尺寸的要求，使盾构机调头过程中不会撞到河定桥端头井部位楼板下翻梁，调头施工前需要通过改造基座，降低整体基座及盾构的高度。

(2) 净空尺寸满足要求后进行4#盾构机调头施工，将盾构机水平转向180°，移位至始发井右线隧道的盾构轴线位置。为了满足盾构始发轴线高程要求，调头施工后再对基座进行恢复。

(3) 将盾构后配套台车逐节从左线隧道内拉出，在工作井内实施水平180°转向，在调头后就位的盾构机后方就位，并进行连接、调试、运行。

(4) 盾构机主体及后配套台车到位后，进行连接组装。同时做好盾构机再始发的准备工作，包括机器的维修保养、反力基座的安装、盾尾脂的手工涂抹、负环拼装、洞门的凿除等。

4.2 盾构调头施工

4.2.1封闭车站对调头施工的影响

本次调头施工在已完工的河定桥车站南端头井进行，其楼板及楼板下翻梁已施工完毕，端头井内空间狭小限制了调头施工的进行，对施工工艺提出更高要求，对调头施工造成了不良影响。

（1）盾构机进洞采用始发时的基座进行接收，为满足接收时的隧道轴线要求，基座下部需要浇筑303mmC30混凝土垫层进行找平；

（2）盾构机步上基座后的整体高度超过车站中部下翻梁位置的净空高度90mm，盾构调头施工前对基座需进行改造降低高度，方能通过此位置。

4.2.2基座改造施工

充分考虑盾构机重心等情况后，在盾构机两侧选取合适位置焊接顶升牛腿。采用两台85T千斤顶进行单侧盾构机顶升，顶升前必须对基座另一侧进行加固，顶升后进行本侧基座的改造。

基座单侧改造示意图

割除此侧的轨道及固定钢板，并留好备用，改造后利用千斤顶将盾构机平稳下放至基座上。改造后的基座使盾构机高度下降163mm，能够满足下翻梁位置净空高度的要求，便于盾构机顺利调头。

基座改造前后对比示意图

4.2.3盾构调头

盾构调头采用两台85T千斤顶顶推横移，来实施盾构的水平180°转向及移位。

(1) 盾尾向出发井90水平转向。

(2) 盾构水平位移，穿过井下横梁到达工作井。

(3) 盾构头部向出洞方90水平转向（完成盾构180转向）。

(4) 盾构对准定位轴线方位。

(5)盾构按轴线就位，作业完成。

图4 主机调头平面示意图

4.3 后配套台车调头施工

后配套台车的井下水平转向、移位采用吊起台车将其转向，轨道上移运的方法来实施后配套台车的转向和移位。

4.4 施工注意事项

(1) 河定桥南端头井下部砼浇注前需对其井底进行清理，清理干净并无水后方可进行混凝土浇筑，混凝土浇筑层要制作平整、坚实，保证净高。井底面竖出钢筋全部处理（割除或弯贴地面），预留沟坑用道木、黄砂垫实。

(2) 盾构到位后，在停电拆解前，必须将推进油缸，举重臂等部件缩到位，以保证盾构重心不至偏差太大，并将凸出螺旋机长度的管路结构等拆除，避免影响盾构转向尺寸。

(3) 盾构与后背台车双轨梁等部件的脱卸断开，必须保证断开部件不露出隧道管片端面，与将移位的盾构整体断开清楚。

(5) 盾构内外泥土、油污清除、卸载。

(6) 始发井盾构轴线位置必须放样、划线，并进行测量核实。