盾构隧道施工技术措施及变形监测.ppt

1、盾构隧道施工技术措施及变形监测盾构隧道施工技术措施及变形监测1、场地作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；2、隧道施工的费用和技术难度基本不受覆土深浅的影响，适宜于 建造覆土深的隧道；3、穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候的 影响；4、穿越地面建筑群和地下管线密集区时，周围可不受施工影响；5、自动化程度高、劳动强度低、施工速度较快。盾构法施工的优点 1、施工设备费用较高；2、覆土较浅时，地表沉降较难控制；3、用于施工小曲率半径隧道时，掘进较困难。盾构法施工的缺点盾构法主要施工程序1、建造盾构工作井、建造盾构工作井 2、盾构掘进机安装就位、盾构掘进机安装就位3、出洞口

2、土体加固、出洞口土体加固4、初推段掘进施工、初推段掘进施工5、掘进机设备转换、掘进机设备转换6、盾构连续掘进施工、盾构连续掘进施工 7、接收井洞口土体加固、接收井洞口土体加固8、盾构进入接收、盾构进入接收 井，井，并运出地面并运出地面盾构掘进施工的竖井始发工作井始发工作井:满足盾构掘进机安装和出洞施工的要求满足盾构掘进机安装和出洞施工的要求接收工作井接收工作井:盾构隧道掘进完成后进入接收井盾构隧道掘进完成后进入接收井,满足盾满足盾构拆卸或转场吊装移位的工作空间要求构拆卸或转场吊装移位的工作空间要求竖井施工方法竖井施工方法:沉井法、地下连续墙围护、钢板桩围护沉井法、地下连续墙围护、钢板桩围护常见

3、的洞口封门形式主要有：常见的洞口封门形式主要有：外封门形式外封门形式内封门形式内封门形式特殊封门（井内外封门）特殊封门（井内外封门）SMW工法施工洞口封门工法施工洞口封门地下连续墙施工洞口封门地下连续墙施工洞口封门钻孔灌注桩施工洞口封门钻孔灌注桩施工洞口封门常见的洞门结构形式常见的洞门结构形式在井内或洞门口采取措施使之洞口外土体保在井内或洞门口采取措施使之洞口外土体保持稳定持稳定1 1、出洞时，洞口用外封门的技术、出洞时，洞口用外封门的技术 封门一般采用钢板桩，常用槽钢组封门一般采用钢板桩，常用槽钢组合，封门的实施有两种方法：其一是在合，封门的实施有两种方法：其一是在沉井下沉施工时将封门安装在

4、洞口，然沉井下沉施工时将封门安装在洞口，然后与沉井一起下沉到位，另一种方法是后与沉井一起下沉到位，另一种方法是待沉井下沉到位后再紧贴井外壁打入封待沉井下沉到位后再紧贴井外壁打入封门板桩。（见图）门板桩。（见图）这外封门形式一般用于出洞施工，这外封门形式一般用于出洞施工，因受到拔出板桩的难度及钢板桩接长接因受到拔出板桩的难度及钢板桩接长接头的构造和接头牢固等原因，当工程洞头的构造和接头牢固等原因，当工程洞口埋深较深时不宜采用。口埋深较深时不宜采用。2、内封门措施 进洞的封门一般采用内封门的技术较为妥当（见图）。封门可用型钢组合其有竖封门及横封门两种形式。内封门进洞示意图3 3、井内外封门形成、井

5、内外封门形成（见图）（见图）当工程埋深深，井外是砂性土渗透系数大、地下水位高，要平衡地下水压力较为困难，则可采用井内外封门形式作为出、进洞技术措施。井井内内外外封封门门示示意意图图 4 4、用、用SMWSMW工法作洞口封门（见图）工法作洞口封门（见图）当工程工作井用围护开挖施工工艺时，可在工作井出、进洞口处用当工程工作井用围护开挖施工工艺时，可在工作井出、进洞口处用SMWSMW工法作结构施工围工法作结构施工围护，出进洞施工时当掘进设备靠出护，出进洞施工时当掘进设备靠出SMWSMW桩拔除桩内桩拔除桩内H H型钢，利用掘进设备刀盘切削型钢，利用掘进设备刀盘切削SMWSMW的水泥土逐的水泥土逐渐完成

6、出、进洞施工。渐完成出、进洞施工。五、盾构施工出、进洞技术稳定正面土体技术SMW封门示意图一、盾构盾构选型 各工程在前期准备工作时最重要的是做本工程所用盾构的选型及设计，而盾构选型必须根据工程所穿越的地层土质条件进行，选中的盾构性能必须解决三个技术问题：1、支 护：用什么方法支护正面土体，在盾构推进施工中不 产生正面土体的流失，保持平衡。2、开挖掘进：采用什么方法开挖正面土体；3、排 土：开挖下来的土渣如何迅速的排除使正面土仓内土 渣排除速度与开挖速度相符。二、盾构推进施工 盾构推进是采用盾构法建造隧道三大主要工序的第一道工序。盾构借助于设在盾构推进是采用盾构法建造隧道三大主要工序的第一道工序

7、。盾构借助于设在其支承环上千斤顶的顶力，向前推进，直至行进一定距离，使盾尾内形成一个能容其支承环上千斤顶的顶力，向前推进，直至行进一定距离，使盾尾内形成一个能容纳管片宽度的空间，使隧道建造在这一空间内。纳管片宽度的空间，使隧道建造在这一空间内。盾构轴线的控制是盾构推进施工的一项关键技术，怎样控制盾构能在已定空间盾构轴线的控制是盾构推进施工的一项关键技术，怎样控制盾构能在已定空间轴线的允许偏差范围内是必须掌握的技术，在实际施工中盾构推进轴线控制不可能轴线的允许偏差范围内是必须掌握的技术，在实际施工中盾构推进轴线控制不可能是理想的状况，轴线控制不佳状况除地质不均匀引起的正面阻力不均匀及隧道的平是理

8、想的状况，轴线控制不佳状况除地质不均匀引起的正面阻力不均匀及隧道的平面和竖曲线要求外，往往是产生于人为因素，这是指施工不精心及对轴线控制操作面和竖曲线要求外，往往是产生于人为因素，这是指施工不精心及对轴线控制操作技术水平不够两个原因，而后者占多数。技术水平不够两个原因，而后者占多数。为了提高操作技术业务，对控制轴线的技术关键所在，影响盾构推进轴线的因为了提高操作技术业务，对控制轴线的技术关键所在，影响盾构推进轴线的因素，处理施工中控制轴线的技术措施有深一层的认识，我们结合以往施工实践经验，素，处理施工中控制轴线的技术措施有深一层的认识，我们结合以往施工实践经验，对怎样控制好盾构的推进轴线，从控

9、制的原理、方法、操作以及有关的计算作一一对怎样控制好盾构的推进轴线，从控制的原理、方法、操作以及有关的计算作一一叙述。叙述。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 1 1、控制盾构推进轴线的目的、控制盾构推进轴线的目的 盾构推进轴线的质量基本确定了管片轴线位置，也盾构推进轴线的质量基本确定了管片轴线位置，也就决定了隧道竣工轴线的质量。为此可以认为只有控制就决定了隧道竣工轴线的质量。为此可以认为只有控制好盾构的推进轴线位置，才能保证将隧道管片拼装在理好盾构的推进轴线位置，才能保证将隧道管片拼装在理想的位置上，来达到隧道竣工轴线偏值差在允许的范围想的位置上，来达到隧道竣工轴线偏值差在允许的范围内。这就

10、是控制盾构推进轴线的目的，也就是保证隧道内。这就是控制盾构推进轴线的目的，也就是保证隧道竣工轴线质量的手段。竣工轴线质量的手段。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 2 2、影响盾构轴线控制的原因、影响盾构轴线控制的原因（1 1）地层土体对盾构产生的偏向）地层土体对盾构产生的偏向 盾构在地层下向前推进过程中将受到盾构切口贯入土层的阻力、盾构正盾构在地层下向前推进过程中将受到盾构切口贯入土层的阻力、盾构正面阻力、盾构四周土体与盾构壳体间的摩阻力，盾构自重与下卧土层的摩阻面阻力、盾构四周土体与盾构壳体间的摩阻力，盾构自重与下卧土层的摩阻力等组成。力等组成。上述阻力，由于收到地层土质变化、隧道埋深变化

11、、地面建筑物等因素，上述阻力，由于收到地层土质变化、隧道埋深变化、地面建筑物等因素，形成阻力不均匀的作用于盾构正面及四周，从而导致盾构推进时偏向。形成阻力不均匀的作用于盾构正面及四周，从而导致盾构推进时偏向。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 图21（2 2）盾构制作误差造成盾构推进轴线的偏向）盾构制作误差造成盾构推进轴线的偏向 以圆形断面盾构其应是中心对称的结构，这对轴线控制时极为有利的以圆形断面盾构其应是中心对称的结构，这对轴线控制时极为有利的形式，但由于加工误差使其成为不正圆的外型，则将对盾构产生偏向。形式，但由于加工误差使其成为不正圆的外型，则将对盾构产生偏向。（3 3）已拼装成环的隧

12、道对盾构推进轴线产生的影响：）已拼装成环的隧道对盾构推进轴线产生的影响：管片成环后与盾尾是不同心的，这样两者之间沿园周的间隙大小不一，管片成环后与盾尾是不同心的，这样两者之间沿园周的间隙大小不一，又由于管片轴线与盾构轴线在施工中是不一致的，形成了管片与盾壳局部又由于管片轴线与盾构轴线在施工中是不一致的，形成了管片与盾壳局部处有接触现象，产生了摩阻力，这一阻力显然会影响盾构的推进轴线。处有接触现象，产生了摩阻力，这一阻力显然会影响盾构的推进轴线。成环管片的整体性能同样影响到盾构轴线的控制效果。成环管片的整体性能同样影响到盾构轴线的控制效果。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 3 3、盾构轴线控制

13、的原理、盾构轴线控制的原理 盾构推进的过程，是盾构轴线控盾构推进的过程，是盾构轴线控制的过程，即阻碍盾构前进的外力制的过程，即阻碍盾构前进的外力F F外外和盾构千斤顶合力和盾构千斤顶合力F F推推（见图（见图2 22 2）。）。是一对方向相反，不作用于一直线是一对方向相反，不作用于一直线上的力，形成一个力偶，起到控制上的力，形成一个力偶，起到控制盾构轴线的目的。所以说盾构推进盾构轴线的目的。所以说盾构推进的过程就是寻找的过程就是寻找F F外外作用位置的过程，作用位置的过程，选择最理想的选择最理想的e e 来控制盾构推进轴来控制盾构推进轴线。线。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制图22 4 4、

14、盾构推进轴线的控制方法、盾构推进轴线的控制方法 (1)(1)、盾构推力大小及合理作用位置的调整、盾构推力大小及合理作用位置的调整 1 1）盾构纵坡控制）盾构纵坡控制 盾构纵坡控制不单是调整盾构高程位置，还可以调正盾构和已成环管片之盾构纵坡控制不单是调整盾构高程位置，还可以调正盾构和已成环管片之间顶部和下部间隙，以减少盾构对圆环的径向卡压及下一环管片拼装的困难。间顶部和下部间隙，以减少盾构对圆环的径向卡压及下一环管片拼装的困难。纵坡控制应根据盾构现状情况以及盾构与圆环管片间的相对位置，采用不纵坡控制应根据盾构现状情况以及盾构与圆环管片间的相对位置，采用不同方法来达到最佳效果。同方法来达到最佳效果

15、。a a、稳坡法、稳坡法 这种方法盾构推进中对地层扰动最小，是最佳控制方法。（见图这种方法盾构推进中对地层扰动最小，是最佳控制方法。（见图2 23 3）二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制图 23 b b、变坡法、变坡法 盾构推进前应先观察盾构与管片上下的间隙情况，遇盾构上部已卡盾构推进前应先观察盾构与管片上下的间隙情况，遇盾构上部已卡管片时则可采用先抬后压的纵坡控制（如图管片时则可采用先抬后压的纵坡控制（如图2 24 4）所示，反之可用（如）所示，反之可用（如图图2 25 5）所示的先压后抬的方法来控制。）所示的先压后抬的方法来控制。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 图4 图5 当盾构与管片

16、之间四周间隙较均匀时，可采用纵坡逐变的方法（如当盾构与管片之间四周间隙较均匀时，可采用纵坡逐变的方法（如图图2 26 6）所示。）所示。由于操作人员的技术水平，对盾构的性能不熟，以及施工人员思想由于操作人员的技术水平，对盾构的性能不熟，以及施工人员思想不集中等原因，往往发生在一环距离的推进过程中，多次进行纵坡起伏不集中等原因，往往发生在一环距离的推进过程中，多次进行纵坡起伏的调正，（如图的调正，（如图2 27 7）。）。这是施工中最忌的方法，因为这种极不平稳的控制盾构推进轴线，这是施工中最忌的方法，因为这种极不平稳的控制盾构推进轴线，对地层将产生最大的扰动，对地面建筑物危害很大，特别是当地层受

17、到对地层将产生最大的扰动，对地面建筑物危害很大，特别是当地层受到大扰动时，后期变形要有一个较长的时间，且变形量亦较大。大扰动时，后期变形要有一个较长的时间，且变形量亦较大。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 图26图 27 2)2)左右两腰对称千斤顶伸出长度差值的控制左右两腰对称千斤顶伸出长度差值的控制 盾构平面轴线的控制其含意及方法与纵坡控制相同，而不同的其一是盾构平面轴线的控制其含意及方法与纵坡控制相同，而不同的其一是控制对象，即盾构运动的轨迹方向不同，而两个轨迹面是两个相互垂直的控制对象，即盾构运动的轨迹方向不同，而两个轨迹面是两个相互垂直的面，另一点是表示形式不同，一般平面是采用比较容

18、易的左右两腰千斤顶面，另一点是表示形式不同，一般平面是采用比较容易的左右两腰千斤顶伸出长度差值来表示，也有用平面夹角表示（盾构轴线与隧道轴线间的水伸出长度差值来表示，也有用平面夹角表示（盾构轴线与隧道轴线间的水平夹角）。平夹角）。具体操作时同样可以采用纵坡控制的方法，通常称为稳定法及晃动法具体操作时同样可以采用纵坡控制的方法，通常称为稳定法及晃动法两种，晃动法有可视管片与左右两侧间隙采用先左后右或先右后左两个形两种，晃动法有可视管片与左右两侧间隙采用先左后右或先右后左两个形式。式。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制（2 2）盾构推进阻力大小及合力作用位置的调整）盾构推进阻力大小及合力作用位置的

19、调整 上面所讲述的用盾构自身前进动力千斤顶来控制盾构推进上面所讲述的用盾构自身前进动力千斤顶来控制盾构推进轴线，是主动、积极的技术措施。当用千斤顶难以控制轴线时，轴线，是主动、积极的技术措施。当用千斤顶难以控制轴线时，可采用调整作用于盾构上的阻力大小及其合力的位置。可采用调整作用于盾构上的阻力大小及其合力的位置。对盾构阻力大小及合力作用位置调整，效果显著，但受到对盾构阻力大小及合力作用位置调整，效果显著，但受到盾构型式的限制。盾构型式的限制。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制（3 3）、选择合理压浆位置，改善纠偏条件）、选择合理压浆位置，改善纠偏条件 利用压浆的压力调正管片与盾构两者相对位置的

20、关系，改善盾构的纠偏利用压浆的压力调正管片与盾构两者相对位置的关系，改善盾构的纠偏条件。（图条件。（图2 28 8）所示所示A A点处管片与盾构已卡，则可以采用本措施进行盾构纠偏，促使管片点处管片与盾构已卡，则可以采用本措施进行盾构纠偏，促使管片与盾构两者位置从（图与盾构两者位置从（图2 28 8）的情况转变为（图）的情况转变为（图2 29 9）所示的状态。）所示的状态。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 图28图29 （4 4）、已拼装成环管片环面质量控制）、已拼装成环管片环面质量控制 这里指的环面质量是环面与隧道轴线的垂这里指的环面质量是环面与隧道轴线的垂直度，因为只有在良好的垂直度，使盾

21、构与管直度，因为只有在良好的垂直度，使盾构与管片之间自由度最大，没有两者卡碰现象，才能片之间自由度最大，没有两者卡碰现象，才能达到盾构自若纠偏。达到盾构自若纠偏。1 1）上、下超前测定及楔子计算（）上、下超前测定及楔子计算（图图2 21010）2 2）左、右超前测定计算及纠偏楔子计算）左、右超前测定计算及纠偏楔子计算 左、右超前的测定需由测量专业人员，但由于受左、右超前的测定需由测量专业人员，但由于受到施工条件的限制，也不能经常性的作测定，而左到施工条件的限制，也不能经常性的作测定，而左右超前又是影响盾构轴线在平面偏向时的纠偏量，右超前又是影响盾构轴线在平面偏向时的纠偏量，为此向读者介绍通过盾

22、构现状位置测量报表及丈量为此向读者介绍通过盾构现状位置测量报表及丈量左右对称千斤顶伸出长度来换算管片环面的左、右左右对称千斤顶伸出长度来换算管片环面的左、右超前值，这两项工作是每施工一环都必须测定与丈超前值，这两项工作是每施工一环都必须测定与丈量的。施工人员掌握了这一换算方法，则可以及时量的。施工人员掌握了这一换算方法，则可以及时了解管片环面左、右超前的情况，以达到能及时纠了解管片环面左、右超前的情况，以达到能及时纠正管片环面，对盾构轴线平面误差的控制是极为有正管片环面，对盾构轴线平面误差的控制是极为有利的。利的。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制图 210（5 5）、盾构推进轴线控制时应注意

23、的一些问题）、盾构推进轴线控制时应注意的一些问题 盾构法施工要控制好轴线，关键的是怎样正确运用这些措施及技术，下面盾构法施工要控制好轴线，关键的是怎样正确运用这些措施及技术，下面对各盾构轴线控制的共性讲述一些应了解的要点和操作时应注意的问题。对各盾构轴线控制的共性讲述一些应了解的要点和操作时应注意的问题。1 1）盾构推一环的纠偏幅度应以小到大最后到小的规律控制。）盾构推一环的纠偏幅度应以小到大最后到小的规律控制。由于开始推进时管片埋入盾尾内的深度为最长，这就使盾构与管片之由于开始推进时管片埋入盾尾内的深度为最长，这就使盾构与管片之间相对位置调节量是处于最小的状态，过量的纠偏将会导致危机管片安全

24、的现间相对位置调节量是处于最小的状态，过量的纠偏将会导致危机管片安全的现象，故而这时推进纠偏量应控制合理，而随推进距离的增加，管片脱出盾尾量象，故而这时推进纠偏量应控制合理，而随推进距离的增加，管片脱出盾尾量增多，就改善了盾构与管片之间相对位置的调节条件，则纠偏量也可随之加大。增多，就改善了盾构与管片之间相对位置的调节条件，则纠偏量也可随之加大。但当一环推进快结束时，为了保证下一环管片拼装便利与质量，这时纠偏量也但当一环推进快结束时，为了保证下一环管片拼装便利与质量，这时纠偏量也应相应减少，使盾构位置处于理想的位置。这控制盾构轴线的规律盾构操作人应相应减少，使盾构位置处于理想的位置。这控制盾构

25、轴线的规律盾构操作人员必须做到正确运用、掌握。以往施工经验可知这三个阶段的划分，一般为每员必须做到正确运用、掌握。以往施工经验可知这三个阶段的划分，一般为每环推进距离各环推进距离各1/31/3范围最佳。范围最佳。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制2 2）盾构现状位置测量报表的分析）盾构现状位置测量报表的分析 盾构推进一般是一项无明显方向标志的施工，而是当每推进一环距离后，盾构推进一般是一项无明显方向标志的施工，而是当每推进一环距离后，由测量测得盾构现状位置，从而来鉴定在推进中所采用的纠偏方法，技术措施由测量测得盾构现状位置，从而来鉴定在推进中所采用的纠偏方法，技术措施成效如何，这纠偏效果是通过

26、对盾构测量报表的分析作结论的，并从中得知成成效如何，这纠偏效果是通过对盾构测量报表的分析作结论的，并从中得知成败原因，对下一环推进起重要的指导作用。败原因，对下一环推进起重要的指导作用。分析报表另一个目的是控制好拼装机中心的轴线偏离值，使管片拼装于正分析报表另一个目的是控制好拼装机中心的轴线偏离值，使管片拼装于正确位置，保证隧道的连贯轴线的质量。确位置，保证隧道的连贯轴线的质量。3 3）盾构轴线控制纠偏必须要按）盾构轴线控制纠偏必须要按“及时、连续及时、连续”的原则。的原则。4 4）当施工时产生有过大偏差时，其纠偏应做到合理，使盾构纠偏轴）当施工时产生有过大偏差时，其纠偏应做到合理，使盾构纠偏

27、轴 线和顺，有利于施工及隧道的使用要求。线和顺，有利于施工及隧道的使用要求。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制5、结束语 控制好盾构推进轴线是建造优质隧道的手段，目的是使每环管片能拼装于理想的位置上，使连接形成的隧道轴线为最佳状态，从而满足隧道建造后使用上的需要。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制三、管片拼装隧道衬砌分类按衬砌材料分:1.铸铁管片 2.钢管片 3.钢筋混凝土管片 4.复合管片三、管片拼装管片拼装技术管片拼装技术隧道衬砌（管片）构造隧道衬砌（管片）构造圆形隧道管片拼装图：圆形隧道管片拼装图：11等分管片拼装图二次衬砌的实例管片拼装技术管片拼装技术钢筋混凝土管片制作钢筋混凝土管片制

28、作管片钢筋笼制作管片钢筋笼制作高精度管片钢模高精度管片钢模管片拼装技术管片拼装技术高精度钢筋高精度钢筋 混凝土管片混凝土管片管片堆放及管片堆放及防水条、衬垫防水条、衬垫管片试拼装隧道拼装作业三、管片拼装三、管片拼装图 31三、管片拼装拼装方法图32 图331 1、成环形式、成环形式 (1)(1)径向插入成环（图径向插入成环（图3 31 1）（2)2)纵向插入成环（图纵向插入成环（图3 32 2）（3 3）纵向半插入成环（图）纵向半插入成环（图3 33 3）图342 2、前后环纵缝相对关系、前后环纵缝相对关系（1 1）通缝拼装）通缝拼装前后环纵缝对齐的一种拼法，前后环纵缝对齐的一种拼法，其特点（

29、图其特点（图3 34 4）1 1）整条隧道整体性差因各环之间仅有纵）整条隧道整体性差因各环之间仅有纵向螺栓连接圆环，管片间无牵连。向螺栓连接圆环，管片间无牵连。2 2）圆环变形大，由于纵向螺栓孔径间隙）圆环变形大，由于纵向螺栓孔径间隙产生管片位置的变动，使圆环变形量大。产生管片位置的变动，使圆环变形量大。3 3）环面平整度差。由于环缝压密量不一）环面平整度差。由于环缝压密量不一而引起，并使误差累计而引起，并使误差累计 4 4）由于环面累计误差存在造成环向螺栓）由于环面累计误差存在造成环向螺栓难穿。难穿。5 5）圆环二块管片结缝质量差，易产生喇）圆环二块管片结缝质量差，易产生喇叭、转角、内弧面不

30、平及管片相对旋转等。叭、转角、内弧面不平及管片相对旋转等。三、管片拼装拼装方法（2 2）错缝拼装）错缝拼装前后环纵缝错开的一种拼法，前后环纵缝错开的一种拼法，有有1/2 1/2 或或 1/31/3管片弧长的二种，其特点：管片弧长的二种，其特点：（图（图3 35 5）1 1）整条隧道整体性强，纵向变形少；）整条隧道整体性强，纵向变形少；2 2）由于每块管片受到其前环、后环与）由于每块管片受到其前环、后环与 本环六块管片的限制，所以圆环变形小；本环六块管片的限制，所以圆环变形小；3)3)圆环质量好同样对拼装的质量要求圆环质量好同样对拼装的质量要求 也很高，不然将影响下环管片拼装精度；也很高，不然将

31、影响下环管片拼装精度；4)4)环面产生的不平整量不产生累计，而是产环面产生的不平整量不产生累计，而是产 生下一环骑缝管片的断裂。生下一环骑缝管片的断裂。三、管片拼装拼装方法图35 3 3、已成环管片与盾构轴线控制的关系、已成环管片与盾构轴线控制的关系 盾构轴线控制的基本方法是组合一个有利于盾构轴线控制的纠偏力盾构轴线控制的基本方法是组合一个有利于盾构轴线控制的纠偏力偶，但在具体施工中还存在这个纠偏力偶的效果大小的技术问题，要使力偶，但在具体施工中还存在这个纠偏力偶的效果大小的技术问题，要使力偶的纠偏方向能使其正确发挥技术，而控制成环管片的环面质量是确保及偶的纠偏方向能使其正确发挥技术，而控制成

32、环管片的环面质量是确保及提高纠偏效果的关键因素。提高纠偏效果的关键因素。这里指的环面质量是环面与隧道轴线的垂直度。因为只有在良好的垂这里指的环面质量是环面与隧道轴线的垂直度。因为只有在良好的垂直度时盾构与管片之间的自由度最大，没有两者卡碰现象，才能达到盾构直度时盾构与管片之间的自由度最大，没有两者卡碰现象，才能达到盾构自若纠偏的条件。而两者的关系是盾构推进轴线对管片的成环位置起到主自若纠偏的条件。而两者的关系是盾构推进轴线对管片的成环位置起到主导作用，但管片位置的好坏将直接影响盾构推进轴线的控制，也就是说盾导作用，但管片位置的好坏将直接影响盾构推进轴线的控制，也就是说盾构推进轴线决定了管片成环

33、轴线位置，而管片拼装后轴线及环面与轴线垂构推进轴线决定了管片成环轴线位置，而管片拼装后轴线及环面与轴线垂直度限制了盾构推进轴线的质量。直度限制了盾构推进轴线的质量。三、管片拼装拼装方法四、压 浆 1 1、填充由于盾构推进后形成的地层土体与隧道之间的建筑、填充由于盾构推进后形成的地层土体与隧道之间的建筑 空隙。空隙。2 2、控制地表变形。、控制地表变形。3 3、稳定隧道、控制隧道纵向变形及横向位移量。、稳定隧道、控制隧道纵向变形及横向位移量。4 4、改善隧道圆环的受力状态。、改善隧道圆环的受力状态。5 5、增加隧道施工缝的防水性能。、增加隧道施工缝的防水性能。6 6、合理选择压浆位置，可辅助盾构

34、推进轴线的控制。、合理选择压浆位置，可辅助盾构推进轴线的控制。四、压浆压浆作用 1 1、凝结时间要符合推进施工的要求，主要是保护盾尾的密封、凝结时间要符合推进施工的要求，主要是保护盾尾的密封 装置不因由于二者凝结而拉坏密封的钢丝刷。装置不因由于二者凝结而拉坏密封的钢丝刷。2 2、具有一定的抗压强度，要求略大于隧道埋深处地层压力即可。、具有一定的抗压强度，要求略大于隧道埋深处地层压力即可。3 3、浆体的工作度要适合压浆工艺的要求，即浆体的和易性要好，不、浆体的工作度要适合压浆工艺的要求，即浆体的和易性要好，不 易沉淀，不易离析。易沉淀，不易离析。4 4、浆体凝结后的收缩率要小。、浆体凝结后的收缩

35、率要小。5 5、浆体拌制要方便。、浆体拌制要方便。6 6、材料的来源要广，价格要低。、材料的来源要广，价格要低。四、压浆对压浆材料的要求 1 1、同步注浆：压浆要与盾构推进速度同步，即做到建筑空隙一形成立即压入等量的浆、同步注浆：压浆要与盾构推进速度同步，即做到建筑空隙一形成立即压入等量的浆 体填充其空隙，压浆出口在盾尾处。体填充其空隙，压浆出口在盾尾处。2 2、二次压浆：作为对地表后期沉降控制的手段，这是从地表观测数据沉降有扩大发展、二次压浆：作为对地表后期沉降控制的手段，这是从地表观测数据沉降有扩大发展 位置处的管片压浆孔压出，通常称为补压浆。位置处的管片压浆孔压出，通常称为补压浆。3 3

36、、压浆量及压浆压力的控制、压浆量及压浆压力的控制 压浆量：一般是理论建筑孔隙的压浆量：一般是理论建筑孔隙的130130250250，具体量是按地表变形观察数据，具体量是按地表变形观察数据 作调整，压浆压力略大于地层压力，这压力是指压浆管路最终出口处，总作调整，压浆压力略大于地层压力，这压力是指压浆管路最终出口处，总 之压浆要做到及时地用一定压力，把足够符合要求的浆体压入建筑空隙。之压浆要做到及时地用一定压力，把足够符合要求的浆体压入建筑空隙。四、压浆压浆方法五、盾构施工出、进洞技术 采用盾构法建造隧道、各种地下管道，一般是在预先建造好的盾构工作井内采用盾构法建造隧道、各种地下管道，一般是在预先

37、建造好的盾构工作井内进行盾构的安装、调试和试运转，并将其准确地搁置在符合设计轴线的基座上，进行盾构的安装、调试和试运转，并将其准确地搁置在符合设计轴线的基座上，当所有施工准备工作就绪，向地层内沿设计轴线掘进施工，一但盾构将要到达终当所有施工准备工作就绪，向地层内沿设计轴线掘进施工，一但盾构将要到达终点时，应准确测定盾构的现状位置，从而调整和控制盾构的姿态，使盾构正确无点时，应准确测定盾构的现状位置，从而调整和控制盾构的姿态，使盾构正确无误地进入预先建造安装好的接收井内的基座上。上述施工过程是采用盾构法建造误地进入预先建造安装好的接收井内的基座上。上述施工过程是采用盾构法建造一区间隧道或各种地下

38、管道一个区段的始末。从此引出了盾构首先出工作井洞口一区间隧道或各种地下管道一个区段的始末。从此引出了盾构首先出工作井洞口进入地层，最后进入接收井洞口，这出、进洞工序是盾构法建造隧道的关键工序。进入地层，最后进入接收井洞口，这出、进洞工序是盾构法建造隧道的关键工序。出、进洞这二个工序的施工技术优劣将直接影响到工程施工的成败，建成后出、进洞这二个工序的施工技术优劣将直接影响到工程施工的成败，建成后隧道的轴线质量和出、进洞口外环境保护的成效。隧道的轴线质量和出、进洞口外环境保护的成效。盾构的出、进洞施工技术必须根据工程所处地层的土质、水文、环境条件和盾构的出、进洞施工技术必须根据工程所处地层的土质、

39、水文、环境条件和环境保护要求的等级而制定。环境保护要求的等级而制定。五、盾构施工出、进洞技术盾构出洞盾构进洞1、出、进洞时洞门外土体涌入井内 五、盾构施工出、进洞技术事故现象和原因 洞口封门拆除后，井外土体不能自立，井内洞圈的密封装置还起不到阻挡洞外的土体，所以洞口外土体随之进入井内，造成地面沉陷，影响附近地下管线和地面建筑物安全使用，严重的造成井下无法施工。产生这种情况主要时洞口土体加固不良，没能达到施工要求的标准。2、洞口周圈涌泥水 洞口周圈涌泥水是出现在盾构全部通过工作井洞圈或已经脱出洞圈时，井外泥水不断从洞圈与盾构机或隧道之间的间隙涌入井内，如不及时处理将导致地面沉陷，和洞口处已建造好

40、的隧道或管道产生过量沉降。由于在出洞施工时损坏了洞口密封装置，盾构出洞后没有及时做好施工期间的洞口防渗漏处理，因此出现上述现象。五、盾构施工出、进洞技术事故现象和原因3 3、盾构出工作井洞口时上抬或下沉、盾构出工作井洞口时上抬或下沉 盾构出工作井洞口后，失去了基座的支撑，如在施工中对正面平衡压力盾构出工作井洞口后，失去了基座的支撑，如在施工中对正面平衡压力值的设定和控制不当，是极易产生盾构的上抬和下沉。这将使刚建成的隧道值的设定和控制不当，是极易产生盾构的上抬和下沉。这将使刚建成的隧道偏离设计轴线，甚至无法正常施工。偏离设计轴线，甚至无法正常施工。出洞时的上抬原因主要是正面进土不当，这是指进土

41、部位和进土量控出洞时的上抬原因主要是正面进土不当，这是指进土部位和进土量控制不当，使施工时正面挤压程度偏大，导致盾构上抬，而随着盾构的上抬相制不当，使施工时正面挤压程度偏大，导致盾构上抬，而随着盾构的上抬相应的地面也随之隆起。另一重要原因是后座达不到及时满足施工所需，因由应的地面也随之隆起。另一重要原因是后座达不到及时满足施工所需，因由于后座需作施工时的垂直运输道之用，上部千斤顶不能按需使用，给施工轴于后座需作施工时的垂直运输道之用，上部千斤顶不能按需使用，给施工轴线控制带来较大困难。线控制带来较大困难。下沉的主要原因是正面土体流失过量，超量出土，这种情况在土体流动下沉的主要原因是正面土体流失

42、过量，超量出土，这种情况在土体流动度大的地层中更易产生。度大的地层中更易产生。五、盾构施工出、进洞技术事故现象和原因4、盾构出洞施工时管片产生碎裂、环面不平、内外张角严重，纵 缝喇叭大，管片环向旋转等不良现象。盾构出洞姿态会影响管片拼装的难易度和拼装后圆环的质量，而后座设置后的质量会影响盾构姿态的控制，后座环面是否在一个平面，这个面是否与设计轴线垂直，所以可以认为后座是隧道施工的基准。五、盾构施工出、进洞技术事故现象和原因 5 5、其它出现过的事故例举如下：、其它出现过的事故例举如下：1 1）正面有障碍）正面有障碍2 2）工作井洞口尺寸大小）工作井洞口尺寸大小3 3）盾构的基座定位方向不正确，

43、这是基座平面位置，纵坡精度，高程标准等偏）盾构的基座定位方向不正确，这是基座平面位置，纵坡精度，高程标准等偏 离超过设计标准和施工要求离超过设计标准和施工要求4 4）基座的刚度或强度不足，施工时在荷载作用下产生过量的变形和破坏。）基座的刚度或强度不足，施工时在荷载作用下产生过量的变形和破坏。5 5）后座系统强度不足，刚度不够，后盾支撑产生变形或后盾管片损坏，影响出）后座系统强度不足，刚度不够，后盾支撑产生变形或后盾管片损坏，影响出 洞施工正常进行及轴线控制。洞施工正常进行及轴线控制。6 6）洞圈内有障碍物，造成出洞困难，而接收基座的高程偏高，形成盾构进洞）洞圈内有障碍物，造成出洞困难，而接收基

44、座的高程偏高，形成盾构进洞 而上不了接收井内的基座上。而上不了接收井内的基座上。前面对以往工程施工中的出、进洞发生过一些事故作了综述，从中吸取了不前面对以往工程施工中的出、进洞发生过一些事故作了综述，从中吸取了不少教训和经验，同时也开创了不少新的出、进洞的施工技术和方法及措施。少教训和经验，同时也开创了不少新的出、进洞的施工技术和方法及措施。五、盾构施工出、进洞技术事故现象和原因 盾构机出洞施工技术主要是二项内容：其一是建立推进施工的良好后盾系统，后盾不但要稳固牢靠，同时必须要有一个准确的后座支承面和适应施工时的垂直与井下水平两个运输转折通道口，使其组成一个盾构施工的后盾支承体系；其次是确保洞

45、口处土体在施工机械未靠上前的稳定，达到保护洞口附近地面和地下构筑物不使其产生不良的影响，并使盾构顺利切入土体支护正面土体，从而进入正常施工状态。进洞施工主要是解决拔洞口封门时的洞口外土体稳定及盾构顺利搁置在基座上，无论出洞还是进洞施工还必须解决洞口建筑空隙的密封技术。五、盾构施工出、进洞技术关键点 出、进洞施工首先要解决的是施工时洞口处土体不产生流失和坍塌，这就是出、进洞施工首先要解决的是施工时洞口处土体不产生流失和坍塌，这就是要有一个有效的技术措施，在选定用什么技术做到确保洞口暴露后土体面的稳定要有一个有效的技术措施，在选定用什么技术做到确保洞口暴露后土体面的稳定必须从以下几个方面考虑。必须

46、从以下几个方面考虑。（一）洞口条件状况调查（一）洞口条件状况调查 1 1、工作井的构造状况、工作井的构造状况 2 2、水文地质状况的调查、水文地质状况的调查 3 3、工程埋深和洞口直径大小、工程埋深和洞口直径大小 4 4、工作井洞口附近地面环境、工作井洞口附近地面环境 5 5、工作井洞口井壁的平面现状、工作井洞口井壁的平面现状 6 6、施工设备的性能、施工设备的性能 对上述各情况的调查分析，应认真、全面，然后制定合理可靠的技术措施，对上述各情况的调查分析，应认真、全面，然后制定合理可靠的技术措施，才能做到有备无患。才能做到有备无患。五、盾构施工出、进洞技术稳定正面土体技术（二）对洞门外土体进行

47、加固或稳定处理（二）对洞门外土体进行加固或稳定处理 洞口外土体能稳定自立相当时间，可大胆拆除封门盾构即可出洞或进洞，但在施工时应事洞口外土体能稳定自立相当时间，可大胆拆除封门盾构即可出洞或进洞，但在施工时应事先对土体加固处理后的实际性能检测，确认加固后土体确定能达到施工所规定要求方可拆洞门先对土体加固处理后的实际性能检测，确认加固后土体确定能达到施工所规定要求方可拆洞门封门。封门。当前常用的土体稳定技术有下述几种：当前常用的土体稳定技术有下述几种：1 1、降水、降水 降水可有效的疏干砂性土中的地下水提高该层土的密实度，但不能大幅度提高土体的强度。降水可有效的疏干砂性土中的地下水提高该层土的密实

48、度，但不能大幅度提高土体的强度。如洞口敞开面积大、埋深深、敞开时间长，仍有土体失稳坍塌问题存在，所以此时降水仅能作如洞口敞开面积大、埋深深、敞开时间长，仍有土体失稳坍塌问题存在，所以此时降水仅能作为辅助措施。再则降水效果还受到降水深度、土质条件、周围环境条件等的限制，所以只能在为辅助措施。再则降水效果还受到降水深度、土质条件、周围环境条件等的限制，所以只能在许可条件下使用。许可条件下使用。2 2、地基加固、地基加固 地基加固有深层搅拌、压密注浆、化学注浆等方法，目的是将洞口处一定范围内土体，于地基加固有深层搅拌、压密注浆、化学注浆等方法，目的是将洞口处一定范围内土体，于先固结起来达到出、进洞时

49、所需的强度，能使洞口封门拆除后洞口处暴露的土体自立。这种地先固结起来达到出、进洞时所需的强度，能使洞口封门拆除后洞口处暴露的土体自立。这种地基加固后的土体存有强度的均匀性差，特别是在软土地层中尤为突出。基加固后的土体存有强度的均匀性差，特别是在软土地层中尤为突出。3 3、冻结法、冻结法 使土体中水分冻结，整个冻结范围内土体暂时形成有相当强度的冻结固体，在这种冻结固使土体中水分冻结，整个冻结范围内土体暂时形成有相当强度的冻结固体，在这种冻结固体支护下，拆除洞口封门，待掘进设备进入洞门圈内，洞口密封装置安装完毕洞口施工时的密体支护下，拆除洞口封门，待掘进设备进入洞门圈内，洞口密封装置安装完毕洞口施

50、工时的密封性能建立后，再溶冻进入正常出洞施工。封性能建立后，再溶冻进入正常出洞施工。五、盾构施工出、进洞技术稳定正面土体技术 出洞施工时的另一项技术是建立推进施工的后盾，后盾不但要稳固、牢靠，同时必须要有一出洞施工时的另一项技术是建立推进施工的后盾，后盾不但要稳固、牢靠，同时必须要有一个准确的后座支撑面和适应隧道施工时的垂直与井下水平运输的转折通道，组成一个隧道推进施个准确的后座支撑面和适应隧道施工时的垂直与井下水平运输的转折通道，组成一个隧道推进施工的良好后盾支撑体系。工的良好后盾支撑体系。（一）盾构基座的设置（一）盾构基座的设置 1 1、设置基座前的实地调查、设置基座前的实地调查 基座的设