复杂盾构法施工技术
复杂岩溶地层地铁盾构施工影响的关键技术研究
复杂岩溶地层地铁盾构施工影响的关键技术研究发布时间：2023-03-02T06:47:39.205Z 来源：《工程建设标准化》2022年20期作者：丛英学[导读] 本文先从复杂岩溶地层的处理入手，接着分析了盾构施工的技术和注意要点，希望能够帮助施工人员更好开展工作。
丛英学中交隧道工程局有限公司江苏省南京市 211100摘要：本文先从复杂岩溶地层的处理入手，接着分析了盾构施工的技术和注意要点，希望能够帮助施工人员更好开展工作。
关键词：岩溶地层；地铁盾构；施工影响；关键技术1岩溶地层处理1.1处理原则全填充溶洞属于基坑开挖面之外内容，在经过钻孔探测之后，如果填充物是硬塑状黏土，探孔没有渗漏水现象，那就不需要加固并对溶洞注浆，如果填充物是其它类型，那就要对溶洞注浆和加固。
开挖面以内的穿越状全填充型溶洞，如果填充物属于硬塑状黏土，开挖之后没有渗漏水、填充物比较稳定，那就不要清理填充物，只要对一些空洞回填注浆即可；如果填充物是其它物质就要注浆和加固。
盾构法施工过程中，除了建筑物涵盖的地区，其他地区使用地面处理方式，辅之以洞内处理。
1.2不同地区地铁工程的处理措施1.2.1处理措施的相同处我国地铁工程存在岩溶地层，通常使用间歇式注浆法，使用纯水泥浆、水泥砂浆等材料。
划分溶洞的时候需要考虑溶洞、结构距离、溶洞填充种类和溶洞高度等数据。
1.2.2处理措施的不同处一些城市要考虑隔水层，进而确定隧道底部的加固大小。
一些城市会考虑周围的建筑环境，从而更好地把握隧道两边和底部的加固大小。
施工人员选择注浆压力的时候，一些城市会参考地下水压力，根据注浆孔位来判断注浆压力。
结合隧道两边的处理范围，一些城市选择6m的直径盾构。
隧道底部的处理处理直径位于2m-10m之间。
1.3处理要求对于处理结果的要求，不同地区的地铁设计要求不一样，施工人员在具体验证的时候需要花费一些成本，试验的离散性较大。
以下是普遍的岩层地层处理结果要求，受限，岩溶地层在加固之后任意选择钻孔取芯，采取抗压试验，无侧限的抗压强度值大于0.5MPA。
软硬不均复杂地层的盾构施工技术研究64
软硬不均复杂地层的盾构施工技术研究摘要：目前我国城市经济不断发展，交通出行的需求不断增加，我国的地铁建设进入了一个高速发展阶段。
在地铁的建设施工过程中，常常遇到的施工环境是具有一定复杂性的施工环境与地质条件。
因此，就需要我们做好一定的规划，保证正确施工技术的选择，使得地铁施工顺利的进行。
关键词：软硬不均；复杂地层；盾构施工技术引言城市交通建设发展过程中，由于受到城市空间限制，以及当下城市交通问题日益严峻，在进行交通建设过程中，朝着地下空间延展。
这样一来，在进行铁路、轨道交通建设过程中，就需要对盾构施工方法进行有效应用。
在盾构施工过程中，地质条件对施工方法限制较大，如何在软土层进行盾构施工，有效地保证地下管线安全，保证施工具有较高质量，成为现阶段铁路施工必须考虑的一个重要议题。
1软硬不均地层盾构掘进面临的问题1.1软硬不均地层中工作面平衡难以建立盾构施工的核心之一就是要建立和维持工作面的掌子面超压在富含黏、粉粒地层中极易出现结泥饼、糊刀盘和刀具异常磨损现象；掌子面欠压则会发生上部软弱地层坍塌、超量出碴和沉降超限等情况。
1.2软硬不均地层中盾构工作状态不佳盾构在软硬不均地层掘进时，刀盘受力复杂，刀具在掌子面上、下部位贯入度相差很大。
刀盘旋转过程中刀具接触岩土分界面产生的撞击易造成刀圈崩刃、开裂和脱落，刀体损坏。
1.3软硬不均地层中滚刀容易过载软硬不均地层中盾构总推力克服盾壳摩擦力、土舱堆碴反力和后配套拖车牵引反力后，剩余的净推力全部作用在接触掌子面硬岩的部分滚刀上面，推力控制稍有不慎，即可造成滚刀过载损坏，引起刀具损坏的多米诺骨牌效应。
1.4软硬不均地层中碴土改良难度大软硬不均地层中掌子面围岩物理力学性状差异大，从松散、流塑、软塑到坚硬石同时存在。
一方面碴土改良的客观难度增加，另一方面掌子面水土平衡对碴土改良的要求更高。
2复杂地质条件中盾构法隧道的施工技术2.1土压式平衡盾构机施工技术要点（1）模式的选择土压式平衡盾构机有三种模式，包括敞开式、半敞开式和土压平衡模式。
第五章 盾构施工技术
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§5 .2 盾构的工作原理及基本构造
3）刀盘的形状
刀盘的纵断面形状有垂直平面形、突芯形、穹顶形、倾斜形和缩 小形五种，如图5-9所示。垂直平面形刀盘以平面状态掘削，同时用 于稳定掘削面；突芯形刀盘的中心装有突出的刀具，掘削的方向性好， 且利于添加剂与掘削土体的拌和；穹顶形刀盘设计中引用了岩石掘进 机的设计原理，主要用于巨砾层和岩层的掘削；倾斜形刀盘的倾角接 近于土层的内摩擦角，利于掘削的稳定，主要用于砂砾层的掘削；缩 小形刀盘主要用于挤压式盾构。
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§5 .1 概述
用盾构法修建隧道始于1818年，至今已有近200年的历史，最 早由法国工程师布鲁诺尔从蛆虫腐蛀船底成洞而得到启发提出盾构 法，并取得了隧道盾构的发明专利。
1874年在英国伦敦城南修建隧道时，格雷托海德创造了比较 完整的用压缩空气来防水的气压盾构施工工艺，使水底隧道施工工 艺有了长足的发展，并为现代化盾构奠定了基础。 19世纪末，盾构法施工传入美国。后来德国、前苏联、日本等 国也都采用并发展盾构法施工工艺，特别是近代，日本盾构法得到 了迅速发展，用途越来越广，并研制了大量新型盾构机械，如机械 式盾构、半机械式盾构、局部气压盾构、泥水加压盾构和土压平衡 （泥土加压）盾构。与此同时，盾构施工配套设备与管理技术也获 得了迅速地发展。
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§5 .2 盾构的工作原理及基本构造
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§5 .2 盾构的工作原理及基本构造
2）刀盘与切口环的位置关系
刀盘与切口的位置关系有三种形式，一种是刀盘位于切口环内， 适用于软弱地层；第二种是刀盘外沿突出切口环，适用的土质范围较 宽，适用范围最广；第三种是刀盘与切口环对齐，位于同一条直线上， 适用范围居中，如图5-8所示。
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§5 .2 盾构的工作原理及基本构造
盾构法(含TBM)施工技术要求
盾构法（含TBM）施工技术要求1一般要求工程所使用的原材料、半成品或成品的质量应符合国家现行的有关标准、设计要求和本规范的规定。
盾构掘进施工必须建立施工测量和监控量测系统。
2前期调查收集了解工程勘察的已有资料，熟悉施域的工程地质、水文地质、地面建（构）筑物、交通流量、地下构筑物及地下管线等情况。
3技术准备3.1 盾构掘进施工前应编制详细的施工组织设计。
3.2 针对特殊地段编制具体施工方案。
3.3 按工程特点和环境条件做好测量及监测的准备工作。
4设备、设施准备盾构及配套设施选型时要充分考虑隧道功能、隧道外径、长度、埋深和地质条件、沿线地形、地面建筑物、地下构筑物、地下管线等环境条件及周围环境对地层变形的控制要求，开挖和衬砌等诸多因素。
5盾构施工测量5.1 盾构施工测量主要内容应包括地面控制测量、竖井联系测量、地下控制测量、掘进施工测量、贯通测量和竣工测量。
5.2 测量工作开始前，应接受和收集相关测量资料，办理测量资料交接手续，并对既有测量控制点进行复测和保护。
5.3 了解盾构结构和自身导向系统的特点、精度，制定科学可行的盾构施工测量方案。
5.4 盾构施工隧道贯通测量中误差应符合以下要求：横向贯通测量中误差（mm）±50高程贯通测量中误差（mm）±256 管片制作6.1 混凝土管片应由具备混凝土预制构件专业承包二级及以上的专业厂家制作完成。
6.2 管片生产厂家应有相应的生产技术标准、健全的质量管理体系及质量控制和质量检验制度。
6.3 管片生产应编制技术方案，并应事先得到审查批准。
6.4 预制成型管片允许偏差应符合相关规范的要求。
7盾构施工7.1 一般规定（1）盾构施工必须根据隧道穿越的地质条件、地表环境等情况，通过试掘进确定合理的掘进参数和碴土改良的方法，确保盾构刀盘前方开挖面的稳定，做好掘进方向的控制，确保隧道轴线符合设计要求。
（2）盾构施工时必须做到：1）盾构掘进中必须确保开挖面土体稳定。
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术
盾构法是一种现代化的地下隧道施工方法，在复杂地质条件下，特别是在软弱地层中进行盾构施工是一项技术难题。
本文将重点介绍盾构在复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工的技术。
盾构的主要作用是切削地层，将土层挖掘下来，然后通过螺旋输送器将土层送至后方的槽斗中，最后将土层通过输送带或车辆运出隧道。
在软下硬的泥岩地层中，盾构施工面临的主要问题是地层的不稳定性和切削困难。
为了解决地层不稳定性的问题，可以采取以下措施：
1.加固地层：在盾构前方一定距离的地方，先进行地层加固。
可以采用注浆法、灌浆法等方式，将土层固化，增加地层的稳定性。
2.合理布置衬砌：在盾构施工过程中，可以设置衬砌结构，用于加固地层。
常见的衬砌结构包括钢筋混凝土衬砌、纤维增强塑料衬砌等。
在切削困难的泥岩地层中，盾构面临的主要问题是切削力大、切削效果差。
为了解决这个问题，可以采取以下措施：
1.选择合适的刀具：根据地层的特点，选择合适的刀具。
对于泥岩地层，可以选择强力的切削刀具，例如硬质合金刀具。
2.增加滞后曲线：在切削过程中，可以采取增加滞后曲线的方式，减少挤压和抗拔作用，从而减小切削力。
3.调整切削参数：根据地层的特点，调整切削参数，例如刀具转速、进给速度等，以获得最佳的切削效果。
盾构在复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的施工技术包括加固地层、合理布置衬砌、选择合适的刀具、增加滞后曲线和调整切削参数等措施。
通过这些技术手段，可以有效地解决复杂地质条件下盾构的施工问题，保证施工过程顺利进行。
盾构施工中的难点与挑战分析
盾构施工中的难点与挑战分析盾构法是一种目前被广泛应用于地下工程建设中的先进技术，它在城市地下交通、排水系统、供水系统以及各类管道建设中发挥着重要的作用。
然而，与其他施工方法相比，盾构施工也存在一些独特的难点与挑战。
本文将对盾构施工中的难点与挑战进行分析。
首先，盾构施工中的隧道地质是一个重要的难题。
地质条件的不同将直接影响盾构施工的进度和质量。
对于砂土、卵石等地质条件的隧道施工，控制地表沉降和隧道稳定是一项重要的挑战。
此外，对于硬岩、岩石断裂带等地质条件的隧道施工，需要选择合适的盾构机刀具和技术手段，以应对地质环境的变化，并保证施工的连续性和稳定性。
其次，在盾构施工中，环境保护与安全是一大挑战。
施工过程中会产生大量的噪音、振动和尘埃，对周围的居民和环境造成一定的影响。
因此，在盾构施工中，需要采取一系列措施来减少噪音和振动的传播，避免对周围环境和人群造成不良的影响。
此外，盾构施工中存在着一定的安全风险，如地层突涌、坍塌等，需要采取有效的应对措施，确保工人的安全。
第三，盾构施工中的设计与质量控制也是一个重要的难题。
盾构施工需要考虑地下水位、地表沉降、土质情况等多种因素，这些因素之间的相互影响使得盾构施工的设计变得复杂。
同时，盾构施工的质量控制也十分关键，施工过程中需要对掘进速度、刀盘转速、螺旋输送机的运行状态等进行实时监测和调整，以确保施工的质量和效率。
最后，盾构施工中的物流与供应链管理也带来了一定的挑战。
盾构施工需要大量的材料和设备供应，如刀具、密封件、润滑油等，合理的物流与供应链管理对保障施工进度和质量至关重要。
同时，由于施工现场通常位于城市中心或繁忙的交通干线附近，物流和交通拥堵问题也需要妥善协调和解决。
综上所述，盾构施工中的难点与挑战涵盖了地质条件、环境保护与安全、设计与质量控制以及物流与供应链管理等方面。
解决这些难题需要相关部门、企业以及工程技术人员的共同努力与创新精神。
通过不断改进技术手段、加强安全防范、优化施工流程和加强沟通协调，我们可以克服这些挑战，确保盾构施工的顺利进行，为城市地下工程建设贡献力量。
复杂地质条件下盾构法隧道施工防水、防腐及防迷流技术
复杂地质条件下盾构法隧道施工防水、防腐及防迷流技术蔡光伟;蔡文胜【摘要】The technology of shield tunnel is wildly used in metro construction in China. This paper talks about some im- portant points of shield tunnel technology such as the technology of waterproof in shield tunnel, the technology of corrosion resisting, and the technology of stray current resistance. In the end, based on real experience of metro construction in a cit- y, this paper presents some good recommendations for the waterproof problem, the corrosion resisting problem, and the stray current resisting problem of the shield tunnel of a metro construction.%目前盾构法施工广泛用于城市地铁建设过程中，主要介绍长江中下游地区某城市地铁盾构法隧道防水、防腐、防迷流技术措施，为在复杂条件下盾构法隧道防水、防腐、防迷流施工提出合理化建议。
【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2012(000)009【总页数】4页(P64-66,116)【关键词】盾构法;隧道施工;防水;防腐;防迷流【作者】蔡光伟;蔡文胜【作者单位】长沙市轨道交通集团有限公司,长沙410000;中国铁建二十五局集团有限公司,广州510600【正文语种】中文【中图分类】U455.43隧道渗漏、腐蚀、迷流问题长期以来一直困扰着地下工程，尤其是百年大计的地铁工程更是按照高级别防水要求设计，施工中确保达到隧道设计防水级别是隧道防水施工的重点。
第三章 盾构施工技术 第1-3节
第二节 盾构的构造
• 盾构基本构造： 盾构壳体 推进系统 拼装系统 出土系统
一、盾构壳体
组成____切口环、支承环、盾尾三部分
1、切口环 （1）位置——盾构最前端，
切入土层，掩护开挖
作业，长度≤2m；
构。设环向、水平、竖直支撑；
承受荷载：地层土压力、千斤顶顶力、管片拼装等 施工荷载；
（3）设备——推进千斤顶（沿结构外沿布置）、操 纵控制室、衬砌拼装机；
（4）长度——取决于推进千斤顶长度，一般为衬砌 环宽加0.2～0.3m。
3、盾尾
（1）结构——盾构外壳钢板延长，掩护隧道管 片拼装；
（2）盾尾装置——密封装置，防地下水、加压 泥水、衬砌背后注浆浆液从盾尾流入隧道；
是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。
二、盾构法主要施工程序
1、建造盾构工作井 2、盾构掘进机安装就位
3、出洞口土体加固 4、初推段掘进施工 5、掘进机设备转换 6、盾构连续掘进施工
7、接收井洞口土体加固 8、盾构进入接收井， 并运出地面
三、盾构法施工的优缺点
优点：
1、作业场地小，因噪音、振动引起的环境影响小； 2、在盾构保护下开挖和衬砌，施工安全； 3、隧道施工不影响地面交通或水上航道； 4、地下施工不受气候影响； 5、自动化程度高、劳动强度低、施工速度快 （一般6m/d,最高12m/d）。
双圆盾构掘进机
双圆盾构掘进机主要参数
盾构尺寸 盾构机千斤顶
刀盘装置
拼装装置 仿形刀
土压计数
盾构外径 盾构内径 盾构机全长 设备数 总推力 支持方式 旋转数
盾构法施工工艺安全技术措施
2 若在洞门凿除完成后发生较严重的涌水、流泥、流砂现象，盾构快速推进，盾首进入 车站 3~5m 时，暂停推进，在洞门钢环与盾构壳体间采用 8mm 弧形钢板将盾构壳体与洞 门钢环焊牢密封，同时在弧形钢板上预埋注浆球阀。在弧形钢板焊接完成后，通过注浆球 阀对盾构与洞门间间隙进行双液注浆处理，同时打开盾尾至少 3 环管片注浆孔进行二次双 液注浆处理，以防止同步注浆浆液向洞门流窜。浆液配合比为：水泥：水：水玻璃 =0.6:1:0.1 。待浆液强度达到约 0.5MPa 时，在钢板上开孔检查后盾构立刻快速推进，快速 安装管片，不间断施工直至管片安装至洞圈内壁并焊好端头封堵钢板。
4）配置防止管片旋转的专用平板车。 2.7.3 施工用电及突发停电 1 施工用电措施： 1）必须编制临时用电组织设计。 2）临时用电设施须经验收合格方可使用。 3）施工现场线路全部采用橡套电缆或用塑铜线架空架设。
4）施工现场线路、电气设备的安装、维修保养及接线、拆线工作必须由持证电工进行。 5）实行二级漏电保护，对用电线路、电气设施经常进行检查、维修和保养。 6） 坚持每周一次安全用电检查和日常巡视工作，发现问题立即整改。 2 突发停电措施： 1）使用另一电源供电。 2）联系供电局等相关单位，尽快查明停电原因并及时修复。 2.7.4 盾构进、出洞土体发生失稳时应急措施 1 立即停止掘进。 2 用木材或型钢类材料进行支护。
3 采取加固补强措施使正面土体稳定。 2.7.5 盾构机换刀 1 建立健全安全责任制，进仓、检查刀盘及换刀、减压作业、运输应严格按规程操作。 2 进行必要的岗前培训，针对作业人员上岗、进仓、检查刀盘及换刀、减压作业的特点 进行安全教育。
盾构法施工技术规定
盾构法施工技术规定目录1.一般规定2.工作并施工3.配套机械设备选择4.盾构机安装5.盾构掘进施工6.注浆7.量测与监控8.砌块9.盾构法施工质量1、一般规定1.1盾构法施工是采用掘进盾构机进行隧道施工的一种施工方法。
适用于直径2500mm以上的隧道施工，适用于地面拆迁量大、不能降水等特殊要求的长距离隧道施工。
1.2盾构机的选型、设计，应根据工程地质、水文地质，工程结构设计及工程施工要求等条件，经技术经济分析比较后确定。
1.2. 1盾构机应满足施工范围内各种土层的掘进要求；1.2. 2盾构机必须满足施工过程需要的安全保障要求；1.2. 3盾构机壳体的强度与刚度应符合设计要求；1. 2. 4盾构机的推进力、千斤顶的推进速度、输土能力、刀盘切削的切削扭矩等应匹配；密封系统应严密，并符合设计要求。
1. 3盾构法施工组织设计编制应具备以下资料：1. 3. 1盾构机的构造、特性及适用范围；1. 3. 2施工沿线地表环境调查报告；1. 3. 3施工沿线地下障碍物的调查报告；1. 3. 4工程地质与水文地质勘查报告。
隧道沿线探孔间距一般不应大于50m，地质变化地段应加密。
1. 3. 5设计文件对工程的技术要求与规定；1. 4盾构法施工方案、施工组织设计应包括下列内容：1. 4. 1施工现场平面布置图；1. 4. 2盾构机的现场组装、安装及吊装方案；1. 4. 3工作竖井的施工方案与检查井的施工方案：1. 4. 4盾构法施工的临时给水、排水、照明、供电、消防、通风、通讯等设计；1. 4. 5砌块制造、运输、贮存、防水、拼装与一次注浆、二次注浆、补浆方案；1. 4. 6配套辅助施工机械设备的选型、规格、数量与现场及工作井垂直运输及水平运输等机械设备布置；1. 4. 7盾构机的出井（盾构机由始发井进入区间隧道）、穿越土层、进井（盾构机由区间隧道进入接收井）的条件以及掘进与运土方案：1. 4. 8测量与监控方案；1. 4. 9有防漏电、防缺氧、防爆、防毒等安全监测和保护措施；1. 4. 10盾构法施工的供电应设置双路电源及应急自备电源。
盾构法施工技术
盾构法施工技术4.1 盾构法的概念及特点4.1.1 盾构法的概念盾构法是地下暗挖施工中一种全机械化的施工方法,在我国和日本,习惯上将用于软土地层的全断面隧道掘进机称为盾构机,它由稳定开挖面、盾构机挖掘和衬砌三大部分组成。
盾构法施工是将盾构机械在地中推进,通过盾构机外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。
盾构机与TBM的主要区别就是具备泥水压、土压等维护掌子面稳定的功能。
盾构施工主要由稳定开挖面、掘进及排土、管片衬砌及壁后注浆三大要素组成,其中开挖面的稳定方法是盾构机工作原理的主要方面,也是盾构机区别于TBM的主要方面。
4.1.2 盾构法施工技术发展史4.1.2.1 国外盾构法施工技术发展史盾构法修建隧道已有150余年的历史。
最早研究盾构法施工的是法国工程师M.I.布律内尔,他由观察船蛆在船的木头中钻洞,并从体内排出一种黏液加固洞穴的现象得到启发,在1818年开始研究盾构法施工,并于1825年在英国伦敦泰晤士河下,用一个矩形盾构机建造了世界上第一条水底隧道(宽11.4m、高6.8m)。
该水底隧道在修建过程中遇到很大困难,两次被河水淹没,直至1835年使用了改良后的盾构机,才于1843年完工。
其后P.W.巴洛于1865年在泰晤士河底,用一个直径2.2m的圆形盾构机建造隧道。
1847年,在英国伦敦地下铁道城南线施工中,英国人J.H.格雷特黑德第一次在黏土层和含水砂层中采用气压盾构法施工,并第一次在衬砌背后压浆来填补盾尾和衬砌之间的空隙,创造了比较完整的气压盾构法施工工艺,为现代化盾构法施工奠定了基础,促进了盾构法施工的发展。
20世纪30—40年代,仅美国纽约就采用气压盾构法成功建造了19条水底道路隧道、地下铁道隧道、煤气管道和给水排水管道等。
从1897—1980年,世界范围内采用盾构法修建的水底道路隧道已有21条,德、日、法、苏等国把盾构法广泛应用于地下铁道和各种大型地下管道施工。
盾构施工技术及注意事项
盾构始发技术
三、始发顺序
洞口地层处理→洞口始发准备→盾构主机定位、固 定→反力架定位、固定→负环钢管片的定位、安装→主 机、后配套连接→盾构机调试→刀盘、刀具检查→负环 管片安装→盾构推进→下一循环→拆除反力架、负环管 片→始发掘进总结→正式掘进。
盾构始发技术
（10）、人员、机械、材料按要求到位（盾构以及大型 起重设备拼装就位，并通过相关部门验收）； （11）、对工程潜在的风险进行辩识和分析，有针对性、 可操作性的应急预案编制完成并落实抢险设备、材料、 人员、方案等； （12）、已落实设计、专项施工方案及规范规定的其它 要求。
盾构始发技术
后配套系统
后配套系统总共包括 2 辆电瓶车和 5 个独立的台车， 每个台车上都装有盾壳前进所需要的辅助装置。
另外，盾构机工作所需的冷却水、新鲜空气、压 缩空气和高压电缆都通过台车管线输送进去，而升温 后的冷却水和脏水从盾构机的盾壳底部被运送出去。 台车连接在管片安装机的托架梁上，随着盾构机 的掘进沿掘进方向运动。拖车在铺设的轨道上行走。 台车的结构可以使电瓶车进入第二台台车，电瓶 车运输管片、砂浆、备件和其它油料。
盾构机的分类与构造
中盾 中盾又称支撑环，前盾和中盾是用螺栓上紧并焊接在一起 的。 在中盾内布置了推进缸支座和管片安装机架。管片安装机 支架通过相应的法兰面和管片安装机梁连接起来。推进缸和 连接盾尾的铰接油缸布置在中盾。在中盾的盾壳上焊接了带 球阀的超前钻机孔。中盾和盾尾之间使用的是预紧密封。如 果密封出现问题，虽然有油脂隔断，水还是能够进入盾壳； 所以铰接密封有一个可膨胀的应急气囊用来临时保护，防止 水的进入。气囊最大膨胀压力为10bar。注意：如用气囊应 急密封时，则不允许掘进。
盾构机的分类与构造
盾构法施工工艺流程
盾构法施工工艺流程概述盾构法是一种用于施工地下隧道的现代化方法之一。
它可以在减小地面震动和噪声影响的同时，提高隧道施工的安全性、可靠性和效率。
本文将详细介绍盾构法施工的工艺流程，以帮助读者更好地了解盾构法的施工方法和特点。
工艺流程盾构法的工艺流程通常包括以下几个步骤：步骤一：洞口设置在进行盾构法隧道施工前，需要先进行洞口设置。
通常选用地面的平台或井口设置口，以方便将盾构机和材料等物品运入洞内。
在进行洞口设置时，需要注意选址、测量和设计以及环境保护等方面的问题。
步骤二：盾构机组装盾构机是盾构法施工中最重要的施工设备之一。
在进行盾构施工前，需要先对盾构机进行组装，包括主要设备和辅助设备的安装和调试，以确保其正常运行。
盾构机的各部件应按照要求进行连接和定位，各管路的安装和排列要合理。
步骤三：地面开挖地面开挖是盾构法隧道施工的第一步，也是最为基础的工作环节。
在地面开挖时，需要严格按照设计要求进行开挖，注意与周围环境的协调统一，避免对周围建筑物和地下设施产生不利影响。
同时也要注意排放采矿中的毒性气体和粉尘等有害物质，以免对施工场地和周围环境造成污染。
步骤四：成型壁件安装在地面开挖后，需要对隧道进行支护，避免隧道失稳和坍塌。
成型壁件是支护隧道的主要设备之一，它可以在盾构机前面成型，支撑隧道的开挖面。
在进行成型壁件安装时，需要注意壁面的质量和厚度，以及安装位置和角度，避免产生变形和裂缝。
步骤五：管片组装管片是盾构法隧道的主要建筑材料之一，可以将成型壁件组成完整的隧道结构。
管片通常由钢筋混凝土制成，具有较强的耐久性和承载能力。
在进行管片组装时，需要注意选料、质量、尺寸和连接方式等方面的问题，以确保管片结构的强度和稳定性。
步骤六：支架回收随着盾构机不断前进，成型壁件和管片仍需要进行支撑，避免隧道失稳。
支架是支撑隧道的主要设备之一，可以通过液压系统进行伸缩和旋转，适应不同的地形和环境。
在支架过程中，需要配合盾构机前进的速度，进行合理的操作和调节，避免支架崩塌和损坏。
盾构法隧道施工关键技术解析
盾构法隧道施工关键技术解析一、导论随着城市化进程的加快，越来越多的地下网络设施和交通工程需要建设，盾构法隧道施工技术因其高效、安全等优越性被广泛应用。
本文将对盾构法隧道施工所涉及的关键技术进行解析，以期深入探讨其原理和应用。
二、盾构机选择与配置盾构机是盾构法隧道施工的核心设备，对于工程质量和效率有着至关重要的影响。
在选择盾构机时，需要综合考虑隧道地质条件、工程要求、环境因素等因素。
同时，合理配置盾构机的刀盘、螺旋输送机、刷洗系统等组成部分，能够提高施工效率和质量。
三、地质勘察与预测地质勘察是盾构法隧道施工的前提与基础，通过对工程区域的地质条件进行详尽的调查与研究，能够为施工提供可靠的依据。
此外，地质预测技术的应用也十分重要，通过地质雷达、声波探测器等先进设备，可以预先掌握地层情况，避免不可预见的地质灾害。
四、支护与固结盾构法隧道施工过程中，正确的支护与固结措施是保证施工安全和隧道工程稳定的关键。
常见的隧道支护方式有钢拱架、防水内衬、灌浆注浆等，通过不同的支护措施，能够对隧道周围的土体进行加固，保障工程的质量和安全。
五、排水与防渗盾构法隧道施工过程中，排水与防渗工程是必不可少的环节。
通过合理设置排水系统和防渗措施，有效地减少隧道工程中的地下水问题，保证施工区域的干燥与安全。
常见的排水与防渗技术包括抽水排泥、地下泥浆墙等方法。
六、隧道照明与通风隧道照明和通风是保证隧道通行安全的重要手段。
通过合理的照明设计和通风系统的配置，能够提高隧道的可见性和空气质量，减少事故的发生概率。
此外，应采用先进的智能化控制设备，实现自动化管理和运行，提高工作效率和安全性。
七、监测与检测盾构法隧道施工过程中，监测与检测是及时掌握隧道工程状况和纠正问题的重要手段。
通过应用先进的监测设备和技术，可以对隧道的变形、沉降、开裂等问题进行实时监测，并及时采取相应的措施，确保工程的质量和安全性。
八、环境保护与施工噪音控制随着城市化的推进，盾构法隧道施工对周围环境造成的干扰和影响越来越受到关注。
复杂盾构法施工技术
1.14复杂盾构法施工技术(北崇区间）1盾构机组装调试1。
1盾构刀盘的选型1。
1。
1刀盘主体结构特点为了本工程地质条件的掘进要求,设计了辐条结构四个主刀梁和四个副刀梁刀盘，刀盘具有下列主要特征：1）辐条式刀盘，4根主辐条+4根副辐条+4个支腿。
2）开口率达到50％，开挖面与刀盘之间的阻碍物少，土体更容易进入土仓，其土仓中的土体密度及压力更接近开挖面的土体密度与压力，便于土仓中土压力的控制；刀盘与开挖面之间接触面积小,渣土不易堆积在刀盘与开挖面之间，因此，刀盘不容易产生“泥饼"堵塞现象及减轻刀盘与刀具的磨损，并且能降低刀盘切削扭矩。
3) 耐磨设计,刀盘设计充分考虑了地层对刀盘具有较大的磨损性,因此，在刀盘辐条面板及大圆环前后端面堆焊了大量的网格状耐磨硬质合金，另外刀盘外周也焊有耐磨复合钢板,大大提高了刀盘的耐磨性能，延长其使用寿命。
1。
1。
2 刀具的设计选型及布置本刀盘的设计充分考虑到了本标段的地质情况,配置的初装刀为1把中心鱼尾刀、98把切刀、16把铲刀、66把焊接撕裂刀、1把仿形刀（液压控制）、8把周边保径刀。
刀具选用聊城天工公司生产的镶嵌大块硬质合金刀具.刀盘设计具有以下特点:1) 可实现双向旋转(正/反）。
2) 刀具高低搭配，焊接撕裂刀刀高为110mm，刮刀刀高为90mm，焊接撕裂刀先行开挖松动刮刀前的土体,从而降低对刮刀及面板的直接磨损.3）采用耐磨性能和冲击性能都非常优越的E5(日本标准）类硬质合金刀头。
4）刀具的布置在刀盘分成内、中、外3部分,刀具数量随直径的增大而增多,刀具的磨损基本是均匀的5）中心鱼尾刀呈倒V型结构，其作用可以切削中部位的土层；同时可以起到类似钻头钻尖的定心作用。
6) 最外部布置足够多的铲刀和先行刀，不但可以清理外围开挖的渣土，还可以有效保径及防止刀盘大圆环的直接磨损。
7) 扩挖刀行程为115mm，扩挖半径85mm,可直接在控制室内控制。
8) 4个搅拌棒对土体进行充分的搅拌，提高土体的塑性、流动性。
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1.14复杂盾构法施工技术（北崇区间）1盾构机组装调试1.1盾构刀盘的选型1.1.1刀盘主体结构特点为了本工程地质条件的掘进要求，设计了辐条结构四个主刀梁和四个副刀梁刀盘，刀盘具有下列主要特征：1）辐条式刀盘，4根主辐条+4根副辐条+4个支腿。
2）开口率达到50%，开挖面与刀盘之间的阻碍物少，土体更容易进入土仓，其土仓中的土体密度及压力更接近开挖面的土体密度与压力，便于土仓中土压力的控制；刀盘与开挖面之间接触面积小，渣土不易堆积在刀盘与开挖面之间，因此，刀盘不容易产生“泥饼”堵塞现象及减轻刀盘与刀具的磨损，并且能降低刀盘切削扭矩。
3)耐磨设计，刀盘设计充分考虑了地层对刀盘具有较大的磨损性，因此，在刀盘辐条面板及大圆环前后端面堆焊了大量的网格状耐磨硬质合金，另外刀盘外周也焊有耐磨复合钢板，大大提高了刀盘的耐磨性能，延长其使用寿命。
1.1.2刀具的设计选型及布置本刀盘的设计充分考虑到了本标段的地质情况，配置的初装刀为1把中心鱼尾刀、98把切刀、16把铲刀、66把焊接撕裂刀、1把仿形刀（液压控制）、8把周边保径刀。
刀具选用聊城天工公司生产的镶嵌大块硬质合金刀具。
刀盘设计具有以下特点：1)可实现双向旋转（正/反）。
2)刀具高低搭配，焊接撕裂刀刀高为110mm，刮刀刀高为90mm，焊接撕裂刀先行开挖松动刮刀前的土体，从而降低对刮刀及面板的直接磨损。
3)采用耐磨性能和冲击性能都非常优越的E5（日本标准）类硬质合金刀头。
4)刀具的布置在刀盘分成内、中、外3部分，刀具数量随直径的增大而增多，刀具的磨损基本是均匀的5)中心鱼尾刀呈倒V型结构，其作用可以切削中部位的土层；同时可以起到类似钻头钻尖的定心作用。
6)最外部布置足够多的铲刀和先行刀，不但可以清理外围开挖的渣土，还可以有效保径及防止刀盘大圆环的直接磨损。
7)扩挖刀行程为115mm，扩挖半径85mm,可直接在控制室内控制。
8)4个搅拌棒对土体进行充分的搅拌，提高土体的塑性、流动性。
9)刀盘前面共设置了10个添加剂注入口，其中6个为专用泡沫口；另外4个为专用的膨润土注入喷口，在输送泡沫的同时往刀盘前面输送膨润土以利碴土搅拌改良效果，并利于减少刀具磨损。
10)添加剂注入口设计时考虑了防堵和清洗管路的需求，在刀盘背部设有专门的疏通和清洗管路，操作简单易行.11)在刀盘上设置2处刀具磨损检测装置，可检查刀盘正面刀具极限磨损情况，避免磨损伤及刀座。
1.2盾构下井组装1.2.1盾构设备的各部件规格尺寸1-1盾构大件重量统计序号名称数量重量（T）（投标）CREC008外形尺寸（mm)1刀盘（含刀具）133φ6280×17002前盾(含刀盘驱动）185φ6250×30043中盾（含主推进油缸、铰接油缸、人185φ6240×3165仓及安装机米字梁）4盾尾（含尾刷）123φ6240×38075管片安装机（含安装机梁）1251800×59006螺旋输送机117φ1500×118007设备桥1124800×12650×345581#拖车1264708×10990×350092#拖车1264625×10000×3500103#拖车114#拖车125#拖车136#拖车14管片运输小车15皮带机1.2.2吊装设备的工具配备11111125251010564600×10000×3504830×10000×3504040×7300×35004050×5400×39201700×5350×5331000×L×8501-2吊装设备工具配置表序号工具名称单位使用数量备注1300吨汽车吊台22120吨汽车吊台23液压板台44拖板台55货车台46￠56钢丝绳根67￠14钢丝绳根68美2.5寸卸扣个4910TU型号个`410CO2保护焊机台111氧气乙炔套51.2.3盾构吊装下井方法和组装顺序（1）吊车的摆放根据现场情况，吊车可以停放在盾构井的北侧，主吊停放于盾构井的北端头，使吊车中心线与隧道轴线垂直。
北陵公园站主体结构已经做完，地基情况良好，但由于盾构井周围挡土墙为砖砌，地基侧限抗压强度小，所以在吊车支腿下必须铺垫厚钢板，以保证地基的承载力。
1-3主体吊装示意图吊装中线结构边线后配套300T吊车协助8-5附属配件吊装示意图300T吊车吊装中线主吊结构边线盾构主体120T吊车协助（2）构件吊装顺序盾构井的始发架精确定位后及车站内后配套拖车钢轨铺设完成后，方可进行盾构的下井组装。
a)后配套下井下井程序：拖车起吊→拖车下井→皮带支架下井→风管下井→拖车后移。
各节拖车的下井顺序为；5号拖车→4号拖车→3号拖车→2号拖车→1号拖车。
0120T汽车吊来安装皮带驱动装置及储风筒支架；拖车下井后由电瓶车牵引至车站内已铺好的轨道上，由拖车连杆连接在一起。
待连接桥下井后与1号拖车连接。
b)连接桥下井连接桥总长为12米，下井时须由120T汽车吊与300T的吊车配合着倾斜下井。
下井后其一端与1号拖车用销子连接，另一端支撑在管片小车的工字钢结构上，该钢结构在现场施焊，然后将上端的吊机缓缓放下后移走吊具。
用电机车将1号拖车与连接桥向后拖动，将连接桥移出盾构井，将1号拖车02号拖车连接。
c)主机下井（a）中盾下井中盾在300吊车及120T汽车吊配合下由平放翻转至立放。
然后撤除120T 吊机的吊具，由300T吊车缓慢送到始发架上。
中盾在下井前将两根软绳系在其两侧，向下吊运时，由人工缓慢拖着，防止中盾扭动。
中盾停放在始发架后，由测量组进行旋转角度的测量及调整。
（b）前盾下井翻转及下井同中盾。
送到始发架上后进行与中体的对位，安装与中盾的联接螺栓。
（c）刀盘下井翻转及下井同中盾。
放到始发架上后安装密封圈及连接螺栓。
前移使刀盘顶到掌子面。
在始发台两侧的盾构机外壳上焊接顶推支座，由两个50T的液压千斤顶完成。
（d）管片安装机下井其翻转及下井与中盾相同，下井安装后再进行两个端梁的安装。
（e）盾尾下井在120T汽车吊与300T的吊车配合下,倾斜着将盾尾穿入安装机梁,并与中盾对接。
此时一定要注意紧急气囊的安装。
（f）螺旋输送机下井将螺旋输送机前端头收回至圆筒内，在120T与300T的吊车配合下,倾斜着将前端头伸入主机内部,用手拉葫芦将前端头吊在盾尾内壁预先焊接好的吊耳上,这样可以撤除前端头的吊机，然后将螺旋输送机慢慢送进,直到用10T的手拉葫芦更换下另一个吊机.前端头圆筒处的法兰与前盾对接,并安装连接螺栓。
d)主机与后配套对接主机后移并将后配套前移,连接桥前端搭在安装机梁的端梁上,之后割除连接桥的支撑；连接后配套与主机各部位的液压及电气管路。
1.2.4盾构组装技术措施（1）盾构组装前必须制定详细的组装方案与计划，同时组织经过技术培训有经验的人员组成组装班组。
（2）组装前应对始发基座进行精确定位，吊机工作区应铺设钢板，防止地层不均匀沉陷。
（3）大件组装时应对始发井端头墙进行严密的观测，掌握其变形与受力状态。
（4）大件吊装时必须有90T以上的吊车辅助翻转。
1.3盾构调试盾构整机调试按出厂调试程序进行，总的原则是先空载调试，再负载调试，注意在调试时必须有刀盘转动的过程。
2盾构进出洞端头土体加固2.1施工方法选择根据场地条件、洞门覆土深度、地质情况等，本着技术可靠、施工可行、经济合理和对现场土体扰动最小的原则，结合我公司在沈阳地铁其它标段加固的成功经验，经研究决定，端头加固采用小导管管双液水平注浆加固方案（钻杆直径为Φ50mm），钻孔完毕后抽出钻杆移开钻机，往孔内插入直径为Φ25mm的注浆花管并通过小导管管与注浆机连接进行注浆作业。
在钻杆的端头装有三叉管，能够使浆液充分混合。
用注浆泵将A、B两种浆液分别压入注浆管，并在小导管管的端头混合，浆液在一定的压力下渗透到土粒的间隙，并与土粒固结成一体，在隧道外轮廓如同行成一个环状的硬壳，提高隧道周围土体侧向土压力。
2.2加固范围盾构始发加固区范围为沿线路方向长7米，线路中心线左右各6米，盾构接收区加固范围为沿线路方向长7米，线路中心线左右各6米，加固高度为盾构隧道拱顶上3m，拱底下3m，总计加固高度12m。
技术标准要求：加固后的地基应具有良好的均匀性和自立性，其无侧限抗压强度为 1.0～1.2Mpa，渗透系数≤1.0X10cm/s。
注浆孔布置的横剖面图注浆孔布置的纵剖面图2.3效果检测根据设计要求：加固后的地基应具有良好的均匀性和自立性，其无侧限抗压强度应≥1.0Mpa，渗透系数≤1.0×10-8cm/s。
注浆施工结束后，在洞门土体内钻孔，观察是否有渗水及流沙现象，通过钻孔取样，由实验室测出样品的孔隙率、无侧限抗压强度及抗剪强度来检查土体的加固效果。
如果检测结果达不到设计要求时，应该注浆补充加固。
3盾构始发施工3.1洞门密封装置的安装由于洞口与盾构（或衬砌）存在建筑空隙，易造成泥水流失，从而引起地表沉降，因此，须在洞口拼装进洞装置，进洞装置包括帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈。
拼装前须对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核，确保其与洞圈上预留螺孔位置一致，并用螺丝攻清理螺孔内螺纹。
拼装顺序为帘布橡胶板→圆形板→扇形板，自上而下进行。
拼装时圆形板的压板螺栓应可靠拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止盾构进洞后同步注浆浆液泄漏，同时将扇形板向洞内翻入，具体见下图。
当盾构刀盘进入洞口时，调整扇形板至盾构外壳的距离为10mm左右，盾构的壳体将橡胶帘布及扇型钢板顶入并向内弯曲，当盾尾钢丝刷刚进入洞口露出管片时，再调整扇型板，使其落在管片上。
待初始掘进完成后拆除橡胶帘布。
图3-1盾构进洞防水装置示意图3.2洞门围护桩凿除在凿除洞门前需对加固土体进行验收，可以在洞圈范围内合理位置开设一定数量孔洞以检验洞圈正前方土体加固情况，当土体强度及抗渗都能达到一定的要求，才能凿除洞门围护桩。
洞门围护桩凿出前，必须复核洞门中心坐标及高程，保证满足盾构机出洞的要求，洞门围护桩混凝土采用高压风镐凿除，凿除工作分两次进行，先凿除桩底桩顶外侧3/4桩厚的混凝土，用乙炔焊切断钢筋，并在每根桩中间位置凿出栓钢丝绳的位置，保证该位置应有主筋和箍筋，以便吊点牢固；准备吊出时即可切断围护桩内侧钢筋，钢筋切割顺序为先桩底，后桩顶；用手动葫芦将洞门圈内的桩从两侧到中间依次吊出，部分长桩可分为两截吊出。
洞门凿除要连续施工，尽量缩短作业时间，以减少正面土体的暴露时间。
整个作业过程中，由专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故隐患，确保人生安全，同时应对洞口上的密封装置做跟踪检查，以免吊装时撞坏密封装置。