地铁盾构结构设计方法
城市轨道交通盾构法施工工艺流程
城市轨道交通盾构法施工工艺流程1概述盾构施工法是“使用盾构机在地下掘进，边防止开挖面土砂坍塌,边在机内安全的进行开挖作业和衬砌作业，从而构筑成隧道的施工方法”.按照这个定义，盾构施工法是由稳定开挖面、盾构机挖掘和衬砌三大部分组成。
初期的盾构法是用手掘式或机械开挖式盾构机，结合使用压气施工方法边保证开挖面稳定,边进行开挖，在地下水较丰富的地区,用注浆法进行止漏，而对软弱地层，则采用封闭式施工.经过多年对盾构技术的研究开发和应用，已演变成现在非常盛行的泥水式和土压式两种盾构机。
这两种机型的最大优点是在开挖功能中考虑了稳定开挖面的措施，将盾构施工法中的三大要素的前两者联系融为一体,无需辅助施工措施，就能适应地质情况变化范围较广的地质条件。
在隧道的一端建造竖井或基坑，将盾构安装就位盾构从竖井或基坑的墙壁开孔出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的孔壁推进。
盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已经拼装好的衬砌管片上，再传到竖井或基坑的后靠壁上。
盾构机是这种施工方法中主要的施工机具.地下铁道盾构法施工是在闹市区或水底的软弱地层中进行的，是修建地下铁道较好的施工方法之一。
近年来盾构机械设备和盾构法施工工艺的不断发展，适应大范围的工程地质和水文地质条件的能力大为提高。
各种断面形式和具有特殊功能的盾构机械(急转变盾构、扩大盾构法、地下对接盾构等)的相继出现，其应用在不断扩大，由于盾构法施工具有作业在地下进行,不影响地面交通，减少对附近居民的噪音和振动影响；施工费用不受埋深的影响，有较高的技术经济优越性；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，易于管理，施工人员较少；穿越江、河、海时，不影响航运;施工不受风雨等气候条件影响等有利特点,将对地下铁道的施工技术的发展起到有力的推进作用。
盾构法施工开挖面稳定技术的历史,是从压气施工法的“气"演变到泥水式的“水"和土压式的“土”。
地铁盾构隧道设计ppt课件
抗浮安全系数： 不考虑侧摩阻力时，大于等于1.1
三.地铁盾构结构设计
——设计原则
单管大洞方案 内径10米，外径11米； 双管小洞方案 内径5.4米，外径6.0米；
三.地铁盾构结构设计
——断面方案
管片类型 钢管片 钢筋混凝土管片
——衬砌内力分析
计算结果示意
三.地铁盾构结构设计
——衬砌内力分析
土压力计算 土柱理论（H<2D） 压力拱理论（太沙基，普氏）（H>=2D）
三.地铁盾构结构设计
——变形分析
地面变形阶段 分五个阶段
三.地铁盾构结构设计
——变形分析
地面变形机理
阶段
沉降类型
主要原因
一
地铁8号线穿越竹叶山高架立交桥桩
地铁8号线下穿友谊大道通道
地铁8号线下——变形分析
变形控制 盾构施工控制 严格控制开挖面的出土量 提高施工的速度和连续性 及时同步注浆,缩短衬砌脱出盾尾的暴露时间 地层改良 高压旋喷桩、搅拌桩、灌浆 隔离桩
四.隧道附属结构设计
二.盾构机选型
盾构机的选型及设计 工程在前期准备时最重要的工作 盾构机选型考虑因素 地层土质条件 断面大小 线路周边环境 排土方式 地铁盾构常用的机型 泥水平衡盾构 土压平衡盾构
二.盾构机选型
泥水平衡式盾构
土压平衡式盾构
二.盾构机选型
——泥水平衡式盾构
二.盾构机选型
——土压平衡式盾构
二.盾构机选型
泥水平衡式盾构
土压平衡式盾构
比较项目
二.盾构机选型
——土层地质
粉细砂
(完整版)地铁盾构的选型和使用
地铁盾构的选型及现场管理和使用一、概述1、概念盾构是一种用于隧道暗挖施工，具有金属外壳，壳内装有主机和辅助设备，既能支承地层的压力，又能在地层中整体掘进，进行土体开挖，碴土排运和管片安装等作业，使隧道一次成形的机械。
盾构是相对复杂的集机、电、液、传感、信息技术于一体的隧道施工专用工程机械，主要用于地铁、铁路、公路、市政、水电等工程。
盾构的工作原理就是一个钢结构组件依靠外壳支承，沿隧道轴线一边对土壤进行切削一边向前推进，在盾壳的保护下完成掘进、排碴、衬砌工作，最终贯通隧道。
盾构施工主要由稳定开挖面、掘进及排土、管片衬砌和壁后注浆三大要素组成。
盾构是根据工程地质、水文地质、地貌、地面建筑物及地下管线和构筑物等具体特征来“量身定做”的一种非标设备。
盾构不同于常规设备，其核心技术不仅仅是设备本身的机电工业设计，还在于设备通过不同的设计如何满足工程地质施工的需求。
因此，盾构的选型正确与否决定着盾构施工的成败。
2、盾构的类型盾构的类型是指与特定的施工环境、基础地质、工程地质和水文地质特征相匹配的盾构种类。
一般掘进机的类型分为软土盾构、硬岩掘进机（TBM）、复合盾构三种。
软土盾构的特点是仅安装切削软土用的切刀和括刀，无需开岩的滚刀。
TBM主要用于山岭隧道。
复合盾构是指既适用于软土，又适应于硬岩的一类盾构，主要用于复杂地层的施工。
地铁盾构就是一种复合盾构。
主要特点是刀盘既安装用于软土切削的切刀和括刀，又安装破碎岩石的滚刀，或安装破碎砂卵石和漂石的撕裂刀。
复合盾构分为土压平衡盾构和泥水加压平衡盾构。
3、盾构的组成地铁施工可供选择的复合盾构机机型只有两种，即土压平衡盾构机或泥水平衡盾构机。
一台盾构按外观结构形式分为刀盘部分、前盾、中盾、尾盾、后配套部分和辅助设备（管片和砂浆运输设备、泥水站等）。
土压平衡盾构由以下十一部分组成：⑴、刀盘（分为面板式、辐条式、复合式三种），⑵刀盘驱动（分为电机和液压两种），⑶刀盘支承（主轴承），⑷膨润土添加系统和泡沫系统，⑸螺旋输送机，⑹皮带输送机，⑺同步注浆系统，⑻盾尾密封系统，⑼管片安装机，⑽数据采集系统，⑾导向系统。
地铁盾构施工技术(施工工艺与控制要点)
盾构始发模式
－－延长管线始发
延长管线始发模式：始发时 将后配套车架放在地面，主 机吊放到井下，通过主机和 车架之间的延长管线提供主 机前进的电、气、液等动力 。待掘进约60环后，拆除延 长管线和负环管片，将后配 套车架和连接桥吊放到洞内 和主机连接，进入正常掘进 状态。
始发和正常掘进阶段管片、材料、渣土均从盾构井吊运。施工效率低， 费用高，在没有整机始发的条件时才不得不采用。
端头加固——加固范围
加固范围以包裹盾构主机并预留一定的封堵渗漏通道的区域为原则 。结合上海、南京、苏州等长三角软土地层加固范围一般为隧 道纵向方向为8m（到达端头9米），横向为隧道轮廓线外3m。
旋喷桩加固，以石家庄地铁为例，加固区尺寸为：长6m、宽12m 、旋喷深度12m。地基加固需重点加强水泥的掺量、桩位的位置 、垂直度、两侧包角和搭接情况控制。
洞口密封的作用： 1、在始发时在盾构机外壳与混凝土洞口之间形成一个柔性止水密封。 2、在试掘进阶段，在管片与混凝土洞口之间形成止水、止浆密封。
圆 环 板 1(厚 16mm) 圆 环 板 2(厚 20mm) 20
加 劲 板 (厚 10mm)
M20螺 母 (GB6170-86)
150
50
预 埋 环 框 17
⑵ 开凿前，搭设双排脚手架，由上往下分层凿除，洞门凿除顺 序：首先将开挖面钢筋凿出裸露并用氧焊切割掉，然后继续 凿至迎土面钢筋外露为止。当盾构机刀盘抵达混凝土桩前约 0.5m时停止掘进，然后再将余下的钢筋割掉，打穿剩余围护 结构，并检查确定无钢筋。
洞门凿除顺序图
1.5盾构基座安装
始发架的作用： 1、为盾构机提供井内支托； 2、导向：确保盾构中心、隧道中心、洞口密封中心、三心合一 。 3、为负环管片提供约束和支撑。
盾构法隧道结构
盾尾后现浇混凝土的挤压式衬砌工艺，即在盾尾刚浇捣而未硬化 的混凝土处在高压作用下，作为盾尾推进的后座，盾尾在推进的 过程中，不产生建筑空隙，空隙由注入的混凝土直接填充。
挤压混凝土衬砌施工方法的特点是： 1.自动化程度高，施工速度快； 2.整体式衬砌结构可以达到理想的受力、防水要求，建成的隧道有满 意的使用效果； 3.采用钢纤维混凝土能提高薄形衬砌的抗裂性能； 4.在渗透性较大的砂砾层中要达到防水要求尚有困难。
(三) 按形成方式分类 分为装配式衬砌和挤压混凝土衬砌。 装配式衬砌圆环一般是由分块的预制管片在盾尾拼装而成的，按
照管片所在位置及拼装顺序不同可将管片划分为标准块，邻接块 和封顶块， 有铸铁，钢，混凝土，钢筋混凝土管片和砌块之分。 装配式衬砌的特点在于： 1.安装后能立即承受荷载； 2.管片生产工厂化，质量易于保证，管片安装机械化，方便快捷； 3.在其接缝处防水需要采取特别有效的措施。
(四)拼装型式 圆环的拼装型式有通缝、错缝两种。 所有衬砌环的纵缝环环对齐的称为通缝； 而环间纵缝相互错开，犹如砖砌体一样的称为错缝。
圆环衬砌采用错缝拼装较普遍，其优点在于能加强圆环接缝刚度， 约束接缝变形，圆环近似地可按匀质刚度考虑。
使当管片制作精度不够好时，采用错缝拼装形式容易管片在盾构 推进过程中顶碎。
建筑限界是决定隧道内轮廓尺寸的依据，是在车辆限 界以外一个形状类似的轮廓。任何固定的结构、设备、管 线等都不得侵入这个限界以内。建筑限界由车辆限界外增 加适量安全间隙来求得，其值一般为150～200mm。
Байду номын сангаас
（二）圆型隧道断面的优点
1. 可以等同地承受各方向外部压力。尤其是在饱和含水软土地层中 修建地下隧道，由于顶压、侧压较为接近，更可显示出圆形隧道 断面的优越性；
地铁盾构管片结构受力设计要点分析
地铁盾构管片结构受力设计要点分析近年来，随着城市化进程的加快，我国开始了大规模的城市地铁隧道建設，盾构法是一种在地面下暗挖隧道的施工方法，由于其施工速度快，适应性强，且不会对周边的其他基础设施造成影响，在城市地铁隧道建设中的应用越来越广泛。
盾构隧道施工技术最显著的特点是只需采用盾构管片就能实现任何线形对到的施工，另外，盾构管片作为隧道的外层屏障，直接承担着抵抗土层、地下水压力和其他特殊荷载的重任，所以盾构管片结构是否合理、质量是否优良与地铁隧道的整体安全有着密切关系。
一、软土层地区地铁盾构管片结构的受力分析修正惯用计算法是一种比较适用于地铁盾构管片结构计算的方法，该法考虑了接头效应、螺栓孔的存在和拼装方式，并引入了抗弯刚度有效率η（η≤1，通常取值为0.6-0.8），计算时取圆环抗弯刚度为η×EI，一般以接头刚度的降低来代表圆环抗弯刚度的下降。
修正惯用计算法荷载包括竖直方向的荷载（垂直水压力、上覆土压荷载等）和水平方向的荷载（水平土压力、水平水压力以及均变三角形荷载等）。
在地铁盾构管片结构设计中，一般通过修正惯用计算法计算出的内力进行配筋设计，该法模型图1。
（注：PP表示地基水平抗力，PJ表示注浆压力）图1 修正惯用计算法模型接头处内力和管片内力计算公式：Nf=N （1）Ng=N （2）式中，——弯矩调整系数，取0.3-0.5；M、N——分配前的均质圆环计算弯矩和轴力；Mf、Nf——分配后接头弯矩和轴力；Mg、Ng——分配后管片本体弯矩和轴力。
地铁盾构管片计算荷载包括永久荷载、可变荷载、偶然荷载和组合荷载，其中管片结构自重、土压力和水压力、侧向地层压力以及地基垂直抗力等属于永久荷载，地面超载和灌浆压力则属于可变荷载，一般按照20kPa、0.1MPa均布荷载计算地面超载和灌浆压力。
偶然荷载指的是地震力和人防荷载，一般按6度设防计算地震力，按六级人防计算人防荷载，但实践表明，地震力、人防荷载和注浆压力不起控制作用，采用修正惯用计算法对软土层地区地铁盾构管片结构内力进行分析时不考虑偶然荷载。
地铁车站土建施工方案(盾构法施工)精选3篇
《地铁车站土建施工方案（盾构法施工）》一、项目背景随着城市的快速发展，人口的不断增长，交通拥堵问题日益严重。
为了缓解城市交通压力，提高居民出行效率，我市决定建设一条新的地铁线路。
本次施工的地铁车站是该线路上的重要节点工程，采用盾构法施工，以确保工程的高效、安全和质量。
该地铁车站位于城市繁华地段，周边建筑物密集，地下管线复杂。
施工过程中需要充分考虑对周边环境的影响，采取有效的保护措施，确保施工安全和周边居民的正常生活。
二、施工步骤1. 施工准备（1）场地平整：对施工现场进行平整，清理障碍物，为盾构机的进场和组装创造条件。
（2）测量放线：根据设计图纸，进行测量放线，确定盾构机的始发位置和隧道轴线。
（3）临时设施建设：搭建临时办公区、生活区、材料堆场等设施，满足施工人员的生活和工作需求。
（4）设备采购与调试：采购盾构机及配套设备，并进行调试和试运行，确保设备性能良好。
2. 盾构始发（1）始发井施工：按照设计要求，进行始发井的施工，包括围护结构、土方开挖、主体结构等。
（2）盾构机组装：在始发井内，将盾构机的各个部件进行组装，并进行调试和验收。
（3）始发准备：安装反力架、始发托架等设备，进行洞门密封处理，为盾构机始发做好准备。
（4）盾构始发：启动盾构机，缓慢推进，进入隧道。
在始发阶段，要密切关注盾构机的各项参数，及时调整推进速度和土压力，确保盾构机平稳始发。
3. 盾构掘进（1）土压平衡控制：根据地质条件和隧道埋深，合理控制土仓压力，保持土压平衡，防止地面沉降和坍塌。
（2）推进速度控制：根据盾构机的性能和地质条件，合理控制推进速度，一般控制在 20～40mm/min 之间。
（3）管片安装：在盾构机推进的同时，进行管片的安装。
管片安装要严格按照设计要求进行，确保管片的连接质量和防水性能。
（4）同步注浆：在管片安装完成后，及时进行同步注浆，填充管片与土体之间的空隙，防止地面沉降。
（5）二次注浆：根据地面沉降监测情况，适时进行二次注浆，进一步控制地面沉降。
地铁盾构隧道结构设计参数分析
地铁盾构隧道结构设计参数分析发表时间：2020-12-03T12:04:25.323Z 来源：《城镇建设》2020年第24期作者：肖志灿[导读] 随着经济和各行各业的快速发展，地铁出行已然成为人们日常生活中非常便捷的一种交通方式，随着地铁交通的应用范围越来越广，肖志灿中铁第六勘察设计院集团有限公司隧道设计分公司，福建省厦门市，361000摘要：随着经济和各行各业的快速发展，地铁出行已然成为人们日常生活中非常便捷的一种交通方式，随着地铁交通的应用范围越来越广，地铁隧道工程的数量也在逐年攀升，由于地铁工程项目的施工难度较大，且危险性较高，需要用到盾构机等大型施工设备，盾构法是地铁隧道工程中应用非常广泛的一种施工方法，其不仅可以显著提升地铁隧道的掘进效率，提高施工作业安全性，同时还可以有效地减少地铁施工作业对周围环境、居民生活、公共设施所产生的负面影响，因此该施工方法也受到了从事地铁工程建设施工企业的广泛认可。
关键词：地铁工程；结构设计；管片选型；参数分析引言我国的交通方式主要以公路为主，公路交通带动了经济发展，同时我国城市人口不断增加，导致交通压力增加。
城市地铁隧道地下空间工程的建设，在保障不影响交通运行及对环境的危害较小的条件下，地铁建设项目在我国大中型城市相继展开，盾构隧道具备安全性好、成本低等多重优势，是现阶段地铁隧道项目中极为主流的技术形式。
但现阶段盾构隧道设计依然未形成规范，普遍采取的是工程类比法等，与地铁项目所提出的运营要求存在一定的差距，且是否具备充足的安全储备也是现阶段人们重点关注的话题。
在此背景下，本文针对已经投入运营的隧道工程展开对比分析，对相关问题做出总结，以期给盾构隧道设计工作提供一些指导。
1 盾构法盾构法是指在地表以下的沉积地层中采用盾构机掘进的一种机械施工方法。
盾构机根据地质条件的特点来选型，在含水量丰富的沉积地层，盾构机选为泥水加压式，由盾构机仓内泥水的压力来稳定开挖面；在不含水的黏土沉积地层，盾构机选为土压平衡式，由盾构机刀盘切削的土体充满土仓来稳定开挖面。
沈阳地铁盾构隧道设计浅谈
北 方 交 通
・ ３・ ５
沈 阳地 铁 盾 构 隧 道 设 计 浅谈
王瑞峰
（ 辽宁省交通规划设计 院 ， 阳 １０ ６ ） 沈 １ １６
摘 要： 在沈 阳已建成的地铁 一号 线和 正在 建设 的地铁二 号 线工程 中， 盾构 法施 工的 隧道里程 占总里程 的
６ ％ 以 上 ， 高 效 性 、 全 性 、 济 性 在 沈 阳地 铁 建 设 中得 到 了较 好 的 体现 。 总 结 了沈 阳地 铁 盾 构 隧 道 设 计 的 成 功 ０ 其 安 经
１ 概 述
．
２ 盾构机 选型
盾 构施 工 方法 为 暗挖 施工 中 的一种 ， 有 良好 具
盾构 隧 道 的成 功 与否 ， 关键 之 一 是选 择 好适 合
地层 特性 的盾 构机 。沈 阳地 铁区 间所在地层 主要 为 中 、 砂 及 砾 砂 层 ， 下 水 位埋 深 较 深 ， 深 在 ７ 粗 地 埋 ｍ
版等关键 问题 进行详 细 的 阐述 ， 为今 后 的设 计 提供
了可靠 的参考经验 。
（） ３ 隧道 防水等 级 为二级 ； （ ） 缝宽 度控 制 ： 土 面侧不 大 于 ０ ２ ｍ， ４裂 迎 ． ｒ 结 ａ
排 专人 进行 风管 的修补 。
参考 文献
［］ １ 山西省岩石力学与工程学 会太原理工 大学采矿 研究所． 瓦窑岭
隧道瓦斯安全性评价 ．
一
（） ５ 建立测风制度 ， 做好通风工作 ： １ｄ进行 每 ０ 次全 面测 风 。 （） ６ 必要 时 ， 在掌 子 面 等处增 设 局 部 通 风设 施 ，
பைடு நூலகம்
［ ］Ｔ ７ — ０４ 公路 隧道设计规范［ ］ ２ Ｊ Ｇ Ｄ ０ ２０ ， ｓ．
盾构施工方案(3篇)
第1篇一、工程概况本工程为城市轨道交通项目，采用盾构法施工，全长约10公里，包含3个区间，分别为A区间、B区间和C区间。
A区间起于A站，止于B站，长度约2.5公里；B 区间起于B站，止于C站，长度约3公里；C区间起于C站，止于D站，长度约4.5公里。
隧道埋深一般在10-20米之间，最大埋深约25米。
隧道内径为6.2米，采用单管片拼装。
二、施工方案设计原则1. 安全性原则：确保施工过程中人员、设备、环境的安全。
2. 经济性原则：在保证安全和质量的前提下，降低施工成本。
3. 环保性原则：尽量减少施工对环境的影响，实现绿色施工。
4. 可操作性原则：施工方案应具有可操作性，便于施工人员理解和执行。
三、施工准备1. 施工图纸及技术资料准备：熟悉施工图纸，了解隧道结构、地质条件、周边环境等，收集相关技术资料。
2. 人员组织：组建专业的施工队伍，包括盾构施工、测量、地质勘察、安全监理等人员。
3. 设备准备：准备盾构机、盾构隧道、测量仪器、地质勘察设备、安全防护设备等。
4. 材料准备：准备盾构管片、混凝土、钢筋、防水材料等。
四、施工工艺1. 盾构机安装与调试：在盾构始发井内安装盾构机，进行设备调试，确保设备运行正常。
2. 盾构始发：在始发井内完成盾构机的安装、调试后，进行盾构机的始发。
3. 盾构掘进：- 掘进参数控制：根据地质条件、隧道结构等因素，合理控制掘进参数，如掘进速度、推进力、刀盘转速等。
- 管片拼装：在盾构机内部进行管片拼装，确保管片拼装质量和精度。
- 出土：通过盾构机的出土系统，将隧道内土体运出。
4. 盾构接收：- 接收井准备：在接收井内进行盾构机的接收准备，包括接收井的加固、接收井内设施的设置等。
- 盾构机接收：将盾构机缓慢从隧道内推出，进入接收井内。
5. 隧道衬砌施工：- 衬砌材料准备：准备隧道衬砌所需的混凝土、钢筋、防水材料等。
- 衬砌施工：在隧道内进行衬砌施工，确保衬砌质量和安全。
五、施工质量控制1. 原材料质量控制：严格控制原材料的质量，确保原材料符合设计要求。
地铁区间隧道常见结构的设计
工场地外 ， 对地面交通 、 管线等干扰较少 ， 对周 边环境影 响较
小； 废弃土石方量少 ； 不 同的地 质情 况及周 边环 境采 用不 对 同的工程措施及施工 方法 ， 针对性 强 ； 软硬不均地 层 ， 以 对 可 采用不 同的开挖 方式 进行处理 ， 处理 方便 容易 。 矿 山法也有 自身 的弱 点 ： 在施 工 中容 易引 起 地 下水 流 失， 从而引起地面沉 降或 隆起 ， 重要管 线和 房屋 周边需 采 在 取切实 可行 的保 护措施 ； 施工 中处理 不 当 ， 在 容易 引起地 面 坍塌 ， 从而造成对周边环境 的影响 和引发事故 。在施工 过程 中需严格按施工工艺 和要 求进行施工 ， 并加强 施工 中的监控 量测工作 。跨度 大时 ， 需分 多步 进行 开挖施 工 ， 工序 之 间干 扰大 ， 施工组织麻 烦 ， 施工 中存在 一定 的风 险 。在设 计及 施
Ｑ
佃Ⅲ圈Ⅲ皿
图 １ 初 期 支护 与 复 合衬 砌 计 算 简 图
地铁区间隧道采用矿 山法施工 ， 是为适 应城 市浅埋隧道 的需要而发展起来 的施工方法 ， 也称 浅埋 暗挖 法。在我 国地
铁 区间隧道建设 中已广 泛采用 。它是 采用 信息 化设计 和施
工 ， 以根据施工监测 的信 息反 馈来 验证 或修改设计 和施工 可 工艺 ， 具有适应城市地下工 程周 围环境 复杂 、 质条件 较差 、 地 埋 深浅 、 地面沉降控制严格及结 构防水要求高等特点 。
高； 防水 处 理 容 易 。 但 施 工 对 城 市 地 面 交 通 和 居 民 的 正 常 生 活 也 有 一 定 影 响 ， 施 工 期 间 对 周 边 环 境 有 一 定 的破 坏 ； 在
地铁盾构隧道洞门环梁及嵌缝施工方案要点
地铁盾构隧道洞门环梁及嵌缝施工方案要点一、项目概述地铁盾构隧道洞门环梁及嵌缝施工方案是指在地铁盾构施工中，对隧道洞门环梁和嵌缝进行的具体施工方案。
其中，隧道洞门环梁是指连接隧道洞口与地下空间的结构体，承受地表荷载和保证隧道稳定的重要构造物。
嵌缝是隧道洞门环梁施工的一个重要环节，通过嵌缝材料填充洞门环梁与隧道壁之间的间隙，以保证洞门环梁的稳定性和密封性。
二、隧道洞门环梁施工方案1.梁体设计与制作：根据盾构掘进机的隧道洞口尺寸和设计要求，制作相应尺寸和形状的洞门环梁。
洞门环梁的制作应符合国家相关规范和标准，同时要考虑梁体的抗震性和耐久性。
2.洞口处理：在施工前，对盾构洞口进行处理，确保洞口的平整度和尺寸符合设计要求。
洞口处理可以采用钢模板或喷灌混凝土的方式进行。
3.洞门环梁安装：将洞门环梁按照设计要求安装在盾构洞口上方，通过固定连接件连接梁体和盾构洞壁。
安装过程中需要使用吊车等机械设备进行梁体的吊装和定位。
4.梁体预应力：安装完成后，对洞门环梁进行预应力处理。
根据设计要求，确定预应力钢筋的数量和位置，并进行张拉和固定。
预应力处理可以提高洞门环梁的承载能力和稳定性。
5.环梁与洞壁间的嵌缝：在洞门环梁和隧道壁之间设置嵌缝，填充嵌缝材料。
嵌缝材料可以使用胶体或硅酮等弹性材料，以保证洞门环梁与隧道壁之间的密封性和稳定性。
6.环梁表面处理：最后对洞门环梁表面进行处理，包括清理、抹灰、刷漆等工艺。
表面处理可以提高梁体的耐久性和美观度。
1.嵌缝材料选择：根据设计要求和当地环境，选择适合的嵌缝材料。
材料应具有一定的弹性和耐久性，能够承受挤压和温度变化，同时具有良好的密封性和粘结性。
2.嵌缝工艺：按照设计要求，确定嵌缝的位置和尺寸。
施工过程中，应保持嵌缝的一致性和均匀性。
嵌缝过程中，需要控制嵌缝材料的流动性和凝固时间，以确保嵌缝的质量。
3.嵌缝施工设备与工具：根据嵌缝材料的特性和施工要求，准备相应的设备和工具。
常见的设备包括搅拌机、输送泵等；常见的工具包括刮板、批刀、刮刀等。
2024版地铁工程盾构施工技术培训讲义
后配套设备
为盾构机提供稳定可靠的动力和控制 支持，确保盾构机的正常运行和高效 施工。
05
2024/1/28
04
排土装置
具备大排量、高效率的特点，确保挖 掘出的土体能够及时排出隧道，保持 施工环境的清洁和安全。
10
03
CATALOGUE
地铁工程盾构施工方法与技术
管片拼装机
负责管片的抓取、定位和拼装， 形成隧道衬砌。
后配套设备
包括电气系统、液压系统、控 制系统等，为盾构机提供动力 和控制支持。
8
盾构机工作原理及流程
2024/1/28
工作原理
盾构机利用刀盘驱动系统破碎土体，通过推进系统实现盾构机 的推进和姿态调整。挖掘出的土体经排土装置排出隧道，同时 管片拼装机进行管片的拼装，形成隧道衬砌。
2024/1/2片，分为标准管片、 特殊管片等类型。
拼装技术
采用分块拼装技术，将管片按照设计要求拼装成环，形成 隧道结构。
质量控制
在管片生产、运输、拼装等各个环节，要加强质量控制和 检验，确保管片质量和隧道安全。同时，要定期对盾构机 和施工设备进行维护和保养，确保设备性能良好。
22
06
CATALOGUE
环境保护、安全文明生产要求及实践案例 分享
2024/1/28
23
环境保护法规政策解读及实施要求
环境保护法规政策概述
介绍国家及地方相关环保法规政策，包括环境影响评价、排污许可、污染防治等方面的
规定。
环保法规政策在地铁工程中的实施要求
结合地铁工程特点，阐述环保法规政策在工程建设中的具体要求和实施措施，如施工噪 声、振动、废水、废气等污染物的控制标准。
地铁盾构隧道结构设计的优化
法和修正 惯用 法将 水平地 层抗 力作 为一个 三角形 分布荷 载 考虑 ，多铰 圆环 法和 梁 一弹簧法通 过地 层弹簧 来考 虑。正 常工况条件下 ，修正惯用法 和梁 一弹簧法 的计算 弯矩较大 ，
多铰 圆环法 的计算 弯矩最小 。
基本都不够稳定 ，所 以不采用此设计模型 。
・
８ ８・
２ ０ １ ３ 年 １ ２月
Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ
Ｉ ・ Ｊ 迂材
பைடு நூலகம்
２ ０ １ ３ 年 第 ６期
第３ ９卷 总 第 １ ７ ６期
梁 一弹簧法是最 为符合 实际情 况 的计 算方法 ，其 具体
２ ０ １ ３ 年 第 ６期
第 ３ ９卷 总 第 １ ７ ６期
Ｓ ｉ ｃ ｈｕ ａ ｎ Ｂｕｉ ｌ ｄｉ ｎｇ Ｍ ｍｅ ｎａ ｌ Ｓ
ｌ ・ Ｊ 迂材
・８ ７・
２ ０ １ ３ 年 ｌ ２月
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ４ ０ ｌ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ３ ９
部 集 中受力时 ，为避 免局 部破 坏 ，在钢 筋布 设 方面 的应 对
措施 。
关键词 ：盾 构 ；管片 ；结构设计 ；优化
中图分 类号 ：Ｕ ４ ５ ２ ． ２ 文献标志码 ：Ｂ 文章编 号 ： １ ６ ７ ２— ４ ０ １ ｌ （ ２ ０ ｌ ３ ） ０ ６— ０ ｏ ８ ７— ０ ２
为例 ，计算 了管 片 的 内力 大小 ，分 析 了最不 利 内力组 合 ， 对管片的配筋 形式 、配 筋量进 行设 计 ，同时列举 了类似 工 程 结构设计状 况。在 综合 考 虑环 宽、管 片连 接螺 栓设计 以
城市轨道交通隧道盾构施工主要技术分析
城市轨道交通隧道盾构施工主要技术分析摘要：近几年来，国家逐渐加大了城市建设的力度，这给城市轨道交通工程行业带来了很多机会，同时，盾构法在城市轨道交通隧道工程施工中得到了广泛的应用，并取得了很好的效果。
盾构机在盾构施工法中起着关键作用，在施工挖掘施工过程中，利用外壳和衬砌支撑的方法来增强围岩结构的稳定性，通过切削设备进行土体结构的挖掘施工，通过出土设施向外输送土渣，通过顶进装置沿着隧道设计轴线向前推进，并通过预制拼装管片和注浆工艺来完成隧道工程结构的施工。
盾构施工工序复杂，对施工技术水平要求较高，并做好各项防护工作，才能确保实际施工工作的效率和效果。
基于此，本文对城市轨道交通隧道盾构施工主要技术进行探讨。
关键词：城市轨道交通隧道；盾构施工；主要技术交通盾构法其本质就是利用盾构机进行挖掘施工，相对于以往老旧的施工方法，从根本上确保了挖掘施工工作的安全性，并有效的避免了挖掘隧道坍塌。
在实际应用中，盾构法主要包括三个方面：开挖面、盾构机和衬砌。
随着科学技术的飞速发展，盾构法也在不断地优化和完善着，它是目前最高效的城市轨道交通隧道施工技术，并在实际应用中取得了很好的效果。
1盾构施工概述1.1施工特性盾构法在隧道施工中的合理应用，主要包括开挖施工、排土和衬砌。
与其他方式的施工方法相比，盾构法最显著的优势是造价较少，施工效率较高，不受环境因素影响。
同时，在施工过程中采用有效的方法，可以有效的避免地面塌陷，从而确保施工的安全性。
盾构法运用到一些规模相对较大的隧道工程项目施工中，可以提高项目整体经济效益[1]。
1.2施工原理盾构法在地铁工程项目施工中的实际应用，不仅能够确保施工工作的安全性，而且能够很好地保护管片支护。
在利用盾构法实施施工工作时，所涉及的施工工具主要有盾构机设备的安装和拆卸、土层结构的挖掘、衬砌、防水等诸多工序。
使用盾构法进行工程施工，需要施工人员确定具体的施工路段之后，采用明挖法进行路基结构的施工建造，在其内部设置盾构机，在挖掘一段距离之后，安装盾构反力设备，就能够产生外力支撑。
城市地铁盾构法区间隧道的设计
第一章工程概况第二章工程地质和水文地质第三章隧道设计第1节主要设计标准第2节盾构隧道线路的拟合第3节管片构造形式第4节管片结构设计第5节管片防水设计第6节联络通道和洞门设计第四章结论与建议目录2...2.3..3..3..5..7..8..1..0...1..1.第一章工程概况越—三区间属于广州地铁二号线工程的的北段,由越秀公园站—火车站、火车站—三元里站两个双孔区间隧道和两个联络通道及泵房组成。
工程起于越秀区的地铁越秀公园站,向北下穿人民北路、环市西路到达地铁广州火车站;然后,线路从地下穿过广州火车站南站房等建筑群向西北延伸,最后下穿广花路到达地铁三元里站。
区间全长3926 单线延米,曲线半径为600m 和400m 两种。
区间纵坡均为“ V”形坡，最大坡度为30 %。
，最小竖曲线半径为3000m。
线路沿线地形起伏较大隧道最小覆土厚度为9m ,最大覆土厚度为26m。
第二章工程地质和水文地质区间的地层岩性在上部为:人工填土层，流塑—软塑状淤积层，海陆交互淤积层，冲、洪积砂层，冲、洪积土层，残积土层。
下部为:全风化、强风化、中等风化和微风化带的泥质粉砂岩。
区间隧道穿越地层大部分是岩层，少部分为残积土层和断裂破碎带。
隧道所处的地层为上软下硬，软硬岩互层现象特征明显。
本段地下水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水两种。
第四系孔隙水主要赋存在淤泥质砂层和冲积—洪积砂层内。
基岩裂隙水多属承压水,但富水性较小,透水性多较弱。
第三章隧道设计第1节主要设计标准(1) 结构的安全等级为一级。
(2) 区间隧道的抗震按7 度设计,人防按6 级考虑。
(3) 防水标准:隧道整体为二级;隧道上半部A 级;隧道下半部、洞门及联络通道 B 级。
(4) 结构最大裂缝允许宽度: 管片内侧0. 3 mm , 外侧0. 2 mm。
(5) 地表沉隆控制标准：-30/+ 10mm;建筑物倾斜控制标准：框架结构2 %。
,砖混结构1.5 %°。
地下建筑结构课程设计盾构
地下建筑结构课程设计盾构1. 介绍地下建筑结构是指在地下进行施工的建筑物，包括地下车库、地下商场、地下隧道等。
而盾构作为一种重要的地下建筑结构施工方法，被广泛应用于各类地下工程中。
本文将对盾构的原理、施工流程以及应用进行详细介绍。
2. 盾构原理盾构是一种利用隧道推进机械（即盾构机）在地下进行开挖和支护的方法。
其主要由盾体、掘进机和支护系统组成。
2.1 盾体盾体是盾构机的主要部分，通常由前盾和后盾组成。
前盾负责开挖土层，后盾负责推进和支护。
2.2 掘进机掘进机是驱动盾体前进的关键部分，通常由电动机、液压系统和传动装置组成。
它能够提供足够的推力和扭矩，以推动盾体前进并开挖土层。
2.3 支护系统支护系统用于保持隧道稳定，并防止土层坍塌。
常见的支护方式包括钢拱、喷射混凝土和衬砌等。
3. 盾构施工流程盾构施工一般包括以下步骤：3.1 前期准备前期准备包括地质勘察、设计方案确定和施工方案编制等。
在进行盾构施工之前，需要对地下环境进行详细的调查和分析，以确定合适的盾构机类型和支护方式。
3.2 盾构机组装与调试在开始施工之前，需要将盾构机运到施工现场，并进行组装和调试。
这包括安装盾体、掘进机和支护系统等，确保各个部分正常运行。
3.3 盾构开挖盾构开挖是整个施工过程中最关键的阶段。
通过控制盾体前进和开挖速度，可以逐步推进并开挖出所需的隧道形状。
3.4 支护与衬砌在开挖过程中，需要及时进行支护和衬砌。
这可以通过喷射混凝土、安装钢拱或铺设预制衬砌板等方式来实现。
3.5 盾构推进当一段隧道开挖和支护完成后，盾构机将继续前进，推进至下一段隧道。
这个过程将不断重复，直到整个隧道完成。
4. 盾构的应用盾构作为一种高效、安全的地下建筑施工方法，在各类地下工程中得到了广泛应用。
4.1 地铁建设盾构在地铁建设中起到了重要的作用。
它能够快速、高效地开挖和支护地铁隧道，保证施工质量和安全。
4.2 水利工程在水利工程中，盾构可以用于开挖输水隧道和排水隧道。
地铁隧道结构设计与施工技术
地铁隧道结构设计与施工技术当今城市交通压力越来越大，地铁作为一种快速、安全、舒适的公共交通工具，已经成为许多城市解决交通拥堵问题的首选。
地铁隧道作为地铁线路的核心部分，其结构设计与施工技术直接影响到地铁的运行安全、舒适度和使用寿命。
本文将从地铁隧道的基本结构、设计要点和施工技术三个方面进行介绍。
一、地铁隧道的基本结构地铁隧道通常分为地下隧道和地面隧道两种，其中地下隧道占绝大多数。
地铁隧道的基本结构主要包括隧道衬砌、轨道床、通风排水系统、隧道内装饰等部分。
1.隧道衬砌隧道衬砌是地铁隧道的主体结构，其主要作用是承受地层的压力，防止地层松散、塌陷，保证隧道的稳定性和安全性。
隧道衬砌通常采用钢筋混凝土材料，其断面形状一般为圆形、马蹄形或其他异形。
2.轨道床轨道床是地铁隧道内铺设轨道的基础，其作用是承受轨道和列车的重量，传递给隧道衬砌，保证列车运行的平稳性和安全性。
轨道床通常采用混凝土材料，其结构形式有整体式和分离式两种。
3.通风排水系统通风排水系统是地铁隧道内保证空气质量、防止水患的关键设施。
通风系统通过隧道内的风机和风道，实现隧道内空气的循环和更新；排水系统通过隧道内的排水泵和排水管道，将隧道内的积水及时排出。
4.隧道内装饰隧道内装饰是提高地铁隧道美观性和舒适性的重要部分。
主要包括隧道内的墙面、顶部、地面装饰，以及照明、广告等设施。
二、地铁隧道结构设计要点地铁隧道结构设计需要考虑地质条件、线路规划、运行安全、施工技术等多种因素，其主要设计要点如下：1.地质条件分析在地铁隧道结构设计前，要对隧道的地质条件进行详细的调查和分析，了解地层的分布、厚度和性质，以及地下水文情况，为隧道衬砌结构和施工方法的选择提供依据。
2.隧道断面设计隧道断面设计要根据地铁列车的尺寸、运行速度、隧道内设备安装需求等因素进行确定。
断面形状一般为圆形、马蹄形或其他异形，隧道净空尺寸要满足列车运行和维修的需求。
3.隧道衬砌结构设计隧道衬砌结构设计要根据地质条件、隧道断面、列车运行荷载等因素进行计算和确定。
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浅谈地铁盾构结构设计方法
摘要：介绍了管片结构内力的理论，并采用相关有限元软件，通过北京某地铁盾构隧道的工程实例计算，给出了相应的轴力图和弯矩图，以此比较修正惯用法和梁-弹簧法在管片结构设计时的区别。
而且，根据管片内力，分析两种最不利组合，验证了梁-弹簧法的合理性，指出梁-弹簧法更加适合于地铁盾构设计。
关键词：地铁盾构；管片；梁-弹簧法；修正惯用法
中图分类号：u231+.3 文献标识码：a 文章编号：
采取盾构工法来修筑地铁，因其快速安全的特点已经得到了非常广泛的应用。
而管片作为盾构工法中非常重要的衬砌手段，其设计和制造费用占整个盾构隧道建设的很大比重。
因此探讨分析管片的设计合理性，提高工程经济性，显得尤为必要。
一、管片截面内力计算理论
以我国地下结构设计实践来看，盾构隧道的计算方法有很多种，通常使用的有3 类：修正惯用法、多铰圆环法和梁-弹簧法。
由于多铰圆环法对于接头的处理是将其简化为铰结构，这就要求在盾构管片拼装完毕后将接头拆除或者采用特殊的管片接头形式。
所以，此种方法适合于围岩较为稳定的国家和地区使用，而不适合于我国目前的地质现状。
故文中主要讨论修正惯用法和梁-弹簧法对管片模型的影响。
1修正惯用法理论
修正惯用法的主要思路是将管片整环视为刚度均匀的环，同时为
了考虑管片接头处的弯曲刚度降低而引入了一个折减系数η（η
<1.0）。
通过这个系数来降低管片环整体的抗弯刚度，以处理接头处的情况。
进一步考虑管片的错缝拼接效应，再引入一个系数ζ（ζ<1.0）。
并以（1+ζ）作为管片体弯矩的增大系数，（1-ζ）作为管片接头弯矩的减小系数，以此评价管片环的弯矩不均匀分配。
修正惯用法的受力情况如图1 示，截面内力情况如图2 示，错缝拼装效应的弯矩分配如图3 示。
图1中，pw1表示垂直方向上的水压，pe1表示垂直方向上的土压，p0表示上覆荷载，hv表示隧道顶部到水平面的距离，h 表示隧道顶部到地表面的距离，pe2 表示水平方向上的土压，pw2 表示水平方向上的水压，pg表示自重反力，r0表示外缘半径，r1表示内缘半径，rc表示轴线半径，g 表示衬砌自重。
图2中q表示剪力，m表示弯矩，n表示轴力。
图3中b表示衬砌宽度。
2梁-弹簧法理论
梁-弹簧模型通常是通过直梁-弹簧或者曲梁-弹簧单元来模拟的，如图4 所示。
直梁-弹簧模型是可以取代曲梁-弹簧模型的，因此后文在计算时采用的是直梁-弹簧模型。
对于此种模型，还采用了旋转弹簧来模拟管片环向接头，剪切弹簧来模拟管片环与环之间的接头，用径向和切向地层弹簧来模拟地层与管片环之间的相互作用，此种模型能较好的反映管片在地层中的受力情况。
图4中，k1
为剪切刚度，k2为轴向刚度，kθ为转动刚度。
二、管片裂缝合理性建议及工程实例应用比较
1管片裂缝控制合理性建议
管片的裂缝控制是管片设计中的重要一环，不仅仅是关于受力安全和耐久性的考虑，还有经济效益的影响。
配筋也要在保证受力安全的同时，注意裂缝的情况。
从综合的角度来看，单纯的提高配筋率并不是一个好的方法。
需要结合多种合理化的配置方法来实现，以下提出一些结合理论研究及工程实例的管片配置的合理性建议：1）盾构在隧道推进的过程中，应适当的加注泡沫剂，以减小掘进时的扭矩和推力，发泡液浓度为2%到3%的泡沫应用于土压平衡盾构较为理想。
并合理的控制盾构掘进速度。
fd=f1+f2+f3+f4+f5+f6 ，式中：fd为设计推力，kn；f1为盾构外壳与周围地层的摩阻力；f2为盾构机推进时的正面推进阻力；f3为管片与盾尾间的摩阻力；f4为盾构机切口环贯入地层时的阻力；f5为变向阻力；f6为后接台车的牵引阻力。
2）根据不同的地质类型，研究各种情况下的管片受力机理，通过合理的计算模型选择，使得配筋和管片尺寸配置更加合理。
3）合理分析经济效益和衬砌安全的平衡点，避免不合理的加大管片钢筋，和前期节约资金造成后期处理费用加大的情况。
建议在管片局部改善配筋方式使其受力性能改善，增加螺栓孔、手孔处抵抗开裂的能力。
同时，此处阐述一种设计思路，在普通钢筋混凝土
的管片基础上提出设计低配筋率钢纤维钢筋混凝土。
2工程实例应用比较
1）工程概况。
该工程系北京某地铁盾构隧道，所处第四系地层。
土层自上而下分别为：人工填土、粉土、粉砂细砂、粉质黏土、砂土、卵石、园砾等等。
其中隧道结构覆土为填土、粉细砂、粉土、粉质粘土。
覆土厚度为10.8到18.8 m，地下水位一般在23 m左右。
地质土层相关参数见表1，管片衬砌相关参数见表2。
2）修正惯用法计算结果。
通过计算软件采用修正惯用法，根据相关文献代入相关的参数，此处取值，η = 0.8 ，ζ = 0.3 。
可得出该管片环的最不利内力组合：最大正弯矩：m= 146.23 knm ，n = 438.33 kn ；最大负弯矩：m= -118.78 knm 以及n = 661.15 kn 。
3) 梁-弹簧法计算结果。
运用计算软件，并结合实际资料和经验修改默认刚度值，此处径向弹簧抗剪刚度取值为kr=1×106 knm-1，切向弹簧抗剪刚度为kt=1×106 knm-1，环向弹簧转动刚度为kθ
=5.0×104 knrad-1，kθ=3.0×104 knrad-1，以此计算管片衬砌环内力。
计算理论如前文所述，同理，此时的管片环最不利内力组合：最大正弯矩：m=152.52 knm，n=398.77 kn；最大负弯矩：
m=-135.02knm，n=760.33 kn。
4）结果对比分析。
修正惯用法并没有考虑到弯矩的接头作用，计算时偏于安全考虑。
梁－弹簧法则是考虑了接头作用，比如接头位置是并不是对称的，而非修正惯用法中仅仅在整体管片环的弯矩
上乘以一个系数，所以由于接头位置不同，且接头位置分布的不均匀，梁-弹簧法所得出的弯矩是不对称的，弯矩值较修正惯用法小。
此外，对于两种模型的精确性的比较，梁-弹簧和修正惯用法虽然荷载模型都是一致的，但是在计算中对于各个接头的位置以及所模拟成的弹簧，在梁-弹簧法中都给予了考虑，故梁-弹簧法包含的因素更多更全面，而不是像修正惯用法一样，简单的乘以一个系数笼统的将整环管片视为同种刚度的模型，所以梁-弹簧法的计算更加接近工程情况。
三、结语
根据盾构隧道工程实例可以看出修正惯用法和梁-弹簧法都适用于盾构隧道的管片设计。
但是修正惯用法趋于保守，采用梁-弹簧法则可以更加贴近实际工程情况，并优化减少配筋的使用量。
因此建议在盾构管片设计时，可以优先考虑梁-弹簧法设计，并用修正惯用法予以校核。
从而使整个工程趋于合理化，经济化。
参考文献：
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