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。
盾构法工程施工技术标准
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1. 编制背景
（3）地面人文自然景观受到良好的保护，周围环境不受盾构施工干扰。 地面人文自然景观受到良好保护，周围环境不受盾构施工干扰，在松软地层中开挖
埋深较大的长距离、大直径盾构隧道，在经济、技术、安全等方面具有优越性。
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1. 编制背景
缺点：
（1）盾构机械造价昂贵，地铁隧道用盾构机价格在3500万元～5000万元左右，隧道较短 时经济性较差。 （2）隧道曲线半径过小时施工较为困难。 （3）隧道埋深太浅，则盾构法施工困难很大，地表沉隆很难控制。 （4）隧道衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺复杂，同时需要设备制造、衬砌管片预制、 场地布置、盾构转移等不同施工技术的相互配合，系统工程协调复杂。
2.10 渣土改良系统和注浆系统应与地质条件相适应。注浆系统应具备浆液注入速度和注压力调节功能。
2.11 人闸和保压系统应满足作业人员开仓作业要求，人闸宜采用并联双仓式。盾构主机和后配套设备结 构应满足导向系统的安装和通视要求，盾构掘进管理系统应与导向系统实现数据交互。
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3. 施工准备
3.1 一般规定
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3. 施工准备
3.3 设施准备
辅助设施应根据掘进方法和施工工艺要求等配置。 辅助设施应符合下列规定: ① 根据工程需要和环境保护要求，应配置符合盾尾同步注浆需要的浆液站; ② 应选择合理的水平和垂直运输设备; ③ 供电设备应满足盾构施工要求。 盾构始发和接收工作井内设施应符合下列规定: ① 始发工作井内盾构基座应具备盾构组装、调试和始发条件; ② 接收工作井内盾构基座应能安全接收盾构，并应满足盾构检修、解体或整体移位的要求; ③ 工作井内应布置必要的排水设施; ④ 洞门密封装置应满足盾构始发和接收密封要求。
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。
地下工程施工技术新进展
地下工程施工技术新进展随着我国城市化进程的加快，地下空间资源的开发和利用逐渐成为了一种趋势。
为了适应这一趋势，地下工程施工技术也在不断创新和进步。
本文将介绍我国地下工程施工技术的新进展。
一、盾构法施工技术盾构法施工技术是一种非开挖地下空间的方法，具有对地面环境影响小、施工速度快、隧道质量高等优点。
近年来，我国盾构法施工技术取得了显著的进展。
1.超大直径盾构装备随着城市地下空间的不断开发，超大直径盾构装备的需求也越来越大。
目前，我国已经成功研制出直径超过16米的超大直径盾构机，能够满足更大型地下空间工程的需求。
2.大直径泥水盾构常压换刀技术大直径泥水盾构常压换刀技术是一种新型换刀技术，能够在不开挖隧道的情况下进行刀具的更换，大大提高了施工效率。
3.多模盾构、类矩形盾构隧道建造技术多模盾构和类矩形盾构是新型盾构机，能够在不同的地质条件下进行施工，具有更高的适应性。
类矩形盾构隧道建造技术能够有效提高隧道空间的利用效率。
4.联络通道机械法施工技术联络通道机械法施工技术是一种用于地铁隧道施工的新型技术，能够在地铁隧道之间快速建造联络通道，提高地铁隧道的运行效率。
二、TBM施工技术TBM（全断面岩石隧道掘进机）施工技术是一种高效、快速的地下空间施工方法。
近年来，我国TBM施工技术也取得了显著的进展。
1.TBM隧道变形、坍塌、突涌、卡机等重大工程问题的解决《TBM设计与施工关键技术》一书的出版，对制约复杂地质TBM隧道施工的关键核心技术进行了全面突破，为我国TBM隧道施工提供了重要的技术支持。
2.TBM隧道施工监测技术随着物联网技术的发展，TBM隧道施工监测技术也取得了很大的进步。
通过在施工现场部署大量的传感器，实时收集施工现场的数据，为施工决策提供依据。
三、基坑开挖技术基坑开挖技术是一种传统的地下工程施工方法，适用于地质条件良好且地面比较平坦开阔的地段。
近年来，基坑开挖技术也在不断创新。
1.基坑围护开挖技术随着基坑工程的规划施工与建筑物设施的距离越来越靠近，基坑的深度不断增加，基坑工程涉及的范围和规模逐渐加大，基坑围护开挖技术得到了大力开发，逐渐发展成熟，并达到国际先进水平。
盾构法隧道施工同步注浆技术
盾构法隧道施工同步注浆技术1 盾构法隧道施工1.1盾构法隧道施工历史回顾盾构法是在软土地基中修建隧道的一种先进的施工方法，用此法修建隧道在欧洲、美国己有160年的历史。
盾构机最早是由法国工程师M.I.Brunel于1825年从观察蛀虫在木头中钻洞，并从体内排出粘液加固洞穴的现象，从仿生学角度研制发明的。
并于1843年由改进的盾构在英国伦敦泰晤士河下修建了世界上第一条矩形盾构(宽11.4m，高6.8m )隧道，全长458m。
其后，P. W.Bahow于1865年用直径2.2m圆形盾构又在泰晤士河下修建一条圆形截面隧道。
1874年，J.H.Greathead第一次采用气压盾构，并第一次开始在衬砌背后进行压浆，修建了伦敦城南线地铁。
1880～1890年间，用盾构法在美国和加拿大的圣克莱( St.Clair)河下建成一条直径6.4m，长1870m的Sarnia水底隧道。
仅在纽约，从1900年后，使用气压盾构法先后成功地修建了25条重要的水底隧道。
盾构隧道在用于修建地下铁道，污水管道时，得到了广泛的应用。
前苏联自1932年开始用直径6.0m及直径9.5m的盾构前后在莫斯科、列宁格勒等地修建地下铁道的区间隧道及车站。
在德国慕尼黑和法国的巴黎的地下铁道修建中，均使用了盾构掘进法。
日本于1922年开始用盾构法修建国铁羽线折渡隧道。
从六十年代起，盾构法在日本得到了飞速发展，土压平衡盾构就是七十年代发明的。
我国第一个五年计划期间，在东北阜新煤矿，用直径2.6m的盾构进行了疏水巷道的施工。
1957年起在北京市区的下水道工程中采用过直径2.0m 及直径2.6m的盾构。
上海从1960年起开始了用盾构法修建黄浦江水底隧道及地下铁道的实验研究，从1963年开始在第四纪软弱饱和地层中先后用直径 4.2m、5.6m、10.0m、3.6m、3.0m、4.0m、6.2m等十一台盾构机进行了实验隧道，地铁区间隧道扩大实验工程、地下人防通道、引水及排水隧道工程等的施工。
盾构施工工艺流程及重大工艺简介[详细]
![盾构施工工艺流程及重大工艺简介[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/8e8ef5f769eae009591bec36.png)
安装反力架
洞门凿除
拼装负环管片 始发掘进
洞门密封盾尾注浆回填
盾构正常掘进
➢盾构始发
盾构始发、到达是盾构施工过程中的事故多发地带，其 中端头加固效果直接关系到盾构能否安全始发、到达。选择 合适的加固工法和必要的加固检测手段，是保证盾构法隧道 顺利施工的重要环节。
1）冻结法加固：加固止水效果良好，但造价高，解冻融沉沉 降大；
2）盾构进场运输必须由具有 资质的大件运输公司实施；
3）盾构吊装由具有资质的专 业队伍负责起吊；
4）作业前需对吊机工作区域 进行加固提高地基承载力。
台车轨道及始 发基座安装
组装场 地准备
吊机组装就位
台车吊装与管线连接
主机吊装与连接
安装反力架
空载调试
➢盾构始发
盾构吊装场地布置图
➢盾构始发
主机大件翻身
➢盾构选型
选型 步骤
➢复合盾构与软土盾构选择 ➢土压盾构与泥水盾构选择 ➢主要功能部件进行选择和设计 ➢后配套施工设备
➢盾构设计与制造
监造
无工厂组装技术
➢端头加固
端头加固方法需结合地质情况及地下水位综合考虑，常用的加固 形式有：高压旋喷加固、搅拌桩加固、注浆加固、冻结加固、素混 凝土墙与井点降水等。
盾构施工工艺流程及重大工艺简介
杨钊 中交二航局技术中心
2014年9月17日
汇报内容
一、概述 二、盾构施工工艺流程 三、盾构施工重大工艺简介
一、概述
盾构法是使用所谓的“盾构”机械，在围岩中推进，一边防止土砂的 崩坍，一边在其内部进行开挖、衬砌作业修建隧道的方法。
盾构施工工艺流程图
二、盾构施工工艺流程
➢盾构选型
盾构选型，即选择区间隧道合适的盾构机和配套设备。
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。
盾构施工技术及质量控制(PPT,68页)
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一、盾构法隧道简述
起源和发展史——第四代盾构
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一、盾构法隧道简述
盾构在我国发展历史及发展现状
我国自20世纪50年代开始涉足盾构法修建隧道和管道工程，最近二十年 开始大规模应用。虽然起步较晚，与国外先进国家仍存在一定差距。但由于 应用前景广阔，主要吸收和采用先进技术和工艺、参考和借鉴国外成功的经 验和失败的教训，所以发展较快，差距正在逐步减小。
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三、盾构施工技术介绍
泥水平衡盾构工法技术介绍
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泥水循环系统
开挖的土砂以泥浆形式输 送到地面，通过泥浆处理 设备进行分离，分离后的 泥水进行重新调浆冲刷管， 再输送到开挖面。 泥水盾构适用的地质范围 从软弱砂质土层到砂砾层 都可以使用。
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三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
一般每环管片有6-8块管片组成，分为A、B、K型，分别为标准 块，邻接块、封顶块。 可由球墨铸铁、钢结构、钢筋砼、钢板与钢筋砼的复合材料等 制成的管片（衬砌）
c 负环顶部作为运输开口时,必须用钢材加固该开口。
管片拼装技术介绍
管 片 拼 装 流 程
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三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
螺栓紧固流程
管片拼装 时紧固
检验紧固
二次复紧
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三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
错缝拼装
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通缝拼装
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三、盾构施工技术介绍
盾构始发是指在始发井内利用临时组装的管片、反力台架等设备， 使盾构机离开基座经井壁穿墙洞沿指定路线推进的一系列作业。
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。
盾构法隧道施工工法及管片拼装技术[详细]
![盾构法隧道施工工法及管片拼装技术[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/f51c19697f1922791688e8bd.png)
1、盾构法隧道基本概念
盾构法是在盾构保护下修筑隧道的一类施工方法, 这类方法的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、 接缝防水和盾尾间隙注浆充填等作业都在盾构保护 下进行,并需随时排除地下水和控制地面沉降,因而 是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法,
盾构机(复合盾构土压平衡)
◢井下安装盾构(始发井) 盾构推进进洞(接收井)◣
(2)同步注浆和壁后注浆设备
盾尾建筑空隙 = 盾构外径 - 隧道外径 充填盾尾空隙的方法: 1) 同步注浆:在盾构尾部外壳上设2~6根同步
注浆管, 在盾构推进的同时进行注浆充 填空隙 2) 壁后注浆:在管片上留有注浆孔,随时可进 行壁后注浆
盾尾同步注浆管和壁后注浆孔示意图
掘进方向
图8.8-1 盾构管片错缝安装布置展开示意图
◢高精度钢筋 混凝土管片
管片堆放及 防水条、衬垫◣
管片吊运下井◣ ◢管片水平运输
◢管片试拼装 隧道拼装作业◣
3、 盾构掘进施工的竖井和配套设备
(1)盾构掘进施工的竖井 始发工作井:
满足盾构掘进机安装和出洞施工的要求 接收工作井:
盾构隧道掘进完成后进入接收井,满足盾 构拆卸或转场吊装移位的工作空间要求 竖井施工方法: 沉井法、地下连续墙围护、钢板桩围护,
3)洞门密封及止水装置的安装 洞口密封采用右图所示的折叶 式密封压板,其施工分两步进行 施工,第一步在始发端墙施工过 程中,做好始发洞门预埋件的埋 设工作,在埋设过程中预埋件与 端墙结构钢筋连接在一起,第二 步在盾构正式始发之前,清理完 洞口的碴土后及时安装洞口密 封压板及橡胶帘布板,
(4)负环管片安装
盾构机掘进操作
管片洞内运输
管片拼装
螺旋输送机出土
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。
盾构法施工工艺及施工过程分步介绍
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三、盾构机下井、组装及调试
台车、桥架下井组装
12
三、盾构机下井、组装及调试
盾构主机下井组装
13
三、盾构机下井、组装及调试
4、盾构机调试 （1）空载调试：盾构机组装和连接完毕后，即可进行空载调 试。主要调试内容为：液压系统，润滑系统，冷却系统，配 电系统，注浆系统，以及各种仪表的校正。着重观测刀盘转 动和端面跳动是否符合要求。 （2）负载调试：空载调试证明盾构机具有工作能力后即可进 行负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封的 负载能力。使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正 常生产要求的工作状态。通常试掘进时间即为对设备负载调 试时间。负荷调试时将采取严格的技术和管理措施保证工程 安全、工程质量和隧道线型。
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一、概述
深圳地铁三号线投资公司
2、三个主要工序
开挖出土
管片拼装
同步注浆
3、每一循环的两个过程
开挖与同步注浆
管片拼装与土料运输
4、三个控制要点
开挖面的稳定
盾构沿设计路线高精度推进（盾构姿态、
-80-
隧道方向）
管片作业
一期工程概况
2005-12-30
3
二、盾构法施工流程
开放交流 合作共赢
盾构法施工工艺及施工过程分步介绍
1
一、概述
一、概述
盾构机是集机、电、液、光于一体的技术含量高的大型 隧道施工设备，性能先进、结构复杂，施工机械化、自动化 程度高。盾构法施工系统性强，往往牵一发而动全身。
1、盾构隧道施工一般经历的五个阶段 盾构机制造、下井、组装、调试、验收等和盾构始发准 备； 盾构始发和试掘进； 盾构正常段掘进； 盾构到达段掘进和盾构到达； 盾构解体、吊出等。
《盾构法施工技术》PPT课件
2、敞开模式 盾构机切削下来的碴土进入土仓内，即刻被螺旋输
送机排出。土仓内仅有极少量碴土，基本处于清空状态， 态，掘进中刀盘和螺旋输送机所受的反扭力较小。
土仓压 力分布
Ⅳ.Ⅴ类围岩、 部分Ⅲ类围岩
Open模式
第五页，共51页。
3、半敞开模式
〈5〉 〈6〉
压缩空气
〈7〉
土仓压 力分布
部分Ⅲ类围岩, 重要建筑物
第三十九页，共51页。
盾构到达破除洞门
第四十页，共51页。
安装接收 基座
盾构机定 位及接收 洞门位置 复核测量
盾构到达 施工内容
地层加固
安装洞门 圈密封 设备
洞门处理
第四十一页，共51页。
洞门部分凿除
洞门密封的安装
掘进参数 的调整
接收托架的安装与固定 到达段的掘进
掘进方向 的控制
洞门剩余部分凿除
拓展能力
1 盾构机的 1 与人沟通能力
开挖与推进模式；2 团队协作能力
2 盾构开挖
与推进的方法
检验效果 1 知识 2 能力
第十页，共51页。
操作开始
第十一页，共51页。
教师总结、作业布置
教师总结：
学生在操作中掌握了
盾构土压平衡开挖和推进模式施工技术
课业布置：写本次操作课程总结材 料（包括盾构机的开挖与推进模式，
写本次现场操作的总结材料任务四职业能力目标任务的能力目标1盾构到达施工能力2预防和处理盾构到达工序中常见问题的能力1盾构到达后拆除接收井的围护结构再推进的2事先对接收井端头进行地基改良后盾构到达前拆除接收井的围护结构再到达3利用接收井自身结构施工的条件在接口处设置素砼挡土墙盾构直接破除1请同学们观看广州地铁三号线到达盾构到达施工图片2让学生分组讨论盾构到达工作内容3让学生分组讨论盾构到达施工工艺流程4教师总结盾构到达破除洞门安装接收基座安装洞门圈密封设备洞门处理地层加固盾构机定位及接收洞门位置复核测量盾构到达施工内容洞门密封的安装接收托架的安装与固定贯通后步上接收托架到达段的掘进掘进参数的调整碴土的清理掘进方向的控制洞门剩余部分凿除观看资料1通过资料讨论盾构到达的主要施工技术
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。
地下工程施工技术盾构法
明挖法
明挖法是直接在地下工程建造处进行露天开挖和支护，然 后在开挖处建造地下结构，完成后再进行覆盖、恢复地貌的 方法。明挖法具有施工作业面多、速度快的特点，在拆迁量 小的情况下，此法的工程造价低、工期短、易保证工程质 量，但因对城市生活干扰大，对周围环境破坏大，使其应用 受到限制。
明挖法
目前在国内外地下工程修建中，明挖法主要应用于大型 浅埋地下建筑物的修建和郊区地下建筑的修建，且逐渐演化 成盖挖和明暗挖结合的施工方法，但总体来讲明挖法在地下 工程建设中仍是主要施工方法。
隧 道 及 地 下 工 程 的 施 工 方 法
暗挖 法 明挖 法
盖挖 法
盾构 法
传统 矿山 法
开挖施工技 术
沉管 法
隧道 掘进 机法
冻结 法
顶管 法
传统矿山法
矿山法施工始终是硬岩环境下进行地下工程施工的重要方法之一。其原理是 由机械或人工在硬质岩石上凿眼，填炸药爆破形成隧道或硐室。 从17世纪炸药和18世纪蒸汽机的使用，矿山法开始应用于隧道开挖，促进了 隧道及地下工程的迅速发展。传统矿山法因最早应用于采矿而得名，它主要采用 钻眼、装药、放炮、出渣、支护等循环或利用臂式掘进机来完成隧道施工，采用 炸药钻爆破岩石是其特点，因此也常称为钻爆法。
盖特黑德盾构
巴洛的学生兼助手盖特黑德改进了巴洛的挖隧道技术，首 先是盾构断面面积大为增加，推进动力也改为液压系统，以压 缩空气抵消外面的水压，盾构开挖端施加有较高的气压，目的 除抵抗地下水，还用气压防止开挖面塌方。由于隧道基本上是 在不透水的粘土层中掘进，所以在控制地下水方面没有遇到什 么困难。盖特黑德圆形盾构后来成为大多数盾构的模型。当时 盾构基本是人工开挖的。他用这种盾修建了数条地铁线路，一 时名声大振，促进了盾构在世界范围内的进一步推广。盾构成 为英国修建地铁的主要手段。1890年，伦敦用这种技术建成了 世界上第一条地下铁道。
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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复杂盾构法施工技术
1.11.1 技术内容
盾构法是一种全机械化的隧道施工方法，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生坍塌。
同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械外运出洞，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。
由于盾构施工技术对环境影响很小而被广泛地采用，得到了迅速的发展。
复杂盾构法施工技术为复杂地层、复杂地面环境条件下的盾构法施工技术，或大断面圆形（洞径大于10m）、矩形或双圆等异形断面形式的盾构法施工技术。
选择盾构形式时，除考虑施工区段的围岩条件、地面情况、断面尺寸、隧道长度、隧道线路、工期等各种条件外，还应考虑开挖和衬砌等施工问题，必须选择安全且经济的盾构形式。
盾构施工在遇到复杂地层、复杂环境或者盾构截面异形或者盾构截面大时，可以通过分析地层和环境等情况合理配置刀盘、采用合适的掘进模式和掘进技术参数、盾构姿态控制及纠偏技术、采用合适的注浆方式等各种技术要求来解决以上的复杂问题。
盾构法施工是一个系统性很强的工程，其设计和施工技术方案的确定，要从各个方面综合权衡与比选，最终确定合理可行的实施方案。
盾构机主要是用来开挖土、砂、围岩的隧道机械，由切口环、支撑环及盾尾三部分组成。
就断面形状可分为单圆形、复圆形及非圆形盾构。
矩形盾构是横断面为矩形的盾构机，相比圆形盾构，其作业面
小，主要用于距地面较近的工程作业。
矩形盾构机的研制难度超过圆形盾构机。
目前，我国使用的矩形盾构机主要有2个、4个或6个刀盘联合工作。
1.11.2 技术指标
（1）承受荷载：设计盾构时需要考虑的荷载，如土压力、水压力、自重、上覆荷载的影响、变向荷载、开挖面前方土压力及其他荷载。
（2）盾构外径：所谓盾构外径，是指盾壳的外径，不考虑超挖刀头、摩擦旋转式刀盘、固定翼、壁后注浆用配管等突出部分。
（3）盾构长度：盾构本体长度指壳板长度的最大值，而盾构机长度则指盾构的前端到尾端的长度。
盾构总长系指盾构前端至后端长度的最大值。
（4）总推力：盾构的推进阻力组成包括盾构四周外表面和土之间的摩擦力或粘结阻力（F1）；推进时，口环刃口前端产生的贯入阻力（F2）；开挖面前方阻力(F3)；变向阻力（曲线施工、蛇形修正、变向用稳定翼、挡板阻力等）（F4）；盾尾内的管片和壳板之间的摩擦力（F5）；后方台车的牵引阻力（F6）。
以上各种推进阻力的总和（∑F），须对各种影响因素仔细考虑，留出必要的余量。
1.11.3 适用范围
（1）适用于各种复杂的工程地质和水文地质条件，从淤泥质土层到中风化和微风化岩层。
（2）盾构法施工隧道应有足够的埋深，覆土深度不宜小于6m。
隧道覆土太浅，盾构法施工难度较大；在水下修建隧道时，覆土太浅盾构施工安全风险较大。
（3）地面上必须有修建用于盾构进出洞和出土进料的工作井位置。
（4）隧道之间或隧道与其他建(构)筑物之间所夹土(岩)体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m，竖直方向1.5m。
（5）从经济角度讲，盾构连续施工长度不宜小于300m。
1.11.4 工程案例
盾构法广泛应用于隧道和地下工程中。
上海地铁、跨江隧道均采用盾构法施工；深圳地铁5号线的盾构工程穿越复杂地层；南京地铁四号线盾构区间穿越了上软下硬地层以及大量厂房民居，地质情况复杂多变、地下水丰富、施工难度大、安全风险高等特点；郑州中州大道采用6个刀盘联合工作的矩形盾构机，是我国自主研发的世界最大矩形盾构机。
西安地铁4号线与武汉地铁11号线都采用了盾构法施工；北京的众多地铁线路也采用了盾构法施工，其中16号线首次采用外径6.4m地铁管片，使隧道空间明显增大。