盾构技术 姿态控制要点 共48页
盾构施工技术 施工工艺与控制要点
始发场地布置形式
1、渣土池前置式
材料堆场
材 料 房 配电室
中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ翻
15T行吊
汽
车
便
道
800
70000 XF
XB1
XB2
XL1
XL2
XD
充电间
下行线中心线
800
45T行吊
上行线中心线
集土坑:
长6.0m宽 12m深5.0m
35215
搅拌站
加工车间
34790
中侧翻
现 场 办 公 室
2、渣土池侧置式
地侧翻
端头加固质量控制参数表
检查内容
钻孔取芯 试验
渗透系数
控制指标要求 28d无侧限抗压强度达到0.5mpa-0.8mpa
≤10-7cm/s
水平探孔
检查是否有水喷出或较大水流
地基加固检测：地基加固强度、抗渗指标等必须按规范经过现场取样进行 复试包括抗压试块、取芯、渗透系数,复试指标、复试频率必须满足设计等 要求.
在选择加固方法时要综合考虑各种影响因素,如 1、地基土的类别； 2、加固深度；3、周围环境条件；4、施工
工期；5、施工队伍技术素质与施工技术条件；6、设备状况和经 济指标等. • 尤其对地基条件复杂、还要详细调查施工区内地形及地质成因、 地基层状况、软弱土层厚度及不均匀性的分布范围、地下水情况 及地基土的物理和力学性质等相关资料.
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)
盾构隧道姿态控制措施
向等 因素 正 确 选 用 管 片 的类 型 ． 以调 整盾 构姿 态 。 测 量人 员按
和 纠偏 ：
在 盾 构掘 进 时 ， 盾 构 水 平 姿 态控 制 在＿ ＋ ２ ０ ｍｍ 为 最 佳 ． 考 虑
盾 构 隧道 姿 态 达 到规 范要 求 内
事 前 依 据 地 质 报 告 情 况 与 过 往 盾 构 施 工 经 验 总 结 ．选 用 最适 合 的 盾 构机 类 型 和 刀 盘 配 置 。 提 出盾 构 掘 进 方 案 ， 针 对 风
险性 较 大 的 区域 提 出专 项技 术 措 施 ．对 参 与盾 构施 工人 员进 行 详 细 的技 术 交底 ， 保 证 盾 构 施 工 的 顺 利 进行 。
（ ２ ） 掘 进 速 度 也 同样 影 响 着 盾 构 姿 态 ， 在 盾 构 姿 态偏 差较
大时， 掘进速度 愈快 ， 姿 态就 愈 难 控 制 。 同 时 也 会 造 成 壁 后 注
浆量不饱满 ， 进 一 步影 响 管 片错 台及 盾 构 姿 态 。 （ ３ ） 壁 后 注浆 的 不 饱 满 会 直 接 导 致 成 型 管 片上 浮 ， 从 而影 响 盾 构 隧 道 姿 态。 管 片上 浮 是 受 到 浮 力 作 用 及 上 浮 的 空 间 ， 而
（ １ ） 盾 构 机 主 要 依 靠 千 斤顶 的推 力掘 进 ． 千 斤 顶 分 为 四 个 区域 ，通 过 对各 区 千 斤 顶施 加 不 同大 小的 推 力 来调 整 盾 构机
掘进方 向。
步 分析 原 因 为盾 尾 被 砂 浆 固结 ．在 钻 孔 取 样 后 发 现 未 发 现 有 水 泥砂 浆迹 象 ， 盾 尾 被 水 泥 固结 的 可 能排 除 。 随后 以膨 润土 润
盾构姿态控制及同步注浆1124
1 盾构姿态控制
（2）管片容易在水平力作用下发生较大的位移，造成管片侵限 现象 隧道管片衬砌轴线因推进水平分力而向曲线外侧偏移，如图 在小半径曲线隧道中盾构机每掘进一环，由于管片端面与该处轴 线产生夹角，在千斤顶的推力作用下产生一个水平分力，使管环 脱出盾尾后，受到侧向分力的影响而向曲线外侧偏移。
1 盾构姿态控制
1 盾构姿态控制
（3）尽量避免大的错台和破损。 ①油缸推力不要太大，尤其曲线外侧（背圆心侧）油缸，由于要 加大推力来增加左右两侧油缸推力差，从而实现盾构机转弯。但 是，在加大油缸推力的同时，一定要注意管片的承受能力，避免 由此造成的管片破裂。 ②由于曲线外侧油缸推力较大，注意不要突然加力或者突然释放 推力，这样也会造成管片的破裂。 ③掘进的时候，把复紧螺栓这道工序做到位，有效的防止错台的 发生。 ④提高管片拼装手的水平，避免因拼装不到位产生的错台。 ⑤注意保持良好的盾尾间隙状态，避免盾尾钢环刮坏管片。调整 好油缸撑靴的位置，尽量使撑靴完全作用在管片上。
2.3.2 浆液要求
（1）流动性好，满足泵送要求； （2）和易性，不易离析；
（3）达到一定的强度；
2、同步注浆
2.3 注浆材料及浆液性能
2.3.3 注浆材料 主要原材为：水泥、砂、粉煤灰、膨润土和水。材料要求见下表：
水泥 粉煤灰 膨润土 砂 水
普通硅酸盐水泥 42.5
一般二级 95％通过 目筛，膨率 18—20ml/g 200 细砂，通过 5mm 筛孔 生活用水
（2）管片合理选型，拼装转弯环
1 盾构姿态控制 1.5辅助纠偏措施
（1）单侧注浆
（2）铰接装置的利用
1 盾构姿态控制
1.6小半径曲线掘进姿态控制
盾构机姿态控制与纠偏
土压平衡盾构机姿态控制与纠偏目录一、姿态控制 (3)1 、姿态控制基本原则 (3)2、盾构方向控制 (3)3、影响盾构机姿态及隧道轴线的主要因素 (6)二、姿态控制技术 (10)1 、滚动控制 (10)2 、盾构上下倾斜与水平倾斜 (11)三、具体情况下的姿态控制 (12)1 、直线段的姿态控制 (12)2 、圆曲线段的姿态控制 (13)3 、竖曲线上的姿态控制 (14)4 、均一地质情况下的姿态控制 (15)5 、上下软硬不均的地质且存在园曲线段的线路 (15)6 、左右软硬不均且存在园曲线段的线路 (15)7 、始发段掘进调向 (16)8 、掘进100m 至贯通前50m 的调向 (17)9 、贯通前50米的调向 (17)10 、盾构机的纠偏 (17)11 、纠偏的方法 (18)四、异常情况下的纠偏 (20)1 、绞接力增大，行程增大 (20)2、油缸行程差过大 (20)3、特殊质中推力增加仍无法调向 (21)4 、蛇形纠偏 (22)5 、管片上浮与旋转对方向的影响 (22)五、大方位偏移情况下的纠偏 (23)一、姿态控制1 、姿态控制基本原则盾构机的姿态控制简言之就是，通过调整推进油缸的几个分组区的推进油压的差值，并结合绞接油缸的调整，使盾构机形成向着轴线方向的趋势，使盾构机三个关键节，是（切口、绞接、盾尾）尽量保持在轴线附近。
以隧道轴线为目标，根据自动测量系统显示的轴线偏差和偏差趋势把偏差控制在设计范围内，同时在掘进过程中进行盾构姿态调整，确保管片不破损及错台量较小。
通常的说就是保头护尾。
测量系统主要的几个参数：盾首（刀盘切口）偏差：刀盘中心与设计轴线间的垂足距离。
盾尾偏差：盾尾中心与设计轴线间的垂足距离。
趋势：指按照当前盾构偏差掘进，每掘进1m产生的偏差，单位mm/m 。
滚动角：指盾构绕其轴线发生的转动角度。
仰俯角：盾构轴线与水平面间的夫角。
2、盾构方向控制通过调节分组油缸的推进力与油缸行程从而实现盾构的水平调向和垂直调向。
盾构姿态动态控制
片纵缝处的骑缝千斤顶一定要用，以保证在环管片 的环面平整。③ 盾构纠偏是一个缓慢的过程，纠偏 数值不能太大。 2 . 3 正确的选用刀盘的正反转 盾构机的转动偏差多通过改变刀盘的旋转方向、 施加反向的旋转力矩进行修正。实际操作过程中， 必须根据旋转角的测量数据在一定调整范围内正确 选用。 2 . 4 提高管片的拼装质量 在盾构施工过程中，管片与盾构机的相对位置 常常不能保持理想状态，管片的环面与盾构推进方 向存在夹角，盾尾间隙上下、左右产生较大偏差， 甚至产生卡壳现象，影响盾构姿态的正常调整。
6壁后注浆过程的影响随着盾构的推进脱出盾尾的管片与土体间出现建筑空隙该空隙用浆液通过设在盾尾的压浆管予以充填当其充填量和注浆压力分布不均时会使管片发生位移盾尾间隙分布不均匀从而间接造成推进过程中盾构姿态的变化
盾构推进姿态动态控制
盾构施工由于地下施工受水、土压力及地质 变化影响较大，掘进过程中不可预见性多，故推 进过程中盾构姿态管理异常重要，直接关系到隧 道的顺利贯通和建筑产品的质量好坏。
2、盾构姿态的动态管理措施
2 . 1 盾构机进出洞姿态的管理 １）由于反力架和始发架为盾构机提供初始的 推力以及空间姿态，在安装时，盾构中心坡度与 隧道设计轴线坡度应保持一致。考虑隧道后期沉 降因素，盾构中心轴线比设计轴线抬高１０～２ ０ｍｍ，反力架左右偏差控制在 ±１０ｍｍ，高 程偏差控制在 ±５ｍｍ之内。 ２）盾构机出加固区时由于土层差异及自身重 量，容易产生“扎头”现象，通常对盾构姿态造 成严重影响，一般是通过调节上下区千斤顶的油 压差。可以适当的减少上区推进千斤顶数量。
致时。其摩擦力将抵消部分千斤顶推力，使盾构机行 走蛇行。偏离姿态的设计要求。 4）管片拼装质量 管片拼装时环、纵缝不平齐或 者接触面倾斜，致使盾构机各区域内千斤顶推力作用 方向不一致，从而导致盾构姿态发生偏离。 5）盾构机自身的运动特性 盾构机体积大、自 重大，在软土层中受力严重影响，易下沉。并且刀盘 正，反转切削土体时，土体将给盾构机一个反向的摩 擦力，使盾构机产生自转的现象。 6）壁后注浆过程的影响 随着盾构的推进，脱 出盾尾的管片与土体间出现“建筑空隙”，该空隙用 浆液通过设在盾尾的压浆管予以充填，当其充填量和 注浆压力分布不均时，会使管片发生位移，盾尾间隙 分 布不均匀，从而间接造成推进过程中盾构姿态的 变化。
盾构隧道施工中盾构机的姿态控制
盾构隧道施工中盾构机的姿态控制盾构隧道施工中盾构机的姿态控制包括机体滚转控制和前进方向的控制, 在掘进过程中, 盾构机操作人员根据激光自动导向系统在电脑屏幕上显示的数据, 通过合理选择各分区千斤顶及刀盘转向等来调整盾构机的姿态。
盾构机姿态控制操作原则有两条:(1)机体滚角值应适宜, 盾构机滚角值太大, 盾构机不能保持正确的姿态, 影响管片的拼装质量, 此时, 可以通过反转刀盘来减少滚角值。
(2) 盾构机的前进方向水平向右偏, 则需要提高右侧千斤顶分区的推力; 反之, 则需要提高左侧千斤顶分区的推力。
如果盾构机机头向下偏, 则需要提高下部千斤顶分区的推力; 反之亦然。
盾构机姿态控制的一般细则一般情况下, 盾构机的方向纠偏应控制在±20mm 以内, 在缓和曲线及圆曲线段, 盾构机的方向纠偏应控制在±30mm 以内。
尽量保持盾构机轴线与隧道设计轴线平行, 否则, 可能会因为姿态不好而造成盾尾间隙过小和管片错台裂缝。
当开挖面土体较均匀时, 盾构机姿态控制比较容易, 一般情况下方向偏角控制在±5mm?m 以内。
当开挖面内的地层左、右软硬不均而且又是处在曲线段时,盾构机姿态控制比较困难。
此时, 可降低掘进速度, 合理调节各分区的千斤顶推力, 有必要时可考虑在硬岩区使用超挖刀(备有超挖刀的盾构机) 进行超挖。
当盾构机遇到上软下硬土层时, 为防止盾构机“抬头”, 要保持下俯姿态; 反之, 则要保持上仰姿态。
掘进时要注意上下两端和左右两侧的千斤顶行程差不能相差太大, 一般控制在±20mm 以内。
在曲线段掘进时, 一般情况下根据曲线半径的不同让盾构机向曲线内侧偏移一定量, 偏移量一般取10～ 30mm。
在盾构机姿态控制中, 推进油缸的行程控制是重点。
对于 1.5m 宽的管片, 原则上行程控制在1700～ 1800mm 之间, 行程差控制在0～ 40mm 内, 行程过大, 则盾尾刷容易露出, 管片脱离盾尾较多, 变形较大; 行程差过大, 易使盾体与管片之间的夹角增大, 易造成管片的破损、错台。
盾构施工准备关键技术及控制要点培训课件
5858
施工工艺及控制要点
安装反力架
主机定位与台车连接
空载调试 负载调试
安装负环管片
盾构下井组装调试流程图
3333
施工工艺及控制要点 下井组装
（一）始发基座安装 （二）轨道铺设
3434
施工工艺及控制要点 下井组装
（三）台车吊装下井 （四）电瓶车吊装下井
3535
施工工艺及控制要点 下井组装
（五）螺旋机吊装下井 （六）中体吊装下井
1919
盾构施工准备
制定盾构施工过程管理措施与控制目标 编制盾构施工辅助工程专项施工方案（包括盾构机及龙门吊、砂
浆搅拌站等大型设备运输、组装及解体方案、盾构始发和接收端 头加固方案、始发与接收方案、联络通道和其它附属工程施工方 案、弃土坑施工方案、盾构防水等、需要中途进行刀盘刀具检修 的还需编制专项方案） 建立质量保证体系与绿色、环保和文明施工体系
2121
盾构施工准备
盾构配件及耗材（刀具、常用配件、盾尾密封油脂、泡沫、膨润土、 润滑油脂等）
现场临时用电、临时用水材料，应急发电设备。 场地内装载、搬运设备（装载机、叉车、挖掘机） 工地通用机械（空压机、电焊机、切割机等）
2222
盾构施工准备 人员准备
建立组织机构 制定岗位职责 管理人员安全教育、业务培训 作业工人安全教育、业务培训 持证上岗 所有人员签订劳动合同，办理工伤等各项保险
管片
盾构姿态控制
复合地层长距离小半径曲线隧道盾构姿态控制摘要：伴随着盾构施工技术的日趋完善，其安全、环保、快速的优点，使其已广泛应用于国内地铁隧道修建中。
盾构的掘进姿态控制是盾构施工中是至关重要的，它直接关系到隧道的施工质量，本文以大连地铁201标段盾构区间盾构施工为工程实例简要分析盾构在复合地层长距离小半径曲线隧道施工中的盾构姿态控制。
关键词：盾构姿态、控制一、工程概况大连市地铁二号线西安路站～交通大学站区间，本区间隧道起讫里程为DK16+803.630～CK18+462.893。
本区间主要采用盾构法施工，在靠近交通大学站一端采用矿山法。
本盾构区间隧道起讫里程为DK16+803.630～DK18+130.000，右线全长1326.370m，区间在DK16+796.63处设盾构始发井，在DK18+135.5处设盾构接收井。
西安路站至交通大学站区间平面线路出西安路站后沿南北向向南，通过半径为300m的曲线转入偏东西方向，再通过半径450m曲线接入黄河路，到达交通大学站。
区间纵断布置形式呈“V”字形，最大纵坡为25‰。
区间为双线地下隧道，左右线路为上下重叠至区间终点左右线逐渐分离并行。
盾构段隧道开挖断面直径为6m，盾构隧道衬砌的管片采用厚300mm，宽1200mm，每环由6片管片拼装而成，拼装方式采用错缝拼装。
图1-1 西安路站至交通大学站区间平面二、工程重、难点2.1小半径（300m半径）曲线始发由于受线路和现场条件限制，盾构机设计在线路为300m小半径曲线段上的竖井始发进洞，保证开挖隧道轴线在规范允许范围内是一项技术难题。
2.2复合地层长距离小半径R300曲线掘进在硬岩地层或岩土复合地层小半径曲线掘进，对盾构掘进姿态的控制提出极高的要求。
主要问题有:（1）风化岩地层基本无压缩性，在风化岩中刀具磨损较快，当边缘滚刀磨损5-8mm后盾构即出现卡盾及转向困难趋势；在曲线外侧超差时盾构需要以更小的转弯半径才能回正；（2）掘进中对盾构姿态控制的要求高，操作者对超差趋势需极其敏感。
盾构施工姿态控制
17:29盾构施工姿态控制广州轨道交通建设监理有限公司广州地铁设计院盾构技术研究所王晖wh317:29一、姿态控制的基本概念二、姿态控制上易出现的问题及原因三、影响盾构掘进姿态的要素 四、出现侵限时的处理措施17:29姿态控制的基本概念1、盾构机坐标控制系统模型17:2917:2917:29偏航，通俗地讲就是偏离航向。
严格的定义是这样的，首先定义一个本体坐标，本体质心为原点O ，预定运动方向切线（或者说航向、轨迹切线）为x 轴，指向地心方向为z 轴，根据右手法则确定y 轴（即xOy 平面的法向）。
有了坐标后如果本体绕x 、y 、z 轴转动，即相应地得到滚动角、俯仰角和偏航角，三个角度确定了物体的运动时姿态。
在偏航角存在的情况下，物体发生偏航。
幻灯片 1wh3 121212121王晖, 2004-11-117:29假设盾构机前体中心A 和中体中心B 的坐标分别为(x A ,y A ,z A )、(x B ,y B ,z B )AB B A S z z /)(−=俯仰角ABB A S H H /)(−=水平趋势ABB A S V V /)(−=垂直趋势17:292、姿态控制要达到的目的： （1）使盾构机沿着设计轴线前进通过人工测量或自动导向系统测量盾构机姿态得知水平、垂直方向偏差以及水平和垂直方向趋势、滚动角等，当发生偏差时，通过改变分区千斤顶推力来调整。
当偏差较大时，通过仿形刀(或超挖刀)、铰接装置17:29 （2）使管片与盾构机之间保持良好姿态17:29通过铰接千斤顶行程/行程差/（铰接角度）的控制和正确的管片选型达到目的。
17:29二、姿态控制上易出现的问题及原因1、测量问题导致偏差：（1）自动导向系统发生偏差导致的轴线偏差。
输入数据错误、全站仪误差、隧道扭转引起的系统测量误差、测量系统故障。
（2）工程施工测量误差引起盾构姿态超出轴线控制范围内。
测量计算方法不正确、控制点偏差、导线测量误差、人工复测调整数据不及时等。
盾构管片拼装和姿态控制的要点
盾构管片拼装和姿态控制的要点盾构管片拼装质量和姿态控制是相互关联，密不不可分的。
为保证拼装质量和姿态，我们可以从人、机、物、法、环几个方面进行控制。
1、人的控制首先人是控制工程质量的第一因素，在这里我认为主要是责任心和技能素质。
责任心与自身所受的教育，家庭责任感和社会责任感及公司的管理制度有很大的关系。
你的用心操作和一丝不苟的作风，将直接影响到拼装质量。
所以拼装负责人和机械操作手要掌握质量标准，以质量求进度，质量不达标准不进行下一环的拼装。
在技能方面，你们公司是第一次在上海做盾构，盾构机又是新购进的，人员也是新配备的，机械性能等方面都需要调试和一个熟悉的过程。
这里固然有有利的因素，那就是机械性能先进，自动化程度高。
但我们也要看到不利的因素，就是新的人员要驾御这匹性能还不完全熟悉的盾构机。
一是需要专家的现场指导，二是在干中学学中干。
并要结合实际，积累经验，达到熟练操作的程度。
2、管片拼装1）、管片拼装的前期准备盾构推进的后座应与后壁密实贴紧，后座的环面应与推进轴线垂直，同时开口段的上半部应设有稳固的后座支撑体系。
盾构在基座导轨上推进时应同步垫实管片脱出盾尾后与导轨之间的空隙，不使管片下沉，垫实材料宜用木楔。
盾构的出洞施工由于后座条件的限制，一般盾构的上部千斤顶在一定期间内不能使用，为此要精心调整盾构正面土体反力以少用或不用底部范围千斤顶，防止盾构上飘以及后座因受力不均而遭破坏。
当上飘较大而开口副环又没到位时，要临时在上部加支撑和使用上部千斤顶。
.盾构管片的第一环（包括副环），管片的横向轴线一定要垂直于隧道设计的纵向轴线。
这一环致关重要，首次拼装一定要千万注意。
施工人员要加强对前一环管片环面进行质量检查和确认，及时通知地面管片进行调整接缝弹性密封垫厚度的调整。
同时本环的第一块管片定位前，应观察管片与盾构四周的空隙情况及上环管片的成果报表来决定本环的纠偏方法和纠偏量，然后确定本环第一块的拼装位置。
送到盾构后续车架内的管片，要按先后顺序——由下而上，待拱底块管片就位后，两侧的标准管片和邻接管片交错拼装，最后的封顶管片纵向插入成环。
盾构姿态控制及同步注浆
根据盾构机推进速度，同步注浆以每循环达到总注浆量而均匀对 称注入，盾构机推进开始注浆开始，推进完毕注浆结束。
2 同步注浆
2.5 注浆控制措施
2.5.1 注浆压力
同步注浆时要求在地层中的浆液压力大于该点的静止水压及 土压力之和，做到尽量填补同时又不产生劈裂。注浆压力过大， 管片周围土层将会被浆液扰动而造成后期地层沉降及隧道本身的 沉降，并易造成跑浆；而注浆压力过小，浆液填充速度过慢，填 充不充足，会使地表变形增大。
比重
2 同步注浆
2.4 注浆方法
盾尾 盾尾注浆管
2.4.1 注浆点
一般配置4个或8个（4个备用），均匀分布。
浆液注 入范围
管片注浆孔一般为5个。
2.4.1 注浆控制方式
注浆可根据需要采用手动控制方式，自动控制方式即预先设定注 浆压力，由控制程序自动调整注浆速度，当注浆压力达到设定值时， 自行停止注浆。手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆流 量，以防注浆速度过快，而影响注浆效果。
每个作业班组应清洗一次注浆管路，防止长时间砂浆凝结在管 壁四周堵塞管路。
每天对砂浆运输罐和储存罐进行彻底清洗。
2 同步注浆
2.5形成的内业资料 （1）拌浆记录
（2）注浆记录
（3）拌浆质量抽查记录
2 同步注浆
2.5 漏浆的预防措施 （1）加强姿态管理，防止盾尾间隙过大
（2）加强盾尾油脂的压入
（3）粘贴海绵条 （4）用碎布，碎纱等堵塞 （5）更换盾尾刷
2 2 3 3
因地质、盾尾间隙、是否在曲线段等因素，注浆率有所不同。 一般情况下，注浆率1.3～2.5，并应通过地面变形观测来调节。 上海软土地层土压平衡单圆盾构一般为1.8～2.2。 砂土地层一般为1.3～1.8。双圆盾构及泥水平衡盾构达到2.0~2.5。
盾构施工准备、关键技术及控制要点2011827
盾构施工准备
盾构配件及耗材（刀具、常用配件、盾尾密封油脂、泡沫、膨润土、 润滑油脂等）
现场临时用电、临时用水材料，应急发电设备。 场地内装载、搬运设备（装载机、叉车、挖掘机） 工地通用机械（空压机、电焊机、切割机等）
2222
盾构施工准备 人员准备
建立组织机构 制定岗位职责 管理人员安全教育、业务培训 作业工人安全教育、业务培训 持证上岗 所有人员签订劳动合同，办理工伤等各项保险
地面建筑物与地下管线调查，地下管线必须逐一现场核实；在盾构 掘进前必须进行地下空洞探测；
编制施工组织设计和临电施工组织设计 风险源识别与分析，编制专项方案(包括工程自身风险和盾构开仓检
查、换刀带来的风险) 编制项目进度计划（特殊地层必须考虑刀盘、刀具检修以及由其引
起的施工占地协调、管线改移等对整个工程工期的影响）
2323
盾构施工准备
盾构施工场地布置应统筹考虑，协调合理，绿色施工。主要包括：垂直运
输系统、拌浆系统、临时水电系统、冷却系统、排水系统、消防系统、弃土坑、
管片堆场及其他设施等。
场
50吨龙门吊
管片堆场
地
布
搅拌站
置
始发井
充电间 弃土坑
箱变
冷却塔
沉淀池
2424
盾构施工准备 场 地 布 置
2525
盾构施工准备 场 地 布 置
旋喷桩加固
取芯检测
4848
加固后பைடு நூலகம்体
始发准备
洞口破除
根据经验，一般在盾构始发和到达 前10天左右开始洞口围护结构的破除。
始发导轨安装 在围护结构破除后，为保证盾构在
始发时不致于因刀盘悬空而产生盾构 “低头”现象，需要在始发洞口内安设 始发导轨。
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盾构直线掘进姿态控制
20
• 2、当盾构机遇到上硬下软土层时，为防止盾构机 机头下垂，要保持上仰姿态；反之保持下俯状态。 掘进时要注意上下两段及左右两侧的推进油缸形程 差不能相差太大，一般控制在20mm以内, 特殊情况 下不能超过60mm。
盾构技术
——姿态 控制
分享人：顾剑刚
2
目录
盾构姿态控制目标 直线掘进姿态控制 曲线掘进姿态控制
3
盾构姿态控制目标
姿态控制目标
4
验收规范规定最大偏差目标： 水平：±50mm 高程：±50mm
姿态控制目标
5
• 纠偏原则：
（1）偏离量增加之前及早修正。 （2）勤纠、量小。 （3）遵循偏离量的管理值和允许值。 （4）确保管片质量和盾尾间隙。
盾构直线掘进姿态控制
21
• 3、当开挖面内的左、右地层软硬相差很大而且 又处于曲线段时，可降低掘进速度，合理分配各 区的推进油缸推进，必要时，可将水平偏角放宽 到10mm/m，以加大盾构机的调向力度。当以上 操作无法将盾构机的姿态调整到合理位置时，应 考虑实用仿形刀或超挖刀。
盾构直线掘进姿态控制
22
• 4、在盾构机姿态控制中，推进油缸的行程控
制是重点。对于1.5米宽的管片，原则上推进
油缸的行程在1850mm左右，行程差控制在0～ • 50、mm铰之接间油。缸的伸出长度直接影响掘进时盾构
机的姿态，故减小铰接油缸的长度差，尽量 控制在30mm以内，将铰接油缸的行程控制 在40-80mm之间为宜。
7、姿态偏离轴线调整推进油缸压力和行程逐 步纠偏。
8、纠偏时要注意盾构机姿态，控制住设计轴 线中心±50mm以内，盾尾间隙要均匀平衡。
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• 盾构姿态蛇行变化，主要是通过调整盾构 分区推力来实现的。盾构姿态调整，要在 各种地质情况下推进参数基础上，加大局 部推力或把另外两个或者三个方向的推力 降低，来调整盾构姿态。
• ⑹ 管片纵缝处骑缝推进油缸一定要 用；
• ⑺ 防止相邻管片纵缝两侧受力不同
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推
21 22 1
20
2
进
19
3
油
18
4
缸
编 17
5
组 16
6
示
15
7
意
14
8
图
13
9
12 11 10
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• 方向控制要点：
• ⑴ 控制基点：以盾尾位置为控制基点
• ⑵ 调节量控制：一环掘进调节6mm较为合理 ，线性最佳。
• 对推进油缸进行编组时须注意以下几 点：
• ⑴ 纠偏量数值不得超过操作规程的 规定值；
• ⑵ 应避免一次性大幅度纠偏，纠偏 要做到“勤纠、 少纠” 。
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• ⑶ 不得停用作用于封顶块的推进油 缸：
• ⑷ 推进油缸只数应尽量多；
• ⑸ 每块管片（除封顶块外）保证2 个推进油缸受力
除了通过推力调整盾构机姿态外，还可以 调整盾尾间隙，如盾尾上半部间隙小就适 当加大盾尾上半部推力,推进油缸行程和盾 尾间隙相应跟着变大。
盾构直线掘进姿态控制
• ⑵ 通过应用盾构推进油缸逐步纠正。如果盾构机 右偏，可提高右侧推进油缸的推力；反之亦然。 如果盾构机向下偏，则提高下部推进油缸的推力 ；反之亦然
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• ㈢ 盾构机姿态控制一般细则
• 1、在一般情况下，盾构机的方向偏差应控制在 20mm/m之内，在缓和曲线段及园曲线段，盾构 机的方向偏差量应控制在30mm/m以内, 曲线半 径越小，控制难度越大。
• 3、尽量选择合理的管片类型，避免人为 因素对盾构机姿态造成过大的影响。严格 管片拼装质量，避免因此而引起的对盾构 机姿态的调整。
• 4、注意控制盾构机的滚动角值。
盾构直线掘进姿态控制
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5、在纠偏过程中掘进速度要放慢。
6、当盾构机偏离理论较大时，纠偏和俯仰角 的调整力度控制在5mm/m，不得猛纠猛调。
• ⑶ 趋势调节：趋势调节不能变化太大，不 要急于纠偏，大趋势变化由大方位变化而来
• ⑷ 铰接操作：铰接油缸位置总处于最大伸 出与最小缩回行程之和。
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盾构直线掘进姿态控制
管片
隧 道
千斤顶 盾
构
管片的反作用力
千斤顶
机
盾体对管片的作用力
盾体机姿态对管片的影响
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刀 盘盾构直线掘进姿态控制 Nhomakorabea16
盾构直线掘进姿态控制
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• ㈡ 姿态控制技术 • 1、盾构机滚动控制
⑴ 改变刀盘旋转方向 ⑵ 改变管片拼装左右交叉先后顺序。 ⑶ 调整两腰推进油缸轴线，使其与 盾构机轴线不平行。 ⑷ 当旋转量较大时可在切口环和支 撑环内单边加压重量。
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• 2、盾构机上下倾斜和水平倾斜
• ⑴ 倾斜量在2%以内。滚动角应控制在10mm/m, 滚动角太大，影响管片拼装质量。可通过反转刀 盘来减小刀盘的滚动角。
姿态控制目标
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管理基准：
• 最大允许偏差的60% 达到上限时必须纠偏
• 具体项目如下： 水平和高程均为±30mm 盾尾间隙小于30mm时。
• 最大单次纠偏量 每环掘进（1.5米） 水平和高程变化量±6mm
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盾构直线掘进姿态控制
盾构直线掘进姿态控制
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姿态控制基本原则
以隧道轴线为目标，根据自动测量显示的轴线偏 差和偏差趋势，把偏差控制在设计范围内，同时在 掘进过程中进行盾构姿态调整确保不破坏管片。
盾构机方向控制
通过分组油缸的推进力和推进行程从而实现盾构 的左转、右转、抬头、低头和直行。
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盾构直线掘进姿态控制
盾构轴线控制过程中采用的4种纠偏方法
盾构纠偏
千斤顶编组 区域油压控制 超挖刀的使用
绞接千斤顶的使用
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• 推进油缸编组是通过对推进油缸的选 用，使推进油缸合力位置和外力合力 位置组成一个有利于纠偏的力偶，从 而调整盾构机高程位置和平面位置。
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• ㈣ 盾构机的纠偏措施
• 盾构机在掘进时总会偏离设计轴线， 按规定必须进行纠偏。纠偏必须有计 划、有步骤地进行，切忌一出现偏差 就猛纠猛调。盾构机的纠偏措施如下 ：
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• 1、盾构机在每环推进过程中，应尽量将 盾构机姿态变化控制在±6mm以内。
• 2、应根据各段地质情况对各项掘进参数 进行调整