盾构始发到达同步注浆姿态控制技术[详细]
盾构法施工中的同步注浆和二次同步双液注浆技术
盾构法施工中的同步注浆和二次同步双液注浆技术一、盾构法施工中同步注浆和二次双液注浆的目的1、控制管片的稳定性 , 提高管片与围岩的共同作用力 , 防止隧道管片偏移。
盾构隧道是一种管片衬砌与围岩共同作用的结构稳定的构造物 , 用浆液均匀、密实地注入和填充管片背面空隙可以确保管片衬砌早期和后期的稳定性 , 是确保土压均匀作用的前提条件。
2、控制地表沉降。
及时填充管片拼装完毕拖出盾尾后与土体间形成的环形间隙 , 防止因间隙的存在导致地层发生较大变形或坍塌。
3、预防盾尾水源进入土仓而形成的喷涌。
在盾构法施工中 , 如果管片与土体之间的环形间隙没有得到良好的填充 , 与地下水系连成一体 , 该水系通过盾壳与土体之间的缝隙流至土仓 , 将会对掌子面形成较大的水压 , 造成喷涌。
4、提高隧道的抗渗性。
盾尾注浆液凝固后 , 会有一定的抗渗性能 ,可提高隧道的抗渗性。
5、隧道曲线超限修正。
根据管片姿态测量的结果 , 针对偏移量或上浮下沉量超限的管片进行注入单液浆或双液浆 , 依靠注浆压力 , 使管片向隧道设计曲线趋近。
二、注浆浆液的选择注浆浆液一般分为单液浆和双液浆两大类1、单液浆是指由粉煤灰、砂、水泥、外加剂等在搅拌机中一次拌合而成的浆液。
又可分为惰性浆液和硬性浆液。
惰性浆液中没有水泥等凝胶物质 , 是早期强度和后期强度都很低的浆液。
硬性浆液在浆液中掺加了水泥等凝胶物质 , 具备一定的早期强度和后期强度。
2、双液浆是指由水泥和水搅拌成的 A 液和由水玻璃等组成的 B 液混合而成的浆液。
3、单液浆和双液浆优缺点比较。
单液浆由于其施工工艺简单,易于控制 , 且不宜堵管、造价低,浆液扩散均匀等优点 ,广泛应用于管片背后同步注浆系统。
双液浆由于工艺复杂 ,易堵管 ,但凝结迅速早强 , 一般用于止水式、补救性注浆。
三、同步注浆同步注浆是管片背后注浆的一种形式 , 是整个盾构施工的一道关键工序 , 作为盾构隧道的掘进施工是必不可缺的环节。
盾构施工中同步注浆施工技术
盾构施工中同步注浆施工技术同步注浆是在盾构推进时进行的，是盾构法隧道施工过程中的一道关键工序，对成环隧道结构的稳定、周围土体的变形控制起到关键作用，掌握其施工技术十分重要。
01注浆材料、配合比1、注浆材料采用水泥砂浆作为同步注浆材料，其具有固结率高、固结体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。
水泥采用32.5矿渣硅酸铵水泥，以提高注浆固结体的耐腐蚀性，减弱地下水对管片混凝土的腐蚀。
2、浆液配合比在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验及实验室优化确定浆液配合比。
02同步注浆工艺壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆槽、管路、阀件等组成，安装在第一节台车上。
当盾构掘进时，注浆泵将储浆槽中的浆液泵出，通过4条独立的输浆管道，通到盾尾壳体内的4根同步注浆管，对管片外表面的环行空隙中进行同步注浆，在每条输浆管道上都有一个压力传感器，在每个注浆点都有监控设备监视每环的注浆量和注浆压力，且每条注浆管道上设有2个调整阀。
盾尾密封采用3道钢丝刷加注盾尾油脂密封，确保周边地基的土、砂和地下水、衬背注浆材料、开挖面的水和泥土不会从外壳内表面和管片外周部之间缝隙流入盾构里，确保壁后注浆的顺利进行。
03同步注浆施工（1）检查浆液拌制、运输、注入等设备的运行情况及原材料的质量状况。
（2）根据天气、环境温度等外界条件确定投料顺序后，按现场试验人员的配合比通知单进行浆液拌制，拌和时间根据施工实际情况确定。
（3）拌制好的浆液经现场试验人员测试合格后，立即通过预设管路输送到浆液运输设备中，并运送至盾构机壁后注浆装置中，进行二次搅拌。
（4）注浆操作手选择注浆工作模式。
随掘进开始，启动注浆泵进行注浆。
根据掘进速度，通过速度调节器调整注浆速度。
注浆过程中，要时刻注意注浆压力及注浆流量。
（5）每环掘进结束后，立即检查同步注浆量及注浆压力，当上部注浆压力在0.15~0.18MPa之间，最小注浆量达到设定值时即可停止注浆，否则应继续注浆，以满足设定注浆压力或最小注浆量要求。
盾构施工的控制及注意事项.讲述
目录
第一部分：盾构机的主要分类及构造
第二部分：盾构施工准备
目录
第三部分：盾构始发技术 第四部分：盾构过程控制 第五部分：盾构到站技术
盾构施工准备阶段
一、地面准备阶段 （1）、出土、管片存放 隧 隧道正式推进前，施工场地先平整、硬化、维护。分 别在车站端头井处设置集土坑、管片存放场地、车辆保洁 设施和挖掘机的场地等。组织专用运土车辆，按照规定的 时间、路线向弃土场地运输渣土。 （2）、浆液制备 每环同步注浆量为6.1m³ ，根据实际需要设两套拌浆系 统，供盾构推进时注浆用。为减少砂浆的运输距离，拌浆 设备设在井口旁，拌浆设备采用30m³ /h全自动砂浆搅拌站， 为减轻劳动强度及减少灰尘飞扬，采用散装水泥、粉煤灰 及膨润土、另外搅拌站旁还设外掺剂仓库、砂堆场，20m³ 贮水箱。
盾构机的分类与构造
推进油缸 推进油缸主要用于推进和安装管片，盾构机的向前的 推力靠推进油缸提供，盾构机上一共有30个油缸，单个油 缸的最大推力为1140KN，油缸的最大行程为2000mm。
盾构机的分类与构造
管片拼装机 管片拼装机用法兰连接安装在盾尾保护下的支架上， 管片拼装机由拖架梁、旋转架、移动架、带夹紧系统的十 字梁组成。管片拼装机主要用于安装管片，如果需要进行 超前钻探时可在管片安装机的适配器板上安装超前钻机设 备。 管片拼装机的运动情况是根据现有的条件而特别设计 的，它可以对管片进行精确定位。伸缩、旋转和移动等功 能都是比例控制的，所有这些移动功能的设定压力可以使 其对各元件进行精确定位。
盾构机的分类与构造
尾盾
盾尾通过14个铰接油缸和中盾相连。在盾尾的保护下 用管片拼装机安装管片；而在盾尾尾部和已装好的管片之 间用盾尾刷密封。
盾构机的分类与构造
盾构同步注浆
盾构同步注浆1作业概述同步注浆技术是盾构工法中必不可少的关键性辅助工法，是控制地面沉降的关键。
如果注浆过程中发生漏浆，地面的沉降必定增大，从而引起地面沉降、隧道扭曲、隧道超限。
所以避免出现漏浆是盾构掘进中的重要任务和关键技术，而保护盾尾密封的完好是保证不漏浆的前提。
同步注浆与盾构掘进同时进行，通过同步注浆系统及盾尾的注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，同步注浆在盾尾空隙形成的极短的时间内将其填充密实，从而使周围岩土体获得及时的支撑，可有效的防止土体的坍塌，控制地表的沉降。
2编制依据（1）台山核电站1、2号机组海域工程取水隧洞工程(第二阶段)招标文件（编号：TSN2008018-T）；（2）台山核电站一期取水隧洞工程——工程地质勘察报告；（3）《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008；（4）类似工程项目施工经验。
3工程概况1号、2号机组取水隧洞平面轴线均为直线, 北西～南东向展布。
穿越陆域腰古咀至大襟岛之间的海域，为两条平行输水隧洞，隧洞中心间距29.2m，隧洞起讫里程为DK0+030～DK4+360.6，建筑长度4330.6m/条。
隧洞两侧部分岩石段采用钻爆法施工，其余段落采用平衡式泥水盾构施工，取水构筑物采用明挖施工。
隧洞内径φ7.3m,外径φ8.7m，采用盾构管片和二次衬砌复合支护结构。
其中盾构管片厚度0.4m，作为隧洞的主体结构，二次衬砌厚度0.3m。
4注浆工艺流程表4-1注浆工艺流程图5施工准备5.1原材料检验（1）砂要求采用细度模量1.6～2.3的细砂，不允许夹杂有5mm以上的豆石或杂物，需要时需对砂子进行过筛处理；（2）水泥、粉煤灰、膨润土不可有结块现象，细骨料中不可有大粒径的异物。
5.2浆液拌制（1）浆液配合比严格按工程师通知配合比配制；（2）原材料计量误差要控制在规范要求范围内；（3）投料顺序按水、水泥、砂依次进行；（4）搅拌时间控制在2分钟左右，搅拌要均匀，杜绝拌好的浆液中有结块；（5）膨润土最好以溶液的形式加入，且其溶液应提前拌好（溶液中的水应从浆液配比用水中扣除）。
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨摘要：盾构法作为一种常用于城市地铁区间隧道施工的重要方法，不仅施工速度快，而且施工安全性更有保障，因而得到了广泛应用。
基于此，本文将对地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术进行分析。
关键词：地铁隧道；盾构法；同步注浆技术1 同步注浆施工技术简介盾构施工同步注浆的具体步骤包括盾构掘进、浆体注入、脱出盾尾、浆体失去流动性。
作为暗挖法中的施工形式之一，在实际施工过程中，盾构同步注浆技术的实施必须借助盾构掘进机才能顺利完成。
与其他施工技术相比，在地铁工程项目建设中应用盾构同步注浆施工技术，具有十分显著的优势，首先，全机械化的施工过程能够大大提高施工效率，减少施工人力的投入，降低整体工程项目成本的同时，也有效保障了施工人员在盾构隧道掘进过程中的人身安全；其次，因为地铁工程项目的施工场所大多是在市区，人群十分密集，施工过程中，如果产生比较剧烈的振动或者噪音就会严重影响到人们的日常工作生活和休息，盾构隧道掘进过程中，同步注浆技术的应用，就能够有效解决上述问题，因为同步注浆施工技术施工过程中大多是在竖井口的位置附近产生的，施工阶段对噪音和振动的管理控制工作更容易；最后，盾构隧道掘进过程采用同步注浆施工技术，会根据实际情况和不同的埋深控制注浆压力及注浆量，进而有效控制整体施工成本。
除此之外，同步注浆技术的应用，能够有效减少盾构隧道掘进过程中的施工风险，保障施工安全。
地铁盾构同步注浆技术作为一种先进施工技术，所采用的机械主要为掘进机，保证整个施工过程处在全机械化的水平层面上，具体可按照掘进、注浆等各个流程进行科学设置，减少对地面交通的影响，并且使用此技术还能有效减少施工噪声，缓解地表沉降，控制地下水渗漏的程度，准确契合工程费用管控的需求，降低施工风险。
2 同步注浆技术的原理和作用盾构施工是暗挖工法的其中一种，是一种集机械、土木、信息、自动化等许多学科为一体的现代化地下工程施工方法。
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
盾构隧道同步注浆技术
文章编号:1009-6582(2003)01-0026-05盾构隧道同步注浆技术邹 (中铁隧道集团科研所,洛阳471009)摘 要 随着近年来大量盾构隧道工程的兴建,盾构法施工技术也逐步趋于成熟和完善。
文章结合工程实际,就盾构隧道同步注浆技术进行了探讨。
关键词 地铁隧道 土压平衡盾构 同步注浆中图分类号:U445.43 文献标识码:A1 前 言盾构法施工时的隧道围岩变形是由土质、地下水、隧道断面、埋深以及施工技术等很多因素交织而成的复杂现象,然而对于密闭型盾构而言,围岩变形的主要原因在于衬砌背后注浆的好坏。
由于脱离盾尾后一段时间内盾尾空隙接近于无支撑状态,其变形或局部坍塌随着围岩扰动范围的增大而直接影响地表沉降的程度。
因此,同步注浆技术对提高盾构隧道在施工过程中的稳定性具有十分重要的作用。
2 盾构掘进模式盾构掘进通常采用三种模式,即敞开式、半敞开式、EP B 模式(土压平衡式)。
敞开式:在前方掌子面足够稳定并且涌水能够被控制的条件下,可以采用敞开式作业。
在敞开式作业时,压力舱通过螺旋输送机的卸料口与舱外相通而处于无压状态。
半敞开式:半敞开式用于含水、水压为0.1～0.15MPa 左右、掌子面可保持稳定的地层中。
半敞开式作业时隧道掘进速度近似于敞开式作业,压力舱内底部是岩碴,上部为压缩空气(用来平衡地下水压)。
EP B 模式(土压平衡模式):EP B 模式用于围岩不稳定、地下水压力高、水量大的地层,舱内的土碴用以平衡掌子面的土压。
采用EP B 模式施工时,可以用泡沫系统改善碴土的流动性。
泡沫系统可以优化碴土的状态,减小土舱和螺旋输送机中的摩擦力。
和其他掘进模式相比,EP B 模式不需要第二种压力介质(如压缩空气和流体悬浮液),此时岩碴充当了支撑介质(图1)。
3 盾构同步注浆技术3.1 盾构同步注浆的目的盾构同步注浆就是在隧道内将具有适当的早期及最终强度的材料,按规定的注浆压力和注浆量在盾构推进的同时填入盾尾空隙内。
盾构法隧道同步注浆技术标准
盾构法隧道同步注浆技术标准在现代工程建设中，隧道工程是一项极为重要的基础设施建设，其重要性不亚于道路和桥梁建设。
而盾构法隧道作为隧道工程中的一种建设方式，其施工技术的标准化和规范化工作显得尤为重要。
其中，同步注浆技术是盾构法隧道施工中最为重要和关键的技术之一。
同步注浆技术是指在盾构施工过程中，通过钻孔注浆技术将环型隧道衬砌与地下周边土体有效地粘结在一起，从而形成一种牢固的地下隧道结构。
此外，同步注浆技术还可以有效地填充隧道周边土体，增加隧道的安全性和稳定性。
由于同步注浆技术对于盾构隧道施工质量和隧道安全性的影响极大，因此，同步注浆技术的标准化和规范化也成为了盾构隧道施工的重点工作。
在同步注浆技术的标准化过程中，需要充分考虑隧道工程所面临的地质环境和工程条件等因素。
首先，需要通过对地质环境和地下水流的分析研究，确定注浆技术的配合比和注浆深度等工艺参数。
在确定注浆参数时，应该充分考虑隧道周边土体的地质特征，以及隧道施工过程中地下水流的变化情况。
其次，需要对钻孔注浆的具体施工过程进行规范化。
在注浆过程中，应该注意施工的顺序和速度，确保注浆效果的均匀性和一致性。
此外，注浆设备和注浆材料的选择也是关键因素之一，需要根据地质环境和工程条件进行选择和配置。
最后，同步注浆技术需要进行质量监控和检验。
在注浆施工结束后，应该对注浆效果进行检验和评估，确保注浆质量符合规范要求。
在质量监控方面，应该建立完善的监控体系和质量检验标准，以确保隧道工程的质量和安全性。
总之，同步注浆技术是盾构隧道施工中最为重要和关键的技术之一，其标准化和规范化工作也是隧道工程中不可或缺的一环。
通过对同步注浆技术的标准化和规范化工作的深入研究和实践，可以提高隧道工程的质量和安全性，为城市化进程和经济发展提供更加可靠和安全的基础设施保障。
地铁隧道同步注浆施工控制技术
地铁隧道同步注浆施工控制技术摘要：随着社会经济的不断快速发展，城市现代化进程也加快了不少，作为衡量城市现代化程度的标准，地铁也在我国进入了飞速修建时期。
盾构作为城市地铁最为有效的施工手段，在施工掘进参数设置合理的情况下，其关键技术之一是掘进过程中的同步注浆，通过设置合理的同步注浆参数，可以有效降低对地表周边环境的影响。
关键词：地铁隧道；同步注浆；施工控制引言目前，越来越多的城市正在进行轨道交通建设，而盾构法作为一种先进的施工方法由于施工速度快、安全程度高、对地面扰动小等优点也越来越被广泛的应用同时，由于盾构的施工大部分位于城市主干道或人员的密集区，施工过程中同步注浆的不到位，将造成地面沉降超标、塌陷等恶性事件，会给社会带来极大的不良影响；针对地铁本身来讲同步注浆的不到位，造成隧道漏水，给运营留下了极大的安全隐患。
一、衬砌背后注浆的方式和定义1、同步注浆与即时注浆同步注浆是通过同步注浆系统及盾尾的注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行。
浆液在盾尾空隙形成的瞬间及时起到充填作用，从而使周围岩体获得及时的支撑，可有效地防止岩体的坍陷，控制地表的沉降。
在地层稳定性差，采用EPB模式掘进时，同步注浆的重要意义更为明显[1]。
即时注浆是通过管片上注浆孔将浆液注入管片背后的方法。
其浆液充填时间滞后于掘进一定的时间。
一般运用于自稳能力较强的地层。
2、二次补强注浆为提高背衬注浆层的防水性及密实度，考虑前期注浆效果不佳以及浆液固结率的影响，必要时在同步注浆结束后进行补强注浆。
补强注浆一般在管片与岩壁间的空隙充填密实性差，致使地表沉降得不到有效控制的情况下才实施。
根据地表沉降监测的反馈信息，结合洞内超声波探测所得的背衬后空洞情况，综合判断是否需要进行补强注浆[2]。
管片衬砌背后同步注浆工艺流程及管理程序二、同步注浆施工技术原理壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆槽、管路、阀件等组成，安装在第一节台车上。
当盾构掘进时，注浆泵将储浆槽中的浆液泵出，通过四条独立的输浆管道，通到盾尾壳体内的4根同步注浆管，对管片外表面的环行空隙中进行同步注浆，见“图1同步注浆示意图”，在每条输浆管道上都有一个压力传感器，在每个注浆点都有监控设备监视每环的注浆量和注浆压力；而且每条注浆管道上设有两个调整阀，当压力达到最大时，其中一个阀就会使注浆泵关闭，而当压力达到最小时，另外一个阀就会使注浆泵打开，继续注浆。
同步注浆技术
4、拌浆设备
拌浆机 起吊输送设备 地面拌浆设备 质量测定仪器、稠度仪 拌浆设备 磅秤
工作面拌浆设备
盾构机拌浆系统
5、浆液配合比
做好隧道同步注浆，应加强对浆液质量的控制，严格控制浆液配比，根据 所处土质、施工环境选择适合本地区的浆液配比。一般来说，设计图纸中 对于浆液指标（泌水率、浆液1天强度、28天强度等）均有明确规定，进 行浆液配比时须满足图纸要求。
8、几个关键点
盾尾后间隙一旦形成，应立即进行压浆，并保持一定的压力； 压浆对盾尾密封要求较高，要有一个不易漏浆的盾尾密封装置，施 工中保持盾尾油脂压力（下坡段推进时尤显重要）； 有封堵的措施及备有相应的设备和材料； 时刻关注监测报表，保证动态信息传递，及时调整施工措施； 施工中密切注意推进速度、注浆量、注浆压力等各施工参数是否匹 配，若有不足及时调整。
1、盾构始发段同步注浆
同步注浆孔
洞门防水铰链板 （袜套）
2、盾构掘进正常段同步注浆
（1）每环开始推进前，先拌制足够一环使用的浆液打入注浆罐。当开始掘进 后，保证注浆罐储存的浆液能够满足同步注浆要求，保证施工的连续性。 （2）严格控制同步注浆量和浆液质量，通过同步注浆及时填充建筑空隙，减 少施工过程中土体的变形。做好地面变形情况及地表监测分析，及时调整 注浆量。 （3）要合理控制注浆压力，尽量做到填充而不是劈裂。注浆压力过大，管片 外的土层将会被浆液扰动而造成较大的沉降，并易造成跑浆。同时，注浆 压力过小填充速度过慢，填充不足，也会使变形增大。 （4）根据设计要求、地面沉降、隧道后期变形信息，对管片的建筑空隙进行 壁后二次注浆，压浆量的控制根据变形信息确定。
2、注浆压力的计算
注浆压力主要根据压浆点处的水 土压力、管道中的压力损失、地面超 载等各方面来确定。 对于顶部的注浆孔，主要考虑上 部水土压力、地面超载和管道中的压 力损失确定注浆压力； 对于中部和中下部的注浆孔，还 需考虑侧向土压力的影响；
盾构始发到达同步注浆姿态控制技术
盾构施工主要技术
盾构始发
端头加固 ——加固方法（工法选择）——工法介绍
降水法
注浆法
开挖面自稳法高置压换旋法喷法
深层搅拌法
冻结法
双重钢板法
拔桩法开 SM挖W回拔填芯法法
直接切削临时墙法ENWOM法ST法
利用钻孔取芯进行检查
现场判定
备注：适用于冰冻法加固土体
盾构施工主要技术
盾构始发
——洞门砼凿除
在检查端头土体加固满足要求后并在盾构组装后对洞门进行破除
第一步：先凿除围护结构保护层，并将外层的钢筋全部割除取出，并凿除至 剩余内排钢筋。
第二步：待盾构机始发时抵拢掌子面和到达时盾构机抵拢围护结构时，割除 围护结构内层钢筋，再开始掘进。
加固后土体的无侧限抗压强度一般＞3MPa，无渗水。
端头土体加固检查方法和标准表
编号 检查项目
标准
检查方法
备注
1
加固土体强度
一般＞3MPa
根据测温孔温度和去回路盐水 温度计算
实验推算
2 加固体渗透性
无渗水
在洞门范围上下左右及中心各 钻孔要打 施工钻孔1个，检查其渗水量。 穿围护墙
3 加固体匀质性 加固体均匀
双轨梁运送管片
管片拼装
成型隧道
螺栓紧固
盾构施工主要技术
盾构掘进
—— 同步注浆 ——目的
通过注浆对建筑空隙进行充填，以达到以下目的： 1、控制地面沉降 2、稳定隧道结构
（包括减少隧道后期沉降、改善隧道衬砌防水等） 3、辅助纠偏
盾构施工主要技术
盾构掘进
—— 同步注浆 ——原理
地铁盾构施工中盾构姿态的控制方法 刘帅
地铁盾构施工中盾构姿态的控制方法刘帅摘要：以某市轨道交通某盾构法施工区间中盾构姿态控制为例，介绍了盾构姿态控制的技术要求，分析了始发架、土体、管片姿态、注浆等对盾构姿态控制的影响，下面笔者详细分析了盾构姿态控制原则以及地铁盾构施工中盾构姿态的控制方法。
关键词：地铁盾构施工；盾构姿态；管片姿态；控制方法前言：某市轨道交通某盾构法施工区间为单圆盾构区间，上行线全长1295.878m，下行线全长1295.312m，平面最小半径为399.847m，最大半径为799.918m。
纵坡为v型坡，最大坡度为18.1‰，最小坡度为2.12‰，最小竖曲线半径3000m。
为满足曲线段施工和盾构机纠偏的需要，还专门设计了转弯环。
管片型号分为标准环、左转弯环、右转弯环。
转弯环为双面楔形环，每环超前量为25mm。
1盾构姿态控制原则在盾构姿态满足隧道设计轴线要求的基础上，应遵循“频纠偏、小纠偏、不超限”的原则，避免“急纠偏、大纠偏、屡超限”的现象存在，保证地铁隧道的工程质量。
盾构姿态控制标准应根据盾构法隧道施工与验收规范(GB50446—2017)，地铁隧道轴线平面位置最大允许偏差为±100mm;地铁隧道轴线高程位置最大允许偏差为±100mm。
同时，根据地铁隧道盾构工程设计图纸要求，一般情况下，地铁隧道轴线平面位置最大允许偏差为±50mm;地铁隧道轴线高程位置最大允许偏差为±50mm。
综合规范和设计图纸要求，并考虑可能存在的其他各种误差，盾构姿态控制标准从严确定:地铁隧道轴线平面位置最大允许偏差为±40mm;地铁隧道轴线高程位置最大允许偏差为±40mm。
2盾构姿态的影响因素2.1管片姿态管片姿态是影响盾构姿态的最主要因素，即管片走势论。
因为管片是在盾尾钢壳内进行拼装的，盾构机时刻都沿着已成型的隧道进行掘进，所以成型管片的中心线与设计轴线的偏差就是隧道中线与设计轴线的偏差。
03盾构机的始发和到达施工技术
调整掘进方向，始发阶段空间定位意义在于保证盾构机始发掘进的隧道线形满足设计规范，不超限。
(1)盾构机始发时一般处在直线段或者缓和曲线段，在直线段盾构机始发采取盾构机轴线与设计轴线平行或者重合的方式来始发。
(2)在缓和曲线段采取盾构机轴线与隧道设计轴线相切的方式来始发（切线始发）。
(3)在小曲线段，盾构机始发采用盾构机轴线割隧道轴线的方式来始发（割线始发）。
割线的确定根据隧道设计轴线的曲线半径、盾构机体长度、盾构机调整方向的操作因素来考虑。
Cad制图的方法，简单、精确。
(4)考虑始发井主体结构、维护结构的目的在于确定其结构施工成果是否偏差过大，影响洞门密封的安装，保证洞门密封效果。
(5)盾构机沿轴线方向的定位对盾构始发影响不大，但准确的定位会对洞门施工产生影响，主要指零环与主体结构在轴线方向上的距离，洞门施工时是否需要切割或拆除零环。
2、始发托架和反力架的安装定位一般在始发井主体结构施工时即进行始发托架、反力架安装预埋件的安装固定。
盾构机始发托架、反力架的安装定位依赖于预埋件安装位置和强度，因此预埋件需定位准确，安装牢固；盾构机始发托架的安装定位，依据盾构机始发空间位置来确定，在安装方面主要考虑其固定牢固；反力架的安装定位需考虑盾构机始发的空间位置，选择合理的固定方式，以保证足够的始发反力，从受力的角度分析，反力架的安装需满足抗弯、抗剪、抗拔；反力架的基准钢环平面要与盾构机始发方向垂直，基准环的空间位置，与待拼装的负环位置要准确对应。
3 洞门密封的安装、洞门破除、始发负环管片的拼装1、洞门密封的结构图1 洞门密封结构2、安装注意要点定位准确、安装牢固。
3、洞门破除检查确定地层稳定的条件下方可破除洞门，洞门破除要遵循快速破除，及时清理，迅速推进、刀盘快速顶到掌子面为原则。
4、负环管片拼装方法在盾尾刷上直接拼装。
图2 负环管片拼装负环管片一般采取错缝拼装，根据负环管片拼装成果为直线选用管片，考虑隧道设计轴线线形因素，可在-1环开始调整管片类型和拼装点位，拟合施工曲线。
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术摘要：盾构法可以有效规避地铁隧道施工对周围地层和其他建筑物产生的不良影响。
因此，本文主要对当下地铁盾构隧道掘进中的同步浇筑施工技术展开叙述，简述地铁盾构隧道掘进中的同步浇筑施工技术的应用方法，望可以为其他业界同仁提供帮助。
关键词：地铁盾构隧道；掘进；同步注浆；施工技术1、地铁盾构隧道掘进中注浆材料及技术参数1.1同步注浆材料以及力学指标水泥砂浆是开展同步注浆工艺的优质材料，其由水泥、粉煤灰、膨润土和砂子按照预设的参数比例混合搅拌而成，是一种高结石率、高固结体强度、耐久性能较好且可以预防地下水浸析的注浆材料。
在这一混合材料中，砂子主要为填充材料，水泥是为泥浆提强度和调整凝结时间的主要材料，粉煤灰是改善泥浆和易性的材料，膨胀土的主要功能是减缓泥浆材料的分离速度和降低泌水率，砂浆中还包括一定的减水剂，减水剂主要作用便是充当水泥的润滑剂。
满足胶凝时间、固结体强度、结石率以及浆液稠度、浆液稳定性等多方面条件是注浆浆液的主要物理学性能。
首先是胶凝时长方面：一般而言，胶凝时长的具体数值在3-8个小时左右，在调整胶凝时长时可以结合当下施工场地的底层条件以及工程掘进所使用的技术，通过现场试验的方式调整浆液的配比，以此来变更胶凝时长；其次便是固结体强度。
固结体的强度测量指标单位为Mpa，24小时之内的Mpa值不能小于0.2，28天之内的Mpa值不得小于2.5；浆液结石率的具体指标应在95% 以上（固结收缩率在5% 以下），而注浆浆液的稠度指标应控制在 8-12cm；除此之外，还包括浆液的稳定性指标，此项指标的倾析率应在5%以下。
1.2选择合适的同步注浆配比在开展地下隧道工程施工时，浆液也会受到地下水资源的影响，很可能出现浆液稀释情况，大大提升浆液离析的概率，降低浆液的强度，情况严重时也会出现浆液不能凝固的情况，一旦出现这种情况，隧道上方的地表层便会因缺乏重力支撑出现沉降的现象，对施工工地周围的建筑以及交通造成极为恶劣的影响，严重还会危机公民的生命财产安全。
1-盾构机始发、到达常见问题及施工方法(盾构机施工关键环节卡控要点)
空 气
压力（Mpa） 流量（L/min） 喷嘴直径及个数
浆 液
压力（Mpa） 流量（L/min） 喷嘴直径及个数
单管法
＞20 80～120 ф2-3mm（2个）
喷射方法 二重管法
＞0.7 ≥3
ф1-3mm（2个） ＞20
80～120 ф2-3mm（2个）
三重管法
＞20 30～120 ф2-3mm（2-4个）
盾构始发到达常见问题及施工方法
（盾构施工关键环节卡控）
中铁装备服务公司：钟庆丰
目录 一、盾构法施工概述 二、盾构始发、到达施工及常见问题 三、盾构施工关键技术
一、盾构法施工概述
4
1、什么是盾构 • 盾构的工作原理就是一个钢结构组件沿隧道轴线边向前推进边对土壤 进行掘进。这个钢结构组件的壳体称“盾壳”，盾壳对挖掘出的还未 衬砌的隧道段起着临时支护的作用，承受周围土层的土压、承受地下 水的水压以及将地下水挡在盾壳外面。掘进、排土、衬砌等作业在盾 壳的掩护下进行 (在盾壳的掩护下构筑隧道的大型特种非标设备) 。
、始发竖井结构、反力架支撑长度及盾构隧道线路设 计轴线定出盾构始发姿态空间位置，以确定洞门钢环 的预埋中心位置，然后反推出始发台的空间位置，提 前调整好盾构井底板的标高、坡度及结构等。为防止 盾构进洞磕头，在拟合线路始发的基础上整体抬高10 ～20mm；加固牢固，防止推进是移动。
4、始发台安装---（常见问题） （1）盾构隧道高程计算错误，或者空间位置计算错误；（多级复核） （2）由于未按照洞门预埋钢环中心始发，导致盾构无法进洞；（空间中心位置） （3）未考虑盾构机锥形结构，导致盾构在始发台上需要调整姿态；（考虑余量） （4）坡度、曲线始发考虑不足，始发后盾构隧道超限；（超前考虑、模拟）
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。
盾构始发、到达、同步注浆、姿态控制技术---刘典基65页PPT
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。控制技术---
刘典基
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
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搅拌桩桩位
旋喷桩桩位
搅拌桩桩径850mm，间距600，梅花形布置。旋喷桩桩径800mm， 桩间距600mm，搭接200mm。
盾构施工主要技术
盾构始发
端头加固 ——加固方法——加固质量要求
加固后土体的无侧限抗压强度＞0.8MPa，渗透系数小于1×10E-8cm/s
端头土体加固检查方法和标准表
编号 检查项目 1 加固土体强度
盾构机拆卸、转场、调头
盾构始发模式
盾构施工主要技术
整机始发和延长管线始发两种模式
整机始发——指盾构机主机和车架均放在车站底板上组装并连接，始发掘进时车 架和主机一起整体向前移动的方式。始发阶段管片、材料、渣土均从出土口吊运。
条件要求：车站站台层结构施工完成的长度能够容纳车架摆放的空间，一般须65米。 另外离端头65米左右处预留出土口。地面提供管片堆放和出土吊机行走的场 地。
米，横向为隧道轮廓线外3m。。
盾构施工主要技术
盾构始发
端头加固 ——加固方法（工法选择）——工法介绍
降水法
注浆法
开挖面自稳法高置压换旋法喷法
深层搅拌法
冻结法
双重钢板法
拔桩法开 SM挖W回拔填芯法法
直接切削临时墙法ENWOM法ST法
常用的方法有： 高压旋喷桩法 深层搅拌桩法 高压旋喷桩法＋深层搅拌桩法 冰冻法：垂直冰冻和水平冰冻两种
软土地层不能自稳，加固一
是保证始发时围护结构凿除后掌
子面土体能够保持自稳，二是在
盾尾进入洞口防水装置前防止洞
口地层涌砂涌水。
盾构始发
盾构施工主要技术
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、苏州等软土地层的加固实例，加固范围确定为隧道纵向方向为9
盾构类型
高压电要求
低压电要求
日本系列（电驱动） 10KV/10KV-2*1000KVA
10KV液压驱动） 10KV/10KV-2*1600KVA
10KV/380V-400kVA
➢ 水接口：提供Φ50管径的施工用水驳口
盾构施工主要技术
盾构始发
端头加固 ——加固目的
盾构始发
盾构施工主要技术
端头加固 ——加固方法——水平冰冻法介绍
2000
2000
3000
冻结加固区
冻结管(兼注浆管) 8000
在土体中施工水平冻结管、在冻结管中循环低温盐水，带出土体中热量， 使土体在－10摄氏度左右，形成防水性好、强度高的止水帷幕。盾构在冻结帷 幕的保护下始发。
盾构始发
盾构施工主要技术
盾构始发
盾构施工主要技术
端头加固 ——加固方法（工法选择）——工法比较
旋喷桩加固费用较高，加固时间6个月后强度过高不利于掘进。但旋喷浆 液可以有效达到每个缝隙，达到止水的效果，在碰到小型障碍物时搅拌桩无法 加固的盲区、旋喷桩可以拟补。搅拌桩和旋喷桩均需占用地面场地。
冻结法施工因其良好的防水性和强度指标在富水地层得到了较好的应用。 特别是水平冻结加固、几乎不用占用地面场地。但后期融沉的时间较长，注浆 作业和盾构掘进干扰。另外较旋喷和搅拌加固，工期须增加1个月左右(不含注 浆时间)。
盾构始发模式
盾构施工主要技术
－－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采用
根据宁波地铁地质和现场条件，结合华东地区的施工案例，优先选 择搅拌桩＋旋喷加固方案，在场地条件受限的情况下、选择冰冻法加固。
盾构始发
盾构施工主要技术
端头加固 ——加固方法——旋喷＋搅拌方案介绍
主要采用深层搅拌桩加固，搅拌桩和围护结构之间的间隙采用高压旋喷桩补充。
盾构始发
盾构施工主要技术
端头加固 ——加固方法——旋喷＋搅拌方案介绍
盾构施工主要技术
提纲
1、盾构始发 2、端头加固 3、盾构组装、调试 4、盾构正常掘进控制 5、盾构到达 6、盾构调头 7、盾构过站 8、管片生产简介
盾构施工主要技术
单个区间盾构施工主要程序
端头地层加固
洞门密封安装
盾构组装调试 盾构始发掘进
始发架安装 反力架安装
下面按施工顺序介绍……….
正常段掘进施工 盾构机到达
端头加固 ——加固方法——水平冰冻法施工图片
盐水管路
冻结管
盾构施工主要技术
盾构始发
端头加固 ——加固方法——加固质量要求
加固后土体的无侧限抗压强度一般＞3MPa，无渗水。
端头土体加固检查方法和标准表
编号 检查项目
标准
检查方法
备注
1
加固土体强度
一般＞3MPa
根据测温孔温度和去回路盐水 温度计算
实验推算
第二步：待盾构机始发时抵拢掌子面和到达时盾构机抵拢围护结构时，割除 围护结构内层钢筋，再开始掘进。
盾构施工主要技术
盾构始发
——始发设施安装——始发基座安装
始发基座（发射架）起导向和支撑盾构的作用。在洞门凿除完成之后，依 据隧道设计轴线定出盾构始发姿态空间位置，然后反推出始发基座的空间位置。 并固定牢固。
盾构始发模式
盾构施工主要技术
一般采用整机始发模式
下面主要以整机始发模式下简介各道工序
盾构施工主要技术
盾构始发
－－对车站的接口要求
车站结构要求： 盾构井吊装孔尺寸不小于10.5×7.5m，满足盾构整机始发车站
结构须完成65m，离始发端墙约57～63m处设置盾构出土井，尺寸不得 小于6×3m。
电接口：
标准 ＞0.8MPa
检查方法
备注
在每条隧道开挖线外侧2米施工 2个钻孔取芯检查。
取岩土芯 进行抗压 强度试验
2
加固体渗透性
≤0.2立方/d 在洞门范围上下左右及中心各 不得漏泥砂 施工钻孔1个，检查其渗水量。
钻孔要打 穿围护墙
3 加固体匀质性 加固体均匀
利用钻孔取芯进行检查
现场判定
备注：适用于搅拌或旋喷加固的土体
2 加固体渗透性
无渗水
在洞门范围上下左右及中心各 钻孔要打 施工钻孔1个，检查其渗水量。 穿围护墙
3 加固体匀质性 加固体均匀
利用钻孔取芯进行检查
现场判定
备注：适用于冰冻法加固土体
盾构施工主要技术
盾构始发
——洞门砼凿除
在检查端头土体加固满足要求后并在盾构组装后对洞门进行破除
第一步：先凿除围护结构保护层，并将外层的钢筋全部割除取出，并凿除至 剩余内排钢筋。