软土地层盾构施工技术与管理 2013
淤泥质软土地层中盾构法施工常见问题及应对措施探讨
淤泥质软土地层中盾构法施工常见问题及应对措施探讨摘要在沿海城市中地铁隧道常见于淤泥质软土地层中，本文以杭州至绍兴城际铁路工程衙前站～杨汛桥站盾构区间施工为工程背景，总结归纳了盾构法施工在淤泥质软土地层常见问题及采取的应对措施效果分析，对在该类似地层下盾构法施工提供一定借鉴和参考。
关键词淤泥质软土盾构法管片上浮0引言本文工程背景所处的浙江杭州、绍兴等地属于典型的软土地区，广泛分布厚层软土，主要由淤泥质土组成，而淤泥质软土地层因其独特的“天然含水量高，压缩性高，灵敏度高、触变性强、流变性大、强度低，透水性低”等特点容易造成盾构施工作业中出现地表沉降过大或塌陷、管片上浮破损渗漏水等问题，严重影响隧道施工安全质量。
1工程背景杭州至绍兴城际铁路工程衙前站～杨汛桥站区间隧道盾构段起点里程为DK3+626.666，终点里程为DK5+671.336。
右线全长2037.854米，左线全长2035.124m，区间隧道最小埋深9.551m，最大埋深26.649m，最大坡度为24.4156‰下坡。
衬砌管片外径φ6600mm，厚度350mm，环宽1200mm，采用通用楔型环错缝拼装。
隧道掘进采用2台盾构机，一台由中铁装备制造的φ6760mm土压平衡盾构机；另一台盾构机由辽宁三三工业有限公司制造的φ6790mm土压平衡盾构机。
2淤泥质软土中盾构法施工出现问题及解决措施2.1 盾构机掘进中管片上浮严重衙前站～杨汛桥站盾构区间右线试掘进段施工期间，通过对成型管片姿态实时监测发现1～50环推进完成后管片上浮严重，其中第47环管片最大上浮量已达到125mm，管片垂直偏差88mm已经接近管片控制值（100mm），并伴有管片错台、破损、渗漏等问题出现，对工程施工安全质量造成严重的影响。
1）主要原因分析（1）区间主要地层由③1淤泥质黏土、③2淤泥质粉质黏土组成。
该地层软土具有“天然含水量高，压缩性高，灵敏度高、触变性强、流变性大、强度低，透水性低”等特性。
盾构施工与管理规范
第一部分：盾构规范施工要求及规定一、施工场地施工现场的场地应满足工作井、龙门吊、管片存放、浆液站、泥浆处理设施、材料、渣土堆放、充电间、供配电站、控制室、库房等生产设施用地和施工运输要求。
二、前期调查对工程地质和水文地质调查,必要时补勘；对影响范围（2倍深度）内的建（构)筑物调查,必要时应鉴定；对地下障碍物、构筑物及管线等进行调查,必要时进行探查；对当地的环保要求与政策进行调查。
具体主要内容如下：1、实地踏勘调查各种建(构)筑物的使用功能、结构形式、基础类型及其与隧道的相对位置等；2、道路种类和路面交通情况；3、工程用地情况,主要对施工场地及材料堆放场地、弃土场地、运输路线等做必要的调查；4、施工用电和给水排水设施条件；5、有关环境保护的法律法规。
三、盾构选型与配置：刀盘、推进液压缸、管片拼装机、螺旋输送机、泥水循环系统、铰接装置、渣土改良系统和注浆系统等。
四、盾构选型①依据:1、工程地质和水文地质勘察报告:地层岩性及分布状况、地层软硬程度、地下水位、地层渗透性等，同时要特别注意大粒径卵砾石地层、漂石、高灵敏度软土、松散沙层、软硬混合地层、地中障碍物、可燃及有害气体等;2、隧道线路及结构设计文件：线路平纵断面（最小曲线半径、最大坡度）、建筑限界、隧道埋深、连续掘进长度、衬砌结构形式及分度参数等；3、施工安全；4、施工环境及其保护要求：工程周边的建(构）筑物状况、地下管线情况、道路交通状况、控制沉降要求。
盾构施工过程中应注重对环境的保护,防止施工过程中产生的废弃物、噪声等对环境产生污染.对泥水平衡盾构而言，泥浆处理不彻底，泥浆中的悬浮或半悬浮状态的细土颗粒不能完全分离出来,弃浆量大,会对周围环境造成影响；5、工期条件；6、辅助施工方法；7、类似工程施工经验.②盾构施工段工程地质的复杂性主要反映在基础地质（主要是围岩岩性）和工程地质特性的多变方面。
盾构选型时应综合考虑，并对不同选择进行风险分析后择其优者。
软土地层SMW工法盾构出洞施工技术
软土地层ＳＭＷ工法盾构出洞施工技术摘要:本文利用了ＳＭＷ工法中水泥土搅拌桩的止水功能与Ｈ型钢的抗变形能力,在施工场地比较狭小和地下管线复杂的情况下,将其应用于加固某盾构隧道出洞时的周围软土地层,取得了良好的效果和经济效益,对类似工程有一定的指导意义。
关键词:ＳＭＷ工法;盾构出洞;软土地层;技术措施1 概述软土地层盾构进出洞加固通常采用深层搅拌桩,并在搅拌桩与连续墙之间进行旋喷或注浆,但是在施工场地窄小或地下有建筑管线时,这种方法有时将变得无法进行。
本文以上海地铁Ｍ8线ＶＢ标区间隧道为例,介绍软土地层中采取ＳＭＷ工法出洞施工技术。
盾构出洞是指盾构机安装调试完成后,对准设计中心点、按照中心线路,自始发井出发,穿过井壁,推过整个加固区的施工过程。
它涉及到盾构机的安装、布置、调试及其所需的配套设施的准备、井壁混凝土的处理、井外地基处理、洞门防流水涌砂处理、盾构机推进控制、管片拼装和环境保护等工作。
2 出洞地面准备2.1 盾构机的进场由于盾构机自身的体积和重量比较大,在城市繁忙的交通条件下,尽量选择夜深、人少、车少的时间进场,进场前拟定合理的行驶路线,征得交警部门的同意,并邀请交警协助运送。
2.2 临时设施在盾构推进施工前,接常规进行施工用电、用水、通风、排水、照明等设施的安装工作;施工必需材料、设备、机具备齐,管片、连接件的储量需满足三天推进用量;井上、井下建立测量控制网并经复核、认可;车架安置到位,电缆、管路等接至井下;对隧道沿线的建筑物以及盾构将要穿越的需要保护的管线布置沉降监测点。
沿线盾构障碍物在盾构推进前开始拔除。
吊运盾构机的大型吊车到位,主吊车采用200ｔ,辅助吊车选择100ｔ,完成盾构机的吊运。
3 井下准备3.1 盾构承台设备(亦称发射架)作为盾构机在井内的支承台座,在焊接制作时,主要考虑其能够充分承受盾构机自重,可以进行安全的移动操作,并用钢轨、工字钢或其它材料设置一条可靠的盾构推进轨道,保证起步工作准确进行。
软硬不均匀地层盾构推进技术交底
盾构推进施工软硬不均地层技术交底记录一、交底范围及目的【泰～京】区间右线盾构513-536环穿越上软下硬段地层，为控制盾构穿越期间地面沉降符合规范要求，确保地面及周边建筑物稳定，特进行此交底。
二、交底依据（1）南京地铁三号线TA03标【泰～京】区间相关设计图纸。
（2）南京地铁三号线D3-XK01标泰冯路站～京新村站区间岩土工程详细勘察报告。
（3）《市政地下工程施工质量验收规范》DG/TJ08—236—2006。
（4）南京地铁三号线TA03标施工组织设计。
（5）南京地铁三号线TA03标【泰～京】区间盾构推进方案。
三、工程情况说明【泰～京】区间右线盾构通过软硬不均匀地层（里程为K5+808.59到K5+781.14,从682环推进1100mm开始，到536环推进至1050mm结束。
该段地面为苏宁在建小区中达项目部临建房屋（详见附图），穿越段地质情况自上而下依次为杂填土、流塑状淤泥、淤泥质粉质粘土、强、中风化岩，隧道穿越范围内为淤泥质粉质粘土及强、中风化岩地层，隧道顶埋深为11.0~11.6m。
四、施工时间计划工序名称 开始时间 完成时间 备注 盾构通过软硬不均匀地层 2012.6.20 2013.6.30 10天五、施工工艺及质量要求1、土仓压力：推进时2#、3#土仓压力控制在2.0~2.2bar，在保证土仓压力的情况下稳步推进。
2、推进参数：盾构总推力保持在180-200bar，刀盘转速为1.4-1.6r/min，刀盘扭矩保证在80-160bar之间。
3、出渣量：出渣量控制在37~39m3每环，出土量变化值±1m3。
4、推进速度：在保证土仓压力及出土量的情况下稳步推进，掘进速度控制在10~15mm/min，尽量保持其稳定，减小对地层的扰动,减小地面沉降。
5、注浆量：注浆量按照4.5~5m3每环进行。
由值班工程师根据地面沉降情况要求进行补注浆。
6、外加剂：在刀盘扭矩大导致无法正常推进时，可加入泡沫剂，每环加入量为30~60L。
地铁盾构在软土地层中施工常见问题处理
地铁盾构在软土地层中施工常见问题处理常心毅【摘要】Taking the ZTE6250 type shielding machine in Xi'an metro line 3 construction works as an example, the paper introduces the common faults occurred in the shield construction in soft soil, such as hunting advance, vertical posture falling, diffi cult spiral out spoil, and slurry fl ow loss control. Under these various difficult conditions, some corresponding measures are taken to ensure the construction work safety, cost effective and high effi ciency.%文章以中铁重工 ZTE6250型盾构机在西安地铁3号线施工情况为例，介绍盾构在软土地层施工中出现的蛇形前进、垂直姿态下掉、螺旋出土不顺、浆液流失等常见作业故障的处理，在不同状况下，制订相应的应对措施，使施工作业安全、经济、高效。
【期刊名称】《现代城市轨道交通》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P58-60)【关键词】盾构;掘进姿态;软土地层;故障处理【作者】常心毅【作者单位】中铁十八局集团有限公司第三工程有限公司，河北涿州 072750【正文语种】中文【中图分类】U455.43西安地铁 3 号线 TJSG-14 标段，共 3 站 2 区间，双向隧道同时掘进，隧道长度约 3 076 m，区间平面曲线最小半径为 550 m，最大纵坡为25.189‰，底板埋深为18～28 m。
卵石土地层盾构下穿既有建筑物施工技术
卵石土地层盾构下穿既有建筑物施工技术游祖群(中铁十三局集团有限公司 长春 130033)摘 要 结合在建成都地铁通越冶金宾馆的施工,介绍了成都卵石土地层中盾构机下穿桩基础建筑物的施工经验。
重点介绍了盾构下穿既有建筑物时采用的地下掘进参数控制、地面跟踪注浆、荷载转移等方法,以上方法的综合应用经验对卵石土地层中盾构的施工有着较好的借鉴意义。
关键词 盾构施工 既有建筑物 跟踪注浆 荷载转移中图分类号 U455.43 文献标识码 B 文章编号 10094539(2010)08004404Con structi on Technology of Crossi n g Ex isti n g Bu ild i n gs i n Sand2pebble Layer by Sh i eldYou Zuq un(China Rail w ay13th Bureau Gr oup Co.L td.,Changchun130033,China)Abstract This article,with a combinati on of the constructi on of cr ossingMetallurgy Hotel of Chengdu sub way,intr oduces the constructi on experience of cr ossing existing buildings in sand2pebble layer.It intr oduces the undergr ound excavati on pa2 ra meter contr ol,gr ound tracing gr outing,and l oading transfer when cr ossing existing buildings.The comp rehensive app lica2 ti on of the methods above can be very beneficial t o other si m ilar p r ojects.Key words shield method constructi on;existing buildings;tracing gr outing;l oading transfer1 引言在建成都地铁1号线盾构2标线路处于人民北路和人民中路上由北向南,沿人民北路南部和人民中路敷设,共3个区间:人民北路站～文武路站区间、文武路站～骡马市站区间、骡马市站～天府广场站区间。
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。
盾构法隧道软土地层盾构进出洞施工技术(全文)
盾构法隧道软土地层盾构进出洞施工技术(全文)【一】正文：第一章引言1.1 背景介绍软土地层盾构进出洞施工技术是盾构法隧道施工中非常重要的一个环节，对确保施工安全和工程质量具有重要意义。
本文将详细介绍软土地层盾构进出洞施工技术的各个方面。
1.2 目的和范围本文旨在全面介绍软土地层盾构进出洞施工技术的相关内容，包括施工工艺、施工设备、施工控制等方面，并提供可供参考的工程实例和施工现场照片。
第二章软土地层盾构进出洞施工技术概述2.1 施工概述软土地层盾构进出洞施工技术是盾构法隧道施工中的关键环节，主要目的是确保盾构机顺利进入和退出隧道施工区域，同时保证施工过程中的安全和稳定。
2.2 施工工艺软土地层盾构进出洞施工过程包括准备工作、施工准备、施工操作、质量控制和安全措施等几个关键步骤。
本节将详细介绍每个步骤的具体内容。
2.3 施工设备软土地层盾构进出洞施工所需设备主要包括盾构机、推进辅助设备、洞口支护设备等。
本节将对这些设备进行详细介绍，并提供选型和使用注意事项。
第三章施工控制技术3.1 盾构机控制盾构机在软土地层盾构进出洞施工中的控制是一个关键问题，本节将介绍盾构机控制的具体方法和要点，并介绍一些常见问题的解决办法。
3.2 洞口支护控制洞口支护在软土地层盾构进出洞施工中也是一个非常重要的环节，本节将介绍洞口支护的控制技术，包括设计原则、支护结构选择和施工要点等。
第四章工程实例和施工现场照片4.1 工程实例介绍本节将介绍若干个软土地层盾构进出洞施工的工程实例，通过这些实例可以更直观地了解实际施工中的问题和解决方法。
4.2 施工现场照片本节将提供若干张软土地层盾构进出洞施工的施工现场照片，以便读者对实际施工情况有更清晰的认识。
附件：1. 软土地层盾构进出洞施工工程实例图纸2. 盾构进出洞施工设备选型表格法律名词及注释：1. 盾构法隧道施工：指使用盾构机进行的隧道施工方法。
2. 软土地层：指土壤工程中较为松软的土质层。
TBM-盾构施工技术及风险管理
4、 盾构隧道施工简述
我国自上世纪50年代开始将小型盾构用于下水道工程， 1966年开始用盾构法修建穿越黄浦江水下公路隧道工程， 自此以后盾构隧道在京、津、沪、穗等城市地铁中及过江 隧道中得到迅速发展；北京地铁自2001年开始采用土压平 衡盾构机修建了地铁5号线雍和宫一北新桥站区间试验工程， 取得成功后得到推广应用，北京地铁新线工程5号线、10号 线一期及奥运支线、4号线、机场线共114 km，其中用盾构 法修建区间隧道达30 km(拥有盾构机l8台)，修建的北京地 铁9号线、8 号线、10号线二期、大兴线等区间也大部分采 用盾构法修建（初估需用盾构机约90台）。
2）施工途中不能改变开挖直径，形状变更难，在应用上 受到一定的制约；
3）地质的适应性受到一定限制，例如遇到溶洞或岩石抗 压强度超过250Mpa且又完整性好的地层，刀具的使用成本 急剧增大，就是采用镶有硬质合金的刀具也难以奏效，开 挖速度大大降低。
3．TBM的施工特点
3.1 因为TBM施工是将隧道作业工厂化的工法，因此要求 与TBM施工配套的各主、辅设备均应满足高效率的生产要 求（盾构施工也同样）。在这时不能说谁重要、谁次要。 在不断的连续掘进中，哪怕最不起眼的辅助设备出现故障， 都将导致整个隧洞施工的停止。因此通常一天24小时，起 码要有6个小时保证设备的维修、保养，这样才能保证在 另外18小时内掘进机能连续掘进（除非现场配置完备的设 备状态检测仪和故障诊断仪等）。
4、 盾构隧道施工简述
盾构隧道施工系指使用盾构机，一边控制开挖面使围岩 不发生坍塌失稳，一边进行隧道衬砌，并及时向盾尾后面 的开挖隧道周边与衬砌环外围之间的空隙中压注足够的浆 液，以防止围岩松驰和地面下沉。在盾构推进中可以从开 挖面不断地排出适量的土体。
软土地层盾构施工技术与管理课件
该案例介绍了某大型商业综合体盾构施工的实际情况，针对规模庞大、施工组织难度大、环境保护要 求高等特点，采取了一系列优化措施，确保了盾构施工的顺利进行，同时满足了环境保护的要求。
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软土地层盾构技术的发展趋
势与展望
智能化盾构技术的发展
智能化盾构技术是指通过引入自动化、智能化技术，提高盾构施工的效率和安全性 。
2
针对不同的复杂环境条件，需要采取相应的对策 和技术措施，如加强地质勘察、优化盾构机设计 、加强施工监测等。
3
随着环境保护意识的不断提高，复杂环境盾构施 工需要更加注重环境保护和生态修复，实现绿色 施工。
感谢观看
THANKS
质量检测与监控
02
采用先进的检测和监控设备，对盾构施工过程进行实时监测，
确保施工质量。
质量验收
03
在盾构施工完成后，进行严格的质量验收，确保施工质量符合
设计要求和相关标准。
盾构施工的进度控制
01
进度计划制定
根据盾构施工的实际情况和工期 要求，制定科学、合理的进度计 划。
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03
进度监控与调整
资源调配
盾构机具备自动挖掘、 排土、衬砌等作业功能 ，提高了施工效率。
盾构施工对周围土层的 扰动小，能减少对周围 环境的影响。
盾构机连续作业，提高 了施工速度。
在地下作业，能减少地 面施工带来的安全风险 。
软土地层盾构技术的发展历程
初始阶段
20世纪初，盾构技术开始应用于地下工程建设。
发展阶段
随着科技的不断进步，盾构技术逐渐完善，适应 不同地层条件的盾构机被研发出来。
成熟阶段
现代盾构机集成了先进的技术和设备，实现了高 效、安全、环保的施工。
盾构法与顶管法
第二章盾构法与顶管法盾构是在软岩和土体中进行隧道施工的专门机具,使用盾构机开挖隧道的方法称为盾构法.顶管法是将分节预制好的地下管道或小型隧道在土层中顶进,穿越障碍物的一种施工方法.盾构法和顶管法是软土地层中隧道暗挖施工的两类主要方法.盾构法隧道前进是依靠设在盾尾的一组千斤顶克服盾构机重和周围土体产生的正面和侧壁的摩阻力,千斤顶支撑在已拼装好的环形隧道衬砌上,每拼装一环管片,千斤顶向前推进一个衬砌环间宽度.理论上,盾构法施工隧道,前进阻力不受隧道长度增加而增加.顶管法的推力来自始发工作井内作用在后背井壁上的分组千斤顶,千斤顶将装有切口和支护开挖装置的工具管顶出工作井井壁,以工具管为先导,逐步将预制好的管节按设计轴线顶人土层中,直至工具管后的第一个管节进人目标工作井.顶管法推进的阻力随管道长度的增加而增加.为了克服长距离顶管顶进力不足,常在管道中间设置一个至几个中继接力间或采取其他减少摩阻力措施.这两类工法的共同特点1除竖井外,地面作业很少,隐蔽性好,因噪声、振动引起的环境影响小；2隧道及管道施工费用和技术难度基本上不受覆土深浅的影响,适合建造覆土深的隧道；3穿越河底或湖、海底时,隧道施工不影响航道,也完全不受气候的影响；4穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时,周围环境可不受施工影响；5自动化程度高,劳动强度低,施工速度快、安全.在施工工艺上,两种工法也有许多共同特点：l都必须先在地面建造始发工作井,进出工作井的封门和土体加固技术；2开挖工作面采用土压、气压、泥水或机械平台平衡开挖面的技术；3挖土、土渣材料的运输方式；4防排水及安全保护措施；5地面沉降,对环境的扰动.顶管法一般用于修建排水管、敷设煤气管、输油管、动力电缆和通讯电缆的管道、地下交通隧道及桥梁的墩台等,这些管道的内径一般都在2～3m.内径太大和太小的管道顶进都较困难,因而都是目前顶管技术研究的方向.口径超过4石m的管道,一般自重过大,且在市内输送时超过限量规定,故常在现场预制；口径超过3m的较长距离顶管综合经济效益不如盾构法施工；直径小于的顶管,人员不能到达工作面,必须借助电视等实行远距离操作、自动控制,习惯称为微形顶管.顶管法施工与盾构法施工相比有突出的优点：1管段整体预制,结构强度易保证；2管段制作、养护工艺在工厂完成,混凝土管壁可有较好的水密闭性能；3与盾构法隧道相比,接缝大为减少,容易使接缝达到密闭防水要求；4管道纵向受力性能较好,能适应地层的变形；5不需要二次衬砌,工序简单；6内壁光洁,作为输水隧道时,流水阻力减小.第一节盾构法施工一、盾构机的组成与分类盾构掘进机一般由盾构壳、推进千斤顶、正面支撑机构、挖土及运输组、衬砌拼装机构、液压系统、操作系统、注浆系统和盾尾装置等组成.盾构机的盾壳是由钢板焊接成壳体,在盾壳掩护下,进行土体开挖、衬砌拼装等隧道施工的工序.盾壳可分为切口环、支承环和盾尾三部分,见图2-1.1．切口部分.它位于盾构的最前端,施工时切人地层,掩护开挖作业.切口环前端设有刃口,以减少切土时对图 2-1 盾构的构地层的扰动.切口环的长度主要取决于支撑、开挖方法的挖土机具和操作人员回旋余地大小.大部分手掘式盾构切口顶部比底部长,就像帽檐一样,有的还设有千斤顶操纵的活动前檐,以增加掩护长度.网格式盾构在切口环上装有钢网格,正面支承千斤顶和活动帽檐,机械式盾构则前端装有刀盘和铲斗.在局部气压、泥水加压和上压平衡式盾构中,其切口部分的压力高于隧道内部的常压,故切口与支撑之间需用密闭隔板分开.2．支承环部分.支承环紧接于切口环后,位于盾构的中部,是一个刚性较好的圆形结构.地层土压力、所有千斤顶的顶力以及切口、盾尾、衬砌拼装时传来的施工荷载均由支承环承担.支承环的外沿布置盾构推进千斤顶.拼装机用于拼装管片衬砌,主要设备有举重臂、真圆保护器等.大型盾构占用空间较大,所有液压动力设备、操纵控制台、衬砌拼装器举重器等都往往布置在这里,中小盾构则可把部分设备移至盾构后面的车架上.当切口环内压力高于常压时,在支承环内要布置人行加压和减压闸.3．盾尾部分.盾尾一般由盾构外壳钢板延长构成,主要用于掩护隧道衬砌的安装工作.盾尾末端设有密封装置,以防止水、土及注浆材料从盾尾与衬砌之间进人盾构内.盾尾密封装置损坏时,还要在盾尾部分进行更换,因此,盾尾的长度要满足以上各项工作的进行.盾尾厚度从结构上考虑应尽可能减薄,但盾尾除承受上压力外,遇到隧道纠偏及弯道施工时,还有图 2-2 盾尾密封一些难以估计的施工荷载,受力情况复杂,所以其厚度应综合上述因素来确定.4．盾壳外径与衬砌外径间的建筑空隙,在满足盾构纠偏要求的前提下应尽量减小.盾尾密封装置要将经常变化的空隙加以密封,因此材料要富有弹性,构造形式要求耐磨损、耐撕裂.以往采用过橡胶板或橡胶板两面加弹簧钢板的复合板,还试用过充气车胎、尼龙毛刷等,但均未取得理想的效果.特别是盾尾压注水泥浆的盾构,密封装置更易损坏.目前除了摸索新的密封形式外,一般采用多道、可更换的盾尾密封装置,如图2-2所示.当前多采用多道弹簧钢板和钢丝刷组成的密封装置,同时在钢丝刷上涂满油膏.油膏在盾构推进中有损耗,需不断补充.盾构机可分为以下四类1．手掘式盾构手掘式盾构构造简单,配套设备较少,因而造价低.其开挖面可以根据地质条件全部敞开,也可以采取正面支撑随开挖随支撑.在某些疏散的砂性地层,还可以按照土的摩擦角将开挖面分为几层,这时,就把盾构称为棚式盾构.手掘式盾构的主要优点：1正面是敞开的,施工人员随时可以观察地层变化情况,及时采取应付措施；2当在地层中遇到桩、孤石等地下障碍物时,比较容易处理；3可以向需要方向超挖,容易进行盾构纠偏,也便于在隧道的曲线段施工；4造价低,结构设备简单,易制造.它的主要缺点有：1在含水地层中,当开挖面出现渗水、流砂时,必须辅以降水、气压或地层加固等措施；2工作面若发生塌方和沼气爆炸事故时,易引起危及人身及工程安全的事故；3劳动强度大,效率低、进速慢,在大直径盾构中尤为突出.手掘式盾构尽管有上述不少缺点,但由于简单易行,目前在地质条件较好的工程中仍广泛应用.2．挤压式盾构挤压式盾构分为全挤压及半挤压两种,前者是将手掘式盾构的开挖工作面用胸板封闭起来,把土层挡在胸板外,这样就比较安全可靠,没有水、砂涌人及土体坍塌的危险,并省去了出土工序；后者是在封闭上局部开孔,当盾构推进时,土体从孔中挤人盾构,装车外运,劳动条件比手掘式盾构大为改善,效率也成倍提高,见图2-3.挤压式盾构仅适用于软可塑的粘土层,适用范围比较狭窄.全挤压施工由于有较大隆起变形,只能用于空阔的地段或河底、海滩等处；半挤压施工虽然能在城市房屋、街道下进行,但对地层扰动大,地面变形也很难避免,这是挤压式盾构的缺点.网格式盾构是一种介于半挤压和手掘式之间的盾构形式.这种盾构在开挖面装有钢制的开口格栅,称为网格.当盾构向前推进时,土被网格切成条状,进人盾构后运走如图2－4.当盾构停止推进时,网格起到挡土作用,有效地防止了开挖面坍塌.这种盾构对土体的挤压作用比挤压式盾构小些.网格式盾构也只适用于软可塑的粘性土层,地层含水时,尚需辅以降水、气压等措施.3．半机械式盾构图 2-3 挤压式盾图 2-4 网格式盾构1-盾构千斤顶推进盾构用; 2-开挖面支撑千斤顶; 3-举重臂拼装装配式钢筋混凝土衬砌用; 4-堆土平台盾构下部土块由转盘提升后落入推半机械式盾构系在手掘式盾构正面装上挖土机械来代替人工开挖.根据地层条件,可以安装反铲挖土机或螺旋切削机.如果土质坚硬,可安装软岩掘进机的切削头子.半机械式盾构的适用范围基本上和手掘式一样,其优缺点除可减轻工人劳动强度外,均与手掘式相似.4．机械式盾构机械式盾构是手掘式盾构的切口部分,安装与盾构直径同样大小的大刀盘,以实现全断面切削开挖.若地层能够自立或采取辅助措施后能自立,可用开胸机械式盾构,如果地层较差,则可采用下列几种阔胸机械式盾构.1开胸机械切削盾构.当地层能够自立,或采用辅助措施后能够自立时,在盾构切口部分,安装与盾构直径相适宜的大刀盘,以进行全断面开胸机械切削.星形的刀盘辐条后面没有胸板封闭2局部气压盾构.这种盾构见图2－5系在开胸机械式盾构的切口环和支承环之间装上隔板,使切口环部分形成一个密封舱,舱中通人压缩空气,以平衡开挖面的土压力代替在隧道内加压的全气压施工.这样衬砌拼装和隧道内其它施工人员就不在气压舱内工作,无疑有很大的优越性.局部气压盾构的一些技术问题,目前尚未很好解决.例如,从密封舱内连续出土的装置,还存在漏气和寿命不长等问题；盾尾密封装置还不能完全阻止气压舱内的压缩空气通过开挖面经外壳从盾尾泄露；管片接缝漏气等,故目前世界各国应用不多.在江、河、海底进行盾构图 2-5 局部气压盾构 1-气压内出土运输系统; 2-皮带运输机; 3-排土抓斗; 4-出土斗; 5-运土车; 6-运送管片单轨; 7-管片; 8-管片拼装器; 9-伸缩接头法隧道施工,如果覆盖土层薄,为防止塌顶和地表水涌人,采用压缩空气支撑开挖面常常是必需的.3泥水加压式盾构.局部气压盾构的技术难题是连续出土和压缩空气的泄露问题.地层在同样压力差及同样间隙条件下,漏气量要比漏水量大80倍之多.因此,若在上述局部气压密封舱内改通入泥水泥浆,既可大大减少盾尾的漏气,同时刀盘切削下来的土,还可利用泥水通过管道输送到地面处理,这就解决了从密封舱内连续出土的问题,这些优点都是显而易见的.但泥水盾构的配套设备多,首先要有一套自动控制和泥水输送的系统,还要有专门的泥水处理系统,所以泥水加压盾构的设备费用较大.以5m直径的中型盾构为例,假定泥水盾构本身的投资为100,则其控制系统的投资也需100,地面泥水处理的投资还需100.设备投资比一般机械化盾构高,这是它的主要缺点.4土压平衡式盾构.这种盾构又称削土密闭式或泥土加压式盾构见图2－6,是在上述两种机械化盾构的基础上发展起来的.这种盾构的前端也有一个全断面切削刀盘,盾构的中心或下部有长筒形螺旋运输机的进土口,其出土口则在密封舱外.所谓土压平衡,就是用刀盘切削下来的土,如同压缩空气或泥水一样充满整个密封舱,并保持一定压力来平衡开挖面的土压力.螺旋运输机的出土量用它的转速控制要密切配合刀盘的切削速度,以保持密封舱内始终充满泥土,而又不致过于饱满.这种盾构避免了局部气压盾构的主要缺点,也省略了投资较大的泥水盾构所需的输送和处理设备,因此,是一种发展中的最新型盾构.土压平衡式盾构机应用比较广泛,种类也比较多.5混合形盾构Mixsllield.混合形盾构就是把隧道岩石掘进机T．B．M,Tunnel Boring Machine与软土的盾构机相结合,造出既能用于岩石地层,也可用于软土的新型隧道掘进机,图2-7为有代表性的一种.为了图 2-6 土压平衡式盾构1-刀盘用油马达; 2-螺旋运输机; 3-螺旋运输机适应软土层的粉细砂、中砂、粗砂、淤泥、粉质粘土、风化砂岩等多变的地层条件,我国广州地铁采用了混合型的泥水平衡盾构和混合形土压平衡盾构.即通过改进刀盘的刀具型式、刀具开口进土率、泥土排除外运和分离装置,吸收两种盾构机特点,以适应不同地质和环境条件的影响.6异形盾构.上海隧道股份有限公司使用国产矩形盾构施工完成了黄浦江行人观光隧道的出人通道,日本东京地铁12号线使用了三心圆泥水盾构.三心圆泥水盾构是由三台圆形盾构机排列组合成一体,中心大刀盘直径为,两侧盾构机外径为8．14m,相互交叠后总的高度达.为适合 R ＝125m 弯曲曲线推进,机器装有活动铰接合机构铰的角度2°.机身总长,工作面单位面积推力为179kN,总推力150000kN.有四台电机用于盾构机操作管片的拼装、钢主柱的架设,设备的总重量达2600t.盾构机身和车架总长约275m,中部为137m,主要用于建造乘客在两端进出的车站.站台部分的衬砌由钢管片组成,乘客的通道由柔性的钢筋土管片组成,见图2-8.二、盾构法施工工艺过程使用盾构法施工,施工工艺流程如图2-9.始发工作井建造 盾构吊运、装配、试车 架设后座支撑基座 凿除封门 开挖、顶进50m 后拆除吊环、100m 后调整施工强度,设定推压力 出井进洞 千斤顶顶进挖土 调整舱内土压力 拼装衬砌、注浆 姿态调整,循环往复 推 进 最后50m 轴线校正、调整 盾构出洞进工作井 嵌缝、封孔、堵漏 管片制作 螺栓现场粘贴 防水联络通道施工 进出工作井洞口土体加固处土体改良图2-8 异形盾构一盾构的组装基坑或工作井 在盾构施工段的始端,要布置基坑或井,用以进行盾构的安装工作.若盾构推进线路特别长时,还应设置检修工作井,这些井和基坑应尽量结合隧道规划线路上的通风井、设备井、地铁车站、排水泵房以及立体交叉、平行交叉、施工方法转换处来设置.作为拼装室用的井,其建筑尺寸应根据盾构装施工要求来确定,其宽度一般应比盾构直径酌情减小,井的长度方向沿推进方向要考虑盾构设备安装的要求.目前,中、小盾构的动力装置、配电设备大部分布置在盾构后面的设备车架上.若考虑安装全部设备车架,会使工作井尺寸过长.一般盾构可采用临时操纵措施安装部分车架,但确定井的长度时也要考虑将来转换成全套车架的方便.从施工要求考虑,井的宽度具有盾构安装尺寸已够,而长度则要考虑在盾构前面拆除洞门封板和在盾构后面布置后座和垂直运输所需的尺寸.此外,为方便进行洞门与衬砌间空隙的充填、封板工作及临时后座衬砌环与盾构导轨间的填实工作,在盾构下部至少应留有1m 左右高度的空间.工作井可以用沉井箱法施工,也可连续墙支护桩排墙支护、锚喷支护明挖法施工,视工程地质和水文地质情况而定.盾构基座 盾构基座在井内用作安装及稳妥地搁置盾构,更重要的是通过设在基座上的导轨使盾构在施工前获得正确的导向.因此,导轨需要根据隧道设计、施工要求定出的平面及高程位置进行测量定位.基座可以采用现浇钢筋混凝土或钢结构,导轨由两根或多根钢轨组成.基座除承受图2-9 盾构隧道施工流程盾构自重外,还应考虑盾构切人地层后,进行纠偏时产生的集中荷载.二盾构开挖盾构开挖方式可分为敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等.为了减少盾构施工对地层的扰动,可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层,然后在切口内进行土体开挖与运输,这是软土地层盾构掘进的基本过程.1．敞开式开挖手掘式及半机械式盾构均为半敞开式开挖,这种方式适于地质条件好,开挖面在掘进中能维持稳定或在有辅助措施时能维持稳定的情况,其开挖程序一般是从顶部开始逐层向下挖掘.若土层较差,还可以借助千斤顶加撑板对开挖面进行临时支撑.根据切口长度的不同,每环可分数次开挖和推进.支撑千斤顶常设计成差压式,即在保持支撑力的条件下可以缩回,以确保支撑效能.采用敞开式开挖,处理孤立障碍物、纠偏、超挖均比其他方式容易.为尽量减少对地层的扰动,要适当控制超挖量与暴露时间,土质较差时尤应注意.2．机械切削开挖这里主要指与盾构直径相仿的全断面旋转切削刀盘简称大刀盘开挖方式.过去也用过一些由多个小盘组成的所谓行星式刀盘,以及千斤顶操纵的摆动式刀盘,但目前大都采用以液压或电动机作动力的可双向转动切削的大刀盘.根据地质条件的好坏,大刀盘可分为刀架间无封板的及有封板的两种.前者适用于土质较好的条件,如我国黄土高原使用的“—2”黄土洞掘进机,即为无封板刀盘形式.大刀盘切削开挖配合运土机械皮带机、刮板机、转盘.螺旋运输机等可使土方从开挖到装车运输部实现机械化.大刀盘开挖方式,在弯道施工或纠偏时不如敞开式便于超挖有些刀盘装有周边超挖刀来弥补其不足.此外,清除障碍物也显得困难些,特别是装有封板的大刀盘更显不便.使用大刀盘的盾构机械构造复杂,消耗动力较大,但这种盾构是实现隧道施工机械化、减轻体力劳动的必然方向.目前国内外较先进的泥水加压盾构、土压平衡盾构,均采用这种开挖方式.3．网格式开挖采用这种开挖方式时,开挖面由阿格梁与格板分成许多格子.开挖面的支撑作用是由土的粘聚力和网格厚度范围内的阻力与主动土压相等而产生的.当盾构推进时,克服这项阻力,土体就从格子里呈条状挤出来.要根据土的性质,调节网格的开孔面积.格子过大会丧失支撑作用；格子过小则会引起对土层的挤压扰动等不利影响.我国在大面积使用大、中型盾构过程中,曾在网格后面布置提土转盘,把土提到盾构中心的刮板机头部,然后装车外运.实践证明,这种出土方式效率高、效果好.网格式开挖一般不能超前开挖,全靠调整千斤顶编组进行纠偏.采用网格开挖时,在所有千斤顶缩回后,会产生较大的盾构后退现象,导致地表沉降,因此,施工时务必采取有效措施,防止盾构后退.根据施工经验,每环推进结束后采取维持顶力使盾构不进不推屏压5～10min,可有效防止盾构后退.此外,拼装管片时,要使一定数量的千斤顶轴对称地轮流维持顶力,以防盾构后退.在确定网格式盾构的推力时,应计及开挖面土体主动上压力引起的阻力以及网格梁、隔板切人土层的阻力.4．挤压式开挖全挤压式和局部挤压式开挖,由于不出土或只部分出土,对地层有较大的扰动,在考虑施工轴线时,应尽量避开地面建筑物.局部挤压施工时,要精心控制出土量土质不同,出土量也不同,一般宜作实地试验,以减少和控制地表变形.全挤压施工时,盾构把四周一定范围内的土体挤密实.由于只有上部有自由面,所以大部分上体被挤向地表面,部分土体则挤向盾尾及盾构下部.因此盾尾建筑空隙可以自然得到充填,不需要再进行衬砌壁后注浆.根据施工的观察与测量,挤向盾尾的土体对初出盾尾的衬砌产生的环向荷载是不小的.挤压施工时,由于可以把开挖面全部封闭起来,在盾尾密封效果良好的条件下,可以不采取其他辅助施工措施,而且不出土、不压浆,能在土质塑性大、空隙比较大、有流动性的地层中达到较高的施工速度.挤压推进时,盾构有明显的上浮趋势,正面又不能超挖,只能凭调整千斤顶编组来纠偏.遇到纠偏困难时,在正面阻力较大处,可以打开封板挤出部分土来调整阻力.因此,常在正面封板的各个方位设置可启闭的出土闸门.三隧道衬砌的拼装软土地层盾构施工的隧道衬砌,通常采用预制拼装的形式：对于防护要求甚高的隧道,也有采用整体浇注混凝土的.整体浇注衬砌施工繁琐,进度较慢,目前已逐渐被复合式衬砌取代.复合式衬砌在成洞阶段先采用较薄的预制衬砌,然后再浇注混凝土内衬,以满足防护要求.预制拼装衬砌是由称为“管片”的多块弧形预制构件拼装而成.管片可采用铸铁、铸钢、钢筋混凝土等材料制成的各种构件形式.通常,盾构及衬砌结构确定之后,其拼装方法也就大致决定了.管片拼装方法根据结构受力要求,分为通缝拼装和错缝拼装两种.通缝拼装,管片的纵缝要环环对齐,拼装较为方便,易定位,衬砌环施工应力小,但环面不平整的误差容易累积起来,特别是采用较厚的现浇防水材料时,更是如此.若结构设计需要采用衬砌本身来传递圆环内力时,宜采用错缝拼装,即衬砌圆环的纵缝在相邻圆环环间错开l／2～l／3管片.这种管片的环纵缝可设计成榨形连接,以利拼装.错缝拼装的隧道比通缝拼装的隧道整体性强,但由于环面不平整,常引起较大的施工应力,防水材料也常因压密不够面渗漏水.管片拼装方法按其程序,可分为“先纵后环”和“先环后纵”两种.先环后纵法是：拼装前将所有盾构千斤顶缩回,管片先拼装成圆环,然后用千斤顶使拼好的圆环纵向靠拢与已成环连接成洞.这种方法拼装的环面较为平整,纵缝拼装质量好,但对易产生后退现象的盾构,不宜采用.先纵后环的拼装方法可以有效地防止盾构后退,即拼装某一块管片时,就只缩回该管片部分的千斤顶,其它千斤顶则轴对称地支撑或升压.这样逐块轮流缩回与伸出部分千斤顶,直至拼装成环.在整个拼装过程中,要求控制盾构位置不变.管片拼装常用举重臂来进行.举重臂可以根据拼装要求完成旋转、径向伸缩、纵向移动等操作,有的还装有可以微动调节的装置.无论是采用先纵后环还是先环后纵的方法,举重臂均能迅速、方便地完成作业,其操作顺序是：自上而下,左右交叉,最后封顶成环.若采用将衬砌管片纵向插入拼装的方法,举重臂沿隧道轴向的移动距离要加长.。
软土地层急曲线盾构隧道施工扰动位移仿真模拟
度 、土体损失率等施工参数对扰动位移和管片受力 影 响 复 杂 ，优 化 控 制 困难 【 １ ］ 。
国 内外 科 研 人 员 结 合 工 程 建 设 对 相 关 理 论 和 技
术 问题 进行探 索性研究 ，但对复杂地质条件下急 曲 线 盾构 施工过程位移 特性 、施工参数对位移影响及 其作用 机理等还缺乏 系统研究 。 本文 以宁波地铁 １ 号线滨海相 淤泥质软 土地层
第６ 期（ 总第 １ ７ ０ 期）
２ ０ １ ３年 １ ２月
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Ｎｏ． ６（ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ 『 Ｎｏ． １ ７ ０ ）
Ｄｅ ｃ ． ２ ０１ ３
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ — ４ ６ ５ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ １ ９
关键词 ：急 曲线盾构 隧道 ；Ｆ Ｅ Ｍ 仿真模拟 ：扰动位移 ；参数敏感性
中 图分 类 号 ：Ｕ ４ ５ ５ ． ４ ３ 文 献 标 志码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ４ — ４ ６ ５ ５（ ２ ０ １ ３） ０ ６ — ０ ０ ５ ８ — ０ ４
软土地层 中急 曲线盾构隧道施工存在土体扰动
构壳 体 。研究 目的在 于对 整个模 型进行数值 分析 ，
但计算量较大 。因此选取 曲率半径最小 、曲线最 长
的盾 构段作 为研究对 象 （ 曲线长度 ２ ２ ５ ． ６ １ １ ，曲率 半径 Ｒ：３ ０ ０ ｍ） ，并 向两侧 延伸 ３ ４ ． ８ ｍ。 单元选择与处理如下 ： 土体单元类型采用实体
盾构人员能力测试(理论)题库_管理和技术人员
盾构管理和技术人员能力测试（理论）（一）单选1.PLC的全称是指：（D ）。
A.指令控制器B.工业控制器C.中央处理器D.可编程逻辑控制器2.加速绝缘材料老化的主要原因是长期过高的（B ）。
A.电压B.温度C.湿度D.环境污染3.盾构机在高磨蚀性地层中掘进时，盾构机刀具磨损较严重。
刀盘（D ）越大的部位磨损速度也越大。
A.角速度B.角加速度C.转速D.线速度4.盾尾渗漏主要原因有（D ）。
A.同步注浆压力设定不合理B.开挖仓压力过高C.隧道后部水压过大D.以上都有可能5.盾构机一环掘进结束，正确的停机顺序是（D ）。
A.停推进，停皮带，停止螺旋输送机，关螺旋输送机后闸门B.停推进，停止螺旋输送机，关螺旋输送机后闸门，停皮带C.停皮带，停止螺旋输送机，关螺旋输送机后闸门，停推进D.停止螺旋输送机，关螺旋输送机后闸门，停皮带，停推进，停刀盘6.盾体铰接密封发生泄漏，砂浆或水从铰接密封处涌入盾体内的急救处理措施是（A ）。
A.紧急气囊充气B.增加密封压缩量C.减小转弯角度D.拧紧铰接密封调节螺栓7.一般情况下，当盾构处于水平线路掘进时，应使盾构保持稍（A ）的掘进姿态。
A.向上B.向下C.向左D.向右8.盾构在富水砂层始发时，因加固效果不好极易出现的险情是（D ）。
A.刀盘结泥饼B.刀具损伤C.卡机D.洞门处水土流失严重，引发地面沉降甚至塌陷9.盾构施工时，水平和垂直姿态偏差一般应控制在（C ）。
A.±20mmB.±40mmC.±50mmD.±80mm10.盾构到达施工过程中，当刀盘距离围护结构小于4环时，应（B ）注入土体改良剂、添加剂（泡沫、膨润土等）。
A.间断B.停止C.超量D.大量11.盾构接收时的洞门防水装置不包括（C ）。
A.扇形圆环板B.连接螺栓和垫圈C.橡胶止水条D.环形压板12.洞口止水帘布装置安装顺序为（B ）。
①圆形板②扇形板③帘布橡胶板A.①②③B.③①②C.②③①D.①③②13.盾构滚动角偏差不得超过（A ）。
富水软土地层盾构掘进施工技术
富水软土地层盾构掘进施工技术摘要：广州市河湖众多，水网发达，随着城市化进程不断加快，南珠江两岸也加快了开发的步伐。
本文以广州市轨道交通十号线某区间为例介绍了富水软土地层盾构掘进通过控制与优化掘进参数、渣土改良、改善同步注浆工艺以达到控制地层变形、管控风险及提高效益的目的。
为类似工程施工提供了借鉴。
关健词：富水软土地层，盾构掘进，施工技术引言随着我国经济的快速发展，地铁越来越普及随着工程的增多，城市交通压力得到有效缓解，交通安全水平得到提高它在一定程度上是城市社会经济发展的主要产物。
从目前各大地铁的应用情况来看，已经得到了广泛的应用，地铁工程对变形控制要求很高，因此，如何在富水软土地层盾构掘进施工具有重要意义，富水软土层含水量高，流动塑性大，周围环境差在盾构施工过程中，盾构机的姿态容易失控，这种现象主要表现在盾构机头栽植和上浮，从而造成盾构管片浮动和其他问题；如果盾构参数控制不当，会对周围环境和结构造成破坏地面容易下沉。
因此，盾构隧道施工的风险分析非常重要并进行风险控制，确保开挖面稳定，有效控制地表沉降，准确确保沿线构筑物安全，合理选择隧道控制施工管理指标管理意义重大。
本文以广州市轨道交通十号线明挖车站为例介绍了盾构法在富水软土层中施工的成功经验，供参考。
1.工程概况区间所属地貌为珠江三角洲冲积平原（海陆交互冲积区），场地地形较平坦，相对高差较小，地面高程一般为7.33～8.76m。
以水道、道路、厂房、空地为主。
区间右线长度1794.459m，设计起迄里程为YDK19+375.100～YDK21+166.000，采用土压平衡盾构法施工，区间隧道管片外径6.4m，内径5.8m，管片厚度0.3m，管片宽度1.5m，楔形量48mm。
区间隧顶覆土约11.5m～27.7m。
最大埋深位于进江前空地为27.7m，最小埋深位于珠江航道内为11.5m。
区间主要穿越翠园路、电力管廊、高压电塔、工业厂房、珠江堤防工程、丫髻沙大桥、环城高速及其他道路等。
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1.1盾构机选型依据 盾构机选型主要应考虑以下几个因素： 工程地质情况与施工场地大小 业主招标文件中的工程要求 管片形式、设计尺寸与分块角度 盾构机的先进性、适应性与经济性 盾构机厂商的信誉与业绩 盾构机能否按期到达现场
1.2盾构机主要性能与参数的确定原则
在复合地层施工的盾构机的主要参数的选型必须满 足以下几个要求： （1）必须确保盾构机整体性能和配置满足复合地层的 施工要求。 （2）确保盾构机刀盘的强度与主驱动功率，刀 具配置合理，使隧道掘进施工顺利。 （3）保证永久隧道衬砌的安装质量。 （4）主要参数有一定安全系数，确保盾构施工安全和 作业效率。 （5）土体改良设备配置齐全，对环境保护较好，地面 沉降控制在在+1～-3cm以内。 （6） 机械性能良好，故障率低，可靠性高，并且能够 适应地质条件的变化。
组装调试质量
刀具配置
刀具选型与配置
（1）刀具分类 刀具按作用一般可分为：挖掘刀具；辅助刀具。 挖掘刀具：中心挖掘刀具--鱼尾刀，中心滚刀，中心 羊角刀等。 面板挖掘刀具--单刃滚刀，双刃滚刀，贝壳刀， 羊角刀等。 超挖挖掘刀具--超挖滚刀，超挖刀，仿形刀等。 周边挖掘刀具--周边刮刀等。 辅助刀具：槽口刮刀，周边边缘刮刀，磨损监测刀， 圆周耐磨刀等。 刀具还可以按安装方式、刃口厚度、耐磨程度、是 否可常压换刀等形式分类
1.3盾构机刀盘选型 刀盘有辐条式、辐条加面板式，面板式几种。对于复 合地层，盾构机首选复合式刀盘。对于刀盘的具体要求有： （1）刀盘采用面板式结构（焊接成型后机加工），刀盘 可安装各种形式的滚刀和/或齿刀（撕裂刀）等，并配有超 挖滚刀。刀盘和盾体材质性能指标不低于Q345B，刀盘强 度必须满足最恶劣的地质条件而不变形或开裂。 （2）在刀盘易磨损处及外缘采用耐磨材料制造、耐磨版、 堆焊耐磨材料等措施，以保证刀盘的耐磨性、耐冲击性及 外型精度。 （3）刀盘开口率不宜过大，应具有防止刀盘中心结泥饼 措施和装置。 （4）刀盘上的所有刀具都可以在刀盘背部更换，为施工 中在在土仓内更换提供方便。 （5）刀盘驱动应具有足够的功率储备和良好的安全性。
防范风险，提高效益 提高盾构施工技术与 管理水平
中铁十六局集团有限公司 吴煊鹏 2013年12月
1，地质是基础 2，设备是关键 3，人员（、管理、技术）是保证 4，技术先导，方案先行，落实到位 5，标准化施工，制定规程，遵守规范 6，信息化施工， 7，提高技术水平，不断研究、总结、调整、提高 8，用最基本的原理和方法去研究、解决问题，确保 土体改良，土压控制和出土量的控制 9，强化设备管理，物资材料配件管理 10，风险预防、应急方案、快速反应与应对措施
4、加强监测、改善通风条件 设立专职有害气体监测人员，动态测定盾构推进过程中 隧道内的有害气体浓度，并在盾构隧道内安装自动报警仪， 必要时可在盾构机前端采用先进的有害气体探测设备。此外 ，隧道内应采用高功率的通风设备，保持隧道内空气流畅。 5、施工安全规则 （1）所有进入隧道的人员都要进行预防有害气体和消防等 安全教育。 （2）严禁在隧道内点火吸烟和烧烤其它可燃物，严禁携带 火种或易燃物品进入隧道。 （3）对易造成燃烧和爆炸的电器设备均应加以防爆装置， 并建立机电的检查、维护专职制度。 （4）在隧道内电焊、气割（焊）等作业必须严格控制。 （5）施工场地必须配备足够的电气灭火器材。
2.3刀具的更换与修复
盾构在复合地层里施工，滚刀消耗数量较 多，为了降低经济成本，必须注意刀具的及时 更换与修复。 （1）常压刀具更换 在刀具更换过程中，应该重点注意一下几 个技术方面。 对照刀盘配置图纸和方位，对每个刀具的 磨损状况进行测量，并进行分析，根据使用时 间和相对开挖长度，以确定合理的更换时间。 常压更换刀具应该在稳定的土体中进行，防止 坍塌等事故发生。 常压更换刀具时，必须防止刀具固定螺栓 没有拧紧，滚刀掉落，齿刀翻转等情况发生。
（2）刀具配置
刀具配置要考虑刀具的轨迹线、刀刃间距、贯入度、 开挖刀具与辅助刀具的高差、刮刀的切削角度、滚刀的启 动扭矩等。 在多年的盾构施工经验中，我们认为：；重型刀具配 置要根据地质情况选刀具配置少是不行的，但也不是刀具 布置的越多越好用；滚刀的启动扭矩不是越低越好；刀具 的合金形式和数量和经济成本紧密关联，必须根据地质条 件，隧道区间长度适当的选配。 特别是监测刀具的布置不仅要考虑到面板刀具的状态 监测，还要反应周边边缘刮刀的磨损状态，对于大直径盾 构机更要特别注意。监测刀具与开挖刀具的高差应合理设 计，既考虑到刀具的安全磨损程度，也要考虑刀具的合理 磨损寿命。
典型软土地层
软土地层：
隧道区间内，不同地段基本类似地质； 隧道一个断面上，地质基本类似； 隧道断面没有较硬地层。 天津、苏州、杭州：
但是要注意地层有砂层、砂层液化、淤泥质地层 的不同可压缩性、含水率较大、有害气体等风险。
软土地层盾构施工必须注意的六个技术重点。
1 2 3 4 5 6
2.4参数优化、调整滚刀启动扭矩、刀具的改进
在盾构施工中，根据刀具使用情况，必须及时换 刀、优化施工参数，防止滚刀偏磨。 根据地质，调整滚刀的启动扭矩。 并且根据刀具使用情况，和隧道长度以及地质条 件，对原配置的刀具的可以进行改进。 （1）对周边边缘刮刀的改进。 原配刀具与改进后的刀具
（2）刀具的改进其它例子
2，设备是关键
盾构机选型 盾构机监造 盾构机改造 盾构配套设备 盾构机的组装调试质量 盾构机的刀具配置与维修 盾构机的维护保养 盾构机的正确操作 盾构机的各种表格，施工表格，维护保养表格 盾构机的安全施工
Hale Waihona Puke 2.1、盾构机选型 在盾构工程中，首要问题是选择适当的 盾构机。盾构机的选型与选择盾构机厂家是 相互联系的，在选型时，必须对国内、国际 上各盾构机厂商、对国内外盾构技术的法发 展有足够的了解。盾构机选型还必须对所选 的盾构机结构、性能有较深的了解；熟悉各 种盾构机的优点及对工程地质的适应性；才 能保证所选盾构机先进性、适用性，完全能 满足该工程的需要。 在盾构机选型中，尤其要特别重视刀盘 刀具的选型和配置。
盾构施工方案策划，盾构机选型、 刀具配置与改进、 选用合适的土体改良措施、 优化掘进参数 特殊地段的技术措施 加强盾构机维修保养
有害气体特性
有害气体喷发现象 气体分布范围 结论 建议
杭州地铁彭埠站～建华站有害气体补充勘察的结果看，有害气体 不仅布满整个区间，而且在沪杭甬高速西南侧局部存在压力较大区域， 且此处恰好有一座联络通道位于含气层位置。区间的有害气体会严重影 响盾构掘进施工及联络通道的冰冻法施工。必须做好以下措施： 1、提前有控放气 重点对有害气体压力相对较大的区段进行有控放气。具体的有控放气措 施参见本报告第四节“有控放气指导性措施”。 2、设计单位 根据含气层最大压力以及含气层顶板距离隧道结构线底部最近距离进行 盾构掘进、隧道结构的稳定性验算，若验算结果不稳定，则可加密放气 孔对整个区间进行有控放气，及其他相应措施，以确保隧道结构的安全 稳定。 3、采用高抗渗性材料 由于K23+240.0 ~ K23+440.0范围内的隧道结构位于含气层中，且 K23+352.0处的联络通道也处于含气层位置，因此，该区域的有害气 体渗入隧道的可能性较大。建议该区域的管片混凝土以及联络通道所使 用的混凝土采用高抗渗等级标准。
原配置周边刮刀刀具与改进后刀具，刀头可换，保径刀
SSP软土超前声探系统
刀具磨损测量 系统示意图
安全技术操作规程
3，人员（、管理、技术）是保证
足够人员 定人定岗定责 岗前培训考核 管理制度 经济鼓励 不断提高人员技术水平，提高人员对该地质熟悉程 度，提高对该盾构机的掌控熟练程度。 总体掌控，及时可控的调整参数， 地面配合 运输配合
内 容
1，地质是基础
地质条件，水文地质条件，主要地质特点的认识。 详勘，精确掌握地质情况。 该地质对盾构机设备的要求，或盾构机对该地质的 适应性。 主要地质风险，不良地质的处理 渣土土体改良措施 施工中注意地质的变化，改变技术措施 施工中地质变化对盾构机的影响 深化对该地质的认识，
（2）带压刀具更换 带压换刀主要是带压作业的安全问题。 要防止把磨损较小的刀具拆卸下来。 带压作业技术要点：掌子面泥膜质量；压 力设定和气压自动调节；人员培训与作业安全； 防止遗留刀具等物品。 （3）刀具修复 我们在刀具应用方面，刀具修复主要还 是指滚刀修理、刀座修复滚刀使用，要防止偏 磨发生、滚刀壳体损坏，否则不能修复只能更 换。
1.4刀盘设计、生产、监造技术原则
（1）刀盘是盾构开挖的基础，必须保证刀盘的强度、耐磨性能和 可靠性，否则，刀具配置再好，也起不到应有的作用。 （2）刀盘设计过程之中，用户必须积极参与并根据自己的经验和 知识，提出自己的要求。 （3）刀盘必须着重考虑结构形式、直径尺寸、重量、开口率、刀 具固定方式、耐磨保护措施等方面。 （4）刀盘在制造、加工、热处理、焊接过程必须加强质量控制， 施工单位在监造过程应查阅各种资料，检查过程和产品是否符合 质量控制体系和标准。 （5）根据其它单位刀盘使用经验，提出改进要求。 （6）大直径刀盘要考虑分块的合理性，保证运输条件的前提下， 着重考虑各分块在焊接后的精度与整体强度。 （7）在复合地层中施工，盾构刀盘应优先选用面板式刀盘。对于 辐条加面板式的刀盘，一定要确保刀盘结构的耐冲击性和刀盘强 度的安全系数，不能无条件的相信厂家的有限元计算结果。在实 际施工中，由于地质条件的变化，边际条件的突破，一定的强度 裕度是必不可少的。
（3）刀具选型
刀具选型包括：各种刀具的数量与配合；刀具厂家 的选择。 由于刀盘设计制造完成以后，刀具轨迹线、刀具高 差，刀具安装形式、刀具形式都基本确定。我们所要选 择的是挖掘刀具是全部采用滚刀，还是部分安装滚刀， 还是全部安装软土刀具。在广深地区的复合地层盾构施 工中，我们这3种形式都采用过，效果较好。 微风化地层：安装全部滚刀； 中风化地层：全部或大部分安装滚刀； 强风化地层：部分安装滚刀； 全风化地层：少部分或可不配置滚刀。 软土地层 ：软土刀具（切削桩基特殊情况除外） 由于各种地质条件状况不同，必须根据使用情况及 时调整配置方案