盾构法施工简介

盾构法施工简介

第一节盾构法概述

盾构法是暗挖隧道的专用机械在地面以下建造隧道的一种施工方法。盾构是与隧道形状一致的盾构外壳内，装备着推进机构、挡土机构、出土运输机构、安装衬砌机构等部件的隧道开挖专用机械。采用此法建造隧道，其埋设深度可以很深而不受地面建筑物和交通的限制。近年来由于盾构法在施工技术上的不断改进，机械化程度越来越强，对地层的适应性也越来越好。城市市区建筑公用设施密集，交通繁忙，明挖隧道施工对城市生活干扰严重，特别在市中心，若隧道埋深较大，地质又复杂时，用明挖法建造隧道则很难实现。而盾构法施工城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道具有明显优点。

盾构法是一项综合性的施工技术。盾构法施工的概貌如图5－1所示。构成盾构法的主要内容是：先在隧道某段的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。盾构从竖井或基坑的墙壁预留孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的设计预留孔洞推进。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拼装的预制衬砌，再传到竖井或基坑的后靠壁上。盾构是一个能支承地层压力，又能在地层中推进的圆形、矩形、马蹄形及其他特殊形状的钢筒结构，其直径稍大于隧道衬砌的直径，在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体的装置，在钢筒中段周圈内安装顶进所需的千斤顶，钢筒尾部是具有一定空间的壳体，在盾尾内可以安置数环拼成的隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体，以防止隧道及地面下沉，在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。

盾构是进行土方开挖正面支护和隧道衬砌结构安装的施工机具，它还需要其它施工技术密切配合才能顺利施工。主要有：地下水的降低；稳定地层、防止隧道及地面沉陷的土壤加固措施；隧道衬砌结构的制造；地层的开挖；隧道内的运输；衬砌与地层间的充填；衬砌的防水与堵漏；开挖土方的运输及处理方法；配合施工的测量、监测技术；合理的施工布置等。第二节本工程基本概况

本标段盾构施工范围是南京南站站～岔路口站区间隧道，起止里程为：K6+048.417～

K8+108.711,全长4079.76米。其中设中间风井一座及联络通道二座，里程为：中间风井

K6+950、联络通道K6+600、K7+545.5。

我标段从岔路口站始发，向南京南站掘进，区间主要从大片新近砌建的厂房、仓库，宁南工业园厂区、工厂、住宅小区及商铺下穿行。拟建场地地形稍有起伏，总体中部稍高，场地吴淞高程9.23~13.34m。线路线间距在13m～34m之间。线路最大坡度为25.093‰，最小坡度为2‰，线路埋深在10m～20m之间。隧道断面均为标准的单线单洞区间隧道。

南京南站站～岔路口站区间隧道通过的围岩为②-2b4淤泥质粉质粘土层、②-3b2-3粉质粘土层、③-3-1b1-2粉质粘土层、J3 x-1强风化泥质粉砂岩层、J3 x-2中风化泥质粉砂岩层。隧道断面内大部分都附存③-3-1b1-2粉质粘土层、J3 x-1强风化泥质粉砂岩层、J3 x-2中风化泥质粉砂岩层，岩层所占比例较大。概括来讲，盾构掘进断面大部分在泥质粉砂岩层中。

本区间场地地下水主要为孔隙潜水，赋存于①层填土和②层新近沉积土中，而③层粘性土为相对隔水层，水位埋深标高约为8.70～9.00m，所以本段区间盾构断面内基本无地下水。区间平面图1-1：

图1-1南京南站站～岔路口站区间平面图

第三节盾构机型号及组成

根据隧道所经过的地层地质及地面构筑物情况、施工进度、经济性等条件进行盾构选型，我标段采用新购置的二台德国海瑞克公司生产的铰接型复合式土压平衡盾构机分左右线掘进，该型号盾构机配备了泡沫及泥浆注射系统，可以有效地处理淤泥质粉质粘土及中风化泥质粉砂岩等软硬变化较大的不良地质，同时还配备了自动导向系统和同步注浆系统，施工中可较好的控制掘进方向并减少地层沉陷。刀盘切削刀具及开口率适用于淤泥质粉质粘土、中风化泥质粉砂岩层、可～硬塑状粉质粘土等地层，扭矩及推力也有较大储备。

1、该型号盾构机基本介绍：

刀盘：开口率28%、滚刀19把、铲刀68把、边刮刀8把、泡沫孔5个、超挖刀1把。

前盾：刀盘驱动马达及减速箱8组、主轴承、人闸、齿轮油散热器等。

中盾：推进油缸、控制阀、拼装机等。

盾尾：交接油缸、注浆孔、盾尾密封装置等。

桥架：泡沫发生器、管线、皮带输送机前端、管片吊机等。1号车架：控制室、砂浆箱等。

2号车架：液压泵站、膨润土箱等。

3号车架：配电柜、盾尾及主轴承油脂泵等。

4号车架：空压机、水泵、变压器、电缆卷盘等。

5号车架：水管卷盘、皮带输送机后端出土口等。

2、盾构机主要单件的重量尺寸表

序号名称数量尺寸重量（T）

长（mm）宽（mm）高（mm）

1 刀盘 1 6420 6420 2600 57

2 前盾 1 6390 6390 1790 80

3 中盾 1 6380 6380 2795 90

4 盾尾 1 6370 6370 357

5 24

5 螺旋输送机 1 10000 1250 1500 20

6 管片拼装机 1 5500 4200 3650 22

7 连接桥与管片输送机 1 13500 4500 3455 18

8 车架1 1 11500 4750 3500 28

9 车架2 1 11500 4550 3500 37

10 车架3 1 11500 4500 3500 27

11 车架4 1 11500 4900 3500 23

12 车架5 1 8200 4750 3500 19

13 车架5（尾部框架） 1 5000 4750 4100 3

第四节盾构掘进施工准备

1、始发井土建结构完成

盾构的始发井土建结构完成后方可进行盾构施工，始发井内须预留盾构出洞的洞门，洞