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。

通缝拼装的缺点在于环形难以控制，椭圆度较大，不利于零环成型。

4 始发参数的选择和关键参数的纪录

1、盾构机始发参数的选择原则

盾构机始发阶段也就是参数的选择、探索和验证阶段，由于盾构机主装调试负载运转后，各系统的工作状况不一定稳定可靠，“庖丁解牛，关节部位，要精细动刀”。始发时采用小进尺，低转速的掘进方式来控制，在特殊的情况下，快速掘进进洞，迅速封闭洞门。

土仓压力的控制根据地层条件和加固情况来确定，考虑始发阶段反力架的受力情况，和盾构机刚进洞时洞门密封性能，很难建立真正的土压平衡，始发时一般采用半敞开模式（欠土压）；

2、关键参数的纪录

设备工作参数、推力、刀盘转速、土压、泡沫系统的工作参数、出土量、注浆压力、注浆量。

始发阶段，受洞门密封效果和土仓压力大小的影响，同步注浆压力一般较低，难以注满管片背后的区域，在条件允许的情况下，尽量多注浆，在洞门完全封闭好以后，提高注浆压力进行补充同时采取通过管片手孔进行二次注浆进一步填充的方法，进行注浆作业。

4、渣样分析、渣土改良状态监控

在盾构机始发以后，开始进行渣样分析工作，监控渣土改良效果，通过渣样分析可以确定地质情况，分析各类地层的比例，对比掘进参数，判断掘进状态是否正常，监控渣土改良的情况，是否利于盾构机掘进，确定合理的改良剂注入量。

5 始发端洞门的封闭

1、帘布橡胶板的密封效果

在盾构机始发后，帘布橡胶板的密封效果受盾构机进洞的姿态、橡胶板本身的性能、橡胶板与管片之间的贴合程度及同步注浆效果的影响，可能有漏水的情况，及时将洞门与管片背后之间区域填充密实，封堵泄水、漏水通道对始发端的地层安全至关重要，如何做到及时，就需要考虑始发端的地层情况、加固处理成果，具体问题具体分析。

2、洞门封闭的方法

始发端地层或者加固处理成果很理想的情况下，洞门封闭在盾构机盾尾完全过帘布橡胶板一定距离后开始作业，一般采用逐双液浆的方法封闭洞门，注入点为可以是提前预留口，或者管片手孔，关键控制要素有双液浆的胶凝时间、注浆量、注浆压力。

当始发端地层条件不好，加固处理成果也不理想，盾体尚未完全通过帘布橡胶板时即出现涌水，涌砂的情况，洞门封闭必须立刻开始，可以通过盾体润滑孔注双液浆（盾构机不能停止推进）、或者注聚氨酯的方法进行洞门封闭。

始发阶段密切注意土仓的压力变化、洞门密封的状态尤为重要。常见的情况有漏气、漏浆、漏水（清水）、严重的会涌水、涌砂。

6 盾构机始发阶段的施工测量和监测工作

1、导向系统工作状态检验

2、施工量测作业

3、地面监测作业

7 盾构机到达技术综述

1、到达端地质条件分析及检验

到达段地质条件分析内容和始发时相同，目的为判断地质条件是否稳定，能否保证盾构机安全到达，是否需要加固处理，确定加固方案。地质条件的检验可通过水平探孔取芯进行。

在盾构机进入到达段区域，需密切注意土仓压力的变化和出渣状态，进行渣样分析，来检验到达前的地质条件分析是否准确，加固效果是否理想，能否满足到达要求。

在盾构机抵达维护结构前可根据到达段的地层条件、检验情况选择在距离维护结构一定距离的位置开始降低土仓压力，开仓检查地质条件，进一步确定到达端底层是否安全。

2、盾构机到达姿态的复核校准

联系测量，多次仪站校核vmt坐标指示和盾构机姿态，盾构机到达吊出井维护结构前10-15环姿态要调整好，盾构机水平方向尽量靠近隧道设计轴线，垂直方向要比设计轴线高2cm左右。

3、盾构机接收托架的安装定位

根据隧道线形、vmt导向精度，盾构机姿态来确定接收托架的定位，安装要牢固。为便于接收盾构机，托架轴线标高比隧道设计轴线的标高要底1-2cm。

4、到达端洞门破除

到达端洞门破除分两个步骤进行

到达端地质条件检查完成，确认地层稳定，满足盾构机到达、接收条件后，在盾构机距离维护结构一定距离时开始凿出洞门，剥离、割除外层钢筋，根据维护结构的形式和尺寸决定预留厚度，在刀盘抵达维护结构前，保持一定安全距离，破除东门作业需停止；

盾构机抵达维护结构后开始破除剩余厚度，剥离、割除内层钢筋；

5、到达段掘进参数

（1）、到达维护结构前的掘进

盾构机到达维护结构前5-10环，掘进速度开始放慢，采取小进尺、低转速的方式掘进，直到刀盘抵到维护结构，停止推进；

（2）、到达端洞门破除完成后，盾构机推进上托架时采取快速推进，盾体迅速通过帘布橡胶板、及时收紧扇形压板钢丝绳，进行注浆回填管片背后空隙；

6、到达端洞门封闭

到达端洞门的封闭也是一项重要的工作，洞门封闭的方案依然根据到达端地层条件来制定，地质条件好，地层裂隙水小，封闭工作可以本着简单、节约为原则进行，但地层条件不理想，虽经过加固处理，为保险起见，在盾构机抵达维护结构前（刀盘、盾体进入加固体一定距离后），封闭作业即需展开，即对盾体和开挖地层（加固体）之间的空隙进行填充，以封闭泄露水、涌砂、涌水、漏浆通道。此时封闭作业以注双液浆、注聚氨酯、化学浆的方法进行，注浆通道为盾体周围的润滑孔结合管片手孔。

在东门完全破除之后，盾构机继续推进上接收托架时盾体与开挖地层之间空隙人要继续填充，此时土仓已敞开，注浆量已较小。

在盾体通过帘布橡胶板收紧钢丝绳后，帘布橡胶板也以起到密封作用，此时盾构机需迅速推进，洞门封闭采用同步注浆结合二次注浆的方式进行即可，在盾尾脱离帘布橡胶板后，通过管片手孔进行二次注即可将管片与维护结构，主体结构之间的空隙填充好。

在盾构机抵达连续墙后，由于土仓空间已经敞开，同步注浆作业也难以做到饱满，在东门封闭完成后，可采取二次注浆补充加强到达段注浆，以保证注浆效果，减小沉降。