《市政工程》知识点盾构法施工

《市政工程》知识点：盾构法施工1

盾构法施工

1、盾构是通常用来开挖土砂类围岩的隧道施工机械，由切口环、支撑环及盾尾三部分组成，也移盾构机械。

2、盾构法是用盾构壳体防止围岩的土砂坍塌，进行开挖、推进，并在盾尾进行衬砌作业从而修建隧道的方法。

3、盾构机的种类繁多，按开挖面是否封闭划分为密闭式和敞开式二类，按平衡开挖面的土压力与水压的原理不同，密闭式盾构机又可分为土压式与泥水式二种。国内用于地铁工种的盾构主要是土压式和泥水式两种。以下仅限于密闭式盾构机械。

4、城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井。

5、盾构掘进由始发工作开始到隧道贯通、盾构机进入到达工作井，一般经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段。

6、盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时，构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。施工前必须根据地质条件、隧道条件、环境条件、设计要求等，在试验的基础上，确定具体控制内容和参数，施工中根据量测监控的各项数据调整控制参数。

7、密闭式掘进控制内容：P82页表

控制要素内容

开挖泥水式

开挖面稳定泥水压、泥浆性能

排土量

土压式

开挖面稳定土压、塑流化改良

排土量

盾构参数

线形盾构姿态、位置倾角、方向、旋转

铰接角度、超挖量、蛇行量

注浆注浆状况注浆量、注浆压力注浆材料

一次衬砌管片拼装真圆度、螺栓紧固扭矩

防水漏水、密封条压缩量不足、裂缝隧道中心位置

8、初始掘进特点：

1）由于通常在始发工作井内拼装临时管片，故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。2）由于初始掘进处于试掘进状态，因此施工速度受到制约。

9、初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据及地层变形量测量数据，判断土压、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。

10、决定初始掘进长度有二个因素：一是衬砌与周围地层的磨擦阻力，二是后继台车长度。

11、初始掘进一完成，应拆除临时管片、临时支撑、反力架和基座等，始发工作井内空间变得宽阔，将后继台车搬入隧道内。这种从初始掘进到正常掘进的作业被称作转换或台车转换。

12、到达掘进施工技术要点：

1）继续掘进时，及时测量盾构机坐标位置与姿态，并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。

2）进入接收井洞口加固段后，逐渐降低土压设定值至0MPa，降低掘进速度，适时停止加泥、加泡沫、停止送泥与排泥、停止注浆，并加强工作井周围地层变形观测，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。

3）拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必须时进行注浆加固。

4）盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度。

5）拼装完最后一环管片，千斤顶不要立即回收，及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体，拧紧所有管片连接螺栓，防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。

6）盾构机落到接收基座上后，及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间空隙，同时进行填充注浆，控制洞口周围土体沉降。

13、开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。

14、土压式盾构与泥水式盾构的开挖控制内容略有不同。土压式盾构，以土压和塑流性改良控制为主，辅以排土量、盾构参数控制；泥水式盾构，以泥水压和泥浆性能控制为主，辅以排土量控制。

15、开挖面的土压控制值，按地下水压+土压+预备压设定。

16、土压有静止土压、主动土压和松弛土压，按静止土压设定控制土压，是开挖面不变形的最理想土压值，但控制土压相当大。主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力，控制土压最小，地质条件良好、覆土深，能形成土拱的场合，可采用松弛土压。

17、预备压，用来补偿施工中的压力损失，土压式盾构通常取10~20KN/㎡，泥水式盾构通常取20~50KN/㎡.

18、计算土压控制值时，土体稳定性好的场合取低值，地层变形要求小的场合取高值。

19、为使开挖面稳定，土压变动要小，变动大的情况下，一般开挖面不稳定。

20、土压式盾构掘进时，理想地层的土特性是：

1）塑性变形好；2）流塑至软塑状；3）内摩擦小；4）渗透性低。

21、细颗粒含量30%以上的土砂，塑性流动性满足要求，在细颗粒含量低于30%，或砂卵石地层，必须加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流动性和止水性。

22、改良材料必须具有流动性，易与开挖土砂混合、不离析、无污染等特性。一般使用的有矿物系、界面活性剂系、高吸水性树脂系和水溶性高分子等四类（我国常用前二类）。

23、选择改良材料要依据条件：

1）土质 2）透水系数 3）地下水压 4）水离子电性 5）是否泵送排土 6）加泥设备空间

7）掘进长度 8）弃土处理条件 9）费用

24、流动化改良控制是土压式盾构施工的最重要要素之一，一般按以下方法掌握塑流性状态：

1）根据排土性状

2）根据土砂输送效率

3）根据盾构机械负荷

25、泥水式盾构的泥浆性能控制：

泥水式盾构掘进时，泥浆起着两方面的重要作用：一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域，开挖面土体强度提高，同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压，达到了开挖面稳定的作用；

二是泥浆作为输送介质，担负着将所有挖出土砂运送到工作井外的任务。因此，泥浆性能控制是泥水式盾构施工的最重要要素之一。

26、泥浆性能包括：比重、黏度、PH值、过滤特性和含砂率。

27、土压式盾构出土运输一般采用轨道运输方式。土压式盾构排土量控制方法分为重量控制和容积控制两种。

重量控制有检测运土车重量、用计量漏斗检测排土量等控制方法。

容积控制一般采用比较单位掘进距离开挖土砂运土车台数的方法和根据螺旋输送机转数推算的方法。我国多采用容积控制方法。

28、泥水式盾构排土量控制方法分为容积控制与干砂量控制两种。

29、管片拼装控制：采取错缝拼装，在纠偏或急曲线施工的情况下，有时采用通缝拼装。

30、拼装顺序：一般从下部的标准管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接管片，最后安装楔形管片。