浅谈盾构法施工技术研究

浅谈盾构法施工技术研究

浅谈盾构法施工技术研究

盾构法施工适用于地面建筑物众多，而且对地面沉降要求严格的地理条件，随着科学技术的发展，盾构机种类发展很完善，不同的地质条件可以选用相应的盾构机，所以我国大城市很多采用这种方法进行施工。总体来说常见的类型有土压平衡盾构和泥水加压盾构，此外还有气压式、手掘式、加泥式等多种类型盾构适用不同地质条件。按形状可分为单圆、双圆等类型。盾构法施工一般按重要节点划分为前期筹备、出洞、100米试推、正常推进、进洞、盾构退场。需要盾构调头的还要有盾构调头阶段

盾构机的选型

盾构的机型选择上，关键是选择适应地层、施工稳定及满足工况条件的盾构机型。以上海为例，因为现在上海正处于施工高峰，要根据实际情况调配盾构机的使用。这两个区间的地质主要是淤泥质粘土、软粘土、粘土等，易液化、易造成开挖面失稳、易粘着盾构设备。可采用的盾构类型可以是泥水盾构和土压平衡盾构两种。但相比较，泥水盾构在施工中需要泥浆池进行泥水分离，占地较大，价格相对贵。土压平衡盾构适合于粘土、淤泥质粘土、粉质粘土、含水砂质粉土层，另外，配备注浆系统，对控制地表沉降效果很好。土压平衡盾构又称为削土密闭式盾构。这种盾构最前端为一个切削刀盘，刀盘前端是刀盘鼻尖，刀盘后边是一个密封的土仓，土仓下部装有螺旋机，螺旋机连接皮带机。在施工中根据实际情况调节土仓里土压和外界开挖面土压平衡，当土仓里土压低于外界土压时，切削面的土体就被压进土仓，造成土仓土压上升，当大于外界时，螺旋机就开始出土到皮带机上，从而传到电机车土箱里拉到外边。这种方法能很好的减少对周边土体的扰动，控制地表沉降。因为地面为建筑物和众多的管线，盾构推进时地面沉降要放在优先的位置。

施工的前期筹备

工程施工的前期是为了满足正常施工条件进行筹备。要根据施工

场地的实际条件进行现场的布置，实现“三通一平“。场地的布置主要有为了实现出土和管片吊运的方便，要合理优化管片堆场、集土坑、管片进场通道与行车的位置；集土坑和管片堆场大小的合理设计；拌浆间的设计；生活办公场地的合理安排。一切都为了最大安全的发挥各种设备的效率。

因为市政工程要求极其严格，在施工开始之前要申报各种政府许可，特殊工种证件的办理，合理规划主要材料进场和出土的路线。

测量部门要对交接的桩点复测、盾构基座放样、洞门放样并将测量成果及时报给业主和监理审批。根据出洞后管片的偏移量选择合理的出洞方案。

主要材料要根据国家规范和实际要求联系监理旁站做好复测检

验工作；工程设备也要报审监理。

在施工开始之前要查明隧道施工影响范围内各类地下管线的种类、平面位置、埋深、管径或根数、材质等要素；对各种建筑物进行核对拍照留档。

本次出洞地基加固采用深层搅拌桩和高压旋喷桩相结合的方法

加固。加固区域横向为沿隧道方向六米；竖向为超过洞门边部上下左右各三米强加固，洞门上沿向上三米位置到地面采用弱加固。地基加固直接关系到出洞的安全问题，要有本单位职工现场旁站监督。

在这期间要安排好前期所需要的非标件加工件的加工问题，主要有基座、大小轨枕、放坡轨枕、走道板及其支架、牛腿等主要配件。

在设计出洞日期大约前一个月盾构机进场安装调试。

出洞

出洞前大约20天左右要在洞门上呈米字型开出9个样洞，观察加固土体的情况并取样。根据样洞流水情况和样土气味判断加固是否满足出洞要求。其中流水要是清水而不含有流沙等杂质，样土要有水泥的味道，如果不能确定要联系进行再次加固。当土体加固满足条件后，要进行铰链板和袜套防水装置的安装。

满足出洞条件并通过专家会议验收，开始洞门的破除。洞门凿除要尽量连续施工缩短时间检查水土流失，降低风险。期间要对洞门上密封装置检查免得损坏。洞门凿除完毕后盾构机可以开始靠近洞门，

尽量使用两腰千斤顶使盾构机水平运行，当刀盘靠上土体可以开动刀盘减少正面的阻力，开始建立土压平衡。这时候应该在次检查洞门防水装置，开动刀盘前要确保刀盘没有碰到导向轨道和放水装置。刀盘接触到土体出洞成功。

100米试推阶段

刀盘开始接触到土体，进入加固区，开始100米试推阶段。试推的只要目的使了解盾构机的性能，了解地质情况，收集选择合理的施工参数。在加固区因为土体比较硬，要控制推进速度在10mm一下，控制出土量，加强地面的检测频率；这时候可以适量开启超挖刀和适量注水减少土体的阻力；时刻注意后靠的变形量；对出盾尾的负环管片要用木头垫起防止管片下沉。

寻找合理的土压力，理论的土压为P=r*h*k0，结合地面沉降情况适当调节此值，基本保证切口位置隆起1mm左右。出了加固区后推进速度可以放到30mm~50mm左右。出土量控制在理论出土的98%，这种盾构每环理论为3.14/4*6.3402*1.2=37.9方;其中6.340m为盾构机直径，1.2m为每环管片的宽度。

当盾尾出了加固区要进行同步注浆，尽快填充盾构外面和管片之间的间隙，减少地面沉降，注浆量为间隙的180%~250%。浆液主要采用粉煤灰、黄沙，配合加入少量水泥，为了便于注浆加入适量的膨润土润滑管道。稠度控制在9~11，此值过小容易堵塞不利于注射，过大又易于漏浆和地面沉降。同步注浆是其中的一道关键工序，要多检查浆液质量，严防不注浆空推。

如果出现地面沉降过大，单次连续超标（5mm）或者累计超标（30mm），要及时联系进行二次补压浆。当进行100多的时候按照隧道公司要求开始测量的定向工作。

正常推进

进入正常推进阶段，就是按照试推阶段收集的数据进行尽量快的推进。

轴线的控制：平面和高程要控制在正负50以内，每推进一环盾构司机根据测量人员的报表调整纠偏量和千斤顶四个区域油压，使管片的偏移量在合理范围以内，并判断未来环的偏移量。高程的控制还

应该用垂球吊超前量，超前量要得到保证，否则盾构机会造成高程的难以调解。

管片拼装质量的控制：要控制管片环面的平整和张角就要利用楔子进行张贴纠正环面，常用的有丁晴软木衬垫和石棉板，前者方便使用，但是价格贵、压缩量大（70%）；后者便宜、压缩量小（90%）但是不方便使用。我们采用的石棉板。楔子要常纠少纠。

为了保证隧道质量管片连接件一定要拧紧，否则容易造成隧道的上浮。连接件的初紧和复紧工作要在实际工作中去寻早技巧，不能蛮使力，比如环向螺栓要等出了盾尾才能复紧效果很好，纵向在倒数第二环推进当中才有很好的效果。作为质量员检查拼装质量是每日的一项重要工作。

在推进中可能遇到穿越重点建筑物，这时要放慢速度，制定好应急预案。

进洞

盾构的进洞地基加固和出洞验收要求一样。在盾构机将要进入加固区前要反复核对平面和高程偏移量，和实际洞门偏移量相比较，调整高程向上3~5公分，核对管片里程进入加固区要调整施工参数。停止同步注浆。当盾构盾尾将要全部露出，在里边大约10公分完成第一次进洞。停止推进，进行防水加固。3天左右后完成第二次进洞。

贯通验收

隧道贯通后联系相关部门进行专家验收，测量隧道成型质量，对各种文件资料进行归档封存。各种大临设施和设备的拆除退场。

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