城市地铁盾构法施工技术综合介绍
第一部分盾构的背景及我国的应用现状盾构法施工起源于1825年的欧洲,后来在日本得到广泛的应用。最初主要是过江河,修建隧道施工所必需。它的应用是解决在具有大量水域的下面修筑通道所带来的问题,这一技术的关键就是有了防护壳体,有了抵挡坍塌的各种措施。由于这种工法的这一特性,使之在城市地下工程上得以广泛应用。
城市地铁隧道的施工特点是地上有建筑物、街道、各种管网、人口密集、环保要求高、及由此带来的交通、商业等经济影响大。盾构法的特点,关键就是可实现对城市地面无扰动、少扰动而进行的地下作业。
盾构法施工关键设备:盾构机
盾构机的工作原理这里不作介绍,强调的关键是,盾构机它有防护,在整个盾构施工过程中,有三个位置是活动密封:⑴盾体与管环之间;⑵刀盘转动轴承;⑶铰接。
由于很多地区地质条件不均一,针对不同条件的地质,不同时期的制造业技术水平,出现有了很多种不同的盾构机,例如:网格式、气压、泥水及土压平衡式等。就是某一种具体机型又有了很多不同的配置,使用于不同地质条件。而且很多城市地下的地质条件并不均衡,以广州为例,有从软到硬,几乎包括了各种地质条件。盾构机本身是一种适应性施工设备组合,他的针对性很强,正常工作法是要根据
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不同的地质条件,而量身定做不同的盾构机。
在国内,由于其不同的地下形成条件,大体有如下几类:
一是以上海为代表的软土地层的盾构法施工,这种地层总体上来讲比较均匀是最适用盾构法的,而且盾构法应用技术比较完善,消耗较低,比较其他方法来说,盾构
法具有较强的优势。与之相类似的有苏州,无锡,杭州,天津,南京等冲、洪积形成的地层。
二是广州为代表的混合岩等不均质地层。这种地层变化率较大,从盾构机掘不动的硬岩(或者说是用盾构机掘进代价太大),到淤泥质流塑土、砂。要求盾构机能力较强,较全。同时所需用辅助工法应用较多,类似的地区有深圳,武汉,南宁,长沙等。
三是以北京为代表的我国北方部分,地下水位较低,而主要以土质为主的地下
结构地区。这些地区盾构法施工比矿山法明显优势是安全和效率。
四是如成都地区的砂石卵石冲积地层。既有硬岩地层的强磨耗特性,又有一定的软土地层特性,如整体性不好,自身稳定性不强,需要的辅助工法较多。盾构法施工成本较高。
随着国民经济发展,国力的增强,中心城市人口、产业、经济的发展,城市地铁迅速发展,国内地铁,轻轨迅速建设也在迅速发展。现有已在施工的城市有:上海,广州,南京,深圳,北京,成都,武汉,西安,苏州,杭州,天津,沈阳,哈尔滨,长春,正在筹建和准备开工的还有长沙,南宁,无锡。地铁施工预计30——40年内,国内发展空间已形成共识。市区内地下,郊区,城际之间地上,而无论
哪个中心城市,市区内均以盾构法做区间施工为最优方案,为什么?来源于经济和政治两方面。
与盾构法相比较的无外乎矿山法和明挖法,后两种工法在市区内,从占地,人文,建筑物,商业等诸多方面均已无法和盾构法相比,就施工造价比较,随着盾构法应用成熟、发展也已无可争议的形成优势。
盾构法应用离不开盾构机,盾构机也的确是个具有完整系统功能的机械,但它
最终还是一台机械,一套设备。盾构机的产生原理是根据不同的隧道要求在具体的
地层条件下设计,制造的机械,这样一来,就不可能有一种万能盾构机,让我们人类一劳永逸用之。机械不可变,人是高度灵活的。根据不同的地质条件,不同地层的差别,选用盾构机是尤为重要,而更还需有多种不同辅助工法和施工技术的介入,完善盾构法施工的能力。
第二部分集团公司应用的主要技术下面介绍的是这几年来,集团公司在城市地铁施工中采用的主要盾构法施工技术。
一、盾构机的始发和到达施工技术
盾构机的始发和到达时,控制的关键为盾构机机头在洞口范围内的土体稳定。由于机器的进、出洞,在站、井的维护结构中间形成了通道,靠机器本身的装置无法实现安全、可靠地抵抗土体的压力,因此主要靠端头加固来解决。
常用的有搅拌桩,旋喷桩,砼桩,降水、冷冻等方法。近几年我
公司分别在各种地层条件下胜利完成了32台次盾构机进、出洞施工,虽曾经
历各种不同的困难,但均能保证安全和质量,有软土底层条件下,有富含水中粗砂层等等,特别是广州地铁二、八线南洛区间盾构机到达端有近一米的富含水中粗砂层,洞身上部沙层覆盖范围12~ 13m。通过水平注普通水泥双液浆,注超细水泥双液
浆、注化学浆液、通过改造盾构机在盾体周围注化学浆、注聚氨酯等特殊处理措施,保证了盾构机安全进入吊出车站,顺利完成了盾构机解体吊出。(此种工艺在广州地铁施工领域尚属首次。)
二、盾构机掘进硬岩地层技术
广地4号线仑大区间,每条线均要通过200m硬岩,采用了盾构法,岩石最大单
轴抗压强度达到了100MPa,每条线消耗刀圈1.5盘。
1、长距离硬岩段掘进需克服的难题
⑴硬岩掘进速度慢
传统盾构刀盘上的软土刮刀破岩效率低,甚至完全不能破岩。
⑵刀具磨损快
在硬岩地层条件下掘进,刀具磨损严重,且在控制不当的情况下易造成刀具非
正常损坏,进一步可能对刀盘造成磨损或损坏。
⑶管片极易上浮
2、长距离硬岩掘进技术要点
⑴控制推进速度及刀盘转速,选择适当的刀具贯入度,以减小刀具磨损。为延
长刀具的使用寿命,在施工中向刀盘前加入水或泡沫,减小刀盘扭矩,降低刀具温度。
⑵隧道穿越微风化地层时,刀具磨损较多,因此在掘进过程中,需合理选择推力,充分利用滚刀切割硬岩,及时添加泡沫减小摩擦力。
⑶加强刀具管理,勤检查、勤更换。
⑷硬岩掘进控制管片上浮
①原因分析:
在硬岩地层中,管片脱出盾尾后,由于其岩层的稳定性,环形建筑空间在相对长的时间内是稳定的,如不及时充填此空间,脱出盾尾的管片便处于无约束的状态,给管片的位移提供了可能的条件。在透水地层中盾构掘进形成的环形建筑空间在充满水的情况下,管片有上浮的趋势。
②控制措施:a.二次双液注浆和同步注浆;b.盾构机姿态控制;c.掘进速度控制;d.合理控制盾构机掘进高程。
三、盾构法过江施工技术
广州地铁4号线两次过江,总计双线长度各600余米。二八号线再次穿越珠江,过江隧道长度各500m。
盾构法过江施工关键:事先检查、检修达到设备完好,选择合适距离位置开仓
换刀。预先分析好地层条件,尽可能做到快速,连续掘进作业。
主要技术措施:
1、过江过河前选择合适的换刀地点,全盘更换新刀,保证过江刀具状态良好,
检查疏通泡沫系统,保证泡沫注入系统状态良好,保证渣土改良。
2、选择合适的掘进模式、加强监测,重点保护好两岸堤坝稳定。
3、加强施工的各环节组织管理,保证施工连续高效。
4、针对过江过河的地层特点,选择合理的掘进参数,软弱地层尽量采用土压平衡模式掘进。
5、盾构掘进过程中向土仓内和掘进面及螺旋输送机内注入添加材料,改善碴
土性能,提高碴土的流动性和止水性,以防失水。
6、采用二次注浆,及时回填环形间隙,防止无胶结的回填土松弛而造成较大的涌水。
7、减少铰接油缸的行程差,尽量将行程差控制在30mm以内,以降低盾体铰接
处漏水的可能性。
四、带压进仓作业施工技术
进仓的目的:检查修理刀盘、刀具。更换已磨损刀具。施作地点及项目:其一
是广州地铁4号线仑大区间,上软下硬地层(下部为中微风化花冈岩,上部为淤泥和泥质粉细砂并与江水连通)。在地表通过筑岛方式施作稳定层,在隧道内掌子面通过2~3公斤气压抵抗土体压力,人员在此压力之下作业更换刀具39把,作业25天。其二是成都砂卵石地层带压换刀。先进行土仓膨润土浆填注做防止漏气处理,然后用大量压缩空气不断补给的方式保持土仓0.8~1公斤压力。人员在此压力下作业,更换刀具,成功挤水实现了无水条件下的换刀作业,现已成功作业多次。
五、盾构机过站施工技术
盾构机过站是盾构法通过车站的一种施工技术,我公司先后施作
了三种不同方式过站施工。
第一种是广州地铁4号线过官州站施工和成都地铁1号线过骡马市车站施工,采用的是直接平移和纵移方式。它的基本原理是利用四个垂直千斤顶升降盾构主机,两个水平千斤顶配合导轨及卷扬机纵向移动主机。最后在站内拼装副环管片、反力架,再次始发。
第二种是解体方式过站施工。成都地铁1号线通过文武路车站。因车站施工
进度等因素安排,造成车站内盾构机通过空间不足,则将盾构机主机解体,从一侧吊出,从另一端下井组装,台车从车站地板直接推过和主机连接,之后再始发。
第三种是先隧后站法过站施工。广州地铁5号线通过五羊新城站,因工期等因素安排,在车站维护结构施工过程中,盾构区间施工直接先通过车站,过后再施做车站,拆除在车站区间内管片,这种工法在国内也是首次采用。
六、盾构机井下调头施工技术
在成都地铁1号线天府广场站,因天府广场是成都市中心,场地使用条件限制,无地面盾构始发井,只能在区间中部设置单线始发井,因此需要在天府广场站调头施工另一条隧道。盾构机进入车站后,平移回转掉头到另一条隧道位置站内始发,后配套设备台车在距离始发端100m外调头,再组装始发。再始发后通过人字形轨道道岔换向,进行水平运输,利用原有升降井垂直吊装作业。
七、洞内开仓截桩施工技术
广州地铁5号线和广州地铁二八号线。因在建筑物下通过,而建
筑原有基础桩在地面不具备拆除条件。利用盾构机土仓直接将进入隧道空间内的桩进行截除。先后共截除了97根桩。
八、围护结构条件下盾构机到达吊出施工技术。
广州地铁5号线和二八号线到达吊出时因车站施工和区间施工工期、进度安排的客观需要,先后两次分别在钻孔桩围护结构和连续墙围护结构条件下盾构机进站和吊出,开创国内施工的先例。
盾构机维护结构吊出需要克服的主要难题有三个:一是保证维护结构安全,二是维护结构存在支撑体系,使得盾构机解体吊出作业空间受到限制,使得大部分部件在起吊时要经过平移,而不是直接起吊,还有如螺旋输送机等部件的解体需要辅助结构或设备,所以维护结构吊出增加了设备解体作业难度;三是维护结构下安装洞门密封要保证其可靠性。广州地铁施工经历的两次在维护结构吊出时,采取了拆卸刀具,减小刀盘起吊重量,盾体平移,制作辅助钢结构解体螺旋输送机等方法,在大件起吊时加强维护结构和支撑体系监测也是必须要做的工作。
九、建筑物桩基转换施工技术
城市地下施工,避免不了的穿越已有建筑物,针对不同年代,不同条件的建筑,采用了多种穿越技术。
1、直接通过。广州地铁4号线仑头村,官州村。二八号线造船厂车间。地面
无加固处理条件,地下地质条件允许直接土压平衡方式通过,及时注浆,控制好同步
注浆和二次补充注浆的压力。
2、盾构通过后跟踪注浆加固。成都地铁1号线通过经委楼、安
监局大楼、冶金宾馆,建筑物属于50——60年代条形基础,年代久远。结构已
不够牢固。为保护建筑物,预先对通过部位上方打孔准备,待盾构机通过时及时跟踪
补充注浆,由于砂卵石地层致密,先期加固效果不好,经过扰动后及时跟踪注浆效果
良好,确保了建筑物的安全。
3、地下洞室法桩基转换施工。广州地铁5号线五羊新城过街楼。该楼地下为
自来水蓄水池和加压站。盾构机在水池下穿过并与池边过街楼六根基础桩相贯穿。
施工中先开挖竖井及主、支巷道,而后在支巷道内制作托换桩及横梁,然后进行托换
受力转换、既有桩破除、以及回填、注浆工作。国内首创。
4、加强钢管桩托换施工。广州地铁二八号线通过彩虹花园3栋楼房桩基托
换。由于原设计问题,通过该区间有三栋楼的80根桩侵入隧道,施工场地确定在楼
群内的小区空地。一层楼建筑拆除并下挖,得出一层及地下水4m的空间进行施工作业。新建托换桩采用孔径350mm,内插直径219mm×6.5mm的钢管桩,单桩设计承载
力500kN,钢管内、外灌注M25水下混凝土。为消除托换钢管桩变形,并检验托换梁
承载力及节点连接性能,在桩顶进行预顶之后进行托换和稳压封桩处理。本工程采
用的这一群桩主动托换的施工工法,在广州地铁尚属首次。
十、盾构机拼管片过矿山法开挖段施工技术
由于盾构机破硬岩的能力有限和受施工经济性,工期筹划等问题产生了盾构机
拼管片过矿山法开挖段这一工况。盾构机面对这一工况需要解决、克服的几个问题:
一是隧道防水,盾构隧道防水主要靠管片之间的密封止水胶条,其可靠性来源于胶条之间的压紧力,而盾构过矿山法隧道时没有足够的反力,也就难以保证胶条压紧从而影响隧道防水;
二是盾构隧道管片背后与矿山法隧道初支之间空隙的填充密实,目前传统的方法是采用喷设机喷射豆砾石回填,这一方法的问题在于,难以保证空隙被填满,从而易引起管片错台、破损、隧道线形难控制等问题,影响了成型隧道质量;
三是克服管片上浮。管片背后和矿山法隧道之间空隙回填石子难以保证其饱满,使得成型隧道不稳定,在地下水的作用下,容易引起管片上浮,另外为增加隧道防水的可靠性,也需要此空间回填注浆;注浆带来的问题就是管片上浮。
我集团目前在广州地铁三号线北沿线同泰项目即在进行盾构过矿山法隧道施工。采用的方法是:⑴预先施作混凝土导台,盾构机在导台上推进;⑵盾构机推进前,根据矿山法隧道断面测量计算好石子回填量,将石子预先运进洞内,盾构机推进时,从刀盘前方往盾尾方向喷射豆砾石;⑶采用同步注水泥砂浆浆和同步注双液浆的方法辅助空隙回填、固定管片控制隧道线形;⑷分批次注浆回填,即先采用注双液浆间隔打箍,再用单液水泥浆回填空隙的方法注浆。从现阶段看隧道质量、施工进度均较为理想。
十一、盾构机过孤石施工技术
广州及深圳等复合地质条件下,盾构法施工经常需要面对孤石这一难题,在三号线北沿线施工过程中既存在,这是一个世界性难题,
目前盾构施工这一领域仍没有好的对策和方法,其难点在于:一是孤石的存在造成盾构机必须面对软硬不均的地质环境,限制施工进度,引起刀具甚至刀盘损坏,增加施工成本,易产生地面塌陷等问题,影响施工安全;二是目前没有好的技术和设备来探测孤石的具体位置令人猝不及防,使得应用辅助措施(如地层加固等方法)的条件也受到影响;目前业界较为认同的方法是提前探测,探测到后采用开挖处理掉,
或者对孤石附近地层注浆加固,等盾构机到达孤石存在位置后,采取利用盾构机破除和人工辅助破除的方法。
十二、盾构机过300m小半径曲线施工
广州地铁五号线杨珠盾构区间双线均要通过300m小半径曲线施工,小曲线掘进施工控制难点是:
1、隧道轴线比较难控制
由于盾构机本身为直线形刚体,不能与曲线完全拟合。曲线半径越小则纠偏量越大,纠偏灵敏度越低,轴线就比较难于控制。其施工参数需要经过计算并结合地质条件、施工经验等因素综合考虑后方可确定。每米的施工参数都有所不同,操作难度更大。
2、管片侧移严重
隧道管片衬砌轴线因侧向分力而向圆曲线线外侧偏移。在小半径曲线隧道中盾构机每掘进一环,由于管片端面与该处轴线产生夹角,在千斤顶的推力作用下产生一个侧向分力,使管环脱出盾尾后,受到侧向分力的影响而向圆弧外侧偏移。研究侧向分力对管环偏移的影响规律就可以制定有效地控制措施。
3、容易造成管片的错台、破碎、漏水,由于曲线半径小,各组油缸产生的推力不均匀。盾构小曲线掘进技术措施
⑴管片选型
为满足急转弯施工要求,管片环宽1.5m,转弯环契形量为38mm,施工过程中要严格管片选型程序,保证管片拼装质量。本段施工时,采用理论右转弯环,同时注意盾尾间隙的变化进行适当调整。盾尾间隙标准值为75mm,在圆曲线段掘进时盾尾间
隙变化较大,可将盾尾间隙保持在75±15mm范围内,一旦超过规定范围值即需要使用弯环进行调整。
⑵推力控制
在强、中风化地层中小半径圆曲线掘进的过程中,对土体的扰动会显著降低外围土体的强度及自稳能力,土体具有的蠕变特性以及出现水平方向土体压力不均,管片在长时间承受千斤顶压力的等情况下,管片很可能向外侧整体移动。
⑶同步注浆及二次补充注浆
在风化岩层中急转弯掘进,足够的、快凝的同步注双液浆也是必不可少的,它能尽早地固定管片,改善管片的受力状态,防止管片错台破损,因此,盾构机配置了两套背填注浆系统,一套用于常规的背填注浆,另一套用于以侧面为重点的管片二次双液注浆。
十三、曲线始发施工技术
由于线路设计和车站位置选择因素产生了盾构机始发的时候需要在曲线上。广州地铁五号线杨珠区间和三号线北沿线同泰区间均为
曲线始发。由于盾构机始发必须在固定的托架上来完成,此阶段盾构机不能调整方向,所以在曲线始发时盾构机的定位非常关键,即盾构机轴线与线路的轴线夹角的选择是保证盾构机始发后盾构姿态和成型隧道姿态是否满足线路设计要求的关键。同时曲线始发是解决好洞门密封也是重难点之一。由于盾构机轴线与隧道线路的夹角导致传统的洞门密封易产生松紧不同从而影响密封效果,这一点在富水且失水后容易引发沉降的地层尤其要注意。
十四、同步二次注浆技术
1、同步二次注浆的应用背景
⑴同步注浆不能完全填充管片背后与盾构掘进刀盘开挖产生的空隙,盾构掘进时,脱出盾尾的管片上部易形成汇水通道;
⑵浆液性质:凝结时间长,被地下水稀释,难以存留;
⑶硬岩段掘进管片易上浮;
⑷过江段掘进时,地下裂隙发育,水大,易形成喷涌;
⑸隧道防水受管片拼装质量影响,易渗漏;
⑹盾构掘进后期,地面沉降较大;
⑺盾构法通过小曲线半径地段,管片侧向移动。
2、同步二次注浆的作用
⑴填充盾构掘进时刀盘开挖轮廓与衬砌管片之间的空隙;
⑵封堵汇水通道,从而减小喷涌;
⑶抑制管片上浮;
⑷增加盾构隧道防水的可靠性;
⑸减小后期沉降,保证地面建筑物安全。
3、同步二次注浆作业的实施
⑴设备:采用矿用气动双液注浆泵;⑵人员:成立单独的注浆工班,与掘进工班同时作业;⑶材料:水泥、水玻璃、水;⑷作业时间:盾构机掘进或停机时间均可作业。
十五、暗挖隧道内始发到达技术
成都地铁一号线盾构2标,盾构区间与车站分界处接有一段17m 长的暗挖隧道,无法使用原有的始发托架进行接收和始发,施工中采用了砼导台,预埋钢轨用做盾构托架,盾构接收后,拼装下部分管片,顶移进站。始发时,盾构顶移到混凝土导台上,待贯入掌子面后,在盾尾处施做钢筋砼反力环,该环内径与管片内径相同,预埋钢筋与暗挖隧道衬砌连接,能够提供1200t以上的反力结构,负环管片不拆除,吹填豆石并注浆填充管片与暗挖隧道间的空隙,反力环与管片间螺栓连接,并粘贴橡胶板止水,反力环与衬砌间用止水条嵌缝,反力环结构后期兼做洞门结构。该法节省了负环管片和托架的安装拆除费用,增加了正洞的实际长度。
隧道盾构施工技术发展趋势和应用探讨 篇一 隧道盾构施工技术发展趋势和应用探讨 摘要： 隧道盾构施工技术是一种现代化的地下工程技术，具有高效、安全、环保等优点，被广泛应用于城市轨道交通、铁路、公路等领域。本文首先介绍了隧道盾构施工技术的概念和优点，然后分析了其发展趋势，最后探讨了其应用现状和未来发展前景。 一、隧道盾构施工技术概述 隧道盾构施工技术是一种集机械、材料、地质等多种学科于一体的综合性工程技术。它利用盾构机械在地下推进，通过盾构外壳的支撑作用和刀盘的切削作用，开挖和拼装隧道。隧道盾构施工技术具有以下优点： 高效：盾构机械的推进速度较快，可以实现快速施工，缩短工期。 安全：盾构机械具有较高的稳定性和可靠性，可以减少施工风险。 环保：隧道盾构施工技术在施工过程中对周围环境的影响较小，
具有较好的环保性能。 二、隧道盾构施工技术发展趋势 随着科技的不断进步和工程实践的不断发展，隧道盾构施工技术也在不断发展和完善。其发展趋势主要包括以下几个方面： 大直径盾构的应用：随着城市轨道交通和大型管道等工程的需要，大直径盾构的应用越来越广泛。大直径盾构可以满足更大断面、更高使用要求的隧道施工需求。 复杂地质条件下的盾构施工：在复杂地质条件下，如软土、砂卵石、岩溶等地质条件下，盾构施工的技术要求越来越高。针对不同地质条件，研发和应用相应的盾构技术和设备是未来的发展趋势。 智能化盾构施工：随着人工智能技术的发展，智能化盾构施工将成为未来的发展趋势。通过引入传感器、监控系统等技术，实现对盾构施工的实时监控和智能控制，提高施工效率和安全性。 绿色施工：隧道盾构施工技术在绿色施工方面具有较大的潜力。通过优化施工方案、采用环保材料和技术等手段，降低施工对环境的影响，实现节能减排和可持续发展。 三、隧道盾构施工技术的应用探讨 隧道盾构施工技术在城市轨道交通、铁路、公路等领域得到了广泛应用。在城市轨道交通方面，由于城市环境复杂，盾构施工具有较
城市地铁盾构法施工技术综合介绍 第一部分盾构的背景及我国的应用现状盾构法施工起源于1825年的欧洲,后来在日本得到广泛的应用。最初主要是过江河,修建隧道施工所必需。它的应用是解决在具有大量水域的下面修筑通道所带来的问题,这一技术的关键就是有了防护壳体,有了抵挡坍塌的各种措施。由于这种工法的这一特性,使之在城市地下工程上得以广泛应用。 城市地铁隧道的施工特点是地上有建筑物、街道、各种管网、人口密集、环保要求高、及由此带来的交通、商业等经济影响大。盾构法的特点,关键就是可实现对城市地面无扰动、少扰动而进行的地下作业。 盾构法施工关键设备:盾构机 盾构机的工作原理这里不作介绍,强调的关键是,盾构机它有防护,在整个盾构施工过程中,有三个位置是活动密封:⑴盾体与管环之间;⑵刀盘转动轴承;⑶铰接。 由于很多地区地质条件不均一,针对不同条件的地质,不同时期的制造业技术水平,出现有了很多种不同的盾构机,例如:网格式、气压、泥水及土压平衡式等。就是某一种具体机型又有了很多不同的配置,使用于不同地质条件。而且很多城市地下的地质条件并不均衡,以广州为例,有从软到硬,几乎包括了各种地质条件。盾构机本身是一种适应性施工设备组合,他的针对性很强,正常工作法是要根据 1 不同的地质条件,而量身定做不同的盾构机。 在国内,由于其不同的地下形成条件,大体有如下几类: 一是以上海为代表的软土地层的盾构法施工,这种地层总体上来讲比较均匀是最适用盾构法的,而且盾构法应用技术比较完善,消耗较低,比较其他方法来说,盾构
法具有较强的优势。与之相类似的有苏州,无锡,杭州,天津,南京等冲、洪积形成的地层。 二是广州为代表的混合岩等不均质地层。这种地层变化率较大,从盾构机掘不动的硬岩(或者说是用盾构机掘进代价太大),到淤泥质流塑土、砂。要求盾构机能力较强,较全。同时所需用辅助工法应用较多,类似的地区有深圳,武汉,南宁,长沙等。 三是以北京为代表的我国北方部分,地下水位较低,而主要以土质为主的地下 结构地区。这些地区盾构法施工比矿山法明显优势是安全和效率。 四是如成都地区的砂石卵石冲积地层。既有硬岩地层的强磨耗特性,又有一定的软土地层特性,如整体性不好,自身稳定性不强,需要的辅助工法较多。盾构法施工成本较高。 随着国民经济发展,国力的增强,中心城市人口、产业、经济的发展,城市地铁迅速发展,国内地铁,轻轨迅速建设也在迅速发展。现有已在施工的城市有:上海,广州,南京,深圳,北京,成都,武汉,西安,苏州,杭州,天津,沈阳,哈尔滨,长春,正在筹建和准备开工的还有长沙,南宁,无锡。地铁施工预计30——40年内,国内发展空间已形成共识。市区内地下,郊区,城际之间地上,而无论 哪个中心城市,市区内均以盾构法做区间施工为最优方案,为什么?来源于经济和政治两方面。 与盾构法相比较的无外乎矿山法和明挖法,后两种工法在市区内,从占地,人文,建筑物,商业等诸多方面均已无法和盾构法相比,就施工造价比较,随着盾构法应用成熟、发展也已无可争议的形成优势。 盾构法应用离不开盾构机,盾构机也的确是个具有完整系统功能的机械,但它 最终还是一台机械,一套设备。盾构机的产生原理是根据不同的隧道要求在具体的
地铁隧道盾构法施工 导语：盾构法施工是一种机械化和自动化程度较高的隧道掘进施工方法，从20世纪60年代开始，西方发达国家大量将这种技术应用于城市地铁和大型城市排水隧道施工。我国近年来也开始在城市地铁隧道、越江越海隧道、取排水隧道施工中采用此项技术，以替代原来落后的开槽明挖或浅埋暗挖等劳动密集型施工方法。 关键词：地铁盾构施工盾构施工技术盾构施工测量点击进入VIP充值通道 地铁盾构机分类及组成 地铁盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥浆式，土压平衡式等不同类型。盾构机主要由开挖系统、推进系统排土系统管片拼装系统、油压、电气、控制系统、资态控制装置、导向系统、壁后注浆装置、后方台车、集中润滑装置、超前钻机及预注浆、铰接装置、通风装置、土碴改良装置及其他一些重要装置如盾壳、稳定翼、人闸等组成。海瑞克公司在广州地铁使用的典型土压平衡式盾构机为主机结构（盾体及刀盘结构）断面形状：圆形、用钢板成型制成，材料为：S335J2G3。主要由已下部分构成：刀盘、主轴承、前体、中体、推进油缸、铰接油缸、盾尾、管片安装机。主机外形尺寸：7565mm（L）Ｘ6250（前体）Ｘ6240（中体）Ｘ6230（盾尾）。 ①压缩空气式盾构 1886年Greatbhad首次在盾构掘进隧道中引了这种工法,该工法利用压缩空气使整个盾构都防止地下水的侵入,它可在游离水体下或地下水位下运作。其工
作原理是利用用压缩空气来平衡水压和土压。传统的压缩空气式盾构要求在隧道工作面和止水隧道之间封闭一个相对较大的工作腔,大部分工人经常处于压缩空气下,这会对掘进隧道和衬砌造成干扰,为了解决这些问题,又出现了用无压工作腔及全断面开挖的压缩空气式盾构和带有无压工作腔及部分断面开挖的压缩空气式盾构等。 ②土压平衡式盾构 20世纪70年代日本就开发土压平衡式盾构,不用辅助的支撑介质,切割轮开挖出的材料可作为支撑介质。该法用旋转的刀盘开挖地层,挖下的渣料通过切割轮的开口被压入开挖腔,然后在开挖腔内与塑性土浆混合。推力由压力舱壁传递到土浆上。当开挖腔内的土浆不再被当地的土和水压固化时就达到平衡。如果土浆的支撑压增大超过了平衡,开挖腔的土浆和在工作面的地层将进一步固化。与泥浆式盾构相比优点在于:无分离设备在淤泥或粘土地层中使用,覆盖层浅时无贯穿浆化的支撑泥浆泄露的危险。 ③泥浆式盾构 1912年,Grauel首次建造了泥浆式盾构。该法可以适用于各种松散地层,有无地下水均可,在稳定的地层中使用该法优点很多。使用该法隧道工作面由泥浆支护,泥浆液被注入隧道工作面前封闭的开挖腔,有压力的悬浮液进入地层,封闭地层并形成滤饼,滤饼上开挖腔中有压的悬浮液能平衡土压及水压。用作支护的液体同时又作为运输介质。由开挖工具开挖的地层在开挖腔中与支护液混合。然后悬浮液的混合物被泵送到地面,在地面的分离场中支护液从地层中分离出来。 盾构施工技术点击进入更多资料
地铁工程盾构隧道防水施工工艺工法 1刖言 1.1工艺工法概况盾构隧道防水采取以结构（管片）自防水为主，外防水 （附加防水）为辅的防水原则。关键是处理好管片的接缝的防水，以及螺栓孔、壁后注浆孔、管片背后注浆等的防水作业。 1.2工艺原理盾构隧道防水施工主要是管片砼采用高抗渗高强度等级的混凝土，管片拼装成封闭的圆型隧道，达到自防水效果；首先在管片外侧设置弹性密封垫，构成接缝的主要防水措施；再辅以在盾构千斤顶顶力影响范围外进行，综合考虑隧道稳定性，掘进等作业的影响，在管片衬砌内侧缝隙之间以高模量聚氨酯胶或氯丁胶乳水泥嵌填，以达到辅助防水目的。 2工艺工法特点 2.1施工可操作性强，集中作业，适应性强。 2.2操作简单，安全可靠。 2.3标准化作业、施工周期快。 2.4防水效果好。 3适用范围 适用于盾构隧道防水施工。 4主要引用标准 4.1《地下工程防水技术规范》（GB50108）； 4.2《地下防水工程质量验收规范》（GB50208）；
4.3《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299）； 4.4《地铁设计规范》（GB50157）; 4.5《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204）; 4.6《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008） 4.7《混凝土耐久性设计与施工指南》（CCES0）1。 5施工方法 5.1管片砼采用高抗渗高强度等级的混凝土，管片拼装成封闭的圆型隧道，达到自防水效果。 5.2在管片外侧设置弹性密封垫，构成接缝的主要防水措施。采用多孔型三元乙丙弹性橡胶弹性密封垫并在表面采用复合遇水膨胀橡胶，在千斤顶推力和螺栓拧紧力的作用下，管片间的三元乙丙弹性橡胶密封垫的缝隙被压缩，起到防水的作用。 5.3嵌缝作业应在盾构千斤顶顶力影响范围外进行，综合考虑隧道稳定性，掘进等作业的影响，安排在工作面后100米左右范围内进行。隧道嵌缝除变形缝、盾构进出洞以及联络通道两侧各25环做环纵缝整环嵌缝，其余段落嵌缝范围为拱顶45度、拱底90度范围。变形缝、管片衬砌与混凝土衬砌以高模量聚氨酯胶嵌填，其它（除衬砌变形缝外的环纵缝）采用氯丁胶乳水泥嵌填。 6工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程
地铁施工中的盾构施工技术要点 地铁作为一种现代化的城市交通工具，为人们提供了便捷、快速的出行方式。 然而，地铁的建设离不开盾构施工技术的支持。盾构施工技术是一种在地下施工中广泛应用的技术，它能够有效地解决地铁建设中的难题。本文将从盾构施工技术的原理、施工过程、质量控制等方面，探讨地铁施工中的盾构施工技术要点。 一、盾构施工技术的原理 盾构施工技术是一种在地下施工中使用的机械化施工方法。其原理是利用盾构 机在地下隧道中推进，同时进行土层的开挖和支护。盾构机由推进机构、开挖机构、支护结构和控制系统组成。推进机构通过液压系统提供推进力，推动盾构机向前推进。开挖机构负责土层的开挖，通常采用刀盘或切割头进行。支护结构用于稳定土层，防止坍塌。控制系统可以监测盾构机的运行状态，并进行调整。 二、盾构施工技术的施工过程 盾构施工技术的施工过程可以分为准备工作、推进施工和后续工作三个阶段。 准备工作阶段包括现场勘察、施工方案设计、材料采购等。在这个阶段，需要 对地下情况进行详细的勘察，确定施工方案，并采购所需材料。 推进施工阶段是盾构施工的核心阶段。在这个阶段，首先需要进行盾构机的组 装和调试。然后，盾构机开始推进，同时进行土层的开挖和支护。土层开挖后，需要及时进行支护，以保证施工安全。推进过程中，还需要进行土层的排土和清理。 后续工作阶段包括隧道的封顶和装修等工作。隧道封顶后，需要进行地面的恢 复和修复。同时，还需要进行隧道的装修和设备安装等工作。 三、盾构施工技术的质量控制
盾构施工技术的质量控制是保证地铁施工质量的关键。在盾构施工过程中，需要进行严格的质量控制，以确保施工质量达到要求。 首先，需要对盾构机进行严格的检查和调试，确保其正常运行。同时，还需要对盾构机的各项参数进行监测，以确保其在推进过程中的稳定性和安全性。 其次，需要对土层的开挖和支护进行监测和控制。开挖过程中，需要监测土层的变形和位移情况，及时采取相应措施。支护过程中，需要对支护结构的稳定性进行监测，确保其能够有效地支撑土层。 最后，需要对施工现场进行监测和管理。施工现场需要进行严格的安全管理，确保施工人员的安全。同时，还需要对施工现场的环境进行监测，以保护周围环境的安全。 综上所述，盾构施工技术是地铁施工中的重要技术，它能够有效地解决地下施工中的难题。在地铁施工中，需要注意盾构施工技术的原理、施工过程和质量控制等要点，以确保地铁的施工质量和安全。
四种地铁盾构施工工法 四种地铁盾构施工工法 工法之一：土压平衡盾构施工工法 1、特点 1.1 盾构施工为多工序程序化作业，其自动化程度高，施工速度快、质量好、安全性高。 1.2 盾构掘进不需降水辅助施工，且管片属工厂预制，有利于环境保护和减少施工对城市正常生活秩序的干扰。 1.3 通过建立并保持密封仓内土压与开挖面水土压力的动态平衡，减少了施工对土层的扰动，工作面稳定，能有效地控制地表隆陷。 1.4 与泥水盾构工法相比，其所需场地面积小，施工成本低。 2、工艺原理 土压平衡式盾构机的工作原理是随着盾构机的推进，刀盘切削下来的土体进入密封仓，利用该部分土体使仓内维持适当压力，使之与开挖面水土压力相平衡。同时，通过螺旋输送机及其排土阀门等排土机构的控制，实现排土量与盾构推进量的匹配，形成盾构推进的同时保持开挖面稳定的动态平衡。 3、应用实例 北京地铁四号线角门北路站～北京南站区间工程，作为北京地铁四号线工程一部分。整个工程自南四环马家楼，向北沿终至龙背村，线路全长28.14km，共设24座车站。其中角门北路站～北京南站区间盾构法施工隧道长：2392.922m（见图3所示），其中左线长：1161.488m，右线长：1231.434m。 区间管片外径6000mm，内径5400mm，宽1200mm，每环6块。隧道埋深约10～17m，线路最小水平曲线半径350m，最大水平曲线半径600m，线间距12～21.49m；最小竖曲线半径3000 m，最大竖曲线半径5000m；区间线路纵坡成“V”字形，角门北路站位于纵坡最大坡度2‰上坡段，出站后区间线路以15‰的坡率下坡，至最低点后左右线分别以6.863‰和6.906‰的坡率上坡，北京南站位于纵坡2‰上坡段。 工法之二：小半径曲线段盾构始发施工工法 1、特点 1.1 纠偏能力强，轴线控制好。 1.2 能利用CAD软件进行纠偏曲线拟合，清晰直观，预控性强。 1.3 能最大限度利用了始发空间和盾构机本身的纠偏能力。 1.4 始发阶段超挖范围少，节省成本，有利于地表沉降控制。 2、工艺原理 盾构机在始发机座上不能开铰接和采用分区油压差来进行曲线纠偏，只能直线推进，因而小半径曲线段盾构机始发主要是通过对盾构机始发轴线向曲线内侧的旋转和偏移，在始发段盾构机长度范围内直线推进，过该直线段后用比设计转弯半径小的实际推进曲线来拟合设计曲线，充分利用盾构机自身的纠偏设计如超挖刀、铰接、分区油压差等，再加上合理的管片选型来保证实际推进曲线与设计曲线偏差在规范允许的范围内。 3、应用实例 北京地铁四号线工程角门北路站-北京南站盾构区间右线于2005年9月10日开工。设计里程：右K2+446.318-右K3+778.224，全长1382.858 m，其中盾构法区间长度为1231.434m，在K3+635.000处设盾构始发竖井。盾构法区间隧道设计断面形式为圆形，外径为6.0米，内径5.4米。本区间隧道轨顶设计标高为17.75m -25.00m，隧道结构顶标高为22.75m-30.0m，隧道结构底标高为16.75m-24.00m，隧道埋深约为16.0-23.5m，覆土厚度约为10.0m-17.5m，
一级建造师：盾构法施工控制要求 一、盾构法施工综述盾构法施工主要施工步骤为： 1．在盾构法隧道的起始端和终结端各建一个工作井，城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井； 2．盾构在始发工作井内安装就位； 3．依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装好的衬砌上)将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出； 4．盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土(泥)和安装衬砌管片； 5．与时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置； 6．盾构进入到达工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。 盾构掘进由始发工作井始发|来源%考试大%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。 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、与早填充盾尾空隙。因此，开挖控制、一次衬砌、线形控制和注浆构成了盾构掘进控制"四要素"。 二、盾构掘进各阶段的控制要点(一)盾构始发施工技术要点 盾构自基座上开始推进到盾构掘进通过洞口土体加固段止，可作为始发施工，其技术要点如下。 1．盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量满足盾构掘进方向要求。 2．安装盾构基座和反力架时，要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。 3．由于临时管片(负环管片)的真圆度直接影响盾构掘进时管片拼装精度，因此安装临时管片时，必须保证其真圆度，并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位(临时管片安装时通常不形成封闭环，在其上部预留运输通道)变形。 4．拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加同，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大、且盾构始发过程中开挖面稳定。 5．由于拼装最后一环临时管片(负一环，封闭环)前，盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常为开口环)，因此从盾构进入土层到通过土体加固段前，要慢速掘进，以便减小千斤顶推力，使盾构方向容易控制，盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓(泥水仓)设定压力，出加固段达到预定的设定值。 6．通常盾构机盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片(负一环)，并在开口部安装上部轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。 7．盾构机盾尾进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。 8．加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。 (二)初始掘进 盾构始发后进入初始掘进阶段。 1．初始掘进特点 (1)一般后续设备临时设置于地面。在地铁工程中，多利用车站作为始发工作井，后续设备可在车站内设置。 (2)大部分来自后续设备的油管、电缆、配管.随着盾构掘进延伸，部分管线必须接长。 (3)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。 (4)由于初始掘进处于试掘进状态，且施工运输组织与正常掘进不同，因此施工速度受到制约。
城市轨道交通工程 盾构法按支护地层的形式分类，主要分为自然支护式、机械支护式、压缩空气支护式、泥浆支护式、土压平稳支护式5种类型、 按开挖面是否封闭划分，可分为密闭式和敞开式两类。按平衡开挖面土压与水压的原理不同，密闭式盾构又分为土压式（常用泥土压式）和泥水式两种。 盾构的刀盘主要由刀盘体、刀具、磨损检测器、搅拌棒、泡沫及膨润土管路等零部件组成。刀盘体由钢结构焊接而成，刀具可分为：滚刀、切刀、边缘刮刀、仿形刀、保径刀、先行刀、中心刀等。 刀盘具有三大功能：开挖功能、稳定功能、搅拌功能。 土压平衡盾构的刀盘有两种形式：面板式和辐条式。 盾构法施工条件 1.适用地层范围：除硬岩外的相对均质的地质条件。 2.隧道埋深：隧道应有足够的埋深，覆土深度不宜小于1D（洞径）。 3.地下水防治：采用密闭式盾构时，除了始发和接收区以及开仓换刀时需要之外，一 般不需要辅助施工法。 4.截面形状：标准形状为圆形。也可采用异形截面。 5.对环境的影响：接近既有建（构）筑物施工时，有时需要辅助措施； 盾构施工现场布置：在施工用地范围内，对施工现场的道路交通、材料仓库、材料堆场、临时房屋、大型施工设备、集土（泥）坑、拌浆系统、临时水电管线、消防器材垂直运输设备等做出合理的规划布置。 盾构施工一般分为始发、正常掘进和接收三个阶段。 始发是指盾构自始发工作井内盾构基座上开始掘进，到完成初始掘进（通常50~100m)止。始发结束后要拆除临时管片、临时支撑和反力架，分体始发时还要将后续台车移入隧道内，以便后续正常掘进。 接收是指自掘进距接收工作井100m到盾构到达接收工作井内接收基座上止。 常用洞口土体加固方法：化学注浆法、砂浆回填法、深层搅拌桩法、高压旋喷注浆法、冷冻法等。 冻结法有造价高、解冻后存在沉降等缺点，旗喷桩加固虽然效果好，但其造价远高于深层桩。所以，除工作井较深、洞门处土层为水头较高的承压水层外，洞门土体加固较为广泛采用的是深层搅拌法、并在搅拌桩加固体与连续墙间无法加固的间隙处用旋喷法进行补充加固。
盾构施工技术及其应用 摘要：为加快施工速度,在不降低水位的条件下, 采用盾构法将有较好的发展前景。盾构法施工技术在我国有了较大的发展, 不仅在地铁区间隧道中得到了应用, 而且积极地创造条件应用于地铁车站施工中。本文介绍了盾构的原理及其优缺点，结合工程实例探讨了隧道盾构施工技术的应用，总结了盾构施工技术发展趋势。 关键词：盾构施工技术原理优缺点应用发展趋势 中图分类号：tu74文献标识码：a文章编号： 随着我国经济和城市现代化的快速发展，高度商业和效率化以及功能密集化的现代化城市对于隧道施工要求越来越高。城市用地日趋紧张，城市交通又要向着立体化发展，向地下发展的工程会越来越多。隧道盾构施工技术是一种适用于现代城市向地下发展的重要施工方法。目前我国盾构施工技术重要影响因素是机械制造问题。现阶段盾构施工技术将朝着施工断面从常规的圆形向着多元化发展; 出洞、长距离施工等等施工新技术得到的开发; 隧道衬砌技术也朝着自动高速化和经济化发展。 一、盾构的原理及其优缺点 盾构的基本原理是基于一圆柱形的钢组件沿隧洞轴线被向前推进的同时开挖土壤。该钢组件总在防护着开挖出的空间, 直到初步或最终隧洞衬砌建成。盾构必须承受周围地层的压力, 而且要防止地下水的侵入。一般讲, 盾构掘进隧道不应也不能取代其它方法,
但在不良的地层条件下做长距离掘进, 对进尺有较高的要求和对地面沉陷又有严格的要求时, 它相对其它方法在技术上更合理更经济。其主要的优点和缺点如下。 优点: （1）机械化程度高;（2）隧洞形状准确; （3）对地面结构影响可能性最小; （4）对工作人员较安全, 劳动强度低, 进度快;（5）对环境无不良影响, 地下水位可保持: （6）质量高, 衬砌经济。 缺点: （1）盾构的规划、设计、制造和组装时间长; （2）施工工艺复杂, 熟练操作机器需要时间长;（3）准备困难且费用高, 只有长距离掘进时才较经济;（4）当地层条件变化时, 实施有风险;（5）隧道断面变化的可能性小, 断面如需变化时, 费用较高。盾构法施工技术大大减少了施工时周围土层的扰动, 使得作用在衬砌上的荷载变得更加稳定与均匀。 二、隧道盾构施工技术的应用 某隧道工程为长3 822 m，施工区穿越粉细砂层、砾砂层和卵石层。采用两台直径为11．93 m 的泥水平衡式盾构机进行施工，盾构隧道内径13．3 m，外径14．5 m，管片环由一块封顶块和两块相邻块以及七块标准块组成。盾构始发端底层主要有四层淤泥质粘土和七层粉细砂，地下水较为丰富，覆土厚度为5 m，为盾构直径0．4 倍。为防止涌砂涌水，确保盾构始发时底层稳定，对始发段地层进行人工冻结加固，严格控制洞口密封性，综合优化设定切口
地铁隧道盾构法施工技术 【摘要】地铁隧道施工经常遇到复杂的地质条件和严苛的周边环境保护要求，极易造成隧道沉降，道路路面塌陷等安全事故。本文针对盾构法通过采取各种施 工技术措施，加强施工过程中的监控量测，以此确保施工安全。 【关键词】关键词：地铁隧道；盾构施工；掘进；监测 地铁隧道是贯穿于地铁工程的重要建设形式，因其施工环境复杂，对施工技 术提出较高的要求，通常基于盾构法展开施工作业。盾构法在应用中存在诸多技 术要点，加强质量控制十分必要。 1盾构隧道施工测量概述 地下工程测量是一项持续性工作，需落实到勘察设计、施工建设、运营等阶段。经地下工程测量后，应及时反馈线状工程的实际状况，根据所得结果采取调 整措施，及时纠偏，保证隧道可顺利贯通。盾构法因具有技术可靠性和施工便捷 性的特点而取得广泛的应用，盾构期间做好测量工作具有显著现实意义，能够作 为反映盾构施工状况的“窗口”，在此基础上合理组织后续的盾构作业，直至盾 构贯通为止。 根据盾构法隧道工程的施工特点，测量工作应重点考虑如下几方面：创建平 面控制网和高程控制网；明确地面的坐标、方向及高程，将其有序传递至地下， 由此构建完整的地下坐标系统；在前述基础上，做好地下平面和高程的测量与控 制工作；组织测量放样，作为开挖和衬砌的参照基准，保证开挖量的合理性以及 衬砌结构的准确性。根据上述所提的要点，详细部署测量工作包括：经测量后， 在地下标定建筑物的控制基准线，包含设计中心线和高程，作为参照基准而使用，以便后续的开挖和衬砌作业均可高效推进；开挖面掘进施工期间，根据要求使施 工中线顺利贯通，应确保实际开挖范围稳定在设定的界限以内；按图纸将设备安 装到位；采集并完整记录测量数据，汇总成测量资料，交给设计部门和管理部门，为相关部门日常工作的开展提供参考。
盾构下穿既有运营地铁线路施工技术分析 摘要：社会的发展推动了城市建设的发展，在此过程中，城市的交通问题日益突显。要想有效解决城市交通中存在的问题，必须建设地铁工程。盾构法作为地铁工程建设的常用方法，在地铁工程建设中发挥了至关重要的作用。对于此，本文分析了地铁施工盾构法的概念、基本原理以及特点，并结合实例，探讨了盾构下穿既有运营地铁线路施工技术应用。 关键词：盾构；下穿；既有运营地铁线路；施工技术 1地铁施工盾构法概述 1.1概念 地铁盾构法是一种新型施工技术，在利用地铁盾构法进行施工时，主要的机械设备是盾构机。盾构机常用于地铁工程支撑稳定、注浆工作、挖掘工作。换言之，地铁工程的隧道建设可以通过盾构机完成掘进。同时，在掘进过程中，盾构机的盾壳还能起到支护作用，以便优化施工效果。 1.2基本原理 盾构机是地铁盾构法的主要机械设备，主要组成部分包括挖掘系统、稳定支撑系统、注浆系统，其功能主要是在盾构机挖掘过程中支撑、稳定挖掘的孔洞，从而保护挖掘的孔洞。盾构机的尾部能够利用注浆系统对隧道围岩进行注浆，从而加强围岩的稳定性，增强施工安全性，为地铁隧道的挖掘、支撑等发挥保障作用。盾构机外部具有十分坚硬的钢壳，为此，在挖掘过程中盾构机不容易受到损害。在盾构机的工作过程中，其尾部也会进入工作状态，整个盾构机的工作情况是前面进行挖掘施工，后面进行注浆操作，挖掘和注浆同步进行。 1.3特点 地铁施工盾构法的特点主要有：第一，对环境影响力较小。地铁盾构法在应用施工过程中不会制造很大的振动或噪声，不会对周围环境造成严重影响，能够用于许多环境，使用范围广，有利于调控地铁工程建设的进度。第二，精确度很高。其主要机械设备是盾构机，盾构机的运行基础是机械工程、测量工程、自动控制工程，这使得盾构机的精度具有很好的保障。第三，能够有效节约成本。利用地铁盾构法进行地铁工程建设施工时，如果技术人员、操作人员技术娴熟，则所需的人工将大大减少，管理成本也能得到显著降低。同时，长期使用盾构法进行施工也能相对减少盾构机的成本。 2盾构下穿既有运营地铁线路施工技术应用 2.1工程概况 某轨道交通8号线一期工程土建1标段盾构区间设计上下重叠隧道，左线穿越长度为84m，右线穿越长度为60m，最小净空竖向间距为2.65米，穿越地层为（3-1）黏土层、（3-3）淤泥质粘土、（3-5）粉质黏土，隧道底部有（8-1）粉细砂混砾卵石，对于重叠隧道施工有较大的风险。所以本工程特点是穿越重叠距离较长，在小间距的透水性层中掘进风险较大。 2.2盾构下穿既有地铁线路施工技术 2.2.1盾构下穿前的技术措施 在实施盾构下穿施工时，必须要对施工可能影响的区域进行详细的考量，相关规定上也会标出具体的范围，但仅如此还不够，还需做其他的准备工作，保证施工的顺利进行。（1）研究和借鉴其他工程盾构下穿施工的实践和经验，结合本工程实际情况确定施工参数，严格监测阶段施工，总结监测数据，有利于施工
城市地铁盾构施工关键技术及要注意的若干问题 摘要：随着我国城市化进程的不断推进，地铁建设作为缓解城市交通压力的主 要途径已经在很多大中城市中被广泛采用。但是，目前地铁建设项目施工内容较 为复杂，加之工程建设规模较大，施工工期较长，对施工技术的应用有较高的要求。因此，地铁建设项目与城市一般建筑项目相比危险系数更高。当前相关施工 企业需要根据施工内容选取相应的施工方法，全面提升地铁项目施工质量。而盾 构技术以其开挖安全、自动化程度高、不影响地面交通等优势被广泛应用在地铁 项目中，并具有良好的应用价值。 关键词：城市地铁；盾构施工；关键技术；注意问题 1 地铁盾构施工技术应用原理 从城市地铁建设项目施工内容来看，大多数是暗挖工程，采用盾构法进行施 工时，盾构机不仅是挖掘工作的主要设备，盾构机的盾壳也是施工中重要的支护 性设备，再加上其他支撑设备的应用，组成了完善的盾构推进系统，使地铁施工 项目获取良好的建设效果，可以从根本上提升建设项目的安全性，避免安全事故 的发生。在隧道开挖过程中，需要在开挖面上布设切削装备，再根据工程建设要 求运用相关机械设备，将切削的多余土层运出隧道。目前，盾构施工技术在应用 过程中对施工环境造成的影响较小，施工中振动产生的噪声较小，不会影响施工 项目周边区域人们的正常生活和工作。但是盾构施工技术对施工精度有较高的要求，在施工项目开展前，需要开展大量的测量工作，使施工的准确性得到有效保障。 2 城市地铁盾构施工关键技术及需要注意的问题 2.1 前期准备 工程施工开始之前，需要进行认真细致的筹备工作。首先，结合工程实际情况，科学布置施工场地。为了更加方便的出土和吊运管片，需要对管片堆场、集 土坑、管片进场通道等合理优化，科学设计集土坑与管片堆场的面积，合理安排 生活办公场地与拌浆间。市政工程具有一定的特殊性，因此，施工之前，就需要 积极准备相应的申报材料，办理特殊工种证件，对主要材料进场路线和出土路线 科学规划。测量部门需要及时进行桩点复测、洞门放样等工作，且向业主、监理 部门及时上报测量结果。在出洞方案确定时，需要将出动后管片的偏移量充分纳 入考虑范围。要结合国家规范要求，严格复测检验主要材料，严格审核工程设备。此外，还需要对隧道施工影响范围内的各类地下管线位置、埋深、管径等要素科 学查明，核对各种建筑物。 2.2 出洞 在出洞之前，需要按照米字形，将9个样洞开于洞门上，对土体取样分析， 进行适当的加固。同时，将样洞流水情况、土体气味纳入考虑范围，判断加固效 果与出洞要求是否符合。如果加固不符合要求，需要进行再次加固处理。如果符 合相应条件，则需要安装铰链板和袜套防水装置。经过专家验收之后，可以破除 洞门。尽量缩短洞门的凿除时间，且对水土流失问题严格检查，避免有风险出现。在这个过程中，还需要仔细检查洞门上的密封装置，避免出现损坏问题。完成了 洞门凿除工作后，盾构机向洞门慢慢移动，为了促使盾构机运行的水平性得到保证，需要将千斤顶运用过来。刀盘靠上土体之后，为了促使正面阻力得到减少， 可以开动刀盘。这个过程中，对洞门防水装置严格检查，且刀盘开洞时，需要保 证导向轨道、放水装置等不会受到影响。
城市轨道交通隧道盾构施工主要技术分 析 摘要：近几年来，国家逐渐加大了城市建设的力度，这给城市轨道交通工程 行业带来了很多机会，同时，盾构法在城市轨道交通隧道工程施工中得到了广泛 的应用，并取得了很好的效果。盾构机在盾构施工法中起着关键作用，在施工挖 掘施工过程中，利用外壳和衬砌支撑的方法来增强围岩结构的稳定性，通过切削 设备进行土体结构的挖掘施工，通过出土设施向外输送土渣，通过顶进装置沿着 隧道设计轴线向前推进，并通过预制拼装管片和注浆工艺来完成隧道工程结构的 施工。盾构施工工序复杂，对施工技术水平要求较高，并做好各项防护工作，才 能确保实际施工工作的效率和效果。基于此，本文对城市轨道交通隧道盾构施工 主要技术进行探讨。 关键词：城市轨道交通隧道；盾构施工；主要技术 交通盾构法其本质就是利用盾构机进行挖掘施工，相对于以往老旧的施工方法，从根本上确保了挖掘施工工作的安全性，并有效的避免了挖掘隧道坍塌。在 实际应用中，盾构法主要包括三个方面：开挖面、盾构机和衬砌。随着科学技术 的飞速发展，盾构法也在不断地优化和完善着，它是目前最高效的城市轨道交通 隧道施工技术，并在实际应用中取得了很好的效果。 1盾构施工概述 1.1施工特性 盾构法在隧道施工中的合理应用，主要包括开挖施工、排土和衬砌。与其他 方式的施工方法相比，盾构法最显著的优势是造价较少，施工效率较高，不受环 境因素影响。同时，在施工过程中采用有效的方法，可以有效的避免地面塌陷， 从而确保施工的安全性。盾构法运用到一些规模相对较大的隧道工程项目施工中，可以提高项目整体经济效益[1]。
1.2施工原理 盾构法在地铁工程项目施工中的实际应用，不仅能够确保施工工作的安全性，而且能够很好地保护管片支护。在利用盾构法实施施工工作时，所涉及的施工工 具主要有盾构机设备的安装和拆卸、土层结构的挖掘、衬砌、防水等诸多工序。 使用盾构法进行工程施工，需要施工人员确定具体的施工路段之后，采用明挖法 进行路基结构的施工建造，在其内部设置盾构机，在挖掘一段距离之后，安装盾 构反力设备，就能够产生外力支撑。再有，借助盾壳，用千斤顶将切口环放置到 土层中，完成地层的挖掘和装配衬砌，安装盾构反力架结构，形成完整的外力支 撑结构。借助于盾构结构将施工完成的衬砌环内的千斤顶前移，以减轻掘进时盾 构机受到的阻力，从而推动盾构机持续、平稳地向前推进。 2城市轨道交通隧道盾构施工主要技术要点 2.1盾构机选型 整个工程所处区域地质构造较为复杂，施工范围内存在着硬度较高的岩体结构，仅采用土压平衡盾构无法确保施工效果。但是，泥水平衡盾构的构造比较复杂，造价也比较高，后期的维护费用也比较高，而且废弃的泥浆当中的黏土颗粒 粘性很强，对环境造成了很大的污染。因此，适合使用 TBM/EPB双模盾构机。在EPB模式下，盾构结构和密封隔板可以形成封闭空间，以确保开挖施工作业的安全。刀盘、前盾体和密封隔板构成渣土仓，其中泥土结构起到一定的支撑作用， 避免挖掘面坍塌。在这种施工模式中，盾体和土仓共同组合，形成开放式结构， 为后续挖掘施工提供了便利。对于盾构机的刀盘结构而言，它是一种复合结构模式，并自带多种工具，根据实际施工工作需要，可自行调换工具，配合盾构机良 好的动力，在软土、岩体结构中进行挖掘施工，可从根本上确保隧道地表挖掘施 工的有效性。隧道衬砌一般采用拼装预制混凝土管片的方法，由盾构机安装管片 拼装设备辅助进行管片的安装与拼装，从根本上确保了安装的效率与效果。盾构 机安设有专用的螺旋式输送机和皮带式输送机，主要用于将阿静挖出的垃圾及时 有效地运出，此外，盾构机还安装有专用的渣土改良加料设备，可以在开挖过程 中加入适量的掺合料，以达到改良土层的目的，确保隧道挖出的渣土可以被完全 清除。
城市地铁，过江，过海隧道常用施工方法之盾构法 吊装的始发和到达 1始发竖井 始发隧洞竖井的任务是为盾构机出发提供场所，主要用于盾构机 的固定、组装及设置附属设备，如反力座、引人线等;与此同时，也作 为盾构机掘进中出碴、掘进物资器材供应的培训中心。因此，始发竖 井的周围是盾构施工沉井基地，必须要有搁置出碴设备、起重设备、 管片储存、输变电设备、回填注浆设施和粮草器材的场地。 2到达竖井 两条盾构隧道的甬道连接方式有到达竖井连接方式和盾构机与盾 构机在地下对接的方式。其中，地下对接方式是在接合特殊情况下采用,例如连接段在海中难以建造巷道，或者场地没有场馆不能设置竖井等。但在正常情况下一般都以到达竖井连接。 3盾构机拼装 盾构在拼装前，先在拼装室底部铺设50cm厚的混凝土垫层，其表 面与盾构满足外表面相适应，在垫层内埋设钢丝，轨顶伸出垫层约5cm，可作为此时盾构推进时的导向轨，并能防止盾构旋转。若拼装室将来 要作他用，则垫层将凿除，费工费时。此时可改用由型钢拼装的盾构 支撑平台，其上亦需要有导向和防止旋转的装置。 4盾构机的始发 盾构机的始发是指利用临时拼装管片等承受反作用力的设备，将 盾构机从始发口进入地层，沿所定线路方向掘进的一系列施工作。根 据临时拆除方法和防止开挖面地层坍塌方法的不同，施工算法有以下 的2种：
(1)使开挖面地层能够自稳,再将盾构机贯入自稳的开挖面。一般 是通过化学构造物、高压喷射注浆、冻结施工法等来加固开挖面基岩，或向始发竖井压气，平衡开挖锐角的地下水、土压力，使地层自稳。 (2)借助于挡土墙防止开挖面崩塌，让盾构机开始掘进。 5盾构机的达到 盾构机的到达是指在稳定地层的同时,将盾构机沿所定路线推进到 竖井边,然后从预先准备好的有大开口处将盾构机拉进下部竖井内,或 推进到到达墙的指定位置后开动多项等待的一系列作业。 盾构的掘进 掘进条件掘进时必须根据围岩条件，有效保证工作面的稳定，适 当地调整千斤顶的行程和推力，采取沿所定路线思路准确地进行掘进。掘进时应注意以下问题： (1)正确地使用千斤顶所需台数和重要的位置，产生使之产生推力 按设计的线路大方向行走,并能需要进行必要的纠偏; (2)不应使开挖面的稳定遭受损害，一般是在开挖后立即大力推进，或在开挖的同时进行推进。每次推进的距离可为一环衬砌的长度，也 可为一环路基长度的可为几分之一,推进速度约为10～20mm/min。衬砌组装完毕后，应立即或进行开挖或推进，面为尽量缩短开挖面的暴露 时间; (3)不应使衬砌等后方结构受到损害，推进时应振幅根据衬砌瓦片 的强度，尽力发挥千斤顶的推力作用。为使每台千斤顶钢缆的推力不 致过大，最好用全部千斤顶来产生所需推力。在曲线段、上下坡、修 正蛇行等情况下，有时只能使用局部千斤顶，要尽量多增加千斤顶的 使用台数。在时则当采用的推力可能损坏衬砌等尾端结构物时，应对 衬砌进行加固，或者采取一定的措施。 压浆和防水
盾构技术特点、分类及适用范围 国培学员：S 1、盾构法 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。 2、盾构掘进机的特点： 盾构掘进机（简称盾构）是地面下暗挖施工隧道的专用工程机械，具有一个可以移动的钢结构外壳(盾壳)，内装有开挖、排土、拼装和推进等机械装置，可以进行开挖、支护、衬砌等多种作业一体化施工，广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程建设。目前，在欧美等工业发达国家使用盾构机进行施工的城市隧道占90%以上。 现代盾构掘进机集液压、机电控制、测控、计算机、材料等各类技术于一体，属于技术密集型产品，其生产主要集中在日本、德国、英国、美国、加拿大等少数发达国家，其中又以德国、美国、日本技术最为先进。 盾构施工法与矿山法相比具有的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进行，工艺技术要求高、综合性强（土建、机械)。 3、盾构施工技术的优缺点： 优点： a）具有良好的隐蔽性；
b）掘进速度快且施工费用不受埋置深度大而影响； c）适宜在不同颗粒条件下的土层中施工，尤其在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性； d）多车道的隧道可做到分期施工，分期运营，可减少一次性投资。 缺点： a）盾构施工是不可后退的； b）盾构是一种价格昂贵、针对性很强的专用施工机械，对于每一条用盾构法施工的隧道，必须根据施工隧道的断面大小、埋深条件、地基围岩的基本条件进行设计、制造或改造，一般不能简单的倒用到其它隧道工程中重复使用； c）对隧道曲线半径过小或隧道顶部覆土太浅时，施工困难较大，而且不够安全，特别是饱和含水松软土层，在隧道上方一定范围内地表沉陷尚难完全防止，拼装衬砌时对衬砌整体防水技术要求很高。 4、盾构施工技术 先在隧道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。
盾构施工技术 第一节概述 一、大体原理 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式。 先在隧道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动身，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动。盾构推动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。 ●盾构是进行土方开挖、正面支护和隧道衬砌结构安装的施工机具 ●盾构是一个既能支承地层压力，又能在地层中推动的钢筒结构 ●钢筒的前面设置各类支撑和挖土装置 钢筒的中段周圈内安装顶进千斤顶 钢筒的尾部可安置数环隧道衬砌 ●盾构每推动一环距离，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间隙中压注浆体，以避免隧道及地面下沉，在盾构推动进程中不断从开挖面排出适量的土方。 二、国外盾构施工技术进展概述 1. 人工开挖盾构的发明 世界上第一条人工开挖盾构隧道是由Mare Brunel和他的儿子—起在伦敦泰晤士河下建成的。该盾构呈矩形（宽，7m高），总共只有366m长的隧道耗时20年左右，曾经历专门大困难，显现过五次以上涌水。 1869年，James Henry Greathhead采纳圆形放开式盾构在泰晤士河下再建了一条外径为的行人隧道，该隧道衬砌是铸铁管片，隧道在不透水的粘土层中掘进，无地下水要挟，因此进展相当顺利。 1886年，Greathead在建造伦敦地铁时第一次利用了紧缩空气盾构，解决了在含水地层中修建隧道的问题。 2.机械化盾构的问世 1876年：第一台机械化盾构的专利显现。第一台机械化盾构的假想是用由几块板 组成的半球状刀盘旋转切削土体，然后靠径向转动的土斗将切削下来的土体运到皮带 输送机上。 1896年，J．Price的专利比第一台盾构有较大改良，刀盘由假设干轮辐组成，电
盾构施工技术 城轨公司王江卡 城轨公司从2002年刚刚成立承担广州市轨道交通三号线客大盾构区间工程项目的施工，这也是集团公司成为全国第9个进入盾构施工的企业，笔者有幸参加了该工程的施工，到现在参加广州市轨道交通五号线草淘盾构区间工程项目的施工，通过客大项目（已完工）和草淘项目（在建）4年的学习与锻炼，下面就盾构法施工技术的一些经验和方法与各位共同探讨。 1、盾构机的原理 1.1、盾构机组成部分 盾构机主要由开挖系统、推进系统、排土系统、管片拼装系统、油压、电气、控制系统、姿态控制装臵、导向系统、壁后注浆装臵、后方台车、集中润滑装臵、超前钻机及预注浆、铰接装臵、通风装臵、土碴改良装臵及其他一些重要装臵如盾壳、稳定翼、人闸等组成。 盾构机全长74.3米，全重500吨，从前往后依次为盾构本体（刀盘、前体、中体、盾尾三部分）、连接桥架、1＃～5＃台车。 1.2、盾构机的原理 盾壳支承着围岩并保护着刀盘旋转，在千斤顶推力的作用下，刀盘上被切割、破碎的碴土，经过开口进入密闭室，当密闭室内的泥土压力与开挖面压力取得平衡的同时，端部伸入密闭室下部的螺旋输送机开机排土，控制螺旋输送机的转速或者盾构机的推进速度，达到密闭室内的泥土压力与开挖面压力的动态平衡。碴土通过配套的运输设
备运至洞外。图1－1 图1－1 土压平衡盾构基本工作原理 2、盾构施工的关键技术和注意事项 盾构法施工是在隧道某段的一端建造工作井以供盾构机安臵就位，盾构机从工作井的墙壁开孔处出发，沿着设计轴线向另一端掘进，盾构总体施工流程为：始发井交付使用→盾构托架就位→盾构机下井、安装、调试→初始掘进（L=80~100m）→负环拆除及其它调整→正常掘进→盾构机到达中间站→盾构机通过中间站→盾构机再次安装、调试→盾构机再次初始掘进→正常掘进→盾构机到达终点站→盾构机解体外运→隧道清理准备验收