盾構(gòu)施工技術(shù)【谷風(fēng)建筑】

1、土壓盾構(gòu)機施工技術(shù),讓 世 界 更 暢 通,1,建筑相關(guān),Contents,目 錄,2,建筑相關(guān),一、盾構(gòu)機簡述,3,建筑相關(guān),4,建筑相關(guān),一、盾構(gòu)機的分類,5,建筑相關(guān),1）通過土壓作用于開挖面以平衡開挖面的水土壓力。2）通過螺旋輸送機排放渣土,1.土壓平衡盾構(gòu)機,6,建筑相關(guān),主要用于軟土、砂土、雜填土、粘土、粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土、粉土、交雜少量礫石等地層，如北京、上海、西安、南京、長春、蘇州等地鐵部分標(biāo)段,1）軟土土壓平衡盾構(gòu)機,7,建筑相關(guān),2） 復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機,主要用于長沙、昆明、南京、南昌、南寧等中風(fēng)化、微風(fēng)化砂質(zhì)泥質(zhì)板巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、礫砂、角礫、塊石、圓礫

2、、碎石等交互復(fù)合地層，及用于成都、蘭州、廣州、深圳等中粗砂、松散卵石、密實卵石、上軟下硬、巖層等地層,8,建筑相關(guān),2.泥水平衡盾構(gòu)機,1）通過泥膜的張力保持水壓力，以平衡作用于開挖面的土壓力和水壓力。 2）開挖的渣土以泥漿形式輸送到地面，經(jīng)過分離再循環(huán)至開挖面,9,建筑相關(guān),泥水平衡盾構(gòu)機,日系泥水盾構(gòu)常采用直控式，德系泥水盾構(gòu)常采用氣墊式,日系,德系,10,建筑相關(guān),主機,刀盤,二、盾構(gòu)機的基本構(gòu)造及工作原理,1.土壓平衡盾構(gòu),11,建筑相關(guān),土壓平衡盾構(gòu)結(jié)構(gòu),刀盤,前 盾,尾 盾,中盾,12,建筑相關(guān),連接橋,連接橋,13,建筑相關(guān),連接橋,主機,14,建筑相關(guān),盾尾密封,人員艙,螺旋輸

3、送機,管片安裝機,15,建筑相關(guān),土壓平衡盾構(gòu)渣土壓力分布圖,利用盾構(gòu)施加于開挖艙內(nèi)渣土的壓力平衡開挖面水土壓力,土壓盾構(gòu)工作原理,盾構(gòu)法基本原理是用一件有形的鋼質(zhì)組件沿隧道設(shè)計軸線開挖土體而向前推進。這個鋼組件在初步或最終隧道襯砌建成前，主要起防護開挖出的土體、保證作業(yè)人員和機械設(shè)備安全的作用，這個鋼質(zhì)組件被稱為盾構(gòu)。 盾構(gòu)的另一個作用是能夠承受來自地層的壓力，防止地下水或流沙的入侵,16,建筑相關(guān),2. 泥水盾構(gòu),泥水平衡盾構(gòu)機的主要結(jié)構(gòu),17,建筑相關(guān),泥水平衡盾構(gòu)機的工作原理,18,建筑相關(guān),泥水盾構(gòu)與土壓平衡盾構(gòu)的選擇,武漢地區(qū)掘進地層主要為粘土、淤泥及少部分角礫，故選擇復(fù)合式土壓平

4、衡盾構(gòu)機,三、盾構(gòu)機的選型,19,建筑相關(guān),面板式刀盤,輻條式刀盤,面板式：優(yōu)點是開口率較小，軟土口開口率一般在45%左右，復(fù)合地層開口率在30%左右，面板開口小，強度高，易于刀具布置，對正面土體支撐效果較好，土壓波動?。蝗秉c是傳感器對正面土體的壓力反映不夠準(zhǔn)確，渣土進入土倉相對困難,幅條式：優(yōu)點是開口率大，渣土易進入土倉，不易形成泥餅，刀盤不易被堵，正面土壓能較準(zhǔn)確的反映；缺點是正面土壓波動較大，容易引起地表沉降，刀盤比較薄弱，不易滿足復(fù)合地層刀具的布置和刀盤本身剛度的要求,刀盤選型,20,建筑相關(guān),刀具選型,滾刀,齒刀,刀具的布置方式需要充分考慮工程地質(zhì)情況，進行針對性設(shè)計，不同的工程地質(zhì)

5、特點，采用不同的刀具配置方案，以獲得良好的切削效果和掘進速度,切削刀,21,建筑相關(guān),仿行刀,刮刀,撕裂刀,22,建筑相關(guān),目前市場上螺旋機主要分兩種：軸式螺旋機（通過力小，強度大）；和帶式螺旋機（通過力大，強度小,螺旋機選型,帶式螺旋機,軸式螺旋機,23,建筑相關(guān),鉸接系統(tǒng)選型,主動鉸接：為減小鉸接油缸受力鉸接盡靠前，一般在中部往前。 被動鉸接：盾尾通過鉸接油缸掛在前部，無需專門操作,主動鉸接,被動鉸接,24,建筑相關(guān),刀盤驅(qū)動系統(tǒng)選型,刀盤驅(qū)動一般分為：變頻電機驅(qū)動和液壓馬達驅(qū)動，如下表,25,建筑相關(guān),二、土壓盾構(gòu)機施工技術(shù),26,建筑相關(guān),27,建筑相關(guān),盾構(gòu)施工場地布置圖,盾構(gòu)施工場

6、地布置： 龍門吊 設(shè)置渣土坑 管片堆放場地及材料堆放場地 一座高壓配電房 備用變壓器 一座砂漿拌合站,一、準(zhǔn)備工作,1、場地布置,28,建筑相關(guān),2、端頭加固 端頭加固可以單獨采用一種工法或多種工法相結(jié)合的加固手段，主要取決于地質(zhì)情況、地下水、覆蓋層厚度、盾構(gòu)機直徑、盾構(gòu)機型、施工環(huán)境等因素。方法主要有旋噴樁法、注漿法、SMW法、攪拌樁法、凍結(jié)法、灌注樁法、連續(xù)墻法,旋噴樁法 對于砂層改良效果好，也適用于淤泥、粉土、粘土層、但砂礫地基和粘著力的的粘土有時不能形成滿意的改良樁，施工深度在40m以下時，效果較差,注漿法 主要適用于深度較深的砂質(zhì)地層、砂礫層，地層較好的地段或與攪拌樁等工法相結(jié)合，對

7、于水量不大的地段進行加固止水?？蛇M行單液和雙液注漿，同時可進行跟蹤注漿；漿液種類較多，經(jīng)濟性和可施工性好，材料和施工方法多種多樣，需根據(jù)地下水、地質(zhì)、施工環(huán)境等來確定，同時要考慮因灌漿而引起地基隆起等的處理對策,29,建筑相關(guān),攪拌樁法 通過攪拌樁使端頭土體凝聚力和內(nèi)摩擦角改變，主要適用于淤泥、粘土層和砂層，但在砂層加固效果差，須與旋噴樁等工法配合使用。 優(yōu)點：工程造價低。 缺點：加固不連續(xù)，加固體強度偏低,SMW工法 適用于砂層、淤泥、粘土層，加固寬度小，造價較低，是此類地層最安全可靠的加固方法之一。該方法成樁效果好，止水性好，對周圍地層影響小。 優(yōu)點：加固質(zhì)量高，樁體連續(xù)、強度高（粘土中0

8、.51MPa，砂和卵石中0.53MPa），適用于各類軟土地層。 缺點：對于上軟下硬地層不適應(yīng)，造價偏高,30,建筑相關(guān),凍結(jié)法 適用于各類淤泥層、砂層、砂礫層，該施工法的凍土強度和止水性高，通過測量地下溫度，便可確認凍土形成狀態(tài)；加強施工管理，便可得到高可靠性的施工法。而且，凍土墻還能確保長期處于穩(wěn)定狀態(tài),連續(xù)墻法 始發(fā)井的擋土墻作為雙層結(jié)構(gòu)的方法，對于土層相對較硬，但滲水量偏大的地層適用。需要注意的是：1、連續(xù)墻上部的充填；2、夾層的處理。造價較高，需要專門的成槽設(shè)備，一般適合與車站圍護結(jié)構(gòu)連續(xù)墻一起施工,灌注樁法（鉆孔樁、人工挖孔樁）主要適用適用于淤泥、粘土、強風(fēng)化地層，到達端頭采用灌注樁

9、，由于灌注樁為素樁，沒有拉力，容易中間斷裂,31,建筑相關(guān),3、降水井施工,為防止盾構(gòu)始發(fā)和接收過程中洞門漏水、涌水，加固區(qū)施工完成后，對于地質(zhì)條件較差地層需要在端頭設(shè)置降水井進行減壓降水，確保盾構(gòu)始發(fā)接收前，端頭加固區(qū)水位降至底板底以下1m,降水井在始發(fā)接收洞門鑿除前15天正式啟動，確保水位降到地板底以下1m關(guān)閉，防止地層失水過多對結(jié)構(gòu)及管片造成影響，降水過程中加強降水水位的觀測，同時加強對加固體20m范圍內(nèi)管片和地面沉降的監(jiān)測,32,建筑相關(guān),盾構(gòu)始發(fā)所需準(zhǔn)備工作如下： 始發(fā)基座安裝就位，并安裝臨時軌道 盾構(gòu)機吊裝、組裝完成并調(diào)試驗收 測量控制點及監(jiān)測點布設(shè)完成并測取初始值 始發(fā)反力架安裝

10、就位 始發(fā)洞門防水簾布安裝完畢并完成始發(fā)洞門破除,二、盾構(gòu)機的始發(fā),33,建筑相關(guān),盾構(gòu)隧道盾構(gòu)機始發(fā)時，需要一個穩(wěn)定的導(dǎo)向基座，盾構(gòu)機吊裝至基座上，然后利用反力架提供反向推力，盾構(gòu)機按照掘進動作，拼裝臨時負環(huán)管片，盾構(gòu)機在盾構(gòu)基座上摩擦前進，盾構(gòu)機以設(shè)計姿態(tài)貫入洞門內(nèi)的土體，完成盾構(gòu)始發(fā)。 盾構(gòu)基座首先需要給盾構(gòu)機提供穩(wěn)定擱置平臺，然后給盾構(gòu)機提供精準(zhǔn)的姿態(tài)導(dǎo)向，還要足夠的剛度和較小的摩擦阻力，保證盾構(gòu)機按照要求的姿態(tài)始發(fā),盾構(gòu)始發(fā)基座工作原理,34,建筑相關(guān),基座方案對比,始發(fā)基座的任務(wù)是可在其上組裝盾構(gòu)機和支承組裝好的盾構(gòu)機，并且可使盾構(gòu)機處于理想的預(yù)定進發(fā)位置(高度、方向)上，可確保盾

11、構(gòu)機的始發(fā)掘進穩(wěn)定。所以要求基座的結(jié)構(gòu)合理(可以確保組裝作業(yè)的施工性)；構(gòu)件剛度好、強度高、不易損壞；與盾構(gòu)井底板固定要牢靠、晃動變位小。 盾構(gòu)始發(fā)基座一般有如下三種形式,鋼結(jié)構(gòu)平底整體基座,鋼筋混凝土基座,組合式盾構(gòu)基座,35,建筑相關(guān),基座設(shè)計制作,1）基座的結(jié)構(gòu)布置形式： 基座由若干榀桁架組成，桁架采用型鋼及鋼板焊接而成，通過軌道梁把桁架連系在一起。形成整體受力結(jié)構(gòu)。盾體作用在軌道梁上，由軌道梁傳遞荷載到桁架上，再由桁架傳遞到始發(fā)井底地基。軌道梁和桁架采用螺栓、焊接形式連接,基座設(shè)計圖,36,建筑相關(guān),2）基座高度的確定： 以我部江城大道站左線始發(fā)井為例，盾構(gòu)線路中心線與始發(fā)井底板距離為

12、4020mm，考慮基座底面與始發(fā)井底板的距離為200mm（便于墊設(shè)工字鋼調(diào)節(jié)），盾構(gòu)中心線與基座底面為4020-200=3820mm,基座高度確定,37,建筑相關(guān),3）基座長度的確定： 以我部江城大道站左線始發(fā)井為例，隧道洞門到結(jié)構(gòu)支撐面共計13500 mm，反力架厚度510mm，反力架至結(jié)構(gòu)支撐面距離考慮1220mm，預(yù)留可調(diào)位置保證第一環(huán)管片進入盾構(gòu)隧道洞門230mm，反力架與始發(fā)架之間留有270mm可調(diào)位置，基座的長度=11000mm,基座布置圖,38,建筑相關(guān),盾構(gòu)始發(fā)基座安裝流程和要點,始發(fā)基座安裝工藝流程 測量放線工字鋼鋪設(shè)連接基座下井基座安裝位置粗調(diào)復(fù)核測量基座位置細調(diào)測量再次復(fù)

13、核基座固定焊接臺車及盾體下井 始發(fā)基座安裝要點 對始發(fā)基座固定前應(yīng)按設(shè)計進行準(zhǔn)確的定位，嚴格控制標(biāo)高及中心軸線等；始發(fā)基座中心線要與隧道中心線水平重合；盾構(gòu)機前端中心標(biāo)高和隧道中心標(biāo)高一致，尾端適當(dāng)降低13cm，保證抬頭始發(fā)； 軌道布設(shè) 站內(nèi)軌道鋪設(shè) 盾構(gòu)隧道內(nèi)軌道鋪設(shè),站內(nèi)軌道,始發(fā)基座,39,建筑相關(guān),臺車下井組裝,連接橋吊裝,螺旋機吊裝,中盾吊裝,前盾吊裝組裝,拼裝機吊裝連接,尾盾下井定位,螺旋機安裝,尾盾組裝,刀盤下井安裝,連接橋連接,盾構(gòu)機下井吊裝流程圖,40,建筑相關(guān),盾構(gòu)機吊裝組裝,盾構(gòu)機吊裝組裝調(diào)試要點 吊裝作業(yè)開始前進行試吊裝，并檢查起重機的各項性能，待確認無誤后，方可繼續(xù)起

14、吊； 對于機械部件的組裝，組裝前需要弄清其結(jié)構(gòu)及安裝尺寸的關(guān)系、螺栓連接緊固的具體要求等機械安裝的基本常識，對配合精度要求高的結(jié)合面必須進行清洗,拼裝系統(tǒng)調(diào)試驗收,連接完畢的管線路,雙機抬吊,油脂系統(tǒng)完成安裝調(diào)試,41,建筑相關(guān),盾構(gòu)機調(diào)試步驟,通電消除報警,加注液壓油,調(diào)試水、氣系統(tǒng),調(diào)試油脂系統(tǒng),泵的試運行,設(shè)備啟動,調(diào)試皮帶機,盾構(gòu)機現(xiàn)場調(diào)試是盾構(gòu)機始發(fā)的重要一個環(huán)節(jié)，在這里主要討論現(xiàn)場調(diào)試的空載調(diào)試階段，旨在檢驗設(shè)備技術(shù)和性能、盾構(gòu)機各系統(tǒng)的運行是否滿足盾構(gòu)正常掘進的要求,42,建筑相關(guān),盾構(gòu)始發(fā)反力架安裝,反力架安裝工藝流程 清理反力架安裝區(qū)測量放線預(yù)埋鋼板清理反力架部件吊裝定位微調(diào)

15、焊接固定。 反力架安裝要點 反力架在水平左右方向使反力架中心和隧道中心重合，調(diào)整反力架與始發(fā)基座垂直，保證盾構(gòu)機始發(fā)時盾尾面與反力架面平行。 反力架安裝之前復(fù)測反力架支腿處底板面高程，采取措施確保兩支腿處底板面標(biāo)高一致，確保反力架底面水平,反力架布置圖,43,建筑相關(guān),反力架吊裝圖,44,建筑相關(guān),盾構(gòu)始發(fā)洞門防水,洞口密封防水簾布的施工分兩步進行施工: 第一步是在車站結(jié)構(gòu)的施工工程中，做好始發(fā)洞門鋼環(huán)的埋設(shè)工作，要特別注意的是在埋設(shè)過程中預(yù)埋件必須與車站結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起； 第二步在盾構(gòu)正式始發(fā)之前，應(yīng)先清理完洞口的碴土，再完成洞口密封的安裝; 安裝要點： 左右兩側(cè)同時安裝，一側(cè)安裝過快，會

16、造成另一側(cè)的安裝困難,45,建筑相關(guān),盾構(gòu)始發(fā)洞門破除,洞門破除流程： 盾構(gòu)機始發(fā)準(zhǔn)備就緒搭設(shè)操作平臺洞門破除清理破碎混凝土鋼筋清除盾構(gòu)頂進始發(fā),盾構(gòu)進出洞封門處理的方法 1.人工鑿除（分塊或粉碎性鑿除） 2.機械鑿除（鎬頭機鑿除） 3.盾構(gòu)機直接切削 4.定向爆破等,46,建筑相關(guān),鑿除洞門前需要先布設(shè)水平檢查孔進行水位檢查，然后進行洞門鑿除,檢查孔平面布置圖,洞門鑿除的順序,47,建筑相關(guān),在圍護結(jié)構(gòu)破除后，盾構(gòu)始發(fā)基座端部距離結(jié)構(gòu)墻400-500mm，結(jié)構(gòu)墻厚700-800mm，圍護結(jié)構(gòu)厚度800-1200mm，總計距1900-2500mm，為保證盾構(gòu)在始發(fā)時不致于因刀盤懸空而產(chǎn)生盾構(gòu)“

17、叩頭”現(xiàn)象，需要在始發(fā)洞內(nèi)安設(shè)洞口始發(fā)導(dǎo)軌。 安設(shè)始發(fā)導(dǎo)軌時應(yīng)在導(dǎo)軌的末端預(yù)留足夠的空間，以保證盾構(gòu)在始發(fā)時，不致因安設(shè)始發(fā)導(dǎo)軌而影響刀盤旋轉(zhuǎn)。并確保盾構(gòu)頂進后簾布壓板不受影響。 盾構(gòu)始發(fā)導(dǎo)軌采用43Kg鋼軌制作，導(dǎo)軌長0.3m即可。 安裝要求：為確保盾構(gòu)順利始發(fā)，始發(fā)導(dǎo)軌比基座低1-2cm,始發(fā)導(dǎo)軌制安,48,建筑相關(guān),三、盾構(gòu)機的掘進,盾構(gòu)掘進流程 準(zhǔn)備工作轉(zhuǎn)動刀盤 啟動次級運輸系統(tǒng)（皮帶機）啟動推進千斤頂啟動首級運輸系統(tǒng)（螺旋機）停止掘進安裝管片回填注漿準(zhǔn)備下一環(huán)掘進；（開挖出土拼裝注漿,49,建筑相關(guān),1、盾構(gòu)機的掘進 液壓馬達驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)，同時開啟盾構(gòu)機推進油缸，將盾構(gòu)機向前推進，隨

18、著推進油缸的向前推進，刀盤持續(xù)旋轉(zhuǎn)，被切削下來的碴土充滿泥土倉，此時開動螺旋輸送機將切削下來的渣土排送到皮帶輸送機上，后由皮帶輸送機運輸至渣土車的土箱中，再通過豎井運至地面；掘進的同時進行同步注漿。 2、掘進中控制排土量與排土速度 當(dāng)土倉和螺旋輸送機中的碴土積累到一定數(shù)量時，開挖面被切下的渣土經(jīng)刀槽進入泥土倉的阻力增大，當(dāng)泥土倉的土壓與開挖面的土壓力和地下水的水壓力相平衡時，開挖面就能保持穩(wěn)定，開挖面對應(yīng)的地面部分也不致坍塌或隆起，這時只要保持從螺旋輸送機和泥土倉中輸送出去的渣土量與切削下來的流人泥土倉中的渣土量相平衡時，開挖工作就能順利進行。 3、管片拼裝 盾構(gòu)機掘進一環(huán)的距離后，拼裝機操作

19、手操作拼裝機拼裝單層襯砌管片，使隧道次成型,50,建筑相關(guān),掘進、拼裝,推進油缸,液壓馬達,51,建筑相關(guān),曲線掘進,曲線掘進,鉸接油缸,鉸接密封,52,建筑相關(guān),巖土,渣土輸出,攪拌臂,螺旋輸送機,53,建筑相關(guān),盾構(gòu)掘進參數(shù)設(shè)定,根據(jù)現(xiàn)場施工情況，盾構(gòu)機始發(fā)掘進分為二個階段，第一階段為始發(fā)加固區(qū)推進階段；第二階段為正常推進階段,第一階段：階段施工處于設(shè)備磨合及掘進參數(shù)摸索階段，加固區(qū)土體強度較高，盾構(gòu)機推進速度較慢，在施工過程中為減小盾構(gòu)機推力和扭矩，向刀盤前方注入泡沫或水，降低前方土體阻力，并降低刀盤刀具溫度，防止泥餅形成，同時降低盾構(gòu)推進速度。 第二階段：此階段為正常段掘進，盾構(gòu)設(shè)備運

20、行正常，盾構(gòu)各項參數(shù)顯示推進正常,54,建筑相關(guān),土壓力的設(shè)定,土壓力應(yīng)根據(jù)理論計算結(jié)合實際掘進操作的具體情況進行設(shè)定，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋及時修正。 理論土壓力值 盾構(gòu)推進時土壓計算經(jīng)驗公式為： P=(q+H)Ka(單位為Mpa) 其中，q土層上部附加力，此處不予考慮； 掘削地層土體重度（KN/m2）； H掘削面上頂?shù)降乇砀采w土層的厚度（m）； Ka土體側(cè)壓力系數(shù)。 土壓計算公式為 (單位為Bar) 粘土層中取值20 KN/m2; Ka取值0.34；淤泥質(zhì)粘土中取值19 KN/m2; Ka取值0.5,55,建筑相關(guān),刀盤轉(zhuǎn)速、推進平均速度通過分析其趨勢線、實際值以及工程部下達指令值對不同地層

21、下的參數(shù)進行適應(yīng)性分析。 注漿壓力主要是通過與地面沉降變形監(jiān)測值進行對比分析，分析注漿壓力地層適應(yīng)性。 推進速度的設(shè)定中主要考慮地層地質(zhì)狀況、盾構(gòu)機推力狀況有關(guān)，趨勢線選擇為2次多項式形式。 注漿壓力的設(shè)定主要與推進速度、地層地質(zhì)狀況、土壓力有關(guān)。在趨勢線設(shè)定時選擇為3項多項式,刀盤轉(zhuǎn)速、推進平均速度、注漿壓力設(shè)定,刀盤扭矩設(shè)定,刀盤扭矩計算經(jīng)驗公式為: T=D3 其中為參數(shù)，不同地層采用不同參數(shù),56,建筑相關(guān),總推力設(shè)定,盾構(gòu)機總推力設(shè)定中主要與隧道埋深以及地層地質(zhì)狀況有關(guān)。 盾構(gòu)機總推力計算公式為： F=（F1+F2+F3+F4）KC 其中， Kc安全系數(shù)。 F1盾構(gòu)與地層摩擦阻力； 粘

22、性土中計算公式為： F1=DLC 其中：D盾構(gòu)機殼體外徑（m）； L盾體長度 C土體內(nèi)聚力，粘土層中內(nèi)聚力取值30，淤泥質(zhì)粘土地層內(nèi)聚力取值13,57,建筑相關(guān),角礫層中計算公式： 其中，為土體與盾體之間的摩擦系數(shù)，取值0.3 F2為盾構(gòu)機正面推進阻力，此處取土壓力值為F2 F3為管片與盾尾之間的摩擦力，公式為：F3=WP*1 WP盾尾內(nèi)管片的重量；1盾尾與管片之間摩擦系數(shù)，取值0.30.5 F4為后方盾構(gòu)臺車的牽引阻力，公式為：F4=G*2 其中，G后牽引臺車總重； 2牽引臺車與軌道之間的摩擦系數(shù)；取值0.2,58,建筑相關(guān),1）土壓力控制 在盾構(gòu)始發(fā)時推進土體加固段應(yīng)建立較低的土壓，推進拼

23、裝-5-1環(huán)時上部土壓為0，停機不保壓；推進拼裝-11環(huán)土倉開始建壓至0.050.07bar（根據(jù)盾構(gòu)機埋深不同）。 盾構(gòu)刀盤離開加固區(qū)時應(yīng)建立較高的土壓并維持土壓力穩(wěn)定，保證始發(fā)井附近的地表沉降在要求范圍內(nèi)，其土壓力設(shè)定為比計算靜止土壓力土壓高0.020.03Mpa即可，土壓力應(yīng)根據(jù)實際掘進操作的具體情況和監(jiān)測數(shù)據(jù)進行細部調(diào)整,2）始發(fā)掘進推力、扭矩的控制 由于反力架是按照3000t推力設(shè)計的，因此總推力嚴禁超過1500t，加固區(qū)內(nèi)推力設(shè)定800t左右，出加固區(qū)不大于1500t。 加固區(qū)內(nèi)刀盤扭矩控制在1500KN.m以下；出加固區(qū)扭矩控制在2500KN.m以下。 刀盤未定到掌子面時不旋轉(zhuǎn)，

24、在加固區(qū)刀盤轉(zhuǎn)速1rpm/min，出加固區(qū)刀盤轉(zhuǎn)速1.2rpm/min,盾構(gòu)掘進參數(shù)的控制,59,建筑相關(guān),4）同步注漿 推進拼裝-5-1環(huán)時不注漿，拼裝35環(huán)時開始同步注漿，四個點位同時進行注入漿液。漿液壓力控制在23bar，注漿量控制在67m,5）土體改良 始發(fā)推進時，刀盤頂進加固區(qū)，土壓建立，刀盤中心注入口必須同時向土倉和掌子面注入泡沫劑或膨潤土（泥漿）進行土體改良,6）盾尾油脂 每環(huán)注入20kg30kg，根據(jù)盾構(gòu)及顯示及時補充盾尾油脂,3）推進速度控制 在加固區(qū)內(nèi)設(shè)定在10mm/min20 mm/min；出加固區(qū)速度控制在20mm/min30 mm/min.，隨著推進逐步調(diào)整到30mm

25、/min40 mm/min,60,建筑相關(guān),7）洞內(nèi)其他設(shè)備配置 （1）洞口安裝一臺大功率泥漿泵及兩臺7.5KW的污水泵，將洞口廢水及時抽排，同時保證發(fā)生險情時立即啟用。 （2）車站底板安裝兩個冷卻水池，用于盾構(gòu)施工過程中外循環(huán)冷卻，降低內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)溫度，確保盾構(gòu)機運行安全,8）二次注漿 （1）為了彌補同步注漿缺陷為目的而進行二次注漿，用以補足一次注漿未充填的部分，補足由漿體收縮引起的的體積減小，控制地面沉降。 （2）二次注漿采用單液漿 注漿參數(shù)：二次注單液漿的水灰比取0.81，注漿壓力取值為：注漿壓力控制在5bar8bar,61,建筑相關(guān),盾構(gòu)施工主要參數(shù)控制范圍參考表,62,建筑相關(guān),盾構(gòu)施

26、工實時管理信息系統(tǒng),結(jié)合組段劃分及盾構(gòu)設(shè)備具體情況，設(shè)定各個組段土壓力、推力、刀盤扭矩、推進速度、刀盤轉(zhuǎn)速、貫入度、注漿壓力、注漿量等主要參數(shù)控制范圍，并將其錄入“盾構(gòu)施工實時管理信息系統(tǒng)”，實現(xiàn)盾構(gòu)施工的實時監(jiān)控和施工參數(shù)的自動報警,區(qū)間長度、風(fēng)險工程 位置、進度、盾構(gòu)等,刀盤參數(shù),63,建筑相關(guān),螺旋機、鉸接油缸、 盾尾密封、VMT參數(shù)等,材料消耗統(tǒng)計,施工參數(shù)單環(huán)分析,施工參數(shù)多環(huán)分析,控制值1bar,控制值1bar,64,建筑相關(guān),盾構(gòu)機移動過站包括盾構(gòu)機主體過站、盾構(gòu)機后配套設(shè)備過站及盾構(gòu)機的檢修。盾構(gòu)機過站的方法多很多，以過站移動方法為標(biāo)準(zhǔn)，可以分為空推法，千斤頂頂推法，卷揚機牽引

27、法等。具體形式上可以采用車輪法，滾筒法，滑移法以及組合法等；以盾構(gòu)機盾體部分與后配套臺車是否分離為標(biāo)準(zhǔn)，過站形式可以分為整機過站，過站小車過站和滾筒式過站,四、盾構(gòu)機的過站,盾構(gòu)機過站,65,建筑相關(guān),空推法過站,工藝原理： 盾構(gòu)機空推過風(fēng)井，在順利接收后，依靠盾構(gòu)機在盾尾內(nèi)拼裝整環(huán)臨時管片為盾構(gòu)機向前推進提供反力，待盾尾拖出后及時進行管片螺栓復(fù)緊及管片位置加固，保證盾構(gòu)機向前推進的可靠反力，持續(xù)推進到風(fēng)井大里程端進行盾構(gòu)機始發(fā)，待始發(fā)完成后，盾構(gòu)機即完成空推過站,66,建筑相關(guān),工藝流程： 風(fēng)井結(jié)構(gòu)施工端頭加固過站基座安裝洞門安裝臨時密封圈破除接收洞門盾構(gòu)機接收盾構(gòu)機檢修盾構(gòu)機井內(nèi)拼裝整環(huán)臨

28、時管片推進至始發(fā)洞門破除始發(fā)洞門盾構(gòu)機始發(fā)整環(huán)臨時管片拆除,67,建筑相關(guān),1.千斤頂頂推法： 采用千斤頂動力系統(tǒng)，將千斤頂焊接在盾構(gòu)基座上面，反力支撐采用鋼支撐，盾構(gòu)平移初期，鋼支撐桿系撐在端頭井洞門圈上，利用四臺盾構(gòu)推進千斤頂?shù)耐屏ψ鳛閯恿?；正常推進時，利用車站底板上的預(yù)埋件制作鋼支撐反力后靠，利用焊接在盾構(gòu)基座上的兩臺頂管千斤頂提供動力,盾構(gòu)機過站其他方法簡介,68,建筑相關(guān),2.卷揚機牽引法： 采用一定額定功率的卷揚機作為盾構(gòu)平移的動力源，將卷揚機固定在可移動的盾構(gòu)基座上，然后在車站底板的預(yù)埋件上面安裝定滑輪，依靠滑輪組來產(chǎn)生足夠的牽引力，拉動盾構(gòu)平移，牽引用的鋼絲繩一端固定在卷揚機的

29、卷軸上，另一端繞經(jīng)滑輪組后固定在基座或盾構(gòu)機本體上。對于雙圓盾構(gòu)而言，一般采用兩臺卷揚機以提供足夠的牽引力,69,建筑相關(guān),過站形式的整體對比分析,70,建筑相關(guān),盾構(gòu)接收所需準(zhǔn)備工作如下： 監(jiān)測點布設(shè)完成并測取初始值 洞門防水簾布安裝完畢并完成接收洞門破除 100m接收段調(diào)提前整掘進參數(shù)，控制掘進方向,五、盾構(gòu)機的接收,盾構(gòu)接收主要有三種方法，分別是： 1.鋼套筒接收 2.土中接收 3.箱體接收,71,建筑相關(guān),盾構(gòu)機到達輔助工法，即在盾構(gòu)機到達端頭加固不具備或未完全具備施工作業(yè)條件時，為有效地規(guī)避盾構(gòu)機進站到達存在的安全隱患，采用盾構(gòu)機站內(nèi)鋼套筒接收（洞門破除后安裝）與端頭地面素混凝土連續(xù)

30、墻加固（密貼車站到達端圍護結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻）相結(jié)合的盾構(gòu)機到達工法,后端蓋,盾構(gòu)機的接收方法,1.鋼套筒接收,72,建筑相關(guān),鋼套筒筒體下半部,吊耳,填料口,鋼套筒筒體上半部,73,建筑相關(guān),鋼套筒接收盾構(gòu)機總流程圖,74,建筑相關(guān),2. 土中接收,在圍護結(jié)構(gòu)鑿除完畢后，接收井內(nèi)開始進行填土回水作業(yè)。填土采用人工配合挖機回填夯實，鑿除的洞門圈底部回填一定高度的中砂，防止盾構(gòu)機低頭。填土完成后進行回水。 盾構(gòu)水中接收技術(shù)最大的優(yōu)點是免去了復(fù)雜的洞門臨時密封裝置，保證了洞內(nèi)外的壓力平衡，為管片安裝、同步注漿、渣土排放提供了有利條件，大大提高了盾構(gòu)接收效率,盾構(gòu)土中接收示意圖,75,建筑相關(guān),3.箱體

31、接收,箱體接收技術(shù)是在接收井內(nèi)施作承壓剛筋混凝土箱體，在箱體內(nèi)回填砂土后封閉，以平衡內(nèi)外水土壓力，防止涌水涌砂，從而達到盾構(gòu)機安全進洞目的的施工技術(shù)。常用于富含承壓水地層且埋深較大的土壓平衡盾構(gòu)機到達接收,盾構(gòu)箱體接收示意圖,76,建筑相關(guān),接收基座安裝,臨時密封裝置安裝,盾構(gòu)機接收之前要安裝接收基座，并對洞門采取臨時密封裝置,77,建筑相關(guān),盾構(gòu)接收掘進可分為四個階段； 1） 盾構(gòu)機接收第一階段：離進站洞口30m10m。 2）盾構(gòu)機接收第二階段：離進站洞口地連墻里程10m0.2m。 3）盾構(gòu)機接收第三階段：第二階段完成至盾構(gòu)機被推上基座1.0m。 4）盾構(gòu)機接收第四階段：繼續(xù)拼裝管片，盾構(gòu)機

32、完全推上基座,78,建筑相關(guān),盾構(gòu)接收四個階段應(yīng)采取不同的施工參數(shù)的大小及控制側(cè)重點不同： 1、盾構(gòu)機接收第一階段：離進站洞口30m10m 常規(guī)控制，將土壓控制在1.61.8Bar（常規(guī)控制）；掘進速度稍微減慢，由原來正常段的3050mm/min減至2030mm/min；推力維持在不大于14000KN；刀盤轉(zhuǎn)速不大于1.0rmp；注漿壓力控制在2.53.5Bar，注漿量67方/環(huán)；上一階段完成至盾構(gòu)機被推上基座1.0m； 2、盾構(gòu)機接收第二階段：離進站洞口地連墻里程10m0.2m 土倉壓力保持在1.51.7Bar，待盾構(gòu)機掘進臨近洞門最后一環(huán)時，土壓減至0 Bar。將土倉排空，目的是盡量減少對

33、洞口的影響，掘進速度控制在515mm/min，推力不大于9000KN，刀盤轉(zhuǎn)速不大于1.0rmp；姿態(tài)按照指令要求精確控制:；當(dāng)土倉壓力降低排空土倉后停止同步注漿，避免漿液回流進入刀盤及土倉,79,建筑相關(guān),3、盾構(gòu)機接收第三階段：第二階段完成至盾構(gòu)機被推上基座1.0m 此階段的速度根據(jù)實際情況決定，土艙內(nèi)無壓力，刀盤停止轉(zhuǎn)動。盾構(gòu)機刀盤通過密封環(huán)后立即拉緊密封環(huán)的鋼絲索，立即進行同步注漿至飽滿，并隨著推進繼續(xù)同步注漿，提前調(diào)整同步注漿漿液，水泥量加至200，稠度控制在1213。直至盾尾脫出，并立即進行洞門密封二次雙液注漿封堵洞門,盾構(gòu)接收,4、盾構(gòu)機接收第四階段：繼續(xù)拼裝管片，盾構(gòu)機完全推上

34、基座 盾構(gòu)繼續(xù)推進，直至盾尾完全脫出結(jié)構(gòu)墻，盾構(gòu)機完全推上基座，拉緊簾布鋼絲繩，盾構(gòu)接收順利完成,80,建筑相關(guān),三、土壓盾構(gòu)機施工風(fēng)險控制,81,建筑相關(guān),82,建筑相關(guān),近年來，國內(nèi)地鐵區(qū)間隧道大量采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)技術(shù)有了長足進步，但是盾構(gòu)施工事故還是時有發(fā)生。在盾構(gòu)施工中地質(zhì)是基礎(chǔ)，設(shè)備是關(guān)鍵，人是根本。避免事故的核心是對風(fēng)險進行辨識，采取有效措施，組織或降低風(fēng)險發(fā)生。 盾構(gòu)施工風(fēng)險控制主要有如下三個方面：盾構(gòu)始發(fā)與接收、盾構(gòu)施工參數(shù)的設(shè)定與控制、施工質(zhì)量,盾構(gòu)始發(fā),盾構(gòu)接收,83,建筑相關(guān),地面沉降,漿液和泡沫沿洞門密封處涌出,洞門坍塌,滲水,一、盾構(gòu)機始發(fā)與接收,盾構(gòu)始發(fā)與接收是

35、盾構(gòu)施工中風(fēng)險較大的一個環(huán)節(jié)，事故發(fā)生頻率高，其事故最主要的表現(xiàn)形式：洞門坍塌，洞門滲、漏水及漏漿，地面沉降。幾者之間又相互關(guān)聯(lián)、相互影響,84,建筑相關(guān),漏水,漿液和泡沫沿洞門密封處涌出,盾構(gòu)機始發(fā)是盾構(gòu)施工中風(fēng)險較大的環(huán)節(jié)之一，極易發(fā)生安全事故。如何對盾構(gòu)始發(fā)的安全和質(zhì)量風(fēng)險進行評估，并形成風(fēng)險對策以付諸實施，是確保盾構(gòu)始發(fā)安全和質(zhì)量必不可少的工作,洞門坍塌,滲水,1、盾構(gòu)機始發(fā),85,建筑相關(guān),盾構(gòu)機始發(fā)施工前： 應(yīng)對端頭加固效果進行檢驗； 在洞門處安裝止水橡膠簾布和扇形壓板； 應(yīng)合理選擇圍護結(jié)構(gòu)的破除順序，確保破除過程中端頭處土體的穩(wěn)定； 復(fù)核測量盾構(gòu)測量控制基點,旋噴加固 效果,洞門

36、掌子面,洞門防水簾布,破除洞門架子搭設(shè),86,建筑相關(guān),盾構(gòu)機始發(fā)施工過程中： 洞門破除后應(yīng)立即推進盾構(gòu)； 盾構(gòu)在加固區(qū)內(nèi)的施工，土壓建立前應(yīng)嚴格控制出土量，正確使用加固土體松散系數(shù)； 盾構(gòu)始發(fā)在快出加固區(qū)時應(yīng)將土壓建立到略高于正常值，以確保在盾構(gòu)出加固區(qū)后不會因土壓過低而造成地表塌陷事故； 總推力和扭矩控制在反力架及始發(fā)基座所能承受的范圍內(nèi),87,建筑相關(guān),盾構(gòu)接收相較始發(fā)而言，具有更大的危險性。實際施工中應(yīng)引起高度重視，其成功與否直接關(guān)系著工程的成敗,滲水,帶出大量細砂,地表塌陷,圍護樁被推出,2、盾構(gòu)機接收,88,建筑相關(guān),盾構(gòu)接收施工前： 應(yīng)對端頭加固效果進行檢驗； 在洞門處安裝止水橡

37、膠簾布和扇形壓板； 應(yīng)合理選擇圍護結(jié)構(gòu)的破除順序，確保破除過程中端頭處土體的穩(wěn)定； 對隧道軸線進行測量，精確定位接收基座,89,建筑相關(guān),盾構(gòu)機接收施工過程中： 盾構(gòu)到達進入加固區(qū)后應(yīng)逐步減小土壓直至降為0，同時降低推進速度，緩慢向洞門推進，同時嚴格控制出土量； 盾構(gòu)到達過程中，當(dāng)?shù)侗P距離圍護結(jié)構(gòu)小于4環(huán)（4.8m）時，應(yīng)該停止注入土體改良劑、添加劑（泡沫、膨潤土等） ； 盾構(gòu)貫通時，對進洞口段至少1015環(huán)管片進行縱向拉緊作業(yè),90,建筑相關(guān),盾構(gòu)始發(fā)與接收施工風(fēng)險原因分析,盾構(gòu)始發(fā)與到達施工風(fēng)險原因簡析： 端頭加固方法及質(zhì)量存在問題； 盾構(gòu)始發(fā)/到達施工參數(shù)控制不合理（土壓、注漿壓力、推力

38、等）； 洞門密封質(zhì)量差，或安裝方法有誤，導(dǎo)致密封滲漏； 洞門破除過早,91,建筑相關(guān),二、盾構(gòu)機施工參數(shù)的設(shè)定與控制,盾構(gòu)施工前合理設(shè)定盾構(gòu)施工參數(shù)，同時施工過程中嚴格控制盾構(gòu)施工參數(shù)，是確保盾構(gòu)安全施工的必要條件。 施工準(zhǔn)備期進行的組段劃分在考慮地層及環(huán)境條件等的共同影響下，將區(qū)間隧道分為了幾個組段。因此，可通過建立適宜不同組段的施工參數(shù)控制準(zhǔn)則和控制范圍，來指導(dǎo)實際施工過程中盾構(gòu)施工參數(shù)的設(shè)定與控制標(biāo)準(zhǔn),92,建筑相關(guān),不同組段施工參數(shù)控制準(zhǔn)則,土壓力：控制范圍為EaEp之間，或根據(jù)隧道埋深計算地應(yīng)力后乘以水平應(yīng)力系數(shù)。 總推力：必須根據(jù)隧道的埋深、土艙內(nèi)的土壓、盾殼與土之間的摩擦力、盾尾

39、與管片間的摩擦力和后配套設(shè)備所需的牽引力來綜合考慮。 刀盤扭矩：必須根據(jù)刀盤切削土體所需的轉(zhuǎn)矩、刀盤自重產(chǎn)生的阻力矩、密封裝置對主軸承的阻力矩、刀盤周邊的摩擦阻力矩和攪拌裝置對土體的攪拌轉(zhuǎn)矩來綜合考慮。 推進速度、刀盤轉(zhuǎn)速和貫入度參數(shù)：盾構(gòu)在沙層、卵礫石層和沙、卵石復(fù)合地層中施工時，采用低轉(zhuǎn)速，高貫入度等措施。 同步注漿壓力：根據(jù)隧道的埋深來確定，且不能超過0.45MPa。 同步注漿量：根據(jù)盾構(gòu)外徑與管片內(nèi)徑之間空隙的體積V來確定。每環(huán)量一般控制在1.2V1.8V,93,建筑相關(guān),不同組段施工參數(shù)控制準(zhǔn)則,二次補漿壓力、補漿量和補漿頻率：二次補漿壓力一般控制在隧道埋深處水土壓力+0.05 MP

40、a，每次補漿量一般控制在0.7m3以下，補漿頻率宜在管片脫出盾尾6-8環(huán)時進行，5-10環(huán)為一組。 推進油缸伸縮組數(shù)：管片安裝時，推進油缸同時收回的最大組數(shù)為2組（僅在安裝封頂塊時），一般情況下為1組。 盾構(gòu)姿態(tài)和TBM滾動角：盾構(gòu)姿態(tài)橫向偏移最大允許值為50mm，豎向偏移最大允許值為25mm。TBM轉(zhuǎn)動角允許值在-55之間,94,建筑相關(guān),三、施工質(zhì)量,盾構(gòu)隧道施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著隧道的使用壽命。目前施工過程中，因施工隊伍的作業(yè)水平和操作能力參差不齊，管片拼裝質(zhì)量、盾構(gòu)姿態(tài)控制問題等應(yīng)引起大家的重視,95,建筑相關(guān),管片拼裝質(zhì)量,96,建筑相關(guān),1、管片破損,管片掉塊：主要是由于管片拼裝

41、過程操作不當(dāng)，導(dǎo)致管片破損。一般采用的補救措施為水泥漿回填,管片拼裝操作不規(guī)范,管片掉塊（螺栓附近,水泥漿回填,97,建筑相關(guān),管片裂縫,管片制作質(zhì)量問題表現(xiàn) 出來的裂縫,管片拼裝過程由于操作 不規(guī)范出現(xiàn)的裂縫,98,建筑相關(guān),2、管片錯臺,管片錯臺對隧道的影響： 管片錯臺較大可能會在不同程度上減少了隧道結(jié)構(gòu)的受力厚度，使得該處成為隧道的不利受力點； 管片錯臺往往會造成管片的破損，特別是在螺栓孔的部位； 在管片錯臺的部位，密封止水帶往往受到一定的破損，因此，常常發(fā)生漏水和滲水現(xiàn)象,99,建筑相關(guān),管片錯臺原因： 管片拼裝過程施工不規(guī)范； 在掘進過程中，由于盾構(gòu)姿態(tài)控制控制不當(dāng)，造成管片錯臺，特

42、別是在線路的小曲率半徑部位更容易出現(xiàn)這類問題； 隧道管片上浮造成管片錯臺,100,建筑相關(guān),3、管片滲漏水,螺栓處滲水,管片本身滲水,管片間滲水,管片環(huán)間滲水,101,建筑相關(guān),管片滲漏水原因： 管片本身質(zhì)量問題引起管片滲水； 管片錯臺引起管片間滲水； 施工原因?qū)е碌墓芷鹉z止水條移位,錯臺引起的管片間滲水,橡膠止水條移位,管片本身質(zhì)量問題,102,建筑相關(guān),小結(jié),盾構(gòu)隧道管片的破損、錯臺、滲漏水，三者往往是相伴產(chǎn)生的，可采取的措施如下： 管片的出場要嚴格控制質(zhì)量要求； 無論出現(xiàn)什么問題，對盾構(gòu)姿態(tài)都不應(yīng)“急糾”，要緩慢糾偏； 要按照相關(guān)的規(guī)范進行操作，包括管片的吊裝和安裝，及盾構(gòu)參數(shù)的控制；

43、 應(yīng)采取及時有效的措施避免隧道管片上浮,103,建筑相關(guān),4、盾構(gòu)掘進方向與盾構(gòu)姿態(tài)控制,隧道內(nèi)一般采用自動測量系統(tǒng)，即實時檢測盾構(gòu)位置（三維坐標(biāo)）和姿態(tài)（傾斜、橫斜、高差）的設(shè)備,水準(zhǔn)點導(dǎo)入豎井,自動測量設(shè)備,104,建筑相關(guān),測量倒站，即隨著盾構(gòu)推進，在盾構(gòu)洞內(nèi)依次設(shè)置基準(zhǔn)點和臨時水準(zhǔn)點。 由于管片承受盾構(gòu)推力發(fā)生變形和位移，所以盾構(gòu)洞內(nèi)設(shè)置的基準(zhǔn)點也存在微小位移，故必須定期檢核；尤其在曲線段及到達應(yīng)進行檢測,105,建筑相關(guān),四、案例分析,106,建筑相關(guān),107,建筑相關(guān),目前我國地鐵項目與之多、投資量之大，在世界工程建設(shè)史上時從來沒有的。由于受地鐵工程建設(shè)特點和水文地質(zhì)等多方面的不確

44、定性因素的影響，使得地鐵的建設(shè)不了避免的存在許多工程建設(shè)風(fēng)險。以下是一些工程事故實例,108,建筑相關(guān),一、盾構(gòu)機始發(fā)與接收 北京地鐵八號線二期某區(qū)間,左線盾構(gòu)在到達中間風(fēng)井過程中，土壓控制較差，出土過多，引起地層損失，致使中間風(fēng)井西側(cè)地表塌陷,塌陷進一步發(fā)展,回填后,109,建筑相關(guān),北京地鐵九號線某區(qū)間,右線端頭加固效果差，盾構(gòu)始發(fā)段初始掘進過程中出土量控制不當(dāng)，導(dǎo)致地表塌陷。 左線端頭加固效果差，盾構(gòu)到達時仍然向前方土體注入泡沫和膨潤土，造成有水條件，土體失穩(wěn)，導(dǎo)致洞門處土體涌入車站，地表塌陷,左線接收端,110,建筑相關(guān),北京地鐵十號線二期某區(qū)間,111,建筑相關(guān),2011年8月9日左

45、線分鐘寺站始發(fā)端頭加固效果差，土體自穩(wěn)性較差，洞門封層后出現(xiàn)空洞，且伴隨著滲水現(xiàn)象，未波及到地面,112,建筑相關(guān),2011年9月4日右線到達中間風(fēng)井過程中未安裝止水橡膠簾布及扇形壓板，洞門邊緣3點鐘和8點鐘方向有水涌出，且水量較大； 9月18日開始采取注漿等措施進行堵水； 9月27日基本無滲水現(xiàn)象,113,建筑相關(guān),9月9日右線到達中間風(fēng)井情況,到達端頭涌水情況,9月15日右線到達中間風(fēng)井情況,9月22日右線到達中間風(fēng)井情況,采取噴射混凝土堵水,9月25日右線到達中間風(fēng)井情況,采用二次補漿堵水,到達端頭涌水情況,114,建筑相關(guān),2011年9月4日左線盾構(gòu)在距離中間風(fēng)井約600環(huán)時即開始破除

46、中間風(fēng)井接收洞門，在預(yù)警發(fā)布后，施工單位隨即停止破除洞門，于9月18日對破除部分補噴了混凝土,提前破樁,補噴了砼,115,建筑相關(guān),接收端大量土體被推出,端頭處流水帶出大量細砂,2011年10月12日左線盾構(gòu)中間風(fēng)井接收端頭滲水較為嚴重（洞門處中間部分存在厚度約0.6m的2粉細砂層），同時未安裝橡膠簾布和扇形壓板，盾構(gòu)到達過程中大量土體被推出。隨后施工單位在采取堵漏靈堵漏并用引流管引水等措施,116,建筑相關(guān),流水帶砂,117,建筑相關(guān),鋼板封閉管片和洞門空隙,接收端地表出現(xiàn)裂縫,2011年10月18日右線盾構(gòu)到達十里河站接收端，洞門處1點鐘方向有水涌出且水勢較大，未安裝橡膠簾布和扇形壓板，

47、10月21日采取引流管引水，堵漏靈堵水等措施,涌水,118,建筑相關(guān),2011年11月15日左線盾構(gòu)在到達十里河站接收端過程中，直接將樁體推入接收端車站，未安裝橡膠止水簾布，流水涌砂,119,建筑相關(guān),出水涌砂情況,現(xiàn)場水沙情況,120,建筑相關(guān),11.16盾構(gòu)已上接收架，扇形擋板被推掉,另一側(cè)突然大量涌沙出水,121,建筑相關(guān),二、盾構(gòu)機施工參數(shù)的設(shè)定與控制案例分析,北京地鐵建設(shè)過程中，因盾構(gòu)施工參數(shù)控制欠佳曾發(fā)生路面塌陷、鐵路段地面塌陷及房屋開裂等風(fēng)險事件，選取主要事件列舉如下,122,建筑相關(guān),北京地鐵九號線某區(qū)間,2009年9月30日，右線盾構(gòu)推進過程中土壓控制偏低，導(dǎo)致出土量增加，地

48、層過量損失，引起隧道上方地表發(fā)生塌陷（深約3m、直徑約1m,地表塌陷位置,回填土,123,建筑相關(guān),土壓異常區(qū)域,土壓異常區(qū)域,124,建筑相關(guān),北京地鐵大興線某區(qū)間,2009年10月24日，右線在沿興華大街推進（平行下穿雨水方溝）過程中，由于雨水管溝底板破裂致使內(nèi)部水源滲入地層，造成有水條件，降低了土體強度和穩(wěn)定性，而盾構(gòu)推進過程中土壓控制過低，使得出土量不易控制而出土增加，引起地層損失、開挖面失穩(wěn)（長約4.5m，寬約4.0m，深約2.0m,125,建筑相關(guān),北京地鐵十號線二期某區(qū)間,北京地鐵十號線二期六蓮區(qū)間雙線先后下穿北京西機務(wù)段鐵路（特級風(fēng)險工程）。 左線先行，施工參數(shù)控制基本合理，安

49、全通過； 右線盾構(gòu)在通過過程中，“盾構(gòu)施工實時管理信息系統(tǒng)”顯示土壓控制偏低，導(dǎo)致出土量偏大，引起地層損失，2011年8月27日隧道上方（5658環(huán)）北京西機務(wù)段鐵路區(qū)域發(fā)生塌陷,126,建筑相關(guān),4550環(huán)土壓01情況,5058環(huán)土壓01情況,0.6bar,0.2bar,0.6bar,0.2bar,127,建筑相關(guān),北京西機務(wù)段鐵路,始發(fā)井,右線塌陷位置,128,建筑相關(guān),0.6bar,0.2bar,129,建筑相關(guān),2011年12月份，左線盾構(gòu)在推進過程中土壓控制偏低，同步注漿漿液質(zhì)量欠佳，導(dǎo)致建材城商鋪墻體出現(xiàn)開裂,墻體開裂,現(xiàn)場采取加固措施,130,建筑相關(guān),131,建筑相關(guān),小結(jié)：盾

50、構(gòu)施工參數(shù)的設(shè)定與控制,盾構(gòu)推進過程中的施工參數(shù)，尤其是土壓力和出土量的控制，往往是導(dǎo)致地表沉降超限的直接因素。若開挖面具備較強的自穩(wěn)能力，為避免盾構(gòu)設(shè)備磨損而適當(dāng)降低土壓的做法一定程度上可行，但部分施工單位對盾構(gòu)穿越地層的穩(wěn)定性不具備足夠的判斷認識，且技術(shù)和管理上的措施未執(zhí)行到位，一味采取較低的土艙壓力對地表沉降的控制是非常不利的，此上問題務(wù)必引起足夠的重視，需要從認識上糾正，從根本上解決,132,建筑相關(guān),1、上海地鐵某區(qū)間隧道盾構(gòu)磕頭事故,工程概況 ： 根據(jù)對事故段地質(zhì)進行補勘得到的報告，盾構(gòu)下部約三分之一處于1a和2a砂性土體中， 1a 砂性土體具有松散、微承壓水和承載力低等特性，在動

51、水壓力的作用下易產(chǎn)生滲流液化，流砂和突涌等不良地質(zhì)情況,事故段事故示意圖,三、其他案例分析,133,建筑相關(guān),事故經(jīng)過： 盾構(gòu)掘進至下行線632環(huán)（切口在638環(huán)）時由于地質(zhì)突變，盾構(gòu)機叩頭出現(xiàn)整體下沉；掘進至650環(huán)（切口656環(huán)）時盾構(gòu)掘進姿態(tài)恢復(fù)可控；到670環(huán)與新設(shè)計線路擬合，盾構(gòu)恢復(fù)正常掘進。 處理措施： 1、管片下調(diào)及房屋保護 對超高設(shè)計線路段（626638環(huán)）管片采用下部泄土取壓，上部注漿的措施使隧道整體下調(diào)13cm；同時，根據(jù)地表建筑物監(jiān)測數(shù)據(jù)對隧道鄰接塊吊裝孔進行注漿，確保建筑物安全,134,建筑相關(guān),2、管片上調(diào)及地層加固 隧道低于設(shè)計線路（651663環(huán)）對管片底部注漿，

52、上部泄壓放漿取土的措施使隧道整體上浮24cm，線路上調(diào)與地層加固一并進行。 3、對于1和2層地質(zhì)較差段通過分層注漿加固隧道下臥層，改良土體，提高承載力及防止地層振動液化。 4、管片堵漏止水，管片滲漏部位主要以注水泥漿或丙烯酸鹽漿液為主，壓力保持在.020.5Mpa之間，注漿量控制在0.51.5m3之間。 5、破損管片修補。 6、堵漏與修補作業(yè)完成后，進行管片嵌縫施工，加強本段管片的防水能力,135,建筑相關(guān),1981年4月，臺北地鐵某標(biāo)段通風(fēng)豎井發(fā)生涌水、涌砂事故。 工程概況: 該通風(fēng)豎井為內(nèi)徑23.6m之圓形斷面結(jié)構(gòu)，井深35m，井壁為1.2m厚的連續(xù)墻，連續(xù)墻深度為64.5m,且水平鋼筋完

53、全連接，使連續(xù)墻形成完整管狀，因此，內(nèi)部無需施做內(nèi)支撐。豎井與盾構(gòu)隧道間采用柔性連接,2 、臺北地鐵某標(biāo)段通風(fēng)豎井涌水、涌砂事故,136,建筑相關(guān),事故經(jīng)過： 當(dāng)天下午，施工人員正在施工洞門防水層時，隧道擴挖處右側(cè)仰拱部出現(xiàn)大量涌水，施工人員立即設(shè)法止水，但水流量及水壓甚大而無法遏制，豎井周圍土壤隨涌水不斷流入井內(nèi)，并沿已施工完畢的隧道線倒灌至鄰近的接受井，造成土壤流失及地層下陷。據(jù)調(diào)查，影響范圍為通風(fēng)井南側(cè)5775m之間，六棟房屋受損，臨近管線破壞，路面產(chǎn)生裂縫。而工程本體已完成的上行隧道有23環(huán)遭到擠壓、變形，通風(fēng)豎井、已完成線上下行隧道及鄰近的接受井遭水土掩埋。 處理措施： 事故發(fā)生后，

54、首先通知警察局和消防隊疏散附近居民，封閉現(xiàn)場，切斷水電。為使通風(fēng)井內(nèi)外水壓平衡，降低泥沙繼續(xù)涌入速度，先進行豎井內(nèi)灌水，然后回填土方，并壓實、注漿。進行工程本體及其余受損線、建筑物、路面的修復(fù)工作,137,建筑相關(guān),事故原因： 地下水是造成此次事故的主要原因，事故發(fā)生前，沒有很好的進行處理。 事故發(fā)生前，監(jiān)控、量測資料沒有反映出任何征兆，因此，在隧道內(nèi)發(fā)生極小量滲水并未引起施工人員的重視。 預(yù)防措施： 施工全過程均應(yīng)小心謹慎，現(xiàn)場內(nèi)出現(xiàn)任何跡象或征兆均應(yīng)保守處理。 應(yīng)妥善處理地下水，注漿止水需在妥善的保護下進行，以免破壞本身結(jié)構(gòu),138,建筑相關(guān),3、上海某隧道漏水事故 事故經(jīng)過： 上海某上行

55、隧道內(nèi)在檢查時發(fā)現(xiàn)封堵墻處管片上方有局部滲水情況。滲漏位置為管片上部封頂塊與鄰接塊的環(huán)縫（圓環(huán)11點鐘1點鐘”范圍）。 經(jīng)過多方努力兩處漏水點均被有效封堵。新的漏水點又出現(xiàn)在封堵墻左上方位置，漏水點處1.5寸流量的水流進入上行線隧道內(nèi)，且漏水趨勢愈發(fā)嚴重,139,建筑相關(guān),處理措施： 1、在發(fā)現(xiàn)滲漏情況有逐漸變大的趨勢后，立即進行管片壁后聚氨酯堵漏，共用去聚氨酯10 桶，管片環(huán)縫漏水得到控制。對于新出的漏水點，有關(guān)各方緊急商定采取搶險措施：一、針對上行線封堵墻正面左上方漏水點，壓注聚氨酯進行堵漏。二、在隧道上方地面，即江中圍堰平臺上，對封堵墻后面的隧道內(nèi)部及周邊進行填充注漿。通過以上措施，滲漏

56、得到控制。同時，在上行線隧道內(nèi)安排人員值班，進行即時監(jiān)測匯報動態(tài)變化情況,地面注漿操作,140,建筑相關(guān),2、為了保證滲水情況能更好的控制，隨后開始進行地面注漿工作。充填注漿孔位布置為：在上行隧道內(nèi)布置一孔，隧道兩側(cè)各布置一孔。隧道內(nèi)孔位注漿以注漿量和注漿壓力雙重控制，初定注漿量（連接段土體5%充填率）10m3左右，注漿壓力0.30.4MPa。隧道兩側(cè)注漿以壓力控制為主，為0.30.4MPa。漿液為單液水泥漿，水灰比0.6。 3、之后又通過隧道內(nèi)及兩側(cè)孔位注漿，隧道內(nèi)滲水情況進一步減小，滲漏由不間斷線流變?yōu)榈温┬问健?4、最后對上、下行隧道范圍進行低壓力（0.30.4MPa）的充填注漿，一方面對原凍土起到持續(xù)充填作用，另一方面也可對后續(xù)江中連接段水平凍結(jié)區(qū)進行土體改良,141,建筑相關(guān),工程概況：