盾構(gòu)法施工方法、加固方案及強(qiáng)度計(jì)算

1、盾構(gòu)法施工方法、加固方案及強(qiáng)度計(jì)算 盾構(gòu)施工法是“使用盾構(gòu)機(jī)在地下掘進(jìn)，在護(hù)盾的保護(hù)下，在機(jī)內(nèi)安全的進(jìn)行開(kāi)挖和襯砌作業(yè)，從而構(gòu)筑成隧道的施工方法”。其施工主要步驟為：(1)在盾構(gòu)法隧道的起始端和終端各建一個(gè)工作井；(2)盾構(gòu)在起始端工作井內(nèi)安裝就位；(3)依靠盾構(gòu)千斤頂推力將盾構(gòu)從起始工作井的墻壁開(kāi)孔處推出。一、概述 (4)盾構(gòu)在地層中沿設(shè)計(jì)軸線推進(jìn)，在推進(jìn)的同時(shí)不斷出土和安裝襯砌管片；(5)及時(shí)的向襯砌背后的空隙注漿，防止地層移動(dòng)和固定襯砌環(huán)的位置；(6)盾構(gòu)進(jìn)入終端工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推進(jìn)。 車(chē)站碴土儲(chǔ)艙和料斗龍門(mén)吊車(chē)泥漿處理設(shè)備豎井皮帶運(yùn)輸機(jī)盾構(gòu)機(jī)螺旋輸送機(jī)管

2、片運(yùn)輸車(chē)泥漿注入車(chē)斗車(chē)電瓶車(chē)盾構(gòu)施工動(dòng)畫(huà)從縱向可將盾構(gòu)分為：切口環(huán)、支承環(huán)和盾尾。切口環(huán)是盾構(gòu)的前導(dǎo)部分，在其內(nèi)部和前方可以設(shè)置各種類型的開(kāi)挖和支撐地層的裝置；支承環(huán)是盾構(gòu)的主要承載結(jié)構(gòu)，沿其內(nèi)周邊均勻地安裝有推進(jìn)盾構(gòu)前進(jìn)的千斤頂，以及開(kāi)挖機(jī)械的驅(qū)動(dòng)裝置和排土裝置；盾尾主要是進(jìn)行襯砌作業(yè)的場(chǎng)所，其內(nèi)部設(shè)置襯砌拼裝機(jī)，尾部有盾尾密封刷、同步注漿管和盾尾密封油膏注入管等。 盾構(gòu)錄像切口環(huán)支承環(huán)盾尾切口環(huán)支承環(huán)盾尾盾構(gòu)外徑取決于管片襯砌外徑、保證管片拼裝方便的裕量、曲線施工以及修正盾構(gòu)蛇行時(shí)的間隙量、盾尾殼體的厚度等因素，一般可用下式計(jì)算： D盾構(gòu)外徑；D0管片襯砌外徑；t盾尾殼體的厚度，一般取30

3、40mm；x盾尾間隙，x=x1+x2；x1為拼裝管片方便的裕量，一般在2040mm；x2曲線施工和修正盾構(gòu)蛇行所需的間隙。 L盾尾覆蓋的襯砌長(zhǎng)度；R曲線半徑；盾構(gòu)長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)圍巖條件、隧道平面形狀、開(kāi)挖方法、運(yùn)轉(zhuǎn)操作、襯砌型式等條件確定，一般按下式計(jì)算：lH切口環(huán)長(zhǎng)度，取決于刀盤(pán)和刀盤(pán)支承型式；lC支承環(huán)長(zhǎng)度，取決于盾構(gòu)千斤頂?shù)臎_程長(zhǎng)，即每環(huán)管片的寬度；lr盾尾長(zhǎng)度，取決于盾尾需要覆蓋幾環(huán)管片，一般為1.52.5環(huán)。對(duì)于鉸接盾構(gòu)，盾構(gòu)的長(zhǎng)度可表示為lHlC前殼部分長(zhǎng)度；lP方向控制千斤頂?shù)男谐虨榱銜r(shí)的前殼和后殼間的空隙；lr盾尾長(zhǎng)度。二、盾構(gòu)機(jī)的種類 全開(kāi)敞式手掘式半機(jī)械式機(jī)械式半開(kāi)敞式擠壓式泥

4、水式土壓式密封式泥土加壓式泥漿式土壓式泥土加壓式1 全開(kāi)敞式 全開(kāi)敞式盾構(gòu)機(jī)是指沒(méi)有隔墻、開(kāi)挖面敞露狀態(tài)的盾構(gòu)機(jī)。根據(jù)開(kāi)挖方式的不同，又分為手掘式、半機(jī)械化式及機(jī)械式三種。適用范圍：適用于開(kāi)挖面自穩(wěn)性好的圍巖。(1)手掘式盾構(gòu)機(jī) 這種盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)的土質(zhì)是自穩(wěn)性強(qiáng)的洪積層壓實(shí)的砂、砂礫，固結(jié)粉砂和粘土。 (2)半機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)半機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖及裝運(yùn)石碴都采用專用機(jī)械，配備液壓鏟土機(jī)、臂式刀盤(pán)等挖掘機(jī)械和皮帶運(yùn)輸機(jī)等出碴機(jī)械，或配備具有開(kāi)挖與出碴雙重功能的機(jī)械，以圖省力。 (3)機(jī)械式盾構(gòu)機(jī) 機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)前面裝備有旋轉(zhuǎn)式刀盤(pán)，增大了盾構(gòu)機(jī)的挖掘能力，開(kāi)挖的土砂通過(guò)旋轉(zhuǎn)鏟斗和排土可以連續(xù)進(jìn)行，縮短

5、了工期，減少了作業(yè)人員。 2 半開(kāi)敞式這種盾構(gòu)適用于軟弱粘土層，在推進(jìn)過(guò)程中要引起較大的地面隆起。 3 密封式 是指在機(jī)械開(kāi)挖式盾構(gòu)機(jī)內(nèi)設(shè)置隔墻，進(jìn)入刀盤(pán)與隔墻土倉(cāng)的土體，由泥水壓力或土壓提供足以使開(kāi)挖面保持穩(wěn)定的壓力。密封式盾構(gòu)機(jī)又分成局部氣壓式、泥水平衡式和土壓平衡式幾種。(1)局部氣壓式盾構(gòu) 在機(jī)械式盾構(gòu)支承環(huán)的前邊裝上隔板，使切口環(huán)成為一個(gè)密封艙，其中充滿壓縮空氣，達(dá)到疏干和穩(wěn)定開(kāi)挖面土體的作用。 (2) 土壓平衡式盾構(gòu)又稱削土密封式或泥土加壓式盾構(gòu)。它的前端有一個(gè)全斷面切削刀盤(pán)，在它后面有一個(gè)貯留切削土體的密封艙，在其中心處或下方裝有長(zhǎng)筒形的螺旋輸送機(jī)，在密封艙和螺旋輸送機(jī)，以及在盾

6、殼四周裝設(shè)的土壓傳感裝置，根據(jù)需要還可裝設(shè)改善切削土體流動(dòng)性的塑流化材料的注入設(shè)備。 刀盤(pán)：用于切削土體，同時(shí)將切削下來(lái)的土體攪拌混合，以改善切削土體的流動(dòng)性。根據(jù)圍巖條件，切削刀盤(pán)可以是花板型的、輻條型的和礫石破碎型。根據(jù)盾構(gòu)直徑的大小，刀盤(pán)的主軸可以采用中空軸式、中間支承式和周邊支承式。 盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)刮刀超挖刀中心刀 滾刀箭型刀先行刀 周邊刀 密封艙：用于存貯被刀盤(pán)切削下來(lái)的土體，并加以攪拌使其成為不透水的，具有適當(dāng)流動(dòng)性的塑流體，使其能及時(shí)充滿密封艙和螺旋輸送機(jī)的全部空間，對(duì)開(kāi)挖面實(shí)行密封，以維持開(kāi)挖面的穩(wěn)定性，同時(shí)，也便于將其排出。螺旋輸送機(jī)：用來(lái)將密封艙內(nèi)的塑流狀土體排出盾構(gòu)外，并

7、在排土過(guò)程中，利用螺旋葉片與土體間的摩擦和土體阻塞所產(chǎn)生的壓力損失，使螺旋輸送機(jī)排土口的泥土壓力降至一個(gè)大氣壓力，使其不發(fā)生噴漏現(xiàn)象。 螺旋機(jī)塑流化材料注入器：用來(lái)向密封艙、刀盤(pán)和螺旋輸送機(jī)內(nèi)注人添加劑。關(guān)于塑流化添加劑的種類，目前常用的添加劑有兩類：泥漿材料、化學(xué)發(fā)泡劑。 式中 Vs 螺旋輸送機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周的排土體積； N 螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速； A 切削斷面積； V 推進(jìn)速度。 加注泡沫常用螺旋輸送機(jī)的排土率K來(lái)定量判定碴土的塑流性。當(dāng)碴土處于良好的塑流狀態(tài)時(shí)，K為1.0左右。土壓傳感器：用于測(cè)量密封艙和螺旋輸送機(jī)內(nèi)的土壓力，前者是判定開(kāi)挖面是否穩(wěn)定的依據(jù)，后者用來(lái)判斷螺旋輸送機(jī)的排土狀態(tài)，噴涌

8、、固結(jié)、阻塞等。 土壓平衡式盾構(gòu)維持開(kāi)挖面穩(wěn)定的原理是依靠密封艙內(nèi)塑流狀土體作用在開(kāi)挖面上的壓力(P) (它包括泥土自重產(chǎn)生的土壓力與盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中盾構(gòu)千斤頂?shù)耐屏?和盾構(gòu)前方地層的靜止土壓力與地下水壓力(F)相平衡的方法。 FPFFPminF=PFPmaxPmaxQPminQmaxF要控制土壓平衡式盾構(gòu)在推進(jìn)過(guò)程中開(kāi)挖面的穩(wěn)定，可以用兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，其一是控制螺旋輸送機(jī)排土量(調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速)；其二是用調(diào)節(jié)盾構(gòu)千斤頂?shù)耐七M(jìn)速度和螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速，直接控制密封艙內(nèi)的土壓力P。 主動(dòng)土壓力+地下水壓力P被動(dòng)土壓力+地下水壓力 對(duì)于花板型刀盤(pán)，若刀盤(pán)面板開(kāi)口率為x，刀盤(pán)上和密封艙內(nèi)的碴土壓力分別為P1和

9、P2， 主動(dòng)土壓力+地下水壓力P1(1-x)+ P2x被動(dòng)土壓力地下水壓力 (3) 泥水加壓式盾構(gòu) 在泥水加壓式盾構(gòu)的密封艙內(nèi)充滿特殊配制的壓力泥漿，刀盤(pán)(花板型)浸沒(méi)在泥漿中工作。對(duì)開(kāi)挖面支護(hù)，通常是由泥漿壓力和刀盤(pán)面板共同承擔(dān)，前者主要是在掘進(jìn)中起支護(hù)作用，后者主要是在停止掘進(jìn)時(shí)起支護(hù)作用。而刀盤(pán)切削下的碴土在密封艙內(nèi)與泥漿混合后，用排泥泵及管道輸送至地面處理，處理后的泥漿再由供泥泵和管道送回盾構(gòu)重復(fù)使用，所以，在采用泥水加壓式盾構(gòu)時(shí)，還需配備一套泥漿處理系統(tǒng)。 泥水加壓式盾構(gòu)按泥漿系統(tǒng)壓力控制方式可分為直接控制型(日本型)和間接控制型(德國(guó)型)兩種基本類型。直接控制型(日本型)泥水加壓式

10、盾構(gòu)的泥漿壓力控制由一套自動(dòng)控制泥漿平衡的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 泥水室大刀盤(pán)清水槽泥漿調(diào)整槽密度計(jì)流量計(jì)供漿管排漿管伸縮管VP2P3P4P1臨界流速VL(m/s)可按Durand公式計(jì)算： 式中 FL 流速系數(shù)，按顆粒直徑和泥漿濃度而定，當(dāng)顆粒直徑大于1mm時(shí)，F(xiàn)L1.34； g 重力加速度，g=9.8m/s2； p0 泥漿母液比重，一般p0=1.051.25； p 碴土比重； d 管子內(nèi)徑(m)。 間接控制型(德國(guó)型)泥水加壓式盾構(gòu)的泥漿壓力控制由空氣和泥水雙重系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)?？諝夤馨敫舭?4) 混合盾構(gòu)(Mixshield)(5) 多圓盾構(gòu)(Multi-CircularFaceShield) (6)MF

11、盾構(gòu)(7)DOT盾構(gòu) (8)HV盾構(gòu) (9)矩形盾構(gòu)(10)橢圓形盾構(gòu) 三、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及機(jī)型的選擇 1選型的根據(jù) (1)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件隧道沿線地層圍巖分類、各類圍巖的工程特性、不良地質(zhì)現(xiàn)象和地層中含沼氣狀況；地下水位，穿越透水層和含水砂礫透鏡體的水壓力、圍巖的滲透系數(shù)以及地層在動(dòng)水壓力作用下的流動(dòng)性； (2)地層的參數(shù)表示地層固有特性的參數(shù)：表示地層狀態(tài)的參數(shù)：表示地層強(qiáng)度和變形特性的參數(shù)：(3)地面環(huán)境、地面和地下建(構(gòu))筑物對(duì)地面沉降的敏感度(4)隧道尺寸：長(zhǎng)度、直徑、永久襯砌的厚度(5)工期(6)造價(jià)(7)經(jīng)驗(yàn)：承包商的經(jīng)驗(yàn)、有無(wú)同類工程的經(jīng)驗(yàn)。2選型的方法四、盾構(gòu)法施工 1施

12、工準(zhǔn)備工作 (1)修建盾構(gòu)始發(fā)井和到達(dá)井(或稱拼裝室、拆卸室、工作井)線路中線線路中線盾構(gòu)始發(fā)井平面軌頂面盾構(gòu)始發(fā)井縱剖面現(xiàn)澆鋼筋混凝土封門(mén)鋼板樁封門(mén)鋼板樁預(yù)留口預(yù)埋H型鋼封門(mén) H型鋼連續(xù)墻(2)盾構(gòu)拼裝 后配套臺(tái)車(chē)及其它設(shè)備下井示意圖(2)盾構(gòu)拼裝 盾構(gòu)機(jī)安裝示意圖(2)盾構(gòu)拼裝 盾構(gòu)機(jī)安裝示意圖吊運(yùn)刀盤(pán)吊運(yùn)盾尾(3)洞口地層加固始發(fā)前破除洞門(mén)出洞前破除洞門(mén)常用的加固方法有：注漿、旋噴、深層攪拌、井點(diǎn)降水、凍結(jié)法等。加固土體的范圍和需要達(dá)到的強(qiáng)度，可參照下述方法計(jì)算確定：強(qiáng)度驗(yàn)算：將加固土體視為厚度為t的周邊自由支承的彈性圓板，在外側(cè)水土壓力作用下，板中心處的最大彎曲應(yīng)力，按彈性力學(xué)原理求得

13、，并可寫(xiě)出強(qiáng)度驗(yàn)算公式： 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)前的洞門(mén)加固WW= Pa+ PWPaPw土壓水壓Dntnt式中 r 工作井端墻開(kāi)洞的半徑，rD/2； t 加固土體的厚度； 加固土體的極限抗拉強(qiáng)度，一般可取其極限抗壓強(qiáng)度的10，即； K1安全系數(shù)，一般取K1.5； w作用于開(kāi)洞中心處的側(cè)向水土壓力。對(duì)于砂性土，水壓力和土壓力分別計(jì)算；對(duì)于粘性土，水土壓力合算。土壓力按靜止土壓力考慮，土的計(jì)算參數(shù)按加固前的選用； 加固后土體的泊桑比，一般取0.2?？辜魪?qiáng)度的驗(yàn)算公式： 式中 加固后土體的極限抗剪強(qiáng)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)， ； K2抗剪安全系數(shù)，一般取K21.5；整體穩(wěn)定驗(yàn)算 洞外加固土體在上部土體和地面堆載P等作用下，

14、可能沿某滑動(dòng)面向洞內(nèi)整體滑動(dòng)，假定滑動(dòng)面是以端墻開(kāi)洞外頂點(diǎn)O為圓心，開(kāi)洞直徑D為半徑的圓弧面，此時(shí)，引起下滑的力矩為： PDCtDBOQxAH MM1+M2+M3 式中 M1地面堆載P引起的下滑力矩， M1=PD2/2； M2上覆土體自重Q上引起的下滑力矩 M3滑移圓弧線內(nèi)土體的下滑力矩 為加固后土體的重度。 抵抗下滑的力矩為：式中 滑移圓弧線AB段的抗滑力矩 滑移圓弧線BC段的抗滑力矩 滑移圓弧線CD段的抗滑力矩 式中 加固前土體地粘結(jié)力； 加固后土體地粘結(jié)力； H 上覆土體的高度； 抗滑移的安全系數(shù)K2 2盾構(gòu)的掘進(jìn) (1)盾構(gòu)千斤頂總推力與刀盤(pán)扭矩計(jì)算 土壓平衡式盾構(gòu) a盾構(gòu)千斤頂總推力

15、推進(jìn)土壓平衡式盾構(gòu)所需克服的阻力有：(a)盾構(gòu)與地層之間的摩阻力 式中 地層與鋼板的摩擦系數(shù)； D、L盾構(gòu)的直徑和長(zhǎng)度； P0盾構(gòu)拱頂處的勻布圍巖豎向壓力，一般按全土柱計(jì)算，深埋情況下也可按泰沙基公式計(jì)算； 盾構(gòu)底部的勻布反力， ，W為盾構(gòu)重量； P1盾構(gòu)拱頂處的側(cè)向水土壓力； P2盾構(gòu)底部的側(cè)向水土壓力。 (b)刀盤(pán)正面的側(cè)向土壓力式中 Pd 刀盤(pán)中心處的側(cè)向土壓力 K0 側(cè)壓力系數(shù)； 地層的浮重度； R 盾構(gòu)的外半徑； 按泰沙基公式計(jì)算的盾構(gòu)拱頂處的松動(dòng)圍巖壓力。(c)刀盤(pán)正面的地下水壓力 式中 刀盤(pán)中心處的地下水壓力(d)盾尾內(nèi)部與管片襯砌之間的摩阻力 式中 管片與鋼板之間的摩擦系數(shù)，一

16、般取 ； 壓在盾尾上的管片襯砌重量，最大可取23環(huán)管片的自重； 總的阻力F為： 則盾構(gòu)千斤頂所需的總推力T為： TKcF式中 Kc安全系數(shù)，一般取Kc1.5。b刀盤(pán)扭矩：(a)刀具切削土體所需的扭矩： 式中 h 刀具的穿透深度，h=v/N； v 開(kāi)挖速度； N 刀盤(pán)轉(zhuǎn)速； qu地層單軸無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度； r0刀盤(pán)的外半徑。 (b)由于刀盤(pán)自重所產(chǎn)生的抵抗旋轉(zhuǎn)的扭矩：式中 G 刀盤(pán)自重； R1自重抵抗旋轉(zhuǎn)的半徑； 轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦系數(shù)。(c)刀盤(pán)正面推力所產(chǎn)生的抵抗旋轉(zhuǎn)的扭矩： 式中 Wr 刀盤(pán)正面的推力，可按下式計(jì)算： x 刀盤(pán)的開(kāi)口率；Pd刀盤(pán)中心處的土側(cè)向壓力；d2刀盤(pán)上設(shè)置刀具的外環(huán)直徑；d1刀盤(pán)

17、上設(shè)置刀具的內(nèi)環(huán)直徑；Pw刀盤(pán)中心處的地下水壓力； R2正面推力抵抗旋轉(zhuǎn)的半徑。 (d)刀盤(pán)密封裝置抵抗旋轉(zhuǎn)的扭矩： 式中 密封材料與鋼的摩擦系數(shù)； F密封壓力； 第1、2道的密封條數(shù)； 相應(yīng)的密封裝置的平均回轉(zhuǎn)半徑。 (e)刀盤(pán)正面的摩擦扭矩： 式中 地層與刀盤(pán)的摩擦系數(shù)，由于刀盤(pán)與地層之間充滿含水的碴土，所以，此時(shí)的摩擦系數(shù)較低，一般取 。(f)刀盤(pán)周邊的摩擦扭矩： 式中 lk 刀盤(pán)厚度； Pr作用在刀盤(pán)周邊上的平均壓力，一般取 (g)刀盤(pán)背面的摩擦扭矩 ： 式中 碴土的抗剪強(qiáng)度，因碴土飽和含水，故抗剪強(qiáng)度較低，可近似地取其C0.01MPa， 。 (h)刀盤(pán)開(kāi)口處切削碴土所需的扭矩： (i

18、)刀盤(pán)在密封艙內(nèi)攪拌碴土所需的扭矩： 式中 r1、r2 刀盤(pán)梁的內(nèi)、外半徑； l 刀盤(pán)梁的長(zhǎng)度。驅(qū)動(dòng)切削刀盤(pán)所需的總扭矩即為： 泥水加壓式盾構(gòu) a千斤頂總推力可能還要增加一項(xiàng)后方臺(tái)車(chē)的牽引阻力(F5) 式中 滾動(dòng)阻力系數(shù)，一般取 0.1； Wb 后方臺(tái)車(chē)的重量。 b刀盤(pán)扭矩 泥水加壓式盾構(gòu)需克服刀盤(pán)扭矩：刀具切削土體的抵抗扭矩(T1)、刀盤(pán)正面推力所產(chǎn)生的抵抗旋轉(zhuǎn)的扭矩(T3)、刀盤(pán)密封裝置與襯砌之間的旋轉(zhuǎn)摩擦阻力扭矩(T4)以及刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦阻力扭矩(T5、T6)。盾構(gòu)推力和扭矩的控制標(biāo)準(zhǔn)：千斤頂總推力： F=10001300kN/m2 刀盤(pán)扭矩： 式中 刀盤(pán)的扭矩系數(shù)土壓平衡式盾構(gòu)

19、： 1423；泥水加壓式盾構(gòu)： 915； D盾構(gòu)直徑。(2)盾構(gòu)掘進(jìn)注意事項(xiàng) 正確選擇推進(jìn)千斤頂?shù)膫€(gè)數(shù)與配置，以確保所需的推力。 不得破壞開(kāi)挖面的穩(wěn)定。不應(yīng)損害管片等后方結(jié)構(gòu)。盡量防止橫向、縱向和轉(zhuǎn)動(dòng)偏差的發(fā)生。(3)盾構(gòu)掘進(jìn)施工管理施工管理的目的就是使盾構(gòu)在推進(jìn)中對(duì)地層和地面影響最小，表現(xiàn)為地層的強(qiáng)度下降小，受到的擾動(dòng)小，地面隆沉小，以及襯砌脫開(kāi)盾尾時(shí)的突然沉降小。盾構(gòu)掘進(jìn)的施工管理包括：挖掘管理、線形管理、注漿管理、管片拼裝管理。 施工中的挖掘管理。施工管理中的線性管理。 盾構(gòu)自動(dòng)導(dǎo)向測(cè)量約有以下三種類型：激光導(dǎo)向系統(tǒng)；陀螺儀加千斤頂沖程計(jì)數(shù)器導(dǎo)向系統(tǒng)；普通測(cè)量系統(tǒng)等。施工管理中的注漿管理

20、。盾構(gòu)施工中的注漿作業(yè)，根據(jù)注入時(shí)間，大致分為三種方式：a.同步注漿，即一邊推進(jìn)盾構(gòu)，一邊注漿。 b.即時(shí)注漿，即在盾構(gòu)推進(jìn)終了后，通過(guò)管片上的注漿孔，迅速對(duì)口徑脫離盾尾的管片環(huán)背后間隙注漿。c.后方注漿，即在盾構(gòu)后方一定距離處，從管片上的注漿孔向襯砌背后注漿，在時(shí)間上與盾構(gòu)掘進(jìn)無(wú)直接聯(lián)系。 施工管理中的管片拼裝管理。 3襯砌、壓注(1)一次襯砌一次裝配式襯砌的施工是依照組裝管片的順序從下部開(kāi)始逐次收回千斤頂。管片的環(huán)向接頭一般均錯(cuò)縫拼裝。 保持襯砌環(huán)的真圓度，對(duì)確保隧道斷面尺寸，提高施工速度及防水效果，減少地表下沉等甚為重要。緊固和再次緊固螺栓，緊固襯砌接頭螺栓必須按規(guī)定執(zhí)行，以不損害組裝好

21、的管片為準(zhǔn)。 (2)回填注漿回填注漿除可以防止圍巖松弛和地表下沉之外，還有防止襯砌漏水、漏氣，保持襯砌環(huán)早期穩(wěn)定的作用。注漿材料需具有下列特點(diǎn)：不產(chǎn)生材料離析；具有流動(dòng)性；壓注后體積變化??；壓注后的強(qiáng)度很快就超過(guò)圍巖的強(qiáng)度，保證襯砌與周?chē)貙拥南嗷プ饔?，減少地層移動(dòng)；具有一定的動(dòng)強(qiáng)度，以滿足抗震要求；具有不透水性等。(3)二次襯砌五、ECL施工法 六、盾構(gòu)法施工地面沉降機(jī)理、預(yù)測(cè)和防治 1地表沉降的規(guī)律 在隧道縱軸線上產(chǎn)生的地表變形一般可分為三個(gè)階段，即盾構(gòu)前方地表隆起或沉降，施工沉降和固結(jié)沉降。 2地表沉降的原因與預(yù)測(cè) (1)地面沉降原因地面沉降的基本原因是在盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)所引起的地層損失和隧道

22、周?chē)貙邮艿綌_動(dòng)或剪切破壞的再固結(jié)。 地層損失是指盾構(gòu)施工中實(shí)際開(kāi)挖的土體體積與竣工隧道體積之差。地層損失率以占理論排土體積的百分比表示:式中：VL盾構(gòu)隧道單位長(zhǎng)度的地層損失量(m3/m)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在采用適當(dāng)技術(shù)和良好操作的正常施工條件下，VL(-1.1%11.0%)V，對(duì)于黏土可根據(jù)其穩(wěn)定系數(shù)N進(jìn)行估算：式中：V盾構(gòu)隧道單位長(zhǎng)度的理論體積；Cu黏土的不排水抗剪強(qiáng)度；Eu黏土的彈性模量；黏土的泊松比。地層原始應(yīng)力狀態(tài)的變化地下水位的變化 盾尾空隙充填壓漿不足襯砌變形 受撓動(dòng)土體的固結(jié)(2)地面沉降的預(yù)測(cè) 地面沉降量及影響范圍的預(yù)測(cè)可以分為設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)和施工階段預(yù)測(cè)。 派克橫向分布公式為： 式

23、中 S(x) 距隧道中線x處的地面沉降量(m)； S(max) 隧道中線處(即x0)的地面沉降量(m)； x 距隧道中線的距離(m)； i 沉降槽寬度系數(shù)，即沉陷曲線反彎點(diǎn)的橫坐標(biāo)(m)，派克并假定橫向沉陷曲線為正態(tài)分布曲線。 橫向沉降槽體積等于地層損失，即V(s)= VL= Vl V。 式中 Z 隧道開(kāi)挖面中心至地面的距離； R 盾構(gòu)外半徑； K、n試驗(yàn)系數(shù)，K =0.630.82；n0.360.97。 派克縱向沉降分布公式 式中 S(y)地面沉降量(m)； y 沉降點(diǎn)至坐標(biāo)原點(diǎn)的距離(m)； yi 盾構(gòu)推進(jìn)起點(diǎn)處盾構(gòu)開(kāi)挖面至坐標(biāo)原點(diǎn)的距離(m)； yl 盾構(gòu)開(kāi)挖面至坐標(biāo)原點(diǎn)距離(m)； Z

24、 盾構(gòu)長(zhǎng)度； 正態(tài)分布函數(shù)。 橫向最大沉降量的估算公式：在砂礫土中： 在砂性土中： 在粘性土中： 沉降影響范圍估算公式： 式中 Z地面至開(kāi)挖面中心距離(m)； R隧道外半徑(m)； OFS簡(jiǎn)單超載系數(shù)； K、n系數(shù)。施工階段的地面沉降大致發(fā)生在5個(gè)階段：盾構(gòu)到達(dá)前、盾構(gòu)到達(dá)時(shí)、盾構(gòu)通過(guò)后、管片脫出盾尾時(shí)及長(zhǎng)期變形。 3地表沉降的監(jiān)測(cè)與控制 (1)地表沉降的監(jiān)測(cè) 施工監(jiān)測(cè)的作用a.監(jiān)測(cè)和診斷各種施工因素對(duì)地表變形的影響，提供改進(jìn)施工減少沉降的依據(jù)；b.根據(jù)觀測(cè)結(jié)果預(yù)測(cè)下一步地表沉降對(duì)周?chē)ㄖ锛捌渌O(shè)施的影響，進(jìn)一步確定保護(hù)措施；c.監(jiān)測(cè)施工結(jié)果是否達(dá)到控制地表沉降和隧道沉降的要求；d.研究土囊特性、地下水條件、