盾構(gòu)施工方案

第一部分盾構(gòu)選型及參數(shù)計算有一個可以移動的鋼結(jié)構(gòu)外殼(盾殼),盾構(gòu)內(nèi)裝有開挖、排土、拼顯的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢.采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)的選型及配置是隧道施工中關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，盾構(gòu)選型應根據(jù)工程地質(zhì)水文情況、工期、經(jīng)濟性、環(huán)境保護、安全等綜合考慮。盾構(gòu)的選型及配置是一種綜合性技術(shù)1.2盾構(gòu)機選型主要原則1)工程地質(zhì)、水文條件及施工場地大小.3)管片設計尺寸與分塊角度.4)盾構(gòu)的先進性、適應性與經(jīng)濟性.5)盾構(gòu)機廠家的信譽與業(yè)績。6)盾構(gòu)機能否按期到達現(xiàn)場。1.2.2盾構(gòu)的型式1)敞開式型盾構(gòu)開挖盾構(gòu)、機械開挖盾構(gòu).2)部分散開式型盾構(gòu)部分敞開式型盾構(gòu)是在盾構(gòu)切口環(huán)在正面安裝擠壓胸板或網(wǎng)格進入盾構(gòu).根據(jù)以往大量工程經(jīng)驗，通常都將擠壓胸板和網(wǎng)格切削裝格要求的工程。當盾構(gòu)采用網(wǎng)格開挖時，應將安裝在網(wǎng)格后面的擠挖面土層進行支護，當盾構(gòu)向前推進時(一般是盾構(gòu)穿越江湖、海底或沼澤地區(qū)),應將擠壓胸板裝上，盾構(gòu)向前推進時，可將土體全部有時在網(wǎng)格裝置和擠壓板后面加裝一道隔艙板形成一道泥土艙，3)封閉型盾構(gòu)(1)泥水加壓盾構(gòu)2工程都能顯示其優(yōu)越性.另外對有些場地較寬、有豐富水源和較好排口率一般在8%～10%左右。采用泥水加壓盾構(gòu)施工，不需輔以其它(氣壓、降水)工藝來穩(wěn)城市施工困難較大.(2)土壓平衡式盾構(gòu)a)普通型的土壓平衡式盾構(gòu)土進入泥土艙，再通過螺旋輸送機向后排出.由于經(jīng)過刀盤切削和擾3機轉(zhuǎn)速或調(diào)節(jié)盾構(gòu)推進速度，調(diào)節(jié)密封泥土艙內(nèi)的土壓力，并使其接機轉(zhuǎn)速或調(diào)節(jié)盾構(gòu)推進速度，調(diào)節(jié)密封泥土艙內(nèi)的土壓力，并使其接近開挖面靜止土壓，保持開挖面土層的穩(wěn)定.普通型土壓平衡式盾構(gòu)一般使用面板式刀盤，進土槽口寬在200~500mm左右，刀盤開口率約為20%~40%。另外在螺旋輸送機排土口裝有排土閘門，有利于控制泥土艙內(nèi)土壓和控制排土量。b)加泥型的土壓平式衡盾構(gòu)當泥土含砂量超過一定限度時，土和砂的流動性就差，靠刀盤切削擾動，難以使泥土達到足夠的塑流狀態(tài)，有時會壓密固結(jié)，產(chǎn)生拱效應。當?shù)叵滤控S富時，通過螺旋輸送機的泥土，就不能起到止水作用，無法進行施工.此時，應在普通型土壓平衡式盾構(gòu)基礎(chǔ)上增加特殊泥漿壓注系統(tǒng)，即形成加泥型的土壓式平衡盾構(gòu)。對刀盤面板、泥土艙和螺旋輸送機注入特殊粘土泥漿材料，再通過刀盤開挖攪拌作用，使之與開挖下來的泥土混合，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃有院煤筒煌杆阅嗤?，符合土壓平衡式盾?gòu)施工要求，符合土壓平衡式盾構(gòu)施工要求。為了降低刀盤傳動功率和減小泥土移動阻力，加泥型土壓平衡式盾構(gòu)刀盤為有幅條的開放式結(jié)構(gòu)，開口面積接近100%,并在刀盤背面安裝能伸出來若干能對土砂攪拌的葉片，以便對土砂進行強力攪拌，使其變成具有塑流性和不透水性的泥土.另外，要求注入濃度、粘性更高的泥漿材料才能改變土砂的功能時，往往難以用刀盤攪拌達到目的，這將大大增加刀盤和螺旋輸送機的機械負荷，造成盾構(gòu)施工困難。此時應注入發(fā)泡劑代替泥漿材料，因為發(fā)泡劑材料比重小、攪拌負荷輕，可使刀盤扭矩降低50%左右。盾構(gòu)排出土砂中的泡沫會隨時時間自然消失，有時在泥土中加入消泡劑，可加速泡沫的消失，保持良好c)加水型土壓平衡式盾構(gòu)在砂層、砂礫層透水性較大的土層中，還可以采用加水型土壓平衡盾構(gòu).這種盾構(gòu)是在普通型土壓平衡式盾構(gòu)基礎(chǔ)上，在螺旋輸送機的排土口接上一個排土調(diào)整箱，在排土調(diào)整箱中注入壓力水，并使其與開挖面土層地下水壓保持平衡。經(jīng)過螺旋輸送機將棄土排入調(diào)整箱內(nèi)與壓力水混合后形成泥漿，再通過管道向地面排送.開挖面的土壓，4間的空隙被水填滿，減少了土砂顆粒之間有效應力，增加了流動性，般在20%~60%左右。d)泥漿型土壓平衡式盾構(gòu)順利排出。但從排土器排出的泥土呈泥漿狀，這種泥漿型土壓平衡盾構(gòu)機的泥土艙的泥漿供入系統(tǒng)和排出系土層中最大礫石尺寸決定。刀盤開口率一般在40%～60%左右。由于機，可比同樣大小中心軸式螺旋輸送機排出的石塊粒徑大一倍左右。(3)復合型盾構(gòu)(盾構(gòu)掘進機)一種類型的盾構(gòu)難以完成施工任務，因此出現(xiàn)了復合型盾構(gòu)。一種類型的盾構(gòu)難以完成施工任務，因此出現(xiàn)了復合型盾構(gòu)。所謂復合型盾構(gòu)，就是在軟土盾構(gòu)的刀盤上安裝切削巖層的各式刀具，有的還在盾構(gòu)內(nèi)安裝碎石機，這種硬巖開挖工具與軟土隧道盾構(gòu)機械相結(jié)合，能在硬巖和軟土地層交替作業(yè)。復合型盾構(gòu)刀盤上安裝的刀具，應根據(jù)不同巖層條件而定。軟土地層：主要采用割刀。安裝在刀盤進土槽口兩側(cè)。和鑲嵌碳化鎢珠形的滾輪刀.軟硬混合交替夾層：應采用不同形式的刮刀取代滾刀，其開挖方法是刮下塊狀石塊，使其對軟塑土層更有效地進行開挖。復合型盾構(gòu)主要有以下三種類型：a)泥水加壓型復合盾構(gòu)以泥水加壓盾構(gòu)為基型，與硬巖開挖技術(shù)相結(jié)合，對大塊卵石、塊石應在盾構(gòu)內(nèi)安裝碎石機。當盾構(gòu)地軟土層施工時，可按封閉型泥水加壓盾構(gòu)進行施工；當遇到硬巖地層施工時，在刀盤上安裝不同的硬巖切削刀具即能快速轉(zhuǎn)換成敞開型機械盾構(gòu)施工，而碴土排送仍采用水力管道排送。b)土壓平衡型復合盾構(gòu)以土壓平衡盾構(gòu)為基礎(chǔ)，與硬巖開挖技術(shù)相結(jié)合，當盾構(gòu)在軟土層施工時，可按封閉型土壓平衡盾構(gòu)進行施工；而當遇到硬巖地層施工時，在刀盤上安裝不同刀具就能快速轉(zhuǎn)換成敞開型機械盾構(gòu)施工，為了排送尺寸較大的石塊，可選用帶式螺旋輸送機。c)敞開型復合盾構(gòu)以普通機械開挖盾構(gòu)為基型，與硬巖開挖技術(shù)相結(jié)合，施工時只要根據(jù)遇到的不同土層條件，及時轉(zhuǎn)換安裝適當?shù)牡毒?，就能使施工繼續(xù)進行。由于盾構(gòu)掘進機，適應性較廣，主要以它為例.1.3盾構(gòu)掘進機的工況的轉(zhuǎn)換盾構(gòu)掘進機具有土壓平衡狀態(tài)和非土壓平衡狀態(tài)兩種工況，能夠適應軟、硬兩種地層的施工。根據(jù)地質(zhì)情況，能夠?qū)崿F(xiàn)兩種工適應軟、硬兩種地層的施工。根據(jù)地質(zhì)情況，能夠?qū)崿F(xiàn)兩種工作狀態(tài)的互換。盾構(gòu)掘進機從非平衡狀態(tài)向土壓平衡狀態(tài)下的過渡：根據(jù)地質(zhì)超前預報的信息，在前方遇到圍巖不穩(wěn)定的軟土地帶、斷層帶及涌水幾率較高的地段時，及時關(guān)閉螺旋輸送機的閘門，在盾構(gòu)掘進機的密封隔板與開挖面形成的密封碴艙和螺旋輸送機內(nèi)充滿刀盤切削下加壓力，通過控制出土量，保持泥土倉的土壓力與開挖面的土壓相平平衡狀態(tài)向土壓平衡狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。盾構(gòu)掘進機從平衡狀態(tài)向非土壓平衡狀態(tài)下的過渡：在巖石穩(wěn)定性好的地段，盾構(gòu)掘進機可以在非土壓平衡下進行隧道施工，不需要維持泥土倉的壓力來穩(wěn)定開挖面，可排空碴倉，此時因為碴倉內(nèi)沒有土壓力，盾構(gòu)掘進機有較高的掘進速度并且易于操作.1.4、盾構(gòu)掘進機的功能描述1。4。1、推進特點1)土壓平衡盾構(gòu)的推進盾構(gòu)掘進機具有土壓平衡功能，在通過地層斷裂帶及工作面不穩(wěn)土壓平衡盾構(gòu)適應在殘積層、全風化層、強風化層等軟弱圍巖中進行掘進，根據(jù)碴土的塑性和流動性，在刀盤前和土倉內(nèi)注入膨潤土、高濃度泥漿、發(fā)泡劑等，與刀盤切削下來的巖土在土倉內(nèi)進行攪拌，使其變?yōu)樗苄缘耐馏w，通過控制掘進速度和調(diào)節(jié)螺旋機的轉(zhuǎn)速兩個方面來控制出土量，以調(diào)整切削腔室的土壓的穩(wěn)定，達到保持開挖面的穩(wěn)定和控制地面沉降的目的，土倉內(nèi)的土壓力需在施工中根據(jù)地面的沉降量不斷修正，土壓力過小會引起地表沉降，土壓力過大會引起地表隆起.2)非土壓平衡盾構(gòu)的推進泥土倉的壓力處于不平衡狀態(tài)下進行正常掘進。非土壓平衡盾構(gòu)適應于在中風化層、微風化層等硬巖中進行掘7進，因巖石的穩(wěn)定性好，尤其是微風化層天然單軸極限抗壓強度最高達44.6~45.8MPa,盾構(gòu)可以在非土壓平衡狀態(tài)下進行隧道施工，不需要靠泥土倉的壓力來穩(wěn)定開挖面，可將土倉內(nèi)的碴土排空，用管片襯砌背后及時注漿的方法來控制地面沉降。盾構(gòu)主要依靠盤形滾刀來破碎巖石，滾刀在盾構(gòu)掘進機的推進作用下壓入巖體，碾碎巖石。滾刀在刀盤上按螺旋線排列，使得在整個工作面上的巖石均被破碎。在掘進的同時，注入泥漿及添加劑，一方面泥水可降低切割巖石的摩擦力，減小刀盤扭矩，同時也起到輔助破巖的作用。當切削刀盤旋轉(zhuǎn)開挖，盾構(gòu)掘進機有一個自然趨勢滾向相反的方在開挖較硬的地層而出現(xiàn)滾動時，將撐靴伸出，撐在隧道周邊上，它能抵抗這種滾動趨勢3)盾構(gòu)掘進機在軟、硬不均斷面地層中的推進盾構(gòu)掘進機在穿越殘積層、全風化層與微風化層的混合斷面時，盾構(gòu)掘進機姿態(tài)可能會向軟弱地層的方向偏移?？梢圆扇⑵品较虻耐七M油缸的工作油壓提高，同時降低相反方向推進油缸的工作油壓，使盾構(gòu)的掘進機推進力形成糾偏力矩，依此來調(diào)整盾構(gòu)掘進機的姿4)盾構(gòu)掘進機穿越斷層帶的推進比如，在廣州火車站至三元里站區(qū)間，走馬崗斷裂帶在隧道底部通過；在越秀公園附近有一廣從斷裂帶，這些斷裂破碎帶富水性較好，施工時可能出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，在該段地層中，采用土壓平衡工況掘進是非?？煽康?5)盾構(gòu)掘進機穿越火車站的推進比如，盾構(gòu)掘進機在穿越廣州火車站時，為保障鐵路不減速的運行安全，主要應滿足軌道的沉降要求。可以采取以下措施：a)在鐵路兩側(cè)設沉降觀測點，進行跟蹤測量，及時通知開挖面優(yōu)化盾構(gòu)掘進參數(shù)，切實保證開挖面的土壓平衡，使土倉壓力波動控制在最小的幅度，盡可能減少盾構(gòu)掘進機對周圍土體的擾動。b)采用及時和二次注漿，及時對管片襯砌盾尾間隙進行充填注8c)在穿越鐵路時，進行管片外2~3m的徑向壓力劈裂注漿；控制地層沉降引起的軌道下沉，保證列車安全運行。1.5。主要機構(gòu)的功能描述此次投標選用的是盾構(gòu)掘進機，主要由盾殼、刀盤、推進系統(tǒng)、螺旋輸送機、盾尾密封、鉸接裝置、管片拼裝機、撐靴、后配套設備等機構(gòu)組成。1)盾殼盾殼是一個用厚鋼板焊接的圓柱形筒體，是盾構(gòu)受力支撐的主體(1)承受地下水、土壓力，盾構(gòu)千斤頂?shù)耐屏案鞣N施工荷載；(2)支承和安裝各類機電設備及管片；(3)保護操作人員的安全。盾殼沿長度方向分切口環(huán)、支承環(huán)、盾尾三部分.盾尾后端安裝有盾尾密封.刀盤用來開挖土體，同時具有攪拌泥土的功能。刀盤是幅條式結(jié)構(gòu)，幾十把盤形滾刀以螺旋線布置在幅條上，能夠全斷面的破碎圍巖。滾刀設計成背裝式，實現(xiàn)在泥土倉內(nèi)對損壞的滾刀進行更換，消除了在盾構(gòu)掘進機刀盤前端維修保養(yǎng)刀具的危險。切割刀對稱安裝在幅條的兩側(cè)，刀盤用螺栓、螺母固定，可以更換。裝在泥土倉內(nèi)的壓力傳感器，可以使操作人員隨時察看艙內(nèi)的土比如，廣州地鐵二號線越秀公園站~三元里站盾構(gòu)法施工地段既有軟土，又有硬巖，還有軟土和硬巖的混合斷面的地質(zhì)特點，我們采用盤形滾刀和割刀組合布置的刀盤.這種方式的刀盤具有較強的地質(zhì)適應能力，割刀用以開挖砂土層、粘土和強風化巖層等軟弱圍巖，盤形滾刀則用來對較硬的中、微風化巖層進行全斷面破碎開挖。3)刀盤驅(qū)動系統(tǒng)刀盤驅(qū)動系統(tǒng)用以驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)，對土體進行擠壓和切削。主要9由大軸承、大齒圈、密封圈、減速器及馬達等組成.刀盤旋轉(zhuǎn)。大軸承既承受刀盤的自重，又承受盾構(gòu)掘進4)鉸接裝置線形條件：最小平面曲線半徑為350m,最小豎曲線半徑2000m,為了提高隧道施工質(zhì)量，也易于對掘進方向隨時進行修正。道密封，以防泥水進入.5)人行閘門在盾構(gòu)掘進機密封隔板處設有一道人行閘門，閘門處有一氣壓然后人員再通過氣壓倉的加、減壓過渡而出入泥土倉.6)推進系統(tǒng)盾構(gòu)掘進機是通過沿支承環(huán)周邊布置的盾構(gòu)掘進機千斤頂支撐設置支板均勻地將力傳遞到管片的環(huán)面上.把盾構(gòu)千斤頂分成掘進機若干扇區(qū)，每個扇區(qū)由一只電磁比例減壓閥控制，用來調(diào)節(jié)各組扇區(qū)千斤頂?shù)墓ぷ鲏毫Γ瑥亩m正或控制盾構(gòu)推進的方向，使符合設計軸線的要求.撐靴的主要作用是防止盾構(gòu)掘進機的滾動。當切削刀盤旋轉(zhuǎn)對硬巖切削開挖時，機器有一個滾向相反的方向自然趨勢，尤其是在硬巖地層中，盾殼構(gòu)的外殼與洞壁之間的摩擦力較小，這種滾動更加明顯，在盾構(gòu)掘進機前部設有一對撐靴，可能出現(xiàn)較大滾動時，將撐靴伸出，撐在隧道壁上，它能產(chǎn)生抵抗這種滾動的反力矩。撐靴主要是由支撐8)泥漿及添加劑的注入機構(gòu)為了改善開挖下來的碴土的塑性化流動，注入設備必須將足夠數(shù)量的泥漿及添加劑注到適當?shù)奈恢谩Ｄ酀{及添加劑的注入機構(gòu)主要由攪拌土箱、壓注泵組、輸送管路、注入口組成。穿越軟土時，在泥土倉內(nèi)加注泥漿或發(fā)泡劑等添加劑，可以改善碴土的和易性，確保螺旋輸送機的出土順暢，有效地調(diào)節(jié)土倉內(nèi)的壓力.當盾構(gòu)掘進機穿越較硬的巖層時，泥水可降低刀盤面板與巖土摩擦力，減小刀盤扭矩，同時起到冷卻滾刀，延長刀頭的壽命和輔助破巖的作用.9)螺旋輸送機螺旋輸送機的主要功能是：一是排土；二是通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制出土量，保持密封倉內(nèi)土壓穩(wěn)定；三是螺旋輸送機為密閉式的輸送裝置，可防止水滲漏到盾構(gòu)內(nèi)。螺旋輸送機由螺旋葉片、外殼、排土閘門等部件組成。螺旋輸送機變速可逆轉(zhuǎn)。泥土入口端裝在盾構(gòu)泥土艙底部，穿過密封隔板固定，傾斜安裝。螺旋輸送機出碴口安裝滑動式閘門，用以防水。由于螺旋輸送機能排出巖碴的最大粒徑是有限的，為防止螺旋輸送機被卡死，采用二次破碎的方式，對進入泥土艙內(nèi)大的石塊進行破碎，以適應裂隙發(fā)育的硬巖地層.10)密封盾尾密封盾尾，用以防止地層中的泥土、泥水、地下水和襯砌外圍注漿材料從盾尾的間隙中漏入盾構(gòu).由三道鋼絲刷和一道彈簧鋼板組成。在每兩道密封之間注入密封材料、油脂等，作為防高壓水措施，以提高密封效果，并可減少鋼絲刷密封件與隧道管片外表面之間的磨擦，延長密封件的壽命。11)背襯充填與注漿系統(tǒng)采用盾構(gòu)法施工的隧道，是沿著盾構(gòu)掘進機的外殼進行開挖的，而作為襯砌的管片則是在盾尾組裝起來的，所以當盾構(gòu)掘進機推進時，圍巖與管片間由于盾尾的抽脫及超挖等原因就形成了空隙，這一空隙如不加處理地擱置，不可避免的上面的圍巖要向下沉降，其結(jié)果是發(fā)生波及地表的地面沉陷，嚴重的會危及地表建筑物的安全，因此，及時地進行背襯充填與注漿可以起到壓實松動的圍巖，以防地表沉陷，提高隧道防水性，防止管片漏水，將管片與圍巖一體化，確保管片襯砌的穩(wěn)定.12)管片拼裝機構(gòu)拼裝機的功能是安全且迅速地把管片組裝成所定形式，它具有伸縮臂、夾具前后移動以及臂回轉(zhuǎn)的功能。拼裝機回轉(zhuǎn)由馬達驅(qū)動；管片的軸向平移和封頂塊的軸向移動，由平移千斤頂操作夾持器來完成；管片的提升由液壓油泵操縱.這些液壓缸和馬達由一個獨立的液壓泵站供油，簡化了管線布置，避免了由于管片的自重造成管片安裝位置不準確，嚴重影響下一環(huán)管片的安裝和管片環(huán)的受力狀態(tài)，為此，在組裝管片時，可用真圓度保持器對管片進行位置矯正，保持管片的真圓度。真圓度保持器具有前后移動和徑向頂壓的功能。用于西班牙馬德里工程的盾構(gòu)機地質(zhì)：石灰石、泥灰?guī)r、粘土；刀盤切削直徑φ61抗壓強度350~1050Kg/cm2(35MPa~105MPa);地質(zhì)：頁巖、粘土；用于新加坡隧道工程的盾構(gòu)掘進機刀盤功率：945Kw;掘進速度18~83m/周用于英格蘭某工程的盾構(gòu)掘進機刀盤直徑：φ7350mm;掘進速度：7。5~37。5m/周其結(jié)構(gòu)特點如表3-4所示。盾構(gòu)掘進機結(jié)構(gòu)特點比較表3-4羅賓斯川崎小松海瑞克適應的地質(zhì)條件砂土、泥土、軟巖、強、中、微風化巖，巖石抗壓強度同左，巖石抗壓強度同左。巖石抗壓強度34~60MPa采用混合型刀盤，其上安裝了用于巖石切割的盤型滾刀和用于軟土開挖的切刀，其中17時的刀盤與切削原理切刀與邊刀共84把.當開挖面處于巖層時，盾構(gòu)以敞口開挖方式進行切削推進。當開挖面處于軟土和不穩(wěn)定地層時，則以保持開挖面穩(wěn)定的土壓平衡方式進行切削開挖.混合型刀盤，其上安裝超挖刀各2把，切刀48把，切削原理同左.刃盤刀25把，雙刃盤刀8把，切刀混合型刀盤，其上安裝了17時的雙刃盤刀21把，切刀64把，邊刀8把，超挖刀1把，切削原理同左.羅賓斯川崎小松海瑞克適應的地質(zhì)條件砂土、泥土、軟巖、強、中、微風化巖，巖石抗壓強度同左。巖石抗壓強度同左，巖石抗壓強度34-60MPa螺旋輸送機螺旋輸送機為中心軸式，進口端位于泥土艙的底部，以利于排空土艙內(nèi)的土碴。最大通過粒徑為300mm.螺旋機為帶狀式，其結(jié)構(gòu)較小，最于泥土艙的底部，以利于排空艙內(nèi)的土碴。同切削過程的轉(zhuǎn)換.最大排出粒徑為刀盤切削直徑q6200mm,刀盤刀盤切削直徑φ6200mm,主要最大轉(zhuǎn)速3rpm,刀盤最大轉(zhuǎn)速3rpm,刀刀盤最大轉(zhuǎn)速3。8rpm,刀盤扭矩刀盤切削直徑φ6320mm,刀盤最大轉(zhuǎn)速性能刀盤扭矩(功率)4876KNm功率(900KW)總推力參數(shù)5732KNm(900KW),總4860KNm(945KW)總推力3058T(900KW)總推力3300T推力3234T從盾構(gòu)掘進機的使用實例，對比各盾構(gòu)掘進機生產(chǎn)廠家提供的方案，綜合我們自己進行的盾構(gòu)性能對比和盾構(gòu)掘進機參數(shù)的計算，選取具有復合式性能1.7。1盾構(gòu)機直徑的確定(計算盾尾間隙)1)盾尾間隙的計算盾尾間隙的計算(如右圖)D一管片外徑D=6000mm;L—盾尾端至第一環(huán)管片前端的距離L=1850mm;Ro-隧道曲線半徑Ro=350m;R—隧道管片內(nèi)側(cè)曲線半徑，盾尾端部至第一環(huán)長度L;管片前端對應的圓心角φ;φ=sin-1(L/R)=sin-1(b=5mm是曲線半徑350m時，管片在盾尾內(nèi)的最小極限間隙值，考慮到管加相應的富裕值，按照各國常用的盾尾間隙計算公式及盾構(gòu)機外徑對應的常用2)盾構(gòu)機直徑D的確定d-襯砌管片外徑；x-盾尾間隙，x=25mm;t—盾尾外殼鋼板厚度選取t=1.7。2盾構(gòu)機長度的確定(計算最小轉(zhuǎn)彎半徑的超挖量)由于盾構(gòu)掘進機的最小轉(zhuǎn)彎半徑為350m,所以在盾構(gòu)掘進機的方案結(jié)構(gòu)長度決定后，需計算盾構(gòu)掘進機較長的那段在最小轉(zhuǎn)彎半徑處的擴挖量，以確定1)擴挖量的計算(如下圖)圖中：La—盾構(gòu)掘進機前端到鉸接中心的長度，La=4650mm;Lp一盾構(gòu)掘進機后體長，L=3400mm每一開挖循環(huán)盾構(gòu)掘進機體的轉(zhuǎn)彎角度，取S=10°線路曲線半徑，R?=350m理論計算表明：在半徑為350m的曲線段上推進，當盾構(gòu)掘進機前體長度為4。6m,每次推進偏轉(zhuǎn)10時，擴挖量為3.74mm,即可以滿足要求.但是，在實際施工中，考慮施工、盾構(gòu)掘進機本身的誤差等，實際的擴挖量遠比理論計算值1)計算依據(jù)盾構(gòu)掘進機選型主要性能參數(shù)的計算根據(jù)業(yè)主所提供的地鐵的工程和水文地質(zhì)情況，參考有關(guān)資料進行.1。7。4硬巖中推進時盾構(gòu)掘進機推力和扭矩的計算1)地質(zhì)參數(shù)按照微風化巖層選取。盤型滾刀刃角α=60°2)在硬巖中盾構(gòu)掘進機推力計算(1)硬巖中盾構(gòu)掘進時刀盤的滾壓推力a)每個盤型滾刀的推力F根據(jù)力平衡原理和能量守恒原理計算刀盤的滾壓推力，每個滾刀的滾壓推力F為：R—盤型滾刀的半徑，單位為厘米；Ry—巖石的抗壓強度，單位為MPa。ka-巖石的滾壓系數(shù)，其與巖石性質(zhì)有關(guān)，查表取k=0.55;b)盤刀的滾動力F式中：ξ一與被滾壓巖石自由面條件和形狀有關(guān)的換算系數(shù)，ξ=0。8;m-刀P力=F力c)滾刀數(shù)量的計算因此刀盤上安裝的盤型滾刀數(shù)量取為：m=41根據(jù)經(jīng)驗公式m=7Dd)刀盤的滾壓推力F錐：F=mF力(2)盾構(gòu)主機外殼與泥土之間的摩擦阻力F?L—盾構(gòu)掘進機長度，L=8.05m;F=1/4×(26。4+31.5+22.7+27.8)×π×6。14(3)盾尾與管片之間的摩擦阻力F?=12.0t式中：Wc一作用于盾尾的管片的重量(假定作用于盾尾的重量為兩環(huán)管片的重量，Wc=40t)μ.一管片與盾尾之間的摩擦系數(shù)μ=0.3(4)后續(xù)設備所需的牽引力F?(5)硬巖中盾構(gòu)掘進所需的總推力3)硬巖掘進時所需的刀盤扭矩T:a)刀盤滾動阻力矩計算T?刀盤滾動阻力矩計算T?:式中：Bm-滾刀間距，Bm=7.5cm;F—盤刀滾動力；由前面的計算，F(xiàn)=1.73t式中：Bm—滾刀間距，Bm=7。5cm;F一盤刀滾動力；由前面的計算，F(xiàn)=1.73tb)石碴提升所需要的扭矩T?;式中：q—石碴容重，q=1。99t/m3;μ1-刀盤系數(shù)，μ1=0。618;c)克服刀盤自重所需要的扭矩T?:式中：W1=刀盤自重，W1=50te)盾構(gòu)掘進機在硬巖中推進時所需要的推力和扭矩1。7.5軟土中的推力和扭矩計算通常，盾構(gòu)在硬巖中掘進時的刀盤扭矩小于在軟土的扭矩，只對盾構(gòu)在軟土1)地質(zhì)參數(shù)選?。和恋恼辰Y(jié)力C=49Kpa=4。9t/m2;覆蓋層厚度：Hmax=26m,Hmin=8m;地面上置荷載P?=2t/m2;水平側(cè)壓力系數(shù)λ=0.49;盾構(gòu)掘進機外徑D=6。14m;盾構(gòu)掘進機總長L=8。05m;盾構(gòu)掘進機總重W=250t(假定);管片每環(huán)的重量Wg=20t;水平與垂直土壓之比K?=12)土壓力計算按照常規(guī)算法，盾構(gòu)的外部荷載將分別按照最大覆土厚度處的松動土壓力和兩倍盾構(gòu)直徑的全土柱高計算所產(chǎn)生的土壓力，并取兩者中的最大值作為盾構(gòu)計算的外部荷載.即P外=max{ps,Pq}。a)松動土壓力計算：(a)松動高度計算：松動高度ho(b)松動土壓Psb)b)兩倍盾構(gòu)機直徑的全土柱土壓力：所以，取P?計算。c)盾構(gòu)受土壓力的計算(a)盾構(gòu)上部土壓力(b)盾構(gòu)底部土壓力(c)盾構(gòu)頂部側(cè)壓力(d)盾構(gòu)底部側(cè)壓力盾構(gòu)掘進機的推力由盾構(gòu)掘進機的外殼與土體之間的摩擦阻力、刀盤承受的主動水平壓力引起的推力、土的粘結(jié)力引起的刀盤推力、盾尾與管片之間的摩擦阻力幾部分組成。(a)盾構(gòu)外掘進機外殼與土體之間的摩擦阻力F?:式中：u—土與鋼之間的摩擦系數(shù)，u=0.3;L-盾構(gòu)機長度，L=8。05m;F?=1/4×(26.4+31.5+22.7+27.8)×π×6。14(b)刀盤水平壓力引起的推力F?:水平主動土壓力Pd水平主動土壓力Pd(c)土的粘結(jié)力引起的刀盤推力F?(d)盾尾與管片之間的摩擦阻力F?式中：Wc一作用于盾尾的管片的重量(假定作用于盾尾的重量為兩環(huán)管片的重量，Wc=40t)μe一管片與盾尾之間的摩擦系數(shù)μ=0。3(e)后續(xù)設備所需的牽引力F?(f)盾構(gòu)機掘進需要的總推力F(4)曲線段推力計算實際應備的推力為：取Fn為2813。0t4)軟土推進時盾構(gòu)掘進機扭矩計算盾構(gòu)掘進機在軟土中推進時的扭矩包含切削扭矩、刀盤的旋轉(zhuǎn)阻力矩、刀摩擦力矩、刀盤后面的摩擦力矩、刀盤開口的剪切力矩、土壓腔內(nèi)的攪動力矩.(1)切削土體的扭矩T?計算參數(shù)：(2)刀盤自重產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)反力矩T?:R?-滾動接觸半徑，R?=2.05;推力荷載P式中：α-刀盤開口率，α=0。65;d?一刀盤支撐梁外徑，d?=4.8md?一刀盤支撐梁內(nèi)徑，d?=3.84m(4)密封裝置摩擦力矩T?α-刀盤開口率，α=0。65刀盤圓周土壓力P?(7)刀盤背面的摩擦力矩T?(8)刀盤開口槽的剪切力矩T?土的抗剪應力C,在切割腔內(nèi)，由于碴土含有水，取(9)刀盤土腔室內(nèi)的攪動力矩T?(10)刀盤總扭矩T=2。91+0.4+2.7+4.8+92。2+71。0+73.7+5)推力和扭矩的經(jīng)驗計算公式(1)推力的經(jīng)驗計算公式a)推力的經(jīng)驗計算公式1式中：β=50~120t/m2b)推力的經(jīng)驗計算公式2按照盾構(gòu)掘進機刀盤扭矩的常用算法M=αD3,對機械式，α=0。5~1.2;泥水加壓式，α=1.0~1。5;對于土壓平衡盾構(gòu)，取α=1。5~2。0;根據(jù)理論公式和經(jīng)驗公式分別計算推力和扭矩，再考慮足夠儲備，最后，綜合確定推力和扭矩。1)刀盤功率P式中：刀盤最大扭矩為T,單位為t。m;刀盤最大扭矩所對應轉(zhuǎn)速N=Nmax×0.7,單位為r/min.1。7.7刀盤驅(qū)動機功率P刀盤驅(qū)動機功率P式中：傳動總效率、包括機械傳動總效率、液壓傳動總效率，取η=0.75.1。6.7盾構(gòu)推進功率式中：F—盾構(gòu)總推力，單位為N;V-最大推進速度，單位為m/s;PT單位為w.1.7.8螺旋輸送機的參數(shù)確定1)螺旋輸送機輸送量Q盾構(gòu)機的開挖直徑D=6.18m;Vmax=3m/h,計算螺旋輸送機的參數(shù)時取Vmax(1)盾構(gòu)掘進機的理論挖掘量q:(3)螺旋輸送機的實際輸送能力Q2)螺旋輸送機的主要參數(shù)的確定螺旋輸送機設計輸送量Q=400m3h>315m3/h由計算說明所選參數(shù)能夠滿足盾構(gòu)掘進機開挖需要.因此，螺旋輸送機的參螺桿節(jié)徑L=700mm;轉(zhuǎn)速n=0~15rpm螺旋輸送機的長度暫定為9.5m,實際設計時根據(jù)需要可能有所改動。(1)確定帶寬BK,一傾角系數(shù)，查表K?=1輸送距離輸送距離膠帶寬度帶速電動滾筒功率直徑旋轉(zhuǎn)線速度經(jīng)過計算，皮帶輸送機的參數(shù)取為：N=10KWD=500mm第二部分施工準備第二部分施工準備1、施工場地布置1.1、施工場地布置原則地鐵一般地處市區(qū)，交通擁擠、人流集中、施工用地比較緊張，場地規(guī)劃主要按以下原則布置：1。1.1、施工場地作為施工組織的重要資源，必須嚴格按照招標文件和設計圖紙?zhí)峁┑氖┕l件和施工要點，做到合理可行。1.1.2、根據(jù)現(xiàn)場施工總體安排及交通運輸?shù)男枰?，施工臨時用地以滿足施工生產(chǎn)和現(xiàn)場管理為主，盡量減少干擾既有道路交通。1.1.3、充分考慮市容及環(huán)境保護，施工設施布置在滿足生產(chǎn)規(guī)模和施工工藝的要求下，做到緊湊美觀、安全防火.1.2、施工場地總平面布置應根據(jù)實地調(diào)查，選用生產(chǎn)、生活營地，并合理布置好生活區(qū)、辦公區(qū)、生產(chǎn)區(qū)(試驗室、鋼筋加工房、模板加工區(qū)、臨時堆土區(qū)及機械停放場)及材料堆碼區(qū)(材料房、水泥庫房、鋼筋堆放區(qū)及鋼管支撐堆放區(qū))進行圍擋.為便于管理和高效組織生產(chǎn)，施工場地按如下要求布置：1。2.1、生產(chǎn)區(qū)與生活區(qū)盡量分開布置。1。2。3、生產(chǎn)區(qū)與材料堆碼區(qū)應盡量靠近.施工圍擋一般采用厚3mm、高2.1m彩鋼波紋板，板后采用φ42鋼管固定，管間用扣件連接。板頂部設置10cm高的黃色壓頂條，并每隔5m安裝警示紅燈，板外側(cè)設置反光片，保證周圍交通安全?；虿捎么u砌圍墻(墻高2。5m,每隔4m設370mm×370mm磚柱),墻外側(cè)涂刷白色涂料，墻上醒目標注業(yè)主要求的內(nèi)容.道路作為施工便道。場內(nèi)施工便道與場外公路順接。施工便道在大門口位置設洗車槽，進出工地車輛必須沖洗，確保不帶泥進入市區(qū)。除對施工便道進行硬化外，對鋼筋加工場、模板加工場、機修場、材料和水監(jiān)理、辦公用房采用高標準雙層活動組合房屋，生活區(qū)用房為雙層磚砼結(jié)要求用房，則按要求調(diào)整房屋結(jié)構(gòu)，并按規(guī)定配備消防設施和器材.生產(chǎn)、生活用水從業(yè)主指定供水點(或與有關(guān)部門聯(lián)系取得的供水點)接駁施工用水采用φ32供水管路，供水管每60米設置一閥門，并按規(guī)定配置消防栓及消防箱，另根據(jù)施工要求，在施工用水壓力不足時，可在適當?shù)攸c增設生活用水以φ32供水管為主管路、φ25供水管為支線管路引入生活區(qū)和辦施工用電從業(yè)主提供的變壓器接駁點(或與有關(guān)部門聯(lián)系取得的變壓器接駁點)引至生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)，另外為了滿足施工期間意外停電的應急需要，還應各配備一臺150KVA發(fā)電機作為備用電源。1)施工用電管線沿隧道一側(cè)布置。2)主體結(jié)構(gòu)施工時，每隔50米增設一配電箱作為施工照明用電，配電箱設入盾構(gòu)機后配套設備末端，由后配套上的二次通風設備實現(xiàn)將壓入盾構(gòu)機末端管片下沉變形，應及時灌豆石、注漿填充管片與圍巖間空隙，因此應在隧道邊根據(jù)地鐵隧道施工實際情況，選用壓入式通風方式。取0。25m/s。S為開挖端斷面面積約為28m2。Q需=0.25×28=壓入式通風，百米漏風率情況如下：L<1000m,L100=2.5%;1000m<L<2000m,L?00=2%,其中L為掘進深度，L?00為百米漏風率。Q機=(Q需+Q漏)×1。15(風量備用系數(shù))對于1600m隧道而言：Q機=(25200+25200×2%×1600/100)×1?！力罫VQ/S(Pa),其中：α-風道摩擦阻力系數(shù)α=0。0005,L—風道總長度，對于1600m長隧道選用2SZ-90風機兩臺，800m的隧道選用2SZ-90風機一臺。風機具體參數(shù)如下：風量：45000m3/h,風壓：3160Pa,電機功率：30Kw×2。5)根據(jù)需要，配備1~2臺12m3/min空壓機.本工程配置6部程控電話，監(jiān)理辦公室、業(yè)主代表辦公室、項目經(jīng)理部調(diào)度、辦公室、工程部、項目經(jīng)理各配一臺程控電話；另外項目經(jīng)理、總工及各業(yè)主代表辦公室與經(jīng)理部每個部門各配一臺微機(工程部配四臺),配備上網(wǎng)裝1。4。5、施工排水施工場地內(nèi)除不同區(qū)域設置排水溝外，沿施工便道周邊設排水溝，排水溝截面為400mm×500mm(高×寬),并每隔30米設置一沉淀池，沉淀池尺寸800mm×800mm×800mm,排水溝泛水坡度為1%,生活污水和生產(chǎn)廢水、雨水等經(jīng)沉淀池沉淀后排入市政污水井和雨水井.在各生產(chǎn)和生活場地按規(guī)定配備足夠的消防滅火器及其它消防工具。同時沿豎井結(jié)構(gòu)基坑坡頂四周設置1。2m高防護欄桿，防護欄桿采用Φ48鋼管設鋼爬梯，供施工人員及材料的出入.2、出發(fā)、到達工作井的施工為使盾構(gòu)施工順利進行，施工前，應建好始發(fā)豎井，其寬度B一般取B=D為防止井壁下沉涌水、冒砂以及增加井壁底部土層的承載力，采用單管高壓旋噴注漿法對井壁外側(cè)及井底呈凹形進行帷幕止水與土體加固。旋噴樁樁徑600mm,樁距500mm,排距450mm,呈梅花形布置，各樁間均相互咬合。注漿材料采用32.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比1。加固后的土體承載力>KPa,滲透系2。1.2、鎖口盤(套井)施工方案到達工作井下沉施工及盾構(gòu)機施工的要求，設計了鎖口盤。鎖口盤凈尺寸×m(長×寬),外形尺寸×m(長×寬),深度24m,與凹形帷幕墻體旋噴樁頂相出發(fā)井井筒設計方案：出發(fā)井凈空尺寸m×m(長×寬),井深m,為矩形沉井。井壁厚度m,鋼筋砼結(jié)構(gòu)。刃腳外側(cè)的豎向鋼板與內(nèi)側(cè)斜面鋼板及底面鋼板制成鋼靴，鋼靴長度為m,內(nèi)焊制鋼筋、澆注砼與井壁砼澆結(jié)一體.刃腳砼強度等級為C,井壁砼強度等級為C。沉井面對方向井壁下部預留盾構(gòu)機進洞口尺寸為m.沉井分次制作，次下沉。在每節(jié)接縫處預留凹形槽，并作防水處理，以便井壁有機結(jié)合。沉井第一段下沉砼強度必須達到設計強度后方可下沉，以后下沉，其強度要達到設計強度的75%,沉井下沉施工必須嚴格按允許偏斜率(≠0。5%)施工；刃腳鋼靴施工前要將井筒四周表土層進行置換改良；沉井下沉施工中進行壁后注漿；觸變泥漿配合比為：陶土(或高嶺土)18%,純堿0。6%,甲基纖維素0.05%,水81。35%。泥漿密度1。1Kg/L;沉井下沉到設計標高后置換壁后泥漿，砂漿強度等級為M7。5,待砂漿凝固，井壁與土層間、鎖口盤間結(jié)牢方可進行井底施工；沉井周圍要布設永久性水準點，距井口中心距離大2。1。3、施工要點旋噴成樁嚴格控制鉆孔垂直度，偏差<1%。調(diào)整好各項技術(shù)參數(shù)，噴嘴直徑2.6mm,泵壓力>24MPa,保證樁徑>600mm,使樁與樁之間相互咬合。壓試驗等方法，測得固結(jié)體的抗壓強度和滲透系數(shù)。經(jīng)檢測加固后的土體承載力應滿足設計加固土體承載力的要求。加固體的滲透系數(shù)應滿足加固土體滲透系數(shù)≤10-6cm/s的要求.為下步沉井施工提供了良好保障.土方開挖使用履帶式挖掘機臺、翻斗車臺，挖運土方至棄渣場。挖至套井基坑臨時支護：套井位于土層中，套井長邊達m,短邊為m,開挖深度m,必須對修整后的周邊進行臨時支護。在直墻部位，采用24磚墻，M10砂漿砌筑，每隔2m設置一個37磚垛，砂漿不要飽滿以增加護墻的透水性能。套井的斜邊部位采用4mm的鋼絲網(wǎng)臨時支護，鋼絲網(wǎng)由18mm的土釘固定，8mm鋼筋壓平，M10砂漿抹面3~5cm,旋噴樁頂清洗干凈。搭接位置以規(guī)范規(guī)定為準.模板用鋼模板。采用商品砼泵送(沉井井筒澆筑均m,深m,采用碎石級配每填40cm厚碎石使用蛙式電夯夯實。根據(jù)填料的實際含水量情況灑水夯擊以增加墊層的密實度。在墊層上鋪設厚度為15cm、長度為80cm、寬度大15cm的墊木，沿刃腳環(huán)向密集鋪置如圖。驗收規(guī)范》執(zhí)行.出發(fā)井井筒刃腳鋼靴分10段制作，場外加工，組裝驗收后分重不均產(chǎn)生偏斜.在施工中對隧道預留口灌注素砼，管道預留口砌磚，解決質(zhì)預埋管路施工：在井壁上需埋設50mm的硬質(zhì)塑料管，用于壁后注漿。在砼澆筑到預定位置時安裝。槽寬40cm,槽深10cm,在井壁砼的中心部右對稱安裝10組導向木。導向木用鋼筋通過套井預留環(huán)懸掛在井筒外井壁與選擇臺微型挖掘機挖土，提土選擇臺t汽車吊做提升機具，自加工提土斗個，容積為15m3。井下每班4~5人作業(yè)，井筒上面安排專人指揮吊車與井內(nèi)場.間向四周均勻?qū)ΨQ挖土；對土質(zhì)軟硬不均的先挖硬的一側(cè)，后挖軟的一側(cè)。嚴間向四周均勻?qū)ΨQ挖土；對土質(zhì)軟硬不均的先挖硬的一側(cè)，后挖軟的一側(cè)。嚴格控制挖土速度.沉井下沉質(zhì)量控制：嚴格控制井內(nèi)出土量和挖土位置，使沉井處于豎直平衡下沉.隨時分析和檢驗土層摩擦阻力與沉井自重的關(guān)系，必要時可增加沉井本身質(zhì)量。當沉井某一側(cè)位置出現(xiàn)"突沉"現(xiàn)象，沉井發(fā)生偏斜時，應及時采取糾偏措施。壁后注漿：觸變泥漿通過預埋在井壁內(nèi)的管道或井壁外側(cè)的環(huán)狀間隙，隨著沉井下沉而不斷地注入壁后，及時充填下沉產(chǎn)生的環(huán)狀間隙，將井壁與土體小了沉井外側(cè)的摩擦阻力。固，然后下入注漿管進行壁后泥漿置換。置換泥漿為水泥砂漿，強度等級為M75.砂漿注入套井底面標高時，上部采用C25砼澆筑井壁與套井之間的間隙，使基底砼施工：基底清理干凈并經(jīng)驗收合格后及時進行封閉.基底砼澆筑時必須震搗密實，使沉井成為一個閉合的受力整體.2。2、盾構(gòu)始發(fā)的準備工作2.2。1、始發(fā)基座安裝始發(fā)基座采用鋼結(jié)構(gòu)形式，主要承受盾構(gòu)機的重力和推進時的摩擦力。由于盾構(gòu)機重達400多噸，所以始發(fā)基座必須具有足夠的剛度、強度.此外，在始發(fā)基座兩側(cè)每隔1.5m利用200H型鋼給始發(fā)基座加橫向的支撐，提高始發(fā)基座的穩(wěn)定性。在安裝始發(fā)基座前進行測量放樣工作，準確定位始發(fā)基座。在盾構(gòu)機主機組裝時，在始發(fā)基座的軌道上涂硬質(zhì)潤滑油以減小盾構(gòu)機在始發(fā)基座上向前推進時的阻力.如果盾構(gòu)機始入曲線段，隧道中線和線路中線在曲線段有一定的偏移量，由于盾構(gòu)機主機在全部進入加固區(qū)時幾乎不能夠調(diào)向，為了使盾構(gòu)機進入加固區(qū)后管片襯砌不超限，盾構(gòu)機始發(fā)的方向不能垂直于車站端墻，而是同洞門處線路中線點的一條割線方向平行.始發(fā)基座的坡度(即盾構(gòu)機的中心坡度)應略小于隧道設計軸線坡度；考慮到隧道后期沉降因素，盾構(gòu)中心比設為了防止盾構(gòu)始發(fā)掘進時泥土、地下水從盾殼和洞門的間隙處流失，以及臨時密封裝置由簾布橡膠、扇形壓板、墊片和螺栓等組成.盾構(gòu)機進入預留洞門前在外圍刀盤和簾布橡膠板外側(cè)涂潤滑油，以免盾構(gòu)機刀盤掛破簾布橡膠板影響密封效果。當盾構(gòu)機刀盤進入洞門后將扇形壓板置于外側(cè)并用螺栓固定；當盾構(gòu)機主機全部通過洞門后將扇形壓板置于內(nèi)側(cè)靠在負環(huán)管片的外表面，起到防止泥水、漿液流失的作用，從而減少始發(fā)時的地層損失.2.2。3、組裝反力架反力架提供盾構(gòu)機推進時所需的反力，因此反力架須具有足夠的剛度和強先用經(jīng)緯儀雙向校正兩根立柱的垂直度，使其形成的平面與盾構(gòu)機的推進軸線垂直.如果始發(fā)位于曲線上，反力架和洞門端墻不平行，為了保證盾構(gòu)推進時反力架橫向穩(wěn)定，用膨脹螺栓和型鋼對反力架的支撐進行橫向的固定。在安裝反力架和始發(fā)臺時，反力架左右偏差控制在±10mm之內(nèi)，高程偏差控制在±5mm之內(nèi)，上下偏差控制在±10mm之內(nèi)。始發(fā)臺水平軸線的垂直方向與反力架的夾角<±2%,盾構(gòu)姿態(tài)與設計軸線豎直趨勢偏差<2%,水平趨勢偏差<±3%如果盾構(gòu)始進面圍護結(jié)構(gòu)設計為鋼筋砼，則應先鑿除圍護結(jié)構(gòu)，其主要目的是割掉盾構(gòu)機通過范圍內(nèi)的鋼筋，使盾構(gòu)機順利進入端頭加固區(qū)。由于端頭土體一般都采取了加固，加固后土體暴露時間不能夠太長，而在吊裝螺旋輸送機時需暫時將盾構(gòu)機推進預留洞門內(nèi)，在盾構(gòu)機刀盤進入預留洞門前只能將部分圍護結(jié)構(gòu)進行鑿除以保證安全。施工時先鑿除砼保護層的2/3盾構(gòu)機的剩余組裝、調(diào)試以及負環(huán)管片的拼裝工作。當盾構(gòu)機推進至洞門時將鑿除施工時，在盾構(gòu)機與掌子面之間搭建腳手架，利用人工進行鑿除圍護為5500mm,外徑為6200mm的鋼制圓環(huán)。負環(huán)鋼管片起到連接負環(huán)砼管片和反力架的作用。在拼裝第一環(huán)負環(huán)管片前，在盾尾管片拼裝區(qū)180度范圍內(nèi)安設7根長1。厚的木條(盾尾內(nèi)側(cè)與管片間的間隙為45mm),并將鋼環(huán)與反力架用螺栓連接好。在盾構(gòu)機內(nèi)拼裝好負環(huán)管片后，利用盾構(gòu)機推進千斤頂將管片緩管片，與第一環(huán)負環(huán)管片用螺栓連接牢固之后，用推進油缸往后推，直至負環(huán)管片與鋼環(huán)管片貼緊為止，然后用薄鋼板或快凝型砂漿將負環(huán)管片與鋼管片之間的縫隙填實。由于始發(fā)支座軌道與管片外側(cè)有85mm的空隙，為了避免負環(huán)管管片和負環(huán)砼管片托起。第二環(huán)負環(huán)以后管片將按照錯縫的方式進行拼裝。具體見圖1.盾尾盾尾隨著負環(huán)的進一步拼裝，盾構(gòu)機快速地通過洞門進行始發(fā)掘進施工。3、端頭加固法等，可根據(jù)土體種類(粘性土、砂性土、砂礫土、腐植土)、滲透系數(shù)和標貫法等，可根據(jù)土體種類(粘性土、砂性土、砂礫土、腐植土)、滲透系數(shù)和標貫值、加固深度和加固的主要目的(防水或提高強度)、工程規(guī)模和工期、環(huán)境要求等條件進行選擇。加固后土體應有一定的自立性、防水性和強度。為了確保盾構(gòu)始發(fā)和到達的安全性，必須對始發(fā)到達端頭的加固土體的范圍、強度進行驗算，并嚴格檢驗.3.1、加固土體的強度及整體穩(wěn)定驗算將加固土體視為厚度為t的周邊自由支撐的彈性圓板，在外側(cè)水壓力作用靜止土壓力考慮，土的計算參數(shù)按加固前的選用。μ為加固后土體的泊桑比，一般μ=0。2。式中：t。為加固后土體的極限抗剪強度；k?為抗剪安全系數(shù)，一般取k?=1。3。1.2、整體穩(wěn)定驗算式中：地面堆載P引起的下滑距M?=PD2/2;上覆土體自重Q上引起的下滑力距M?=Q±D/2;滑移圓弧線內(nèi)土體下滑力距M?=r?D3/3,此處r,為加固后土體的重度.M抗3=Cu×D2×θ;Cu:加固前土體的粘結(jié)力；Cut:加固后的土體的粘結(jié)力；h:上覆土體高度；抗滑移的安全系數(shù)k?=M/M>1.5。3.2、端頭土體加固范圍根據(jù)理論分析和工程實踐經(jīng)驗，洞口周圍土體的最小加固寬度和高度為：當洞口直徑：5.0>D≤8.0m范圍時(目前，國內(nèi)地鐵盾構(gòu)內(nèi)徑都在此范圍內(nèi)),孔洞口周圍土體的最小加固有寬度和高度如下：B>2.0m,一般取0.5Ds(Ds為盾構(gòu)外徑);H1>2。5m,H2>1m。加固縱向長度L:盾構(gòu)始發(fā)端頭，根據(jù)有關(guān)文獻資料，砂性土，一般為L=盾構(gòu)長度+a,其中a由改良后土體滲透系數(shù)確定，通常a=1~1。5m.根據(jù)以往加固經(jīng)驗，加固長度L一般取7.5~8。5m.盾構(gòu)到達端頭，加固長度一般為L=盾構(gòu)長度+3環(huán)管片寬度。其縱向加固最佳合理有待根據(jù)具體條件進一步探討，一般以保證工程施工安全為基本原則.3。3、端頭土體加固方法根據(jù)盾構(gòu)施工要求以及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和地面環(huán)境條件，一般地質(zhì)為砂、粘土等軟弱、破碎及結(jié)理發(fā)育類圍巖，端頭需進行地層加固。其方法根據(jù)現(xiàn)場條件及實際施工的可行性，一般地質(zhì)為砂、粘土等軟弱圍巖，采用深層攪拌樁進行加固；破碎及結(jié)理發(fā)育類圍巖一般采用注漿加固，現(xiàn)以深層攪拌樁加3。3。1、深層攪拌樁加固施工工藝1)工藝流程(如圖2所示)施工放樣施工放樣鉆機，就位下沉鉆進噴漿至孔底 圖2(加回施工工藝流往丁2)施工工藝上提噴漿強制攪拌復攪提鉆、移位移動深層攪拌機到指定樁位對中，調(diào)整塔架絲桿或平臺基座，使攪拌軸保持垂直。一般對中誤差不超過2cm,攪拌軸垂直度偏差不超過1.0%。(2)漿液配置a)嚴格控制水灰比，一般為0。45~0.55,對袋裝水泥抽檢，使用經(jīng)過核定將制備好的水泥漿經(jīng)篩過濾后，倒入貯漿桶，開動灰漿泵，將漿液送至攪(4)鉆進攪拌(5)提升攪拌噴漿證實漿液從噴嘴噴出并具有一定壓力后，連續(xù)噴入水泥漿液，原地噴漿攪拌30秒.根據(jù)設計要求的成樁試驗結(jié)果調(diào)整灰漿泵壓力檔次，使噴漿量滿足要求。將攪拌頭自樁端反轉(zhuǎn)勻速提升攪拌，并繼續(xù)噴入水泥漿，提升至樁頂，不(6)重復鉆進噴漿攪拌原地噴漿15秒。(7)重復提升攪拌(8)成樁3.4、端頭加固體檢測質(zhì)性.檢查方法有多種：從廣州、深圳等地實踐表明，其主要有兩方面：3。4。1、從地面鉆孔對加固強度進行取芯，以確認加固質(zhì)量，有兩方面資料認為其芯體的單軸側(cè)限抗壓強度一般為0。3Mpa~1。0Mpa為宜.若采用鉆看其固結(jié)和滲水情況，一般滲水量每晝夜不得大于30L。保盾構(gòu)安全出洞和進洞的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，南京地鐵一號線曾發(fā)生過因端頭加固不到工.當端頭地層為IV類以上圍巖時，則可不需加固處理.如果涌水量大，則需進4、管線路布置線采用四軌單線，外面兩軌為盾構(gòu)機后配套所用，中間兩軌為列車所使用。處，照明線離隧底2.0m,每隔20m在邊墻上設固定點，以便把電線掛好、拉直.注漿填充管片與圍巖間空隙，因此應在隧道邊墻腳安設φ150mm高壓風管供灌隧道內(nèi)的水主要來源：開挖面涌水、洞內(nèi)漏水及施工作業(yè)后的廢水。為保證洞內(nèi)不積水，排水管采用φ80及φ100鋼管，根據(jù)水量進行調(diào)配，最后排至第三部分盾構(gòu)掘進1.盾構(gòu)機始發(fā)掘進盾構(gòu)工程的始發(fā)對輔助施工法的依賴性將越來越大，幾乎到了沒有輔助施工法就不能施工的地步與此相應，輔助施工法也進步顯著,現(xiàn)在輔助施工法不但強度增大、可靠性提高，而且在大深度場所也能適用。以前是以化學注漿進行端1。1始發(fā)形式盾構(gòu)機的始發(fā)是指利用臨時拼裝管片等承受反作用力的設備，將盾構(gòu)機推據(jù)臨時墻拆除方法和防止開挖面地層坍塌方法的不同，施工方法可分成如下幾過化學注漿、高壓噴射注漿、凍結(jié)施工法等來加固開挖面地層使之能夠自穩(wěn)，第2種方法：利用擋土墻防止開挖面崩塌，讓盾構(gòu)機開始掘進.這種方法又分為兩種：一種是將始發(fā)豎井的擋土墻做成雙層，以防止內(nèi)層擋土墻拆除時開后盾構(gòu)機才開始開挖；另一種是在始發(fā)豎井的近旁再挖一個豎井，盾構(gòu)機從該另外，近年來作為特殊施工事例，有的采用水泥加固土墻等，在做成構(gòu)筑采用地基改良使開挖面自穩(wěn)，再開始開挖。此外，始發(fā)作業(yè)可以單獨采用或組施工環(huán)境等因素，還要考慮安全性、施工性、經(jīng)濟性和進度等。始發(fā)基座根據(jù)盾構(gòu)機設置的位置(高度、方向)和盾構(gòu)機的重量、反力架和臨時拼裝管片是根據(jù)管片的運進和出碴空間等來確定形狀，同時必須般用工字鋼安裝反力架，臨時負環(huán)管片的使用，能容易撤除鋼結(jié)構(gòu)或高強度鑄反力架.洞口密封裝置是對洞口初始掘進段與盾構(gòu)機或管片之間的間隙采取的防滲措施，以確保施工可靠和安全.即在盾構(gòu)機開始推進后不久，就可對開挖面加壓，措施，以確保施工可靠和安全.即在盾構(gòu)機開始推進后不久，就可對開挖面加壓，盾構(gòu)機尾部通過之后，立即進行壁后注漿，盡早穩(wěn)定洞口。為了不使入口土層發(fā)生破損和反轉(zhuǎn)，必須充分注意盾構(gòu)機推進口的凈空和土層的材質(zhì)、形狀、粒徑等。洞口密封裝置由洞口防滲材料、防止土層反轉(zhuǎn)的壓板及固定它們的鐵件構(gòu)成.在靠構(gòu)筑物始發(fā)時，它被固定在構(gòu)筑物的混凝土上。在靠臨時設施始發(fā)時，通過澆筑洞口混凝土等來固定。壓板多采用滑動式，但必須隨盾構(gòu)機的移動進行調(diào)整。最近采用樞軸結(jié)構(gòu)的壓板(翻板式)增多，節(jié)省了壓板調(diào)整時間，提高了在盾構(gòu)機下部狹窄空間內(nèi)作業(yè)的效果。1。3始發(fā)步驟對于土壓平衡式盾構(gòu)機，需配備出碴設備、壁后注漿設備、器材搬運設備等.在進行這些作業(yè)的同時，還要進行始發(fā)準備作業(yè)，始發(fā)準備作業(yè)包括始發(fā)基座的設備、盾構(gòu)機的組裝、洞口密封裝置的安裝、反力架的設置、后配套設備的設置、盾構(gòu)機試運轉(zhuǎn)等。拆除臨時墻的作業(yè)是在開挖面自穩(wěn)時間內(nèi)進行的，中途不能停止。因此，各項作業(yè)均應可靠地施工。盾構(gòu)機貫入地層后不能目測之處很多，始發(fā)前一定要進行試運轉(zhuǎn)等。盾構(gòu)始發(fā)必須待端頭加固完成并達到設計強度后進行.所以應注意作業(yè)規(guī)劃和進度管理.拆除臨時墻必須對洞口進行放樣。開鑿前應確認混凝土鑿除部分不會引起坍方、涌水。有的地鐵在做圍護結(jié)構(gòu)時，在洞口部位的鋼筋用玻璃纖維代替，當盾構(gòu)出、進洞時，不用預先開鑿，而是用盾構(gòu)直接破洞，從而縮短始發(fā)時間。起始推進口臨時墻的拆除作業(yè)，由于伴有地層坍塌、地下水涌入等危險，拆除前要確認地層自穩(wěn)、止水等狀況，拆除作業(yè)要迅速而謹慎。1.3.3始發(fā)方案(1)盾構(gòu)機主機與設備橋連接，利用臨時門架將設備橋托起，后配套拖車(2)在設備橋上安裝臨時皮帶輸送機作為臨時出碴設備，設備橋和后配套拖車間利用長120m的延長管線進行連接；(3)管片和碴土的吊裝均通過出碴口進行起吊；(4)當盾構(gòu)機掘進53m后，拆除反力架和負環(huán)管片，用臨時鋼支撐將負環(huán)第一節(jié)后配套拖車與設備橋連接，并順次連接第二、三、四節(jié)拖車；(6)取掉延長管線并將盾構(gòu)機配套的皮帶輸送機進行硫化安裝，重新連接水、電、油等管路，使盾構(gòu)機形成正常的掘進狀態(tài)。1.4盾構(gòu)機始發(fā)的注意事項盾構(gòu)始發(fā)前要根據(jù)地層情況，設定一個掘進參數(shù)。開始掘進后要加強監(jiān)測，及時分析、反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)，動態(tài)地調(diào)整盾構(gòu)掘進參數(shù)，同時還注意以下事項：(1)始發(fā)前檢查地層加固的質(zhì)量，確保加固土體強度和滲透性符合要求；(2)始發(fā)基座導軌必須順直，嚴格控制其標高及中心軸線，由于始發(fā)時盾構(gòu)機與地層間摩擦力很小，盾構(gòu)易旋轉(zhuǎn)，這時可以在盾構(gòu)機兩側(cè)盾殼焊接兩排鋼塊作為防扭裝置，用來卡住始發(fā)臺，防止盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn).同時應加強盾構(gòu)機姿態(tài)的測量，如發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)有較大轉(zhuǎn)角，可以采用大刀盤正反轉(zhuǎn)的措施進行調(diào)整，同時推(3)在拼裝第一環(huán)負環(huán)管片時，為防止兩塊鄰接塊失穩(wěn)，可在管片抓取頭歸位之前，在盾殼內(nèi)與負環(huán)鋼管片之間焊接一根槽鋼以扶住鄰接塊。(4)始發(fā)前在刀頭和密封裝置上涂抹油脂，避免刀盤上刀頭損壞洞門密封裝(5)及時封堵洞圈，以防洞口漏失泥水和所注漿液；(6)嚴格控制盾構(gòu)機操作，調(diào)節(jié)好盾構(gòu)推進千斤頂?shù)膲毫Σ?，防止盾?gòu)發(fā)生旋轉(zhuǎn)、上飄或叩頭；(7)完畢之后，始發(fā)臺的端部與洞口圍巖還有一定的距離。為保證盾構(gòu)機在始發(fā)時不至于因刀盤懸空而造成盾構(gòu)機“叩頭”,可在始發(fā)洞口內(nèi)安設一段型鋼作為始發(fā)導軌，同時應注意，在導軌末端與洞口圍巖(8)在拆除延長管線時要注意推進油缸壓力的保持，防止盾構(gòu)機后退。(9)始發(fā)前應在基座軌道上涂抹潤滑油膏，減少盾構(gòu)推進阻力。(10)始發(fā)前應在刀頭和密封裝置上涂抹油脂，避免刀盤上刀頭損壞洞門(11)及時封堵洞圈，防止洞圈漏漿.(12)調(diào)整盾構(gòu)的初始姿態(tài)。通常盾構(gòu)的中心線要比隧道中心線高20mm左(13)精確測量盾構(gòu)的姿態(tài)。1。5盾構(gòu)初始掘進(1)初始掘進長度確定。確定盾構(gòu)初始掘進長度應綜合考慮以下因素：①盾構(gòu)和盾構(gòu)的后續(xù)臺車設備；②管片與土體之間的摩擦力足以支持盾構(gòu)的推力；③初始掘進時運輸線路情況；④施工熟練水平、施工速度及工期要求；根據(jù)以上條件，一般初始掘進長度選擇為100m左右.(2)初始掘進試驗段掘進需要解決的問題通過試驗段掘進，掌握在不同土層中盾構(gòu)掘進各項參數(shù)的調(diào)控方法、管片拼裝、環(huán)形間隙注漿的工藝。同時通過監(jiān)控量測分析地表隆陷、地層位移規(guī)律，①研究工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特征、摸索最佳施工參數(shù)；②地表隆陷及建筑物變形監(jiān)控量測③各種操作工藝的熟練、補充及完善掘進管片拼裝工藝、同步注漿及輔助材料添加工藝，盾盾構(gòu)的維修保養(yǎng)工藝、碴土的運輸起吊、傾倒工藝等；(3)初始掘進注意事項①負環(huán)管片脫出盾構(gòu)后，周圍無約束，在推力作用下，易變形，為此，將在管片兩側(cè)用型鋼支撐加固，并用鋼絲繩將管片和始發(fā)托架箍緊；②千斤頂總推力控制在反力架的設計荷載以內(nèi)。優(yōu)先選用下部千斤頂，推力增加要遵守循序漸進的原則；③盾構(gòu)貫入時，應注意密封裝置的壓力情況，若橡膠有可能彈出，則要停止④盾構(gòu)密封油脂的注入應達到壓力要求，以保證盾尾的密封效果；⑤初始注漿時，選取注漿壓力要綜合考慮地面沉降要求和洞門密封裝置的承壓能力；⑥臨時管片可不貼密封條，但需粘貼緩沖墊，螺栓不用止水墊圈；⑦盾構(gòu)在未完全進入洞門之前，應在殼體上設置防扭轉(zhuǎn)裝置。2.試驗掘進一般將盾構(gòu)機在機場站始發(fā)后的130m左右作為掘進試驗段。通過試驗段掘進以便熟練掌握盾構(gòu)機操作、在不同地層中盾構(gòu)推進各項參數(shù)的調(diào)熟練掌握管片拼裝工藝、防水施工工藝、環(huán)形間隙注漿工藝；測試地表隆陷、地中位移、管片受力、建筑物下沉和傾斜等。當盾構(gòu)機的刀盤部分切入簾布橡膠板并抵達掌子面時，人工將預制好的粘土土胚加入刀盤后的土倉內(nèi)，以便盾構(gòu)機在掘進時形成一定的土壓.在確認洞門連續(xù)墻的鋼筋已經(jīng)割除完畢以后，進行盾構(gòu)機的試運轉(zhuǎn)。由于盾構(gòu)機沒有進洞后周圍巖土側(cè)壓力的磨擦作用，且盾快，各組油缸的壓力不大于70bar,盾構(gòu)機總推力不大于600T。盾構(gòu)機坡度略大于設計坡度，待盾構(gòu)機出加固區(qū)之后，為防止因正面土壓變化而造成盾構(gòu)機突然“低頭”,可將混合倉的土壓力的值設定成略高于理論值，并將下部推進油缸的推力稍稍調(diào)高一些。當盾尾進入洞門后，及時調(diào)整扇形壓板的位置將洞門封在盾構(gòu)機正面及混合倉內(nèi)加入泡沫劑、膨潤土、泥漿等添加劑以及時的調(diào)整.3。到站掘進到站掘進是指盾構(gòu)機到達車站端頭井之前15m范圍內(nèi)的掘進。盾構(gòu)機掘進到達車站時必須準確的通過預留洞門.雖然盾構(gòu)機配備有先進的測量導向系統(tǒng)及構(gòu)機到達車站100m處進行一次全面的測量復核工作。測量工作不僅包括盾構(gòu)機的狀態(tài)的測量(隧道中線及標高的測量),還對車站預留洞門位置進行閉合測量態(tài)，使盾構(gòu)機順利通過洞門而且隧道襯砌不超出限界。到到站掘進前對地層進行土體加固，到達段的地層加固范圍和加固嚴格按洞門端頭土體加固的要求.隨著盾構(gòu)機的推進，盾構(gòu)機越來越接近車站，掘進過程中要嚴格控制盾構(gòu)推力，降低推進速度和刀盤轉(zhuǎn)速，保證車站結(jié)構(gòu)的安全以及避免較大的地表沉(1)拆除圍護結(jié)構(gòu)砼進，盡可能掏空土倉內(nèi)的泥土，然后人工鑿除預留洞門范圍內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)砼并割盾構(gòu)機進入預留洞門前，在外圍刀盤和簾布橡膠板內(nèi)側(cè)(迎盾構(gòu)機側(cè))涂洞門后將扇形壓板置于外側(cè)并用螺栓固定，起到防止泥水、漿液流失的作用，從而減少到達時的地層損失.當盾尾通過洞門后，不再調(diào)整扇形壓板位置(因為(3)安裝接收基座標高)根據(jù)盾構(gòu)機的姿態(tài)來進行相應的調(diào)整.使得盾構(gòu)機平順地推進到始發(fā)接收基座上，以免盾構(gòu)機進洞時拉損隧道管片襯砌以及損壞盾尾密封鋼絲刷。(4)拼裝到達段管片當盾構(gòu)機掘進到達段時，一方面，由于EPB模式中土壓力的調(diào)節(jié)，盾構(gòu)機推進不能夠提供足夠的壓縮力，管片與管片間的縫隙會比較大，給防水帶來一段的困難；另一方面，盾構(gòu)機推進到接收基座時盾構(gòu)機的姿態(tài)與理想狀態(tài)有一到達段管片的拼裝質(zhì)量要求更高。拼裝時要加強連接螺栓的復緊工序，將縱向螺栓盡可能的連接緊.在到達段用6根[18槽鋼將出洞處10環(huán)管片沿隧道縱向拉(5)注漿防水調(diào)整二次注漿漿液的性狀，采用快硬性漿液或聚胺酯材料充填管片與加固區(qū)刀(6)洞門施工到達段洞門的施工要通過合理的組織，及時進行施作以免引起較大的地層盾構(gòu)機的到達，是指在穩(wěn)定地層的同時，將盾構(gòu)機沿所定路線推進到豎井邊，然后從預先準備好的大開口處將盾構(gòu)機拉進豎井內(nèi)，或推進到到達墻的所定位置后停下等待一系列的作業(yè)。施工方法有兩種，一種是盾構(gòu)機到達后拆除掘進一般為進洞前15m~30m的掘進。4.1盾構(gòu)機到達后拆除擋土墻再推進的方法將盾構(gòu)機推進到到達豎井的擋土墻外，通過預先對到達端頭地基改良使地拆除擋土墻時，盾構(gòu)機停在敞開的圍巖前面，盾構(gòu)機前面與到達豎井之間4。2盾構(gòu)機到達前拆除擋土墻再到達的方法置易撤去、能受力的鋼制隔墻；然后從下至上拆除擋土墻，用水泥土或貧配比砂漿順次充填圍巖改良體與隔墻間的空隙，完全換成水泥土或貧配比砂漿后，將盾構(gòu)機推進到構(gòu)筑物內(nèi)的隔墻前，拆除隔墻，完成到達過程.因不讓盾構(gòu)機再4.3到達步驟掘進到達之前，要充分地進行基線測量，以確定盾構(gòu)機的位置，掌握好到達口前的線形.由于必須在到達口的允許范圍內(nèi)貫入，所以要精密測量各個管片環(huán)，保證線形無誤。盾構(gòu)機至到達口跟前時，擋土墻將發(fā)生變化，對于特別容法一般采用從豎井內(nèi)用工字鋼支承，或用埋入構(gòu)筑物內(nèi)的臨時梁支承。假如盾推進控制在與位移吻合的程度.特別是開挖面壓力急劇下降時易導致圍巖坍塌，故需綜合考慮盾構(gòu)機的位置、地基改良的范圍、擋土墻的位移、地表面沉陷等4。3。1盾構(gòu)機的到達由于刀具不能旋轉(zhuǎn)或推力上升等機械操作方面的變化，雖然能察覺到已到達臨時墻，仍應從到達豎井的臨時墻鉆孔和測量來確定盾構(gòu)機位置，再確定是4。3。2臨時墻的拆除置。臨時墻的拆除與始發(fā)相同。圍巖的自穩(wěn)性會隨著時間而變化，故作業(yè)必須迅速進行，力求穩(wěn)定圍巖。特別是在拆去了臨時墻將盾構(gòu)機向豎井內(nèi)推進時，應仔細監(jiān)視圍巖狀況，謹慎施工。4。4到達掘進注意要點(1)為確保盾構(gòu)在到站時的位置準確，在盾構(gòu)離端頭100～150m時，需進行精確測量、定位，調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，離端頭50m時，需再次精確測量，以便于(2)掘進速度逐漸放慢，掘進推力相應減少；(3)到站掘進中，由于盾構(gòu)推力減少，安裝的管片反力就小，使管片安裝不密貼，易造成漏水現(xiàn)象。為滿足管片接縫防水要求，自離端頭50m開始，在安裝完每一環(huán)管片后，在每環(huán)管片的300、1500、2100、3300mm位置，安裝四個固定板，然后與上一環(huán)管片用角鋼焊接。(4)加大地面監(jiān)測頻率，依據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整掘進參數(shù).5。正常掘進為了防止盾構(gòu)機掘進對地面建筑物產(chǎn)生有害的沉降和傾斜，防止盾構(gòu)施工影響范圍內(nèi)的地下管線發(fā)生開裂和變形，必須規(guī)范盾構(gòu)機操作并選擇適當?shù)木蜻M工況，減小地層損失，將地表隆陷控制在允許的范圍內(nèi)(+1cm/—3cm).下面以5。1土壓平衡工況的掘進特點土壓平衡工況掘進時，是將刀具切削下來的土充滿腔室，然后利用土倉內(nèi)泥土壓與作業(yè)面的土壓和水壓相抗衡，與此同時，用螺旋式輸送機排土設備進行與盾構(gòu)推進量相應的排土作業(yè)，掘進過程中，始終維持開挖土量與排土量的平衡，以保持正面土體穩(wěn)定，并防止地下水土的流失而引起地表過大的沉降。)土倉壓5。2掘進控制程序在盾構(gòu)掘進中，保持土倉壓力與作業(yè)面壓力(土壓、水壓之和)平衡是防止地表沉降、保證建筑物安全的一個很重要的因素.(1)土倉壓力值P的選定。P值應能與地層土壓力和靜水壓力相抗衡，設刀盤中心地層靜水壓力、土壓力之和為Po,則P=K×Po,K一般取1.0~1。3,在地層掘進過程中根據(jù)地質(zhì)和埋深情況以及地表沉降監(jiān)測信息進行反饋和調(diào)整優(yōu)化.地表沉降與工作面穩(wěn)定關(guān)系以及相應措施對策見表。(表1)地表沉降與工作面穩(wěn)定關(guān)系以及相應措施與對策地表沉降信息工作面狀態(tài)P與Po關(guān)系措施與對策備注下沉超過基準值工作面坍陷與失水增大P值分別表示P的最大峰值和最小峰值隆起超過基準值支撐土壓力過大，土倉內(nèi)水進入地層減小P值持開挖土量與排土量的平衡來實現(xiàn).可通過設定掘進速度、調(diào)整排土量或設定排土量、調(diào)整掘進速度兩條途徑來達到。(3)排土量的控制排土量的控制是盾構(gòu)在土壓平衡工況模式下工作時的關(guān)鍵技術(shù)之一。理論上螺旋輸送機的排土量Qs是由螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速來決定的，當推進速度和P值設定，盾構(gòu)機可自動設置理論轉(zhuǎn)速N:Vs-設定的每轉(zhuǎn)一周的理論排土量Qs與掘進速度決定的理論碴土量Q?相當，即：A—切削斷面面積n?一松散系數(shù)V-推進速度通常，理論排土率用K=Qs/Q。表示。理論上，K等于1或接近1,這時碴土就具有低的透水性且處于良好的塑流狀態(tài)。事實上，地層的土質(zhì)不一定都具有這種特性，這時螺旋輸送機的實際出土量就與理論出土量不符，當碴土處于干硬狀態(tài)時，因摩阻力大，碴土在螺旋輸送機中的輸送遇到的阻力也大，同時容易產(chǎn)生固結(jié)、阻塞現(xiàn)象，實際排土量將小于>Qs,K<1。當碴土柔軟而富有流動性時，在土倉內(nèi)高壓力的作用下，碴土自身有一個向外流動的能力，從而使實際排土量大于螺旋輸送機轉(zhuǎn)速決定的理論排土量，這時，Qo<Qs,K>1,必須依靠降低螺旋使掘進機的工作處于最佳狀態(tài).當通過調(diào)節(jié)螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速仍不能達到理想的出土狀態(tài)時，可以通過改良碴土的塑流狀態(tài)來調(diào)整。(4)碴土具有的特性在土壓平衡工況模式下碴土應具有以下特性：A、良好的塑流狀態(tài)B、良好的粘-軟稠度C、低的內(nèi)摩擦力D、低的透水性同時，密封倉內(nèi)碴土塑流狀態(tài)差時，在壓力和攪拌作用下易產(chǎn)生泥餅、壓密固結(jié)等現(xiàn)象，從而無法形成有效的對開挖倉密封和良好的排土狀態(tài).當碴土具有良好的透水性時，碴土在螺旋輸送機內(nèi)排出時無法形成有效的壓力遞降，土倉內(nèi)的土壓力無法達到穩(wěn)定的控制狀態(tài)。當碴土滿足不了這些要求時，需通過向刀盤、混合倉內(nèi)注入添加劑對碴土進行改良，采用的添加劑種類主要是泡沫或膨潤土。5。3確保土壓平衡而采取的技術(shù)措施(1)拼裝管片時，嚴防盾構(gòu)機后退，確保正面土體穩(wěn)定.(2)同步注漿充填環(huán)形間隙，使管片襯砌盡早支承地層，控制地表沉陷。(3)切實作好土壓平衡控制，保證掌子面土體穩(wěn)定。(4)利用信息化施工技術(shù)指導掘進管理，保證地面建筑物的安全。(5)在砂質(zhì)土層中掘進時向開挖面注入粘土材料、泥漿或泡沫，使攪拌后的切削土體具有止水性和流動性，既可使碴土順利排出地面，又能提供穩(wěn)定開挖面的壓力。5。4加泥技術(shù)灰：添加劑=4:1:1:0。1,加泥量為5%～20%出土量。注入壓力略高于盾構(gòu)機的土倉壓力。5.5泡沫的注入無論盾構(gòu)機通過砂性土還是在粘性土地層，都可以通過向土倉內(nèi)注入泡沫來改善碴土的性狀，使碴土具有良好的流塑性；同時泡沫的加入可以起到防水的作用，防止盾構(gòu)機發(fā)生噴涌和突水事故。但由于泡沫的用量和價格都比較高，所以只有在加泥不滿足要求以及發(fā)生噴涌、突水的情況下才使用。當泡沫注入后，可以將螺旋輸送機回縮，控制好盾構(gòu)機推力將盾構(gòu)機刀盤進行空轉(zhuǎn)，使泡沫充分地和土倉內(nèi)的碴土拌和，使泡沫劑在改善碴土性狀和止水方面發(fā)揮最大的功效。盾構(gòu)的姿態(tài)偏差主要是方向偏差和滾動偏差。方向偏差是指盾構(gòu)在水平和豎直方向偏離了線路的方向，滾動偏差則指盾構(gòu)的機身沿其軸線發(fā)生了旋轉(zhuǎn).由于隧道通過的巖層軟硬不均、巖層界線變化較大且盾構(gòu)在掘進過程中還需要適應線路在平面方向和豎直方向的變化，盾構(gòu)掘進參數(shù)的設置不可能隨時都能完全適應掌子面的巖石情況，因此盾構(gòu)容易發(fā)生方向偏差，即上下和左右方向的偏差：另外，由于盾構(gòu)在掘進過程中是依靠力盤的旋轉(zhuǎn)來擠壓和切削巖體而工作的，因此盾構(gòu)機身有向刀盤旋轉(zhuǎn)方向相反的滾動趨勢.如果這種滾動趨勢得不到有效的控制，盾構(gòu)就會發(fā)生滾動，即發(fā)生滾動偏差，方向偏差和滾動偏差都會對盾構(gòu)的掘進帶來不利的影響，因此有必要對其進行控制和糾正。6。1方向偏差盾構(gòu)產(chǎn)生方向偏差的主要原因有以下幾個方面：(1)盾構(gòu)推進過程中不同部位的推進千斤頂參數(shù)設置不能與實際需要完全吻合，致使推進千斤頂在不同部位的推進量不一致而產(chǎn)生方向偏差。(2)開挖掌子面的土層軟硬不均，刀盤在洞室不同部位的阻力不一致，致使刀盤向阻力較小的方向移動而產(chǎn)生方向偏差。(3)刀盤自重的影響，使盾構(gòu)有向下低頭的趨勢。6.2滾動偏差產(chǎn)生滾動偏差的主要原因是盾構(gòu)殼體與洞壁之間的摩擦力矩不能平衡刀盤旋轉(zhuǎn)的扭矩.這種情況在盾構(gòu)通過穩(wěn)定性較好的地段尤為明顯，因為此時盾構(gòu)殼體與洞壁之間只有中下部才產(chǎn)生摩擦力，同時其摩擦系數(shù)也相對較小。盾構(gòu)產(chǎn)通過電子經(jīng)緯儀測量盾構(gòu)的豎直角和水平角的變化來確定盾構(gòu)在豎直方向6。3姿態(tài)的監(jiān)測與方向偏差的監(jiān)測類似，也采用人工監(jiān)測和機器自動監(jiān)測相結(jié)合的手段進行監(jiān)測。人工監(jiān)測的主要儀器是精密水準儀，通過測量監(jiān)測點的高程差來計算滾動角。自動監(jiān)測則采用盾構(gòu)自帶的滾動角測量系統(tǒng)進行監(jiān)測。6。4盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整(1)方向偏差的糾正方向偏差的糾正通過調(diào)整油缸來實現(xiàn)。將每個區(qū)域的油缸編為一組，每組油缸設有一個電磁比例減壓閥，節(jié)該組油缸的工作壓力。另外，每組推進油缸中都有一個油缸裝有位移傳感器，以顯示該分區(qū)的行程。通過控制各分區(qū)的工作壓力，進而控制各分區(qū)的推進量，便可以控制盾構(gòu)的方向，同時也可以通過調(diào)整各區(qū)域的推進量來糾正方向偏差，當盾構(gòu)出現(xiàn)左偏時，則升高左側(cè)B區(qū)域的油缸壓力，同時降低右側(cè)c區(qū)域的油缸壓力，這樣左側(cè)的推進量相對于右側(cè)的推進斤頂?shù)耐七M量.盾構(gòu)在通過水平曲線和豎向曲線時，應對盾構(gòu)推進千斤頂?shù)挠透走M行分區(qū)當盾構(gòu)的實際滾動偏差超過允許值時，盾構(gòu)會自動報警，此時應將盾構(gòu)刀盤進行反轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)糾偏.在圍巖較硬的地段，盾構(gòu)與地層的摩擦力較小，盾構(gòu)容易發(fā)生滾動，為了防止盾構(gòu)反復出現(xiàn)偏差和進行糾偏，應及時使用盾構(gòu)上的穩(wěn)6。5糾偏要點(1)盾構(gòu)出現(xiàn)蛇行時，應在長距離范圍內(nèi)慢慢修正，不可修正過急，以免出(2)根據(jù)掌子面地層情況及時調(diào)整掘進參數(shù)，避免出現(xiàn)更大的偏差。(3)在糾正滾動偏差而轉(zhuǎn)換刀盤轉(zhuǎn)動方向時，宜保留適當?shù)臅r間間隔，不7。曲線地段及坡度掘進在曲線段(包括水平曲線和豎向曲線)施工時，盾構(gòu)機推進操作控制方式是把液壓推進油缸進行分區(qū)操作，使盾構(gòu)機按預期的方向進行調(diào)向運動。曲線段施工時，采用安裝楔形環(huán)與伸出單側(cè)千斤頂?shù)姆椒?，使推進軌跡符合設計線路(1)進入彎道施工前，調(diào)整好盾構(gòu)的姿態(tài)；(2)精確計算每一推進循環(huán)的偏離量與偏轉(zhuǎn)角的大小，根據(jù)盾尾間隙和掘進線形，選擇合適類型的管片拼裝，合理選配推進千斤頂?shù)臄?shù)量、推進力、分區(qū)與組合進行推進；(3)將每一循環(huán)推進后的測量結(jié)果記入圖中與設計曲線相對照，確定是否(4)合理選擇超挖量，盡量使盾構(gòu)靠近曲線內(nèi)側(cè)推進，將推進速度控制在(5)為防止管片的外斜，必須保證管片背后注漿的效果，使千斤頂?shù)钠耐屏τ行У仄鹱饔茫_保曲線推進效果，減少管片的損壞與變形；(6)當盾構(gòu)偏離曲線的設計線路較大時，停止盾構(gòu)推進，采取相應措施，避免下述現(xiàn)象發(fā)生：在曲線推進過程中，出現(xiàn)管片損壞嚴重、管片螺栓折斷，(8)蛇行的修正以長距離慢慢修正為原則，如修正得過急，蛇行反而更加明顯。在曲線推進的情況下，使盾構(gòu)當前所在位置點與遠方的一點進行線路擬合，使隧道襯砌不超限。糾偏幅度每環(huán)不超過20mm。(9)在曲線施工中，盾構(gòu)曲線走行軌跡引起的建筑空隙比正常推進大，必須加大注漿量，正確選好壓注點，并做好盾尾密封裝置的技術(shù)措施。液壓推進油缸的分區(qū)表表2油缸分區(qū)直線左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)上仰下俯AB工作工作工作工作工作工作工作工作—C工作—-工作工作工作D工作工作工作—工作圖1液壓推進油缸的分區(qū)圖7。2推進過程中的蛇行和滾動在盾構(gòu)推進過程中，蛇行和滾動是難以避免的.出現(xiàn)蛇行和滾動主要與地質(zhì)條件、推進操作控制有關(guān)。針對不同的地質(zhì)條件，進行周密的工況分析，并在施工過程中嚴格控制盾構(gòu)機的操作，減少蛇行值和盾構(gòu)機的滾動。當出現(xiàn)滾動時采取正反轉(zhuǎn)刀盤方法來糾正盾構(gòu)機姿態(tài)。盾構(gòu)機推進時還需注意以下幾個問(2)推進系統(tǒng)性能的平衡性、穩(wěn)定性；(3)監(jiān)控系統(tǒng)的敏感性，可靠性和穩(wěn)定性；(5)通過軟硬變化地層時的刀盤負載與盾殼約束條件的不對稱性(包括進出洞的類似情況);對于以上問題要通過實際的掘進施工不斷地積累施工經(jīng)驗，并在施工過程中做記錄，探索出各種問題對盾構(gòu)機掘進的影響程度，并把比較嚴重的問題作為施工中的重點問題進行研究解決，為下次掘進類似地層提供支持。8。兩相鄰隧道盾構(gòu)施工的影響兩相鄰隧道的短距離對盾構(gòu)施工尤其是對到達段的施工非常不利，當后續(xù)(2)當采用土壓平衡模式掘進時，嚴格控制掘進速度、掘進推力和土倉壓力，并精確控制盾構(gòu)的姿態(tài)，降低對地層的擾動；旦發(fā)現(xiàn)異常，及時調(diào)整掘進參數(shù)和采取加固措施，確保地面環(huán)境和已建成隧道(4)必須確保左右線兩臺盾構(gòu)有一定的安全間距。9。通道、泵站施工9.1通道泵站主要施工工序為：(1)預注漿加固地層預注漿一般在兩條平行隧道內(nèi)進行。為加快施工進度，保證注漿質(zhì)量，注漿加固工作最好在兩條隧道內(nèi)同時進行。根據(jù)兩條隧道的間距，分為兩個注漿散較近，滿足不了加固范圍，