《城市地下工程施工技術(shù)與工程實例》第五講

1、城市地下工程施工技術(shù)與工程實例城市地下工程施工技術(shù)與工程實例第五講第五講盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)與工程實例盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)與工程實例2 25 5 地鐵隧道泥水平衡盾構(gòu)施工技術(shù)地鐵隧道泥水平衡盾構(gòu)施工技術(shù)一、泥水盾構(gòu)產(chǎn)生與發(fā)展一、泥水盾構(gòu)產(chǎn)生與發(fā)展二、泥水平衡盾構(gòu)適用范圍二、泥水平衡盾構(gòu)適用范圍三、泥水平衡盾構(gòu)原理三、泥水平衡盾構(gòu)原理四、泥水平衡盾構(gòu)施工技術(shù)四、泥水平衡盾構(gòu)施工技術(shù)五、工藝設(shè)計和控制要求五、工藝設(shè)計和控制要求六、質(zhì)量標準與成品保護六、質(zhì)量標準與成品保護七、安全環(huán)保措施七、安全環(huán)保措施八、工程實例八、工程實例一、泥水盾構(gòu)產(chǎn)生與發(fā)展一、泥水盾構(gòu)產(chǎn)生與發(fā)展 18961896年年HaagHa

2、ag在柏林為第一臺德國泥水式盾構(gòu)申請了專在柏林為第一臺德國泥水式盾構(gòu)申請了專利，該盾構(gòu)以液體支撐開挖面，其開挖室是有壓和密封的。利，該盾構(gòu)以液體支撐開挖面，其開挖室是有壓和密封的。 由于高透水性地層用壓縮空氣支撐隧洞開挖面非常困由于高透水性地層用壓縮空氣支撐隧洞開挖面非常困難，難，18741874年，年，GreatheadGreathead開發(fā)了用流體支撐開挖面的盾構(gòu)，開發(fā)了用流體支撐開挖面的盾構(gòu)，開挖出的土料以泥水流的方式排出。開挖出的土料以泥水流的方式排出。 19591959年年E.C.GardnerE.C.Gardner成功地將以液體支撐開挖面應(yīng)用于成功地將以液體支撐開挖面應(yīng)用于一臺用于

3、建造排污隧洞的直徑為一臺用于建造排污隧洞的直徑為 3.35 m 3.35 m的盾構(gòu)。的盾構(gòu)。一、泥水盾構(gòu)產(chǎn)生與發(fā)展一、泥水盾構(gòu)產(chǎn)生與發(fā)展 1967 1967年第一臺有切削刀盤并以水力出土、直徑為年第一臺有切削刀盤并以水力出土、直徑為3.1m3.1m的泥水盾構(gòu)在日本開始使用。在德國，第一臺以膨潤土懸的泥水盾構(gòu)在日本開始使用。在德國，第一臺以膨潤土懸浮液支撐開挖面的盾構(gòu)由浮液支撐開挖面的盾構(gòu)由Wayss & FreytagWayss & Freytag開發(fā)并投入使開發(fā)并投入使用。用。 1960 1960年年 Schneidereit Schneidereit 引進了用膨潤土懸浮液來

4、支撐引進了用膨潤土懸浮液來支撐開挖面，而開挖面，而H.Lorenz H.Lorenz 的專利提出用加壓的膨潤土液來穩(wěn)的專利提出用加壓的膨潤土液來穩(wěn)固開挖面。固開挖面。 泥水式盾構(gòu)機的發(fā)展有三種歷程，即日本歷程、英國泥水式盾構(gòu)機的發(fā)展有三種歷程，即日本歷程、英國歷程和德國歷程。到目前則只有日本和德國兩個主要的發(fā)歷程和德國歷程。到目前則只有日本和德國兩個主要的發(fā)展體系。日本的發(fā)展歷程導(dǎo)致當今的泥水盾構(gòu)，德國的發(fā)展體系。日本的發(fā)展歷程導(dǎo)致當今的泥水盾構(gòu)，德國的發(fā)展歷程導(dǎo)致水力盾構(gòu)。展歷程導(dǎo)致水力盾構(gòu)。一、泥水盾構(gòu)產(chǎn)生與發(fā)展一、泥水盾構(gòu)產(chǎn)生與發(fā)展 德國和日本體系的主要區(qū)別是，德國式的在泥水艙中德國和日

5、本體系的主要區(qū)別是，德國式的在泥水艙中設(shè)置了氣壓艙，便于人工正面控制泥水壓力，構(gòu)造簡單；設(shè)置了氣壓艙，便于人工正面控制泥水壓力，構(gòu)造簡單；日本式的泥水密封艙中全是泥水，要有一套自動控制泥水日本式的泥水密封艙中全是泥水，要有一套自動控制泥水平衡的裝置。平衡的裝置。 19671967年三菱公司制造了第一臺為泥漿開挖面支護的試年三菱公司制造了第一臺為泥漿開挖面支護的試驗盾構(gòu)，直徑為驗盾構(gòu)，直徑為3.10m3.10m的樣機取得經(jīng)驗后的樣機取得經(jīng)驗后, 1970, 1970年建造了年建造了第一臺大型泥水盾構(gòu)第一臺大型泥水盾構(gòu), ,直徑為直徑為7.20m,7.20m,用于建設(shè)海峽下的用于建設(shè)海峽下的Kei

6、yoKeiyo鐵路線。自此以后鐵路線。自此以后, ,日本的很多制造商生產(chǎn)了此型盾日本的很多制造商生產(chǎn)了此型盾構(gòu)。與歐洲相比構(gòu)。與歐洲相比, ,泥水盾構(gòu)在日本使用很多。在歐洲泥水盾構(gòu)在日本使用很多。在歐洲, ,英國英國的的Markham,Markham,法國的法國的NFMNFM及及FCBFCB公司等采用日本許可證公司等采用日本許可證, ,也制也制造了泥水盾構(gòu)。造了泥水盾構(gòu)。一、泥水盾構(gòu)產(chǎn)生與發(fā)展一、泥水盾構(gòu)產(chǎn)生與發(fā)展 由于泥水平衡盾構(gòu)具有在易發(fā)生流沙的地層中能穩(wěn)定由于泥水平衡盾構(gòu)具有在易發(fā)生流沙的地層中能穩(wěn)定開挖面，泥水傳遞速度快而且均勻，開挖面平衡土壓力的開挖面，泥水傳遞速度快而且均勻，開挖面

7、平衡土壓力的控制精度高，對開挖面周邊土體的干擾少，地面沉降量控控制精度高，對開挖面周邊土體的干擾少，地面沉降量控制精度高，用泥漿管路可連續(xù)出渣，施工進度快，刀盤、制精度高，用泥漿管路可連續(xù)出渣，施工進度快，刀盤、刀具磨損小，適合長距離施工等優(yōu)點。因此，泥水平衡盾刀具磨損小，適合長距離施工等優(yōu)點。因此，泥水平衡盾構(gòu)適用于含水率較高、軟弱的淤泥質(zhì)粘土層、松散的砂土構(gòu)適用于含水率較高、軟弱的淤泥質(zhì)粘土層、松散的砂土層、沙礫層、卵石層和硬土的互層等地層。特別適用于地層、沙礫層、卵石層和硬土的互層等地層。特別適用于地層含水量大的上方有水體的越江隧道和海底隧道，層含水量大的上方有水體的越江隧道和海底隧道，

8、 以及以及超大直徑盾構(gòu)和對地面變形要求特別高的地區(qū)施工。超大直徑盾構(gòu)和對地面變形要求特別高的地區(qū)施工。二、泥水平衡盾構(gòu)適用范圍二、泥水平衡盾構(gòu)適用范圍 泥水式盾構(gòu)機施工時穩(wěn)定開挖面的機理為：以泥水壓泥水式盾構(gòu)機施工時穩(wěn)定開挖面的機理為：以泥水壓力來抵抗開挖面的土壓力和水壓力以保持開挖面的穩(wěn)定，力來抵抗開挖面的土壓力和水壓力以保持開挖面的穩(wěn)定，同時，控制開挖面變形和地基沉降；在開挖面形成弱透水同時，控制開挖面變形和地基沉降；在開挖面形成弱透水性泥膜，保持泥水壓力有效作用于開挖面。性泥膜，保持泥水壓力有效作用于開挖面。三、泥水平衡盾構(gòu)原理三、泥水平衡盾構(gòu)原理 在開挖面，隨著加壓后的泥水不斷滲入土體

9、，泥水中在開挖面，隨著加壓后的泥水不斷滲入土體，泥水中的砂土顆粒填入土體孔隙中，可形成滲透系數(shù)非常小的泥的砂土顆粒填入土體孔隙中，可形成滲透系數(shù)非常小的泥膜（膨潤土懸浮液支撐時形成一濾餅層）。而且，由于泥膜（膨潤土懸浮液支撐時形成一濾餅層）。而且，由于泥膜形成后減小了開挖面的壓力損失，泥水壓力可有效地作膜形成后減小了開挖面的壓力損失，泥水壓力可有效地作用于開挖面，從而可防止開挖面的變形和崩塌，并確保開用于開挖面，從而可防止開挖面的變形和崩塌，并確保開挖面的穩(wěn)定。因此，在泥水式盾構(gòu)機施工中，挖面的穩(wěn)定。因此，在泥水式盾構(gòu)機施工中，控制泥水壓控制泥水壓力力和和控制泥水質(zhì)量控制泥水質(zhì)量是兩個重要的課

10、題。是兩個重要的課題。 為了保持開挖面穩(wěn)定，必須可靠而迅速地形成泥膜，為了保持開挖面穩(wěn)定，必須可靠而迅速地形成泥膜，以使壓力有效地作用于開挖面。為此，泥水應(yīng)具有以下特以使壓力有效地作用于開挖面。為此，泥水應(yīng)具有以下特性：性：三、泥水平衡盾構(gòu)原理三、泥水平衡盾構(gòu)原理 (1)(1)泥水的密度。泥水的密度。為保持開挖面的穩(wěn)定，即把開挖面為保持開挖面的穩(wěn)定，即把開挖面的變形控制到最小限度，泥水密度應(yīng)比較高。從理論上講，的變形控制到最小限度，泥水密度應(yīng)比較高。從理論上講，泥水密度最好能達到開挖土體的密度。但是，大密度的泥泥水密度最好能達到開挖土體的密度。但是，大密度的泥水會引起泥漿泵超負荷運轉(zhuǎn)以及泥水處

11、理困難；而小密度水會引起泥漿泵超負荷運轉(zhuǎn)以及泥水處理困難；而小密度的泥水雖可減輕泥漿泵的負荷，但因泥粒滲走量增加，泥的泥水雖可減輕泥漿泵的負荷，但因泥粒滲走量增加，泥膜形成慢，對開挖面穩(wěn)定不利。因此，在選定泥水密度時，膜形成慢，對開挖面穩(wěn)定不利。因此，在選定泥水密度時，必須充分考慮土體的地層結(jié)構(gòu)，在保證開挖面的穩(wěn)定的同必須充分考慮土體的地層結(jié)構(gòu)，在保證開挖面的穩(wěn)定的同時也要考慮設(shè)備能力。時也要考慮設(shè)備能力。三、泥水平衡盾構(gòu)原理三、泥水平衡盾構(gòu)原理 (2)(2)含砂量。含砂量。在強透水性土體中，泥膜形成的在強透水性土體中，泥膜形成的快慢與摻入泥水中砂粒的最大粒徑以及含砂量快慢與摻入泥水中砂粒的最

12、大粒徑以及含砂量（砂粒重（砂粒重/ /粘土顆粒重）有密切的關(guān)系，這是因為粘土顆粒重）有密切的關(guān)系，這是因為砂粒具有填堵土體孔隙的作用。為了充分發(fā)揮這砂粒具有填堵土體孔隙的作用。為了充分發(fā)揮這一作用，砂粒的粒徑應(yīng)比土體孔隙大而且含量適一作用，砂粒的粒徑應(yīng)比土體孔隙大而且含量適中。中。三、泥水平衡盾構(gòu)原理三、泥水平衡盾構(gòu)原理 (3)(3)泥水的粘性。泥水的粘性。泥水必須具有適當?shù)恼承?，以收到泥水必須具有適當?shù)恼承?，以收到以下效果：以下效果?)1)防止泥水中的粘土、砂粒在泥水室內(nèi)的沉積，保持防止泥水中的粘土、砂粒在泥水室內(nèi)的沉積，保持開挖面穩(wěn)定；開挖面穩(wěn)定；2)2)提高粘性，增大阻力防止逸泥；提高

13、粘性，增大阻力防止逸泥； 3) 3)使開挖下來的棄土以流體輸送，經(jīng)后處理設(shè)備濾除使開挖下來的棄土以流體輸送，經(jīng)后處理設(shè)備濾除廢渣，將泥水分離。廢渣，將泥水分離。2 2、泥水盾構(gòu)正常掘進、泥水盾構(gòu)正常掘進四、泥水平衡盾構(gòu)施工技術(shù)四、泥水平衡盾構(gòu)施工技術(shù)1 1、泥水盾構(gòu)的始發(fā)（出洞）、泥水盾構(gòu)的始發(fā)（出洞）3 3、掘進參數(shù)的控制、掘進參數(shù)的控制4 4、泥漿制備、泥漿制備5 5、泥水盾構(gòu)到達（進洞）管理、泥水盾構(gòu)到達（進洞）管理1 1、泥水盾構(gòu)的始發(fā)（出洞）、泥水盾構(gòu)的始發(fā)（出洞） 泥水盾構(gòu)始發(fā)的主要內(nèi)容包含：封門、土體泥水盾構(gòu)始發(fā)的主要內(nèi)容包含：封門、土體加固、臨時支撐、洞門密封等，也有采用輔助工

14、加固、臨時支撐、洞門密封等，也有采用輔助工法進行始發(fā)的（凍結(jié)法）。法進行始發(fā)的（凍結(jié)法）。 泥水盾構(gòu)始發(fā)方法多種多樣，有利用現(xiàn)有空泥水盾構(gòu)始發(fā)方法多種多樣，有利用現(xiàn)有空間組裝好后利用臨時支撐始發(fā)的（如地鐵工程利間組裝好后利用臨時支撐始發(fā)的（如地鐵工程利用車站始發(fā)）、有利用豎井始發(fā)的、有開挖始發(fā)用車站始發(fā)）、有利用豎井始發(fā)的、有開挖始發(fā)隧道始發(fā)的（始發(fā)隧道有長有短）。隧道始發(fā)的（始發(fā)隧道有長有短）。1)1)現(xiàn)澆鋼筋混凝土封門?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土封門。v 封門封門2)2)鋼板樁封門。鋼板樁封門。3)3)裝配式封門。裝配式封門。4)4)其他。其他。1 1、泥水盾構(gòu)的始發(fā)（出洞）、泥水盾構(gòu)的始發(fā)（出洞）洞

15、口周圍土體加固包括注漿加固、深層攪拌樁、旋洞口周圍土體加固包括注漿加固、深層攪拌樁、旋噴樁等化學(xué)加固方法和井點降水疏干、凍結(jié)加固等物理噴樁等化學(xué)加固方法和井點降水疏干、凍結(jié)加固等物理加固方法加固方法。v 土體加固土體加固 1) 1)土體加固原則。具體采用哪一種加固方法，應(yīng)根土體加固原則。具體采用哪一種加固方法，應(yīng)根據(jù)實際情況作出選擇，在砂質(zhì)土層不宜使用注漿加固；據(jù)實際情況作出選擇，在砂質(zhì)土層不宜使用注漿加固；埋深較深的進出洞口不宜用井點降水疏干等。埋深較深的進出洞口不宜用井點降水疏干等。 2) 2)土體加固厚度。砂性土體中盾構(gòu)出洞加固范圍為土體加固厚度。砂性土體中盾構(gòu)出洞加固范圍為盾構(gòu)機長度加

16、上盾構(gòu)機長度加上3 3環(huán)管片的長度；環(huán)管片的長度；1 1、泥水盾構(gòu)的始發(fā)（出洞）、泥水盾構(gòu)的始發(fā)（出洞）v 臨時支撐臨時支撐 臨時支撐是盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)法施工的根本，是重要臨時支撐是盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)法施工的根本，是重要工序。要有足夠的穩(wěn)定性，確保盾構(gòu)始發(fā)時推力均勻地工序。要有足夠的穩(wěn)定性，確保盾構(gòu)始發(fā)時推力均勻地傳遞到各支撐上。臨時支撐包括基座、導(dǎo)軌、支撐等。傳遞到各支撐上。臨時支撐包括基座、導(dǎo)軌、支撐等。還有些泥水盾構(gòu)利用鋼管片、安裝負環(huán)管片始發(fā)。還有些泥水盾構(gòu)利用鋼管片、安裝負環(huán)管片始發(fā)。1 1、泥水盾構(gòu)的始發(fā)（出洞）、泥水盾構(gòu)的始發(fā)（出洞）v 洞門密封洞門密封 為了防止盾構(gòu)始發(fā)時泥水、地下水

17、從盾殼和洞門的間為了防止盾構(gòu)始發(fā)時泥水、地下水從盾殼和洞門的間隙處流失，以及盾尾通過洞門后背襯注漿漿液的流失，在隙處流失，以及盾尾通過洞門后背襯注漿漿液的流失，在盾構(gòu)始發(fā)時需安裝洞門臨時密封裝置，臨時密封裝置由簾盾構(gòu)始發(fā)時需安裝洞門臨時密封裝置，臨時密封裝置由簾布橡膠、扇形壓板、墊片和螺栓等組成。布橡膠、扇形壓板、墊片和螺栓等組成。 密封裝置安裝前對簾布橡膠的整體性、硬度、老化程密封裝置安裝前對簾布橡膠的整體性、硬度、老化程度等進行檢查，對圓環(huán)板的成圓螺栓孔位等進行檢查，并度等進行檢查，對圓環(huán)板的成圓螺栓孔位等進行檢查，并提前把簾布橡膠的螺栓孔加工好。盾構(gòu)機進入預(yù)留洞門前提前把簾布橡膠的螺栓孔

18、加工好。盾構(gòu)機進入預(yù)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。破簾布橡膠板影響密封效果。1 1、泥水盾構(gòu)的始發(fā)（出洞）、泥水盾構(gòu)的始發(fā)（出洞）2 2泥水盾構(gòu)正常掘進泥水盾構(gòu)正常掘進 在泥水平衡模式下掘進時，操作人員必須時刻注意各種掘進參數(shù)在泥水平衡模式下掘進時，操作人員必須時刻注意各種掘進參數(shù)的變化并迅速分析、判斷并對變化的參數(shù)進行合理的調(diào)整。一般來說，的變化并迅速分析、判斷并對變化的參數(shù)進行合理的調(diào)整。一般來說，掘進時應(yīng)對以下項目進行控制和測量：掘進時應(yīng)對以下項目進行控制和測量： 盾構(gòu)機切削刀盤與掌子

19、面壓力的控制和測量盾構(gòu)機切削刀盤與掌子面壓力的控制和測量 切削刀盤的扭矩（驅(qū)動壓力）的控制和測量切削刀盤的扭矩（驅(qū)動壓力）的控制和測量 盾構(gòu)機開控艙泥水壓力的控制和測量盾構(gòu)機開控艙泥水壓力的控制和測量 盾構(gòu)機頂部泥水壓力的測量盾構(gòu)機頂部泥水壓力的測量 同步注漿及注脂的控制同步注漿及注脂的控制 盾構(gòu)機推進壓力的控制和測量盾構(gòu)機推進壓力的控制和測量 進排漿系統(tǒng)壓力及流量的控制和測量進排漿系統(tǒng)壓力及流量的控制和測量 掘進方向的控制和測量掘進方向的控制和測量3 3、掘進參數(shù)的控制、掘進參數(shù)的控制 推進速度推進速度 排碴量排碴量 同步注漿和補強注漿同步注漿和補強注漿 盾構(gòu)姿態(tài)控制及方向調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)控制及

20、方向調(diào)整 泥水處理及質(zhì)量控制泥水處理及質(zhì)量控制4 4、泥漿制備、泥漿制備 作泥量作泥量 需考慮以下因素需考慮以下因素u混入泥水中的粉砂、粘土使泥水成分增加（砂質(zhì)土混入泥水中的粉砂、粘土使泥水成分增加（砂質(zhì)土幾乎全部，硬質(zhì)粘土有幾乎全部，硬質(zhì)粘土有1015%1015%左右的細?；烊耄蛔笥业募毩；烊耄?；u在作業(yè)面的損失量；在作業(yè)面的損失量；u泥水處理時的損失量；泥水處理時的損失量；u在加長配管時的損失量等；在加長配管時的損失量等；u從配管、泵向洞內(nèi)泄漏的損失量等。從配管、泵向洞內(nèi)泄漏的損失量等。4 4、泥漿制備、泥漿制備 作泥設(shè)備作泥設(shè)備 泥水的比重和粘度是泥水主要控制指標。泥水的比重和粘度是泥

21、水主要控制指標。 在充分把握開挖前后泥水成分的增減和查明對于在充分把握開挖前后泥水成分的增減和查明對于不同地質(zhì)的泥水損失量及泵的規(guī)格的基礎(chǔ)上，設(shè)置能不同地質(zhì)的泥水損失量及泵的規(guī)格的基礎(chǔ)上，設(shè)置能應(yīng)付預(yù)想的泥水性能變化的設(shè)備容量為。作泥設(shè)備主應(yīng)付預(yù)想的泥水性能變化的設(shè)備容量為。作泥設(shè)備主要包含剩余泥水槽、粘土溶解槽、清水槽、調(diào)整槽、要包含剩余泥水槽、粘土溶解槽、清水槽、調(diào)整槽、CMCCMC（增粘劑）貯備槽、攪拌裝置等。（增粘劑）貯備槽、攪拌裝置等。4 4、泥漿制備、泥漿制備 泥水制作流程泥水制作流程 調(diào)整槽內(nèi)泥水不足時，粘土或膨潤土被送入粘土溶調(diào)整槽內(nèi)泥水不足時，粘土或膨潤土被送入粘土溶解槽，經(jīng)

22、過攪拌裝置充分攪拌后，送入調(diào)整槽；剩余泥解槽，經(jīng)過攪拌裝置充分攪拌后，送入調(diào)整槽；剩余泥水槽內(nèi)的粘稠泥漿與來自清水槽的水混合，經(jīng)過攪拌后，水槽內(nèi)的粘稠泥漿與來自清水槽的水混合，經(jīng)過攪拌后，送入調(diào)整槽。送入調(diào)整槽。泥水粘度不足時，向泥水中添加泥水粘度不足時，向泥水中添加CMCCMC（增黏劑）增加（增黏劑）增加泥水粘度。泥水粘度。調(diào)整槽內(nèi)的泥水經(jīng)攪拌后由送泥泵送入送泥管道。調(diào)整槽內(nèi)的泥水經(jīng)攪拌后由送泥泵送入送泥管道。5 5、泥水盾構(gòu)到達（進洞）管理、泥水盾構(gòu)到達（進洞）管理盾構(gòu)到達是盾構(gòu)推進施工的最后一道工序，也盾構(gòu)到達是盾構(gòu)推進施工的最后一道工序，也是關(guān)系工程成敗的關(guān)鍵工序之一。盾構(gòu)到達施工要是

23、關(guān)系工程成敗的關(guān)鍵工序之一。盾構(gòu)到達施工要保證隧道貫通、防止靠近洞口若干環(huán)管片縱向移位、保證隧道貫通、防止靠近洞口若干環(huán)管片縱向移位、防止基座出現(xiàn)姿態(tài)突變而影響成環(huán)管片變位等，還防止基座出現(xiàn)姿態(tài)突變而影響成環(huán)管片變位等，還需要在洞門封門拆除、洞門縫隙處理等方面采取相需要在洞門封門拆除、洞門縫隙處理等方面采取相依的技術(shù)措施、施工工藝和方法，確保盾構(gòu)順利到依的技術(shù)措施、施工工藝和方法，確保盾構(gòu)順利到達。達。5 5、泥水盾構(gòu)到達（進洞）管理、泥水盾構(gòu)到達（進洞）管理(1)(1)到達前姿態(tài)控制到達前姿態(tài)控制在盾構(gòu)離洞口在盾構(gòu)離洞口50-10050-100米處，作最后一次傳遞測量，從而米處，作最后一次傳

24、遞測量，從而復(fù)核盾構(gòu)的位置是否在到達要求的范圍之內(nèi)。從三個方面控復(fù)核盾構(gòu)的位置是否在到達要求的范圍之內(nèi)。從三個方面控制盾構(gòu)姿態(tài)：盾構(gòu)軸線與隧道軸線夾角控制；盾構(gòu)切口中心制盾構(gòu)姿態(tài)：盾構(gòu)軸線與隧道軸線夾角控制；盾構(gòu)切口中心高程偏離值寧正勿負；盾構(gòu)切口中心平面偏離值控制在允許高程偏離值寧正勿負；盾構(gòu)切口中心平面偏離值控制在允許范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。(2)(2)管片拉緊管片拉緊每環(huán)管片拼裝后及時擰緊、復(fù)緊。對前若干環(huán)管片全部每環(huán)管片拼裝后及時擰緊、復(fù)緊。對前若干環(huán)管片全部連接在一起，采取縱向拉桿或其它材料。連接在一起，采取縱向拉桿或其它材料。5 5、泥水盾構(gòu)到達（進洞）管理、泥水盾構(gòu)到達（進洞）管理(3)

25、(3)洞門封門洞門封門如為鋼板封門，應(yīng)在盾構(gòu)距離如為鋼板封門，應(yīng)在盾構(gòu)距離20-30cm20-30cm時停止掘進，拆除時停止掘進，拆除封門后，盾構(gòu)快速掘進進入接收基座上，并立即進行洞口縫隙封門后，盾構(gòu)快速掘進進入接收基座上，并立即進行洞口縫隙密封處理。如為鋼筋混凝土封門，須在盾構(gòu)到達前進行拆除。密封處理。如為鋼筋混凝土封門，須在盾構(gòu)到達前進行拆除。(4)(4)接收導(dǎo)軌安裝接收導(dǎo)軌安裝根據(jù)測量出的盾構(gòu)進洞姿態(tài)作為接收基座安裝的依據(jù)，使根據(jù)測量出的盾構(gòu)進洞姿態(tài)作為接收基座安裝的依據(jù)，使盾構(gòu)進洞后產(chǎn)生的姿態(tài)突變盡量小，并盡量較少對管片變位的盾構(gòu)進洞后產(chǎn)生的姿態(tài)突變盡量小，并盡量較少對管片變位的影響。

26、影響。(5)(5)土體加固土體加固地質(zhì)情況較差時的土體加固方法與始發(fā)施工類似。地質(zhì)情況較差時的土體加固方法與始發(fā)施工類似。2 2、材料質(zhì)量要求、材料質(zhì)量要求五、工藝設(shè)計和控制要求五、工藝設(shè)計和控制要求1 1、技術(shù)要求、技術(shù)要求3 3、職業(yè)健康安全要求、職業(yè)健康安全要求4 4、環(huán)境要求、環(huán)境要求1 1、技術(shù)要求、技術(shù)要求 (1)(1)盾構(gòu)在廠內(nèi)制造完工后，必須進行整機調(diào)試，檢查盾構(gòu)在廠內(nèi)制造完工后，必須進行整機調(diào)試，檢查核實盾構(gòu)設(shè)備的供油系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的狀況，核實盾構(gòu)設(shè)備的供油系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的狀況，調(diào)試機械運轉(zhuǎn)狀態(tài)和控制系統(tǒng)的性能，確保盾構(gòu)出廠就具調(diào)試機械運轉(zhuǎn)狀態(tài)和控制系統(tǒng)的

27、性能，確保盾構(gòu)出廠就具備良好的性能，防止設(shè)備上的先天不足給工程帶來不必要備良好的性能，防止設(shè)備上的先天不足給工程帶來不必要的困難。的困難。 (2)(2)盾構(gòu)掘進施工對上部所需的覆土層的厚度要求。盾構(gòu)掘進施工對上部所需的覆土層的厚度要求。 (3)(3)平行雙洞應(yīng)有足夠的線間距，洞與洞及洞與其它建平行雙洞應(yīng)有足夠的線間距，洞與洞及洞與其它建（構(gòu)）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水（構(gòu)）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向平方向1.0m1.0m，豎直方向，豎直方向1.5m1.5m。1 1、技術(shù)要求、技術(shù)要求 (4)(4)兩條隧道平行或立體交叉施工時，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、兩條隧道平

28、行或立體交叉施工時，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、土壓平衡盾構(gòu)的特點、隧道埋深和間距，以及對地表變形土壓平衡盾構(gòu)的特點、隧道埋深和間距，以及對地表變形的控制要求等因素，合理確定兩條盾構(gòu)推進前后錯開的距的控制要求等因素，合理確定兩條盾構(gòu)推進前后錯開的距離。離。 (5) (5)泥水平衡盾構(gòu)掘進時，工作面壓力應(yīng)通過試推進泥水平衡盾構(gòu)掘進時，工作面壓力應(yīng)通過試推進5050100m100m后確定，在推進中應(yīng)及時調(diào)整并保持穩(wěn)定。后確定，在推進中應(yīng)及時調(diào)整并保持穩(wěn)定。 (6)(6)盾構(gòu)掘進中遇有下列情況之一時，應(yīng)停止掘進，分盾構(gòu)掘進中遇有下列情況之一時，應(yīng)停止掘進，分析原因并采取措施：析原因并采取措施：1)1)盾構(gòu)前方發(fā)

29、生坍塌或遇有障礙；盾構(gòu)前方發(fā)生坍塌或遇有障礙；2 2）盾構(gòu)自轉(zhuǎn)角過大；盾構(gòu)自轉(zhuǎn)角過大；3 3）盾構(gòu)位置偏離過大；）盾構(gòu)位置偏離過大；4 4）盾構(gòu)推力較）盾構(gòu)推力較預(yù)計的增大；預(yù)計的增大；5 5）可能發(fā)生危及管片的防水、運輸及注漿遇）可能發(fā)生危及管片的防水、運輸及注漿遇有故障等。有故障等。2 2、材料質(zhì)量要求、材料質(zhì)量要求 （1 1）工程所使用的各種原材料、半成品或成品都必須）工程所使用的各種原材料、半成品或成品都必須符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準和設(shè)計要求，特別是防水材料在使符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準和設(shè)計要求，特別是防水材料在使用前必須按規(guī)定抽查檢測。用前必須按規(guī)定抽查檢測。 （2 2）泥水要具有物理穩(wěn)定性

30、好，化學(xué)穩(wěn)定性好，泥水）泥水要具有物理穩(wěn)定性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，泥水的粒度級配、相對密度與粘度適當，流動性好，成膜性好。的粒度級配、相對密度與粘度適當，流動性好，成膜性好。 （3 3）泥水的最佳特性參數(shù)是：可滲比）泥水的最佳特性參數(shù)是：可滲比n=14n=141616、相對、相對密度為密度為1.21.2、漏斗粘度為、漏斗粘度為252530s30s、界面高度、界面高度3mm(24h3mm(24h靜置靜置后后) )，pHpH濃度濃度7 71010。3 3、職業(yè)健康安全要求、職業(yè)健康安全要求 （1 1）盾構(gòu)工作豎井地面設(shè)防雨棚，井口周圍應(yīng)設(shè)防淹）盾構(gòu)工作豎井地面設(shè)防雨棚，井口周圍應(yīng)設(shè)防淹墻和安全欄桿。墻

31、和安全欄桿。 （2 2）更換刀具的人員必須系安全帶，刀具的吊裝和定）更換刀具的人員必須系安全帶，刀具的吊裝和定位必須使用吊裝工具。在更換滾刀時要使用抓緊鉗和吊裝位必須使用吊裝工具。在更換滾刀時要使用抓緊鉗和吊裝工具。所有用于吊裝刀具的吊具和工具都必須經(jīng)過嚴格檢工具。所有用于吊裝刀具的吊具和工具都必須經(jīng)過嚴格檢查，以確保人員和設(shè)備的安全。查，以確保人員和設(shè)備的安全。(3)(3)隧道施工時應(yīng)進行機械通風(fēng)，保證每人每分鐘需供隧道施工時應(yīng)進行機械通風(fēng)，保證每人每分鐘需供應(yīng)新鮮空氣應(yīng)新鮮空氣3m33m3；最小風(fēng)速不小于；最小風(fēng)速不小于0.15 m/s0.15 m/s。隧道內(nèi)氣溫不。隧道內(nèi)氣溫不得高于得高

32、于2828；隧道內(nèi)噪聲不得大于；隧道內(nèi)噪聲不得大于90dB90dB。 (4) (4)帶壓作業(yè)人員必須身體健康，并經(jīng)過帶壓作業(yè)的專帶壓作業(yè)人員必須身體健康，并經(jīng)過帶壓作業(yè)的專業(yè)培訓(xùn)，制定并執(zhí)行帶壓工作程序。業(yè)培訓(xùn)，制定并執(zhí)行帶壓工作程序。4 4、環(huán)境要求、環(huán)境要求 (1)(1)針對盾構(gòu)施工在特定的地質(zhì)條件和作業(yè)條件針對盾構(gòu)施工在特定的地質(zhì)條件和作業(yè)條件下可能遇到的風(fēng)險，在施工前必須仔細研究并切實下可能遇到的風(fēng)險，在施工前必須仔細研究并切實采取防止意外的技術(shù)措施。采取防止意外的技術(shù)措施。 (2)(2)應(yīng)特別注意防止瓦斯爆炸、火災(zāi)、缺氧、有應(yīng)特別注意防止瓦斯爆炸、火災(zāi)、缺氧、有害氣體中毒和涌水情況等

33、，預(yù)先制定和落實發(fā)生緊害氣體中毒和涌水情況等，預(yù)先制定和落實發(fā)生緊急情況時的對策和措施。急情況時的對策和措施。 1)1) 水平方向控制標準：水平方向控制標準：50mm50mm2)2) 垂直方向控制標準：垂直方向控制標準：50mm50mm六、質(zhì)量標準與成品保護六、質(zhì)量標準與成品保護v 盾構(gòu)掘進水平與垂直方向控制標準盾構(gòu)掘進水平與垂直方向控制標準六、質(zhì)量標準與成品保護六、質(zhì)量標準與成品保護v 盾構(gòu)推進時地表沉降控制標準，見表：盾構(gòu)推進時地表沉降控制標準，見表：地表最大沉降量控制標準地表最大沉降量控制標準 隧道掘削面地層隧道掘削面地層隧道上方地層隧道上方地層最大沉降最大沉降量量(mm)(mm)沖積層

34、沖積層軟粘性土軟粘性土層層沖積層沖積層3030100100洪積層洪積層砂性土層砂性土層洪積層且厚度小洪積層且厚度小于隧道直于隧道直5050801080103030粘性土層粘性土層洪積層或沖積層洪積層或沖積層3030 1 1、盾構(gòu)推進后，應(yīng)及時對襯砌背后實施注漿，、盾構(gòu)推進后，應(yīng)及時對襯砌背后實施注漿，盡可能減少地層損失。盡可能減少地層損失。2 2、盾構(gòu)頂推時，應(yīng)防止千斤頂對剛拼裝完畢的、盾構(gòu)頂推時，應(yīng)防止千斤頂對剛拼裝完畢的管片造成損傷。管片造成損傷。六、質(zhì)量標準與成品保護六、質(zhì)量標準與成品保護v 成品保護成品保護 采用專門儀器、儀表測量可燃性氣體、有害氣體和氧含采用專門儀器、儀表測量可燃性氣

35、體、有害氣體和氧含量并作好記錄。量并作好記錄。 必須選擇合適的通風(fēng)設(shè)備、通風(fēng)方式、通風(fēng)風(fēng)量，做好必須選擇合適的通風(fēng)設(shè)備、通風(fēng)方式、通風(fēng)風(fēng)量，做好隧道通風(fēng)，將可燃性氣體和有害氣體控制在容許值以內(nèi)。隧道通風(fēng)，將可燃性氣體和有害氣體控制在容許值以內(nèi)。 對存在燃燒和缺氧危險時，應(yīng)禁止明火火源，防止火災(zāi)。對存在燃燒和缺氧危險時，應(yīng)禁止明火火源，防止火災(zāi)。 當發(fā)生可燃氣體和有害氣體濃度超過容許值時，應(yīng)立即當發(fā)生可燃氣體和有害氣體濃度超過容許值時，應(yīng)立即撤出作業(yè)人員，加強通風(fēng)、排氣。撤出作業(yè)人員，加強通風(fēng)、排氣。 盾構(gòu)需停止施工較長時間時，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定做好各項安盾構(gòu)需停止施工較長時間時，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定做好各項

36、安全防護工作。全防護工作。七、安全環(huán)保措施七、安全環(huán)保措施v 安全措施安全措施 廢棄泥水的排放應(yīng)經(jīng)三次處理，符合循環(huán)再利用標準廢棄泥水的排放應(yīng)經(jīng)三次處理，符合循環(huán)再利用標準及廢棄物排放標準。及廢棄物排放標準。盾構(gòu)穿越重要建筑物下部時，應(yīng)嚴格按監(jiān)測計劃實施盾構(gòu)穿越重要建筑物下部時，應(yīng)嚴格按監(jiān)測計劃實施監(jiān)測，并及時進行信息反饋，確保建筑物的安全。監(jiān)測，并及時進行信息反饋，確保建筑物的安全。施工現(xiàn)場產(chǎn)生的排水，應(yīng)先經(jīng)過沉砂池、沉淀池除去施工現(xiàn)場產(chǎn)生的排水，應(yīng)先經(jīng)過沉砂池、沉淀池除去懸浮物質(zhì)，對酸性、堿性溶液進行中和后才能排放至公共下懸浮物質(zhì)，對酸性、堿性溶液進行中和后才能排放至公共下水道。水道。七、

37、安全環(huán)保措施七、安全環(huán)保措施v 環(huán)保措施環(huán)保措施 上海世博會重大配套工程打浦路隧道復(fù)線工程全長約上海世博會重大配套工程打浦路隧道復(fù)線工程全長約2970m2970m其中江中段北起浦西工作井，南至浦東工作井，全其中江中段北起浦西工作井，南至浦東工作井，全長約長約1462m1462m，為圓形隧道區(qū)間，采用我國擁有完全自主知識，為圓形隧道區(qū)間，采用我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的首臺國產(chǎn)權(quán)產(chǎn)權(quán)的首臺國產(chǎn)權(quán)11.22m11.22m泥水平衡盾構(gòu)施工。隧道襯砌采泥水平衡盾構(gòu)施工。隧道襯砌采用預(yù)制鋼筋混凝土管片，錯縫拼裝。每環(huán)管片由封頂塊用預(yù)制鋼筋混凝土管片，錯縫拼裝。每環(huán)管片由封頂塊1 1塊塊( (F F塊塊)

38、)、鄰接塊、鄰接塊2 2塊塊(L1(L1塊、塊、L2L2塊塊) )、標準塊、標準塊5 5塊塊(Bl(Bl、B2B2、B3B3、B4B4、B5B5塊塊) )共共8 8塊管片構(gòu)成。管片外徑塊管片構(gòu)成。管片外徑1l000mm1l000mm，內(nèi)徑，內(nèi)徑10400mm10400mm，厚度為厚度為480mm480mm。管片環(huán)寬分為。管片環(huán)寬分為1.5m1.5m和和0.75m0.75m兩種，其中，兩種，其中，1.5m1.5m環(huán)寬的管片的形式主要有直線環(huán)、左曲環(huán)、右曲環(huán)，環(huán)寬的管片的形式主要有直線環(huán)、左曲環(huán)、右曲環(huán)，0.75m0.75m環(huán)寬的管片均為直線環(huán)，主要用于環(huán)寬的管片均為直線環(huán)，主要用于R=380mR

39、=380m超小半徑段。超小半徑段。八、工程實例八、工程實例v 工程簡介工程簡介 根據(jù)相關(guān)地質(zhì)資料，隧道復(fù)線圓隧道在浦東陸地段穿越根據(jù)相關(guān)地質(zhì)資料，隧道復(fù)線圓隧道在浦東陸地段穿越的土層從上到下依次為：灰色淤泥質(zhì)黏土、灰色黏土、灰色的土層從上到下依次為：灰色淤泥質(zhì)黏土、灰色黏土、灰色砂質(zhì)粉土和灰色粉質(zhì)黏土夾粉砂；江中段從上到下依次穿越砂質(zhì)粉土和灰色粉質(zhì)黏土夾粉砂；江中段從上到下依次穿越的土層為：灰色黏土、灰色粉質(zhì)黏土夾粉砂和灰色粉質(zhì)黏土；的土層為：灰色黏土、灰色粉質(zhì)黏土夾粉砂和灰色粉質(zhì)黏土；浦西段從上到下依次穿越的土層：灰色淤泥質(zhì)黏土、灰色粘浦西段從上到下依次穿越的土層：灰色淤泥質(zhì)黏土、灰色粘土和

40、灰色粉質(zhì)黏土夾粉砂土。土和灰色粉質(zhì)黏土夾粉砂土。八、工程實例八、工程實例v 地質(zhì)條件地質(zhì)條件 (1)(1)長距離鄰近既有隧道推進施工。長距離鄰近既有隧道推進施工。(2)(2)長距離下穿污水南干線。長距離下穿污水南干線。(3)(3)長距離尺長距離尺=380m=380m超小半徑平曲段施工。超小半徑平曲段施工。八、工程實例八、工程實例v 工程難點工程難點 1)1)切口水壓的精確控制要求壓力波動能控制在切口水壓的精確控制要求壓力波動能控制在0.02MPa0.02MPa之間。之間。2)2)具備單液砂漿的壓注能力。同步注漿點必須設(shè)置成多點注漿，點位需分具備單液砂漿的壓注能力。同步注漿點必須設(shè)置成多點注漿，

41、點位需分布合理，并能實時監(jiān)控注漿壓力和注漿量。布合理，并能實時監(jiān)控注漿壓力和注漿量。3)3)泥水處理系統(tǒng)能對泥漿指標進行精確控制，并能根據(jù)工程需要添加特制泥水處理系統(tǒng)能對泥漿指標進行精確控制，并能根據(jù)工程需要添加特制新漿。新漿。4)4)穩(wěn)定可靠的操作系統(tǒng)和精確的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。穩(wěn)定可靠的操作系統(tǒng)和精確的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。5)5)可靠的盾尾密封系統(tǒng)。可靠的盾尾密封系統(tǒng)。6)6)推進能力必須滿足推進能力必須滿足R=380mR=380m超小半徑平曲段盾構(gòu)轉(zhuǎn)彎要求。超小半徑平曲段盾構(gòu)轉(zhuǎn)彎要求。7)7)拼裝機具備能對拼裝機具備能對1.5m1.5m和和0 075m 275m 2種環(huán)寬管片的拼裝能力。種環(huán)寬管片的

42、拼裝能力。8)8)具備較強的盾構(gòu)糾偏能力。具備較強的盾構(gòu)糾偏能力。9)9)具備精確的推進自動導(dǎo)向能力。具備精確的推進自動導(dǎo)向能力。八、工程實例八、工程實例v 盾構(gòu)機設(shè)計要求盾構(gòu)機設(shè)計要求主要針對以下幾個方面進行：主要針對以下幾個方面進行：（1 1）長距離鄰近老隧道推進）長距離鄰近老隧道推進（2 2）長距離穿越污水南干線）長距離穿越污水南干線（3 3）R=380mR=380m超小半徑段推進超小半徑段推進（4 4）正常段施工）正常段施工八、工程實例八、工程實例v 工程施工技術(shù)措施工程施工技術(shù)措施合理利用合理利用8 8個注漿點進行同步注漿，根據(jù)需要任意選取其中的個注漿點進行同步注漿，根據(jù)需要任意選取

43、其中的點位迸行同步壓注，并實時監(jiān)控注漿壓力和江漿量；施工中泥水點位迸行同步壓注，并實時監(jiān)控注漿壓力和江漿量；施工中泥水比重控制比重控制1.251.25l.28,l.28,泥水黏度保持在泥水黏度保持在18-1918-19。對備用車道接縫預(yù)先加固對備用車道接縫預(yù)先加固( (外貼抗高壓止水帶、在接縫處澆注外貼抗高壓止水帶、在接縫處澆注鋼筋混凝土粱以提高抗差異沉降能力等鋼筋混凝土粱以提高抗差異沉降能力等) )對老隧道的沉降和水平位移進行跟蹤監(jiān)測。對老隧道的沉降和水平位移進行跟蹤監(jiān)測。 通過采取上述措施順利完成了長距離鄰近老隧道推進施工。通過采取上述措施順利完成了長距離鄰近老隧道推進施工。盾構(gòu)穿越過后的

44、老隧道的水平位移最大為盾構(gòu)穿越過后的老隧道的水平位移最大為1.8mm1.8mm。沉降最大。沉降最大4.3mm4.3mm，矩形管節(jié)差異沉降量為矩形管節(jié)差異沉降量為0.2mm0.2mm。老隧道的沉降及變形控制均控制。老隧道的沉降及變形控制均控制在規(guī)定要求范圍內(nèi)。穿越期間備用車道管節(jié)之間的差異沉降控制在規(guī)定要求范圍內(nèi)。穿越期間備用車道管節(jié)之間的差異沉降控制在在1.5mm1.5mm以內(nèi)，最大沉降控制在以內(nèi)，最大沉降控制在+1.32mm+1.32mm。（1 1）長距離鄰近老隧道推進）長距離鄰近老隧道推進 通過采取盾構(gòu)施通過采取盾構(gòu)施T T參數(shù)的嚴格控制參數(shù)的嚴格控制( (切口壓力波動控制切口壓力波動控制

45、0.008MPa0.008MPa以內(nèi)、盾構(gòu)機推進糾偏幅度控制在以內(nèi)、盾構(gòu)機推進糾偏幅度控制在0.20.2以內(nèi)以內(nèi)) )、污水南干線沉降監(jiān)測、請排水公司配合減小污水管內(nèi)水位污水南干線沉降監(jiān)測、請排水公司配合減小污水管內(nèi)水位波動等有效措施。盾構(gòu)成功完成了對污水南干線的穿波動等有效措施。盾構(gòu)成功完成了對污水南干線的穿越在施工過程中并沒有對南干線的污水運營造成任何影越在施工過程中并沒有對南干線的污水運營造成任何影響。響。（2 2）長距離穿越污水南干線）長距離穿越污水南干線 1) 1)通過通過1.5m1.5m和和0.75m 20.75m 2種環(huán)寬管片的組合排片，有效降種環(huán)寬管片的組合排片，有效降低盾尾卡殼的風(fēng)險。低盾尾卡殼的風(fēng)險。2)2)拼裝時管片路成為豎鴨蛋形狀，有效降低管片與盾拼裝時管片路成為豎鴨蛋形狀，有效降低管片與盾尾相碰的風(fēng)險。尾相碰的風(fēng)險。3)3)自動測量系統(tǒng)每自動測量系統(tǒng)每30 s30 s完成一次盾構(gòu)姿態(tài)的測量盾完成一次盾構(gòu)姿態(tài)的測量盾構(gòu)司機可以隨時