盾構法施工控制要求

　　一、盾構法施工綜述

　　盾構法施工主要施工步驟為：

　　1．在盾構法隧道的起始端和終結端各建一個(gè)工作井，城市地鐵一般利用車(chē)站的端頭作為始發(fā)或到達的工作井；

　　2．盾構在始發(fā)工作井內安裝就位；

　　3．依靠盾構千斤頂推力（作用在工作井后壁或新拼裝好的襯砌上）將盾構從始發(fā)工作井的墻壁開(kāi)孔處推出；

　　4．盾構在地層中沿著(zhù)設計軸線(xiàn)推進(jìn)，在推進(jìn)的同時(shí)不斷出土（泥）和安裝襯砌管片；

　　5．及時(shí)向襯砌背后的空隙注漿，防止地層移動(dòng)和固定襯砌環(huán)位置；

　　6．盾構進(jìn)入到達工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推進(jìn)。

　　盾構掘進(jìn)由始發(fā)工作井始發(fā)|來(lái)源到隧道貫通、盾構機進(jìn)入到達工作井，一般經(jīng)過(guò)始發(fā)、初始掘進(jìn)、轉換、正常掘進(jìn)、到達掘進(jìn)五個(gè)階段。

　　盾構掘進(jìn)控制的目的是確保開(kāi)挖面穩定的同時(shí)，構筑隧道結構、維持隧道線(xiàn)形、及早填充盾尾空隙。因此，開(kāi)挖控制、一次襯砌、線(xiàn)形控制和注漿構成了盾構掘進(jìn)控制“四要素”。

　　二、盾構掘進(jìn)各階段的控制要點(diǎn)

　?。ㄒ唬┒軜嬍及l(fā)施工技術(shù)要點(diǎn)

　　盾構自基座上開(kāi)始推進(jìn)到盾構掘進(jìn)通過(guò)洞口土體加固段止，可作為始發(fā)施工，其技術(shù)要點(diǎn)如下。

　　1．盾構基座、反力架與管片上部軸向支撐的制作與安裝要具備足夠的剛度，保證負載后變形量滿(mǎn)足盾構掘進(jìn)方向要求。

　　2．安裝盾構基座和反力架時(shí)，要確保盾構掘進(jìn)方向符合隧道設計軸線(xiàn)。

　　3．由于臨時(shí)管片（負環(huán)管片）的真圓度直接影響盾構掘進(jìn)時(shí)管片拼裝精度，因此安裝臨時(shí)管片時(shí)，必須保證其真圓度，并采取措施防止其受力后旋轉、徑向位移與開(kāi)口部位（臨時(shí)管片安裝時(shí)通常不形成封閉環(huán)，在其上部預留運輸通道）變形。

　　4．拆除洞口圍護結構前要確認洞口土體加固效果，必要時(shí)進(jìn)行補注漿加同，以確保拆除洞口圍護結構時(shí)不發(fā)生土體坍塌、地層變形過(guò)大、且盾構始發(fā)過(guò)程中開(kāi)挖面穩定。

　　5．由于拼裝最后一環(huán)臨時(shí)管片（負一環(huán)，封閉環(huán)）前，盾構上部千斤頂一般不能使用（最后一環(huán)臨時(shí)管片拼裝前安裝的臨時(shí)管片通常為開(kāi)口環(huán)），因此從盾構進(jìn)入土層到通過(guò)土體加固段前，要慢速掘進(jìn)，以便減小千斤頂推力，使盾構方向容易控制，盾構到達洞口土體加固區間的中間部位時(shí)，逐漸提高土壓倉（泥水倉）設定壓力，出加固段達到預定的設定值。

　　6．通常盾構機盾尾進(jìn)入洞口后，拼裝整環(huán)臨時(shí)管片（負一環(huán)），并在開(kāi)口部安裝上部軸向支撐，使隨后盾構掘進(jìn)時(shí)全部盾構千斤頂都可使用。

　　7．盾構機盾尾進(jìn)入洞口后，將洞口密封與封閉環(huán)管片貼緊，以防止泥水與注漿漿液從洞門(mén)泄漏。

　　8．加強觀(guān)測工作井周?chē)貙幼冃?、盾構基座、反力架、臨時(shí)管片和管片上部軸向支撐的變形與位移，超過(guò)預定值時(shí)，必須采取有效措施后，才可繼續掘進(jìn)。

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　　盾構始發(fā)后進(jìn)入初始掘進(jìn)階段。

　　1．初始掘進(jìn)特點(diǎn)

　?。?）一般后續設備臨時(shí)設置于地面。在地鐵工程中，多利用車(chē)站作為始發(fā)工作井，后續設備可在車(chē)站內設置。

　?。?）大部分來(lái)自后續設備的油管、電纜、配管等，隨著(zhù)盾構掘進(jìn)延伸，部分管線(xiàn)必須接長(cháng)。

　?。?）由于通常在始發(fā)工作井內拼裝臨時(shí)管片，故向隧道內運送施工材料的通道狹窄。

　?。?）由于初始掘進(jìn)處于試掘進(jìn)狀態(tài)，且施工運輸組織與正常掘進(jìn)不同，因此施工速度受到制約。

　　2．初始掘進(jìn)的主要任務(wù)

　　初始掘進(jìn)的主要任務(wù)：收集盾構掘進(jìn)數據（推力、刀盤(pán)扭矩等）及地層變形量測量數據，判斷土壓（泥水壓）、注漿量、注漿壓力等設定值是否適當，并通過(guò)測量盾構與襯砌的位置，及早把握盾構掘進(jìn)方向控制特性，為正常掘進(jìn)控制提供依據。因此，初始掘進(jìn)階段是盾構法隧道施工的重要階段。

　　3．初始掘進(jìn)長(cháng)度的確定

　　決定初始掘進(jìn)長(cháng)度有二個(gè)因素：一是襯砌與周?chē)貙拥哪Σ磷枇?，二是后續臺車(chē)長(cháng)度。

　?。ㄈ┺D換（臺車(chē)轉換）

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　　轉換后進(jìn)入正常掘進(jìn)階段。正常掘進(jìn)是基于初始掘進(jìn)得到的數據，采取適合的掘進(jìn)控制技術(shù)，高效掘進(jìn)的階段。

　　正常掘進(jìn)有以下特點(diǎn)。

　?。?）后續設備設置在隧道內，僅部分管路和電纜需要延長(cháng)，作業(yè)效率高。

　?。?）始發(fā)井內的臨時(shí)管片、臨時(shí)支撐、后背支撐等被拆除，始發(fā)井下空間變得寬闊，施工材料與棄土運輸容易。

　?。ㄎ澹┑竭_掘進(jìn)（貫通掘進(jìn)）施工技術(shù)要點(diǎn)

　　當盾構正常掘進(jìn)至離接收工作井一定距離（通常50～100m）時(shí)，盾構進(jìn)入到達掘進(jìn)階段。到達掘進(jìn)是正常掘進(jìn)的延續，是保證盾構準確貫通、安全到達的必要階段。其施工技術(shù)要點(diǎn)如下。

　?。?）盾構暫停掘進(jìn)，準確測量盾構機坐標位置與姿態(tài)，確認與隧道設計中心線(xiàn)的偏差值。

　?。?）根據測量結果制訂到達掘進(jìn)方案。

　?。?）繼續掘進(jìn)時(shí)，及時(shí)測量盾構機坐標位置與姿態(tài)，并依據到達掘進(jìn)方案進(jìn)行及時(shí)進(jìn)行方向修正。

　?。?）掘進(jìn)至接收井洞口加固段時(shí)，確認洞口土體加固效果，必要時(shí)進(jìn)行補注漿加固。

　?。?）進(jìn)入接收井洞口加固段后，逐漸降低土壓（泥水壓）設定值至0MPa，降低掘進(jìn)速度，適時(shí)停止加泥、加泡沫（土壓式盾構）、停止送泥與排泥（泥水式盾構）、停止注漿，并加強工作。

　　井周?chē)貙幼冃斡^(guān)測，超過(guò)預定值時(shí)，必須采取有效措施后，才可繼續掘進(jìn)。

　?。?）拆除洞口圍護結構前要確認洞口土體加固效果，必要時(shí)進(jìn)行注漿加固，以確保拆除洞口圍護結構時(shí)不發(fā)生土體坍塌、地層變形過(guò)大。

　?。?）盾構接收基座的制作與安裝要具備足夠的剛度，且安裝時(shí)要對其軸線(xiàn)和高程進(jìn)行校核，保證盾構機順利、安全接收。

　?。?）拼裝完最后一環(huán)管片，千斤頂不要立即回收，及時(shí)將洞口段數環(huán)管片縱向臨時(shí)拉緊成整體，擰緊所有管片連接螺栓，防止盾構機與襯砌管片脫離時(shí)襯砌縱向應力釋放。

　?。?）盾構機落到接收基座上后，及時(shí)封堵洞口處管片外周與盾構開(kāi)挖洞體之間空隙，同時(shí)進(jìn)行填充注漿，控制洞口周?chē)馏w沉降。