浅谈盾构施工风险分析及应对
浅谈盾构施工风险分析及应对
摘要：伴随着我国社会主义现代化建设的发展，我国隧道施工水平有了很大的提高。隧道施工是城市化建设的重要保障，这将对我国的交通压力带来巨大的缓解作用。从国际上来看，我国的隧道施工技术与欧美发达国家相比还是存在着一定的差距，体现在设备上的落后与技术上的不足。在盾构法施工会出现一些风险因素，这就要求施工队伍通过有效手段来降低事故的发生概率，从而将风险性控制到最低。
关键词：盾构施工；风险分析；风险应对
中图分类号： U455.43文献标识码： A
盾构施工风险产生的因素
作为六朝古都的西安拥有大量年代久远的古建，这些建(构)筑物的基础大多埋藏较浅。因此，对西安地铁而言，湿陷性黄土地区地铁隧道如何减小施工对既有结构，尤其是既有建(构)筑物的影响非常重要。建(构)筑物被看作是一个地基基础与上部结构密切作用的整体，其对外界变形影响敏感，与其它地区不同，湿陷性黄土地区建(构)筑物在结构上更具有复杂性和特殊性，对地表变形更加敏感，破坏机制更加复杂，一旦发生破坏将严重威胁人民生命财产安全。
(一)隧道施工地质的复杂性
在隧道施工中，施工环境和工程地质十分复杂，其变动性较大。在水利特别是在市政隧道施工的过程中会出现大量的水活动情况很
多不可控因素，这对于隧道施工会带来很多技术上的困难。城市中建设地铁，其发展情况从某种程度上会由于某些特定情况的限制会给勘察工作带来一定的困难，使得勘察数据与实际情况有所出入。 (二)建筑物结构复杂
在地铁隧道的周围，建筑物结构十分复杂，相关部门也不能提供精确的资料，这样会增加施工的不确定性。
(三)施工准备工作不足
在隧道施工前期没有做好相应的准备工作，这样会加大风险发生概率。
(四)隧道施工安全机制还需要改进
隧道施工的安全管理机制还不够成熟。
(五)缺乏相应的专业施工人员
在很多隧道施工中都会聘请普通务工人员，这些工作人员缺乏专业培训，无论是在理论知识上还是实践经验上都存在着不足，在人员管理上也存在着一定的缺陷。
二、盾构施工风险
(一)地表沉降
地表沉降一般容易出现在软土或沙层地质。如果地表是交通道路，因地表的沉降会引起交通中断，如果地面为建筑物则会引起建筑物的不均匀沉降，其危害性将会更大。
(1)掘进过程中出土量原因。一般情况下，掘进一环的出土量是固定不变的。但是根据地层的不同其松散系数是不一样的。如果在掘进过程中出现超挖而出土过量，必定会引起地表的不同程度的沉降。
(2)衬砌环背后注浆量原因。衬砌环壁后进行同步注浆一般对地表的沉降控制，有很好的效果，但是因掘进时出土量过大而且注浆量不够，地表的沉降就不能得到及时有效的控制。反之，如果注浆量过大也会引起地表的隆起。自从 1959 年西安市首次在测量中发现地表以约 3mm/a 沉降速率沉降开始，到 1978年，伴随着改革开发，个城市掀起了城市建设的热潮，西安沉降速度加快，最大沉降速率达到了20~90mm/a，截至 1995年，已超过200km2的地面沉降量大于100mm，并且还在不断的增大。最大沉降量905~2322mm不等。上述沉降槽均分布最为严重地区发生在南郊、东南郊、东郊，由于建筑物密集，不断抽取地下水所致，先后出现了小寨、李家村、金花南路、观音庙、西北大学、胡家庙和辛家庙等七个较大的沉降槽，地裂缝下降盘上呈椭圆形，长轴呈NE向，与地裂缝走向很相近。根据沉降槽的研究分析，沉降槽与地表所在的深层承压水位降落的漏斗范围基本一致，并且地面沉降中心与承压水位的降落漏斗中心相吻合，所以可知，
地面沉降的主要原因在于城市过量开采深层地下水所致。
(二)盾构出洞段轴线偏离设计
盾构出洞推进段的推进轴线上浮，偏离隧道设计轴线较大，待推进一段距离后盾构推进轴线才能控制在隧道轴线的偏差范围内。
(1)洞口土体加固强度太高，使盾构推进的推力提高。而盾构刚出洞时，开始几环的后盾管片是开口环，后盾支撑是在盾构机正常工作的时候,盾构后靠力和支撑不足以抵抗盾构所产生后坐力的时候,
会导致盾构支撑系统破坏,甚至会影响隧道结构的稳定性。所以,在盾构施工的过程中后靠支撑应该有足够的支撑力、稳定性、强度,并且在隧道推进的过程中要选择合理的推力,来保证靠系统受力均匀。而上部后盾支撑还未安装好，千斤顶无法使用，推力集中在下部，使盾构产生一个向上的力矩，盾构姿态产生向上的趋势。
(2)盾构正面平衡压力设定过高导致引起盾构正面土体拱起变形，引起盾构轴线上浮。
(3)未及时安装上部的后盾支撑，使上半部分的千斤顶无法使用，将导致盾构沿着向上的趋势偏离轴线。
(4)盾构机械系统故障造成上部千斤顶的顶力不足。
(三)管片裂缝
(1)管片生产过程发生裂缝
(2)管片模具精度偏差，引起管片环面不平整，千斤顶推力过大，引起新装的管片与隧道掘进反方向的纵向出现裂纹，常常出现于拼装的倒数第二环K块对应的位置。
(3)管片拼装前，盾尾清理不干净，使得管片环缝加有泥砂，从而造成整环管片的环面不平整，盾构掘进时因其不均匀受力而产生裂纹；拼装过程中环面不够平整，导致已拼管片受力不均匀产生裂纹；
(4)盾构在硬岩段或不均匀地层中掘进，因推力过大或推力不均匀导致管片出现裂纹；
(5)管片补浆时，压力控制过高导致管片开裂；
(6)姿态较难控制时，过于纠偏使得盾尾间隙过小或推力不均匀导致管片开裂。
(四)障碍物问题
在砂卵石地层或其他土层中常常存在大粒径漂石，其空间分布具有较大的随机性，很难找到规律，不易被钻探发现，故给盾构施工造成极大困难。对施工和设备的影响主要表现在刀具磨损严重、刀座变形、刀具更换困难；刀盘磨耗导致刀盘强度和刚度降低，引起刀盘变形；刀盘受力不均匀导致主轴承受损或主轴承密封被破坏；刀盘堵塞，盾构机负载加大等，更有甚者是大漂石无法破碎，致使盾构掘进受阻或偏离线路。
三、防范风险的有效措施
(一)关于盾构进出洞施工风险的方法措施
通过对我国盾构施工法使用情况以及相关事故的统计数据和研
究结果的调查和研究我们发现，对于在盾构进出洞的过程中，其所要面对的最主要的风险就是洞口的土体稳定。因此，要想有限的避免盾构进出洞过程中出现施工事故，就必须要做好以下几方面工作：首先，要加强对盾构进出洞周围的地质、地层条件的研究，要确保盾构进出洞周围的加固地层长度大于盾构机自身的长度，如果土体开挖面的稳定性较差或者出现影响土体开挖面稳定性的因素，那么施工人员必须要及时的采取有效地措施进行加固，增强土体开挖面的稳定性。常见的加固措施是旋喷桩外加降水加固法。
其次，在打开洞口之前，要安排专人对地层加固效果进行二次检查，只有确保地层加固效果符合相关的施工标准之后，才能够始发。在初始阶段，要防止盾构机因自身受到的推力较小且地层硬度较低等因素出现机器叩头现象。此外，要加强对掘金掘进速度的控制，因为盾构与地层之间并没有摩擦力。所以，如果盾构的掘进速度不宜过快，否则容易造成密封橡胶帘布施工缝隙封堵不及时，地面沉降无法有效控制，严重时就会使盾构机发生侧翻。因此，必须要加强对盾构掘进速度的控制。
(二)避免开挖面出现失稳情况的有效措施
对于有轻微承压水的地段来说，如果土压力的设置不符合实际情况，就会很容易引起开挖面失稳或者流砂等现象，严重时还能够对地面安全早场造成一定的影响。因此，在地铁工程建设的过程中，必须要行之有效的措施来防止开挖面出现失稳、流砂等现象：
首先，在正式开始掘进之前，必须要开展针对采取施工区间的地层渣土进行改良实验，并且要确保所取得实验结果真实可靠，只有这样才能够在第一时间内获得第一手合理的参数，也只有做好这一步工作，才能够使开挖出的渣土具有一定的止水性和易性、流动性并且能够确保渣土充满压力舱。其次，必须要加强对土仓压力的控制，只有控制好土仓的压力，才能够有效地避免开挖面出现失稳或流砂现象。第三，在推进的过程中，要针对实际情况的，合理的调控推进的速度与渣土的排土量，要确保排土量能够与开挖量保持平衡。
(三)防沉降的有效措施
在开展地铁工程建设的过程中，不可避免的会对周围的土体产生一定的影响，甚至是引起隧道周围的地表发生一定的变形或出现位移等情况。在这样的情况之下，如果曾经发生过较为严重的沉降情况，势必会对隧道周围的地面设施、道路等产生影响，。因此，在进行盾构施工的过程中，我们必须要加强对地表情况的检测，并要针对具体施工情况和隧道周围的实际情况制定行之有效的防沉降措施：首先，在盾构进行掘进的时候，施工单位必须要安排专业人员检测周边的管线、道路以及建筑物的情况，并要及时的对检测数据进行分析和处理，要做到在第一时间反馈监测数据，分析数据，对异常数据情况加强监测和分析，只有这样才能够及时的发现问题调整盾构的掘进参数，全面实现信息化施工。其次，如果掘进的过程中发生沉陷或沉降等情况，施工单位和相关部门必须要指派专业人员对其进行巡视，启动相关应急预案，即时处理。同时要做好对周围建筑物沉降情况的记录工作。第三，要做好同步注浆与二次注浆工作。对于盾尾的建筑空隙和因浆液收缩而产生的空隙来说，我们必须要通过同步注浆与二次注浆来对其进行填充，在填充的过程中，施工人员必须要控制好注浆的压力与注浆量，只有这样才能够将空隙填充完整且不会出现土体变形情况。此外，如果沉降的情况较为严重，那么施工单位则应立即可以在发生沉降的区域内使用钻机进行地表注浆加固工作，这样能够有效的提高地基强度，避免沉降进一步扩大。必要时对危险建筑物提前加固处理。
结语
盾构施工中的风险点分布面广、跨度大且数目多，有时候因为个别小风险的叠加，就可能使施工单位蒙受巨大的损失，因此在开工前，施工单位要结合现场施工条件合理预测各道分析每个工序可能存在
的风险点，制定相应的操作规范、管理制度和各项应急预案，在施工中做到有的放矢，同时认真总结经验教训，将盾构施工过程的风险控制在一定范围内。
参考文献
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科技大学，2009.
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学会.地下工程建设与环境和谐发展——第四届中国国际隧道工程研讨会文集[C].中国土木工程学会:，2009:10.
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第一章盾构施工质量控制要点 1.1 盾构掘进施工 1.1.1 盾构设备制造质量，必须符合设计要求，整机总装调试合格，经现场试掘进50?100m距离合格后方可正式验收。 1.1.2 盾构组装时的各项技术指标应达到总装时的精度标准，配套系统应符合规定，组装完毕经检查合格后方可使用，盾构使用应经常检查、维修和保养。 1.1.3 盾构掘进施工必须严格控制排土量、盾构姿态和地层变形。 1.1.4 盾构进出洞时应视地质和现场以及盾构形式等条件对工作井洞内外的一定范围内的地层进行必要的地基加固，并对洞圈间隙采取密封措施，确保盾构的施工安全。 1.1.5 在盾构推进施工中应及时进行各项中间隐蔽工程的验收，并填写下列记录： （1 ）竖井井位坐标； （2）竖井预留的洞圈制作精度和就位后标高、坐标； （3）预制管片的钢模质量； （4）盾构推进施工的各类报表； （5）内衬施工前，应对模板、预埋件等进行检查验收。 1.1.6 盾构机进出竖井洞前，必须对洞口土体进行加固处理，以防止洞门打开时土体和地下水涌入竖井内引起地面坍陷和危及盾构施工。
1.1.7 隧道洞口土体加固方法、范围和封门形式应根据地质、洞口尺寸、覆土厚度和地面环境等条件确定。 1.1.8 检查盾构始发的准备工作，测量盾构机始发的姿态（盾构机垂直姿态略高于设计轴线0~30mm防止“栽头”），检查盾构机防滚转措施及负环管片、始发台的稳定性；检查反力架刚度。最后一层钢筋的割除，应自下而上进行才比较安全。 1.1.9 盾构工作竖井地面上应设防雨棚，井口应设防淹墙和安全栏杆。 1.1.10 在盾构推进过程中应控制盾构轴线与设计轴线的偏离值，使之在允许范围内。 1.1.11 盾构中途停顿较长时，开挖面及盾尾采取防止土体流失的措施。 1.1.12 盾构掘进临近工作竖井一定距离时应控制其出土量并加强线 路中线及高程测量。距封门500mn左右时停止前进，拆除封门后应连续掘进并拼装管片。 1.1.13 盾构掘进速度，应与地表控制的隆陷值、进出土量、正面土压平衡调整值及同步注浆等相协调，如盾构停歇时间较长时，必须及时封闭正面土体。 1.1.14 盾构机到达检查进站的准备工作，测量盾构机接收架位置和 盾构机姿态（盾构机垂直姿态略高于设计轴线0~ 30mm防止“栽头”）, 确保两个姿态一致（接收架垂直姿态要略低于盾构姿态，以使盾构顺利爬上接收架）；检查接收台的固定牢靠，防止盾构在推力作用下发生位移；检查进站前约10 环的管片是否对纵向进行加强连接，防止盾构在推力下降时发生管片“松脱” 渗水和减轻盾构姿态发生突变时的管片错台、破损。盾构机应慢速进站，直到盾构安全上到托架。 1.1.15 盾构掘进中遇有下列情况之时，应停止掘进，分析原因并采取措施：
盾构隧道施工方法及技术措施 § 1端头加固 1.1 端头加固概述 盾构进出洞门外土体为软弱含水的土层，盾构机在进出洞时，工作面将处于开放状态，这种开放状态将持续较长时间。若不提前加固处理，地下水、涌水等就会进入工作井，就会导致软弱地层不稳定，严重情况下会引起洞门塌方。为确保施工安全及盾构机顺利始发及出洞，必须对洞门外土体进行加固处理。 本标段盾构始发及到达共有4个端头需要加固，具体加固方法见表8-1-1 1.1.1加固的原则 （1）根据隧道埋深及盾构隧道穿越地层情况，确定加固方法和范围。 （2）在充分考虑洞门破除时间和方法的基础上，选择合适的加固方法和范围, 确保洞门破除和盾构机进、出洞的安全。 1.1.2加固要求 根据始发及到达端头地层性质及地面条件，选择加固方法，加固后的土体应有良 好的自立性，密封性、均质性，采用搅拌桩加固的土体无侧限抗压强度不小于0.8MPa, 8 渗透系数k < 1 x 10- cm/sec。 （2）渗透系数v 1.0 x 10-5cm/s。 1.2 端头的施工 1.2.1施工原理 旋喷法施工是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切
削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀，具有一定强度的桩体，从而使地层得到加固。 1.2.2机械设备 旋喷法施工主要机具设备包括：高压泵、泥浆泵、钻机、浆液搅拌器、空压机、旋喷管和高压胶管等；辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门、接头安全设施等。浆液搅拌采用污水泵自循环式的搅拌罐，钻机采用XY-100型振动钻机，空压机采用SA-5150W空压机，参数为20mVmin。 1.2.3材料要求 旋喷使用的水泥应采用新鲜无结块42.5R普通硅酸盐水泥，浆液水灰比为1:1。稠度要适合，水泥掺入量250kg/m,粘土粉50kg/m,为消除离析，加入0.9 %的碱。浆液宜在旋喷前lh以内配制，使用时滤去〉0.5mm的颗粒，以免堵塞管路和喷嘴。 1.3 端头地层加固施工工艺 1.3.1三轴搅拌桩施工工序 ①定位 三轴搅拌机开行到指定桩位，对中。当地面起伏不平，应注意调整机架的垂直度；搅拌桩的桩位偏差不得大于50mm垂直度不得大于1.5%。 ②制备水泥浆 在搅拌机定位的同时即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，水泥浆的搅拌采用二次搅拌方式，灰浆拌和时间不少于2mi n，保证拌和均匀，不发生沉淀，放置水泥浆的时间不超过2个小时，搅拌好的水泥浆须在一个小时内用完。外渗剂可根据工程需要选用具有早强、缓凝、减水、节省水泥等性能的材料，为增强流动性可掺入水泥重量0.20%?0.25%的木质磺酸钙，1%勺硫酸钠和2%勺石膏，但应避免污染环境。 ③预搅下沉 检查无误后开动搅拌机，以正循环方式钻进，为避免搅拌过程中喷浆口的堵塞，边喷射水泥浆边搅拌下沉，下沉速度控制在0.8m/min。 ④喷浆搅拌提升 为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30 秒，进行磨桩端，然后以反循环方式提升，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30s，提升速度要保持均匀，控制在0.5m/min。
第一章编制依据 1、广州市轨道交通六号线盾构7标段【天平架～燕塘～天河客运站】盾构区间土建施工项目招标文件、招标图纸、地质勘查报告、补遗书及投标文件。 2、广州市轨道交通六号线盾构7标段【天平架～燕塘～天河客运站】盾构区间土建工程承包合同。 3、广州市轨道交通六号线盾构7标段补充地质勘测资料、管线调查及现场调查资料。 4、广州市轨道交通六号线盾构7标段施工设计图纸。 5、国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准，以及广州地区在安全文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定。 6、我公司在广州地铁建设中的成功的施工经验和研究成果及现有的施工管理水平、技术水平、科研水平、机械设备能力。 第二章工程概况 一、始发端头工程地质、水文概况 ㈠工程地质 根据《广州市轨道交通线网岩土工程勘察总体技术要求》的地铁沿线岩土分层系统和沿线岩土层的成因类型和性质、风化状态等，本基坑内各岩土分层及其特征如下： <1>人工填土层（Q4ml） 主要为杂填土和素填土，颜色较杂，主要为褐黄色、灰色、灰褐色、褐红色等，素填土组成物主要为人工堆填的粉质粘土、中粗砂、碎石等，杂填土则含有砖块、砼块等建筑垃圾或生活垃圾，大部分稍压实～欠压实，稍湿～湿。本层标贯击数6～18击，平均击数11击。 <4-2>河湖相沉积土层（Q3+4al） 呈深灰色、灰黑色，主要为淤泥及淤泥质土组成，组成物主要为粘粒，含有机质、朽木，饱和，流塑状，局部夹薄层细砂。标贯实测击数1～2击，平均击数为1.5击。 <5H-2>硬塑～坚硬状花岗岩残积土层 黄褐色、红褐色、灰白色、灰褐色、黑褐色等色，组织结构已全部破坏，矿物成分除石英外大部分已风化成土状，较多细片状黑云母，以粉粘粒为主，含较多中粗砂、砾石。残积土遇水易软化崩解。主要为砾质粘性土、砂质粘性土、粘性土，呈硬塑～坚硬状。
地铁盾构施工技术试题 （含选择题80道，填空题25道，简答题10道） 一、选择题：（共80题） 1、刚性挡土墙在外力作用下向填土一侧移动，使墙后土体向上挤出隆起, 则作用在墙上的水平压力称为（）。 A. 水平推力 B.主动土压力C .被动土压力 2、混凝土配合比设计要经过四个步骤，其中在施工配合比设计阶段进行 配合比调整并提出施工配合比的依据是（）。 A.实测砂石含水率 B .配制强度和设计强度间关系 C.施工条件差异和变化及材料质量的可能波动 3、盾构掘进控制“四要素”是指（）。 A .始发控制、初始掘进控制、正常掘进控制、到达控制 B .开挖控制、一次衬砌控制、线形控制、注浆控制 C.安全控制、质量控制、进度控制、成本控制 4、盾构施工中，（）保持正面土体稳定 A .可 B .易C.必须 5、土压平衡盾构施工时，控制开挖面变形的主要措施是控制：（） A .出土量 B .土仓压力 C .泥水压力 6、开挖面稳定与土压的变形之间的关系，正确的描述是：（） A .土压变动大，开挖面易稳定
B .土压变动小，开挖面易稳定 C. 土压变动小，开挖面不稳定 7、土压平衡式盾构排土量控制我国目前多采用（）方法 A.重量控制 B.容积控制 C.监测运土车 8、隧道管片中不包含（）管片 A. A型 B. B型C . C型 9、拼装隧道管片时，盾构千斤顶应（） A .同时全部缩回 B .先缩回上半部C.随管片拼装分别缩回 10、向隧道管片与洞体之间间隙注浆的主要目的是（） A .抑制隧道周边地层松弛，防止地层变形 B .使管片环及早安定，千斤顶推力能平滑地向地层传递 C.使作用于管片的土压力均匀，减小管片应力和管片变形，盾构的方 向容易控制 11、多采用后方注浆方式的场合是：（） A .盾构直径大的 B .在砂石土中掘进 C.在自稳性好的软岩中掘进 12、当二次注浆是以（）为目的，多采用化学浆液。 A .补足一次注浆未填充的部分 B .填充由浆液收缩引起的空隙
盾构施工质量控制要点 一、盾构法隧道施工质量控制要点 （一）审查盾构施工总体方案，需重点注意的内容 1.施工场地总平面布置图； 2.盾构推进方案（始发、掘进、到站或掉头）； 3.盾构推进计划； 4.管片的质量控制； 5.施工测量方案、沉降监测方案； 6.同步注浆和二次补浆的质量控制； 7.盾构设备性能参数及操作方法； 8.出土方案和弃土安排； 9.端头和联络通道地层加固方案； 10.建筑物、管线等调查及保护方案； 11.补充地质勘探方案； 12.洞门密封及处理方案； 13.盾构设备组装调试； （二）进场设备检查 应对进入施工现场的各种设备进行检查，包括注浆设备、起吊设备、管片运输设备、管片防雨设施、给排水系统、供电设备等。在盾构始发井前，这些设备应处于可正常工作的状态。 （三）控制测量复核 盾构施工前，应对所使用的水准点和控制点进行复核，确认
没问题后才可使用。 （四）临时管片安装和盾构设备推进前的检查 应对以下方面进行检查，确认没问题后，才可以开始安装临时管片和进行盾构设备推进。 1.盾构设备定位； 2.反力架安装； 3.洞口橡胶密封条和端墙凿除； 4.临时管片固定方式； 5.盾构设备操作方式； 6.同步注浆和二次补浆方式； 7.垂直运输和水平运输设备及其运输方法； （五）盾构设备掘进与管片拼装检查 1.在盾构设备推进前，承包商应提交详细的施工进度安排 报监理和业主批准； 2.监理应通过承包商提供的施工进度报表和现场检查来判 断盾构设备的掘进与管片拼装的情况，出现异常情况时 须及时分析原因，必要时采取相应措施； （六）进场管片检查 1.要求承包商在管片安装之前，必须有专人对以下内容进 行检查，并填写检查表（检查表应有承包商提交给监理 备案）：（1）管片表面损坏情况；（2）管片生产日期；（3） 管片类型编号；（4）止水带封条的粘贴（位置和牢固性）；
复杂地层盾构施工技术研究 【摘要】在分析工程重难点的基础上,对包括盾构机选型和刀具配置等盾构机主要技术参数进行较深入的探讨。同时,对掘进模式的优选、掘进参数、盾构机姿态的控制和同步注浆参数的设定等方面的技术措施进行了研究,总结出了一套较为成熟的施工技术方法。 【关键词】隧道;冲洪积扇地层;盾构掘进 北京地铁4号线北宫门-龙背村调出井盾构区间所处地质条件比较特殊,穿越永定河冲洪积扇,并受到西北玉泉山和香山等山脉的影响,且局部穿越出露的极硬岩,具有山前冲洪积扇地层的复合特性,施工难度大, 施工技术要求高。对包括盾构机选型和刀具配置等盾构机主要技术参数进行较深入的探讨以及对掘进模式的优选、掘进参数、盾构机姿态的控制和同步注浆参数的设定等方面的技术措施进行了研究,总结出了一套较为成熟的施工技术。 1、工程概况和施工重难点 1.1 工程概况 北京地铁4号线北(宫门)-龙(背村调出井)盾构区间长523.294 m,根据地勘资料,区间穿越第四纪全新世冲洪积层、第四纪晚更新世冲洪积层,局部穿越二迭系红庙岭组。第四纪冲洪积层主要以粉土、粉质黏土、粉细砂、卵石圆砾层为主;二迭系红庙岭组主要以强~中风化砾岩、微风化砾岩、微风化砂岩、强~中风化砾岩为主。 根据详勘和补充勘探报告显示,北-龙区间大约有190m左右的全断面岩石,该段岩石为微风化砾岩和强风化砂岩,单轴抗压强度最大76.8 MPa。其余地层主要为粉质黏土、粉土、中粗砂以及全断面的砂卵石层,有较为严重的软硬不均地层出露,具有山前地区的典型特点。钻孔中实测两层地下水,第一层为潜水,第二层为层间潜水。由于本段地下水不具有承压性,总体上对盾构施工没有太大影响,但是盾构施工对含水的砂层产生一些不利因素,尤其是盾构开挖面上部的砂层容易受到扰动而引起局部坍塌(图1)。 1.2 工程重难点 由于本工程为山前冲洪积扇地形,地质复杂多变,盾构机在复合地层中掘进需要根据不同的地层情况频繁转换盾构机的掘进模式、掘进参数和注浆参数,同时也要及时调整添加材料的种类和数量。在岩石地层中掘进,刀具磨损较为严重,导致换刀频率增加,增加了停机时间,对施工工期将产生较大影响。在上软下硬地层中掘进,如何保证掌子面稳定,以及快速安全的通过是本工程的难点。 2、盾构机主要技术参数 2.1 盾构机选型
盾构始发技术交底
盾构始发技术交底B3.12
20°，标准块管片3块(分别为B1、B2、B3)圆心角为67.5°，邻接块管片左右各一块（分别为L1、L2），圆心角为68.75°，纵向接头为16处，按22.5°等角度布置；联络通道处区间隧道采用钢管片和钢筋混凝土管片组成的复合型管片环。 管片环缝和纵缝均采用5.8级或6.8级M30“U型”螺栓连接，环向管片间设2个单排螺栓，纵向设16个螺栓，管片中心处设一个吊装孔，兼作二次注浆孔。管片环纵缝采用三元乙丙橡胶密封条止水，管片与周围土体间隙采用同步注浆填充。 1.2工程地质 奥体中心站～河海大学站区间隧道主要穿越的地层为：⑤1粉砂夹粉土层、⑤2粉砂层、⑤3粉砂夹粉土层、⑥2粉质粘土层、⑥3粉质粘土层。盾构始发涉及地层主要为⑤1粉砂夹粉土层、⑤2粉砂层。 奥体中心站北端头井地质剖面图 1.3周边建构筑物 始发车站周边建筑物概况 本工程两段区间分别从奥体中心站南、北端头井始发，车站位于常州中心城区晋陵北路与龙锦路交叉口处，跨龙锦路沿南北向敷设于晋陵北路下方。其车站北侧有常发豪庭花园、华美达国际酒店，距离车站北端头井分别为45.52m、28.42m；南侧有及欧迪办公楼、常州市新北区实验中学，距离车站南端头井分别为26.75m、21.33m。区间盾构始发对四座建（构）筑物基本无影响。
奥体中心站临近建构物情况表 序号建筑物名称层数建筑物情况 1 豪庭花园19层位于车站西北侧，距离车站北端头井约45.52m。 2 欧迪办公楼4层欧迪办公楼：独立承台基础，基础底埋深2.5m。位于车站东南侧，距离车站西端头井约26.75m 3 华美达国际酒店18层华美达酒店：基础为Φ500PHC管桩，桩长8.5m，桩底标高-9.3～12.0m。位于车站东北侧，距离车站端头井约28.42m 4 新北区实验中学 图书馆 4层 新北区实验中学：独立承台基础，基础底埋深1.5～2.5m，部分区域采 用Φ500粉喷桩进行加固。位于车站西南侧，距离车站主体基坑约 21.33m 奥体中心站与建构（筑）物位置概况图 1.4始发段地下管线情况 奥体中心站北端头井始发段管线统计表 序号管线直径(mm) 管线走向管线埋设位置备注 1 给水管DN500 沿晋陵北路方向车站北面沿晋陵北路布置，埋深约0.5米，距离区间隧道约10.0米 2 雨水管d600 北端头井北侧横 跨晋陵北路 车站北端头井盾构始发段，埋深约2.4米，距离 车站北端头井26米～30米 3 污水管 d500/d1600 沿常发国际豪庭 围墙敷设 车站北风井旁，埋深约2.0米/5.0米，距离始发 段隧道最小净距13.0米，距离车站北端头井22.7 米 4 通讯管 8Φ110 L40 北端头井北侧横 跨晋陵北路 车站北端头井盾构始发段，埋深约1.0米，距离 车站北端头井23米～24米 5 电力管 2Φ200MPP L43 北端头井北侧横 跨晋陵北路 车站北端头井盾构始发段，埋深约1.0米，距离 车站北端头井约17.0米 6 电力管 2Φ200MPP L43 西侧沿晋陵北路 方向 车站西面沿晋陵北路布置，埋深约1.0米，距离 区间隧道约7.4米 7 燃气管中压B 钢管 DN400 东侧沿晋陵北路 方向 车站东面沿晋陵北路布置，埋深约2.3米，距离 区间隧道约10.8米 2、盾构始发地基加固 为保证盾构始发、破除端头围护结构时隧道端头土体的自稳和防水要求，需在盾构始
2.7 盾构法隧道工程防水施工工艺标准 2.7.1 总则 2.7.1.1 适用范围 本标准适用在软土和软岩中采用盾构掘进和拼装钢筋混凝土管片方法修建的区间隧道结构防水施工。 2.7.1.2 编制参考标准及规范 （1）《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002 （2）《地下工程防水技术规范》GB 50108-2001 （3）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2001 2.7.2 术语、符号 2.7.2.1 术语 （1）盾构法：采用盾构掘进机进行开挖，钢筋混凝土管片、复合式管片、砌块、现浇混凝土等作为衬砌支护的隧道暗挖施工法。 2.7.3 基本规定 2.7. 3.1 地下工程的防水等级分为4 级，各级标准应符合《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002 3.0.1 条的规定。 2.7. 3.2 地下工程的防水设防的要求，应按《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002表3.0.2-2 的规定选用。 2.7. 3.3 不同防水等级盾构隧道的衬砌防水措施应符合表2.7.3.3 规定: 不同防水等级盾构隧道的衬砌防水措施表2.7.3.3 2.7. 3.4 管片防水涂层必须由相应资质的专业防水队伍进行施工。 2.7. 3.5 管片外防水涂层和管片接缝所使用的防水材料，应有产品合格证和性能检测报告，材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求；不合格的材料不得在工程中使用。 2.7.4 施工准备 2.7.4.1 技术准备 (1)施工单位应认真学习图纸，并进行图纸自审、会审工作，以便理解盾构施工中防水工程的施工要点。 (2)依据工程总施工组织设计的原则，编制防水工程施工方案，明确工艺流程，指导施工。 (3)根据穿越土层的工程水文地质特点辅以以下相应技术措施： 1)疏于掘进土层中地下水的措施；
1.1管片质量保证措施 （1）管片生产质量保证措施 1）严格控制管片模具的精度，按照精度要求对管片钢模定期进行检查和校正。 2）要求混凝土所使用的原材必须符合设计及施工规范的要求，应有出厂合格证和相应的试验报告。 3）严格审查管片生产工艺和质量保证措施,认真做好过程控制。指派专门的管片质量检查人员每周不定期去构件厂检查管片生产过程的质量、原材料及生产工艺的控制情况，要求构件厂提供从原材、生产及试验的所有资料，并结合检查记录分析等形成质量周报，并报业主及监理等单位。 4）要严格做好出厂检验及现场的验收工作，事先制定出厂检查及现场质量验收标准。 5）事先计划好现场管片的存放、运输及拼装作业。要有管片的使用计划。 （2）管片拼装质量保证措施 1）选取管片时要多方面考虑，选取管片时也要本着“勤纠偏、小纠偏”的原则进行，以减小片拼装时的错台。 2）确保质量合格、管片类型符合工程师指令的管片才准进洞。 3）严格按指定的拼装工艺进行拼装。 4）拼装过程中经尺量管片错台符合拼装要求后，再将管片就位。 （3）管片衬砌防水质量保证措施 1）确保管片的自身防水符合设计要求，并对管片弹性密封垫入洞前进行严格的验收。 2）严格控制拼装工艺，提高管片拼装的质量。 3）在管片拼装前先于弹性密封垫上涂抹润滑剂，以减少弹性密封垫在拼装中出现的错位。 4）安装管片螺栓接头前检验止水垫圈完整方可安装螺栓。 5）盾构掘进时盾尾空隙注浆要严格控制配比，以形成稳定均匀的管片防水层。
（1）盾构施工轴线控制措施 1）所使用盾构机须装备有高度现代化的自动实时监控测量指引系统。 2）在盾构隧道施工之前，要严格按要求建立起一套严密的人工测量和自动测量控制系统，根据自动的精度和工程的精度要求决定人工控制测量和复核的内容及频率。 3）认真做好盾构机的操作控制，按“勤纠偏、小纠偏”的原则，通过严格的计算，合理选择和控制各千斤顶的行程量，从而使盾构和隧道轴线在容许偏差范围内，切不可纠偏幅度过大，以控制隧道平面与高程偏差而引起的隧道轴线折角变化不超过0.4%。 4）合理使用超挖刀和铰接千斤顶来控制盾构机轴线，从而实现对隧道轴线的线形控制。 5）管片的类型和拼装方式的控制，依据隧道中线和设计中线以及盾构机和管片的关系，通过计算修正曲线来确定管片的类型和超前量。 （2）盾构施工沉降控制措施 认真进行现场环境条件的调查，并结合线路的走向做好地面的监测工作。准备进行的与沉降有关的监测项目有：地表沉降监测、地面建（构）筑物变形监测、地下管线变形监测、河底沉降监测、隧道收敛监测。 1）监测点的观测频率、范围与数据处理 2）盾尾注浆压力和注浆量是直接影响地面沉降的关键因素，在施工中要严格按规定程序和下达的施工指令进行注浆操作，精确控制注浆压力和注浆量。 3）严格控制盾构机的姿态 在盾构掘进施工过程中，盾构姿态变幅越大，盾构机越难控制，对地面沉降的影响也越大，要坚持“勤监测、勤纠偏、小纠偏”的原则，尽量实现盾构的平缓推进；严禁一次性大幅度纠偏，造成过大超挖和对周围土层的扰动。每次盾构机的纠偏量应不超过3cm（0.5%D）。 1.3联络通道施工质量保证措施 （1）测量放线准确，从地面引测后，尽早从隧道内进行检测。 （2）衬砌之间的防水板接缝严密，焊钢筋时设隔垫板保护。
浅谈小曲线半径盾构施工难点 [摘要]通过对小曲线半径盾构施工技术的研究，使盾构机能从软土到硬岩等各类不同地质条件下实现小曲率半径的急转弯施工，有效拓展盾构施工技术，丰富盾构隧道的线型设计与选用。 【关键字】盾构；小曲线；半径 1.引言 小曲率半径的盾构施工技术涵盖盾构机选型、管片设计、测量控制、盾构机的姿态与线型控制、管片配置与选用、管片姿态控制、管片保护、铰接装置与盾构千斤顶的组合选用、注浆控制技术、刀具超挖量的控制技术、掘进参数的选用与控制等一系列技术措施的有效组合。 2.施工难点 2.1盾构推力设定 一般情况下的纠偏和大曲率半径施工时，通常是采用千斤顶的偏选来使盾构机转弯或纠偏的，但对于急转弯段来说，千斤顶的过分偏选，将造成两个问题：①每个千斤顶能提供的推力约120t，若选用的千斤顶太少，无法提供盾构掘进所需的推力；②管片受力过于集中，会对管片产生破坏。 2.2防止盾构机被卡 盾构机在岩层中转弯，需要的超挖量是多少，如何保证开挖直径，必须预先计算清楚，并制定好相关措施，使盾构机在岩层中能顺利沿计划曲线转弯。如若盾构机在岩层中被卡住，将使盾构机的推力变得很大，甚至无法掘进。 2.3如何使盾构机在软弱地层中转弯 盾构机是一个刚体，在软土地层中掘进时，容易出现隧道整体平移现象，这使得盾构机在软弱土层中掘进时，须预先制定好相关措施，使盾构机能顺利沿计划曲线转弯。若盾构机在软弱土层中无法转弯，将使盾构机远离计划曲线，施工失败。 2.4盾构管片的破损问题 盾构机的推进是依靠管片提供推进反力，在一个循环过程中，特别在小半径曲线段上掘进时，盾构机的姿态变化较大，这就在推进油缸靴板与管片之间产生一个微小的侧向滑移量，导致管片局部受力过大而产生裂纹或崩裂。管片向外侧扭曲挤压地层，使地层和管片结构均受到复杂的影响，极易造成盾构与管片之间
浅谈盾构法在隧道施工中的应用 随着科学技术的发展，交通运输业也在不断发展。除大量公路施工外，地铁等隧道施工也逐渐增多。盾构法是隧道工程中一种重要的施工方法。 标签：地铁隧道；盾构法；应用 随着地铁在沿海城市，如上海、杭州等地的发展，以及地质条件的特殊性，盾构法是应用最广泛的方法。目前，我国隧道断面的施工方法多为钻爆法开挖、盾构掘进，或是将各种施工方法相结合。 一、盾构技术 所谓盾构施工技术，是指采用盾构设备、盾构支护和质量保证隧道，为了防止隧道的侵入、塌陷、切割岩土等，在现场进行灌浆后安装。我国地铁隧道施工采用的主要方法是钻爆法。开挖和支护基本都是以人工操作为主，这种施工方法的优点是干扰少，但施工效率低，风险高，劳动强度高。盾构法施工有几个优点，地层适应性强，地下水水质运行良好，减少了环境污染，机械工程、工作效率高，合理控制地面沉降对建筑物的影响较小。为了解决地面沉降问题，地下管线和地面建筑物将受到一定程度的破坏。建筑工地更大，在一些交通繁忙的地方很难建造。在施工过程中，占地面积少的优点，对地面建筑的影响较小，施工工作比较安全，但施工过程很复杂，施工条件很差，而且有交叉作业。 二、盾构法的原理和施工程序 （1）传统技术最显著的特点是浅埋，通常在地表附近。在施工中，由于爆破或者下部开挖会引起地面明显的位移沉降，影响周围环境，所以施工中的支护、排水、注浆等要求较高，增加了具体施工难度。盾构法结合我国隧道施工的实际特点，充分重视地质水文条件。在施工中，盾构隧道施工要求在隧道的末端和起始处建造一个基坑或竖井，以便设备能够装配。当隧道太长时，还需要设置维修竖井。工作井的尺寸取决于屏蔽体的具体形状和尺寸。一般井的宽度需要超过盾构机的2米，便于盾构机的维护。井长需要满足盾构机的安装和拆卸要求，同时还需要考虑盾构机孔的进出。盾构法施工过程包括土层开挖、盾构机推进、衬砌拼装、背压灌浆。施工过程中必须确保这些程序及时地执行。 （2）盾构隧道施工以盾构作为施工工具。除开挖外，盾构隧道也能起到很强的支撑作用。屏蔽机的外形如钢管，能承受外界水和地层的较大压力。盾片主要由切割环、支撑环和盾尾三部分组成。常用的盾牌有圆形、椭圆形和半圆形。盾构法施工速度快，隧道开挖相对稳定，对周围环境影响较小，对建筑物影响较大。该方法适用于粘性土层、砂层、综合断层岩层、上软下硬地层的地质，在城市建设中具有很大的优势。盾构法施工一般在有水的情况下进行，适用于大跨度台站施工。因此，在我国隧道施工中得到了广泛的应用，并在地下车库和人行横道的施工中得到广泛的应用。
小半径曲线盾构始发和到达施工技术 摘要：为解决盾构在小半径曲线内始发、到达的难点和风险，文章以广佛线地铁某盾构标段盾构在320 m小半径曲线内始发和到达的施工为研究背景，对盾构在小半径曲线内盾构始发和到达施工的风险进行了系统研究，并提出了相应的控制措施、取得了较好的效果，为今后类似工程的施工提供了借鉴。 关键词：小半径曲线；盾构机；铰接；曲线始发；曲线到达 随着城市高速的发展，带引了地下轨道交通建设的飞速发展，但在城市轨道交通线路的选择上，由于受规划及建（构）筑物的制约，使得城市轨道交通的线形设计越来越复杂。不可避免的出现存在小半径曲线的规划线路。小半径曲线盾构法施工技术与常规盾构法施工技术相比存在一定的特殊性，施工难度大、风险大。因此，研究小半径曲线盾构法施工技术，针对盾构在小半径曲线始发、到达以及掘进过程中的风险，提出科学、合理的应对措施，可有效的避免盾构在小半径曲线内施工容易超限、管片容易出现错台、漏水等质量事故。相信对以后类似的小半径曲线盾构法施工具有一定的借鉴作用，可以很好地解决设计线型对盾构施工的影响。 1盾构机的选型 盾构机在曲线内始发或是到达掘进时，首先盾构机必须能够满足曲线内掘进的参数要求，也就是说所选用盾构机的最小转弯半径必须满足小于盾构始发或到达曲线的曲率半径，通常盾构机的最小转弯半径的大小取决于盾构机的长度、是否启用铰接、铰接的开启量等因素，盾构机选取尺寸尽量短。对盾构机选型还要验算盾构机的最小转弯半径，计算方法如下： Rmin=÷sin 式中：LA为盾构机前体长度，mm；LB为刀盘的厚度，mm；为铰接可开启最大值。 例如广佛线[桂~雷区间]320 m的小转弯半径始发和到达，本工程盾构机采用了日本三菱的泥水平衡盾构机，盾构机总长度（刀盘面至盾尾）为8 420 mm，盾构机筒体的直径为6 260 mm，刀盘的开挖直径为6 280.5 mm，盾构机前体（刀盘面到铰接中心）的长度为 5 028 mm，后体（铰接中心到盾尾）的长度为3 392 mm。盾构机具备中折装置，中折角度最大1.5 ̊，盾构机刀盘面到铰接中心的长度为5 028 mm。根据上面公式，可计算本工程所采用盾构机，在打开铰接后，其能转弯的最小转弯半径为160.81 mm，能满足区间曲线掘进的要求。 2管片的设计 曲线段隧道每掘进一环，管片端面与该处轴线的法线方向在平面上将产生一定的角度θ，为了更好的使得盾构机沿着计划曲线掘进，在管片选型时尽可能选
地铁施工技术及相关问题浅谈 地铁施工技术及相关问题浅谈 摘要：随着我国综合国力和经济建设的飞速增强，城市规模、人口流量不断增加，与之呈现的交通环境逐渐拥挤，而地铁就是新时代与时俱进出现的尤物，它有效地改善了交通环境，为人们的出行带来诸多方便。本文主要讲述地铁工程建设中的所用到的各种施工技术及其结构设计原则，从而能够促使读者总结出各种施工技术的综合应用或发明出更加优越的施工技术，以促进地铁施工技术的发展。 关键词：地铁施工、技术方法、问题 中图分类号： U231+.2文献标识码：A 文章编号： 引言：中国城市化的发展必然带动城市地铁的发展，城市地铁的出现和发展，又必然会引发新一轮的城市布局和技术革新。无论是从政治还是经济角度出发，都将给城市带来新的面貌和生机。目前，国内的地铁工程建设空前发展，将产生上万亿元的价值，因此很多企业集团争相在国内进行技术研发和垄断，以其雄厚的资金力量进军地铁工程建设，加快城市地铁的发展。同时，国外的城市地铁发展历史悠久，对国内的城市地铁发展有一定的引导和加速作用。 一、地铁各种施工技术 1、明挖法施工技术 1）放坡开挖技术：在工程地质及水文地质条件允许的情况下 ,可采用放坡开挖的施工技术。边坡坡度根据地质、基坑挖深及参照当地同类土体边坡稳定值确定。基坑的开挖尺寸要保证满足结构施工的需要 ,需要设排水沟、集水井的基坑 ,其开挖尺寸可适当加宽。基坑应自上而下分层、分段依次开挖 ,以防止掏底开挖发生事故 ,开挖应随挖随刷边坡。 2）基坑支护技术：基坑支护技术包括型钢支护技术、连续墙支护技术、混凝土灌注桩支护技术、土钉墙支护技术。型钢支护一般是使用打桩机或沉拔桩机打入或沉入工字钢或钢板桩，根据不同地区和地质条件设定桩距，桩间采用木背板、水泥土或钢丝网喷混凝土挡护。连续墙支护一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽设备，也有用多头钻和切削轮式成槽设备的。槽段
地铁施工盾构法的施工技术研究 引言 随着我国现代化建设进程的逐步加快，城市建设水平逐步提高，与之相对应的庞大的城市人群给城市交通带来巨大压力。为了缓解城市交通压力，保障人们出行正常，各级政府千方百计寻找新的交通解决方案。地下铁路就是其中重要一项内容。地铁以其低碳环保、高效便捷的优点有效缓解了大型城市人群出行交通困难的问题，广泛应用于世界各国大型都市中，已经成为城市现代化水平的一个重要标志。我国第一条地铁于上世纪70 年代初期在北京投入使用，至今已有四十多年。目前，各地大中城市都已经或正在实施地铁工程，地铁建设已经成为我国城市建设的一项重要组成部分，受到社会各界的普遍关注。由于地铁工程大部分工程都在地面以下，地下施工的特殊性给地铁项目工程建设带来很多与其它交通工程截然不同的特点和问题。作为地铁工程中的关键部分，隧道施工目前普遍使用盾构法进行施工。该技术相对成熟，其以盾构机为主要施工设备，在土层中实施迅速的挖掘作业。在盾构机外壳强大的支护作用和千斤顶等其它设备的配合下，盾构挖掘作业施工速度快，安全系数高，受到世界各地地铁工程建设单位的普遍欢迎，进而广泛应用于地下工程隧道挖掘施工中。我国地铁事业正处于高速发展阶段，加强盾构施工技术研究，深入把握盾构施工技术特点，对于改进我国地铁工程建设质量，提高施工水平，保障施工安全，降低工程 成本，促进地铁事业顺畅健康发展具有极为有利的促进作用。 1 地铁工程盾构施工技术的施工原理 盾构施工技术，顾名思义，其以盾构机为主要施工设备进行施工。盾构机具有坚强的盾构钢壳，可以为地下挖掘施工提供极为可靠的安全保障。在盾构机挖掘行进过程中，盾构机的尾部同步进行持续的注浆作业。注浆作业可以最大限度降低盾构机挖掘过程中对周围土层的扰动，从而保障隧道的稳定。盾构机由刀盘、压力舱、盾型钢壳、管片和注浆体等部分组成，各部分各有作用，又相互配合，协调运转，使得盾构机挖掘作业得以顺利实施。盾构机在土层中的挖掘作业实际上包括三方面内容，一是确保开挖面稳定，二是挖掘并排出土壤，三是进行补砌和注浆作业。 2 地铁工程盾构施工技术的施工特点 盾构施工技术属于较为先进的隧道挖掘技术，和传统地铁隧道施工技术相比，盾构施工技术在施工过程中具有如下特点：一是盾构施工大部分过程位于地下，对施工地点周边环境影响很小，非常适合建筑密集、人群活动频繁的城市环境施工。在采用盾构机进行地铁隧道施工时，施工活动位于地面以下，施工过程中产生的噪音非常微弱，对周围土层的振动也小，不必像其它工程施工那样需要线路沿线施工现场进行特殊的布置安排，对地面活动，特别是交通运输和周边环境影响微弱。二是施工精度要求高。地铁工程对于施工质量和工程安全可靠性有着很高的要求，为了达到这个目标，在工程施工时必须严格控制施工精度。在使用盾构机进行施工时，由于盾构机管片制作精度很高，从而保障了施工误差能够控制在一个极小的范围内。此外，盾构机发掘作业时，只能向前行进，无法做出后退动作，一旦施工过程中出现后退现象，必然会造成盾构装置受到严重损伤，从而产生不可预估的后果，严重影响工程进度和施工安全。为确保施工安全，在施工前期，施工人员一定要做好充分准备，防止任
浅谈盾构法地铁施工技术 发表时间：2019-01-09T16:44:42.837Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第30期作者：石燕平张大威 [导读] 近几年城市地下轨道交通蓬勃发展。地铁在城市轨道交通中越来越发挥着举足轻重的作用，其很好的承担了城市交通的任务。 中建八局轨道交通建设有限公司北京 100035 摘要：近几年城市地下轨道交通蓬勃发展。地铁在城市轨道交通中越来越发挥着举足轻重的作用，其很好的承担了城市交通的任务。本文的主要内容是介绍地铁施工中盾构法的施工技术，盾构法施工作为最近兴起的地铁施工方法，极大地加快了地铁施工进度、增强了复杂地质下施工安全系数。针对盾构法对地铁施工的影响，本文提出盾构法地铁施工的若干注意事项。 关键词：地铁施工；盾构法；施工工艺；注意事项 一、盾构法背景及国内外现状介绍 （一）研究背景 伴随着我国经济的高速发展，交通的拥堵化日益严重。这让本来有限的地上空间变得弥足珍贵。因此人们加速了对地下空间的利用。于是城市地下轨道交通出现在人们的视野。地铁作为城市轨道交通的主要形式，很好的承担了城市交通的任务。二十世纪中期，我国第一条地铁在北京开始修建，并于四年后开始运行，这也成为我国地铁运行的开端。 （二）国内外研究现状 九十世纪初期的盾构技术出现在欧洲等地，而这项技术的出现仅仅是由于部分需要横穿江河的轨道，这种隧道的修建对于盾构的运用只是在通过隧道时形成一个保护体起到保护江河的隧道的作用，来应对出现倒塌等类似严重情况。 20世纪80年代初，中国开始利用土压平衡盾构来修建上海地铁1号线和2号线，其后在二十世纪九十年代修建的陕西延安某线越江隧道施工中首次采用泥水加压式盾构。这是第一次使用泥水加压防护罩。此后，盾构施工技术开始在中国得到广泛应用，中等折叠装置和矩形盾构等新技术开始出现。 二、地铁盾构法施工原理 盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。 在地铁隧道建设中，盾构法施工是在盾构掩护下连续安全地进行地层开挖与管片衬砌支护工作。首先要详细对地铁的整体规划和设计的各个环节进行了解，把盾构机安装到开挖好的基坑当中，之后再安装盾构反力架等设备形成外部支撑，再次，在盾壳支撑下采用千斤顶把切口环向前方入土层进行装配衬砌和地层开挖施工；最后在装配的衬砌环上通过千斤顶的推力推动盾构，克服盾构掘进中的地层阻力，使盾构连续、连续掘进。 三、盾构法施工技术要点 （一）盾构机始发 首先，要严格控制始发台、反力架和负环的安装定位精度，并确保盾构始发状态和设计的线路一致。其次，当第一环负环管片定位时，管片的后端面应垂直于线路中心线。环管片轴线重合于线路的轴线，负环管片拼装方式为通缝拼装；最后，盾构机轴线要跟地铁隧道的设计轴线保持平行。 （二）盾构机掘进 1、掘进：以土压平衡式盾构机来说，采用土压盾构施工时，在保持土压平衡的前提下，总推力应尽可能小，以减少土体的挤压；降低推进速度，控制在10mm/min以内，减小盾构对土体的挤压，另外防止超挖和欠挖；均匀地推进并进行必要的停顿以释放应力；水平与垂直方向尽量要少纠偏，特别是大量值的纠偏，以减少对土体的扰动。勤报、勤测、勤纠，用前一步的监测数据来指导下一步的施工。 2、同步注浆：当管片与盾尾部分离时，会形成一道很宽的环形空隙。而同步注浆的目的就是尽快填补环形缝，以尽早支撑地层，防止地面过度变形，危及周围环境的安全。基本原理就是将有具有长期稳定性及流动性，并能保证适当初凝时间的浆液（流体），通过压力泵注人管片背后的建筑空隙，浆液在压力和自重作用下流向空隙各个部分。它在一定时间内凝固，从而达到充填空隙，阻止土体塌落的效果。注浆时控制注浆压力，保证同步注浆量；视情况尽早进行二次压浆和进行跟踪注浆。 （三）渣土运输 土压形式的盾构机出渣并不是简单将挖掘下的土壤排出，土压式盾构机的圆形切削刀片的工作面同施工后部受力压力板构成泥土空间，刀盘切削下的土层经刀盘上的开口进入机器后方的泥土空间内与砂浆混合，在盾构机设备中的千斤顶的作用下平衡开挖面的土压和水压。螺旋运输机通过承压板的开口进入泥土室进行排渣，盾构机掘进时，电机车牵引渣土车向前移动，将渣土车牵引至出闸口，由起重机械吊出，并倒入渣土池内。但是盾构机是俱进速度和排渣量之间的关系会对泥土室的压力造成影响，所以排渣速度需要与盾构机掘进速度想匹配，否则泥土室的压力可能导致地面塌陷或者隆起。而渣土外运主要安排在晚上，挖掘机将渣土装人运输车辆，并按照业主的路线运输到指定区域，在现场设置洗车场对运输车辆和施工现场的清洁，以免影响区域环境建设。 四、盾构法优缺点 盾构法优点及其明显，主要是对人群聚集的城市地区影响较小，不会影响市民的正常生活。在施工中，只有竖井将在地面上设置施工现场，其余的不需要设置任何地面工地。它对城市交通和居民生活的影响较小。同时，没有必要拆除地面建筑物，没有噪声和其他污染，总结如下：①在盾构的掩护下进行开挖和衬砌作业，有足够的施工安全性；②地下施工不影响地面交通，河下施工不影响河道航行；③施工作业不受气候条件的影响；④振动和噪声等环境危害很小；⑤对地面建筑物和地下管道的影响很小；⑥盾机的结构灵活，可根据项目的具体情况进行设计。 盾构法的缺点：①盾构机不同常用的施工机械，对施工精度要求很高；②盾构机无法后退。盾构机只要启动了机器就不允许后行，这是基于盾构机外径大于已安装材料的隧道的直径，如果反向行驶需要拆除已安装管片这是非常危险的；③对断面尺寸多变的区段适应能力
《北京市轨道交通建设工程盾构施工安全质量管理办法（征求意见稿）》的起草说明 一、制定背景 近年来，我市轨道交通工程建设高速发展，截止至2019年底，全市运营里程达到近700公里，运营线路涉及11个市辖区。今年，全市轨道交通工程在建线路16条（段），在建里程达到了305公里，连续三年超过300公里，在建规模位居全国前列。 盾构法是一种使用盾构机在地下进行隧道掘进的施工方法，具有对地面交通影响小、机械化程度高、作业迅速等优点，正逐渐成为轨道交通工程区间隧道开挖的主要施工方法。当前，全市轨道交通工程在施盾构区间已达20段，地下同时在用盾构机达到38台，工程规模不断扩大的同时，人、机、物、环境的不确定性因素逐步显现，安全质量风险压力日渐突出。因此，为了规范盾构机管理，加强盾构施工风险管控，消除事故隐患，确保盾构施工安全质量，我们起草了《北京市轨道交通建设工程盾构施工安全质量管理办法（征求意见稿）》。 二、制定依据 本办法主要依据《中华人民共和国建筑法》（中华人民共和国主席令第四十六号）、《建设工程安全生产管理条例》(国务院令第393号)、《建设工程质量管理条例》(国务院令第279号)、
《北京市建设工程质量条例》(市人大常委会公告〔十四届〕第14号)、《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(中华人民共和国住房和城乡建设部令第37号)、《城市轨道交通工程安全质量管理暂行办法》(建质〔2010〕5号)、《城市轨道交通工程质量安全检查指南》（建质〔2016〕173号）、《城市轨道交通工程土建施工质量标准化管理技术指南》（建办质〔2018〕65号）、《城市轨道交通工程建设安全生产标准化管理技术指南》（建办质〔2020〕27号）等法律、法规和政策文件要求，结合我市实际制定。 三、起草过程 一是按照国家和本市有关轨道交通建设工程法律法规和文件，明确参建各方职责，以安全风险分级管控和事故隐患排查治理为核心，以盾构机安全使用为重点，以流程管理为总线制定该办法相关条款。二是在办法起草过程中，对土压平衡式、泥水平衡式等盾构机的使用、施工掘进管理及盾构机改造等内容，多次进行现场调研，理清管理脉络及关键点。三是充分征求各参建单位、北京盾构工程协会、委内相关处室等部门意见，反复修改完善。其中，召开专题研讨会8次，书面征求意见1次，收到50余家单位（部门）的150余条意见，经充分讨论后吸纳了其中部分意见。四是拟通过互联网向社会公众公开征求意见，吸纳相关意见对办法进行进一步完善。