盾构管片拼装工艺流程及施工技术
一、管片拼装工艺流程
盾构管片拼装的施工流程:
二、管片安装施工要点
1、盾构管片现场验收
管片到达施工场地后,进场验收,主要的检验项目有:管片出厂合格证是否齐全有效；管片外表是否清洁；止水条、缓冲垫是否贴牢完好；管片标识(包括管片型号、模具编号、生产日期、生产厂家、合格状态)是否齐全和完整；管片是否有崩角、破损、砂眼或裂缝等；吊装孔螺栓孔是否完好,孔内是否有异物。然后由地面工程师对进场管片负责签收,并对每环管片做好标识,做到有据可查。卸货后由地面工班黏贴止水条。
2、管片拼装施工措施
管片拼装是盾构法施工的重要环节,其拼装质量的好坏不仅直接关系到成洞的质量,而且对盾构机能否继续顺利推进有着直接的影响。因此,管片在拼装前仍要进行一次检查,再次确认管片种类正确、质量完好无缺和密封垫黏结无脱落,管片的吊装孔预埋位置正确,封堵盖完好无损,以及其他主要预埋件和混凝土的握裹牢固,管片接头使用的螺栓、螺母、垫圈、螺栓防水用密封垫等附件准备齐全后,才允许拼装。每环管片拼装结束后要及时拧紧各个方向的螺栓,且在该环脱出盾尾后再次拧紧。
3、管片的堆放运输
管片出厂前逐片进行尺寸、外观的检测,不合格者不允许出厂。外观的检测内容有:管片表面光洁平整,无蜂窝、露筋,无裂痕、缺角,无气、水泡,无水泥浆等杂物；灌浆孔螺栓套管完整。安装位置正确。对于轻微的缺陷进行处理,止水带附近不允许有缺陷。
达到龄期并检验合格的管片有计划地由平板车运到施工现场。管片运输时其间用垫木垫实,以免使管片产生有害裂纹,或棱线部分被碰坏。
管片到达现场后由龙门吊卸到专门的管片堆放区。管片堆放区应选择适当,以免因其自重造成场所不均匀沉降和垫木变形产生异常的应力而破裂。在卸之前对管片进行逐一的外观检测,不符合要求(裂缝、破损、无标志等)的管片立即退回。
4、管片吊放及隧道内运输
管片下井采用龙门吊进行。洞内运输采用电瓶车牵引管片车运输。管片车上的管片堆放有序,堆放次序依据管片安装顺序摆放。
管片运到盾构机附近后,由管片吊装机卸到管片喂片机,然后送到管片安装机工作范围内,按照从下到上依次安装到相应位置上。当最后一块插入块安装紧固后,一环管片即安装完毕,可以进行下一环的掘进。
5、管片拼装
管片拼装时采用错缝拼装方式,先拼装底部标准块,然后按左右对称顺序逐块拼装两侧的标准块和邻接块,最后拼装封顶块。封顶块拼装时先搭接2/3环宽,径向推上,再纵向插入。
管片拼装过程如下:
1)用管片拼装机将管片吊起,沿吊机梁移动到盾尾位置。
2)拼装前彻底清除盾壳安装部位的垃圾和积水,同时必须注意管片的定位精确,尤其第一环要做到居中安放。
3)管片拼装采取自下而上的原则,由下部开始,先装底部标准块(或邻接块),再对称安装标准块和邻接块,最后安装封顶块,封顶块安装时,先径向搭接2/3,径向推上,然后纵向插入
4)拼装时千斤顶交替收回,即安装哪段管片收回哪段相对应的千斤顶,其余千斤顶仍顶紧。
5)管片拼装要把握好管片环面的平整度、环面的超前量以及椭圆度,还要用
水平尺将第一块管片与上一环管片精确找平。
6)第二块管片与上一环管片和本环第一块管片对准后,先纵向压紧环向止水条,再环向压紧纵向止水条,并微调对准螺栓孔。
7)边拼装管片边拧紧纵、环向连接螺栓。
8)在整环管片脱出盾尾后,再次按规定扭矩拧紧全部连接螺栓。
管片拼装的注意事项
1．每一环推进长度必须达到大于环宽300mm(1800mm)以上方可拼装管片,以防损坏封顶块止水条。
2．管片吊装头必须拧紧。为避免管片旋转过程中安装头单独承受管片重量,应将4条压板均匀地接触管片。
3．管片拼装过程中,第一块管片的位置尤为重要,它决定了本环其他管片的位置及拼缝的宽窄。管片高于相邻块,将会导致封顶块的位置不够；低于相邻块,纵缝过大,防水性降低。同时,第一块应平整,防止形成喇叭口。
4．管片拼装应满足规范规定的偏差。
5．拧紧螺栓应确保螺栓紧固,紧固力矩要达到设计要求300N．m
6.正式进洞后,错缝拼装的管片封顶块位置为±90o
三、监理控制方法
1、审查施工单位专项方案,主要审查审查施工顺序、工艺方法是否符合工艺流程,能否满足相关质量标准、技术文件及规范的要求；验证承包单位质保体系,安保体系是否落实,运行是否有效,对施工中易出现的质量通病或隐患防治措施是否有效,是否有针对性、可行性。
2、要求施工单位岗前做好安全质量技术交底,严格按照施工方案和操作规程作业。
3、加强现场质量监督,发现违规作业应及时制止。
4、管片堆放不得超高,要堆放平整,避免倾覆。注意运输过程中管片安全。
四、监理控制目标
管片拼装过程中应对隧道轴线和高程进行控制,其允许偏差及检验方法应符合下表规定
隧道轴线和高程允许偏差及检验方法
注:D
五、拼装常见问题及应对措施
1、管片错台
(1)错台的概念及分类
盾构管片错台包括径向错台、环向错台。径向错台是指一环管片内,两块相邻管片接缝处存在的径向相对位移。环向错台是指相邻两环管片之间环向接缝处存在的相对位移。
(2)导致错台的原因
管片错台是拼装好的管片同一环各片,或者是管片与管片之间的内弧面不平整。管片的错台,一般是由于受力不均匀造成的；当某点的集中荷载超过了设计极限后,必然会导致管片的相对位移。
线路位于曲线段和软硬不均地层时,容易产生管片错台现象。这是由于在曲线段盾构掘进,千斤顶推力将会给管片产生一个向外的分力,管片自然就会向外产生位移,从而引起错台的发生。同理,在软硬不均地层中掘进,由于地层物理力学性能差异,导致管片姿态容易跑偏从而产生错台。
盾构机各组千斤顶油缸推力不同,导致各管片块体所受千斤顶的推力不同,在管片通缝拼装的情况下,容易使管片产生纵向错台。
管片安装时,在盾尾残留的渣土未清理干净,尤其是底部,有时是盾尾漏泥沙,清理困难,在此位置的某片管片很难就位,甚至螺栓难以插入,造成错台。由于采用
人工操作机械安装,安装时不按照规范要求作业,未调整好管片内环面平整度,引起错台。管片安装完毕后,管片螺栓未按照要求复紧造成错台。
注浆量和注浆压力不均引起错台。在施工过程中,管片与围岩之间的环形间隙采用同步注浆模式充填快凝浆,并且间隔一定环数进行二次补注浆。注浆压力过大或过小,都将导致管片所受径向压力不同而产生径向错台；注浆压力不均也导致管片各部位受力不均,亦导致管片发生错台。
管片上浮,可造成管片错台。尤其在围岩很稳定的地层中,当盾构掘进速度较快时,如果没有立即采取防止隧道管片上浮的措施,隧道管片的上部会发生连续的“叠瓦式”错台。
(3)．错台的控制措施
根据以上分析,管片错台的相应防治措施有:
优化线路曲线设计,尽量避免小半径的曲线段；选择合理类型的管片,转弯管片的比例必须达到实际施工的需求；严格控制管片螺栓的质量。
加强盾构掘进过程中的参数控制,盾构姿态应与线路姿态相吻合；纠偏幅度控制在±(5~6) mm；油缸行程上下左右控制在40mm范围内；加强盾尾间隙的量测频率,一般应为2次,掘进结束时量测1次,管片拼装前量测1次,以管片拼装前量测的结果作为最终管片选型的依据；盾尾间隙要尽量均匀。
严格注浆管理,根据不同地层,调整不同的注浆方式,控制注浆压力,若地质条件复杂,地面沉降大,注浆压力不能超过其设计压力的25%；同步注浆应与盾构掘进紧跟,每一环的注浆量应保证在理论压浆量的130%～250%,取2021计算),否则进行补充注浆。
安装管片时,必须严格执行操作规范,螺栓紧固严格执行“三次紧固”的原则。(第一次:管片拼装中第一次紧固,紧固扭矩大小为设计的50%；第二次:管片拼装结束第二次紧固,紧固扭矩大小为设计的75%；第三次:管片出盾尾位置后第三次紧固,紧固扭矩大小为设计的100%。)
2、管片破损
(1)管片破损的形式
管片在运输、安装过程中,因各种原因,会造成不同程度的少量外脱缺陷,主要表现为:螺栓孔混凝土崩裂、崩角、崩边,吊装孔混凝土崩裂、裂缝等。
(2)导致管片破损的原因
管片破碎原因很多,主要有管片本身质量问题、拼装工艺问题、掘进参数未完善问题、二次注浆问题。
1).管片拼装前导致管片破损的原因如下:
管片生产过程中因混凝土原材料问题、配合比问题和养护问题而产生收缩裂缝。
管片运输、翻转、堆放以及吊装过程中发生掉角、破损现象,严重影响外观质量和拼装质量。
管片在止水材料和传力衬垫粘贴时,必须按照规定进行粘贴,防止由于粘贴不正确造成管片在拼装时受力不均而碎裂。
2).管片拼装导致破损原因如下:
拼装时,由于管片环面之间及相邻两块管片间接触面达不到理想的平行状态,使得衬砌角部先受力而产生应力集中,而导致管片角部破碎。
封顶块拼装时,由于先行拼装的5块管片圆度不够,两邻接块间的间隙太小,把封顶块强行顶入,导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎,破碎部位发生在邻接块上部及封顶块两侧。
千斤顶推力过大或者作用面不平整,导致管片与千斤顶撑靴接触的部位混凝土裂缝甚至破碎。
拼装时螺栓难以穿入螺栓孔,敲打螺栓造成破损。
3).错片拼装后导致管片破损的原因如下:
同步注浆后,隧道上部的浆液会逐渐向下部流动,形成下部浆液多而上部浆液少的状况,引起管片上浮,上部管片与盾构机内壳间隙减少,推进时造成管片破碎。
管片姿态还未完全稳定前,当二次注浆压力不均匀时,会使部分管片产生位移,位移管片与未发生位移的管片相互挤压会形成应力集中,容易产生环向破碎现象。
(3)管片防破损控制
管片破损常常是一种或一种以上因素综合作用的结果,经过认真分析再采取针对性措施进行处理,可以减少管片破损现象的发生。
1).搬运、堆放管片时的针对性措施如下:
在搬运过程中轻吊慢放,着地时要平稳；堆放时不宜超过3层,并正确摆放垫
木。
吊放管片不得使用钢丝绳,应采用吊装带吊装。
选择、摆放好垫木,在管片车上管片搁置部位设置橡胶条,以起到缓冲作用。
按要求贴好角部止水橡胶条、传力衬垫、橡胶板。
2).管片拼装时的针对性措施如下:
拼装前,先测量前一环各管片之间的相互高差,包括环向和径向。根据实测数据,调整已粘贴好的纠偏锲子,以保证拼装后环面的平整度。
拼装前清理上一环管片上的泥块及泥浆,保证环面清洁,无渣泥。
拼装时保证初衬砌环圆度,块与块不错位。推进油缸的伸缩顺序应与管片拼装顺序一致。
管片拼装过程中切忌野蛮操作,强行插入和敲打。
3).推进时针对性措施如下:
推进前应仔细观察千斤顶撑靴与管片环面接触的平整度,对不平整处可增设橡胶楔子来调整,确认平整后再开始推进。
盾构推进时,千斤顶推力设定一般不大于千斤顶最大推力值的2/3,操作过程中严格控制千斤顶编组压力差。
盾构推进时,及时根据设计要求、盾构穿越土层的变化、上部荷载情况以及测量资料来调整各项施工参数,将盾构姿态严格控制在设计允许偏差范围之内。
管片与盾构机壳间隙较小又必须进行纠偏时,可以在前半环顺着管片原轴线方向推进,待管片与机壳之间的缝隙增大后,后半环推进时再对盾构姿态进行调整,最终使盾构机与管片尽可能处于同心状态。
同步注浆时,控制好注浆量的分布和注浆压力,尤其是在曲线段推进和纠偏时通过改变各个注浆孔的注浆量分配和注浆压力来调整管片姿态以及控制较大错台的发生。
严格控制二次注浆压力,以防压力过大而使管片开裂。
盾构法地铁施工工艺流程 袁存防 1 前言盾构法作为目前最为安全有效、品质兼优的城市轨道施工工艺，已经被绝大多数市政工程所青睐，在21 世纪中国社会、经济高速发展的时代，全国范围内各大中型城市都倾向于城市地铁及类似的市政工程的修建，因此盾构法施工在目前国内的市场不可估量。 盾构法施工糅合了传统和现代的各项技术革新，有着固定的施工工艺流程，包含了诸多施工环节，每一个环节或工序都必须有技术含量较高的专项方案指导施工，并辅以经验丰富的管理操作人员，才能充分发挥盾构法施工的优越性，实现工程的最大收益。现将盾构法地铁施工工艺流程总结如下，各分部、分项工程施工应参考专项方案。 2 场地规划 2.1 临建设施根据项目所在地政府和业主等上级主管部门的要求，确定临建设施所需板材和样式，围挡等临建应当和项目所在地同类项目一致建设。 生活区和生产区应该严格区分，并在场地内各显著位置悬挂安全生产标语。生活区应该包括办公区和住宿区，应合理规划，办公区要划分会议室和办公室，同时还要单独确定食堂和厨房位置，绝对避免安全隐患。 生产区应该设置进出口，并用专用围栏和生活区隔断，在进出口位置悬挂安全生产标语。生产区内应该合理规划库房和材料堆放地等。 2.2 临时设施（1）碴坑碴坑设置于始发井旁边，原则是利于出渣用吊机倾倒渣土，并便于土方车外运。碴土坑 采用 C20砼，底板及侧墙厚不低于30cm。每个碴土场四周设置挡碴板，碴土场总存碴能力》1500m3。 （2）管片堆放场根据盾构施工龙门吊设置情况，管片堆放场设置在吊机轨道之间，原则是利于吊机吊放，同 时考虑管片运输车便于进场。正式管片堆放场的管片存放能力》210块（35环）。 （3）砂浆拌合站结合盾构施工列车编组情况及盾构施工预留口位置，将拌合站设置在始发井入口区域内。拌 合站包括拌合楼、砂石料场、水泥储存罐、粉煤灰储存罐及砂浆储存罐。 砂浆拌合站场地全部钢筋混凝土硬化，并施作储存罐基础。 （4）冷却塔及砂浆中转站冷却塔及砂浆中转站设置在始发井出口位置附近，用H 型钢或工字钢搭设冷却塔放置平台。 （5）通风机通风机临时设置在盾构始发井出口位置，根据掘进情况，在过站后可在车站口位置另行设置。
盾构管片拼装施工技术文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
一、管片拼装工艺流程 盾构管片拼装的施工流程： 二、管片安装施工要点 1、盾构管片现场验收 管片到达施工场地后，进场验收，主要的检验项目有：管片出厂合格证是否齐全有效；管片外表是否清洁；止水条、缓冲垫是否贴牢完好；管片标识（包括管片型号、模具编号、生产日期、生产厂家、合格状态）是否齐全和完整；管片是否有崩角、破损、砂眼或裂缝等；吊装孔螺栓孔是否完好，孔内是否有异物。然后由地面工程师对进场管片负责签收，并对每环管片做好标识，做到有据可查。卸货后由地面工班黏贴止水条。 2、管片拼装施工措施 管片拼装是盾构法施工的重要环节，其拼装质量的好坏不仅直接关系到成洞的质量，而且对盾构机能否继续顺利推进有着直接的影响。因此，管片在拼装前仍要进行一次检查，再次确认管片种类正确、质量完好无缺和密封垫黏结无脱落，管片的吊装孔预埋位置正确，封堵盖完好无损，以及其他主要预埋件和混凝土的握裹牢固，管片接头使用的螺栓、螺母、垫圈、螺栓防水用密封垫等附件准备齐全后，才允许拼装。每环管片拼装结束后要及时拧紧各个方向的螺栓，且在该环脱出盾尾后再次拧紧。 3、管片的堆放运输
管片出厂前逐片进行尺寸、外观的检测，不合格者不允许出厂。外观的检测内容有：管片表面光洁平整，无蜂窝、露筋，无裂痕、缺角，无气、水泡，无水泥浆等杂物；灌浆孔螺栓套管完整。安装位置正确。对于轻微的缺陷进行处理，止水带附近不允许有缺陷。 达到龄期并检验合格的管片有计划地由平板车运到施工现场。管片运输时其间用垫木垫实，以免使管片产生有害裂纹，或棱线部分被碰坏。 管片到达现场后由龙门吊卸到专门的管片堆放区。管片堆放区应选择适当，以免因其自重造成场所不均匀沉降和垫木变形产生异常的应力而破裂。在卸之前对管片进行逐一的外观检测，不符合要求（裂缝、破损、无标志等）的管片立即退回。 4、管片吊放及隧道内运输 管片下井采用龙门吊进行。洞内运输采用电瓶车牵引管片车运输。管片车上的管片堆放有序，堆放次序依据管片安装顺序摆放。 管片运到盾构机附近后，由管片吊装机卸到管片喂片机，然后送到管片安装机工作范围内，按照从下到上依次安装到相应位置上。当最后一块插入块安装紧固后，一环管片即安装完毕，可以进行下一环的掘进。 5、管片拼装 管片拼装时采用错缝拼装方式，先拼装底部标准块，然后按左右对称顺序逐块拼装两侧的标准块和邻接块，最后拼装封顶块。封顶块拼装时先搭接2/3环宽，径向推上，再纵向插入。 管片拼装过程如下： 1）用管片拼装机将管片吊起，沿吊机梁移动到盾尾位置。 2）拼装前彻底清除盾壳安装部位的垃圾和积水，同时必须注意管片的定位精确，尤其第一环要做到居中安放。 3）管片拼装采取自下而上的原则，由下部开始，先装底部标准块（或邻接块），再对称安装标准块和邻接块，最后安装封顶块，封顶块安装时，先径向搭接2/3，径向推上，然后纵向插入
地铁盾构法隧道施工技 术方案 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
地铁盾构法隧道施工技术方案
地铁盾构法隧道施工技术方案 1.施工流程图 1.1盾构法隧道施工流程图 图1盾构隧道施工流程图 1.2盾构始发流程图 图2 始发流程 图 2.盾构机下井 盾构机从盾构工作井吊入，每台盾构机本身自重约200t ，分解为 5 块，最大块重约60t 。综合考虑吊机的起吊 能力和工作半径，安排1 台200t 和一台40t 汽车吊机进行吊入任务。盾构机下井拼装顺序见图3。 图3盾构机下井拼装示意图 在吊入盾构机之前，依次完成以下几项工作： 1.将测量控制点从地面引到井下底板上； 2.铺设后续台车轨道； 3.依次吊入后续台车并安放在轨道上； 4.安装始发推进反力架，盾构管片反力架示意图见图4； 5.安装盾构机始发托架，盾构始发托架示意图见图5。 图4盾构管片反力架示意图 掘进
图5 盾构始发托架示意图 3.盾构机安装调试 3.1盾构机的安装主要工作 1.盾构机各组成块的连接； 2.盾构机与后续设备及后续台车之间各种线路、管线和机械结构的连接。 3.盾构机内管片安装器、螺旋输送器、保园器的安装； 4.台车顶部皮带机及风道管的连接； 5.刀盘上各种刀具的安装。 3.2盾构机的检测调试主要内容 1.刀盘转动情况：转速、正反转； 2.刀盘上刀具：安装牢固性、超挖刀伸缩； 3.铰接千斤顶的工作情况：左、右伸缩； 4.推进千斤顶的工作情况：伸长和收缩； 5.管片安装器：转动、平移、伸缩； 6.保园器：平移、伸缩； 7.油泵及油压管路； 8.润滑系统； 9.冷却系统； 10.过滤装置； 11.配电系统； 12.操作控制盘上各项开关装置、各种显示仪表及各种故障显示灯的工作情况。 盾构机在完成了上述各项目的检测和调试后（具体应遵照盾构机制造厂家提供的操作手册进行），即可判定该盾构机已具备工作能力。 4.盾构进洞 1.盾构进洞前50 环进行贯通测量，以确定盾构机的实际位置和姿态。此后的掘进不允许有大的偏差发生，逐渐按偏差方位调整盾构机姿态和位置，满足盾构进洞尺寸要求。这一调整应在盾构刀盘进入洞前加固土前完成，以避免盾构进洞发生意外。
盾构隧道管片拼装技术 【内容提要】经过广州轨道交通四号线大学城专线【仑头～大学城盾构区间】隧道管片选型的实践, 详细的介绍了广州地铁施工中的管片拼装技术。 【关键词】管片拼装盾构姿态盾尾间隙转弯环楔形量 1、工程概况 广州轨道交通四号线大学城专线【仑头～大学城盾构区间】土建工程, 北起仑头后底岗盾构始发井, 经仑头村穿越仑头海至官洲岛, 经过官洲站后经官洲村、官洲河等地, 至大学城结束, 区间隧道为单孔双线隧道, 总长为2826.5m, 其中盾构法区间隧道为2301.3m, 区间包括7个联络通道、 2个废水泵房。 本区段共有两处曲线, 第一处曲线半径R为800m, 曲线长度为691.242m, 转向角а为43°25′08″; 第二处曲线半径R为450m, 曲线长度为259.359m, 转向角а为24°06′36″; 该区间曲线总长为950.601m, 占盾构隧道总长的41.31％。区间隧道设计为”V”形坡, 其坡度依次为: 27.75‰( 长540m, 下坡) 、 4.08‰( 长350m, 上坡) 、37‰( 长470m, 上坡) 、 24.5‰( 长350m, 下坡) 、 5‰( 长330m, 下坡) 、 43.3‰( 长320m, 上坡) , 变坡处设有竖曲线, 竖曲线半径R为5000m或3000m。 仑大盾构区间盾构隧道采用C50预制钢筋混凝土管片, 管片内径为5400mm, 外径为6000mm, 厚度为300mm, 宽度为1500mm。 管片采用3A＋2B＋1K的分块方式, 即每环管片分6个单元, 3个标准块, 2个邻接块和1个封顶块组成, 管片间设橡胶止水带, 衬砌环间采用错缝拼装。为满足曲线施工和隧道纠偏的需要, 专门设计了左、右转弯环。管片的型号分为标准环( T) 、左弯环( L) 和右弯环( R) , 转弯环为双面对称楔形环, 楔形量为38mm。
浅谈地铁盾构法施工过程的安全管理 发表时间：2018-11-08T18:49:29.900Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第21期作者：覃仁捧[导读] 在这里浅谈地铁盾构法施工过程的安全管理，抛砖引玉，希望对我国盾构施工安全管理有促进作用。 广州轨道交通建设监理有限公司摘要：随着我国经济的发展，有条件的城市都在考虑进行地铁建设，地铁是解决城市交通运行的有效途径。地铁隧道建设的方法有明挖法、矿山法、盾构施工法等，目前盾构法施工得到广泛应用。盾构法的主要设备是盾构机，盾构机问世至今已有近180年的历史，其始于英国，发展于日本、德国，近年来，我国发展很快。盾构法施工提高了效能，也具有一定的安全性，但是地质、环境、设备等因素复杂， 盾构施工法同样存在很多事故隐患，甚至很严重，引起同行及国家的重视。在这里浅谈地铁盾构法施工过程的安全管理，抛砖引玉，希望对我国盾构施工安全管理有促进作用。 关键词：盾构机；安全管理；隐患；施工；有限空间；控制 一、盾构法施工及盾构机工作原理 盾构法施工是我国目前地铁建设的常用工法，盾构机开始由进口转为的国产，使我国大规模地铁建设成为可能。所谓盾构法施工是指地铁隧道施工的主要机械设备是盾构机。它是将盾构机在地层中推进，通过盾构外壳和管片支撑隧道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对土体进行切削开挖，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。 盾构机是一种带有护罩的专用设备。利用尾部已装好的管片衬砌块作为支点向前推进，用刀盘切割土体，同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。盾构机掘进的出碴方式有机械式和水力式，以水力式居多。水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。澎润土液既用于平衡土压力和地下水压力，又用作输送排出土体的介质。 盾构机既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。盾构机外形上看是一个大的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用来抵挡外向水压和地层压力的。它包括三部分：前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及箱形等其他形式。 其工作原理是： （1）盾构机的掘进：液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。 （2）掘进中控制排土量与排土速度：当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍塌或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流入泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。 （3）管片拼装：盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道—次成型。 二、盾构法施工的优缺点 1、优点：用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。对于过江、过海长隧道的施工具有明显的优势。 2、缺点：盾构法施工对断面多变区段适应能力差，对地质的认识不足会造成很大风险，如地下水、流沙、孤石、软硬地层、溶洞、有毒气体，有限空间作业等会造成事故隐患，因此对安全管理提出了很高的要求。 三、盾构法施工的安全管理 根据盾构机的工作原理，盾构法施工安全管理具有一般的工程建设安全管理特点，又具有特殊的要求，因为盾构机是在地下有限空间作业，一般埋深十几米到几十米不等，地下地质复杂，各种土层、岩石、地下水、流沙、溶洞、孤石、软硬地层、有毒气体等难以探明及控制；地下压力大，过江、过河、过重要建筑等存在很多不安全因素，风险大，其安全管理是个复杂而艰巨的任务。因此盾构法施工的安全管理非常重要，安全管理不到位，有可能发生重特大事故，对人员的生命造成巨大威胁，财产损失大，对社会影响大，是国家和政府重点关注的行业。因此地铁盾构法施工首先要满足国家的安全生产管理要求，符合法律法规、规章制度、标准、勘察设计、施工合同等的要求，执行当地政府对地铁建设的要求，科学化、精细化、信息化施工，从源头上预防事故的发生，确保工程安全顺利进行。 （一）工程自身风险的管理 工程自身风险是指在工程施工过程中因工法不合理、施工工艺不合理、操作不当或违反操作规程、施工流程错误以及受较复杂的工程地质条件影响，造成在施工过程中发生的设备损坏、人员伤亡、结构倒塌、土体坍塌等施工风险。主要包括如下各项： 1、盾构吊装、吊拆； 2、盾构始发、接收； 3、洞门破除； 4、盾尾刷更换； 5、刀盘维修、刀具更换； 6、电瓶列车脱轨； 7、螺旋机喷涌； 8、盾构机非正常停机； 9、盾构过软硬不均地层；
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
隧道盾构掘进施工主要工艺 1、盾构始发与到达掘进技术 1.1 始发掘进 所谓始发掘进是指利用临时拼装起来的管片来承受反作用力，将盾构机推上始发台，由始发口贯入地层，开始沿所定线路掘进的一系列作业。本工程中每台盾构机都要经过两次始发掘进，第一次是盾构机组装、调试完后从三元里站始发，第二次是盾构机通过广州火车站后二次始发。 1.1.1 始发前的准备工作 （1）始发预埋件的设计、制作与安装 盾构机始发时巨大的推力通过反力架传递给车站结构，为保证盾构机顺利始发及车站结构的安全，需要在车站的某些位置预埋一些构件。同时盾构机盾尾进入区间后为减小地层变形需要立即进行回填注浆，为了防止跑浆也需要在车站侧墙上预埋构件以实现临时封堵。 三元里车站始发预埋件大样及预埋位置如图：隧盾-施组-SD01、02所示。 （2）洞门端头土体加固 三元里车站隧道端头上覆2米厚〈8〉类土（岩石中等风化带），开挖后侧壁基本稳定。始发前不对端头进行加固。 （3）端头围护桩的破除 始发前需要对洞门端头围护桩予 以拆除，确保盾构机顺利出站。三元里 站端头围护桩厚1.1米，洞门预留孔直 径6.62米。计划对围护桩进行分块拆除 如图7-1-1。 环形及横向拉槽宽度50cm，竖向 拉槽宽度20cm，竖向槽沿围护桩接缝凿 除。 盾构机推进前割断连接钢筋，拉开 钢筋砼网片，清理石碴并处理外露钢筋 头，避免阻挂盾壳。围护桩拆除后，快 速拼装负环管片，盾构机抵拢工作面，避免工作面暴露太久失稳坍塌。拉槽 图7-7-1 凿除分块示意图
1.2 盾构机始发流程 盾构机始发前首先将反力架连接在预埋件的位置，吊装盾构机组件在始发台上组装、调试；然后安装400宽的负环钢管片，盾构机试运转；最后拆除洞门端墙盾构机贯入开挖面加压掘进。 盾构机始发流程见下图： 盾构机始发时临时封堵操作工艺流程如下： 安装反力架、始发台 盾构机组件的吊装 组装临时钢管片、 盾构机试运转 拆除端头维护桩 盾构机贯入开挖面加压掘进（拼装临时管片） 盾尾通过入，压板加 固、壁后回填注浆 端头地层加固 检查开挖面地层 始发准备工作 拆除端头围护桩 掘 进 安装螺栓、橡胶帘布板及钢压板 上拉压板，置于盾构机通过位置 盾尾通过始发口 下拉压板 盾尾同步注浆
地铁施工盾构法施工技术 发表时间：2018-12-21T11:06:35.970Z 来源：《基层建设》2018年第32期作者：白璐 [导读] 摘要：在地铁的施工过程中，地铁盾构法是应用频率较高的的隧道施工技法之一，该技术因其自身的综合施工优势，对于工程整体施工质量、隧道安全建设都具有重要的意义。 上海市合流工程监理有限公司上海 200120 摘要：在地铁的施工过程中，地铁盾构法是应用频率较高的的隧道施工技法之一，该技术因其自身的综合施工优势，对于工程整体施工质量、隧道安全建设都具有重要的意义。本文通过对地铁盾构法在施工中的优势进行简要的分析，进而探究该项技术在各个施工阶段的应用模式，以期为业内施工人员提供相应的技术参考。 关键词：地铁；施工盾构法；施工技术 引言：盾构法主要应用于地势处于平原地区的地铁轨道建设工程当中，相比其他技术，盾构法在提升工程安全性与工作效率这两个方面做出了更大的贡献。随着城市化建设的飞速发展，人口的流动方向逐渐集中到各个城市，相关的城市建设管理人员必须做好建设预案，加强城市的交通建设，在此期间深入探究地铁盾构法在城市中的应用是非常有必要的，只有令其在地铁网络建设中得到良好运用，且充分发挥其技术优势，才能更好的满足人们对于城市交通的更多需求。 一、盾构法程施工技术的优势 由于盾构法的盾构设备质量非常过硬，因此在正式施工过程中，针对挖掘工作、支护操作、排土及衬砌施工都能够快速高效的不间断完成，相比与其它施工设备，盾构机的施工效率非常突出。当盾构法施工技术应用到项目的暗挖阶段时，不管是地面上方的交通状况，还是季节因素及水纹状态，都不会影响到暗挖施工的效果。相关技术研究人员在此方面进行了多年的探索，并且做了多次实验，使得当前的施工技术较为成熟，且技术水准较高，项目工程在该阶段的质量与安全完全能得到保证。在应用盾构法进行施工时，并不需要占据较大的施工面积，只有竖井需要部分场地，而拆迁部分与地下水的水位调整操作都不需要占用场地。在施工过程中应用盾构法既不会发生震动，也不会出现较大的施工噪音，这无论对于周边的商业环境，还是居民的生活区域，都不会造成不良影响。由此可见，盾构法适用于多种施工环境，而对于地质的含水量较高并且地质较软的施工区域，盾构法更易发挥出自身的施工优势，这些优势其他施工技法是不能取代的。 二、地铁施工中盾构法施工技术探讨 （1）盾构出洞准备施工技术 在运用盾构法进行施工的过程中，首先要进行的施工环节便是盾构出洞。在进行该阶段施工操作时需要注意以下几个方面，第一，要对出洞之前及出洞过程中施工需求进行综合分析，进而做好这两部分的预先准备工作，在施工人员分配、材料使用、设备选择及技术操作等方面做出合理的安排。施工管理人员还要审核盾构出洞的条件，保证其一直处于安全的状态下进行操作。此外，在盾构出洞之前还要对其周边的土壤山体进行加固处理，以保护附近的地下管线和周围的建筑群体。第二，要注重盾构出洞基座的设置。在正式出洞之前，施工人员务必要将盾构精准放置在相应的始发基座上，始发基座的位置要与设计中的轴向相符合。当上述流程全部完成之后，方可沿着设计的轴线开展施工工作。由此可见，始发基座的定位对整个施工流程直观重要。第三，注意后配套设备与盾构机的验收工作。由于施工工作井内的操作空间非常有限，因此在验收过程中首先要将盾构机与后配套设备进行适当的处理，然后分节吊装，逐步运到工作井下，待设备全部到达井下之后再进行安装，调试之后投入使用。 （2）地铁盾构掘进阶段施工技术 在进行到掘进阶段的施工操作时，其主要分为两个施工部分，分别为尝试掘进阶段与正式掘进阶段。在尝试掘进的施工阶段中，施工人员需熟练掌握项目施工的具体方案，并且结合施工需要选择适宜的施工工艺，然后进行尝试挖掘操作，等到参与挖掘的设备顺利出洞之后，技术人员要对其尝试挖掘的前一百环数据进行分析，以此来计算施工土层的施工参数，选出最佳参数便于正式掘进时使用。第二，在相关技术人员将尝试掘进阶段计算出的最佳施工参数调整完毕之后，便可进行到正式的掘进阶段。在操作过程中，不但要将盾构机一直保持正确的操作状态，还要结合施工的参数来正确调整盾构机刀盘的转速以及设备的掘进速度和方向。在此过程中一旦设备出现运行异常或者施工人员操作不当，要立即停止施工并及时整改。 （3）挖掘粉砂层阶段施工技术 地铁类建设项目在实际施工过程中经常会受到周边隧道或线路地理环境的影响。而对于盾构法在施工中的应用，最为有利的施工环境就是粉质粘土类的土质层。但是在实际施工中，还是难以避免穿过粉砂层的状况，此时施工难度就会大大升高，因此相关技术人员需借助其他技术来保证该阶段施工的施工进程。一般情况下土体的液化现象及出吐口喷砂的情况会阻碍正常的施工操作，因此该阶段的施工重点就要集中在土体性质的改造方面，尽量提升土质的流动性与止水性能。 （4）地铁盾构机进出洞施工技术 当施工进行到进出洞施工阶段时，相关施工企业应做以下两方面的工作。第一，由于地铁工程的进出洞施工流程较为繁琐复杂，为了顺利实现成本控制目标，并且避免延长施工进程、产生轴线误差，施工技术人员要对地铁的工程地质进行详细勘测，结合数据提前拟定好盾构机进出洞路线，将路线设计交由工程专家审核，待其合格之后再投入使用。第二，待进出洞的路线制定好之后，相关企业还要审查工程施工全程经过的地质环境，如果其中的某段线路并不符合实际需求，则要及时变换施工技术，以确保施工路线的连贯性。第三，在进洞施工阶段中，施工人员必须确保其始发位置，令盾构机从基座的专用导轨上有序的推进，并且设备的壳体部分要全部切入到洞口中，缩短土体的暴露时间。 （5）不良地质城市地铁项目对于盾构法的应用 城市地铁建设中可能会出现对不良地质层面的穿越，比较常见的类型是淤泥质粘土或淤泥质粉质粘土等软土地层，在应用城市地铁盾构法施工时需要采取特殊的施工技术来应对。一方面可以适当提高土舱压力，防止正面土体液化；另一方面可以适当向土舱内加泥，防止喷砂，进而在确保城市地铁盾构法施工安全的基础上，提升城市地铁盾构法施工的效率。 盾构法虽然是普遍应用的技术，但并不是简单技术，而是相当复杂的，在施工过程中精度、准度特别高，严密到丝毫，这就需要在施工前期进行精确测量，才能在具体施工中做到精准、细密。具体施工步骤：需要在施工隧道开始建设一个工作用井，然后把需要应用的设备进行拼装；洞口地层一定要加固，然后依靠作用于拼装好初砌环及工作井后壁上的盾构千斤顶推力，把盾构由起始工作井墙壁开孔处推
①地下施工，必须面对复杂的地质条件和敏感的地面环境。 ②所用设备集成度高，技术含量高。 ③涉及的专业领域较多，对复合型人才有较多需求。 2、盾构法施工的优点 （1）盾构法隧道施工不受地面自然条件的影响。 在盾构支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全施工。 （2）盾构法施工隧道机械化、自动化程度高。 盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度较低。 （3）地面人文自然景观受到良好的保护，周围环境不受盾构施工干扰。 在松软地层中，开挖埋置深度较大的长距离、大直径隧道，具有经济、技术、安全、军事等方面的优越性。
①需要隧道衬砌管片预制、运输、衬砌、衬砌结构防水及堵漏、施工测量、场地布置、机械安装等施工技术的配合，系统工程协调复杂； ②施工过程变化断面尺寸困难；只能前进，不能后退，当隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时，施工难度大，在饱和含水的松软地层中施工，地表沉陷风险较大； ③盾构机制造周期长，造价较昂贵，盾构的拼装、转移等较复杂，建造短于750m的隧道经济性差。 4、盾构施工工艺流程 4.1大流程：盾构总体施工流程 大流程：盾构总体施工流程 始发井交付使用→盾构托架就位→盾构机下井、安装、调试→初始掘进（L=约100m）→负环拆除及其它调整→正常掘进→盾构机到达中间站→盾构机通过中间站→盾构机再次安装、调试→盾构机再次初始掘进→正常掘进→盾构机到达终点站→盾构机解体外运→隧道清理准备验收。 4.2小流程：盾构掘进流程 准备工作→转动刀盘→启动次级运输系统（皮带机）→启动推进千斤顶→启动首级运输系统（螺旋机）→停止掘进→安装管片→回填注浆→准备下一环掘进。 开挖→出土→拼装→注浆。
土压平衡盾构始发工艺流程 3.4.1工艺概述盾构始发是隧道盾构法施工的一大关键环节，也是盾构法施工隧道的难点之一， 始发的成败 将对隧道施工质量、进度、安全、工期及经济效益产生决定性的影响。 3.4.2作业内容主要作业内容：包括始发端头地层加固、始发台定位安装、盾构机下井组装并调 试、反力架 定位安装、洞门围护桩破除、洞门导轨安装、洞门密封装置安装、负环管片安装等。 3.4.3质量标准及验收方法 一、附属设施 1．始发基座主要作用是用于稳妥、准确地放置盾构，并在基座上进行盾构安装与试掘进，所以基座必须有足够的强度、刚度和安装精度，并且考虑盾构安装调试作业方便。 -209-
2．对始发台、反力架进行全面的检查与修理，反力架受力要检算，安装固定必须在定位完成后进行，反力架支柱底部必须以钢板垫实，始发台必须通过加固挡块固定于地面上，近洞门端须支撑于车站二衬墙上； 3．洞门防水装置安装时必须将连接螺栓栓接牢固，根据实际情况合理对扇形压板的位置进行调整，防止帘布橡胶板外翻影响防水效果；在进行洞门凿除、始发台加固等施工操作时，注意对帘布橡胶板的保护；确保将洞门圈周边的钢筋及混凝土清除干净，避免对盾构掘进造成影响； 二、始发掘进 1．洞口拆除后必须尽快将盾构向前推进，使盾构刀盘切入土层，尽量缩短正面土体的暴露时间，在拆除封门的同时，作好盾构掘进和管片拼装的准备工作。 2．洞门凿除前，应对洞门经改良后的土体进行质量检查，合格后方可进行洞门凿除；应制定洞门围护结构破除方案，采取适当的密封措施，保证始发安全。 3．第一环负环管片定位时，应先保证管片横断面应与路线中线垂直，待管片完成定位后，将管片与反力架之间的空隙填充密实。 4．盾构空载调试运转正常后开始盾构始发施工，在开始进行负环管片后移时，应通过控制推进油缸行程的方法控制负环管片后移，所有推进油缸行程应尽量保持一致。 5．盾构在始发基座上向前推进时，应注意对反力架的保护，根据反力架的强度制定推力限制，并尽量做到不调向，油缸均匀施加推力。 6．始发掘进过程中应严格控制盾构的姿态和推力，并加强监测，根据检测结果调整掘进参数。 7．为防止管片发生旋转，始发阶段应注意扭矩控制，一般情况下，始发阶段的盾构扭矩值不得大于正常掘进的70%，并可在盾壳与始发台接触部位焊接“防扭挡块”，在推进过程中注意及时割除。 8．在盾构始发阶段，应注意各部位油脂的使用和消耗情况。 3.4.4工艺流程图 图3.4.4-1 土压平衡盾构始发流程框图 -210-
管片拼装技术手册
盾构区间管片拼装技术手册 一、设计标准 地铁设计标准： 1、地铁主体结构设计使用年限为100年； 2、区间隧道防水等级为二级； 3、混凝土允许裂缝开展，管片最大允许裂缝宽度为0.2mm，并 不得有贯穿裂缝； 4、管片混凝土强度等级C50，抗渗等级为P12。 管片设计标准： 衬砌环构造：管片外径6000mm，内径5400mm。管片幅宽：线路曲线半径大于等于400mm时，采用1500mm宽管片，线路半径小于400mm时，采用1200mm的管片。管片厚度300mm。每环衬砌环由6块管片组成，1块封顶块，2块邻接块，3块标准块。采用直线+左右楔形环拟合不同曲线。成都地铁采用的楔形环为双面楔形，单面楔形量为19mm，转角为0.1814°，整环楔形总量为38mm，转角为0.363°。 管片连接：衬砌环纵、环缝采用弯螺栓连接，对于1500mm和1200mm管片，每环纵缝采用12根M27螺栓，每个环缝采用10根M27螺栓。 二、管片选型分析 原则：
确保管片的走向符合隧道设计线路，且拼装后的管片质量符合规范和设计要求。 依据： 1.线路参数。 2.盾构机姿态与油缸行程差。 3.盾尾间隙。 拼装点位： 管片拼装点位表示每一环管片中封顶块所在的位置。根据成都地铁管片设计构造特点，管片拼装分为10个点位。拼装点位分布如右图所示。 拼装点位的选取原则： 1.相邻环管片不通缝。 2.楔形环不同楔形量使用合理，有利于调整盾尾间隙、油缸行程差和拟合隧道中心线。 拼装点位选择：
现为了保证隧道的美观和防水效果，将管片的点位划分为两类：上半区点位（1点、2点、3点、9点、10点、11点），下半区点位（4点、5点、7点、8点）。其中上半区点位位于隧道中线以上（含中线），有利于管片拼装和隧道的防水质量，因此上半区作为管片点位选择的主要区域。 管片楔形量： 成都地铁采用的左右转弯楔形环为等腰梯型，该类型的管片需要两次可达到调整方向的目的，纠偏量比较小，有利于盾构机掘进中的方向控制。
地铁隧道盾构法施工 导语：盾构法施工是一种机械化和自动化程度较高的隧道掘进施工方法，从20世纪60年代开始，西方发达国家大量将这种技术应用于城市地铁和大型城市排水隧道施工。我国近年来也开始在城市地铁隧道、越江越海隧道、取排水隧道施工中采用此项技术，以替代原来落后的开槽明挖或浅埋暗挖等劳动密集型施工方法。 关键词：地铁盾构施工盾构施工技术盾构施工测量点击进入VIP充值通道 地铁盾构机分类及组成 地铁盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥浆式，土压平衡式等不同类型。盾构机主要由开挖系统、推进系统排土系统管片拼装系统、油压、电气、控制系统、资态控制装置、导向系统、壁后注浆装置、后方台车、集中润滑装置、超前钻机及预注浆、铰接装置、通风装置、土碴改良装置及其他一些重要装置如盾壳、稳定翼、人闸等组成。海瑞克公司在广州地铁使用的典型土压平衡式盾构机为主机结构（盾体及刀盘结构）断面形状：圆形、用钢板成型制成，材料为：S335J2G3。主要由已下部分构成：刀盘、主轴承、前体、中体、推进油缸、铰接油缸、盾尾、管片安装机。主机外形尺寸：7565mm（L）Ｘ6250（前体）Ｘ6240（中体）Ｘ6230（盾尾）。 ①压缩空气式盾构 1886年Greatbhad首次在盾构掘进隧道中引了这种工法,该工法利用压缩空气使整个盾构都防止地下水的侵入,它可在游离水体下或地下水位下运作。其工
作原理是利用用压缩空气来平衡水压和土压。传统的压缩空气式盾构要求在隧道工作面和止水隧道之间封闭一个相对较大的工作腔,大部分工人经常处于压缩空气下,这会对掘进隧道和衬砌造成干扰,为了解决这些问题,又出现了用无压工作腔及全断面开挖的压缩空气式盾构和带有无压工作腔及部分断面开挖的压缩空气式盾构等。 ②土压平衡式盾构 20世纪70年代日本就开发土压平衡式盾构,不用辅助的支撑介质,切割轮开挖出的材料可作为支撑介质。该法用旋转的刀盘开挖地层,挖下的渣料通过切割轮的开口被压入开挖腔,然后在开挖腔内与塑性土浆混合。推力由压力舱壁传递到土浆上。当开挖腔内的土浆不再被当地的土和水压固化时就达到平衡。如果土浆的支撑压增大超过了平衡,开挖腔的土浆和在工作面的地层将进一步固化。与泥浆式盾构相比优点在于:无分离设备在淤泥或粘土地层中使用,覆盖层浅时无贯穿浆化的支撑泥浆泄露的危险。 ③泥浆式盾构 1912年,Grauel首次建造了泥浆式盾构。该法可以适用于各种松散地层,有无地下水均可,在稳定的地层中使用该法优点很多。使用该法隧道工作面由泥浆支护,泥浆液被注入隧道工作面前封闭的开挖腔,有压力的悬浮液进入地层,封闭地层并形成滤饼,滤饼上开挖腔中有压的悬浮液能平衡土压及水压。用作支护的液体同时又作为运输介质。由开挖工具开挖的地层在开挖腔中与支护液混合。然后悬浮液的混合物被泵送到地面,在地面的分离场中支护液从地层中分离出来。 盾构施工技术点击进入更多资料
盾构隧道管片拼装施工选型与排版总结 区间盾构结构为预制钢筋混凝土环形管片,外径6200米米,内径5500米米,厚度 350米米,宽度 1200米米.在盾构施工开工前,应对管片进行预排版,确定管片类型数量. 1）隧道衬砌环类型 为满足盾构隧道在曲线上偏转及蛇形纠偏的需要,应设计楔形衬砌环,目前国际上通畅采用的衬砌环类型有三种：①直线衬砌环与楔形衬砌环的组合;②通用型管片;③左、右楔形衬砌环之间相互组合. 国内一般采用第③种,项目隧道采用该衬砌环. 直线衬砌环与楔形衬砌环组合排版优缺点：优点—简化施工控制,减少管片选型工作量;缺点—需要做好管片生产计划,增加钢模数量. 盾构推进时,依据预排版及当前施工误差,确定下一环衬砌类型.由于采用衬砌环类型不完全确定性,所以给管片供应带来一定难度 . 2）管片预排版 1、转弯环设计 区间转弯靠楔形环完成,分三种：标准换、右转弯环、左转弯环.即管片环向宽度六块不是同一量,曲线外侧宽,内侧窄. 管片楔形量确定主要因素有三个：①线路的曲线半径;②管片宽度 ;③标准环数与楔形环数之比u值.还有一个可供参考的因素：楔形量管模的使用地域.楔形量理论公式如下： △=D(米+n)B/nR ①
(D-管片外径,米:n-标准环与楔形环比值,B-环宽,R-拟合圆曲线半径) 本次南门路到团结桥楔形环设计为双面楔形,楔形量对称设置于楔形环的两侧环面.按最小水平曲线半径R=300米计算,楔形量△=37.2米米,楔形角β=0.334°. 值得注意的是转弯环设计时,环宽最大和最小处是固定的 ,左转弯以K块在1点位设计,右转弯以K块在11点位设计,即在使用转弯环时,要考虑错缝拼装和管片位置要求. 2、圆曲线预排版 设需拟合圆曲线半径为450米(南门路到团结桥区间曲线半径值),拟合轴线弧长270米,需用总楔形量计算如下： β=L/R=0.6 ② △总=(R+D/2)β-(R-D/2)β=3720米米③ 由△总计算出需用楔形环数量： n1=△总/△=100 ④ 标准环数量为： n2=(L-n1*B)/B=125 ⑤ 标准环和楔形环的比值为： u=n2：n1=5:4 ⑥ 即在R=450圆曲线上,标准环和楔形环比例为5:4,根据曲线弧长计算管片数量,确定出各类型管片具体数量,出现小数点时标准环数量减1,转弯环加1.
盾构掘进管片拼装等施工方案作业方案 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
盾构掘进、管片拼装、壁后注浆、成型隧道施工方案施工方案 盾构掘进 掘进流程见图2-1-1。 用于本合同段掘进施工的土压平衡盾构的开挖土仓由刀盘、切口环、隔板、土压传感器及膨润土添加、泡沫注入系统组成。根据本合同段隧道地层条件，需选择土压平衡模式进行本合同段区间隧道的掘进。土压平衡掘进模式中土仓压力 的保持首先需选定土仓压力，掘进过程中通过调整推进力实现推进速度控制、通过调整螺旋输送机转速实现出碴量控制。具体方法如下： （1）土仓压力值P的选定 P值应能与地层土压力和静水压力相平衡，设刀盘中心地层静水压力、土压力之和为P0，则P＝KP0，K一般取～。掘进施工过程中土仓压力根据试掘进时取得的经验参数并结合盾构所在位置的埋深、土层状况及地表监测结果进行调整与控制。
（2）推进速度控制 图2-1-1 盾构掘进控制程序图 土压力设定 土压力控制 掘进速度控制 监视
为保持土仓压力的稳定，掘进速度必须与螺旋输送机的转速相符合，同时必须兼顾注浆，确保浆液能均匀填实管片与地层的空隙，根据施工的实际情况确定并调整掘进速度控制推进油缸的推力。 （3）出碴量的控制 每环掘进出碴量根据试掘进段取得的参数进行控制。出碴量控制可通过推进速度与螺旋输送机转速来实现。 （1）姿态监控系统 盾构姿态监控通过SLS-T自动导向系统和人工测量复核进行盾构姿态监测。随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠，拟每30～50m进行一次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。 （2）调整与控制 盾构共16组推进油缸，分五区，每区油缸可独立控制推进油压。盾构姿态调整与控制便可通过分区调整推进油缸压力事项盾构掘进方向调整与控制。 （3）纠偏措施 1）滚动纠偏 刀盘切削土体的扭矩主要是由盾构壳体与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡，当摩擦力矩无法平衡刀盘切削土体产生的扭矩时将引起盾构本体的滚动。盾构滚动偏差可通过转换刀盘旋转方向来实现。 2）竖直方向纠偏 控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力，它与盾构机姿态变化量间的关系非常离散，需要靠人的经验来掌握。当盾构机出现下俯时，可加大下侧千斤顶的推力，当盾构机出现上仰时，可加大上侧千斤顶的推力来进行纠偏。同时还必须考虑到刀盘前面地质因素的影响综合来调节，从而到达一个比较理想的控制效果。 3）水平方向纠偏
浅谈地铁盾构法的施工技术 摘要：“盾构法施工”是隧道掘进施工方法的一种，它的特点是机械化、自动化。这项施工方法西方发达的国家在很早之前就已经开始使用于地铁施工和尘世地下排水隧道中。近年来，在取排水隧道施工、越江海隧道和城市地铁隧道中我国也开始采用这项技术。关键词：盾构法地铁技术施工 abstract: “shield” is a kind of tunnel construction method, which is characterized by mechanization, automation. the construction method of the western developed countries had already started to use in metro construction and underground drainage tunnel in the world. in recent years, the drainage of tunnel construction, tunnel and subway tunnel more jianghai city in china began to adopt the technology. key words: shield; subway; construction technology; 中图分类号：u231+.3 文献标识码：a文章编号： 引言 近年来，随着经济快速发展，城市进程不断加快，交通拥挤成了我们亟待解决的问题。对付它最佳方法之一就是地铁系统。因此新建地铁就成了现在多个城市的当务之急。现在被广泛的运用于区间隧道施工当中的方法就是我们前面提到过的盾构法。我们知道，地下隧道的修建肯定会有各种约束，比如繁华地段和老城区。可正是因为有了这样的技术才使得现在城市中心区域可以穿越很多的地
盾构机主要部件组成及施工工艺 雷宏 盾构是一个具备多种功能于一体的综合性设备，它集合了隧道施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能。盾构施工的过程也就是这些功能合理运用的过程。 盾构在结构上包括刀盘、盾体、人舱、螺旋输送机、管片安装机、管片小车、皮带机和后配套拖车等；在功能上包括开挖系统、主驱动系统、推进系统、出碴系统、注浆系统、油脂系统、液压系统、电气控制系统、自动导向系统及通风、供水、供电系统、有害气体检测装置等。 1、刀盘和刀具 刀盘：根据北京地铁特殊地质条件设计。辐条式刀盘，开口率约为50%。6个刀梁。刀梁及隔板上有5路碴土改良的注入孔（泡沫、膨润土、水注入管路）。刀盘表面采用耐磨材料或堆焊耐磨材料，确保刀盘的耐磨性。刀盘具有正反转功能，切削性能相同。 刀具：中心鱼尾刀1把，先行刀36把、主切刀82把（高64把、低18把），保径刀24把；合计：143把。另配超挖刀2把。 2、盾体 盾体钢结构承受土压、水压和工作荷载（土压3bar）。 盾体包括：前盾、中盾、盾尾。 ●前盾 前盾又称切口环，它里面装有支撑主驱动和螺旋输送机的钢结构。隔板上面设人舱、球阀通道、四个搅拌器。前盾上有液压闭合装置，可以关闭螺旋输送机的前闸门。前盾的隔板上装有土压传感器。 ●中盾和盾尾 中盾又称支承环，前盾和中盾用螺栓联接，并加焊接联接。 中盾内布置有推进油缸、铰接油缸和管片安装机架。中盾的盾壳园周布置有超前钻孔的预留孔。
中盾和盾尾之间通过铰接油Array缸连接，两者之间可以有一定的 夹角，从而使盾构在掘进时可以 方便的转向。 盾尾安装了三道密封钢丝刷 及8个油脂注入管道、8根内置 的同步注浆管道（4根正常使用4 根注浆管为备用）。 3、主驱动系统 主驱动机构包括主轴承、八个液压马达、八个减速器和安装在后配套拖 车上的主驱动液压泵站。刀盘通过螺栓与主轴承的内齿圈联接在一起，刀盘 驱动系统通过液压马达驱动主轴承的内齿圈来带动刀盘旋转。 主轴承采用大直径三滚柱轴承，外径2820mm。 4、推进系统 盾构的推进机构提供盾构向前推进的动力。推进机构包括32个推进油缸 和推进液压泵站。推进油缸按照在圆周上的区域分为四组，顶部3对油缸一 组、左侧4对油缸一组、右侧4对油缸一组、底部5对油缸一组。油缸的后