中国矿业大学力学与建筑工程学院2012~2013学年度第二学期《地铁与轻轨》课程报告
学号02100578
班级土木城市地下10-1班
姓名
力学与建筑工程学院教学管理办公室
软土地区地铁盾构隧道施工引起的地表沉降分析
摘要：盾构法作为在软土地区修建地铁隧道的一种重要手段，较其它施工方法有许多优点，但仍不可避免地会对周围土体及邻近建筑物产生一定影响。本文针对盾构施工对周围土体扰动机理展开论述，分析了盾构法对周围土体扰动的成因，讨论了盾构施工对周围土体引起地面沉降的因素，并总结了国内外盾构施工引起土体变形研究方法，提出了盾构施工附近建筑物沉降保护措施。
关键词：软土地区；盾构隧道；邻近建筑物；沉降分析
1 引言
我国自20世纪50年代起，伴随着我国地下铁路的迅猛发展，盾构法施工也因具有地面作业少、适宜建造深埋隧道、对周围环境影响小、自动化程度高、劳动强度低、施工速度快等优点，盾构施工方法以其独特的施工工艺特点和较高的技术经济优越性，越来越受到建设和施工单位的重视。城市地铁盾构隧道工程是在岩石土体内部进行的，无论其埋深大小，隧道开挖的各种施工将不可避免地扰动地下岩土体，破坏了原有的平衡状态，而向新的平衡状态转化，故而引起地表沉降和变形。同时在软土地层中采用盾构法施工，会引起地层移动而导致不同程度的沉降和位移。因此有必要对盾构法施工引起地层移动的规律进行深入的研究，尽量准确地预测盾构施工引起的地面沉降和对邻近建筑物的影响程度，以便于在设计和施工中采取必要的减少地层移动的措施，选择最合理的施工技术，制定出完善的施工措施，确保施工对邻近楼房、建筑物与地下管线等的影响降到最低。
2 盾构施工对地层及周边建筑影响原因分析
盾构施工引起周围地层地表沉降，邻近建筑物受其影响将产生变形、沉降或变位，从而影响建筑物的使用。由于邻近建筑物变形是由地层变形所引起的，因此只有控制好了地层的沉降和变形才能更好的控制对邻近建筑物的影响。
2. 1 地层变位产生的原因
盾构机在掘进过程中，将会对引起周围的土体的移动，这些移动是无法完全防止的。盾构掘进引发的地基变形的发生原因主要分为以下几点:
(1)开挖面土水压力不平衡导致开挖面失稳；
(2)盾构掘进对围岩的扰动；
(3)盾尾空隙和壁后注浆的不足；
(4)地下水位下降。由于漏水或降水引起的地基沉降；
(5)衬砌管片的变形和变位。当衬砌管片从盾尾脱出后，会受到围岩荷载作用而发生一些变形或变位，造成地基沉降，但这个沉降值一般比较小。
2. 2 地层沉降的机理
形成地面沉降的两个最主要因素是：第一，由盾构法施工引起的地层损失；第二，
经扰动后的土颗粒再固结。地层损失是施工的原因引起的，而地层固结沉降是因为孔隙水压力变化产生的。
(1)地层损失
地层损失为盾构施工中实际挖除的土体体积与理论排土体积之差。隧道的挖掘土量常常大于根据隧道断面面积计算的理论值。这是由超挖或盾构与衬砌间的间隙等问题产生的，这些空隙在软粘土中会被周围土壤及时填满，引起地层运动，产生施工沉降(也称瞬时沉降)。施工沉降的产生过程为：压力——应变——变形——位移——地面沉降。地层损失可分为以下三类：①正常地层损失。地层损失完全由施工现场的客观条件造成。这种地面沉降是在实际施工中采用何种类型的盾构都无法避免的。在均质的地层中这种损失引起的地面沉降也比较均匀。正常地层沉降一般可以控制到一定限度，由此而引起的地层损失量与地面沉降槽体积也是相等的。②非正常地层损失。指的是由于盾构施工过程中操作失误引起的地层损失。非正常地层损失引起的地面沉降有局部变化的特点，一般可以认为非正常地层损失是正常的。③灾害性地层损失。当盾构施工中遇到水压大、地层中的贮水或者透水性强的颗粒状土的透镜体时，盾构开挖面可能发生突发性急剧流动，甚至形成暴发性的崩塌，从而引起灾害性的地面沉降。
(2)固结沉降
固结沉降可分为主固结沉降和次固结沉降。盾构掘进时会对地层产生扰动，从而使盾构隧道周围地层产生正、负超孔隙水压力，超孔隙水压力消散会引起的土层压密，从而出现主固结沉降。主固结沉降与土层厚度有系。当土层越厚时，主固结沉降在总沉降的中占比例越大。所以在深埋隧道施工过程中，施工沉降可能很小，但主固结沉降的值可能较大。次固结沉降是由于土层骨架蠕动引起的剪切变形沉降。在孔隙比和灵敏度较大的软塑和流塑性土层中，次固结沉降持续时间一般比较长。次固结沉降占总沉降的比例可达35%以上。
盾构法施工引起隧道周围地表总沉降为施工沉降、主固结沉降和次固结沉降之和。当不考虑次固结沉降时，地表沉降应为地层损失造成的施工沉降和由于地层扰动引起的固结沉降之和。
3 地层沉降的发展过程分析
盾构施工引起的地基变位的表现方式与地基类型、盾构机类型及施工状况有很大的关系。对于盾构上方某一点的位移变化，变位历时曲线可分为五个阶段：
(1)先行沉降；
(2)开挖面沉降或隆起；
(3)盾构通过时沉降；
(4)尾部空隙沉降；
(5)后期沉降。
一般情况下，以上五个阶段的沉降值分别占总沉降值的(0~4.5)%、(0~44)%、(15~20)%、(20~30)%和(5~30)%。
综述，地层沉降的产生原因、机理及发展过程三者有着紧密的联系，地层沉降机理是地层沉降原因的微观解释；而地层沉降的发展过程则是前两者的宏观表现。它们之间
的相互关系如表1-1所示。
表1-1地基变形研究表
4 国内外盾构施工引起土体变形研究方法总结
当前国内外对盾构隧道施工引起的地表变形以及对既有结构的影响的研究方法主要有经验法、模型试验法、现场实测法、数值计算法等。这些方法各有优缺点，更多场合是将这些手段结合起来应用。这些方法在研究盾构隧道施工对地表变形以及对既有建(构)筑物的影响方面取得了很多的研究成果，但还是存在一些问题。主要的方法有：
(1)经验公式法。经验公式方法简单，只要确定了公式的参数就可以得到地面沉降数值。这种方法在一定的程度上直观地反映了土的性质、隧道的特点对地层沉降的影响，对于一些土质较好的，施工技术、施工设备比较完善，有类似工程实测资料的情况，现场量测结果与计算结果相比比较接近。但是，经验公式只是粗略给出了预测地面沉降的计算公式或范围，当衬砌形式、刚度不同以及施工条件和地层条件复杂时，它们的应用受到限制，难以较好的反映隧道工程条件和施工参数的影响，在一定的程度上与实际有较大的差别。例如：R.B.Peck(1969)通过对大量地表沉降数据和有关工程资料的分析以后，提出了地表沉降槽呈似正态分布的概念
(2)模型试验法。模型试验法对于了解盾构隧道施工引起的地层位移的机理，揭示各个施工因素对地面沉降的影响具有重要意义。足尺模型不经济，耗费大量人力、物力、财力；缩尺模型试验方法复杂、费用昂贵，模型难以精确模拟实际工程地质条件和施工参数，且得到的信息有限。
(3)解析法。解析法得到的是理论解，计算量小，但是解的范围有限，只有少数简单边界条件下得到解析解。对于复杂的实际工程来说，利用这些简单化处理会导致计算结果与实际情况相差甚远。
(4)数值法。数值法目前主要有有限元法、有限差分法、边界元法、离散元法、数值流行法。数值分析模型存在下列问题；对盾构施工考虑的因素较少，大多数只考虑了开挖卸荷、盾构脱空、千斤顶推进、盾构尾注浆的影响，对于盾构刀盘超挖、注浆材料的凝固、竖向荷载和结构与土之间的接触等问题涉及较少。盾构推进过程中，开挖面土体向盾构内移动，引起隧道外围土体向隧道内移动，产生地层损失。相当于从地层中挖去一块土体，形成一个空缺，上部土体在自重作用下弥补这个空缺时产生了地层移动，引起岩土体及地表移动和变形。在不考虑土体排水固结的情况下，认为土体的移动是一个
随机过程。对于关于盾构引起的纵向地表沉降可以分为四个或者是五个阶段，若按照五个阶段分的话有：盾构到达前的地面变形、盾构到达时的地面变形、盾构通过时的地面变形、盾构通过后的瞬时地面变形、地表后期固结变形，前面四项的总和称为地表沉降。
5 软土地区盾构施工附近建筑物沉降保护措施
软土地区盾构方法施工时，对建筑物受到的影响比较严重，需要采取相应的处理措施，以保证建筑物的正常使用或安全。处理措施一般可分为积极保护措施和工程措施。
5.1 积极保护措施
积极的保护措施，指通过对施工参数的优化来减少对建筑物的不利影响。盾构隧道沿线附近的建筑物保护，应首先把重点放在积极保护方法上。在施工前，首先根据经验选取施工参数，然后通过对地面变形和对建筑物影响的预测，优化选取和本工程相适宜的施工参数;施工时，通过信息化施工，进一步优化施工参数，精心控制地层变形，使其不至于影响周围建筑物的正常使用或安全。
根据已有的施工经验及研究成果，盾构施工参数中对周围环境影响比较明显的是：正面压力、盾构千斤顶推力、掘进速度、开挖排土量、超/欠挖量，背后注浆的浆压、浆量、浆液性质和注浆时间，以及盾构姿态等。
前仓压力的设定应随上覆土厚度的不同而变化。根据实践，一般设定为理论值(静止土压+水压)的105%~115%。推进速度的选取应尽量使土体受到的是切削而不是挤压。不同的地质条件推进速度不同。对于土压平衡盾构，施工中要注意调整掘进速度和排土量，使前仓压力的波动控制在最小幅度。
背后注浆的主要参数为注浆材料、注浆压力、注浆量和注浆时间。注浆材料一般选用合理配比和性质优良的材料，稠度值一般控制在10.5~11.0，容重近似原状土。注浆压力在理论上只须使浆液压入口的压力大于该处水土压力之和，即能使建筑空隙得以充盈。但因实际注浆量大于计算注浆量，超体积浆液必须用适当高于计算的压力方可压入建筑空隙。但压力也不能过大，因为压力过大会使周围土层产生劈裂，这样管片外的土层将会被浆液扰动而造成较大的后期沉降及隧道本身的沉降。
实践中，多采用注浆压力为1.1~1.2倍静止水土压力。注浆量在理论上为衬砌和周围地层之间的间隙体积。但由于盾构纠偏、跑浆和浆料的失水收缩等因素，实践上常采用理论计算值的1.4~2.0倍。注浆时间一般以同步注浆为宜;在土层较好，地层变形控制要求不高的地段，为提高施工速度，也可采用即时注浆等注浆形式。
另外，还要尽量保证盾构掘进中的轴线和设计轴线一致，以减小盾构纠偏量，从而减小因盾构纠偏对周围土层的剪切挤压扰动，同时有利于控制盾尾和管片后背间的间隙和地层损失。实践证明，盾构停止推进时，会因正面土压力的作用而后退，从而增大周围地层的变形，因此，施工中宜保持施工的连续性。当必须停止推进时，务必作好防止后退的措施，正面及盾尾要严密封闭，以减少停机期间对周围环境的影响。
5.2 工程措施
工程措施主要指通过诸如隔断、土体加固、托换等工程方法来保护周围建筑物。对于对地面变形比较敏感且影响后果比较严重的建筑物，仅通过盾构各施工参数的优化可能不能满足安全控制要求，故还需要采取有效的工程保护措施。下面笔者总结了4种常
见的工程方法。
(1)隔断法
在建筑物附近进行地下工程施工时，通过在盾构隧道和建筑物间设置隔断墙等措施，阻断盾构机掘进造成的地基变位，以减少对建筑物的影响，避免建筑物产生破坏的工程保护法，称为隔断法。该法需要建筑物基础和隧道之间有一定的施工空间。隔断墙墙体可由钢板桩、地下连续墙、树根桩、深层搅拌桩和挖孔桩等构成，主要用于承受由地下工程施工引起的侧向土压力和由地基差异沉降产生的负摩擦阻力，使之减小建筑物靠盾构隧道侧的土体变形。为防止隔断墙侧向位移，还可在墙顶部构筑联系梁并以地锚支承。还需注意，隔断墙本身的施工也是近邻施工，故在施工中要注意控制对周围土体的影响。
(2)土体加固
土体加固包括隧道周围土体的加固和建筑物地基的加固。前者通过增大盾构隧道周围土体的强度和刚度，以减少或防止周围土体产生扰动和松弛，从而减少对近邻建筑物的影响，保证建筑物的正常使用和安全。后者通过加固建筑物地基，提高其承载强度和刚度而拟制建筑物的沉降变形。这两种加固措施一般采用化学注浆、喷射搅拌等地基加固的方法来进行施工。
当地面具有施工条件时，可采用从地面进行注浆或喷射搅拌的方式来进行施工;当地面不具备施工条件或不便从地面施工时，可以采用洞内处理的方式，主要是洞内注浆。上海市的下水道主干线工程中，采用外径为4.43 m的土压平衡盾构，通过洞内注浆的处理方式，顺利通过了临近桥台的基础桩，且把最终沉降成功地控制在要求的10 mm内。
(3)建筑物本体加固
该法实际上是对建筑物本身进行加固，使其结构刚度加强，以适应地基土变形而引起建筑物变形的一种工程保护方法。对建筑物本体进行加固的措施有多种，如可以通过加劲、加固墙、设置支撑等来直接对建筑物上部结构进行加固，或通过加固桩、锚杆等对建筑基础进行加固。实际工程中需要根据建筑物的结构和基础特点选用相适应的方法。
(4)基础托换
在盾构区间隧道工程中，一般需要进行托换的主要是桩基基础。桩基托换就是将建筑物对桩基的载荷，通过托换的方式，被转移到新建的桩基上去，而老的桩基则被拆除的工程方法。广州地铁一号线工程中，曾成功托换过8层民用建筑的桩基，其单桩承载力在200t左右。
一般在下列情况下需要进行桩基托换：①盾构开挖通过桩基附近，从而削弱了桩的侧向约束，降低了桩的承载能力;②盾构开挖穿过桩体本身，导致桩的承载力大幅下降或消失;③盾构开挖从距离桩底很近的地方穿过，使桩端承载力受到严重损失。
6 结语
盾构法隧道作为一种新的施工工艺，是近年城市地铁施工中采用的主要手段，盾构施工引起的地表土体变形和对邻近建筑物的影响是人们普遍关心的问题；本文通过分析了盾构施工对土体以及周围建筑物影响的原因，总结了盾构施工过程中周围土体的变形规律，并总结了国内外盾构施工引起土体变形研究方法，并在此基础上，提出了对附近
建筑物沉降保护的可行措施。
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盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术 文章摘要： 盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术摘要：随着近几年地下工程建设的不断发展,盾构施工技术已越来越成熟,特别是在城市轨道交通建设中更显示出其优越性。但是,对于盾构施工过程中穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的施工还缺少相应的工程实例,经验相对也较少。近年来,我国城市轨道交通建设发展迅速,但是面临着越来越复杂的周边环境和施工条件,因此研究和制定相应的施工技术和应对措施十分必要。文章针对盾构施工穿越城市内河、下穿既有隧道以及湖底施工、下穿古城墙等工程实例进行分析研究,提出了针对类似情况的应对技术措施。 1 引言 随着国民经济的发展和城镇化建设的加速,国内城市轨道交通建设发展也越来越迅速。在轨道交通建设中,盾构工法由于其优越性在国内的应用越来越多。为了使轨道交通尽快形成网络达到预期的规模效应,轨道交通的建设也在加速。随着初期单条线的建成,后续线路建设的难度会越来越大。同时,伴随城市规划建设,特别是通常伴随地铁建设的沿线开发的增多,工程建设所面临的是越来越复杂的周边环境,穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的情况也越来越多。工程施工时既需要对既有建(构)筑物进行保护,又要确保工程本身的安全性和进展顺利,因此对不同的情况采用相应的应对技术十分必要。本文以南京地铁施工中已成功完成的盾构施工穿越障碍物的几个实例为基础,研究分析相应的应对技术。 2 下穿既有河流 2.1 工程实例 金川河宽10.4m,河堤深4m, 水深1.3m,为污水河。盾构隧道与 该河近正交下穿通过,盾构机与 河床底净间距6.2m。该段 地质情况自上而下分别是:② -1d3-4粉细砂(3.5m)、②-2c2-3 粉土(约6.0m)、②-2b4淤泥质粉 质粘土(约3m)、③-2-1b2粉质粘 土(4m)、③-3-1(a+b)1-2粉质粘 土(约 4.7m)。隧道主要在② -2c2-3粉土、②-2b4淤泥质粉质 粘土(上部)和③-2-1b2粉质粘土 (下部)地层中穿过(图1)。 该工程盾构机于2002年5月 9日~2002年5月10日和2002年 12月28日~2002年12月29日分 别在下行线和上行线顺利通过金 川河,沉降监测结果良好,没有采 用应急预案。但是在下行线掘进
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/d46164488.html, 城市地铁隧道施工引起的地面沉降及处理 作者：王涛涛 来源：《科学与技术》2018年第19期 摘要：在基本建成小康社会的今天，城市化进程越来越快，为了满足人们出行交通便利需求，缓解地上交通压力，很多地区开始建设地下地铁，而建设地铁时的隧道施工不当又会引起地面沉降等问题，为了预防和解决有可能发生的地面沉降问题，本文对由城市里地铁隧道施工所引起的地面沉降的原理进行分析，并提出预防和应对方法。 关键词：城市地铁；隧道施工；地面沉降；解决措施 引言： 在我国，为达到基本建成小康社会目标，城市化进程越来越快，政府对于基础设施建设方面的投资力度也在逐渐加大，为了满足人们出行方便的愿望，缓解城市公路交通压力，越来越多的地铁正在被建设，而建设地铁的难度较大，常表现在建造时常会伴随地面沉降等问题，如何预防和处理问题的发生，对地铁建设有重要意义，本文旨在对地面沉降进行原因分析和讨论解决方法，以促进城市化发展，特别是最近几年，广泛引起各界关注和思考。 1、地面沉降 地面沉降分区域性下沉和局部下沉两种沉降类型。一般来说，发生地面沉降常会使建筑物倾斜或倒塌，还会破坏地基的稳定性等等，特别的，若在滨海城市发生地面沉浸，除了会出现上述问题，还会造成海水倒灌，极大地增加了社会损失。建筑倒塌造成的人员伤亡，电线毁坏，海水倒灌等问题都给人们的生产和生活带来很大影响。 据研究，引起地面沉降的原因有很多，如地壳运动、海平面上升等都会引起地面沉降，其中还包括有城市地铁隧道施工，城市地铁隧道施工也是引起城市地面沉降的主要原因，據统计，世界各国，出现地面沉降的城市多为正在建造地铁或刚建成地铁不久的城市，其事故的源头多为地下隧道施工，21世纪地铁得到快速发展的今天，如何解决事故源头，减少地面沉 降，探索有效施工方法，是我们需要仔细深入研究的课题。 2.地面沉降原理分析 2.1盾构法隧道施工引起的地面沉降机理 盾构法施工是一种普遍用于修建地下遂道的施工方法。主要步骤为先确定开挖位置，然后在确定的位置开始挖掘，又用千斤顶用力推进到已开挖的位置，继续下一步挖掘，边挖边推进，边推进边挖，要确保挖掘和推进同时进行，节奏一致，而且要确保在缩回千斤顶的同时，使用液压举重拼装器一段段地再向前挖掘，直到整条遂道施工结束。由盾构法引起的地面沉降
地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题探析 摘要：随着我国经济的高速发展，我国地铁高速发展，盾构法具有不影响地面 交通、对周围建(构)筑物影响小、适应复杂地质条件、施工速度快等众多优点而 在地铁工程建设中广泛应用。但盾构法隧道工程是在岩土体内部进行的,无论其埋深大小,开挖施工都不可避免地会对周围土层产生扰动,从而引起地面沉降(或隆起),危机邻近建筑物或地下管道等设施的安全。因此,施工能产生多大的沉降或隆起, 会不会影响相邻建筑物的安全,是地铁隧道盾构施工中最关键的问题。要在地铁工程施工前对工程可能引起的地面沉降问题有所估计,就首先需要了解盾构法施工引起的地面沉降的一般规律和机理,进而提出相应的安全判别标准和控制原则,达到 事先防控的目的。 关键词：地铁隧道；盾构法；地面沉降 引言 随着城市交通事业的高速发展，在地铁施工中盾构施工最为普遍，地铁施工引发的地面 沉降问题逐渐受到了人们的重视，怎样对盾构施工中的地面沉降问题进行合理的预测和防范，成为了地铁盾构施工亟需解决的重要问题。本文主要阐述了有关地铁隧道盾构法施工中的地 面沉降问题研究。 1地铁隧道盾构施工引起地面沉降主要影响因素分析 1.1覆土厚度H和盾构外径D的影响 在地铁施工过程中隧道盾构技术非常重要，盾构外径越大,由盾构施工引起的单位长度的 地层损失就越大,在相同地面沉降槽宽度下,最大地面沉降也随着增大;而隧道覆土厚度越大,则 最大地面沉降值就会越小,但地面沉降槽宽度会越大。最大地面沉降随覆土厚度H与盾构外径 D的比值即H/D的增大而减小。 1.2盾构到达时的地层沉降,开挖面前的沉降或隆起 在地铁隧道施工过程中，沉降是非常重要的，自开挖面距观测点约3m-10m时起,直至开 挖面位于观测点正下方之间所产生的隆起或沉降现象。实际施工过程中设定的盾构土压舱压 力很难与开挖面土体原有土压力达到完全的平衡,多因土体应力释放或盾构反向土仓压力引起 的土层塑性变形所引起。 1.3盾构穿越土层性质 隧道开挖在软土层中，主要的土层性质有砂质粉土、淤泥质粘性土、砂土层以在不同的 土层穿越中对地面沉降也有不同的影响。在保持其他工艺条件都不变的情况下，穿越砂土层 相对于黏土层来说，其沉降槽宽度的系数也更小，因此沉降量也是最大的。设地层损失率为2%，盾构埋深为 10m，盾构半径为 3.2m，计算分析穿越不同土层的宽度系数与沉降量的关系。通过计算分析后可知，在穿越不同土质时地面沉降效应也不同，穿越黏土时的沉降槽宽 系数最大，对地面沉降影响的范围也最大，穿越砂质粉土层，宽度系数比黏土层小，沉降量 显著，在穿越砂土地面时沉降量最大。 1.4盾尾间隙沉降 隧道施工过程中，地表沉降是由于地铁盾尾通过测点后产生的,一般的范围约在后尾通过 测点后0-20m范围。由于盾构外径大于管片外径,管片外壁与周围土体间存在空隙,往往因注 浆不及时和注浆量不足,管片周围土体向空隙涌入,造成土层应力释放而引起地表变形,这一期 间的地表沉降约占总沉降的40%-45%。 2盾构隧道的地面沉降机理 在盾构隧道施工开挖的过程中，地面沉降是由于面的附加应力、应力释放等引起地层产 生的弹塑性变形。隧道施工所引起的地面沉降,主要包括开挖卸载时开挖面周围土体向隧道内 涌入所引起的地面沉降,支护结构背后的空隙闭合所引起的地面沉降,管片衬砌结构本身变形 所引起的地面沉降以及隧道结构因整体下沉所引起的地面沉降,可称为开挖地面沉降。盾构法 隧道在施工期的地面沉降可认为主要由开挖沉降、固结沉降和次固结沉降组成,而次固结沉降
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 地铁隧道盾构施工安全管理(标 准版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
地铁隧道盾构施工安全管理(标准版) 1引言 安全管理工作己在我国得到了日益重视，尤其是在加入了WTO 后，全球经济趋于一体化，要求发展中国家的安全生产管理水平赶上世界先进水平，企业安全管理工作已作为和生产管理并列的一项企业管理重要内容。而建筑业是伤亡事故多发的行业，仅次于矿山作业。隧道施工具有建筑业和矿山业的一些共同特点，施工危险程度大，安全隐患多。盾构施工隧道技术是一项先进的隧道施工技术，开挖面处在盾构体的保护下，可以最大程度避免土体失稳或冒顶带来的人身伤亡事故，近年来，在上海、广州、北京和深圳等地得到了较为广泛的应用。 盾构法隧道施工技术由英国工程师布鲁诺尔发明于1818年，并于1825年运用于工程实践。我国从1956年开始引进盾构施工技术，从20世纪80年代开始得到了快速发展，目前，在上海、广州等大
城市中逐渐成为城市地下铁道施工的主流方法，其特有的安全施工和管理问题引起犷广泛注意，本文为结合多年的盾构施工实践和安全管理经验的总结。 2盾构机刀盘前的压气作业 2.1盾构机的压气作业 当操作人员必须进人盾构机前体刀盘内作业时，如果盾构机前方或上方的土体不能自稳，上体可能通过刀盘的开日处进人刀盘内，威胁作业人员的安全。大多先进的盾构机均配备了压气系统，即通过密封刀盘和盾构前体的通道，向刀盘内注入无油空气，使刀盘内的压力升高，以达到平衡外侧土体压力的目的，压力最大可达到3-4kg/cm2。为了保证操作人员的适应性，一般在通道卜设置密闭的过渡增压舱，这将在很大程度上缓解压力变化带给操作人员的影响。由于操作人员是在一个密闭的环境中工作，刀盘内空间狭窄，不能有多人同时作业，压人的空气质量也可能含有一定的杂质，且工作面的环境温度将会很高，当操作人员出现不适时，需要经过一定时间减压过渡后才能得到医疗。因此，压气作业是盾构安全施工的一
城市地铁隧道施工引起的地面沉降与处理 1 城市地铁隧道施工引起地面沉降的机理分析城市地铁隧道在施工过程中最常采用的方法为盾构施工法，其指的是在工程施工前， 利用像挖掘机一样的机械把地下的泥土挖出，勾画出隧道工程的大体框架。由于施工地区土质密度、强度或特殊地形的影响，因此很容易在地铁隧道建设施工中出现一些误差。如地铁隧道挖出的土与隧道体积不相等，土质密度过于松散出现塌方、施工地出现不同程度的沉降现象等等。其中，最严重的问题就是施工地区的沉降现象， 其具体指的是人们在挖土的过程中，由于先挖走的土层空隙水压强度不大，应力很小，施工点只会出现小面积的推移；但随着工程建设施工进程的加快，被挖出的土壤越来越多，推动力和应力会不断增强，导致施工点出现大面积移动或者施工地面出现突起等现象。施工人员为了防止盾构施工法对地质、土壤造成的影响，在施工过程中会使用千斤顶支撑上地面，等到地铁隧道中多余的泥土全部被运输离开后再撤走千斤顶，但这样的缺点是本来被千斤顶支撑的地面突然没有了支持力，从而出现隧道塌陷，即我们所说的施工沉降现象。因为机械设备在地下作业过程中相对困难，若隧道施工时再遇上粘质土壤，施工难度不仅会加大，而且施工地沉降的偏差也会增加。 2 某地铁工程隧道施工引起地面沉降与处理工艺
2.1 工程概况 某地铁工程一号地铁线北起升仙湖，南下华阳，中间途经火车北站、天府广场以及火车南站等多个重要地点，是人们出行选择的首选交通工具。其全长31.6千米，隧道外径7.8m,内径6.4m, 并且地铁一号线还有继续向南扩展的趋势，在继续向南的隧道建设施工也采用同地铁一号线相同的盾构施工法,并预计在2018 年就能够完成地铁三号线的修建,并开始运行。 根据地质资料分析得出：盾构主要穿越的土层有灰色粘质粉土层、灰色淤泥质粘土层和灰色粘土层等多种土层。地铁隧道穿越地基土层的基本物理力学指标见表 1 ,部分施工地的沉降现象分别用横断面和纵断面图来表示,如图 1 和图 2 所示。 2.2 监测方案 在实际施工中, 需要对施工地进行地面沉降的监测。作者所在的项目工程中，计划是每隔200m就进行一次横断面的监测，像天府广场这样建筑物密集的地方,会缩短监测距离,每隔50m 就进行一次横断面的监测, 而每个横断面监测之间, 可再细化到每个监测点。一般情况下,每个横断面监测间会设置10个监测点,并且为了监测所得的数据具有连续性, 施工人员在隧道中还布置了沉降观测点, 对施工周围的管线是否沉降也进行了相应的观察。 2.3 具体计算及沉降各阶分析 （1）刚出现沉降的时间段,即前期沉降,其是工程刚刚施 工的阶段，由于没有过多的挖土和破坏土层、地质，沉降的最大
浅论上海地铁盾构法施工的隧道后期变形 摘要文章以上海市轨道交通M8线淮海路站～复兴路站区间隧道的施工为例，对引起隧道施工后期变形的多种因素进行分析，并阐述了防治措施。 关键词盾构法隧道后期变形影响因素防治措施 1 概述 在上海地铁隧道施工过程中，经常发现已拼装成环的隧道在刚离开盾尾或脱离盾尾3～4环后，就发生环面不平整现象，即D块管片滞后于B1、B2块管片，B1、B2块管片滞后于L1、L2块管片，从而产生管片角部碎裂，影响隧道的施工质量。 通过对环缝错位现象的分析，认为这种现象是由于成环管片在出盾尾后发生了隧道的后期变形（上浮或沉降）而导致的。以上海轨道交通M8线复兴路站～淮海路站区间隧道施工的有关数据为依据，阐述影响隧道后期变形的各种因素，并介绍相应的防治措施。 2 工程概况 上海轨道交通M8线复兴路站～淮海路站区间隧道起始于复兴路站北端头井，止于淮海路站南端头井，推进里程为SK20+236.595～SK19+409.846，全长826.749 m,在SK19+785.640处设有1条联络通道。土压平衡盾构机由复兴路站北端头井下井，出洞后上行线沿西藏南路往北推进，途径自忠路、方浜路、浏河路、会稽路、寿宁路、桃源路、淮海路，穿越众多管线后到淮海路站南端头井。盾构机在淮海路站端头井内调头后，下行线沿西藏南路往南推进到复兴路站北端头井（见图1）。 图1 区间隧道示意图 3 工程地质 工程地质是影响隧道后期变形的主要因素之一。 本工程隧道穿越的土层为④淤泥质粘土层、⑤1粉质粘土层，各土层性能指标及特征见表1。
4 影响隧道后期变形的主要原因及分析 4.1 设计轴线 复兴路站～淮海路站区间隧道最大坡度为-11.675‰，隧道顶覆土厚9.0～16.3 m。上、下行线隧道推 进竖向轴线坡度见表2。
2018年铁路毕业论文题目174个 铁路专业主要包括高铁乘务、地铁运行、票务安检、铁路运输等方向，随着我国铁路产业的发展，铁路技术与服务不断提升，现已走出国门，在世界铁路上已占有一席之地，为了方便论文写作，本站整理了部分铁路毕业论文题目供参考。 1、铁路客运高峰期常态化运输组织方法分析 2、铁路站场设计对运输影响的探讨 3、钢铁企业铁路运输效率的分析与对策 4、铁路运输安全管理探讨 5、针对铁路煤炭高效运输的策略探讨 6、铁路运输安全监管体制探究实践 7、论我国铁路运输成本优化的改革思路 8、铁路运输调度安全管理探讨 9、现代铁路货物运输在物流发展中的策略研究 10、铁路调度运输组织效率探讨及对策 11、铁路货物运输产品形式及其组织形态研究 12、关于市场导向型铁路运输组织方式的思考 13、城市轨道交通乘务派班管理系统设计与实现 14、铁路物流运输组织管理创新的研究 15、铁路旅客运输需求分析与对策研究 16、企业铁路智能运输调度平台的关键流程 17、试论铁路运输调度系统升级改造 18、从95306网站看铁路运输向现代物流的转型 19、论我国铁路运输制度现象及改革 20、铁路列车乘务人员用餐及工作条件问题研究 1
21、关于铁路旅客运输晚点赔偿的问题研究 22、铁路运输领域内物联网的应用探析 23、铁路旅客安检系统现状及发展研究 24、基于铁路运输节能技术应用 25、铁路危险货物运输发展策略的思考 26、地铁列车运行自动控制系统设计 27、铁路煤炭运输存在的问题及对策探讨 28、铁路运输调度管理系统应用研究 29、铁路行包运输运能分配方案研究 30、铁路运输散堆装货物特性及分类 31、地铁列车追踪运行的节能控制与分析 32、城轨交通乘务任务配对的集合分割模型及算法 33、铁路运输效益管理现状研究 34、地铁运行过程中车门控制的安全性研究 35、地铁环境控制系统的运行管理 36、地铁供电系统日常运行要点 37、铁路客运乘务制度改革的实践与思考 38、地铁车辆正线运行客室噪声 39、关于对动车组乘务服务员收入分配规范化管理的思考 40、旅客列车乘务巡检系统的设计与实现 41、扶梯的运行方式对地铁乘客疏散的影响 42、高铁动车组乘务人员素养提升的路径探析 43、地铁车辆运行工况对轴箱轴承寿命的影响 44、地铁列车安全运行的远程诊断技术 45、地铁运行下环境隔振措施研究 46、全自动运行系统地铁车辆技术 2
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
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。
地铁盾构隧道毕设论文 Prepared on 22 November 2020
石家庄地铁一号线北宋站~谈固站区间隧道土层的物理力学参数 表1 土层的物理力学参数 计算原则： （1）设计服务年限100年； （2）工程结构的安全等级按一级考虑； （3）取上覆土层厚度最大的横断面计算； （4）满足施工阶段，正常运营阶段和特殊情况下强度计算要求； （5）接缝变形在接缝防水措施所能适应的范围内； （6）成型管片裂缝宽度不大于； （7）隧道最小埋深处需满足抗浮要求； 采用规范： （1）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）； （2）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）； （3）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）； （4）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）； （5）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）； （6）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）； （7）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）。 方案确定 明挖法施工对城市地面交通和居民的正常生活有较大影响，易造成噪音、粉尘及废弃泥浆等的污染，且工期较长。由于本工程位处地区附近有很多居民居住，地面交通复杂，故不适合选择明挖法施工。 矿山法适用于硬、软岩层中各类地下工程，特别是对于中硬岩中。本工程要求工期较短，且地下水丰富，矿山法堵水较为繁琐且占用较长工期；隧道穿过地层为砂土和砾石层，矿山法对围岩的破坏较严重。因此不选用矿山法施工。 本工程设计隧道内径为，内径较大，顶管法适宜中小尺寸管道，管道顶进困难，考虑到场地以及经济效益的影响不选用顶管法施工。
土压平衡盾构施工引起的地面沉降规律分析 城轨公司杨小飞 【摘要】本文对广州地铁6号线盾构2标区间盾构隧道施工过程的地面沉降监测数据进行分析，探讨了盾构施工过程地表沉降规律及其影响范围和程度，包括沉降槽分布形式、沉降随时间发展规律、沉降量概率分布的统计分析等，并用数学函数加以表达。研究结果对今后类似工程施工过程的隧道周边建（构）筑物的保护，施工参数的优化以及工程的顺利实施具有参考价值。 【关键词】盾构沉降拟合 1.引言 地铁交通在我国正处于发展阶段，由于盾构施工法的安全性和先进性，盾构技术在城市地铁隧道施工中得到越来越广泛的应用。由于地铁隧道多位于城市中心繁华地带，地下管线和地面建筑物众多，施工过程多少都会扰动地层，要完全消除地表沉降是很困难的。盾构施工过程的沉降会对地面建筑物的安全造成威胁甚至引起破坏，国内外已对施工沉降进行了大量研究，提出了许多沉降计算模型［1,2］，如Peck 模型（1969），Attewell 模型（1981），O’Reilly-New 模型（1982），藤田模型（1982）等。国内专家也对国内地铁盾构施工过程的沉降规律进行了总结 ［3 ］- ［5 ］，得到了许多具有共性的认识。但由于广州地区地质条件复杂，对沉降规律的定量研究还比较少。本文对广州地铁6号线2标区间盾构隧道施工过程的地表沉降规律及其影响范围进行研究，以期对今后类似工程建（构）筑物的保护，施工参数的优化提供参考依据。 2.工程概况 广州地铁6号线2标区间隧道采用盾构法施工。区间隧道由两条并行的单线隧道组成，其中已完成施工的【大坦沙站-如意坊站盾构区间】左右线隧道间距8.1～26m，左右线隧道总长2859.2m，隧道埋深4.7～27.8m，线路最小水平曲线半径500m，最大坡度30‰。盾构机采用德国HERRENK AG 公司生产的土压平衡式盾构（EPB），盾构机刀盘直径6280mm，采用盾尾同步注浆（砂浆）方式。隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片，管片环外径6000mm，内径5400mm，管片宽度1500mm。【大-如盾构区间】上覆第四系为人工填土层、淤泥层、淤泥质土层、淤泥质粉细砂层、粉质粘土、粉土层、冲积－洪积粉细砂层、冲积－洪积中、粗、砾砂层、冲积－洪积土层、可塑或稍密~中密残积土层、硬塑或密实状残积土层。下伏基岩白垩系、石炭系棕红色、红褐色岩石，风化程度不均一，软硬夹层较多。 3.沉降观测方法 3.1 观测仪器及要求 采用精密水准尺仪，铟钢水准尺、30m 检定过的钢卷尺进行沉降观测。线路沿线一般的多层建筑物和地表沉降，按国家三等水准测量技术要求作业，高程中误差≤±2.0mm，相邻点高差中误差≤±1.0mm。 3.2 沉降观测点的布设 正常情况下，沿隧道中线上方地面每隔5m 布设一个沉降观测点，每隔20m 建立一个监测横断面，该断面垂直于隧道中线，每个断面上布设5个观测点，其中隧道中线上方一个点，左右间隔5m 各一个点。对于软弱土层、或埋深较浅的区域，应根据隧道埋深和围岩地质条件，加密监测断面和测点。 当隧道上方为混凝土路面时，常布设两种沉降观测点，即分混凝土路面及路面以下土层两种，路面部分沿线路中线每20m布设一个观测断面，观测点直接布设在路面上，以量测路面沉降量；为了防止路面硬壳层不能及时、准确反映地层实际沉降情况，造成路面下方虚空，需钻穿混凝土路面并在路面以下地层中打入短钢筋布设观测点，以便对地层的沉降情况进行监测。 3.3 项沉降观测频率 盾构机机头前10m和后20m范围每天早晚各观测一次，并随施工进度递进；范围之外的监测点
盾构隧道施工安全管理 摘要：盾构法隧道施工，掘进速度快、质量优、对周围环境影响小、施工安全性相对较高，但盾构施工技术有着自身的特点，安全管理工作只有适应盾构施工的特点，才能利用盾构的优势、克服传统隧道施工的劣势，真正做好建筑施工企业的安全工作。文章对盾构施工中要注意的几个安全问题进行了讨论，可供同行参考。 关键词：地铁隧道盾构施工安全管理 1引言 安全管理工作己在我国得到了日益重视，尤其是在加入了WTO后，全球经济趋于一体化，要求发展中国家的安全生产管理水平赶上世界先进水平，企业安全管理工作已作为和生产管理并列的一项企业管理重要内容。而建筑业是伤亡事故多发的行业，仅次于矿山作业。隧道施工具有建筑业和矿山业的一些共同特点，施工危险程度大，安全隐患多。盾构施工隧道技术是一项先进的隧道施工技术，开挖面处在盾构体的保护下，可以最大程度避免土体失稳或冒顶带来的人身伤亡事故，近年来，在上海、广州、北京和深圳等地得到了较为广泛的应用。 盾构法隧道施工技术由英国工程师布鲁诺尔发明于1818年，并于1825年运用于工程实践。我国从1956年开始引进盾构施工技术，从20世纪80年代开始得到了快速发展，目前，在上海、广州等大城市中逐渐成为城市地下铁道施工的主流方法，其特有的安全施工和管理问题引起犷广泛注意，本文为结合多年的盾构施工实践和安全管理经验的总结。 2盾构机刀盘前的压气作业 2.1盾构机的压气作业 当操作人员必须进人盾构机前体刀盘内作业时，如果盾构机前方或上方的土体不能自稳，上体可能通过刀盘的开日处进人刀盘内，威胁作业人员的安全。大多先进的盾构机均配备了压气系统，即通过密封刀盘和盾构前体的通道，向刀盘内注入无油空气，使刀盘内的压力升高，以达到平衡外侧土体压力的目的，压力最大可达到3-4kg/cm2。为了保证操作人员的适应性，一般在通道卜设置密闭的过渡增压舱，这将在很大程度上缓解压力变化带给操作人员的影响。由于操作人员是在一个密闭的环境中工作，刀盘内空间狭窄，不能有多人同时作业，压人的空气质量也可能含有一定的杂质，且工作面的环境温度将会很高，当操作人员出现不适时，需要经过一定时间减压过渡后才能得到医疗。因此，压气作业是盾构安全施工的一个重点，也是一个值得注意的危险源。 2. 2压气作业的相应措施
我国隧道盾构掘进机技术的发展现状 1. 我国盾构隧道掘进技术的发展历史 盾构掘进机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程。我国的盾构掘进机制造和应用始于1963年，上海隧道工程公司结合上海软土地层对盾构掘进机、预制钢混凝土衬砌、隧道掘进施工参数、隧道接缝防水进行了系统的试验研究。研制了1台直径4.2m的手掘式盾构进行浅埋和深埋隧道掘进试验，隧道掘进长度68m。 1965年，由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的2台直径5.8m的网格挤压型盾构掘进机，掘进了2条地铁区间隧道，掘进总长度1200m。 1966年，上海打浦路越江公路隧道工程主隧道采用由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的我国第一台直径10.2m超大型网格挤压盾构掘进机施工，辅以气压稳定开挖面，在黄浦江底顺利掘进隧道，掘进总长度1322m。 70年代，采用1台直径3.6m和2台直径4.3m的网格挤压型盾构，在上海金山石化总厂建设1条污水排放隧道和2条引水隧道，掘进了3926m海底隧道，并首创了垂直顶升法建筑取排水口的新技术。 1980年，上海市进行了地铁1号线试验段施工，研制了一台直径6.41m的刀盘式盾构掘进机，后改为网格挤压型盾构掘进机，在淤泥质粘土地层中掘进隧道1230m。 1985年，上海延安东路越江隧道工程1476m圆形主隧道采用上海隧道股份设计、江南造船厂制造的直径11.3m网格型水力机械出土盾构掘进机。 1987年上海隧道股份研制成功了我国第一台φ4.35m加泥式土压平衡盾构掘进机，用于市南站过江电缆隧道工程，穿越黄浦江底粉砂层，掘进长度583m，技术成果达到80年代国际先进水平，并获得1990年国家科技进步一等奖。 1990年，上海地铁1号线工程全线开工，18km区间隧道采用7台由法国FCB 公司、上海隧道股份、上海隧道工程设计院、沪东造船厂联合制造的φ6.34m土压平衡盾构掘进机。每台盾构月掘进200m以上，地表沉降控制达+1～-3cm。1996年，上海地铁2号线再次使用原7台土压盾构，并又从法国FMT公司引进2台土压平衡盾构，掘进24km区间隧道。上海地铁2号线的10号盾构为上海隧道公司自行设计制造。 90年代，上海隧道工程股份有限公司自行设计制造了6台φ3.8～6.34m土压平衡盾构，用于地铁隧道、取排水隧道、电缆隧道等，掘进总长度约10km。在90年代中，直径1.5～3.0m的顶管工程也采用了小刀盘和大刀盘的土压平衡顶管机，在上海地区使用了10余台，掘进管道约20km。1998年，上海黄浦江观光隧道工程购买国外二手φ7.65m铰接式土压平衡盾构，经修复后掘进机性能良好，顺利掘进隧道644m。 1996年，上海延安东路隧道南线工程1300m圆形主隧道采用从日本引进的φ11.22m泥水加压平衡盾构掘进机施工。 1998年，上海隧道股份成功研制国内第1台φ2.2m泥水加压平衡顶管机，用于
地铁隧道施工引起地面沉降浅析 文中分析了广州地铁六号线二期柯高区间施工过程中，采用盾构法施工时，由于地质、施工等条件综合影响下，导致地面沉降的原因及规律，并提出了解决办法。 标签：地铁施工盾构法地面沉降 1绪论 近年来随着国内各个城市地铁工程的不断发展，由地铁施工引发了一系列地面沉降、坍塌等事故与隐患。由于在地铁施工过程中会产生地层损失、局部降水和对地层的扰动，从而导致不同程度的地面沉降，对地铁施工及周边的环境产生了不利影响。在隧道施工中，为避免明挖法带来的大面积拆迁、征地问题，最大限度减少对沿线居民日常生活和交通出行的影响，一般采用盾构法进行施工，虽然盾构法的施工技术已经比较成熟，并且在引起地面沉降，路面开裂，上部建筑开裂甚至坍塌等工程施工问题方面已经有了很多研究成果，但不同的地质条件及盾构施工技术，仍然会引发隧道上部地面沉降。本文结合广州六号线二期工程柯高区间在左线施工期间引发地面沉降，导致附近道路及建筑墙面产生裂缝，进行分析，得出盾构法施工引发地面沉降的原因、规律，为后续的地铁隧道设计、施工提供一定的帮助。 2地质条件 柯高区间位于广汕公路柯木塱至高塘石间，地铁隧道位于公路正下方，区间全长1370.80m，为双洞单线隧道，隧道中心间距约13.0m，隧道顶埋深约10.0m，顶部覆盖土层一般为填土、粉质黏土、砂质黏性土，局部少量淤泥质土及中粗砂，其中填土主要为近代人工堆填的杂填土，基本为压实状态，粉质黏土为可塑状，砂质黏性土为可塑状，淤泥质土为软塑状，中粗砂为饱和，中密—稍密状；隧道盾构施工需要穿越的地层主要为砂质黏性土，局部为全风化花岗岩及少量强风化花岗岩，其中砂质黏性土为可塑状。 图1为截取的发生明显地面沉降导致地面产生裂缝区段的地质剖面图。 3地面沉降基本情况 沉降异常主要出现在高塘石站以西约200m里程范围内，根据布置在隧道上方路面间距为5m 的监测点监测数据显示，在盾构机经过约2小时后，沉降监测显示异常，沉降量不断加大，在经过约12小时后，累计最大沉降量达180mm，沿线道路及部分相邻低矮建筑物墙面产生裂缝。 4沉降原因分析
地铁盾构隧道施工技术现状 发表时间：2019-04-26T15:54:01.173Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第36期作者：张磊翟宝伶[导读] 利用盾构法进行地铁工程建设有利于进行隧道挖掘，而隧道挖掘工作是地铁工程建设中最重要的内容。天津国际工程建设监理公司天津市 300191 摘要：随着我国私家车数量的不断增多，交通拥堵已成为城市发展难题之一，空气质量也受之影响，在一定程度上阻碍了社会的发展。在低碳环保，科学发展观的践行之下，必须行，绿色出行为前提下，乘坐公共交通地铁的出行为交通拥堵疏解了巨大的压力。截止目前，我国的很多城市都已经有了正式的轨道交通，并且各种线路在逐渐的发展和扩大，地铁轨道的运行在我国有了很大的突破和进步，取得了很大的成绩，对于社会的发展具有很强的推动作用。地铁轨道的优点较多，例如地下轨道交通快捷，节约资源，对环境破坏较小，以及可以抵抗自然风雪的伤害，安全舒适。当然地铁的运行离不开地下隧道，盾构法作为地铁工程建设的常用方法，在地铁工程建设中发挥了至关重要的作用。利用盾构法进行地铁工程建设有利于进行隧道挖掘，而隧道挖掘工作是地铁工程建设中最重要的内容。 关键词：地铁；盾构；隧道；施工技术 1盾构的分类 盾构机按其适用的地质情况不同主要分为泥水式盾构机、土压平衡式盾构机等类型。下面简单介绍通用的两种：泥水盾构机是在盾构机前面设置挡板，与刀盘泥浆槽之间形成稳定的开挖面，泥土进入泥浆仓内，形成一个不透水的薄膜在掌子面以此为张力来保持水压力，与开挖面的土压和水压之和保持平衡。挖出的土泥以泥浆的方式运输到地面，然后泥浆和水通过处理设备将泥土分离出来，分离出来的泥水经过处理后再循环利用到开挖中。 土压平衡盾构机是当盾构机向前推时，通过前面刀盘旋转切削土体切下来的土被运到土仓。当土仓被削下来的土填满时，被动土压力与开挖面上的土压和水压力之和保持平衡，因此实现掌子面平衡。 2盾构法施工的原理 盾构法开挖隧道本质上就是在盾构机开挖的过程中同步进行管片的拼装和盾尾注入浆体。根据开挖面所处的土层条件等状况，选择相应的盾构机机型。现在常见的形式包括密闭式、敞开式、土压式、泥水式等类型的盾构机。盾构机开挖隧道的施工过程：1.在隧道两端各建造一个盾构工作井：2.在两端的工作井处分别安装盾构设备；3.当盾构区间较长时宜进行设置中间维修井并在起始工作井处由千斤顶来提供推力使盾构机从开孔位置顶出；4.盾构机进行掘进时是根据设计位置来开挖并在开挖过程中管片安装和土体的排出同步进行；5.对盾尾的注浆必须及时用以固定衬砌管片的位置和减小土体的变形。盾构机在开挖的整体流程下存在的重要技术分为四块：1刀盘切入土层过程2开挖土层过程3盾构时管片衬砌的安装过程和最后的盾尾同步注浆过程。 （a）切入土层：盾构顶推力的大小是由本身存在的千斤顶来进行支持，当盾构的切口环进入到土体所顶进的长度和千斤顶所顶进的距离相对等。 （b）土体开挖：相对应地区的地质特性和机械的类型不同所进行的开挖方式也会有着千差万别。具体开挖方式有：网格式机械切削式敞开式和挤压式等开挖方式。 （c）衬砌拼装：在地质情况或承载力较小时一般会使用衬砌管片预制拼接来施工，同时根据设计要求存在其他的衬砌施工方法例如现浇式和复合式。 （d）盾尾同步注浆：在实际盾构开挖过程中盾构机开挖出的洞口大小比要拼接管片外径还要大一些，所以在盾构继续开挖时前期拼装好的管片会受到周围围岩作用并在盾尾通过后形成盾尾空隙。这种空隙在盾构施工中是一种十分严重的问题，如果没有对空隙及时的进行填充就会严重影响到管片的整体安全性。 3盾构隧道工程施工工艺 3.1盾构机进出洞时作业控制 地铁工程施工人员在进行盾构机的进出洞操作时，必须对作业、操作进行严格控制。利用盾构机挖掘隧道，必然会涉及到盾构机的进出洞，而这一过程的作业控制直接关系到盾构法的施工质量。如果盾构机进出洞操作出现问题，则整个地铁工程建设都有可能失败。为此，施工人员必须充分重视盾构机的进出洞作业控制。通常情况下，盾构机首先进行进洞作业，而后再进行出洞作业。在盾构机进行进洞作业之前，施工人员必须明确地铁隧道的作业路线，避免出现较大的轴线误差。同时，施工人员还应仔细勘察施工路线周围的环境，根据实际情况进行具体的操作。如果存在威胁盾构机施工作业的潜在因素，则必须在作业前制定好预防措施以及应急措施，避免在施工过程中出现重大事故，干扰盾构机的顺利施工。在进行盾构机的出洞作业前，施工人员需彻底审查各项工作，避免存在漏洞影响出洞作业。 3.2盾构机挖掘施工时作业控制 盾构机的挖掘作业是地铁施工盾构法的主要工作，此项作业在地铁工程建设的盾构施工中具有十分重要的作用。在盾构机进行挖掘施工的过程中，应尽量避免挖掘施工对周边土层产生较大影响，以保证开挖土层的稳定性。要减少盾构机挖掘施工对周边土层稳定性产生的影响，施工人员必须在挖掘作业前科学合理地调整盾构机的参数。同时，在挖掘施工过程中，使用人员应注意盾构机的姿态，避免盾构机因姿态问题影响挖掘工作的顺利进行。盾构机的姿态不仅会影响挖掘工作的进行，还会影响管片作业的拼装质量。为此，在盾构机的挖掘施工过程中必须严格控制其姿态。盾构机的姿态控制与注浆方式、盾构坡度等各项参数具有十分密切的关系，只有在控制好各项参数的前提下才能真正实现对盾构机姿态的有效控制。盾构机各项参数量的控制需要建立在可靠的测量工作之上，在进行可靠性的测量之后，才能实现对盾构机各项参数量的精准控制。此外，要将土体压力控制在可控范围内，还需严格调控盾构机的前进速度和排土容量。 3.3推进操作和纠偏 盾构在实施的时候，首先需要对围岩的范围进行观察，以此确保实施的安全性，实时对千斤顶的行程和推力进行观察，沿既定路线方向准确掘进。因此，有必要正确推进盾构的运行，随时纠正偏差。盾构掘进过程中，为了保证盾构掘进功能在计划路线上的正确性，防止偏移、偏转和俯仰，应适当调整千斤顶行程和推力，破坏不方便掘进面的稳定性。一般采用开挖后立即推进。或者一边挖一边推。因此，任何时候都要正确操作屏蔽体，任何时候都要进行纠偏的路线。
盾构隧道施工引起的地面沉降分析 XXXXXX （XXXXXXXXXXXXXXXXXX） 摘要：本文先分析了盾构隧道施工引起的地面沉降规律和原因，介绍地面沉降的预测方法。然后结合某城市隧道施工过程的地面沉降监测数据进行分析，运用沉降槽分布模型拟合结果，并且运用数学函数给予表达。最后得出的研究结果可供对今后类似工程参考，确保在施工过程中隧道周边环境的安全。 关键词：盾构法；隧道施工；地表沉降；分布模型 我国地铁交通的发展水平正处于上升阶段，因为盾构施工法技术具有安全性和先进性等特点，其在城市地铁隧道施工中得到了广泛的应用。通常情况下，地铁隧道多位于城市中经济繁华发展的地带，在此种情况地面建筑物较为密集且地下管线，显然采用盾构法隧道施工必定会引起地层移动从而导致地面沉降，即使采用当前先进的盾构技术，也难完全防止这些沉降，当地面沉降达到一定程度时，就会使周围地面建筑、地下相关设施以及地铁隧道本身等不能正常使用。因此当在需要控制地层移动地区采用盾构法施工隧道时，必须了解地层移动的规律和特征，尽可能准确地预测沉降量和沉降范围。国内外已对施工沉降进行了大量研究，提出了许多沉降计算模型。本文基于广州地区地质条件复杂，对沉降规律的定量研究还比较少等原因，结合广州某盾构隧道施工段的地表沉降规律及其影响范围进行研究，希望对以后类似的工程提供参考。 1．地面沉降的规律和特征 在采用盾构法隧道施工过程中，沿隧道纵向轴线所产生的地表变形如下：通常盾构前方的土体受到挤压时有向前向上的移动，从而使地表有微量的隆起，而当开挖面土体因支护力不足而向盾构内移动时，则盾构前方土体发生向下后的移动，从而使地面沉降，开挖面的上方土体，亦因盾构作用于开挖面推力的大小而使地面隆起或沉降。当盾构通过时，盾构两侧的土体向外移动。当隧道衬砌脱离盾尾时，由于衬砌外壁与土壁之间有建筑空隙，地表会有一个较大的下沉且沉降速率也较大。同时隧道两侧的土体向隧道中线移动。这一阶段的沉降通常称为施工沉降，常在1—2个月的时间内完成。由于施工过程中对周围土体的扰动，土中的孔隙水压力上升。随着孔隙压力的消散，地层会发生主固结沉降。孔隙水压力趋于稳定后，土体的骨架仍会蠕变，即次固结，地层还会有一定的沉降。由于土体固结发生的沉降称为固结沉降。总之软粘土地层中的地表运动可分三个阶段：（1）盾构前方隆起或沉降；（2）施工沉降；（3）固结沉降。地层移动是和具体地质和施工条件密切相关的。地面沉降速率、沉降变化的突然性、沉降范围，最大沉降量、沉降槽的几何尺寸、沉降稳定时间等是沉降的特征。在一定的基本盾构施工条件下，这些沉降特征在很大程度上受到施工细节的影响，但在更大的程度上受到地质条件的影响。