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四种地铁盾构施工工法四种地铁盾构施工工法工法之一：土压平衡盾构施工工法1、特点1.1 盾构施工为多工序程序化作业，其自动化程度高，施工速度快、质量好、安全性高。
1.2 盾构掘进不需降水辅助施工，且管片属工厂预制，有利于环境保护和减少施工对城市正常生活秩序的干扰。
1.3 通过建立并保持密封仓内土压与开挖面水土压力的动态平衡，减少了施工对土层的扰动，工作面稳定，能有效地控制地表隆陷。
1.4 与泥水盾构工法相比，其所需场地面积小，施工成本低。
2、工艺原理土压平衡式盾构机的工作原理是随着盾构机的推进，刀盘切削下来的土体进入密封仓，利用该部分土体使仓内维持适当压力，使之与开挖面水土压力相平衡。
同时，通过螺旋输送机及其排土阀门等排土机构的控制，实现排土量与盾构推进量的匹配，形成盾构推进的同时保持开挖面稳定的动态平衡。
3、应用实例北京地铁四号线角门北路站～北京南站区间工程，作为北京地铁四号线工程一部分。
整个工程自南四环马家楼，向北沿终至龙背村，线路全长28.14km，共设24座车站。
其中角门北路站～北京南站区间盾构法施工隧道长：2392.922m（见图3所示），其中左线长：1161.488m，右线长：1231.434m。
区间管片外径6000mm，内径5400mm，宽1200mm，每环6块。
隧道埋深约10～17m，线路最小水平曲线半径350m，最大水平曲线半径600m，线间距12～21.49m；最小竖曲线半径3000 m，最大竖曲线半径5000m；区间线路纵坡成“V”字形，角门北路站位于纵坡最大坡度2‰上坡段，出站后区间线路以15‰的坡率下坡，至最低点后左右线分别以6.863‰和6.906‰的坡率上坡，北京南站位于纵坡2‰上坡段。
工法之二：小半径曲线段盾构始发施工工法1、特点1.1 纠偏能力强，轴线控制好。
1.2 能利用CAD软件进行纠偏曲线拟合，清晰直观，预控性强。
1.3 能最大限度利用了始发空间和盾构机本身的纠偏能力。
浅谈盾构法施工安全控制要点Discussion on Safety Control Points of Shield Driven Construction孔凡强 KONG Fan-qiang(中国中铁一局第四工程有限公司，咸阳712000)(China Railw-ay First Group No.4Engineering Co.,Ltd.,Xianyang712000, China)摘要：我国城市化进程越来越快，城市交通成了制约城市发展的重要问题,很多大中型城市都选择了轨道交通的手段，来有效解 决城市交通拥堵的问题。
九道交通地下部分根据其特点，绝大多数选择盾构法修建隧道来实现，目前我国拥有盾构机的数量可谓是首 屈一指,相伴而来的盾构法施工安全事故总量也全面上升，本文全面梳理盾构施工阶段的安全控制要点，为以后类似项目的安全控制 提供经验参照。
Abstract:China's urbanization process is becoming faster and faster,urban traffic has become an important problem restricting urban development,many large and medium-sized cities have chosen the means of rail transportation to effectively solve the problem of urban traffic congestion.According to characteristics of underground rail traffic,the vast majority choose shield to achieve tunnel construction.At present in China,the quantity of the shield is the premier,accompanied by the increasing total shield construction safety accident.This paper fully summarizes the safety control points in the shield construction stage,so as to provide experience reference for similar projects.关键词：盾构法;安全;控制；要点Key words:shield；safety；control；essential中图分类号:U455.43 文献标识码：A文章编号：1006-4311(2017)22-0131-041概述根据GB/T《生产过程危险和危害因素分类与代码》盾构施工主要危险、危害因素有：设备、设施缺陷；防护缺陷；运动物危害；作业环境不良；信号缺失；标志缺陷；易燃易 爆性物质；负荷超限；辨识能力缺陷；指挥错误；操作错误 等。
do:i 10.3969/.j issn .1672-6073.2010.03.004都市快轨交通#第23卷第3期2010年6月快轨论坛北京地铁5号线设计技术创新张继菁 张 磊 刘 明(北京城建设计研究总院有限责任公司 北京 100037)摘 要 北京地铁5号线充分体现轨道交通/以人为本、科技创新0的设计理念,采用多项新技术、新工艺,展现全新的轨道交通形象,在设计、施工及管理等很多方面都开创了北京乃至全国轨道交通建设领域的第一,如:开创在地铁开通运行之初就实现高密度4m i n 间隔的新记录;在国内首次实施了AFC 网络清算中心(ACC )、采用全高和半高安全门(PSD );首次系统解决了轨道交通与其他交通形式的衔接问题;在国际轨道交通工程中首次设计了曲线梁斜拉桥、首次全面开展北京地区特有地层条件下地铁盾构隧道设计施工技术研究并成功应用;在国内外暗挖地铁建设中首次设计和实施了22.6m 大跨度单拱单柱双层岛式暗挖结构;在国内首次提出并成功实施的轨道交通路网指挥中心(TCC ),使轨道交通网络线路间的指挥协调以及轨道交通与城市防灾系统的联动成为现实,为网络化轨道交通的安全运营提供了保证。
关键词 北京地铁5号线 以人为本 技术创新 绿色环保中图分类号 U 231.4 文献标志码 A 文章编号 1672-6073(2010)03-0023-051 北京地铁5号线概述北京地铁5号线是奥运承诺工程之一,线路全长27.6km,车站23座,于2002年底开工建设,2007年10月通车试运行。
通车2年多来,运行状况良好,发挥了巨大的社会效益。
北京地铁5号线是北京新一轮轨道交通建设时期的首条线路,工程的设计始终贯彻/以人为本、技术创新、绿色环保、安全可靠、经济实用、设备国产化0等原则,并得以实现。
5号线(见图1)沿线环境、地质条件复杂、管线与收稿日期:2009-01-05 修回日期:2010-01-08作者简介:张继菁,女,工程硕士,主要从事轨道交通车站设计与研究,996315@s i na.com图1 北京地铁5号线建(构)筑物众多,全线与已建或规划的10条轨道交通交叉、换乘;线路穿越5条河流,结构形式与施工方法多样,几乎采用了国内所有的辅助施工工法。
盾构隧道穿越铁路施工工法一、前言在城市化快速发展的今天，铁路和道路交通越来越成为重要的交通工具，尤其是城市交通。
铁路和公路的建设离不开穿越隧道的工程，而盾构隧道作为一种先进的隧道工程施工方法，引起了越来越多的关注。
本文将介绍盾构隧道穿越铁路施工工法，包括工法特点、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例，以便为实际工程提供参考指导。
二、工法特点盾构隧道穿越铁路施工工法是一种基于盾构机进行隧道施工的方法，它与传统的开挖法相比有以下优点：1、机械化程度高，施工效率高。
盾构机在施工隧道时，不需要像传统开挖法那样需要大量人力。
使用盾构机，一天能够开挖几十到上百米，施工进度大大提高。
2、对周围环境影响小。
盾构机在施工时，不会像传统开挖法那样对周围环境造成大面积破坏，不仅对旁边的道路和建筑物没有太大影响，也不会影响铁路运营。
3、土方处理装置先进，能够处理难以处理的土层。
盾构机配备了破碎器和输送设备，它可以将钻出来的土方运输出来，然后在地面上进行处理和利用。
三、适应范围盾构隧道穿越铁路施工工法适用于铁路施工中的各种条件和场合，特别是适合于复杂地形和地质条件中的隧道施工，例如山地、高速公路、城市地下管线等场合。
四、工艺原理盾构隧道穿越铁路施工工法的实际工程是一种多元化和复杂的过程，其中涉及到很多的技术措施和工序。
下面将对其中的关键工艺环节进行具体的分析和解释。
1、地质调查和设计隧道施工首先需要进行地质调查，包括地下水、地质构造、岩土层水平、倾角及裂隙等多项考察，以便确定地质环境，评估工程难度和风险。
根据地勘结果，进行隧道设计和施工方案制定，包括盾构机的技术参数、隧道相邻结构物保护措施、隧道钢筋混凝土衬砌设计等。
2、盾构机试洞在实际施工前，需要进行盾构机试洞，测试机器的性能和可靠性，确保机械设备能够满足施工的要求，同时，试洞还可以为后续施工提供一定的数据和参数参考。
3、盾构机的安装和组装在盾构机的实际安装和组装中，需要在隧道外建设盾构坑，将盾构机从盾构坑中下放，安装好各项部件，进行检测和试运行，随后即可正式进入施工阶段。
盾构隧道管片详细设计研究盾构隧道管片详细设计研究盾构隧道管片详细设计研究摘要：盾构隧道管片的详细设计国内目前尚无规范可遵循，然而，此项工作却是盾构隧道结构设计中极为关键的一环,其设计是否合理，直接关系到工程的安全、造价及使用。
通过对国内轨道交通工程常用盾构管片细部尺寸的研究及归纳，本文详细论述了各尺寸的设计方法及注意事项，包括结构形式、分块方案、拼装方式、连接形式、接缝设计、手孔设计等内容。
关键词：盾构隧道；管片结构；分块方案；接缝；螺栓；中图分类号：U452.1+3 文献标识码：A文章编号：、概述盾构法施工的隧道在我国地铁、铁路、公路、水利等行业应用的越来越广泛，并取得了良好的经济和社会效益。
但是关于盾构隧道管片的详细设计国内目前尚无规范可遵循，很多设计单位是根据设备厂商所提供的方法进行设计,更多的则是采用模仿。
然而，此项工作却是盾构隧道结构设计中极为关键的一环,其设计是否合理，直接关系到工程的安全、造价及使用,因此，很有必要对盾构管片详细设计进行研究及归纳。
、盾构管片详细设计的内容盾构管片详细设计包括的主要内容有如下几方面：确定隧道内部尺寸、管片结构形式、管片厚度、宽度、分块方案、拼装方式、楔形量、连接方式、防水设计、管片接缝张开量、榫槽的设置、管片螺栓设计、管片手孔设计等。
上述项目基本涵盖了盾构管片详细设计的内容，既以上项目确定后，管片的设计工作也就完成了。
、盾构管片详细设计的主要内容盾构隧道内轮廓对于地铁隧道，由建筑限界和车辆限界决定；对于铁路隧道，出了考虑建筑限界外，还要考虑空气动力学、救援通道、各种附属设施等；对于公路隧道，由车流量和车道数目决定。
另外盾构隧道内径空的确定，还需要考虑施工误差、测量误差、设计拟合误差、不均匀沉降等因素。
目前国内地铁大部分均采用A1型车辆，对应的盾构隧道建筑限界为5200mm[1]。
施工误差、测量误差、设计拟合误差一般考虑50～100mm,不均匀沉降一般考虑50mm，因此地铁盾构隧道内径一般为5400mm，如北京地铁、广州地铁、西安地铁、成都地铁等；也有采用直径为5500mm的情况，如上海地铁、宁波地铁、天津地铁等。
房屋建筑工程施工期间地铁保护技术要点分析摘要：在中心城市内进行房屋建筑工程施工时，常常会遇到地铁保护问题，该类问题往往都是施工过程中遇到的重难点，如何有效解决该类问题，避免发生地铁安全事故，是各相关单位所关注重点。
本文作者依托类似工程施工经验，对地铁保护技术要点进行总结分析，希望对类似工程项目施工具有借鉴意义。
关键词：深基坑施工；地铁保护随着城市地铁建设的快速发展，在城市中心进行房屋建筑工程施工时，经常会遇到地铁穿过施工区域下方的情况。
地铁作为一种常见的交通运输工具，对城市居民的日常出行有着重要的作用。
这类项目在施工过程中，遇到一个重要的问题就是如何做好地铁保护措施，减少施工过程中对地铁造成的不利影响。
一旦运营中的地铁因为施工原因造成破坏，带来的不利影响巨大，甚至会造成群死群伤事故。
本文以湖北省武汉市几个地铁下穿施工红线范围内的项目为研究对象，从地铁保护的角度去总结分析这类项目施工技术要点，希望对类似项目的顺利实施，起到一定的借鉴意义。
1、项目情况简介笔者调研的项目位于湖北省武汉市城市中心，均有已经建成通车的地铁从项目红线范围内穿过，其中一个典型的项目，地铁隧道顶埋深为15米左右，地铁在施工区域运行区间地层属长江一级阶地，洞深位于粉砂层，隧道顶以上土质主要为粉质粘土、粉土、粉砂互层等，隧道底以下为细砂层，底部基岩面埋深约为55米。
地铁隧道采用盾构法施工。
由于本项目靠近长江，地下水丰富，地表以下10米～基岩面之间含有丰富的地下水。
地铁隧道采用通用环管片，环宽为1500mm，管片外径为6000mm，厚度300mm，管片分6块错缝拼装。
图1-1：某项目地铁与周边基坑支护结构相对位置关系图2、地铁设计特点及变形管控要求分析参考《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T202-2013）,本工程对区间隧道保护标准如下：结合《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T202-2013）分析，类似项目施工的重难点在如何减少施工对地铁的扰动，使得各项控制值在规范的运行范围内，不对地铁的正常运行造成不利影响。
北京地铁5号线盾构隧道设计施工要点 北京城建设计研究总院 杨秀仁 摘要：北京地铁五号线首次在北京地区采用盾构法修建地铁隧道，盾构试验段工程已经取得成功。鉴于盾构隧道设计和施工在很大程度上依赖于地质条件，而北京与上海和广州的地质条件差异较大，因此，通过盾构试验段工程对设计和施工进行了系统的研究。
一、 工程背景及盾构隧道基本情况 1、 地铁五号线概况 北京地铁五号线南起丰台区的宋家庄，北至昌平区的太平庄。线路全长27.6Km，在四环路南北分别采用了地下和地面、高架线路型式，南段的地下线长16.9km，北部的地面和高架线10.7km。全线共设22座车站，其中地下站16座，高架和地面站6座。图1为地铁五号线工程线路示意图。 图 1 北京地铁五号线工程线路示意图 在地铁五号线工程地下线路段，部分线路受环境条件限制，隧道基本在现状低矮破旧的建筑物下通过，对地面沉降的要求较高，加上工程地质和水文地质条件复杂，地面无降水条件，因此采用盾构法施工。采用盾构法施工的区段为宋家庄～刘家窑地段、东单～和平里北街地段。 2、 盾构试验段概况 由于北京以往没有采用盾构法施工地铁隧道的工程经验，且本地区的地质条件与国内其他采用过盾构法施工的城市有比较大的区别，为了确保地铁五号线正式施工能够顺利进行，首先选择正线典型的地段开展试验段施工，以摸索和掌握北京地区特有条件下的盾构隧道设计、施工技术。 盾构试验段选在北新桥站～雍和宫站区间线路的左线（西侧），试验段隧道长度约688m。试验段线路平面见图2，由图上可以看出，试验段隧道基本在现状建筑物下方穿过。 图2 盾构试验段线路平面图 3、 试验段工程地质及水文地质条件 (1) 工程地质条件 沿线隧道通过的地层均为第四纪冲洪积地层，除表层的填土外，主要有粘土、粉土、砂及卵石等地层，其中卵石的最大粒径为250mm。图3为试验段地质纵断面图。
(2) 水文地质条件 根据工程勘察报告，地层中赋存有上层滞水、潜水和承压水。 上层滞水：水位埋深在5.0～7.0m之间。 潜水：水位埋深在14.0m左右。潜水具有弱承压性，水位高出含水层顶板为0.5～2.8m。 承压水：含水层的顶板埋深为21.0～25.0m，水头高出含水层顶板为1.0～3.0m。 4、 试验段盾构隧道有关设计参数 (1) 隧道直径：盾构区间隧道采用圆形结构，隧道管片设计内净空5400mm，（其中考虑了隧道施工误差、测量误差及隧道变形等因素周边预留100mm的裕量保证限界直径5200mm的要求），管片厚度为300mm，隧道管片衬砌外径为6000mm。 (2) 管片的型式及构造 (见图4)：管片环宽1200mm，环向分6块，即3块标准块（中心角67.5°），2块邻接块（中心角67.5°），一块封顶块（中心角22.5°）。管片之间采用弯螺栓连接（螺栓直径24mm），环向有纵缝6个，每接缝有环向螺栓2个；纵向端面共设纵向螺栓16个（封顶块1个，其它管片端面3个）。 (3) 管片环与环之间采用错缝拼装方式。管片端面采用平面式，仅在设置防水胶条处留有沟槽。 (4) 管片有3种类型，即标准环、左转环和右转环。
二、 盾构试验段工程的主要研究内容 盾构隧道的设计与施工在很大程度上依赖于地质条件，我国的上海和广州已经采用盾构法成功实施了不少工程，也作过不少研究，但这两地区的地质条件与北京差异较大。上海地区的地层为淤泥质地层，非常松软，自稳能力差，侧压力比较大且分布均匀；广州地区的地层除在浅表有一层比较薄的土层外，基本为强风化～中风化～微风化岩层，围岩的强度模量高，自稳能力好，而河网发育，地下水充沛，时有构造断裂出现在工程线路上；而北京地区表层从0～80m范围基本为第四纪冲洪积地层，既有表层的松散回填土层，又有从粘土～粉土～各种粒径的砂层～砾石层～卵石层等各层交替组合形成的地层，从性质上与上海地区截然不同，而与广州地区的地层也有较大的区别。 试验段工程从设计、管片生产和施工等方面进行了系统的研究，主要开展的研究项目有： 1．盾构隧道管片地层的相互作用和管片接头刚度研究 通过室内模型试验、管片接头试验、管片抗弯试验和现场大量的实验测试，并结合理论分析，探索北京特有地层条件下的盾构隧道管片与地层的相互作用形式及规律。提出北京特有地层条件下，盾构隧道周围地层荷载的分布、变化规律和取值方法。基于研究成果提出的土压分布规律，对管片设计进行优化； 2．管片生产技术的研究 为确保混凝土管片的质量，对高性能混凝土配合比、混凝土构件自动蒸养系统、盾构管片生产工艺及试验设施、施工机具等进行研究，并编制了管片生产企业标准和预制混凝土盾构管片操作质量标准。 3．盾构施工技术的研究 在试验段施工过程中，对盾构始发技术、开挖面稳定措施、管片拼装技术、地表沉降控制技术、壁后注浆技术、盾构施工监测技术和盾构施工测量技术等进行研究。
三、 北京特有地层条件下盾构工法隧道衬砌设计与施工 通过开展上述各项研究，初步掌握了北京特有地层条件下盾构工法隧道衬砌设计和施工技术。 1、 管片接头研究 管片接头作用力的大小，将直接影响到整环隧道的受力，一般情况下螺栓的作用越强，隧道的内力就越大，另外，螺栓对隧道的变形有一定的限制作用。 我们从两个方面研究了采用弯螺栓连接的管片接头。 （1） 现场测试研究 我们在试验段隧道埋设了螺栓应力计，以测试管片拼装后到推出盾尾一段时间螺栓的受力行为和螺栓应力值，每组测试断面由两环管片组成，相互验证。 试验段只进行了环向螺栓应力测试，螺栓应力随时间变化规律见图5、图6所示，其应力变化过程主要有初始阶段、推进阶段、应力维持阶段和应力上升阶段等。 l 初始阶段 对螺栓首先进行标定，然后插入到螺栓孔中，在螺栓上紧以前，其应力维持在较低的水平。螺栓拧紧分两次实现，第一次先进行预紧，施加总紧固力的20％～30％，第二次紧固到位，从图上可以明显看出其过程，拧紧螺栓后，当管片尚位于盾尾内部时，螺栓应力一直维持在紧固应力的水平。 l 推进阶段 随着盾构机的推进，衬砌管片被推出盾尾，在此过程中，螺栓的应力均匀下降，其下降幅度很大，有些部位甚至螺栓应力接近0，这一过程显示出螺栓的暂时“失效”现象。 初步分析其主要原因是：随着盾构管片推出盾尾，具有一定压力的同步注浆浆液逐步充满管片衬砌周围，产生径向的压力，使各管片之间的橡胶止水带被进一步挤密，导致螺栓松弛。 l 应力维持阶段 盾构推出盾尾，螺栓应力松驰后，在一定时间范围内，螺栓继续维持低应力水平，量值增加不大。一般情况下这一阶段可持续8～10个小时左右，与浆液的凝固时间基本一致。 初步分析其主要原因是：盾尾注浆浆液凝固并达到强度以前，对隧道衬砌的作用仍基本类似液体作用方式，管片内力以轴力为主，与上一阶段相似。 l 应力上升阶段 应力维持阶段后，随时间的推移，螺栓的应力呈线性上升，直到维持与初期紧固应力相当的水平。应力上升阶段的时间一般持续30天左右。 初步分析其主要原因是：随着注浆浆液硬化，管片与地层间形成了硬性接触，地层的变形直接作用在管片上，又由于各方向地层荷载的不同，破坏了原来一直保持的周边均匀作用，使管片接头发生转角，螺栓受拉。这种地层变形达到一定的程度后，地层与隧道衬砌间又形成了一个相对平衡的受力体，并维持稳定。 根据以上各阶段的情况，可以初步归纳以下几个结论： a. 在盾尾拼装阶段，螺栓的主要作用是将预制管片连接起来，确保推出盾尾前衬砌环的稳定，并保持衬砌环的形状； b. 盾尾注浆浆液的凝固时间决定了盾构隧道与地层作用（直接作用）的早晚，地铁五号线盾构试验段隧道的这一时间为8～10小时。在有条件的情况下，应尽量缩短浆液的凝固时间； c. 由于北京地层具备比较好的自稳能力，对圆形盾构隧道而言，隧道与地层相互作用达到稳定的时间比较长，约为30天； d. 隧道与地层的受力平衡作用要靠隧道衬砌的变形来形成，一般情况下螺栓应力上升阶段的时间比较长，建议施工期间在管片推出盾尾后2天左右对螺栓进行二次紧固，这样可以相对提早使隧道与地层间形成受力平衡关系； e. 地铁五号线盾构试验段螺栓的初始紧固应力为50～100MPa左右。
（2） 管片接头刚度试验研究 根据对不同接头刚度的管片环的力学分析，接头刚度大小对管片的受力有较大影响，而管片接头刚度由于接触面受力和变形的复杂性，仅靠理论分析无法准确给出。因此我们开展了管片接头刚度室内试验研究，采用原型管片进行测试。 试验主要想达到以下几个目的： a. 研究管片环向接头弯曲变形特性； b. 研究管片环向接头的刚度； c. 研究弯曲过程中接头联接螺栓的受力和变形规律； d. 研究弯曲过程中接头附近的钢筋与混凝土的变形和破坏规律。 试验采用的管片型式与加载方式见图7。 图7 试验采用的管片型式与试验加载方式示意图 （注：横向力考虑从内侧和外侧分别加载两种方式） 为了能够模拟管片接头的实际受力状态，分别考虑从顶部施加不同量值轴力和从侧向施加侧力。轴力值范围由25t～175t，侧力值由0开始一直加载至构件破坏。 试验所得M—θ关系曲线见图8、图9。接头的破环方式基本为管片边缘外皮的呈层剥落。
试验基本结论：
