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盾構法施工

掌握盾構法施工控制要求

了解盾構機型的選擇

了解盾構機分類：

盾構機組成：切口環、支撐環及盾尾

地鐵施工用盾構主要是土壓平衡盾構和泥水平衡盾構。

了解盾構機的選擇原則

1、適用性原則 2、技術先進性原則 3、經濟合理性原則

一、掌握盾構法施工綜述

盾構掘進控制的內容：開挖面變形、盾構姿態、盾尾處的變形及襯砌質量。

控制開挖面變形的主要措施是出土量。

二、盾構進出洞控制

三、開挖控制

開挖控制的根本目的是確保開挖面穩定。

土壓式盾構與泥水式盾構的開挖控制內容略有不同。

土壓平衡盾構在盾構推進過程中，依靠開挖面切削面板的臨時擋土效果、充滿于密閉倉內的切削土土壓，以及螺旋輸送機排土機構的綜合作用，保持開挖面的穩定狀態

泥水平衡盾構是靠泥水艙內的泥水壓力來保持開挖面的穩定。泥水艙是盾構刀盤與刀盤后方的封閉隔板之間的空間。

四、土壓(泥水壓)控制

1、開挖面的土壓(泥水壓)控制值，按地下水壓(間隙水壓)+土壓+預備壓設定。

地下水壓從鉆孔數據來掌握。

土壓：靜止土壓、主動土壓、松弛土壓

靜止土壓：是使開挖面不變形的最理想土壓。

主動土壓：是開挖面不發生坍塌的臨界壓力，控制土壓最小。

松馳土壓：地質條件良好、覆土深、能形成土拱的場合采用。

預備壓：用來補償施工中的壓力損失，土壓平衡式盾構通常取10~20kN/㎡，泥水平衡式盾構通常取20~50kN/㎡.

五、塑流化改良控制

六、泥漿性能控制

泥漿起著兩方面的重要作用：一是依靠泥漿壓力在開挖面形成泥膜或滲透區域，開挖面土體強度提高，同時泥漿壓力平衡了開挖面土壓和水壓，達到了開挖面穩定的目的;二是泥漿作為輸送介質，擔負著將所有挖出土砂運送到工作井外的任務。

泥漿性能包括：物理穩定性、化學穩定性、相對密度、黏度、pH值、含砂率。

七、排土量控制

(一)開挖土量計算

(二)土壓式盾構出土運輸方法與排土量控制

土壓式盾構的出土運輸(二次運輸)一般采用軌道運輸方式。

土壓式盾構排土量控制方法分為重量控制與容積控制兩種。我國目前多采用容積控制方法。

(三)泥水式盾構排土量控制

泥水式盾構排土量控制方法分為容積控制與干砂量(干土量)控制兩種。(注意與土壓式盾構控制方法的區別點)

八、管片拼裝控制

(一)拼裝方法

1.拼裝成環方式

盾構推進結束后，迅速拼裝管片成環。除特殊場合外，大都采取錯縫拼裝。在糾偏或急曲線施工的情況下，有時采用通縫拼裝

2.拼裝順序

一般從下部的標準(A型)管片開始，依次左右兩側交替安裝標準管片，然后拼裝鄰接(B型)管片，最后安裝楔形(K型)管片。

3、盾構千斤頂操作

拼裝時，不能同時縮回千斤頂，要隨管片拼裝順序分別縮回盾構千斤頂非常重要。

4、緊固連接螺栓

先緊固環向(管片之間)，后緊固軸向(環與環之間)連接螺栓。

(二)真圓保持

(三)管片拼裝誤差及其控制

盾構糾偏應及時連續，過大的偏斜量不能采取—次糾偏的方法，糾偏時不得損壞管片，并保證后一環管片的順利拼裝。

(四)楔形環的使用

在盾構工程中，除曲線施工外，為進行蛇行修正，也可使用楔形環管片。

九、注漿控制

(一)注漿目的

1.抑制隧道周邊地層松弛，防止地層變形。

2.及早使管片環安定，千斤頂推力平滑地向地層傳遞。

3.形成有效的防水層。

(二)注漿材料的性能

(三)一次注漿

一次注漿分為同步注漿、即時注漿和后方注漿三種方式

1.同步注漿

2，即時注漿 一環掘進結束后從管片注漿孔注入的方式。

3.后方注漿

一般盾構直徑大，或在沖積黏性土和砂質土中掘進，多采用同步注漿;而在自穩性好的軟巖中，多采取后方注漿方式。

(四)二次注漿

二次注漿是以彌補一次注漿缺陷為目的進行的注漿。具體作用如下：

1.補足一次注漿未充填的部分;

2，補充由漿體收縮引起的體積減小;

3.以防止周圍地層松弛范圍擴大為目的的補充。

以上述1、2為目的的二次注漿，多采用與一次注漿相同的漿液;若以3為目的，多采用化學漿液。

(五)注漿量與注漿壓力

注漿控制分為壓力控制與注漿量控制兩種。應同時進行壓力和注漿量控制。

1. 注漿量

2. 注漿壓力

注漿壓力根據土壓、水壓、管片強度、盾構型式與漿液特性綜合判斷決定。

十、盾構隧道的線形控制

線形控制的主要任務是通過控制盾構姿態，使構建的襯砌結構幾何中心線線形順滑，且位于偏離設計中心線的容許誤差范圍內。

(一)掘進控制測量

(二)方向控制

掘進過程中，主要對盾構傾斜及其位置、以及拼裝管片的位置進行控制。

盾構方向(偏轉角和傾角)修正依靠調整盾構千斤頂使用數量進行。

十一、盾構法施工現場的設施布置

當盾構掘進采用泥水機械出土和用井點降水施工時，施工場地面應設相當規模的水泵房。

當采用氣壓法施工時，施工場地面應設置空壓機房，以供給足夠的壓縮空氣。

當采用泥水式盾構時、施工現場平面布置中還必須考慮泥漿處理系統及中央控制室設置。

當采用土壓式盾構時還應設置地面出土和堆土設施。

十二、應該停止盾構掘進的要求

當遇到以下幾種情況時，盾構掘進應該停止，并采取措施予以解決：

(1)盾構前方發生坍塌或遇有障礙;

(2)盾構本體滾動角不小于3;

(3)盾構軸線偏離隧道軸線不小于50mm;

(4)盾構推力比預計的大;

(5)管片嚴重開裂或嚴重錯臺

(6)壁后注漿系統發生故障無法注漿

(7)盾構掘進扭矩發生異常波動

(8)動力系統、密封系統、控制系統等發生故障

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（責任編輯：中大編輯）

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