盾构施工总结汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇盾构施工总结范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

引言

盾构隧道施工阶段的管片结构受力特性与正常使用阶段具有一定的差异性。在隧道的正常使用阶段，只需要进行管片结构的平面应变力的分析。而在施工阶段，由于受到多种不确定因素的影响，管片结构的受力问题则成为了典型的三维问题。为了保证隧道施工的质量以及管片结构的安全，对盾构隧道施工过程中的管片结构受力特征进行深入的研究是很有必要的。

1 施工过程的管片结构受力特征研究

1.1 施工过程的管片受力情况

盾构隧道施工的整个过程都在地下，盾构隧道设计应以力学理论、结构理论和连续介质理论为指导，综合分析隧道结构和地层的相互作用情况。但是就目前来看，使用的较为广泛的设计理论依然是荷载结构法，而利用这种方法只能对隧道衬砌结构进行计算，却无法进行围岩应力和变形的计算，因为，受到施工工艺和环境的影响，很多荷载的施加具有一定的随机性[1]。但是，由于在盾构隧道施工阶段，需要在管片结构上进行作用力的施加，所以需要采用合理的方法进行管片结构受力特征的分析，从而避免施工荷载对管片结构的破坏。就目前来看，盾构隧道施工施加在管片结构上的荷载有施工荷载和操作荷载。其中，施工荷载包含了千斤顶推力、盾尾密封刷压力、壁后注浆压力、上浮力等多种作用力。而操作荷载则主要为管片拼装机的推力。

首先，千斤顶推力是隧道施工的主要驱动力，同时也是施工过程中管片结构所承受的最大的外力。淤泥质粘土层中的千斤顶推力最高将达到12MN，全断面沙土地层的千斤顶推力则能够达到20MN，而跨江海的盾构隧道的千斤顶推力则达到了30MN以上[2]。

其次，注浆压力主要是在注浆填充盾尾间隙的过程中产生的，而在该种压力达到一定的数值时，将引起管片局部或整体上浮、错位、开裂或其他形式的破坏。所以，壁后注浆是盾构隧道施工的重要工作，关系着施工质量的好坏。而通常情况下，在管片完成安装后注浆时，管片外侧围岩压力将达到最大。在扣除初始应力的情况下，这种压力增量最高将达到143.5kPa。而在盾构机械进行掘进时，围岩压力也会随之变化。例如，在盾构推进19环的情况下，28.5m后围岩的拱顶压力就会在18.8到35.2kPa之间，左侧为56.4到68kPa之间，右侧则在41.1到59.3kPa之间。此外，注浆压力也是导致管片结构内力增长的重要因素。

再者，盾构隧道承受的上浮力是在注浆完成后产生的。因为，在注浆完成后，盾构会在水泥浆液凝结的时间里进行掘进。而在这种情况下，会有一定范围内的管片未能得到及时裹住，从而导致管片悬浮在注浆液中，进而使管片承受一定的上浮力。此外，由于盾壳与管片之间存在着一定的摩擦力的同时，管片也会承受盾尾密封刷对其的环向压力，所以在盾构长时间停止掘进时，这些压力将对管片结构产生一定的影响。最后，在管片拼装的过程中，管片结构将承受装配器荷载对其的作用。一方面，管片本身的自重较重，所以需要装配器施加足够的作用力进行管片的拼装。另一方面，在进行管片拼装的过程中，需要进行拼装位置的来回调整。而一旦出现了管片断面受力不均的情况，就会导致管片内部产生应力。

1.2 施工过程的管片结构受力特征

从受力特征角度来看，盾构隧道施工的过程中，管片结构主要有三种受力特征，既典型三维特征、不确定性和不可忽视性[3]。其中，管片结构的典型三维受力特征指的是因为管片结构受到了来自于千斤顶推力、注浆压力等多个方向的作用力。所以，在进行施工过程的管片结构的受力情况的分析时，难以将管片结构的受力情况简化成平面模型，因此也给管片结构的受力分析问题带来了一定的困难。就目前来看，通常用来进行施工过程的管片结构受力情况分析的方法为修正惯用法。具体来说，就是将管片环当做是刚度均匀的环来进行管片结构的受力分析。而管片结构受力之所以具有一定的不确定性，是因为作用在管片结构上的千斤顶推力在盾构隧道掘进阶段和纠偏阶段有所不同。此外，在纠偏阶段，由于千斤顶推力会在管片结构上产生一定的应力集中效应，所以也导致了管片结构的受力的不确定性。此外，由于盾构机械偏移带来的拼装轴线偏移问题，也使得管片间存在着一定的拼装应力，从而也导致管片结构受力的不确定性。管片结构受力的不可忽视性，则是因为在盾构施工过程中，管片结构会受到施工荷载的影响而产生结构的破坏现象。所以，想要保证施工的质量和管片结构安全，就不能忽视管片结构的受力问题。

1.3 导致管片结构破坏的受力情况分析

在盾构隧道施工的过程中，管片裂缝、管片局部破损、管片渗漏和管片错台都是较为常见的管片结构破坏现象[4]。管片裂缝主要是因为施工荷载对管片结构的作用而造成的。一方面，在盾构机械进行姿态的调整时，盾壳应力会积聚到一定的程度，并导致管片结构的破损。另一方面，在盾构掘进的过程中，由于管片环中心轴线与盾构机械中心轴线存在着一定的偏差，所以导致管片产生一定的轴向弯矩，进而产生相应的裂缝。管片局部破损的原因是管片在运输或拼装的过程中遭受了挤压、冲撞和摩擦等作用力。在盾构隧道施工的过程中，管片的错位会导致管片之间的止水条不能正常的吻合，进而造成管片的渗水。同时，一些贯穿性裂缝的存在，也同样会引起管片渗水。此外，由千斤顶摆放位置不对引发的止水条损坏和拼装过程造成的止水条脱落，也同样会导致管片的渗漏。最后，管片错台也是较为常见的管片结构破损现象，而之所以出现这一现象，则是管片结构受到了注浆压力、上浮力、盾构机姿态调整等多种因素的影响。

2 结论

总而言之，为了保证盾构隧道施工的质量，在进行隧道管片结构设计时，要综合考虑施工过程对管片结构的各种不利影响。而从本文的研究来看，管片结构的受力情况较为复杂，只有通过三维模型体系，才能更好的进行管片结构受力情况和特征的分析。同时，在进行管片结构破裂和渗漏等问题的研究时，需要考虑到管片结构的三维特性、不确定性和不可忽略性这三种受力特征。只有这样，才能全面看待管片结构受力问题，从而确保管片结构施工及运营阶段的安全，同时促进盾构隧道施工质量的提高。

参考文献：

[1]叶飞，何川，王士民.盾构隧道施工期衬砌管片受力特性及其影响分析[J].岩土力学，2011（32）.

[2]陈旭明.盾构穿越矿山法隧道施工过程管片结构受力特征研究[D].武汉工程大学，2013.

[3]郭瑞，何川，方勇.膨胀土地层中盾构隧道管片结构受力分析与对策研究[J].现代隧道技术，2010（47）.

篇（2）

引言

盾构法（ShieldMethod）是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将带防护罩的特制机械（即盾构）在破碎岩层或土层中推进，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。我国自20世纪50年代初开始引进盾构法隧道技术，20世纪90年代后，盾构法隧道施工技术逐渐地应用于能源、交通、水利等领域的隧道建设中。尤其是，随着我国综合国力的提高，城市现代化建设也必将提速，而缓解城市交通压力的城市地铁建设将是重中之重。城市轨道交通事业的发展，伴随着盾构法技术在我国突飞猛进的发展和广泛的应用。目前，已有约100余台盾构机在北京、广州、上海、深圳、西安等10多个城市地铁隧道施工领域发挥着巨大的效用。可以预料，21世纪必将是我国城市地铁建设的高峰时期，我国已经进入了大规模地铁的时代[1]。根据保持开挖面土体稳定所采用的平衡方式不同，盾构可分为土压平衡盾构和泥水加压盾构。土压平衡盾构的工作原理是通过调整拍拖量或开挖量来直接控制土仓内的压力，使其与开挖面地层水、土压力相平衡，同时直接利用土仓的泥土对开挖面地层进行支护，从而在开挖面土仓保持稳定的条件下进行隧道掘进。

1.工程概况

本文选题主要来源于西安地铁三号线科技路站～太白路南站区间隧道工程土压平衡盾构法施工实践（下称科太区间盾构工程）。科技路站～太白南路站区间地貌属皂河～级阶地，隧道围岩主要为密实状态的2-5层中砂，其次为密实状态的2-6层粗砂、2-4层细砂，部分段落穿越可塑状态的2-2层、4-4层粉质粘土，围岩相变大结构较为复杂。区间隧道通过2-5层中砂约占94%，2-6层粗砂约占3%，2-4层细砂约占1%，2-2粉质粘土约占1%，4-4粉质粘土约占1%。隧道通过地层断面如图1所示。

本工程地质条件极其复杂多变，在轴线方向上开挖面上下岩土性质相差悬殊，且每一种岩土厚度都很不稳定，造成土舱压力忽高忽低，难以达到平衡。随着盾构向前掘进，上部软弱砂土、砂砾超量进入土舱，容易导致地表出现漏斗状塌陷。同时，由于饱和砂土地层、砂砾地层均易固结、土水分离，易受水的渗透，不易形成塑性流动，因此被开挖下来的土砂在刀盘、压力舱内易形成“泥饼”，造成压力舱闭塞致使旋转扭矩上升、排土不畅；或由于排土口水压过大而发生喷涌，最终使开挖面失稳。饱和砂土围岩～旦发生开挖面失稳，严重时会导致开挖面前部产生流砂，发生地面坍塌[2-3]。

本课题在前人、学者、工程技术人员实践和研究的基础上，结合该工程实例，研究在饱和含水砂层条件下利用土压平衡盾构机进行隧道施工的应用技术，并对该条件下地地表沉陷控制进行研究，系统总结和阐述了土压平衡盾构机在富水砂层条件下施工的关键性技术和地表沉陷控制方法，具有一定的学术价值，对拓宽土压平衡盾构机应用范围及在相近地层条件下的地铁盾构安全施工具有参考价值和指导意义。

2.国内外盾构法施工的研究现状

英国与其他一些国家在20世纪20年代开始对“在软弱地层中开挖隧产生地面沉陷和地层变形”问题进行研究，重点在于经验公式推导及理论分析。日本在饱和砂土地层隧道施工中，泥水盾构的使用占绝大多数。

在国内，随着广州、西安、南京、苏州等城市地铁建设的发展，土压平衡盾构在含水砂层隧道施工逐渐应用，一些学者和工程技术人员开始对这一课题进行研究，例如：杨志新、袁大军对长距离富水砂层土压平衡盾构施工对土体的扰动机理、扰动规律、控制方法进行了研究；吴昊对土压平衡盾构过富水砂层的施工参数选定与控制技术进行了论述；张成对土压平衡盾构在富水砂层中掘进采用双级螺旋输送器进行了分析和总结。王振飞通过对北京地铁盾构通过砂卵石地层的研究，分析了砂卵石地层刀具磨损特征和磨损规律，优化了刀具配置方案。曾华波对广州地铁盾构区间部分穿越砂层施工中，渣土流动性差，排土困难，地下水压高时，易发生喷涌、易造成地表沉降等问题的处理方法进行了阐述。吴迪对富水砂层土压平衡盾构掘进施工引起的地表沉降进行了系统分析，找到土体的变形规律与本构模型；分析了隧道施工引起的土体扰动机理分析；阐述了土压平衡盾构施工工艺。

目前，国内对土压平衡盾构在含水砂层施工中的地层沉降控制技术及具体施工难题有较为深入的研究，但对于长距离富水砂层土压平衡盾构施工技术系统的总结和研究尚不多见。且对西安地铁全断面砂层盾构施工技术的研究也很少，因此有必要对西安地铁盾构穿过砂层段关键施工技术进行研究。

对于盾构穿越砂层地质条件引起的地表沉降，目前国内研究有吴昊对土压平衡盾构过富水砂层的施工参数选定与控制技术进行了论述；张成对土压平衡盾构在水砂层中掘进采用双级螺旋输送器进行了分析和总结；在广州地铁二号线新～磨区间下穿华南快速干线的超浅埋暗挖隧道施工中，成功应用水平旋喷搅拌桩在饱和粉细砂地层中进行超前预支护，解决了饱和砂性地层中超浅埋暗挖隧道的施工难题；李力针对北京地铁四号线西单～灵境胡同渡线隧道工程，利用理论分析、数值模拟手段，研究分析在粉细砂地层中修建大跨隧道时注浆管棚的预支护作用机理、围岩塑性区范围、地表沉降最大值及不同支护条件下的沉降。吴波、刘维宁等基于弹-黏塑性模型，使用三维有限元程序，对某浅埋城市隧道工程在开挖过程中地表和围岩变形以及围岩的稳定性的时空效应进行了分析和探讨。

对于地表沉降方面国外对软弱地层隧道开挖诱发的变形破坏机理研究起步较早，主要方法有模型试验、数值模拟和现场试验。泰沙基早在20世纪30年代利用活板门物理模型研究了隧道开挖引起的沉降和衬砌受力情况，但是不能模拟隧道开挖的过程；Adachi（2003）在1倍的重力加速度和离心条件下，利用轴对称活板门的二维和三维试验研究了覆跨比对开挖引起的地表沉降和衬砌受力的影响；Nomoto（1999）研制了小型盾构机来模拟盾构机施工过程，得到了随着施工推进地面下沉规律。在数值计算方面，主要集中在有限元和离散元应用。Park（2002）利用有限元模拟了未固结倾斜地层变形特性，得出隧道开挖引起的地表沉降与地层的倾向有很大关系；Kasper（2004）用三维有限元模拟了软弱地层中盾构开挖时地层和衬砌的应力分布和变形特点；Kimura（2005）通过研究浅埋隧道的～系列加固方法的加固效果，发现锁脚锚杆和长大管棚可以有效地控制地表沉降；Tannant（2004）利用离散元研究了高地应力下隧道衬砌的作用，发现衬砌能够很好地控制碎裂岩体变位和减小隧道周边的变形；ChenS.Cz（2002）提出了混合离散元和有限元方法模拟了碎裂岩体中隧道开挖，获得了理想结果。O.Reilly和New等针对不用的地层，研究了采用不同的施工方法所引起的地表沉降问题。在大量的实测资料基础上，提出了沉降槽宽度、地层损失和地表沉降的预计公式。Attewell等通过假定横向地表沉降为正态分布形式、纵向分布为二次抛物线形态，得出了隧道施工引起的三维地表运动公式。Attwell和Woodmae检查了大量在黏土中修建隧道的案例，发现用累积概率曲线来描述开挖面无支撑时的纵向沉降曲线是有效的，当开挖面有支撑力时，可用累积概率曲线的转换形式来描述。

3.盾构施工研究内容与技术路线

3.1盾构施工技术研究

本课题依靠西安地铁三号线科技路站～太白路南站区间隧道工程土压平衡盾构法施工实践，对盾构穿过富水砂层地段的施工技术进行系统研究。在总结国内和西安地铁盾构施工经验基础上，依据“地质是基础、盾构机是关键、人（管理）是根本”的盾构施工原则。全面分析土压平衡盾构机特点和富水砂层地质特征，结合本工程案例，研究影响饱和含水砂层土压平衡盾构施工的盾构机密封技术、刀盘开口率问题、喷涌控制技术、渣良技术、土压平衡掘进、特殊地段地层加固技术，对富水砂层土压平衡盾构施工关键技术进行系统性的总结和研究，提出对应的地表沉陷控制技术，保证安全施工[4-7]。主要研究内容有：

3.1.1砂层盾构施工技术研究

包括富水砂层盾构类型适应性研究，盾构机密封技术、喷涌控制技术、渣良技术、富水砂层土压平衡盾构掘进模式分析、富水砂层盾构刀盘刀具适应性分析，提出合理的盾构施工参数。

3.1.1.1土压平衡掘进

盾构机穿越砂层时建立土压平衡掘进模式，掘进参数选择时适当提高盾构机的推进速度，降低刀盘转速，严密监测地表沉降情况，确保平、稳、快通过砂层。

3.1.1.2渣良

向刀盘、土舱喷注泡沫剂，土舱中砂土、水体与泡沫剂充分搅拌，形成具有较好和易性、密水性的稠体状塑性流动体，通过盾构机螺旋排土器输送到盾构机体外，有效防止螺旋排土器出口处喷涌现象的发生。

3.1.1.3建立土压平衡掘进模式

典型砂层地段掘进时的土压平衡模式，其土压值设定为1.8～2.3bar，刀盘转速1～1.5r/min，推力控制在1500t以下。

盾构机掘进过程中，主要通过以下两种方法来建立有效的土压平衡：一是在维持推进速度不变，保持土舱压力的情况下，根据螺旋机出口处渣样外观及其含水量，以及螺旋机扭矩数据，合理调整螺旋机转速及开启度（一般情况下螺旋机转速为2～5rmp，开启度为10%～30%），并采取渣土车逐斗控制出土量的方法严格控制渣土排放量，确保土舱压力足以平衡开挖面土水压力；二是在保持螺旋输送机转速或闸门开启度不变的情况下，增大盾构机的推力，降低刀盘转速，达到增大土舱压力的目的。

3.1.2砂层盾构隧道地表沉陷控制技术研究

提出合理的盾构施工参数，采用信息化施工技术，制定地表沉陷监测方案设计，采用FLAC数值计算预测地表沉陷规律，完成地表监测结果与FLAC预测结果分析研究。

3.1.2.1合理选择掘进模式和掘进参数

一般采用土压平衡模式，根据地下水位、地层条件、隧道埋深等合理选择土仓压力。合理选择掘进参数，例如：螺旋输送器的转速、闸门开度，刀盘转速，推进千斤顶的推力等。

3.1.2.2做好监测工作，及时反馈监测信息

适当加密监测频率，根据地表沉降和建筑物沉降的监测数据，结合地质情况，及时调整土仓压力、千斤顶推力等施工参数。

3.2盾构施工的技术路线

4.盾构施工的常见问题及解决对策

4.1盾构施工的常见问题

4.1.1由于地层的不确定性，可能出现不可预知的突发状况；由于砂层具有渗透系数大、粉细砂层易液化、粘性砂层流动性好等特点，因此，盾构机通过该地层时，受到扰动后地层的土力学特性易发生变化，如桩基处于砂层中，砂层受扰动后，降低了桩与土体之间的摩擦力，消弱了桩基的承载力，造成建筑物沉降。若盾构开挖面或其上方存在较厚的砂层，当这些砂层受到扰动时易产生液化，液化后的砂土体从切口环位置或刀盘开口处流入土仓，致使出土量很难得到控制，从而造成上部土体塌方和掘进中的喷涌现象。砂层喷涌之后，需用大量时间进行清理，严重影响盾构施工进度。

4.1.2盾构穿砂层段内出现刀具严重磨损情况，导致无法掘进施工。由于隧道穿越的地层较原地勘资料变化较大，呈现为致密的卵石层，使得重型撕裂刀无法松动土层，形成实际上利用切刀松动土体，大部分刀齿受卵石碰撞而崩裂；周边刮刀由刀齿切削地层改为刀座切削地层，刀盘扭矩增大，进一步加剧刀具磨损，增大了掘进扭矩。

4.1.3如何根据地表监测结果，合理调整盾构施工参数。工程施工前，通过补充地质钻孔和回声测深仪，进一步查清隧道的地质条件和覆土厚度，为盾构机选型、盾构掘进参数的选取及制定相应的辅助措施提供第一手准确资料。

4.2解决对策

4.2.1尽可能做好应急预案，在任何情况下都严格按照规定进行应对；

4.2.2在进入全断面砂层之前，先行更换刀具。依然出现该情况的，在做好支护措施的情况下，在线路以外打竖井至盾构深度，而后打横洞至刀盘处，带压换刀。

4.2.3通过系统分析，参考相关工程的施工经验，并结合本工程实际，进行合理的调整，保证盾构安全推进。

5.结论

根据西安地铁三号线科技路站～太白路南站区间隧道工程施工实践，研究在饱和含水砂层条件下利用土压平衡盾构机进行隧道施工的应用技术，系统总结和阐述了土压平衡盾构机在富水砂层条件下施工的关键性技术，对拓宽土压平衡盾构机应用范围及在相近地层条件下的地铁盾构安全施工提供参考和指导。

参考文献：

[1]钱七虎.迎接我国城市地下空间开发.岩土工程学报，1998（1）：112～113.

[2]尹凡.富水软弱粉细砂层土压平衡盾构掘进对土体扰动研究[D].北京：北京交通大学，2010.

[3]程卫民.日本在砂土中长距离盾构法隧道施工技术[J].人民长江，1999，30（4）：45～46.

[4]李建斌.浅谈盾构刀盘的设计与应用[J].建筑机械化，2006，3：31.

篇（3）

1 概述

在地铁盾构区间施工中，盾构进洞后，为了更好地掌握盾构的各类参数，施工时注意对推进参数的实时设定优化，地面沉降与施工参数之间的关系，并对推进的各项技术数据进行采集、统计、分析，争取在较短时间内掌握盾构机械设备的操作性能，确定盾构推进的施工参数设定范围，将开始掘进的一段距离作为试推段。

2 试掘进重点工作

试推进阶段重点是做好以下几方面的工作：

（1）用最短的时间掌握盾构机的操作方法，机械性能，改进盾构的不完善部分。

（2）了解和认识隧道穿越的土层的地质条件，掌握这种地质下的各式盾构的施工方法。

（3）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，掌握盾构推进参数及同步注浆量参数。

3 试掘进阶段的参数确定

3.1 参数确定

盾构初始掘进是从理论和经验上选取各项施工参数，在施工过程中根据监测数据及反馈的各种信息，对施工参数及时加以调整。

盾构机出洞后，初始掘进分以下几个阶段实施。

首先在盾构机穿越加固土层后，以日进度3～4m的速度推进，对密封仓土压力、刀盘转速及压力，推进速度，千斤顶推力，注浆压力及注浆量等，分别采用几组不同施工参数进行试掘进。通过地表沉降的测量和数据反馈，确定一组适用的施工参数。

然后提高日进度为4～5m，通过施工监测，根据地层条件、地表管线、周边建筑情况，对施工参数作慎密细微的调整，以取得最佳施工参数。

完成上述的工作要点后，将推进速度提高到正常的计划进度6环/日，但以满足地表沉降要求为标准，以确保建（构）筑物、管线的安全为准则。

通过此阶段的试掘进，对隧道的轴线控制，衬砌安装质量均有了各项具体的保证措施，进一步掌握施工参数，能根据地下隧道覆土厚度、地质条件、地面附加荷载等变化情况，适时地调整盾构掘进参数，为整个区间隧道施工进度、质量管理奠定了良好的基础。对区间沿线建（构）筑物、管线的保护也掌握了初步的规律，并以此指导全过程施工。

试推进是相对于正常掘进而言，在此期间，试推进也是对盾构机的整机性能进行全面的检验，通过试推进检验配套设备的配合能力，可及时修正和加强。

另外，管片与土体的摩擦力可提供进入正常掘进推进千斤顶足够的反力，以隧道衬砌后内径为5500mm，管片的厚度为350mm，外径6200mm，试推进100m为例，估算如下：

F=S×f=（3.14×6×100×2.5）t=4710t

其中：

S- 100m管片外表面面积；

f-管片与衬背压浆形成的水泥土之间的综合摩擦系数，取2.5t/m2。

大于一般推进时用到的推进力（约1000-2000t），足够提供推进需要的反力。

3.2 控制要点

在盾构未进入加固土体区时就应严格控制盾构机的操作，适当对开挖面注水或注入膨润土泥浆等，并低速推进、低速转动大刀盘，严防超负荷运转，以免产生盾构进入接收井之前，刀盘被水泥土搅拌桩卡住而强行推进的不利现象，亦减少盾构刀盘磨损。

通过初始掘进，完善施工组织设计方案；完善盾构施工各个工种工序岗位的操作规程、作业工法；通过施工监测反馈回的数据及分析成果，总结出最佳掘进参数，包括推进力、推进速度与螺旋输送器转速的关系、刀盘转速、土压力上限下限值，掌握控制土体沉降的方法。

3.2 注意事项

（1）盾构靠近洞门。待出洞装置、导轨安装完毕后，盾构以最快速度靠上洞门，缩短洞门暴露时间。

（2）防止盾构旋转、上飘。盾构出洞时，正面加固土体强度较高，由于盾构与地层间无摩擦力，盾构易旋转，应加强对盾构姿态的测量，如发现盾构有较大转角，可以采用大刀盘正反转的措施进行调整。盾构刚出洞时，推进速度宜缓慢，大刀盘切削土体中可加水降低盾构正面压力，防止盾构上飘，加强后盾支撑观测，尽快完善后盾钢支撑。

（3）洞圈封堵。盾构全部进入洞门，立即封堵洞圈，焊接扇形钢板，以防洞口漏浆，盾尾离开洞门约3m时，应对洞口压注聚胺酯或双液浆封堵，并同时开启同步注浆及盾尾油脂系统，以免注浆液倒灌，堵死浆管。

4 试掘进阶段的施工监测

盾构在推进阶段，做好盾构出洞后地表面、地下管线、地面建（构）筑物的施工监测，对施工中可能产生的各种地表隆沉、变形，及时采取相应的措施及保护手段。

试推进阶段是全过程的前奏，所以施工监测显得更为重要。对地表变形监测，采用沿轴线方向布设沉降监测点，包括深层沉降点，并加设横断面监测点；对地下管线，按要求的距离布设沉降点；对建筑物在调查研究的基础上，对轴线两侧盾构机影响区域范围的建筑物，布设沉降监测点。并布设相应的倾斜、裂缝监测点。上述测点的监测，每天不少于2次，并根据需要，适时加密监测频度。

由于上述各类变形往往不是即时出现的，也就是说待到变形时，盾构已越过原本造成变形的地下对应作业区，故需及时地进行分类监测，掌握盾构机掘进作业与地下土层变形、地表变形和地下管线、建筑物沉降等的内在规律，及时反馈信息数据，指导盾构掘进作业。监测工作在盾构作业即将进入影响区开始，直至盾构作业脱离影响区，且地表滞后变形渐趋稳定的整个期间内跟踪测量与监测。

5 试验段掘进参数的选择分析

5.1 拟达到的目的

盾构机掘进的前一段距离作为试掘进段，通过试掘进段拟达到以下目的：

（1）用最短的时间对新盾构机进行调试、熟悉机械性能。

（2）了解和认识本工程地质条件，掌握各地质条件下盾构施工方法。

（3）收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数，制定正常掘进的操作规程。

（4）熟练管片拼装的操作工序，提高拼装质量，加快施工进度。

（5）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机出洞时以及推进时对周围环境的影响，掌握盾构推进参数及同步注浆量。

5.2 施工记录

盾构机在完成前试掘进后，将对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。并做好施工记录，记录内容有：

（1）隧道掘进：施工进度，油缸行程、掘进速度，盾构推力、土压力，刀盘、螺旋机转速，盾构内壁与管片外侧环形空隙（上、下、左、右）等等。

（2）同步注浆：注浆压力、数量、稠度，注浆材料配比、注浆试块强度。

（3）测量：盾构倾斜度、隧道椭圆度、推进总距离、隧道每环衬砌环轴心的确切位置。

6 结论

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Abstract: this article with the north street station ~ the drum Andrea street station under the existing metro underground wear, for example, a north street station ~ the drum Andrea street stand reinforced area to wear metro line 2 at the southeast to the pavilion stood the drum, and in turn to the north in line 2 at the drum under standing subject, moat and private housing area, to AnDeLu intersection bends to the northeast into the axial road outside the drum street construction has been effectively control, ensure the construction safety and the normal operation of the existing metro.

Keywords: tunnel, wear, control

中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况

本工程盾构区间安德里北街站～鼓楼大街站，区间起始里程为ZDK17+076.06～ZDK17+943.394，全长约867m，左线盾构出鼓楼大街站后穿越10m加固区至二号线鼓楼站东南风亭，向北依次下穿二号线鼓楼站主体、护城河及民房区，至安德路交叉口折向东北进入中轴路鼓楼外大街，于安德里北街站接收解体。右线盾构出安德里北街站后顺鼓楼外大街南下，至安德路交叉口折向西南进入旧鼓楼外大街，向南穿北护城河旧鼓楼桥、地铁二号线鼓楼站，于鼓楼大街站接收解体。

2、既有车站沉降控制要求

地铁二号线既有站为正在运营的车站，所处地层易受扰动变形。盾构下穿施工需要考虑两方面的问题；一是确保运营的正常运行，即保证二号线车站的轨道道床及轨道的各项技术参数满足规范要求；二是保证既有车站的结构安全，沉降，变形，收敛，裂缝等控制在规范容许范围内。

根据《北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系》（试行）附件七《北京市轨道交通工程建设监控量测控制指标参考资料汇编》，《鼓楼地铁车站结构及轨道安全性评估报告》及设计图纸的要求，并严格控制将沉降值规定如下：

在施工的任何阶段，车站底板预警值为2.1mm，警告值为2.4mm，车站底板每天沉降缝或隆起变形增量不超过±1.0mm，沉降缝最大变形控制值为±1.0mm；道床与结构剥离控制值不得超过1mm，地表沉降不超过10mm。桥梁墩台纵向不均匀沉降不超过15mm，横向不均匀沉降不超过5mm，主桥均匀沉降不超过15mm，墩、盖梁倾斜度≤1/1000。

2、对车站下方土体加固

隧道施工前利用探洞对区间拱顶土体进行注浆加固，加固范围为既有站结构底板以下3m，区间结构两侧2.5m范围，注浆采用∅50袖阀管，注浆浆液采用水泥水玻璃，加固后土体应具有良好的均匀性和自立性，其无侧限抗压强度为≥0.8Mpa，注浆施工过程中应合理控制注浆压力，并应根据既有轨道的的变形情况

随时调整。

为了确保在盾构穿越期间地铁二号线运行的畅通，综合考虑该区间隧道的埋深、地质情况以及与地铁二号线空间关系，制定本区段施工的指导思想为：“安全、连续、稳定”，并确立“模式正确、土压合理、匀速掘进、保证注浆、避免停机、严密监测、快速反馈”的施工原则。

因左线始发施工距离既有站较近，始发伊始即当作下穿既有二号线既有车站，建立试验段，加强监测，测量、技术等人员随时待命。根据监测数据，及时进行分析，对施工参数进行计算、优化和调整。

试验段目的为：通过试验段推进情况的总结、调整，认真分析，为下穿既有车站提供开挖面地层、地下水、监测数据等有利信息，为顺利通过既有车站做准备。

试验段分为：始发加固段（10m）和风亭段（约56m）两个阶段。

1、始发加固区段到达风亭之前的10m作为始发加固区段。

表6-4始发加固区段拟定盾构掘进参数表

名称 技术参数 备注

推进平均速度 10—20mm/min

土仓压力 0.08MPa 上土仓压力

注浆压力 0.1MPa

注浆量 3.2m3/环

出土量 39—40.85m³/环 综合松散系数1.05—1.1

加泡量 2500—4000L

推力 6000kN—8000KN

扭矩 1200kNm—1500 kNm

每15m的掘进区段均分为3个环节：刀盘经过时、盾尾经过时、脱出盾尾5环。

（1）刀盘经过时，通过深层布点所得到的监测数据，进行掘进指导，及时调整掘进土压、掘进速度及刀盘转速和扭矩等参数，使盾构参数的到合理有效的优化。

（2）盾尾经过时，及时进行深控监测，根据对监测数据的分析，优化调整同步注浆的参数，保证注浆参数的合理性。

（3）脱出盾尾5环后，对相应管片二次注浆，通过深控监测点得到相应数据，对盾构掘进参数进行合理优化调整，必要时可进行多次注浆。

每一段都通过对以上每个环节监测数据的分析总结、对推进过程中盾构排土量的控制以及土体改良的效果，将拟定掘进参数进行调整。

风亭段所划分的前3个阶段均通过以上步骤对掘进速度、土压力、注浆压力、注浆量、出土量、刀盘扭矩和转速等参数进行总结优化，得出最佳掘进参数。在风亭段后11m，按总结出的掘进参数，对施工人员下达下穿既有站专项技术交底，确保顺利穿越既有车站。

开挖面稳定作为土压平衡式盾构掘进施工的技术核心，其主要内容就是土压管理。为保证开挖面的稳定、有效的控制地表沉降，通过试验段的掘进选定了七个施工管理指标来进行掘进控制管理：①土仓压力；②推进速度；③总推力；④排土量；⑤刀盘转速和扭矩；⑥注浆压力和注浆量；⑦泡沫、泥浆注入压力和注入量，其中土仓压力是主要的管理指标，同步注浆控制以注浆压力控制为主，结合注浆量控制。

每一段都通过对以上每个环节监测数据的分析总结、对推进过程中盾构排土量的控制以及土体改良的效果，将拟定掘进参数进行调整。

风亭段所划分的前3个阶段均通过以上步骤对掘进速度、土压力、注浆压力、注浆量、出土量、刀盘扭矩和转速等参数进行总结优化，得出最佳掘进参数。在风亭段后11m，按总结出的掘进参数，对施工人员下达下穿既有站专项技术交底，确保顺利穿越既有车站。

开挖面稳定作为土压平衡式盾构掘进施工的技术核心，其主要内容就是土压管理。为保证开挖面的稳定、有效的控制地表沉降，通过试验段的掘进选定了七个施工管理指标来进行掘进控制管理：①土仓压力；②推进速度；③总推力；④排土量；⑤刀盘转速和扭矩；⑥注浆压力和注浆量；⑦泡沫、泥浆注入压力和注入量，其中土仓压力是主要的管理指标，同步注浆控制以注浆压力控制为主，结合注浆量控制。

每一段都通过对以上每个环节监测数据的分析总结、对推进过程中盾构排土量的控制以及土体改良的效果，将拟定掘进参数进行调整。

风亭段所划分的前3个阶段均通过以上步骤对掘进速度、土压力、注浆压力、注浆量、出土量、刀盘扭矩和转速等参数进行总结优化，得出最佳掘进参数。在风亭段后11m，按总结出的掘进参数，对施工人员下达下穿既有站专项技术交底，确保顺利穿越既有车站。

开挖面稳定作为土压平衡式盾构掘进施工的技术核心，其主要内容就是土压管理。为保证开挖面的稳定、有效的控制地表沉降，通过试验段的掘进选定了七个施工管理指标来进行掘进控制管理：①土仓压力；②推进速度；③总推力；④排土量；⑤刀盘转速和扭矩；⑥注浆压力和注浆量；⑦泡沫、泥浆注入压力和注入量，其中土仓压力是主要的管理指标，同步注浆控制以注浆压力控制为主，结合注浆量控制。

篇（5）

中图分类号：C35文献标识码： A

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1工程概述

隧道区间所处地段地形平坦，地面标高介于383.8-387.7m。区间单线长1046m，区间线路左右线总共有4个曲线半径均为3000m的曲线段，其中左右线各两个，每条线路左右转弯曲线各1个，区间曲线段总长度为125.6m。隧道覆土厚度8.5～11.2m，线路最大坡度为7.66‰，最小坡度为2‰；最大坡长553.7米；左右线各有3个竖曲线，竖曲线半径为3000m、5000m。盾构区间圆形隧道外径6.0m，内径5.4m，管片厚度300mm，管片宽度1.5m，分块数为6块（管片由一块封顶块、两块邻接块、三块标准块构成）。环间采用错缝拼装。管片砼强度等级为C50，抗渗等级S10。

1.2工程地质

地质组成自上而下为：人工填土；洪积黄土状土；晚更新世风积黄土、残积古土壤；中更新世风积黄土、残积古土壤；晚更新世及中更新世冲积粉质粘土及砂类土等。盾构主要穿越地层为、洪积黄土状土；晚更新世风积黄土、残积古土壤；中更新世风积黄土、残积古土壤。总的来说，区间地质条件较差，针对本地质条件的盾构机选型及设计至关重要，对刀具的配置、密封、刀盘开口率的设计与制造，提出更高的要求。

2.盾构机类型、配置及参数

2.1工艺原理

盾构实际上是盾构机的简称。它是一个横断面外形与隧道横断面外形相同、尺寸稍大，内藏挖土、排土机具，自身设有保护外壳的暗挖隧道的机械。以盾构为核心的一整套完整的隧道施工方法称为盾构工法，概况如图1所示。

图1

2.2盾构机类型的选择

盾构的选型是否合理，是盾构施工成败的关键。根据试验段工程特点，结合地铁整体工程需要，重点考虑（1）工程、水文地质条件；（2）掘进长度及过程；（3）管片尺寸、拼装；（4）线路平面条件；（5）线路纵断面条件，隧道埋深；（6）掘进速度要求；（7）掘进方向误差要求；（8）地表沉降量要求；（9）盾构机寿命；（10）周围环境等因素，选择铰接式土压平衡盾构机。

3.快速掘进方案的论证及确定

施工进度影响因素：盾构施工功效不高、自然灾害导致停工、停电导致停工、停水导致停工、业主要求停工、其他。通过对本项目的资源配置、右线盾构施工中的盾构机推进速度、管片拼装速度、掘进速度及施工进度等情况进行调查统计、分析比较显示，影响右线盾构施工速度较慢的关键是盾构施工功效不高。功效不高主要原因为：①首次在该地层下施工，无成功经验可以借鉴；盾构机掘进参数未优化；②列车编组不合理。

3.1优化盾构掘进参数，提高推进速度

第一步、针对首次在湿陷性黄土地质条件，对右线施工的盾构机掘进管理进行统计分析，总结经验教训，重点对右线施工单日完成8环以上的32天的盾构机掘进参数进行统计分析，确定优化后的施工参数，确定盾构快速掘进参数为：总推力在900-1400KN,切削扭矩在600-1300KN・m，掘进速度控制在60-80mm/min，土仓压力0.15-0.2Mpa；第二步、在左线的盾构施工中，结合土建情况逐步进行调整，在地面沉降、盾构机姿态及管片姿态受控的情况下，加快盾构机推进速度。

3.2优化列车编组

首先按理论计算对比，把右线的“3+2”编组模式改为“4+2”模式。确保单列列车能完成一环掘进，减少有效掘进时间。

3.3实施效果

按照以上方案实施后，安全及质量受控，左线盾构施工速度显著提高，平均每天完成11.6环（17.4米），比右线平均掘进速度5.3环/天提高了6.3环/天，创造了单班14环成洞21m、单日27环成洞40.5m及单月485环成洞727.5m创全国盾构施工新纪录，实现了快速掘进。实现盾构快速掘进节约成本约200万元。

4提高黄土地层盾构快速掘进技效率的措施

影响盾构高速掘进的因素非常多,其中盾构设备的正常运转、工序的有效管理、人员管理的合理化、盾构施工的智能化是盾构施工中最关键的环节。

4.1设备正常运转

4.1.1完善盾构施工的配套设备及设施

配套设备及设施对盾构掘进速度有较大的影响,设备和设施的配备能力应大于盾构设备的掘进能力。在工程的投标阶段,应对配套设备和设施进行详细的选型,为盾构快速掘进提供了硬件支持。为了达到快速掘进的目的,盾构配套设备应具备状态。设备发生故障时的维修设专人对盾构机进行维护,在盾构机或配套设备发生故障时能凭借丰富的经验快速维修,尽可能的减少设备问题对盾构掘进速度的影响。同时对设备进行定期和不定期的检查与修整,对于各种设备故障提前做好维修的准备工作。避免问题出现时,消耗大量的准备工作时间。

4.1.2施工期间设备常规保养

施工期间设备的常规保养,对发挥盾构设备性能,确保工作稳定性至关重要,要按规定,指定专人加强对盾构及配套设备的保养工作,使之处于良好的工作状态。

4.1.3设备发生故障时的维修

设专人对盾构机进行维护,在盾构机或配套设备发生故障时能凭借丰富的经验快速维修,尽可能的减少设备问题对盾构掘进速度的影响。同时对设备进行定期和不定期的检查与修整,对于各种设备故障提前做好维修的准备工作。避免问题出现时,消耗大量的准备工作时间。

4.2施工工序的有效管理

盾构施工工序多,每个工序顺利正常运行才能保证整个施工过程畅通。在压缩各个工序时间段的同时,应加强彼此之间的衔接。施工中,对各施工环节进行有效控制能加快盾构掘进的速度,主要措施如下:

l)龙门吊的合理选型,确保龙门吊具备足够提升能力和稳定性,保证施工期间龙门吊不会出现大故障。

2)电瓶车及编组车辆的合理选型,能有效解决长距离水平运输占用时间长的问题,可加快盾构后期掘进的速度。

3)合理设置集土坑。现场集土坑必须满足隧道出土与土车外运量相平衡的要求。在场地条件允许的前提下应尽可能的加大集土坑,来满足盾构快速掘进的要求。

4)充分挖掘盾构设备快速掘进的能力。盾构快速掘进最关键的因素是盾构设备本身的能力,现有盾构的额定速度为80mmn/〕in。由于盾构在粉质豁土层掘进,推力较小,姿态控制相对容易,可以通过关掉少数千斤顶的供油来加快剩余千斤顶的推进速度。实际施工中关掉了2个千斤顶的供油,最快速度达到10mm/min,有效地提高了盾构的推进速度。

5)加强技术人员和操作工人的培养。通过施工前技术交底,组织重要岗位的操作人员相互参观学习,定期召开经验交流会,建立奖励机制,使奖金与施工速度和施工质量挂钩等措施,提高职工的操作水平,加强对盾构施工各环节时间的控制,为盾构的快速施工提供软件支持。

4.3人员管理的合理化

l)重要岗位的操作人员,必须要经过专业培训,要加强各相关专业的理论学习。特别应该重视对操作手的重点培养,操作手应具备一定的机械电器及工程地质知识,对盾构机械结构、电气配置、隧道地层及线路情况有基本的了解。

2)要调动工人主观能动性,通过建立奖励机制,提高工人劳动积极性,避免由于工人积极性的波动而影响施工进度。

3)加强各工序工人之间的交流,增强各工序之间的协调性及合理衔接。

4)加强施工与设计人员之间的沟通。

5)人机协调,人相对于盾构来说,人是占主动性的,因此应该加强人员管理,更好配合机械,始终保持一种人等机械的状态,避免机械等人的现象。

4.4盾构施工的智能化

盾构法施工技术以其特有的智能、安全、快捷、地层适用性广等特点与优势,在我国城市地铁建设中得到广泛推广和应用,但盾构施工仍受工程地质条件、人为控制等因素的影响。盾构施工应做好信息化施工,及时将监测所获取的数据反映给盾构操作人员,通过及时调整盾构机掘进参数,控制地表的沉降或隆起。同时实现从建管公司到施工现场的实时跟踪监控,进行快速、全面、合理地分析判断,使盾构施工参数最优化.

5结论

1）黄土地层选用土压平衡盾构成功，施工顺利；

2）刀盘设计及刀具配置合理，磨损较小，辐条式刀盘和大开口率避免了施工中出现“泥饼”和“糊刀”等问题，建议后续类似地层施工刀盘开口率可以加大到50%-60%；

3）由于黄土在无水条件下自立性能好，根据隧道上方管线和建构筑物情况可适当调低土仓压力，或采取欠土压模式掘进，以有利于节能和快速掘进。

6参考文献

【1】施仲衡主编.《地下铁道设计与施工》.陕西科学技术出版社.2011年

篇（6）

1 引言

近年来，双圆盾构施工技术开始引入我国，并已成功应用于上海轨道交通杨浦线和六号线的建设。与单圆盾构施工双线隧道相比，双圆盾构具有许多优势，它能够一次完成双线隧道，施工速度快，土方挖掘量少，隧道断面面积利用率高。双圆盾构正逐渐成为地铁隧道、道路隧道等地下工程施工的主流形式。

盾构施工引起的地表沉降是施工环境保护的一个重要问题，特别是在楼群密集区域建设的城市轨道交通，对地表沉降有严格的控制标准。对于单圆盾构工法的地表沉降机理、沉降槽形式和沉降预测等理论，国内外专家已做了较多的研究[1，2]，但是对于双圆盾构工法引起的地表沉降尚缺乏足够的认识，探索双圆盾构工法的地表沉降规律有其必要性。本文针对上海轨道交通六号线双圆盾构区间隧道工程，通过对现场沉降监测结果的统计分析，得出双圆盾构工法的地表沉降规律，并探讨了软土地层中双圆盾构施工参数与地表沉降的关系，为后续工程积累经验。

篇（7）

Abstract: with the rapid development of our country's economic construction, the underground engineering construction also get great development. Shield law as a new technology in the construction of underground projects get the large-scale application. However, in the shield tunneling applications, there is still a lot of problems to be solved.

Keywords: shield law, large scale application, solution measures

中图分类号： U455.43 文献标识码：A文章编号：

随着我国城市化建设的快速发展，人们的生活水平及需求得到了极大提高，对于交通运输行业的需求也有着越来越高的要求，尤其对于北京，上海，广州等各大城市来说，其生活节奏也越来越紧凑。在我国的很多城市已经开始了地下铁路的建设工程。因为在这类地下工程中施工场地、道路交通等城市环境因素对施工有着诸多限制,一些传统的施工方法已经不能够很好的适应逐渐提高的施工要求。盾构施工法作为新兴的施工方法，在对城市正常机能影响很小的隧道施工得到了极其广泛的应用。盾构法(Shield Method)作为一种暗挖法施工中的全机械化施工方法，主要是在地中推进盾构机械，利用盾构外壳和管片对四周围岩的支撑避免往隧道内的坍塌发生，并使用切削装置在开挖面前方开挖土体，使用出土机械将挖土运出洞外，在后部利用千斤顶加压进行顶进，同时将预制的混凝土管片拼装，使隧道结构形成的一种机械化施工方法。

一、盾构法在应用中存在的问题

目前，盾构法已经在城市地铁、公路。铁路等诸多施工领域得到了广泛应用，其快速安全、对地面建筑物影响小等诸多优点使得其施工质量得到有效保障。然而，我们也不难发现，作为一项新兴的施工技术，在其应用中仍然存在很多的不足，主要体现在施工中盾构选型的不合理、盾构法施工劳务外包、管片设计不合理以及安装与设计人员分离、专业的人才队伍不完善、管理经验不足等。

1、对盾构选型认识不足

通常在隧道施工中盾构法的采用具有较强的针对性，盾构机本身需要适应工程的施工条件，在施工中对盾构机的合理选型直接影响着掘进施工的成效。盾构机主要在城市地铁建设中应用，而因为不同的城市有着不同的地铁隧道直径，这就造成不能使用同类的盾构机进行施工。另外，部分施工企业对盾构法及其选型的认识存在不足，对于盾构机的选择并不能很好的适应施工条件，其经济性较差。除了这些，盾构机刀盘的驱动功率、扭矩等的储备不足，叶片的耐磨性较差等，都会造成在一些特殊地层中的掘进较为困难，在施工中增加风险。

2、盾构法施工劳务外包存在弊端

目前，施工的大部分企业都采用的是劳务外包模式，这种模式有着一定的弊端：

（1）在施工中，工作意见不统一、做法不一致的现象极易出现，使包工队与盾构机操作人员之间极易产生矛盾，造成所有的施工人员间的相互配合不能积极有效的进行，不能形成有效统一的整体，对整个工程的正常施工和施工进度产生影响。

（2）因为劳务外包是总价包干，包工队为了使成本节约，通常减少施工人人员，使得施工人员的数量出现不足，特别是在拼装管片人员不足时，不但会增加劳动强度，还会造成一些质量问题，比如错缝、错台等，对隧道质量和施工效率产生影响。

3、管片的设计施工不合理

（1）管片的设计不合理

盾构法施工对多个环节有所涉及。对施工实际情况的考虑不充分，会造成不合理的管片设计。另外，由于每个人的地质知识和施工经验存在差异性，有时候对地质很可能会出现误判，造成盾构机卡在施工隧道内，在处理时就需要花费大量的时间和人力、物力，造成了极大的浪费。

（2）拼装人员和操作人员信息交流不通畅

在目前的工程施工中，采用盾构法时，往往存在着管片拼装人员与操作人员缺少沟通，相互之间没有流畅的信息交流。在二者之间存在矛盾或施工是在夜间时，极易出现施工疲劳，在盾构机操作人员施工时，拼装人员会进行短暂的休息；而拼装人员进行管片拼装时，操作人员也会利用这段时间进行休息，甚至会出现一个工班都没有交流信息，使工程施工质量难以得到有效保证。

4、人才队伍不完善

在当前的盾构法施工中，往往存在这样的问题：不能及时排除盾构机的故障；对盾构机的维护保养不能使盾构法施工需要得到满足；不能严格执行掘进命令；对于突发事件处理不当或是经验不足等等。这些问题都源于盾构法施工队伍的不完善。随着盾构法施工的普遍应用，其中专业人才不足、技术力量较为薄弱、操作人员的水平良莠不齐、维修力量不符合要求等都是在施工中存在的突出问题。

5、施工管理经验不足

盾构法施工是一种流水线式的工厂化作业，由多个环节构成，对其要有严格的施工管理。然而在部分的施工企业中，对于盾构法的管理相对较为薄弱，这除了是由于盾构法施工项目较多，专业的管理人员存在不足之外，盾构法施工管理的经验相对不足，管理力量较为薄弱。在施工中决策的不及时或失误很可能使工程出现事故隐患。

除了上述这些问题之外，在盾构法的应用施工中，盾构设备的利用率较低、施工工期的延误、施工额外成本较多、施工区间分散等都是普遍存在的问题。

二、解决措施

1、对盾构法选型要有正确认识

第一，要根据施工对象对盾构机选型准确选择。在施工中，水文地质、地貌特征、建筑物等特征都有着极大的差异性，所以在盾构法施工中，要对盾构机使用地域的地质特征和工程特点进行认真分析，做到盾构机的准确选型，使其使用可以和工程实际相互配合。

第二，盾构机的刀盘功率、扭矩及耐磨性等要有一定的储备系数，螺旋输送器的耐磨性要高，使一些特殊地段的施工要求得到满足。

第三，在盾构机的使用设计中，不但要对某一标段的地质状况适应，还要对大部分的地层适应，使使用周期内的不同标段的稳定配置和改造要求得到保证。

第四，对盾构机使用过程中出现的一些显著问题进行深入了解分析，对设计方案进行优化改进。

2、制定符合盾构法施工实际的要求标准

盾构法施工的直径标准不统一，对盾构法施工的标准化有着很大的制约。因此，相关的部门需要对盾构法施工隧道直径制定规范的要求标准，对地铁隧道施工市场进行统筹规划。

3、对已积累的施工经验进行借鉴

盾构法施工的大规模应用，需要在施工中，对城市已有单位的盾构施工经验虚心请教并仔细借鉴。另外，根据对地质条件和相关施工规范的了解、分析，对盾构法的施工方案和应急预案进行详细制定，对施工中的各项参数进行制定，对盾构机掘进的模式进行确定，按照施工方案和参数严格施工。但要注意的是对总结的经验不能生搬硬套。

4、对人才激励机制进行完善

要使隧道质量得到保证，就要使盾构法的施工人员队伍稳定，对于人才的选用要非常重视。首先，通过以薪酬为主的激励管理体制，对操作人员在施工中的成绩予与肯定，提高他们的工资效益，激发施工人员的工作热情，保持人员队伍的长期稳定；此外，在工程管理中，要做好和施工人员的沟通，对他们的意见建议多多听取、关注，为他们提高一定的培训，使他们积极的展示自己，为其发展提供良好的平台，使其产生成就感，增强工程项目中员工的向心力和凝聚力。

总结：

作为一项复杂的综合性施工技术，通过这些年来的不断发展，盾构法施工己经形成了一套较为成熟的施工技术，开始广泛应用于地铁工程建设。这就对其施工有了更高的要求，在其大规模应用中，不可避免的产生各种各样的问题，这就需要施工人员不断的学习、实践，进一步对相关的施工技术以及施工质量监测重点进行熟悉掌握，有效保证盾构法的施工质量、施工安全，使其大规模应用得到进一步发展。

参考文献

[1]王岚,李刚.盾构法施工引起地表沉降原因分析[J].河南建材, 2011,(03)

[2]任怀志.盾构法施工过程中的常见问题及防治措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊), 2009,(08)

篇（8）

㈠引言

近年来，为适应城市发展需要和满足城市居民日益增长的出行需求，上海市地铁建设不断加快了建设步伐。根据上海地区软土地质的特点，地铁区间隧道建设一般都采用盾构法施工，盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备，以盾构机的盾壳作支护，用前端刀盘切削土体，由千斤顶顶推盾构机前进，以开挖面上拼装预制好的管片作衬砌，从而形成隧道的施工方法。盾构机的类型有多种，目前在上海地铁区间隧道建设中以土压平衡式盾构应用最为广泛。土压平衡盾构工艺原理是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘，将正面土体切削下来的土进入刀盘后面的密封舱内，井使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少盾构推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降或隆起，在出土时由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续的将土渣排出。由于地铁盾构法隧道施工技术难度大、施工风险高、质量要求高、不可预测因素多。因此，监理人员应熟悉和掌握盾构法隧道施工监理监控重点及相应对策，在监理工作中才能真正做到有效地对施工质量进行监控，从而为业主提供优质的监理服务。 本人有幸参加了地铁二号线西延伸工程的施工监理工作，在区间隧道掘进施工监理过程中，通过不断摸索与总结，也积累了一些菲薄的工作经验， 以下就以土压平衡式盾构为例，对隧道掘进施工中监理应监控的重点及采取的对策，谈几点体会，以为抛砖引玉。

㈡正文

1.盾构始发（出洞）阶段

盾构始发（出洞）阶段是控制盾构掘进施工的首要环节。在盾构始发（出洞）前、后各项准备工作中监理需监督承包单位做好充分的技术、人员、材料、设备准备，并对盾构是否具备出洞条件予以审查，确保盾构在安全可靠的前提下能顺利出洞。

1.1盾构出洞土体加固

为了确保盾构出洞施工的安全和更好地保护附近的地下管线和建（构）筑物，盾构出洞前需对出洞区域洞口土体进行加固。土体加固的方法较多（如水泥搅拌桩加固、旋喷桩加固等），但无论采用何种加固方法，对土体加固的效果检验始终应作为监理重点控制的内容。在确保加固效果满足设计要求前提下，才能同意盾构出洞，否则应督促承包方及时采取补救措施。针对土体加固监理人员应重点关注以下三方面：

⑴加固土体与地墙间隙封闭

由于加固土体与地墙之间存在间隙，监理在审查土体加固专项方案时应审查承包方是否在方案中有相应的措施，一般可采用注浆、旋喷等方法封闭该间隙，并监督承包方予以落实。

⑵加固土体的强度

加固土体的强度是否满足设计要求是衡量加固效果的首要指标，可通过对进出洞加固范围内不同深度土体采用钻芯取样检测的方式加以验证，监理人员应对承包方钻芯取样过程进行见证，确保取样工作的真实性。

⑶加固土体的均匀性

检验加固土体的均匀性目前尚无相应的工具、手段，可通过打探孔方式进行观察。监理人员应监督承包方在洞口割除围护结构背土面钢筋及凿除砼后，合理布置探孔（选择有代表性部位、数量一般不少于5个），现场观察探孔有无渗漏或流砂等异常情况，作为判断土体加固效果的辅助手段。

1.2盾构始发基座设置

盾构始发前需将盾构机准确的搁置在符合设计轴线的始发基座上，待所有准备工作就绪后，沿设计轴线向地层内掘进施工。因此，盾构出洞前盾构始发基座定位的准确与否，直接影响到盾构机始发姿态好坏。监理在检查盾构始发基座时，应重点复核以下内容：

⑴洞门位置及尺寸

在基座设置前，监理人员应采用测量工具对洞口实际的净尺寸、直径、洞门中心的平面位置及高程进行复核。

⑵盾构始发基座位置

盾构始发基座的设置依据不仅包括洞门中心的位置、还包括设计坡度与平面方向。在始发基座设置完毕，为确保盾构机能以最佳的姿态出洞。监理人员应复核基座顶部导向轨的位置（平面位置及高程），确保盾构搁置位置和方向满足设计轴线的要求。

篇（9）

Abstract : Common problems in shield tunneI construction are summarized and analyzed in this paper.and the corresponding preventive measures are proposed, which can provide some reference to the construction of the shield tunnel.

Key words : shield tunnel; EPB shield; common problems; preventive measures

引言

盾构法施工技术因其先进的施工工艺和不断完善的施工技术，使得其在城市地下空间的开发中得到广泛应用[1,2]，如城市地铁、公路隧道、跨海隧道的建设及城市市政管道的改造等。然而由于盾构法施工在我国应用时间不长，各种事故频繁发生在盾构隧道施工过程中（图1），严重地影响工程质量以及工程进度[3,4]。本文针对土压平衡盾构施工中的常见事故进行了总结分析，并给出相应的解决措施，为解决土压平衡盾构施工中的技术难题提供了参考与借鉴。

1盾构施工特点

盾构法是采用盾构在地表以下开挖隧道的施工方法，盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进和装配衬砌的钢筒状结构[4]。它借助于支撑在已经完成的衬砌管片上的千斤顶的推力不断向前顶进。在盾壳的支护下，刀盘可以安全地开挖地层，尾部可以装配管片，迅速形成隧道的永久性衬砌，并将衬砌与地层之间的建筑空隙用水泥砂浆填充，以防止周围地层后期变形和围岩压力的增长。盾构法施工可以在较大范围的工程地质和水文地质条件下使用，机械化程度高、施工快速、安全、无噪音，在我国城市地铁建设的高速发展中得到了广泛应用。然而由于盾构技术复杂，施工工序多，使得盾构在施工使用过程中也暴露出不少的问题[5,6]。

盾构法隧道上方一定范围内的地表沉降很难控制，特别在饱和含水松软的土层中，要采取多项措施才能把沉降限制在很小的范围内；

遇到坚硬地层、钢筋混凝土桩、孤石等障碍物时，通过困难；

遇到流砂地层，施工困难；

若隧道覆土太浅，则盾构法施工困难大，安全性降低；

盾构在掘进过程中其轴线较难控制，特别是在小曲率半径隧道时，施工尤为困难。

2盾构施工中常见问题及对策

2.1盾构机叩头

盾构始发后，在盾构机抵达掌子面及脱离加固区时容易出现盾构机“叩头”的现象[7,8]，根据地质条件不同有些可能出现超限的情况。为防止盾构机叩头可采取以下预防措施：

盾构基座安装时应使盾构就位后的高程比隧道设计轴线高程高约20mm，以利于调整盾构初始掘进的姿态；

合理选择盾构的千斤顶编组，控制好盾构机液压千斤顶上下推力之差。

2.2泥饼问题

在穿越粘性土层时，盾构机刀盘一般是在高温、高压中进行掘进的，在这种环境中，粘性土易压实固结产生泥饼，特别是在刀盘的中心部位。当产生泥饼时，掘进速度急剧下降，刀盘扭矩也会上升，大大降低开挖效率，甚至无法掘进。施工中主要采取下列预防措施防止泥饼的产生：

加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理，特别是在黏性土中掘进时，应密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态；

增加刀盘前部中心部位泡沫注入量并选择较大的泡沫注入比例，改善土体的和易性,减小渣土的黏附性，降低泥饼产生的几率，必要时螺旋输送机内也加入泡沫，以增加碴土的流动性，利于碴土的排出；

在到达黏性土地层之前把刀盘上的部分滚刀换成刮刀，增大刀盘的开口率；

在刀盘背面和土仓压力隔板上设搅拌棒，以加强搅拌强度和范围；

一旦产生泥饼，可空转刀盘使泥饼在离心力的作用下脱落，必要时也可在确保开挖面稳定的前提下进行人工进仓清除。

2.3管片上浮问题

盾构机的切削刀盘直径与隧道衬砌管片外径的差值，以及盾构机在掘进过程中的蛇形运动产生的超挖，使得管片与地层间存在一个环形建筑间隙[5]，如不及时充填此空间，脱出盾尾的管片便处于无约束的状态，就会给管片产生位移提供可能的条件，这是造成盾构隧道衬砌管片产生位移的一个外部条件。如果此间隙不能及时被同步注浆填充，或者是由于注浆工艺和注浆浆液质量使得浆液的初凝时较长，浆液在很长一段时间内是未达初凝的流体，管片脱离盾尾之后受到周围地下水、注浆浆液、泥浆等包裹的作用，使管片受到上浮力，如果管片所受的上浮力大于其自身重力就会产生上浮，这是上浮的内在原因。当发现管片有上浮现象时，可采取下列措施控制管片的上浮：

在浆液性能的选择上应该保证浆液的充填性、初凝时间与早期强度的有机结合，使盾构隧道管片与围岩共同作用形成稳定的整体构筑物；

根据工程地质、水文、隧道埋深等情况的变化动态地调整浆液配比，以控制地表的沉降和保证管片的稳定。

2.4地表沉降问题

盾构法修建隧道引起地层位移的主要原因是施工过程中的地层损失，地层原始应力状态的改变、土体的固结及土体的蠕变效应，衬砌结构的变形等，当土仓内压力不足以与外界水土压力平衡时，盾构刀盘面前方土层易坍塌，从而引起地表沉降。管片脱出盾尾后，管片与地层间存在一个环形建筑空间，在软岩地层中如果不及时进行同步注浆填充，拱顶围岩极有可能产生变形引起地表过量沉降。可采取下列措施防止地表沉降。

制定监控量测方案，加强对周围道路、管线和临近建筑物的监测，并及时反馈信息，据此调整和优化施工技术参数，做到信息化施工；

维持土仓内压力平衡，根据地质情况和隧道埋深对土仓压力进行动态调整；

在盾构机掘进过程中保证注浆量和注浆压力，实际注浆量应达到理论空隙量的150％～200％，必要时要进行二次注浆。

2.5开挖面失稳

可能造成开挖面失稳的风险因素是开挖中前方遭遇流沙或发生管涌，盾构机将发生磕头或突沉；开挖中前方地层出现空洞，导致盾构机轴线偏移、沉陷以及隧道塌方冒顶；盾构机推进过程中，出现超浅覆土，则会导致冒顶；盾构推进中突然遇到涌水，导致盾构机正面发生大面积塌方等。可采取以下措施预防开挖面的失稳：

控制推进速度，维持排土量和开挖量的平衡；

控制好压力舱的应有压力，防止开挖面失稳；

使开挖下来的土砂具有塑性流动性，并使土砂确实充满压力舱内，同时还应使开挖下来的土砂具有止水性；

超浅覆土段，一旦出现冒顶、冒浆随时开启气压平衡系统。

2.6盾构掘进轴线偏差问题

盾构掘进过程中，会因为盾构超挖或欠挖，造成盾构在土体内的姿态不好，以及由于盾构测量误差、盾构纠偏不及时，或纠偏不到位导致盾构推进轴线过量偏离隧道设计轴线，影响成环管片的轴线。可采取以下措施进行控制：

正确的设定平衡压力，使盾构的出土量与理论值接近，减少超挖与欠挖现象，控制好盾构的姿态；

盾构施工过程中经常校正、复测及复核测量基站；

发现盾构姿态出现偏差时应及时纠偏，使盾构正确地沿着隧道设计轴线前进；

盾构处于不均匀地层时，适当控制推进速度，当盾构在极其软弱的地层施工时，应掌握推进速度与进土量的关系，控制正面土体的流失；

调整盾构的千斤顶编组或调整各区域油压及时纠正盾构轴线，盾构的轴线受到管片位置的阻碍不能进行纠偏时，采用楔子环管片调整环面与隧道设计轴线的垂直度。

3结语

盾构隧道建设投资额多、规模大、涉及因素众多、施工工序复杂、涉及面广、工程范围广，其施工安全和施工风险更具有挑战性，管理的难度比一般工程更大。作为地铁建设者有责任有义务在各个环节重视安全工作，提前做好认真细致的评估和预测，提出切实可行的预防措施，在施工过程中对每个环节做好过程控制，不放过任何细节（尤其是事故征兆），依靠科学规范管理不断提高地铁建设安全水平，减少盾构推进过程中的事故率，确保盾构隧道的顺利推进。

参考文献

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周文波.盾构法隧道施工技术及应用[M].中国建筑工业出版社, 2009.

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.177

1 引言

近年来，我国在开展大规模的地铁工程的建设中，盾构法的施工技术因为有着绿色环保、安全可靠的特点，在地下工程中得到了突飞猛进的发展。国内外学者通过采用室内模拟试验、监测数据分析、工程应用研究及理论研究相结合等方法对土压平衡盾构机在全断面砂层中掘进的基本理论和关键技术进行深入研究，进一步提高了盾构法在施工过程中的适应性。

随着盾构法施工技术的不断发展，土压盾构机对地层的适应性也有了很大的提高，主要适用于软岩、含水的软土、硬岩和复合地层的地下工程盾构掘进施工。

2 土压盾构法

（1）土压盾构与泥水盾构。通过泥水平衡盾构土和压平衡盾构的对比： 技术方面，两种机型都可以适应这种地层； 从开挖面的稳定控制来看，泥水盾构比土压盾构具有更好的适应性，但如果使用正确的辅助方法和施工管理，土压盾构也可以适应；施工场地方面，泥水盾构在运输、废弃泥水处理、场地占用上有着很大的难度，而土压盾构不存在这方面的问题。

（2）土压盾构的施工原理。它的原理是在普通盾构机的基础上，将一个密闭的挡板放在盾构机中部，把需要开挖的土体与盾构开挖面隔离开来，形成一个封闭的舱体，此舱体叫土压力舱，它是用来切削刀盘的地方。还要在密封的挡板处放一个螺旋出土器装置，在千斤顶提供推力的情况下，当盾构机向前推进的时候，刀盘切削渣土并充满土压力舱，这时盾构开挖面上的水压力和土压力的总和与土舱内的土压力保持平衡。图1为土压盾构机原理图。

3 带压换刀技术

（1）简要概述。在掘进的过程中盾构机主要有三种刀具磨损的更换方式：第一种是在常压条件下地层经过加固或排水后直接敞开式换刀。第二种是在常压条件下直接敞开式换刀。第三种则是通过压入空气来稳定掌子面，在非常压的条件下更换刀具。

（2）够坏都际醯脑理。带压换刀技术的工作原理：对刀盘前方的开挖面土层改良进行加固处理，并保证土仓和刀盘前方的周围地层满足气密性要求，然后利用空气压缩机对空气进行加压，最后注入土仓，慢慢置换掉土仓内的土体，用气压替代土压，在土仓内建立合理的气压来平衡刀盘前方的土、水压力，达到防止地下水渗入和稳定开挖面的目的，在一定的气压条件下，施工人员需要安全的进入到土仓内进行刀具更换和检查、维修保养等作业。

（3）够坏兜挠攀啤4压换刀技术具有加固地层和降低地下水位的优点，这是常压换刀作业方法无法代替的，它的优势有：1）洞内进行加固，对周围环境影响小且不占用地面积；2）加固的效果比较好，地表的变形小；3）成本费用相对较低；4）可以频繁的实施换刀技术。

（4）带压换刀技术在施工中的困难。带压换刀与常压换刀相比，其困难有以下几点：1）换刀压力值的确定与计算比较麻烦；2）膨润土的配合比极其制备方法；3）换刀前后对掘进参数的设置以及施工技术控制；4）保压和加减压技术；5）工作人员的健康和安全保证；6）对地表沉降的控制

（5）带压换刀技术的工艺流程。带压换刀技术的施工工艺流程可总结如下：

刀具检查更换地点预测确定带压换刀方案盾构离换刀点最后五环周边加入膨润土浆盾构离换刀点最后一环时开挖面注入膨润土浆停止掘进刀盘继续转动5min使开挖面形成泥膜刀盘停止转动，螺旋输送机开始出土并同时给土仓加压对土仓气压观察半个小时人员进入人闸逐步加压至与土仓压力平衡（气压稳定） 进入土仓进行换刀作业换刀作业人员完成一个作业班次降压出舱完成换刀作业土仓重新建立土压平衡恢复掘进

4 带压换刀技术的应用

国内的大部分地铁建设单位和盾构施工单位都在积极的探索和研究带压换刀技术在不同地层条件下的应用，已经取得了一定的成果。（1）2005年6月广州地铁四号线在小谷围到新造区间左线江底土压盾构施工中应用了带压换刀技术；（2）广州地铁四号线的大学城专线区间采用了土压盾构施工，过江时由于刀具的磨损十分严重，先进行加固，后进行了带压换刀；（3）2006年12月宜昌长江穿越隧道工程开工时使用了德国的海瑞克泥水加压盾构机进行作业，带压进仓修复了磨损的刀盘并更换了刀盘主轴承；（4）2003年底，广州地铁三号线在天河客运站到华师站的区间，采用带压换刀技术破除了卡住刀盘的孤石；（5）在武汉长江隧道施工中中铁隧道集团采用土压盾构法，第一次自主实现了高水压带压换刀技术；（6）中铁隧道集团下的TBM公司根据广州地铁的土压盾构的施工经验，形成了“盾构带压进仓作业工法”。

5 结语

实践表明，在全断面砂层实现带压检查以及更换刀具等操作是一种可行的方法。带压换刀技术不仅避免了由于地表加固而造成的地面交通拥堵问题，还保证了既有建筑物和管线的安全以及隧道上方道路的畅通，同时也树立了城市的良好形象。而且，进仓人员的身体状况并没有不良的反应，换刀的效率很高。所以带压换刀技术是一种有效、经济、安全的换刀技术。

参考文献：