土压平衡盾构施工技术简介

1、土压平衡盾构施工技术简介土压平衡盾构施工技术简介二二OO三年七月三年七月w 一、常见的洞门结构形式一、常见的洞门结构形式w 二、进出洞土体加固技术二、进出洞土体加固技术w 三、土压平衡盾构简介三、土压平衡盾构简介w 四、管片拼装四、管片拼装 w 五、衬砌接缝防水五、衬砌接缝防水一、常见的洞门结构形式一、常见的洞门结构形式 盾构的进出洞施工中要确保洞口暴露后正面土体的稳定，必须对洞口状况进行调查，然后采取有效的技术措施，使洞口处的土体不流失、不坍塌。 工作井一般用沉井法施工，但在建筑密集地区或大型结构的工作井是采用SMW工法、地下连续墙、钻孔灌注桩建造的，由于围护结构的不同，洞口的封门形式也不同

2、。 常用的洞门结构形式有以下几种： w 外封门形式w 内封门形式 w 特殊封门（井内外封门）w 用SMW工法施工洞口封门w 用地下连续墙施工洞口封门w 用钻孔灌注桩施工洞口封门盾构出洞凿除洞门盾构进洞凿除洞门 外封门形式外封门形式 当工作井采用沉井法施工时，洞口封门一般采用钢板桩（常用槽钢组合）。 一种方法是在沉井下沉施工时，将封门安装在洞口（封门板桩与沉井洞口的固定连接均设于井内的洞圈内，出洞施工时要能方便拆除），然后与沉井一起下沉到位，封门安置要牢固，不应在沉井下沉施工时遭到破坏。 另一种方法是待沉井下沉到位后再紧贴井外壁打入封门板桩，但沉井预留洞口在沉井下沉施工时须临时封闭，待洞门板桩打

3、入后再拆除临时封闭。盾构出洞时先进入井壁洞圈内，安装好推进施工时的洞口密封装置，然后拔除封门板桩进入推进施工。外封门形式一般用于出洞施工，其因受到钢板桩长度、构造及拔桩等影响，当洞口埋深较深时不宜采用。 内封门形式内封门形式 盾构进洞的封门一般采用内封门形式。封门可用型钢组合（有竖封门及横封门两种形式），固定在井内壁洞口处（在沉井下沉施工时，洞圈内用粘土填封密实），当盾构最前端离封门50mm时停止推进施工，拆除封门，尽快将盾构推入井内的接收基座上，并及时封堵管片与洞圈之间的空隙，防止泥水从间隙处渗漏。 竖封门横封门 特殊封门（井内外封门）特殊封门（井内外封门） 当工程埋深深、井外是砂性土渗透系

4、数大、地下水位高，要平衡地下水压力较为困难，则盾构出洞时可采用另一种“ 外” 封门形式，即在井内筑一定长度的筒套（采用钢筋混凝土结构或钢结构），内径与井壁预留洞口相同，筒套与井壁连成一体，筒套后端设有密封装置，在筒套与井壁内面间用密排竖向钢板桩封闭洞口，沉井下沉前在井壁洞圈内填粘土，盾构先进入筒套内。出洞施工时，逐根拔除钢板桩，每拔除1根，须及时封住上开口。 用用SMW工法施工洞口封门工法施工洞口封门 当工作井采用围护开挖施工工艺时，可在工作井进出洞口处用SMW工法作结构施工围护，在进出洞施工时，先拔除SMW桩内的H型钢，利用掘进设备刀盘切削SMW桩的水泥土，逐步完成进出洞施工。 进洞 出洞

5、用地下连续墙施工洞口封门用地下连续墙施工洞口封门 当工作井制作时，采用地下连续墙围护，在进出洞施工时，利用掘进设备刀盘切削地下连续墙，逐步完成进出洞施工。 用钻孔灌注桩施工洞口封门用钻孔灌注桩施工洞口封门 当工作井制作时，采用地下连续墙围护，在进出洞施工时，利用掘进设备刀盘切削地下连续墙，逐步完成进出洞施工。 人工挖孔灌注桩于1893年在美国问世，至今已有100多年的历史。而钻孔灌注桩是在人工挖孔灌注桩的基础上，在20世纪40年代初随着大功率钻孔机具的研制成功，也首先在美国问世。钻孔灌注桩具有承载力大、施工快、造价较低和适用范围广等优点。 二、进出洞土体加固技术二、进出洞土体加固技术 盾构进出

6、洞时需采用土体稳定措施，洞门外土体能稳定自立相当长一段时间，可大胆拆除封门，盾构即可进出洞，但在施工时必须对加固处理后的土体实际性能作检测，确认其达到施工所规定的要求，方可拆洞口封门。 当前常用的土体稳定技术有以下几种：w SMW工法w 高压旋喷桩w 深层搅拌桩w 降水法w 压密注浆法w 冻结法SMW工法（深层搅拌桩工法（深层搅拌桩H型钢）型钢） SMW工法是指通过深层搅拌机器搅拌，使水泥类悬浊液在原地层中与土体反复均匀混合，并根据一定的间隔插人H钢或板桩等作为加强基材，待水泥土固结后，形成复合的连续挡土墙的技术。H型钢搅搅拌拌桩桩加加固固区区洞洞圈圈压密注浆槽壁地 面高压旋喷桩高压旋喷桩 高

7、压旋喷桩法有单管法、二重管法、三重管法以及近年出现的多种管法。它在地基加固、提高地基承载力、改善土质进行护壁、挡土、隔水等方面起到了很好的作用。 高压喷射注浆旋喷提升浆液拌制机具清理喷射高压空气调节垂直度钻机就位钻孔、插管水泥土深层搅拌桩水泥土深层搅拌桩 水泥土深层搅拌桩是软土地基加固和深基坑开挖侧向支护常用的方法之一。早在70年代日本首创用在钢铁场港口码头岸壁、高速公路等厚壁的软土地基加固工程。我国自1977年开始试验研制和试用，后于1980年由冶金部主持通过部级技术鉴定，推广应用于地基加固工程。至今该施工技术已在深坑开挖作为挡土、防水、保护临近建筑物等方面得到广泛应用。取得了良好的技术经济

8、效益和社会效益。 搅搅拌拌桩桩加加固固区区洞洞圈圈搅拌桩压密注浆槽壁地 面降水法降水法 在软土的含水地层中建造隧道，用降水法排除地下水，稳定开挖面的土体，是对付地下施工防止流砂产生的有效措施，与其它疏干水方法比较是最经济的。人工降低地下水位是在施工范围内埋设一定数量的滤水管(井)，用抽水设备抽其井内水，降低地下水位到有利工程施工，而在施工过程中仍保持不断抽水，使工作面土体始终保持干燥，从根本上防止流砂现象的发生，同时由于抽去土中水后，动水压力减少或消除，土体竖直面更为稳定。 但采用降水，一般均为地面向下打井点，所以其使用的范围、地区受到了限制，但是在盾构施工进出洞门的阶段，还是一个主要方法，并

9、经常使用。 用人工降低地下水位常用方法有：w 轻型井点w 喷射井点w 电渗井点w 管井井点w 深井井点w 先导隧道排水轻型井点轻型井点 轻型井点降水目前已被广泛地应用于各项土木建筑施工工程中，特别是在沿海或沿河高水位的软土地基中使用轻型井点降水获得了较好的经济与技术效果。 平整场地及清除地下障碍物井点沟槽放线和开挖并设置集水坑机组就位搭井点泵房铺设总管装配支管机组通电试运转冲 孔埋管和灌砂井点孔封口支管和总管接通开机抽水清洗滤清器或水箱正常降水喷射井点喷射井点 喷射并点能有效地降低地下水位820m。在深基开挖时，给稳定边坡、基坑支护等创造了良好的施工条件。喷射井点还能满足沉井、盾构施工时深层降

10、水的要求。喷射井点降水效果显著，在弱渗透性土层中使用经济效果好，现已在地下深基础施工中得到了广泛应用。 平整场地及清除地下障碍物井点沟槽放线和开挖并设置集水坑机组、水箱就位，铺设总管，搭井点泵房埋管，灌砂井点孔封口井点支管开始抽水，进行洗井回水管接入水箱，支管正式工作水箱换水和清洗水箱正常降水水箱通电，机组通电，试泵及总管试压冲孔，同时机组开始运转井管落料拼装井点井点试压及试真空度1-喷射井点；2-滤管；3-进水总管；4-排水总管；5-高压水泵，6-集水池;7-低压离心泵8-内管；9-外管；10-喷射器；11-混合管；12-扩散管；13-环形底座；14-进水窗；15-蕊管电渗井点电渗井点 在饱

11、和的粘性土中、由于土的透水性差（渗透系数小于0.1md），用一般降水方法很难排出地下水，因此，必须用电渗井点排水。 土层中在重力作用下流动的自由水可用除电渗井点外的井点抽去，而粘性土中的大量粘结水，在重力作用下是不会移动的，所以自由水在粘性土中处于分割状态，它的流动受到粘结合水的阻碍，故流动也非常缓慢。如果在饱和的粘土中插入两电极，通以直流电，则阳极处土中的水会移向阴极，土中细颗粒移向阳极，这前者叫电渗现象，后者叫电泳现象。电渗井点就是用电渗原理来进行降低粘土层中的地下水位。 管井井点管井井点 此法是沿工作面每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独使用一台水泵不断抽水，从而降低地下水位。 管井可

12、用钢管、混凝土管等。如图所示管井，其过滤部分采用钢筋焊接骨架，外包孔眼为12mm的滤网，长23m，其管身部分用直径150250mm的钢管。管井降水深度为5m。 深井井点深井井点 深井泵的最大特点就是将水泵放在井管中，依靠水泵的扬程把深处的地下水送到地面上，因此，降低水位可达3040m或更大一些。深井点是每井一泵，独立工作。 先导隧道排水先导隧道排水 如果在地下水位高的含水砂层和砂砾层中进行，象地下铁道这样大断面的盾构法隧道施工，当气压加到理论值时，有发生漏气和喷气的危险。在这种情况下，可以在隧道的推进轴线上先挖一条小直径的隧道（先导隧道）。在先导隧道中，可以用注浆或降水方法加固地层。这就是先导

13、隧道施工法。先导隧道的位置要根据隧道的轴线和地质构造来选定。先导隧道排水方法有两种。一种是在注浆孔中装上排水管，重力排水；另一种是装上井点管强制排水。 压密注浆法压密注浆法 压密注浆是指通过钻孔在土中灌入极浓的浆液，在注浆点使土体挤密，在注浆管端部附近形成“浆泡” 。 当浆泡的直径较小时，灌浆压力基本上沿钻孔的径向扩展。随着浆泡尺寸的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动。 经研究证明，向外扩张的浆泡将在土体中引起复杂的径向和切向应力体系。紧靠浆泡处的土体将遭受严重破坏和剪切，并形成塑性变形区，在此区内土体的密度可能因扰动而减小；离浆泡较远的土则基本上发生弹性变形，因而土的密度有明显的增加。

14、 压密注浆常用于中砂地基，粘土地基中若有适宜的排水条件也可采用。如遇排水困难而可能在土体中引起高孔隙水压力时，这就必须采用很低的注浆速率。压密注浆可用于非饱和的土体，以调整不均匀沉降进行托换技术，以及在大开挖或隧道开挖时对邻近土进行加固。冻结法冻结法 当用其它方法难以达到稳定开挖面土体时，采用冻结法可取得较好的效果。冻结法的主要功能：使不稳定的含水地层能形成强度很高的冻土体；能够形成完整的防水屏蔽，起到隔水作用；能起到良好的挡土墙作用，以承受外来荷载。 冻结法依其冷却地层的方式，可以分为直接冻结和间接冻结两大类。冻结法依其冷却位置的方式，可以分为水平冻结和垂直冻结两大类。 冻结法盾构出洞 复兴

15、路隧道工程冻结法加固 三、土压平衡盾构简介三、土压平衡盾构简介 这种盾构又称削土密闭式或泥土加压式盾构，这种盾构是在局部气压盾构和泥水加压盾构的基础上发展起来的。该盾构的前端有一个全断面切削刀盘，在盾构中心或下部有长筒形螺旋运输机的进土口，其出口在密封舱外。 土压平衡式盾构(EPBS)自1974年在日本首次使用以来，以其独到的优势已广泛用于世界各地的隧道工程中。1984年上海隧道工程股份有限公司在我国首次应用从日本引进的4.36m简易土压平衡盾构建成了芙蓉江下水道总管工程，1988年上海隧道工程股份有限公司又以自己研制的4.35m加泥式土压平衡盾构成功地穿越了软弱粘土和砂性土交错的复杂地层，建

16、成了上海市南电缆过江隧道。 目前，EPBS在上海地铁、市政、能源等工程建设中得到更为广泛的应用，实践证明，EPBS因其能较好地控制地表沉降，保护环境，适应在市区和建筑密集处施工等优点在我国正走向普及。 下面以八个方面进行介绍：1.特点 2.适用范围 3.工艺原理 4.土压系盾构的分类 5.工艺流程 6.施工要点 7.质量标准 8.主要施工设备特点特点 EPBS是在局部气压式盾构和泥水加压式盾构基础上发展起来的一种适用于饱和含水软弱地层中施工的新型盾构，其施工方法是为了保持开挖面的稳定，在切削刀盘后的密封腔内充填开挖下来的土砂，并保持一定压力的一种方法。 本工法主要特点有： 施工中基本不使用土体

17、加固等辅助施工措施，节省进洞技术措施费，并对环境无污染。 根据土压变化调整出土和盾构推进速度，易达到工作面的稳定，减少了地表下沉。 对掘进土量和排土量能形成自动控制管理，机械自动化程度高，施工速度快。适用范围适用范围 土压平衡盾构施工一般不需辅助技术措施，本身具备改善土体的性能，因此能适应多种环境和地层的要求。可在砂砾、砂、粉砂、粘土等压密程度低，软、硬相间的地层，以及砾层、砂层等封闭式盾构无法适应的地层中使用。 土压平衡式盾构可以分为两类： 一类是在粘性土地层中将开挖下来的土体直接充填在切削腔内，用螺旋输送机调整土压，使土舱内土体与开挖面水土压平衡； 另一类是在砂性土地层中向开挖下来的土砂中

18、加入适量的水或泥浆、添加剂等，通过搅拌以匀质、具有流动性的土体充填土舱和螺旋机，达到工作面的稳定。工艺原理工艺原理 土压平衡盾构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贮留密封舱内，并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，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。 螺旋运输是靠转速控制来掌握出土量，出土量要密切配合刀盘切削速度，以保持密封舱内始终充满泥土而又不致过于饱满。这种盾构避免了局部气压盾构主要缺点，也省略了泥水加压盾构投资较大控制系统泥水输送系统和泥水处理等设备。 1刀盘用油马

19、达；2螺旋运输机；3螺旋运输机油马达；4皮带运输机；5闸门千斤顶；6管片拼装机；7刀盘支架；8隔板；9紧急出入口。土压系盾构的分类土压系盾构的分类 土压系盾构的产品名称是各不相同的，即使是相类似的盾构，其名称也因开挖面稳定的方法和各公司对排土机构开发过程的不同而各异。在使开挖面稳定条件不同的盾构中，把这种从土腔内用螺旋输送机出土的盾构与泥水加压盾构相区别。目前，一般把它总称为“土压系盾构”，由于这种情况的存在，土压系盾构的名称或定义一直未能确定。1981年2月，由日本隧道技术协会主办的第二次隧道技术讨论会(泥水加压盾构施工法与土压系盾构施工法的现状和问题)上，对土压系盾构进行了分类，土压系盾构

20、分类如表所列。这些都是按产品名称分类的。 分 类形 式厂 家 称 呼按腔内土体充满度分类密闭式削土加压式削土密封、土压式、土压平衡式、密闭机械式、密闭加压式，压力保持式加泥式(轮辐形，面板形)泥土加压式、泥浆式、泥浆加压式、密闭机械加泥式中心钻型土压式(轮辐形)中心钻型土压式滞留式土压平衡加水式(面板形)土压平衡加水式高浓度泥水加压高浓度泥水加压式按有无面板分类密闭式削土加压式削土密封式、土压式、土压平衡土压式、密闭机械式、密闭加压式、压力保持式土压平衡加水式土压平衡加水式高浓度泥水加压式高浓度泥水加压式加泥式泥浆加压式、密闭机械加泥式开放式(轮辐式)加泥式泥土加压式、泥浆式中心钻土压式中心钻

21、土压式工艺流程工艺流程施工要点施工要点 初始推进段施工初始推进段施工 盾构从竖井出发后一般需有一段距离作为推进试验阶段，在这期间施工人员的任务：熟悉并熟练掌握EPBS的性能和工作状况；确定适合于本工程和盾构的施工管理的要素；摸索出此盾构施工中地表变形的一般规律。土压平衡式盾构一般选定以下施工管理参数： 平衡压力平衡压力：P=k0h P: 平衡压力（包括地下水）；k0：土的侧向静止平衡压力系数 ：土体的平均重度KN/cm3；h：隧道埋深m 推进速度推进速度(千斤顶行程速度) ：24cm/min 总推力总推力 刀盘扭矩刀盘扭矩 出土量出土量：/4D2L98100 D: 隧道外径m；L：管片宽度m

22、同步注浆及二次注浆同步注浆及二次注浆：（D12D22）/4200250 D1: 盾构外径m；D2：管片外径m；惰性浆液为膨润土.粉煤灰.砂和水的混合物施工要点施工要点 地表变形控制地表变形控制 EPBS在初始段推进中摸索出变形一般规律及有效的防治措施后，还需根据沿途环境情况设置要求不同的量测段，作更深入具体的地表沉降值、土压力、孔隙水压力及添加剂量、注浆状况等方面的量测和管理工作。 土压力管理土压力管理：土压力般通过装置在密封土舱内的土压计检测读出，通常较为合适的土压力P0范围是：(水压力+主动土压力) P0(水压力+被动土压力)。 排土管理排土管理：以土压力为控制目标，通过实测土压力值P1与

23、P0值相比较，依此压差进行相应的排土管理。 泥水管理泥水管理：对加泥或加水式土压平衡式盾构，需在施工前了解地质情况，初步确定盾构推进中加入泥、水、添加剂的浓度和数量，并在施工中根据工作面稳定情况和螺旋机出土状况对添加材料进行调整，以适应盾构正常工作的需要。 注浆管理注浆管理：防止土体松驰和下沉，减少地表沉降；保持隧道衬砌的早期稳定；提高衬砌接缝防水性能。 公司总部公司总部管理系统管理系统其它用户其它用户1 1其它用户其它用户2 2质量标准质量标准 由于盾构隧道工程技术难度高，施工风险大，工程中不可预测因素多，且一般均为百年大计(如越江隧道、地铁隧道)，又具有不可返修性，故此对质量要求极高。 地

24、铁工程的质量要求为：（1）隧道实际轴线与设计轴线允许偏差（上、下、左、右）50mm。（2）盾构推进过程中，坡度不能突变，隧道轴线的折角变化不能超过0.4% 。（3）施工过程中，应严格控制推进里程。在缓和曲线、圆曲线段衬砌环的位置与设计中的里程X（隧道设计轴线方向，即沿里程方向）、Y（垂直隧道设计轴线的方向）偏离不得大于50mm。（4）盾构掘进过程中隧道中心线的地面沉降和隆起量应控制在+10mm-30mm以内。有特殊保护要求的区段应根据实际情况予以严格控制。 （续）质量标准质量标准（5）区间隧道漏水量应不超过0.1升/平方米.天，同时总湿渍面积不应大于总防水面积的6，任意100m2隧道内表面上的

25、湿渍不超过4处。单一湿渍的最大面积不大于0.12m2。衬砌接头不允许漏泥砂和滴漏，道床混凝土范围内的管片在嵌缝作业后不允许有渗水。（6）隧道施工至旁通道泵站部位时，应严格控制轴线偏差，轴线允差：下行线只可向上行线侧或下偏50mm，上行线可向下行线侧或下偏50mm。（7）联络通道泵站处，在盾构掘进前，应按设计要求进行地基加固。经加固后的土体应有良好的自立性、密封性及必要的强度，无侧限抗压强度qu0.8MPa（桩间交接处qu0.5MPa，达不到要求应予补浆），土体渗透系数108cm/sec 。（8）提高管片拼装的质量，及时纠正环面不平整、环面与隧道设计轴线不垂直、纵缝偏差等质量问题。第一块管片定位

26、量3mm，衬砌成环后（刚出盾尾时）直径允许偏差12mm（尽量避免横鸭蛋），环、纵缝张开2mm，相邻环管片允许高差4mm，相邻环的环面间隙1mm，衬砌环椭圆度20mm。 主要施工设备主要施工设备 盾构隧道工程的机具设备包括两大部分，一是盾构机械本身及其附属设备，另一是隧道施工常用设备。 拼装装置拼装装置 旋转角度 左右各220 类 型 环齿式仿形刀仿形刀 数 量 2 超 挖 量 120 mm土压计数土压计数 隔仓部 4个 盾构机尺寸盾构机尺寸 尾部外径 6340mm 尾部内径 6250mm 盾构机全长 10515mm盾构机千斤顶盾构机千斤顶 设备数量 19+3台 总 推 力 37840 KN刀盘

27、装置刀盘装置 类 型 带面板条幅式 旋 转 数 0.94/0.62 r p m 设备扭矩 4943 KNm （常用） 5931 KNm （最大） 驱动方式 电动机驱动 设 备 数 2 台四、管片拼装四、管片拼装 隧道是由预制管片逐环连接形成的，管片是在盾壳保护下，并在其空间内进行拼装。管片类型主要有球墨铸铁管片、钢管片、复合管片和钢筋混凝土管片，每环有数块管片组合而成。 下面以五个方面进行介绍：w 技术名词解释 w 装配式衬砌（管片）的类型、特点 w 管片的拼装 w 管片拼装施工通病 w 盾构推进与管片拼装成环轴线的相互关系 技术名词解释技术名词解释（1） 纵向隧道的轴线方向；（2） 径向隧道

28、圆环的直径方向；（3） 环向隧道圆环的圆周方向；（4） 纵缝同环管片块与块之间的缝；（5） 环缝管片环与环之间的缝；（6） 通缝拼装时后一环管片纵缝与前一环管片纵缝对齐；（7） 错缝拼装时前后环纵缝错开；（8） 环面管片圆环的环向面；（9） 内弧面圆环的环向内面；（10）外弧面圆环的环向外面；（11）管片端头每块管片的二个纵向端面；（12）张角两块管片端面接头缝在径向向外张开称外张角，反之称内张角；（13）喇叭两块管片端面接头缝在纵向向推进方向张开叫前喇叭，反之称后喇叭；（14）踏步前后两环管片内弧面的不平整度；（15）纵向螺栓环与环之间的连接螺栓；（16）环向螺栓同一环管片块与块之间的连接螺

29、栓；（17）端肋管片中每块管片两端头的肋板；（18）环肋管片环向的肋板；（19）纵肋管片在纵向的加劲肋；（20）椭圆度圆环垂直、水平两直径之差值；（21）超前指圆环环面与推进设计轴线垂直度的误差，有上、下超前和左、右超 前之分。 装配式衬砌（管片）的类型、特点装配式衬砌（管片）的类型、特点 管片型式可从结构层数、成环形式、制作的材料、每环块数来划分为各种不同的管片型式。现着重讲述管片特点，下面对三种不同材料制成的管片作介绍。 （1）球墨铸铁管片球墨铸铁管片 球墨铸铁管片强度高、延性好、易铸成薄壁结构、管片重量轻，搬运安装方便，管片精度高，外形准确，防水性能好，但加工设备要求高、造价大。 该管片

30、需翻砂成型后用大型金属切削机械加工。 （2）钢管片钢管片 主要用型钢或钢板焊接加工而成，其强度高，延性好，运输安装方便，精度稍低于球墨铸铁管片，但在施工时在施工应力作用下易变形，在地层内也易锈蚀。 （3）钢筋混凝土管片钢筋混凝土管片 该种材料制作而成的管片有一定强度，加工制作比较容易，耐腐蚀，造价低，是最常用的管片型式。但较笨重、在运输、安装施工过程中易损坏。管片的拼装管片的拼装 管片拼装是建造隧道重要工序之一，管片拼装后形成隧道，所以拼装质量直接影响工程质量。 （1）隧道衬砌拼装按其整体组合可分为通缝拼装、错缝拼装、通用楔形管片拼装。 通缝拼装通缝拼装 各环管片的纵缝对齐的拼装方法，这种拼装

31、方法在拼装时定位容易，纵向螺栓容易穿，拼装施工应力小，但容易产生环面不平，并有较大累计误差，导致环向螺栓难穿，环缝压密量不够。 错缝拼装错缝拼装 错缝拼装即前后环管片的纵缝错开拼装，一般错开1/21/3块管片弧长，用此法建造的隧道整体性较好，施工应力大易使管片产生裂缝，纵向穿螺栓困难，纵缝压密差。但环面较平正，环向螺栓比较容易穿。 通用楔形管片拼装通用楔形管片拼装 通用楔形管片拼装是纵缝对齐和纵缝错开结合的拼装方法，利用左右环宽不等的特点，管片任意旋转角度进行拼装，这种拼装方法工艺要求高，在管片拼装前需要对隧道轴线进行计算预测，及时调整管片旋转角度。 （续）管片的拼装管片的拼装 （2）针对盾构

32、有无后退可有先环后纵和先纵后环拼装工艺之分。 先环后纵先环后纵 在采用敞开式或机械切削开挖的盾构，盾构后退量较小，则可采用先环后纵的拼装工艺。即先将管片拼装成圆环，拧好所有环向螺栓，而穿进纵向螺栓后再用千斤顶整环纵向靠拢，然后拧紧纵向螺栓，完成一环的拼装工序。 采用先环后纵的拼装，其成环后环面平整、圆环的椭圆度易控制，纵缝密实度好，但如前一环环面不平，则在纵向靠拢时，对新成环所产生的施工应力就大。 先纵后环先纵后环 当采用挤压或网格盾构施工时，盾构后退量较大、为不使盾构后退，减少对地面的变形，则可用先纵后环的拼装工艺来施工。即缩一块管片位置的千斤顶，使管片就位，立即伸出缩回的千斤顶，这样逐块拼

33、装，最后成环。 此种方法拼装，其环缝压密好，纵缝压密差、圆环椭圆度较难控制，主要可防止盾构后退，但对拼装操作带来较多的重复动作。 （续） 管片的拼装管片的拼装 （3）按管片的拼装顺序可分先下后上和先上后下二种。 先下后上先下后上 用举重臂拼装是从下部管片开始拼装，逐块左右交叉向上拼，这样拼装安全，工艺也简单，拼装所用设备少。 先上后下先上后下 小盾构施工中，可采用拱托架拼装，则要先拼上部，使管片支承于拱托架上，此拼装方法安全性差，工艺复杂、需有卷扬机等辅助设备。 （4）目前所采用的管片拼装工艺可归纳为先下后上、左右交叉、先下后上、左右交叉、纵向插入、封顶成环纵向插入、封顶成环。 管片的拼装管片

34、的拼装 （1）环面不平整环面不平整 （2）纵缝质量不符合要求纵缝质量不符合要求 （3）圆环环面不正圆环环面不正 （4）螺栓拧紧不足螺栓拧紧不足 （5）管片旋转管片旋转 （6）管片的缺角、掉边及断裂管片的缺角、掉边及断裂 （7）圆环内、外接缝张开圆环内、外接缝张开 （8）椭圆度的控制椭圆度的控制 管片拼装施工通病管片拼装施工通病 （1）成环轴线的形成成环轴线的形成 在隧道施工中，每次拼装成环管片后，即对该环进行测量，测出圆环管片中心的平面与高程偏差设计轴线的数值。 整条隧道的轴线是由各环管片中心实际位置连接而成，由管片成环测量报表反映，所以在施工中必须把管片拼装在允许偏离值范围内，确保隧道符合使

35、用要求。 （2）盾构推进对管片成环轴线的影响盾构推进对管片成环轴线的影响 在施工中，管片是在盾构的盾尾内拼装成环的，而这两者之间的空间仅几厘米，而拼装是由举重臂来完成，举重臂中心偏离设计轴线的量，已基本决定了管片成环的中心轴线，从而可认为盾构推进轴线一定程度上控制着隧道轴线，拼装中纠偏量只限于盾尾与管片间有限的空间。 因此盾构推进的运动轨迹对隧道管片轴线起到主导作用，只有控制好盾构轴线，特别是举重臂中心轴线，才能确保隧道总体轴线能符合工程的使用要求。 （3）管片成环轴线对盾构轴线控制的影响管片成环轴线对盾构轴线控制的影响 已成环管片是盾构推进的后座，其在盾构内有一定衔接长度，对盾构的推进起到了导向作用。所以，成环