盾构法规范2

第9章土压式盾构第112条土压式盾构的系统采用土压式盾构时，盾构的系统必须与围岩条件相适合，能够充分发挥由开挖推进机构、掌子面支挡机构、添加剂注入设备、揽拌设备、出碴设备等构成的系统的功能。解释土压式盾构的系统由下列机构组成1）开挖围岩，将开挖下来的土砂与加入的添加剂进行搅拌，拌合成塑性流体的开挖推进机构；2）添加剂注入装置（泥土压盾构）；3）由切削刀盘、搅拌翼、固定翼等组成的拌合机构；4）为使土砂充满掌子面之间、加压而形成封闭构造的隔墙，在连续排出与盾构推进量一致的土量的同时，保持掌子面土压和切削刀腔内泥土压平衡的出碴机构及其控制机构等组成的工作面支挡机构；5）将碴石运至地面的出碴设备。在这一系统之间相互关系紧密，应具有适应情况变化的能力，使各功能能够均衡地协调工作，因此，应研究系统的管理方法。计划土压式盾构系统时，由于土压、地下水压、土质、最大粒径、颗粒组成、含水率等，对添加剂的种类、配合比、浓度、注浆量、刀头扭矩、推进速度、排土设备等影响很大，故必须进行仔细的调查，选择具有充分能力，可进行确实管理的机械设备等。第113条土压式盾构的构造土压式盾构应根据围岩条件、隧道直径等选择其构造形式，机械各部的构成要素必须具有较好的耐久防水性。【解释】进行土压式盾构的构造设计时，应注意以下事项。在土压式盾构中，掌子面和盾构隔墙间充满着泥土，由于机械各部的更换和改造困难，必须注意机械各部的耐久性及耐磨耗性。对各机械单元应考虑的问题如下（1）刀盘的支承方式有中空轴式、中间支承式、周边支承式三种，应根据土质条件进行选择。（2）刀盘面板应根据掌子面的稳定性，刀腔内的检修、更换刀头的安全性等确定是否设置面板。采用面板时，应根据围岩条件（粘聚力、砾石等）、障碍物等，以不妨碍泥土排出为原则，选择开口宽度和数量。扭矩应根据围岩条件、砾石的有无等决定。与泥水式盾构比较，一般摩檫较大，在掌子面不能自稳时，应考虑要具有一定的富裕。（3）盾尾密封材对地下水压、回填注浆压力等，密封性是特别重要的，为提高止水性，需设几段密封材。（4）土压计为了量测刀腔内的泥土压力，必须选择精度高、耐久性强的土压计，设置在适当的位置。（5）千斤顶逆止阀盾构经常承受前面的土压，为了在组装管片等推进停止时，盾构不后退，应在油压系统上安设逆止装置。第114条掌子面稳定机构掌子面稳定机构，应能够抵抗掌子面的土压和水压，保持充满在刀腔内的泥土压力和调整排土量的功能。【解释】土压式盾构掌子面的稳定是由以下各种作用综合作用而达到的。（1）抵抗因泥土压而产生的土压和水压；（2）用螺旋输送机等排土机构调整排土量（3）适当保持泥土的流动性，必要时，可调整添加剂的注入量。在砂质土和砂砾层中，由于土的摩擦阻力大，渗透性强，欲确保开挖土砂充满在刀腔内的流动性是不可能的。为了适应这种地层，要注入添加剂，与开挖土砂进行搅拌以达到塑性流动化，提高其不透水性、保持工作面稳定的同时，使排土工作易于进行。为判断掌子面的稳定，应装备能够量测土压、排土量、刀头扭矩、盾构千斤顶推力等的量测仪器、崩塌探查装置等。第115条添加剂注入设备为了促进开挖土砂的塑性化流动，添加剂注入设备必须能将足够数量的添加剂压注至适当的位置。【解释】在泥土压盾构中添加剂注入装置由添加剂注入泵、刀盘和刀腔内的添加剂注入口等组成。关于注入位置、注入口直径、口数等，需根据土质、盾构直径、机械构造的不同进行选择。当注人口被土砂堵塞时，因进行补修、清扫等比较困难，故应选择可防止堵塞的构造。添加剂注入装置必须是能够随着刀盘扭矩的变动，向围岩内的渗透、排碴状态、刀腔内的泥土压力等控制注入压力及注入量。第116条搅拌设备搅拌设备必须能够将开挖土砂与添加剂混合，并使之呈塑性流动化状态。【解释】搅拌设备应使开挖面和排土口处的土砂有效地产生相对运动，井防止共转、附着、沉淀等现象发生。常用的搅拌设备有如下几种（1）刀盘（刀头、幅条、中间梁）；（2）刀头背面的搅拌翼；（3）在螺旋输送机轴上安装的搅拌翼；（4）在隔墙上安装的固定翼；（5）独立驱动搅拌翼。解释图323搅拌机构第117条排土设备排土设备必须与围岩条件相适应，具有能将开挖土砂顺利排土的功能。解释土压式盾构中的排土设备是为了保持开挖土砂的土压和地下水压，具有能控制与盾构推进量相适应的排土量的功能的设备。一般有如下几种排土设备。（1）螺旋输送机十闸门；（2）螺旋输送机十排土口加压装置；（3）螺旋输送机十旋转式进料器（旋转漏斗阀门）；（4）螺旋输送机十压送泵方式；（5）螺旋输送机十泥浆泵。选择上述排土设备时，必须选择与土质、粒径、地下水等围岩条件、盾构直径和洞内外条件相适合的设备。第10章泥水式盾构第118条泥水式盾构的体系采用泥水式盾构时，必须根据围岩条件，将开挖推进机构、工作面稳定机构、土砂输送设备、泥水处理设备，组成可充分发挥功能的系统。【解释】泥水式盾构系统由以下4部分构成。用刀头一边开挖、一边推进的开挖推进机构；能够调整泥水的物性并将其送到掌子面，保持掌子面稳定所需的泥水压力的机构；开挖土的输送设备；泥水分离设备。在计划泥水压式盾构系统时，事前应仔细地进行土质调查、地下水调查、环境调查等，协调构成系统的各种设备，充分发挥它们的效能，力求达到经济的目的。泥水式盾构的流程如解释图324所示。对构成设备应研究的问题和调查项目列于解释表32。构成设备的研究问题和调查项目解释表32构成设备研究问题调查项目盾构面板、刀头、耐压、刀头扭矩、推力土质、埋深、地下水位、砂砾大小、土的内摩檫角、内聚力、粒度分布泥水调整设备泥水压保持设备泥水材料、泥水比重、泥水量、粘性、砂成分、调整槽能力土质、自稳性、透水系数、空隙水压、含水比输送设备泥水流量、管径、泵、泥水压土质、粒度分布、土粒子比重、含水比、最大砾径泥水处理设备土质、粒度分布、含水比、比重、噪声、振动、排水基准等、环境基准、用地状况等解释图324泥水式盾构的处理流程第119条泥水压式盾构的构造泥水式盾构的构造应根据围岩条件、隧道直径等选择，机械各部分构成要素应特别重视其耐久性和防水性。【解释】进行泥水式盾构的构造设计时，应注意以下事项。泥水式盾构中，因为在掌子面处充满泥浆，进行检查，更换、改造均很困难，故对机械各部分的构成要素的耐久性、耐磨性必须注意。对各构成单元应考虑的问题如下（1）刀盘支承方式有中空轴式、中间支承式、周边支承式三种，应根据土质条件，依其特长而使用。（2）刀盘面板根据泥膜所保护的掌子面稳定性的可靠程度，在刀腔内进行检修、更换刀头时的安全性或处理砾石的对策，决定是否设置面板及其尺寸。开口率结合土质条件，选择幅条的宽度及数目，可大致如下砾石地层应根据搬送管径，选用与砾石直径相符的幅条宽度；砂地层采用最小限的辐条宽度，其数量也宜少；粘土地层采用适于排土的幅条宽，其数量多些好。扭矩一般根据土质条件、有无砾石等决定，与土压式盾构比较，摩檫扭矩小，搅拌及提升土砂的扭矩小，但应考虑当掌子面不能自稳时的余裕量。（3）刀腔隔墙具有承受泥水压力的足够强度和防水性，必须根据盾构直径、土质、施工条件研究气闸、人孔、高压水喷射装置、化学注浆设备的设置问题。送、排泥管安装位置及方向必须有利于刀腔内的对流、土砂的吸入。最好备有堵塞时的备用管。旋转搅拌器为防止排泥口堵塞和在刀腔内进行搅拌而设的。但在小直径盾构中，根据土质情况，有时也可不设。（4）盾构密封材在泥水式盾构中，对泥水压、地下水压、回填压注压力等，密封性是非常重要的，为提高止水性，一般需多设几个。（5）砾石处理设备当用刀头切削下来的土砂中含有大砾石时，必须根据排泥设备（泥浆泵、排泥管）的能力，设置砾石处理设备。有将砾石处理设备安置在刀腔内的方法，也有安置在排泥线上的方法。依其功能分，有破碎的方法和分级方法。选择时，应考虑砾石直径、量、盾构的直径、砾石的处理能力等。设置在排泥线上时，从刀腔刀砾石处理装置的配管直径很大，为确保流速应考虑设置循环泵的问题。（6）其他在工作面泥浆压力作用下，盾构经常受到前面荷载的作用，在组装衬砌等作业等件下盾构停止推进时，为防止后退，宜在油路中设逆止阀。第120条掌子面稳定机构掌子面稳定机构必须保持能够抵抗掌子面上的土压、水压的泥水压力。【解释】泥水式盾构中泥水对掌子面的稳定作用是下面三种作用的综合效果而达到的。（1）用泥水的液压抵抗土压和水压（2）在掌子面上形成不透水薄膜，使泥水压力能有效地作用在掌子面上；（3）渗透到距工作面有一定距离的范围内的地层中，提高掌子面围岩粘性。从而，为了掌子面的稳定，研究对掌子面稳定最有效的泥水的物理力学特性（比重、粘性、含砂率等）和保持调节适应掌子面水压的泥水压功能是必不可少的。当盾构停止推进，泥水中的土颗粒下沉，泥水质量有降低的可能时，往往设置向泥浆室内的管路中补充优质泥浆用的泵。另外，为了防止注浆材料混人泥浆，导致泥浆质量下降，在盾尾密封处应设逆流防止装置。一般说，掌子面的泥水压要根据测定泥水压和设定泥水压的偏差加以控制。在掘进中，送泥泵的回转数是变化的，掘进停止时，调节自动控制阀的开度，使之在容许偏差范围之内。为此，有必要检知泥水流量、压力等，并使各装置能够自动地、平衡地有效工作。为了掌子面的稳定，需尽力控制泥水压的变动。除机械本身的原因外，引起压力变化的原因还有，管路堵塞；操纵和开挖操纵的阀门切换；回填注浆压力向掌子面的传递；组装管片时千斤顶操作的影响等。应尽力避免上述原因引起的变动。为了判断掌子面是否稳定，需根据盾构负荷量测，开挖量的量测，在盾构中装设的崩塌探查设备等对施工中工作面的状态间接地予以确认。第121条送、排泥设备为使掌子面的泥水压的稳定控制和土砂的流体输送，应根据盾构的开挖速度、土质条件等选择具有成分能力的送、排泥设备。【解释】送、排泥机构是把泥水送到掌子面，并控制掌子面泥水压的送泥管线；将开挖下来的土砂稳定的送向处理设备的排泥管线；停止、延伸管线时用的压力保持管线；控制停止过程中保持掌子面水压的管线等所组成。同时，为了不使砾石、粘土等沉淀、附着在管内，要设置提高管内流速的循环泵。在各条送泥、排泥管线上设置数台泵和阀门，根据在管路上设置压力计、流量计、密度计的测定值控制掌子面泥水压的稳定，使土砂不在管内产生沉淀，并可进行控制输送的机构。设计送排泥机构时，必须注意下列事项（1）设计条件设计时，必须掌握盾构直径、开挖面的土质条件、施工距离、竖井深度（埋深）、掘进速度、掌子面泥水压控制范围、送泥水密度等资料。（2）排泥管内排泥极限沉淀速度将土颗粒作为流体输送时，必须确保土颗粒在管内不沉淀和确保可以输送的速度。作为参考，计算极限沉淀流速时，一般采用DURAND公式VF式中VL极限沉淀速度FL依颗粒直径、浓度确定的常数。D内径P、P上颗粒的真比重、0母液比重。（3）排泥管和排泥管直径排泥管直径排泥管的直径根据盾构外径、开挖断面的土质条件决定，通常所用的排泥管直径如解释表33所示。但当根据固体颗粒（砾石、土块等）的大小设置循环管路时和盾构直径大于8M时，有时将排泥管排成两行。此时，往往采用的管径不在下表范围之内。对于直径超过12M的盾构，需根据设计条件等进行研究，决定管径和行数。解释表33的送泥管直径是与排泥管直径相对应的。解释表33送、排泥管设备例盾构外径（M）排泥管径（MM）送泥管径（MM）22446688105010080150100150150200200250501001002001502002002502503001012250300300350闭塞采用流体运输时，在管路中有时出现闭塞，故需预先了解开挖断面中可能出现的砾石大小和异物的存在，依此选择管径。另外，有时采用限定闭塞处所等措施。磨耗当在砂层、砾石层中进行长距离掘进时，有时产生明显的磨耗，为此，在管道弯曲段，盾构内不可能进行更换的地方，采用厚壁管等。（4）送排泥泵的选定必须选择与管径相适合的且能确保必要的流量和扬程的送泥泵。必须根据开挖下来的固体物能够通过的条件选择泥泵。（5）其他应设有当盾构停止推进时能够自动地向旁路管道转换的旁路阀自动转换装置、掌子面泥水压失控时的异常紧急排出阀，水锤作用防止装置等。第11章人力开挖式、半机械式、机械式盾构第122条人力开挖式、半机械式盾构的构造人力开挖式、半机械式盾构的构造必须与围岩条件相适应，以便能够确实发挥盾构的功能。解释人力开挖式盾构的构造必须保证能够进行工作面支挡及开挖作业的作业空间。尤其是在半机械式盾构中设置开挖装载机时，必须注意作业人员、机械操纵人员的安全。对于其动力源，由于是在洞内，而且还多在压气条件下进行作业，故多采用液压或电力。应尽可能选用噪音小的动力源（参照第13条）。在软弱粘性土地层中，盾构的刃口环或支承环应设置能够密闭的隔板，在板上设土砂的处理口，随着盾构的推进，发生土压，而把土砂从处理口绞出的百叶窗方式的盾构。但是，开挖时，地表面易发生鼓起和下沉，最近很少采用了。第123条机械式盾构的构造机械式盾构的构造必须适合围岩条件，并能够可靠地发挥其功能。【解释】由于机械式盾构开挖时，掌子面是开放的，故适用于掌子面自稳性比较好的地层，或者是以辅助方法等改良了的地层（参照第13条）。主要的构成要素是开挖机构、开挖装载机构、排土机构等。进行机械式盾构构造设计时，必须遵守第4章“开挖机构”、第8章“附属机构”中的注意事项。开挖装载机构应采用安装在切削刀盘上的铲斗或独立驱动的铲斗，土砂通过弃土导槽、斜槽等装于皮带运输机上。一般多采用切削刀盘回转铲斗方式。回转铲斗的叶片、斜槽等，如在其上附有粘土，则效率将降低，在砂砾层中，因卵石可能导致变形，故在设计时，应根据开挖土的性质采取措施。第124条支挡装置支挡装置应与围岩条件相适合的、具有支挡掌子面、保持围岩稳定的功能。解释1）支挡装置的功能和选定支挡装置是为防止掌子面围岩坍塌和挤出之用。对于围岩来说，支挡装置是承受被动压力的。支挡装置一般采用支挡千斤顶，它应具有防止围岩松弛、工作面坍塌，保持支挡压力，与盾构推进同步等的功能。每单位面积掌子面的设计推力一般取100350KNM2。（1）工作面千斤顶和工作平台千斤顶是进行掌子面支挡的装置，一般配置在盾构的前面。工作面千斤顶因偏压而易引起变形，根据不同情况，有时采用导槽防护。工作平台千斤顶安装在可动平台之中，后者构造应保证弯矩直接作用于千斤顶上，对于工作平台，还应考虑支挡反力、掌子面上部落下土砂的冲击作用等，需要坚固的构造。（2）半月形千斤顶、月形刃口环是进行掌子面上部支挡的，因土压等原因，易于变形，要注意结构应坚固。2）支挡千斤顶的配置千斤顶的配置应根据开挖方法、由横断面的配置及纵断面的切削刀的位置等决定。开挖时，要特别注意不要引起掌子面顶部的崩塌。一般都配置半月形千斤顶或月形刃口环等（解释图325）。盾构横断方向的千斤顶的配置，因刃口环周边的围岩应力大，易引起崩塌，所以要充分加以注意。1个支挡千斤顶的推力，因土质和支挡的面积而异，但一般多在100500KN。3）支挡千斤顶的行程支挡千斤顶的行程应考虑盾构千斤顶的行程、开挖方法等确定。一般说，半月形千斤顶的行程，是盾构千斤顶行程的50左右。同时，其他千斤顶的行程要比盾构千斤顶行程大020。解释图325掌子面上部支挡装置第125条开挖装载机械的选择开挖装载机械，应根据土质条件，作业性、盾构内占有的空间等因素来选择。解释常用的开挖装载机械按其用途分成许多种。（1）开挖装载并用机一般采用的装载开挖机均为井用型，大致有液压挖土机、在臂杆前部装有刀头的开挖机，都具有前后、左右和上下移动的功能。（2）开挖专用机在能够前后、左右和上下方向移动的臂杆前端，装备有回转刀头或碎石机。（3）装载机用人力或机械将开挖下来的土砂装载到皮带运输机等上面，常用带有蟹爪、回转铲斗等。装载机的能力必须与开挖作业人员或开挖机械的处理能力以及后续搬运设备的处理能力等相适应。对作业人员的安全及防止噪音应采取充分措施。第126条排土机械排土机械，应选择与开挖土砂性质相适应的，及作业顺序和装载能力选择，以便充分发挥排士机械的效率。【解释】排土机械是将开挖下来的士砂运向盾构后方的机械，一般采用皮带运输机、链斗式运输机、螺旋运输机等。当土砂含水量小时，没什么限制。对于大块的土砂或砾石则另行处理，不宜用排土机械处理。当有漏水时，由于容易引起土砂逆流，需研究倾斜角、皮带速度及防滑等措施。同时，应考虑土砂产生的磨损、损伤，应确保有检查空间。确定能力时，必须考虑装载机的搬出土砂量。同时，配置排土机械时，应尽力避免对管片运入、组装、回填注浆等其他作业产生干扰。第12章盾构制造第127条制造的一般规定（1）开始制造盾构之前，制造人应制定制造规格书、主要设计图表和制造进度表，预先提交给技术负责人取得承认。（2）制造盾构时必须特别注意确保其强度及性能。（3）制造盾构时，除本规范外，必须根据有关法规及规格制造。【解释】（1）在制造说明书中应写明盾构使用的材料、构造、尺寸、性能、涂装、试验、检查、现场组装等必要事项。在主要设计图表中应包括盾构本体的强度计算书、附属机械的主要尺寸及配管等。在制造进度表中应记载从制造开始到现场组装期间内的全部内容，并力求容易掌握。技术负责人必须对制造规格书、主要设计图表和制造进度表进行认真研究。如有异议应事先与制造人协商。然后，必须给予承诺。（2）基本要求由制造者在现场进行组装时，在最终阶段必须确保盾构的强度、性能。技术负责人必须熟知制品的强度、性能及操作方法，并应努力促其实现。第128条工厂组装及现场组装（1）工厂组装工厂组装时，应根据组装顺序进行，检查后，应充分清扫后进行涂装。进行输送和搬入竖井的分解时。应考虑好现场组装时的工具、夹具，配合符号等。（2）输送输送和向竖井搬入时，对可能产生残留变形和损伤的部位，要进行补强和其他保护措施。（3）现场组装现场组装时，应在具有充分强度的临时台架上，按正确的位置进行组装，临时紧固后，检查尺寸并进行焊接或螺栓紧固。解释1）工厂组装（1）工厂临时组装，要选择为了确保现场组装后的质量、性能的必要事项，进行检查。（2）工厂组装后，检查外观、尺寸、当动作状况，发现有不符合的情况，应采取对策。（3）分解搬入时，除工厂临时组装的1）、2）点外，清扫、涂装等因解体时可能出现污染、损伤，因此，在工厂临时组装阶段可以省略，而在输送准备阶段或现场进行。2）现场组装（1）现场组装时，应充分再现工厂临时组装时所确认的质量、性能。（2）现场组装应根据制造人的计划，在与技术负责人协商并取得承认后进行，必须特别注意作业的安全。第129条检查（1）盾构制造人应进行下列检查1）材料检查，2）尺寸检查；3）焊接检查4）外观检查；5）主要尺寸检查；6）无负荷动作检查；7）电力绝缘检查8）其他。（2）在工厂临时拼装和现场组装时，应进行3）、4）、5）、6）、7）各项进行检查。同时，根据技术负责人的要求可进行其他检查。【解释】1）对于盾构本体的外壳，应将钢厂检查合格证（产品出厂检验记录）与实际材料相对照确认所用的材料。2）（A）液压设备（液压千斤顶、油泵、油压马达、管路）对于液压设备应进行性能试验。安装后，应通过运转试验检查外观、漏油、异音、发热等现象，确认有否异常。（B）油缸根据消防法，对容量3000L以上的油缸应进行静水压试验，并取得主管部门的认可。（C）压力容器对压力容器及与其相当的容器应接受主管部门的检查，并取得认可。（A）采用现场对接焊时的焊接质量应符合JIS3级要求。（B）采用现场对接焊时，焊接部的厚度小于40MM，多采用外观目视检查，超过40MM的，可采用非破坏检查。4）组装时，在组装台上应根据各种机器的设计安装位置，检查各部尺寸。此时，真圆度及盾构本体轴向的弯曲及本体长度的容许误差如解释表34和35及36。直圆度容许误差解释表54内径容许误差（MM）盾构直径（M）最大最小224466881010121214141600000000810121620242832盾构本体轴间弯曲容许误差释解表35盾构本体长度（M）弯曲误差（MM）33445566778810101212141456759121518212427解释表36本体长度容许误差盾构本体长度（M）本体长度误差（MM）223344556810121416677881010121214141820222426285）各装置都要进行动作试验。检查漏油、异声、发热等，确认有无异常。6）应进行各回路的导电部和大地间的绝缘试验，达到解释表37的标准以上者为合格。解释表37绝缘值电路的使用电压绝缘值接地电压150V以下01M300V以下其他场合02M300V以上低压03M第13章盾构的维修管理第130条维修和检查为使盾构的性能得以充分发挥及防止事故、故障于未然，必须进行经常和定期维修、检查、整备。【解释】维修和检查一般分为下列几种日常检查、整备定期检查、整备一个月检查、整备，六个月检查、整备，长期运转后休息时的检查、整备。主要检查项目如下例所示，但应根据各种机械的特性、现场情况设立细目，必须依检查切实进行，不应有所遗漏。因盾构功能比较复杂，很难发现故障部位，因此，为了易于处理故障，有时采用故障诊断系统进行检查。1）日常检查、整备各部螺母螺帽的松弛检查和紧固异常音、发热检查。工作油、润滑油、润滑脂、水、空气异常泄漏检查确认检查各部给油、脂情况，进行补充。工作油缸油面检查；确认电源电压是否正常。确认操作盘的按钮、指示灯、计器类的动作是否正常。盾构本体台车间软管、电线检查。检查安全阀的压力。油压机械整备、过滤器清扫后回路内通气孔检查。2）定期检查、整备。一个月检查、整备油箱排气孔；电动机关精密检查（轴承给油、测定绝缘阻抗。滴水检查等）。检查控制盘和配线器具（接点清耗情况、绝缘阻抗测定、配线管及导管的损伤等）。六个月检查、整备工作油、润滑油定期检查（2回年，由工作油厂家进行的检查）。3）长期运转后休息时的维修、管理。长期运转后休息时必须进行下列各种检查。各种装置的无负荷运转（隔1015日）；汽缸标尺、汽门弹簧等滑动面露出部分给油；用垫片防止动力盘内结露。第四篇施工及施工设备第1章总则第131条施工计划施工前，应充分认识工程的目的、规模、工期，根据设计图纸、规格等，精心调查围岩条件、环境条件等，编制安全、经济的施工计划。【解释】在盾构工程开工后再变更施工方法是困难的，故在开工前应制定详细的计划。根据设计图所载明的工程目的、路线、隧道构造等，详细调查围岩条件（土质、地形、生成的经伟、地下水等）、环境条件（障碍物、接近结构物、地上交通、环境保护等）等，并在此基础上选择与之相应的盾构施工法，制定关于竖井、临时设备、环境保护对策、辅助工法、施工顺序、进度等，编制安全且经济的施工计划。第2章测量第132条洞外测量（1）施工前，在地表应进行中线及纵断面测量，必须设置可作为此类测量基准的基准点（2）基准点的设定，应根据隧道长度、地形条件等，用导线测量、三角测量、三边测量等合适的方法建立。基准点应设在不会移动的地点并充分加以充分保护，而且要能作为参考点，易于检测和复原（3）水准基点，必须设置一等水准点或以其为准的原点。水准基点必须设在牢固地点，并进行定期检查。解释开始施工前，为了制定施工计划，一般都要进行测量，而为了进行确认计划的测量结果的再确认及设置施工所必须的基准点等也要进行测量。采用盾构法施工时，不仅在施工区段内，而且与施工区段前后相关连的部分也是重要的。特别是铁路隧道，与相临工区间，基准点要进行相互确认。洞外测量是洞内测量和施工中为了观测地层及既有建筑物的变动等测量的基本。（1）洞外测量是以方向和长度为重点、以在地表绘出隧道中心线的线路测量为主、纵断测量是沿着线路中心线，根据水准测量求出各测量点的标高。（2）在市中心区，由于受地物的限制，多进行三角测量，故必须慎重地选点和测量以便获得较高的精度。近来，由于光波测距仪的普及，三边测量和一个边可达几公里长的导线测量都有可能，测量精度都很高。不论是基准点或是施工所需的测点，都必须设置在不会移动和遗失的地方。由于盾构法施工对地表、交通及其他施工的影响，基准点及测点有可能移动，故应设置参考点，以便可用两种以上的方法来恢复基准点和测点。（3）水准基点除作为隧道施工时的水准测量的基点外，特别是在市中心区，多用来观测施工中和工程完了后的地表变化。因此，考虑到需长期使用，除注意其位置、构造等之外，还必须进行定期检查，经常进行修正。第133条洞内测量（1）洞内测量应根据盾构施工的特性，精心并高频率地进行。（2）必须精密地把中线及水准导入到竖井。（3）基准点应该设置在不受推力等影响的地方，必须设置牢固，以防施工中移动和破损（4）应根据隧道断面的大小和线形等决定测点的间隔，并随着盾构的推进以适当的方法和频度进行检测。【解释】洞内测量主要是根据洞外测量设置洞内基准点，进行检测以及在盾构推进过程中进行的施工管理测量。（1）由于隧道是施工后几乎不可能再进行修改的建筑物，故为尽早掌握中心线的偏离，立即修正盾构的推进方向，需频繁地进行认真的测量工作。洞内基准点的设置、检查测量等应定期的、以充足的时间准确地进行。（2）一般说，竖井的中线导入，都选用悬锤等垂直器具进行。除竖井以外没有进入地下的开口时，从地上导入地下的基线将非常短。还有，当竖井很深时，用普通的经纬仪有时不可能照准。因此，为将地表的基准线移至地下，必须对所用的方法仔细研究，并需精心进行测量。近来，也普遍采用以真北测定仪进行测量的方法。但最好采用2种以上的方法进行检测。当从竖井开始就采用压气法施工时，有可能对导入地下的中线无法进行检测，从而应在竖井附近设置观测孔，以便可及早地对所引入的中线进行校正。（3）洞内测量的基准点虽跟着盾构的推进依次向前移设，但由于盾构前进时推力和回填注浆的影响，采用泥水式盾构时的浮力等会发生移动，故不宜在紧靠掌子面附近设置。由于这些基准点不仅用于施工中，而且也是贯通后各种测量的基点，故应具有长时间使用的耐久性，而且不致受其他作业的影响而移动或损坏。当在基准点附近进行二次注浆时，管片可能发生位移，故必须进行检测。（4）测点的间隔，除应根据隧道断面的大小、线形外，还必须综合考虑与各种作业设备的关系、洞内空气的清洁程度和使用的测量机械等作出判断。一般在曲线段为10M20M，在直线段为50M左右。向前移设测点时，应对后方的几个点进行复侧后再决定新点的位置。必须尽早地检查与地面基准点及与其他洞内测点间的关系。作为检测测点的主要方法是利用观测孔。观测孔是为了提高施工精度，确认地面基准点和洞内测点位置之用。当隧道在重要建筑物附近或私有地下面通过时，或者在曲线较多的区段，应在其前后设置观测孔，以便确认中线的位置。观测孔，一般多在盾构通过后，透过管片设置。要对管片加强和观测孔附近的止水等应特别注意。采用开放式盾构时，有时也在盾构到达观测孔所在断面之前设置。采用压气法施工时，必须采取对策，以防止从观测孔和其周围漏气或喷气，当有通过中间的竖井时，也可利用竖井来检测与地面涧点间的关系。第134条推进管理测量1）推进时，必须进行推进管理测量2）必须根据所定的方法，利用适当的器具进行推进管理测量，并力求提高作业的效率【解释】推进管理测量是为了所修筑的隧道的施工误差在容许范围之内，在推进盾构时，可依洞内测量的方法进行。1）为了在推进盾构时，及早掌握与管片计划线之间的偏差，毫不迟疑地修正盾构推进的方向，必须频繁地、认真地进行推进管理测量。原则上一日二次左右，对已组装的管片环与盾构的相对位置测定，或者盾构本身的偏移、俯仰等各量值的测定，以掌握盾构的位置和态势。2）由于推进的时间是有限的，为了迅速地掌握必要且充分的资料，应考虑与其他工序的关系，力求简化和合理。关于管片与盾构的相对位置，可根据上下、左右千斤顶的行程差值，确定出大致的情况，盾构本身的俯仰、偏移、偏转，可用装在盾构上的锤球、U型管、振子式倾斜仪和经纬仪等进行测量。也可以采用自动测量系统进行测量。自动测量系统是由安装在盾构上的测点及激光和画像处理的自动全站仪等构成。用电子计算机对资料进行处理，使测量的各种计算可迅速且正确地进行。第3章施工第135条竖井（1）竖井除应具有正式建筑物的功能之外，还应按盾构推进时的出碴、衬砌材料的运入等作业，能按计划进度进行来设置。（2）竖井的构造应按盾构型式、大小、投入、组装，发进方法、发进时反力的处理、发进部的辅助工法、与正式结构的关系及周围环境等进行设计。（3）竖井施工时，应考虑其位置的土质、路面条件、交通量、施工噪音及振动等对周边环境的影响，选择安全且经济的施工方法。【解释】（1）依用途分类，竖井可分为出发竖井、到达竖井、中间竖井、方向变换竖井四种。1）出发竖井是在出发基地设置的竖井，是为了运入并组装盾构、衬砌等各种材料及各种机械器具、出碴、作业人员的出入等而设置。必须根据隧道工程的规模（隧道长度及断面大小）、通过土地的利用程度、取得用地的难易、开挖土及材料的运送、搬入、搬出等作业内容、竖井施工的难易及使用目的等选择经济并有效率的竖井位置及形状。由于地下埋设物及用地条件等的限制，有时竖井的形状很不规则。此时，由于出碴效率低，进度受影响，故须充分注意临时设备的布置。对工程基地四周的环境保护极为重要，往往有噪音、振动、地层变异、交通、水质、大气、作业时间等问题是多方面的。如在开工后出现问题，将产生意想不到的影响工期的现象，故在开工前须采取必要的措施。2）中间竖井是根据隧道使用目的，在盾构推进路线中间设置的结构物，或者为检查盾构而设置的。中间竖井，一般是容许盾构通过的，也可作为盾构推进的基地。3）到达竖井设在隧道的终点，用作盾构解体和搬出。4）方向变换竖井在急曲线上，只用盾构推进不能改变方向的条件下，或者需用同一台盾构修筑两座隧道时，为了在竖井内将盾构改变到所定的方向所设置的竖井。在隧道竣工后，这些竖井多被用作车站、人孔、通风口、出入口等永久性正式结构。（2）设计竖井结构时必须注意以下各项。1）竖井的形状及尺寸必须能满足上述各种目的。随出发方法及使用目的，其形状及尺寸也不同，但最小的限界尺寸应能够保证盾构的运入或现地组装及检查的顺利进行，而且可高效率地出碴、衬砌材料等的运入和施工人员的出入等。在一般情况下，出发竖井的净空尺寸可决定如下在盾构的两侧各加075M10M的空间，盾构的前后则应留出足够为初期推进时出碴、运入管片和其他作业所需空间。盾构的下侧，则应留有装配盾构和从竖井向外排水所需空间。对于其他种类的竖井，也应根据上述条件并略有余裕，以保证高效率地作业。2）盾构组装台应能承受盾构的自重、组装盾构时的临时移动荷载。在组装台上面应设置轨道或其他适于移动盾构用的导轨。组装台必须能保证盾构在洞内容易推进和不发生摆动。3）盾构出发时的反力通过临时组装的管片或钢制后背传给后面的竖井壁或围岩。因此，必须根据这一考虑来计划后背、竖井壁、支挡方法等。4）出发口的开口部分当然应能抵抗土压，但应作为临时结构进行设计。构造上应拆卸方便，而且止水性要好。一般是以钢材为主，加设混凝土薄层壁进行挡土。开口的大小，一般考虑施工误差等，要留有富裕，比盾构外径大10CM20CM。根据竖井的施工方法，有时需要比上列数值还大的余裕量。当采用密闭式盾构时，为提高发进的安全性、确实性，多在洞口设混凝土隔墙。对于到达口的开口构造，应按上述相同的原则考虑，至于其尺寸，考虑到因蛇行而产生的误差，需较发进口稍大些为好。（3）竖井，一般多采用明挖法和沉井法施工。但也有采用盾构法修筑的。选择工法时必需根据竖井规模，围岩条件、路面条件、交通量、环境等条件，选择可在预定工期内，安全且经济地进行施工的方法。在市中心区，如果在线路正上方不能取得作业基地、有时在线路中线外侧设置竖井，通过横洞或斜洞与正线相连，在该处设置盾构发进用的空间。第136条出发和到达1）出发时，是在所定位置正确的安装盾构后，沿规定的路线，贯入围岩，并充分考虑对竖并内支挡的背面、周边的路面、埋设物等的影响，进行推进。2）到达时，应一边正确地测定盾构的位置，一边考虑对周边路面、埋设物的影响等，推进到规定的位置。解释（1）发进是利用设在竖井内的临时组装的管片等反力设备，推进到承受台上从发进口贯入围岩，沿规定路线开始推进的一系列作业。主要注意点如下。盾构的装配所谓装配，是在设于竖井内的组装台上的适当位置上组装盾构的作业，其适当的位置基本上是设计中心线及高程，必要时加以适当的补充。这里所说的补充，当在软弱围岩中推进预计将产生下沉时，则应预先留有一定的予留沉降量（数CM左右）。后背后背主要由临时组装的管片和型钢为主，对推力应有充分的强度及具有不产生意外变形的足够刚度，是非常重要的。临时组装的管片，不应对以后组装的正式管片的组装精度产生不良影响，要确保临时组装时的形状。出发口由于开挖出发口时多发生围岩坍塌等危险，所以在拆除临时隔壁时多分成小块进行，并采用立即支挡盾构正前方的方法，迅速且慎重地进行。一般在靠近出发口处设置密封胀圈和洞口混凝土隔墙，力求施工的准确和安全。密封胀圈的材质、形状、尺寸等应仔细研究确定。发进方法开始推进的方法必须根据土质、地下水、盾构的型式埋深、作业环境等条件决定。如将迄今为止所采用过的方法进行分类，可作入解释图41的分类。解释图41竖井出发方法的分类和出发方法例选择这些施工方法时，可以单独使用，也可以组合使用。不论在哪种条件下，都必须以上述条件为基础，根据安全性、经济性、进度等决定。发进时应注意的事项，因采用的盾构形式、发进方法等而异，但一般来说，拆除临时隔墙时会遇到有障碍物存在、刀腔内的土砂堵塞、从竖井与盾构间的空隙流出土砂、碰到意外涌水的现象等。对其中任何一种现象均应在事前进行仔细研究。（1）所谓到达，就是在保持围岩稳定的同时把盾构沿着所定的路线推进到竖井的到达面，然后从预先准备的开口部分将盾构推出，或者是直到到达面的所定位置为止所进行的一连串作业。到目前为止采用的到达方法示于解释图42。解释图42竖井到达方法例对于到达方法，应预先充分研究以下几个问题。预先改良到达部分附近的地层和是否需要设置密封胀圈；为了沿所定方向推进和到达预定位置的盾构位置测量方法和洞内外的联络方法；降低推进速度，采用微速前进的开始位置；采用泥水式盾构时对泥水进行减压的开始位置考虑到盾构推进到到达面时推力对到达面的影响，研究在到达竖井内是否需要进行临时支护以及相应的对策；竖井到达面上盾构通过口的开挖方法及开始时期；防止从盾构与到达壁面间的空隙中流失土沙和涌水的措施当盾构弃置不用时，停止推进的位置；对到达部附近进行回填注浆的方法如需将盾构从竖井中运出时的盾构解体承台设备。第137条推进盾构应根据围岩条件，适当地开动千斤顶，在保证围岩稳定的同时，沿所定路线方向准确地进行推进。【解释】推进时应注意以下问题（1）推进时，应确保所需台数和配置的千斤顶的推力。由于盾构都是依靠盾构千斤顶的推力向前推进的，正确地使用千斤顶是使盾构能沿着设计路线方向准确地向前推进的最有效措施。使用多大的推力和开动哪几个部位的千斤顶决定着推进方向。必须根据曲线、坡度等条件决定千斤顶的使用台数和使用哪些部位的千斤顶。在曲线及坡度上推进或修正蛇行时，只能开动一侧的千斤顶，应依此原则决定一台千斤顶的应有推力、千斤顶的台数和位置，并备有余量。装备有中折机构的盾构应根据曲线半径，用中折千斤顶推进。推进时的推力应根据围岩条件（颗粒组成、围岩强度、地下水压）、盾构型式、超挖量有无蛇行、隧道的曲线半径、坡度等有很大的差异，也要考虑对管片的影响，来决定合适的推力值。（2）不应使掌子面的稳定受到损害在密闭型盾构中，开挖和推进是同时进行的，应根据围岩情况，不要过量地吸取土砂和使土砂堵塞刀腔，保证掌子面的稳定，同时应同调开挖和掘进速度。在开放型盾构中，也应根据围岩状况，开挖后立即推进，或在开挖的同时进行推进。管片组装完成后，应立即进行开挖、推进。必须尽量缩短掌子面的暴露时间。（3）不应使管片等后方结构受到损害推进时应根据管片构件的强度，尽力发挥千斤顶的推力作用。为使每台千斤顶的推力不致过大，最好用全部千斤顶来产生所需推力。在曲线段、上下坡、修正蛇行等情况下，有时只能使用部分千斤顶，但必须尽力加多千斤顶的使用台数。当采用的推力可能损及管片等后方结构物时，必须对管片进行加固，不得已时。在密闭型盾构中采用超挖刀头等进行超挖，在开放型盾构中，为了掌子面的稳定，可采取超前开挖的方法进行推进。（4）为使盾构能在计划路线上正确推进、要预防偏移、偏转及俯仰现象的发生盾构推进时，必须参照第134条随时掌握盾构的位置和方向，在适当的位置施加推力。在通过曲线、变坡点或修正蛇行时，可使用部分千斤顶。为了尽力使千斤顶中心线与管片表面垂直，在推进时可采用楔形管片或楔形板。盾构产生偏移、偏转和俯仰的原因往往是很复杂的，有围岩的阻力、千厅顶的操作、各个千斤顶的运动特性、土质的变化、管片的刚性、测量的误差等因素交错在一起。欲想进行纠正极为困难，故必须根据测量资料及早进行盾构态势的修正。由于地层软弱或管片构造等原因，当盾构前倾（轧头）时，密闭型盾构多使用下侧千斤顶一边抬上一边推进的方法，但在开放型盾构中，可在盾构前方的底部铺筑混凝土，或用化学注浆法加固地基，或在盾构前面的底部加设翘曲板等进行推进。在开放型盾构中，在可进行超前开挖的土质中，而且方向急剧变化时，有时是进行超前开挖后再推进。在盾构机长和外径比（L/D）大的盾构中，盾构转向较难，故有时采用阻力板。由于希望及早修正蛇行，故需根据推进管理测量资料，及时掌握实际情况，力争在蛇行量小的情况下进行修正。由于急剧地修正方向将增加相反一侧的蛇行量，并导致在盾尾内组装管片的困难，或对竣工后的使用造成障碍，故应用一个较长的区间来逐渐地进行修正。如在推进过程中土质发生急骤变化，会产生很大的蛇行，故在土质变化点必须特别注意。一般是采用锤球、U型管、倾斜计、盾构和千斤顶冲程计等修正蛇行。发生偏转的情况时，在密闭型盾构中，应改变刀头的回转方向给予盾构逆转的力矩进行修正。如果发生偏转，施工效率将降低，某些构造的盾构将使安设皮带运输机发生困难，难以出碴。第138条土压式盾构的开挖、掌子面稳定及开挖土的处理（1）土压式盾构的开挖应考虑围岩条件、隧道断面尺寸等以确保围岩稳定的方法进行。（2）为保持掌子面的稳定，应根据围岩条件，压注适宜的添加材确保开挖土的流动性和止水性的同时，慎重地进行刀腔内的压力管理和开挖土量的管理。（3）开挖土的处理，必须选择适合于开挖和排土的方法及开挖土的性质，选定能够满足计划进度能力的排土设备和有淤泥时的中间处理设备。【解释】（1）采用土压式盾构时的开挖，是用刀盘将开挖下来的土砂填满在掌子面和隔墙间，必要时压注添加材，一边以土压保持掌子面的稳定一边进行推进，用贯通隔墙的螺旋式输送机进行排土。施工时，掌子面和隔墙间填满土砂，并加以可保持掌子面稳定的压力，达到维持盾构推进量和排土量间的平衡。应量测土压及开挖土量，除必须控制螺旋输送机的回转数和掘进速度外，还需掌握刀头扭矩、推力等情况，进行防止掌子面松弛的运行管理。（2）1）围岩条件为了保持掌子面稳定所需的土压及与盾构推进量相平衡的排土量，需使充满在刀腔内的土砂具有一定的流动性以及防止地下水的涌出。当围岩是内摩擦角低的粘土、粉砂层时，以刀头的切削作用来维持开挖下来的土砂的流动性。另外，由于围岩的透水性小，故掌子面的稳定可由刀腔内的土砂和螺旋输送机及设置在排土口处的排土设备的综合作用来保证。在内摩擦角大的砂层、砾石层中，开挖下来的土砂的流动性不良，同时阻止地下水流出也是困难的。对于此类地层，施工时除需向开挖下来的土砂中加添加剂，进行强制搅拌，使之具有流动性，同时降低开挖下来的土砂的透水性。2）添加剂在土压式盾构中的添加材应根据下述目的压注到掌子面或刀腔内。提高充满刀腔内的土砂的塑性流动性；提高搅拌后的土砂的不透水性；防止土砂附着在盾构上。这样一来，可以达到以下结果。降低刀头和面板的磨耗；减轻刀头及运输机的扭矩。添加材应根据土质机搬出方式等选定最合适的材料。添加材的性质应符合以下条件。发挥流动性；易于土砂混合；不引起材料分离；无公害。一般采用的材料大体上分为4类。这些材料可以单独使用，也可以组合使用。各种材料的特征如下。（1）矿物系（2）界面活性剂系（3）高吸水性树脂系（4）水容性高分子系压注方式可采用把添加材在地上或洞内设置的设备制造作，而后通过洞内配管，用压注泵，从设在刀盘或刀腔的压注口压注。根据具体条件，为了提高运输机内的止水性，也可在运输机上设压注口，为回填超挖部分，也可在盾构外周设压注设备的。压注量和配比应根据围岩的粒度构成确定。实际施工中的压注量，应根据一定区间的掌子面稳定状况和土砂的状况及盾构各部分的工作状况等，进行效果的确认后决定。压注量的控制方法，一般都采用推进速度控制方法。这个方法是预先设定压注量，而后根据盾构的推进速度自动地增减压注量的控制方法。压注量的增减用改变压注泵的回转数来控制。3）刀腔内的压力管理在土压式盾构中，为确保掌子面的稳定，需要合理地保持刀腔内的压力。一般说，刀腔内压力不足，在掌子面产生涌水和崩塌的危险性较大，如过大，会使刀头扭矩和推力增大，掘进速度降低或发生喷发等弊病。刀腔内的管理压力，可采用主动土压和静止土压或松弛土压等方法，但从极力控制地表面下沉的角度出发，可采用静止土压作为上限值，下限值是容许有一定的下沉，而保持掌子面稳定的，可采用主动土压。推进中的刀腔内压力的保持可采用以下的方法控制运输机的回转数；控制盾构千斤顶的推进速度；用两种组合的方法进行控制的。应根据各施工条件进行适当地管理。其次，要确认推进时的地层变异和排土的状态或刀头扭矩的变化等，对刀腔内压力进行修正。4）掌子面稳定状态的掌握掌子面的稳定状态的掌握，一般采用设置在隔墙的土压计确认刀腔内的压力进行管理的间接方法。也可以采用掌子面探查法，如机械式接触法、电磁波法和超声波法等非接触法等。但不管采用那种方法，都是局部地调查掌子面前方或上方的空洞和松弛，是判断掌子面的稳定性的辅助方法。5）土砂量的管理一边保持掌子面的稳定，一边进行推进，就需要排出适当数量的开挖土。但是，围岩的土量变化率和开挖土的单位体积重量是变化的，以及添加材的种类和添加量或排土方式等，开挖土的容积和重量也是变化的，因此，要正确地掌握排土量是有一定困难的。同时，开挖土的性质也是从半固体的性质变化到流体而进行排土的。因此，仅仅进行开挖土量的管理要控制掌子面崩塌和地层下沉是很难的。应同时进行刀腔内的压力管理和开挖土量的管理。开挖土量的管理，大体上有容积管理方法和体积管理方法。容积管理方法一般有用斗车台数检收的方法和运输机回转数压送泵回转数的推定法等。重量管理方法一般采用斗车台数检收的方法。（3）1）排土方式排土方式有斗车方式、泵压送方式、流体输送方式等各种方式。在进行计划及选择时，应从隧道断面尺寸、长度、每一进尺的开挖土量、循环时间等各方面进行研究，选择最适合的方式。2）开挖土的处理开挖土一般呈泥状，具有流动性，根据一般残土和淤泥的划分标准，属于淤泥的情况，应进行适当的中间处理。淤泥的中间处理，除白天干燥外，可添加水泥系、石灰系和高分子系的添加材进行处理。第139条泥水式盾构的开挖、掌子面稳定及开挖土的处理（1）泥水式盾构的开挖，必须根据围岩条件、隧道断面尺寸等确实地保证围岩的稳定进行之。（2）保持掌子面的稳定，应根据围岩条件，调整泥水质量，使掌子面能够形成充分的薄膜，同时慎重地进行掌子面泥水