国企盾构施工技术简介

盾构施工技术简介主讲人：雷明

一、盾构机发展里程ContentsPage目录页

二、盾构机选型

三、盾构施工主要技术明挖法矿山法掘进机（TunnelBoringMachine）常用隧道施工方法TBM硬岩掘进机盾构

一、盾构机发展里程

一、盾构机发展里程何为盾构？盾构法流程隧道掘进机：在我国，习惯上将用于软土地层的称为盾构，将用于岩石地层的称为TBM。盾构法英文名：

shielding

method

用带防护罩的特制机械(即盾构)在破碎岩层或土层中掘进隧洞的施工方法。可同时有序进行掘进、出碴、拼装预制混凝土衬砌块。盾尾（钢护筒）衬砌管片

一、盾构机发展里程

18世纪末英国人提出在伦敦地下修建横贯通泰晤士河隧道的设想，并于1798年开始着手工作希望实现这个构想，但由于竖井挖不到预定深度，计划受挫，4年后他们决定在另一个地方建造连接两岸的隧道，随后工程再次开工，当掘进到最后30m时，开挖面激剧浸水，工程再次受阻。工程从开工到被迫终止用了5年时间，此后修建横贯泰晤士河隧道的计划在以后10年内没有任何进展。

1818年，Brunel（布鲁内尔）观察小虫腐蚀木船底板成洞的经过，从而得到启发，在此基础上提出了盾构工法，并得到专利。这就是所谓开放型手掘式盾构的原型，Brunel对自己的新工法非常自信，于1823年拟定了修建另一条泰晤士河隧道的计划，随后这个计划得到英国国会批准，于1825年动工，初期，工程进展顺利，但后来由于地层下沉，工程被迫中止。但Brunel并没有灰心，总结了失败的教训后，对盾构做了7年改进后，于1834年再次开工，又经过7年施工，终于在1841年贯通隧道。自Brunel向泰晤士河隧道发起战到胜利，前后经历了20个春秋，此时，他已是72岁的老人。Brunel对盾构工法的贡献极为卓著，这是后人的一致评价。盾构机的由来开放型手掘式盾构

一、盾构机发展里程盾构机的四个阶段：开挖断面：单圆盾构、双圆盾构、三圆盾构、矩形盾构、异形盾构、自由断面盾构等。

分类稳定掌子面介质：土压平衡盾构、泥水平衡盾构。其中土压平衡盾构根据地层条件可采用敞开式（大气压力）、气压平衡式（压缩空气）、土压平衡式（改良后的碴土）三种模式掘进。

一、盾构机发展里程双圆盾构掘进机三圆盾构掘进机

分类（按开挖断面）单圆盾构掘进机

一、盾构机发展里程异型盾构掘进机矩形盾构开挖成型隧道

分类（按开挖断面）

一、盾构机发展里程类矩形盾构掘进机

分类（按开挖断面）

一、盾构机发展里程成型隧道自由断面盾盾构球形刀盘及及主驱动分类（按开开挖断面））一、盾构机机发展里程程分类（稳定定掌子面介介质）根据平衡开开挖面平衡衡介质（出出渣方式））可分为土土压平衡盾盾构和泥水水平衡盾构构。土压平衡盾构泥水平衡盾构一、盾构机机发展里程程土压（泥水水）平衡原原理土压（泥水水）平衡模模式是在盾盾构开挖时时，利用土土仓内的土土压（泥水水压）或加加注辅助材材料产生的的压力来平平衡开挖面面的土压及及地下水压压力，以避避免掌子面面坍塌或地地层失水过过多而引起起地表下沉沉的一种盾盾构掘进模模式。一、盾构机机发展里程程类型选择从国内外施施工实例来来看，主要要从土压平平衡盾构和和泥水盾构构中选择

比较项目土压平衡式盾构机泥水加压式盾构机设备费用6.3m直径约0.3～0.55亿元6.3m直径约0.45～0.65亿元施工场地施工场地较小。需泥浆处理场，施工场地较大。对周围环境影响渣土运输对环境产生一定影响泥浆处理设备噪音、振动及渣土运输对环境产生影响较大。开挖面稳定能力通过排（进）土量控制，较好。通过泥浆压力及流通控制，好。开挖效率加入合适的添加剂后增加流动性和止水性，可提高掘进效率；添加剂管理容易。泥浆循环分离费时，泥浆管理难。泥土输送方式螺旋机出土，轨道车辆运输，输送间断不连续，施工速度慢泥水管道输送，可连续输送，输送速度快而均匀；占用隧道空间小，但设备故障影响很大。两种机型比比较二、盾构机机选型两种盾构机机对地质条条件的要求求地层颗粒级级配与地层层含水量细颗粒含量量：对于土土压平衡盾盾构机来说说，最能适适应的土层层就是含有有足够细颗颗粒的地层层。理想的的颗粒尺寸寸的地层包包括粘土、、淤泥、砂砂以及砾石石等，并且且含有25-30%的水分。当当地层中没没有足够的的细颗粒含含量时，例例如砂卵石石地层，应应采取辅助助的处理措措施，比如如注射泡沫沫、聚合物物或非常高高浓度的泥泥浆帮助解解决细颗粒粒问题。以以便使土压压平衡盾构构机能适应应这种地层层。类型选择二、盾构机机选型两种盾构机机对地质条条件的要求求地层颗粒级级配与地层层含水量类型选择二、盾构机机选型两种盾构机机对地质条条件的要求求上图左边白白颜色区域域为卵石砾砾石粗砂区区，为泥水水平衡盾构构机适用的的颗粒级配配范围。右右边蓝颜色色区域为细细砂淤泥粘粘土区，为为土压平衡衡盾构机适适用的颗粒粒级配范围围。级配图图说明细颗颗粒含量多多则碴土能能形成不透透水的塑流流体，容易易并能够充充满土仓的的每个部位位，以便建建立压力并并传递到切切削面支撑撑土体，而而又不发生生堵仓。可可以实现土土压平衡。。粗颗粒含含量高的碴碴土不能形形成具备这这种功能的的碴土，因因而不能实实现土压平平衡机理。。只能借助助于大比重重的泥浆悬悬浮，传递递压力并被被输送。从从掘进的角角度，泥水水平衡盾构构机也适用用于细颗粒粒土层，但但细颗粒浆浆液的泥水水分离难度度大，设备备需要多，，除非场地地条件非常常优越和必必须使用泥泥水平衡方方式，否则则不会在细细颗粒地层层采用泥水水平衡方式式。因此，，图中的区区域划分考考虑了综合合因素。地层颗粒级级配与地层层含水量类型选择二、盾构机机选型地层的渗透透系数地层的渗透透系数大于于10-4m/s且地下水压压力大，地地下水量丰丰富的地层层不适合于于采用土压压平衡盾构构掘进。在在此种条件件下，即使使采用平衡衡模式，带带压力的地地下水会稀稀释泡沫效效果，渣土土失去流塑塑性在螺旋旋机中不能能形成土塞塞止水作用用而发生喷喷涌，土仓仓不能维持持压力，输输送带斜坡坡段不能向向上输送渣渣土，导致致施工不能能进行。此此时可以采采用高分子子聚合物保保持渣土的的流塑性，，但高分子子聚合物价价格高昂，，实际上很很难作为常常规手段。。类型选择二、盾构机机选型两种盾构机机对地质条条件的要求求类型选择两种盾构机机对地质条条件的要求求二、盾构机机选型地层渗透性性与盾构选选型图既说说明了地层层颗粒与渗渗透率的一一般关系―――细颗粒含量量多的地层层渗透率小小，粗颗粒粒含量多的的地层渗透透率大，又又反映了渗渗透率与盾盾构选型的的关系：颗颗粒粗渗透透率大水量量充足，碴碴土为流体体状，螺旋旋机不能形形成土塞，，土仓建立立不了压力力，仅依靠靠大颗粒充充满土仓来来形成机械械力支撑土土体时，即即使土仓充充满水也会会造成堵仓仓。因此，，图中土压压平衡盾构构机对应的的指标是粗粗砂以下、、渗透率10-4m/s以下。泥水水平衡盾构构机对应的的指标是细细砂以上、、渗透率10-7m/s以上。类型选择二、盾构机机选型两种盾构机机对地质条条件的要求求型号（直径径）选择两种衬砌断断面的简介介目前国内地地铁隧道衬衬砌断面主主要有两种种断面一：管片内径5500，外径6200，厚度350mm应用城市有有上海、杭杭州、南京京、苏州、、天津。主主要应用地地区为长三角区域域。衬砌断面主主要和运营营机车外型型的选择有有关。断面二：管片内径5400，外径6000，厚度300mm除模式一以以外的其他他城市，有有广州、深深圳、北京京、成都、、沈阳、西西安、大连连等。二、盾构机机选型决定因素主主要有五个个方面：1、隧道结构构设计——管片外径、、曲线半径径。3、地质条件件（1）——注浆管布置置：如果是是软土，注注浆管可以以外置，则则尾盾可以以不考虑注注浆管的占占位，盾尾尾直径较小小，因而中中前盾刀盘盘直径也跟跟着减小。。如果是硬硬岩，注浆浆管必须内内置，则盾盾尾直径较较大，因而而中前盾刀刀盘直径也也跟着增大大。4、地质条件件（2）调向纠偏需需要：如果果是软土，，盾体可作作成直筒式式，前盾直直径与尾盾盾相同，可可减少前盾盾直径。如如果是硬岩岩，盾体需需作成台阶阶式，尾盾盾中盾前盾盾直径依次次增大，前前盾直径大大于尾盾直直径。5、地质条件件（3）调向纠偏需需要：如果果是软土，，边刀开挖挖直径可以以与前盾直直径一样。。如果是硬硬岩，边刀刀开挖直径径必须大于于前盾直径径。2、隧道结构构设计——管片宽度：：管片宽度度大，需要要的盾尾间间隙增大。。型号（直径径）选择二、盾构机机选型主要部件选选型土压平衡盾盾构主要组组成部件及及工作原理理简介刀盘旋转切切削开挖面面的泥土，，破碎的泥泥土通过刀刀盘开口进进入土仓，，泥土落到到土仓底部部后，通过过螺旋输送送机运到皮皮带输送机机上，然后后输送到停停在轨道上上的碴车上上。盾构在在推进油缸缸的推力作作用下向前前推进。盾盾壳对挖掘掘出的还未未衬砌的隧隧道起着临临时支护作作用，掘进进一环管片片的长度后后停止掘进进，在盾壳壳的掩护下下安装管片片衬砌。1、刀盘2、主轴承3、推进油缸4、压力仓5、螺旋输送机6、管片安装机7、闸门8、管片小车9、管片吊机、10、皮带输送机11、后配套约20个系统和装置二、盾构机机选型土压平衡盾盾构主机工工作原理二、盾构机机选型刀盘——刀盘结构面板式辐条式主要部件选选型二、盾构机机选型二、盾构机机选型二、盾构机机选型主驱动刀盘支撑及及主驱动·主驱动有2种：液压驱驱动及变频频或双速电电机驱动。。特性曲线线相当。液液压驱动装装置体积小小，适于中中小盾构。。电驱动体体积较大，，适于中大大特大盾构构。刀盘支承方方式有3种：1）中心支承承式（适用用于中小型型直径盾构构）2）中间支承承式（适用用于中大型型直径盾构构）3）周边支承承式（适用用于小型直直径盾构））①中心支承方方式②中间支承方方式③周边支承方方式主要部件选选型二、盾构机机选型

主轴承二、盾构机机选型主驱动——刀盘驱动方方式变频电机驱动定速电机驱动

液压驱动驱动部外形尺寸

中

大

小后续设备

少

少

较多效率0.950.90.65起动力矩

大

较小

较大起动冲击

小

大

较小转速微调控制

好不能无级调速

好噪声

小

小

大盾构温度

低

较低

较高维护保养

易

易

较复杂主要部件选选型二、盾构机机选型刀具主要部件选选型二、盾构机机选型——滚刀、刮刀刀盾体按照铰接方方式分为2种：1）主动铰接接：铰接油油缸和推进进油缸均有有调向功能能，铰接缸缸在推进缸缸前面，可可直接迫使使刀盘转向向。调向时时可采用主主动转向方方式也可采采用被动转转向方式。。调向性能能好，但结结构较复杂杂，造价较较高。2）被动铰接接：铰接油油缸随动，，结构较简简单，造价价较低。主要部件选选型二、盾构机机选型盾体按照结构方方式分为4种：1）铰接结构构，盾体从从前至后，，直径依次次减小，防防卡性能好好但开挖直直径大。2）铰接结构构，前中尾尾盾直径相相同，防卡卡性能差但但开挖直径径小。3）无铰接结结构，盾体体从前至后后，直径依依次减小，，防卡性能能好但开挖挖直径大。。转向性能能差于铰接接结构。取取消铰接后后盾体结构构简单，也也不存在铰铰接密封泄泄漏之忧。。4）无铰接结结构，直筒筒式，前中中尾盾直径径相同，防防卡性能差差但开挖直直径小。其其余优缺点点与3）相同。·按照注浆管管布置方式式盾尾分为为2种：1）盾尾注浆浆管外置，，仅适于软软土地层，，开挖直径径较小。2）盾尾注浆浆管内置，，适于所有有地层，开开挖直径较较大。盾体结构的的区别本身身基本没有有优劣之分分，完全取取决于工程程条件和地地质条件。。对于特定定的地质条条件，仅有有一种最合合适的盾体体结构，但但这种盾体体结构可能能是上述结结构其中的的一种。主要部件选选型二、盾构机机选型人仓按照舱室数数量分为2种：1）双仓：主主仓和副仓仓，副仓也也称为材料料仓。主仓仓和土仓在在不减压状状态下，通通过副仓的的独立降压压升压，分分别与主仓仓隔断和连连接，完成成进仓作业业过程中外外部刀具材材料的运进进，提高作作业有效时时间和效率率。结构复复杂。2）单仓：结结构简单，，但带压进进仓作业的的有效时间间短，效率率低。主要部件选选型二、盾构机机选型螺旋输送机机螺旋输送机机由筒体、、驱动装置置、螺旋轴轴、出碴闸闸门组成。。是土压平平衡盾构的的排土装置置，主要有有以下三个个功能：1）碴土在螺螺旋机内向向外排出的的过程中形形成密封土土塞，碴土土压力从前前至后依次次递减。2）在保持土土仓土压的的同时，将将盾构土仓仓内的土体体向外连续续排出。3）将土仓内内的土压值值自动与螺螺机转速值值进行比较较，随时调调整向外排排土的速度度，实现连连续的动态态土压平衡衡过程，确确保盾构连连续正常向向前掘进。。主要部件件选型二、盾构构机选型型螺旋输送送机按照螺旋旋轴结构构分为2种：1）带式螺螺旋轴：：在相同同的筒体体直径下下，可输输送更大大粒径的的卵石或或石块，，但止水水密封效效果较差差。2）轴式螺螺旋轴：：在相同同的筒体体直径下下，输送送的粒径径小于带带式轴，，但止水水密封效效果好。。主要部件件选型二、盾构构机选型型皮带输送送机皮带输送送机，将将碴土从从螺旋输输送机的的出碴口口运到碴碴车内。。右图：塑塑流状的的碴土主要部件件选型二、盾构构机选型型右下图：：改良不不佳的砂砂质碴土土左下图：：改良不不佳的砂砂质碴土土发生喷喷涌皮带输送送机主要部件件选型二、盾构构机选型型管片安装装机管片安装装机在盾盾尾内部部拼装管管片。有有4~6个自由度度动作，，包括旋旋转、提提升、纵纵向移动动、XYZ三个轴向向的摆动动。管片片抓取有有2种方式。。①机械抓取取式②真空吸盘盘式地铁盾构构一般采采用机械械抓取式式主要部件件选型二、盾构构机选型型同步注浆浆系统同步注浆浆系统的的目的主主要有以以下四个个方面：：1、及时时填充盾盾尾建筑筑空隙，，支撑管管片周围围岩土，，控制地地表沉降降；2、凝结结的浆液液作为盾盾构施工工隧道的的第一道道防水屏屏障，防防止地下下水或地地层的裂裂隙水向向管片内内泄漏；；3、保证证管片环环周向的的均匀受受力，形形成受力力拱壳，，为管片片提供早早期的稳稳定并使使管片与与周围岩岩体一体体化。4、限制制隧道结结构蛇行行变化，，有利于于盾构姿姿态的控控制，并并能确保保盾构隧隧道的最最终稳定定。主要部件件选型二、盾构构机选型型安装在后后配套拖拖车上的的注浆泵泵及砂浆浆罐同步注浆浆系统主要部件件选型二、盾构构机选型型盾尾密封封系统盾尾止水水一般采采用钢丝丝刷密封封装置，，是集弹弹簧钢板板、钢丝丝刷及不不锈钢金金属网于于一体的的结构。。盾尾油油脂泵向向每道钢钢丝刷密密封之间间的腔室室提供压压力油脂脂，以提提高止水水性能。。主要部件件选型二、盾构构机选型型测量导向向系统导向系统统由激光光全站仪仪、ELS靶（前视视棱镜））、后视视棱镜、、控制盒盒及显示示屏等组组成。控控制有效效距离200m，控制精精度2-3秒。主要部件件选型二、盾构构机选型型盾构姿态态显示屏屏测量导向向系统主要部件件选型二、盾构构机选型型数据采集集系统及及PLC控制系统统可编程逻逻辑控制制器系统统（PLC）对盾构构各种功功能进行行自动或或手动控控制，对对各部传传感器的的数据进行行采集、、处理、、储存、、显示、、评估。。采用此此系统进进行盾构构各参数数设定，，可输出出环报、、日报、、周报等等数据及及历史曲曲线和动动态曲线线。所有有采集数数据均能能保存下下来，供供日后分分析、判判断和参参考。主要部件件选型二、盾构构机选型型膨润土添添加系统统和泡沫沫系统该系统是是实现土土压平衡衡最重要要的系统统，大部部分地层层都不具具备天然然适于土土压平衡衡掘进需需要的碴碴土特性性，需要要通过添添加泡沫沫膨润土土或高分分子聚合合物对碴碴土进行行改良，，使之具具有塑流流性，充充满土仓仓向各向向传递压压力；具具有止水水密封性性能在螺螺机内形形成土塞塞；较低低的剪切切力能够够被刀盘盘搅拌；；较好的的润滑性性避免在在刀盘及及土仓结结构粘附附；主要部件件选型二、盾构构机选型型膨润土添添加系统统和泡沫沫系统主要部件件选型二、盾构构机选型型敞开掘进进模式敞开模式式掘进的的基本条条件：在埋深合适、、地层能够自自稳、地层无无地下水、地地面无建筑物物或地表下无无地下各类管管线的条件下下，可以采用用敞开模式掘掘进。例如在在弱风化岩微微风化岩地层层中，岩体整整体性良好，，岩体能够形形成承力环，，开挖面在一一定时间内保保持自稳不发发生坍塌等。。敞开模式掘进进的优点：敞开式模式掘掘进时，土仓仓渣土处于半半仓甚至小半半仓状态，刀刀具的二次磨磨损大为减少少；刀盘的搅搅拌力矩减少少，驱动扭矩矩可降低到满满仓掘进时的的50%以下；泡沫注注入基本停止止；由于土仓仓在常压下工工作，主轴承承油脂的用量量可以减少、、推力荷载将将减少300~900t（1bar~3bar时）左右；等等，因此在地地质条件允许许时采用敞开开模式掘进比比较有利。盾构掘进施工工主要模式三、盾构施工主要要技术气压掘进模式式气压模式掘进进的基本条件件：在埋深合适，，地层渗透系系数小，或隧隧道顶板上部部存在较厚的的不透气隔离离层、地面上上没有重要建建筑物和重要要危险管线时时，可采用气气压模式，通通过向土仓进进行气体加压压保压方式来来掘进。此时时土仓渣土至至少是半仓以以上，同时必必须向土仓加加水及泡沫，，保持渣土流流塑状态以便便在螺旋机内内形成土塞止止水保压作用用。采用气体体保压模式掘掘进时，工程程师必须确保保或证实地层层的渗透性弱弱，气体向地地层的渗透较较少，空压机机的排量有足足够的能力补补偿气体向地地层的泄漏量量。同时空压压机需要连续续工作的时间间在有效掘进进时间的50%以下。盾构掘进施工工主要模式三、盾构施工主要要技术气压掘进模式式气压模式掘进进的优点：气压式模式掘掘进时，土仓仓渣土可处于于半仓状态，，刀具的二次次磨损减少；；刀盘的搅拌拌力矩减少，，驱动扭矩可可降低；由于于气体对传感感器压力作用用比较均衡，，传感器反映映的土仓压力力比较准确，，有利于掘进进沉降的控制制；由于气体体的可压缩性性大，当出土土过快或过慢慢时气体的压压缩和膨胀可可容让或弥补补土仓渣土容容积的变化保保持土仓压力力的恒定，有有利于掘进沉沉降的控制；；盾构掘进施工工主要模式三、盾构施工主要要技术平衡掘进模式式平衡模式掘进进的优点：平衡模式是盾盾构机最常用用的掘进模式式，盾构利用用土仓渣土压压力平衡开挖挖面的地层压压力，使盾构构周围的土体体基本保持在在原始的原状状土状态，确确保地表的沉沉降在规定的的误差范围内内以保证地面面建筑物和地地下管线的安安全。盾构掘进施工工主要模式三、盾构施工主要要技术平衡模式掘进进的风险：1、碴土改良不不佳：导致：：1）堵仓，刀盘盘阻力矩增大大不能转动，，土仓难以建建立压力。2）喷涌。3）刀盘泥饼及及土仓泥饼。。2、超挖导致地地表沉降。3、同步注浆不不足导致地表表沉降。4、土仓压力设设定失误导致致地表沉降。。5、刀具异常磨磨损损坏。6、刀盘磨损。。7、卡刀盘。8、卡盾。9、始发风险。。10、到达风险。。11、进仓作业风风险。12、主轴承密封封失效。13、铰接密封失失效。14、尾刷密封失失效。15、螺旋机卡转转、异常磨损损。16、中线超差。。17、盾构调向困困难等等盾构掘进施工工主要模式三、盾构施工主要要技术条件要求：车车站站台层结结构施工完成成的长度能够够容纳整机摆摆放的空间，，一般须75米。另外离离端头75米米左右处预留留出土口。地地面提供管片片堆放和出土土吊机行走的的场地。整机始发———指盾构机整整机均放在车车站底板上组组装并连接，，始发掘进时时整机整体向向前移动的方方式。始发阶阶段管片、材材料、渣土均均从出土口吊吊运。整机始发和延长管线始始发两种模式式盾构始发模式式三、盾构施工主要要技术始发和正常掘掘进阶段管片片、材料、渣渣土均从盾构构井吊运。施施工效率低，，费用高，在在没有整机始始发的条件时时才不得不采采用。－－延长管线线始发延长管线始发发模式：始发发时将后配套套车架放在地地面，主机吊吊放到井下，，通过主机和和车架之间的的延长管线提提供主机前进进的电、气、、液等动力。。待掘进约60环后，拆拆除延长管线线和负环管片片，将后配套套车架和连接接桥吊放到洞洞内和主机连连接，进入正正常掘进状态态。盾构始发模式式三、盾构施工主要要技术盾构始发模式式下面主要以整整机始发模式式下简介各道道工序三、盾构施工主要要技术车站结构要求求：盾构井吊装孔孔尺寸不小于于10.5×7.5m，满足盾构整整机始发车站站结构须完成成75m，离始发端墙墙约67～73m处设置盾构出出土井，尺寸寸不得小于6×3m。盾构类型高压电要求低压电要求日本系列（电驱动）10KV/项目所需容量10KV/380V-400kVA欧洲系列（液压驱动）10KV/项目所需容量10KV/380V-400kVA－－对车站的的接口要求水接口：提供供Φ50管径的施工用用水驳口电接口：盾构始发模式式三、盾构施工主要要技术端头加固软土地层不能能自稳，加固固一是保证始始发时围护结结构凿除后掌掌子面土体能够保持自稳，二是在盾尾尾进入洞门密密封装置前防止洞口地层层涌砂涌水。——加固目的盾构始发模式式三、盾构施工主要要技术端头加固——加固范围加固范围以包包裹盾构主机机并预留一定定的封堵渗漏漏通道的区域域为原则。结合上海、南南京、苏州等等软土地层的的加固实例，，加固范围确确定为隧道纵向方向为8m（到达端头9米），横向为为隧道轮廓线线外3m。。盾构始发模式式三、盾构施工主要要技术常用的方法有有：高压旋喷桩法法深层层搅拌桩法高压旋喷桩法法＋深层搅拌拌桩法冰冻法：垂直直冰冻和水平平冰冻两种——加固方法（工工法选择）——工法介绍端头加固盾构始发模式式三、盾构施工主要要技术——加固方法（工工法选择）——工法比较搅拌桩旋喷桩加固固费用较高，加固固时间6个月后强度过高不不利于掘进。但旋旋喷浆液可以有效效达到每个缝隙，，达到止水的效果果，在碰到小型障障碍物时搅拌桩无无法加固的盲区、、旋喷桩可以拟补补。均需占用地面面场地。冻结法施工因其良良好的防水性和强强度指标在富水地地层得到了较好的的应用。特别是水水平冻结加固、几几乎不用占用地面面场地。但后期融融沉的时间较长，，注浆作业和盾构构掘进干扰。另外外较旋喷和搅拌加加固，工期须增加加1个月左右。端头加固盾构始发模式三、盾构施工主要技术术——加固方法——旋喷＋搅拌方案介介绍主要采用深层搅拌拌桩加固，搅拌桩桩和围护结构之间间的间隙采用高压压旋喷桩补充。端头加固盾构始发三、盾构施工主要技术术——加固方法——旋喷＋搅拌方案介介绍搅拌桩桩径850mm，间距600，梅花形布置。旋旋喷桩桩径800mm，桩间距600mm，搭接200mm。搅拌桩桩位旋喷桩桩位端头加固盾构始发三、盾构施工工主要技技术——加固方法法——加固质量量要求加固后土土体的无无侧限抗抗压强度度＞0.5MPa，渗透系系数小于于1×10E-8cm/s编号检查项目标准检查方法备注1加固土体强度＞0.5MPa在每条隧道开挖线外侧2米施工2个钻孔取芯检查。取岩土芯进行抗压强度试验2加固体渗透性≤0.2立方/d不得漏泥砂在洞门范围上下左右及中心各施工钻孔1个，检查其渗水量。钻孔要打穿围护墙3加固体匀质性加固体均匀利用钻孔取芯进行检查现场判定端头土体体加固检检查方法法和标准准表备注：适适用于搅搅拌或旋旋喷加固固的土体体端头加固固盾构始发发三、盾构施工工主要技技术——加固方法法——水平冰冻冻法介绍绍在土体中中施工水水平冻结结管、在在冻结管管中循环环低温盐盐水，带带出土体体中热量量，使土土体在－－10摄氏度左左右，形形成防水水性好、、强度高高的止水水帷幕。。盾构在在冻结帷帷幕的保保护下始始发。端头加固固盾构始发发三、盾构施工工主要技技术——加固方法法——水平冰冻冻法施工工图片端头加固固冻结管盐水管路路盾构始发发三、盾构施工工主要技技术——加固方法法——加固质量量要求加固后土土体的无无侧限抗抗压强度度一般＞＞3MPa，无渗水水。编号检查项目标准检查方法备注1加固土体强度一般＞3MPa根据测温孔温度和去回路盐水温度计算理论计算2加固体渗透性无渗水在洞门范围上下左右及中心各施工钻孔1个，检查其渗水量。钻孔要打穿围护墙3加固体匀质性加固体均匀利用钻孔取芯进行检查现场判定端头土体体加固检检查方法法和标准准表备注：适适用于冰冰冻法加加固土体体端头加固固盾构始发发三、盾构施工工主要技技术——洞门门砼凿除除在检查端端头土体体加固满满足要求求后并在在盾构组组装后对对洞门进进行破除除第一步：：先凿除除围护结结构保护护层，并并将外层层的钢筋筋全部割割除取出出，并凿凿除至剩剩余内排排钢筋。。第二步：：待盾构构机始发发时抵拢拢掌子面面和到达达时盾构构机抵拢拢围护结结构时，，割除围围护结构构内层钢钢筋，再再开始掘掘进。盾构始发发三、盾构施工工主要技技术——始发发设施安安装——始发基座座安装始发基座座始发基座座（始发发架）起起导向和支支撑盾构构的作用。依依据隧道道设计轴轴线定出出盾构始始发姿态态空间位位置，然然后反推推出始发发基座的的空间位位置。并并固定牢牢固。盾构始发发三、盾构施工工主要技技术——始发发设施安安装——洞门密封封安装目的：防止泥砂砂或地下下水从洞洞门圈与与盾构壳壳体间的的空隙涌涌入盾构构工作井井内，影影响盾构构机开挖挖面土仓仓压力、、开挖面面土体的的稳定。。形式：采用折叶叶式压板板。盾构始发发三、盾构施工工主要技技术——始发发设施安安装——洞门密封封安装盾构始发发三、盾构施工工主要技技术——反力设施施安装反力架为为盾构机机始发时时提供反反推力，，在安装装反力架架时，反反力架端端面应与与始发基基座水平平轴垂直直。对反反力架固固定前应应按设计计对其进进行精确确的定位位。反力力架与工工作井结结构连接接部位的的间隙用用型钢垫垫实，以以保证反反力架脚脚板有足足够的受受力面，，负环砼砼管片紧紧靠在反反力架上上。以保保证混凝凝土负环环管片受受力均匀匀。——始发发设施安安装反力架负环管片片负环管片片后部型钢钢支撑盾构始发发三、盾构施工工主要技技术盾构机组组装步骤骤（1）后配套套下井（2）150T吊机和400T吊机进场场就位（（260T履带吊））。。（3）主机三三大件下下井。（4）主机井井底连接接。（5）后配套套和主机机管线连连接。——盾构构机组装装调试盾构始发发三、盾构施工工主要技技术——盾构贯入入加固体体洞圈砼凿凿除后，，盾构推推进刀盘盘进入洞洞门密封封装置，，切入土土体，出出土开始始正常掘掘进、并并逐渐增增加土压压，在刀刀盘出加加固区1环前将土土仓压力力设定至至理论土土压，正正常掘进进。盾尾进入入密封装装置一环环后开始始进行同同步注浆浆，及时时充填盾盾尾间隙隙。前3~5环采用凝凝结速度度较快的的浆液。。在刀盘盘推出加加固区前前用双液液浆封堵堵洞口，，防止密密封漏浆浆、漏泥泥。盾构始发发三、盾构施工工主要技技术——信息化施施工（监监测及信信息反馈馈）掘进期间间、测量量人员对对地表、、建筑物物、管线线布点进进行测量量，并及及时将测测量数据据反馈给给盾构施施工人员员，以便便根据监监测结果果及时的的调整土土压和同同步注浆浆等参数数。有效效得控制制地面沉沉降，保保证地面面环境的的安全。。盾构始发发三、盾构施工工主要技技术——始发注意意事项始发前组组织对始始发条件件进行验验收，验验收合格格后方可可进行始始发作业业。验收收内容主主要有以以下几点点：a、各项方方案已编编制并审审批，已已向工班班交底；；b、加固体体强度、、渗透系系数测试试满足设设计要求求；c、洞门、、控制点点已经三三方复测测并满足足施工设设计要求求；d、反力架架、始发发架结构构已通过过验算并并固定牢牢固；e、盾构机机等设备备到位并并通过验验收；f、各项物物资、材材料（包包括应急急物资））已到位位并已通通过质量量检测；；g、地表和和建筑物物/管线监测测点已布布置并取取得初始始值；h、沿线建建筑物、、管线已已调查并并制定了了相应的的保护措措施。盾构始发发三、盾构施工工主要技技术盾构掘进进——洞内掘进进出土程程序三、盾构施工工主要技技术——开挖面稳稳定性控控制土仓压力力大于水水压力及及土压力力之和，，地面隆隆起盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术土仓压力力小于水水压力及及土压力力之和，，地面下下陷——开挖面稳稳定性控控制盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术因此土仓仓内的土土压力应应与地层层压力和和水压力力相平衡衡。土压压平衡盾盾构开挖挖面的稳稳定由下下列各因因素的综综合作用用而维持持：①土仓内的的土压力力平衡地地层压力力和水压压力，②螺旋输送送机调节节排土量量；③适当保持持泥土的的流动性性，根据据需要调调节添加加剂的注注入量。。平衡模式式掘进及及建立土土仓压力力最基本本的要求求就是土土仓渣土土必须为为流塑状状态，流流塑状渣渣土实现现如下功功能：1）渣土能能够充满满土仓每每个角落落，以建建立压力力。2）渣土能能够像液液体一样样向各个个方向传传递压力力以实现现土仓压压力作用用到开挖挖面。3）渣土充充满土仓仓时刀盘盘仍能够够转动。。如果土土仓充填填石块达达到一定定程度时时，刀盘盘搅拌阻阻力将达达到刀盘盘不能转转动的程程度（称称为堵仓仓）。只只有流塑塑状的渣渣土才能能在其充充满土仓仓状态时时保持刀刀盘的转转动。4）流塑状状的渣土土才能保保证土压压传感器器提供的的压力数数据是真真实的。。5）流塑状状的渣土土对刀盘盘刀具的的磨损可可减低到到最小程程度。——开挖面稳稳定性控控制盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术——管片安装装管片地面面运输管片卸车车止水条粘粘帖管片井下下水平运运输盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术——管片安装装管片拼装螺栓紧固双轨梁运送管片螺栓紧固成型隧道双轨梁运送管片螺栓紧固双轨梁运送管片盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术建筑空隙随着盾构构的推进进，在管管片和土土体之间间会出现现建筑间间隙。为为了填充充这些间间隙，就就要在盾盾构机推推进过程程中，保持一定定压力（（综合考考虑注入入量）不不间断地地从盾尾直直接向壁壁后注浆浆，当盾盾构机推推进结束束时，停停止注浆浆。——同步注浆浆——原理盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术拌浆浆浆液运输输推进同步步注浆——同步注浆浆——工作流程程盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术——同步注浆浆——拌浆配合合比根据所处处土质、、施工环环境选择择适合本本地区的的浆液配配比。一一般来说说，要求求一天强强度大于于周围土土体强度度，2天强度大大于0.5MPa。浆液的参参考配比比如下：：(Kg/m3)水泥粉煤灰膨润土细砂水外加剂12535060540460根据需要适量加入在施工过过程中，，根据地地面监测测情况和和设备情情况对浆浆液的性性能进行行适当调调整，满满足不同同地层、、设备对对浆液性性能的要要求。盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术——同步注浆浆——拌浆质量量控制抗压试块制作浆液稠度监测盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术其中，—注浆量,m3

；

—盾构施工引起的空隙,m3；

—盾构开挖直径,m；

—预制管片外径.m；

—回填注浆段长度,m；

—注浆率的选择范围：

200%～250%

实际施工工注浆量量应通过过监测地地表变形形情况而而定。注浆量的的计算——同步注浆浆——拌浆质量量控制盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术——同步注浆浆——注浆压力力选择注浆压力力选择为为1.1～1.2倍周围水水土压力力，一般般选择0.3～0.5MPa，并根据据监测数数据、施施工情况况（隧道道埋深、、地面建建筑物特特点等））进行确确定和调调整。

盾尾注浆管盾尾浆液注入范围盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术——盾构轴线线控制盾构推进进千斤顶顶分为几几个压力力区，通通过改变变分区千千斤顶的的压力实实现盾构构的转弯弯或纠偏偏。盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术∆L——盾构轴线线控制盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术——施工流程程盾构掘进进三、盾构施工工主要技技术盾构到达达——端头加固固加固范围纵向向方向为9~12米，竖向方向向为隧道轮廓廓线外3米。其余参数同盾盾构始发端头头加固。三、盾构施工主要要技术——施工组图盾构到达三、盾构施工主要要技术——指盾构机从A车站端头井始始发掘进完一一条单线（暂暂定左线）区区间隧道后在在B车站的端头井井内接收，然然后盾构机与与后配套系统统分离，主机机在接收井内内调转180°，后配套系统统则通过车站站铺设轨道为为盾构作业服服务，继续该该段区间另一一条单线（右右线）隧道的的掘进。出土土、管片下车车、砂浆搅拌拌等作业场地地仍在A车站进行。盾构调头——定义三、盾构施工主要要技术模式一：主机和后配套套同时调头，，即先将主机机在井内调头头，后配套车车架吊出后在在右线合适的的预留口下井井和主机连接接，进行正常常掘进。——调头模式优点：盾构施施工效率较高高。缺点：1、但对车站空空间要求较高高，有求标准准段完成的长长度至少不小小于120米（含施工渡渡线占用空间间），对车站站工期压力较较大；2、占用地面场场地：占用B车站地面场地地（车架须运运输80米左右）、另另外右线须预预留车架下井井的条件。盾构调头三、盾构施工主要要技术模式二：盾构机主机和和后配套车架架分段进行调调头，既先进进行主机的调调头，主机与与连接桥、后后配套车架之之间用延长管管线进行连接接，开始二次次出