盾构掘进中的关键技术以及事故处理对策以及预防方案

盾构掘进中的关键技术以及事故处理对策以及预防方案1．概述1．1工程概要1．2国内外类似工程实例介绍本工程中的主要课题为：高水压、长距离施工、高速度施工。这里介绍的施工实例除了与上述课题有关的实例外，也介绍了地下对接的实例。*资料1高水压的施工实例（水压在0.5Mpa以上）No工程名总长(m)最小曲率半径(m)最大上覆土(m)最大水压(Mpa)土质盾构外径(mm)机种有无铰接盾尾密封种类层数盾尾密封充填材料注入方法轴承密封1八王子城遗址隧道(第4)工程533.1603.51800.8以上块状砂岩5,050泥水有密封刷4机内注入多层卷边型4道2今井川地下调节池工程(第4)2,810130850.76固结淤泥和砂的互层12,140泥水有密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入多层卷边型4道3西梅田附近管线新铺工程第2工区1,49750660.7冲积粘土、砂、砂砾互层8,180泥水有密封刷4机内注入多层卷边型3道4扇岛盾构隧道(海上工区)新建工程520-600.66洪积层、固结淤泥、细砂(部分砾石)及冲积粘土9,100泥水无钢丝刷4从机内注入，刷间3室注入多层卷边型3道5扇岛盾构隧道(陆上工区)新建工程1,448800600.65洪积层、固结淤泥、细砂(部分砾石)9,080泥水无密封刷+聚氨酯3+1从机内注入，刷间2室注入多层卷边型3道6横滨市末广支线下水道工程1,803250650.62硬土4,680泥水无密封刷3从机内注入，刷间仅第1室注入多层卷边型3道7天保山冲盾构工程2,192100560.60洪积粘土3,050泥水有密封刷3从管片一侧注入中央轴承型式8西梅田附近管路新建工程第一工区1,80835650.60冲积粘土、砂砾的互层7,260泥水有密封刷3从机内注入，刷间2室注入多层卷边型3道9东京湾横断道路中央隧道木更津北2,4192,50016.3+(28)0.60成田层、人工地层14,140泥水无密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入多层卷边型4道10东京湾横断道路川崎隧道浮岛北2,8031,65017.7+(26.7)0.59冲积粘土、洪积砂土、洪积粘土及加固地基14,140泥水无密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入多层卷边型3道+单层卷边11东京湾横断道路川崎隧道浮岛南(1)2,8531,65017.7+(26.7)0.59冲积粘土、洪积砂土、洪积粘土及加固地基14,140泥水无密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入角密封+方形密封复数道+圆盘密封12东京湾横断道路中央隧道木更津南2,7752,500150.59粘性土、砂质土14,140泥水无密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入多层卷边型4道13东京湾横断道路中央隧道川人北(1)2,100-19.6+(28)0.59有乐町层、七号地层、成田层14,140泥水无密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入多层卷边型4道14东京湾横断道路川崎隧道川人南(1)1,800-19.6+(28)0.59有乐町层、七号地层14,140泥水无密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入多层卷边型4道15东京湾横断道路中央隧道川人南(1)1,751-19.4+(28)0.59DDM、粘土、砂质土14,140泥水无密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入多层卷边型4道16东京湾横断道路川崎隧道川人南(1)1,751-19.3+(28)0.59DDM、粘土、砂质土14,140泥水无密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入多层卷边型4道17上二支线新建工程(管路第一工区)2,01910059.60.57粘土、砂质土6,360泥水有密封刷4从机内注入，刷间3室注入多层卷边型3道+V形密封2道18梦州-舞州海底共同沟工程(2)562150450.57洪积粘土、冲积粘土、洪积砂、砂砾6,360泥水有3列密封刷，注聚氨酯3从机内注入，刷间仅第1室注入多层卷边型3道19新羽末广干线江崎支线下水道工程46890580.56固结淤泥和砂的互层3,780泥水有密封刷3从机内注入，刷间2室注入V形密封3道20新羽末广干线江崎支线下水道工程(3)4,43580580.55固结淤泥和砂的互层9,450泥水(球体)有密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入多层卷边型3道21东吴野幸浦下水道工程1,65020670.55混有浮石的固结粘土、微细砂3,280泥水(MSD)有密封刷3从机内注入，刷间2室注入角密封+方形密封复数道+圆盘密封22外郭放水路第2工区隧道新建工程1,920250520.55成田层群砂质土、粘性土12,140泥水有密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入角密封+方形密封复数道+圆盘密封23外郭放水路第3工区隧道新建工程2,592250520.55成田层群砂质土、粘性土12,040泥水有密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入多层卷边型4道24外郭放水路第4工区隧道新建工程1,235250540.55成田层群砂质土、粘性土12,040泥水有密封刷+紧急止水4+1从机内注入，刷间3室注入多层卷边型4道25横滨湘南线盾构工区1,76940560.55粘性土、砂、砂砾2,520泥水有密封刷3从机内注入，刷间2室注入角密封+方形密封复数道+圆盘密封26弥生町干线182(59)20540.54粘性土、砂、砂砾5,950泥水球体纵贯有密封刷3从机内注入，刷间2室注入角密封+方形密封复数道+圆盘密封27东花台泵站送水管(3)1,64290540.50洪积细砂、砂砾、淤泥5,370泥水无密封刷3从管片一侧注入多层卷边型3道28港北变电所附近新建工程(2工区2)1,16120530.50硬土、砂5,240泥水有密封刷3从管片一侧注入多层卷边型2道+单层卷边1道*资料2长距离施工的实例（总长度在2，500m以上）No工程名全长(m)盾构机外径(mm)水压(Mpa)到盘转速(rpm)掘进速度(mm/min)土砂密封安装直径(mm)土砂密封的转动距离(km)工法备考1东西联系天然气导管新建(木更津)工程9,0303,6200.550.6-2.8平均50-70650-泥水掘进中2东西联系天然气导管新建(东扇岛)工程9,0303,5900.60掘进中掘进中--泥水掘进中3春日井共同沟6,8004,7800.151.1302,6102,040土压4学园丰崎间管路新设工程(3工区)6,5005,7500.351.38601,7002,908泥水5神明-苏我共同沟盾构隧道5,3605,6200.27掘进中掘进中--泥水掘进中6学园丰崎间管路新设工程(2工区)5,0315,7500.501.3503,6201,488泥水7石冈隧道(第二工区)5,0004,0400.401.9-3.0平均451,4001,466泥水转速4档，U形密封4道，掘进中8新羽末广干线下水道（第3）4,4359,4500.540.65165,0502,831泥水9姬路线饰磨盾构工程4,1262,6900.133.2502,5202,091土压10东吴野幸浦线下水道4,0413,2800.88泥水11桑名地区洞道新建工程(工区4)3,9495,1500.251.18(30)732357土压12北干、秋间T(东)3,805半机械挖TEK-ECL13须磨浦污水干线(1)3,7493,0800.262(30)2,7202136泥水14关门海峡穿越管线铺设3,5932,3400.36310.52,0806,673泥水内周径1,030m15浪速-关目间光缆工程3,5503,690泥土压16春日井共同沟大泉寺工程3,3904,800泥土压17Pirika发电站新建工程土木部分3,3543,3300.201.9201,3611,361泥水18江户川-葛西光缆工程3,3072,930土压19山崎川右岸雨水干线下水道3,2873,4900.181.730620285.8泥水中间竖井进行刀头更换20中央污水干线工程3,2482,1300.303(35)1,9101671土压21学园丰崎间管路新设工程(4工区)3,2455,7500.551.3181,8002,7501,3122,004泥水22京滋线R24号东西线盾构3,2202,7460.02泥土压23上尾与野联系管路(3工区)3,2203,6000.171.46511,250362泥水24千里山田干线下水管渠工程3,1291,9400.12泥土压25楠味美共同沟3,0754,8900.140.96302,000618土压26大里右岸干线导水路2工区3,0402,480泥水27西广濑干线第3工区3,0062,1300.232301,8811184土压28热海市南热海干线管路工程33,0002,7200.405.3302,6004,329泥水29大阪-浪速网络光缆工程2,9623,2800.20泥水30淡路-大阪间光缆工程2,9553,840泥水31新鸣海雨水干线下水道2,9533,9400.02泥土压32那珂导水路水户隧道工程（1）2,9205,5200.38半机械挖33横滨干线共同工程区间盾构2,9134,0900.18泥水34东神奈川-小机企业间并设洞道2,9004,0900.291.17302,800994泥水35桑名地区洞道新建工程2,8975,1500.301.1217.93,9003,2001,6511,822土压36171号清水共同沟2,8804,430-掘进中掘进中600掘进中土压37东京湾横断道路(川崎隧道浮岛南工程)2,85314,1400.590.38平均307,2581,040泥水38地下放水路加美调节池工程2,8438,1300.15泥水39日本堤干线工程2,8404,7000.15泥土压40铁干线(1工区)2,8362,1300.092.660380147泥土压中央轴承构造*资料3宽管片的施工实例（宽度在1.5m以上）在国外，巴黎A86号环线东部隧道（法国）、绿心隧道（荷兰）、里昂公路隧道（法国）、威斯特-谢尔德顿隧道（荷兰）、第4艾尔贝公路隧道（德国）等工程中有管片宽度超过2m的事例。No工程名全长(m)管片宽(mm)管片外径(mm)管片种类工法备考1营团13号线高田A线工区工程1,2451,6006,600RC土压2东京湾横断道路中央隧道木更津北(1)2,4191,50013,900RC泥水3东京湾横断道路中央隧道川人北(1)及(2)2,1001,50013,900RC泥水4东京湾横断道路川崎隧道川人北(1)1,8001,50013,900通缝泥水5东京湾横断道路中央隧道川人南(1)及(2)1,7501,50013,900RC泥水6东京湾横断道路川崎隧道浮岛北工程2,8021,50013,900RC泥水7东京湾横断道路川崎隧道川人南工程1,7511,50013,900RC泥水8神田川环状7号线地下调整池(二期)盾构工程2,4971,50013,200RC泥水施工中9首都高速中央环状线新宿线SJ11(4)-SJ31(外环)2,6501,50013,050RC泥水DC、DRC、ST为120010中央环状线新宿线SJ43工区(1-2)隧道1,0401,50011,900RC泥水11SJ51工区-SJ53工区(外环)隧道2,0181,50011,800RC平板型泥土(气泡)12SJ51工区-SJ53工区(内环)隧道2,0201,50011,800六角形泥土13SJ33工区34工区(1)隧道1,5201,50011,360RC钢制泥水往返总长14平野川调节池1,6901,50011,300RC泥土压15SJ46工区(2)隧道工程1,1401,50011,220RC泥水16常新、加平隧道1,1541,50010,400RC泥水17常新、三轮隧道2,2191,50010,000RC泥水18常新、绫濑川隧道2,0561,50010,000RC泥水19常新、台东隧道1,2041,50010,000RC泥水20常新、南流山隧道6551,50010,000RC泥土*资料4地下对接工法的比较工法名称传统工法(同时使用冰冻法)机械式地下对接(贯入环方式)工法的概要图贴冰冻管贴冰冻管放射冰冻管贴冰冻管放射冰冻管从两侧盾构进行施工掘进时对接时掘进时对接时接收侧盾构机伸出侧盾构机管片贯入环贯入室盾构壳伸缩刀头刀头缩小刀头移出盾构壳盾构壳管片管片2次浇注混凝土贯入环伸入刀头移出施工顺序1．相互盾构机到达对接地点(确认钻孔以及修正掘进)2.第一次拆除机内设备3.搬入冻结设备并开机（从机内钻孔，使用面板冻结管）4.用测温管确认冻结范围5.第二次拆除隧道内设备6.结合部位的安装7.衬砌混凝土结合施工1．相互盾构机到达对接地点(确认钻孔以及修正掘进)2.将刀盘收到舱内3.推出贯入环4.压紧受压橡胶环5.盾构机内设备拆除6.衬砌混凝土结合施工工法的特征传统工法，业绩较多工法具有确实性可以适用于超大口径原则上不需要辅助工法对接工期短可以对抗高水压施工实际业绩东京湾横断道路直径14.14m、8工区水压6kgf/cm2横滨污泥工厂直径9.70m水压3kgf/cm2临海铁道大井町隧道直径7.26m水压3kgf/cm2中电新名火力电站天然气导管直径4.10m水压4kgf/cm2龟户给水所间送水管直径2.88mTubeshield工法水压4kgf/cm2本工程中的课题(大口径、大深度)工期如何缩短冷冻设备的组织安装冻结厚度的形成和维护管理贯入环、受压橡胶环的构造贯入环、受压橡胶环搬入现场和安装外圈环的支持方法如何在岩石条件下对应和对接1.3本工程的难点和特征1.3.1伴随着盾构施工产生的对已有结构物的影响本施工中，不光在武昌一侧及汉口一侧的工作井的位置处其上覆土厚度较低，而且存在有重要的建筑物，因此有必要讨论其对策。下面对讨论的流程以及对策等进行说明。（１）讨论的顺序盾构施工时对已有结构物的讨论顺序一般为如下所示的流程。即将施工结构物的规划、设计一般范围一般范围临近程度的判断一般工程需要注意范围或需要进行对策范围需要注意范围或需要进行对策范围设定已有结构物的容许位移和变形量讨论施工对策推测已有结构物的位移FEM分析计算等变形量NONO与容许值比较YES临近前测量YES（实施临近施工）监测计划（实施临近施工）施工监测管理NONO与管理值相比较追加施工对策YESYESNONO位移・变形收敛？YESYES结束（２）临近程度的划分和对策的内容临近程度的判断时要根据将要施工的结构物的施工方法、将要施工结构物和已有结构物的距离、已有结构物的规模、施工方法、形态以及机能和地质条件等综合进行考虑后来进行判断。临近程度的划分和对策的内容一般如以下表格的内容所示。临近程度的划分对策的内容区分内容一般范围（Ⅰ）新结构物在施工时不会对已有结构物产生位移、变形上的影响的范围。一般来说不需要采取特别的对策。需要注意范围（Ⅱ）新结构物在施工时一般可认为对已有结构物不产生位移、变形上的有害影响，但个别会产生影响的范围。原则上在新结构物施工中从该施工上进行对策处理，推测已有结构物的位移和变形，与容许值进行比较，根据比较的结果和实际的状况来实施合适的对策。另外，为了能安全顺利地施工，需要对已有结构物、周围地层以及包括临时结构物在内的新结构物的响应进行监测和管理。需对策范围（Ⅲ）新结构物在施工时将使已有结构物发生位移、变形等有害影响的范围。对新结构物在施工中必须采取对策措施，同时推测计算已有结构物的位移和变形量，并将其与容许值进行比较后，讨论其影响程度，实施对策方法。同时为了能安全顺利地施工，需要对已有结构物、周围地层以及包括临时结构物在内的新结构物的响应进行监测和管理。盾构工法产生的地表面沉降、周围地层的变形、位移的原因一般来说有以下几种。掘削面的塌方导致空隙的产生壁后注浆（过多・过少）盾构推力过大固结沉降竖直土压力的减少例如，《地下输电线土木工程中的结构物临近设计、施工指南》（社团法人日本隧道技术协会）中，对于新结构物施工时的盾构工法，如果临近结构物是扩展基础、沉箱、桩基础的情况时，其范围规定如下图所示。新结构物采用盾构法施工时已有结构物为直接基础、沉箱和桩基础的情况下的影响范围a：需采取对策范围（Ⅲ）：由①和②来决定的范围ｂ≦B2、ｆ≧0ｂ≦max（3B2、10m）、ｆ≧（b-B2）・tan（45°＋φ/2）＋Df1b：需注意的范围（Ⅱ）：由①和②决定的范围中除去（Ⅲ）的范围b≦２B２、ｆ≧0ｆ≧（ｂ-2B2）・tan（45°＋φ/2）＋Df1c：一般范围（Ⅰ）：（Ⅱ）和（Ⅲ）以外的范围（３）临近施工的对策措施在选择临近施工时的对策措施时，要对其施工难易性、安全性、工期和经济性等进行综合评价，选择最为合适的对策方法之后，还有必要和已有结构物的管理者进行充分的协商。就对策方法来说，其主要目的是对伴随着新结构物施工产生的变形等的传播进行抑制，考虑到临近结构物的对策主要可以分成如下所示的三大类别。注浆法地基加固・改良注浆法高压旋喷法高压旋喷法冰冻法冰冻法泥水固化法泥水固化法搅拌桩墙工法地下连续墙工法钢管板桩工法钢板桩工法隔离保护法搅拌桩墙工法地下连续墙工法钢管板桩工法钢板桩工法注浆工法注浆工法高压旋喷工法高压旋喷工法冰冻法冰冻法泥水固化工法泥水固化工法管棚法管棚法通过加墙、补桩等加固直接加固对已有结构物通过加墙、补桩等加固直接加固加固托换工法用锚杆、拉杆加固托换工法用锚杆、拉杆加固在通过与结构物的拥有方、管理方进行协商以后，从上述工法中，选择最为合适的工法。＊参考资料：临近施工工程中不同管理部门的容许值、管理值的例子（日本的例子）尽管容许值和管理者的最终确定要和各管理部门进行协商，作为参考，这里列出在日本各管理部门的容许值和管理值。已有结构物容许量管理值用途企业形式铁路轨道国有铁路部门营团地铁大阪市交通局名古屋市交通局新干线高架桥〃高架桥〃高架桥桥台架道桥桥台、桥脚桥台、桥脚轨道〃〃〃隧道架道桥（桩基础）隧道地铁地下结构地铁地下结构相对竖直变形5mm水平变形3mm竖直变形3mm柱沉降量3mm柱相对沉降2.3mm沉降10mm倾斜3分20秒竖直变形沉降·隆起±10mm沉降10mm竖直变形±5mm沉降9mm±3～5mm2.4mm水平变形5mm竖直变形±20mm倾斜1度沉降、隆起±20mm/日竖直9mm/日5mm/日水平7mm/日4mm/日沉降8mm倾斜80秒沉降5mm倾斜180秒道路建设省陆桥（旱桥）（桩基础）桥脚（桩基础）陆桥（桩基础）拱桥桥台桥脚（桩基础）水平变形10mm竖直变形30mm沉降13mm不均匀沉降8.7mm竖直变形±50mm水平变形±37mm倾斜±160秒沉降±17mm变形±25mm±120秒±15mm±20mm建筑物钢结构钢筋混凝土5F钢筋混凝土板式基础9F地下3FRC扩展基础大楼RC3F、4F货物楼RC、8F家庭沉降5mm沉降5mm拱构件1/300～1/500倾斜±160秒标准值15mm最大值30mm绝对沉降量2～3mm变形角(1～2)*10-3rad相对沉降量225cm±120秒其他东京电力东京煤气防水路隧道竖直变形+20～-40mm沉降20mm沉降4mm1.3.2出洞、进洞等的涌水对策在密闭型盾构工法中，盾构在出洞始发、进洞到达的时候，由于掘削面全面敞开，是最不稳定的状态。从以往的施工事例来看，也往往是在这个时候容易引起地层沉陷、控制方向出现异常等重大的灾害。特别是需要注意的是“涌水对策”，在施工中要特别注意地基加固、出洞进洞的顺序等，密切监视挡土墙的状况，建立起一旦发生异常情况可以迅速进行处理的管理体制。对具体的注意事项进行了整理，如下的流程图所示。注意点出洞时・进洞时注意点连续墙施工、构筑施工・存在有设想的地层条件和实际偏差的可能性→・存在有设想的地层条件和实际偏差的可能性→实施原位地质调查・钻孔角度的确认→利用测斜计等・硬化材料的吐出量→异常时停下来检查・提升速度是否妥当→确认确实的加固地基加固施工洞口设置出洞台架设置组装盾构机临时管片拼装盾构机试运转・制定充分的拆除方案和涌水对策。（需要采用根据钻孔取样来确认加固效果等十分致密的方案）・拆除挡土墙的时候不能产生大的震动。・制定充分的拆除方案和涌水对策。（需要采用根据钻孔取样来确认加固效果等十分致密的方案）・拆除挡土墙的时候不能产生大的震动。临时墙（挡土墙）拆除盾构机出洞或进洞掘削面加压（或减压）盾构机出洞或进洞掘削面加压（或减压）掘进・掘削面加压时，监视洞口衬垫的状况（有无翻开・断开）同时监视加压管的动作情况・充分监视推力，不能勉强推进，设定合适的掘进速度（1~5mm/min左右）・由于泥水压力会在挡土墙或洞口衬垫上施加过大的力，对泥水压力的管理将其控制在形成泥水循环所必须的最低限度。・在通过高压旋喷工法加固的区间时，加固后地基的碎片会阻塞管道，因此要进行清洗的循环。・进洞时到达隔墙内时，必须确认有无漏水、涌水后才能进行解体。在出洞・进洞时，正如上述的流程所示，各个阶段都要制定充分的方案，并进行确认，但是需要特别注意的是漏水、涌水有关的对策，当方案计划和施工措施不当时，往往引起大的灾害。有关“涌水对策”，引起漏水、涌水的往往是地基加固效果不好，或者挡土墙的质量不好等。因此有必要从地层调查开始到挡土墙施工、地基加、加固效果检查等制定一系列的细致的方案。必须检查的项目列表参看另外的表格。1.3.3与盾构机相关部分本工程中使用的机器为外径超过11m的大断面盾构机，1个工区的掘进距离也超过了2km。预计掘进距离的一半左右将在长江底下，从出洞到进洞位置的全区间上覆土较薄，因此在盾构机的掘进过程中，要求进行慎重细致的掘进管理。尤其是在穿越河流时，因为是在高水压下的掘进，要求盾构机的密闭性能好，必须设计成为耐高水压。另外在高水压的条件下进行更换刀头以及清除障碍物等作业时，由于人必须进出舱内，存在有一定的危险，因此设计时尽可能选用不进行这些作业也可以的类型。因此，在选择盾构机的类型规格时，选择在掘进途中不需要更换的规格，同时采用前方探测装置对掘进面前方的状况进行预测。本工程中使用的盾构机具有以下的特点。大断面盾构机长距离掘进高水压下具有耐久性不需更换刀具掘削面前方的探测2．与盾构掘进有关的关键技术2.1盾构机掘进前的施工准备在TBM组装之前，先进行始推台架・出洞口・反力墙的设置工作。（其中有一部分是与TBM组装同时作业）这次，初期掘进时管片的搬进从开挖一侧来进行。始推洞口作业始推洞口作业ＴＢＭ出洞台架的设置ＴＢＭ出洞台架的设置反力墙设置反力墙设置ＴＢＭ搬入竖井・组装ＴＢＭ搬入竖井・组装初期掘进准备图掘进准备工作的要素和施工流程图掘进准备工作的要素和施工流程主体工程施工的时候，不光武昌一侧的始推时是这个流程，在汉口一侧从回转工作井出发进行始推时，也采用同样的施工顺序。临时隔墙图掘进准备工作概要出洞口始推台架管片搬入临时管片反力墙ＴＢＭ地基加固临时隔墙图掘进准备工作概要出洞口始推台架管片搬入临时管片反力墙ＴＢＭ地基加固（1）始推台架的设置工作竖井施工到底板后，浇筑底板混凝土，在底板混凝土上组装钢材结构，从而设置始推台架。始推台架一方面作为盾构机的机体安装时的底部基础使用，另一方面在始推时作为盾构机就是在这个台架上向前推。工作井的底板混凝土和始推台架一块作为始推时的基础，因此其设置的位置、高度等的精度要求很高。承台则要保证始推时不能有错动，需要固定牢固。3030°30°承台TBM图始推台架的概要图图始推台架的概要图（2）反力墙的设置反力墙在TBM始推时提供支持力，在初期掘进的时候使用（即到光靠管片的摩擦力就可以得到所需的反力为止）。本次的始推，由于管片是从开挖部分的开口处向里搬，尽管反力墙可以由直接受压壁来进行修建，为了保持真圆度，使用钢材进行墙体构筑，将其与直接受压壁的混凝土、底板混凝土固定好（即与承台连成一体）。反力承受部反力承受部临时组装管片图反力墙的概要图（3）始推洞口施工始推出洞口施工是为了防止在TBM进行推进时从TBM的外轮廓和管片的间隙处向工作井内漏进地下水、土砂、壁后注浆材料而实施的施工措施。在始推出洞口的临时墙的内侧，按照下图所画设置止水装置（洞口衬垫）。该衬垫为混凝土结构，在浇筑混凝土时，设置衬垫的框架，待混凝土硬化后，在框架上安装橡胶材料，固定好。另外，在掘进时为了将被压缩的内部空气排掉，需要设置空气排出管。（这个空气排出管以后可以用作注浆孔以保证该连接部位的密闭性能）。洞口衬垫洞口衬垫洞口铁件推板（活板）空气排出管洞口铁件推板（活板）洞口衬垫混凝土地层侧洞口侧面图図発進坑口概要図（图洞口衬垫概要图2.2盾构掘进阶段的施工初期掘进的准备工作地基加固后，进行TBM的组装、试运转。当到达可以进行掘进的状态时，进行以下的准备工作后开始进行掘进。TBM搬入・安装TBM搬入・安装设置临时管片设置临时管片拆除临时墙拆除临时墙进行初期掘进进行初期掘进图始发准备工作的要素和施工流程（1）始发部位地基加固施工在TBM的始发位置掘进之前，已经施工有兼作基坑开挖时的挡土结构的临时墙壁。一般的始发顺序为：TBM安装→拆除临时墙→TBM推进但这时将临时墙拆除而形成掘进用的开口时，会使前方地层成为一时的无支撑的开放状态。同时，始推的最初，由于在掘进面上不能加上泥水压力，而可能会导致开挖地层的稳定状态遭到破坏，从而导致地层塌方。为了防止出现上述情况，需要事先对始发部位周围的地层进行加固，使得地层可以自立。加固的必要范围为在可以向地层施加适当的泥水压力从而保持掘进面地层稳定之前的部分，要做到能防止地层塌方和地下水渗入来确定加固范围。决定加固范围以及选用的加固材料（施工方法）时，有必要对地层的地质条件和状况，地层强度、地下水的状况等作调查，然后据此来决定。但对本次施工，根据目前获得的有关地质信息以及在日本施工的实际成果，决定采用高压旋喷搅拌工法加固。施工从地面上进行实施。始推时的保护注浆，不光在武昌一侧的始发基地部位进行，在从汉口一侧的回转工作井进行再次始发推进时也要采用同样的方法进行保护。另外，根据地质条件的不同，有可能有地下水渗漏而诱发大规模的地面沉降的地区，对于这些地方，不光施以上述的高压旋喷搅拌以外，还要同时采用注浆的方法以提高防水性能。下一页以后，插入地基加固施工图下一页以后，插入地基加固施工图（2）临时管片的设置由于要将推进千斤顶的推力向反力板传递，因此在推进的同时需要按顺序组装临时管片，放置在千斤顶和反力板之间。临时管片在切实将TBM的推力传递到反力板的同时，为保证在其后进行拼装的正式管片的拼装精度，需要确保其真圆程度和正确的位置。另外，在推力的作用下使其不至于产生移动，需要将其牢牢固定在承台上。临时管片在初期掘进完成后拆除。（3）临时墙拆除拆除临时墙的工作，需要在完成始发部位的保护注浆效果试验（钻孔），并确认其加固状况完好后，再进行。在始发部的圆形洞口部分（洞口衬垫部位）设置施工脚手架，从上往下按顺序拆除。在开口部位按顺序设置简易支撑保护地层。万一地基加固不充分，而担心有地下水流进来的时候，马上用喷射混凝土等将其堵塞好，从洞口开始进行追加的地基加固，使其具有充分的防水效果。2-3初期掘进施工初期掘进施工的施工流程如下。临时管片设置拆除临时墙临时管片设置拆除临时墙初期掘进准备工作TBM推进TBM推进舱内填充泥水舱内填充泥水TBM始发进入地基加固范围内TBM始发进入地基加固范围内增大泥水压力TBM推入地层内增大泥水压力TBM推入地层内TBM进入洞口内TBM进入洞口内开始壁后注浆开始壁后注浆TBM一直推进到完成初期掘进TBM一直推进到完成初期掘进图初期掘进的施工流程（1）初期掘进施工始发洞口的临时墙拆除完后，迅速开始初期掘进的工作。（a）初期掘进长度的讨论决定初期掘进的长度时，需要在讨论以下几点后来决定。可以收纳后方设备（列车）的可能的长度管片和地层间的周边摩擦力大于TBM推进反力时所需的长度确认后续台车的长度后可变更地上重要的结构物的位置确认后续台车的长度后可变更以及周围地层的状况根据本工程的实际，预先决定采用53环（79.5ｍ）。掘进采用昼夜施工。（b）泥水压力的讨论初期掘进时，洞口部位（洞口衬垫）的止水性能不可能做到万无一失，另外，地基加固部位当泥水压力过高时会使得加固部分破坏，而导致泥水喷发出去，引起加固效果降低，从而可能对地面产生恶劣影响。尤其是对于加固部位，由于经常产生由盾构机的推力或推进方向的变化而引起泥水压力快速上升的情况，有必要十分小心注意。为此，可在掘进开始时设定一个较低的泥水压力，然后一边观察掘进的状况和周围地层的状况，慢慢地提高泥水压力，直到达到预定的压力。当在提高泥水压力时，必须非常慎重地进行壁后注浆，注意确认不漏水。同时，在始发部位由于上覆土较薄，在设定泥水压力时要注意不产生往地面上喷发。另外，送入的泥水和排出的泥水的特性（比重、粘度、含有砂分的比率等）要进行测定和比较，从而尽早把握合适的泥水配合比，这一点也很重要。（c）初期掘进时的注意事项初期掘进时，由于机械的状况，地层的状况等有很多未知数，同时操作人员、施工人员等的技术或者机器的习惯性方面可能会有不足，因此必须进行慎重的施工作业。另外，为了正式掘进的目的，需要收集各种信息。初期掘进时的注意事项有：TBM以及管片和洞口衬垫间的密闭性能的确认TBM的特性的把握（推力和掘进速度、千斤顶的选择及姿势控制）适合于反力板的承载力的推力的确认掘进面泥水压力合适程度的把握对应于地层，加送的泥水的特性（比重、粘性、砂分的含有量）是否合适的确认送排泥水特性的把握（逸泥水、干砂量、排泥浓度及其他）地层物理特性的确认（钻孔数据中颗粒径组成、空隙水压的检查）TBM承台扭矩反力制动器的切断TBM通过洞口部位后衬垫的状态以及空隙充填状况效果的确认管片高度的保持（管片从盾尾脱出时的掉下防止措施）反力承台・洞口衬垫以及洞口混凝土等部位的泥水渗漏情况，裂缝状况的观察泥水压力的管理掘进速度、方向的控制地表面的变化（泥水的喷发、沉降等）基坑挡墙和管片连接处的壁后注浆TBM掘进施工作业的熟练化等等。d）正式推进前的准备工作在规定的初期推进长度达到后，将推进工作暂时停顿，为正式推进进行准备工作。准备工作需要2个月的时间，细致观察TBM停顿位置的地面状况、地层的状况，掘进面地层的塌方情况等，为使重新开始推进不发生事故，进行详细管理。万一可能出现恶劣影响时，将停顿的位置调整到较为稳定的地层中，或者采取适当的措施进行掘进面的保护。下面显示初期推进停顿后正式推进准备工作的顺序。完成初期推进洞口防水注浆拆除反力墙拆除临时管片拆除TBM承台设置正式掘进施工用底板后续设备安装准备轨道延长后续设备（台车）下井配线・管道・试运行附属设备・安全设备准备正式推进图准备工作流程图2-4江堤下进行掘进时的施工武昌一侧和汉口一侧均有2D左右的上覆土，土质尽管在掘削部分为冲积粉细砂，但从土质的物理力学参数、透水系数等来看，并非是易于发生塌方的地层，因此只要进行通常的掘进管理，不会有大问题。2-5长江底下的掘进施工掘削地层避开了卵石层，跟上述一样，为冲积粉细砂层，不容易发生塌方等破坏。在掘进时只要进行通常的施工管理，不会有问题。尽管水压力很大，最深部位有0.5-0.6Mpa，但正如1-2的施工业绩所说明的，在上述的水压力下，盾构机可以完全应付，同时就所使用的管片来看，本次使用的垫圈具有很好的防水性能，不会有大问题。2-6进洞掘进施工TBM施工中，进洞部位由于可能会发生涌水事故，是最危险的施工环节。在施工时必须考虑周密，慎重进行。本施工中，在进洞部位设置钢制的临时隔墙，以防万一。另外，盾构刀盘部到达该钢制临时隔墙时，使机体前方的加压式衬垫启动，进行充分地防水。进洞保护施工进洞保护施工临时隔墙加压式衬垫高压旋盆加固注浆进洞临时墙(钢制)支撑图进洞概要图ＴＢＭ临时隔墙加压式衬垫高压旋盆加固注浆进洞临时墙(钢制)支撑图进洞概要图ＴＢＭ（1）进洞流程（（到达汉口一侧竖井时）进洞部位地基加固进洞部位地基加固设置加压管TBM进洞掘进设置加压管TBM进洞掘进拆除临时墙(连续墙)拆除临时墙(连续墙)设置钢制隔墙确认位置设置钢制隔墙确认位置TBM进入地层加固领域内降低泥水压力排出舱内泥土TBM进入地层加固领域内降低泥水压力排出舱内泥土TBM进洞・加压衬垫启动TBM进洞・加压衬垫启动加压衬垫在碰到机器前身处时停止动作管片外周注浆防水管片外周注浆防水ＴＢＭ外周注浆防水拆除进洞处临时钢制墙拆除进洞处临时钢制墙设置TBM台架设置TBM台架盾构推进盾构推进直到预定位置停止直到预定位置停止洞口防水施工洞口防水施工TBM解体・搬出TBM解体・搬出*2台盾构机，按照同样的顺序图进洞施工的顺序流程图进洞施工的顺序流程本页后插入进洞施工的顺序图

（2）进洞保护施工作业本页后插入进洞施工的顺序图TBM接近接收竖井时，考虑到可能会对周围结构造成影响，或者从挡土墙背面以及口衬垫处向外喷泥水，就不能施加足够的泥水压力，从而导致掘削面的不稳定。另外，当盾构机的头部掘进到洞口处的临时墙壁内时，从盾构机的外轮廓和洞口间的孔隙处可能有地下水的流出，由于对该部分进行事后处理非常困难，因此有必要在盾构机到达前对进洞部位周围进行保护施工。进洞保护施工时，为确实进行地基的加固和防水，需要在进洞墙壁的背面施加高压旋喷加固，并在进洞时可以将整个盾构机全体包围的范围内进行防水注浆处理。进洞保护施工进洞保护施工注浆高压旋喷加固图进洞保护施工概要图ＴＢＭ注浆高压旋喷加固图进洞保护施工概要图ＴＢＭ下一页以后，插入地基加固施工图下一页以后，插入地基加固施工图（3）进洞洞口施工进洞竖井里面，在TBM进洞处的挡土墙上设置洞口。洞口施工主要是为了在进洞时防止从挡土墙和TBM或者管片之间的间隙向竖井内渗漏土砂、地下水以及壁后注浆材料，确保进洞的安全为目的。图中显示进洞洞口施工的流程。主体在施工连续墙时事先预埋进去安装加压管的铁件主体在施工连续墙时事先预埋进去安装加压管的铁件拆除临时墙（连续墙）拆除临时墙（连续墙）设置钢制隔墙设置钢制隔墙结束结束图进洞洞口施工的顺序下页显示结构上的概要。（4）进洞掘进施工TBM在贯入到地基加固领域内后，将泥水压力逐渐降低至泥水循环所必须的最低压力。然后一边监视挡土墙的变形一边以缓慢的速度推进到预定的位置。在挡土墙前面停止推进后，从TBM机内的注浆管和管片补浆孔处进行防水注浆，以防止从TBM以及管片和加固后的地基之间的空隙里向外漏地下水。注浆结束后，将舱内的泥水排出。（5）临时墙壁的拆除临时墙壁的拆除，在TBM和管片外周的防水注浆的效果确认试验完成后开始。在进洞处的圆形洞口部位设置作业用的脚手架，拆除作业从上部开始进行，每一层脚手架高度范围分成7部分进行拆除，拆除后立即加上简易的挡土结构，重复该过程一直到下部。拆除时出来的废弃建材等进行搬出时，人力进行装车，用吊车搬出。（6）ＴＢＭ推进施工临时墙拆除后，构筑隔墙塞子，内部用水充填。将TBM往前推，直到隔墙内。这时，启动加压式管道，另外，在TBM的背后按顺序进行壁后注浆，确实防止地下水的流入。在必要的时候，从盾构机内进行注浆，以保证万无一失。舱内进行排土，确认防水效果后，拆除隔墙，设置移动回转台架（或者进洞台架），在使加压式管道产生动作的情况下，将TBM推到移动回转台架的位置。2-7正式掘进施工正式掘进施工用的设备准备好后，经过试运转后确认没有异常情况，就可以开始进行正式掘进施工。（1）正式掘进流程下面为掘进的顺序。中心、高程净空冲程检查中心、高程净空冲程检查测量测量拼装管片拼装管片选定推进千斤顶选定推进千斤顶决定管片拼装方案停止决定管片拼装方案停止后方回绕管后方回绕管用电瓶车搬入后方回绕管用电瓶车搬入后方回绕管确认启动泥水处理设备开机确认启动泥水处理设备开机停止千斤顶停止千斤顶停止刀盘泥水压力确认向掘进面送泥泥水压力确认向掘进面送泥冲程确认确认是否下沉确认是否回转冲程确认确认是否下沉确认是否回转确认后续台车的状况掘削完毕确认是右还是左转转动刀盘掘削完毕确认是右还是左转转动刀盘干砂量、泥水压力、偏差流量检查排泥量等干砂量、泥水压力、偏差流量检查排泥量等掘进对注浆量・注浆压力的管理对注浆量・注浆压力的管理壁后注浆壁后注浆图正式掘进顺序流程

①后方回绕管的运转掘进面处管片拼装完成后，伸缩管、轨道、电源电缆等可以向前推进时，启动液体输送泵，使后方回绕旁路进行运转。回绕管的运转，可以控制送排泥水的压力及流量使其达到设定值。②泥水处理设备运转在液体输送设备开始运转后，启动泥水处理设备等各种设备。③向掘进面送泥后方的回绕管停止运转，将泥水送至前方掘进面的刀盘处的舱内。④搅拌装置、刀盘的旋转确认送泥压力和流量指示针后，将搅拌装置和刀盘启动进行旋转。（刀盘的旋转方向由TBM机器旋转姿态来判定）⑤掘进TBM运转、液体输送动作等相互联系配合，开始进行掘进施工。⑥掘进完成千斤顶的冲程确认后，尽量在掘进完成的时刻进行管片拼装，停止千斤顶并停止刀盘旋转。送排泥的密度达到同一值时，将掘进面的送泥切换到后方的回绕管，停止搅拌装置旋转。在泥水处理设备对泥水物理特性进行调整后，停止送排泥的泵，并停止液体输送设备。（2）掘进管理泥水式TBM在进行掘进时，需要对以下的项目进行综合管理，保证推进对周围地层的影响最小。泥水式TBM中，TBM（盾构机）、流体输送设备以及泥水处理设备是作为一整套完整的系统来实施综合管理。①掘进面稳定管理・最合适的泥水压力管理的设定・泥水的性状管理（比重、粘性、砂分的含有率）・掘削土量的管理②TBM姿势控制管理③壁后注浆管理泥水式TBM掘进管理的流程如图所示。理论掘进面水压的计算泥水式TBM的掘进管理流程理论掘进面水压的计算运转条件的决定运转条件的决定・设定掘进面压力管理值・排泥量、泥水管理值的设定・设定壁后注浆量及压力开始壁后注浆开始壁后注浆TBM运转选择TBM千斤顶的模式TBM运转选择TBM千斤顶的模式是否注入了计划的量？是否注入了计划的量？压力管理压力管理是否为舱内压力设定值を示しているか？变更送排泥泵的流量・送泥泵转速的增减：掘进面水压变更送排泥泵的流量・送泥泵转速的增减：掘进面水压・排泥泵转速增减：掘进面水压ＮＯ是否达到了计划注浆压力？是否达到了计划注浆压力？ＹＥＳＹＥＳ土量管理土量管理排土量是否在管理值内？ＮＯ变更送排泥流量ＮＯ变更送排泥流量壁后注浆完毕壁后注浆完毕ＹＥＳＹＥＳＥＮＤ运转完毕ＥＮＤ运转完毕拼装管片拼装管片规划线形的确认规划线形的确认重要结构变形的监测（一直）・沉降量・倾斜量・其他的变形地上路面变形测量・掘进面位置：１日１次・通过部位：１周1次重要结构变形的监测（一直）・沉降量・倾斜量・其他的变形地上路面变形测量・掘进面位置：１日１次・通过部位：１周1次（施工完成后1个月内）隧道内测量（1方向1次）・变更TBM千斤顶模式・变更掘进面水压・变更壁后注浆量及压力自动测量（掘进中一直进行）・TBM・方位角・盾构下沉及旋转下一环掘削时・TBM以及管片下一环掘削时・TBM以及管片・水平方向位移・垂直方向位移是否满足管理基准值？ＮＯＮＯＹＥＳＥＮＤＹＥＳＥＮＤ（3）掘进面的稳定管理和监测泥水式TBM在掘进时，正如已经在掘进管理的部分所提到的，掘进面的稳定管理是控制推进对周边地层的影响，并使其最小，该项管理是非常重要的一环。掘进面的稳定管理时涉及内容为：・最合适的泥水压力管理的设定・泥水性状的管理（比重、粘性、砂成分的含有率）・掘削土量的管理管理时在设置管理值的同时，跟随着掘进过程，不断测量监测泥水性状、掘削土量的变化，以及地表面的随时间变化的情况，并将这些信息反馈，时刻修改或重新设定管理值，使得这些管理值是最为合适的，从而进行综合的管理。（4）监测项目监测管理项目如下述所示。表监测管理项目管理项目监测值备考切羽安定管理掘进面压力送泥水压力排泥水压力送泥流量电磁流量计排泥流量电磁流量计送泥密度γ线密度计排泥密度γ线密度计送泥泵转速送泥泵压力排泥泵转速排泥泵压力换算的掘削土量由各种量测值自动计算千斤顶推力千斤顶顶进速度刀盘转速刀盘扭矩泥水比重泥浆平衡测定器泥水粘性漏斗粘度计泥水砂成分含有率上述项目的监测管理中除了一部分的数据以外，TBM、流体输送设备、泥水处理设备以及壁后注浆设备等各设备和中央监视室、工地办公室等之间由LAN进行连接，根据电脑系统，可以及时掌握到掘进、姿态控制、壁后注浆等信息，并进行分析，并时刻用自动管理系统将推进管理置于最佳状态之下。另外，下述的项目也得到记录。①后续台车的拖动荷载②TBM的停止时刻和停止时间③刀具交换的位置④管片拼装的时间⑤遭遇地层的状况⑥异常情况时或遇到特殊情况时的记录（5）泥水管理泥水式盾构机的长处为，可以将掘进面周围地层在任意的设定压力下进行均一化，从而可以进行均匀的掘削施工。要想使借助泥水使得掘进面保持稳定，有必要形成不会向掘进面外溢出的良好的泥膜。因此通过对泥水压力以及其物理性能的适当的管理，就可以达到地下及地表面位移最小的施工效果。在泥水式TBM的施工中，对于泥水的管理，主要有以下两项。（１）泥水压力的管理（２）泥水性状的管理泥水压力的管理，要根据初期掘进时的掘削土量、TBM停挖时的土压和地层变形等各种监测结果，建立一套最为合适的掘进管理方法。另外，正式掘进时也根据同样的监测结果，必要时对管理值进行修正。（１）泥水压力的管理a.泥水压力的计算一般来说，TBM的掘削面处产生的土压力，根据地层的条件、施工的状况等的不同而不同。掘削面处的地层在掘削前由于静止土压力而保持平衡，在掘削面受到扰动后则逐渐接近主动土压力。本来，泥水压力是为了防止掘削面的地层变形而应该将其设定为地层中的初始应力（静止土压力），但是当泥水压力过高时，会导致泥水溢出、喷发等危害，因此只要掘削面保持稳定，地层也不发生沉降的情况下，有时会将泥水压力设定成比静水压力稍微低一些。因此实际上，设计泥水压力（静止土压力）比实际实施的泥水压力大的情况比较多。设计泥水压力可采用下述的基本公式计算。Ｐ＝γＷｈ０＋Ｋ{γｔ（Ｈ－ｈ０）＋γＳｈ０}＋变动压力（20Ｋ㎩）Ｐ：设计泥水压力γＷ：水的单位体积重量ｈ０：水头Ｋ：土压系数γｔ：地层的湿润单位体积重量Ｈ：上覆土厚度γＳ：地层的水中单位体积重量ＧＬＧＷＬＰ＝Ｐ０＋20Ｐ０＝γＷｈ０＋Ｋ{ＧＬＧＷＬＰ＝Ｐ０＋20Ｐ０＝γＷｈ０＋Ｋ{γｔ（Ｈ－ｈ0）＋γＳｈ０}ｈ０ＨＴＢＭ中心泥水压力地层压力泥水室泥水室ＧＷＬＧＬＧＷＬＧＬ图泥水压力的计算图掘削面的泥水压力最少要跟主动土压力+孔隙水压力维持相等。另外，掘削面的过大压力会导致地层鼓起，为防止这一现象要保证使泥水压力不超过被动土压力和孔隙水压力的总和。因此，需要把下述式子：上限值＝静止土压力＋孔隙水压＋变动压下限值＝主动土压＋孔隙水压＋变动压作为管理的范围，考虑地层状况和施工实际环境，来设定设计泥水压力。b.泥水压力的管理泥水压力通过在TBM的泥水舱内设置的土压计来进行监测和管理。掘削面泥水压力的不均衡可以引起掘削面前面的地层前期沉降或隆起。在TBM掘进时，测量地表面的变形，迅速将测量结果反馈，对设计泥水压力进行修改。泥水性状的管理泥水式盾构机（TBM）中的泥水机能主要通过比重、粘性以及砂成分的含有率来进行管理，并使得在掘削面形成泥膜，或者确保掘削土的流体输送能力、掘削土砂和泥水的分离性能。a.比重为实现掘削面的稳定，使得掘削面的变形量控制到最小，希望泥水的比重尽可能大。但是比重大的泥水往往会造成送泥泵的负担过重，并使得泥水和土砂难以分离。另一方面，比重小的泥水，尽管有减轻送泥泵的负担的优点，但其形成泥膜时间长，在砂砾地层中会导致跑泥量增加，对掘削面的稳定造成影响。b.粘性对于泥水的粘性，为了得到以下的效果，需要确保合适的粘性①通过提高粘性，可以降低逸泥（跑泥）的发生。②防止泥水舱内泥水中的粘土和砂的颗粒沉积，保持掘削面的稳定。③掘削下来的土砂较易于流体运输，同时在泥水处理设备处也能较易实现土砂分离。c.砂成分含有率泥水过多地渗透到地层中的情况下，就不能使泥水压力有效地作用在地层上，同时，导致地层的孔隙水压上升和有效应力的降低，对于掘削面的稳定是不利的。因此，对于透水系数大的砂层和砂砾层，有必要采取措施提高泥膜的形成性能。透水系数大的地层中泥膜的形成性能与泥水中混有的砂成分的最大颗粒直径以及砂成分含有率有很大的关系。这是由于砂成分具有阻塞地层孔隙的作用，为使阻塞效果有效地发挥出来，选择比地层孔隙大的颗粒直径，以及确保合适的砂成分含有率是非常重要的。由于掘削土砂和泥水相互混合、溶解，因此泥水的性状经常会受到掘削土的影响而改变。为此需要考虑到掘削对象地层这一因素，预先设定比重、粘性、砂成分含有率等，在掘削中时刻把握这些数值，将其物理性能保持到管理值内。泥水性状的管理基准值的例子见表。表泥水性状管理基准（例）管理项目管理基准值测定用具比重1.15～1.35泥浆平衡器粘性25～35秒漏斗粘度计砂分含有率10～15％（6）掘削土量的管理（排泥率管理）掘削土量的增减是把握掘削面稳定状态的重要指标。掘削土量可由泥水流量、泥水密度的测量值来计算。掘削土量在管理时，首先设定管理基准值，然后确认掘削土量一直处于管理基准值内，从而进行管理。当偏离管理基准值时，就说明掘削面的地层发生了异常情况，需要立即采取措施处理。（１）掘削土量的计算泥水平衡盾构（TBM）的掘削土量在计算时，由量测仪器测得输送泥水和排出泥水之间的流量、比重的差值，算出实际土颗粒的重量（干重量），然后由土颗粒的比重、地层孔隙比来进行换算。密度计使用γ线密度计。但是，一方面该数据尽管是表示掘削面稳定状态的少数数据之一，由于①实施的地质调查只是设计线路上部分范围内进行的，而这些部分资料得出的孔隙比和土颗粒比重是做为基准值用到计算中。②由于掘进速度的变化，送排泥流量的变动，送排泥比重的变动等发生的误差③测量仪器的测量误差等等的因素，会导致有10%的误差，因此不能认为计算结果是绝对的值。因此，对于该计算结果只能作为相对值来进行把握。掘削下来的土量的换算，可由下式来进行。①掘削土的容积ＶＲ＝Σ（Ｑ1－Ｑ0）×⊿ｔ②掘削偏差流量ε＝Ｑ1－（Ｑ0＋Ｓ×Ａ）ε＞0掘削土进来时ε＜0跑水时③掘削土的水中质量ＭＲ＝Σ{Ｑ1（ρ1－1）－Ｑ0（ρ0－1）}×⊿ｔ由送排泥的密度差可以得到掘削土颗粒的水中重量④掘削土干砂量（ｔ）ＷＳ＝{ＧＳ/（ＧＳ－1）}×ＭＲ从水中重量变换到气干重量⑤掘削土地层换算体积（ｍ3）Ｖ＝{（1＋ｅ）/ＧＳ}×ＷＳここに、Ｑ0：送泥流量（ｍ3/min）Ｑ1：排泥流量（ｍ3/min）ρ0：送泥密度（kＮ/ｍ3）ρ1：排泥密度（ｍ3/min）ＧＳ:土颗粒比重ｅ：地层孔隙比⊿ｔ：取样间隔（min）Ｓ：TBM掘进速度（ｍ/min）Ａ：TBM断面积（ｍ2）ＱＱ0、ρ0送泥送泥ＳＳ排泥掘进方向排泥掘进方向ＱＱ1、ρ1图掘削下来土量的换算图（２）掘削土量管理导致掘削土量变化的原因有：①掘削对象地层的变化②周围地层的塌方等。在掘削土量计算时，可以将前30环的平均值设定为基准值，另外设定一个±2σ（σ：标准偏差）的管理界限值。这样即使在地层变化的情况下，也不会导致正常情况下掘削土量的急剧变化。因此，如果掘削土量发生较大变化时，可以认为是发生了地层塌方，有必要考虑采取对策措施。2-8曲线部分的掘进施工本工程的平面线形中尽管规划率的曲半径为R=720、1400、2000，但当管片和盾尾钢壳之间的空隙（尾隙）减小时，会出现如下所述的对盾构掘进的种种不良影响。①管片的拼装作业会遇到障碍，有时会导致管片无法拼装。②即使勉强对管片进行拼装，会导致隧道断面的真圆度下降，同时接缝处出现错动，以及张开，会成为漏水的原因。③管片和盾尾间出现相互挤压，导致推力上升。如果是钢筋混凝土管片的情况下，会导致在管片结构上出现裂缝等损伤。因此，掘进结束以及管片拼装完成时需要测量尾隙的大小，并且配合盾构方向的修正，使用楔形管片对管片的方向进行修正。如下图所示，即使是在直线部分，如果上下、左右的千斤顶冲程存在差异的情况下持续向前推进，会导致一侧的尾隙逐渐消失，因此需要准备修正用的楔形管片。在曲线部分使用的楔形管片，要考虑到该部分的曲率，从而对其楔形量、形状（双侧楔形还是单侧楔形）、以及拼装模式等进行充分的讨论。本工程施工中，根据上述的平面线形以及纵断面的线形（由平面线形决定），决定使用一侧斜度为36mm的楔形管片。空隙消失空隙消失楔形管片楔形管片图使用楔形管片对管片方向进行修正2-9特殊部位的掘进施工（保护建筑物、铁路、公路等）标题所述的掘进区间进行施工时，需要从其覆土厚度、土质条件、邻接程度等进行判断，从而采取合适的施工管理措施。当覆土厚度为1D时，一般认为不会有问题，但本工程规划中在出洞进洞处，其上覆土厚度仅有0.5D，当其上有重要建筑物时，必须进行充分的讨论。有关浅覆土以及邻近施工，可以按照“1.3.1伴随着盾构施工产生的对已有结构物的影响”一节中所示的顺序，在采取措施的同时，也要按照“2-7正式掘进施工”中所述的掘进管理，进行细致的管理，从而对上述特殊位置的施工进行对应。2-10盾构机的解体以及运输本部分请中铁公司把施工计划书的2TBM的搬运编写进来。2-11同步注浆（1）壁后注浆的目的壁后注浆的主要目的是填充在掘进中产生的周围地层和管片间的空隙（尾隙），同时防止周围地层的松动以及漏水等现象，进而预防地表面的沉降以及使得管片在早期进入稳定状态。另外，还有对管片上作用的荷载进行均匀化以及保持管片拼装精度等作用。本工程中，在出洞、进洞部位上覆土厚度较低，并且存在重要的结构物和邻近结构物，因此要求施工中对于地面沉降尽可能在早期就考虑防止对策，并且要求对策措施充分。对于壁后注浆的方案，要从满足上述目的出发，同时满足施工性能的要求，选定其注浆方式、注浆材料和注浆量等。（２）注浆方式的选择目前的盾构法隧道施工中，一般主要采用下述的两种方式，本工程中，选择对地层变形抑制效果大的同步注浆方式。即时注浆方式：图（下图）盾尾通过后从管片的注浆孔进行注浆。・基本上说，盾构掘进和壁后注浆是两个独立的系统。・注浆的时刻为盾尾空隙通过后，因此多少会有些滞后，在抑制地面沉降的效果这一点上与同步注浆相比相对稍微较差。・设备相对来说较为简单。同步注浆方式：图（下图）从盾构机的盾尾外壳上设置的壁后注浆孔直接向盾尾空隙进行注浆。・这种壁后注浆的系统的运行是与盾构的掘进数据联动。・不光要在盾构机上追加注浆孔，同时与即时注浆方式相比，设备上构造也较为复杂。・注浆的时刻为当盾尾通过的瞬时进行，因此在控制沉降方面比即时注浆方式的效果要好。盾尾管片盾尾空隙图：注浆方式图盾尾管片盾尾空隙即时注浆方式即时注浆方式注浆孔注浆孔同步注浆方式同步注浆方式壁后注浆管壁后注浆管注浆孔注浆孔（3）注浆材料的选择在欧洲，一般采用砂水泥砂浆作为注浆材料，本次工程中，由于①要防止周围地层的沉降，因此必须用填充性能好的材料。②出洞进洞部位，其地层的上覆土厚度小，要求具有很高的早期强度。③河流下方的高地下水压力的区域进行注浆时，必须考虑材料的分离和稀释的问题。④由于长距离压送，必须考虑到使用压送性能好的材料。等理由，因此预定采用在日本使用的最为广泛的双液混合型的可塑性好的壁后注浆材料。（表）（４）施工方法的概要注浆材料分为A、B两种液体，A液体为固化材料、辅助材料、稳定剂和水，B液体为急速硬化材料，与A液体配合使用。施工时在隧道外设置自动生成液体和压力输送液体的设备，使用2个系统的配管道将材料压送至盾构机的后续台车内的隧道内注浆设备处，暂时储存起来，使用后续台车上设置的A，B两液体用的泵在管片的注浆孔跟前将其混合并进行注浆。材料的特征ａ）A液体的性状A液体的可使用时间长，在搅拌器内可以大量储存，遇到预想以外的需要瞬时注浆的情况下，也能应付。②如果使用中继泵站，可以长距离地压送。③不需要每环都进行清洗，只需要1天1次清洗即可，可以防止注浆材料的流失，并提高注浆液质量。ｂ）Ａ+Ｂ液体的性状A液体和B液体混合以后，大约6-12秒的短时间内就能变成软凝固的状态，根据施工条件可以选择软凝固体的强度的大小。根据条件，可以选择最为合适的配合比。限定注浆也有可能，适用于同步注浆和即时注浆。凝固后，可以在短时间内达到预定的强度。不怕遇水稀释，具有很强的防水效果，同时不会流失出去，具有很高的安全性。ｃ）施工性能使用专用的施工机械，生产液体及注浆作业都很简单。注浆压力，注浆量的确认都很容易和确实。表：壁后注浆材料的比较种类特征单液类型双液（速凝）类型备考小砾石混凝土砂利水泥砂浆砂粘土充气砂浆速凝砂粘土充气砂浆水泥砂浆（加添加剂）化学浆液（ＬＷ）ＴＡＣⅡＳ可塑性浆液压送距离300m500～600m1,200m1,200m1,200m1,200m1,200m1,500～2,000m流动性不好稍好好好好好好好充填性能固体物质较多充填性能不好，很难做到100％稍好，压力大时引起脱水离析，充填率降低好好稍好，根据注浆压力的不同会引起容积变化较难填充盾尾空隙好好材料离析容易发生容易发生气泡较为安定，不易离析不易离析不易离析容易离析(水泥浆)不易离析不易离析凝结时间2～3小时2～3小时3～4小时(水泥砂浆3～4小时)可调整到0～数分钟内可以分为单位进行调整可调整到0～数分钟内(水泥砂浆6小时)瞬间均匀初凝(主材料可使用25小时)顺间即可均匀初凝压缩强度30～50kg/㎝220～50kg/㎝210～30kg/㎝220～50kg/㎝220～50kg/㎝210～30kg/㎝220～30kg/㎝220～30kg/㎝24周强度早期强度小小小大，可以调整大，可以调整大，可以调整均匀初凝时间可以调整初凝时间可以调整稀释性容易被稀释容易被稀释容易被稀释瞬时凝结时不易稀释瞬时凝结时不易稀释瞬时凝结时不易稀释几乎没有没有注浆方法1次喷射1次喷射1次喷射1.5次喷射1.5次喷射1.5次喷射1.5次喷射1.5次喷射同步注浆可以从盾构机内注浆，由管片处即时注浆可以从盾构机内注浆，由管片处即时注浆可以从盾构机内注浆，由管片处即时注浆不能从盾构机内注浆可以从管片处即时注浆不能从盾构机内注浆可以从管片处即时注浆不能从盾构机内注浆可以从管片处即时注浆不能从盾构机内注浆可以从管片处即时注浆能从盾构机内注浆，可以从管片处即时注浆同步注浆时粘付性(盾尾密封盾构机)掘进中较少掘进中较少掘进中较少，但随着凝固时间不同，掘进停止后容易粘付掘进中较易粘附，硬化时间1分以内时，初凝和硬化同时发生，较易粘附掘进中比较容易粘附掘进中比较容易粘附,初凝时间在1分以内时，初凝和硬化同时发生，较易粘附掘进中较少掘进中较少清扫管道注浆完成后立即进行注浆完成后立即进行注浆完成后立即进行混合管在完成后即刻清洗，气泡砂浆在完后立即清洗，硅酸则一天一次混合管在用完后即刻清洗。砂浆用完后也立即清洗，硅酸则一天一次混合管在用完后即刻清洗。水泥浆在早期清洗。硬化前将混合管进行清洗，硅酸则1天1次通常需要注意停止时会在混合管内形成硬化注浆的作业性能单液，较容易管理单液，较容易管理单液，较容易管理双液，需要同步管理双液，需要同步管理双液，需要同步管理双液，需要同步管理双液，需要同步管理适应地层软弱地层，除涌水地层外软弱地层，除涌水地层外软弱地层，除涌水地层外除软弱地层外除软弱地层外软弱地层，涌水多的地层，砂地层所有地层所有地层备考由于使用粗骨料(φ5～φ10㎜)，因此在变硬前也具有充填效果比较经济，强度可以调整，施工性能较好一般的砂粘土颗粒大小分布细粒土:70～80％砂成分:20～30％双液类型的速凝材料的情况下，从管片处不能进行同步注浆，ＬＷＴＡＣⅡＳ不会从盾尾漏浆和易性好，施工性能、防水性能好防水效果好施工费用高防水效果好，早期强度大，施工费用高防水效果好，初凝物可以作为永久结构，早期强度稍低本工程本次提案（５）混合液成分壁后注浆中，强度的发挥特性、材料的离析率、流动性能的变化（初凝时间）确认等为重要因素，在把握好地层的状况后，通过试验，决定其配合比。日本使用的较为一般的配比例子如下所示。＊配比例子表：壁后注浆材料的配比表（方案）（每1m3）Ａ液体Ｂ液体固化材料辅助材料稳定剂水速凝材矿渣水泥系列膨润土硅酸钠280kg60kg3ｌ801㎏80ｌ920ｌ80ｌ（６）施工方法和管理ａ）注浆方式注浆方式采用同步注浆。注浆的控制有必要采用注浆压力和注浆量两者结合的共同管理来进行。尤其是只采用注浆量管理的时候，会招致填充不足的可能性，因此有必要对两者进行合适的综合性判断，来进行注浆管理的设定。ｂ）注浆位置通过盾构机的盾尾的外壳里面设置的壁后注浆管直接向盾尾空隙进行注浆。ｃ）注浆率和注浆量注浆率以130％左右作为基准，但在地层的状况有所变化，导致地层的充填特性有大的变化时，对地表面的沉降状况、空隙情况等随时进行调查，根据调查结果确定最为合适的注浆率。ｄ）注浆压力为了对盾尾空隙进行充分地填充，必需对注浆的压力进行管理。一般情况下，逐渐压力以地层能承受的压力再加上0.05～0.1Mpa左右的富裕量为基准进行设置，但是在初期注浆时，有可能超过该范围，同时在注浆的最后期间也会超过该范围。因此要根据现场的条件，充分对其进行把握，然后再来决定注浆压力的管理值ｅ）记录对浆液的注入量和注入压力，要进行记录。（７）壁后注浆的设备ａ）混合设备壁后注浆的混合搅拌设备采用分批式。并且采用根据TBM掘进位置的土质性状、地下水水位等的变化可以对配合比进行变化的设备。ｂ）压送设备配合TBM的掘进距离，设置中继设备，使得将注浆材料能顺利地压送至隧道内的台车的地方。ｃ）注浆设备根据注浆方式，对在掘进途中发生的盾尾空隙，从隧道内的注浆设备的注浆泵系统1，通过同步注浆管来进行注浆。另外，壁后泵的起动、停止以及注浆量、注浆速度等可以自动进行调节。注浆压力可设定为任意的数值，并具有对其进行控制的功能。当注浆完成后，可以通过自动操作，将注浆管进行清洗。按照上述内容，考虑到掘进速度、日推进量等进行规划设计。设备的一览表在下页以后。2-12泥水处理泥水处理的主要目的为将泥水运送设备运送过来的泥浆状态的排出泥水中将固态成分分离出来，使其成为可以用倾卸运货车运输的状态。同时对其浓度和物理特性进行调整，使其具有可以维持掘削面稳定的必要的浓度和粘性等，从而进行再利用。成为掘削对象的地层中，由于有淤泥、粘土等颗粒小的成分又有砂、砾等颗粒直径大的成分，因此对泥水处理设备来说，首先进行使砂砾分离的一次处理，然后通过二次处理将粉土、粘土分离，另外还有对剩余的流出的水进行处理的三次处理的功能。由于泥水处理设备需要较大的空间，因此有必要考虑到地质条件、设置条件等尽可能使其紧凑一些。目录第一章总论11、项目名称及承办单位12、编制依据43、编制原则54、项目概况65、结论6第二章项目提出的背景及必要性81、项目提出的背景82、项目建设的必要性9第三章项目性质及建设规模131、项目性质132、建设规模13第四章项目建设地点及建设条件171、项目建设地点172、项目建设条件17第五章项目建设方案251、建设原则252、建设内容253、工程项目实施33第六章节水与节能措施371、节水措施372、节能措施38第七章环境影响评价391、项目所在地环境现状392、项目建设和生产对环境的影响分析393、环境保护措施……404、环境影响评价结论……………..……………42第八章劳动安全保护与消防441、危害因素和危害程度442、安全措施方案443、消防设施…………...45第九章组织机构与人力资源配置461、组织机构462、组织机构图46第十章项目实施进度481、建设工期482、项目实施进度安排483、项目实施进度表48第十一章投资估算及资金筹措491、投资估算依据492、建设投资估算49目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章总论 51.1项目概要 51.2项目编制的依据和范围 61.3结论与建议 71.4主要技术经济指标 9第二章项目兴建的理由与必要性 102.1项目兴建的理由 102.2项目建设的必要性 13第三章市场预测 153.1国际加气混凝土砌块行情概况 153.2中国加气砼行业概况 163.3产品销售分析 18第四章建设规模与产品方案 204.1建设规模与建设内容 PAGEREF_T