隧道盾构法施工技术与措施教程《中铁四局》

1、盾构隧道施工技术措施：1。现场作业少，隐蔽性好，噪声和振动对环境影响小；2.隧道施工的成本和技术难度基本不受覆土深度的影响，适合修建覆土较深的隧道；3.穿越河底或海底时，隧道施工不会影响航道，也不会受到气候的影响；4.穿越地面建筑物和地下管线密集区域时，周边区域不受施工影响；5.自动化程度高，劳动强度低，施工速度快。1、盾构施工的优点，施工设备成本较高；2.覆土较浅时，地表沉降难以控制；3.当隧道用于建造曲率半径小的隧道时，隧道施工是困难的。盾构施工的弊端，盾构施工的主要施工程序，7。接收井开口处的土壤加固，8。屏蔽进入接收井并被运出地面。盾构施工竖井、启动工作井：满足盾构机安装和出口施工要求

2、，接收工作井：在盾构掘进完成后进入接收井。满足盾构拆卸或过渡吊装移位的工作空间要求。竖井施工方法为：沉井法、地下连续墙围护和钢板桩围护。常见的封孔形式主要有：外封孔、内封孔、特殊封孔(井内外)、SMW施工、封孔、地下连续墙施工、钻孔桩施工、封孔、常见的开口结构，在井内或洞口采取措施保持洞外土体稳定。1.出洞时，一般采用钢板桩和外封门技术，一般采用槽钢。密封门有两种方法：一是沉井下沉施工时在洞口安装密封门，然后与沉井一起下沉到位；另一种方法是在沉井下沉到位后，将密封门板桩打入井外壁附近。(见图)这种形式的外部密封门通常用于孔外结构。由于钢板桩拔桩困难，钢板桩接长接头结构和接头牢固，当工程孔埋深较

3、大时，不宜使用。2、内部密封措施一般采用内部密封技术将门密封到孔中(见图)。密封门可与型钢组合，型钢有两种形式：垂直密封门和水平密封门。3。井内外密封门的形成(见图)当工程深埋时，井外砂土渗透系数大，地下水位高，地下水压力难以平衡，井内外密封门可作为出、入井的技术措施。4、井内外密封门示意图。采用SMW法封孔(见图)当工程工作井采用围护开挖施工技术时，工作井进出口可采用SMW法作为结构施工围护。当掘进设备依靠SMW桩拔出桩中的工字钢时，利用掘进设备的刀盘切割SMW水泥土，逐步完成出入口施工。5.隧道开挖和隧道前方土壤稳定技术，SMW关门示意图，1。盾构选型，每项工程前期工作中最重要的是选择和设

4、计本工程所用的盾构，盾构选型必须根据工程穿越地层的土质情况进行，所选盾构的性能必须解决三个技术问题：1 .支撑：如何支撑前面的土，而不是在盾构推进施工2。挖掘：用什么方法挖掘表土；3.倾倒：如何快速清除挖出的土渣，使前土仓中的土渣清除速度与挖掘速度一致。二、盾构推进施工，盾构推进是盾构法隧道施工三个主要工序中的第一个工序。借助千斤顶在其支撑环上的顶力，s盾构轴线控制是盾构推进施工的关键技术。如何将盾构控制在固定空间轴线的允许偏差范围内是一项必须掌握的技术。在实际施工中，盾构推进轴线的控制并不理想。除了不均匀的地质和隧道平面及竖曲线的要求造成的不均匀的前阻力外，轴线控制不好也是人为因素造成的。这

5、指的是两个原因：施工粗心和轴线控制操作的技术水平不足，后者是大多数。为了提高作业技术业务水平，我们对控制轴线的关键技术、影响盾构机推进轴线的因素以及施工中处理控制轴线的技术措施有了深入的了解。结合以往的施工经验，从控制原理、方法、操作及相关计算等方面逐一阐述如何控制盾构机推进轴线。2.盾构推进结构-盾构推进轴线1的控制。控制盾构推进轴线的目的盾构推进轴线的质量基本上决定了管片轴线的位置，也决定了隧道竣工轴线的质量。因此，可以认为，只有通过控制盾构的推进轴线位置，才能将隧道管片组装在理想的位置，并且隧道的竣工轴线的偏差可以在允许的范围内。这是控制盾构机推进轴线的目的，也就是保证隧道竣工轴线质量的

6、手段。2.盾构推进结构盾构推进轴线的控制；2.影响盾构轴线控制的原因(1)盾构受地层土壤偏压。在地层推进过程中，盾构将由盾构切入土壤的阻力、盾构的前阻力、盾构周围土壤与盾构壳体之间的摩擦力、盾构自重和下卧土壤的摩擦力组成。上述阻力，由于地层土质的变化、隧道埋深的变化、地面建筑物等因素，导致不均匀的阻力作用在盾构前方和周围，导致盾构推进的偏差。第二，屏蔽推进结构-屏蔽推进轴的控制，图2-1，(2)屏蔽制造误差导致屏蔽推进轴偏向圆形截面屏蔽，其应该是中心对称结构，这对于轴控制是非常有利的形式，但是由于加工误差，它将偏向屏蔽。(3)隧道成环对盾构推进轴线的影响：成环后的管片与盾构尾部不同心，因此管片

7、与盾构尾部沿园周的间隙不同，施工时管片轴线与盾构轴线不一致，管片与盾构壳体之间存在接触现象，产生摩擦阻力，明显影响盾构推进轴线。环形段的整体性能也影响屏蔽轴线的控制效果。第二，盾构推进施工盾构推进轴线的控制；第三，盾构轴线控制的原理盾构推进的过程就是盾构轴线控制的过程，即阻碍盾构推进的外力F和盾构千斤顶推力的合力F(见图2-2)。是一对相反的方向，不作用在一条直线上的力，形成一对，目的是控制屏蔽轴。因此，盾构推进的过程就是找到F的外作用位置，选择最理想的E来控制盾构推进轴线的过程。2.盾构推进结构盾构推进轴线的控制，图2-2，4。盾构推进轴线的控制方法(1)盾构推力和合理作用位置的调整(1)盾

8、构纵向坡度的控制不仅可以调整盾构的高程位置，还可以调整盾构与成环段之间的上下间隙，从而降低盾构对环的径向夹紧压力和下一环段的装配难度。纵坡控制应根据盾构现状和盾构与圆形管片的相对位置，采用不同的方法达到最佳效果。这种方法是最好的控制方法，在盾构推进过程中对地层的扰动最小。(见图2-3)，2。盾构推进施工-盾构推进轴线的控制，图2-3，b。盾构推进前采用变坡度法，sh第二，盾构推进施工盾构推进轴线的控制，当盾构与管片之间的间隙相对均匀时，纵坡可以逐渐改变(如图2-6所示)。由于操作人员的技术水平、对盾构机性能的不熟悉以及施工人员的不集中，在推进一圈距离的过程中经常发生，纵坡起伏调整多次(如图2-

9、7所示)。这是施工中最忌讳的方法，因为盾构推进轴线的这种极不稳定的控制会对地层造成最大的扰动，对地面建筑物造成很大的危害，特别是当地层受到很大的扰动时，后期的变形需要很长的时间，而且变形量也很大。第二，盾构推进施工-盾构推进轴线的控制，图2-6，图2-7，2)左右腰对称千斤顶伸出长度的差异控制盾构平面轴线的控制与纵坡控制的意义和方法相同，但不同之处之一是控制对象不同，即盾构运动的轨迹方向不同，而两个轨迹平面是两个相互垂直的平面，另一点是表达形式不同，一般平面采用相对容易的左右腰。纵坡控制法也可用于混凝土作业，通常称为稳定法和振动法。摇动法有两种形式：先左后右或先右后左。第二，盾构推进施工盾构推

10、进轴线的控制；(2)调整盾构推进阻力和合力位置。如上所述，用盾构推进千斤顶控制盾构推进轴线是一项积极的技术措施。当难以用千斤顶控制轴线时，作用在护罩上的阻力和合力的位置可以调节。屏蔽电阻和合成作用位置的调整效果显著，但受屏蔽类型的限制。第二，盾构推进施工盾构推进轴线的控制；(3)选择合理的灌浆位置，改善纠偏条件。通过注浆压力调整管片与盾构的相对位置关系，改善盾构纠偏条件。如图2-8所示，如果管片和护罩卡在a点，可以采用这种措施来矫正护罩的偏差，使管片和护罩的位置从图2-8所示的状态变为图2-9所示的状态。第二，盾构推进施工-盾构推进轴线的控制，图2-8，图2-9，(4)，组装好的管片环面的质量

11、控制，环面质量在这里指的是环面与隧道轴线之间的垂直度，因为只有垂直度好，盾构与管片之间的自由度最大化，两者之间没有卡涩现象，才能实现盾构的自给校正。1)上下推进测量及楔形计算(图2-10) 2)左右推进测量计算及纠偏楔形计算左右推进测量应由测量专业人员进行，但由于施工条件限制，不能经常进行，左右推进偏离平面时会影响盾构轴线的纠偏量。为此，本文介绍了读者通过测量盾构当前位置测量报告和测量左右对称千斤顶的伸出长度来转换管片环的左右两侧。如果施工人员掌握了这种转换方法，就可以及时知道管片圆环的左右走向，从而及时修正管片圆环，这对控制盾构轴线平面误差非常有利。二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制，图2-

12、10，(5)，控制盾构推进轴线时应注意的一些问题，盾构施工的关键是如何正确使用这些措施和技术，下面介绍一些操作时应理解的要点和应注意的问题。1)盾构推进环的纠偏范围应按照从小到大，最后到小的规律进行控制。由于盾构推进初期，盾构尾部埋置管片的深度最长，盾构与管片相对位置的调整处于最小状态，过度纠偏会导致危及管片安全的现象。因此，此时应合理控制纠偏量，且随着推进距离的增加，盾构尾部逃逸的管片数量增加，改善了盾构与管片相对位置的调整条件，纠偏量也相应增加。然而，当第一个环的前进即将结束时，为了确保下一个环中的段组装的便利性和质量，偏差校正的量应该相应地减少，使得屏蔽位置处于理想位置。盾构操作人员必须

13、正确应用和掌握盾构轴线的控制规律。根据以往的施工经验，这三个阶段的划分一般为每个环推进距离的三分之一。第二，盾构推进施工盾构推进轴线的控制；2)盾构当前位置测量报告分析盾构推进一般是一种没有明显方向标志的施工，但每推进一段距离后，通过测量来测量盾构当前位置，从而确定推进中采用的修正方法和技术措施的有效性。通过对盾构测量报告的分析，得出修正效果，并从中得知成功或失败的原因，对下一轮推进具有重要的指导作用。分析报告的另一个目的是控制装配器中心轴的偏差值，以便将分段装配在正确的位置，并确保隧道连贯轴的质量。3)盾构轴线控制的修正必须遵循“及时、连续”的原则。4)施工中出现过大偏差时，纠偏应合理，使盾

14、构纠偏轴线平顺，有利于施工和隧道使用的要求。2.盾构推进结构。盾构推进轴线的控制。5.结论控制盾构推进轴线是建设高质量隧道的一种手段。目的是使各环段组装在理想位置，使连接形成的隧道轴线处于最佳状态，从而满足隧道施工后的需要。2。盾构推进结构-盾构推进轴线的控制，3。管片组装，隧道衬砌分类，根据衬砌材料： 1。铸铁段2。钢管段3。钢筋混凝土段4。复合管段，3。管片组装，管片组装技术，隧道衬砌(管片)结构圆形隧道管片组装图：11。管片组装图，2 管片钢筋笼制作，高精度管片钢模，管片组装技术，高精度钢筋混凝土管片，管片堆垛和防水带，垫片，管片试组装，隧道组装操作，3。分段装配，3。分段组装，图3-。

15、1.成圈形式(1)径向插入环(图3-1) (2)纵向插入环(图3-2) (3)纵向半插入环(图3-3)，图3-4，2。前后环纵向接缝之间的相对关系(1)通过接缝组件前后环纵向接缝对齐的拼写方法，其特征2)环的变形较大，这是由纵向螺栓孔的间隙引起的节段位置变化引起的。3)环面的平整度差。这是由于环缝压实量不同造成的，误差是累积的。4)由于环面累积误差，环螺栓难以穿透。5)环的两段连接质量差，容易产生角部、角部、不均匀的内弧面和段的相对转动等。第三，分段拼装法，(2)错缝拼装前后环错缝纵缝拼拼拼法，有1/2或1/3段两种弧长，其特点如下：(图3-5) 1)整个隧道整体性强，纵向变形小；2)由于每个

16、环段都受到其前环、后环和该环的六个环段的限制，因此环的变形很小；3)好的环质量也要求高的装配质量，否则会影响下环段的装配精度；4)产生的不均匀性，3。分段组装-组装方法，图3-5，3。环段与盾构轴线控制的关系盾构轴线控制的基本方法是组合一对有利于盾构轴线控制的纠偏夫妇，但这种纠偏夫妇在具体施工中的效果仍存在技术问题，使其纠偏方向能正确发挥其技术作用，控制环段环面质量是保证和提高纠偏效果的关键因素。这里的环面质量是指环面和隧道轴线之间的垂直度。因为只有垂直度好，盾构与管片之间的自由度最大，两者之间没有卡涩现象，这样才能达到盾构纠偏的条件。它们之间的关系是盾构推进轴线在管片的环向位置中起主导作用，但管片的位置将直接影响盾构推进轴线的控制，也就是说，盾构推进轴线决定管片的环向位置，而管片组装后轴线与环面的垂直度限制了盾构推进轴线的质量。3。分段组装法。灌浆，1。填充地层土壤和盾构推进后形成的隧道之间的建筑空隙。2.控制表面变形。3.稳定隧道，控制隧道的纵向变形和横向位移。4.改善隧道环的应力状态。5.提高隧道施工缝的防水性能。6.合理选择注