盾构施工总结范文1
关键词：地铁盾构施工调配优化思路
一、工程概况
福州市轨道交通1号线工程线路全长29.2公里，全部为地下线，共设车站24座。09标段工程包括三个车站和三段区间（黄山站～排下站区间、排下站、排下站～城门站区间、城门站、城门站～三角埕站区间、三角埕站），标段全长2.5km，工程原计划工期为973天，2010年12月31日工程开工，2013年8月30日全部工程竣工验收结束，32个月。其中，盾构区间要求在2013年2月贯通。采用2台盾构机施工。
【黄山站~排下站】区间隧道总长1857.762m，【排下站～城门站】区间隧道总长1316.992m，【城门站～三角埕站】区间隧道总长1736.636m；区间线路自三角埕站出发，沿着福峡路北行，到达黄山站。沿线两侧主要是居民小区及商业用地，沿道路两侧大部分为3~5层居民楼。盾构隧道所穿越的土层主要为③1淤泥、④粉质粘土、⑤1淤泥质粉质土、⑬a残积粉质粘土、⑭c全风化凝灰熔岩、⑭b全风化凝灰岩、⑮c散体状强风化凝灰熔岩、⑯c碎块状强风化凝灰熔岩等土层。
区间隧道覆土厚度约为12～15m。采用盾构法施工，单圆断面型式，错缝拼装、预制钢筋混凝土管片衬砌。盾构穿越土层，上部主要分布粘土，下部分布软岩、较硬岩、硬岩，盾构掘进面变化大，且部分区域盾构掘进面上软下硬，盾构掘进困难，地面沉降大。
二、盾构施工方案分析
根据现场环境条件、地质资料及施工工期安排等方面综合考虑，按照盾构机施工顺序及流向，以下列举四种方案：
1、按原设计顺序及流向进行施工。
即按原招标要求，投入两台盾构，由城门站北端头始发，向北掘进至排下站南端头井后，解体站外转场至北端头井，继续向北推进至黄山站；到（1）工期分析：
按原计划2台盾构设备分别于2011年9月和10月进场，单台盾构掘进2430延米，日掘进量6.5m，站外转场按2个月/台次计算，完成时间为2013年2月。工期可保证。
（盾构施工进度指标可见下表1）
（2）质量、安全分析：
采用复合式盾构机推进，可满足软土、粉质粘土、强、中风化岩层甚至弱风化岩石的掘进，对沿线穿越建构筑物及地面道路、地下管线的沉降、变形，可采取达黄山站后解体吊出，转场至城门站南端头井，向南掘进施工城门～三角埕区间。（见下图2）
调整土仓压力、螺旋机出土量、同步注浆、二次注浆等方式有效控制。质量、安全可保证。但其施工需六次安拆、四次站外转场运输，深基坑吊装、运输频繁，在机械设备深井吊装作业上需要严格按照安全规范执行，避免设备吊拆发生安全事故。
（3）场地布置：
2台盾构管片、出渣、注浆场地均布置在城门站，不需要额外增加，仅在站外转场时临时占用地面场地，施工不影响其他车站附属施工。
（4）成本分析：
盾构施工需十二次吊装、六次安拆、四次站外转场，按站外转场120万/台次（含盾构机安拆及运输）计算，需发生费用480万元，且转场工期长、二次始发速度慢，成本高、工效低。
2、调整施工顺序，黄山站和三角埕站采用站内调头。
调整现有盾构施工顺序及流向，1号盾构由城门站北端头井左线下井始发，向北推进至排下站南端头后，站外转场至北端头井继续向北掘进到达黄山站南端头井，站内调头至右线，向南二次始发，完成黄山～排下区间右线隧道，在排下站北端头井解体吊出。2号盾构由城门站南端头井左线下井始发，向南推进至三角埕站北端头后，站内调头至右线，向北推进完成城门～三角埕区间右线隧道，在城门站南端头井解体，站外转场至城门站北端头井，继续向北推进到达排下站南端头井后，解体吊出。（见下图3）
（1）工期分析：
按现有施工顺序，2台盾构设备同样于2011年9月和10月进场，10月和11月开始始发掘进，1号盾构掘进2730单延米，2号盾构掘进2130单延米，日掘进量6.5m，站外转场按2个月/台次，站内调头二次始发按1个月/台次计算，1号盾构完成时间为2013年2月，2号盾构完成时间为2012年12月。工期可满足要求。
（2）质量、安全分析：
同样采用复合式盾构机推进，可满足软土、粉质粘土、强、中风化岩层甚至弱风化岩石的掘进要求。同时，减少了两次站外转场和盾构设备的安拆，仅需要采用盾构站内调头解决，一方面提高了盾构施工转接工序作业效率，另外也降低了设备多次深井吊装的安全风险。
（3）场地布置：
2台盾构管片、出渣、注浆场地同样仍布置在城门站，不需要额外增加，但需黄山站和三角埕站站内端头井提供盾构机调头和二次始发作业所需空间，同时车站端头井根据盾构机调头要求，需要将端头井部位底板上翻梁修改为下翻梁型式。
（4）成本分析：
按此方案实施盾构施工，仅需二次站外转场，二次站内调头即可满足盾构机施工需要。按站外转场120万/台次、站内调头40万/台次计算，发生费用为320万元，且站内调头时间短、速度快，盾构机不需再次组装，二次始发方便，相对成本较低。
3、调整变更，将排下站、城门站负二层净空抬高1.65m，采用盾构过站方式进行施工。
区间盾构改从三角埕站北端头始发，一直向北推进至黄山站，调整排下站和城门站车站结构高度，将结构加深或抬高1.65m，将原设计负二层净空6.1m改为7.75m，盾构采用站内过站型式通过两个车站。（见下图5）
（1）工期分析：
2台盾构设备同样于2011年9月和10月进场，10月和11月开始始发掘进，单台盾构掘进2430延米，日掘进量6.5m，站内过站按1个月/台次计算，盾构完成时间为2013年1月。工期可满足原施工要求，并可提前1个月完成。
（2）质量、安全分析：
采用站内过站方式，将站外转场全部取消，提高了盾构施工转接工序作业效率，降低了设备多次深井吊装的安全风险；但是车站结构从围护桩深度、基坑开挖、结构层高等各方面都需要进行大范围的调整，方案变更较大，需对车站覆土埋深、结构板受力、抗浮力等进行检算，技术设计工作量较大。另外，将结构加深1.65m，将增加基坑开挖支护的施工安全风险，将结构抬高1.65m，又需要考虑车站埋深覆土小于1.5m时的结构质量隐患，质量、安全风险较大。
（3）场地布置：
2台盾构管片、出渣、注浆场地均布置在三角埕站，其他车站不需要提供盾构施工用地。
（4）成本分析：
按此方案实施，仅需四次站内过站即可满足盾构机施工需要。按盾构过站估算25万/台次计算，发生费用仅为100万元左右，且过站时间短，盾构机不需再次组装，盾构发生成本最低。
但是，在成本分析中，需要考虑到因改为盾构过站，引起的排下站和城门站两个车站的结构变更造价费用影响，如采用车站结构加深1.65m方案，初步估算需增加造价280万元/站，总造价需560万元以上；如采用车站结构抬高1.65m方案，也需增加总造价260万元左右，且不考虑车站抗浮增加费用。
4、综合前三个方案，由排下站进行始发、城门站改为盾构过站、黄山站和三角埕站站内调头。
综合前三个方案，将盾构始发场地改为排下站，城门站进行结构变更以满足盾构过站需要，黄山站和三角埕站端头提供站内调头；1号盾构由排下站北端头始发，施工黄山～排下区间隧道；2号盾构由排下站南端头始发，施工排下～城门～三角埕两个区间隧道，盾构机在城门站过站，三角埕站北端头井调头。（见下图7）
图7方案4盾构施工流向顺序示意图
（1）工期分析：
2台盾构设备同样于2011年9月和10月进场，10月和11月开始始发掘进，1号盾构掘进1860延米，2号盾构掘进3000延米，按日掘进量6.5m，盾构过站及站内调头均按1个月/台次计算，2号盾构需18个月方可完成，盾构完成时间为2013年3月。工期不能满足原施工要求，需滞后1个月。
（2）质量、安全分析：
采用了站内调头和过站相结合的方式，将站外转场全部取消，提高了盾构施工转接工序作业效率，降低了设备多次深井吊装的安全风险；但是车站结构变更的风险仍存在。
（3）场地布置：
2台盾构管片、出渣、注浆场地均布置在排下站，另外黄山站和三角埕站还需提供站内调头条件，占用车站内部分场地。
（4）成本分析：
按此方案实施，需二次盾构过站、二次站内调头施工。按盾构过站估算25万/台次、站内调头40万/台次计算，发生费用为130万元左右，盾构发生成本较低。
但是，在成本分析中，仍需要考虑到因改为盾构过站，引起的城门站车站主体的结构变更造价费用影响，估算可能将增加工程总造价130～280万元之间（费用根据结构抬高或加深估算而浮动较大）。
三、各方案综合比选
通过以上四个方案的列举，从工期安排、施工技术可行性、质量安全的风险控制、经济投资和成本投入比较等多方面的讨论，通过下表2综合对比方案优劣。
四、结论
盾构施工总结范文2
关键字：西安地铁；盾构法；隧道施工；地表沉陷
引言
盾构法（ShieldMethod）是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将带防护罩的特制机械（即盾构）在破碎岩层或土层中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。我国自20世纪50年代初开始引进盾构法隧道技术，20世纪90年代后，盾构法隧道施工技术逐渐地应用于能源、交通、水利等领域的隧道建设中。尤其是，随着我国综合国力的提高，城市现代化建设也必将提速，而缓解城市交通压力的城市地铁建设将是重中之重。城市轨道交通事业的发展，伴随着盾构法技术在我国突飞猛进的发展和广泛的应用。目前，已有约100余台盾构机在北京、广州、上海、深圳、西安等10多个城市地铁隧道施工领域发挥着巨大的效用。可以预料，21世纪必将是我国城市地铁建设的高峰时期，我国已经进入了大规模地铁的时代[1]。根据保持开挖面土体稳定所采用的平衡方式不同，盾构可分为土压平衡盾构和泥水加压盾构。土压平衡盾构的工作原理是通过调整拍拖量或开挖量来直接控制土仓内的压力，使其与开挖面地层水、土压力相平衡，同时直接利用土仓的泥土对开挖面地层进行支护，从而在开挖面土仓保持稳定的条件下进行隧道掘进。
1.工程概况
本文选题主要来源于西安地铁三号线科技路站～太白路南站区间隧道工程土压平衡盾构法施工实践（下称科太区间盾构工程）。科技路站～太白南路站区间地貌属皂河～级阶地，隧道围岩主要为密实状态的2-5层中砂，其次为密实状态的2-6层粗砂、2-4层细砂，部分段落穿越可塑状态的2-2层、4-4层粉质粘土，围岩相变大结构较为复杂。区间隧道通过2-5层中砂约占94%，2-6层粗砂约占3%，2-4层细砂约占1%，2-2粉质粘土约占1%，4-4粉质粘土约占1%。隧道通过地层断面如图1所示。
本工程地质条件极其复杂多变，在轴线方向上开挖面上下岩土性质相差悬殊，且每一种岩土厚度都很不稳定，造成土舱压力忽高忽低，难以达到平衡。随着盾构向前掘进，上部软弱砂土、砂砾超量进入土舱，容易导致地表出现漏斗状塌陷。同时，由于饱和砂土地层、砂砾地层均易固结、土水分离，易受水的渗透，不易形成塑性流动，因此被开挖下来的土砂在刀盘、压力舱内易形成“泥饼”，造成压力舱闭塞致使旋转扭矩上升、排土不畅；或由于排土口水压过大而发生喷涌，最终使开挖面失稳。饱和砂土围岩～旦发生开挖面失稳，严重时会导致开挖面前部产生流砂，发生地面坍塌[2-3]。
本课题在前人、学者、工程技术人员实践和研究的基础上，结合该工程实例，研究在饱和含水砂层条件下利用土压平衡盾构机进行隧道施工的应用技术，并对该条件下地地表沉陷控制进行研究，系统总结和阐述了土压平衡盾构机在富水砂层条件下施工的关键性技术和地表沉陷控制方法，具有一定的学术价值，对拓宽土压平衡盾构机应用范围及在相近地层条件下的地铁盾构安全施工具有参考价值和指导意义。
2.国内外盾构法施工的研究现状
英国与其他一些国家在20世纪20年代开始对“在软弱地层中开挖隧产生地面沉陷和地层变形”问题进行研究，重点在于经验公式推导及理论分析。日本在饱和砂土地层隧道施工中，泥水盾构的使用占绝大多数。
在国内，随着广州、西安、南京、苏州等城市地铁建设的发展，土压平衡盾构在含水砂层隧道施工逐渐应用，一些学者和工程技术人员开始对这一课题进行研究，例如：杨志新、袁大军对长距离富水砂层土压平衡盾构施工对土体的扰动机理、扰动规律、控制方法进行了研究；吴昊对土压平衡盾构过富水砂层的施工参数选定与控制技术进行了论述；张成对土压平衡盾构在富水砂层中掘进采用双级螺旋输送器进行了分析和总结。王振飞通过对北京地铁盾构通过砂卵石地层的研究，分析了砂卵石地层刀具磨损特征和磨损规律，优化了刀具配置方案。曾华波对广州地铁盾构区间部分穿越砂层施工中，渣土流动性差，排土困难，地下水压高时，易发生喷涌、易造成地表沉降等问题的处理方法进行了阐述。吴迪对富水砂层土压平衡盾构掘进施工引起的地表沉降进行了系统分析，找到土体的变形规律与本构模型；分析了隧道施工引起的土体扰动机理分析；阐述了土压平衡盾构施工工艺。
目前，国内对土压平衡盾构在含水砂层施工中的地层沉降控制技术及具体施工难题有较为深入的研究，但对于长距离富水砂层土压平衡盾构施工技术系统的总结和研究尚不多见。且对西安地铁全断面砂层盾构施工技术的研究也很少，因此有必要对西安地铁盾构穿过砂层段关键施工技术进行研究。
对于盾构穿越砂层地质条件引起的地表沉降，目前国内研究有吴昊对土压平衡盾构过富水砂层的施工参数选定与控制技术进行了论述；张成对土压平衡盾构在水砂层中掘进采用双级螺旋输送器进行了分析和总结；在广州地铁二号线新～磨区间下穿华南快速干线的超浅埋暗挖隧道施工中，成功应用水平旋喷搅拌桩在饱和粉细砂地层中进行超前预支护，解决了饱和砂性地层中超浅埋暗挖隧道的施工难题；李力针对北京地铁四号线西单～灵境胡同渡线隧道工程，利用理论分析、数值模拟手段，研究分析在粉细砂地层中修建大跨隧道时注浆管棚的预支护作用机理、围岩塑性区范围、地表沉降最大值及不同支护条件下的沉降。吴波、刘维宁等基于弹-黏塑性模型，使用三维有限元程序，对某浅埋城市隧道工程在开挖过程中地表和围岩变形以及围岩的稳定性的时空效应进行了分析和探讨。
对于地表沉降方面国外对软弱地层隧道开挖诱发的变形破坏机理研究起步较早，主要方法有模型试验、数值模拟和现场试验。泰沙基早在20世纪30年代利用活板门物理模型研究了隧道开挖引起的沉降和衬砌受力情况，但是不能模拟隧道开挖的过程；Adachi（2003）在1倍的重力加速度和离心条件下，利用轴对称活板门的二维和三维试验研究了覆跨比对开挖引起的地表沉降和衬砌受力的影响；Nomoto（1999）研制了小型盾构机来模拟盾构机施工过程，得到了随着施工推进地面下沉规律。在数值计算方面，主要集中在有限元和离散元应用。Park（2002）利用有限元模拟了未固结倾斜地层变形特性，得出隧道开挖引起的地表沉降与地层的倾向有很大关系；Kasper（2004）用三维有限元模拟了软弱地层中盾构开挖时地层和衬砌的应力分布和变形特点；Kimura（2005）通过研究浅埋隧道的～系列加固方法的加固效果，发现锁脚锚杆和长大管棚可以有效地控制地表沉降；Tannant（2004）利用离散元研究了高地应力下隧道衬砌的作用，发现衬砌能够很好地控制碎裂岩体变位和减小隧道周边的变形；ChenS.Cz（2002）提出了混合离散元和有限元方法模拟了碎裂岩体中隧道开挖，获得了理想结果。O.Reilly和New等针对不用的地层，研究了采用不同的施工方法所引起的地表沉降问题。在大量的实测资料基础上，提出了沉降槽宽度、地层损失和地表沉降的预计公式。Attewell等通过假定横向地表沉降为正态分布形式、纵向分布为二次抛物线形态，得出了隧道施工引起的三维地表运动公式。Attwell和Woodmae检查了大量在黏土中修建隧道的案例，发现用累积概率曲线来描述开挖面无支撑时的纵向沉降曲线是有效的，当开挖面有支撑力时，可用累积概率曲线的转换形式来描述。
3.盾构施工研究内容与技术路线
3.1盾构施工技术研究
本课题依靠西安地铁三号线科技路站～太白路南站区间隧道工程土压平衡盾构法施工实践，对盾构穿过富水砂层地段的施工技术进行系统研究。在总结国内和西安地铁盾构施工经验基础上，依据“地质是基础、盾构机是关键、人（管理）是根本”的盾构施工原则。全面分析土压平衡盾构机特点和富水砂层地质特征，结合本工程案例，研究影响饱和含水砂层土压平衡盾构施工的盾构机密封技术、刀盘开口率问题、喷涌控制技术、渣良技术、土压平衡掘进、特殊地段地层加固技术，对富水砂层土压平衡盾构施工关键技术进行系统性的总结和研究，提出对应的地表沉陷控制技术，保证安全施工[4-7]。主要研究内容有：
3.1.1砂层盾构施工技术研究
包括富水砂层盾构类型适应性研究，盾构机密封技术、喷涌控制技术、渣良技术、富水砂层土压平衡盾构掘进模式分析、富水砂层盾构刀盘刀具适应性分析，提出合理的盾构施工参数。
3.1.1.1土压平衡掘进
盾构机穿越砂层时建立土压平衡掘进模式，掘进参数选择时适当提高盾构机的推进速度，降低刀盘转速，严密监测地表沉降情况，确保平、稳、快通过砂层。
3.1.1.2渣良
向刀盘、土舱喷注泡沫剂，土舱中砂土、水体与泡沫剂充分搅拌，形成具有较好和易性、密水性的稠体状塑性流动体，通过盾构机螺旋排土器输送到盾构机体外，有效防止螺旋排土器出口处喷涌现象的发生。
3.1.1.3建立土压平衡掘进模式
典型砂层地段掘进时的土压平衡模式，其土压值设定为1.8～2.3bar，刀盘转速1～1.5r/min，推力控制在1500t以下。
盾构机掘进过程中，主要通过以下两种方法来建立有效的土压平衡：一是在维持推进速度不变，保持土舱压力的情况下，根据螺旋机出口处渣样外观及其含水量，以及螺旋机扭矩数据，合理调整螺旋机转速及开启度（一般情况下螺旋机转速为2～5rmp，开启度为10%～30%），并采取渣土车逐斗控制出土量的方法严格控制渣土排放量，确保土舱压力足以平衡开挖面土水压力；二是在保持螺旋输送机转速或闸门开启度不变的情况下，增大盾构机的推力，降低刀盘转速，达到增大土舱压力的目的。
3.1.2砂层盾构隧道地表沉陷控制技术研究
提出合理的盾构施工参数，采用信息化施工技术，制定地表沉陷监测方案设计，采用FLAC数值计算预测地表沉陷规律，完成地表监测结果与FLAC预测结果分析研究。
3.1.2.1合理选择掘进模式和掘进参数
一般采用土压平衡模式，根据地下水位、地层条件、隧道埋深等合理选择土仓压力。合理选择掘进参数，例如：螺旋输送器的转速、闸门开度，刀盘转速，推进千斤顶的推力等。
3.1.2.2做好监测工作，及时反馈监测信息
适当加密监测频率，根据地表沉降和建筑物沉降的监测数据，结合地质情况，及时调整土仓压力、千斤顶推力等施工参数。
3.2盾构施工的技术路线
4.盾构施工的常见问题及解决对策
4.1盾构施工的常见问题
4.1.1由于地层的不确定性，可能出现不可预知的突发状况；由于砂层具有渗透系数大、粉细砂层易液化、粘性砂层流动性好等特点，因此，盾构机通过该地层时，受到扰动后地层的土力学特性易发生变化，如桩基处于砂层中，砂层受扰动后，降低了桩与土体之间的摩擦力，消弱了桩基的承载力，造成建筑物沉降。若盾构开挖面或其上方存在较厚的砂层，当这些砂层受到扰动时易产生液化，液化后的砂土体从切口环位置或刀盘开口处流入土仓，致使出土量很难得到控制，从而造成上部土体塌方和掘进中的喷涌现象。砂层喷涌之后，需用大量时间进行清理，严重影响盾构施工进度。
4.1.2盾构穿砂层段内出现刀具严重磨损情况，导致无法掘进施工。由于隧道穿越的地层较原地勘资料变化较大，呈现为致密的卵石层，使得重型撕裂刀无法松动土层，形成实际上利用切刀松动土体，大部分刀齿受卵石碰撞而崩裂；周边刮刀由刀齿切削地层改为刀座切削地层，刀盘扭矩增大，进一步加剧刀具磨损，增大了掘进扭矩。
4.1.3如何根据地表监测结果，合理调整盾构施工参数。工程施工前，通过补充地质钻孔和回声测深仪，进一步查清隧道的地质条件和覆土厚度，为盾构机选型、盾构掘进参数的选取及制定相应的辅助措施提供第一手准确资料。
4.2解决对策
4.2.1尽可能做好应急预案，在任何情况下都严格按照规定进行应对；
4.2.2在进入全断面砂层之前，先行更换刀具。依然出现该情况的，在做好支护措施的情况下，在线路以外打竖井至盾构深度，而后打横洞至刀盘处，带压换刀。
4.2.3通过系统分析，参考相关工程的施工经验，并结合本工程实际，进行合理的调整，保证盾构安全推进。
5.结论
根据西安地铁三号线科技路站～太白路南站区间隧道工程施工实践，研究在饱和含水砂层条件下利用土压平衡盾构机进行隧道施工的应用技术，系统总结和阐述了土压平衡盾构机在富水砂层条件下施工的关键性技术，对拓宽土压平衡盾构机应用范围及在相近地层条件下的地铁盾构安全施工提供参考和指导。
参考文献：
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盾构施工总结范文3
【关键词】盾构法施工地表沉降隧道漏水 防治措施
在现代城市建设中，地下空间的开发利用已成为一个重要的组成部分。而盾构法隧道，由于其先进的施工工艺和不断完善的施工技术，使得其在城市地下空间的开发中取得了巨大的成功，并被越来越多地应用于城市地铁隧道工程建设中。盾构法具有快速、安全、对地面建筑物影响小等诸多优点，在我国的各大主要城市，如上海、北京、深圳、广州和南京等地，已建和在建的地铁隧道大都采用盾构法施工。
盾构法施工不可避免的会引起地层的扰动，使地层发生变形，特别是软弱地层，当埋深较浅的变形会波及地表并使地表沉降。当地层变形超过一定范围时，会严重影响周围临近建筑物和地下管线，引起一系列的环境岩土工程问题。如周围建筑物开裂、倒坍、地表沉降，隧道内漏水，工作面漏砂等。因此，合理的设计和施工对减少和控制地表沉降等有着重要的意义。
1地表沉降原因及防治措施
1.1原因分析
造成地表沉降的主要原因是施工过程中产生的地层损失引起的，地层损失包括建筑空隙及超挖或其它土层流失，具体为：1）开挖面土体的移动。盾构掘进时，如果出土速度过快而推进速度跟不上，开挖面土体则可能出现松动和坍塌，导致地表沉降或隆起；盾构机的后退也可能使开挖面塌落和松动引起地层损失而产生地表沉降。2）采用降水疏干措施时，土体有效应力增加，再次引起土体的固结变形。3）土体挤入盾尾空隙。主要原因是注浆不当，使盾尾后部隧道周围土体向盾尾坍塌产生地层损失引起地层沉降。4）盾构推进方向的改变、盾尾纠偏、仰头推进、曲线推进都会使实际开挖面形状大于设计开挖面而引起地层损失。5）壳体移动与地层间摩擦和剪切作用引起地层损失。6）土体受施工扰动后固结作用而产生地层损失。7）在水土压力作用下，隧道衬砌变形引起地层损失。
盾构法施工引起的地面沉降按时间先后可以分为5个阶段：1）先期沉降，土体因地下水位下降而导致土体固结沉降，发生在盾构刀盘到达切口前3～12m处。该阶段沉降较小，一般小于总沉降的5%。2）盾构到达时沉降，即由于开挖卸荷土体发生弹性或塑性变形而导致的沉降，发生在盾构刀盘到达切口前3m至切口后1m处。该阶段沉降占总沉降的0.0%～44.0%。3）盾构通过时沉降，即由于盾壳和土层间的摩擦剪切力导致土体向盾尾空隙后移而发生的弹塑性变形，发生在盾尾通过切口后1m至盾尾脱出处，占总沉降的0.0%～38.0%。4)盾尾空隙沉降，即由于尾部空隙增加且沉陷、底土扰动而发生的沉降，发生在盾尾至继续推进1m处，占总沉降20.0%～100.0%。5）长期延续沉降，即由于土体蠕变产生的塑性变形导致的沉降，发生在盾尾通过后约100h，占总沉降的4.0%～32.0%。
1.2控制措施
减小地表沉降的控制措施：根据隧道埋深、土层性质和地面超载计算主动和被动土压力值和静水压力，根据计算结果结合初推阶段的施工参数设定土压力值。根据设定的正面土压力控制出土速度和掘进速度。根据不同土层和覆土深度，配合监测信息的分析及时调整土压力值的设定。同时要求推进坡度保持相对稳定， 控制一次偏量，减少对土体的扰动。再根据推进速度，出土量和地层变形信息、 数据反馈及时调整初始设定的土压力值和注浆量，进而达到对轴线和地层变形在最佳状态下的控制。当盾构机在曲线段掘进时，根据曲线的施工特点调整推力、 推进速度、出土量和注浆量，并根据地层变形的信息数据及时调整各种施工参数， 以期在尽量短的时间内将土压平衡值和注浆量调至曲线掘进的最佳状态。
2隧道漏水原因及防治措施
2.1原因分析
盾构法施工在隧道贯通后，出现的隧道管片渗漏水的问题是盾构施工过程中的处理难题，尤其是在南方沿海地区的地铁隧道施工中显现的更为突出。
盾构隧道漏水的客观因素是盾构隧道在施工过程中由于盾构机的掘进，对周围地下水线路及围岩的力学特性有所改变，出现裂缝和缝隙的扩展、相连，使地下水沿缝隙汇聚到盾构隧道附近，给隧道的防水工作留下了隐患。主观因素是在工程设计阶段，没有加强对隧道防水的设计要求，或者是对特殊地段的地层分析不够准确和细致，导致设计的防水工序工艺不到位。再者就是施工规范的不完善， 对施工防水的工作内容和验收细节要求不够全面，有些概念比较含糊，导致在施工过程中对防水的质量要求理解各有差异，也不能更高质量的进行防水施工。还有就是施工过程中的现场管理混乱，工人操作不规范、材料不合格等造成。
2.2控制措施
当管片脱离盾尾后，在土体与管片之间会形成一道宽度为115mm～140mm左右的环形空隙。采用水泥砂浆作为同步注浆材料，尽快填充环形间隙使管片尽早支撑地层，防止地面变形过大，同时也是管片外防水和结构加强层。
管片采用高抗渗高强度C50等级的混凝土，抗渗等级为S10/S12。管片生产注意混凝土的密实度、抗裂性能和制作精度。为了防止管片的接缝部位漏水 ， 满足防水构造要求 ，在管片的环缝、纵缝面设有一道弹性密封垫槽及嵌缝槽。采用三元乙丙弹性橡胶与遇水膨胀橡胶复合型弹性密封垫，在千斤顶推力和螺栓拧紧力的作用下，使得管片间的弹性密封垫的缝隙被压缩，起到防水的作用。
盾构机穿越后考虑到环境保护和隧道稳定因素，如发现同步注浆有不足的地方，通过管片中部的注浆孔进行二次补注浆，补充一次注浆未填充部分和体积减少部分，从而减少盾构机通过后土体的后期沉降，减轻隧道的防水压力，提高防止水效果。二次注浆使用专用的泥浆泵，注浆前凿穿管片吊装孔外侧的保护层，安装专用注浆接头。二次注浆采用水泥浆一水玻璃双浆液，注浆压力一般为0.2MPa～0.4MPa。
盾构施工总结范文4
关键词：中铁装备；盾构机；成都地铁
1 中铁装备盾构机成都应用分布情况
中铁装备在2012年-2013年间共投入20台盾构机分别服务中心成都地铁1、2、3、4号线，其中新机17台，改造的中铁系列盾构机3台。2012年10月26日，成都第一台中铁系列盾构中铁62号下井组装，紧接着于2012年11月26日成功始发，并于2013年6月2日成功贯通成都地铁2号线二期工程（东延伸线）土建3标保安村站～龙泉东站右线区间（区间总长1489.7m），成为首台中铁系列盾构在成都成功运用的掘进完成整个工程隧道中铁系列盾构机。盾构机所服务的地质主要包括砂层、卵石、泥岩、粘土以及这几种地质的复合地层。
2 中铁系列盾构机在成都各地层的应用参数
（1）粉质粘土、膨胀土地层（以中铁62号为例）：刀盘转速1.5，扭矩3500-4200KNm，总推力13000-15000KN，推进速度60-70mm/min；
（2）粘土与泥岩混合地层（以中铁65号为例）：刀盘转速1.5，扭矩2700-4500KNm，总推力9000-11000KN，推进速度30-40mm/min；
（3）中风化泥岩（以中铁60号为例）：刀盘转速1.5，扭矩2000-3500KNm，总推力8000-10000KN，推进速度50-60mm/min；
（4）强风化泥岩（以中铁83号为例）：刀盘转速1.2，扭矩1800-3400KNm，总推力7000-9000KN，推进速度50-70mm/min；
（5）泥岩与卵石复合地层（以中铁52号为例）：刀盘转速1.0，扭矩3600-4200KNm，总推力11000-13000KN，推进速度40-60mm/min；
（6）全断面砂卵石地层（以中铁58号为例）：刀盘转速1.5，扭矩4400-4800KNm，总推力15000-17000KN，推进速度30-50mm/min；
（7）鹅卵石地层（以中铁64号为例）：刀盘转速1.1，扭矩4500-6000KNm，总推力15000-19000KN，推进速度30-70mm/min。
3 中铁系列盾构与其他品牌盾构在成都应用情况比较
3.1 中铁62号与其他厂家盾构S768对比
中铁62号与其他盾构S768分别应用于成都地铁2号线（二期）工程“保安村站-龙泉东站”右线和左线区间。
3.2 中铁62号&S768整体施工进度情况对比
中铁62号自2012年11月26日始发截止到2013年5月15日，掘进完成863环，最高日掘进记录13环（19.5米），单班7环（10.5米）。S768自2012年12月14日始发至2013年5月15日掘进完成707环。中铁62号与S768整体掘进进度相当。
通过收集分析两台盾构前100环掘进数据发现，中铁62号刀盘扭矩在2000KNm到4000KNm之间波动，总推力在700KN到1500KN之间波动；S768刀盘扭矩在1300KNm到4500KNm之间波动，总推力在500KN到1500KN之间波动。
以上对比数据表明，在同种地层中推进速度相当的情况下中铁62号的推力和扭矩比S768偏小，并且S768前期施工过程中刀盘扭矩波动较大，而中铁62号在整个掘进过程中推力和扭矩变化较平稳具有更好的地层适应性。
4 中铁装备盾构在成都各地层施工种难点简介
（1）在粘土地层中掘进施工的难点在于粘土的粘粘性很好，在土仓内不易分散，在出土时块头较大，再加上打入泡沫和水不能进入其里面，几乎附属在粘土表面，使得粘土表面非常光滑。容易造成粘土堆积在出渣口不能被皮带机带走，一旦出渣不顺就限制了推进速度（如中铁65号始发前期粘土地层表现）。针对这一特点中铁系列盾构设计了独有的刀盘喷水装置，并且增大刀盘开口率，刀盘内侧设有搅拌棒使渣土跟水与泡沫搅拌更均匀，出渣更流畅，现场施工在选择了合理的泡沫与水注入量参数后很快解决了这一出渣不畅难题。
（2）在鹅卵石地层中，设备总推力大，刀盘扭矩大和出渣量的控制是施工的重难点，如中铁64号为例，刀盘扭矩有时会飙升到6000KNM以上，这对设备性能是个很大的考验。中铁系列盾构配备了大功率的驱动泵设计额定扭矩6650KNM，设计最大扭矩8100KNM，设备在高扭矩工况下转仍能提供充足的能量，并且刀盘转速不下降，设备各系统保持着良好的性能。
5 结语
由中铁工程装备集团有限公司设计生产的20台中铁系列盾构机在成都地铁1号线南延线、3号线已成功掘进2万多米。经过各施工单位精心组织，科学的施工，盾构机的优越功能得到充分发挥，设备的优良性能也使得建成隧道的品质得到保证，成都地铁建设项目的辉煌篇章需要中铁装备与各施工单位共同来书写。
参考文献：
[1]王明胜、倪冰玉.成都地铁一号线盾构选型[M].岩土工程界.2009，12（03）.
[2]温法庆.地铁施工用盾构机的选型方案[M].四川建材，2010（03）.
[3]郭家庆 成都地铁盾构4标段泥水与土压两种盾构机的适应性分析[J].现代隧道技术，2010（06）：57-61.
盾构施工总结范文5
【关键词】盾构机；下穿；立交桥；注浆；监测
引言
随着盾构法隧道施工在城市交通工程中的日益发展和扩大，盾构隧道将不可避免地近距离穿越城市中一些重要桥梁、房屋、管线、河床及其他复杂地建（构）筑物，稍有不慎，后果不堪设想。如何顺利穿越这些重大建筑物，以避免造成重大事故，是我们今后做盾构必须认真研究的难题。
1、影响分析
盾构过建（构）筑物过程中对地层地影响有四个阶段，即：到达前阶段、经过阶段、衬砌注浆阶段和固结沉降阶段。
到达前的影响因素有：a盾构刀盘旋转地挤压作用；b推力和土压力对地层地扰动；c盾构与土体地摩擦作用；d盾构地超挖。
经过阶段的影响因素：a盾构的非正常超挖造成的地面塌陷；b纠偏和曲线推进过程的超挖过大；c盾构推力过大速度过快
衬砌注浆阶段的影响：a注浆量不足或注浆压力过大；b管片结构变形。
后期沉降的影响：a同步注浆的浆液凝固收缩；b二次注浆不及时引起的隧道渗水。
2、主要影响参数
影响地面变形的主要参数有：土仓压力、排土量、推进速度、千斤顶总推力、注浆压力、注浆时间、注浆量、浆液性能、盾构姿态和管片拼装偏差，合理的选择以上参数才是施工中的关键。
3、工程实例
3.1工程概况
天津地铁二号线津赤路站～李明庄盾构终点井区间左线起讫里程为：DK21+333.967～DK22+190，区间左线长958.135米（长链98.918米），在DK21+750处设一联络通道；线路最大纵坡为25‰，最小纵坡2‰；线间距为11～18m，最小曲线半径为1500m，隧道覆土厚度8.5～12.6米，本区间采用一台日本小松土压平衡盾构机掘进。
3.2区间构筑物及工程地质描述
根据现场实际调查，本区间跨越盾构线路的重要建（构）筑物有DK21+876.362～DK21+906.635处的津汉公路立交桥， 盾构区间左线结构距最近的桥台桩基净距约4米，桥梁桩基底部距隧道结构25.5米，隧道覆土12.5m，隧道掌子面主要位于④3层淤泥质粉质粘土和④1层粉质粘土，都属高含水量、高灵敏度、中～高压缩性、低强度、低渗透性的饱和软弱粘性土，蠕变量大，易引起地面较大变形。施工中应考虑其不均匀沉降对本工程的影响，所以合理的进行控制掘进参数，加强地面沉降监测等是保证施工安全的有利条件。
图1 桥墩与线路关系图
3.3施工控制措施
3.3.1控制切口土压力，保持土压平衡
盾构机在下穿津汉桥的时候，计算的理论土压力在0.22MPa～0.28MPa，根据试掘进进参数及地面隆沉数据，设定切口土压力为0.24MPa～0.26MPa，并尽量减少变化，施工过程中视监测情况微调。
图2 土压平衡控制原理如图
3.3.2推进速度和总推力控制
在本区间地层，正常推进时，推进速度为3cm/min～5cm/min，在下穿津汉桥时，将速度控制在1.5～1.5cm/min，以减小总推力，降低正面土压力对管道的影响，减少刀盘扭矩，使刀盘对土体充分切割，防止偏挖减轻盾构机与地层间的摩擦，降低对土体的扰动，使盾构机均衡匀速地穿越津汉桥处地层，总推力控制在8500～9000KN ，刀盘扭矩3000～3800KN・m。
3.3.3严格控制纠偏量
盾构推进中，因轴线走偏或衬砌环法面倾斜，造成盾构机走“蛇形”，对周围土体扰动影响很大，因此必须在穿越前确保盾构及管片姿态正常。穿越过程中，盾构机及管片纠偏幅度严格遵守“少量多次”的纠偏原则，每次纠偏量均不大于3mm，这样对津汉桥桩基础的保护效果更佳。
3.3.4严格控制同步注浆量和浆液质量
盾构推进中的同步注浆是及时填充土体与管片圆环间的建筑间隙和减少前期沉降的主要手段，也是盾构推进施工中的一道重要工序。
1）浆液配比
盾构下穿过程中，同步注浆浆液采用可硬性浆液，对控制地面沉降有很好的效果，浆液配比如下（每立方米）：
表1 同步注浆浆液配比
材料名称
水泥（kg）
粉煤灰（kg）
石灰（kg）
膨润土（kg）
砂（kg）
水（kg）
数量
300
165
45
50
600
250
2）注浆量及稠度
在穿越津汉桥时，注浆量控制在4.7～5.2m3，由于在盾构下穿津汉桥段的地层以淤泥质粉质粘土为主，含水量大，故浆液稠度设定为9.5cm以内。
3）注浆压力
注浆压力过大时，管片外的土层会被浆液扰动而造成较大的后期地层沉降及隧道本身的沉降，且易造成跑浆；而压力过小，填充不充分，也会使地表变形增大。因此，注浆压力最佳值应在综合考虑地基条件、管片强度、浆液性能和土压力的基础上来确定。另外，还须视监测情况及时进行调整，根据通过前的掘进经验，在下穿津汉桥时，注浆压力设定在0.3MPa～0.35MPa之间。
4）二次注浆
由于盾构推进同时同步注浆的浆液在填补建筑空隙的同时也会存在一定的间隙，且浆液的收缩变形也存在引起地面沉降的隐患，为进一步填充空隙并形成密实的防水层，在津汉桥桩基础对应衬砌管片出盾尾5～6环后，进行二次注浆，注浆量每环压注0.5～1.0m3，二次注浆压力控制在0.3MPa以下；注浆流量控制在10L/min～15L/min，以减少地层后续沉降，同时也达到加强隧道衬砌的目的。另外，注浆参数是根据地层变形监测数据来随时调整的，若地面有隆起，减少注浆或不注浆；若产生了沉降，须及时进行注浆，以防止沉降过大造成对津汉桥桩基的位移，二次注浆采用双液浆，以达到早强和防水的目的，配比如下（每立方米）：
表2 二次注浆浆液配比
A液
B液
凝结时间间（s）
压缩强度/MPa
水泥（kg）
膨润土（kg）
水（kg）
水玻璃（L）
1h
3h
7d
28d
275
55
785
77
7-11
0.05
0.11
0.85
1.8
3.4施工监测
3.4.1津汉公路立交桥监测点的埋设
在每个承台的四个角设置4个沉降观测点，同时在墩柱上设倾斜观测点，地面每5m一个断面，埋设地面隆沉观测点。
3.4.2加强施工中监控量测
盾构施工中，在盾构到达津汉桥桥墩前30米、盾尾后50米内每天观测3次，盾构通过时，每天8次，盾尾部通过3天后，每天2次，以后每周1～2次，密切观测桥梁的沉降、倾斜或裂缝。
4、实施效果
在盾构下穿津汉桥桥墩1个月后，对各监测点进行复测。监测数据表明：最大沉降值为-9.1mm，平均值为-5mm左右，小于规范要求的10mm变形量。由此说明，在盾构下穿桥墩时，各种施工参数设定较为合理，其有效控制了地层的变形，减少了对桥墩的影响，使盾构得以顺利、安全地穿越危险段。
5、总结和建议
通过天津地铁2号线津～李明区间左线成功通过津汉公路立交桥。我们得到以下结论：
5.1盾构机掘进参数的控制，是保证建构筑物安全的关键；
5.2盾构机在建构筑物下通过时，及时进行同步及二次注浆可有效降低地面的沉降量；
盾构施工总结范文6
本文以杭州钱塘江流域某大型越江隧道工程为例，结合盾构隧道精益施工理论，对大直径盾构隧道精益施工进行了分析研究，总结了优化施工和管理的方法，为大型盾构隧道工程寻求改善方法。
关键词
盾构施工；越江隧道；精益施工
1、引言
盾构作为具有高效、安全优点的盾构隧道施工方法，已经成功的运用于众多工程中，尤其是近年来隧道工程正朝着大直径、长距离、大埋设的方向发展。本文将在大型盾构隧道的建设中引入精益思想，建立盾构隧道精益施工理论，并结合钱江盾构隧道工程，分析在实际工程对盾构隧道的精益施工的运用，以便能够为大型盾构隧道工程寻求改善方法。
2、盾构隧道精益施工理论基础
从精益思想的基本原则和大型盾构隧道面临的施工特点、工程挑战出发，盾构隧道精益施工的定义为：在大型盾构隧道施工中有效融合精益思想，使隧道施工中的一切浪费得到有效减少，确保隧道盾构得到有效推进，使各工序的施工能够及时进行。
3、钱江隧道精益施工运用研究
3.1钱江隧道施工方法及特点
（1）工程施工方法根据主要技术标准及工程地质条件，经过多方研究及专家评审，钱江隧道采用一台德国海瑞克生产的Φ15.43m大直径泥水平衡盾构进行掘进施工。盾构隧道衬砌结构设计尺寸为内径13.7m，外径15m，衬砌厚0.65m，环宽2m。采用通用环管片（双楔形）错缝拼装。每环由10块管片构成，其中标准块7块，邻接块2块，封顶块1块。根据现场地形、地貌、环境条件和施工方法的不同，钱江隧道工程划分为三大施工段：1）江南段：包括江南暗埋段和引道段，还有附属的风塔、管理中心用房等。2）江中段：由于仅有一台盾构机可使用，工程先从江南掘进西线隧道至江北后调头，再沿东线掘进回江南。3）江北段：江北工作井、暗埋段、引道段和接线道路等。（2）施工特点钱江隧道工程的主要施工特点有：1）仅由一台15.43m大直径泥水平衡盾构往返进行总长超过8km的隧道施工，而钱江通道及接线工程是浙江省的重点工程，工期要求高。2）施工场地的限制：由于地理条件的限制，工程的大部分设施及盾构段的所有配套设施，如泥水系统、预制构件加工、施工场地等均只能布置在江南。江北仅考虑江北工作井、暗埋段、风塔及管理站的建设。3）材料运输距离长：由于主要的施工配套设施均布置在江南，东线隧道自江北向江南掘进时，泥水、管片以及各种原材料均需要从江南利用已建成的西线隧道运输到东线施工隧道，短运输距离约4.5km，随着东线隧道掘进，最长的运输距离将超过8km。
3.2隧道精益施工应用研究
（1）内部同步施工由于钱江隧道施工仅采用一台盾构，工期较为紧张，根据钱江隧道工程的具体情况，采用隧道内部结构和隧道掘进的同步施工方法。隧道完成内部施工后的隧道断面如图1，完成管片拼装后，放置预制口字件，然后浇筑两侧的压重块，再现浇牛腿，后浇筑路面板。一个断面上除了少数工序可以进行立体化同时施工以外，大部分工序均需按照一定的先后顺序来进行。只有同时不同断面的施工，形成不间断的价值流动才能避免工作不连贯造成的浪费。（2）现场规划管理由于江北条件的限制，钱江隧道的主要施工场地只能布置于江南，功能设置包括生活、办公、泥水处理、商品混凝土生产、钢筋处理、管片堆放等部分。结合江南现场的形状特点，遵循盾构隧道精益施工的原则.经过现场实地调查，发现钱江隧道的总体现场规划较为合理，在施工中显示出主要的优点突出表现在：1）不同功能区的合理位置安排使得现场未出现往返运输。2）道路规划合理，虽然施工现场有多种大型运输车辆，但在地面未发生运输冲突，即使在工程施工高峰时期，工地现场也未出现运输车辆堵塞、排队的现象。3）钢筋车间、构件生产场地和混凝土搅拌站位于场地西南角，形成构件生产的完整功能区，消除了对其他施工作业的干扰。4）推行盾构隧道精益施工钱江隧道内各种施工工具摆放整齐，随施工推进移动，减少占用道路的面积，创造了整洁、舒适的施工环境。（3）运输管理隧道施工期间的材料运输主要模式有：有轨运输和无轨运输。从供应链成本考虑，长距离运输采用有轨方式更加经济，但有轨运输灵活性较差，难以使内部结构同步施工。盾构隧道精益施工要求从隧道施工全局出发，采用无轨运输模式可同时满足隧道掘进和内部施工的要求。钱江隧道精益施工运输要求遵循以下原则：1）首选在盾构机维修保养时间段进行的是混凝土浇捣，混凝土搅拌车和管片车不可同时运行，根据内部施工需要其他小型车辆可随时运输。2）由于在混凝土初凝之前必须完成混凝土运输、浇筑，因此应优先让混凝土搅拌车通行；管片车和双头车在双向通行处等待，待混凝土搅拌车让出通道后再驶入。钱江隧道现场，混凝土搅拌站根据每天收到的内部施工计划进行生产，然后在同步施工队发出运输指令后，拉动混凝土搅拌车的运输；管片、同步注浆浆液及口字件的运输则由盾构推进控制室发出指令拉动进行，满足盾构隧道精益施工反映盾构掘进实时需求的思想。
4、小结