盾構(gòu)掘進(jìn)中的關(guān)鍵技術(shù)以及事故處理對策以及預(yù)防方案

1、盾構(gòu)掘進(jìn)中的關(guān)鍵技術(shù)以及事故處理對策以及預(yù)防方案1概述11 工程概要12 國內(nèi)外類似工程實例介紹本工程中的主要課題為：高水壓、長距離施工、高速度施工。這里介紹的施工實例除了與上述課題有關(guān)的實例外，也介紹了地下對接的實例。*資料1 高水壓的施工實例（水壓在0.5mpa以上）no工程名總長(m)最小曲率半徑(m)最大上覆土(m)最大水壓(mpa)土質(zhì)盾構(gòu)外徑(mm)機(jī)種有無鉸接盾尾密封種類層數(shù)盾尾密封充填材料注入方法軸承密封1八王子城遺址隧道(第4)工程533.1603.51800.8以上塊狀砂巖5,050泥水有密封刷4機(jī)內(nèi)注入多層卷邊型4道2今井川地下調(diào)節(jié)池工程(第4)2,810130850.7

2、6固結(jié)淤泥和砂的互層12,140泥水有密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷邊型4道3西梅田附近管線新鋪工程第2工區(qū)1,49750660.7沖積粘土、砂、砂礫互層8,180泥水有密封刷4機(jī)內(nèi)注入多層卷邊型3道4扇島盾構(gòu)隧道(海上工區(qū))新建工程520-600.66洪積層、固結(jié)淤泥、細(xì)砂(部分礫石)及沖積粘土9,100泥水無鋼絲刷4從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷邊型3道5扇島盾構(gòu)隧道(陸上工區(qū))新建工程1,448800600.65洪積層、固結(jié)淤泥、細(xì)砂(部分礫石)9,080泥水無密封刷+聚氨酯3+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間2室注入多層卷邊型3道6橫濱市末廣支線下水道工程1,803250650

3、.62硬土4,680泥水無密封刷3從機(jī)內(nèi)注入，刷間僅第1室注入多層卷邊型3道7天保山?jīng)_盾構(gòu)工程2,192100560.60洪積粘土3,050泥水有密封刷3從管片一側(cè)注入中央軸承型式8西梅田附近管路新建工程第一工區(qū)1,80835650.60沖積粘土、砂礫的互層7,260泥水有密封刷3從機(jī)內(nèi)注入，刷間2室注入多層卷邊型3道9東京灣橫斷道路中央隧道木更津北2,4192,50016.3+(28)0.60成田層、人工地層14,140泥水無密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷邊型4道10東京灣橫斷道路川崎隧道浮島北2,8031,65017.7+(26.7)0.59沖積粘土、洪積砂土、洪積粘

4、土及加固地基14,140泥水無密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷邊型3道+單層卷邊11東京灣橫斷道路川崎隧道浮島南(1)2,8531,65017.7+(26.7)0.59沖積粘土、洪積砂土、洪積粘土及加固地基14,140泥水無密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入角密封+方形密封復(fù)數(shù)道+圓盤密封12東京灣橫斷道路中央隧道木更津南2,7752,500150.59粘性土、砂質(zhì)土14,140泥水無密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷邊型4道13東京灣橫斷道路中央隧道川人北(1)2,100-19.6+(28)0.59有樂町層、七號地層、成田層14,140泥水無

5、密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷邊型4道14東京灣橫斷道路川崎隧道川人南(1)1,800-19.6+(28)0.59有樂町層、七號地層14,140泥水無密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷邊型4道15東京灣橫斷道路中央隧道川人南(1)1,751-19.4+(28)0.59ddm、粘土、砂質(zhì)土14,140泥水無密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷邊型4道16東京灣橫斷道路川崎隧道川人南(1)1,751-19.3+(28)0.59ddm、粘土、砂質(zhì)土14,140泥水無密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷邊型4道17上二支線新建工程

6、(管路第一工區(qū))2,01910059.60.57粘土、砂質(zhì)土6,360泥水有密封刷4從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷邊型3道+v形密封2道18夢州-舞州海底共同溝工程(2)562150450.57洪積粘土、沖積粘土、洪積砂、砂礫6,360泥水有3列密封刷，注聚氨酯3從機(jī)內(nèi)注入，刷間僅第1室注入多層卷邊型3道19新羽末廣干線江崎支線下水道工程46890580.56固結(jié)淤泥和砂的互層3,780泥水有密封刷3從機(jī)內(nèi)注入，刷間2室注入v形密封3道20新羽末廣干線江崎支線下水道工程(3)4,43580580.55固結(jié)淤泥和砂的互層9,450泥水(球體)有密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷

7、邊型3道21東吳野幸浦下水道工程1,65020670.55混有浮石的固結(jié)粘土、微細(xì)砂3,280泥水(msd)有密封刷3從機(jī)內(nèi)注入，刷間2室注入角密封+方形密封復(fù)數(shù)道+圓盤密封22外郭放水路第2工區(qū)隧道新建工程1,920250520.55成田層群砂質(zhì)土、粘性土12,140泥水有密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入角密封+方形密封復(fù)數(shù)道+圓盤密封23外郭放水路第3工區(qū)隧道新建工程2,592250520.55成田層群砂質(zhì)土、粘性土12,040泥水有密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷邊型4道24外郭放水路第4工區(qū)隧道新建工程1,235250540.55成田層群砂質(zhì)土、粘性土

8、12,040泥水有密封刷+緊急止水4+1從機(jī)內(nèi)注入，刷間3室注入多層卷邊型4道25橫濱湘南線盾構(gòu)工區(qū)1,76940560.55粘性土、砂、砂礫2,520泥水有密封刷3從機(jī)內(nèi)注入，刷間2室注入角密封+方形密封復(fù)數(shù)道+圓盤密封26彌生町干線182(59)20540.54粘性土、砂、砂礫5,950泥水球體縱貫有密封刷3從機(jī)內(nèi)注入，刷間2室注入角密封+方形密封復(fù)數(shù)道+圓盤密封27東花臺泵站送水管(3)1,64290540.50洪積細(xì)砂、砂礫、淤泥5,370泥水無密封刷3從管片一側(cè)注入多層卷邊型3道28港北變電所附近新建工程(2工區(qū)2)1,16120530.50硬土、砂5,240泥水有密封刷3從管片一側(cè)

9、注入多層卷邊型2道+單層卷邊1道*資料2 長距離施工的實例（總長度在2，500m以上）no工程名全長(m)盾構(gòu)機(jī)外徑(mm)水壓(mpa)到盤轉(zhuǎn)速(rpm)掘進(jìn)速度(mm/min)土砂密封安裝直徑(mm)土砂密封的轉(zhuǎn)動距離(km)工法備考1東西聯(lián)系天然氣導(dǎo)管新建(木更津)工程9,0303,6200.550.6-2.8平均50-70650-泥水掘進(jìn)中2東西聯(lián)系天然氣導(dǎo)管新建(東扇島)工程9,0303,5900.60掘進(jìn)中掘進(jìn)中-泥水掘進(jìn)中3春日井共同溝6,8004,7800.151.1302,6102,040土壓4學(xué)園豐崎間管路新設(shè)工程(3工區(qū))6,5005,7500.351.38601,700

10、2,908泥水5神明-蘇我共同溝盾構(gòu)隧道5,3605,6200.27掘進(jìn)中掘進(jìn)中-泥水掘進(jìn)中6學(xué)園豐崎間管路新設(shè)工程(2工區(qū))5,0315,7500.501.3503,6201,488泥水7石岡隧道(第二工區(qū))5,0004,0400.401.9-3.0平均451,4001,466泥水轉(zhuǎn)速4檔，u形密封4道，掘進(jìn)中8新羽末廣干線下水道（第3）4,4359,4500.540.65165,0502,831泥水9姬路線飾磨盾構(gòu)工程4,1262,6900.133.2502,5202,091土壓10東吳野幸浦線下水道4,0413,2800.88-泥水11桑名地區(qū)洞道新建工程(工區(qū)4)3,9495,1500

11、.251.18(30)732357土壓12北干、秋間t(東)3,805-半機(jī)械挖tek-ecl13須磨浦污水干線(1)3,7493,0800.262(30)2,7202136泥水14關(guān)門海峽穿越管線鋪設(shè)3,5932,3400.36310.52,0806,673泥水內(nèi)周徑1,030m15浪速-關(guān)目間光纜工程3,5503,690-泥土壓16春日井共同溝大泉寺工程3,3904,800-泥土壓17pirika發(fā)電站新建工程土木部分3,3543,3300.201.9201,3611,361泥水18江戶川-葛西光纜工程3,3072,930-土壓19山崎川右岸雨水干線下水道3,2873,4900.181.7

12、30620285.8泥水中間豎井進(jìn)行刀頭更換20中央污水干線工程3,2482,1300.303(35)1,9101671土壓21學(xué)園豐崎間管路新設(shè)工程(4工區(qū))3,2455,7500.551.3181,8002,7501,3122,004泥水22京滋線r24號東西線盾構(gòu)3,2202,7460.02-泥土壓23上尾與野聯(lián)系管路(3工區(qū))3,2203,6000.171.46511,250362泥水24千里山田干線下水管渠工程3,1291,9400.12-泥土壓25楠味美共同溝3,0754,8900.140.96302,000618土壓26大里右岸干線導(dǎo)水路2工區(qū)3,0402,480-泥水27西廣瀨

13、干線第3工區(qū)3,0062,1300.232301,8811184土壓28熱海市南熱海干線管路工程33,0002,7200.405.3302,6004,329泥水29大阪-浪速網(wǎng)絡(luò)光纜工程2,9623,2800.20-泥水30淡路-大阪間光纜工程2,9553,840-泥水31新鳴海雨水干線下水道2,9533,9400.02-泥土壓32那珂導(dǎo)水路水戶隧道工程（1）2,9205,5200.38-半機(jī)械挖33橫濱干線共同工程區(qū)間盾構(gòu)2,9134,0900.18-泥水34東神奈川-小機(jī)企業(yè)間并設(shè)洞道2,9004,0900.291.17302,800994泥水35桑名地區(qū)洞道新建工程2,8975,1500

14、.301.1217.93,9003,2001,6511,822土壓36171號清水共同溝2,8804,430-掘進(jìn)中掘進(jìn)中600掘進(jìn)中土壓37東京灣橫斷道路(川崎隧道浮島南工程)2,85314,1400.590.38平均307,2581,040泥水38地下放水路加美調(diào)節(jié)池工程2,8438,1300.15-泥水39日本堤干線工程2,8404,7000.15-泥土壓40鐵干線(1工區(qū))2,8362,1300.092.660380147泥土壓中央軸承構(gòu)造*資料3 寬管片的施工實例 （寬度在1.5m以上）在國外，巴黎a86號環(huán)線東部隧道（法國）、綠心隧道（荷蘭）、里昂公路隧道（法國）、威斯特-謝爾德頓

15、隧道（荷蘭）、第4艾爾貝公路隧道（德國）等工程中有管片寬度超過2m的事例。no工程名全長(m)管片寬(mm)管片外徑(mm)管片種類工法備考1營團(tuán)13號線 高田a線工區(qū)工程1,2451,6006,600rc土壓2東京灣橫斷道路中央隧道木更津北(1)2,4191,50013,900rc泥水3東京灣橫斷道路中央隧道川人北(1)及(2)2,1001,50013,900rc泥水4東京灣橫斷道路川崎隧道川人北(1)1,8001,50013,900通縫泥水5東京灣橫斷道路中央隧道川人南(1)及(2)1,7501,50013,900rc泥水6東京灣橫斷道路川崎隧道浮島北工程2,8021,50013,900r

16、c泥水7東京灣橫斷道路川崎隧道川人南工程1,7511,50013,900rc泥水8神田川環(huán)狀7號線地下調(diào)整池(二期)盾構(gòu)工程2,4971,50013,200rc泥水施工中9首都高速中央環(huán)狀線新宿線sj11(4)-sj31(外環(huán))2,6501,50013,050rc泥水dc、drc、st為120010中央環(huán)狀線新宿線sj43工區(qū)(1-2)隧道1,0401,50011,900rc泥水11sj51工區(qū)-sj53工區(qū)(外環(huán))隧道2,0181,50011,800rc平板型泥土(氣泡)12sj51工區(qū)-sj53工區(qū)(內(nèi)環(huán))隧道2,0201,50011,800六角形泥土13sj33工區(qū)34工區(qū)(1)隧道1,

17、5201,50011,360rc鋼制泥水往返總長14平野川調(diào)節(jié)池1,6901,50011,300rc泥土壓15sj46工區(qū)(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、三輪隧道2,2191,50010,000rc泥水18常新、綾瀨川隧道2,0561,50010,000rc泥水19常新、臺東隧道1,2041,50010,000rc泥水20常新、南流山隧道6551,50010,000rc泥土*資料4 地下對接工法的比較工法名稱傳統(tǒng)工法(同時使用冰凍法)機(jī)械式地下對接(貫入環(huán)方式)工法的概要圖貼冰凍管放射冰凍管貼冰凍管放射冰

18、凍管從兩側(cè)盾構(gòu)進(jìn)行施工掘進(jìn)時對接時接收側(cè)盾構(gòu)機(jī)伸出側(cè)盾構(gòu)機(jī)管片貫入環(huán)貫入室盾構(gòu)殼伸縮刀頭刀頭縮小刀頭移出盾構(gòu)殼盾構(gòu)殼管片管片2次澆注混凝土貫入環(huán)伸入刀頭移出施工順序1相互盾構(gòu)機(jī)到達(dá)對接地點 (確認(rèn)鉆孔以及修正掘進(jìn))2. 第一次拆除機(jī)內(nèi)設(shè)備3. 搬入凍結(jié)設(shè)備并開機(jī) （從機(jī)內(nèi)鉆孔，使用面板凍結(jié)管）4. 用測溫管確認(rèn)凍結(jié)范圍5. 第二次拆除隧道內(nèi)設(shè)備6. 結(jié)合部位的安裝7. 襯砌混凝土結(jié)合施工1相互盾構(gòu)機(jī)到達(dá)對接地點 (確認(rèn)鉆孔以及修正掘進(jìn))2. 將刀盤收到艙內(nèi)3. 推出貫入環(huán)4. 壓緊受壓橡膠環(huán)5. 盾構(gòu)機(jī)內(nèi)設(shè)備拆除6. 襯砌混凝土結(jié)合施工 工法的特征傳統(tǒng)工法，業(yè)績較多工法具有確實性可以適用于超大

19、口徑原則上不需要輔助工法對接工期短可以對抗高水壓施工實際業(yè)績東京灣橫斷道路 直徑14.14m、8工區(qū)水壓 6kgf/cm2橫濱污泥工廠 直徑9.70m水壓3kgf/cm2臨海鐵道大井町隧道 直徑7.26m水壓 3kgf/cm2中電新名火力電站天然氣導(dǎo)管 直徑4.10m水壓 4kgf/cm2龜戶給水所間送水管 直徑2.88m tube shield 工法 水壓4kgf/cm2本工程中的課題(大口徑、大深度)工期如何縮短冷凍設(shè)備的組織安裝凍結(jié)厚度的形成和維護(hù)管理貫入環(huán)、受壓橡膠環(huán)的構(gòu)造貫入環(huán)、受壓橡膠環(huán)搬入現(xiàn)場和安裝外圈環(huán)的支持方法如何在巖石條件下對應(yīng)和對接1.3 本工程的難點和特征1.3.1 伴

20、隨著盾構(gòu)施工產(chǎn)生的對已有結(jié)構(gòu)物的影響本施工中，不光在武昌一側(cè)及漢口一側(cè)的工作井的位置處其上覆土厚度較低，而且存在有重要的建筑物，因此有必要討論其對策。下面對討論的流程以及對策等進(jìn)行說明。（）討論的順序盾構(gòu)施工時對已有結(jié)構(gòu)物的討論順序一般為如下所示的流程。即將施工結(jié)構(gòu)物的規(guī)劃、設(shè)計一般范圍臨近程度的判斷一般工程需要注意范圍或需要進(jìn)行對策范圍設(shè)定已有結(jié)構(gòu)物的容許位移和變形量 討論施工對策推測已有結(jié)構(gòu)物的位移fem分析計算等變形量no 與容許值比較yes臨近前測量（實施臨近施工）監(jiān)測計劃施工監(jiān)測管理no與管理值相比較追加施工對策yesno位移變形收斂？yes結(jié) 束（）臨近程度的劃分和對策的內(nèi)容臨近程

21、度的判斷時要根據(jù)將要施工的結(jié)構(gòu)物的施工方法、將要施工結(jié)構(gòu)物和已有結(jié)構(gòu)物的距離、已有結(jié)構(gòu)物的規(guī)模、施工方法、形態(tài)以及機(jī)能和地質(zhì)條件等綜合進(jìn)行考慮后來進(jìn)行判斷。臨近程度的劃分和對策的內(nèi)容一般如以下表格的內(nèi)容所示。臨近程度的劃分對策的內(nèi)容區(qū)分內(nèi)容一般范圍（）新結(jié)構(gòu)物在施工時不會對已有結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生位移、變形上的影響的范圍。一般來說不需要采取特別的對策。需要注意范圍（）新結(jié)構(gòu)物在施工時一般可認(rèn)為對已有結(jié)構(gòu)物不產(chǎn)生位移、變形上的有害影響，但個別會產(chǎn)生影響的范圍。原則上在新結(jié)構(gòu)物施工中從該施工上進(jìn)行對策處理，推測已有結(jié)構(gòu)物的位移和變形，與容許值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果和實際的狀況來實施合適的對策。另外，為了能

22、安全順利地施工，需要對已有結(jié)構(gòu)物、周圍地層以及包括臨時結(jié)構(gòu)物在內(nèi)的新結(jié)構(gòu)物的響應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測和管理。需對策范圍（）新結(jié)構(gòu)物在施工時將使已有結(jié)構(gòu)物發(fā)生位移、變形等有害影響的范圍。對新結(jié)構(gòu)物在施工中必須采取對策措施，同時推測計算已有結(jié)構(gòu)物的位移和變形量，并將其與容許值進(jìn)行比較后，討論其影響程度，實施對策方法。同時為了能安全順利地施工，需要對已有結(jié)構(gòu)物、周圍地層以及包括臨時結(jié)構(gòu)物在內(nèi)的新結(jié)構(gòu)物的響應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測和管理。盾構(gòu)工法產(chǎn)生的地表面沉降、周圍地層的變形、位移的原因一般來說有以下幾種。 掘削面的塌方導(dǎo)致空隙的產(chǎn)生 壁后注漿（過多過少） 盾構(gòu)推力過大 固結(jié)沉降 豎直土壓力的減少例如，地下輸電線土木工程中的

23、結(jié)構(gòu)物臨近設(shè)計、施工指南（社團(tuán)法人 日本隧道技術(shù)協(xié)會）中，對于新結(jié)構(gòu)物施工時的盾構(gòu)工法，如果臨近結(jié)構(gòu)物是擴(kuò)展基礎(chǔ)、沉箱、樁基礎(chǔ)的情況時，其范圍規(guī)定如下圖所示。新結(jié)構(gòu)物采用盾構(gòu)法施工時已有結(jié)構(gòu)物為直接基礎(chǔ)、沉箱和樁基礎(chǔ)的情況下的影響范圍a：需采取對策范圍（）：由和來決定的范圍 b2、0 max（3b2、10m）、（b-b2）tan（45/2）df1b：需注意的范圍（）：由和決定的范圍中除去（）的范圍 bb、0 （-2b2）tan（45/2）df1c：一般范圍（）：（）和（）以外的范圍（）臨近施工的對策措施在選擇臨近施工時的對策措施時，要對其施工難易性、安全性、工期和經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行綜合評價，選擇最為

24、合適的對策方法之后，還有必要和已有結(jié)構(gòu)物的管理者進(jìn)行充分的協(xié)商。就對策方法來說，其主要目的是對伴隨著新結(jié)構(gòu)物施工產(chǎn)生的變形等的傳播進(jìn)行抑制，考慮到臨近結(jié)構(gòu)物的對策主要可以分成如下所示的三大類別。注漿法地基加固改良高壓旋噴法冰凍法泥水固化法攪拌樁墻工法地下連續(xù)墻工法鋼管板樁工法鋼板樁工法隔離保護(hù)法注漿工法高壓旋噴工法冰凍法泥水固化工法管棚法通過加墻、補(bǔ)樁等加固直接加固對已有結(jié)構(gòu)物加固托換工法用錨桿、拉桿加固在通過與結(jié)構(gòu)物的擁有方、管理方進(jìn)行協(xié)商以后，從上述工法中，選擇最為合適的工法。參考資料：臨近施工工程中不同管理部門的容許值、管理值的例子（日本的例子）盡管容許值和管理者的最終確定要和各管理部門

25、進(jìn)行協(xié)商，作為參考，這里列出在日本各管理部門的容許值和管理值。已有結(jié)構(gòu)物容許量管理值用途企業(yè)形式鐵路軌道國有鐵路部門營團(tuán)地鐵大阪市交通局名古屋市交通局新干線高架橋高架橋高架橋橋臺架道橋橋臺、橋腳橋臺、橋腳軌道隧道架道橋（樁基礎(chǔ)）隧道地鐵地下結(jié)構(gòu)地鐵地下結(jié)構(gòu)相對豎直變形5mm水平變形 3mm豎直變形 3mm柱沉降量 3mm柱相對沉降 2.3mm沉降 10mm傾斜 3分20秒豎直變形沉降隆起 10mm沉降 10mm豎直變形 5mm沉降 9mm35mm2.4mm水平變形 5mm豎直變形20mm傾斜1度沉降、隆起20mm/日豎直 9mm/日 5mm/日水平 7mm/日4mm/日沉降 8mm傾斜 80秒

26、沉降 5mm傾斜 180秒道路建設(shè)省陸橋（旱橋）（樁基礎(chǔ)）橋腳（樁基礎(chǔ)）陸橋（樁基礎(chǔ)）拱橋橋臺橋腳（樁基礎(chǔ)）水平變形 10mm豎直變形 30mm沉降 13mm不均勻沉降 8.7mm豎直變形 50mm水平變形 37mm傾斜 160秒沉降 17mm變形 25mm120秒15mm20mm建筑物鋼結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土5f鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)9f地下3frc擴(kuò)展基礎(chǔ)大樓rc3f、4f貨物樓rc、8f家庭沉降 5mm沉降 5mm拱構(gòu)件1/3001/500傾斜 160秒標(biāo)準(zhǔn)值 15mm最大值 30mm絕對沉降量 23mm變形角 (12)*10-3rad相對沉降量 225cm120秒其他東京電力東京煤氣防水路隧道豎直

27、變形 +20-40mm沉降 20mm沉降4mm1.3.2 出洞、進(jìn)洞等的涌水對策在密閉型盾構(gòu)工法中，盾構(gòu)在出洞始發(fā)、進(jìn)洞到達(dá)的時候，由于掘削面全面敞開，是最不穩(wěn)定的狀態(tài)。從以往的施工事例來看，也往往是在這個時候容易引起地層沉陷、控制方向出現(xiàn)異常等重大的災(zāi)害。特別是需要注意的是“涌水對策”，在施工中要特別注意地基加固、出洞進(jìn)洞的順序等，密切監(jiān)視擋土墻的狀況，建立起一旦發(fā)生異常情況可以迅速進(jìn)行處理的管理體制。對具體的注意事項進(jìn)行了整理，如下的流程圖所示。注意點出洞時進(jìn)洞時連續(xù)墻施工、構(gòu)筑施工存在有設(shè)想的地層條件和實際偏差的可能性實施原位地質(zhì)調(diào)查鉆孔角度的確認(rèn)利用測斜計等硬化材料的吐出量異常時停下來

28、檢查提升速度是否妥當(dāng)確認(rèn)確實的加固地基加固施工洞口設(shè)置出洞臺架設(shè)置組裝盾構(gòu)機(jī)臨時管片拼裝盾構(gòu)機(jī)試運轉(zhuǎn)制定充分的拆除方案和涌水對策。（需要采用根據(jù)鉆孔取樣來確認(rèn)加固效果等十分致密的方案）拆除擋土墻的時候不能產(chǎn)生大的震動。臨時墻（擋土墻）拆除盾構(gòu)機(jī)出洞或進(jìn)洞掘削面加壓（或減壓）掘進(jìn)掘削面加壓時，監(jiān)視洞口襯墊的狀況（有無翻開斷開）同時監(jiān)視加壓管的動作情況充分監(jiān)視推力，不能勉強(qiáng)推進(jìn)，設(shè)定合適的掘進(jìn)速度（15mm/min左右）由于泥水壓力會在擋土墻或洞口襯墊上施加過大的力，對泥水壓力的管理將其控制在形成泥水循環(huán)所必須的最低限度。在通過高壓旋噴工法加固的區(qū)間時，加固后地基的碎片會阻塞管道，因此要進(jìn)行清洗的

29、循環(huán)。進(jìn)洞時到達(dá)隔墻內(nèi)時，必須確認(rèn)有無漏水、涌水后才能進(jìn)行解體。在出洞進(jìn)洞時，正如上述的流程所示，各個階段都要制定充分的方案，并進(jìn)行確認(rèn)，但是需要特別注意的是漏水、涌水有關(guān)的對策，當(dāng)方案計劃和施工措施不當(dāng)時，往往引起大的災(zāi)害。有關(guān)“涌水對策”，引起漏水、涌水的往往是地基加固效果不好，或者擋土墻的質(zhì)量不好等。因此有必要從地層調(diào)查開始到擋土墻施工、地基加、加固效果檢查等制定一系列的細(xì)致的方案。必須檢查的項目列表參看另外的表格。1.3.3 與盾構(gòu)機(jī)相關(guān)部分本工程中使用的機(jī)器為外徑超過11m的大斷面盾構(gòu)機(jī)，1個工區(qū)的掘進(jìn)距離也超過了2km。預(yù)計掘進(jìn)距離的一半左右將在長江底下，從出洞到進(jìn)洞位置的全區(qū)間上

30、覆土較薄，因此在盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)過程中，要求進(jìn)行慎重細(xì)致的掘進(jìn)管理。尤其是在穿越河流時，因為是在高水壓下的掘進(jìn)，要求盾構(gòu)機(jī)的密閉性能好，必須設(shè)計成為耐高水壓。另外在高水壓的條件下進(jìn)行更換刀頭以及清除障礙物等作業(yè)時，由于人必須進(jìn)出艙內(nèi)，存在有一定的危險，因此設(shè)計時盡可能選用不進(jìn)行這些作業(yè)也可以的類型。因此，在選擇盾構(gòu)機(jī)的類型規(guī)格時，選擇在掘進(jìn)途中不需要更換的規(guī)格，同時采用前方探測裝置對掘進(jìn)面前方的狀況進(jìn)行預(yù)測。本工程中使用的盾構(gòu)機(jī)具有以下的特點。（1） 大斷面盾構(gòu)機(jī)（2） 長距離掘進(jìn)（3） 高水壓下具有耐久性（4） 不需更換刀具（5） 掘削面前方的探測2與盾構(gòu)掘進(jìn)有關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)2.1 盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)前的

31、施工準(zhǔn)備在tbm組裝之前，先進(jìn)行始推臺架出洞口反力墻的設(shè)置工作。（其中有一部分是與tbm組裝同時作業(yè)）這次，初期掘進(jìn)時管片的搬進(jìn)從開挖一側(cè)來進(jìn)行。始推洞口作業(yè)出洞臺架的設(shè)置反力墻設(shè)置 搬入豎井組裝 初期掘進(jìn)準(zhǔn)備圖掘進(jìn)準(zhǔn)備工作的要素和施工流程主體工程施工的時候，不光武昌一側(cè)的始推時是這個流程，在漢口一側(cè)從回轉(zhuǎn)工作井出發(fā)進(jìn)行始推時，也采用同樣的施工順序。臨時隔墻圖掘進(jìn)準(zhǔn)備工作概要出洞口始推臺架管片搬入臨時管片反力墻地基加固 （1） 始推臺架的設(shè)置工作豎井施工到底板后，澆筑底板混凝土，在底板混凝土上組裝鋼材結(jié)構(gòu)，從而設(shè)置始推臺架。始推臺架一方面作為盾構(gòu)機(jī)的機(jī)體安裝時的底部基礎(chǔ)使用，另一方面在始推時作

32、為盾構(gòu)機(jī)就是在這個臺架上向前推。工作井的底板混凝土和始推臺架一塊作為始推時的基礎(chǔ)，因此其設(shè)置的位置、高度等的精度要求很高。承臺則要保證始推時不能有錯動，需要固定牢固。3030承臺tbm圖始推臺架的概要圖（2）反力墻的設(shè)置反力墻在tbm始推時提供支持力，在初期掘進(jìn)的時候使用（即到光靠管片的摩擦力就可以得到所需的反力為止）。本次的始推，由于管片是從開挖部分的開口處向里搬，盡管反力墻可以由直接受壓壁來進(jìn)行修建，為了保持真圓度，使用鋼材進(jìn)行墻體構(gòu)筑，將其與直接受壓壁的混凝土、底板混凝土固定好（即與承臺連成一體）。反力承受部臨時組裝管片圖反力墻的概要圖（3）始推洞口施工始推出洞口施工是為了防止在tbm進(jìn)

33、行推進(jìn)時從tbm的外輪廓和管片的間隙處向工作井內(nèi)漏進(jìn)地下水、土砂、壁后注漿材料而實施的施工措施。在始推出洞口的臨時墻的內(nèi)側(cè)，按照下圖所畫設(shè)置止水裝置（洞口襯墊）。該襯墊為混凝土結(jié)構(gòu)，在澆筑混凝土?xí)r，設(shè)置襯墊的框架，待混凝土硬化后，在框架上安裝橡膠材料，固定好。另外，在掘進(jìn)時為了將被壓縮的內(nèi)部空氣排掉，需要設(shè)置空氣排出管。（這個空氣排出管以后可以用作注漿孔以保證該連接部位的密閉性能）。洞口襯墊洞口鐵件推板（活板）空氣排出管洞口鐵件推板（活板）洞口襯墊混凝土地層側(cè)洞口側(cè)面圖図発進(jìn)坑口概要図（圖洞口襯墊概要圖2.2 盾構(gòu)掘進(jìn)階段的施工 初期掘進(jìn)的準(zhǔn)備工作 地基加固后，進(jìn)行tbm的組裝、試運轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)竭_(dá)

34、可以進(jìn)行掘進(jìn)的狀態(tài)時，進(jìn)行以下的準(zhǔn)備工作后開始進(jìn)行掘進(jìn)。tbm搬入安裝 設(shè)置臨時管片 拆除臨時墻進(jìn)行初期掘進(jìn)圖始發(fā)準(zhǔn)備工作的要素和施工流程（1） 始發(fā)部位地基加固施工在tbm的始發(fā)位置掘進(jìn)之前，已經(jīng)施工有兼作基坑開挖時的擋土結(jié)構(gòu)的臨時墻壁。一般的始發(fā)順序為：tbm安裝拆除臨時墻tbm推進(jìn)但這時將臨時墻拆除而形成掘進(jìn)用的開口時，會使前方地層成為一時的無支撐的開放狀態(tài)。同時，始推的最初，由于在掘進(jìn)面上不能加上泥水壓力，而可能會導(dǎo)致開挖地層的穩(wěn)定狀態(tài)遭到破壞，從而導(dǎo)致地層塌方。為了防止出現(xiàn)上述情況，需要事先對始發(fā)部位周圍的地層進(jìn)行加固，使得地層可以自立。加固的必要范圍為在可以向地層施加適當(dāng)?shù)哪嗨畨毫?/p>

35、從而保持掘進(jìn)面地層穩(wěn)定之前的部分，要做到能防止地層塌方和地下水滲入來確定加固范圍。決定加固范圍以及選用的加固材料（施工方法）時，有必要對地層的地質(zhì)條件和狀況，地層強(qiáng)度、地下水的狀況等作調(diào)查，然后據(jù)此來決定。但對本次施工，根據(jù)目前獲得的有關(guān)地質(zhì)信息以及在日本施工的實際成果，決定采用高壓旋噴攪拌工法加固。施工從地面上進(jìn)行實施。始推時的保護(hù)注漿，不光在武昌一側(cè)的始發(fā)基地部位進(jìn)行，在從漢口一側(cè)的回轉(zhuǎn)工作井進(jìn)行再次始發(fā)推進(jìn)時也要采用同樣的方法進(jìn)行保護(hù)。另外，根據(jù)地質(zhì)條件的不同，有可能有地下水滲漏而誘發(fā)大規(guī)模的地面沉降的地區(qū)，對于這些地方，不光施以上述的高壓旋噴攪拌以外，還要同時采用注漿的方法以提高防水性

36、能。下一頁以后，插入地基加固施工圖（2）臨時管片的設(shè)置 由于要將推進(jìn)千斤頂?shù)耐屏ο蚍戳Π鍌鬟f，因此在推進(jìn)的同時需要按順序組裝臨時管片，放置在千斤頂和反力板之間。 臨時管片在切實將tbm的推力傳遞到反力板的同時，為保證在其后進(jìn)行拼裝的正式管片的拼裝精度，需要確保其真圓程度和正確的位置。另外，在推力的作用下使其不至于產(chǎn)生移動，需要將其牢牢固定在承臺上。 臨時管片在初期掘進(jìn)完成后拆除。（3）臨時墻拆除拆除臨時墻的工作，需要在完成始發(fā)部位的保護(hù)注漿效果試驗（鉆孔），并確認(rèn)其加固狀況完好后，再進(jìn)行。在始發(fā)部的圓形洞口部分（洞口襯墊部位）設(shè)置施工腳手架，從上往下按順序拆除。在開口部位按順序設(shè)置簡易支撐保護(hù)

37、地層。萬一地基加固不充分，而擔(dān)心有地下水流進(jìn)來的時候，馬上用噴射混凝土等將其堵塞好，從洞口開始進(jìn)行追加的地基加固，使其具有充分的防水效果。2-3 初期掘進(jìn)施工初期掘進(jìn)施工的施工流程如下。 臨時管片設(shè)置 拆除臨時墻初期掘進(jìn)準(zhǔn)備工作tbm推進(jìn)艙內(nèi)填充泥水tbm始發(fā)進(jìn)入地基加固范圍內(nèi)增大泥水壓力tbm推入地層內(nèi)tbm進(jìn)入洞口內(nèi)開始壁后注漿tbm一直推進(jìn)到完成初期掘進(jìn)圖初期掘進(jìn)的施工流程（1）初期掘進(jìn)施工始發(fā)洞口的臨時墻拆除完后，迅速開始初期掘進(jìn)的工作。（a）初期掘進(jìn)長度的討論決定初期掘進(jìn)的長度時，需要在討論以下幾點后來決定。 可以收納后方設(shè)備（列車）的可能的長度 管片和地層間的周邊摩擦力大于tbm推

38、進(jìn)反力時所需的長度確認(rèn)后續(xù)臺車的長度后可變更 地上重要的結(jié)構(gòu)物的位置以及 周圍地層的狀況根據(jù)本工程的實際，預(yù)先決定采用53環(huán)（79.5）。掘進(jìn)采用晝夜施工。（b）泥水壓力的討論初期掘進(jìn)時，洞口部位（洞口襯墊）的止水性能不可能做到萬無一失，另外，地基加固部位當(dāng)泥水壓力過高時會使得加固部分破壞，而導(dǎo)致泥水噴發(fā)出去，引起加固效果降低，從而可能對地面產(chǎn)生惡劣影響。尤其是對于加固部位，由于經(jīng)常產(chǎn)生由盾構(gòu)機(jī)的推力或推進(jìn)方向的變化而引起泥水壓力快速上升的情況，有必要十分小心注意。為此，可在掘進(jìn)開始時設(shè)定一個較低的泥水壓力，然后一邊觀察掘進(jìn)的狀況和周圍地層的狀況，慢慢地提高泥水壓力，直到達(dá)到預(yù)定的壓力。當(dāng)在提

39、高泥水壓力時，必須非常慎重地進(jìn)行壁后注漿，注意確認(rèn)不漏水。同時，在始發(fā)部位由于上覆土較薄，在設(shè)定泥水壓力時要注意不產(chǎn)生往地面上噴發(fā)。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）要進(jìn)行測定和比較，從而盡早把握合適的泥水配合比，這一點也很重要。（c）初期掘進(jìn)時的注意事項初期掘進(jìn)時，由于機(jī)械的狀況，地層的狀況等有很多未知數(shù)，同時操作人員、施工人員等的技術(shù)或者機(jī)器的習(xí)慣性方面可能會有不足，因此必須進(jìn)行慎重的施工作業(yè)。另外，為了正式掘進(jìn)的目的，需要收集各種信息。初期掘進(jìn)時的注意事項有： tbm以及管片和洞口襯墊間的密閉性能的確認(rèn) tbm的特性的把握（推力和掘進(jìn)速度、千斤頂?shù)倪x擇及姿

40、勢控制） 適合于反力板的承載力的推力的確認(rèn) 掘進(jìn)面泥水壓力合適程度的把握 對應(yīng)于地層，加送的泥水的特性（比重、粘性、砂分的含有量）是否合適的確認(rèn) 送排泥水特性的把握（逸泥水、干砂量、排泥濃度及其他） 地層物理特性的確認(rèn)（鉆孔數(shù)據(jù)中顆粒徑組成、空隙水壓的檢查） tbm承臺扭矩反力制動器的切斷 tbm通過洞口部位后襯墊的狀態(tài)以及空隙充填狀況效果的確認(rèn) 管片高度的保持（管片從盾尾脫出時的掉下防止措施） 反力承臺洞口襯墊以及洞口混凝土等部位的泥水滲漏情況，裂縫狀況的觀察 泥水壓力的管理 掘進(jìn)速度、方向的控制 地表面的變化（泥水的噴發(fā)、沉降等） 基坑擋墻和管片連接處的壁后注漿 tbm掘進(jìn)施工作業(yè)的熟練化

41、等等。d）正式推進(jìn)前的準(zhǔn)備工作在規(guī)定的初期推進(jìn)長度達(dá)到后，將推進(jìn)工作暫時停頓，為正式推進(jìn)進(jìn)行準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)備工作需要2個月的時間，細(xì)致觀察tbm停頓位置的地面狀況、地層的狀況，掘進(jìn)面地層的塌方情況等，為使重新開始推進(jìn)不發(fā)生事故，進(jìn)行詳細(xì)管理。萬一可能出現(xiàn)惡劣影響時，將停頓的位置調(diào)整到較為穩(wěn)定的地層中，或者采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行掘進(jìn)面的保護(hù)。下面顯示初期推進(jìn)停頓后正式推進(jìn)準(zhǔn)備工作的順序。完成初期推進(jìn)洞口防水注漿拆除反力墻拆除臨時管片拆除tbm承臺設(shè)置正式掘進(jìn)施工用底板后續(xù)設(shè)備安裝準(zhǔn)備軌道延長后續(xù)設(shè)備（臺車）下井配線管道試運行附屬設(shè)備安全設(shè)備準(zhǔn)備正式推進(jìn)圖準(zhǔn)備工作流程圖2-4 江堤下進(jìn)行掘進(jìn)時的施工武昌

42、一側(cè)和漢口一側(cè)均有2d左右的上覆土，土質(zhì)盡管在掘削部分為沖積粉細(xì)砂，但從土質(zhì)的物理力學(xué)參數(shù)、透水系數(shù)等來看，并非是易于發(fā)生塌方的地層，因此只要進(jìn)行通常的掘進(jìn)管理，不會有大問題。2-5 長江底下的掘進(jìn)施工 掘削地層避開了卵石層，跟上述一樣，為沖積粉細(xì)砂層，不容易發(fā)生塌方等破壞。在掘進(jìn)時只要進(jìn)行通常的施工管理，不會有問題。盡管水壓力很大，最深部位有0.5-0.6mpa，但正如1-2的施工業(yè)績所說明的，在上述的水壓力下，盾構(gòu)機(jī)可以完全應(yīng)付，同時就所使用的管片來看，本次使用的墊圈具有很好的防水性能，不會有大問題。2-6 進(jìn)洞掘進(jìn)施工tbm施工中，進(jìn)洞部位由于可能會發(fā)生涌水事故，是最危險的施工環(huán)節(jié)。在施

43、工時必須考慮周密，慎重進(jìn)行。本施工中，在進(jìn)洞部位設(shè)置鋼制的臨時隔墻，以防萬一。另外，盾構(gòu)刀盤部到達(dá)該鋼制臨時隔墻時，使機(jī)體前方的加壓式襯墊啟動，進(jìn)行充分地防水。進(jìn)洞保護(hù)施工臨時隔墻加壓式襯墊高壓旋盆加固注漿進(jìn)洞臨時墻(鋼制)支撐圖進(jìn)洞概要圖（1）進(jìn)洞流程（到達(dá)漢口一側(cè)豎井時）進(jìn)洞部位地基加固設(shè)置加壓管tbm進(jìn)洞掘進(jìn)拆除臨時墻(連續(xù)墻)設(shè)置鋼制隔墻確認(rèn)位置tbm進(jìn)入地層加固領(lǐng)域內(nèi)降低泥水壓力排出艙內(nèi)泥土tbm進(jìn)洞加壓襯墊啟動加壓襯墊在碰到機(jī)器前身處時停止動作管片外周注漿防水外周注漿防水拆除進(jìn)洞處臨時鋼制墻設(shè)置tbm臺架盾構(gòu)推進(jìn)直到預(yù)定位置停止洞口防水施工tbm解體搬出* 2臺盾構(gòu)機(jī)，按照同樣的順

44、序圖進(jìn)洞施工的順序流程本頁后插入進(jìn)洞施工的順序圖（2）進(jìn)洞保護(hù)施工作業(yè)tbm接近接收豎井時，考慮到可能會對周圍結(jié)構(gòu)造成影響，或者從擋土墻背面以及口襯墊處向外噴泥水，就不能施加足夠的泥水壓力，從而導(dǎo)致掘削面的不穩(wěn)定。另外，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)的頭部掘進(jìn)到洞口處的臨時墻壁內(nèi)時，從盾構(gòu)機(jī)的外輪廓和洞口間的孔隙處可能有地下水的流出，由于對該部分進(jìn)行事后處理非常困難，因此有必要在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)前對進(jìn)洞部位周圍進(jìn)行保護(hù)施工。進(jìn)洞保護(hù)施工時，為確實進(jìn)行地基的加固和防水，需要在進(jìn)洞墻壁的背面施加高壓旋噴加固，并在進(jìn)洞時可以將整個盾構(gòu)機(jī)全體包圍的范圍內(nèi)進(jìn)行防水注漿處理。進(jìn)洞保護(hù)施工注漿高壓旋噴加固圖進(jìn)洞保護(hù)施工概要圖下一頁以后，插入地基加固施工圖（3）進(jìn)洞洞口施工進(jìn)洞