盾構始發(fā)、到達及地表沉降控制技術

張志志國國盾構構始始發(fā)發(fā)、、到到達達及及地地表表沉沉降降控控制制技技術術目錄錄前言言1盾構構始始發(fā)發(fā)技技術術2盾構構到到達達技技術術3地表表沉沉降降規(guī)規(guī)律律及及控控制制技技術術4盾構構刀刀盤盤刀刀具具前言言圖１-1土壓壓平平衡衡原理理示示意圖圖城市市地地鐵鐵盾盾構構施施工工具具有有快快速速、、安安全全、、對對地地面面建建筑筑物物影影響響小小等等諸諸多多優(yōu)優(yōu)點點，，已已經(jīng)經(jīng)被被越越來來越越多多的的人人們們所所認認可可。。我我國國地地鐵鐵隧隧道道施施工工已已開開始始使使用用盾盾構構法法。。隨隨著著技技術術進進步步、、認認識識提提高高、、綜綜合合國國力力的的增增強強，，特特別別是是隨隨著著該該施施工工技技術術所所顯顯現(xiàn)現(xiàn)的的優(yōu)優(yōu)勢勢，，盾盾構構法法越越來來越越多多地地被被國國內(nèi)內(nèi)地地鐵鐵界界所所接接受受，，上上海海、、廣廣州州、、南南京京、、北北京京、、深深圳圳、、天天津津、、西西安安、、成成都都、、沈沈陽陽、、杭杭州州等等城城市市都都使使用用這這種種方方法法。。上上海海地地鐵鐵是是國國內(nèi)內(nèi)最最早早采采用用盾盾構構施施工工的的，，且且大大部部分分工工程程都都是是利利用用盾盾構構完完成成的的；；南南京京地地鐵鐵一一號號線線有有3個盾構標段段4臺盾構機在在進行施工工，施工總總量約占全全線的30％。沈陽地地鐵一號線線有8臺盾構進行行施工，二二號線將有有12臺盾構進行行施工，占占整個區(qū)間間隧道的70%。雖然盾構構有許多成成功的工程程實例，但但是使用這這種方法也也有較大的的風險。如如盾構在隧隧道內(nèi)只能能前進，不不可后退，，一旦盾構構本身出現(xiàn)現(xiàn)致命的故故障，可能能就會產(chǎn)生生災難性的的后果。而而且出事故故最多的階階段大部分分在始發(fā)和和到達段，，而施工階階段的管理理主要是刀刀盤刀具的的管理和地地表地表沉沉降的管理理，即使是是非常有經(jīng)經(jīng)驗的承包包商也常會會在這些關關鍵的工序序發(fā)生事故故。始發(fā)技術1盾構始發(fā)技技術始發(fā)技術包包括洞口端端頭處理（（在軟土無無自穩(wěn)能力力的地層中中）、洞門門砼鑿除（（主要針對對鋼筋砼圍圍護結構））、盾構始始發(fā)基座的的設計加工工、定位安安裝；始發(fā)發(fā)用反力架架的設計加加工、就位位；支撐系系統(tǒng)、洞門門環(huán)的安設設、盾構組組裝、盾構構始發(fā)方案案、其他保保證盾構推推進用設備備、人員、、技術準備備等，直到到始發(fā)推進進。在盾構機始始發(fā)階段，，要完成盾盾構機設備備的安裝與與調(diào)試；始始發(fā)輔助設設備的安裝裝與定位，，盾構機初初始定位與與掘進控制制，盾構機機導向系統(tǒng)統(tǒng)的安裝與與調(diào)試以及及區(qū)間隧道道洞口的處處理。始發(fā)順序為為：洞口地地層處理→→洞口始發(fā)發(fā)準備→盾盾構主機定定位、固定定→反力架架定位、固固定→負環(huán)環(huán)鋼管片的的定位、安安裝→主機機、后配套套連接→盾盾構調(diào)試→→刀盤、刀刀具檢查→→負環(huán)管片片安裝→盾盾構推進→→下一循環(huán)環(huán)→拆除反反力架、負負環(huán)管片→→始發(fā)掘進進總結→正正式掘進。。1.1洞門地層加加固處理在盾構始發(fā)發(fā)之前，一一般要根據(jù)據(jù)洞口地層層的穩(wěn)定情情況評價地地層，并采采取有針對對性的處理理措施。地地層處理一一般采取如如“固結灌漿”、“冷凍法”、“插板法”等措施進行行地層加固固處理。選選擇加固措措施的基本本條件為加加固后的地地層要具備備最少一周周的側向自自穩(wěn)能力，，且不能有有地下水的的損失。常常用的具體體處理方法法有攪拌樁樁、旋噴樁樁、注漿法法，SMW工法、冷凍凍法等。選選擇哪一種種方法要根根據(jù)地層具具體情況而而定，并且且嚴格控制制整個過程程。加固土柱的的徑向范圍圍和土體強強度一般為為盾構外3.0米，強度在在1MPa左右。從目目前的施工工的技術和和設備能力力，強度非非常容易達達到，且同同時要滿足足強度和滲滲透性的要要求加固完完成后要對對地層進行行取芯并進進行強度測測試，建議議在樁間取取芯。始發(fā)技術1.2始發(fā)洞口維維護結構的的切除根據(jù)經(jīng)驗，，一般在始始發(fā)前至少少一個月開開始洞口維維護結構的的切除。整整個施工一一般分兩次次進行，第第一次先將將圍護結構構主體鑿除除，只保留留維護結構構的鋼筋保保護層，在在盾構始發(fā)發(fā)前將保護護層混凝土土鑿除。在在鑿除完最最后一層混混凝土之后后，要及時時檢查始發(fā)發(fā)洞口的凈凈空尺寸，，確保沒有有鋼筋、混混凝土侵入入設計輪廓廓范圍之內(nèi)內(nèi)。始發(fā)技術1.3洞門密封的的安裝洞口密封是是為盾構在在始發(fā)時防防止背襯注注漿砂漿外外泄所用，，按種類分分有壓板式式和折葉式式兩種，其其中折葉式式越來越被被人們所認認可。洞口口密封的施施工分兩步步進行施工工，第一步步是在車站站結構的施施工工程中中，做好始始發(fā)洞門預預埋件的埋埋設工作，，要特別注注意的是在在埋設過程程中預埋件件必須與車車站結構鋼鋼筋連接在在一起；第第二步在盾盾構正式始始發(fā)之前，，應先清理理完洞口的的碴土，再再完成洞口口密封的安安裝。在泥泥水盾構的的使用過程程又采用密密封水箱的的方式進行行洞口密封封加強。始發(fā)技術始發(fā)技術1.4始發(fā)導軌安安裝在圍護結構構破除后，，盾構始發(fā)發(fā)臺端部距距離洞口圍圍巖必然產(chǎn)產(chǎn)生一定的的空隙，為為保證盾構構在始發(fā)時時不致于因因刀盤懸空空而產(chǎn)生盾盾構“低頭”現(xiàn)象，需要要在始發(fā)洞洞內(nèi)安設洞洞口始發(fā)導導軌，以防防止盾構在在始發(fā)時不不產(chǎn)生前傾傾現(xiàn)象。在在安設始發(fā)發(fā)導軌時應應注意，在在導軌的末末端預留足足夠的空間間，以保證證盾構在始始發(fā)時，不不致因安設設始發(fā)導軌軌而影響刀刀盤旋轉。。反力架結構構示意始發(fā)臺結構構示意1.5反力架、始始發(fā)臺定位位始發(fā)技術1)、反力架、、負環(huán)管片片位置的確確定依據(jù)反力架的位位置確定主主要依據(jù)洞洞口第一環(huán)環(huán)管片的起起始位置、、盾構的長長度以及盾盾構刀盤在在始發(fā)前所所能到達的的最遠位置置確定的。。2)、負環(huán)管片片環(huán)數(shù)的確確定假定盾構長長度Ltbm=7m，安裝井長長度Las=12m，過站豎井井長Lcs=12m，洞口維護護結構在完完成第一次次鑿除后的的里程Df=16498.2，設計第一一環(huán)管片起起始里程D1s=16499.3，管片環(huán)寬寬Ws＝1.5m，反力架與與負環(huán)鋼管管片長Wr=1.5m。Dr為反力架端端部里程，，N為負環(huán)管片片環(huán)數(shù)。a、在安裝井井內(nèi)的始發(fā)發(fā)時最少負負環(huán)管片環(huán)環(huán)數(shù)確定N===7環(huán)b、在中間車車站內(nèi)的始始發(fā)時最少少負環(huán)管片片環(huán)數(shù)確定定N===5.4環(huán)，取整整N=5環(huán)。始發(fā)技術3、反力架、、負環(huán)鋼管管片位置的的確定在確定完始始發(fā)最少負負環(huán)管片環(huán)環(huán)數(shù)后，即即可直接定定出反力架架及負環(huán)管管片的位置置。反力架端部部里程Dr＝D1st－N×Ws4、反力架、、始發(fā)臺的的定位與安安裝在盾構主機機與后配套套連接之前前，開始進進行反力架架的安裝。。安裝時反反力架與車車站結構連連接部位的的間隙要墊墊實，以保保證反力架架腳板有足足夠的抗壓壓強度。由于反力架架和始發(fā)臺臺為盾構始始發(fā)時提供供初始的推推力以及初初始的空間間姿態(tài)，在在安裝反力力架和始發(fā)發(fā)臺時，反反力架左右右偏差控制制在±10MM之內(nèi)，高程程偏差控制制在±5MM之內(nèi)，上下下偏差控制制在±10MM之內(nèi)。始發(fā)發(fā)臺水平軸軸線的垂直直方向與反反力架的夾夾角＜±2‰，盾構姿態(tài)態(tài)與設計軸軸線豎直趨趨勢偏差＜＜2‰，水平趨勢勢偏差＜±3‰。始發(fā)技術1.6負環(huán)安裝負環(huán)管片安安裝準備：：一般情況況下，負環(huán)環(huán)管片在盾盾殼內(nèi)的正正常安裝位位置進行拼拼裝。在安安裝負環(huán)管管片之前，，為保證負負環(huán)管片不不破壞盾尾尾尾刷、保保證負環(huán)管管片在拼裝裝好以后能能順利向后后推進，在在盾殼內(nèi)安安設厚度不不小于盾尾尾間隙的方方木（或型型鋼），以以使管片在在盾殼內(nèi)的的位置得到到保證。負環(huán)管片后后移：第一一環(huán)負環(huán)管管片拼裝成成圓后，用用4～5組油缸完成成管片的后后移。管管片在后移移過程中，，要嚴格控控制每組推推進油缸的的行程，保保證每組推推進油缸的的行程差小小于10MM。在管片的的后移過程程中，要注注意不要使使管片從盾盾殼內(nèi)的方方木（或型型鋼）上滑滑落。始發(fā)技術負環(huán)管片與與負環(huán)鋼管管片的連接接：負環(huán)管管片的最終終位置要以以推進油缸缸的行程進進行控制，，在負環(huán)管管片與負環(huán)環(huán)鋼管片之之間的空隙隙用早強砂砂漿或鋼板板填滿。負環(huán)管片的的拼裝類型型：在安裝裝井內(nèi)的負負環(huán)管片的的拼裝類型型一般采取取通縫拼裝裝，主要的的優(yōu)點是保保證能及時時、快速的的拆除負環(huán)環(huán)管片，在在施工過程程中要利用用此井進行行出渣、進進管片。在在中間豎井井內(nèi)一般采采取錯縫拼拼裝，以提提高管片拼拼裝的成圓圓度和管片片拼裝施工工的安全。。始發(fā)技術1.7盾構始發(fā)空載推進：：盾構在空空載向前推推進時，主主要控制盾盾構的推進進油缸行程程和限制盾盾構每一環(huán)環(huán)的推進量量。要在盾盾構向前推推進的同時時，檢查盾盾構是否與與始發(fā)臺、、始發(fā)洞發(fā)發(fā)生干涉或或是否有其其他異常事事件或事故故的發(fā)生，，確保盾構構安全的向向前推進。。始發(fā)時盾構構姿態(tài)的控控制：盾構構在始發(fā)臺臺上向前推推進時，一一般通過控控制推進油油缸行程使使盾構機基基本沿始發(fā)發(fā)臺向前推推進。在保保證盾構正正常推進的的情況下，，稍微降低低總推力和和刀盤扭矩矩。一般不不進行姿態(tài)態(tài)調(diào)整，如如盾構出現(xiàn)現(xiàn)較大的偏偏差時，可可以通過適適當?shù)恼{(diào)整整推進油缸缸行程進行行合理的糾糾偏，糾偏偏趨勢值原原則上不大大于±2‰。始發(fā)時盾構構推進參數(shù)數(shù)的控制：：在始發(fā)掘掘進，嚴格格控制盾構構的各組油油缸壓力不不大于70bar，盾構總推推力小于800T，刀盤扭矩矩小于120bar。始發(fā)技術1.8洞口注漿在盾尾完全全進入洞體體后，調(diào)整整洞口密封封，進行洞洞口注漿。。漿液不但但要求順利利注入，而而且要有早早期強度。。常用的注注漿采用速速凝型砂漿漿，砂漿凝凝結時間小小于4小時，砂漿漿強度大于于10Mpa。洞口注漿漿壓力大于于0.6bar，小于1.5bar。始發(fā)技術1.9反力架、負負環(huán)管片的的拆除反力架、負負環(huán)管片的的拆除時間間根據(jù)洞口口地段的圍圍巖條件、、背襯注漿漿的砂漿性性能參數(shù)和和盾構的始始發(fā)掘進推推力決定。。（當然包包括盾構機機主機和后后配套全部部進入?yún)^(qū)間間隧道、負負環(huán)管片拆拆除工序工工作的安排排的時機結結合來決定定）一般情情況下，要要根據(jù)管片片與圍巖之之間的摩擦擦力的大小小來決定（（管片與圍圍巖之間存存在著摩擦擦力、背襯襯注漿材料料與管片的的膠著力、、注漿材料料與管片之之間的咬合合力。膠著著力因砂漿漿早期強度度低，咬合合力因管片片背面比較較光滑，二二者都可以以忽略不計計），當盾盾構掘進推推力小于管管片與圍巖巖之間的摩摩擦阻力后后，即可根根據(jù)工序情情況和工作作整體安排排，開始進進行反力架架、負環(huán)管管片拆除。。管片與圍圍巖之間間的摩擦擦力計算算公式為為：F=π××D×f0×E0式中：F――為管片與與圍巖之之間的摩摩擦力；；D――為管片的的直徑；；f0―――砂漿與圍圍巖之間間的摩擦擦系數(shù)，，一般取取0.1～0.15；E0―――隧道中間間位置的的松弛土土壓力。。我們的經(jīng)經(jīng)驗數(shù)據(jù)據(jù)是掘進進100m以上（同同時前50環(huán)管片完完成掘進進7日以上）），可以以根據(jù)工工序情況況和工作作整體安安排，開開始進行行反力架架、負環(huán)環(huán)管片的的拆除。。始發(fā)技術術1.10始發(fā)常見見問題的的處理（一）加加固效果果不好端頭土體體加固的的效果不不好是在在始發(fā)過過程中經(jīng)經(jīng)常遇到到的問題題。采取取的主要要措施是是必須根根據(jù)端頭頭土體情情況選擇擇合理的的加固方方法，而而且要加加強過程程控制，，特別是是要嚴格格控制一一些基本本參數(shù)。。對于加加固區(qū)與與始發(fā)井井間形成成的必然然間隙要要采取其其它方式式處理。。（二）開開洞門門時失穩(wěn)穩(wěn)開洞門時時失穩(wěn)主主要表現(xiàn)現(xiàn)為土體體坍塌和和水土流流失二種種，其主主要原因因也是由由端頭加加固效果果不好所所致。在在小范圍圍的情況況下可采采用邊破破除洞門門砼，邊邊利用噴噴素砼的的方法對對土體臨臨空面進進行封閉閉。如果果土體坍坍塌失穩(wěn)穩(wěn)情況嚴嚴重時，，只有封封閉洞門門重新加加固。（三）始始發(fā)后盾盾構機“叩頭”始發(fā)推進進后，在在盾構機機抵達掌掌子面及及脫離加加固區(qū)時時容易出出現(xiàn)盾構構機“叩頭”的現(xiàn)象，，根據(jù)地地質(zhì)條件件不同有有些可能能出現(xiàn)超超限的情情況。為為此，通通常采用用抬高盾盾構機的的始發(fā)姿姿態(tài)、合合理安裝裝始發(fā)導導軌以及及快速通通過的方方法盡量量避免“叩頭”或減少“叩頭”的影響。。始發(fā)技術術1.10始發(fā)常見見問題的的預防和和處理（一）加加固效果果不好端頭土體體加固的的效果不不好是在在始發(fā)過過程中經(jīng)經(jīng)常遇到到的問題題。采取取的主要要措施是是必須根根據(jù)端頭頭土體情情況選擇擇合理的的加固方方法，而而且要加加強過程程控制，，特別是是要嚴格格控制一一些基本本參數(shù)。。對于加加固區(qū)與與始發(fā)井井間形成成的必然然間隙要要采取其其它方式式處理。。（二）開開洞門門時失穩(wěn)穩(wěn)開洞門時時失穩(wěn)主主要表現(xiàn)現(xiàn)為土體體坍塌和和水土流流失二種種，其主主要原因因也是由由端頭加加固效果果不好所所致。在在小范圍圍的情況況下可采采用邊破破除洞門門砼，邊邊利用噴噴素砼的的方法對對土體臨臨空面進進行封閉閉。如果果土體坍坍塌失穩(wěn)穩(wěn)情況嚴嚴重時，，只有封封閉洞門門重新加加固。（三）始始發(fā)后盾盾構機“叩頭”始發(fā)推進進后，在在盾構機機抵達掌掌子面及及脫離加加固區(qū)時時容易出出現(xiàn)盾構構機“叩頭”的現(xiàn)象，，根據(jù)地地質(zhì)條件件不同有有些可能能出現(xiàn)超超限的情情況。為為此，通通常采用用抬高盾盾構機的的始發(fā)姿姿態(tài)、合合理安裝裝始發(fā)導導軌以及及快速通通過的方方法盡量量避免“叩頭”或減少“叩頭”的影響。。始發(fā)技術術（四）密密封效果果不好洞門密封封的主要要目的也也是在始始發(fā)掘進進階段減減少土體體流失。。當洞門門加固達達到預期期效果時時，對于于洞門環(huán)環(huán)的強度度要求相相對較低低，否則則要在盾盾構推進進前徹底底檢查和和確定洞洞門環(huán)的的狀況。。在始發(fā)發(fā)過程中中若洞門門密封效效果不好好時可即即時調(diào)整整壁后注注漿的配配合比，，使注漿漿后盡早早封閉，，也可采采用在洞洞門密封封外側向向洞門密密封內(nèi)部部注快凝凝雙液漿漿的辦法法解決。。（五）盾盾尾失圓圓在很多情情況下，，始發(fā)階階段由于于自重及及其他原原因，盾盾尾一般般都會出出現(xiàn)失圓圓的情況況，有些些可能達達到10CM之多?？煽梢圆捎糜枚軜嫏C機自帶的的整圓器器進行整整圓，在在必要的的情況下下，可采采用錯縫縫拼裝以以保證在在管片拼拼至隧道道內(nèi)時管管片自身身的橢圓圓度控制制在誤差差以內(nèi)。。（六）支支撐系統(tǒng)統(tǒng)失穩(wěn)支撐系統(tǒng)統(tǒng)在某些些情況下下由于盾盾構機推推進中的的瞬時推推力或扭扭矩較大大而產(chǎn)生生失穩(wěn)，，這樣將將導致整整個始發(fā)發(fā)工作的的失敗。。對于支支撐系統(tǒng)統(tǒng)的失穩(wěn)穩(wěn)只能從從預防角角度進行行，同時時在始發(fā)發(fā)階段對對支撐系系統(tǒng)加強強監(jiān)測。。（七）地地面沉降降較大由于始發(fā)發(fā)施工的的特殊性性，始發(fā)發(fā)階段的的地面沉沉降值均均較大，，因此在在始發(fā)階階段需盡盡早建立立盾構機機的適合合工況并并嚴密注注意出土土量及土土壓情況況，同時時加大監(jiān)監(jiān)測頻率率，控制制地面沉沉降值。。始發(fā)技術術到達技術術２盾構到到達技術術到站階段段工作內(nèi)內(nèi)容在盾構到到站期間間，要完完成區(qū)間間隧道貫貫通前的的控制點點測量與與復測、、測量誤誤差調(diào)整整；預留留洞口巖巖壁的處處理或加加固；以以及必要要的洞門門處理。。到站時的的工作流流程洞口地層層處理→→洞口維維護結構構的處理理→洞口口測量復復測→洞洞內(nèi)控制制點復測測→盾構構到站姿姿態(tài)調(diào)整整→到站站地段管管片的互互相連接接→隧道道貫通→→洞口維維護結構構的清理理→接收收小車的的定位與與安裝→→到站導導軌的定定位與安安裝→盾盾構推進進→最后后一環(huán)特特殊背襯襯注漿→→盾構主主機出洞洞２.1洞門地層層及樁的的處理地層處理理：盾構構到站之之前要根根據(jù)洞口口地層的的調(diào)查情情況對地地層穩(wěn)定定性進行行評價，，并采取取有針對對性的加加固措施施。地層層加固一一般采取取如“固結灌漿漿”、“冷凍法”、“插板法”、“澆注混凝凝土巖墻墻”、“增加斜撐撐”等措施進進行洞門門加固處處理。圍護樁的的處根：：據(jù)經(jīng)驗驗，在盾盾構到達達前最少少一個月月，開始始著手進進行洞口口維護樁樁的鑿除除。整個個施工分分兩次進進行，第第一次先先將圍護護結構主主體鑿除除，只保保留維護護結構的的最內(nèi)層層鋼筋和和鋼筋保保護層，，在盾構構到站后后將最內(nèi)內(nèi)層鋼筋筋割除。。在割除除完最后后一排鋼鋼筋之后后，要及及時的檢檢查到站站洞口的的凈空尺尺寸，確確保沒有有鋼筋侵侵入設計計輪廓范范圍之內(nèi)內(nèi)。到達技術術２.2洞門密封封安裝為防止背背襯注漿漿砂漿或或碴土外外泄，必必須在洞洞口安設設洞口密密封。洞洞口密封封的施工工分兩步步進行施施工，第第一步在在車站結結構的施施工工程程中，做做好始發(fā)發(fā)洞門預預埋件的的埋設工工作。在在埋設過過程中預預埋件必必須與車車站結構構鋼筋連連接在一一起。第第二步在在盾構刀刀盤露出出洞門端端頭之前前，清理理完洞口口的碴土土，完成成洞口密密封的安安裝。洞口密封封安裝形形式與入入洞的密密封基本本相同，，但需加加設緊固固裝置到達技術術２.3到站導軌軌的安裝裝隧道貫通通后、盾盾構刀盤盤露出洞洞口后，，清除洞洞口碴土土，根據(jù)據(jù)刀盤與與接收小小車之間間的距離離與高差差情況，，安設盾盾構到站站接收導導軌。到達技術術２.4到站前的的掘進貫通前測測量與盾盾構姿態(tài)態(tài)的調(diào)整整：盾構構到站前前50m，要對洞洞內(nèi)所有有的測量量控制點點進行一一次整體體的、系系統(tǒng)的控控制測量量復測，，對所有有控制點點的座標標進行精精密、準準確的平平差計算算。在盾盾構到站站前的最最后一次次測量系系統(tǒng)搬站站中，以以精密測測設并經(jīng)經(jīng)過平差差的地面面導線點點和水準準點為基基準，測測量測站站、后視視點的座座標和高高程（測測量經(jīng)緯緯儀和后后視棱鏡鏡的座標標和高程程），每每一測量量點的測測量不少少于4個測測回回。。盾盾構構到到達達前前50米地地段段即即加加強強盾盾構構姿姿態(tài)態(tài)和和隧隧道道線線形形測測量量，，及及時時糾糾正正偏偏差差確確保保盾盾構構順順利利地地從從到到達達口口進進入入車車站站。。并并根根據(jù)據(jù)實實測測的的車車站站洞洞門門位位置置進進行行必必要要的的調(diào)調(diào)整整隧隧道道貫貫通通時時的的盾盾構構刀刀盤盤位位置置。。到站站掘掘進進控控制制：：盾盾構構進進入入到到達達段段后后，，首首先先減減小小推推力力、、降降低低推推進進速速度度和和刀刀盤盤轉轉速速，，控控制制出出土土量量并并時時刻刻監(jiān)監(jiān)視視土土倉倉壓壓力力值值，，避避免免較較大大的的地地表表隆隆陷陷。。貫貫通通前前5～6環(huán)，，進進一一步步降降低低盾盾構構掘掘進進推推力力，，掘掘進進推推力力維維持持在在400t左右右，，推推進進油油缸缸壓壓力力不不大大于于40bar。在在掘掘進進的的同同時時，，要要注注意意維維持持土土倉倉內(nèi)內(nèi)的的壓壓力力值值，，一一般般情情況況下下，，不不采采用用開開敞敞式式模模式式掘掘進進。。無無論論何何種種情情況況下下，，推推進進油油缸缸壓壓力力均均不不能能大大于于60bar（特特別別是是在在管管片片安安裝裝時時））。。在在貫貫通通前前的的最最后后3環(huán)，，要要求求掘掘進進速速度度控控制制在在5～10mm/min。在到到站站階階段段要要密密切切關關注注盾盾構構推推進進系系統(tǒng)統(tǒng)的的推推進進速速度度和和推推進進壓壓力力以以及及掘掘進進出出土土情情況況，，當當發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)推推力力突突然然降降低低，，碴碴土土粒粒徑徑突突然然變變大大，，推推進進速速度度同同時時加加大大的的情情況況時時，，必必須須立立即即停停機機。。在在對對現(xiàn)現(xiàn)場場進進行行確確認認和和檢檢查查之之后后，，再再作作出出進進一一步步的的詳詳細細的的掘掘進進指指令令。。到達技術到達技術２.5最后幾環(huán)管片片安裝當隧道貫通后后，一般還需需要安裝5～6環(huán)管片才能完完成區(qū)間隧道道的管片安裝裝。同時這幾幾環(huán)管片隨著著隧道貫通后后，盾構前方方?jīng)]有了反推推力，將造成成管片與管片片之間的環(huán)縫縫連接不緊密密，容易漏水水。在最后幾幾環(huán)管片安裝裝時，根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場實際情況況，要在刀盤盤前方的預定定位置，設置置支擋，以防防盾構刀盤向向前滑動。待待盾尾即將從從區(qū)間最后一一環(huán)管片滑落落之前，再次次檢查洞口密密封情況，可可從管片注漿漿孔向管片背背后注入雙液液水泥凈漿。。為確保漿液液的飽滿程度度，水泥凈漿漿的水灰比不不小于2：1，水泥凈漿凝凝結時間不少少于2min。注漿時，必必須從所有管管片的注漿孔孔自下而上逐逐孔注入。到達技術２.6到達常見問題題的預防及處處理洞口水土流失失造成的地表表坍塌例：上海機施施深圳地鐵洞洞口失水造成成地表坍塌及時封堵地表回填地下水位高、、造成洞口水水土流失、洞洞口密封失效效例：深圳地鐵鐵四號線福會會區(qū)間洞口密密封失效自洞內(nèi)向洞口口逐漸注漿封封堵、洞口堆堆積、洞口由由內(nèi)到外、自自下而上逐步步封堵、地表表回填接收架安裝不不合理，導致致盾構無法上上接收架例：廣州地鐵鐵大漢暗挖段段到達及時鑿除刀盤盤下方的導軌軌、重新安裝裝接收架盾構姿態(tài)控制制不好，導致致到達端管片片破損嚴重及時復測到達達導線網(wǎng)，提提高測量精度度、必要時打打孔提前預測測盾構姿態(tài)、、注意接收導導軌的高程控控制到達技術沉降控制3地表沉降規(guī)律律及控制3.1盾構施工引起起的地表沉降降原因盾構掘進引起起的地基變形形的原因如下下,但是各自發(fā)生生的機理是不不同的。（1）開挖時的土土水壓力不平平衡：土壓平平衡式盾構或或泥水盾構，，由于掘進量量與排土量不不等的原因，，開挖面土壓壓力、水壓力力與壓力艙壓壓力不平衡，，致使開挖面面失去平衡狀狀態(tài)，從而產(chǎn)產(chǎn)生地基變形形。開挖面土土壓力、水壓壓力小于壓力力艙壓力時產(chǎn)產(chǎn)生地基下沉沉，大于壓力力艙壓力時產(chǎn)產(chǎn)生地基隆起起。這是由開開挖面時的應應力釋放，附附加應力等引引起的彈塑性性變形。（2）推進行圍巖巖的擾動：盾盾構推進時，，由于盾構的的殼板與圍巖巖摩擦和圍巖巖的擾動從而而引起地基下下沉或隆起。。特別是蛇形形修正和曲線線推進時進行行的超挖，是是產(chǎn)生圍巖松松動的原因。。（3）盾尾空隙的的發(fā)生和壁后后注漿不充分分：由于盾尾尾空隙的發(fā)生生使受盾殼支支撐的圍巖朝朝著盾尾空隙隙變形而產(chǎn)生生地基下沉。。這是由于應應力釋放引起起的彈塑性變變形。地基下下沉的大小受受壁后注漿材材料的性質(zhì)、、注入時間、、位置、壓力力、數(shù)量等影影響。另外，，粘性土地基基中的壁后注注漿壓力過大大是引起地基基臨時隆起的的原因。（4）一次襯砌的的變形與變位位：接頭螺栓栓緊固不足，，管片環(huán)容易易變形，盾尾尾空隙的實際際量增大，盾盾尾脫出后外外壓不均等使使襯砌變形或或變位，從而而增大地基沉沉降。（5）地下水位下下降：來自開開挖面的涌水水或一次襯砌砌產(chǎn)生漏水時時，地下水位位下降而使地地基下沉。這這一現(xiàn)象是由由于開挖面的的有效應力增增加而引起的的固結沉降。。沉降控制3.2地表沉降規(guī)律律縱向地表沉降降規(guī)律沉降控制1）先期沉降，，盾構尚未到到達該點時的的變位，表現(xiàn)現(xiàn)為地表下沉沉。對于砂質(zhì)質(zhì)土，其可能能是由于地下下水下降引起起，對于極軟軟粘性土，則則沉降可能是是由于開挖面面過量取土引引起的；2）開挖面前方方地基變位，，盾構機前方方刀盤即將到到達之前發(fā)生生的變位，表表現(xiàn)為地表隆隆起或下沉。。其主要是由由于盾構機對對開挖面土層層施加的支護護壓力過大或或過小，致使使開挖面失去去平衡狀態(tài)，，從而發(fā)生地地基變位引；；3）盾構機通過過時地基變位位，指從盾構構開挖面到達達該地表點的的正下方開始始，直至盾尾尾即將脫離該該點為止的發(fā)發(fā)生的地基變變位，表現(xiàn)為為地表隆起或或下沉。產(chǎn)生生這部分地基基變位的原因因，主要是盾盾殼對土體的的摩擦力，破破壞了土體的的結構強度，，另外超挖及及盾構機姿態(tài)態(tài)的非水平向向也加劇了地地基變位；4）盾構機尾部部脫離時變位位，指盾尾空空隙形成至注注漿結束為止止的那段時間間內(nèi)的下沉或或隆起。管片片從盾尾脫離離之前，盾殼殼對土體有一一約束力，方方向指向土體體，一旦盾尾尾脫離，盾構構機殼土體之之間產(chǎn)生空隙隙，如果在盾盾尾脫離后未未能及時注漿漿或填充率不不足，則空洞洞斷面就會向向內(nèi)縮小，引引起應力釋放放力，產(chǎn)生地地表沉降，相相反，如果注注漿壓力過大大，則會導致致地表隆起；；5）后期沉降，，指從注漿結結束開始，直直到下沉停止止的那部分下下沉，引起這這部分沉降的的原因，主要要是蠕變變形形與固結變形形，在軟粘土土地基表現(xiàn)尤尤為明顯。劉建航（1975）[6]在總結延安東東路盾構隧道道地表沉降分分布規(guī)律的基基礎上，提出出了“欠地層損失”的概念，并提提出了預測地地表縱向沉降降的計算公式式。沉降控制3.3橫向地表沉降降規(guī)律目前，關于盾盾構施工引起起的地表沉降降規(guī)律研究，，已取得了大大量的研究成成果。Peck（1969）[1]通過對大量地地表沉降數(shù)據(jù)據(jù)及工程資料料分析后，首首先提出地表表沉降槽近似似呈正態(tài)分布布的概念，即即提出地表沉沉降的經(jīng)驗公公式Peck公式。沉降控制Peck公式為橫向地地表沉降的一一般規(guī)律，根根據(jù)圖中的經(jīng)經(jīng)驗曲線和隧隧道覆土厚度度與隧道直徑徑之間的關系系可以得出沉沉降槽寬度系系數(shù)i，也可根據(jù)公公式計算；根據(jù)i和方程1可以計算與隧隧道軸線垂直直的斷面上任任意點的沉降降。地層損失失△F根據(jù)方程4計算，結合方方程2可以得出最大大地表沉降。。方程3可以分析橫向向沉降槽的范范圍。式中：φ--隧道周圍地層層內(nèi)摩擦角；；Z——隧道埋深。采用Peck預測地表沉降降，關鍵是合合理確定地層層內(nèi)摩擦角φ和地層損失△△F。內(nèi)摩擦角φ可根據(jù)地勘資資料綜合分析析確定，地層層損失根據(jù)經(jīng)經(jīng)驗和施工水水平選擇參見見下表選擇。。綜合地層一一般在1~3%。其它的經(jīng)驗驗公式由于不不長應用就不不介紹了。沉降控制地層損失計算算中的考慮因因素地層損失因素地層損失率開挖面地層損失0～0．2%切口超挖的地層損失0．1％～0．5％沿盾殼的地層損失0．1％盾尾后的地層損失地下水位以下地下水位以上0～4％0～2％糾偏的地層損失0．2％～2％曲線推進的地層損失0．3％～1％正面障礙引起的地層損失0～0．5％沉降控制1．合理確定土土（泥水）壓壓力設定值，，根據(jù)經(jīng)驗和和理論公式初初步確定土（（泥水）壓力力設定值，根根據(jù)隧道埋深深、地質(zhì)條件件選擇合適的的計算方法。。3.4控制地表沉降降的措施沉降控制PS=PE+Pw+Py（預壓）式中：Pw=HwγwPy（預壓）=0.1~0.2Bar（根據(jù)經(jīng)驗確確定）PE：水平土壓力力大小根據(jù)隧隧道上垂直覆覆土壓力與側側壓力系數(shù)來來計算。如果覆土厚度度小于隧道直直徑，一般不不考慮地基的的拱效應。但但當覆土厚度度大于隧道的的外徑時，地地基產(chǎn)生拱效效應的可能性性比較靠，計計算時采用松松弛土壓力。。在砂性土中中，當覆土厚厚度大于1~2D0(D0：管片外徑)時多采用松弛弛土壓力。在在粘性土中，，如果由硬質(zhì)質(zhì)粘土（N≥8），當覆土厚厚度大于1~2D0多采用松弛土土壓力。對于于中等固結的的粘土（4≤N＜8）或軟粘土（（2≤N＜4），將隧道的的全覆土中作作為土壓力考考慮。土體側壓力有有采用主動土土壓力和靜止止土壓力等方方法。根據(jù)以以往的工程實實例和本工程程的隧道埋深深情況，采用用靜止土壓力力作為上限值值，以主動土土壓力作為下下限值。沉降控制2.開挖過程中土土水壓力不均均衡對策：土土壓平衡盾構構可通過調(diào)整整推進速度和和螺旋機的旋旋速，使壓力力艙壓力與開開挖面土水壓壓力相對應。。另外根據(jù)需需要，注入適適當?shù)奶砑觿﹦┨砑娱_挖土土的塑性流動動性，使壓力力艙內(nèi)不產(chǎn)生生空隙。泥水水式盾構可根根據(jù)圍巖的透透水性來調(diào)整整泥水狀態(tài)，，并仔細進行行泥水管理，，使泥水艙壓壓力始終對應應于開挖面的的泥水壓力。。實施這些開開挖面穩(wěn)定管管理的同時，，還應根據(jù)需需要研究采用用輔助施工方方法以保證圍圍巖的穩(wěn)定。。3．推進過程中中減小圍巖擾擾動的對策：：為了減小推推進中盾構與與圍巖之間的的摩擦，盡量量不擾動圍巖巖，必須減小小盾構偏轉及及橫向偏移等等防止蛇形發(fā)發(fā)生。4．防止盾尾空空隙沉降與壁壁后注漿引起起的地基隆起起的對策：根根據(jù)圍巖狀況況來選擇滲透透性好、固結結強度大的壁壁后注漿材料料，并盡量與與盾構推進的的同時進行壁壁后注漿。另另外，還需要要進一步降低低由二次注漿漿引起的沉降降。但是，特特別是沖積粘粘性土時，必必須進行控制制由二次應力力引起地基隆隆起或地基擾擾動。5．防止一次襯襯砌的變形對對策：為防止止管片變形，，必須使用形形狀保持裝置置來確保管片片的拼裝精度度，同時充分分緊固接頭螺螺栓。6．防止地下水水位下降的對對策：為了防防止從管片接接頭、壁后注注漿空等漏水水，必須仔細細進行管片的的組裝以及防防水作業(yè)。沉降控制刀盤刀具4盾構刀盤刀具具刀盤按其面板板的形式可分分為面板式和和輻條式，按按其對地層的的適應性分為為軟土刀盤、、復合刀盤。。4.1盾構刀盤的形形式4.2刀盤形式的選選擇刀盤形式

比較項目面板式輻條式砂、土適應性（粒徑＜15cm）由于開挖面土體受面板開口影響，渣土進入渣艙不順暢，易粘結，易堵塞。僅有幾根幅條，同時幅條后均設有攪拌葉片，土、砂流動順暢，不易堵塞。砂卵石適應性（粒徑30cm>D＞15cm）卵石地層以剝離為主的切削方式，面板式刀盤碴土流動性不好，滾刀作用不大，刀具會產(chǎn)生二次破碎，易磨損成本高。碴土流動性好，二次破碎較弱，加裝強度較高的切削刀具，加大螺旋機直徑或采用帶式螺旋機，更適應。硬巖及軟硬不均硬巖需要刀具滾刀進行破碎，可以加裝更多的滾刀，適應性強。刀盤結構強度無法滿足加裝更多滾刀和破巖的需要刀盤扭矩刀盤扭矩阻力大，需增加設備能力，造價高。適用于硬土與巖石地層刀盤扭矩阻力小，設備造價低，適用于淤泥質(zhì)地層與砂層及粒徑不大的砂卵石地層。刀盤刀具4.3刀具的分類掘進刀具切削破巖刀具滾壓破巖刀具齒刀切刀球齒滾刀楔齒滾刀盤形滾刀輔助刀具超挖刀刮刀刀盤刀具目前我們在地地鐵盾構施工工中遇到的代代表性地層主主要有：以廣州地層為為代表的硬巖巖及軟硬不均均的復合地層層；以上海、天津津為代表的淤淤泥質(zhì)土層；；以北京、沈陽陽為代表的砂砂礫復合地層層；以西安為代表表的黃土地層層；以成都為代表表的卵石地層層；以深圳為代表表的漂石地層層。下面就以這幾幾種地層對刀刀盤刀具做一一個簡單的介介紹4.6地鐵施工的代代表性地層刀盤刀具1、廣州地層為為代表的硬巖巖及軟硬不均均的復合地層層，應配置面面板式復合刀刀盤，刀盤可可裝滾刀用于于破巖，也可可以全部更換換為軟土刀，，用于軟巖的的掘進，開口口優(yōu)率30%左右。2、上海、天津津為代表的淤淤泥質(zhì)地層可可選用面板式式刀軟土刀盤盤，也可選用用輻條式軟土土刀盤，全部部配備軟土刀刀具可口率可可適當放大。。3、以北京和沈沈陽為代表的的砂礫復合地地層建議用輻輻條式軟土刀刀盤，配備強強度較高的軟軟土刀具，如如貝殼刀。4、以西安為代代表的黃土層層，可配置輻輻條式和面板板式軟土刀盤盤，刀具配為為軟土刀具。。5、以成都為代代表的卵石地地層，可配置置面板式復合合式刀盤，配配置強度較高高的撕裂刀，，實踐證明在在此種地層中中滾刀的做用用并不大，刀刀具的主要作作用是剝離而而非破碎。6、深圳的漂石石地層，可以以說目前沒有有能應對漂石石而設計的刀刀盤，只能靠靠輻助措施破破碎。應采用用面板式復合合刀盤，配置置滾刀和切削削刀具，與廣廣州刀盤類似似。4.7不同地層的刀刀盤刀具刀盤刀具刀盤刀具4.8刀具的磨損規(guī)規(guī)律刀具的磨損一一般是由內(nèi)向向外呈逐漸增增大的趨勢，，由于刀每刀刀具公轉的角角速度是相同同的，但各刀刀具所在的半半徑不同，刀刀就是各把刀刀具線速度不不同，在相同同時間內(nèi)外部部刀具所走過過的行程就多多，切削的任任務量就重，，磨損的速度度也就相應增增加。但到邊邊刀部位由于于刀尖距加密密，每把刀的的破巖工作量量相應減少，，磨損的速率率也相應降低低。刀盤刀具刀具的嚴重磨磨損會在同一一區(qū)域重復出出現(xiàn)，這是由由于該區(qū)的部部分切削條件件被破壞無法法或未能恢復復導致。刀盤刀具4.9刀具異常磨損損的預防措施施合理選擇掘進進推力：根據(jù)據(jù)滾刀的數(shù)量量和每把刀可可以承受的最最大徑向力可可以算出刀盤盤最大承受力力，再加上土土壓反力、磨磨擦力、后配配套拖力及尾尾刷阻力就可可以算出作用用在油缸上的的最大推力，，因此可以通通過控制這個個最大推力來來防止刀具過過載。刀盤刀具合理控制貫入入度根據(jù)盾構構機貫入度計計算方法Pe=V/n，貫入度越大大則刀具受力力越大，在100Mpa以上的巖石地地層掘進時貫貫入度不大于于4mm。軟巖掘進時時貫入度建議議不大于25mm。及時更換保護護刀具及損壞壞刀具：個別別滾刀損壞可可能導致周邊邊刀具的連帶帶損壞，因此此在條件充許許的情況下及及時檢查和更更換損壞的滾滾刀，安裝過過渡刀時相臨臨刀具高差不不大于5mm。同時要及時時更換切削刀刀具。確保碴土改良良效果確保添添加劑的加入入效果，保證證碴土流動性性，可以有效效的防止泥餅餅產(chǎn)生，減少少刀具被泥餅餅抱住的危險險。刀盤刀刀具4.10刀盤刀刀具損損壞的的案例例在掘進進過程程中一一定要要及時時檢查查刀具具，發(fā)發(fā)現(xiàn)刀刀具磨磨損后后一定定要第第一時時間更更換，，不要要報有有僥幸幸心理理想到到達預預定地地點再再換。。刀具具在發(fā)發(fā)生