盾構(gòu)施工發(fā)展、盾構(gòu)機選型與施工技術介紹

盾構(gòu)施工發(fā)展展、盾構(gòu)機選選型與施工技技術介紹目錄一、盾構(gòu)施工工發(fā)展二、盾構(gòu)機選選型三、盾構(gòu)施施工主要技術術常用隧道施工工方法明挖法礦山法掘進機（TunnelBoringMachine）常用隧道施工方法TBM硬巖掘進機盾構(gòu)一、盾構(gòu)施工工發(fā)展一、盾構(gòu)施工工發(fā)展1802年，英國采礦礦工程師阿貝貝爾?馬蒂厄提出修修建英吉利海海峽隧道的計計劃，設計從從英法兩岸用用一種有掩體體結(jié)構(gòu)的挖掘掘機修筑隧道道，每側(cè)各挖挖掘18.7km，最后在瓦恩恩?班克淺灘對接接貫通。1803年，爆發(fā)英法法戰(zhàn)爭，使該該計劃未能實實施。阿貝爾·馬蒂厄設計的隧道起源盾構(gòu)機問世至至今已有近180多年的歷史，，其源于英國國，發(fā)展于日日本、德國等等。一、盾構(gòu)施工工發(fā)展起源1818年，法國工程程師布魯諾爾爾（MareIsambardBrunel）在倫敦從船船蛀在船板上上蛀孔，再用用分泌物涂在在孔的四周中中得到啟示，，發(fā)現(xiàn)了盾構(gòu)構(gòu)法掘進隧道道的原理。后來，布魯諾諾爾完善了構(gòu)構(gòu)思，注冊了了專利。布魯諾爾注冊冊專利的盾構(gòu)構(gòu)一、盾構(gòu)施工工發(fā)展起源布魯諾爾在倫倫敦泰晤士河河下的隧道工工程中首次使使用這種盾構(gòu)構(gòu),設想成為現(xiàn)實實。矩形盾構(gòu)斷面面尺寸為11.3m××6.7m。泰晤士河下下的隧道工程程始于1825年，施工期間間遇到了許多多困難，在經(jīng)經(jīng)歷了五次以以上特大洪水水后，直到1843年才全部完工工。泰晤士河底隧道施工時涌水一、盾構(gòu)施工工發(fā)展其后隨著盾構(gòu)構(gòu)機的設計、、制造能力的的逐漸發(fā)展，，盾構(gòu)施工得得到了快速的的發(fā)展和廣泛泛的應用就其開挖斷面面不同，發(fā)展展的有單圓盾盾構(gòu)、雙園盾盾構(gòu)、三圓盾盾構(gòu)、矩形盾盾構(gòu)、異形盾盾構(gòu)、自由斷斷面盾構(gòu)等。。分類就其穩(wěn)定掌子子面介質(zhì)的不不同，分為土土壓平衡盾構(gòu)構(gòu)、泥水平衡衡盾構(gòu)。其中中土壓平衡盾盾構(gòu)根據(jù)地層層條件可采用用敞開式（大大氣壓力）、、氣壓平衡式式（壓縮空氣氣）、土壓平平衡式（改良良后的碴土））三種模式掘掘進。一、盾構(gòu)施施工發(fā)展三圓盾構(gòu)掘進機分類（按開挖挖斷面不同））單圓盾構(gòu)掘進機一、盾構(gòu)施工工發(fā)展異型盾構(gòu)掘進機矩形盾構(gòu)開挖成型隧道分類（開挖斷斷面不同）一、盾構(gòu)施工工發(fā)展分類（穩(wěn)定掌掌子面介質(zhì)））泥水平衡盾構(gòu)根據(jù)平衡開挖挖面平衡介質(zhì)質(zhì)（出渣方式式）可分為土土壓平衡盾構(gòu)構(gòu)和泥水平衡衡盾構(gòu)。土壓平衡盾構(gòu)一、盾構(gòu)施工工發(fā)展土壓（泥水））平衡原理土壓（泥水））平衡模式是是在盾構(gòu)開挖挖時，利用土土倉內(nèi)的土壓壓（泥水壓））或加注輔助助材料產(chǎn)生的的壓力來平衡衡開挖面的土土壓及地下水水壓力，以避避免掌子面坍坍塌或地層失失水過多而引引起地表下沉沉的一種盾構(gòu)構(gòu)掘進模式。。二、盾構(gòu)機選選型類型選擇二、盾構(gòu)機選選型從國內(nèi)外施工工實例來看，，主要從土壓壓平衡盾構(gòu)和和泥水盾構(gòu)中中選擇

比較項目土壓平衡式盾構(gòu)機泥水加壓式盾構(gòu)機設備費用6.3m直徑約0.3～0.5億元6.3m直徑約0.45～0.65億元施工場地施工場地較小。需泥漿處理場，施工場地較大。對周圍環(huán)境影響渣土運輸對環(huán)境產(chǎn)生一定影響泥漿處理設備噪音、振動及渣土運輸對環(huán)境產(chǎn)生影響較大。開挖面穩(wěn)定能力通過排（進）土量控制，較好。通過泥漿壓力及流通控制，好。開挖效率加入合適的添加劑后增加流動性和止水性，可提高掘進效率；添加劑管理容易。泥漿循環(huán)分離費時，泥漿管理難。泥土輸送方式螺旋機出土，皮帶機、軌道車輛運輸，輸送間斷不連續(xù)，相較泥水式速度慢泥水管道輸送，可連續(xù)輸送，輸送速度快而均勻；占用隧道空間小，但設備故障影響很大。兩種機型比較較類型選擇土壓平衡盾構(gòu)構(gòu)對地質(zhì)條件件的要求地層顆粒級配配與地層含水水量細顆粒含量：：對于土壓平平衡盾構(gòu)機來來說，最能適適應的土層就就是含有足夠夠細顆粒的地地層。理想的的顆粒尺寸的的地層包括粘粘土、淤泥、、砂，并且含含有25-30%的水分。當?shù)氐貙又袥]有足足夠的細顆粒粒含量時，例例如砂卵石地地層，應采取取輔助的處理理措施，比如如注射泡沫、、聚合物或非非常高濃度的的泥漿幫助解解決細顆粒問問題。以便使使土壓平衡盾盾構(gòu)機能適應應這種地層。。二、盾構(gòu)機選選型類型選擇二、盾構(gòu)機選選型土壓平衡盾構(gòu)構(gòu)對地質(zhì)條件件的要求地層顆粒級配配與地層含水水量類型型選選擇擇土壓壓平平衡衡盾盾構(gòu)構(gòu)對對地地質(zhì)質(zhì)條條件件的的要要求求上圖圖左左邊邊白白顏顏色色區(qū)區(qū)域域為為卵卵石石礫礫石石粗粗砂砂區(qū)區(qū)，，為為泥泥水水平平衡衡盾盾構(gòu)構(gòu)機機適適用用的的顆顆粒粒級級配配范范圍圍。。右右邊邊藍藍顏顏色色區(qū)區(qū)域域為為細細砂砂淤淤泥泥粘粘土土區(qū)區(qū)，，為為土土壓壓平平衡衡盾盾構(gòu)構(gòu)機機適適用用的的顆顆粒粒級級配配范范圍圍。。級級配配圖圖說說明明細細顆顆粒粒含含量量多多則則碴碴土土能能形形成成不不透透水水的的塑塑流流體體，，容容易易并并能能夠夠充充滿滿土土倉倉的的每每個個部部位位，，以以便便建建立立壓壓力力并并傳傳遞遞到到切切削削面面支支撐撐土土體體，，而而又又不不發(fā)發(fā)生生堵堵倉倉。?？煽梢砸詫崒崿F(xiàn)現(xiàn)土土壓壓平平衡衡。。粗粗顆顆粒粒含含量量高高的的碴碴土土不不能能形形成成具具備備這這種種功功能能的的碴碴土土，，因因而而不不能能實實現(xiàn)現(xiàn)土土壓壓平平衡衡機機理理。。只只能能借借助助于于大大比比重重的的泥泥漿漿懸懸浮浮，，傳傳遞遞壓壓力力并并被被輸輸送送。。從從掘掘進進的的角角度度，，泥泥水水平平衡衡盾盾構(gòu)構(gòu)機機也也適適用用于于細細顆顆粒粒土土層層，，但但細細顆顆粒粒漿漿液液的的泥泥水水分分離離難難度度大大，，設設備備需需要要多多，，除除非非場場地地條條件件非非常常優(yōu)優(yōu)越越和和必必須須使使用用泥泥水水平平衡衡方方式式，，否否則則不不會會在在細細顆顆粒粒地地層層采采用用泥泥水水平平衡衡方方式式。。因因此此，，圖圖中中的的區(qū)區(qū)域域劃劃分分考考慮慮了了綜綜合合因因素素。。地層層顆顆粒粒級級配配與與地地層層含含水水量量類型型選選擇擇土壓壓平平衡衡盾盾構(gòu)構(gòu)對對地地質(zhì)質(zhì)條條件件的的要要求求地層層的的滲滲透透系系數(shù)數(shù)地層層的的滲滲透透系系數(shù)數(shù)大大于于10-4m/s且地地下下水水壓壓力力大大，，地地下下水水量量豐豐富富的的地地層層不不適適合合于于采采用用土土壓壓平平衡衡盾盾構(gòu)構(gòu)掘掘進進。。在在此此種種條條件件下下，，即即使使采采用用平平衡衡模模式式，，帶帶壓壓力力的的地地下下水水會會稀稀釋釋泡泡沫沫效效果果，，渣渣土土失失去去流流塑塑性性在在螺螺旋旋機機中中不不能能形形成成土土塞塞止止水水作作用用而而發(fā)發(fā)生生噴噴涌涌，，土土倉倉不不能能維維持持壓壓力力，，輸輸送送帶帶斜斜坡坡段段不不能能向向上上輸輸送送渣渣土土，，導導致致施施工工不不能能正正常常進進行行。。此此時時可可以以采采用用高高濃濃度度膨膨潤潤土土漿漿液液、、高高分分子子聚聚合合物物進進行行改改良良保保持持渣渣土土的的流流塑塑性性，，但但膨膨潤潤土土漿漿液液實實施施難難度度大大、、高高分分子子聚聚合合物物價價格格高高昂昂，，實實際際上上很很難難作作為為常常規(guī)規(guī)手手段段。。類型型選選擇擇土壓壓平平衡衡盾盾構(gòu)構(gòu)對對地地質(zhì)質(zhì)條條件件的的要要求求地層層的的滲滲透透系系數(shù)數(shù)主要要部部件件選選型型土壓壓平平衡衡盾盾構(gòu)構(gòu)主主要要組組成成部部件件及及工工作作原原理理簡簡介介刀盤盤旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)切切削削開開挖挖面面的的泥泥土土，，破破碎碎的的泥泥土土通通過過刀刀盤盤開開口口進進入入土土倉倉，，泥泥土土落落到到土土倉倉底底部部后后，，通通過過螺螺旋旋輸輸送送機機運運到到皮皮帶帶輸輸送送機機上上，，然然后后輸輸送送到到停停在在軌軌道道上上的的碴碴車車上上。。盾盾構(gòu)構(gòu)在在推推進進油油缸缸的的推推力力作作用用下下向向前前推推進進。。盾盾殼殼對對挖挖掘掘出出的的還還未未襯襯砌砌的的隧隧道道起起著著臨臨時時支支護護作作用用，，掘掘進進一一環(huán)環(huán)管管片片的的長長度度后后停停止止掘掘進進，，在在盾盾殼殼的的掩掩護護下下安安裝裝管管片片襯襯砌砌。。1、刀盤2、主軸承3、推進油缸4、壓力倉5、螺旋輸送機6、管片安裝機7、閘門8、管片小車9、管片吊機、10、皮帶輸送機11、后配套約20個系統(tǒng)和裝置二、、盾盾構(gòu)構(gòu)機機選選型型二、、盾盾構(gòu)構(gòu)機機選選型型土壓壓平平衡衡盾盾構(gòu)構(gòu)主主機機工工作作原原理理主要要部部件件選選型型刀盤盤———刀盤盤結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)面板式輻條式二、、盾盾構(gòu)構(gòu)機機選選型型二、、盾盾構(gòu)構(gòu)機機選選型型二、、盾盾構(gòu)構(gòu)機機選選型型二、、盾盾構(gòu)構(gòu)機機選選型型

主軸軸承承主要要部部件件選選型型主驅(qū)驅(qū)動動———刀盤盤驅(qū)驅(qū)動動方方式式變頻電機驅(qū)動定速電機驅(qū)動

液壓驅(qū)動驅(qū)動部外形尺寸

中

大

小后續(xù)設備

少

少

較多效率0.950.90.65起動力矩

大

較小

較大起動沖擊

小

大

較小轉(zhuǎn)速微調(diào)控制

好不能無級調(diào)速

好噪聲

小

小

大盾構(gòu)溫度

低

較低

較高維護保養(yǎng)

易

易

較復雜二、、盾盾構(gòu)構(gòu)機機選選型型二、、盾盾構(gòu)構(gòu)機機選選型型主要要部部件件選選型型刀具具主要要部部件件選選型型二、、盾盾構(gòu)構(gòu)機機選選型型盾體體按照照鉸鉸接接方方式式分分為為2種：：1）主主動動鉸鉸接接：：鉸鉸接接油油缸缸和和推推進進油油缸缸均均有有調(diào)調(diào)向向功功能能，，鉸鉸接接缸缸在在推推進進缸缸前前面面，，可可直直接接迫迫使使刀刀盤盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向。。調(diào)調(diào)向向時時可可采采用用主主動動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向方方式式也也可可采采用用被被動動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向方方式式。。調(diào)調(diào)向向性性能能好好，，但但結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)較較復復雜雜，，造造價價較較高高。。2）被被動動鉸鉸接接：：鉸鉸接接油油缸缸隨隨動動，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)較較簡簡單單，，造造價價較較低低。。二、、盾盾構(gòu)構(gòu)機機選選型型主要要部部件件選選型型人倉倉按照照艙艙室室數(shù)數(shù)量量分分為為2種：1）雙倉倉：主主倉和和副倉倉，副副倉也也稱為為材料料倉。。主倉倉和土土倉在在不減減壓狀狀態(tài)下下，通通過副副倉的的獨立立降壓壓升壓壓，分分別與與主倉倉隔斷斷和連連接，，完成成進倉倉作業(yè)業(yè)過程程中外外部刀刀具材材料的的運進進，提提高作作業(yè)有有效時時間和和效率率。結(jié)結(jié)構(gòu)復復雜。。2）單倉倉：結(jié)結(jié)構(gòu)簡簡單，，但帶帶壓進進倉作作業(yè)的的有效效時間間短，，效率率低。。主要部部件選選型螺旋輸輸送機機螺旋輸輸送機機由筒筒體、、驅(qū)動動裝置置、螺螺旋軸軸、出出碴閘閘門組組成。。是土土壓平平衡盾盾構(gòu)的的排土土裝置置，主主要有有以下下三個個功能能：1）碴土土在螺螺旋機機內(nèi)向向外排排出的的過程程中形形成密密封土土塞，，碴土土壓力力從前前至后后依次次遞減減。2）在保保持土土倉土土壓的的同時時，將將盾構(gòu)構(gòu)土倉倉內(nèi)的的土體體向外外連續(xù)續(xù)排出出。3）將土土倉內(nèi)內(nèi)的土土壓值值自動動與螺螺機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速值值進行行比較較，隨隨時調(diào)調(diào)整向向外排排土的的速度度，實實現(xiàn)連連續(xù)的的動態(tài)態(tài)土壓壓平衡衡過程程，確確保盾盾構(gòu)連連續(xù)正正常向向前掘掘進。。二、盾盾構(gòu)機機選型型二、盾盾構(gòu)機機選型型主要部部件選選型螺旋輸輸送機機按照螺螺旋軸軸結(jié)構(gòu)構(gòu)分為為2種：1）帶式式螺旋旋軸：：在相相同的的筒體體直徑徑下，，可輸輸送更更大粒粒徑的的卵石石或石石塊，，但止止水密密封效效果較較差。。2）軸式式螺旋旋軸：：在相相同的的筒體體直徑徑下，，輸送送的粒粒徑小小于帶帶式軸軸，但但止水水密封封效果果好。。主要部部件選選型皮帶輸輸送機機皮帶輸輸送機機，將將碴土土從螺螺旋輸輸送機機的出出碴口口運到到碴車車內(nèi)。。二、盾盾構(gòu)機機選型型右圖：：塑流流狀的的碴土土二、盾盾構(gòu)機機選型型主要部部件選選型皮帶輸輸送機機右下圖圖：改改良不不佳的的砂質(zhì)質(zhì)碴土土左下圖圖：改改良不不佳的的砂質(zhì)質(zhì)碴土土發(fā)生生噴涌涌主要部部件選選型管片安安裝機機管片安安裝機機在盾盾尾內(nèi)內(nèi)部拼拼裝管管片。。有4~6個自由由度動動作，，包括括旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、提提升、、縱向向移動動、XYZ三個軸軸向的的擺動動。管管片抓抓取有有2種方式式。①機械械抓取取式②②真真空吸吸盤式式地鐵盾盾構(gòu)一一般采采用機機械抓抓取式式二、盾盾構(gòu)機機選型型主要部部件選選型同步注注漿系系統(tǒng)同步注注漿系系統(tǒng)的的目的的主要要有以以下四四個方方面：：1、及及時填填充盾盾尾建建筑空空隙，，支撐撐管片片周圍圍巖土土，控控制地地表沉沉降；；2、凝凝結(jié)的的漿液液作為為盾構(gòu)構(gòu)施工工隧道道的第第一道道防水水屏障障，防防止地地下水水或地地層的的裂隙隙水向向管片片內(nèi)泄泄漏；；3、保保證管管片環(huán)環(huán)周向向的均均勻受受力，，形成成受力力拱殼殼，為為管片片提供供早期期的穩(wěn)穩(wěn)定并并使管管片與與周圍圍巖體體一體體化。。4、限限制隧隧道結(jié)結(jié)構(gòu)蛇蛇行變變化，，有利利于盾盾構(gòu)姿姿態(tài)的的控制制，并并能確確保盾盾構(gòu)隧隧道的的最終終穩(wěn)定定。二、盾盾構(gòu)機機選型型主要部部件選選型同步注注漿系系統(tǒng)安裝在在后配配套拖拖車上上的注注漿泵泵及砂砂漿罐罐二、盾盾構(gòu)機機選型型主要部部件選選型盾尾密密封系系統(tǒng)盾尾止止水一一般采采用鋼鋼絲刷刷密封封裝置置，是是集彈彈簧鋼鋼板、、鋼絲絲刷及及不銹銹鋼金金屬網(wǎng)網(wǎng)于一一體的的結(jié)構(gòu)構(gòu)。盾盾尾油油脂泵泵向每每道鋼鋼絲刷刷密封封之間間的腔腔室提提供壓壓力油油脂，，以提提高止止水性性能。。二、盾盾構(gòu)機機選型型主要部部件選選型測量導導向系系統(tǒng)導向系系統(tǒng)由由激光光全站站儀、、ELS靶（前前視棱棱鏡））、后后視棱棱鏡、、控制制盒及及顯示示屏等等組成成。控控制有有效距距離200m，控制制精度度2秒。二、盾盾構(gòu)機機選型型主要部部件選選型測量導導向系系統(tǒng)盾構(gòu)姿姿態(tài)顯顯示屏屏二、盾盾構(gòu)機機選型型主要部部件選選型泡沫系系統(tǒng)和和膨潤潤土添添加系系統(tǒng)該系統(tǒng)統(tǒng)是實實現(xiàn)土土壓平平衡最最重要要的系系統(tǒng)，，大部部分地地層都都不具具備天天然適適于土土壓平平衡掘掘進需需要的的碴土土特性性，需需要通通過添添加泡泡沫膨膨潤土土或高高分子子聚合合物對對碴土土進行行改良良，使使之具具有塑塑流性性，充充滿土土倉傳傳遞壓壓力；；具有有止水水密封封性能能，在在螺機機內(nèi)形形成土土塞；；較低低的剪剪切力力能夠夠被刀刀盤攪攪拌；；較好好的潤潤滑性性避免免在刀刀盤及及土倉倉結(jié)構(gòu)構(gòu)粘附附；二、盾盾構(gòu)機機選型型主要部部件選選型膨潤土土添加加系統(tǒng)統(tǒng)和泡泡沫系系統(tǒng)二、盾盾構(gòu)機機選型型三、、盾構(gòu)構(gòu)施工工主要要技術術三、、盾盾構(gòu)構(gòu)施工工主要要技術術盾構(gòu)掘進施工主要模模式敞開掘掘進模模式敞開模模式掘掘進的的基本本條件件：在埋深深合適適、地地層能能夠自自穩(wěn)、、地層層無地地下水水、地地面無無建筑筑物或或地表表下無無地下下各類類管線線的條條件下下，可可以采采用敞敞開模模式掘掘進。。例如如在弱弱風化化巖微微風化化巖地地層中中，巖巖體整整體性性良好好，巖巖體能能夠形形成承承力環(huán)環(huán)，開開挖面面在一一定時時間內(nèi)內(nèi)保持持自穩(wěn)穩(wěn)不發(fā)發(fā)生坍坍塌等等。敞開模模式掘掘進的的優(yōu)點點：敞開式式模式式掘進進時，，土倉倉渣土土處于于半倉倉甚至至小半半倉狀狀態(tài)，，刀具具的二二次磨磨損大大為減減少；；刀盤盤的攪攪拌力力矩減減少，，驅(qū)動動扭矩矩可降降低到到滿倉倉掘進進時的的50%以下；；泡沫沫注入入基本本停止止；由由于土土倉在在常壓壓下工工作，，主軸軸承油油脂的的用量量可以以減少少、推推力荷荷載將將減少少300~900t（1bar~3bar時）左左右；；等，，因此此在地地質(zhì)條條件允允許時時采用用敞開開模式式掘進進比較較有利利。三、、盾盾構(gòu)構(gòu)施工工主要要技術術盾構(gòu)掘進施工主要模模式氣壓掘掘進模模式氣壓模模式掘掘進的的基本本條件件：在埋深深合適適，地地層滲滲透系系數(shù)小小，或或隧道道頂板板上部部存在在較厚厚的不不透氣氣隔離離層、、地面面上沒沒有重重要建建筑物物和重重要危危險管管線時時，可可采用用氣壓壓模式式，通通過向向土倉倉進行行氣體體加壓壓保壓壓方式式來掘掘進。。此時時土倉倉渣土土至少少是半半倉以以上，，同時時必須須向土土倉加加水及及泡沫沫，保保持渣渣土流流塑狀狀態(tài)以以便在在螺旋旋機內(nèi)內(nèi)形成成土塞塞止水水保壓壓作用用。采采用氣氣體保保壓模模式掘掘進時時，工工程師師必須須確保?；蜃C證實地地層的的滲透透性弱弱，氣氣體向向地層層的滲滲透較較少，，空壓壓機的的排量量有足足夠的的能力力補償償氣體體向地地層的的泄漏漏量。。同時時空壓壓機需需要連連續(xù)工工作的的時間間在有有效掘掘進時時間的的50%以下。三、盾盾構(gòu)施工工主要技術術盾構(gòu)掘進施工主要模式氣壓掘進模模式氣壓模式掘掘進的優(yōu)點點：氣壓式模式式掘進時，，土倉渣土土可處于半半倉狀態(tài)，，刀具的二二次磨損減減少；刀盤盤的攪拌力力矩減少，，驅(qū)動扭矩矩可降低；；由于氣體體對傳感器器壓力作用用比較均衡衡，傳感器器反映的土土倉壓力比比較準確，，有利于掘掘進沉降的的控制；由由于氣體的的可壓縮性性大，當出出土過快或或過慢時氣氣體的壓縮縮和膨脹可可容讓或彌彌補土倉渣渣土容積的的變化保持持土倉壓力力的恒定，，有利于掘掘進沉降的的控制；三、盾盾構(gòu)施工工主要技術術盾構(gòu)掘進施工主要模式平衡掘進模模式平衡模式掘掘進的優(yōu)點點：平衡模式是是盾構(gòu)機最最常用的掘掘進模式，，盾構(gòu)利用用土倉渣土土壓力平衡衡開挖面的的地層壓力力，使盾構(gòu)構(gòu)周圍的土土體基本保保持在原始始的原狀土土狀態(tài)，確確保地表的的沉降在規(guī)規(guī)定的誤差差范圍內(nèi)以以保證地面面建筑物和和地下管線線的安全。。平衡模式掘掘進的風險險：1、碴土改良良不佳：導導致：1）堵倉，刀刀盤阻力矩矩增大不能能轉(zhuǎn)動，土土倉難以建建立壓力。。2）噴涌。3）刀盤泥餅餅及土倉泥泥餅。2、超挖導致致地表沉降降。3、同步注漿漿不足導致致地表沉降降。4、土倉壓力力設定失誤誤導致地表表沉降。5、刀具異常常磨損損壞壞。6、刀盤磨損損。7、卡刀盤。。8、卡盾。9、始發(fā)風險險。10、到達風險險。11、進倉作業(yè)業(yè)風險。12、主軸承密密封失效。。13、鉸接密封封失效。14、尾刷密封封失效。15、螺旋機卡卡轉(zhuǎn)、異常常磨損。16、中線超差差。17、盾構(gòu)調(diào)向向困難等等三、盾盾構(gòu)施工工主要技術術盾構(gòu)掘進施工主要模式盾構(gòu)施工中中各個工序序介紹盾構(gòu)始發(fā)工序條件要求：：車站站臺臺層結(jié)構(gòu)施施工完成的的長度能夠夠容納整機擺放的空間間，一般須須75米。另外外離端頭75米左右處處預留出土土口。地面面提供管片片堆放和出出土吊機行行走的場地地。整機始發(fā)——指盾構(gòu)機整機均放在車站站底板上組組裝并連接接，始發(fā)掘掘進時整機整體向前移移動的方式式。始發(fā)階階段管片、、材料、渣渣土均從出出土口吊運運。整機始發(fā)和延長管線線始發(fā)兩種種模式三、盾盾構(gòu)施工工主要技術術盾構(gòu)始發(fā)模式始發(fā)和正常常掘進階段段管片、材材料、渣土土均從盾構(gòu)構(gòu)井吊運。。施工效率低低，費用高高，在沒有有整機始發(fā)發(fā)的條件時時才不得不不采用。－－延長管管線始發(fā)三、盾盾構(gòu)施工工主要技術術延長管線始始發(fā)模式：：始發(fā)時將將后配套車車架放在地地面，主機機吊放到井井下，通過過主機和車車架之間的的延長管線線提供主機機前進的電電、氣、液液等動力。。待掘進約約60環(huán)后后，拆除延延長管線和和負環(huán)管片片，將后配配套車架和和連接橋吊吊放到洞內(nèi)內(nèi)和主機連連接，進入入正常掘進進狀態(tài)。盾構(gòu)始發(fā)模式下面主要以以整機始發(fā)發(fā)模式下簡簡介各道工工序三、盾盾構(gòu)施工工主要技術術車站結(jié)構(gòu)要要求：盾構(gòu)井吊裝裝孔尺寸不不小于11.5××7.5m，滿足盾構(gòu)構(gòu)整機始發(fā)發(fā)車站結(jié)構(gòu)構(gòu)須完成75m，離始發(fā)發(fā)端墻約約73m以后處設設置盾構(gòu)構(gòu)臨時出出土口。。盾構(gòu)類型高壓電要求低壓電要求日本系列（電驅(qū)動）10KV/項目所需容量10KV/380V-400kVA歐洲系列（液壓驅(qū)動）10KV/項目所需容量10KV/380V-400kVA盾構(gòu)始發(fā)－－對車車站的接接口要求求水接口：：提供Φ50管徑的施施工用水水接口電接口：：三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術端頭加固固軟土地層層不能自自穩(wěn)，加加固一是是保證始始發(fā)時圍圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)鑿除后后掌子面面土體能夠保持持自穩(wěn)，二是在在盾尾進進入洞門門密封裝裝置前防止洞口口地層涌涌砂涌水水?！庸棠康牡亩軜?gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術端頭加固固——加固范圍圍加固范圍圍以包裹裹盾構(gòu)主主機并預預留一定定的封堵堵滲漏通通道的區(qū)區(qū)域為原原則。結(jié)合上海海、南京京、蘇州州等軟土土地層的的加固實實例，加加固范圍圍確定為為隧道縱向方向向為8m（到達端端頭9米），橫橫向為隧隧道輪廓廓線外3m。。盾構(gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術常用的方方法有：：高壓旋噴噴樁法深深層攪拌拌樁法高壓旋噴噴樁法＋＋深層攪攪拌樁法法冰凍法：：垂直冰冰凍和水水平冰凍凍兩種——加固方法法（工法法選擇））——工法介紹紹端頭加固固盾構(gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術——加固方法法（工法法選擇））——工法比較較攪拌樁旋旋噴樁加加固費用用較高，，加固時時間6個月后強強度過高高不利于于掘進。。但旋噴噴漿液可可以有效效達到每每個縫隙隙，達到到止水的的效果，，在碰到到小型障障礙物時時攪拌樁樁無法加加固的盲盲區(qū)、旋旋噴樁可可以擬補補。均需需占用地地面場地地。凍結(jié)法施施工因其其良好的的防水性性和強度度指標在在富水地地層得到到了較好好的應用用。特別別是水平平凍結(jié)加加固、幾幾乎不用用占用地地面場地地。但后后期融沉沉的時間間較長，，注漿作作業(yè)和盾盾構(gòu)掘進進干擾。。另外較較旋噴和和攪拌加加固，工工期須增增加1個月左右右。端頭加固固盾構(gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術——加固方法法——旋噴＋攪攪拌方案案介紹主要采用用深層攪攪拌樁加加固，攪攪拌樁和和圍護結(jié)結(jié)構(gòu)之間間的間隙隙采用高高壓旋噴噴樁補充充。端頭加固固盾構(gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術——加固方法法——旋噴＋攪攪拌方案案介紹攪拌樁樁樁徑800mm，間距600，梅花形形布置。。旋噴樁樁樁徑800mm，樁間距距600mm，搭接200mm。攪拌樁樁樁位旋噴樁樁樁位端頭加固固盾構(gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術——加固方法法——加固質(zhì)量量要求加固后土土體的無無側(cè)限抗抗壓強度度＞1MPa，滲透系系數(shù)小于于1×10E-8cm/s編號檢查項目標準檢查方法備注1加固土體強度＞1MPa在每條隧道開挖線外側(cè)2米施工2個鉆孔取芯檢查。取巖土芯進行抗壓強度試驗2加固體滲透性≤0.2立方/d不得漏泥砂在洞門范圍上下左右及中心各施工鉆孔1個，檢查其滲水量。鉆孔要打穿圍護墻3加固體勻質(zhì)性加固體均勻利用鉆孔取芯進行檢查現(xiàn)場判定端頭土體體加固檢檢查方法法和標準準表備注：適適用于攪攪拌或旋旋噴加固固的土體體端頭加固固盾構(gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術——加固方法法——水平冰凍凍法介紹紹在土體中中施工水水平凍結(jié)結(jié)管、在在凍結(jié)管管中循環(huán)環(huán)低溫鹽鹽水，帶帶出土體體中熱量量，使土土體在－－10攝氏度左左右，形形成防水水性好、、強度高高的止水水帷幕。。盾構(gòu)在在凍結(jié)帷帷幕的保保護下始始發(fā)。端頭加固固盾構(gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術——加固方法法——水平冰凍凍法施工工圖片端頭加固固盾構(gòu)始發(fā)發(fā)凍結(jié)管鹽水管路路三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術——加固方法法——加固質(zhì)量量要求加固后土土體的無無側(cè)限抗抗壓強度度一般＞＞3MPa，無滲水水。編號檢查項目標準檢查方法備注1加固土體強度一般＞3MPa根據(jù)測溫孔溫度和去回路鹽水溫度計算理論計算2加固體滲透性無滲水在洞門范圍上下左右及中心各施工鉆孔1個，檢查其滲水量。鉆孔要打穿圍護墻3加固體勻質(zhì)性加固體均勻利用鉆孔取芯進行檢查現(xiàn)場判定端頭土體體加固檢檢查方法法和標準準表備注：適適用于冰冰凍法加加固土體體端頭加固固盾構(gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術——洞門砼鑿鑿除在檢查端端頭土體體加固滿滿足要求求后并在在盾構(gòu)組組裝后對對洞門進進行破除除第一步：：先鑿除圍圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)保護層層，并將將外層的的鋼筋全全部割除除取出，并鑿除除至剩余余內(nèi)排鋼鋼筋。第二步：：待盾構(gòu)機機始發(fā)時時抵攏掌掌子面和和到達時時盾構(gòu)機機抵攏圍圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)時，割割除圍護護結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)層鋼筋筋，再開開始掘進進。盾構(gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術——始發(fā)設施施安裝——始發(fā)基座座安裝始發(fā)基座座始發(fā)基座座（始發(fā)發(fā)架）起起導向和支支撐盾構(gòu)構(gòu)的作用。依依據(jù)隧道道設計軸軸線定出出盾構(gòu)始始發(fā)姿態(tài)態(tài)空間位位置，然然后反推推出始發(fā)發(fā)基座的的空間位位置。并并固定牢牢固。盾構(gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術——始發(fā)設施施安裝——洞門密封封安裝目的：防止泥砂砂或地下下水從洞洞門圈與與盾構(gòu)殼殼體間的的空隙涌涌入盾構(gòu)構(gòu)工作井井內(nèi)，影影響盾構(gòu)構(gòu)機開挖挖面土倉倉壓力、、開挖面面土體的的穩(wěn)定。。形式：采用折葉葉式壓板板。盾構(gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術盾構(gòu)始發(fā)發(fā)——始發(fā)設施施安裝——洞門密封封安裝——反力設施施安裝反力架為為盾構(gòu)機機始發(fā)時時提供反反推力，，在安裝裝反力架架時，反反力架端端面應與與始發(fā)基基座水平平軸垂直直。對反反力架固固定前應應按設計計對其進進行精確確的定位位。反力力架與工工作井結(jié)結(jié)構(gòu)連接接部位的的間隙用用型鋼墊墊實，以以保證反反力架腳腳板有足足夠的受受力面，，負環(huán)砼砼管片緊緊靠在反反力架上上。以保保證混凝凝土負環(huán)環(huán)管片受受力均勻勻?！及l(fā)設施施安裝盾構(gòu)始發(fā)發(fā)反力架負環(huán)管片片負環(huán)管片片后部型鋼鋼支撐三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術盾構(gòu)機組組裝步驟驟（1）后配套套下井（2）450T吊機進場場就位。。。（3）主機三三大件下下井。（4）主機井井底連接接。（5）后配套套和主機機管線連連接?！軜?gòu)機組組裝調(diào)試試盾構(gòu)始發(fā)發(fā)三、盾盾構(gòu)構(gòu)施工主主要技術術——盾構(gòu)貫入入加固體體洞圈砼鑿鑿除后，，盾構(gòu)推推進刀盤盤進入洞洞門密封封裝置，，切入土土體，出出土開始始正常掘掘進、并并逐漸增增加土壓壓，在刀刀盤出加加固區(qū)1環(huán)前將土土倉壓力力設定至至理論土土壓，正正常掘進進。盾尾進入入密封裝裝置一環(huán)環(huán)后開始始進行同同步注漿漿，及時時充填盾盾