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1、城市地下工程第二十講地下空間工程施工劉劉 勇勇 教授教授石家莊鐵道大學石家莊鐵道大學 土木工程學院土木工程學院 一、暗挖法工程實例二、盾構法施工概述 一、盾構法施工過程二、盾構法施工注意事項二二盾構機盾構機第五節(jié)盾構法施工（一）盾構機種類（一）盾構機種類- 土壓平衡式盾構維持開挖面穩(wěn)定的原理： 是依靠密封艙內塑流狀土體作用在開挖面上的壓力(P) (它包括泥土自重產生的土壓力與盾構推進過程中盾構千斤頂?shù)耐屏?和盾構前方地層的靜止土壓力與地下水壓力(F)相平衡。控制盾構推進過程中開挖面的穩(wěn)定，可以用以下兩種方法來實現(xiàn)：一是控制螺旋輸送機排土量(調節(jié)其轉速)； 二是調節(jié)盾構千斤頂?shù)耐七M速度和螺旋輸送

2、機轉速，直接控制密封艙內的土壓力P。 不使開挖面產生影響的渣土壓力P的波動范圍（即較合理的P值）對于花板型刀盤，若刀盤面板開口率為x，刀盤上和密封艙內的碴土壓力分別為P1和P2，二二盾構機盾構機第五節(jié)盾構法施工（一）盾構機種類（一）盾構機種類-二二盾構機盾構機第五節(jié)盾構法施工（一）盾構機種類（一）盾構機種類- 土壓平衡式盾構適用條件： 從理論上講，通過注入塑流化添加劑和強力攪拌能將各種土質改良成土壓平衡式盾構工作所需的塑流體，故這種盾構能適用于各種圍巖條件。 但在含水的砂層或礫砂層，尤其在高水壓的條件下，土壓平衡式盾構在穩(wěn)定開挖面土體、防止和減少地面沉降、避免土體移動和土體流失等方面都較難達到

3、理想的控制。 進行地層改良后可采用泥水加壓式盾構。進行地層改良后可采用泥水加壓式盾構。 泥水加壓式盾構的總體構造與土壓平衡式盾構相似，僅支護開挖面方法和排碴方式有所不同。二二盾構機盾構機第五節(jié)盾構法施工（一）盾構機種類（一）盾構機種類- 地地 層層刀盤刀盤進泥管進泥管排泥管排泥管泥漿泥漿壓縮空氣壓縮空氣連通管連通管壓縮空氣壓縮空氣泥模形成區(qū)泥模形成區(qū) 支護開挖面方法：密封艙內充滿特殊配制的壓力泥漿，刀盤(花板型)浸沒在泥漿中工作。通常是泥漿壓力和刀盤面板共同對開挖面支護，泥漿壓力主要是在掘進中起支護作用，刀盤面板主要是在停止掘進時起支護作用。 排碴方式：刀盤切削下的碴土在密封艙內與泥漿混合后，

4、用排泥泵及管道輸送至地面處理，處理后的泥漿再由供泥泵和管道送回盾構重復使用。 所以，采用泥水加壓式盾構時，還需配備一套泥漿處理系統(tǒng)。二二盾構機盾構機第五節(jié)盾構法施工（一）盾構機種類（一）盾構機種類- 泥水加壓式盾構泥漿壓力控制方式分為直接控制型(日本型)和間接控制型(德國型) 。 直接控制型 盾構的泥漿壓力控制由一套自動控制泥漿平衡的裝置來實現(xiàn)。VP2P3P4P1二二盾構機盾構機第五節(jié)盾構法施工（一）盾構機種類（一）盾構機種類- 間接控制型(德國型) 盾構泥漿壓力控制由空氣和泥水雙重系統(tǒng)實現(xiàn)?？諝夤芸諝夤馨敫舭灏敫舭?氣壓室內的空氣壓力，根據開挖面需要的支護泥漿壓力而確定的。不論盾構是否氣壓室

5、內的空氣壓力，根據開挖面需要的支護泥漿壓力而確定的。不論盾構是否掘進或液面位置產生波動，空氣壓力可以通過空氣調節(jié)閥保持恒定。掘進或液面位置產生波動，空氣壓力可以通過空氣調節(jié)閥保持恒定。在盾構推進時，由于泥漿流失或盾構推進速度變化，進、出泥漿量將會失去平衡，在盾構推進時，由于泥漿流失或盾構推進速度變化，進、出泥漿量將會失去平衡，空氣和泥漿接觸面的位置就會發(fā)生上下波動現(xiàn)象。通過液位傳感器，即可根據液位變空氣和泥漿接觸面的位置就會發(fā)生上下波動現(xiàn)象。通過液位傳感器，即可根據液位變化來控制供泥漿泵的轉速和流量，使液位恢復到設定位置，以保持開挖面支護壓力的化來控制供泥漿泵的轉速和流量，使液位恢復到設定位置

6、，以保持開挖面支護壓力的穩(wěn)定。當液位達到最高極限位置時，供泥漿泵自動停止；當液位達到最低極限位置時，穩(wěn)定。當液位達到最高極限位置時，供泥漿泵自動停止；當液位達到最低極限位置時，排泥漿泵則自動停止。排泥漿泵則自動停止。 二二盾構機盾構機第五節(jié)盾構法施工（一）盾構機種類（一）盾構機種類- 刀盤刀盤氣壓艙氣壓艙泥水艙泥水艙P2P4P5(二二)盾構的組成盾構的組成從縱向可將盾構分為：切口環(huán)、支承環(huán)和盾尾。 切口環(huán)：是盾構的前導部分，在其內部和前方可以設置各種類型的開挖和支撐地層的裝置； 支承環(huán)：是盾構的主要承載結構，沿其內周邊均勻地安裝有推進盾構前進的千斤頂，以及開挖機械的驅動裝置和排土裝置； 盾尾：

7、主要是進行襯砌作業(yè)的場所，其內部設置襯砌拼裝機，尾部有盾尾密封刷、同步注漿管和盾尾密封油膏注入管等。 二二盾構機盾構機第五節(jié)盾構法施工切口環(huán)切口環(huán)支承環(huán)支承環(huán)盾尾盾尾(三三)盾構尺寸盾構尺寸盾構外徑:取決于管片襯砌外徑、保證管片拼裝方便的裕量、曲線施工以及修正盾構蛇行時的間隙量、盾尾殼體的厚度等因素，一般可用下式計算：)(20txDDD盾構外徑；D0管片襯砌外徑；t盾尾殼體的厚度，一般取3040mm；x盾尾間隙，x=x1+x2；x1為拼裝管片方便的裕量，一般在2040mm；x2曲線施工和修正盾構蛇行所需的間隙。 二二盾構機盾構機第五節(jié)盾構法施工)2/(4022DRLx盾構長度:應根據圍巖條件、

8、隧道平面形狀、開挖方法、運轉操作、襯砌型式等條件確定，一般按下式計算：rCHlllllH切口環(huán)長度，取決于刀盤和刀盤支承型式；lC支承環(huán)長度，取決于盾構千斤頂?shù)臎_程長，即每環(huán)管片的寬度；lr盾尾長度，取決于盾尾需要覆蓋幾環(huán)管片，一般為1.52.5環(huán)。二二盾構機盾構機第五節(jié)盾構法施工(一一)選型依據選型依據三三盾構機機型選擇盾構機機型選擇第五節(jié)盾構法施工(1)工程地質與水文地質條件 隧道沿線地層圍巖分級、各級圍巖的工程特性、不良地質現(xiàn)象和地層中含瓦斯狀況； 地下水位，穿越透水層和含水砂礫透鏡體的水壓力、圍巖的滲透系數(shù)以及地層在動水壓力作用下的流動性。(一一)選型依據選型依據三三盾構機機型選擇盾構

9、機機型選擇第五節(jié)盾構法施工(2)地層的參數(shù) 地層固有特性的參數(shù)：顆粒級配、最大土粒粒徑、液限WL、塑限WP、塑性指數(shù)IP(IP=WL-WP)； 地層狀態(tài)的參數(shù)：含水量W、飽和度Sr、液性指數(shù)、孔隙比e、滲透系數(shù)K、濕土容重。 地層強度和變形特性的參數(shù)：不排水抗剪強度Su、粘結力C、內摩擦角、準貫入度N、壓縮系數(shù)、壓縮模量Es；對于巖層則有：無側限抗壓強度、RQD值等。 e(一一)選型依據選型依據三三盾構機機型選擇盾構機機型選擇第五節(jié)盾構法施工(3)地面環(huán)境、地面和地下建(構)筑物對地面沉降的敏感度；(4)隧道尺寸：長度、直徑、永久襯砌的厚度；(5)工期；(6)造價；(7)經驗：承包商的經驗、有

10、無同類工程的經驗。 e(二二)選型方法選型方法三三盾構機機型選擇盾構機機型選擇第五節(jié)盾構法施工 在綜合分析比較的基礎上，從技術角度來探討最適宜的盾構型式，最終的選擇仍取決于經濟和企業(yè)的施工能力。e四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工（一）盾構法施工的主要步驟（一）盾構法施工的主要步驟 (1)在盾構法隧道的起始端和終端各建一個工作豎井； (2)盾構機在始發(fā)井內安裝就位； (3)依靠盾構千斤頂推力將盾構從始發(fā)井的墻壁開孔處（封門）推出。 (4)盾構在地層中沿隧道設計軸線推進，同時不斷出土和安裝襯砌管片；視頻1 視頻2 (5)及時向襯砌背后的空隙注漿，防止地層移動和固定襯砌環(huán)的位置；視頻3 視頻

11、4 (6)盾構進入到達井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推進。四四盾構法施工盾構法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）盾構的始發(fā)和到達 1、始發(fā)井和接收井 盾構工作豎井宜設置在靠近車站的端頭處，其結構盾構工作豎井宜設置在靠近車站的端頭處，其結構形式根據地質環(huán)境條件，可選用地下連續(xù)墻、支護樁形式根據地質環(huán)境條件，可選用地下連續(xù)墻、支護樁及沉井等及沉井等 基座道軌盾構后座管片L2L1Dh2Lsh3h1Ds(Ls+1000)L2L1W0W0DsD后座管片盾構盾構拼裝井剖面圖盾構拼裝井平面圖四四盾構法施工盾構法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）盾構的始發(fā)和到達 1、始發(fā)井和接收井 始發(fā)工作井的長度

12、應大于盾構主機長度始發(fā)工作井的長度應大于盾構主機長度3m3m，寬度應大，寬度應大于盾構直徑于盾構直徑3m3m；接收工作井的平面內凈尺寸應滿足盾構接收、解體或接收工作井的平面內凈尺寸應滿足盾構接收、解體或整體移位的要求；接收工作井寬應大于盾構直徑整體移位的要求；接收工作井寬應大于盾構直徑1.5m1.5m，工作井的長度應大于盾構主機長度工作井的長度應大于盾構主機長度2.0m 2.0m 始發(fā)、接收工作井的井底板宜低于進、出洞洞門底標始發(fā)、接收工作井的井底板宜低于進、出洞洞門底標高高700mm700mm四四盾構法施工盾構法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）盾構的始發(fā)和到達 1、始發(fā)井和接收井 工作井預留

13、洞門直徑工作井預留洞門直徑 tan(/cos)SDHDesg H洞門井壁厚度(m) 隧道軸線與洞門軸線的夾角()(采取平面或縱坡夾角的值)； D盾構的外徑(m)； e設計規(guī)定的始發(fā)或接收工作井預留口直徑大于盾 構外徑的差值(m)(通常始發(fā)工作井為0.10m，接收工作井為0.20m) ； s測量誤差(m)(通常為0.10m) ； g盾構基座安裝高程誤差(m)(通常為0.05m)。四四盾構法施工盾構法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）盾構的始發(fā)和到達 (1) 封門類型 鋼筋混凝土封門鋼筋混凝土封門鋼板樁封門鋼板樁封門預埋預埋H H型鋼封門型鋼封門四四盾構法施工盾構法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）盾

14、構的始發(fā)和到達 (2) 盾構拼裝 進發(fā)座臺進發(fā)座臺四四盾構法施工盾構法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）盾構的始發(fā)和到達 (2) 盾構拼裝 反力座反力座四四盾構法施工盾構法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）盾構的始發(fā)和到達 (2) 盾構拼裝 進發(fā)入口密封墊圈進發(fā)入口密封墊圈 由于洞圈與盾構外徑由于洞圈與盾構外徑有一定的間隙，為了防止有一定的間隙，為了防止盾構出洞時及施工期間土盾構出洞時及施工期間土體及漿液從該間隙中流失，體及漿液從該間隙中流失，在洞圈周圍安裝由橡膠簾在洞圈周圍安裝由橡膠簾布、扇形壓板等組成的密布、扇形壓板等組成的密封裝置。封裝置。四四盾構法施工盾構法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）

15、盾構的始發(fā)和到達 (2) 盾構拼裝 進發(fā)入口密封墊圈進發(fā)入口密封墊圈四四盾構法施工盾構法施工臨時拼裝管環(huán)臨時拼裝管環(huán)四四盾構法施工盾構法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）盾構的始發(fā)和到達 (3) 洞口地層加固 四四盾構法施工盾構法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）盾構的始發(fā)和到達 (3) 洞口地層加固 圖18-2-4 土體改良方式密封橡膠圈改良土體井壁密封圈混凝土管片(盾構Ls+a)t1預留孔情況A情況B四四盾構法施工盾構法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）盾構的始發(fā)和到達 (3) 洞口地層加固 改良區(qū)壁管注漿盾構長Ls3環(huán)管片改良區(qū)間盾構管片 圖18-2-9圖18-2-10改良區(qū)四四盾構法施工盾構

16、法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）盾構的始發(fā)和到達 (4) 破除洞門 四四盾構法施工盾構法施工（二）盾構的始發(fā)和到達（二）盾構的始發(fā)和到達(5)(5)盾構出洞施工中應注意事項盾構出洞施工中應注意事項盾構偏轉盾構偏轉盾構機在始發(fā)時，切口進入加固區(qū)，土體比較硬，因盾構機在始發(fā)時，切口進入加固區(qū)，土體比較硬，因盾構機沒有完全進入土體，盾構機殼體在發(fā)射架上，盾構機沒有完全進入土體，盾構機殼體在發(fā)射架上，殼體外表面沒有土壓力，只存在盾構機的自重，刀盤殼體外表面沒有土壓力，只存在盾構機的自重，刀盤在旋轉切削土體時所產生的扭力大于盾構機在發(fā)射架在旋轉切削土體時所產生的扭力大于盾構機在發(fā)射架上得的導軌摩阻力，

17、所以會產生盾構機旋轉的現(xiàn)象。上得的導軌摩阻力，所以會產生盾構機旋轉的現(xiàn)象。四四盾構法施工盾構法施工(1)(1)注意事項注意事項盾構機切口進入加固區(qū)時，刀盤切削轉速和掘進速度盾構機切口進入加固區(qū)時，刀盤切削轉速和掘進速度要控制在較低的速度范圍內，要均勻掘進，不能過快要控制在較低的速度范圍內，要均勻掘進，不能過快 盾構機操控手要控制好盾構機旋轉角度，一般不能大盾構機操控手要控制好盾構機旋轉角度，一般不能大于于5 5。盾構機安裝千斤頂時，要求千斤頂水平直線與盾構機盾構機安裝千斤頂時，要求千斤頂水平直線與盾構機軸線平行。軸線平行。(2)(2)預防措施預防措施 盾構機在托架導軌上期間，通過加裝臨時固定擋

18、塊控盾構機在托架導軌上期間，通過加裝臨時固定擋塊控制盾構機的旋轉。制盾構機的旋轉。根據掘進參數(shù)，判斷并調整千斤頂水平軸線與盾構機根據掘進參數(shù)，判斷并調整千斤頂水平軸線與盾構機水平軸線的角度，預防盾構機旋轉。水平軸線的角度，預防盾構機旋轉。四四盾構法施工盾構法施工盾構機磕頭與上浮現(xiàn)象的預防與控制盾構機磕頭與上浮現(xiàn)象的預防與控制(1)(1)盾構機磕頭原因盾構機磕頭原因盾構機在掘進過程中，正面土體超挖、千斤頂編組不合適盾構機在掘進過程中，正面土體超挖、千斤頂編組不合適以及掘進過程中糾偏量過大都會造成盾構機磕頭。以及掘進過程中糾偏量過大都會造成盾構機磕頭。(2)(2)預防措施預防措施控制好泥水倉壓力平

19、衡及各種技術參數(shù)，防止超挖。控制好泥水倉壓力平衡及各種技術參數(shù)，防止超挖。糾偏量一般控制在糾偏量一般控制在lcmlcm3cm3cm左右，防止正面土體過大擾動。左右，防止正面土體過大擾動。盾構機穿越不同土層時，合理調整千斤頂編組。盾構機穿越不同土層時，合理調整千斤頂編組。 掘進過程中，如因土層突變或遇到障礙物導致盾構機磕掘進過程中，如因土層突變或遇到障礙物導致盾構機磕頭時，應立即停止掘進，找出原因處理好后再進行掘進。頭時，應立即停止掘進，找出原因處理好后再進行掘進。發(fā)現(xiàn)盾構機磕頭現(xiàn)象時，及時調整千斤頂編組，減少出發(fā)現(xiàn)盾構機磕頭現(xiàn)象時，及時調整千斤頂編組，減少出土量，增加正面土體的密實度。土量，增

20、加正面土體的密實度。四四盾構法施工盾構法施工推進軸線偏離的預防推進軸線偏離的預防(1)(1)安裝始發(fā)托架的軸線控制安裝始發(fā)托架的軸線控制始發(fā)托架為鋼結構預制成品，盾構機座安裝位置與設計始發(fā)托架為鋼結構預制成品，盾構機座安裝位置與設計軸線準確放樣，基座安裝時按照測量放樣的基線就位。盡軸線準確放樣，基座安裝時按照測量放樣的基線就位。盡量控制在量控制在5mm5mm以內，為確保出洞的軸線，基座安裝時進行以內，為確保出洞的軸線，基座安裝時進行焊接與加固支撐，確保其剛度和強度。焊接與加固支撐，確保其剛度和強度。盾構機在托架上就位時，盾構機的垂直中心軸線與設計盾構機在托架上就位時，盾構機的垂直中心軸線與設計

21、軸線偏離一般控制在軸線偏離一般控制在5mm5mm，轉角一般不超過，轉角一般不超過1 12 2度左右，度左右，但由于加工、測量，基座變形等因素，可能會與理想值有但由于加工、測量，基座變形等因素，可能會與理想值有偏差。偏差。四四盾構法施工盾構法施工推進軸線偏離的預防推進軸線偏離的預防盾構機在發(fā)射架上向前空載推進時，要注意盾構機內左盾構機在發(fā)射架上向前空載推進時，要注意盾構機內左右千斤項的行程長短，防止盾構機偏離設計軸線右千斤項的行程長短，防止盾構機偏離設計軸線。盾構機在空載推進過程中，正面未建立阻力，千斤頂每盾構機在空載推進過程中，正面未建立阻力，千斤頂每只油缸的內摩阻力由于大小不同而產生伸出速度

22、快慢，要只油缸的內摩阻力由于大小不同而產生伸出速度快慢，要及時調整及時調整四四盾構法施工盾構法施工(2)(2)正負環(huán)管片過渡時的軸線控制正負環(huán)管片過渡時的軸線控制 負環(huán)管片拼裝完成后，準備拼裝正環(huán)時，要調整好環(huán)面與負環(huán)管片拼裝完成后，準備拼裝正環(huán)時，要調整好環(huán)面與圓環(huán)軸線，同盾構機軸線和設計軸線偏差在允許范圍內，如圓環(huán)軸線，同盾構機軸線和設計軸線偏差在允許范圍內，如發(fā)現(xiàn)偏差較大，采用軟木襯墊來調整，一般不超過發(fā)現(xiàn)偏差較大，采用軟木襯墊來調整，一般不超過3 34mm4mm。(3)(3)加固區(qū)推進的軸線控制加固區(qū)推進的軸線控制 盾構機進入出洞加固區(qū)，推進速度要慢，通過測量及掘進盾構機進入出洞加固區(qū)

23、，推進速度要慢，通過測量及掘進報表的反映，盾構姿態(tài)偏離設計軸線，要采用上下左右千斤報表的反映，盾構姿態(tài)偏離設計軸線，要采用上下左右千斤頂?shù)木幗M后，產生的頂力差來糾偏，初始掘進階段，盾構機頂?shù)木幗M后，產生的頂力差來糾偏，初始掘進階段，盾構機姿態(tài)的好壞，直接影響進入正常推進階段的姿態(tài)控制。姿態(tài)的好壞，直接影響進入正常推進階段的姿態(tài)控制。 盾構機推出加固區(qū)后，進入原狀土層內施工盾構機推出加固區(qū)后，進入原狀土層內施工( (加固區(qū)外延加固區(qū)外延) )，此時盾構機開始進入正常推進階段，通過調整盾構機千斤頂此時盾構機開始進入正常推進階段，通過調整盾構機千斤頂?shù)慕M合，可以調整千斤頂?shù)捻斄Ψ植?，實現(xiàn)盾構機姿態(tài)的

24、調的組合，可以調整千斤頂?shù)捻斄Ψ植迹瑢崿F(xiàn)盾構機姿態(tài)的調整整四四盾構法施工盾構法施工(1)(1)盾構進洞前盾構進洞前5050環(huán)進行貫通測量，以確定盾構機的實際位置和姿環(huán)進行貫通測量，以確定盾構機的實際位置和姿態(tài)。此后的掘進不允許有大的偏差發(fā)生，逐漸按偏差方位調整姿態(tài)和態(tài)。此后的掘進不允許有大的偏差發(fā)生，逐漸按偏差方位調整姿態(tài)和位置，滿足盾構進洞尺寸要求。這一調整應在刀盤進入洞前加固土前位置，滿足盾構進洞尺寸要求。這一調整應在刀盤進入洞前加固土前完成，以避免盾構進洞發(fā)生意外。完成，以避免盾構進洞發(fā)生意外。(2)(2)盾構機進井接收架的高低必須經最后測定盾構機的實際高低來盾構機進井接收架的高低必須經

25、最后測定盾構機的實際高低來調整。調整。(3)(3)洞圈內混凝土分六塊鑿除，洞門中心穿孔釋放應力。盾構機距洞圈內混凝土分六塊鑿除，洞門中心穿孔釋放應力。盾構機距井壁混凝土井壁混凝土5 5米之后掘進中逐步降低正面土壓力，最后盾構機頭部貼米之后掘進中逐步降低正面土壓力，最后盾構機頭部貼緊井壁時，正面土壓力降為零。為降低盾構正面壓力對洞門墻體推力緊井壁時，正面土壓力降為零。為降低盾構正面壓力對洞門墻體推力，可適當打開洞門中心釋放孔。，可適當打開洞門中心釋放孔。(4)(4)在洞門混凝土分塊吊除后，盾構機應盡快連續(xù)推進。在洞門混凝土分塊吊除后，盾構機應盡快連續(xù)推進。(5)(5)洞圈特殊環(huán)管片脫出盾尾后，將

26、用弧形鋼板與其焊接成一個整洞圈特殊環(huán)管片脫出盾尾后，將用弧形鋼板與其焊接成一個整體，并用水硬性漿液將管片和洞圈的間隙進行充填，以防止水土流失體，并用水硬性漿液將管片和洞圈的間隙進行充填，以防止水土流失，保護周圍環(huán)境。，保護周圍環(huán)境。（6 6）盾構機到達與接收）盾構機到達與接收四四盾構法施工盾構法施工（五）盾構的推進（五）盾構的推進 盾構掘進由操作司機在中央控制室內進行，由工地技盾構掘進由操作司機在中央控制室內進行，由工地技術人員經計算初設正面土壓力值。土壓力值根據隧道埋深、術人員經計算初設正面土壓力值。土壓力值根據隧道埋深、土層性質和地面超載計算。設定值約為計算值的土層性質和地面超載計算。設定

27、值約為計算值的1.051.051.11.1倍。開始施工時，在盾構機的正面及盾構體的上下方設置土、倍。開始施工時，在盾構機的正面及盾構體的上下方設置土、水壓傳感器監(jiān)控平衡系統(tǒng)，在盾構機前面安裝巖土勘探系統(tǒng)。水壓傳感器監(jiān)控平衡系統(tǒng)，在盾構機前面安裝巖土勘探系統(tǒng)。打開出土閘門，依次開啟皮帶輸送機，螺旋機和刀盤，推進打開出土閘門，依次開啟皮帶輸送機，螺旋機和刀盤，推進千斤頂，調整好各千斤頂工作油壓。此時刀盤切削土體，盾千斤頂，調整好各千斤頂工作油壓。此時刀盤切削土體，盾構前進。構前進。 四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工（二）盾構的掘進（二）盾構的掘進 盾構掘進時必須根據圍巖條件，保證工作面的穩(wěn)

28、定，適當?shù)卣{整千斤頂?shù)男谐毯屯屏?，沿所定路線方向準確地進行掘進。 (1) 盾構千斤頂總推力與刀盤扭矩的計算 土壓平衡式盾構和泥水加壓式盾構的開挖、支護方式不盡相同，兩者所需的千斤頂推力和刀盤扭矩的計算方法也不同。 四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工（二）盾構的掘進（二）盾構的掘進 盾構的各種阻力和計算公式如下：盾構的各種阻力和計算公式如下： 式中，式中，F(xiàn)1盾構與地層之間的摩擦力；盾構與地層之間的摩擦力； F2刀盤正面的側向土壓力刀盤正面的側向土壓力 ； F F3 3刀盤正面的地下水壓力刀盤正面的地下水壓力 ； F F4 4盾尾內部與管片襯砌之間的摩阻力盾尾內部與管片襯砌之間的摩阻力；土

29、壓平衡式盾構需要的千斤頂推力4321FFFFF0PDLWPP00)(421001PPPPDLF(a) 盾構與地層之間的摩擦力四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工(b)刀盤正面的側向土壓力dPDF224)(0RKPVdV四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工(c)刀盤正面的地下水壓力 WPDF234WP(d)盾尾內部與管片襯砌之間的摩阻力 SCWF4C30. 0CSW四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工 泥水加壓式盾構千斤頂總推力的計算方法與前述的相同，只是在計算刀盤正面?zhèn)认蛲翂毫?F2)時，要增加泥漿充填壓力Q3(0.0015 MPa) )(4322QPDFd根據具體情況增加一項后方

30、臺車的牽引阻力(F5)bbWF5式中 滾動阻力系數(shù)，一般取 0.1； Wb 后方臺車的重量。 bb四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工（二）盾構的掘進（二）盾構的掘進泥水加壓式盾構需要的千斤頂推力四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工（二）盾構的推進（二）盾構的推進土壓平衡式盾構需要的扭矩91iiTT 式中，式中，T1； T2； T3 3； T4 4； T5 T6 T7 7 T8 8 T9 9四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工（二）盾構的推進（二）盾構的推進泥水加壓式盾構需要的扭矩91iiTT 式中，式中，T1； T2； T3 3； T4 4； T5 T6 T7 7 T8 8 T9

31、 9四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工（二）盾構的推進（二）盾構的推進盾構推力和扭矩的控制標準推薦值F F=1000=10001300kN/m1300kN/m2 2（kNm）kN/m2kN/m23四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工（二）盾構的推進（二）盾構的推進 (2)盾構掘進注意事項 正確選擇推進千斤頂?shù)膫€數(shù)與配置，以確保所需的推力。使盾構按設計的線路方向行走，并能進行必要的糾偏； 不得破壞開挖面的穩(wěn)定。開挖后立即推進，或在開挖的同時進行推進。襯砌組裝完畢后，應立即進行開挖或推進，盡量縮短開挖面的暴露時間； 不應使襯砌等后方結構受到損害。最好用全部千斤頂來產生所需推力。在曲線段、

32、上下坡、修正蛇行等情況下，使用局部千斤頂時，要盡量多增加千斤頂?shù)氖褂门_數(shù)?？赡軗p壞結構時，應進行加固，或者采取措施。 盡量防止橫向、縱向和轉動偏差的發(fā)生。四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工（二）盾構的推進（二）盾構的推進 (3)盾構掘進施工管理 盾構掘進管理的目的是在保持隧道線形和開挖面穩(wěn)定的同時，盡早進行尾隙處理，以防止圍巖松弛和下沉等。 掘進管理內容可分為四大項：即開挖管理、線形管理、注漿管理、管片拼裝管理。 四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工（二）盾構的推進（二）盾構的推進四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工（三）襯砌、壓注（三）襯砌、壓注 (1)一次襯砌 一次裝配式襯砌

33、的施工是依照組裝管片的順序從下部開始逐次收回千斤頂。管片的環(huán)向接頭一般均錯縫拼裝。 保持襯砌環(huán)的真圓度，對確保隧道斷面尺寸，提高施工速度及防水效果，減少地表下沉等甚為重要。 緊固和再次緊固螺栓，緊固襯砌接頭螺栓必須按規(guī)定執(zhí)行，以不損害組裝好的管片為準。四四盾構法施工盾構法施工第五節(jié)盾構法施工（三）襯砌、壓注（三）襯砌、壓注 (2)回填注漿 目的：回填注漿除可以防止圍巖松弛和地表下沉之外，還有防止襯砌漏水、漏氣，保持襯砌環(huán)早期穩(wěn)定的作用。 注漿材料需具有下列特點：不產生材料離析；具有流動性；壓注后體積變化??；壓注后的強度增長快，保證襯砌與周圍地層的相互作用，減少地層移動；具有一定的動強度，以滿足抗震要求；具有不透水性等。 注漿材料：水泥砂漿、加氣砂漿、速凝砂漿、小礫石混凝土、纖維砂漿、可塑性注漿材料等。本節(jié)主要內容本節(jié)主要內容