盾構法隧道道施工工法法及管片拼拼裝技術一、盾構法法隧道技術術介紹1、盾構法隧隧道基本概概念盾構法是在在盾構保護護下修筑隧隧道的一類類施工方法法。這類方方法的特點點是地層掘掘進、出土土運輸、襯襯砌拼裝、、接縫防水水和盾尾間間隙注漿充充填等作業業都在盾構構保護下進進行，并需需隨時排除除地下水和和控制地面面沉降，因因而是工藝藝技術要求求高、綜合合性強的一一類施工方方法。盾構機(復合盾構土土壓平衡)盾構法主要要施工程序序1、建造盾構工作井2、盾構掘進機安裝就位4、初推段掘進施工5、掘進機設備轉換6、盾構連續掘進施工8、盾構進入入接收井，，并運出地地面7、接收井洞洞口土體加加固3、出洞口土體加固2、盾構法施施工的優點點（1）、場地作作業少，隱隱蔽性好，，因噪音、、振動引起起的環境影影響小；（2）、隧道施施工的費用用和技術難難度基本不不受覆土深深淺的影響響，適宜于于建造覆土土深的隧道道；（3）、穿越河河底或海底底時，隧道道施工不影影響航道，，也完全不不受氣候的的影響；（4）、穿越地地面建筑群群和地下管管線密集區區時，周圍圍可不受施施工影響；；（5）、自動化化程度高、、勞動強度度低、施工工速度較快快。3、盾構法施施工的缺點點（1）施工設備備費用較高高；（2）覆土較淺淺時，地表表沉降較難難控制；（3）用于施工工小曲率半半徑隧道時時，掘進較較困難。4、盾構法施施工的適用用范圍適用于各類類軟土地層層和軟巖、、硬巖地層層的隧道掘掘進，尤其其適用于城城市地下隧隧道工程。。水底公路隧隧道；地鐵區間隧隧道；排水污水隧隧道；引水隧道；；公用管線隧隧道。盾構隧道的的斷面形狀狀一般為圓形，也可可采用矩形形、馬蹄形形、橢圓形、雙雙圓形、多多圓形等。。圓形隧道最最大直徑已已達14.14m。5、盾構隧道道斷面形狀狀盾構的分類類和適用范范圍1、盾構掘進進機的構造造6、盾構掘進進機構造盾殼：分分為切口口環、支承承環和盾尾尾三部分；；開挖面切削削和支護結結構：*敞開開式：前瞻瞻千斤頂、、支撐千斤斤頂、平臺臺千斤頂*網格格式：開胸胸率、折裝裝式和開啟啟式*刀盤盤式：面板板式和條幅幅式；小刀刀盤和大刀刀盤；泥水水平平衡和和土壓平衡衡推進千斤頂頂：盾尾周周圈布置，，一般單臺臺推力，1000kn～2000kn，行程比管片片寬度長10cm～20cm。管片拼裝機機：舉重臂臂和真圓保保持器7、盾構掘進進機的分類類（1）土壓平衡衡盾構（2）復合型土土壓平衡盾盾構（3）泥水加壓壓盾構二、盾構施施工技術1、施工工工藝流程到達掘進盾構機下井盾構機就位調試初始掘進設備調整正常掘進

盾構進站、解體吊出圍護結構鑿除洞門密封圈安裝盾構機接收托架始發井端頭加固始發反力架安裝洞門密封圈安裝始發井端頭圍護樁鑿除盾構施工工藝流程(1)端頭加固為了確保盾盾構始發和和到達時施施工安全，，確保地層層穩定，以以防端頭地地層發生坍坍塌或涌漏漏水等意外外情況，根根據各始發發和到達端端頭工程地地質、水文文地質和端端頭結構等等綜合分析析與評價，，決定是否否對洞門端端頭地層進進行加固處處理。端頭頭加固有高高壓旋噴樁樁、攪拌樁樁、靜壓注注漿等多種種形式。2、施工工藝藝(2)洞門破除始發前將車車站洞門部部位的端頭頭圍護樁進進行鑿除，，采用油炮炮+人工施工作作方式進行行鑿除，先先沿洞四周周鑿除采用用油炮A部分，再用用人工持風風鎬鑿除B部分。鑿除除時圍護樁樁內層鋼筋筋先不割除除，待盾構構進洞或出出洞時再迅迅速割除。。2、施工工藝藝介紹(3)始發設施的的安裝

始發托架的安裝1)始發托架安安裝洞門鑿除完完成之后，，依據隧道道設計軸線線定出盾構構始發姿態態的空間位位置，然后后反推出始始發臺的空空間位置。。由于始發發臺在盾構構始發時要要承受縱向向、橫向的的推力以及及約束盾構構旋轉的扭扭矩。所以以在盾構始始發之前，，先對始發發臺兩側進進行加固。。2)反力架安裝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。。由于反力力架為盾構構始發時提提供反推力力，在安裝裝反力架時時，反力架架端面與始始發臺水平平軸垂直，，以便盾構構軸線與隧隧道設計軸軸線保持平平行。安裝裝時反力架架與盾構始始發井結構構連接部位位的間隙要要墊實，以以保證反力力架腳板有有足夠的抗抗壓強度。3)洞門密封及及止水裝置置的安裝洞口密封采采用右圖所所示的折葉葉式密封壓壓板。其施施工分兩步步進行施工工，第一步步在始發端端墻施工過過程中，做做好始發洞洞門預埋件件的埋設工工作。在埋埋設過程中中預埋件與與端墻結構構鋼筋連接接在一起。。第二步在在盾構正式式始發之前前，清理完完洞口的碴碴土后及時時安裝洞口口密封壓板板及橡膠簾簾布板。(4)負環管片安安裝按設計要求求經精確測測量定位后后，組裝反反力架和負負環管片，，為盾構推推進提供后后座反力。。反力架和和負環管片片的布置，，靠近反力力架的一環環為基準環環，基準環環為鋼管片片，其余負負環管片為為與隧道管管片相同的的混凝土管管片。為利利于洞門施施工，0環伸入洞內內0.4～0.8m，在洞門施施工時再將將這環管片片鑿除，負負環管片組組裝采用錯錯縫拼裝。。（5）盾構掘進進1)試驗段（始始發段）掘掘進:盾構始發井井始發，始始發掘進長長度為80～100米定義為試試驗段掘進進。①盾構機機與后續臺臺車的長度度（80m）；②始發井井內洞口處處布置雙線線道岔所需需長度；③管片與與土體之間間的摩擦力力足以支撐撐盾構機的的正常掘進進；的準確性。。（5）盾盾構構掘掘進進2)盾構構正正常常段段掘掘進進:盾構構機機正正常常掘掘進進范范圍圍為為除除初初始始掘掘進進80m和、、到到達達掘掘進進50m外的的長長度度。。盾盾構構機機在在完完成成試試驗驗段段掘掘進進后后，，對對始始發發設設施施進進行行必必要要的的調調整整，，為為正正常常掘掘進進準準備備條條件件，，調調整整工工作作包包括括：：拆拆除除負負環環管管片片、、始始發發基基座座和和反反力力架架；；在在站站內內鋪鋪設設雙雙線線軌軌道道；；其其他他各各種種管管線線的的延延伸伸和和連連接接。。盾構構機機正正常常掘掘進進段段根根據據隧隧道道穿穿過過不不同同的的地地層層情情況況，，選選定定不不同同的的盾盾構構機機掘掘進進模模式式如如下下：：A、Ⅰ、Ⅱ類圍圍巖巖及及地地表表有有建建筑筑物物的的地地段段：：地地層層自自穩穩性性較較差差，，盾盾構構機機切切削削土土體體以以刮刮刀刀為為主主，，采采用用土土壓壓平平衡衡模模式式掘掘進進。。刀刀盤盤緊緊貼貼開開挖挖面面，，土土倉倉所所設設壓壓力力與與開開挖挖面面水水土土壓壓力力相相平平衡衡，，嚴嚴格格控控制制出出土土量量。。B、Ⅲ類圍圍巖巖：：巖巖石石組組織織結結構構已已大大部部分分破破壞壞，，風風化化裂裂隙隙發發育育，，巖巖體體破破碎碎，，遇遇水水易易崩崩解解，，地地層層有有一一定定的的自自穩穩性性，，采采用用半半敞敞開開掘掘進進模模式式掘掘進進，，在在土土倉倉內內注注入入高高壓壓空空氣氣，，以以穩穩定定掌掌子子面面土土體體和和排排水水，，并并向向開開挖挖面面注注入入泡泡沫沫等等改改良良劑劑，，改改良良切切削削土土體體的的和和易易性性和和流流塑塑性性，，防防止止在在刀刀盤盤上上和和土土倉倉內內形形成成泥泥餅餅。。C、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ類圍圍巖巖：：地地層層巖巖石石組組織織結結構構部部分分破破壞壞，，巖巖質質堅堅硬硬，，地地層層穩穩定定性性較較好好，，采采用用敞敞開開掘掘進進模模式式掘掘進進，，向向掌掌子子面面注注入入泡泡沫沫或或水水，，減減少少對對滾滾刀刀的的磨磨損損。。客觀觀上上在在同同一一施施工工區區間間地地層層變變化化也也比比較較突突然然，，上上下下不不均均、、球球狀狀風風化化體體、、孤孤石石等等不不良良地地質質經經常常存存在在，，給給盾盾構構的的施施工工組組織織管管理理和和掘掘進進技技術術帶帶來來很很大大難難度度，，在在施施工工中中需需要要采用用較較多多的的輔輔助助工工法法并并且且經常常調調整整掘掘進進參參數數甚甚至至轉轉換換掘掘進進模模式式以以適適應應變變化化的的地地層層。。掘進進參參數數是是指指：：土土倉倉壓壓力力、、刀刀盤盤推推力力及及扭扭矩矩、、刀刀盤盤轉轉速速、、螺螺旋旋機機轉轉速速等等一一些些通通過過盾盾構構機機操操作作或或PLC設設置置達達到到正正常常掘掘進進保保證證施施工工安安全全的的技術術指標標。。盾構構機機的的掘掘進進參參數數土倉倉壓壓力力：：是土土壓壓平平衡衡或或泥泥水水平平衡衡掘掘進進中中最最能能體體現現掌掌子子面面穩穩定定狀狀況況的的一一項項操操作作指指標標，，是是利利用用刀刀盤盤的的一一系系列列操操作作（（推推力力、、轉轉速速及及貫貫入入度度等等））與與螺螺旋旋輸輸送送機機的的轉轉速速合合理理匹匹配配來來完完成成的的一一種種動動態態的的平平衡衡。。其其數數據據是是通通過過土土倉倉壁壁上上的的土土壓傳感感器器采采集集反反饋饋的的。一般般以以最最上上方方的的傳傳感感器器數數據據作作為為控控制制指指標標，，在在實實際際土土壓壓平平衡衡模模式式操操作作過過程程中中，，土土倉倉壓壓力力設置置宜宜略高高于于掌掌子子面面的的水水土土壓壓力力（（理理論論計計算算值值））。。刀盤盤推推力力：：是所所有有推推進進千千斤斤頂頂推推力力的的總總和和，，通通過過千千斤斤頂頂的的工工作作油油壓壓以以及及推推進進速速度度旋旋鈕鈕來來控控制制，，但但主主要要以以前前者者控控制制為為主主。。除除了了推推力力本本身身以以外外，，在在操操作作面面板板上上能能體體現現刀刀盤盤推推力力大大小小是否否適適當當的指指標標有有：：貫貫入入度度、、扭扭矩矩，甚至至推推進進速速度度在一定定程程度度上上也也能能反反映映推推力力的的合合理理性性。。刀盤盤扭扭矩矩：：取決決于于主主軸軸承承直直徑徑大大小小，，在在5號線使用的海海瑞克φ6250復合盾盾構機主軸承承直徑2.6m，工作扭扭矩450t.m，最最大脫困扭矩矩540t.m。在PLC顯示屏上體現現扭矩指標的的參數有扭矩矩和刀盤工作作油壓，而且且后者是最能能體現刀盤的的旋轉工況。。刀盤轉速與刀刀具的貫入度度：是造成掌子面面土體乃至更更大范圍土體體擾動的最直直接的參數。。另外，在巖巖層中掘進時時，也是及時時調整掘進參參數的有效依依據。另外，還要指指出的是：由于土壓平衡衡模式實際上上是一種通過過螺旋機的旋旋轉出土形成成的動態平衡衡，所以在實實際操作作程程中螺旋機的的轉速和壓力力也要引起足足夠重視，同同時在掘進過過程中需要根根據具體的監測情況進行調整整的還有同步步注漿量和注注漿壓力。盾構機掘進操操作管片洞內運輸輸管片拼裝螺旋輸送機出出土土箱運土井口土箱吊運運（5）盾構掘進3)到達段掘進:在盾構機距離離端頭墻50m時，即進入到到達掘進階段段，在此階段段，增加測量量次數，不斷斷校準盾構機機掘進方向，，確保盾構機機掘進方向的的準確性。盾盾構到達時由由于正面土體體壓力降低，，千斤頂推力力逐漸減小及及盾尾密封刷刷與管片之間間的摩擦，將將管片帶動使使管片之間的的縱縫變大。。為保證已安安裝的管片環環與環之間連連接緊密，盾盾構機到達掘掘進階段時，，及時緊固螺螺栓，并在管管片環間加型型鋼將管片拉拉緊，用角鋼鋼固定。(6)管片安裝1）管片在預制工工廠通過質檢檢后，由專門門的平板運輸輸車將其運輸輸至施工現場場臨時存放，，在施工現場場場地粘貼三三元乙丙防水水橡膠條并編編號。管片由由龍門吊吊入入井下。洞內內采用二節專專用平車運輸輸管片，每節節平車可裝運運3片。安裝采用用能夠左右旋旋轉220°全自動安裝機機。拼裝形式式采用錯縫拼拼裝，當盾構構向前推進一一環管片長度度1.5m時，即可安裝裝一環管片。。管片安裝前前先進行防水水處理，并將將管片、連接接件備齊，盾盾尾雜物清理理干凈，檢查查管片拼裝機機的舉重臂等等設備運轉正正常后方可進進行管片安裝裝。管片安裝裝順序先就位位底部管片，，再自下而上上左右交叉安安裝，每環相相鄰管片控制制環面平整度度和封口尺寸寸，最后插入入封頂管片成成環。2）管片拼裝可可采用錯縫及及通縫拼裝，，由于錯縫比比通縫拼裝最最大正、負彎彎矩增加，對對應的軸力則則減少，單點點變形量錯縫縫比通縫拼裝裝減少。而錯錯縫拼裝由于于縱向接頭引引起襯砌圓環環的咬合作用用，剛度增強強而產生的變變形被相鄰管管片約束，內內力加大，空空間剛度加大大，襯砌圓環環變形量減小小，對隧道防防水有利。管管片拼裝采用用先縱后環法法，錯縫安裝裝管片，錯縫