盾构施工的注意事项

盾构施工的注意事项（精选7篇）

1.盾构施工的注意事项 篇一

浅析地铁盾构隧道的施工测量管理

吕宏权

（中铁隧道集团有限公司第一工程处 河南 新乡 453000）

摘要：本文通过广州地铁二号线三元里～火车站区间、南京地铁南北线一期工程南京站～许府巷～玄武门区间隧道盾构施工的测量过程实施，总结出地铁盾构隧道施工测量管理的几点体会。关键词：地铁 盾构隧道 施工测量 管理 1 前言

进入二十一世纪以来，城市地铁建设发展迅猛，用盾构法修建的地铁区间隧道也呈上升趋势。地铁盾构隧道施工技术含量高、防渗漏、快速安全，但要求准确度高，盾构机只能从预埋好钢环的洞门进出，并且盾构机只能前进、不能后退，这给地铁盾构隧道施工测量技术对地下线性工程的控制提出了更高的要求。从现以营运的广州地铁二号线三～火区间和已贯通的南京地铁南北线一期工程南～许～玄区间隧道的测量过程实施看，地铁盾构隧道施工测量管理的重要性更为突出。在南京地铁南北线一期工程许~玄区间隧道测量实施过程中，结合广州地铁二号线三～火区间盾构隧道施工测量管理和南京地铁南北线一期工程的测量技术规定，对地铁盾构隧道施工测量中的管理和方法作了分析、改进、总结。2 地铁盾构隧道施工测量的特点

采用盾构法施工的地铁隧道，隧道工程机械化程度较高，通过电子全站仪与计算机技术的结合，一种快速、准确地测出盾构机即时姿态的施工测量新技术、新方法——盾构机掘进导向系统被成功应用，如英国的ZED、德国的VMT和日本的GYRO等。广州地铁二号线三元里～火车站区间、南京地铁南北线一期工程南京站～许府巷～玄武门区间隧道盾构施工采用的是德国海瑞克（HERRENKNECHT）公司制造的土压平衡模式盾构机。盾构机沿设计路线向前推进，靠与它相配套的VMT自动测量导向系统来控制，达到盾构推进的线形管理。地铁盾构隧道施工测量管理与山岭隧道相比，技术含量、自动化程度高，过程也较复杂，单位测量项目多，测量人员素质、测量精度要求高。3 地铁盾构隧道施工测量管理

地面控制测量完成后，根据测量成果、区间隧道的设计线路长度和盾构的施工方法，进行区间隧道的贯通误差设计估算，根据估算结果和误差分析后的分配情况，进行盾构井的联系测量、地下控制测量的测量设计。结合区间隧道的贯通长度，根据误差传播定律，隧道横向贯通中误差、导线法测角中误差二者之间的关系可以按下述公式确定： m2=±{mβ*sk/ρ}2*(n±3)/12（1）

以此来确定盾构隧道的测量精度等级、施测参数及测量方法。式中：m为隧道横向贯通中误差（mm）；mβ为导线测角中误差（″）；sk为两开挖洞口间长度（mm）；

ρ为常数206265″；n为导线边数；若计算洞外值时取n-3，洞内值取n+3。依据测量设计进行施工测量的过程管理。地铁盾构隧道施工测量主要包括联系测量、洞门预埋钢环检查测量、盾构机的始发定位测量、地下控制测量、盾构机推进施工测量、盾构机姿态人工复核测量、衬砌环管片拼装检查测量、施工测量资料管理与信息反馈、贯通误差测量、竣工测量。南京地铁南北线一期工程南京站～许府巷～玄武门区间，盾构隧道长度分别为1448.607m、826.274m。在进行地面控制测量时，把两个区间隧道作为一个长

隧道进行控制，平面采用光电测距精密导线闭合环，边长、角度按照三等导线施测，导线环测角中误差mβ=±0.79″,边长相对闭合差md/D=1/1410000，达到三 等导线测量精度要求；高程按城市二等水准测量精度mw=±4.0mm/KM进行。地面 控制测量引起的横向贯通中误差为m =±0.006m小于南京地铁南北线一期工程的测量技术规定的0.025m。3.1联系测量 联系测量工作通常包括地面趋近导线、水准测量；通过竖井、斜井、通道定向测量和高程传递测量以及地下趋近导线、水准测量。在地铁施工中，根据实际情况，进行竖井定向可采用传统的矿山测量中悬吊钢丝的联系三角形法；若地铁车站面积较大、通视条件良好，可采用双竖井投点法；随着陀螺经纬仪精度的提高，也可采用全站仪、垂准仪和陀螺仪组成的联合测量方法；当地铁隧道埋深较浅时，则可采用地上、地下布设光电测距精密导线环的方法，形成双导线来传递坐标和方位，若隧道贯通距离较长时，还可采用在隧道上钻孔，进行钻孔投点、加测陀螺方位角的方法。

南京地铁南北线一期工程南～许～玄区间地铁隧道埋深较浅，贯通距离分别为1448.607m、826.274m，联系测量均采用光电测距精密导线环进行定向。地面趋近测量和地面控制测量同时进行，地面趋近导线点纳入地面高精度控制网进行平差，这样既可减少误差累积又提高了地面趋近点位的精度；定向测量和地下趋近导线测量也同时进行，达到等精度控制，定向测量分别在盾构始发、盾构掘进100m和距贯通面200m时独立定向三次，三次联系测量的地下趋近导线的基线边Z5-Z2的方位角中误差达到≤2.5″，在进行定向测量时，地面、地下趋近导线控制桩点均采用强制观测墩，消除了仪器对中误差，导线网构成有检核条件的几何图形，坐标和方位向下传递时，俯仰角控制在20o左右；高程传递采用钢丝法、光电三角高程法，两种方法相互检核，独立进行三次，互差均达到≤1mm，坐标、方位和高程的三次加权平均值指导隧道的贯通，每次联系测量完成后，以书面资料上报现场监理，监理复测签字再上报业主测量队，业主测量队经复测确认无误后，下发采用成果坐标通知，形成社会性的三级复核制。

3.2 洞门预埋钢环检查测量

洞门钢环的安装定位是在作车站连续墙的过程中进行,由于车站施工往往是另一施工单位，钢环的制作和使用是盾构掘进单位，因此钢环安装定位好后，需进行复核检查测量。经双方施工、监理、业主测量单位复核检查完成后，方可进行连续墙砼的浇注，拆摸后再检查一遍，作为最终的钢环姿态，以此来影响盾构机出洞时始发姿态的测量定位和进洞时盾构机的进洞姿态。

3.3 盾构机始发姿态定位测量

盾构机始发姿态的定位主要通过始发台和反力架的精确定位来实现，始发台为盾构机始发时提供初始的空间姿态（见图1），反力架为钢结构，主要提供盾构机推进时所需的反力，反力架的姿态直接影响盾构机在始发阶段推进时的盾构机姿态。始发台事先用全站仪和水准仪精确定位，然后根据盾构机的前体、中体、后体直径的不同，沿垂直于盾构机始发轴线方向上，在前体与刀盘连接的端面上、前中体连接处端面上、中后体连接处端面上、后体盾尾端面上作出准确的里程标记点，并标注至始发轴线的支距，以此来检查盾构机放在始发台上之后的姿态，一般盾构机出洞就是便于加速的下坡地段，且始发阶段不能调向，所以在始发台定位时要预防盾构机脱离始发台、导轨和驶出加固区后容易出现的叩头现象，因而要抬高盾构机的始发姿态20mm左右；反力架的安装和定位主要做到使反力架 <±2 3.4 长度可以加设副导线，构成导线环，以便检核，也可提高导线的精度。南京地铁南北线一期工程许~玄区间长度860m，洞内控制测量误差估算值为0.015m，考虑洞内轨枕和管线，布设一条直伸支导线，直线和半径大于800m的曲线段导线边长≥150m，测角中误差要求达到±1.8″，测距相对中误差达到1/60000，导线点设置为强制对中点（如图2），用10mm的钢板预先加工好，用三颗Φ14的膨胀螺栓锚在砼管片上，位置靠近边墙以观测方便为原则，避开洞内运渣车辆的干扰，这样同定向测量、地下趋近导线一起，观测时仪器均采用强制归心，由于刚衬砌成形的砼管片不太稳定，避免导线点的空间位置发生变化，强制对中点要距刀盘200m左右布设；水准点可借助安装好的管片螺栓，在螺栓头棱角突出处作一标记点，位置选在导线点附近。观测时采用2″、2+2ppm以上的全站仪，左右角各测6测回，左右角平均值之和与360o较差≤4″，边长往返观测各4测回，往返观测平均值较差≤2mm，每次延伸控制导线前，对已有的相邻三个点进行检核，几何关系无误后再向前传递，水准控制点引测，先检查两个相邻已知点，然后按南京地铁南北线一期工程有3个盾构标，4台盾构机，其中3台是德国海瑞克的土压平衡式盾构机，该机有一套与之相配套的自动测量控制系统VMT（如图3）该系统主要有ELS靶、徕佧TCA系列全站仪+参考棱镜、黄盒子、计算机（PC机）五部分组成，ELS靶安装在盾构机前体上，全站仪和参考棱镜放于锚在砼管片上的吊篮上，PC机安装了SLS-T数据交换、姿态测量、管片拼装软件，盾构机推进时全站仪定时自动发射激光至ELS靶，ELS靶接受的信息通过数据传输电缆传至PC机，经过软件处理转化成较为直观的盾构机姿态，在直角坐标系中形象显示，由于盾构机预留的测量空间和电缆长度有限(120m)，需要不定时地进行全站仪的搬站，即进行施工导线的延伸测量。3.5.2 施工导线延伸测量

盾构机的构造形式及其预留的有限测量空间（如图4），决定了施工导线只能是一条支导线，每次进行施工导线延伸测量时，先在衬砌好管片的适当位置安装吊篮（如图5），全站仪直接利用已复核的导线点测出吊篮的坐标，然后移动全站仪至延伸点，延伸点距刀盘的位置不能太近，以避免衬砌管片初期沉降、盾构机掘进振动而影响延伸点，但是作为延伸点的吊篮不能立即出现在主控制导线的观测范围内，只有当盾构机掘进50m左右时，才能利用主控制导线点进行复

观测中线、水平，只有通过其预留的有限测量空间，精确测出ELS靶下前视棱镜的三维坐标，将坐标转化为棱镜中心至盾构机轴线的平面支距，然后与盾构机制造时的设计值比较，此较差应和PC机桌面上的中线、水平偏差一致，通过复核，使盾构机推进轴线最优化。3.7 衬砌环管片拼装检查、隧道净空限界测量

衬砌环管片拼装完成后，PC机上显示的管片姿态是在即将安装管片时，靠人工量取管片的盾尾间隙，然后输入计算机，通过SLS-T的管片安装软件计算而

得的。由于人工操作误差、推进时管片承受巨大的压力和管片背衬注浆的压力，管片在推进的过程中难免会发生位移，稳定后的管片实际姿态需要用人工方法进行检查测量，直线上每10环、曲线上每5环检测一次。管片姿态检测方法较多，广州地铁二号线三～火区间采用的是最小二乘曲线拟合的方法，需均匀测出同一环管片上任8-12个点的三维坐标，从而计算出管片环的中心坐标和环的椭圆度，这种方法受盾构机零部件的遮挡，不易操作，而且测量工作量大、计算过程复杂；南京地铁南京站～许府巷～玄武门区间采用的是确定管片环端面中心的平面、高程，即将一根带有管水准气泡的5m精制铝合金尺水平横在管片环两侧，尺的中央就是环片的中心，然后用全站仪直接测出其中心坐标，或者测出尺的两端点坐标，取平均值即为环片的中心坐标；高程直接用水准仪配合塔尺，测出环片中央上、下的最大读数，算出环片的实际竖径，然后由下部或上部高程推算即可。3.8施工测量资料管理与信息反馈

盾构机在推进时，VMT时刻都在自动测量，PC机同时也在进行记录，除了人工进行观测和监理、业主测量队下发的测量资料，PC机储存的大量测量资料需要定期的进行备份，并输出来分析检查，特别是管片的资料，在南京地铁许府巷~玄武门区间右线刚开始，通过拼装管片的检查测量，发现稳定后的管片的高程较拼装时高了40mm左右，有的甚至超限，几乎每隔几十环，就会出现这种情况，后来经过仔细调查和跟踪测量，发现管片在注浆后和拖出盾尾时，都要出现上浮，将此信息反馈给盾构操作手，通过调整上、下管道的注浆压力、速度（由于注的是双液浆）和盾构机推进时的高程，逐步解决了这一问题，并为以后掘进提供了值得借鉴的经验。3.9 贯通误差测量 地铁隧道的贯通面一般是盾构机进洞的预留洞门端面。如南京地铁许府巷~玄武门区间的贯通面在玄武门站洞门预埋钢环面上，贯通时进行了隧道的纵向、横向、方位角和高程的误差测量。

3.10 竣工测量

地铁隧道完成后，要进行竣工测量。根据≤南京地铁南北线一期工程测量技术规定≥，南京地铁南京站～许府巷～玄武门区间的竣工测量，主要进行了隧道的断面净空、中心线、高程和隧道掘进长度计算以及竣工测量图的绘制。4 施工测量与盾构施工各工序的衔接管理 在进行盾构隧道的各项施工测量过程中，测量工作常常与盾构的其它施工工序相互交错进行。进行联系测量，在地面趋近点支镜时，尽量避开龙门吊的起吊作业时间，否则，测量时应设2～3人，其中1人专门防护龙门吊的起吊对仪器的操作安全，也确保施工过程的正常、顺利进行；检查预埋钢环的测量，应在钢环固定后、浇注砼连续墙的脚手架搭设前进行，测量时，设专人看护，避免机械、物体伤及人和仪器；在洞内进行各施工测量时，应遵守有轨运输的行车安全规则，如：在轨道上架设登高设备进行导线延伸测量、在轨道内进行管片的检查测量、在盾构机停掘，利用管片安装的间隙时间进行的盾构机姿态人工复核测量等，既要协调好电瓶车的行车（出碴、运输管片）时间，又要把握好管片的安装及注浆时间。5 结束语

5.1地铁盾构隧道施工测量过程导线控制点均采用强制对中点，消除了仪器的对中误差，同时操作方便，节省人员和时间，提高了工作效率，也便于桩点的保护。

2.盾构施工的注意事项 篇二

广州地铁三号线某工程单线隧道长度为3 500 m,盾构隧道外径6 m,内径5.4 m,采用的德国海瑞克公司生产的复合式土压平衡盾构机施工,盾构机的开挖直径是6.28 m。采用直径1 m的软风管压入式通风,配置的风机功率为110 kW,风压4 800 Pa,流量60 000 m3/h。在工程进展到2 000 m时,因进入风量不足,造成作业面温度高、工人无法作业等问题。为此,对该工程的通风设计重新核算。

1 风量核算

1.1 需要的进风量

1)按洞内同时工作的最多人数计算风量:

Q=qmK[1]。

其中,Q为计算风量;q为洞内每人每分钟所需的新鲜空气量,m3;铁道部《隧规》规定按每人每分钟3 m3计算,煤炭部行业标准MT/T634-1996煤矿矿井风量计算方法中规定每人每分钟供给风量不得小于4 m3;m为洞内同时工作的最多人数;K为风量备用系数,取1.10～1.15,q取4 m3/min,洞内同时工作的最多人数为25人,风量备用系数取1.15,则计算风量为:

Q=4×25×1.15=115 m3/min。

2)按照满足洞内允许最小风速要求计算风量:

Q=60sv[1]。

其中,s为隧道的面积;v为允许最小风速,导坑应不小于0.25 m/s,全断面开挖时应不小于0.15 m/s,但均应不大于6 m/s,取0.20 m/s。

Q=60sv=60×3.14×5.42÷4×0.20=274.69 m3/min。

1.2 风机的供风能力

所需风量取两种计算方式中的较大值,即274.69 m3/min。同时考虑隧道通风使用的是软风管,根据产品标准,柔性风管采用平均百米漏风率取参考表中的最大值1.5%,现在风管长度约为2 000 m,漏风率为30%,根据隧道通风规范,通风机需考虑50%的余量。Q机=60Q×(1+50%)/(1-30%)=60×274.69×1.5/0.7=35 317 m3/h。当风管长度达到3 500 m时,漏风率为52.5%,此时通风机提供的风量最小为:

Q机=60Q×(1+50%)/(1-52.5%)=52 046 m3/h。

2 风压核算

通风机的风压用来克服沿途所有的阻力,主要包括沿途摩擦阻力和局部阻力。由于隧道中风管无较大角度的转弯,也没有直径的变化,因此局部阻力很小,主要是要考虑沿途摩擦阻力。分别采用四种方式计算摩擦阻力,具体计算见表2。

Pa

综上,不同方法的计算结果差别很大。选取最大的计算结果,2 000 m长风管的沿途摩擦阻力为4 350 Pa,到3 500 m时风管的沿途摩擦阻力达到7 612.5 Pa,而目前项目部配置的风机的全压是4 800 Pa。因此,风机配置的最大送风量为60 000 m3/h,理论上满足隧道通风所需风量的要求。虽然风压可以满足目前2 000 m掘进长度通风的要求,但无法满足掘进后期3 500 m隧道长度的通风风压要求。

3 通风解决方案

计算表明,现有通风机的风量和风压均可满足2 000 m隧道长度通风要求,但实际反映通风不够。通过检查,发现是在风管上人为开洞,另外有已破损的风管,产生了不必要的风量和风压损失。同时,为解决隧道通风不足的问题,将通风机迁移到1 500 m处的中间风井处,明显减小了通风距离,改善了人员作业环境。

4 关于使用混合式通风的一些讨论

对于较长隧道的通风,可以采用“长压短抽式”混合式通风方式(见图1),即主要采用压入式通风,将新风压送至掘进面,同时尽量将掘进面区域的污浊气体使用抽出式风机抽走。

盾构机掘进因无爆炸烟尘,有毒气体量较小,因此进风管相对靠后,希望新风将拖车上各种机电设备的热量从后向前吹,然后再从管片安装区域处抽走。这种通风设计,一方面,考虑了设备通风降温,另一方面,因将热风吹聚在管片安装区域,而这个区域恰恰是施工人员最集中的地方,自然造成施工环境恶化。

今后,可以对盾构机通风设计做相应改进,在盾构机的台车上布两条通风管,一条进风,一条出风,进风管尽量靠近管片安装区域。这种改进通风方式,不仅可将盾体处的高温空气或由碴土带出的有毒气体迅速抽出,且能更好地改善施工人员的工作环境。

摘要：以某工程为例,对长距离隧道通风所需的风压、风量进行了计算,对出现的通风不足的问题提出了解决方法,并对盾构施工的通风方式提出建议,指出隧道通风对保障作业人员的健康以及盾构机的正常运行,有着重要的作用。

关键词：地铁隧道,盾构施工,通风

参考文献

[1]铁道部第二工程局.铁路工程技术手册——隧道[M].北京:中国铁道出版社,1995.

[2]成大先.机械设计手册[M].第3版.北京:化学工业出版社,2004.

3.盾构机穿越高速铁路的施工研究 篇三

摘要：我国社会经济水平不断提高，促进了铁道事业的高速发展，铁道施工的高效和质量问题也越来越受到重视。但受多种因素的影响，在具体的高铁施工过程中依然存在很多施工质量问题。为降低高速铁路施工中的质量问题，确保高铁施工工作的顺利开展，需对造成铁道施工高效和质量问题的相关因素进行分析，以找出相应的解决措施。本文通过分析京广高铁的铁道工程施工的特點以及存在的质量问题，并就如何提高铁道施工的效率提出了自己的建议，以期为铁道施工提高施工效率提供经验借鉴。

关键词：选用理由；参数选择；技术控制

引言

随着铁道工程技术的不断发展，提高高速铁路施工效率的问题也日渐显现。如何解决高铁施工方面的问题，已经成为了一个刻不容缓的话题。这篇文章中，我们以京广高铁的施工为例，通过阐述盾构机的特点与原理，在不同环境下对设备的参数、掘进参数、技术参数等进行设计与选择，对铁道工程施工的进度与高安全效进行做出了重要的保证。同时，还综合提出了高铁线路发生故障时的防护技术措施和城际高铁线路防护辅助设施来进一步确保高速铁路的正常安全运行。

一、选用盾构机理由

盾构机具体的工作过程其实和挖掘机相似，都是对土壤进行挖掘。在高铁施工时，已经挖好的隧道部分由于没有撑着，有塌陷的危险，而盾构机的护盾可以对隧道进行撑托。有些地方还有可能出现地下水，这个时候，盾构机还可以把水挡在外面。有了盾构机，施工时就可以很顺利地挖土、运土和砌墙衬。

盾构机挖土还很快，精确度比较高，不用担心会挖错方向。就算刮风下雨，甚至暴风下雪都不会影响盾构机工作。它可以大大减轻地面的降沉，也不会危害到地面建筑物，就算在水下进行挖掘，水面上也不会被影响。

二、盾构机选择

2.1设备参数选择

在京广铁路的挖掘中，湖北地段大多是平原，而湖南山区较多，往南的话，要穿过云贵高原，到了广东省，隧道相对会多一些。不同的地形下，我们对盾构机的参数也要进行相当严苛的检查与调整。在用盾构机时，我们要根据这些地形，注意控制好盾构的姿态、来自千斤顶的压力等等技术参数。同时，要认真做好地面的监测工作。地面监测一有异常，就要马上对盾构机的参数进行科学的校正与调整。通过这样，就不会太严重地干扰地层，由此可以减轻地面下沉的程度。

针对沿途多种地形交叉的特点，我们可以采用泡沫注入系统设备，要是在全断面层岩的地质坏境下进行施工，还需要有超前钻探和注浆系统，有效距离为15cm。还要采用特别耐磨的周边刮刀，为了提高周边刮刀的耐磨力，周边刮刀的高度增加了1cm，同时刮刀上还要有进行探测的装置，以备于对施工过程进行科学的控制。在空闲的时候以及施工开始之前要对所有的设备进行全面的检查，看看是否是安全和可靠的，否则必须马上进行检修。

2.2 挖掘参数设置

（1）针对高铁京广线的复杂地形，我们要对刚开始掘进时需要的压力值进行设置，然后，在挖掘了一定程度后，再对具体参数进行依时设置。当地面厚度为 19.33 m～15.39 m时，压力将由P=k0（γh+γ水h水+q）来计算。

（2）在京广线的施工过程中，用盾构机进行挖掘时，一定要控制好速度，缓慢而匀速地进行，速度大致保证在1cm/分～2cm/分之间。

（3）在对盾构机的行进姿态进行控制时，一定要遵循原则，尽量减小纠偏，经常纠正偏转角度，要有转角转弯半径大概505 m，一定要眼明手快，及时地进行纠偏，这样盾构机在行进时就可以走曲线内弧面。

（4）在施工过程中，要严格地避免过量挖掘，这个要用每立方米的出渣量来进行控制，出渣量应严格控制在37 m3～38 m3之间。

三、盾构穿越城际铁路施工过程技术控制

3.1 盾构掘进过程控制

为了能够很好地解决京广线中隧道渗漏这一问题，我们可以在施工的过程中，严格地保证管片拼装是科学严谨的。要派专业的盾构工程师和施工人员一同进退，时刻守在施工现场来严保质量。一旦没有按照要求来施工，就要马上停止施工，及时调整。与此同时，还必须做好沟通交流工作，要时时刻刻对施工现场的掘进参数进行调整，使得参数维持在标准值。在加强对隧道复查的过程中，除了常规的复检，还要不断对盾构机ROBOTEC测量系统进行校核，进而保证整个工作的顺利进行和工程的施工质量。

3.2 管片拼装质量控制

管片拼装过程中的质量好坏，会直接影响到隧道是否会发生渗漏。在进行管片拼装时，一定要先清洁好环面和端面，然后再细致地招贴好防水的胶条。同时，还要对管片精确地定好位，这样就可以保证好管片的拼装质量，渗透问题也可以得到很好的解决。通过对管片的质量进行良好的控制后，就算穿越河底的隧道，也不会出现渗水等一系列相关问题。管片拼装质量的好坏，对于渗漏出现与否具有至关重要的作用，严把质量关，将一切质量隐患都做好相应的设防。

3.3管片超前量和隧道椭圆度控制

我们在进行高铁施工的过程中，需要多次对管片的环面进行测量，也要对轴线的角度进行测量，看看轴线与环面是否是九十度。要是测量值与标准值不同时，要及时进行纠正，把它们改成互相垂直的。特别是在每次拼装好在每环管片时，要花力气把螺栓给拧紧。如果拧

得不够紧的话，就会给后续的施工带来严重的困扰，耽误了施工的进度。同时，就算工程完成以后，也会影响高铁地正常通行。

3.4京广高铁线路发生故障时的防护技术措施

特别是对于高铁的安全运行，生命财产安全重于泰山。要是在施工的时候，有的交通道路被阻断，我们应该先通知好有关交通部门，做好提前的应急措施。可以采取一些办法来降低损失，如设置停车的信号。如果遇到特别恶劣的天气，如刮风下雪等影响视线的距离，我们可以采取点燃火炬或者狼烟的办法，使施工路段得到提前注意，从而避免不要的可能出现的交通事故，以及带来的严重的生命财产损失。

3.5管片超前量和隧道椭圆度控制

在京广线的隧道施工中必然会引起地面变形，这样就会加大列车车轮和轨道的冲击力，使路基内的动应力加大。施工过程中，一方面需要列车慢行，进而减少相应的动应力；另一方面在施工过程中还需要严格监视管片圆环环面与隧道设计轴线的夹角，若出现超重不能够进行调控时，就需要及时的加装贴片。与此同时，还要采用提高管片的强度和硬度的方法。为了满足相应的控制要求，在盾构机施工过程中，规定列车应慢行在70 km/h～80 km/h之间，并做好减速慢行的标示。

3.6城际高铁线路防护辅助措施

在京广线的高铁运行的安全方面，我们不仅可以采用防护技术措施，还有相应的防护辅助措施。在工程施工的过程中，如果发现经常出现碎弯，并且还有涨轨的相关现象时，要马上进行停止施工，用10M弦测量两股钢轨的轨向偏差，一旦平均值达到 10 mm 时，就必须发出慢速标志，一旦偏差继续扩大到12mm就必须要设立停车标志，紧急抢修，如果抢修不成功，就要断开此处，重新接上一节线路，然后严格限速在5km/h。

结束语

这篇文章中，我们通过对盾构机的介绍，了解到其工作原理以及在高速铁路施工过程中的重要作用。在科学合理的参数选择下，通过对盾构掘进过程、管片拼装质量、管片超前量和隧道椭圆度等等多方面的控制，对高铁建设施工过程的技术控制做出了无懈可击的保障。同时，还综合提出了京广高铁线路发生故障时的防护技术措施和城际高铁线路防护辅助设施来进一步确保高速铁路的正常安全运行。综合全文的科学描述，我们可以得出盾构机在穿越高速铁路时的研究结论。

参考文献：

[1]张长强；翟志国；陈明娟等，富水砂卵石地层中大直径泥水盾构同步注浆技术[J]；中国工程科学，2010年12期

[2]杨国宝；吴义明；李强；盾构下穿沪杭高速铁路高架桥的施工技术[J]；城市轨道交通研究，2013年09期

4.盾构施工安全管理 篇四

与传统隧道施工不同，盾构法主要是运用机械设备进行自动化或半自动化施工，如盾构机、龙门吊、电瓶车、搅拌站等。施工过程为流水线作业：掘进、出土、同步注浆、管片拼装、运输、轨道铺设等各个工序环环相扣，作业密度高。

为了适应盾构施工的特点，项目部人员主要分为管理层与作业层。管理层设工程技术科、安质科、物资设备科、计划科等部门；作业层有掘金班、机修班、电工班、附属工程班、机动班等，且每种班组下又分为多个工种，各个工种相互协作从而完成施工。2.2 工作人员可能存在的不安全行为

在盾构施工过程中，人的不安全行为通常有以下几点：

1、不佩戴劳动防护用品。进入施工现场必须佩戴安全帽、防护手套、防护鞋等劳保用品。

2、违章操作、违章指挥、鸣笛示警不明确。电瓶车司机超速行驶、龙门吊司机超负荷吊装、吊车指挥违章指挥、机车行驶不鸣笛、吊物绑扎不当等。

3、防范意识不高。吊装作业时站在重物下方、管片拼装时站在拼装机旋转半径内、电瓶车运输时，站在电瓶车轨道上等。

以上三点是盾构施工中比较常见的不安全行为，我们应不断加强对员工的安全教育，做到“三不伤害”，确保人身安全。2.3 安全管理 2.3.1 安全培训

盾构法施工技术含量高、设备先进、施工环节多、作业面多、作为一名普通作业人员怎样才能知道防范事故发生的方法呢？在施工过程中，有计划有针对性的组织作业人员进行安全培训是非常有效的。针对施工过程中可能存在的危险、有害因素进行辨识并提出防范方法，使他们在思想和技术上都能适应安全生产的要求，从而达到降低安全事故发生的可能。2.3.2 班组安全组织 班组是最基层的作业单位，班组长是班组安全工作的第一责任人，对班组安全工作负责。班组必须设置一名兼职安全员，协助班组长全面开展班组的安全管理工作，并负责做好每日班前安全活动记录。班组长组织进行班前和班中检查，做好交接班记录，对工作环境、设备状态、安全设施等充分了解，发现问题及时检修。3 施工设备及施工用电

在盾构施工中，大型设备的使用非常频繁，如盾构机、龙门吊、电瓶车等。设备的安全状态对安全生产有着很大影响，尤其是垂直吊运作业及洞内水平运输作业。龙门吊与电瓶车的安全状态是设备安全控制的重中之重。日常生产中，必须对各种设备进行严格检查，确定其安全状态，如电瓶车刹车、连接板等部位。

顿国际掘进用电一般采用双回路专供的10KV电缆，隧道内环境潮湿，随着盾构向前不断掘进，高压电缆也要经过多次连接，接头要选用优质专用接驳器，电缆要固定在隧道内，悬挂高度适当，防止电瓶车挂断电缆，引起严重后果。

除了盾构机外，盾构施工其他临时用电必须采用三级配电，二级保护，尤其要配备足够的分配电箱，做到一机、一闸、一箱、一漏。4 施工各环节安全风险控制 4.1 盾构始发与到达

盾构机始发与到达时盾构施工中的关键工序，始发到达安全与否关乎到整个工程的进展及质量。

盾构始发与到达主要有以下几点关键因素：

1、始发与接收装置的摆放

始发与接收装置是盾构机停放的平台，始发与接收装置的摆放关系到盾构能否安全进出洞。在其摆放前必须根据始发时隧道中线及相对标高严格安放，误差不得超过1mm，始发与接收装置摆放后，必须使用型钢对其进行加固，放置盾构机驶离或进入托架时发生移动。

2、防水装置安装

洞门防水装置必须严格按照图纸安装，必要时可在动圈上焊接两道弹簧钢板，防止盾构机在始发或到达时发生涌水、涌砂。

3、洞门封闭注浆 在盾构机尾部进入洞圈20m及隧道贯通后，必须对洞门前5环进行封闭注浆，填充管片与周围土体之间的空隙，防止后方涌水、涌砂，引起安全事故。4.2 隧道施工控制

盾构法施工中，盾构机外壳相当于临时支护体，刀盘相当于掌子面，因此盾构法相对矿山法隧道而言，施工过程还是相对安全的。隧道正常施工控制主要是控制掘进、管片拼装、洞内运输三个环节。

盾构掘进时应根据不同的埋深、地质条件、地面情况等来确定掘进参数。现场工程师应实行动态管理，通过分析不同条件得出合理的掘进参数，从而下达掘进指令。盾构掘进切忌追求进度、盾构机要避免过量纠偏、土压力要设置合理、同步注浆量充足，以免发生盾构姿态失控、地面大幅沉降甚至塌陷。

管片拼装是隧道施工的一项重要工序，它包括管片短程运输及吊装就位、拼装机旋转拼装、千斤顶伸缩、螺栓紧固等环节。因此管片拼装是隧道内施工风险较高的工序，该部位曾发生过教训深刻的安全事故。在管片拼装施工过程中，拼装机及千斤顶必须由专人操作，且口令清晰；拼装机作业时，施工人员严禁站在拼装机旋转半径内；拼装管片式，拼装工必须站在安全可靠的位置，严禁将手或脚放在管片接缝处及千斤顶端部；管片与拼装机之间连接销必须确认到位，螺栓复紧到位。

此外，管片拼装质量也应符合规范要求，环缝、纵缝要狭长均匀、没有管片碎裂。避免因管片拼装质量问题引起的漏水、漏砂事故。4.3 联络通道及泵站施工安全控制

城市地铁施工中，尤其是在软土、粉砂这样的地质条件下施工，联络通道及泵站多采用冷冻法进行施工。冷冻法具有土体冻结效果好、可靠性高、对周围环境影响小等优点。冷冻法通过在联络通道范围外侧钻孔埋入冻结管，使用低温盐水在冻结管内循环，将周围土体冻结固化，从而达到开挖条件。

我们可以分析得出，联络通道及泵站开挖是危险系数最高的一个环节。在以往的联络通道施工中，曾发生过冷冻设备在联络通道开挖时出现故障，冻结区域解冻，从而导致很严重的安全事故。因此，在联络通道及泵站施工中，必须保证冷冻机、发电机等关键设备正常运转且有备用设备。此外，液氮抢先配套设备也应准备到位。4.4 隧道内轨道运输

与其他工法施工的隧道不同，盾构法隧道几乎均采用轨道运输系统。由于盾构机的掘进速度很快，往往运输是限制施工速度的一个瓶颈。因此，运输车辆一般设计得较长，碴土斗也设计得很大，占用了隧道很大空间。管片底部为圆弧形，对轨枕的稳定性有一定影响，运输车辆容易脱轨，有可能威胁人行道上人员的安全，尤其是碰到盾构机专用高压电缆时，后果不堪设想。施工轨道要严格按有关技术规范执行，对轨距、轨道高差、弧度、接缝等重要参数要重点检查，轨枕保证足够的刚度，并和管片上的螺栓保持固定或焊接，避免滑动变形。应严禁各类人员搭乘管片车进出隧道。隧道内运输引起的事故较多, 一旦发生安全事故，后果大多比较严重，特别是在盾构机位置，电瓶车与盾构机之间几乎没有空隙，非常狭窄，稍不注意，人员易被挤卡在中间。目前国内单线地铁隧道的内直径多为5.5m，盾构机的后配套设备一般有60m—70m长，当任意一条轨道变形时, 或盾构机上的配套设备发生位移时, 极易和运输车辆相撞，因此隧道内轨道运输应引起足够重视。5 环境危害因素

盾构施工作业环境复杂，地下作业环境差，隧道内空气流动性差，大功率电机运转使得温度高、噪音大；临时性的高处作业、临边作业多，较难提供安全舒适的作业面和作业环境；作业人员工作时连续高强度作业，容易产生疲劳，从而诱发安全事故。隧道内除了保证通风外，还应在台车前方加设风机，促进作业面内空气流动。此外，隧道内还应配备有害气体检测仪，当有害气体超过一定浓度时停止作业，人员撤离。6 自然灾害与突发因素

自然灾害等突发因素引发的安全事故较少，但往往发生就较为严重。项目部应针对这些因素制定相应的应急预案，如防汛、防台、雷电、地震等突发自然灾害，且定期演练。项目安全管理 7.1 危险源辨识

针对盾构施工的特点，使用系统安全分析方法对施工场地布置、道路及运输、沿线地面建构筑物、工艺过程、生产设备装置、作业环境、安全管理措施进行辨识。辨识的重点内容为：

1、道路及运输：轨道铺设、走道板铺设、轨道机车和龙门吊等。

2、工艺过程：盾构掘进、管片拼装、盾构机专场、联络通道及泵站等。

3、生产设备装置：电瓶车、龙门吊、盾构机等。

4、作业环境：照明、通风等。7.2 危险源评价及风险控制 安全评价的方法有：安全检查表、专家现场询问观察法、因素图分析法、作业条件危险性评价法（LEC法）、故障类型和影响分析、危险可操作性研究、概率风险评价法、危险指数评价法等。针对盾构施工作业工种多、分部分项工程多、作业环境复杂、机械流水线作业等特点，使用作业条件危险性评价法（LEC法）比较简便，可操作性高。LEC法指：D=L×E×C（L、E值通常取0~6，C值取0~40）L —— 事故发生的可能性； E —— 处于危险环境的频繁程度； C —— 事故发生产生的后果； D —— 危险等级划分。

盾构进洞时，根据现场实际情况，利用LEC法评价是否需要在盾构尾部注入水泥浆及聚氨酯封闭加固区与正常土体的连接处。D0为临界值，D值大于D0为事故发生，小于D0则风险在可承受范围内，我们设D0为320。

表1 盾构进洞风险评价

评价内容 盾构进洞 2 危险源 L

E

C

D

风险评价结果 需采取的控制措施

5地下水压力大，为注入水泥浆及聚氨酯，后方极有可能涌水涌砂 40 400

事故发生可能性大，需采取相应措施 在盾构尾部3环处注入水泥浆及聚氨酯形成环箍 盾构进洞 小

表1为盾构进洞风险评价中的一项，未在盾尾注入环箍时风险评价结果为400，超过临界值，必须采取相应的控制措施。采取控制措施后风险大大降低，进洞施工可安全进行。

项目部可根据上述方法对危险源进行辨识、评价，根据评价结果列出危险源清单，并制定转向安全方案指导施工。7.3 技术控制 1 地下水压力大，已注入水泥浆及聚氨酯形成环箍，涌水、涌砂可能性较2 40

一般危险，需要注意 加强现场监控 盾构法施工技术含量高、分部分项工程多，项目部应严格执行图纸会审制度、方案评审制度、技术交底制度等，严格把好质量关，杜绝因技术因素引起的安全事故。8 结束语

5.泥水盾构施工技术 篇五

泥水盾构施工技术

通过对泥水盾构工作原理及泥水盾构施工技术的介绍,结合北京铁路北京站至北京西站地下直径线2标工程采用的.Ф11.97m泥水平衡盾构的始发施工的工程实例,对泥水盾构始发施工技术进行了总结.对类似工程有借鉴作用.

作 者：翟志国 ZHAI Zhui-guo 作者单位：中铁隧道集团二处有限公司,河北,燕郊,065201刊 名：水科学与工程技术英文刊名：WATER SCIENCES AND ENGINEERING TECHNOLOGY年，卷(期)：2009“”(2)分类号：U455.43关键词：泥水盾构 施工 技术

6.盾构法施工在地铁中的应用 篇六

1 盾构技术

所谓“盾构”, 是指配有护罩的一种专门用于隧道开挖的专用设备, 工作原理是在盾构后面带有衬砌, 利用它当做支撑点支撑整套设备前进, 然后利用刀盘来将岩土切割, 并将切割后的岩土碎屑排除, 同时将衬砌拼装。所谓“盾构技术”是指用盾构设备的盾壳来支撑和保护隧洞, 以防出现水侵和坍塌现象, 将隧洞中的岩土切削, 将管片安装后进行灌浆, 保障隧洞洞身的质量。盾构法施工最早出现在欧洲, 随后在美洲和日本发展较快, 迄今为止已在世界各地得到广泛应用。

2 地铁施工技术发展概况

我国的地铁隧道施工中采用的方法主要有矿山法、盖挖法、明挖法、暗挖法、盾构法进行施工。 (1) 矿山法施工的优点是施工场地要求占用小, 但是当地下出现有水的情况是无法正常进行作业, 必须在作业过程中将地下水排除;在开挖和支护施工中必须人工操作, 作业效率低, 安全性差;此方法对于地表沉降问题难以得到有效解决, 因此对于地下管道和地上建筑物会造成一定程度的破坏。 (2) 盖挖法施工过程中优点是施工占用场地也较小, 对地面建筑物影响较小, 施工作业也较安全, 但是施工工序十分复杂, 施工条件较差, 且存在交叉作业现场。 (3) 明挖法施工占用场地较大, 在一些交通比较拥挤的地方难以施工, 环境污染严重。 (4) 暗挖法施工优点是对于地面的情况干扰较小且比较经济, 但是施工作业效率低, 风险大, 劳动强度高。 (5) 盾构法施工基本集合了前几种方法的优点, 地层适应性强, 可以在地下有水情况进行作业, 对环境污染较小, 全机械化施工, 作业效率高, 且对地表沉降能够合理控制因此对地面建筑影响较小。

3 盾构法地铁应用技术参数

针对土压平衡式盾构机来进行分析相关的技术参数, 其主要是靠压力仓的土压力来支撑隧道壁面。

(1) 平衡压力值。根据经验公式有:P=KRH。

其中:P为平衡总压力;R为土体平均重度, k N/m3;H为隧道埋深, m;K取0.6~0.8。

(2) 出土量。每环理论出土量:V1= (πD2) /4。

其中:D为最大直径。实际出土量取理论值98%~100%。

(3) 推进速度。一般取3cm/min~5cm/min, 当有建筑物时, 取1cm/min。

(4) 盾构轴线。与设计偏离不得大于50mm。

(5) 地面变形量。一般控制在+10~30mm内。

(6) 同步注浆。每环空隙V2=π (D2-d2) /4其中:D为盾构外径;d为管片外径。

压浆量为空隙的150%~250%。

(7) 壁后压浆。当需特殊保护时, 根据地层变形监测的信息来进行操作。

4 盾构法地铁应用实例分析

一般情况下对于盾构法施工作业来说包括以下几项内容:一是首先搞清楚盾构隧道的地质条件, 包括岩石指标、地质构、地下水以及地层渗透性等方面;二是搞清楚隧道的几何尺寸, 包括隧洞直径、长度、隧洞端面形状、转弯处的曲率半径以及纵向坡度等方面;三是必须搞清楚隧洞的外界条件, 包括隧洞上面的建筑物分布情况、隧洞埋深、环境保护要求和标准等方面;四是针对以上条件来进行合理选择盾构机械;五是必须要制定出地铁盾构法施工的总体布置、包括出碴系统布置、管片的运输与制作、通风、供水和换气系统等必须的工厂;六是针对特殊情况要多加考虑, 例如是否需要超前加固地层等。

已建成的某市的地铁也是采用盾构法穿越铁路区间隧道, 左线里程为:ZDK21+777.051-ZDKCK23+819.487, 盾构右线长1991.4 3 6 m, 右线历程为:Y D K 2 1+8 2 8.0 5 1-YDK23+966.7。针对已建成的地铁盾构段为例进行详细介绍盾构法在地铁施工作业过程中的施工工艺过程。

4.1 盾构法施工地质情况

在盾构机施工作业过程中, 需要穿越砂层、全风化花岗岩、砾质茹上、砾砂和球风化弧石, 在DK23+330处的地铁隧道的底部且存在含量不是很多的中风化和强风化的花岗岩材料, 按照前面所述, 一方面需要搞清楚地层岩土性质, 另外还需要搞清楚的内容主要有地下水位的埋深为1.2m~8.0m之间, 水位的高程为58.2m~77.0m之间, 地铁隧道的底板的标高大约是57.75m, 地下的水位变化幅度为0.5m~3.0m之间, 而且在施工过程中地下水有可能对对施工带来一些影响。

4.2 总体施工方案

前面搞清楚地铁盾构施工的地质条件, 然后需要制定出一个总体施工方案, 以更加安全高效实现地铁隧洞。在施工过程中, 由两台土压平衡盾构机先后从明治站出发, 并且实行专门负责, 其中1号盾构机主要是用来在本区间内的左线进行施工, 在此期间的盾构的里程DK22+535.0过风井。总体施工目标是实现这2台盾构机能够在相差一个月的时间进行出洞, 且两台盾构机的距离保持在50m以上, 以便能够减小对地层的影响。

4.3 实现盾构端头井加固工艺

首先针对该市铁路进行加固, 在铁路的路基进行加固时采用了预应力锚索对拉的方法, 锚墩作为桩板墙。锚墩桩作为挖孔其中桩长为8m, 用到的是1.0m×1.5m的钢筋混凝土板, 将钢筋混凝土板沿铁路的路基的两侧按照对称分布原则进行布置, 保证纵向的间距约为3m左右。锚墩桩与锚墩桩之间采用0.2m厚的钢筋混凝土板进行连接。采用预应力锚索将铁路两侧的锚墩桩进行对拉, 其中锚索就是1×7的钢绞线, 并且在竖向上已设置3道, 采用预应力锚索桩进行板墙加固, 如图2 (a) (b) 所示。

采用预应力锚索桩进行板墙加固的施工顺序为:一是进行挖孔桩。采用人工操作进行挖孔, 采用厚15cm的混凝土进行护壁, 在护壁时保证高出地面约30cm, 目的是不让其他的杂物落到井内, 保证安全。在人工挖孔后的井口周围需要设置一个护栏, 在护栏上挂安全网, 并且在护栏的上面需要标上安全警示标志, 在不开挖的时候将其盖上保护起来。在地下水位以下的地方每节护壁长约0.5m, 水位以上时每节护壁长约1.0m, 并且在两节护壁之间的位置处需要设置直径16mm、拉筋长40cm的钢筋拉杆, 环向间距约为30cm左右, 采用3mm厚的组合钢材料的模版来作为护壁的模版, 并且用10cm×10cm的方型木块来对撑住。当人工挖孔出现水量较大的情况时, 需用1.5k W的潜水泵抽水使水位降到一定位置然后进行施工。将板桩的钢筋笼进行集中加工, 在下笼时需采用履带吊进行吊装, 当放置到设计的高度时, 然后用槽钢扁担放置到护壁上面来进行控制其标高。采用C2O商品混凝土来作为桩身使用的混凝土。在井口位置处设料斗, 然后在其下面悬挂串筒, 保证串筒底与孔底的距离不大于1.0m, 用汽车泵输送混凝土, 混凝土用汽车泵水平输送, 采用插入式振动棒进行振捣。二是预应力锚索。将3道预应力锚索以竖向方式设置在挖孔桩桩身, 保证预应力锚索的竖向间距为2m, 纵向间距为3m, 每道锚索是通过17根钢绞线而制成, 钢绞线的强度高达1860MPa, 采用张拉油泵、油压千斤顶进行张拉, 在使用张拉机具前须标定。在张拉操作后采用高压注浆泵将浆体进行注入。三是安装桩间钢筋混凝土板。钢筋混凝土板制成桩间板, 并且在板顶处设置吊环, 方便汽车整体吊装。在挖孔桩作业时在桩侧面留槽口, 用方木成槽, 且保证桩间混凝土板与槽口尺寸小5cm, 以便于安装预制板, 桩身与混凝土板之间的间隙用水泥浆填充。

4.4 穿越平南铁路方案

如图3所示, 在DK23+107-DK22+683段, 该市铁路和盾构隧道大致平行, 从DK23+107段隧道左转曲线与铁路交叉, 隧道穿过铁路后向右拐弯下穿铁路, 到DK23+670时穿出铁路。盾构机在下穿铁路时, 存在砾砂层, 由于理深较浅且, 距离较近, 此时盾构掘进需采取加固措施, 采用超前钻进打眼注浆。确定出注浆的范围在隧道外侧的3m内。

4.5 盾构机掘进措施

(1) 调整盾构机, 当地质地段相类似时, 需进行模拟掘进工作, 在盾构机靠近铁路前, 需将盾构机掘进参数和状态调整好。

(2) 在工作时需保证盾构机运转良好, 尽量减少或避免盾构机发生故障的次数, 以免造成时间拖延, 降低工作效率。在施工过程中采用土压平衡施工方法保障沉降量较小。

(3) 选择了加泥土压平衡盾构机, 跟好地保证了施工安全和进度。通过改良地层减小地表沉降。

(4) 采取错缝拼装进行隧道衬砌, 目的是可以发挥管片环间螺栓的纵向加强作用, 从而加强了管片间接头处的薄弱部位, 使得管片环整体刚度有所增加, 从根本上控制了砂层地段管片的结构变形、结构受力和防水方面的问题, 使得地铁施工过程中出现的大变形和渗漏问题得到有效地解决和控制。质量控制中管片拼装关键环节之一。必须严格把关管片的制作, 杜绝投入使用不合格管片;采用高强度螺栓作为连接螺栓;施工管片接头的防水必须严格按设计要求进行, 确保接头防水的效果和管片拼装的质量, 防止地下水的渗入。

(5) 根据施工环境和地层情况, 选用泌水性小、和易性好、具有一定强度的浆液, 及时填充地层和隧道间的空隙, 通过适当加大浆液的注入量来保护周围环境和建筑物。同步注浆不足时采用二次注浆。采用双液注浆 (水泥+水玻璃浆液) 可以减少地面变形和地基不均匀沉降量。注意注浆量和注浆压力, 防止地基隆起现象发生。

(6) 实测反馈盾构施工过程中的地面变形情况, 采取优化调整参数, 检验参数是否合理。平南铁路和砂层地层时, 推进速度不宜过快, 减小超挖量, 缩短注浆时间, 保持稳定。

(7) 咨询铁路主管部门, 信号线及铁路允许变形指标, 保证安全和通信正常, 将施工前的地层沉降预测量与设定的沉降控制指标和预警值对比, 出现问题时, 及时报警。必须加强监控量测工作及信息反馈工作, 及时采取注浆措施来调整沉降曲线。

5 结语

近年来, 掘进机施工工艺已取得较大进步, 采用了技术含量较高的盾构技术, 能够实现全断面掘进, 然后进行放置管道, 盾构技术的出现使得施工效率更高, 月进尺能够达几百甚至千米, 而且盾构技术的适用范围较广, 对于岩石较硬和软土等复杂的地质条件均能使用, 尤其是针对地下水力压力大的工况下, 更能显示出其优点, 弥补了其他方法的不足。随着技术的进步, 盾构技术的出现使得掘进效率更高, 且盾构技术的适用范围较广, 在国内得到了广泛地应用。我国地铁隧道施工所采取的矿山法、盖挖法、明挖法、暗挖法和盾构法五种方法进行对比, 介绍了土压平衡式盾构机施工的主要技术参数, 并以已建成的深圳地铁5号线盾构法穿越铁路区间隧道为例详细介绍了盾构法施工在地铁中的应用为盾构法在地铁中的应用提供一定的参考价值。

摘要：随着技术的进步, 盾构技术的出现使得掘进效率更高, 且盾构技术的适用范围较广, 在国内得到了广泛地应用。本文首先简要介绍了盾构技术, 并对我国地铁隧道施工所采取的矿山法、盖挖法、明挖法、暗挖法和盾构法五种方法进行了对比分析, 针对土压平衡式盾构机介绍了盾构法施工的主要技术参数, 并以已建成的深圳地铁5号线盾构法穿越铁路区间隧道为例详细介绍了盾构法施工在地铁中的应用。本文为盾构法在地铁中的应用具有一定的参考价值。

关键词：盾构法,地铁,土压平衡式,应用

参考文献

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7.盾构法隧道防水施工概述 篇七

关键词：盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫遇水膨胀橡胶

1、引言

随着我国城市建设的快速发展，地铁建设工程日益增多。因地铁工程长期处于高水头压力、水侵蚀环境下，工程防水至关重要。管片是地铁盾构法隧道中重要的支撑和结构，保证管片具有良好的防水性能对提高地铁工程的防水性与耐久性起到重要的作用。

目前，盾构法修建的隧道绝大部分采用由单层钢筋混凝土管片拼装而成的衬砌结构，其防水工作包括管片结构自防水、接缝防水、螺栓孔和注浆孔防水、渗漏处理等。而管片结构自防水和按缝防水是盾构法隧道防水施工中的重中之重，下面将对管片防水施工进行进一步描述。

2、管片衬砌结构防水施工质量控制

盾构法隧道是由衬砌块拼装而成，隧道内处处都是管片接缝，因此寻找安全、快速、经济的隧道接缝防水方法、防水材料等施工技术显得非常重要。目前国内地铁盾构隧道结构一般为采用单层预制混凝土管片拼装而成的圆形断面结构，其防水施工主要包括：管片结构自防水、管片外防水涂层、衬砌接缝防水(弹性密封垫防水、嵌缝防水)、螺栓孔防水、渗漏处理。而其中控制隧道渗漏水质量的主要施工工艺有：管片结构自防水和衬砌接缝防水。

2.1管片结构防水施工要点

(1)管片混凝土自防水：防水材料采用高抗渗等级(P10)的混凝土。

(2)普遍采用的一种防水材料是弹性密封垫，其耐久性和防水效果均已得到证实

(3)管片接缝按设计要求进行嵌缝，螺栓孔采用遇水膨胀橡胶垫防水。

(4)注浆孔的防水：原则上不通过管片吊装孔注浆，以避免注浆孔漏水。

2.2管片弹性密封垫粘贴

(1)管片表面要平滑，侧面不能有孔洞和缺边；管片和密封垫应干燥，没有灰尘。

(2)将密封垫套在管片上，检查型号及位置是否正确，并将其悬挂于管片上。

(3)用稀释液清洗止水条和管片，侧面和底面一定要清洗干净。

(4)待稀释液挥发后，开始涂胶水，胶水要100％覆盖止水条和管片的底部和侧面。先涂止水条，后涂管片，胶水用量要适宜。

(5)胶水溶剂挥发以后，将密封垫装入槽内，粘结顺序为先短边后长边、从中间到角边。

(6)最后用锤击打止水条，使其与管片粘结牢固。

弹性密封垫施工要求：为防止遇水膨胀橡胶条在施工前(或施工中)遇水(或遇潮)产生超前膨胀，应在其表面涂缓膨剂，特别是位于拱底的密封垫表面须涂缓膨剂三度，缓膨剂技术指标见表1

2.3施工注意事项

(1)管片运至现场后，根据天气情况是否决定对管片进行覆盖。

(2)应使用已修补与清理好的管片，管片表面应干燥，雨天需搭设防雨设施才可以粘结施工。

(3)粘结剂贮桶开封后，溶剂挥发变稠时，可适量加溶剂稀释。

(4)管片安装防水材料时，应注意不要将胶水涂在软木橡胶和弹性密封垫上，如若有应该清理干净，否则影响止水效果。防水材料粘贴完后，应把混凝土管片上的胶水清理干净。

(5)在粘结前再次检查粘结面涂胶的均匀程度，管片四个角部的密封垫，既不得耸肩，又不得塌肩。整个密封垫表面应在一个平面上，严禁歪斜、扭曲。管片在粘贴装设密封垫12h内，不得送井下拼装。

(6)密封垫、自粘性橡胶薄板、螺栓孔橡胶垫圈等在施工前(或施工中)遇水会膨胀，应在其表面涂缓膨剂，特别是位于拱底的密封垫表面需涂缓膨剂三度。在雨天和梅雨季节应覆盖防水布。

(7)在涂刷缓膨剂时，应将管片垫高，并用帆布将管片覆盖严密，保证粘贴质量，尽量不磕碰，损坏密封垫及管片的棱角。

2.4嵌缝防水

(1)嵌缝范围：一般地段在隧道拱顶45。和下部90。范围内嵌填，以确保接触网上方的拱顶不滴水，拱底不漏泥沙。临近洞门的20环、变形缝环及特殊衬砌环前后各10环管片须整环嵌填，以加强相应部位的防水。

(2)嵌缝材料：一般地段拱顶、拱底和临近洞门的20环和特殊环前后各10环管片整环采用聚合物水泥。变形缝及特殊衬砌环环缝采用聚硫密封胶。

嵌缝防水施工要求：嵌缝防水施工必须在盾构千斤顶顶力影响范围外进行。同时，应根据隧道的稳定情况确定嵌缝作业的开始时间。

2.5管片成品检漏试验

引起隧道渗漏水的原因主要是管片拼装施工精度不够或违反操作规程造成的，从施工工艺看，具体可分为以下几类：①管片在制作时养护不合理，表面出现气孔和龟缩裂缝；管片在运输、拼装中受挤压、碰撞，缺边掉角；②遇水膨胀橡胶粘贴不牢，或下坡时过早浸水使膨胀止水效果降低；③管片拼装质量差，螺栓未拧紧，接缝张开过大；④手孔、螺栓孔、注浆孔等薄弱部位未加防水垫片，封孔施工质量差。

管片接缝防水包括弹性密封垫防水和嵌缝防水等。下面介绍可靠性较高的弹性密封垫防水的各种要求。

(1)短期防水要求密封材料因压缩产生的接触面应力大于设计水压力；长期防水要求接触面应力不小于设计水压力。

(2)耐久性要求包括防水功能耐久.眭、耐水性、耐动力疲劳性、耐干湿疲劳性、耐化学腐蚀性等。

(3)密封材料种类：一般可分为单一的、合成的及遇水膨胀性的材料。现多采用遇水膨胀橡胶，它可大大改善盾构隧道的防水性，是今后的发展方向。在设计时必须根据实际情况确定合适的膨胀倍率、膨胀时间及环境可能造成的影响。

3、管片防水材料的选型

3.1管片防水材料的现状

管片防水材料主要有两种：一种是以日本为代表的遇水膨胀橡胶，另一种是多孔三元乙丙弹性密封垫。遇水膨胀橡胶止水条这种材料之所以在日本应用非常广泛，主要是因这种材料首先由日本开发、价格低；另一个原因是日本盾构隧道通常采用双层衬砌，即在管片衬砌内再现浇一道混凝土衬砌，对第一道衬砌的防水质量要求并不象国内这样高。国内，南京地铁一号线及二号线其它区间隧道管片接缝防水采用了三元乙丙弹性密封垫。

3.2管片防水材料的选定

隧道工程的管片衬砌接缝的防水质量一直是个难题，根据管片设计对止水条的要求，并经过多方比选，本工程采用了EPDM弹性止水条，其主要产品成份为三元乙丙橡胶，设计成截面尺寸为33ram×16mm的多孔橡胶密封圈结构形式(图1)。

4、结束语