盾构法施工验收规范范文

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【中图分类号】 TU745.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2012）03-017-03

1　概述

本篇文章讲述了在地铁建设过程中，地铁工程的特点以及监理部门对是土压平衡式盾构机施工的质量控制，结合本人对南京地铁10号线D10－TA06标段监理工作的一些理解，

2　地铁工程的特点与质量特点

2.1　地铁工程项目是一个投资大、建设速度慢、施工技术复杂、危险因素多、与社会环境间的相互影响大的复杂系统工程，大都属于地下结构物，施工方法和技术多种多样，因此有以下特点：①隐蔽性大，未知因素多；②工作面狭窄，施工工序干扰大；③施工作业的循序性强；④作业的综合性强；⑤施工过程的地质力学状态和围岩的物理力学性质是变化的，因此施工是动态的；⑥作业环境恶劣；⑦作业风险性大。

2.2　地铁工程质量的特点是由地铁工程本身的特点决定的。正是由于上述地铁建设工程的特点而形成地铁工程质量本身具有以下特点：①地铁项目质量形成过程复杂；②影响因素多；③质量波动大；④项目质量评定难度大；⑤地铁工程项目周期长。

3　地铁盾构法施工过程中监理的质量控制

盾构法隧道工程是一项综合性施工技术（包括盾构机械技术、隧道测量技术、地下防水技术、盾构施工安全技术等）。盾构机全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备，盾壳作支护，用前端刀盘切削土体，由千斤顶顶推盾构机前进，以开挖面上拼装预制好的管片作衬砌，从而形成隧道的施工方法。盾构法的主要优点：施工基本于地下进行，不拘束于风雨等气候条件，对周边设施影响小；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理；土方量少；穿越河道时不影响航运；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，有较高的技术经济优越性。因为盾构法施工技术难度大、质量要求高、不可预测因素多，监理人员应熟悉和掌握盾构法隧道施工监理监控重点及相应对策，才能真正做到有效地对施工质量进行监控，从而为业主提供优质的监理服务。

3.1　盾构始发（进洞）阶段。盾构始发阶段是控制盾构掘进施工的首要环节。在盾构始发前、后各项准备工作中监理需监督承包单位做好充分的技术、人员、材料、设备准备，并对盾构是否具备进洞条件予以审查，确保盾构在安全可靠的前提下能顺利进洞。

3.1.1　盾构进洞土体加固。为了确保盾构进洞施工的安全和更好地保护附近的地下管线和建（构）筑物，盾构进洞前须对进洞区域洞口土体进行加固。监理人员应重点关注以下三方面： ①加固土体与地连墙间隙封闭，监理审查土体加固专项方案中是否有相应的处理措施，一般可采用注浆、旋喷等方法封闭该间隙，并监督承包方予以落实。②加固土体的强度必须满足设计要求，可通过对进出洞加固范围内不同深度土体采用钻芯取样检测的方式加以验证，监理人员进行见证。③洞口割除围护结构背土面钢筋及凿除砼后，监理人员监督承包方合理布置探孔（选择有代表性部位，不少于5处）以进行加固土体的均匀性检验，观察探孔有无渗漏或流砂等异常情况。

3.1.2　盾构始发基座设置。盾构始发前需将盾构机准确的搁置在符合设计轴线的始发基座上。监理应重点复核以下内容：①在基座设置前，监理人员对洞口实际的净尺寸、直径、洞门中心的平面位置及高程进行复核。②盾构始发基座的设置依据包括洞门中心的位置、设计坡度与平面方向。监理人员应复核基座顶部导向轨平面位置及高程，确保盾构机能以最佳的姿态进洞。

3.1.3　盾构机及配套设备井下验收。盾构法隧道施工主要依靠盾构机及配套设备完成掘进任务，工作井内空间狭小，需将盾构机及配套设备分节吊装运至井下，并在井下安装、调试和试运转。土压平衡式盾构机及配套设备构成主要由盾构壳体（包括刀盘及切口环、支撑环、盾尾）、推进系统、拼装系统、油脂系统、监控系统等组成。监理在井下验收工作中的重点是对盾构机及配套设备主要部件的系统检查和核对，并对试运转情况进行见证，验收合格可批准盾构机及配套设备投入使用。

3.1.4　后盾支撑系统安装。盾构前进的动力由千斤顶提供，而盾构始发时千斤顶顶力是作用在后盾支撑系统之上。一般后盾支撑系统是由钢反力架、钢支撑、临时衬砌（负环管片）等组成，监理应重点关注后盾支撑系统是否有足够的刚度和强度，确保在顶力作用下不发生变形。

3.1.5　洞门围护结构凿除（进洞侧）。盾构法施工一般以车站主体结构两端端头井作为盾构始发井和接收井。盾构在始发前须对始发井进洞侧洞口围护结构进行分次凿除（一般分为两次，第一次先割除背土面钢筋及凿除围护结构砼，第二次进洞前再清除迎土面钢筋），凿除围护结构后通过打探孔可进一步观察土体自立性、渗漏等情况，判断进洞区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全进洞的要求。

3.1.6　盾构进洞装置安装。由于隧道洞口与盾构之间存在建筑间隙，易造成泥水流失，从而引起地面沉降及周围建筑物、管线位移，因此需安装进洞装置。一般包括帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈等。监理应重点对进洞装置安装的牢固情况进行检查，确保帘布橡胶板能紧贴洞门，防止盾构进洞后同步注浆浆液泄漏。

3.1.7　盾构始发进洞。盾构进洞准备工作就续后，为减少正面土体暴露时间，盾构从始发基座导轨上应及时向前推进，使盾构切口切入土层直至盾构壳体进入洞口的过程称为“盾构始发进洞”。该关键环节监理应进行旁站监督，并重点做好以下工作：①观察割除围护结构迎土面钢筋后盾构机应迅速靠上洞口正面土体。②观察盾构进洞期间洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促承包单位及时封堵。③检查前仓土压力设置是否合适，观察土仓有无砼块，发现后督促承包单位及时清除。④第一环正环拼装前检查最后一环负环管片的拼装位置。⑤检查千斤顶使用状况，防止盾构进洞后出现姿态“上飘”现象。

3.2　盾构试掘进和正式掘进阶段。根据盾构法施工工艺的特点，盾构安全进洞后需通过前100环试掘进寻求最佳施工参数，为全线的正常推进提供符合实际土层特点的技术参数。不论在试掘进还是正式掘进阶段，监理可以通过观察盾构机控制室内仪器仪表显示的数据、审查承包单位上报的盾构掘进施工报表、通过监测数据分析隧道及地面沉降情况等手段进行动态监控，及时掌握和分析施工技术参数变化，检查盾构掘进中的姿态、管片拼装的质量、注浆作业的效果等，督促承包单位采取相应的措施确保盾构掘进施工质量和周边环境的安全。

3.2.1　盾构机施工参数管理。由于土压平衡式盾构采用电子计算机控制系统，能自动控制刀盘转速、盾构推进速度及前进方向，并及时反映掘进中的施工参数。因此，对盾构施工参数的管理应贯穿于盾构掘进过程的始终。监理可通过审查承包方施工报表，观察盾构机控制室内监控设备等手段，动态掌握施工参数的变化。

首先，土压平衡式盾构机掘进的原理是建立开挖面前后水土压力平衡。初始进洞阶段是从非土压平衡逐步过渡到土压平衡，再到出洞阶段由土压平衡逐步过度到非土压平衡，即土压力设定是变化的（在理论数值上它与土体容重、覆土深度、侧向土压力系数有关）。监理应通过计算理论土压力与实际设定土压力进行比较，督促承包方设定满足施工的土压力。

其次，盾构以切口环作为密闭土仓，盾构推进中切削后土体进入密闭土仓，随着进土量增加建立一定的土压力，再通过螺旋输送机完成排土，而土仓压力值是通过出土量来控制的。因此，出土量的多少、快慢与设定的土压力值密切相关，监理人员可通过计算比较每环理论与实际出土量，判断出土量是否正常。

再次，盾构掘进的速度主要受盾构设备进出土速度的限制，若进出土速度不协调，极易出现正面土体失稳和地表沉降等不良现象。监理应重点督促承包方均衡连续组织掘进作业，当出现异常情况时（如遇到阻碍、遇到不良地质、盾构姿态偏离较大等），应及时停止掘进，封闭正面土体，查明原因后采取相应的措施处理。

最后，支撑环周围的千斤顶推动盾构的掘进，推力的大小与盾构掘进所遇到的阻力有关。在每环推进前，监理应根据前面几环承包方申报的盾构推进的现状报表，分析盾构趋势，督促承包方正确的选择千斤顶的编组，合理地进行纠偏。

3.2.2　盾构掘进姿态控制。所谓盾构姿态具体是指盾构掘进中现状空间位置（包括高程和平面位置），盾构姿态控制就是将盾构轴线控制在设计允许偏差范围内。根据《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）8.4.4条（2003版）规定“盾构掘进中应严格控制中线平面位置和高程，其允许偏差均为±50mm，发现偏离应逐步纠正，不得猛纠硬调”。监理首先应熟悉和掌握设计线型要求，即隧道平面曲线和竖曲线的线型情况（包括里程、长度、坡度、半径等），其次还应重点监控以下内容：①盾构姿态测量数据包括自动测量数据和人工测量复核数据，监理人员可对两类数据综合分析、比较，动态掌握数据变化情况，正确指导盾构正确、安全地推进。②盾构在推进过程中会产生不同程度的偏向（尤其是在曲线段）。偏向的因素很多（如地质条件、机械设备、施工操作的因素等等），一般可通过调整千斤顶编组或使用纠偏材料（粘贴在管片上）进行纠偏。监理人员应做到及时根据盾构姿态测量数据分析盾构姿态，在每环管片拼装前对盾构姿态进行复查，发现偏差，督促承包方实施合理的纠偏措施，避免误差累积。

3.2.3　管片拼装控制。管片是在盾壳的保护下在盾尾拼装成环形成隧道的，它是盾构法施工的关键工序。管片拼装的质量好坏直接影响到隧道结构的安全和使用功能。因此，为确保管片拼装的质量满足设计和规范的要求，监理应重点抓好以下环节：

首先，《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）8.11条对管片制作质量提出明确的要求：制作管片模具的精度符合规范要求；制作管片类型、管片脱模后成品外观质量及尺寸偏差满足设计和规范要求；管片的砼抗压强度及抗渗指标满足设计要求；管片的检漏检测和三环试拼装检验符合规范要求。

其次，管片运输至现场后，监理进行复查。重点包括：根据管片排序图核对进场管片规格是否满足施工需要；审查进场管片出厂质保资料；复查进场管片外观质量，若发现缺陷应及时督促承包单位进行修补。

再次，根据管片接缝防水设计要求一般需粘贴防水密封垫，监理人员应在管片拼装前对密封垫粘贴位置和粘贴质量逐块检查。

最后，《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）8.6.5条对管片拼装质量提出了具体的要求。监理应重点检查以下内容：高程和平面偏差；纵、环向相邻管片高差和纵、环向缝隙宽度；纵、环向相邻管片螺栓连接质量。

3.2.4　注浆作业监控。由于盾构壳体与拼装管片之间存在“建筑空隙”，如不及时填充，势必产生土层扰动变形，造成地面变形（严重的危及到地面建筑和地下管线的安全使用）或隧道结构变形。注浆作业是盾构法隧道施工控制地面和隧道结构变形主要技术措施之一，通过压浆填充“建筑空隙”控制变形量。注浆工艺分为同步注浆、衬砌后补注浆，无论采用哪种工艺，监理重点关注浆液配合比、注浆量、注浆压力等主要技术指标，并督促二次注浆。

3.3　盾构接收（出洞）阶段。盾构接收（出洞）阶段是盾构法隧道施工最后一个关键环节。在盾构出洞前后监理需监督承包单位做好充分的盾构接收的准备工作，确保盾构以良好的姿态出洞，就位在盾构接收基座上。

3.3.1　盾构出洞土体加固。盾构出洞区域土体加固一般与进洞区域同时进行，检验可参照对盾构进洞土体加固。

3.3.2　盾构接收基座设置。盾构接收基座用于接收出洞后的盾构机。由于盾构出洞姿态是未知的，在盾构接收（出洞）前监理仍需复核接收井洞门中心位置和接收基座平面、高程位置（一般以低于洞圈面为原则），确保盾构机出洞后能平稳、安全推上基座。

3.3.3　在盾构出洞前100环监理对已贯通隧道内布置的平面导线控制点及高程水准基点做复核测量，是准确评估盾构出洞前的姿态和拟定出洞段掘进轴线的重要依据。监理复核数据应通过与承包方复核数据的比较，分析误差是否在允许偏差之内，从而正确的指导出洞段盾构推进的方向。

3.3.4　洞门围护结构凿除（出洞侧）。盾构出洞前需对接收井内围护结构背土面钢筋进行割除及围护砼凿除。监理在洞门围护砼凿除后同样需对其后土体自立性、渗漏等情况进行观察，判断出洞区域土体的加固效果是否满足盾构安全出洞的要求，否则应督促承包方采取补救措施。

3.3.5　盾构接收（出洞）准备工作就续后，盾构机向前推进，在前端刀盘露出土体直至盾构壳体顺利推上接收基座的过程称为“盾构接收出洞”。该关键环节监理应进行旁站监督，并重点做好以下工作：①观察出洞洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促承包单位及时封堵。②督促承包方及时安装洞口拉紧装置，并检查其牢固性。

4　结语

盾构法施工近年来在国内地铁建设中得到了广泛的应用，多年来人们不断摸索和实践已经形成了一套比较成熟的施工技术。这些都对监理人员的素质提出了更高的要求，监理人员应通过不断学习和实践，熟悉这些相关的施工技术，掌握盾构法隧道施工质量监控重点及相应的对策，才能为今后盾构法隧道施工质量、施工安全提供有力的监督管理。

参考文献

1　中国建设监理协会编.建设工程质量控制[M].中国建筑工业出版

社，2003

2　周直主.工程项目管理[M].人民交通出版社，2000

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㈠引言

近年来，为适应城市发展需要和满足城市居民日益增长的出行需求，上海市地铁建设不断加快了建设步伐。根据上海地区软土地质的特点，地铁区间隧道建设一般都采用盾构法施工，盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备，以盾构机的盾壳作支护，用前端刀盘切削土体，由千斤顶顶推盾构机前进，以开挖面上拼装预制好的管片作衬砌，从而形成隧道的施工方法。盾构机的类型有多种，目前在上海地铁区间隧道建设中以土压平衡式盾构应用最为广泛。土压平衡盾构工艺原理是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘，将正面土体切削下来的土进入刀盘后面的密封舱内，井使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少盾构推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降或隆起，在出土时由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续的将土渣排出。由于地铁盾构法隧道施工技术难度大、施工风险高、质量要求高、不可预测因素多。因此，监理人员应熟悉和掌握盾构法隧道施工监理监控重点及相应对策，在监理工作中才能真正做到有效地对施工质量进行监控，从而为业主提供优质的监理服务。本人有幸参加了地铁二号线西延伸工程的施工监理工作，在区间隧道掘进施工监理过程中，通过不断摸索与总结，也积累了一些菲薄的工作经验，以下就以土压平衡式盾构为例，对隧道掘进施工中监理应监控的重点及采取的对策，谈几点体会，以为抛砖引玉。

㈡正文

1.盾构始发（出洞）阶段

盾构始发（出洞）阶段是控制盾构掘进施工的首要环节。在盾构始发（出洞）前、后各项准备工作中监理需监督承包单位做好充分的技术、人员、材料、设备准备，并对盾构是否具备出洞条件予以审查，确保盾构在安全可靠的前提下能顺利出洞。

1.1盾构出洞土体加固

为了确保盾构出洞施工的安全和更好地保护附近的地下管线和建（构）筑物，盾构出洞前需对出洞区域洞口土体进行加固。土体加固的方法较多（如水泥搅拌桩加固、旋喷桩加固等），但无论采用何种加固方法，对土体加固的效果检验始终应作为监理重点控制的内容。在确保加固效果满足设计要求前提下，才能同意盾构出洞，否则应督促承包方及时采取补救措施。针对土体加固监理人员应重点关注以下三方面：

⑴加固土体与地墙间隙封闭

由于加固土体与地墙之间存在间隙，监理在审查土体加固专项方案时应审查承包方是否在方案中有相应的措施，一般可采用注浆、旋喷等方法封闭该间隙，并监督承包方予以落实。

⑵加固土体的强度

加固土体的强度是否满足设计要求是衡量加固效果的首要指标，可通过对进出洞加固范围内不同深度土体采用钻芯取样检测的方式加以验证，监理人员应对承包方钻芯取样过程进行见证，确保取样工作的真实性。

⑶加固土体的均匀性

检验加固土体的均匀性目前尚无相应的工具、手段，可通过打探孔方式进行观察。监理人员应监督承包方在洞口割除围护结构背土面钢筋及凿除砼后，合理布置探孔（选择有代表性部位、数量一般不少于5个），现场观察探孔有无渗漏或流砂等异常情况，作为判断土体加固效果的辅助手段。

1.2盾构始发基座设置

盾构始发前需将盾构机准确的搁置在符合设计轴线的始发基座上，待所有准备工作就绪后，沿设计轴线向地层内掘进施工。因此，盾构出洞前盾构始发基座定位的准确与否，直接影响到盾构机始发姿态好坏。监理在检查盾构始发基座时，应重点复核以下内容：

⑴洞门位置及尺寸

在基座设置前，监理人员应采用测量工具对洞口实际的净尺寸、直径、洞门中心的平面位置及高程进行复核。

⑵盾构始发基座位置

盾构始发基座的设置依据不仅包括洞门中心的位置、还包括设计坡度与平面方向。在始发基座设置完毕，为确保盾构机能以最佳的姿态出洞。监理人员应复核基座顶部导向轨的位置（平面位置及高程），确保盾构搁置位置和方向满足设计轴线的要求。

1.3盾构机及后配套设备井下验收

盾构法隧道施工主要依靠盾构掘进机及配套设备完成掘进任务，由于受工作井内空间限制，需将盾构机及后配套台车分节吊装运至井下，并在井下安装、调试和试运转。土压平衡式盾构机及后配套设备构成主要由盾构壳体（包括刀盘及切口环、支撑环、盾尾）、推进系统、拼装系统、油脂系统、监控系统等组成。监理在井下验收工作中的重点是对盾构机及后配套设备主要部件和系统检查和核对，并对试运转情况进行见证，在验收合格前提下可批准盾构机及配套设备投入使用。以下为本工程日本小松φ6340土压平衡式盾构机为例，对盾构机井下调试、验收项目作一介绍。

验收项目验收内容验收要求

外观验收01刀具数量齐全、刃口完好、安装正确

02焊缝焊缝均匀饱满，无缺陷

03外形尺寸盾构外壳长度和直径符合要求

04尾刷排列整齐有序

05电气设备内外清洁，电缆无破损和油污

调试验收01刀盘转速正转和反转满足要求

02超挖刀数量和行程满足要求

03推进千斤顶数量、行程、油压、伸缩时间满足要求

04螺旋输送机转速、油压、闸门开关满足要求

05拼装机回转角度和速度满足要求

06注浆系统满足正常使用（用水替代）

07盾尾油脂满足正常使用

08双梁葫芦走行和起升构件正常，满足正常使用

09皮带机启动和停止正常，满足正常使用

10泡沫系统喷出正常

11电气系统仪器仪表显示、漏电开关保护、警报系统等能正常使用

1.4后盾支撑系统安装

盾构前进的动力是通过千斤顶来提供，而盾构始发时千斤顶顶力是作用在后盾支撑系统之上。一般后盾支撑体系是由钢反力架、钢支撑、临时衬砌（负环管片）等组成，监理在监督过程中应重点关注后盾支撑系统是否满足其技术要求，即后盾支撑系统必须有足够的刚度和强度，确保在顶力作用下不发生变形。

1.5洞门围护结构凿除（出洞侧）

地铁盾构法隧道施工一般以车站主体结构两端端头井作为盾构始发井和接收井。盾构在始发前需对始发井出洞侧洞口围护结构进行分次凿除(一般分为两次，第一次先割除背水面钢筋及凿除围护结构砼至迎水面钢筋，第二次出洞前再清除剩余部分)，一方面清除盾构出洞前障碍，另一方面第一次凿除围护结构后通过打探孔可进一步直观的观察盾构出洞土体加固的效果。监理在洞门围护结构凿除后应对其后土体自立性、渗漏等情况进行观察，判断出洞区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全出洞的要求。

1.6盾构出洞装置安装

由于隧道洞口与盾构之间存在建筑间隙，易造成泥水流失，从而引起地面沉降及周围建筑物、管线位移，因此需安装出洞装置。一般包括帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈等。监理应重点对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核，对出洞装置安装的牢固情况进行检查，确保帘布橡胶板能紧贴洞门，防止盾构出洞后同步注浆浆液泄漏。

1.7盾构始发出洞

盾构出洞准备工作就续后，为减少正面土体暴露时间，盾构从始发基座导轨上应及时向前推进，使盾构切口切入土层直至盾构壳体进入洞口的过程称为“盾构始发出洞”。该关键环节监理应进行旁站监督，并重点做好以下工作：

⑴观察割除围护结构迎水面钢筋后盾构机应迅速靠上洞口正面土体。

⑵观察盾构出洞期间洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促承包单位及时封堵。

⑶检查前仓土压力设置是否合适，观察土仓有无砼块，发现后督促承包单位及时清除。

⑷第一环正环拼装前检查最后一环负环管片的拼装位置。

⑸检查千斤顶使用状况，防止盾构出洞后出现姿态“上飘”现象。

2.盾构试掘进和正式掘进阶段

根据盾构法施工工艺的特点，盾构安全出洞后需通过前100环试推进寻求最佳施工参数，为全线的正常推进提供符合实际土层特点的技术参数。不论在试掘进还是正式掘进阶段，监理可以通过观察盾构机控制室内仪器仪表显示的数据、审查承包单位上报的盾构掘进施工报表、通过监测数据分析隧道及地面沉降情况等手段进行动态监控，及时掌握和分析施工技术参数变化，检查盾构掘进中的姿态、管片拼装的质量、注浆作业的效果等，督促承包单位采取相应的措施确保盾构掘进施工质量和周边环境的安全。

2.1盾构机施工参数管理

由于土压平衡式盾构采用电子计算机控制系统，能自动控制刀盘转速、盾构推进速度及前进方向，并及时反映掘进中的施工参数。这些施工参数的确定是根据地质条件情况、环境监测情况，进行反复量测、调整和优化的过程，若发现异常需及时调整。因此，对盾构施工参数的管理应贯穿于盾构掘进过程的始终。监理在监督过程中可通过审查承包方施工报表，观察盾构机控制室内监控设备等手段，及时收集和分析有关施工参数的信息，通过信息反馈，动态掌握施工参数的变化。盾构机监控系统能反映的施工参数很多（如土压力、刀盘油压和转速、盾构掘进速度等），对于这些施工参数的管理监理在工作中应重点关注以下几项：

2.1.1土压力

土压平衡式盾构机掘进的原理是建立开挖面前后水土压力平衡。在盾构掘进不同阶段，盾构机工况是从非土压平衡通过在初始出洞阶段逐步过渡到土压平衡，再到进洞阶段由土压平衡逐步过度到非土压平衡，即土压力设定是变化的（在理论数值上它与土体容重、覆土深度、侧向土压力系数有关），施工中需要不断通过不同的土质、覆土厚度、结合环境监测的数据进行调整。因此，平衡土压值的设定是土压平衡式盾构施工关键，监理应予以重点关注，并通过计算理论土压力与实际设定土压力进行比较，判断实际设定土压力是否满足施工的需要，督促承包方合理的设定土压力。

2.1.2出土量

土压平衡式盾构是以切口环作为密闭土仓，盾构推进中切削后土体进入密闭土仓，随着进土量增加建立一定的土压力，再通过螺旋输送机完成排土，而土仓压力值是通过出土量来控制的。因此，出土量的多少、快慢与设定的土压力值密切相关，监理人员可通过计算每环理论出土量与实际每环出土量相比较，判断出土量是否正常。

2.1.3掘进速度

盾构掘进的速度主要受盾构设备进、出土速度的限制，若进出土速度不协调，极易出现正面土体失稳和地表沉降等不良现象。因此，监理应重点督促承包方均衡连续组织掘进作业，当出现异常情况时（如遇到阻碍、遇到不良地质、盾构姿态偏离较大等），应及时停止掘进，封闭正面土体，查明原因后采取相应的措施处理。

2.1.4千斤顶推力

盾构是依靠安装在支撑环周围的千斤顶推力向前推进的，推力的大小与盾构掘进所遇到的阻力有关，正确的使用千斤顶是盾构是否能沿设计轴线（标高）方向准确前进的关键。因此，在每环推进前，监理应根据前面几环承包方申报的盾构推进的现状报表，分析盾构趋势，督促承包方正确的选择千斤顶的编组，合理地进行纠偏。

2.2盾构掘进姿态控制

所谓盾构姿态具体是指盾构掘进中现状空间位置（包括高程和平面位置）。盾构姿态控制就是将盾构轴线控制在与设计允许偏差范围内。盾构姿态控制的好坏，不仅关系到盾构轴线是否能在已定的空间内在设计轴线允许偏差内推进，而且还影响到后续工序管片拼装的质量（只有盾构掘进姿态控制在允许误差之内，才能确保管片拼装能在理想的位置）。因此，在盾构掘进阶段对盾构姿态的控制始终应做为监理人员监督的重中之重。根据《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）8.4.4条（2003版）规定“盾构掘进中应严格控制中线平面位置和高程，其允许偏差均为±50mm，发现偏离应逐步纠正，不得猛纠硬调”。监理在实施对盾构姿态控制时，应严格以规范要求为控制准则。监理在工作中针对盾构姿态的控制，首先应熟悉和掌握设计线型要求，即隧道平面曲线和竖曲线的线型情况（包括里程、长度、坡度、半径等），其次还应重点监控以下内容：

2.2.1盾构姿态测量数据

盾构姿态测量数据包括自动测量数据（盾构机装有自动测量系统，能反映盾构运行的轨迹和瞬时姿态，动态监测盾构姿态数据）和人工测量复核数据（对自动测量数据正确性进行检测和校正），监理人员可对两类数据综合分析、比较，动态掌握数据变化情况，正确指导盾构正确、安全地推进。

2.2.2盾构纠偏量

盾构在推进过程中不可能一直处于理想状况（尤其是在曲线段），会产生不同程度的偏向。影响盾构的偏向的因素很多，也很复杂（如地质条件的因素、机械设备的因素、施工操作的因素等等），施工中一般可通过调整千斤顶编组或纠偏材料（粘贴在管片上）进行纠偏。监理工程师不仅应做到及时根据盾构姿态测量数据，分析盾构姿态，督促承包商控制好掘进方向，平稳地控制盾构推进的轴线。而且在每环管片拼装前对盾构姿态进行复查，发现偏差，督促承包方合理的制定纠偏方案和纠偏量，及时采取纠偏措施，避免误差累积。

2.3管片拼装控制

根据盾构法施工工艺管片成环的特点：管片是盾壳的保护下在盾尾拼装成环形成隧道的。

它是盾构法施工的关键工序，管片拼装的质量好坏直接影响到隧道结构的安全和使用功能。因此，为确保管片拼装的质量满足设计和规范的要求，监理应重点抓好以下环节：

2.3.1管片制作监控

管片制作质量好坏是确保管片拼装质量的首要环节，一般管片制作均由预制构件厂提前生产，以满足现场盾构掘进施工的需要。《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）8.11条对管片制作质量提出明确的要求。监理对管片制作监理人员在监督管片制作过程中应严把质量关，在满足以下条件的前提下才能允许管片出厂。

⑴制作管片模具的精度符合规范要求。

⑵制作管片类型、管片脱模后成品外观质量及尺寸偏差满足设计和规范要求。

⑶管片的砼抗压强度及抗渗指标满足设计要求。

⑷管片的检漏检测和三环试拼装检验符合规范要求。

2.3.2管片进场检查

管片制作合格后需根据现场施工需要分批由预制厂运输至现场。监理对进场管片的检查是对管片制作质量的第二次复查。检查的重点包括：

⑴根据管片排序图核对进场管片规格是否满足施工需要。

⑵审查进场管片出厂质量合格证明文件。

⑶复查进场管片外观质量，若发现缺陷应及时督促承包单位进行修补。

2.3.3管片拼装前检查

根据管片接缝防水设计要求一般需粘贴防水密封垫，监理工程师应在管片拼装前对密封垫粘贴位置和粘贴质量逐块检查。

2.3.4管片成环后检查

管片成环后的质量是衡量和判断盾构法隧道质量合格与否的主要依据。（《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）8.6.5条对管片拼装质量提出了具体的要求（本工程以20环为一个检验批进行验收）。监理在进行检查中应重点检查以下内容：

⑴高程和平面偏差。

⑵纵、环向相邻管片高差和纵、环向缝隙宽度。

⑶纵、环向相邻管片螺栓连接。

2.3注浆作业监控

盾构法工艺施工隧道，由于盾构壳体与拼装管片之间存在“建筑空隙”，如不及时填充，势必产生土层扰动变形，造成地面变形（严重的危及到地面建筑和地下管线的安全使用）或隧道结构变形。注浆作业是盾构法隧道施工控制地面和隧道结构变形主要技术措施之一，通过压浆填充“建筑空隙”控制变形量。施工中的注浆工艺分为同步注浆、衬砌后补注浆，无论采用哪种工艺，监理在监督过程中应通过分析监测资料（以控制地面和隧道结构变形为原则）、审查拌制和注浆施工记录、对每作业班拌制注浆液试块制作见证送检等手段来综合分析注浆作业的效果，判断注浆作业是否达到控制变形的成效，并重点监督浆液配合比、注浆量、注浆压力等主要技术指标。

3盾构接收（进洞）阶段

盾构接收（进洞）阶段掘进是盾构法隧道施工最后一个关键环节。盾构能否顺利进洞关系到整个隧道掘进施工的成败。在盾构进洞前后监理需监督承包单位做好充分的盾构接收的准备工作，确保盾构以良好的姿态进洞，就位在盾构接收基座上。

3.1盾构进洞土体加固

盾构进洞区域土体加固一般与出洞区域土体加固是同时进行，对盾构进洞土体加固效果的检验可参照对盾构出洞土体加固。

3.2盾构接收基座设置

盾构接收基座用于接收进洞后的盾构机，由于盾构进洞姿态是未知的。在盾构接收（进洞）前监理仍需复核接收井洞门中心位置和接收基座平面、高程位置（一般以低于洞圈面为原则），确保盾构机进洞后能平稳、安全推上基座。

3.3进洞前盾构姿态监控

在盾构进洞前100环监理对已贯通隧道内布置的平面导线控制点及高程水准基点做贯通前复核测量，是准确评估盾构进洞前的姿态和拟定进洞段掘进轴线的重要依据。监理复核数据应通过与承包方复核数据的比较，分析误差是否在允许偏差之内，从而正确的指导进洞段盾构推进的方向。

3.4洞门围护结构凿除（进洞侧）

盾构进洞前需对接收井内围护结构背水面钢筋进行割除及砼凿除，通过打探孔实际验证盾构进洞区域土体加固的效果。监理在洞门围护结构凿除后同样需对其后土体自立性、渗漏等情况进行观察，判断进洞区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全进洞的要求，否则应督促承包方采取补救措施。

3.5盾构接收进洞

盾构接收（进洞）准备工作就续后，盾构机向前推进，在前端刀盘露出土体直至盾构壳体顺利推上接收基座的过程称为“盾构接收进洞”。该关键环节监理应进行旁站监督，并重点做好以下工作：

⑴观察进洞洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促承包单位及时封堵。

篇3

引 言：

城市化的不断加快促使我国各城市的轨道交通建设得到了迅猛的发展，地铁隧道由于在地下施工，所以安全问题必须要得到有效的保证，盾构法由于其安全、快捷从而得到广泛的使用。在盾构法施工中会使用到管片，盾构法主要是利用盾构机的推进后在拼装管片，然后盾构机在推进，按照这种循环的方式完成地铁隧道的掘进。所以说，控制好地铁管片的质量好坏，是保证地铁隧道工程施工能否顺利完成的一个重要环节。

一、管片生产技术现状

现如今，我国各城市的地铁建设规模在不断的拓宽，建设的速度也是不断加快，施工方法由单一的明挖法向影响程度小、施工效率高的盾构法、矿山法等多种方法并存的建设局面发展。而在隧道结构施工中使用盾构法，必须应用到管片生产技术发展前景十分开阔，现状并不乐观，存在明显的问题。

二、地铁管片的质量要求

目前我国轨道交通盾构法施工对于管片的质量要求非常高，主要表现在一下几个方面：

1.成品的地铁管片精度要求非常高

为了能够确保地铁管片在隧道中顺利的完成拼装，所以对其精度要求非常之高，《盾构法隧道施工及验收规范》（GB 50446-2008）、《地下铁道施工及验收规范》（GB 50299-1999）中对管片生产制作都提出了明确的规定，地铁管片生产企业要严格按照国家颁发的相关规范并结合自身质量控制要求制定企业地铁管片生产质量控制标准，并落实到生产过程中去，从而确保管片的生产质量。

2.地铁管片的外观质量

地铁管片的外观要求要达到外光内实，整体的线条要顺滑，没有色差。一般来说，要求内弧面。端、侧面平整度为±0.3mm，止水槽处只能允许出现少量的气泡，以此来确保管片的接口范围有高的阻水性能。

3.地铁管片的防水要求很高

我们从上述内容中就可以看出，管片在地下隧道施工中作用是非常特殊的，这就决定了地铁管片在除了本身要具有较高的强度之外，还必须要具备良好的防水盒防腐性。

三、地铁管片生产的质量控制措施

1.完善质量管理制度和管理体系

管片生产企业应根据国家质量管理制度和质量管理要求，结合企业自身实际建立健全企业的质量管理制度和管理体系，以便对管片生产质量进行控制和改进。对企业管理人员和工人进行质量控制教育，实现全员全过程质量控制，提高全体员工的操作技能和质量意识，严把质量关；严格遵守材料进厂检验制度，工序自检、互检、交接检制度，实行规范化质量管理，确保管片生产质量；实行 PDCA（计划、执行、检查、改进）质量控制过程，持续改进，提高企业的技术经济竞争能力，为企业创造经济效益。

2.管片生产过程中的质量控制

（1）原材料的质量。生产过程中使用的原材料（钢筋、水泥、砂 、石子）和外加剂等应选用信誉良好的厂商保证其质量达标。而且在选用各种材料时，每种材料的品种、规格等要符合设计图纸和相关的规范要求才行。原材料在送进现场后，按照规范规定取样、送检，试验合格后方可加工使用，不合格的坚决退场，严禁不合格材料用到生产中。

（2）成型的钢筋骨架质量。钢筋骨架加工时的模板尺寸必须要准确，并定期检查，防止其变形而影响骨架的质量。钢筋在下料时要控制好准确度和加工的精确度，并定期检查、调试好弯弧机，确保钢筋加工弧度符合要求。钢筋骨架在堆放时，严禁拖拉和抛掷，底部一定要用支架支撑，不得直接堆放在地面上，堆放层数不宜超过4层，以防骨架变形。

（3）管片模具质量。组模前，工作人员要认真仔细的清理模具，尤其是特别注意的是模具的结合处以及边角凹槽处的清理，清理干净后的模具内表面不得有任何污物。模具在清理干净后，由专人负责喷涂脱模剂，脱模剂的使用要按照脱模剂的使用要求进行涂抹均匀，不得有积聚现象。脱模剂喷涂好后组装模板，而模板组装时要检查侧模板、端板以及底板之间的密封效果是否完好，如发现有移位和脱落要及时修正，并按各种模具的组装顺序进行组装，严禁反顺序组装，以免模具变形。螺栓拧紧时要按顺序紧固，保证模具尺寸精度。

（4）混凝土浇筑质量。混凝土的配合比必须要满足管片生产工艺要求，比如，混凝土搅拌的方式、输送和振捣密实的方式来选定合适的参数，在经过试配确定。搅拌系统应配备砂 、石含水率自动快速测定仪，由拌和机的电子控制系统自动调整混凝土配比的用水量。定期校验拌和机的电子称量系统的精确度，保证混凝土原材料称量准确，严格按照配合比拌制混凝土，确保混凝土质量。管片混凝土浇筑时要分层、连续、均匀 、对称的从模具两端向中间布料，采用振捣棒振动成型时，每盖一块盖板布一层料，振捣密实后才能布下一层料，振捣时不能碰撞模具、预埋件和钢筋骨架。振捣时间一定要控制好，一般为 2～3 min，振动至混凝土与侧板接触处不再有喷射状气泡为止。

四、管片的养护

（1）地铁管片的养护一般都是采取蒸养，在浇筑混凝土后要静停1-2H，具体的静停时间可根据气温的变化进行适当的调整。

（2）蒸养时的升降温速度应控制在10-20℃/H，蒸养完后管片的表面温度和和环境温度差应不大于20℃，只有这样才能有效的避免在蒸养过程中由于没有控制好温度的变化而产生裂缝。

（3）管片脱模的强度要控制在 20 MPa 以上 ，在达到要求后工作人员才可以进行脱模，严禁在强度不够的情况下强行脱模。

（4）管片脱模后的保养时管片生产中的一个重要环节，所以管片在脱模后要做好降温保湿的措施，以防管片由于失水而产生裂纹；降温后要水养 14 d 以上，以促进管片混凝土强度平稳增长，保证管片混凝土质量。

五、结语

综合以上笔者所述的内容，我们可以看出，地铁管片是轨道施工中使用盾构法施工的一个非常重要预制构件，其生产工艺控制的好坏将直接影响到管片的质量，从而影响整个地铁盾构施工的质量和盾构隧道的质量。所以我们要不断的强化自身技术，在保证质量的前提下选择合适的生产工艺，努力做好地铁管片的生产。

参考文献：

[1]谈永泉，杨鼎宜.我国混凝土衬砌管片生产技术现状及发展趋势[J].混凝土与水泥制品，2008（4）：25-29.

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前言

随着城市的高速发展，地下铁道、水底交通隧道、长距离引水隧道、城市污水排放隧道等建设工程也蓬勃发展。盾构法施工作为一门新型的施工技术，科技含量高，施工难度大、风险大。而盾构始发、到达的安全风险主要在于端头发生水土流失或坍塌，尤其是端头加固体未能达到理想效果或加固失效时，极容易发生安全事故，轻则地面产生较大沉降，重则危及设备、人员安全，导致重大安全事故。

盾构在富水软弱地层中始发和到达必须进行端头加固，但富水软弱地层端头加固效果往往不理想，加固土体自稳性、防水性、匀质性不满足设计要求，从而在凿除洞门后发生涌水涌砂、地面塌方等风险，甚至在盾构到达时发生盾构机与隧道管片整体下沉的工程事故。因此研究一种安全、经济，并适用于富水软弱地层中加固的施工技术具有极为深远的意义，对往后类似地层的盾构始发和到达端头加固有很好的指导作用。

一、施工工艺

1、在富水软弱地层进行始发端头加固时，先采用搅拌对端头加固范围内的土体进行加固，再紧贴车站围护结构施做“一字型”素砼连续墙，最后在新旧连续墙的接口位置施旋喷桩进行接口止水，此技术的主要思路是利用素砼连续墙的强度与密实性，对素砼连续墙后部的土体、地下水进行支挡截流，可防止破洞门时发生涌水、涌砂的险情，确保凿除洞门后的安全性。

素砼连续墙厚t=600~800mm，一般采用的混凝土强度等级为C10，以便于盾构机刀具对其进行直接切削，素砼连续墙顶高于地下水位高度，墙底施做入不透水层内，宽度大于隧道直径2米以上，中心轴与隧道中心线重合。具体见图1。

图1

2、在富水软弱地层进行到达端头加固时，先施做“U型”外包素砼连续墙，再采用搅拌桩与旋喷桩对素砼连续墙范围内的土体进行加固，搅拌桩主要在“U型”素砼连续墙内部施做，搅拌桩与连续墙之间施做旋喷桩，一般施做一至两排。素砼连续墙厚t=600~800mm，一般采用的混凝土强度等级为C20，其中在隧道范围内的连续墙槽段则采用C10素混凝土，以便于盾构机刀具对其进行直接切削，而不对刀具造成损坏。素砼连续墙进入不透水层的深度h应满足截断水流通道的要求；素砼连续墙的接头处采用反复冲孔后再浇筑的方式进行接合，以保证接头处的止水效果良好；素砼连续墙与基坑围护结构连续墙的接口处采用旋喷桩在外侧施做止水帷幕。加固长度L大于盾构机主体长度。具体见图2.

图2

二、质量控制

除了必须严格遵守国家、地方及业主制定的有关质量标准以外，在施工中还应做到：

1、成槽时要注意控制好泥浆性能参数。

采用膨润土造浆。膨润土在使用前需经过取样，进行泥浆配比试验和物理分析，必要时要进行化学分析和岩矿鉴定。将合格的膨润土放入泥浆搅拌机中进行充分搅拌6~8min，并入池存放24小时以上使之充分水化，才能交付使用。

对于再利用的泥浆，因其已受污染性能恶化，必要时适当掺入一定量的CMC和烧碱。拌制泥浆前，应进行泥浆配合比的设计，新制备的泥浆必须在泥浆池存放24小时以上才能使用。

2、泥浆控制

在富水软弱地层中施工时，应适当提高泥浆粘度和比重，增加泥浆储备量，保持槽内泥浆液面高于地下水位1.0m以上。保证槽壁的稳定。

3、导墙中心与槽段中心偏差不得超出规范要求，保证成槽位置准确。

4、施工过程中应经常测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率。根据土质调节泥浆的性能指标，必要时采用优质泥浆，并适当增大比重，使开挖的槽段尽快形成泥皮并形成有效的液体支撑；及时做好泥浆的补给，保持泥浆液面的高度；减少地面荷载；防止附近车辆和机械对地层产生振动。当挖槽出现坍塌迹象时，迅速补浆以提高泥浆液面和回填黄泥，待所填的回填土稳定后再重新开挖。

5、成槽的垂直度：施工时要经常检查桩机的垂直度，并随时调整，保证成槽垂直度满足要求。

6、每一槽段灌注混凝土前，混凝土漏斗及集料斗内应准备好足够的预备混凝土，以便确保开塞后能达到0.3～0.5m的埋管深度，并连续浇灌。

7、水下混凝土必须具有良好的和易性，其配合比应通过试验确定，坍落度宜为180220mm（以孔口检验的指标为准）。

8、水下混凝土的浇灌应及时灌注，其间歇时间不得超过4小时，灌注前应复测沉碴厚度。导管的埋管深度保持24m，不得大于6m，并不得小于1m，严禁将导管底端提出混凝土面。

9、 在灌注混凝土过程中，若发现导管漏水、堵塞或混凝土内混入泥浆，应立即停灌并进行处理。

三、结束语

针对盾构机在富水软弱地层中始发或到达施工中的主要风险制定的以素砼连续墙为主，搅拌桩（或旋喷桩）配合的端头加固技术，能让富水软弱的端头土体加固后有良好的自稳性、防水性、匀质性，确保盾构机安全顺利的始发或到达安全。

参考文献：

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Key words: freezing method; subway; tunnel; cross-passage

中图分类号：U415.6 献标识码：文章编号：2095-2104（2013）1-0020-02

1引言

冷冻法施工工艺最早出现在欧洲，在矿井施工中广泛使用，其工艺就是利用冷冻机对冷冻液进行降温，并通过循环管路输送到需要冷冻的区域，并保持温度，使温度向外扩散产生冻结效果。因其安全系数高，工作环境因无水而施工方便，在我国早期主要应用于矿山垂直巷道的施工。近年来，随着环渤海经济圈的开发建设，天津的城市轨道交通得以迅猛发展，冷冻法工艺在天津地铁区间联络通道施工中也逐步得以运用和推广。

2工程概况

天津地铁9号线某标段联络通道工程，通道拱顶覆土深度约17.5m，区间左、右线隧道中心距离13m，通道开挖区域处于第Ⅳ陆相层粉质粘土和粉沙层上，该土层液限平均在27％，且可塑性强，为可塑和软塑状态，孔隙率0.68～0.77，原设计为地面旋喷桩加固，考虑交通导行、管线切改、拆迁、以及在过深土体中的加固效果差等综合因素的影响，决定采用冻结法施工。

3冷冻法施工

冷冻法施工工艺流程为钻冻结孔、埋冻结管冷冻系统安装积极冻结围护冻结、开挖构筑停冻融沉注浆。

3.1 开孔钻进施工开孔前，结合结构尺寸，对冻结管的长度、数量、位置及角度等进行充分的计算，本案例冻结孔设计间距0.8～1.0m，总共设置冻结孔77个，冻结线路循环长度785m 。为考虑通道底泵房施工方便和安全，以及冻结管道打设到右线后产生偏差，在右线隧道内的通道顶部和底部也打设若干冻结管，与左线冻结管连接成一体共同作用，确保冻结效果满足设计要求。

在布孔范围内先打若干小探孔，探测地层稳定情况，若发现砂层，立即进行双液注浆，以提高孔口附近土体稳定性。待开孔条件具备之后，在隧道内根据设计图现场放样孔位，开孔前先将金刚石取芯钻机的导向基座固定在孔位附近，用地质罗盘对导向轨进行方向和角度复核，然后进行开孔，控制孔位偏差在1％以内。

为防止开孔后发生涌沙涌水现象，采用特殊孔口管进行孔口防护，两次钻进的方法进行开孔，首先用金刚石钻机开出一个稍大的孔(Φ120mm)用于安装封口管（此时不能钻透管片，以防涌水），封口管一端安装法兰和阀门，同时在侧面预留φ25mm注浆孔（兼做逆止阀），如果封口管处漏水涌泥，则从逆止阀中注入浆液，然后从阀门内用小直径钻头打穿管片，并迅速将冻结管打入，如图1、图2所示：

图1 封口管

图2 两次开孔示意图

当右线也具备施工条件时，最好打设冻结管以利于泵房施工和弥补冻结管远端打设偏差，为保证冻结管能连成一体，从左线用强制水平钻机打设四个对穿孔，一方面用于检验左右线钢管片的里程差异以便调整通道的位置，另一方面用于将左线的循环管路引到右线，钻杆就用冻结管，在冻结管的前端装上钻头即可，钻进角度严格按照施工组织设计图控制，对穿孔在后期还用作冻结回路的一部分。除了对穿孔用强制水平钻机钻进外，其余的冻结管均用夯管锤强行夯入土体。此时需要将冻结管的前端做成平口（若做成锥状，在夯进过程中遇到硬物后容易发生偏移），孔端密封焊接，这样保证在在夯进过程中土体始终处于密封状态。冻结管加长时，采用套管丝扣连接，接头螺纹紧固后再用手工电弧焊焊接，确保其同心度和焊接强度。

钻进过程中若发现偏斜要及时纠偏，下好冻结管后，用灯光测斜仪进行测斜。冻结管长度和纠偏合格后，再进行密封打压实验，确保管路密封良好。冻结管考虑安全系数，比设计加长0.3m，安装完成后，以冻结管作为回液管，在冻结管内插入供液管，将冻结管端盖焊接密封，冻结回路单管示意图如图3所示：

图3冻结回路单管示意图 图4冻结管路连接

当冻结管打设完成后，根据冻结部位的不同，将全部冻结管分成若干组，每组3～5根进行串连，然后并联到冻结主回路上，这样可以克服循环管路过长、热量不易交换的缺点，便于节省费用和缩短冻结工期，如图4所示。

3．2 冻结系统安装

经计算，选用TBSJ055.1型螺杆机组一台套，在安装循环管路时尽量缩短冷冻管长度，以免使冻结能量损失过多，冻结干管过长时，要每隔一段距离（30m左右）要加设一个橡胶短管，防止管道热胀冷缩而破坏。在系统安装完成后，先检查冻结管的密封情况，出现渗漏立即补救，检渗完成后，安装保温层，并在隧道衬砌内壁上安装隔热板，即可开始冻结。

3.3辅助措施

测温孔和卸压孔（压力观测孔）是监测冻土帷幕形成过程和形成状况的必要检查手段，测温孔主要用以实测温度来计算冻结壁厚度；泄压孔则验证冻结壁的形成与否。当形成冻结交圈后，开挖土体由于冻结壁的膨胀而产生压力增加的现象，一般为增加0.1~0.3MPa，以此可以判断冻结壁已经形成，同时通过卸压孔可以卸除冻结壁内的开挖土体在冻结过程中增加的压力，避免造成隧道变形等破坏。为保证监测孔全面反映冻结状况，布设的冻土帷幕测温孔和卸压孔须具代表性：

(1)在左、右线冻土帷幕的上、下、左、右四个方向布置共计8个测温孔，由于冻结管从一条隧道内呈放射状打设，冻结管末端间距较大，因此测温孔尽量布置在远端终孔间距较大处 。

(2)在拟开挖未冻结的核心土区域两侧各布置一个卸压孔，在对面隧道未冻区域上下各布置一个卸压孔；

3.4 积极冻结

就是指满足设计要求、具备开挖条件之前的冻结过程，注意每天溶液温度变化和气温变化，一般前7天温度下降明显，盐水（氯化钙溶液）温度从大气温度迅速降至-20℃左右，在-20℃度左右则会在短期时间内产生小幅波动，同时对泄压孔进行观察会发现压力表读数会上下波动，在开挖前达到0.3MPa（开挖前必须卸压），这一阶段维持约7～8天，这表明，拟开挖的土体由于土量有限，热量交换已经趋于平衡，而外侧土体已经开始冻结并慢慢扩散，开始逐步形成冻结交圈，并对开挖土体产生附加压力。之后温度每天下降0.5℃～1.5℃，到-30℃左右基本稳定，可以进行开挖。

3.5 维护冻结及开挖构筑

维护冻结是指冻结帷幕形成、达到开挖构筑的条件后，适当提高盐水温度，保证安全开挖条件下的冻结过程。当判断冻土帷幕与隧道完全胶结后，要进行探孔检测，确认冻土帷幕内土层基本无压力后再进行正式开挖，开挖前准备足够的应急预案及抢险物资，正式开挖后，根据冻土帷幕的稳定性，可适当提高盐水温度，进入维护冻结，但盐水温度不应高于-22℃。

联络通道分上下两层，上层为通道，下层为泵房，开挖构筑也分层两步进行。工艺流程为：开挖通道通道初衬（钢拱架、网喷砼）防水层敷设二衬（钢筋混凝土）开挖泵房泵房初衬（网喷砼）防水层敷设泵房二衬（钢筋混凝土）。

（1）为保证拆除钢管片后的隧道不变形，在拆除临时钢管片前，事先在左、右线隧道内临时钢管片两侧各安装安装两榀环向支架，消除开挖过程中永久管片的徐变，保证受力平衡，如图5所示：

图5临时环向支架

（2）拆除临时钢管片之前，先将永久钢管片的接缝全部满焊，既能防止拆除时管片变形，又能防止接缝在施工中松动，导致漏水涌泥。还要设置一道安全屏蔽门，屏蔽门必须与永久钢管片满焊，保证其密封性良好，一旦临时钢管片拆除后，发现水土有涌出迹象，就需要迅速关闭安全门，进行加固和重新冻结，防止造成地面塌陷确保地面和地下安全。不过由于开挖土体在冻结壁厚度范围以外的非冻结区域，打开洞门以后必须首先钎探冻结壁的边沿位置与设计的偏差，并且用回弹仪粗测冻结壁的强度，如果能满足设计要求，则拟开挖土体产生缓慢变形属正常现象。

(3) 拆除临时钢管片时，用两个导链配合，10T导链作为主导链，2T导链作为辅助导链，将临时管片拉出，如图6所示。

图6拆除临时钢管片

(4) 临时钢管片拆除后，按照传统的矿山法完成开挖、钢拱架支护、网喷砼、施做防水、二衬、监测及背后注浆等工序。

3.6 停止冻结及融沉注浆

待通道结构施做完成后，再开挖通道底部的泵房，待泵房结构施工完成、二衬砼强度达到90％后即可全部停止冻结了。由于冷冻法施工土体受冻会膨胀，在融化中会沉降，要及时注浆，主要填充初衬和二衬之间不易筑满砼的拱部空隙，避免造成地面变形过大。

3.7施工中注意事项

（1）在盾构区间施工时，要认真进行管片的排列布置，严格控制第一环管片的位置，以免左右线联络通道的钢管片错位过大，导致通道的两端无法准确连接。

（2）盾构区间隧道左、右线掘进到联络通道里程的前后时，要对水土及时取样分析，为联络通道的施工提供更为准确的依据。

（3）冻结工序一旦开始后，中途不得停电，避免土体反复冻融，破坏了冻结土体中的热量传递路径，导致冻结效果不理想。

4施工效果

（1） 根据朗金土压力理论公式，联络通道顶部土压力仅为0.32MPa，隧道在掘进到通道部位时，土仓压力也仅用0.29MPa就达到了土压平衡；而沿开挖轮廓线一周对冻结壁进行回弹仪实测，计算出冻结壁的边缘强度达到6.5MPa，足以抵抗通道顶部和侧面的压力（设计为3MPa）；

（2）开挖土体被冻结住，核心土体温度降到－1℃；沿开挖成型的轮廓一周向内约25cm范围的土体，存在明显的结霜现象，以此为冻结壁的内边沿，推算冻结壁的厚度最薄处2.4m，最厚处达到2.6m，远超出设计需要的1.2~1.6m；说明所用冷冻机组的功率完全能满足冻结施工的需要，实际操作中积极冻结时间过长，可适当缩短，原设计的35d左右满足开挖要求。

5 结束语

该法在天津地铁9号线某标段联络通道工程成功实施表明：冷冻法施工工艺对天津地区是比较适用的，施工过程中安全及质量完全可以得到保证。地铁盾构区间始发端及接受端的端头土体加固施工，由于受水文、地质及周边施工环境（如管线、建筑物等）制约，冻结法进行端头加固也具有很强的优越性。

参考文献：

（1）《地下铁道工程施工及验收规范・GB50299-1999》；

（2）《盾构法隧道工程施工及验收规范・ DGJ08-233-1999》；

（3）《混凝土结构工程施工质量验收规范・ GB50204-2002》；

篇6

1 前言

1.1国际盾构的发展简史

盾构法施工是目前世界上最先进并被引用最广泛、被称为地铁建设的领头军的隧道施工工法，它始于英国1806年，马克・布鲁诺尔最早提出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。1825年～1843年，历时18年，马克・布鲁诺尔在伦敦泰晤士河下完成了人类第一条全长458米由盾构法施工的隧道。

1.2我国看构的发展简史

我国的盾构掘进机制造和应用始于1936年，原上海隧道工程公司（现为上海隧道工程股份有限公司）结合上海软土地层对盾构掘进施工参数、隧道接缝防水进行了系统的试验研究。1970年上海穿越黄浦江的第一条水下隧道建成之后，国内盾构的制造和研发工作日趋成熟，并广泛应用到全国各城市。地铁建设对我国缓解交通压力发挥巨大的作用。

2、工程概况

（一）建设单位名称：东莞市轨道交通有限公司

（二）监理项目名称：东莞市城市快速轨道交通R2线寮厦站～～珊美站盾构区间

（三）建设地点：东莞市厚街镇莞太路

（四）寮厦站～～珊美站区间东北起于寮厦站，西南至珊美站，区间线路大体呈东北～～西南走向，区间出寮厦站后大体沿莞太路下穿，途经厚街大道、岳范山大道、河田大道、阳河路、珊瑚路、珊美大道等路口，到达珊美站。莞太路现状为双向8车道，交通繁忙；区间沿线重要的建构筑物主要有S256拟建厚街大道隧道、厚街大道下穿隧道（拟拆除）、S256拟建人行天桥等。

（五）区间设计里程为：ZDK27+663.204～ZDK29+351.625（短链3.676m），YDK27+663.204～YDK29+351.623，左线长1684.745m，右线长1688.419m。

3、盾构掘进阶段管理工作

掘进阶段，通过观察盾构机控制室内电脑显示的数据了解盾构掘进过程中参数的变化和施工单位监测日报数据分析隧道及地面沉降情况等手段进行动态监控，并及时记录参数于监理日志中。在该项目施工过程中，采取巡视、旁站、平行检查等方法，发现问题及时给施工单位指出并督促落实整改，必要时下发监理工程师通知单，确保该项目施工过程中的质量和安全。

3.1、盾构机施工过程管理

土压平衡式盾构机掘进时的这些施工参数的确定是根据地质条件、环境监测等条件决定的。因此，对盾构施工参数的管理应贯穿于盾构掘进过程的始终。通过检查施工单位每天上报掘进的原始记录，和自身及时收集的有关施工信息，动态掌握施工参数的变化。盾构机监控系统能反映的施工参数很多（如土仓压力、推力、扭矩、掘进速度、刀盘转速、油缸行程、液压油箱温度和姿态等），对于这些参数，需要注意并重点关注的是以下几个：

（1）推力、扭矩、掘进速度、

施工中需要不断通过不同的地层、覆土厚度，有硬塑化沙质粘性土、全风化花岗闪长岩、强风化花岗闪长岩、中风化花岗闪长岩等主要地层，需要结合监测的数据进行预防和调整各参数，上部软塑状下部风化状（上软下硬）地层，要重点防止盾构机"抬头前进"，全断面硬岩地层要防止盾构机体被卡死。

（2）出土量

土压平衡式盾构推进中切削后土体通过幅条缝进入土仓，通过螺旋输送机完成排土，再通过传动带输送到土斗中外运。出土量的多少与地面沉降、是否空洞等问题密切相关；如有异常将督促施工单位加强地面监控量测和检查地面是否变形、空洞等异常，如有及时进行灌注混凝土进行填充。

（3）盾构掘进姿态控制

盾构姿态控制就是将盾构轴线控制在设计允许范围值内（±100mm）。盾构姿态控制的好坏，不仅关系到盾构机是否在设计轴线允许偏差内推进，而且还影响到后续管片拼装的质量，"要求不能硬纠猛调"。同时，每次施工单位进行测量转站，都必需通知测量监理进行同步跟进，以能及时掌握最新姿态。

（4）寻找合适位置检查并更换刀具

为确保盾构顺利、快速通过剩余地段，需根据掘进过程中的参数变化情况进行开仓更换磨损严重刀具，在换刀前做好安全教育和交底，通过地勘报告和出土情况估计地层的稳定性、地下水情况，先进行注浆止水，直到注满土仓内部，经预留孔开孔检查后无水或少量水流出方可打开仓门挖仓，人员入仓前，必须认真检查所需的工具是否带齐；换刀过程中，禁止进行机械设备任何运转操作，并且对刀盘周围情况做密切监视，更换刀盘是保证盾构推进顺利前行的必经过程。

3.2管片进场检查

（1）检查管片上生产日期至运至现场时间是否满足保养期限（一般为28天）。

（2）审查管片出厂质量合格证明文件、签署资料和不定期进行强度测试（C50）。

3.3盾构接收阶段监理工作

盾构接收阶段掘进是盾构法隧道施工最后一个关键环节，该关键环节进行全旁站监督，并重点做好观察出洞洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促施工单位及时封堵。

（1）盾构出洞装置安装

由于隧道洞口与盾构之间存在建筑间隙，易造成泥水流失，从而引起地面沉降及周围建筑物、管线位移，因此需安装出洞装置；一般包括帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈等；检查帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核，对出洞装置安装的牢固情况进行检查，确保帘布橡胶板能紧贴洞门，防止盾构出洞后同步注浆浆液泄漏。

（2）盾构出口部位土体加固

盾构出洞区域土体加固方法需根据地层情况进行不同的加固措施，像寮珊盾构左线出洞口段是采用的旋喷桩加固方式；严格控制加固的埋入深度及注浆环节，确保土体加固的稳定性。

（3）盾构接收基座设置

盾构接收基座用于接收进洞后的盾构机，由于盾构进洞姿态是未知的。在盾构接收前测量监理工程师复核接收井洞门中心位置和接收基座平面、高程位置，确保盾构机出洞后能平稳、安全推上基座。

（4）盾构接收出洞

盾构接收出洞准备工作就续后，盾构机向前推进，在前端刀盘露出土体直至盾构壳体顺利推上接收基座，该关键环节应进行全旁站监督，并重点做好观察出洞洞口有无渗漏的状况，发现洞口渗漏督促施工单位及时封堵，检查千斤顶使用状况，防止盾构出洞后出现姿态"上飘"现象。

4结束语

盾构技术在隧道建设中越来越突显了它的重要性，它逐渐完善并有效使用不仅节约了投资和减少了工期，而且还大大提高了安全性，对于未来地铁、隧道施工的发展起到了举足轻重的作用，具有极为广阔的应用前景，而盾构掘进过程管理是一项综合性强的工程，也是一个动态控制的过程，只有做好掘进过程的管理，才能更好的发挥盾构技术对隧道工程施工的强大作用。

参考文献：

篇7

中图分类号：X731 文献标识码：A 文章编号：

Abstract: It’s an important issue to control the influence on ground surface settlement and buildings nearby when using shield construction of city subway tunnel. By using shield tunnels beneath the Guangzhou-Shenzhen Railway of the Shenzhen Metro Line 9，ground surface settlement was calculated and analyzed，and the influence of stratum settlement and structures built on the upper were discussed, which is useful for guiding the construction.

Key words: shield tunnel，railway，settlement analysis

1、引言

随着我国经济的高速增长，城市规模高速发展、城市人口日益密集、城市交通压力也越来越大。发展地铁不仅是当前缓解城市交通拥堵的有效途径，对促进和推进城市经济发展有着重要作用，发达的地铁交通也是一个城市现代化程度的重要标志。目前全国各大城市都在加快地铁建设。盾构法隧道施工具有安全、快速、地表沉降小等优点，目前已广泛应用于地铁隧道工程，然而，盾构施工诱发的环境问题也日益严重，如何控制地表沉降成为工程的一大难题。

2、工程概况

深圳地铁9号线鹿丹村站～人民南站区间沿春风路向东下穿广深铁路。本区间隧道设计采用盾构法施工，盾构掘进断面Ф6280mm，拼装管片外径Ф6000mm、内径Ф5400mm。广深铁路为国家I级干线铁路，轨道采用碎石道床、普通砼轨枕。盾构隧道平面上与铁路垂直相交，穿越长度约45m，区间隧道与铁路的竖向距离为23.5m。

3、工程水文地质条件

本区间隧道在建设路与和平路间下穿广深铁路，此区域地层由上而下一次为：素填土、淤泥质土、粘土、圆砾、粉质粘土、全风化变质砂岩、强风化变质砂岩、断层角砾、中风化变质砂岩。

隧道位于断层角砾、中风化变质砂岩地层，隧道顶埋深约21m，隧道与铁路路基间地层为素填土、淤泥质土、粘土、圆砾、粉质粘土、全风化变质砂岩、强风化变质砂岩。

本软件进行模型计算所采取地层参数如下表

地层参数建议值表3.1-1所示

4、盾构法施工隧道地面沉降原因的分析

（1）设计标准

根据《铁路线路修理规则》（铁运[2006]146号），建议下穿广深铁路轨道、结构限值如下：1）轨面沉降值不得超过10mm；2）相邻两股钢轨水平高差不得超过6mm；3）相邻两股钢轨三角坑不得超过6mm；4）前后高低（纵向水平）6mm。5）广深铁路的结构沉降不大于20mm。超过上述限值时，需对轨道进行调整或采取限速处理。

（2）沉降的表现形式和机理

采用盾构法修建隧道，会引起地层移动而导致不同程度的地面沉降。地基条件和施工状况不同，沉降的类型也有所不同，将沉降的原因、机理分类整理示于下表中。

地 基 变 位 机 理 表 4.2-1

沉降种类 原 因 地基状况的变化 变化机理

先行沉降 地下水水位降低 有效上覆土重增加 压缩、固结、沉降

开挖面前 沉降 沉降开挖面崩塌，过量取土 土体的应力释放，扰动 弹塑性变形

隆起 压入开挖面 反向土压力

盾尾沉降 盾构机通过时的扰动 扰动 压缩

盾尾空隙沉降 产生盾尾间隙 土体的应力释放 弹塑性变形

后续沉降 以上各种原因（残余影响） 压缩及蠕变沉降

5、 模型及计算条件

本计算分析采用Plaxis3D有限元程序进行分析，该程序是专门用于分析岩土工程变形和稳定性的大型有限元计算程序。为了减少模型边界条件对计算结果的影响，计算模型考虑水平方向-50m≤X ≤50m，竖直方向0m≤Y≤50.0m，掘进方向0m≤Z≤15m。模型几何参数均按照该节点处设计实际情况取值。地应力场模拟自重应力场，围岩材料的破坏采用Plaxis中的莫尔库仑破坏准则，盾构法隧道的衬砌采用壳单元进行模拟。计算模型如图5.1-1。

图5.1-1有限元整体网格模型

Plaxis3D有限元软件中对土方开挖的模拟以及隧道衬砌的支护是通过“杀死”或“激活”对应的土体以及衬砌单元实现的，即所谓“生死单元”。故通过设置合理的分析步骤和激活相应的单元可以对具体的施工工况进行仿真模拟分析。

本模拟过程主要分为如下几个步骤:①隧道范围内土体开挖;②架设管片;③下一环管片土体的开挖;④架设下环管片;⑤循环第一、二步骤.

6、数值模拟结果与分析

本计算分析中，最关心的问题为盾构施工对广深铁路轨道变形的影响。通过对具体施工工况的模拟，得到如下有限元计算结果，如图5.1-2所示。

图5.1-2盾构施工引起的地表位移

从图5.1-2可知盾构施工引起的最大地面沉降为4.3mm，广深铁路轨道变形满足《铁路线路维修规则》中容许最大变形量10mm的要求。

7、结论

（1）由于隧道埋深较深，盾构通过前不须对广深铁路进行预加固处理，盾构通过时引起的沉降可以满足铁路保护的相关要求。

（2）由于盾构施工是一个应力释放的过程，盾构施工造成周围土体不同程度的扰动，引起地面沉降和地层位移，故地铁区间隧道下穿广深铁路过程中提出以下技术措施：

①优化盾构施工参数，如土仓压力、推进速度、总推力、出土量、刀盘转速、注浆量和注浆压力等。

②通过加气保压使土仓内压力值保持恒定，减少波动以确保开挖面的稳定；根据施工经验及现有地层特点严格控制出碴量，避免碴土的少出、多出；适当增加泡沫剂及水的用量，根据掘进情况及时调整加入量；盾构下穿时，严格控制掘进速度，避免出现速度的较大波动，快速完成管片拼装，减少盾构停机的时间。

③盾构掘进过程进行严格的线形控制和姿态控制，姿态调整不宜过大、过频，减少纠偏，特别是较大纠偏，姿态调整控制在±5mm范围内，以避免对土体的超挖和扰动。

④结合具体的地质情况，采取合适的注浆压力，确保同步注浆及二次注浆的质量和数量，及时填充管片与围岩间隙，提高结构的抗渗性、改善结构受力情况，减小地层变形。

3） 信息化施工，加强监测，根据监测结果不断修正盾构掘进参数，并根据监测结果对广深铁路进行跟踪注浆处理措施。

4 ）建立了专项安全施工方案、专项安全应急预案。

8、结语

盾构隧道施工，地表沉降是对地面建构筑物影响的最大因素之一，通过盾构施工引起地表沉降理论分析，找出影响沉降的关键点加以控制，使地表沉降控制在相关规定的标准中保证铁路行车安全。

参考文献

[1]周文波 盾构法隧道施工技术及应用 北京：中国建筑工业出版社 2004

[2]竺维彬，鞠世健 复合地层中的盾构施工技术 北京：科学出版社 2006

[3]何川，曾东洋 盾构隧道结构设计及施工对环境的影响 成都：西南交通大学出版社 2007

[4] 盾构法隧道施工与验收规范(GB 50446-2008)/中国建筑工业出版社

篇8

中图分类号：U231文献标识码： A

1、引言

随着城市轨道交通事业的蓬勃发展，各个大中城市都在修建地铁，地铁一般都位于城市的中心区，由于城市中心区用地紧张，拆迁难度和成本都非常大；暗挖施工由于占地面积小，区间竖井位置设置比较灵活，所以在城市地铁的建设中，越来越多的采用暗挖法施工。

2、工程概况

北京地铁十四号线十里河站～南八里庄站区间由十里河站向北，下穿东三环，并向东沿弘燕路下方至南八里庄站。区间起讫里程为 K25+723.000～K26+704.95，总长度981.95m。本区间隧道覆土约7.5～17m。区间采用矿山法施工，复合式衬砌结构，区间断面为单线单洞形式。

区间在右 K26+164.500处设施工竖井及横通道一处。采用格栅支护，倒挂井壁法施工。区间在左线K25+910～K25+940，右线K25+900～K25+930范围内上穿10号线盾构区间，区间顶覆土约7～8m，距离10号线盾构隧道最小净距约2.0m。穿越土层主要为粉质粘土层，按照《北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系》的分级原则进行分级,风险等级为一级，安全风险比较大。

3、施工要求

1、区间开挖采用台阶法施工，暗挖施工遵循“管超前，严注浆，短进尺，强支护，早封闭，勤量测”的原则，做到随挖随支，及时成环。

采用人工配合风镐进行开挖，循环进尺为0.5m。开挖完成后，立即进行初期支护作业，封闭成环。开挖时，循环进尺不大于0.5m，以保证施工安全。上台阶开挖时预留核心土，核心土为梯形断面，核心土断面尺寸不小于开挖掌子面的一半。

2、区间上穿10号线盾构区间土层以粉质粘土层为主，只在下断面对新建区间与既有结构之间的土体进行加固；

3、隧道应按设计尺寸严格控制开挖断面，不得欠挖，严格控制超挖值，允许超挖值应符合规范要求，拱部不得大于100mm，边墙和仰拱均不得大于80mm。

4、隧道断面开挖，上半拱格栅架设时，做好拱脚的支垫工作。拱架定位好以后及时打设锁脚锚杆，每根锁脚锚杆长3.0m，每侧拱脚打设1根，有效控制开挖初期沉降。

5、由于地层中可能存在上层滞水，开挖前做好人工超前探测工作；如有渗漏，做好引排或应急处理工作。

6、在初期支护与围岩之间经常出现空隙，甚至出现地表沉降量大于洞内拱顶沉降量，因此初支背后应及时进行回填注浆。

7、加强施工信息反馈。在施工过程中应通过动态监测支护体系变形情况和支护结构力学状态，及时反馈设计，调整和修改设计参数和施工工艺，确保施工安全可靠。

4、施工方案

4.1、土方开挖

区间上穿10号线盾构区间采用台阶法施工，设置临时仰拱，具体施工步序、施工工艺流程见图4-1。

施工拱部单排超前小导管注浆加固地层，小导管打设范围为拱部150°，小导管长度2.5米、2.0米。

开挖拱部土体，保留核心土 (上宽2米，下宽3.4米，高1.4米)，架立拱部格栅拱架，挂钢筋网，打φ42*3.25锁脚锚管；喷射混凝土，形成初期支护，开挖核心土，安装临时仰拱工字钢

滞后上导洞10～15m，开挖下导洞，施作初期支护，从洞内采用补偿加固新建区间与十号线之间的土体。

图4-1台阶法施工步序图

4.2、超前小导管

4.2.1 小导管加工及布设

小导管采用φ42*3.25mm钢管在现场加工制作，管身前端切削成尖锥状，导管中部1～1.5m范围布置梅花形泄浆孔，泄浆孔孔径6～8mm，孔间距20～30cm，尾部100cm范围不钻孔作为止浆段，在导管尾部焊接钢筋加强箍。

隧道上穿10号线盾构区间段落小导管长度为2.5米和2米两种，调整打设角度为10°～15°。小导管施工工艺见图4-2。

图4-2小导管施工工艺流程图

4.2.2 小导管钻进

针对区间地层特点，在粉土地层，采用风管吹孔，再将小导管打入；对于粉细砂地层，采用风镐顶入。

4.2.3 小导管加固注浆技术措施

1、小导管注浆参数根据现场围岩变化情况由实验确定，根据初步选定的配合比，测定凝胶时间，如不能满足凝胶时间要求，则需反复调整施工配合比，直到满足为止。

2、为防止孔口漏浆，用水泥药卷封堵注浆管与钻孔之间的空隙。为防止注浆管堵塞，影响注浆效果，注浆前先清洗注浆管。

3、压浆管与超前注浆管之间采用方便接头，以便快速安拆。

4、严格控制水泥浆配合比及胶凝时间，初选配合比后，用胶凝时间控制调整配合比，并测定凝结体的强度，选定最佳配合比。

5、注浆压力由小到大，从开始0MPa升到终止压力0.4～0.5MPa，稳压3min，流量计显示注浆量较小时，结束注浆；为保证注浆质量，必要时可封闭开挖面。

6、注浆由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，可间隔注浆，最后全部完成注浆。

7、注浆完成后要检验注浆效果，在隧道开挖后可检查注浆固结体厚度，如达不到设计要求时，在注浆时调整注浆参数，改善注浆工艺。

8、注浆过程中，专人记录注浆情况，并根据实际情况调整注浆压力、进度，保证注浆效果；完成后检验注浆效果，不合格者进行补注。

9、小导管注浆时不得对环境造成污染。注浆期间应定期对地下水取样化验检查，如有污染应立即采取有效的技术措施。

10、注浆结束，待地层达到充分的固结强度后方可进行开挖作业。

4.3、加固措施

区间上穿10号线盾构区间土层以粉质粘土层为主，只在下断面对新建区间与既有结构之间的土体进行加固；

注浆范围为：左线K25+910～K25+940，右线K25+900～K25+930，左右线各30米。

（1）隧道下台阶开挖完成后，从洞内采用补偿注浆加固新建区间与10号线之间土体，采用Φ42@1.0x1.0m补偿注浆锚管，长度为1.5米，每环8根；

（2）区间施工时先开挖右线隧道后开挖左线隧道，建议上导洞先行施工形成封闭断面，并根据右线隧道的监测结果及时调整左线施工参数，优化施工方案，如果变形过大，则对三环路管线下部砂层进行超前深孔注浆加固；根据实际情况，如果隧道底部存在地下水，则由上导洞向下打井进行洞内降水。

（3）掌子面开挖前打设超前地质探孔并分析地层状况，若存在渗漏水严重、地层情况与勘察报告不符、土层较差时应封闭掌子面，通知设计并修正设计参数后方可继续施工；

（4）初期支护形成后在其背后及时注浆填充空隙，并使附近土层得到加固，减小因隧道开挖引起的地面沉降。注浆材料为1：1水泥浆，注浆压力控制在0.1-0.3MPa；

（5）初衬与二衬之间压注与二衬混凝土等强的超细水泥浆，注浆压力小于0.1MPa；

（6）加强对10号线既有区间结构的监控量测，并切实做到洞内与地面监测同步，做到信息化施工；

区间上穿10号线盾构区间注浆加固图见图4-3、图4-4。

图4-3 区间上穿10号线盾构区间注浆加固横剖面图

图4-4 区间上穿10号线盾构区间注浆布置纵断面图

4.4、施工监测及信息反馈

现场监控量测是监视周围地层稳定情况、判断支护结构设计是否合理、施工方法是否正确的重要手段。对既有线区间和邻近高层建筑物的监测，尤其要注意新建区间开挖过程中对影响范围内的既有结构变形的监测；监测过程中除保证数据的完整、可靠外，还应加强对数据的分析与利用。对隧道施工中的每一个工况，都应根据前面工况已有的监测数据，采用反分析或其他有效方法，对既有线的反应做出预测，并及时调整施工措施。

监控量测及时对监测情况进行分析，监测成果报告中应包含技术说明、监测时间、使用仪器、依据规范、监测方法及所达到精度，列出监测值、变形速率、变形差值、变形曲线、并根据规范及监测情况提出结论性意见，如遇异常情况及时组织四方会议进行分析，以指导施工。

5 、实施效果

区间隧道施工完成后，经过对14号线区间的监控量测数据的分析，地表沉降、地下管线沉降、区间结构的拱顶下沉、净空收敛等监测数据满足规范要求，对10号线盾构区间没有带来任何不良影响。经四方验收，加固效果符合设计要求。

6 、结束语

综上所述，城市轨道交通在以后的发展中，线路越来越多，上穿或者下穿其他线路是不可避免的，这一施工方法对于以后城市轨道交通施工中上穿地铁区间有非常好的借鉴效果。

参考文献：

[1] 《地铁暗挖隧道注浆施工技术规程》（试行）（DBJ01-96-2004）。

篇9

【中图分类号】 TU716【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123（2013）02-079-02

南京地铁某标段隧道采用盾构法施工，该标段明挖岔线段—车站盾构区间右线全长868.81m（右K43+371.723～右K44+240.533），需求管片724环，区间左线全长865.55m（左K43+371.723～左K44+240.245），需求管片721环；入段线下穿河流区段全长346.28m（入K0+103.723～入K0+450.00），需求管片289环。需求总量为1734环。根据总体施工施工计划安排，先施工盾构区间右线，再施工盾构区间左线，最后施工入段线盾构段，计划工期为9个月。

1技术标准

隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片，强度等级C50，抗渗等级P10，管片内径为5500mm，宽度为1.2m，厚度为350mm。每环管片由3个标准块、2个邻接块及1个封顶块组成。管片接触面纵缝设凸凹榫，环缝不设凸凹榫。管片采用错缝拼装，管片连接采用弯螺栓连接，连接螺栓强度等级为5.8级。管片类型分标准直线环、左转弯环及右转弯环3种。左、右转弯环为双面楔形环，楔形量为37.2mm。

管片的质量好坏直接影响到隧道结构的安全和使用功能。为确保预制管片的质量符合设计和规范的要求，熟悉和掌握管片制作的监理控制要点，有效地对管片质量进行监控，确保管片质量，达到施工现场盾构掘进拼装使用条件。

2控制要点

2.1一般控制要点。①管片应由具备相应资质等级的厂家制造；②管片生产厂家应具有健全的质量管理体系及质量控制和质量检验制度；③管片生产应编制施工组织设计或技术方案，并经审查批准。

2.2准备工作控制要点。①生产线布置应符合工艺要求；②模具安装完毕后应进行质量验收；③混凝土搅拌、运输、振捣、养护等设备完成安装调式和安全检查后，应进行验收；各种计量器具、设备应通过检定；④原材料应经检验合格，混凝土应经试配确定配合比，其性能应符合设计及规范要求；⑤对操作人员应进行技术培训，经培训合格后，方可进行操作，特殊工作应持证上岗。

2.3原材料控制要点。①具备产品质量证明文件，并应复检合格；②宜采用非碱活性骨料；当采用碱活性骨料时，混凝土中碱含量的限值应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定；③预埋件规格和性能应符合设计要求。

2.4管片钢模具质量控制要点。

2.4.1模具必须具有足够的承载力、刚度、稳定性和良好的密封性能，并应满足管片的尺寸和形状要求。

2.4.2模具应便于安装和拆卸。

2.4.3模具验收应符合下列规定：①模具制造应编制完善的技术文件；②模具材料应符合质量要求，选用焊条的材质应与被焊物得材质相适应；③模具各组成部件加工精度应符合设计要求；④模具安装后应进行初验，符合设计要求后可试生产；在试生产的管片中，应随机抽取3环进行水平拼装检验，合格后方可正式验收。

2.4.4合模、开模与出模应符合下列规定：①合模前应清理模具各部位，脱模剂涂刷应薄而均匀，无积聚、流淌现象；②应按模具使用说明出规定的顺序合模和开模，并应对模具进行检查；③螺栓孔预埋件、中心吊装孔预埋件以及其他预埋件和模具接触面应密封良好，钢筋骨架和预埋件严禁接触脱模剂；④管片出模强度应符合设计要求；当设计无要求时，强度应根据管片尺寸、混凝土强度设计等级、起吊方式和存放形式等因素综合确定；⑤开模和出模时应注意保护模具。

2.4.5每片模具每生产100片管片，必须进行系统检验，每生产200环后应进行三环管片水平拼装，落实一次模具检验要求。

2.4.6在预制混凝土管片正式生产之前，应制作三环完整的预制混凝土管片，包括螺栓、螺母和其他附件，审查合格后才可以进行正式生产。

2.4.7在示范衬砌中，应包含一环楔形管片和一环带有密封件的管片。

2.4.8如果示范衬砌没有得到批准，则须修整钢模板，并重新浇筑混凝土管片，拼装新示范衬砌，直到合格为止。

2.5钢筋笼质量控制要点。

2.5.1钢筋进场时，应按批（≤60t）抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合现行国家标准的规定和设计要求。

2.5.2钢筋和骨架制作应符合下列基本规定：①钢筋的品种、级别和规格应符合设计要求。当钢筋的品种、级别或规格需作变更时，应办理设计变更；②钢筋骨架连接应符合设计要求，并应在符合要求的胎具上制作；③钢筋骨架应进行试生产，检验合格后方可批量制作。

2.5.3钢筋加工应符合下列规定：①应按钢筋料表进行切断或弯曲；②弧形钢筋加工时应防止平面翘曲，成型后表面不得有裂纹，并应验证成型尺寸；③钢筋调直和主筋的弯钩、弯折应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定；④箍筋除焊接封闭外，末端应作弯钩，弯钩构造应符合设计要求；当设计无要求时，应符合下列规定：首先，箍筋弯钩的弯弧内直径应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定；其次，箍筋弯钩的弯折角度应为135°，且弯后平直部分长度不应小于10倍箍筋直径。

2.5.4钢筋骨架成型应符合下列规定：①骨架连接时，应按料表核对钢筋级别、规格、长度、根数及胎具型号；②采用焊接连接时，应根据钢筋级别、直径及焊机性能进行试焊，并确定焊接参数后，方可批量施焊；焊接骨架的焊点设置应符合设计要求；当设计无规定时，应采用对称跳点焊接；③焊接前应对焊接处进行检查，不应有水锈、油渍，焊接后不应有焊接缺陷；④骨架入模后，各部位保护层应符合设计要求。

2.5.5钢筋及骨架制作与安装质量应符合下列规定：①浇筑混凝土前，应进行钢筋隐蔽工程验收。验收项目主要包括下列内容：首先，纵向主筋的品种、规格、数量、位置等；其次，箍筋、横向钢筋的品种、规格、数量、间距等；最后，预埋件的规格、数量、位置等；②钢筋加工、骨架制作、安装偏差和检验方法应符合规范要求。

2.6混凝土质量、浇筑、振捣和养护控制要点。

2.6.1混凝土原材料水泥、掺用矿物掺合料、粗细骨料、外加剂、水等质量应符合国家现行标准的规定；

2.6.2混凝土强度等级、耐久性和工作性等应符合设计要求和国家标准的有关规定；

2.6.3混凝土塌落度不宜大于70mm，运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间；

2.6.4混凝土应连续浇筑，并应根据生产条件选择适当的振捣方式，振捣应密实，不得漏振或过振；浇筑混凝土时不得扰动预埋件；管片浇筑成型后，在初凝前应再次进行压面；

2.6.5在管片混凝土浇筑之前，应对施工图进行审查：每种类型的管片的所有尺寸；钢筋、预埋螺栓大样图；混凝土浇筑、养护和管片运输及堆存的详细施工进度计划；

2.6.6浇筑混凝土之前应检查模具的连接和紧密性，以保证管片精度和防止漏浆；

2.6.7模具表面应在浇筑混凝土前彻底清洁；

2.6.8若使用振动棒，则不得直接接触模具；

2.6.9混凝土浇筑完毕应按施工方案及时采取有效的蒸养措施，脱模时管片温度与环境温度差不得超过20℃；

2.6.10降温后的管片应按技术方案及时采取有效的养护措施，水养不得少于7d；

2.6.11混凝土冬期施工宜采用低温蒸养，管片脱模后可涂刷养护剂；

2.6.12养护方法符合规范。养护的效果应用从浇筑的混凝土中取得的试块进行检验，并用同样的方法掩护。具体办法是：在养护期间，每隔24h取出一对试件，并立即进行试验以获得正确的养护时间和抗压强度关系。无论采用何种方法养护，在管片脱模之后应首先进行至少7d的水浸养护；

2.6.13应通过计算确定拆模时间，原则上应使混凝土的拆模强度达到搬运和堆放所需要的应力；

2.6.14混凝土管片达到设计要求且至少28d龄期后才能运输到工地投入使用；

2.6.15管片在场内应小心搬运及堆放，使因此引发的内应力不超过混凝土抗压强度的1/3，为此承包商应提交必要的计算结果和相应龄期混凝土试块的抗压试验结果；

2.6.16承包商应有管片运输和现场堆放的质量保证措施，内容包括：管片的吊装方式；管片在平板车上的堆放方式；管片吊卸方式；管片在施工现场的堆放形式；管片吊入隧道的方式；管片在隧道内的运输方式。

2.7管片成品控制要点。

2.7.1应在内弧面角部进行标识，标示内容应包括：管片型号、管片编号、模具编号、生产日期、生产厂家；

2.7.2管片的质量要求应符合下列规定：应按设计要求进行结构性能检验，检验结构应符合设计要求；管片强度和抗渗等级应符合设计要求；吊装预埋件首次使用前必须进行抗拉拔试验，试验结果应符合设计要求；管片不应存在露筋、孔洞、疏松、夹渣、有害裂缝、缺棱掉角、飞边等缺陷，麻面面积不得大于管片面积的5%；

2.7.3每生产200环管片后应进行水平拼装检验1次，其允许偏差和检验方法应符合规范要求；

2.7.4对于管片的质量缺陷，承包商应提交修补方案给监理工程师审批，未经监理工程师批准不允许修补管片缺陷；

2.7.5对检查中出现的不合格之处，承包商应提交相应的不合格表报监理工程师批准和签字；

2.7.6管片生产过程中，每套钢模每生产100环须作一次三环拼装试验，以检验管片的生产精度，经监理工程师审核批准后才能继续下一批的生产；

2.7.7对管片应进行定期的抗渗试验。承包商应根据有关规范提交试验方案给监理工程师批准。

2.8管片贮存与运输控制要点。①管片贮存场地必须坚实平整；②管片可采用内弧面向上或单片侧立的方式码放，每层管片之间应正确设置垫木，码放高度经计算确定；③管片运输应采取适当的防护措施。

2.9管片进场拼装的质量控制要点。

2.9.1主控项目：①管片质量必须符合设计要求；②管片混凝土外观质量不应有严重缺陷；③管片成品应定期进行检漏试验。

2.9.2一般项目：①管片混凝土的外观质量不应有一般缺陷，对已经出现的一般缺陷，应由管片生产单位按技术处理方案进行处理，并重新检查验收；②钢筋混凝土管片的尺寸偏差应符合相关规定。

3质量监控

3.1施工前期的质量控制。

3.1.1资质审查。审查厂家的承建资格及现场质量保证体系是否完善，施工人员配置是否到位，检查特殊工种持证上岗证书等。

3.1.2参加设计交底及图纸会审，监督对班组进行技术交底

3.1.3严格审批施工方案。应认真仔细审查施工单位提交的施工组织设计（施工方案），在确认满足施工要求后由总监批准实施，审查要点：①钢模质量控制；②钢筋笼质量控制；③混凝土质量控制；④混凝土的拌合和振捣质量控制；⑤混凝土养护质量控制；⑥管片的堆存和运输中的质量控制；⑦材料的来源和质量控制；⑧质保机构的构成和工作程序；⑨设备和人力安排。

3.1.4严格控制原材料质量。对用于本工程的材料，必须做好报验工作，要对进场材料按规范要求取样做好材料的检验、试验工作，试验报告未给出试验结果前材料不得用于本工程。

3.2进行巡视检查和工序、部位等的验收。在管片生产过程中的钢筋工序、钢模工序、混凝土养护工序施工过程中应巡视检查，发现问题，及时指出并通知施工单位整改。①对管片生产过程中各隐蔽工程，如钢筋工程进行检查验收，合格后在相关资料上签字认可；②在施工单位自检合格的基础上，监理人员应对各个检验批进行检查验收，合格并签认后方可进入下道工序；③主控项目和一般项目的质量经抽样检验合格；④具有完整的施工操作依据和质量检查记录；⑤管片生产过程中的钢筋工序、钢模工序、混凝土养护工序等施工完毕后，专业监理工程师组织施工单位项目专业质量负责人等进行验收，合格后签字认可。

3.3采取指令性文件、测量、见证试验、巡视与旁站、平行检验。

3.3.1指令性文件：针对施工中存在的问题，下发监理工程师通知单，限期整改，对整改的问题必须经监理工程师复核签认后，方可继续施工。

3.3.2见证与试验：本工程以下材料必须在现场由监理人员见证取样，经试验合格后方可使用或进行质量评定：①钢材；②混凝土试块；③钢筋等试件。

3.3.3巡视及旁站监理：根据施工情况进行现场巡视检查，发现问题及时指出并通知改正，在混凝土浇注时监理人员必须在生产现场进行旁站监理，具体的旁站实施要求另详旁站监理实施方案。

3.3.4平行检验：利用一定的检查或检测手段，在承包单位自检的基础上，按照一定比例独立进行检查或检测。

4结语

通过熟悉和掌握管片制作的监理控制要点，有效地对管片质量进行监控，确保了管片质量，并达到施工现场盾构掘进拼装使用条件，隧道按节点工期完工。

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Abstract: the project of Beijing metro line 15 in the process of construction with shield tunneling method, cross country iron bearing the line. Construction technology of shield machine crossing Beijing railway bridge are introduced.Keywords: metro line 15; crossing; railway bridge; tunnel; construction technology

中图分类号：TU921 文献标识码：A

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。北京地铁15号线一期工程施工中穿越国铁京承线应用此方法。

【照片1】 地道桥梁及引道远景 【照片2】 地道桥孔内道路状况

一、北京地铁15号线一期工程概况

（一）工程所在地地区概况。

1、地铁区间状况。本工程全称为北京地铁15号线一期工程07标段。工程跨越顺义区府前西街段，其间需穿越国铁京承线。

（1）盾构区间。北京地铁15号线区间工程包括两段盾构区间，俸伯站～顺义站和顺义站～石门站。其中，顺义站为盾构通过站，区间长度1189.413米，该区间穿过京承铁路桥、京承铁路桥。盾构在京承铁路施工段里程为K41+515.38～K41+468.62，全长约42.76m（共36环管片），该段区间隧道线间距为19.59m，隧道埋深为5～6m。

（2）穿越桥梁、桥墩。本工程盾构隧道衬砌外径与厢式桥涵左边跨侧桥墩基础桩的距离为13.29m，桥涵基础底部与隧道顶部的距离为5.57m，隧道顶与行车路面距离为6.15m，隧道顶与列车轨面距离为14.51m，厢式桥涵的间距为30.62m，整体隧道穿越铁路桥长度约为43m。

桥梁平面图

（二）盾构需穿越的铁路设施基本情况。

1、铁路线路情况。现状为6股道，其中京承正线两股道为60Kg/m钢轨，钢筋混凝土枕，站线4股道为60 Kg/m钢轨,钢筋混凝土枕。桥位处铁路为直线，下部道床为碎石道床。采用电气化牵引方式，桥上有接触网杆；桥区内还布置有电力电缆（杆）等设备。

2、框架式地道桥情况。该地道桥建成于2001年。道路与铁路线路按正交设计，框构桥顶面距轨底最小距离0.5m；设计活载按照“中－活载”，考虑列车制动力，列车冲击力及活载土压力。

（三）相关区域工程地质条件

1、土层情况。本工程与厢式桥涵相交处土层以粉质粘土为主。

2、水文地质。根据实测资料，本段线路赋存三层地下水，地下水类型分别为上层滞水、潜水和层间水。上层滞水水头埋深2.1～6.5m，水头标高26.34～36.50m，含水层为粉土层；潜水水头埋深11.5～19.5m，水头标高19.302～3.85m，含水层为细中砂；层间水水头埋深23.5～27.0m，水头标高7.39～13.60m，含水层为粉细砂层。

二、盾构工程施工

（一）前期技术保障及材料准备。

1、人员配置。在人员配置上保证分工明确、各司其职，从而为工程顺利实施提供组织保障、技术保障、管理保障和安全保障。

2、材料准备。即物资保障。主要包括管片拼装材料、轨道系统材料、螺栓及走道板、盾尾注浆材料、盾尾密封材料和土体改良材料。

3、机械准备。主要有：①盾构机。Φ6140mm铰接式土压平衡盾构机，该盾构机刀盘为辐条式。②龙门吊。50t+15t大龙门吊，用于渣土垂直吊运及大重型设备吊运；16t小龙门吊，用于进行钢轨、油脂等材料、电瓶车电池及管片的垂直吊运。③搅拌站。本工程配有一套1m3的搅拌站和新购一套0.5m3搅拌站以供给壁后注浆。④运输列车。⑤通风机。

（二）盾构实施。

1、工程重点。①盾构穿越京承铁路桥做为本工程的一个重点，其主要体现在区间隧道和厢式桥涵基础距离非常近，施工时必须加强隧道轴线控制，确保盾构沿着设计轴线推进以保证厢式桥涵安全。②盾构施工时京承铁路桥可能列车过往量大，因此对施工时的地面沉降控制提出了更高的要求。③为保证地铁施工期间及施工后既有京承铁路的运营安全，需在施工期间对地下盾构施工采取特殊控制措施并在盾构施工前在地上对既有轨道采用扣轨加固及铁路路基注浆加固措施。④同时为保证铁路运营的绝对安全，在整个施工过程中进行监控量测，随时了解铁路轨道及路基的变化情况。⑤加强施工监控量测和环境监控观察，及时反馈信息。并根据监测结果，进行二次补充注浆控制地层损失。⑥施工中出现渗漏水的部位要及时进行处理，避免地下水流失引起的固结沉降。

基础桩与区间隧道相对位置平面图、剖面图

2、具体施工方法。

（1）施工前对京承铁路桥涵部、墩台、厢式桥涵基础进行详细的调查，对厢式桥涵破损部位、裂缝做详细记录并拍摄照片，对所有裂缝进行编号，记录裂缝大小、长度。

（2）在盾构掘进影响范围外按照规范要求设置监测基准点，并记录初始数据，在每个桥墩上布置两个沉降观测点，并使沉降观测点和基准点相联系。

3、主要施工措施。

（1）环节控制。掘进过程严格控制盾构机姿态，减小蛇行纠偏值；严格控制土仓压力，根据地层情况设定好土压和出土量，保持土压平衡模式掘进。每一环掘进时严格控制出土量，防止超挖造成地层损失。

（2）同步注浆。严格规范同步注浆操作，以注浆压力和注浆量进行双控保证环形间隙填充质量；注浆管路要保证顺畅，严格执行“掘进与注浆同步，不注浆不掘进”的原则。保证环形空间及时饱满的填充；如地表变形较大超过预警值时，应立即进行二次注浆施工，确保地表沉降控制在要求范围内，必要时还应考虑进行地表注浆，对京承铁路桥墩基础进行土体加固及纠编。

4、具体掘进参数。

（1）合理设置土压力值。盾构推进时，控制螺旋输送机出土量与掘进速度的关系，根据地面沉降监测信息的反馈，及时调整土压，从而科学合理地设置土压力值及相宜的推进速度等参数，防止超挖和欠挖，以减少对土体的扰动。

（2）刀盘转速设定。降低刀盘转速，刀盘转速设定在1.1转/min，减少刀盘对土体的扰动，防止地表沉降。（3）掘进速度设定。穿越隧道时掘进速度控制在10～20mm/min，防止掘进速度过快造成刀盘扭矩过大。

三、注浆

工程下穿京承铁路桥阶段的管片壁后注浆是控制地表沉降的关键所在，其目的在于控制隧道变形，防止地表沉降，防止管片位移，提高结构的抗渗能力。

1、浆液。浆液采用单液水泥浆。水泥采用超细水泥（可以确保浆液的填充效果）。注浆材料选用可注性强、经久耐用、结石体强度高，对地下水和周围环境无污染的水泥砂浆。盾构机穿越前针对区间地层的地质和水文条件，浆液配比设置为：水泥：砂：粉煤灰：水=150（kg）：650（kg）：400（kg）：440(kg)。

2、注浆参数。注浆压力是注浆施工主要的控制指标。理论上对于自稳性差的地层，注浆压力应与开挖面的水土压力之和平衡。注浆压力应比理论值稍大，根据本段地质和隧道的覆土厚度情况，注浆压力控制在0.16～0.20MPa。

3、注浆方法。注浆采用φ48长导管，注浆孔沿线路纵向间距600mm，横向间距600mm，梅花状布置，管身设φ8溢浆孔，孔间距15cm，注浆顺序采用跳孔注浆的方式，隔孔注浆，待浆液稳定后再进行回注，铁路路基东西两侧的注浆孔位交叉布设。

4、注浆量。盾构机的刀盘外径为6230mm（隧道内径φ=5400mm 米，管片厚=300mm，每环管片长L=1200mm），每环同步注浆需求量为理论注浆量的150％～200％，计算得：Q= 4m3～5.5m3。注浆量还应根据隧道收敛监测情况随时进行调整和动态管理。

3、注浆隐患处理。路基注浆应与线路加固施工密切配合，发现线路沉降后，及时调整加固体系，以确保轨道的水平，高低，轨距等满足技术规程的要求。在对线路进行注浆加固施工期间，亦应对铁路路基及地面进行严密的监控量测，防止产生路基及地面隆起。

在地铁15号线穿越地道桥施工过程中，对京承铁路及府前西街地道桥实施独立、公正的监测，通过现场安全监测、现场安全巡视，掌握京承铁路及府前西街地道桥在地铁施工过程中的沉降变形及受影响情况，为铁路局等各相关单位提供参考依据，以便对施工过程实施全面监控和有效控制管理，确保工程安全和运营安全。

【参考文献】

[1]洪开荣，吴学松 陈馈.盾构施工技术[M].人民交通出版社,2009.

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中图分类号：U231 文献标识码： A

目前在我国的地铁隧道施工中已经广泛采用盾构法施工，盾构法施工主要技术为始发、掘进、到达等几个方面，其中盾构始发环节是盾构施工工法的一个关键环节。盾构始发技术有两种：一种为整体始发，将盾构机连同后配套拖车一起吊入始发端，组装后连成整体始发掘进；另一种为分体始发，当受盾构始发场地限制时，将盾构机主机和一部分主要的后配套拖车吊入到始发端始发，剩余拖车通过管线延长放置在地面上，待盾构隧道掘进到足够的长度后，再将另一部分拖车重新组装后按整体始发的模式进行第二次始发。

1、工程概况

本区间左右线分别采用海瑞克S179、S460两台盾构机由大里程方向往小里程方向掘进。两台盾构机均为5节拖车，以2号拖车为例，拖车边缘到线路中线均为2550mm。S179断面图详见图1。

图1S179二号拖车断面图

始发段在平面位置上属于直线段，在竖直方向上为2‰的坡度。始发站为地下双层车站，洞门段围护结构采用玻璃纤维筋，标准段侧墙与线路中心距为2150mm，端头段底板标高比标准段低1600mm。

端头处地质地层自上向下依次为素填土（2m-4.1m）、粉质粘土（2.4m-4.1m）、卵石土（4m-4.5m）、粉质粘土（0.7m）、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩。盾构隧道洞体地质情况自上至下为：卵石层（0～1m）、强风化泥质粉砂岩（1～2m）、中下部为中风化泥质粉砂岩；上方地层为：杂填土（2～4m）、粉质粘土（2.4～4.1m）、卵石层（3.5～5m）。始发阶段前70m均有卵石、砾砂地层侵入隧道，隧道埋深10～11m。

2、始发方案对比

由于车站侧墙与线路中心线距离的约束，无法采用常规的整体始发。

S460的人行路板在最外侧，而S179则在内侧，根据现场测量路板的宽度，割除路板后，可满足整体始发要求。因此右线区间隧道采用S460并在始发阶段割除人行路板，待后配套通过标准段侧墙后再焊接上。该方案既经济又不影响施工质量及工期。

本文重点探讨的是左线S179盾构的始发技术，对于车站长度或者宽度尺寸不够时，通常采用分体始发方式，存在以下几个缺点：

（1）需延长管线，将5节拖车至于地面轨道上，购置足够长的管线与盾构机主机连接，这将会增加项目成本100万左右；

（2）无法正常出土，盾构掘进产生的渣土无法正常通过皮带运输至矿车上，需要另外加工小型渣土斗，且运输渣土效率低下，将会严重影响施工工期；

（3）需要进行二次始发，待掘进至能够满足盾构机整体长度时，需要将后配套从地面转移至地下。

经过综合分析，我们采用偏中线斜体始发，即将盾构机主体偏移线路中线、并与线路中线以一定夹角进行始发，这既不会造成项目成本的增加亦不影响施工工期，唯一的缺点是需要严格控制始发质量，避免出现超出规范规定的隧道界限要求。

3、偏中线斜体始发方案

3.1S179各拖车实测尺寸

S179盾构机已施工多个区间，为了防止该盾构在之前施工过程中发生变形，特对后配套各节拖车与铺设轨道中线距离及其余尺寸进行实测，以便对后期铺轨提供参考，各拖车尺寸见表1。

表1S179实测尺寸统计表（单位：mm）

由上表可看出，多个拖车右侧与铺轨中心线的距离大于侧墙与线路中心线的距离，因而无法按照线路中心线铺设轨道。

3.2轨道铺设方案

因尺寸限制，轨道的铺设将决定始发的成败，轨道铺设的原则为：

(1)后配套拖车能在铺设的轨道上正常行走，满足其最小转弯半径，同时不影响出土矿车行走；

(2)后配套行走时，不与侧墙发生磨蹭；

(3)尽可能减少盾构始发掘进后盾构姿态的调整，避免出现盾构姿态超限。

经过反复研究论证，采用以下方式进行始发：

(1)在标准段前沿轨道中线距离侧墙2700mm，后8m将轨道距离侧墙距离调整为3000mm，其余均按2700mm布置，示意图见图2。

图2始置示意图

(2)设置6环负环，将盾构机主体前点（即洞门钢环处）偏离中线80mm，按照15‰的斜率进行始发台及反力架定位。

3.3始发流程

盾构始发流程见图3。

图3始发流程框图

本文就始发基座安装及洞门密封、洞门凿除等与常规整体始发不同之处进行阐述，其余均同常规始发技术。

3.4始发基座安装

盾构机组装前，依据轨道铺设方案定出的盾构进洞姿态空间位置，然后反推出始发基座的空间位置。由于始发基座在盾构始发时要承受纵向、横向的推力以及约束盾构旋转的扭矩，所以在盾构始发前，对始发基座两侧与车站预埋件及钢支撑进行连接固定。

本次始发台在后配套进入车站内后由测量组在车站底板进行放线，准确放出始发台安装的具置，考虑盾构机的自重，始发台比设计标高上抬20mm；因本次始发在2‰的下坡，所以始发台为2‰下坡为准；始发台基本安装好后，由测量组检查中线以及高程，并根据检查结果再对始发台进行精确调整。

3.5洞门凿除

始发井基坑围护桩为Φ1000mm@1150mm玻璃纤维筋混凝土钻孔桩；桩间采用Φ800mm的三重管旋喷桩止水；洞门在盾构始发进行了土体加固，能够确保洞门围护结构在破除后可以短暂的稳定和不渗漏水。

尽管洞门圈范围内围护结构均采用盾构可直接切削的玻璃纤维筋，但考虑到若不进行洞门凿除，直接利用盾构刀盘切削围护桩，刀盘将会破坏帘幕橡胶板，影响盾构始发的洞门密封。此外，由于盾构机采用斜体始发，洞门掌子面需要采用凿出一个斜面，根据盾构机刀盘的厚度以及帘幕橡胶板的尺寸计算出洞门左侧需要凿除60cm，右侧需要凿除45cm。该方案即可满足盾构始发要求，同时亦能减少掌子面暴露时间，提高始发安全系数。

3.6洞门密封

盾构在始发过程中，为防止泥浆从洞门圈与盾构壳体间的空隙泄露在盾构始发井内，影响开挖面土体的稳定，盾构始发前必须在洞门处设置性能良好的密封装置。

本工程洞门密封为72块折页压板+帘布橡胶板。预埋钢板内径为6620mm，盾构机刀盘外径为6280mm，管片采用内径5400mm，外径6000mm的预制混凝土管片，帘布橡胶板内径为5460mm。由于盾构采取偏离中线80mm始发，因此需要对折页压板进行改造，以确保始发过程中洞门处密封装置的性能良好。将折页压板由顶部顺时针排序，为了便于施工，减少改造的工作量，本次改造采用的是将部分折页压板的螺栓孔位置移动，部分折页压板加长等措施以满足洞门密封要求。折页压板改造图如图4。由图中可以看出，71#～4#、34#～39#位置折页压板无需改造，49#～61#位置无法安装折页压板，该处位置在盾构机完全进洞后可用∅25钢筋弯折焊于钢压板上，防止注浆时由于压力过大造成帘布橡胶板外翻，以确保洞门密封。具体折页压板改造尺寸见表2。

表2折页压板尺寸改造统计表（单位：mm）

图4折页压板改造尺寸图

3.7始发掘进

盾构机采用偏离中线-80mm（水平姿态-80），以+15mm/m的大趋势始发，通常盾构机尚未脱离始发台时，不能过多调向，且盾壳与始发台之间的环向摩擦很小，盾构机容易旋转。但若等盾构机主机全部脱离始发台后再进行姿态调整，则此时的刀盘水平姿态为+46mm，趋势为+15mm/m，盾构机必然会超限（姿态超出+100mm）。

因此本工程采取的是刀盘进洞4.5m后（即前体、中体均已脱离始发台，仅剩盾尾在始发台上时）进行姿态调整。此时，刀盘理论上偏离中线-13m，趋势仍为+15mm/m，对盾构机姿态进行调整，防止盾构机超限。除了尽早对盾构机进行姿态调整外，还采取以下措施防止盾构机超限：

（1）盾构机开始姿态调整时将掘进方向右侧靠近盾尾的木楔不楔紧，掘进时将始终将左侧的木楔子楔紧，给盾尾一个向右的活动空间；

（2）值班工程师应提前准备转弯环，保证该段管片姿态与盾构机姿态吻合；

（3）进洞开始同步注浆时考虑管片位移，在管片姿态较大侧加大同步注浆量及注浆压力；

（4）拼装负环管片时，适当将管片往右侧安装；

（5）加密管片姿态测量的频率，并根据管片姿态反馈指导施工。

除了控制管片姿态外，始发掘进中还需要注意以下几点：

（1）出渣量控制：根据该段地质情况以及之前的掘进情况，始发掘进时采用保满仓土压掘进，控制出渣量。该段出渣量按照5.3车/环的标准进行控制。同时应尽量控制为300mm出渣一车（5车/环，16方/车）；

（2）速度及推力控制：逐步加大推力至1000～1200T，提高掘进速度至20mm～30mm/min，时刻观察反力架，始发台，出现反力架、始发台支撑位移、焊缝开裂、工字钢变形等立即保土压停机并加固反力架；

（3）刀盘转速及扭矩的控制：盾构机扭矩可控制在180bar左右，刀盘转速控制在1.4r/min～1.6r/min之间。

4、技术控制重点

本工程始发的重点是要确保盾构机姿态满足不超限，同时施工质量亦要满足规范要求。因此本次始发的控制重点主要有以下几点：

（1）测量组按照图纸将轨道转折点，反力架，始发台精确定位，偏差应在1cm以内。因本次始发精度要求较高，测量组长复核测量内容，避免出现偏差过大的情况；

（2）对始发台、反力架进行全面的检查与修理，安装固定必须在定位完成后进行，反力架支柱底部必须以钢板垫实，始发台必须通过固定于地面上，近洞门端须支撑于始发井前端内衬墙上；

（3）对折页压板必须严格按照要求改造，且每块折页压板必须编号，按照图示顺序安装，避免出现安装位置错误或者改造尺寸不对情况的出现；

（4）密切关注后配套拖车与侧墙、反力架、负环管片位置关系，出现拖车位置侵限等情况立即保土压停机进行处理；

（5）确保管片供应，以便于盾构机姿态调整；

（6）确保盾构机机况良好，避免在始发过程中出现故障造成停机，且保证在调整姿态时能提供较大的压力差。

5、始发掘进后效果

通过始发掘进后近15环掘进，成功将趋势降为正常水平，且并未出现超限情况，管片质量情况亦较好。隧道成型管片见图5。

图5隧道成型管片照片

6、结语

偏中线斜体始发技术是一项系统工程，虽然盾构机姿态控制难度大，可能造成超限，影响盾构施工质量。但是若能严格控制各个工序的施工过程，采取有力措施，精心操作，严格控制掘进过程中盾构机的姿态，将会比分体始发节约不少成本及工期。

[参考文献]

篇12

随着城市化的发展，目前我国各大城市都在大力发展城际轨道交通，隧道盾构施工项目随之增加，受使用功能的要求，大直径土压平衡盾构施工也有增多的趋势。且各项施工要求均提出了更高的要求。

工程概况

莞惠城际轨道交通项目工程GZH-12标盾构区间采用直径8.8米的海瑞克土压平衡盾构机进行施工，区间在GDK100+100处设防淹门兼电力井，该竖井位于惠州市云山西路与文昌一路交汇路口西南侧，场地处属冲积平原，地势平坦，地面高程15.91-16.14m，基坑长32.53m，宽12.6m，采用明挖法施工，开挖深度35.7m。电力井基坑在盾构通过后由回填砂土、细石混凝土与洞门分层进行了回填如下图所示。

电力井管片拆除施工前具备开挖条件，需要对每个洞门的洞门处及洞门外各6环管片进行补充注浆，共计24环。电力井开挖施工时，要对电力井内的管片进行拆除，左右线共16环管片需要拆除。

二、总体施工方案

1、洞内注浆施工方案

根据开挖及洞门凿除期间情况分析，电力井漏水点主要集中在管片与连续墙之间的空隙局部存在注浆不密实形成的通道，因此注浆主要对通道进行封堵，并对连续墙外一定范围管片外进行加强注浆。

（1）连续墙内的管片注浆

在连续墙内的管片，主要采用双液浆进行补浆。该处管片在预制时已增加注浆孔，要求依次打穿所有孔进行注浆，注浆压力控制在0.5～1MPa。注浆顺序为先上后下，打注浆孔时要求打穿至注浆孔外150mm，即总共打入550mm（含管片厚度）。每个洞门有2环，合计8环。

（2）连续墙外管片注浆

连续墙外的管片，隧道上半部分处于砂层中，地下水丰富、渗透性高，需要扩大注浆范围。注浆前，先打入带球阀的钢花管，并封堵花管与注浆孔之间的空隙后进行注浆。钢花管总长度1m，注浆先采用单液浆，注浆压力控制在0.5～1.0MPa，当每个孔注浆量超过4m3时改注双液浆，直至压力满足要求。隧道下半部分处于岩层中，只需打开注浆孔直接注浆，每个洞门处有4环管片，共计16环。

2、洞内加固施工方案

由于在拆除管片时，管片刚体在卸载后产生移位变形，影响隧道成型管片质量。为避免此类事情发生，必须在管片拆除前在洞内一定范围内（在电力井洞门往内各5环，总计20环）进行管片加固，使得该处管片形成整体，避免管片移位变形。洞内加固方法分两种：第一种，纵向加固，第二种环向加固。

（1）纵向加固

3、管片拆除施工方案

（1）凿除中间环管片

由于盾构掘进时掘进力较大（20000KN），管片间嵌固的比较牢靠，拆除第一环管片比较困难。

第一步：开挖至露出上半部分管片时，然后对中间环（第一环）封顶块进行凿除。先对中间环封顶块选择合适吊点位置（每块为2个）处混凝土钻孔机在管片上方进行人工钻孔，洞内架设预制三角架，孔洞大小为能穿过钢丝绳即可；对20T龙门吊、钢丝绳穿过吊装孔进行悬吊保护，保证不发生脱落，然后解除封顶块螺栓，在管片上方对封顶块沿着管片环缝、纵缝周围进行钻孔切割，直至脱落。

第二步：拆除中间环上半部分管片。

采用相同方法进行剩余上半部分管片的拆除。

第三步：待开挖到底，设置临时支撑见本节4）和图2-7

第四步：利用炮机进行凿除中间环下半部分管片。

开挖到底，对需要进行凿除的管片，解除相连螺栓，200挖机更换炮头进行凿除。

（2）凿除剩余环管片

拆除顺序为依次从中间环向两边洞口方向进行由于此处拆除方法相同，以拆除第二环为例进行说明。

（1）拆除管片，必须从上到下顺序进行逐块拆除。

（2）对20T龙门吊、钢丝绳穿过吊装孔进行悬吊保护，保证不发生脱落，并解除该块管片周边的连接螺栓。洞内架设预制三角架，松开螺栓后即可进行管片吊出。

（3）采用相同方法进行剩余上半部分管片的拆除。

（4）待开挖到底，设置临时支撑见本节4）和图2-4

（5）拆除剩余下半部分管片。

（3）拆除洞口环管片

1、拆除施工方法

拆除洞口环管片根据管片嵌入洞内深度不同分为两种情况：

第一种情况：洞口环管片嵌入洞内深度小于20cm。

由于洞口环管片部分嵌入电力井端墙内，首先用20T龙门吊将最上方管片块垂直吊住，然后解除此块周边的连接螺栓，在该块管片与第1环管片衔接处用风镐、大锤打入3个钢楔块，利用钢楔块将该块管片顶松动，即可顺利将该块管片拆除，再依次从上向下将剩余管片拆除。

第二种情况：洞口环管片嵌入洞内深度大于20cm。

由于洞口环管片嵌入电力井端墙内深度过大，拆除困难，而且存在渗漏危险。需要对洞口环管片进行沿着端墙面环向切除。

2、防渗漏措施：

由于洞门口管片环拆除时，洞门仍然存在渗漏风险，连续墙与管片之间采用钢板封堵。挖出一块封一块。钢板要固定在连续墙面上，贴在管片，并在管片上打入膨胀螺栓卡住。在钢板上留注浆管，一旦出现漏水，可注浆。

①材料准备：钢板采用（400mm+450mm）×500mm梯形；10mm厚钢板，并进行开孔处理。（每块钢板开4个?22mm的膨胀螺栓割孔），并每个洞门内预留六块钢板为有预留?60mm注浆管孔的钢板。如图2-4。

②测量放线：盾构隧道采用管片外径为8500mm，400mm厚钢筋混凝土衬砌。在电力井凿除洞门时，为了盾构能顺利通过，凿除洞门直径为9100mm。则连续墙与管片外径缝隙径向长300mm。如图2-5所示测放出钢板螺栓孔的轨迹线并标识。第一排膨胀螺栓孔轨迹线直径为8400mm，第二排膨胀螺栓孔轨迹线直径为9200mm。

③固定钢板：拆除洞口管片时每拆除一块管片，则立即固定该范围内的钢板。采用冲击钻在测量出的轨迹线上钻孔，使用龙门吊机进行钢板吊装，吊装至位置时，使用M22膨胀螺栓固定。重复上述工序，直至完成所有钢板贴墙固定工作。

④注浆孔预留：在12点，2点，4点，6点，8点，10点方向各留一块钢板并预留?60mm带球阀的注浆管孔的钢板。一旦出现漏水，可采取及时注浆方法进行堵漏。

（4）设置临时钢管支撑

在拆除电力井内所有上半部分管片后，及时在管片上安装临时钢管支撑安装。具体做法如下：待完成所有管片的上半部分拆除工作并土方开挖至底后，及时进行临时钢管支撑安装，临时钢管支撑共有4根，采用直径600mm（壁厚16mm）的无缝钢管，单根长度为12.4m，为了减少支撑的跨度，在每根支撑的中部设置一根竖向支撑，立柱采用直径600mm，（壁厚9mm的螺旋焊钢管）。为减少应力集中，保证管片受力均匀，在洞口环管片上部220°范围内安装一层用型钢加工的箱型结构，然后将支撑顶在箱型结构上。

三、结语

经过周密的施工准备和科学合理的现场组织，该项目的16环管片顺利进行了拆除，且洞门处理也顺利完成，此次大直径土压盾构中间竖井管片拆除施工，不仅节约了工期，为后期电力井主体结构施工提供了有利条件，也为以后类似工程的大直径、大重量的中间竖井管片拆除积累了丰富的经验。

参考文献

[1] 刘建航 候学渊 . 盾构法隧道 [M]. 北京：中国铁道出版社，1991.