盾构施工地铁工程论文

盾构施工地铁工程论文（精选11篇）

盾构施工地铁工程论文 第1篇

城市地铁盾构施工会对地表、地面建筑、地下管线及构筑物等带来影响。本文通过对采集的测量成果的分析、了解隧洞及地层的稳定性、动态变化、检验设计参数等,减小盾构机在施工过程中对地表及建筑物造成的伤害,确保地表及建筑物的安全,为今后城市地下建筑施工对地表的影响提供参考。监测点位是采集数据的根本,调整施工方案的前提。通过对基坑、基坑周边建筑物、道路、地下管线等监测数据的采集、整理和综合分析,了解各监测对象的实际变形情况,以便实时反应出施工过程中对地面建筑物和地下管线的安全影响,及时修改施工方案。

2 监测内容

本文以广州地铁5号线鱼珠站至大沙地东站为例,简要的分析了城市地铁盾构施工的监测工作。根据本工程的设计要求,结合工程实际情况,并考虑在盾构掘进过程中会对地层产生扰动,有可能引起地表建筑物的沉降或变形,且有隧道直接穿越淤泥层和砂层段,故确定以下监测方案:

以盾构法施工的始发端、到达端,联络通道里程位置,隧道穿越的公路、隧道直接穿越淤泥层砂层段为特殊重点监测区段。共设6个监测主断面:分别在盾构始发端头、盾构到达端头各设两个监测主断面,两个联络通道里程位置各布设一个。沿线路方向穿越地表公路上设1个监测主断面,1个监测次断面。根据本工程的特点,确定以下监测内容:

1)公路地表沉降、隆起监测;隧道三维监测(包括拱顶沉降、内空收敛)。

2)监测主断面,包含所有监测项目。监测主断面布置见图1。

3)监测次断面,以监测地面隆起(沉降)和拱顶下沉、隧洞管片上的净空收敛点及建筑物沉降为主。监测次断面布置见图2。

公路地面上沉降点的布置方法:先用抽孔钻机钻出φ110mm的孔,再打入600mm长的φ12mm钢筋作为沉降监测点布置见图3。

3 沉降监测的观测时间及精度要求

正常情况下的监测时间按设计要求进行,监测点的初始值必须在盾构机到达1周前测定(或盾构刀盘里程前30米),取三次观测数的平均值作为初始观测值,提高测量精度,确保数据的连续性及可靠性。在盾构施工过程中的监测则按规范GB50299-1999《地下铁道工程施工及验收规范》中规定的监测频率或按设计要求进行观测。随着盾构机通过该监测点后还应继续观测1~2周,或根据连续5天以上的监测数据显示该监测点的监测值已经稳定,可提前结束该项目的监测(或盾构机通过该监测点50米以上)。监测过程中施工监测成果要按规定格式编写,并定期报监测日报、周报及月报表,遇特殊情况(如出现波动幅度大或达到预警状态等)可先通过电话等方式及时反馈到设计、现场施工方。

当监测点达到预警的情况时,就必须在日常的监测中加大观测频率。在达到橙色预警时(位移或沉降值达到极限值的80%-100%之间时),需加强观测、增加量测频度、检查量测设备,分析原因、提出施工建议。在达到红色预警时(位移或沉降的绝对值达到极限值的100%时),需增加测点,增加量测频度。

4 沉降观测所使用的仪器

采用精度应不低于DS05级(DSZ2,或DNA03,Ni007水准仪)水准仪和铟钢水准尺。对观测所采用的电子水准仪和铟钢尺等监测仪器及设备原件(必须经具有国家检定资质单位检定通过)须满足设计、合同及工程需要。

每次沉降观测后要进行外业精度评定,必须将观测时的水准线路闭合(或附合)到附近的高程控制点,计算出本次观测的闭合(或附合)差,且需在二等水准测量规范要求限差以内。

达到以上限差要求的成果才可视为合格的外业观测成果,并进行内业计算。在沉降观测每周期的观测中,尽可能保持同样的水准路线,使用同一台仪器和保持同一人观测,以确保观测的精度,提高观测速度和成果的可靠性。

5 洞内三维监测

洞内三维监测主要是指对隧道拱顶沉降、隧道净空收敛的观测。

在隧道内布设反光片作为沉降观测点和基准点。采用全站仪测量各个点的三维坐标,对测量成果进行计算,从而得出隧道净空的空间变化状态、实时变化状态。

洞内三维监测断面与地面的主、次断面布设相一致,沿隧道方向每100m左右可布设一个监测次断面,一般设1拱顶沉降观测点,2个收敛观测点;监测主断面处增设2个收敛观测点,每300m设一主断面。监测频率为:开挖面距离监测点距离<2D,1-2次/d。开挖面距离监测点距离<5D,1次/2d。开挖面距离监测点距离>5D,1次/周(注:D—隧道开挖宽度)。

6 监测报表的内容及报送时限

1)每天把监测成果以日报的形式发送到盾构机操作手及值班人员,作为施工调整和安排的依据,内容包括不限于标题、监测的数据、测量人员等部分组成。其中标题应标明监测项目、监测时间、报表编号等。监测数据包括监测点号、原始值、本次观测值、跟上次测量及原始值的对比变化量。落款应标明测量单位、计算、复核人员等。其必须在当天测量完成后立即送工程部、值班人员。

2)周报表主要是汇总一周的监测数据,做出阶段性小结,周报内容同日报一致,其必须在每周末最后一天送工程部及监理工程师。

3)月报表主要归纳、总结本月工程监测数据,内容同周报一致,其必须在每月末的30日前报送工程部及监理工程师。

同时,建立健全监测工作的质量保证体系,确保各项监测工作严格按监测方案及规范实施,保证监测数据的准确性和真实性。

7 监测工作制度

为保证监测工作顺利有效并安全地实施,建立一套健全的安全工作保证体系,严格按其规定程序执行各项监测作业。

1)总结以往监测施工过程中的安全生产经验教训,对于成功的控制方法进行总结推广。

2)监测的过程中必须具有合理的安全设计或安全技术措施,并认真执行。

3)监测设备必须符合技术和安全规定。4)监测的人员必须经过安全生产教育培训。

5)监测方案和安全技术措施必须给参加本项目的人员进行交底。安全技术措施交底后必须做到人人明白,心中有数。

6)监测工作的各级各类人员的安全责任制必须落实。

7)在监测工作开始前,必须制定安全预防措施。并对不安全因素制定有效的控制措施。

8 结语

地铁盾构施工技术试题 第2篇

（含选择题80道，填空题25道，简答题10道）

一、选择题：（共80题）

1、刚性挡土墙在外力作用下向填土一侧移动，使墙后土体向上挤出隆起，则作用在墙上的水平压力称为（）。

A．水平推力B．主动土压力C．被动土压力

2、混凝土配合比设计要经过四个步骤，其中在施工配合比设计阶段进行配合比调整并提出施工配合比的依据是（）。

A．实测砂石含水率

B．配制强度和设计强度间关系

C．施工条件差异和变化及材料质量的可能波动

3、盾构掘进控制“四要素”是指（）。

A．始发控制、初始掘进控制、正常掘进控制、到达控制

B．开挖控制、一次衬砌控制、线形控制、注浆控制

C．安全控制、质量控制、进度控制、成本控制

4、盾构施工中，（）保持正面土体稳定

A．可 B．易 C．必须

5、土压平衡盾构施工时，控制开挖面变形的主要措施是控制：（）

A．出土量B．土仓压力C．泥水压力

6、开挖面稳定与土压的变形之间的关系，正确的描述是：（）

A．土压变动大，开挖面易稳定 B．土压变动小，开挖面易稳定

C．土压变动小，开挖面不稳定

7、土压平衡式盾构排土量控制我国目前多采用（）方法

A．重量控制B．容积控制C．监测运土车

8、隧道管片中不包含（）管片

A．A型B．B型 C．C型

9、拼装隧道管片时，盾构千斤顶应（）

A．同时全部缩回B．先缩回上半部 C．随管片拼装分别缩回

10、向隧道管片与洞体之间间隙注浆的主要目的是（）

A．抑制隧道周边地层松弛，防止地层变形

B．使管片环及早安定，千斤顶推力能平滑地向地层传递 C．使作用于管片的土压力均匀，减小管片应力和管片变形，盾构的方向容易控制

11、多采用后方注浆方式的场合是：（）

A．盾构直径大的B．在砂石土中掘进 C．在自稳性好的软岩中掘进

12、当二次注浆是以（）为目的，多采用化学浆液。

A．补足一次注浆未填充的部分 B．填充由浆液收缩引起的空隙 C．防止周围地层松弛范围的扩大

13、盾构方向修正不会采用（）的方法

A．调整盾构千斤顶使用数量 B．设定刀盘回转力矩

C．刀盘向盾构偏移同一方向旋转

14、以下选项中，不是盾构机组成部分的是（）

A．切口环B．支撑环C．出土系统

15、以下选项中，不是盾构法施工隧道的主要步骤（）

A．在拟建隧道的始发端和到达端各修建一个工作井，盾构在始发端工作井内安装就位。

B．依靠盾构千斤顶推力将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出。C．盾构穿越工作井再向前推进

16、施工组织设计必须经（）方为有效，并须填写施工组织设计报审表

A．上一级技术负责人审批 B．上一级企业的技术负责人审批

C．上一级企业（具有法人资格）的技术负责人审批加盖公章

17、实行监理的工程，工程竣工报告必须经（）签署意见

A．监理工程师B．建设单位C总监理工程师

18、工程竣工报告应（）加盖单位公章

A．项目经理和施工单位有关负责人审核签字 B．经项目经理签字

C．经施工单位有关负责人审核签字

19、施工技术管理的主要工作内容不包括（）

A．科技信息B．工程测量C．技术交底 20、盾构施工时应该有有效措施加以控制的是（）A．刀盘磨损B．油量损耗C．盾构姿态

21、密闭式盾构掘进控制要素不包括（）

A．开挖B．线型C．二次衬砌

22、盾构施工中，对进出洞口外侧的土体进行改良的目的（），保证盾构进出洞安全。

A．减小土体抗剪强度B．提高土体抗压强度C．提高土体刚度

23、盾构进洞前必须做好的工作有（）

A．再次加固进洞口外侧土体B．盾构轴线的方向传递测量 C．检修盾构机

24、开挖面的土压控制值是（）

A．地下水压B．土压C．地下水压，土压，预备压之和

25、土压平衡式盾构机，理想地层的土特征是（）

A．止水性低B．内摩擦大C．塑性变形好

26、控制土压仓内土砂的塑性流动性，是土压平衡式盾构机施工最重要的要素之一，一般根据（）掌握其流动性

A．开挖面稳定性B．地层变化结果C．排土性状，土砂传输速率，盾构机械负荷

27、泥浆性能控制是泥水平衡式盾构机施工的最重要要素之一，泥浆性能包括：物理稳定性，化学稳定性，（）

A．相对密度B．含水率C．液限指数

28、隧道管片连接螺栓紧固的施工要点不包括（）

A．先紧固轴向（环与环）连接螺栓，后紧固环向（管片之间）。连接螺栓

B．先紧固环向（管片）连接螺栓，后紧固轴向向（环与环之间）。连接螺栓

C．采用扭矩扳手紧固，紧固力取决于螺栓的直径与强度

29、一般对注浆材料的性能要求不包括()A．水污染环境

B．良好的填充性，注入时不离析，注入后体积收缩小 C．阻水性高

29、当盾构机掘进遇到（）情况时，应该立即停止掘进

A．盾构本体滚动角不大于3度 B．盾构轴线偏离隧道轴线不大于50mm C．盾构前方地层发生坍塌或者有障碍时 30、闪开式盾构机不包含（）

A．手掘式B．机械挖掘式C．土压平衡式盾构

31、异性盾构不包括（）

A．多圆形B．矩形C．圆形

32、盾构机的主要选择原则中没有（）

A．适用性B．技术先进性C．可靠性

33、盾构机的选择除满足隧道断面形状和外形尺寸外，主要不包含盾构机（）等

A．种类B．性能C．辅助工法

34、土压平衡式盾构机在（）土质应用前，不需要进行辅助工法，辅助设备等等充分验证

A．泥岩B．卵岩C．松散沙砾

35、始发工作井的长度应该大于盾构机主机长度（），宽度应大于盾构直径（）

A．1m,1mB．2m,2mC．3m,3m

36、始发，接收工作井的井底板宜低于进出洞洞门底板标高（）

A．700mmB、600mmC．500mm

37、地铁隧道贯通测量中误差规定：横向中误差为（）mm，高程中误 差（）mm

A．±25，±25 B．±50，±25 C．±50，±50

38、盾构掘进施工过程中，应在盾构起始段（）m进行试掘进，并根据试掘进调整、确定掘进参数。A．50-100 B．60-100C．60-120

39、盾构现场验收不包括（）

A．盾构壳体B．拼装机C．始发架

40、盾构始发掘进前，应该对（）进行检查，合格后方可进行掘进。A．始发架B．拼装机C．洞门经改良后的土体

41、实施盾构纠偏必须逐环，小量纠偏，必须防止过量纠偏而损坏已拼装管片和（）

A．盾尾密封 B．千斤顶 C．拼装机

42、盾构到达接收井（）m前，必须对盾构轴线进行测量并作调整，保证盾构准确进入接收洞门。A．100 B．50 C．30

43、地铁轴线允许偏差为（）mm和高程允许偏差为（）mm A．±50，±50 B．±25，±25 C．±50，±25

44、同步注浆的注浆速度，应该根据注浆量和（）控制 A．掘进速度 B．出土量 C．盾构类型

45、壁后注浆材料应满足（）流动性等要求。A．掘进速度 B．注浆速度 C．强度

46、隧道施工运输不包括（）

A．水平运输 B．垂直运输 C．管片进场运输

47、成型地铁隧道验收规范规定：隧道平面允许偏差（）mm，高程允许偏差（）mm A．±50，±25 B．±25，±25 C．±100，±100

48、成型地铁隧道验收规范规定：相邻管片径向错台()mm,相邻管片环向错台（）mm A．10,10 B．15,15 C．10,15

49、以下选择项那个不是盾构选型的依据（）A．开挖面稳定 B．衬砌类型 C．区间长度

50、使用()盾构隧道施工平面布置时必须设置中央控制室。A．闭胸局部气压式 B．泥水加压平衡 C．土压平衡

51、浅埋式地铁车站的出人口设置不宜少于()个。A．5 B．3 C．4

52、盾构掘进施工必须建立（）和监控量测系统 A．质量体系 B．安全体系 C．施工测量

53、管片错缝拼装时，封顶块先搭接（），径直推上，然后纵向插入。A．1/2 B.1/3 C.2/3

54、盾构推进过程中，地表最大变形量在()之间。A.+30～-10mm B.+10～-30mm

C.+20～-30mm

55、同步注浆的浆液稠度须控制在（）范围内。A.10～11cm B.10.5～11.5cm C.11.5～12.5cm

56、洞口止水帘布装置安装顺序为（）。A.扇形板→帘布橡胶板→圆形板 B.圆形板→扇形板→帘布橡胶板 C．帘布橡胶板→圆形板→扇形板

57、在穿越过程中，应及时加注（）以避免盾尾涌水。A.聚氨酯 B.盾尾油脂 C.惰性浆液

58、螺旋机排土不畅时，在螺旋机或土仓中适量地加注（），提高出土的效率。

A.聚氨酯 B.水或泡沫等润滑剂 C.油脂

59、盾构是否能沿设计轴线（标高）方向准确前进的关键是控制好（）。A.出土量 B.掘进速度 C.千斤顶推力 60、出洞洞门混凝土外层凿除应（）。

A.先下部后上部 B.先左部后右部 C.先上部后下部

61、在曲线段（包括水平曲线和竖向曲线）施工时，盾构机推进操作控制方式是控制和调整（）的油压。A．螺旋机 B.推进油缸

C.牵引油缸

62、盾构掘进的最大坡度不超过（）

A．50 ‰ B.40 ‰ C.28‰

63、盾构区间混凝土管片抗渗等级应≧（）。

A．S10 B.S11 C.S12

64、盾构掘进过程中，坡度不能突变，隧道轴线和折角变化不能超过()。

A.0.4%

B.0.5%

C.0.6% 66、前后两环管片内弧面的不平整度称为（）。A．张角 B.喇叭 C.踏步

67、防止造成管片压坏，管片的堆放层数不可超过（）块。A．三 B.四 C.五

68、施工时必须严格控制管片拼装精度，相邻管片间的“踏步”允许偏差为（）。

A．3mm B.4mm C.5mm 69、管片拼装过程中须注意（），及时纠正环面，防止管片碎裂。

A．盾尾间隙 B.推进速度 C.千斤顶行程 70、传递高程时应该独立进行（）次，高程较差应小于（）A．3，3 B.2，2 C.3，2

71、直线隧道的导线平均边长宜为（）m，曲线隧道的导线平均边长宜为（）m A．150，60 B、200，100 C.150，100 72、导线测量中，2c值不超过（）秒

A．9 B、15C.20

73、导线测量中。左右角各测2测回，左右角平均值之和与360度较差应小于（）秒 A．4 B、6C.9

74、施工控制水准点应该按照（）m,布设一个。A．200 B、120C.150 75、盾构姿态测量不包括（）

A．千斤顶行程 B、横向偏差C.竖向偏差 76、隧道竣工测量不包括（）

A．法面超前量 B、轴线水平偏差C.轴线高程偏差

77、隧道横断面可以采用全站仪极坐标法进行测量，测量误差为（）mm A．±10 B、±20C.±15

78、管片拼装中，第一片管片定位量允许偏差是（）。A.3mm B.4mm C.5mm 79、出洞洞门混凝土外层凿除应（）。

A.先下部后上部 B.先左部后右部 C.先上部后下部 80、出洞防水装置不包括（），A、扇形圆环板 B、连接螺栓和垫圈。C、橡胶止水条

、二、填空题：（共25题）

1、常用盾构机可分为土压平衡盾构机，泥水平衡盾构机。

2、土压平衡盾构机工作原理中的平衡是指：推进压力与地层、地下水压力相平衡。

3、盾构机施工隧道的辅助工法一般有：压力法、冻结法、降水法、注浆法等。

4、工程信息主要从文件资料，现场施工祥勘等方面取得。

5、盾构法施工过程中，同步注浆浆液量控制在建筑空隙的150％~200％.6、工程施工目标主要有工程质量目标，工程安全目标，工程进度目标等

7、盾构法施工中，冷冻法按照其冷却位置的方式，可以分为水平冷冻，垂直冷冻。

8、管片拼装按照其整体组合可以分为通缝拼装，错缝拼装，通用楔形管片拼装。

9、管片拼装顺序可分为先下后上，先上后下。

10、构法施工隧道时所需的监测内容可分为土体介质监测，周围环境监测，隧道变形监测。

11、盾构法施工隧道的注浆可分为同步注浆，二次注浆。

12、同步注浆的浆液类型一般可分为惰性浆液，可硬性浆液。

13、同步注浆惰性浆液的材料粉煤灰，膨润土，黄砂，水。

14、同步注浆可硬性浆液的材料粉煤灰，水泥，黄砂，水。

15、二次注浆的材料水泥，水，水玻璃。

16、盾构姿态包括推进坡度，平面方向，盾构自身的转角。

17、隧道施工测量布设地面控制网可以采用三角锁法，导线法，三角锁和导线结合法。

18、盾构施工测量包括盾构姿态测量，管片姿态测量。

19、盾构施工中的地下导线测量包括井下导线测量，地下水准测量。20、盾构贯通测量包括地面控制网联测，接收井门洞中心位置测定，竖井联系测量，井下导线测量。

21、盾构施工中地层隆沉的原因是土体损失，固结沉降。

22、盾构施工中地层隆沉发展过程是初期沉降，开挖面沉降，尾部沉降，盾尾间隙沉降，长期延续沉降

23、技术交底的方式有口头交底，书面交底，会议交底。

24、测量的基本原则必须遵循整体到局部，实行签字复核制。

25、三级技术负责制是指局，分公司，项目部。

三、简答题：（共10题）

1、施工技术管理的基本任务。

答：1）贯彻执行国家、行业、地方在工程建设方面的法律、法规、方针、政策和标准、规范。

2）做好从施工准备、过程控制到竣工交验、工程保养全过程的技术管理工作。

3）针对具体工程采取先进技术、制定合理的施工技术方案，提出职业健康、安全、质量、环保等措施，面向现场，加强现场检测和施工过程控制，确保项目安全、质量、工期、效益目标的实现。4）做好施工技术调查，施组编制，工程测量，技术交底，变更索赔，技术资料管理，竣工文件编制等工作，努力降低工程成本，创造经济效益。

5）收集施工资料和技术信息，编制工程技术总结，建立技术档案 6）积极引进推广应用新技术、新工艺、新材料、新设备，认真进行科技创新和公关。

7）加强标准化和计量工作，积极进行工法、专利的开发和申报、应用。

8）积极参与职工培训教育，提高员工队伍的技术素质。

2、施工技术管理的主要工作内容。答：1）设计文件审核 2）施工技术调查 3）工程测量4）实施性施工组织设计 5）施工工艺及临时设施设计

6）技术交底 7）过程控制8）设计变更 9）计量支付10）工程实验11）计量管理 12）技术文件和资料管理13）工程技术总结 14）竣工文件及竣工交验 15）科研开发16）工法和专利

3、施工技术调查的内容。

答：地质水文，交通状况、物质供应，水电通信，机械设备，设计建设，沿线管线等

根据不同类型的工程，还应该增加或者着重突出调查内容。

4、工程测量的工作内容。

答：

1、交接桩

2、施工复测

3、控制测量

4、施工放样

5、竣工测量

5、盾构法隧道施工基本原理

答：盾构法隧道施工的基本原理是用一件有形的钢制组件沿着隧道的设计轴线开挖土体而向前推进。

这个钢质组件在初期或最终隧道衬砌建成前，主要起到防护开挖出的土体，保证工作人员和机械设备安全的作用，这个钢质组件被称之为盾构，它的另外一个作用是能够承受来自地层的压力，防止地下水和流沙的入侵。

6、盾构法隧道施工的优缺点。

答：优点：

1、在盾构支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通，河流等自然条件的影响，能较经济合理的保证隧道安全施工。

2、盾构的推进，出土，衬砌拼装等可实现自动化，智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度低。

3、地面人文自然景观受到良好的保护，周围环境不受盾构施工干扰，在松软的地层中，开挖埋置深度较大的长距离、大直径隧道，具有经济，安全，军事等方面的优越性。缺点：

1、盾构机械造价较为昂贵，隧道的衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺较为复杂，在饱和含水的松软地层施工，地表沉降风险较大。

2、需要设备制造、气压设备供应、衬砌管片预制、衬砌结构防水及堵漏、施工测量、场地布置、盾构转移等施工技术配合，系统工程协调复杂。

3、建造短于750m的隧道经济性差，对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时，施工难度较大。

7、盾构法施工中常见的洞门结构形式和进出洞土体加固措施

答：常见的洞门结构形式有：外封门形式，内封门形式，特殊封门形式（井内外封门），SMW工法施工洞口封门，地下连续墙施工洞口封门，钻孔灌注桩施工洞口封门。

加固措施：SMW工法，高压旋喷桩，深层搅拌桩，降水法，分层注浆法，冷冻法。

8、盾构贯通测量包括那些工作？ 答：

1、地面控制网复测

2、接收井洞门中心位置测定

3、竖井联系测量和井下导线测量

9、盾构法隧道施工质量通病

答：盾构基座变形，盾构反力后盾系统变形，凿除钢筋砼封门时产生涌水涌砂，盾构出洞段轴线偏离设计，盾构进洞时姿态突变，螺旋机出土不畅，盾构掘进轴线偏差，盾构过量自转，盾构后退，盾尾密封装置泄漏，运输过程中管片受损。

10、竣工文件的内容。

答：

1、竣工文件一般由竣工图及汇编成册的竣工文件两部分组成。主要内容有：竣工文件封面，、目次、页次、开竣工时间、工程小结、竣工数量汇总表、施工原始记录、检验批验收记录，设计变更资料，封底，竣工图。

2、工程竣工文件组成内容严格按照建设单位或者地方档案管理部门要求办理。格式及成册要求应符合接收单位档案馆的规定办理。文件的交接分数应该根据合同规定办理。另要考虑上交子分公司档案部门的分数。

盾构施工地铁工程论文 第3篇

关键词：交通工具 地铁隧道 沉管法 盾构法

中图分类号：TU921 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（a）-0080-01

随着我国经济建设的快速的发展与综合国力的不断增强，城市的规模也不断的扩大，人口流量不断的增加，并且机动车辆也不断的加多，相应的城市的交通随之下降。为了改善这种交通环境，各城市都采取了许多的措施，高架桥、公交车、车牌号的限制，以及地铁的修建，其中地下铁道得到了人们普遍的称赞，特别是近些年一些一线和省会城市都为了缓解交通压力而兴建大量的城市地铁。城市地铁的兴建期间会遭到许多的阻碍，这些阻碍有来自人为因素、技术因素，以及城市本身固有的特点。比如说地面建筑、城市地面上的交通设施以及水路环境等。针对具体的施工条件，修建地铁产生了几种主要的方法：暗挖法、盾构法、沉管法、盖挖法以及明挖法等。文章主要是从盾构法和沉管法的施工技术要求方面进行对比分析，说明盾构法和沉管法的适用环境。

1 盾构法和沉管法施工技术对比分析

1.1 沉管法

沉管法是指把隧道管段分成若干段，段与段之间采用暂时的止水头部，在此期间，通过一些机械手段把管段送到隧道的中心线地方，并且把它安置在预先挖出来的沟槽内，接下来就是把各个段在水下拼接起来，把刚才的止水头部去掉。

管道安装好以后，填埋沟槽用来保护沉管免受其它物体的损坏，最后一步就是把隧道其他设施安装好，确保整个隧道的安全、完整性。早期的沉管法不能够得到广泛的使用，直到基础处理压注法和水力压接法的出现，这两个方法至今都是沉管法的两大关键技术，可以说是它的里程碑，至今都在广泛使用。

沉管隧道在土质方面的要求不是很高，对那些地基松软，甚至是河床、海岸较浅等地方都是可以实施的沉管法。沉管法不需要挖很深的沟槽，这相比与其他的几种隧道方法来说可以节省大量的财力和物力，它还有一个很大的优点就是它所需的隧道线路相比于盾构法是大大缩减，沉管断面形状灵活可圆可方，可以根据具体的施工环境来选择，这也是沉管法的一大优点。沉管法的几大主要步骤：沟槽挖掘、管段分离、管段输运以及相关设施建设，他们是可以并行工作的，不是严格的顺序进行，这样可以把时间压缩在尽可能短的范围之内，这对于当今这个快节奏的社会来说是非常有必要的。以上综述的优点使得沉管法在江河等水域方面得到大量使用，相比于盾构法、沉管法在这些环境中使用更加经济、方便、快捷以及可靠。相比较而言，盾构法在水下隧道方面较沉管法有许多的不足，主要体现在以下几点。

（1）沉管法能够得到高质量的隧道施工。沉管中的管段是预先用水泥制作好的，在防水方面能够得到及时的保证。每个管段都比较长，并且有两大技术之一的水力压接法，从而能够保证管段之间接头较少以及实现不漏水连接。

（2）沉管法在隧道现场的实际工作的时间是较短的，这是因为管段都是预先在专门的地方制作而成的，管段的制作都是根据设计要求完成。

（3）沉管法施工条件相比而言是非常好的，安全也能够得到保障。虽然说是建立水下隧道，但是大部分工作都是在地面上完成。

（4）上面所说沉管法在水下作业时间较少，因此它能够在水下较深的地方施工，安装管段。

（5）沉管法断面的柔性化选择决定了它的施工方案多样化，相比盾构法而言，它能够建造大型的截面，建造多车道的隧道。

1.2 盾构法

盾构法是指利用盾构这种机械挖取地下隧道。盾构（shield）是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前部安装有支撑和挖掘装置，中部安装了千斤顶，是为了机械在顶进时候所需的，尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构施工前需要做一些预先工作——修建一竖井，竖井的作用是输运挖掘出来的土质，送达至地面。盾构的以上施工特点决定了它有以下独有的优点。

（1）盾构法几乎不受地形、气候等因素的影响，能够在复杂的环境下工作，这是因为有盾构的支护，这对于繁华的大城市而言是非常实用的，这样就能够尽量不用破坏原有设施。（2）机械、电气化快速发展，使得盾构机械在施工过程中自动化、智能化，使得施工时间缩减，降低了劳动强度。（3）机械自动化、智能化使得盾构法在挖掘长距离、大直径的隧道时有非常明显的优势，还有就是地面的人文景观能够得到保护，对其周围的环境影响很小。

从以上几方面可以看出，沉管法非常适合那些水下隧道方面，在这方面沉管法比盾构法无论是在经济，施工时间还是其他方面都有很大的优势，例如港珠澳大桥隧道、佛山市汾江路南延线工程沉管隧道等就是采用沉管法；对于那些施工环境复杂，交通不便的陆地城市，中间不跨越大型水域，并且隧道较长的就适合采用盾构法施工，例如天津市地铁轻轨、西安地铁隧道都引进了盾构法隧道施工技术。

参考文献

[1]陈韶章.沉管隧道设计与施工[M].北京：科学出版社，2002.

[2]何阳.地铁隧道盾构法施工模拟分析[D].南昌：南昌大学，2011.

[3]龙帅.盾构法隧道施工[D].重庆：重庆大学，2013.

[4]卢普伟，梁邦炎，资利军.港珠澳大桥隧道工程沉管法与盾构法比选分析[J].施工技术，2012（41）：372.

[5]刘建卫，孟江锋.无锡轨道交通盾构小半径曲线施工技术[J].施工技术，2010，39（5）：9-11.

盾构施工地铁工程论文 第4篇

1 常见的安全事故

对于盾构施工法来说, 虽然其具有机械化程度高、施工速度快等特点且能够在比较大的水文地质和工程地质条件下使用, 但是, 其本身却并不是一项简单易操作的技术, 反而是一种具有较高技术含量且易受外界因素营销的施工技术。尽管在政府和相关单位的大力管理和控制之下, 施工事故仍然是层出不穷。通过调查和研究我们发现, 在使用盾构施工法进行地铁工程建设的过程中, 事故大多数发生在盾构的进出洞以及在掘进中开挖面的坍塌与下沉等。而导致这些事故的原因, 大致可以分为以下几种:

首先, 水文地质与工程地质具有较强的复杂性。盾构施工法能够适用于更大范围的水文地质与工程地质条件, 这虽然能够有效的加快施工进度, 但是, 在一定程度上来说其也使得在使用盾构施工法时要面对更加复杂的水文地质与工程地质条件, 增加了其发生随即变异的可能性, 此外, 在大多数的地层中还存在着大量的水, 这也增加了地质条件的复杂程度。尽管目前很多地铁工程在开始建设之前都会进行全面细致的勘测工作, 但是因为受到多种因素与施工条件的制约, 勘测结果往往会出现失真的情况。

其次, 受到地铁工程周边环境的影响。地铁工程的主要作用就是缓解城市交通压力, 方便城市居民出行, 因此, 在没有特殊情况之下, 地铁工程大多数都是建设在城市中心。也正是因为这样的情况, 使得在修建地铁工程、使用盾构施工法时, 除了要面对复杂的水文地质和工程地质条件之外, 还必须要面对城市建筑以及环境设施所带来的影响, 例如, 如果在施工时不能够掌握周边建筑及其附属管线的资料, 那么势必会增加施工的危险性, 严重时还会引发人员伤亡或财产损失。

2 防范风险的有效措施

2.1 关于盾构进出洞施工风险的方法措施

通过对我国盾构施工法使用情况以及相关事故的统计数据和研究结果的调查和研究我们发现, 对于在盾构进出洞的过程中, 其所要面对的最主要的风险就是洞口的土体稳定。因此, 要想有限的避免盾构进出洞过程中出现施工事故, 就必须要做好以下几方面工作:

首先, 要加强对盾构进出洞周围的地质、地层条件的研究, 要确保盾构进出洞周围的地层长度大于盾构机自身的长度, 如果土体开挖面的稳定性较差或者出现影响土体开挖面稳定性的因素, 那么施工人员必须要及时的采取有效地措施进行加固, 增强土体开挖面的稳定性。常见的加固措施是降水加固法。

其次, 在打开洞口之前, 要安排专人对地层加固效果进行二次检查, 只有确保地层加固效果符合相关的施工标准之后, 才能够打开洞口。在初始阶段, 要防止盾构机因自身受到的推力较小且地层硬度较低等因素出现机器叩头现象。此外, 要加强对掘金速度的控制。因为盾构与地层之间并没有摩擦力, 所以, 如果盾构的掘进速度过快, 就会使盾构机发生侧翻, 因此, 必须要加强对盾构掘进速度的控制。

2.2 避免开挖面出现失稳情况的有效措施

对于有轻微承压水的地段来说, 如果土压力的设置不符合实际情况, 就会很容易引起开挖面失稳或者流砂等现象, 严重时还能够对地面安全早场一定的影响。因此, 在地铁工程建设的过程中, 必须要行之有效的措施来防止开挖面出现失稳、流砂等现象:

首先, 在正式开始掘进之前, 必须要开展针对采取区间的地层渣土进行改良实验, 并且要确保所取得实验结果真实可靠, 只有这样才能够在第一时间内获得第一手合理的参数, 也只有做好这一步工作, 才能够使开挖出的渣土具有一定的止水性、流动性并且能够确保渣土充满压力舱。其次, 必须要加强对土仓压力的控制, 只有控制好土仓的压力, 才能够有效地避免开挖面出现失稳或流砂现象。第三, 在推进的过程中, 要针对实际情况的合理的调控推进的速度与渣土的排土量, 要确保排土量能够与开挖量保持平衡。

2.3 防沉降的有效措施

在开展地铁工程建设的过程中, 不可避免的会对周围的土体产生一定的影响, 甚至是引起隧道周围的地表发生一定的变形或出现位移等情况。在这样的情况之下, 如果曾经发生过较为严重的沉降情况, 势必会对隧道周围的地面设施、道路等产生影响, 因此, 在进行盾构施工的过程中, 我们必须要加强对地表情况的检测, 并要针对具体施工情况和隧道周围的实际情况制定行之有效的防沉降措施:

首先, 在盾构进行掘进的时候, 施工单位必须要安排专业人员检测周边的管线、道路以及建筑物的情况, 并要及时的对检测数据进行分析和处理, 要做到在第一时间反馈监测数据, 只有这样才能够及时的调整盾构的掘进参数, 全面实现信息化施工。其次, 如果掘进的过程中发生沉陷或沉降等情况, 施工单位和相关部门必须要指派专业人员对其进行巡视, 要做好对周围建筑物沉降情况的记录工作。第三, 要做好同步注浆与二次注浆工作。对于盾尾的建筑空隙和因浆液收缩而产生的空隙来说, 我们必须要通过同步注浆与二次注浆来对其进行填充, 在填充的过程中, 施工人员必须要控制好注浆的压力与注浆量, 只有这样才能够将空隙填充完整且不会出现土体变形情况。此外, 如果沉降的情况较为严重, 那么施工单位则可以在发生沉降的区域内使用钻机进行地表注浆工作, 这样能够有效的提高地基强度, 避免沉降进一步扩大。

结束语

总而言之, 在现阶段以及未来的一段时间内, 盾构施工法都将会是建设地铁工程的主要施工方法, 因此, 在这样的情况之下, 我们必须要加强对盾构施工法定的研究, 要全面掌握其在使用过程中可能会遇到的风险以及风险的成因, 并要针对具体情况制定具体的额防范措施, 才能够更好地使用盾构施工法, 才能够更快更好地建设地铁工程, 才能进一步推动城市的发展。

参考文献

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[4]曹国旭, 唐文鹏, 蔺云宏.地铁盾构隧道下穿对铁路股道影响的探讨[J].广东交通职业技术学院学报, 2011 (2) .[4]曹国旭, 唐文鹏, 蔺云宏.地铁盾构隧道下穿对铁路股道影响的探讨[J].广东交通职业技术学院学报, 2011 (2) .

城市地铁盾构施工技术措施探讨 第5篇

关键词地铁施工；盾构施工；地层加固；施工技术

中图分类号U2文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0115-01

1工程概况

本标段盾构区间左线全长2386.71延米，右线全长2929.71延米，双线总长5316.42延米，盾构区间附属工程主要包括联络通道5个（含废水泵房1个）、洞门8座。根据本工程岩土工程地质条件和周边环境，本工程拟采用三台复合型土压平衡式盾构机承担左、右线隧道的掘进任务，以适应软弱地层、含水软岩以及软硬混合地层的掘进以及地面沉降控制的需要。

2地铁盾构施工方法

1）本标段盾构区间隧道拟采用3台德国海瑞克EPB6250土压平衡盾构机进行施工。1#、2#盾构机从32#盾构井（中间风井）西端头始发，掘进至官湖站吊出；另一台3#盾构机先从31#左线盾构井始发，掘进至32#盾构井（中间风井）后吊出，再转场到31#右线盾构井进行二次始发，继而掘进至32#盾构井（中间风井）吊出，最终完成本标段盾构区间掘进任务。

2）隧道衬砌采用C50、S12钢筋混凝土预制管片拼装成型，盾构每掘进1.5m拼装1环管片外径6000mm，内径5400mm，每环管片长度1500mm，管片拼装采用“3+2+1楔形块”错缝拼装，管片接缝采用三元乙丙弹性橡胶止水条防水。盾构掘进所产生的环形间隙采用同步注浆充填以控制地层变形，必要时采取二次注浆补强。

3）盾构区间隧道水平运输采用43kg/m钢轨铺设单线、每台盾构机采用1+1列40t编组列车进行水平运输。中间风井垂直运输左、右线各由一台45t A型门吊负责卸碴，一台15t门吊负责进洞材料的供应；31#盾构井采用一台45t A型门吊负责卸碴兼进洞材料的供应，完工后专场至32#盾构井。碴土外运拟委托广州市有资质的散体物料运输公司完成。

4）盾构施工阶段，现场配置两辆具备宣传广播器、警示灯、应急围蔽、钻孔机械、注浆机械及清理功能的地面工程综合处理车，以确保盾构施工过程中应急处理及时到位。

3盾构掘进工序流程及控制程序

3.1盾构掘进工序流程

盾构掘进工作是盾构隧道施工的主要环节，掘进工作的各个环节是否顺利进行的关键，在施工中应使各个环节、工种密切配合，环环相扣，施工的进度、质量才可能满足总进度目标、质量目标的要求。

3.2掘进控制程序

盾构隧道施工掘进过程的控制制约着各个后续的工作，隧道掘进关键的点在于：①刀具充分切削、破碎地层；②被破碎、切削下来的地层能被顺利排出。故对于掘进参数的选择就显得十分重要，尤其是针对地层的不同选择不同的刀具布置方式、掘进推力、转速，碴土改良中泥水和泡沫的注入参数设定等。

4盾构掘进方向控制与调整

由于地层软硬不均、隧道曲线和坡度变化以及操作等因素的影响，盾构推进不可能完全按照设计的隧道轴线前进，将会产生一定的偏差。当这种偏差超过一定限界时就会使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力过大，严重时产生管片错台过大、开裂、漏水等现象。因此，盾构施工中必须采取有效技术措施控制掘进方向，及时有效纠正掘进偏差。

4.1盾构掘进方向控制

根据以往工程盾构施工经验，结合本工程的具体情况，采取以下方法控制盾构掘进方向：

1）采用SLS-T APD导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测。SLS-T APD系统使用棱镜和经纬仪来测量机器的位置来实现导向工作，这些装置用电缆和电脑相连。安装在隧道里的经纬仪测量两个棱镜的位置，确定机器所处的位置，系统就能计算出它与隧道规划路线的偏差，然后信息就会显示在与电脑连接的一个很大的易读的显示器上。该电脑通常安放在离设备操作人员控制台很近的地方，以便操作人员利用这些信息给机器导向。该电脑也可以储存和允许输入系统需要的信息。据此调整控制盾构机掘进方向，使其始终保持在允许的偏差范围内。该系统的配置及导向原理见本标书：“施工测量、监控量测内容”。随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位，为保证推进方向的准确可靠性，每周进行两次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态。确保盾构掘进方向的正确。

2）采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向。根据线路条件所做的分段轴线拟合控制计划、导向系统反映的盾构姿态信息，结合隧道地层情况，通过分区操作盾构机的推进油缸来控制掘进方向。

在上坡段掘进时，适当加大盾构机下部油缸的推力和速度；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力和速度；在左转弯曲线段掘进时，则适当加大右侧油缸推力和速度；在右转弯曲线掘进时，则适当加大左侧油缸的推力和速度；在直线平坡段掘进时，则应尽量使所有油缸的推力和速度保持一致。

在均勻的地质条件时，保持所有油缸推力与速度一致；在软硬不均的地层中掘进时，则应根据不同地层在断面的具体分布情况，遵循硬地层一侧推进油缸的推力和速度适当加大，软地层一侧油缸的推力和速度适当减小的原则来操作。在掘进时，分区压力的调整均要根据盾构机的姿态与设计轴线的偏差情况确定，同时应该注意分区千斤顶的压力差不宜过大，通常要求对应千斤顶压力差一组不大于另一组的1/3，以免在大推力的情况下因压力差过大对隧道管片产生破损。

4.2盾构掘进姿态调整与纠偏

盾构机在掘进过程中，不可能完全按照设计线路掘进，有时要产生一定的偏差。一般情况下，盾构机如果偏离设计轴线20mm，就要进行盾构机纠偏。

盾构机纠偏是依靠调整各组推进油缸的压力来实现的，同时在安装管片时，也应根据盾构机的纠偏方向安装相应的转弯环。在急弯和变坡段，必要时可利用盾构机的超挖刀进行局部超挖来纠偏。当滚动超限时，盾构机会自动报警，此时应采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。对偏差过大的情况，也可以用铰接油缸来纠偏。

盾构机纠偏应逐步进行，不能一次到位。一般情况下，每环的纠偏量在水平方向上不超过9mm，在竖直方向上不超过5mm。同时安装管片也应注意，所选取的管片类型应考虑在安装完毕以后的管片平面尽量与盾构机的轴线垂直。也就是管片安装完毕之后，保持盾构机各组油缸的初始行程基本一致。

5结束语

本文针对该盾构隧道底通过砂层等特殊地段，提出相应的施工技术处理措施。工程实践表明，本工程盾构施工所采取的技术措施工期合理，经济效益较明显，可为同类工程施工提供参考借鉴。

参考文献

[1]叶康慨.沈阳地铁过河隧道盾构施工技术[J].隧道建设,2007,12．

[2]李宏安.北京地铁隧道盾构施工的技术要点[J].市政技术,2007,11.

浅析地铁泥水盾构施工 第6篇

1 盾构施工概况

广州市轨道交通二、八号线延长线盾构3标主体工程由2个盾构区间组成, 其中【南浦站~洛溪站盾构区间】隧道长度约922m (区间里程范围为:YDK6+537.73—7+459.10, 距离为921.37m, 其中长链为0.647m, 实际长度为:922.017m。线路纵剖面左右线各有3个竖曲线, 其中凸曲线2个 (分别为R=5000m和R=3000m) , 凹曲线1个 (R=5000m) 。最大下坡为28‰, 最大上坡为10.658‰, 覆土厚度最大为20m, 最小约为10m) , 【南浦站~南会区间中间风井盾构区间】隧道长度约920m (区间里程范围为:YDK5+251.639—6+158.270, 距离为906.631m, 其中长链为13.801m, 实际长度为:920.432m。线路纵剖面左右线各有2个竖曲线, 其中1个R=5000m凹曲线和1个R=3000m的凸曲线, 最大下坡为25‰, 覆土厚度最大为23.5m, 最小为10m) 。主要附属工程包括8个洞门、2条联络通道、盾构机转场一次。工程总造价合共1.36亿。

本工程采用两台德国海瑞克生产的φ6250型泥水平衡盾构机进行隧道掘进施工。两台盾构机先后从南浦站南端始发, 沿碧桂大道往西南方向穿越广州碧桂园内主干道、待建用地, 掘进到南会区间中间风井, 然后将盾构机吊运至南浦站北端进行二次始发, 沿碧桂大道向东北方向前掘进约500m后, 穿越三枝香水道后沿新浦路到达洛溪站拆解吊出。整个标段有两次盾构始发和两次盾构到达施工。

1.1 施工重点、难点

重点:本工程工期紧、任务重, 必须确保施工进度的高速进行。根据进度与安全、质量三大控制的矛盾统一原理, 要保证施工进度的前提是必须确保工程安全和工程质量。难点: (1) 南会区间: (1) 盾构隧道始发为淤泥层, 盾构过后需对隧底进行加固; (2) 盾构隧道上方地面建筑物多, 需加强地面建筑物保护; (3) 盾构地层为全断面7、8号泥质粉砂岩, 需防止刀盘结泥饼。 (2) 南洛区间: (1) 盾构过三枝香水道上方为浅埋3-2砂层; (2) 联络通道地层差, 采用竖井开挖; (3) 盾构达端地层差为砂层, 将采用新工法施工。

2 气压开舱作业

气压开舱作业是指利用压缩空气充填至开挖面, 利用气压平衡开挖面围岩的水土压力, 以保证土层稳定, 在气压状态下施工人员进入土舱内作业。施工时必须保证气压稳定及土体稳定, 由于盾构机上部及上覆土层均为软弱地层, 开舱作业存在坍塌的风险, 且砂层气体容易泄漏, 气压易失稳, 在这种地层中一般不考虑气压开舱作业。由于本地层砂层粘粒含量较大, 而盾构机采用泥水平衡方式, 在开挖面形成的泥膜对防止气体泄漏及维持土体稳定很有利, 在盾构停机12d期间地层未发生变化, 证明在该地层进行保压作业是有可能的。为确认气压保压情况及土体稳定, 需要采取一些措施和试验验证。

2.1 提高泥膜质量

泥膜是泥浆在开挖面形成的一种隔膜, 可使泥浆与土体隔离开来, 如果在气压开舱前能在开挖面形成优质泥膜, 则能有效防止气体泄漏, 并使气体压力有一个作用面与水土压力保持平衡, 因此保证开挖面的泥膜质量尤其对于砂质地层很有必要。施工中通过在泥浆加入膨润土和CMC, 调整泥浆比重达到1.3g/cm3, 粘度达到30s, 再将优质泥浆泵送至开挖面。为了增大泥膜的厚度, 需要使泥浆尽量渗入土层中, 采用压力差的方式增加泥浆的渗透量。在盾构机内提高开挖面泥浆的设置压力, 使其较理论切口水压大40k Pa, 并保持压力1h, 以使泥浆充分渗透入土体而形成较厚的泥膜。

2.2 封堵漏气通道

由于盾构机开挖直径较盾构机筒体大, 筒体与土体间形成间隙, 将使开挖面的气体泄漏至盾尾, 并从盾尾管片间隙漏出) , 为保证气压稳定, 必须封堵漏气通道。经研究决定在筒体内向外注入膨胀性材料进行封堵, 具体是在盾构机中体上按圆周分4个点位向外周灌注聚氨酯材料, 遇水膨胀后可有效封堵间隙以免漏气。

2.3 保压试验

为了确保开舱期间气压稳定以及检验供气设备的持续供气能力, 开舱前进行了保压试验, 其流程如图1所示。气压设置为盾构机所处位置的水土压力增加20k Pa, 从试验记录发现保压期间土舱内气压稳定在设定值, 空压机启动频率稳定, 供气正常, 地面未发生变形及漏气现象, 证明该地层可以实现气体稳压, 空压机的供气量也完全满足稳压要求, 从环流出渣情况看来, 没有多余的渣土被带出, 说明开挖面土层稳定, 未发生坍塌情况。

2.4 带压进舱检查

为了进一步检查开挖面土体稳定及泥膜形成情况, 正式开舱作业前由施工人员带压进舱检查, 发现开挖面完整, 没有流水、坍塌现象, 泥膜形成均匀, 拨开局部泥膜发现露出砂层较硬结, 说明气压有效将土层中的水挤压出去, 可以平衡水土压力。

2.5 带压进舱作业

根据试验及检查情况, 项目部制定了进舱作业流程, 如图2所示。考虑到泥膜在气体压力作用下的干缩 (类似真空预压) , 泥膜长时间暴露在压缩气体中会产生龟裂而影响保压效果, 因此设定每次气压作业不超过12h, 每次完成后立即注入优质泥浆, 重新保压和修复泥膜。本次带压进舱作业共4d, 顺利更换了15把刀具, 其间开挖面稳定, 地面监测正常, 实现了预期目标。

2.6 施工注意事项

(1) 气压设定必须合理, 除要求稳定开挖面外, 还应考虑施工人员在高压情况下的身体承受能力; (2) 作业人员在高压环境中作业有严格的要求, 除了必须保证气压稳定外, 还需严格规定作业时间、升压降压的时间和程序等; (3) 为保障进舱作业人员在开挖面失稳的情况下能及时撤离, 在刀盘开口部位要安装挡板保护; (4) 在舱内作业时要有专人负责观察土体稳定情况, 做好应急准备工作; (5) 在实施过程中要求进行实时监测, 及时反馈地层变化情况, 以指导施工。

3 结语

地铁盾构施工安全风险防范 第7篇

轨道交通工程建设中, 区间隧道较多采用盾构法施工。目前北京地铁区间隧道以土压平衡盾构应用最为广泛。由于轨道交通线网规划大多处于城市繁华地区, 工程地质复杂, 地下管网密布, 盾构施工安全风险大。与此同时, 客观上我国轨道交通建设盾构施工历史较短, 参建人员对盾构施工安全管理的规律和风险还缺乏必要的认识。建设中, 安全事故时有发生, 造成了较大的经济损失, 如何加强盾构施工安全管理与风险防范, 确保施工安全, 已成为轨道交通建设日益关注的问题。本文就以土压平衡盾构为例, 对隧道施工的安全监管重点及采取的风险防范对策, 谈几点认识。

1 盾构施工风险分析

1.1 盾构施工安全事故统计

据资料统计显示, 盾构法隧道事故31起, 其中, 地面塌陷14起, 输送机喷涌9起, 管片上浮2起, 管片破除涌水、涌沙2起, 盾构掘进困难2起, 管片下沉1起, 气体爆炸1起, 如图1所示。

(1) 地面塌陷:盾构掘进过程中, 或进出洞时, 由于施工参数控制不当等, 引起地面塌陷、建 (构) 筑物受损。

(2) 螺旋输送机涌水、涌沙:盾构掘进过程中, 因对前方水体性质判断不明, 或在地表水体下掘进中, 卸载土压过快, 造成螺旋输送机喷涌, 一般伴随着地面塌陷。

(3) 管片上浮:盾构管片施工完成后, 由于管片注浆压力不当, 或在高水位地层中, 管片浮力大于管片自重从而引起管片上浮。

(4) 联络通道涌水、涌沙:盾构附属工程施作时, 管片破除产生的涌水、涌沙。

(5) 管片下沉:盾构在复合地层中掘进时, 从较硬地层到较软地层 (一般为淤泥层) , 盾构轴线偏离, 管片下沉。

(6) 气体爆炸:盾构掘进遇地层易燃易爆气体或违章作业致盾构内部爆炸。

根据事故资料统计分析, 盾构施工安全事故易发位置主要有:盾构进出洞、联络通道 (旁通道) 、地质条件复杂处等, 如图2所示。

1.2 盾构施工安全事故原因统计分析

通过对事故的统计分析, 盾构工程安全事故原因归纳为3个方面, 即:勘察因素、设计因素、施工因素。勘察因素和施工因素共占事故因素总数的84%, 是导致盾构施工安全事故的主因, 详见表1。

盾构施工安全管理及风险防范贯穿于工程建设土建实施阶段的全过程, 即岩土勘察与工程环境调查、设计阶段 (方案、初步以及施工图) 、施工阶段 (施工准备期和施工过程) 和工后阶段, 因此盾构安全风险防范应着眼于工程建设的全过程控制, 着力抓好施工准备期和施工过程风险管理。

2 盾构施工安全风险评估

近年来, 北京轨道交通建设不断加强安全风险技术研究, 通过地铁5号线、10号线及机场线等风险管理实践不断总结, 逐步形成了较为完善的适应工程建设各阶段的安全风险技术管理体系。北京地铁盾构施工安全风险管理实践表明:盾构安全风险控制及管理的关键和核心是做好施工安全风险的评估工作。

盾构施工安全风险评估主要包括两个阶段, 即施工准备期和施工过程的安全风险评估, 如图3所示。

2.1 盾构施工准备期安全风险评估

盾构施工准备期安全风险评估包括区间隧道组段划分、加固设计方案实施安全风险识别与分析、盾构及其重要配套设备适应性评估和施工组织合理性评估, 如图4所示。在盾构施工准备期, 施工、监理单位应做好各项安全风险核查或评估, 将相应评估报告纳入工程安全风险监控系统。

2.1.1 盾构区间隧道组段划分

盾构施工安全风险评估首先应进行隧道的组段划分, 这是盾构施工准备期安全风险评估的重要内容。组段划分目的是为了建立适宜不同工程地质、水文地质条件、地层环境条件和其它特殊条件下盾构施工参数控制标准和范围, 合理选取盾构的施工参数, 实现盾构施工及管理的规范化、标准化, 从而有效减少和避免盾构施工安全风险。

盾构区间隧道组段划分主要基于以下两点:

(1) 盾构隧道穿越的土层性质。

(2) 盾构施工环境条件的组合影响。除考虑盾构隧道穿越的地层情况外, 还须充分考虑盾构施工环境条件的组合效应, 亦即盾构隧道上方地层情况及是否有重要管线、盾构隧道上/下方是否存在建 (构) 筑物、地面沉降控制要求、盾构隧道穿越特殊地层条件。

进行盾构施工环境的组合安全风险因素划分时主要考虑以下四点因素: (1) 隧道的埋深; (2) 地面和地下环境条件 (建筑基础、管线、既有轨道线路) ; (3) 特殊地质情况 (漂石、隧道上方有河流等水体) ; (4) 盾构穿越地层的上覆土层性质。

2.1.2 加固设计方案安全风险识别与分析

加固设计方案安全风险识别与分析内容主要包括盾构始发/到达端头加固方案、区间联络通道和泵房等区间构筑物的位置、加固方案实施的重、难点及可能的安全风险等。加固的目的是确保土体稳定性或防水等。加固设计评估的主要内容:加固后土体强度和渗透性、加固范围、加固方法等。

2.1.3 盾构及其重要配套设备的适应性评估

盾构及其重要配套设备的适应性评估主要包括以下七个方面:

1) 刀盘型式和刀具布置与地层条件的适应性、可能的换刀地点和换刀方案;

2) 盾构推力和刀盘扭矩与地层条件的适应性;

3) 螺旋输送机设计与地层条件的适应性;

4) 注浆设备的适应性评价;

5) 皮带传送设备的适应性评价;

6) 泡沫设备的适应性评价;

7) 油脂设备的适应性评价。

2.1.4 施工组织合理性评估

盾构施工组织设计应考虑工程的具体施工条件, 确定合理的施工方案、顺序、应急方法和人员组织, 对盾构施工组织设计进行评估以减小施工阶段盾构施工出现风险事件的可能性。

施工组织合理性评估内容包括:

1) 施工前工程地质和水文地质条件调查情况;

2) 施工环境调查情况, 主要包括各类管线、建 (构) 筑物、地下基础和其它施工环境的调查情况;

3) 换刀地点的选择和换刀方案的确定;

4) 工期安排和施工场地布置情况;

5) 施工组织机构、施工队伍、人员安排情况;

6) 施工组织设计、专项施工方案和应急施工预案情况。

2.2 盾构法施工过程安全风险评估

北京轨道交通工程建设安全风险技术管理体系要求施工、监理及第三方监测单位应在施工阶段进行现场监测和巡视, 并根据监测与巡视情况开展施工过程安全风险评估, 评估内容如图5所示。

2.2.1 盾构始发/到达施工评估

此项评估由施工单位、监理单位完成;评估内容主要包括:

1) 洞门和围护结构评价;

2) 洞门防水措施评价;

3) 端头加固效果评价;

4) 始发/接收架和反力架评价。

2.2.2 联络通道和泵房等区间构筑物与盾构隧道连接处施工评估

1) 管片形式 (普通管片、特殊管片) 与拆除方法的适应性;

2) 实际地层加固效果;

3) 连接处的未拆除管片与初期支护的连接施工。

此项评估由施工、监理单位完成。

2.2.3 施工现场监控、评估与预警

对于盾构实时安全风险管理系统不能监控到的现场施工状况, 例如盾构铰接密封、管片破损、管片错台和管片间渗漏水/沙/泥、橡胶止水条的位移情况等, 采用现场巡视评估方法来对这些安全风险因素进行评估。

施工、监理、第三方监测单位每日进行现场巡视, 巡视内容如表2。

2.2.4 周边环境监控、评估与预警

周边环境监测项目与明挖法和矿山法相同, 即 (1) 建 (构) 筑物沉降、倾斜; (2) 桥梁墩柱 (台) 沉降及相邻墩柱 (台) 差异沉降; (3) 地下管线沉降及差异沉降; (4) 道路及地表沉降。

2.2.5 换刀施工的监控、评估与预警

换刀施工评估主要内容如下:

1) 正常换刀地点地质与环境条件的再确认;

2) 常压换刀或带压换刀及其控制方案与参数;

3) 突发性刀盘检修与刀具更换方案、实施条件与危险性预测。

此项评估由施工、监理单位完成。

注:盾构施工主要控制参数各级别预警范围请参见各盾构区间组段划分报告。

2.2.6 盾构施工参数监控、评估与预警

盾构主要施工参数 (包括土压力、刀盘扭矩、总推力、推进速度、刀盘转速、贯入度、同步注浆压力和同步注浆量) 的评估需要建立适宜不同组段的施工参数的控制准则和控制范围, 另外, 须注意盾构姿态的控制。由监理、第三方监测单位对施工单位的操作指令情况进行监控、评估。

2.2.7 施工组织管理及作业状况监控、评估与预警

施工组织管理及作业状况的监控、评估主要由监理单位进行, 针对评估内容逐项评定, 达到预警级别及时发布预警信息, 施工单位必须根据相应的信息及时进行整改和响应。具体评估内容如下:

1) 人员、设备、应急物资等资源到位情况;

1) 安全保护措施落实情况;

2) 设计文件落实情况;

3) 违章作业情况;

4) 安全风险管理体系运行情况;

5) 施工组织管理状况;

6) 隧道内施工队伍的作业水平和盾构操作能力评估。

2.3 北京地铁9号线区间盾构施工安全风险控制情况

北京地铁9号线丰台科技园站-科怡路站区间隧道工程采用盾构法施工。隧道覆土10.5m~15m, 地层地质自地表向下依次为:粉质粘土填土、杂填土、粉土、圆砾、卵石层、中粗砂等。隧道穿越地层主要为圆砾、卵石砂层。卵石最大粒径650mm, 一般粒径30~80mm, 粒径大于20mm颗粒含量约为总质量的60%~70%。卵石天然抗压强度达到186MPa以上, 施工出土困难。

砂卵石地层是一种典型的力学不稳定地层, 其基本特征是结构松散、无胶结, 呈大小不等的颗粒状。这种地层一旦被开挖, 很容易破坏原来的相对稳定或平衡状态, 使开挖面和洞壁失去约束而产生不稳定。砂卵石地层颗粒之间的空隙大, 颗粒之间的粘聚力小。刀盘旋转切削时, 地层非常容易坍塌, 围岩容易发生扰动, 当切削刀的开挖力传递到开挖部位周围, 扰动的围岩范围就更大。围岩中的大块卵石、砾石越多, 粒径越大, 这种扰动程度就越大。特别是隧道顶部大块卵石剥落会引起上覆地层的突然沉陷。

2.3.1 针对砂卵石地层采取的措施

根据施工安全风险评估结果, 施工中采取了如下措施:

(1) 刀盘采用辐条式结构, 刀盘的驱动装置能满足最不利工况下对扭矩的需求, 刀盘具有足够的转速以满足全断面卵石圆砾地层掘进的需要。

(2) 刀盘开口率加大, 大的开口率能够大大降低刀具的磨损, 刀盘前面独立的泡沫注入管用于渣土改良以降低磨损。

(3) 刀盘配备的刮刀具有高耐磨的钢刀体和高质量的硬质合金刀刃, 先行刀主要用于疏松土体并承受来自乱石的冲击, 保护其它刀具免受冲击破坏。

(4) 螺旋输送机采用重型设计主要应用于砂、砾石和卵石等困难地质状况。本螺旋机的内径可以通过的渣土的最大尺寸为5 0 0×500mm, 在大石头阻塞螺旋入土口时可以通过适当螺旋输送机伸缩来解决。在螺旋输送器套筒上预留了泡沫注入口, 必要时可向螺旋输送器内加注泡沫, 增强土体的流塑性, 降低螺旋输送器扭矩, 减小螺旋输送器套筒磨损。

(5) 土仓压力板上和盾构前体上各预留了朝前注浆孔, 必要时可从盾构内进行朝前加固地层。

(6) 盾构中体与前体接口处上预留注浆孔, 必要时可向机体外部注入大稠度膨润土, 降低周围土体对盾构机的摩擦力, 减少盾构掘进对周围土体扰动。

(7) 严格控制膨润土液、泡沫等土体润滑材料的添加, 确保推进过程中全程添加, 不能以螺旋出土一时的稀稠任意改变膨润土液、泡沫等的加入量, 确保开挖面稳定。

2.3.2 目前采取措施的适应性情况

2009年3月15日盾构由丰台科技园站北端西线始发, 目前已完成319环 (1.2m/环) , 平均每天掘进5环, 推进过程中异常声音较大, 有相当一部分卵石被刀盘切坏, 发现的螺旋输出的最大卵石粒径达到350mm (已被切坏) 。地面沉降监测记录显示, 单日最大沉降在4mm以内, 累计沉降一般在10mm以内, 累计最大沉降在15mm以内, 说明目前的掘进基本正常, 盾构及其主要配套设施适应性较好, 能够保证盾构推进过程中地面沉降在允许范围内, 确保地面安全。

3 盾构安全风险预警与响应机制

为应对突发安全隐患或事故, 应分别建立应对黄色、橙色、红色的三级预警响应机制, 建立统一、规范、有序、高效的应急指挥系统, 从根本上确保响应的及时和高效。针对预警级别的不同, 安排不同层级的部门、领导予以响应 (包括参与或决策、信息报送、应急响应和抢险处置等) , 建立分工明确、责任到位、常备不懈、运转协调的应急处置保障体系, 具体相应层级如表3所示。

4 安全风险管理手段

4.1 施工安全管理信息系统

采用信息化手段进行远程风险管理, 利用轨道交通施工安全管理信息系统建立三级 (工点+监控分中心+监控中心) 管理监控系统, 架构形式如图6所示。其中, 盾构实时安全风险管理系统主要针对盾构工法实现实时监控, 监控界面如图7。可以实现多参数同时监控, 主要盾构参数有不同组段开挖舱内土压力, 盾构推进刀盘扭矩和净推力、总推力的控制范围, 盾构推进速度、刀盘转速和贯入度参数推荐范围, 同步注浆压力参数, 二次补浆压力、补浆量和补浆频率参数, 推进油缸伸缩组数控制指标 (指管片安装时) 。

利用现代信息、网络、数据库技术, 以设计、施工、监理、监测等多种资料为基础, 协助工程建设各方及时进行风险分析、预测、预警, 掌控盾构地铁施工的安全状况, 为风险管理提供手段和科学决策的依据, 有效规避或降低施工安全风险。

4.2 第三方监测制度

第三方监测在土建施工过程中对周边环境和工程自身关键部位实施独立、公正的监测, 及时掌握周边环境、围护结构体系和围岩的动态, 验证施工方的监测数据, 为业主、监理、设计、施工单位提供参考依据。地铁施工期间对地铁沿线周围重要的地下、地面建 (构) 筑物、管线、地面及道路的位移、沉降实施监测, 为业主提供及时可靠的信息, 以评估施工对周边环境的影响, 并对可能发生的危及环境安全的隐患或事故提供及时、准确的预报, 使有关各方有时间作出反应, 避免事故的发生。

作为独立的监测方, 第三方监测数据和相关分析资料可作为处理风险事务和工程安全事故的重要参考依据。第三方监测数据能够发挥公正性作用, 检核施工单位的监测数据, 促进施工单位不断改进监测工作, 同时, 通过第三方监测的工作, 为工程建设积累资料和经验, 为今后同类工程设计提供类比依据。

5 结论

盾构施工的安全风险技术管理应该贯穿工程建设土建实施阶段的全过程, 其安全管理和风险防范的基本思路和框架具有普遍性, 也可供采用泥水平衡盾构和敞开式盾构等开挖的区间隧道安全风险评估参考。

地铁盾构施工监理控制要点 第8篇

地铁盾构是城市地铁施工中一项重要的施工技术,盾构机在地下掘进,在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时,机内可安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑,将地铁盾构机吊入安装,盾构机从竖井或基坑的墙壁开孔处开始掘进并沿设计洞线推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。

1 盾构始发前的监理工作要点

从中标后监理人员进场到盾构始发这段时期,为前期准备时期,是监理工作当中“事前控制”的关键时期、基础时期,直接关系到监理目标的实现。进场后,监理项目部应做好以下工作。

1.1 施工图审核内容

施工图是否符合法定的技术标准、技术方案是否可行,工艺是否先进、合理、经济,结构是否安全、可靠等是审查的重点。施工图审核重点包括:

(1)图纸是否经设计单位正式签署、业主单位是否盖有“发图章”;

(2)地质勘探资料是否齐全;

(3)设计图纸与设计说明是否齐全,有无分期供图的时间表,图纸是否配套、清晰、完整,设计图纸能否满足国家现行的有关强制性要求和合同的约定;

(4)各土建工程的接口部位的图纸有无矛盾;

(5)总平面图与施工图的几何尺寸、平面位置、标高是否一致;

(6)建筑、结构和其他专业图纸之间是否存在矛盾;

(7)材料来源有无保证,能否替换;能否满足要求的条件;新材料、新工艺的应用有无问题;

(8)地基处理方法是否合理,建筑、结构构造是否存在不能或不便施工的技术问题,或容易导致质量、安全及工程费用增加等方面的问题;

(9)结构施工图主要审核结构体系的布置情况,结构材料的选择、施工质量的要求、计算是否有错误、数据是否可靠等;

(10)施工安全、环境、管线及地下构筑物的处置有无保证。

1.2《监理规划》的编制

监理规划的内容做到有针对性,做到控制目标明确、控制措施有效、工作程序合理、工作制度健全、职责分工清楚,对监理实施工作有指导作用。监理规划主要包括以下内容。

(1)工程项目概况。包括工程项目特征和工程项目建设实施相关单位名录。

(2)监理工作依据。

(3)监理范围和目标。监理工作范围及工作内容;监理工作目标,包括工期控制目标、工程质量控制目标和工程投资控制目标。

(4)工程进度控制,包括工期控制目标的分解、进度控制程序、进度控制要点和控制进度风险的措施等。

(5)工程质量控制,包括质量控制目标的分解、质量控制程序、质量控制要点和控制质量风险的措施等。

(6)工程造价控制,包括造价控制目标的分解、造价控制程序和控制造价风险的措施等。

(7)其他合同事项管理,包括工程变更、索赔管理要点、管理程序以及合同争议的协调方法等。

(8)项目监理部的组织机构,包括组织形式和人员构成、监理人员的职责分工和监理人员进场计划安排。

(9)项目监理部资源配置一览表。

(10)监理工作制度。

1.3《监理细则》的编制

(1)对技术复杂的、专业性较强的工程项目,项目监理部编制《监理实施细则》。《监理实施细则》应符合《监理规划》的要求,并应结合工程项目的专业特点,做到详细、具体、具有可操作性。盾构项目都必须编制监理细则,如果工程规模较小(例如是单一区间)则可编制一本总细则。

(2)《监理实施细则》应在相应工程施工开始前编制完成,并应经总监理工程师批准。

(3)《监理实施细则》应由专业工程监理工程师编制,总监审批。

(4)盾构项目监理实施细则分为:管片监造细则、盾构始发施工监理细则、管片拼装监理细则、隧道注浆与防水施工监理细则和安全监理细则等。

1.4 始发前专项施工方案的审查

始发前专项施工方案的审查包括《竖井施工方案》《端头土体加固方案》《盾构组装方案》《盾构机吊装方案》《盾构始发方案》《监控量测方案》和《盾构测量方案》等。

2 盾构施工监理控制的方法及要点

2.1 盾构始发施工

盾构机始发是指利用反力架及临时拼装起来的管片承受盾构机推力,盾构机在始发基座上向前推进,由始发洞门贯入地层,开始沿所定线路掘进的一系列作业。盾构始发施工包括盾构掘进开始时的一连串作业,是盾构施工过程中开挖面稳定控制最难、工序最多、较易发生危险事故的环节,因此进行始发施工各个环节的准备工作至关重要。

2.1.1 盾构机前移

盾构机的中体、前体和刀盘组装完成后用千斤顶将其前移,为安装管片拼装机、螺旋输送机和盾尾以及反力架及反力环作准备。

要求施工单位将初始掘进作为试验段,进行各种施工参数调整,从而为盾构掘进的参数优化提供依据。

盾构机始发段的掘进施工需对各种关键施工参数进行调整、优化,为正常段施工做准备。盾构机掘进前,先对各种施工参数进行计算,然后根据计算结果,设定施工参数。施工中根据设定施工参数的应用效果,结合地表监测的结果对各种参数进行调整、优化,使各项参数设定达到最佳状态。

2.1.2 始发施工准备工作监理控制要点

(1)监督施工单位始发前的技术准备工作与安全措施是否细致到位。盾构始发前,需检查核实各电缆、电线及管路的连接是否留有足够供盾构机前进需要的余量;基座、反力架、洞口密封及端头加固土体是否满足设计要求。

(2)盾构始发推进时,需利用竖井内临时拼装的负环管片作为后背向前推进。

(3)由于负环管片是盾构施工材料和出土的运输通道,为防止管片失稳,钢管片两侧须设置支撑。

(4)盾构机安装完毕后要对安装质量、盾构机自身轴线及自动定位仪的安装情况等进行检查。

2.1.3 盾构始发掘进施工监理控制重点

(1)土压力设定:计算盾构工作井始发处的土压力,在盾构始发时应建立比计算结果稍高的土压,并维持土压力稳定,保证始发井附近的地表沉降在允许范围内。

(2)始发掘进推力的计算要综合考虑盾构外周(盾壳外层板)和土体之间的摩擦阻力或粘附阻力、盾构正面阻力、管片和盾壳内侧钢板之间的摩擦阻力等因素决定。

(3)盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速的设定先要依据理论计算值进行设定,在始发完成后的试掘进阶段可对各种参数进行对比,调整推进速度与推力、刀盘转速与扭矩的关系式,定出推进速度和转速的范围。

(4)盾尾注浆压力主要是受地层的水土压力的影响,注浆压力的设定以能填满管片与开挖土层的间隙为原则。

(5)添加剂可以改良土体,改变开挖面土体的各项性能,根据北京地层情况,将添加剂注入压力初始设定为0.15～0.2MPa。

(6)始发掘进施工。在盾构始发掘进的前60～70 m,盾构机的后配套车架全部布置在暗挖隧道内或地面上(若暗挖隧道工期延误,也可将后配套放置在地面始发),在此阶段的施工过程中,需侧重对渣土、管片运输及管片吊装进行合理的组织安排。

(7)始发施工由于受负环管片的限制,盾构上部千斤顶暂时不能使用,为此要严格调整正面土体反力并均匀使用底部千斤顶,以防后面临时管片因不均匀受压而损坏。同时为防止盾构始发时出现低头现象,安装基座时适当将基座上抬,始发进洞掘进时应合理使用下半部千斤顶,并在施工中根据土质情况将盾构机适当抬头。

(8)盾尾即将离开洞口密封环时,要及时收紧密封环并进行填充压浆。

(9)始发期间必须保证施工速度,才能保证工程的总体安排实现。因此,试掘进期间监理应特别加强对施工单位的施工组织落实管理。

(10)盾构机始发掘进施工,将验证各种关键施工参数计算值和经验值的适用性。盾构施工参数主要包括掘进速度、刀盘扭矩、土仓土压力、盾构总推力、出土量、注浆量、注浆压力、盾尾间隙等,而土仓土压力反映了盾构总推力、掘进速度、出土量、刀盘扭矩、螺旋输送机转速等。因此,在试掘进期间,施工单位应根据使用情况对各种施工参数进行记录、总结及分析,并依据使用效果对参数进行优化,使盾构机的性能和各项参数设定达到最佳状态。

(11)始发阶段由于经验不足,盾构机操作尚不熟练,各参数都在摸索,泡沫添加量可能稍大。根据国内外地铁采用盾构法的工程类比,建议北京盾构施工泡沫添加量控制在每环65～85 L间较为合理。

(12)同步注浆量,取盾尾孔隙的150%为3.45m3/环,取盾尾孔隙的200%为4.60 m3/环,通过监理记录来看,实际用量在3.7～4.1 m3之间,也就是在粘土层中,取盾尾孔隙的170%左右为宜。由于地质变化,同步注浆量的数值可能会变化。

2.2 盾构正常段施工

盾构施工是以掘进、渣土排运、管片衬砌为基础进行的。盾构施工监理控制是指盾构掘进过程中各项参数设定、掘进线形、注浆、管片拼装及地表沉降这几方面的控制。为强化盾构施工的管理,需严格按盾构施工的特点组织施工。

盾构施工最大的特点是每循环作业在形式上类似,采用定量和定位的工厂化流水线式施工。

2.2.1 盾构掘进施工时监理的参数控制

盾构机掘进过程中的各项参数设定有相应的理论依据,同时应根据各种参数的使用效果及地质条件变化在适当的范围内进行调整及优化,掘进要控制的参数有土压力、添加剂使用量、出土量、推进速度和刀盘扭矩,监理工程师根据掘进地层的情况检查施工参数的调整。

(1)土压力控制要点。土压平衡盾构机是利用盾构机刀盘切削开挖面土体进入土仓建立土压来保证开挖面稳定,控制地表沉降。土压力设定值高低将直接影响盾构掘进时的开挖面稳定,土压力的设定必须保证:土压力必须高于理论计算值和土压力的设定值应根据实际应用效果不断优化两项原则。

土压力设定应依据掘进的时期,进行相应调整,在盾构始发时应取最大值,减小盾构始发造成的地表沉降。

(2)粉质粘土层和粘质粉土层添加剂的控制。

添加剂注入量:刀盘前约1 0%的理论开挖量,密封舱约20%的理论开挖量。

添加剂注入压力:需要控制的参数为刀盘前的注入压力,以平衡开挖面的水压力为宜。

(3)粉细砂、圆砾、粉土粘土地层添加剂的控制。

添加剂注入量:刀盘前对圆砾地层一般为20%左右,施工中根据实际情况调整;密封舱加入约20%开挖量的添加剂来提高土体的可排性。

(4)出土量控制:北京地铁使用的管片外直径为6 000 mm,环宽为1 200 mm。根据选用盾构机的直径、结构断面尺寸和土层情况算出每环的出土量。每环出土量直接反应了盾构机在掘进施工过程中的超挖情况,当超挖较多时,会使出土量骤增。掘进过程中须严格控制每环的出土量,并作记录。

(5)推进速度是盾构掘进的一项重要参数,应根据不同的地层选定不同的推进速度,决定因素包括盾构机性能、地层的情况、同步注浆系统性能和地表沉降的反馈信息。

盾构机在不同的地层推进速度不同,为减小地表沉降,必须保证注浆与推进同步进行,因此注浆系统的性能也制约推进速度;地表沉降的监测是检验盾构机各项参数设定值是否合理的有效途径。推进速度大小须根据地表监测结果进行调节、优化。

(6))盘扭矩的控制.刀盘扭矩是一个被动参数,其大小与地层和盾构机性能联系十分紧密。影响刀盘扭矩的直接原因一是地层变化,二是盾构机机械性能。另外,添加剂使用不正常时,刀盘扭矩也会变大,所以监理工程师应经常检查添加剂的使用是否正常。

在盾构机设计中应侧重刀具的使用寿命,力争盾构机在单线掘进过程中不必更换刀具,为确保刀具的正常使用,在掘进过程中要形成定期检查刀具的制度。

2.2.2 盾构掘进轴线控制

(1)为保证隧道轴线的方向,施工单位必须建立一套严密的人工测量和自动测量控制系统,严格控制测量的精度,合理布设洞内的测量控制点和导线,根据工程中的实际情况合理控制测量和复核的频率。

(2)掘进过程中要严格控制千斤顶的行程、油压和油量,根据最新的测量结果调整盾构机及管片的位置和姿态,按“勤纠偏、小纠偏”的原则,通过严格的计算合理选择和控制各千斤顶的行程量,使盾构和隧道轴线沿设计轴线在容许偏差范围内平缓推进。切不可纠偏幅度过大,以控制隧道平面与高程偏差而引起的隧道轴线折角变化不超过0.4%。

2.3 管片拼装监理控制要点

为保证管片拼装质量及施工进度,施工时须严格按照以下要求进行管片拼装的施工。

(1)为加快拼装施工速度,必须保证管片在掘进施工完成前进入拼装区,以便为下一步施工做好准备。

(2)拼装过程中要清除盾尾拼装部位的垃圾,同时必须注意管片定位的正确,尤其是第一块管片的定位会影响整环管片拼装质量及与盾构的相对位置,应尽量做到对称。

(3)管片拼装要严格控制好环面的平整度及拼装环的椭圆度。

(4)每块管片拼装完后,要及时靠拢千斤顶,以防盾构后退及管片移位,在每环衬砌拼装结束后及时拧紧连接衬砌的纵、环向螺栓,该衬砌脱出盾尾后,应再次拧紧纵向及环向螺栓。

(5)管片拼装的过程中若须调整管片间的位置,不能在管片轴向受力时进行,以防损坏防水橡胶条。

2.4 壁后注浆

壁后注浆必须采用与地质条件完全相适应的注浆材料及注浆方法,在盾构推进的同时或其后立即进行注浆,将盾尾空隙充填密实,防止地层松弛和下沉。另外,壁后注浆能增强衬砌防水性能,起保持衬砌环早期稳定的作用,还可防止隧道发生蛇形变形,使用同步注浆系统更有利对地表沉降的控制。

2.4.1 盾构注浆技术措施

(1)宜将盾构推进的初始100m长度作为试验段,根据地面变形监测数据及盾构施工所采用的参数,不断进行优化调整,以使盾构在全线推进中,将地面沉降控制在-30～10 mm范围内,盾构在穿越密集建筑群或重要工程控制点时,更应运用优化盾构施工参数的方法,进一步控制地面沉降曲线的特性指标,满足环境保护要求。

(2)为减小和防止地面沉降,在盾构掘进中,要尽快在脱出盾构后的衬砌背面环形建筑空隙中充填足量的浆液材料。根据地质条件,确定浆液配比、注浆压力、注浆量及注浆起讫时间,对同步注浆能否达到预期效果起关键作用。

2.4.2 浆液材料的选择

浆液材料应选择完全适合地层条件和盾构机型号的;注浆材料须具有不易产生材料离析、具有较好的泵送性、压注后体积变化小、压注后的浆液凝固强度高于地层土体的强度和具有不透水性等特点。

为保证浆液的质量,监理工程师要对制备浆液的原材料进行严格控制,定期测定浆液的坍落度、粘性、离析率、凝结时间和抗压强度等。

2.4.3 注浆技术及工艺

盾构施工一般采用的是同步注浆方案(图1,2),进行背后注浆要从下往上,左右对称,防止衬砌圆环承受偏压。每个注浆孔的注浆由注浆量和注浆压力两个指标控制。

2.4.4 注浆量及注浆压力控制

考虑到浆液扩散、超挖等因素,注浆量宜大于地层与衬砌间空隙的计算值,根据信息反馈结果及时调整注浆量,必要时通过管片孔进行二次补浆,以充分填充衬砌背后的空隙,减少地面沉降。

2.4.5 二次补浆

二次补强注浆一般在管片与岩壁间空隙充填密实性差,造成地表沉降得不到有效控制或管片衬砌出现较严重渗漏的情况下实施。二次注浆通过管片上的吊装孔进行,可利用同步注浆的一条管路连接一个注浆头进行。

2.5 管片防水和盾构法施工特殊部位防水处理的监理要点

盾构隧道渗水主要位于管片接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和螺栓孔等处。其中以管片接缝处为防水重点。通常接缝防水的对策是使用密封材料,依靠弹性压密,以接触面压应力来止水。

隧道渗漏原因主要是防水材质不良或违反操作规程,是管片防水的监理重点。具体可分为以下几类:

(1)管片制作时养护不合理,表面出现气孔和龟缩裂缝;管片运输、拼装时受挤压、碰撞,缺边掉角;

(2)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)螺栓孔、注浆孔等薄弱部位未加防水垫片,封孔施工质量差。

2.6 盾构接收施工

盾构的进洞工作内容包括盾构机定位及接收洞门位置复核测量、地层加固、洞门处理、安装洞门圈密封设备和安装接收基座等,施工流程见图3。

2.6.1 盾构接收前盾构姿态和线形测量

盾构机接收前150 m地段即进行地下导线的重复定向,并复测地面控制网,加强盾构姿态和隧道线形测量,及时纠正偏差以确保盾构顺利地从到达预留洞口进入车站。到站所有测量数据及贯通误差量应报监理单位复核验正。

2.6.2 盾构到达段掘进

盾构机进入到达段后,应减小推力并降低推进速度和刀盘转速,控制出土量并时刻监视土仓压力值,土压的设定值应逐渐减小到0,避免较大的推力影响洞门范围内土体的稳定。

2.6.3 盾构机接收

盾构机进入加固体后,应先行安排凿除洞门部位围护结构,迎土面保留30 cm厚以保护洞门区域的土体,并割断围护桩上端的钢筋。为防止钢筋割断过程中发生残留维护结构倒塌,在盾构调头井内架设临时斜撑。盾构机推进打开洞门,清除渣土后进入接收架,密封装置锁紧管片并及时进行回填注浆。

3 盾构项目安全监理控制要点

3.1 工作内容

安全是一切生产的保证。地铁工程规模大,项目多,地质及水文地质条件差,地面建筑及地下管线多,既要保证施工安全又要确保地面建筑、地下管线安全,安全管理工作的重要性更为突出。

3.2 盾构施工安全监理的内容

必须遵循安全第一的原则,施工过程中,随工作的开展要进行定期和不定期的安全检查,认真填写检查记录。当确认有异常现象时,必须立即采取措施确保施工安全。

对运输、管片拼装、气压仓内作业等易发生安全事故的作业,要根据施工设备、施工组织情况,经常检查其状况。

为保持安全的作业环境,必须根据实际情况,制定现场所用机械、设备的设置及作业标准。为适应工程大型化、机械化、快速施工等情况,需认真研究保持安全作业环境的问题。通风、照明、排水、通道设置、防噪声、防振动、劳动保护等方面须满足以下要求。

3.2.1 通风状况

洞内的通风是确保安全的作业环境所必不可少的,必须根据地质条件、工程规模、施工方法、进度等选择合适的通风方式及通风设备。

3.2.2 照明状况

(1)在作业场所及通道,必须有照明设施,采用带防护罩的日光灯并挂于隧道上方。防止发生事故,保持安全作业环境。

(2)对工作面、拼装机、各种机械的操作部分、注浆处及皮带运输机等直接进行作业处,需确保可安全作业的充足照度。

(3)作为通道用的路段,为确保作业人员行走及轨道车辆行驶安全,也必须有必要的照明,在通道最暗处照度需保证在30 Lx以上。

(4)固定式照明设备需考虑耐久性,并经常进行维修检查。对敞口部分等特别危险处,需设置警戒标志灯。

3.2.3 排水状况

(1)为在施工中不发生事故,必须在洞内进行排水,为此需提前考虑排水设施。

(2)大量的意外涌水和排水设备故障等可能与重大事故相关,故需对备用排水设备、停电时的措施等进行认真研究。

(3)安装时应对水泵为防止触电用的断路器、接地、移动电线等须采取保护措施。

(4)必须设置竖井集水坑,且最少设置双泵,以保证及时排水。

3.2.4 防止火灾

(1)洞内的火灾与洞外火灾迥然不同,应充分认识到在灭火活动、避难等方面的困难,故须认真采取防火措施。尤其在采用气压作业时,必须注意避难时气闸室出入情况、高气压条件下燃点降低、火灾传播速度加快、灭火器具效率降低等问题。

(2)为防止火灾,应尽力选用洞内可燃物少的施工方法,或不使用明火;建立防火责任制,对火源及可燃物进行严格管理,排除火患;配备足够、有效的洞内灭火设施。

3.2.5 防止缺氧、瓦斯中毒事故

在空气不能流入或通风不良的地方,由于空气中氧的消耗、含氧量少的气体(缺氧空气)及空气以外的气体(甲烷、二氧化氮、硫化氢等)的漏出等原因,可发生缺氧及瓦斯中毒事故。故须根据对盾构通过及附近地区的调查资料,预测由于缺氧空气、有害瓦斯可能带来的危险,可用钻探等方法进行详细的事前调查。

3.2.6 防止起吊、运输、轨道事故

须防止在洞内、竖井内进行材料、渣土运输、起吊等作业时发生事故。为此,必须充分考虑各种设备的配备、布置的安全性,采取装设防脱装置和根据实际情况设置防止接触的设备,设立防溜车装置等。此外,有关设备的构造、规格等必须合乎规定,对其使用管理、维修检查除应遵守有关规定外,还需制定与现场条件相适合的运输、运行规定,并使有关作业人员知晓。

摘要：从施工图审核、监理规划、监理细则编制和专项施工方案审核介绍了地铁盾构始发前的监理工作要点;针对盾构具体施工,分别从始发施工、正常段施工、管片拼装、壁后注浆、管片防水和接收施工等方面介绍了地铁盾构施工监理控制要点;最后从项目管理角度介绍了盾构项目安全监理控制要点。

关键词：地铁,盾构,管片拼装,注浆,防水,监理,项目管理

参考文献

[1]GB50010-2001,混凝土结构设计规范[S].

[2]邓美龙,黄常波,李钟,等.盾构穿越铁路安全施工技术[J].建筑技术,2009,40(1 1):984-986.

[3]王将军,张敬.工程监理招标中若干重点的解析[J].建筑技术,2013,44(3):255-258.

[4]黄银银,曹雪山.南京地铁车站明挖深基坑监测成果分析[J].建筑技术,2013,44(5).

地铁盾构井加固施工技术 第9篇

地铁区间左线长1591.895, 右线长1576.679, 隧道穿过的岩土层主要为卵石⑤层, 局部为卵石⑦层。结构边墙以碎石土为主, 围岩土体的自稳能力差, 易发生坍塌现象, 围岩分级属Ⅴ~Ⅵ级。盾构施工竖井及区间明挖段长92.927m, 为现浇钢筋混凝土箱形框架结构, 采用明挖法施工。由于盾构机始发进出洞前, 需破除始发洞门范围的围护桩, 此时必须采取有效的措施加固土体, 使土体具有较强的自稳性, 且不发生渗流, 以确保盾构机进洞期间的洞门范围内土体处于安全状态, 不发生安全质量事故。根据设计要求对盾构井基坑土方未开挖施工前, 对地基土采取注浆的方法进行加固处理, 加固区的厚度为隧道上下各3.0m, 左右各3.0m, 始发区加固长度为6.0m, 接收区加固长度为6.0m (当地下水位超过隧道结构底板是加固长度取8.0m) , 加固后的地基应有良好的均匀性和自立性, 其无侧限抗压强度应达到0.5~0.8MPa, 渗透系数≤1.0×10-8cm/s, 具体加固见图1 和图2。

2 盾构井加固施工

(1) 注浆材料。注浆用的浆液主要材料为水泥, 水泥在使用前应作质量鉴定, 搅拌水泥浆液所用的水应符合混凝土拌合用水的标准。采用强度等级不低于32.5 的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥, 喷入浆液的水灰比为0.75:1。水泥应新鲜无结块, 过0.08mm方孔筛的筛余量不大于5%。注浆施工所用水泥浆液存放的有效时间, 应符合下列规定:当气温在10℃以下时, 不宜超过5 小时;当气温在10℃以上时, 不宜超过3 小时。当浆液存放时间超过有效时间时, 应降低标号使用。必要时按废浆液处理。浆液存放时应控制浆体温度在5~40℃范围内。如超出上述规定应弃除。不同生产批号的原材料的各种不同配比的浆液应留取样品制作成试件进行浆液和浆液凝固体的比重、粘度、稳定性、初凝、终凝时间和抗压强度试验, 保证满足规定要求。

(2) 钻孔。采用地质钻机 (TXU-150D×2 型、114mm钻头) 就位钻孔钻至设计底标高。为防止塌孔, 钻孔时采用化学浆液进行护壁。首先在对施工区域进行管线调查, 在调查管线的基础上布孔, 布孔时应避开管线。布孔间距2500mm×2500mm, 梅花形布置。根据施工平面图现场放线定出桩位, 做好桩位的轴线标记和桩位的测量放样, 经复核确认桩位的轴线正确无误, 方可布孔开钻。根据现场放线定出的桩位, 采用洛阳铲进行人工挖探, 挖探直径0.15 米, 孔深3 米, 预防破坏未知管线。在人工挖孔上采用地质钻机进行钻孔, 采用地质钻机 (TXU-150D×2 型、114mm钻头) 就位钻孔钻至设计底标高。钻机就位时, 应在技术人员的指导下进行, 并调整好钻杆角度, 对准孔位后, 钻机不得移位。钻孔时, 要严格掌握钻杆深度, 慢速运转, 掌握地层对钻机的影响情况, 以确定该地层条件下的钻进参数。进入砂卵石层时每钻进1 米需注一次化学浆液, 防止钻杆抱死, 每孔注入2~3m3。注浆施工完毕后, 应用清水把泥浆泵和管路内的残留浆液全部喷射排出, 钻具及其他设备, 应用低压水冲洗干净, 并应架起注浆管设备, 离地存放。

(3) 注浆。当钻机钻进至设计深度时, 及时按设计配合比制备好水泥浆液。水泥浆液应严格过滤, 并按喷嘴直径设置两道过滤装置:在制备水泥浆液搅拌罐和泥浆泵吸浆搅拌罐之间设一道过滤网, 在泥浆泵吸浆管尾部设一过滤器。水泥浆液应随配随用, 并应在注浆作业过程中连续不停地搅拌。一次搅拌量宜为0.78m3。注浆前首先在孔内注入化学浆液进行孔口封堵, 保证注浆压力。注浆过程中, 应按设计文件要求经常检查、调整注浆压力钻机旋转和提升速度以及实际的浆液耗用量。注浆过程中, 冒浆量小于注浆量的25%时为正常现象。超过25%或完全不冒浆时, 应采取下列措施:当地层中有较大空隙引起不冒浆时, 可在空隙地段增大注浆量, 填满空隙后再继续注浆。当冒浆量过大时, 可通过加快旋转和提升速度, 减少冒浆量。注浆作业完成后, 应不间断地将冒出地面的浆液导流至集浆坑, 集中处理。注浆时, 严格控制提升速度, 每次提升不大于200mm, 匀速提升, 提升以后的钻杆应及时清洗干净, 以备后用。

3 结束语

(1) 控制好注浆技术参数, 保护孔径为 φ114mm、孔深20~30m、布孔间距2500mm×2500mm、扩散直径1500~2000mm、注浆压力0.15~1.3MPa、初凝时间0.5~2 分钟、钻杆回抽幅度15~20cm、注浆率约30%。 (2) 搞好质量控制, 保证孔位偏差±20mm、孔距偏差±100mm、钻杆垂直度<1%、注浆压力±5%、注浆量±10%、提升幅度±15cm。 (3) 施工中注浆加固质量应满足无侧限抗压强度R28 ≥0.8Mpa、渗透系数k≤1×10-7cm/s。 (4) 严格控制钻孔深度、注浆压力及注浆量大小, 加强现场施工材料的管理, 严格执行进料检验制度, 保证施工材料满足设计和规范要求, 不合格材料不得进场使用, 施工注浆浆液配比、注浆压力、注浆量严格控制, 以确保工程质量。 (5) 采用上述方法, 安全顺利地完成了盾构井加固施工, 各项质量均满足规定要求, 表明采用的施工方法是成功的, 可供同类工程参考。

摘要：地铁施工中盾构井的加固十分关键, 直接影响地铁的施工安全。文章结合某实体工程的成功实践, 详细阐述了盾构井的加固方法和加固施工, 为盾构井的加固施工提供了技术参考。

关键词：盾构井,施工,地铁

参考文献

[1]李大勇, 王晖, 王腾.盾构机始发与到达端头土体加固分析[J].铁道工程学报, 2006 (1) :15-19.

[2]刘胜利, 麦家儿, 游杰.砂层地带盾构井端头加固计算与应用[J].隧道建设, 2009 (3) :21-24.

盾构施工地铁工程论文 第10篇

2.身份证号码：120113198910012416 天津市地下铁道集团有限公司 天津 30000

摘要：施工监测是地铁施工中必不可少的一项工作内容，尤其是在不良地质条件下的地铁隧道施工中，通过监测手段能够掌握实时施工信息，优化施工方案，确保工程施工质量及安全。基于此，文章结合工程实例，重点探讨了软土地质条件下盾构施工监控量测技术。

关键词：软土地层；地铁盾构；监控量测

引言

随着城市发展，城市中的高层建筑日趋增多，密集度越来越大，能够被利用的城市地面空间已经越来越少，城市地下空间的开发利用迫在眉睫，为缓解日益拥挤的交通，充分利用城市地下空间，城市地下轨道交通工程方兴未艾。盾构法隧道施工是地铁隧道施工常见施工方法，监控量测作为盾构施工的眼睛，是施工成败的关键。

1 研究背景

某城区地铁隧道采取盾构法施工，在施工前期勘察中，发现施工场地上方有天然气管道一条，盾构隧道和管道相交的位置位于A站以西238m的位置，管道位于区间隧道上行线第210，211环，下行线第206，207环上方。因盾构下穿段管道埋深无相关资料记载，施工之前采用管线仪对其位置进行大致测定，之后采用钻探勘测得其深度，为确保天然气管道安全，钻探使用钻头为塑料钻头。鉴于该区间软土地质特征，在盾构隧道施工过程中，易发生区域性地面沉降；盾构在软土地层中穿越天然气管道，地面沉降不易控制，直接导致管道变形不易控制，极易造成管道破裂等事故。该区间隧道埋深为12m，管道的埋深为1.0m。

2盾构施工原理及监控量测必要性

盾构法工作原理是：盾构机刀片在前面切削岩体时，盾构外壳在隧道开挖前端进行预先支护，形成外部支撑；盾构机在盾构外壳的支护下继续向前开挖岩体和拼装隧道管片衬砌；盾构外壳由内部结构支承，而盾尾部分则无内部结构进行支承，故盾尾需及时拼装隧道管片衬砌；盾构机掘进或调整方向是通过顶在己经拼装完成的隧道管片衬砌上的液压千斤顶操作的。在地质环境较恶劣时，通常还需要利用其它相应措施对盾构掘进前方工作面进行土体改良。

盾构隧道施工监控量测是盾构施工过程的一部分，是指导施工、发现问题解决问题的唯一途径。隧道设计和施工过程是处理好土力学、岩体力学等各种力学问题的过程，施工现场监控量测直接记录和反映着各种力学作用现象，为施工提供第一手资料。一方面通过对监测信息进行分析、处理直接指导隧道施工；另一方面根据监控量测数据，做到动态设计，随时对不合理的设计方案进行优化，提高施工质量，不断提升隧道工程建设的水平，不断优化盾构隧道施工技术。

3地铁盾构监控量测施工措施

盾构监控量测是盾构施工成败的关键，监测内容及方法在不同施工条件下有所不同。

（一）一般条件下的沉降及水平位移监测

一般条件下的地铁盾构监测施工，应根据地铁施工现场的实际条件，按照一定的施工等级分别对基准点、施工基点及沉降监测点进行控制。当基准点和监测点两者之间形成闭合或者是与水准路线附合后，应取两次监测数值的平均值，并将该平均值当作初始高程值，与此同时，在对水准线路进行观测时应与基准点或者是施工基点保持同步，监测得出的各项数值结果的偏差应控制在相关要求范围内。另外，对于地铁普通部位的水平位移监测，应采取小角度观测法对地铁盾构普通部位的各个基点进行监测，监测达到相关施工要求合格后，应利用高精度电子全站仪对已经监测过的各基点之间的小角度及距离进行准确测量，并精确计算各基点与实际基准线之间存在的偏差，计算得到的偏差就是地铁盾构垂直线路方向的位移量。

（二）地铁盾构关键部位沉降监测

地铁盾构关键部位沉降监测一般采用电水平尺法，电水平尺具有较全面的功能及良好的效果。电水平尺在安装时紧贴被测对象的，不会对行车带来影响，同时能自动读取监测数据，适合于行车封闭路段时进行全方位连续的沉降监测。电水平尺具有较高的精度，利用该工具对地铁盾构关键部位进行监测，能够捕捉小到1”的倾角变化，使用电水平测量出来的数据具有较高可靠性。在地铁盾构关键部位沉降监测过程中将多个电水平尺首尾相连进行测量，能够准确计算出地铁盾构的绝对位移，并且根据这些测量数据可推断出地铁盾构的沉降断面。此外，在盾构监测中运用电水平尺与数据采集器进行相互配合，能够实现盾构实际状况的连续监测，实时掌握盾构施工中的沉降变化，如果遇过大或者影响盾构施工安全的沉降量，即启动自动报警功能。综上，电水平尺在盾构各个部位沉降测量中的应用给盾构施工提供了安全保障。

4监测控制具体研究方法

（一）监测点布置

地面监测点埋设，沿线路方向每5环布设一个监测断面，横断面监测点布置3排，第一排位于200环，断面监测点7个，第二排位于205环，断面监测点3个，第三排位于210环，监测点3个，监测点间距2.4 m，在194环、202环分别埋设深层沉降监测点，埋设深度8m。

（二）深层分层监测技术

盾构机通过天然气管道后，对200环、205环、210环监测结果进行比较分析。掘进过程中地面下沉，通过后变化速率趋于0，并略有回升，最后保持稳定，地面最大变化量下沉5 mm。盾构机掘进推力800t左右、土压0.12、出土量38方、注浆量都是3 m3，在埋深12 m的地層中此为合理掘进参数，地面沉降能控制在规定范围之内。第200环断面监测数据显示，盾构机通过断面过程中，地面隆起单次变化在1mm内，下沉在3mm内，沉降变化速率小。第205环断面监测据显示，盾构机通过断面过程中，地面降起单次变化在2mm内，下沉在4mm内，沉降变化较小。第215环断面监测数据显示，盾构机通过断面过程中，地面隆起单次变化在2mm内，下沉在5mm内，沉降比较稳定。在200环、205环、210环的累计沉降变量中，隆起最大值为4 mm，下沉最大值为5 mm，控制地面沉降在规定范围之内。盾构机刀盘到达194环深层沉降管处，监测数据显示，30号监测点隆起6 mm，通过后下沉6 mm，监测数据变化小，变化在2 mm左右，盾构机下穿时，对隧道上部2 m左右地层的扰动变化在6mm左右。盾构机刀盘到达深层沉降管处，上部2.3 m处上升4 mm，下部上升4mm，穿过管道后，上部变化在3 mm左右，下部变化2mm左右。

上述数据显示，盾构机在穿越管道过程中，地下7 m处，沉降变化小。在盾构机掘进过程中，刀盘对上部两米左右部分土体扰动较小，变化值最大为5 mm左右。盾构通过后注浆对土体的扰动很小，变化在2 mm左右。在盾构机下穿天然气管道的过程中，即196-203环推进过程中，对每一环进行了4次取样，经过检测，取土样品不含油脂，土质无污染。天然气管道没有发生渗漏等现象。通过深层分层监测，最终保证了盾构顺利穿越天然气管道。

5 小结

盾构法是当前城市地铁隧道施工中的常用方法，本工程运用深层监测技术对软土地层中的盾构地铁隧道施工进行了监测，将施工现场地下管线的地层实际变形情况实时反馈至操作面，直接用于调整施工参数和判定管线的安全情况。最终保证了工程的顺利实施，并确保了管线的安全性，为以后类似工程提供参考和借鉴。

参考文献：

[1]赵纪平.盾构法隧道施工的监测[J].建筑与工程，2008（11）

[2]郑淑芬.盾构隧道施工地表沉降规律及控制措施研究[J].湖南：中南大学，2010

地铁施工盾构法的施工技术探析 第11篇

关键词：地铁施工,盾构法,施工技术,方法,应用

引言

随着我国现代化建设进程的逐步加快, 城市建设水平逐步提高, 与之相对应的庞大的城市人群给城市交通带来巨大压力。为了缓解城市交通压力, 保障人们出行正常, 各级政府千方百计寻找新的交通解决方案。地下铁路就是其中重要一项内容。地铁以其低碳环保、高效便捷的优点有效缓解了大型城市人群出行交通困难的问题, 广泛应用于世界各国大型都市中, 已经成为城市现代化水平的一个重要标志。我国第一条地铁于上世纪70年代初期在北京投入使用, 至今已有四十多年。目前, 各地大中城市都已经或正在实施地铁工程, 地铁建设已经成为我国城市建设的一项重要组成部分, 受到社会各界的普遍关注。由于地铁工程大部分工程都在地面以下, 地下施工的特殊性给地铁项目工程建设带来很多与其它交通工程截然不同的特点和问题。作为地铁工程中的关键部分, 隧道施工目前普遍使用盾构法进行施工。该技术相对成熟, 其以盾构机为主要施工设备, 在土层中实施迅速的挖掘作业。在盾构机外壳强大的支护作用和千斤顶等其它设备的配合下, 盾构挖掘作业施工速度快, 安全系数高, 受到世界各地地铁工程建设单位的普遍欢迎, 进而广泛应用于地下工程隧道挖掘施工中。我国地铁事业正处于高速发展阶段, 加强盾构施工技术研究, 深入把握盾构施工技术特点, 对于改进我国地铁工程建设质量, 提高施工水平, 保障施工安全, 降低工程成本, 促进地铁事业顺畅健康发展具有极为有利的促进作用。

1 地铁工程盾构施工技术的施工原理

盾构施工技术, 顾名思义, 其以盾构机为主要施工设备进行施工。盾构机具有坚强的盾构钢壳, 可以为地下挖掘施工提供极为可靠的安全保障。在盾构机挖掘行进过程中, 盾构机的尾部同步进行持续的注浆作业。注浆作业可以最大限度降低盾构机挖掘过程中对周围土层的扰动, 从而保障隧道的稳定。盾构机由刀盘、压力舱、盾型钢壳、管片和注浆体等部分组成, 各部分各有作用, 又相互配合, 协调运转, 使得盾构机挖掘作业得以顺利实施。盾构机在土层中的挖掘作业实际上包括三方面内容, 一是确保开挖面稳定, 二是挖掘并排出土壤, 三是进行补砌和注浆作业。

2 地铁工程盾构施工技术的施工特点

盾构施工技术属于较为先进的隧道挖掘技术, 和传统地铁隧道施工技术相比, 盾构施工技术在施工过程中具有如下特点:一是盾构施工大部分过程位于地下, 对施工地点周边环境影响很小, 非常适合建筑密集、人群活动频繁的城市环境施工。在采用盾构机进行地铁隧道施工时, 施工活动位于地面以下, 施工过程中产生的噪音非常微弱, 对周围土层的振动也小, 不必像其它工程施工那样需要线路沿线施工现场进行特殊的布置安排, 对地面活动, 特别是交通运输和周边环境影响微弱。二是施工精度要求高。地铁工程对于施工质量和工程安全可靠性有着很高的要求, 为了达到这个目标, 在工程施工时必须严格控制施工精度。在使用盾构机进行施工时, 由于盾构机管片制作精度很高, 从而保障了施工误差能够控制在一个极小的范围内。此外, 盾构机发掘作业时, 只能向前行进, 无法做出后退动作, 一旦施工过程中出现后退现象, 必然会造成盾构装置受到严重损伤, 从而产生不可预估的后果, 严重影响工程进度和施工安全。为确保施工安全, 在施工前期, 施工人员一定要做好充分准备, 防止任何可能导致盾构机后退现象的发生。另外, 盾构机属于专业设备, 其设备参数与施工条件之间具有较为严格的针对性, 施工隧道断面不同, 盾构机的设备参数也不一样。在进行断面面积大小不同的隧道施工时, 必须对盾构机进行相应改造, 甚至是专门设计制造, 否则无法保证施工质量。

3 地铁工程盾构施工中的技术控制要点

盾构施工技术含量很高, 为保障工程质量, 必须对各工序和操作予以严格控制, 确保施工质量。下面对盾构施工各主要阶段的施工技术控制要点逐一进行分析, 以帮助大家更好的理解和把握:

3.1 盾构机进出洞时的作业控制

在使用盾构机进行挖掘作业时, 进洞和出洞作业是盾构机工作的基础操作和主要组成, 其操作质量对于盾构施工来说具有极其重要的影响。如果进洞或出洞作业出现问题, 藉由可能导致整个工程的失败。为此, 必须切实做好盾构进出洞作业, 确保施工质量。盾构进洞前, 首先要正确选择隧道施工路线, 防止轴线发生过大偏差。同时, 要做好施工路线周围地质环境勘察, 针对可能会对盾构施工造成负面影响的因素, 提前制定科学可靠的防范措施, 避免施工事故发生。在盾构出洞前, 也要做好相关准备工作, 严格审查各项出洞条件, 确认各项条件符合出洞标准后方可出洞。

3.2 盾构机挖掘前进时施工作业控制

盾构机掘进作业是盾构施工的主体, 在整个盾构施工过程中占据最大的比例。在进行盾构掘进作业时, 最主要的是要尽量减少盾构施工对周围土层的影响, 防止对土层产生过大的扰动, 确保盾构开挖面的稳定性。为达到这一目的, 在施工过程中一般通过调整掘进参数来实现。在盾构机掘进施工过程中, 盾构姿态是一个非常重要的概念, 其指的是盾构掘进过程中的现状空间位置, 盾构姿态是评价盾构轴线与设计轴线之间的偏差是否满足设计要求的重要指标, 盾构姿态的好坏, 直接影响到盾构掘进施工的顺利进行和后面管片拼装作业的质量高低。所以, 在进行盾构掘进作业时, 必须严格控制盾构姿态。施工过程中, 对盾构姿态的控制是通过对注浆量、注浆方式、盾构坡度等十项参数的控制来实现的。为确保各项参数控制精准, 准确可靠的实地测量是必不可少的。施工人员通过一系列规范化的科学测量, 并结合盾构掘进过程中地面沉降的情况对掘进参数进行优化, 从而保证盾构开挖面的稳定。此外, 为保障掘进过程中土体压力波动始终处于允许范围内, 必须随时注意盾构机推进速度和排土量的调整。

3.3 盾构穿越粉砂层时施工作业控制

隧道线路周围地质条件对于盾构施工影响巨大。对于盾构施工来说最为理想的施工环境是淤泥质粘土或淤泥质粉质粘土等软土地层, 如果施工线路途经粉砂层, 那么施工难度将会大幅提高, 必须运用一些特殊的方法。土体液化和出土口喷砂是粉砂层土体盾构施工的主要困难。要解决这个问题, 就必须提升正面土体的流动性与止水性。具体施工中, 可以通过适当提高土舱压力和向土舱内加泥的方法予以处理。

4 结束语

盾构施工技术是目前地铁隧道施工应用最为普遍的施工技术。随着我国地铁建设事业的逐步推进, 盾构施工技术势必发挥出更大的积极作用。技术人员要注意加强盾构施工技术的深入研究。在进行盾构施工时, 要注意观察各项参数和周围环境的变化, 结合以往的实践经验, 及时排除异常情况, 将施工参数始终控制在工程运行范围内, 确保工程质量和施工安全。

参考文献

[1]楼顺峰, 刘嘉斌.地铁施工用盾构机选型及施工组织[J].价值工程, 2010, 15.

[2]傅常庆.浅析地铁泥水盾构施工[J].工程技术, 2010, 6.