盾構(gòu)施工總結(jié)

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盾構(gòu)施工總結(jié)范文第1篇

【關(guān)鍵詞】門式起重機(jī)；運(yùn)輸；總組

宏海號(hào)22000噸桁架式拱形起重機(jī)是目前全球在制的最大門式起重機(jī)，該起重機(jī)主要用于海上石油平臺(tái)的吊裝，即該起重機(jī)可以直接將在陸地上制造的海上石油平臺(tái)整體吊裝下水，開(kāi)創(chuàng)了海上石油平臺(tái)陸地造的先例，大大降低了海上石油平臺(tái)的制造成本，并縮短了制造周期。

宏海號(hào)22000噸桁架式拱形起重機(jī)的主要鋼結(jié)構(gòu)由主梁，剛腿和柔腿組成。在這些結(jié)構(gòu)中主梁的制造，尤其是總組風(fēng)險(xiǎn)最大。由于宏海號(hào)22000噸桁架式拱形起重機(jī)制作安裝地處黃海之濱的長(zhǎng)江口上，常年有三分之一以上的時(shí)間大風(fēng)降雨，現(xiàn)場(chǎng)總組難度極大。為了減少現(xiàn)場(chǎng)施工工作量，降低總組施工風(fēng)險(xiǎn)，我們將原施工方案進(jìn)行了修改，將原施工方案中屬于現(xiàn)場(chǎng)總組的桁片總組改為節(jié)段總組。即在車間廠房?jī)?nèi)將桁片拼裝為節(jié)段，再將節(jié)段用平板車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)總組。

主梁分段圖如下；

1、主梁節(jié)段制作

（1）在平臺(tái)上放樣劃出各節(jié)段下弦平面系相關(guān)桿件的定位線。

（2）根據(jù)放樣線，將制作完成的節(jié)段上下弦平面系桁片吊裝合樣固定。

（3）將制作完成的下平聯(lián)吊裝合樣組拼固定；

（4）依次將制作完成的橫聯(lián)和上平聯(lián)吊裝組拼固定；

（5）按圖紙尺寸檢查節(jié)段各相關(guān)尺寸，合格后進(jìn)入焊接程序；

（6）節(jié)段焊接完成后，合樣檢查相關(guān)尺寸，并劃出端部邊線；

（7）報(bào)檢合格后，切割節(jié)段長(zhǎng)度，留焊接收縮量。

2、主梁節(jié)段運(yùn)輸

根據(jù)主梁節(jié)段制造和運(yùn)輸方案，需解決以下問(wèn)題：

（1）運(yùn)輸車輛確定

主梁最長(zhǎng)節(jié)段（a8a7a6e8e7e6）尺寸為11520mm×21800mm×14890mm（長(zhǎng)×寬×高），重量約281噸；主梁最重節(jié)段（a1g2）尺寸為11520mm×19103mm×17644mm（長(zhǎng)×寬×高），重量約358噸；

為了滿足主梁節(jié)段的運(yùn)輸和總組需要，我們按主梁節(jié)段的最大尺寸和最大噸位選擇了運(yùn)輸車輛，參數(shù)如下：

380t平板車參數(shù)：

（2）主梁節(jié)段的捆扎和加固

由于主梁節(jié)段屬于超高，超重和尺寸龐大的物件，其重心又偏高，所以主梁節(jié)段的運(yùn)輸有一定風(fēng)險(xiǎn)。為了保證主梁節(jié)段運(yùn)輸?shù)陌踩煽?，首先要確定主梁節(jié)段的重心位置，使其始終處于運(yùn)輸平板車的中間部位，并用鋼絲繩將主梁節(jié)段牢牢的捆扎在平板車上。

（3）運(yùn)輸?shù)缆返钠秸?/p>

由于運(yùn)輸平板車寬度只有6100mm，節(jié)段兩邊超出平板車的尺寸將近9000mm，再加上主梁節(jié)段重心又較高，為了防止節(jié)段運(yùn)輸過(guò)程中左右搖擺顛簸，需要壓實(shí)平整并澆注一條混凝土道路。

（4）a1g2節(jié)段運(yùn)輸（重量約358噸）：

如圖二所示，先在車間平臺(tái)上制作主梁節(jié)段，制作完成后將主梁節(jié)段下部平臺(tái)部分拆除，然后將運(yùn)輸平板車開(kāi)到主梁節(jié)段下面，利用運(yùn)輸平板車的液壓油缸頂起主梁節(jié)段，然后進(jìn)行捆扎和加固，檢查合格后運(yùn)往主梁總組場(chǎng)地。

3、現(xiàn)場(chǎng)總拼

（1）按主梁總圖劃線放地樣，布置支墩位置（需準(zhǔn)備臨時(shí)支墩4～8件）；

（2）在臨時(shí)支墩上設(shè)置千斤頂和位移調(diào)整裝置；

（3）首先把中間節(jié)段運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，調(diào)整對(duì)位后通過(guò)運(yùn)輸車輛的升降系統(tǒng)將節(jié)段平穩(wěn)落在臨時(shí)支墩上（運(yùn)輸車輛下降過(guò)程中必須逐步降低高度，確保臨時(shí)支墩均勻受力），檢查無(wú)誤后車輛退出；

（4）通過(guò)千斤頂和位移裝置把中間節(jié)段按地樣調(diào)整，使節(jié)段中心線、水平線和端部相關(guān)線與地樣重合；

（5）用正式支墩支撐并頂緊，通過(guò)全站儀檢查中間節(jié)段水平度和各連接部位坐標(biāo)點(diǎn)，檢查無(wú)誤后，把節(jié)段與支墩連接固定，撤出臨時(shí)支墩；

把節(jié)段按從中間到兩端的順序依次運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，重復(fù)以上步驟，通

過(guò)千斤頂和位移裝置調(diào)整節(jié)段合地樣線，并與中間節(jié)段對(duì)接；

盾構(gòu)施工總結(jié)范文第2篇

關(guān)鍵詞：地鐵施工；復(fù)合地層；應(yīng)急處理；盾構(gòu)技術(shù)

1.前言

隨著城市軌道交通事業(yè)的日益發(fā)展，在城市繁華地帶進(jìn)行地下工程施工的情況也非常普遍，繁華地帶周邊環(huán)境復(fù)雜，地下工程施工風(fēng)險(xiǎn)高，突發(fā)事故也不可避免，一旦出現(xiàn)緊急事故，除采取必要的應(yīng)急措施外，采取何種行之有效的處理方案，對(duì)降低工程損失，避免次生災(zāi)害，順利推進(jìn)工程，積極引導(dǎo)社會(huì)輿論等都有十分重要的作用。作者根據(jù)在南京地鐵中的案例，參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)城市的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)此文，為地鐵發(fā)展中類似工程提供有益參考。

2.概述

南京地鐵某區(qū)間盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工時(shí)，因地質(zhì)條件復(fù)雜，導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)困難土方超挖引起地面沉降，致使路面下一自來(lái)水管破裂，壓力水對(duì)管底土層沖刷造成水土流失，引起更大的地面沉陷。沉陷處盾構(gòu)機(jī)埋深約16.3m，沉陷面積約16m2，最深沉陷約30cm。沉陷處位于城市道路下方，地下管線密集，周邊為多棟6-7層居民樓及臨街商鋪，沉陷處距樓房平面距離最小僅為7.2m，周邊環(huán)境復(fù)雜，詳見(jiàn)圖1。

3.沉陷處工程地質(zhì)情況

根據(jù)地質(zhì)勘察資料， 盾構(gòu)刀盤所處的斷面地層為K2p-2強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖及K2p-3中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，刀盤上部1m左右為一層④-4e-2透水卵礫石層，卵礫石層至道路面層之間主要為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層及近代填土層，盾構(gòu)機(jī)上部土體自穩(wěn)性極差，地面沉隆對(duì)土體超欠挖反應(yīng)極其敏感，地質(zhì)剖面圖見(jiàn)圖2，圖3。

4.初次采取的措施

在得知現(xiàn)場(chǎng)情況后，施工單位立即停止右線掘進(jìn)，并對(duì)沉陷處采用圍擋進(jìn)行圍蔽，安排專人對(duì)行人及車輛進(jìn)行疏導(dǎo)，以防誤入水坑。隨后對(duì)沉陷處路面采用混凝土進(jìn)行回填，并聯(lián)系了自來(lái)水公司進(jìn)行管路修復(fù)。

次日，施工方組織了技術(shù)人員，地鐵盾構(gòu)方面的專家，召開(kāi)了事故處理方案研討會(huì)。與會(huì)人員了解了詳細(xì)情況并查看現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)為：地鐵施工掘進(jìn)至此處時(shí)，正值盾構(gòu)掘進(jìn)斷面地層由全斷面巖層向復(fù)合地層轉(zhuǎn)換的階段，斷面地層自穩(wěn)性能較差，而盾構(gòu)施工參數(shù)并未及時(shí)調(diào)整，土倉(cāng)內(nèi)壓力偏小，土方出現(xiàn)超挖導(dǎo)致地面沉降單次達(dá)到9.5mm/d，引起此處直徑200mm混凝土承插式接頭自來(lái)水管爆裂，帶壓水對(duì)地層的沖刷引起地面大范圍沉陷。自來(lái)水管改移完成后，地面情況基本穩(wěn)定，現(xiàn)應(yīng)立即采用土壓平衡模式恢復(fù)掘進(jìn)，通過(guò)該段后對(duì)沉陷處進(jìn)行加固，確保房屋安全。

根據(jù)咨詢會(huì)意見(jiàn)，當(dāng)晚盾構(gòu)機(jī)恢復(fù)掘進(jìn)，但掘進(jìn)速度過(guò)慢，24小時(shí)僅完成3環(huán)掘進(jìn)，事實(shí)表明，盾構(gòu)機(jī)已困于該地層，主要現(xiàn)象為：

（1）盾構(gòu)機(jī)推力過(guò)大，掘進(jìn)是高達(dá)18000KN，而正常掘進(jìn)是僅為10000KN左右；且刀盤扭矩高達(dá)3.1 MN.m，正常情況下一般為2.4 MN.m，推進(jìn)速度僅為1～4mm/min，與該處地層的正常掘進(jìn)不符，渣土溫度高達(dá)58℃；

（2）發(fā)生大的噴涌，大量泥水及砂土從螺旋輸送機(jī)排土口噴出，含砂量較大，且伴有大量卵礫石；

（3）出土過(guò)程中，一旦噴涌出土將土倉(cāng)上部傳感器壓力降至1bar左右時(shí)，關(guān)閉閘門，上部壓力很快將上升至1.3bar，說(shuō)明盾構(gòu)機(jī)上方土體極不穩(wěn)定，為淤泥層或松散富水卵礫石層；

（4）掘進(jìn)過(guò)程中，出土量控制較難，遠(yuǎn)大于理論出土量，地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)再次報(bào)警，沉陷面積、沉陷深度進(jìn)一步增大。

5.再次采取的對(duì)應(yīng)措施

根據(jù)掘進(jìn)及地面沉降情況，施工單位再次主持召開(kāi)了第二次專題會(huì)，邀請(qǐng)了地鐵盾構(gòu)方面的知名專家。與會(huì)人員根據(jù)現(xiàn)象判斷認(rèn)為：

（1）該段地層地質(zhì)條件復(fù)雜，應(yīng)重新對(duì)該段地層進(jìn)行補(bǔ)充勘察；

（2）盾構(gòu)機(jī)應(yīng)停止掘進(jìn)，應(yīng)對(duì)沉陷處地面進(jìn)行注漿加固，并將沉陷處路面進(jìn)行恢復(fù)；

（3）盾構(gòu)機(jī)刀盤和土倉(cāng)內(nèi)可能出現(xiàn)結(jié)泥餅現(xiàn)象，且刀具可能存在一定磨損，應(yīng)在盾構(gòu)機(jī)刀盤前方進(jìn)行加固，加固完成后將盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)至加固體后開(kāi)倉(cāng)清理泥餅，檢查刀具。

6.地面加固方案

6.1 加固目的

加固分為兩個(gè)部分，一是對(duì)沉陷區(qū)進(jìn)行加固，加固后確保沉陷處地下土體固結(jié)，填充可能存在的地面空洞，對(duì)路面進(jìn)行恢復(fù)，確保該段周邊建筑物及管線安全，并確保路面恢復(fù)交通。二是對(duì)刀盤前方進(jìn)行加固，主要目的是確保刀盤前方土體穩(wěn)定，防止地面進(jìn)一步沉陷，并根據(jù)需要帶壓開(kāi)倉(cāng)清理泥餅，檢查刀盤。

6.2 沉陷區(qū)加固方案

（1）加固方案

該處加固以土體內(nèi)滲透～劈裂注漿加固為主，因此采用袖閥管分段注漿加固，沉陷區(qū)采用雙排雙液漿壓密注漿，水泥為P42.5號(hào)水泥，水灰比1：1，水玻璃溶液35～40°Bé，水泥漿：水玻璃溶液1：0.5，雙排注漿孔呈梅花布置，間距1m。

其余加固區(qū)域內(nèi)部采用單液水泥漿注漿，水灰比1：1，注漿量均為300kg/m，注漿壓力不大于0.3MPa，注漿孔間距1m，梅花形布置，注漿深度0～12m。

（2）注漿量確定

加固地層主要為①-1雜填土、①-2-2素填土、②-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、②-3b3-4粉質(zhì)粘土層，根據(jù)巖土勘察報(bào)告及《巖土注漿理論與工程實(shí)例》有關(guān)參數(shù)，計(jì)算依據(jù)公式：

Q=Vnβα

n-土體孔隙率，孔隙比為0.707～0.846，則孔隙率取0.414～0.458

V-加固土體體積m3

β-漿液填充系數(shù) 取0.8

α-漿液損耗系數(shù) 取1.35

Q=π×0.52×1×0.414（0.458）×0.8×1.35=0.35（0.39）m3/m

水泥漿水灰比為1：1

綜合考慮袖閥管注漿量為0.3t/m水泥。

（3）施工流程

6.3 刀盤前方加固方案

（1）加固方案

本段地層加固范圍為盾構(gòu)刀盤前方2.5m，長(zhǎng)5m，寬10m。采用φ800@700旋噴樁進(jìn)行加固，加固至隧道拱頂以上3m，拱頂以下2m。加固圖如圖6，圖7。

（2）施工流程

攪拌樁施工流程如圖8所示。

6.4 注意事項(xiàng)

（1）為防止盾構(gòu)機(jī)被水泥漿裹住，在盾構(gòu)機(jī)上方施工旋噴樁時(shí)，每隔3 小時(shí)向刀盤土倉(cāng)、盾殼外表面和同步注漿管道內(nèi)注入一次膨潤(rùn)土，每次不少于2m3，并轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤，確保向加固土體注入的漿液不串入上述各個(gè)部位而固結(jié)盾構(gòu)機(jī)。

（2）對(duì)樁的入巖深度要及時(shí)取樣分析并對(duì)照詳勘和補(bǔ)勘報(bào)告，確保入巖深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度。

（3）雙液漿配合比應(yīng)該通過(guò)試驗(yàn)確定，一般凝固時(shí)間25 秒30 秒。

7. 恢復(fù)掘進(jìn)施工方案

補(bǔ)充勘察完成后，勘察結(jié)果證實(shí)，沉陷處地質(zhì)與判斷一致，刀盤上部為富水卵礫石層，卵石含量高達(dá)50%，卵石中夾雜砂層，地層厚度約2m。

加固完成后，待刀盤前方加固體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到0.8MPa時(shí)，盾構(gòu)機(jī)即可再次重新推進(jìn)，為確保施工安全，確保盾構(gòu)機(jī)脫困，主要采取以下方案。

7.1 洞內(nèi)注漿

在沉陷處下方已拼裝完成的管片處進(jìn)行二次注漿，注漿采用在吊裝孔處插入長(zhǎng)1.5m的注漿管，端部0.5m為注漿花管。注漿范圍為脫出盾尾的5環(huán)具備打孔條件的管片（邊墻及拱頂范圍），注入單液水泥漿（或雙液漿），水灰比1：1，注漿不大于壓力0.3MPa，用以確保沉陷處周邊土體穩(wěn)定。

7.2 泥餅處理措施

為緩解泥餅現(xiàn)象對(duì)掘進(jìn)的影響，在盾構(gòu)機(jī)恢復(fù)掘進(jìn)前，在刀盤及土倉(cāng)內(nèi)，注入高分子分散劑，共計(jì)注入12m3，濃度為8%，分次注入，并間斷轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤，處理時(shí)間大于24小時(shí)。

對(duì)結(jié)泥餅的狀況進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的渣良方案存在缺陷，泡沫的發(fā)泡效果不好，出來(lái)的渣土流塑性較差，導(dǎo)致土倉(cāng)內(nèi)出現(xiàn)結(jié)泥餅的狀況，于是對(duì)渣良做了改進(jìn)，改用進(jìn)口的康達(dá)特（CONDAT）泡沫劑，并提高發(fā)泡倍率至20倍，使噴射出的泡沫握在手上具有良好的彈性，加強(qiáng)掘進(jìn)中的土體改良管理，盡量將改良渣土的泡沫通過(guò)刀盤面板上的孔道向切割表面噴注，使渣土經(jīng)過(guò)刀盤開(kāi)口進(jìn)入土倉(cāng)的流動(dòng)性好，不易產(chǎn)生結(jié)餅。

掘進(jìn)過(guò)程中注意渣土溫度變化，一旦產(chǎn)生泥餅，可空轉(zhuǎn)刀盤，使泥餅在離心力的作用下脫落。

7.3 排除機(jī)械故障

經(jīng)過(guò)對(duì)機(jī)器的詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)刀盤處1根泡沫管球閥與單向閥位置接反，影響了泡沫管的疏通，導(dǎo)致該泡沫管堵塞，影響渣良，故及時(shí)通知海瑞克技術(shù)人員進(jìn)場(chǎng)，對(duì)泡沫系統(tǒng)進(jìn)行處理。

7.4 選擇合適的掘進(jìn)模式

采取土壓平衡模式掘進(jìn)，嚴(yán)格控制出土量，每環(huán)控制在43.5m3左右，盡量避免超挖，土倉(cāng)壓力控制為1.8bar（中部傳感器），刀盤轉(zhuǎn)速控制在1rpm/min，并做好詳細(xì)的施工記錄。及時(shí)掌握地面及周邊建筑物監(jiān)測(cè)情況，每4小時(shí)監(jiān)測(cè)一次，并安排專人巡視，一旦出現(xiàn)緊急情況，立即向值班領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)人員匯報(bào)，并采取對(duì)應(yīng)措施。

7.5 噴涌處理措施

由于基巖裂隙水發(fā)育，隔水層厚度不一致且常缺失，進(jìn)入土倉(cāng)的渣土不具有一定的塑性（粘土礦物質(zhì)含量少，密水性差），承壓水與無(wú)塑性渣土容易在螺旋輸送器形成噴涌。針對(duì)這種情況應(yīng)該采用下列措施：

（1）采用二次同步注漿，截?cái)嗪蠓絹?lái)水，避免土倉(cāng)與管片背后形成水力通道。

（2）及時(shí)對(duì)盾尾密封刷添加足量的油脂，確保盾尾的密封性。

（3）通過(guò)膨潤(rùn)土泵，在刀盤前方及土倉(cāng)內(nèi)注入高分子聚合物，濃度為1%，注入后均勻轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤，改善土體的和易性，使土體中的顆粒、卵石和泥漿成為整體，提高土倉(cāng)土體水密性和流動(dòng)性。

（4）在螺旋機(jī)排土前，把土倉(cāng)內(nèi)的水、土充分?jǐn)嚢瑁雇羵}(cāng)內(nèi)土體有良好的密水性，避免噴涌。

（5）利用雙閘門交替啟、閉，保壓排土，可以有效地控制噴涌排土。

7.6調(diào)整刀盤工作扭矩

本項(xiàng)目采用的海瑞克盾構(gòu)機(jī)刀盤額定扭矩為4.474MN?m，設(shè)定為達(dá)到80%額定扭矩刀盤便抱死。故通知廠家技術(shù)人員進(jìn)場(chǎng)調(diào)整，擬將抱死扭矩調(diào)整至額定扭矩的100%，提高掘進(jìn)扭矩以增大刀盤貫入度，加快掘進(jìn)速度，通過(guò)該段地層后再恢復(fù)原抱死扭矩。

8.經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)以上一些列措施，最終成功的決解了螺旋輸送機(jī)出土口噴涌的現(xiàn)象，渣良效果良好，盾構(gòu)機(jī)總推力降低至10000～14000KN，刀盤扭矩恢復(fù)至2.1～2.7 MN?m，渣溫降至35℃左右，推進(jìn)速度提高至20～40mm/min，地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)良好，并未出現(xiàn)監(jiān)測(cè)報(bào)警，成功的實(shí)現(xiàn)了盾構(gòu)機(jī)脫困。鑒于掘進(jìn)狀態(tài)良好，項(xiàng)目部技術(shù)人員研究認(rèn)為，無(wú)需在該復(fù)合地層中帶壓開(kāi)倉(cāng)，待推進(jìn)至合適的地層中再開(kāi)倉(cāng)檢查刀具，同時(shí)盾構(gòu)機(jī)通過(guò)該段后，需及時(shí)的進(jìn)行二次補(bǔ)漿。

針對(duì)此次事故總結(jié)認(rèn)為：

（1）盾構(gòu)掘進(jìn)施工前，應(yīng)多次充分深入的調(diào)查沿線的建構(gòu)筑物、管線等情況，一旦發(fā)現(xiàn)有重大風(fēng)險(xiǎn)源，應(yīng)及時(shí)采取處理措施；

（2）應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件，調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)模式。在硬巖段巖層自穩(wěn)能力好，采用氣壓平衡模式或欠土壓平衡推進(jìn)。盾構(gòu)機(jī)在穿越上軟下硬地層時(shí)應(yīng)該采用土壓平衡模式掘進(jìn)，土倉(cāng)壓力設(shè)置根據(jù)隧道埋深、水文地質(zhì)情況確定；

（3）對(duì)已經(jīng)發(fā)生的險(xiǎn)情，應(yīng)首先及時(shí)的進(jìn)行處理，避免后期進(jìn)一步發(fā)生次生災(zāi)害，釀成更大險(xiǎn)情；

（4）盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入復(fù)合地層或復(fù)雜地段前，應(yīng)提前對(duì)盾構(gòu)機(jī)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行檢修保養(yǎng)；

（5）復(fù)合地層中掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)采取多種措施，多次實(shí)驗(yàn)確定出良好的渣良措施，確保盾構(gòu)機(jī)順利勻速快速掘進(jìn)。

9.結(jié)束語(yǔ)

南京地鐵地面沉陷事故最終雖得以解決，但事故發(fā)生伊始，并未采取合理的技術(shù)措施，導(dǎo)致盾構(gòu)掘進(jìn)引起地面進(jìn)一步沉陷，從而花費(fèi)了大量的人力物力。隨著城市軌道交通事業(yè)的發(fā)展，盾構(gòu)機(jī)在城市繁華地帶且復(fù)合地層中掘進(jìn)也越來(lái)越普遍，因此提前要對(duì)沿線施工條件進(jìn)行深入研究，及早制訂對(duì)策，一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)采取有效的技術(shù)措施，風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)最大程度規(guī)避，達(dá)到連續(xù)快速掘進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]萬(wàn)姜林、洪開(kāi)榮.采用復(fù)合式盾構(gòu)修建混合地層隧道[J].施工技術(shù)，2002，6（6）：9

[2]孫鈞、易宏偉.地鐵盾構(gòu)隧道掘進(jìn)施工市區(qū)環(huán)境土工安全的地基變形與沉降控制[J].地下工程與隧道，2001，6（2）：12

盾構(gòu)施工總結(jié)范文第3篇

關(guān)鍵詞:盾構(gòu)隧道 地鐵工程 地面沉降 沉降控制

中圖分類號(hào):U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)06(b)-0071-02

Abstract:This paper analyzes the shield tunnel caused by land subsidence law and settlement of affected areas,and summarizes the main factors of land subsidence of the shield tunnel;specified land subsidence is mainly due to the excavation surface stress release and the additional stress causedstrata deformation,land subsidence and subway construction safety criteria and control principles are discussed to provide a useful reference for the construction of urban subway project.

Key Words:Shield tunnel;Subway project;Land subsidence;Subsidence control

盾構(gòu)法具有不影響地面交通、對(duì)周圍建(構(gòu))筑物影響小、適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件、施工速度快等眾多優(yōu)點(diǎn)而在地鐵工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用。但盾構(gòu)法隧道工程是在巖土體內(nèi)部進(jìn)行的,無(wú)論其埋深大小,開(kāi)挖施工都不可避免地會(huì)對(duì)周圍土層產(chǎn)生擾動(dòng),從而引起地面沉降(或隆起),危機(jī)鄰近建筑物或地下管道等設(shè)施的安全[1]。因此,施工能產(chǎn)生多大的沉降或隆起,會(huì)不會(huì)影響相鄰建筑物的安全,是地鐵隧道盾構(gòu)施工中最關(guān)鍵的問(wèn)題[2]。要在地鐵工程施工前對(duì)工程可能引起的地面沉降問(wèn)題有所估計(jì),就首先需要了解盾構(gòu)法施工引起的地面沉降的一般規(guī)律和機(jī)理,進(jìn)而提出相應(yīng)的安全判別標(biāo)準(zhǔn)和控制原則,達(dá)到事先防控的目的。

1 盾構(gòu)隧道地面沉降規(guī)律

地面沉降規(guī)律是反映盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí),沿掘進(jìn)軸線方向?qū)Φ貙拥挠绊?同時(shí)它也能反映盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)不同因素、盾構(gòu)機(jī)不同部位對(duì)地層的作用,包括正面土壓力、摩擦力及盾尾間隙等。根據(jù)地面沉降發(fā)生的時(shí)序,一般將盾構(gòu)施工沿隧道縱向的地面沉降劃分為五個(gè)階段[3]。

1.1 盾構(gòu)到達(dá)前的地層沉降,即先行沉降

盾構(gòu)到達(dá)前,地表已經(jīng)產(chǎn)生變形,影響范圍約在10m～15m以內(nèi)。主要是由盾構(gòu)推進(jìn)土壓力的波動(dòng)所引起,還有地下水位下移使土層有效應(yīng)力增加而引起的固結(jié)沉降。

1.2 盾構(gòu)到達(dá)時(shí)的地層沉降,開(kāi)挖面前的沉降或隆起

自開(kāi)挖面距觀測(cè)點(diǎn)約3m～10m時(shí)起,直至開(kāi)挖面位于觀測(cè)點(diǎn)正下方之間所產(chǎn)生的隆起或沉降現(xiàn)象。實(shí)際施工過(guò)程中設(shè)定的盾構(gòu)土壓艙壓力很難與開(kāi)挖面土體原有土壓力達(dá)到完全的平衡,多因土體應(yīng)力釋放或盾構(gòu)反向土倉(cāng)壓力引起的土層塑性變形所引起。

1.3 盾構(gòu)機(jī)通過(guò)時(shí)的沉降

盾構(gòu)切口達(dá)到測(cè)點(diǎn)起至后尾離開(kāi)測(cè)點(diǎn)期間發(fā)生的地表沉降。這一期間所產(chǎn)生的地表沉降主要是由盾殼向前移動(dòng)過(guò)程中,盾構(gòu)機(jī)外殼與周圍土層之間形成剪切滑動(dòng)面,土體被擾動(dòng)所致,盾構(gòu)通過(guò)時(shí)的地表沉降約占總沉降的35%～40%。

1.4 盾尾間隙沉降

盾尾通過(guò)測(cè)點(diǎn)后產(chǎn)生的地表沉降,影響范圍約在后尾通過(guò)測(cè)點(diǎn)后0～20m范圍。由于盾構(gòu)外徑大于管片外徑,管片外壁與周圍土體間存在空隙,往往因注漿不及時(shí)和注漿量不足,管片周圍土體向空隙涌入,造成土層應(yīng)力釋放而引起地表變形,這一期間的地表沉降約占總沉降的40%～45%。

1.5 后續(xù)沉降

后期沉降是由盾尾脫出一周后的地表沉降,是由前面地層擾動(dòng)引起的固結(jié)沉降和蠕變殘余沉降,反映了地層沉降的時(shí)間效應(yīng)。這一期間的地表沉降一般不超過(guò)總沉降的10%。

總體而言,盾構(gòu)法施工過(guò)程中,1.2和1.4階段的地面沉降量和沉降速率較大,控制沉降也最為關(guān)鍵。1.2階段的變形控制要素是土倉(cāng)內(nèi)壓力,而1.4階段的控制要素是盾尾間隙的注漿及時(shí)性和充盈率。

2 地面沉降的影響范圍

盾構(gòu)在推進(jìn)過(guò)程中,地表沉降以盾構(gòu)為中心呈三維擴(kuò)散分布,且分布隨著盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)而產(chǎn)生同步移動(dòng)。地面沉降的影響范圍可借助Peck公式進(jìn)行預(yù)測(cè)。Peck公式的理論基礎(chǔ)是:盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生一定的地層損失,相當(dāng)于挖去一塊土體,從而導(dǎo)致上部的土體移動(dòng),不考慮土體排水固結(jié)和蠕變,認(rèn)為地層移動(dòng)為一個(gè)隨機(jī)過(guò)程,在盾構(gòu)掘進(jìn)后在地表形成的橫向沉降槽為一近似正態(tài)分布曲線[4]。韓煊、李寧等[5～6]結(jié)合JLE工程觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)我國(guó)8個(gè)地區(qū)30多組觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究,分析評(píng)價(jià)了Peck公式預(yù)測(cè)方法在我國(guó)的適用性。盾構(gòu)隧道施工引起地面沉降沿縱向影響范圍,在盾構(gòu)前方約范圍內(nèi)(D為盾構(gòu)直徑,H為地表至盾構(gòu)底的深度)。粘性地層中,縱向影響范圍為一夾角為斜直線;砂性土中則為一鼻形曲線,深層土體的范圍與粘性土相同,表層土體的范圍要小于粘性土。橫向影響范圍對(duì)粘性土地層而言,為隧道軸線兩側(cè)范圍內(nèi),砂性地層影響范圍要小,約為。

盾構(gòu)施工總結(jié)范文第4篇

關(guān)鍵詞：地鐵施工、盾構(gòu)法、施工技術(shù)

一、盾構(gòu)法對(duì)地鐵施工的影響

在地鐵施工中，盾構(gòu)法的施工主要存在有利的影響和不利的影響兩個(gè)方面，以下分別就這兩個(gè)方面進(jìn)行分析：

1、有利影響

盾構(gòu)法在地鐵施工中比較常見(jiàn)，這主要是因?yàn)槠渚邆湟恍┯欣挠绊?，具體來(lái)說(shuō)，主要包括如下幾個(gè)方面：其一，安全性高，盾構(gòu)法屬于暗挖法施工，這種方法具有很好地隱蔽性，受河道、季節(jié)潮汐等方面的影響并不是很大，對(duì)保障隧道的安全施工有很大的促進(jìn)作用，相關(guān)的開(kāi)挖、襯砌工作能夠在盾構(gòu)支護(hù)下很好地完成。其二，施工效率高，盾構(gòu)設(shè)備具有很強(qiáng)的先進(jìn)性，其不但能夠完成開(kāi)挖、出土作業(yè)，還能進(jìn)行支付以及襯砌等，機(jī)械化操作方式，也使其操作簡(jiǎn)便、效率較高。其三，環(huán)境影響小，無(wú)論是產(chǎn)生的振動(dòng)，還是噪聲，都不會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生很大的影響，航道的通行、地面建筑使用也不會(huì)受到這種方法的影響。其四，經(jīng)濟(jì)適用性高，在不同的顆粒條件下，這種方法都能夠進(jìn)行施工，可以分期施工多車道的隧道，分期進(jìn)行運(yùn)營(yíng)，這樣一次性的投資能夠很大程度地避免。

2、不利影響

在施工的過(guò)程中，施工的土體會(huì)產(chǎn)生變形，這主要可以體現(xiàn)在如下方面：其一，若是在粘性土層中利用盾構(gòu)進(jìn)行施工掘進(jìn)的話，土體很快就會(huì)變形移動(dòng)；其二，利用盾構(gòu)進(jìn)行施工的時(shí)候，由于盾構(gòu)的推進(jìn)作用，土體會(huì)產(chǎn)生水平位移，這使得土體的原始水平應(yīng)力發(fā)生了改變，沉降和水平位移就出現(xiàn)了；此外盾構(gòu)和土體之間的摩擦也會(huì)導(dǎo)致水平位移的產(chǎn)生；若是對(duì)地層造成損害的話，就會(huì)造成土體卸載，水平位移也會(huì)發(fā)生。一旦發(fā)生水平位移的話，就會(huì)對(duì)臨近構(gòu)筑物產(chǎn)生水平荷載力，為此需要對(duì)這種影響加以重視，予以減弱。

二、地鐵施工盾構(gòu)法施工技術(shù)要點(diǎn)

1、盾構(gòu)機(jī)始發(fā)前的準(zhǔn)備

盾構(gòu)法施工技術(shù)方案和施工細(xì)節(jié)依賴于圍巖條件，因此要求在施工準(zhǔn)備階段對(duì)沿線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件進(jìn)行細(xì)致的勘察工作，并根據(jù)實(shí)際情況做好應(yīng)急準(zhǔn)備。城市了地面交通繁忙、地面建筑物和地下管線密集，對(duì)地面沉降應(yīng)用嚴(yán)格控制，在節(jié)省開(kāi)挖面、不干擾地下水發(fā)育和圍巖穩(wěn)定并縮短工期的壓力下，盾構(gòu)法是最佳選擇。

2、盾構(gòu)法的施工流程

（1）在隧道的起始端和終端各建一個(gè)工作井

始發(fā)井采用明挖法施工，施工方法和明挖車站的施作方法基本相同，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁+ 鋼支撐的形式。始發(fā)井考慮到在盾構(gòu)施工階段的降雨及降雪，需要在工作豎井內(nèi)設(shè)置一個(gè)集水井，將盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)施工排放的污水及雨水等收集起來(lái)，用水泵排至地面的沉淀池內(nèi)。為了方便工作人員安全上下豎井，工作井內(nèi)布置鋼梯一部，鋼梯布置在始發(fā)井的一角，鋼梯由槽鋼、角鋼、花紋鋼板、鋼管及圓鋼焊接而成。

（2）盾構(gòu)機(jī)在起始端的工作井內(nèi)安裝就位

在始發(fā)井結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后，開(kāi)始安裝盾構(gòu)基座，為盾構(gòu)初始掘進(jìn)做準(zhǔn)備。盾構(gòu)基座采用鋼結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)基座水平位置按設(shè)計(jì)軸線準(zhǔn)確進(jìn)行放樣。盾構(gòu)基座高程安裝時(shí)使盾構(gòu)機(jī)就位后比設(shè)計(jì)高程高15mm，以利于調(diào)整盾構(gòu)機(jī)初始掘進(jìn)的姿態(tài)。

（3）盾構(gòu)機(jī)的初始掘進(jìn)

將推進(jìn)油缸頂在反力裝置上，啟動(dòng)切削刀盤和推進(jìn)油缸即可進(jìn)行掘削推進(jìn)，推進(jìn)油缸推進(jìn)到一個(gè)行程，收回推進(jìn)油缸，在推進(jìn)油缸與反力裝置間加墊臨時(shí)支撐墊，即可進(jìn)行推進(jìn)。在盾構(gòu)刀盤切入土體前，為防止正面土體突然被切削而過(guò)量流失引起工作面坍塌，應(yīng)通過(guò)螺旋輸送器倒轉(zhuǎn)方向向土倉(cāng)內(nèi)加注粘土，至滿倉(cāng)后才啟動(dòng)刀盤切削土體和出土。盾體進(jìn)入隧道后，進(jìn)行管片安裝和后部輔助設(shè)備平車的拼裝，推進(jìn)油缸頂在管片上繼續(xù)推進(jìn)，這樣，推進(jìn)一節(jié)，拼接一節(jié)，直至盾構(gòu)設(shè)備完全進(jìn)入隧道。

（4）盾構(gòu)機(jī)的正常掘進(jìn)

盾構(gòu)設(shè)備完全進(jìn)入隧道后，盾構(gòu)按預(yù)先設(shè)定的方向掘進(jìn)，該過(guò)程由盾構(gòu)設(shè)備的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制。當(dāng)盾構(gòu)設(shè)備出現(xiàn)左右或上下偏差時(shí)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)推進(jìn)油缸進(jìn)行控制，確保條件方向按預(yù)定設(shè)置方向前進(jìn)。同時(shí)，在保證開(kāi)挖面土壓平衡的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)刀盤轉(zhuǎn)速與推進(jìn)速度及螺旋輸送機(jī)速度的比率，使開(kāi)挖與排土保持恒定。

（4）襯砌

在盾構(gòu)設(shè)備掘進(jìn)完一個(gè)節(jié)距以后，即可進(jìn)行管片襯砌，由管片運(yùn)輸車運(yùn)送到安裝臺(tái)位，再由管片襯砌臺(tái)車將管片送至安裝位置安裝就位。管片安裝完畢后，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的掘進(jìn)，直至整個(gè)隧道工程的完成。

（6）進(jìn)洞

盾構(gòu)由區(qū)間隧道進(jìn)入接收豎井前，需首先對(duì)端頭土體的加固和滲水情況進(jìn)行取芯測(cè)試，在確保土體穩(wěn)定和物大量滲水的情況下方可鑿除洞口混凝土。洞口混凝土鑿除應(yīng)分層分塊進(jìn)行。在盾構(gòu)距洞口越10m時(shí)，將洞口混凝土全部拆除。待盾構(gòu)機(jī)刀盤露出洞口時(shí)，清除端頭井內(nèi)盾構(gòu)機(jī)所帶出的土體后，將盾構(gòu)接受架準(zhǔn)確地定位安設(shè)在洞口的底板上，高層比盾構(gòu)機(jī)略低，并將接受架固定，以便盾構(gòu)機(jī)順利滑行上架。

3、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）進(jìn)洞時(shí)盾構(gòu)施工參數(shù)的計(jì)算

掘進(jìn)前必須計(jì)算盾構(gòu)掘進(jìn)施工參數(shù)，進(jìn)洞時(shí)盡量早地建立土壓平衡，在掘進(jìn)過(guò)程中必須制定試驗(yàn)段，注意相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、分析，嚴(yán)加控制。及時(shí)總結(jié)并制定出適合本合同段地質(zhì)條件的掘進(jìn)工藝參數(shù)。

（2）推進(jìn)速度

為了保證盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、土體平衡，順利切削洞口加固后的土體，保護(hù)切削刀，初始階段速度一般定為10mm/min。

（3）管片拼裝

在洞內(nèi)進(jìn)行管片拼裝時(shí)，要注意管片與管片之間的縫隙的變化，要保持一定的縫隙，管片拼裝一定要保證其拼裝的質(zhì)量，尤其是圓整度，拼裝時(shí)將管片連接螺旋擰緊并及時(shí)用緊線器拉緊，管片外側(cè)與基座間的空隙用木楔子楔緊固定。

（4）控制出土量

初始掘進(jìn)階段嚴(yán)格控制出土量，在土體加固范圍內(nèi)，以控制出土量為核心，各種參數(shù)合理配置，同時(shí)嚴(yán)格填寫推進(jìn)出土記錄，才能保證一環(huán)的出土量不至于超挖，地面不會(huì)發(fā)生沉降。

（5）注漿量

盾構(gòu)機(jī)尾部進(jìn)入土體第一環(huán)至第三環(huán)的時(shí)候，要將注漿量加大，并且采用早強(qiáng)注漿材料進(jìn)行注漿，以保證洞口的地面不發(fā)生沉降。

盾構(gòu)進(jìn)入終端工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推進(jìn)。這時(shí)為防止出洞口土體坍塌需要對(duì)出洞土體進(jìn)行加固，據(jù)洞口土質(zhì)條件，一般采用旋噴樁加固，并加強(qiáng)地表沉降監(jiān)測(cè)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，面對(duì)城市交通運(yùn)輸中存在的巨大壓力，就需要利用地鐵交通來(lái)改善當(dāng)前的狀況。而地鐵施工盾構(gòu)法是地鐵施工中最為常用的一個(gè)方法，其不但安全快捷，而且不會(huì)對(duì)地面造成很大的影響。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，是離不開(kāi)各個(gè)學(xué)科的專家共同努力和合作的，共同研制適合我國(guó)地質(zhì)條件的盾構(gòu)機(jī)械，才能讓盾構(gòu)技術(shù)更好地為我國(guó)地鐵和隧道工程建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 宋云 張君，張立宇：《成都地鐵施工中盾構(gòu)機(jī)的應(yīng)用》，《筑路機(jī)械與施工機(jī)械化》，2008年01期

[2] 陳丹 袁大軍 張彌：《盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用》，《現(xiàn)代城市軌道交通》，2005年05期

盾構(gòu)施工總結(jié)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】：砂卵石地層；地層損失；影響因素；施工對(duì)策

中圖分類號(hào)： TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言

盾構(gòu)穿越砂卵石地層引發(fā)的滯后地表塌陷問(wèn)題是目前施工地區(qū)盾構(gòu)施工的關(guān)注焦點(diǎn)，主要表現(xiàn)在盾構(gòu)施工過(guò)后，會(huì)形成突發(fā)滯后地表塌陷，地面塌陷范圍較大，塌坑體積從幾方到幾十方不等，嚴(yán)重影響人民生活的安全穩(wěn)定，造成一定的社會(huì)不良影響，誘發(fā)滯后地表塌陷現(xiàn)象根本原因是過(guò)大的地層損失，因此本文著重研究影響砂卵石層盾構(gòu)施工的地層損失原因及施工對(duì)策。

一、砂卵石地層特性對(duì)地層損失的影響

盾構(gòu)在粘土地層和砂土地層中施工，地層損失后會(huì)同時(shí)引起地面變形，滯后效應(yīng)不明顯。而在砂卵石地層中盾構(gòu)施工引起的地層損失有三個(gè)顯著特點(diǎn)：首先砂卵石地層盾構(gòu)施工后土體成拱效應(yīng)明顯，土體內(nèi)部會(huì)形成空洞；其次由于砂卵石地層特性，地層損失量較大；另外，地層損失引起的變形有滯后效應(yīng)和突發(fā)效應(yīng)。

1、土體成拱作用對(duì)地層損失的影響

砂卵石地層在未被擾動(dòng)的情況下，顆粒之間接觸較緊密，顆粒之間的咬合力較大，在一定范圍內(nèi)能表現(xiàn)出一定的自穩(wěn)能力。砂卵石地層盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，開(kāi)挖面前方土體受盾構(gòu)掘進(jìn)擾動(dòng)后，土體基本可分為強(qiáng)烈擾動(dòng)區(qū)域、過(guò)度區(qū)域和未被擾動(dòng)區(qū)域。在強(qiáng)烈擾動(dòng)的區(qū)域，土體顆粒接觸力明顯降低，顆粒流動(dòng)現(xiàn)象明顯，該區(qū)域能夠形成一定范圍的空洞；過(guò)渡區(qū)和未被擾動(dòng)的區(qū)域由于顆粒移動(dòng)和應(yīng)力調(diào)整，能夠形成具有一定承載能力的土拱，土拱可暫時(shí)承受上部地層的土壓力而不發(fā)生垮塌。

2、砂卵石地層力學(xué)特性對(duì)地層損失的影響

砂卵石地層主要由顆粒粒徑較大的卵石組成，主要依靠顆粒之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)進(jìn)行接觸和傳力，顆粒之間填充著細(xì)小的顆粒和水分，因此顆粒之間存在著一定的粘聚力和毛細(xì)力。顆粒之間的毛細(xì)力和粘聚力很容易受外界因素干擾而發(fā)生較大的變化，在極端的狀況下變成完全的松散體，產(chǎn)生顆粒流動(dòng)現(xiàn)象，因此這種土層在受力上很不穩(wěn)定，是力學(xué)不穩(wěn)定的土層。這種土層極容易受外界施工干擾而發(fā)生較大力學(xué)性能改變，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)刀盤旋轉(zhuǎn)切削時(shí)，刀盤與卵石層接觸壓力不等，刀頭震動(dòng)切削，引起周圍砂卵石地層產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動(dòng)和變形，顆粒之間產(chǎn)生松動(dòng)變形，開(kāi)挖面周圍的砂卵石土層力學(xué)性能迅速下降，因此開(kāi)挖面容易整體失穩(wěn)或局部失穩(wěn)，開(kāi)挖面失穩(wěn)引起盾構(gòu)超出土是必然的結(jié)果。

3、砂卵石中大粒徑卵石對(duì)地層損失的影響

由于砂卵石地層卵石粒徑分布不均勻，密實(shí)度、顆粒粒徑和含量在地層中分布的差異性和隨機(jī)性非常明顯。土層里隨機(jī)分布很多大顆粒漂石，個(gè)別處粒徑達(dá)到60 cm 以上，而且強(qiáng)度很高，普遍抗強(qiáng)度在100 MPa 左右。在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，大顆粒漂石不能順利進(jìn)入土艙，由于強(qiáng)度和硬度都很高，也不會(huì)被輕易地?cái)D碎，因而隨著盾構(gòu)掘進(jìn)始終位于開(kāi)挖面前方。由于這種現(xiàn)象的存在，需要加大推力才能使盾構(gòu)推進(jìn)，但盾構(gòu)掘進(jìn)速度緩慢，同時(shí)加大了盾構(gòu)對(duì)周圍土層的擾動(dòng)，開(kāi)挖面的支撐力主要由大顆粒粒徑承受，其他部位容易坍塌，因而通常這種情況很容易產(chǎn)生超挖。

4、砂卵石注漿漿液易流失加大了地層損失

砂卵石地層的孔隙率大，地層的滲透系數(shù)較大，由于同步注漿通常為單液漿，單液漿的固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，通常能達(dá)到十幾小時(shí)以上，因而由于滲透和重力作用，同步漿液容易向地層滲透，導(dǎo)致同步注漿的漿液流失，降低了補(bǔ)償?shù)貙訐p失措施的效果，從而也進(jìn)一步加大了地層損失量。

二、施工措施對(duì)地層損失的影響分析

1、砂卵石地層氣壓保壓困難

砂卵石地層由于穩(wěn)定性差，因此通常必須采用氣壓法輔助施工。在砂層或砂卵石地層中必須在開(kāi)挖面形成一定厚度的泥膜才能保證氣壓對(duì)開(kāi)挖面的壓力作用，當(dāng)單個(gè)卵石顆粒脫離土體暴露在空氣中時(shí)，空氣壓力的大小對(duì)它已經(jīng)沒(méi)有任何的作用；而砂卵石地層的透氣能力強(qiáng)、地層較松散，顆粒受擾動(dòng)后很容易從土體脫離而暴露在空氣中，因而開(kāi)挖面保持氣體壓力困難。

2、盾構(gòu)開(kāi)挖面上部土體泥膜形成困難

砂卵石地層由于穩(wěn)定性差，因此通常必須采用氣壓法輔助施工。氣壓法輔助施工時(shí)，在砂層或砂卵石地層中必須在開(kāi)挖面形成一定厚度的泥膜才能保證氣壓對(duì)開(kāi)挖面的支撐作用。當(dāng)單個(gè)卵石顆粒脫離土體暴露在空氣中時(shí)，空氣壓力的大小對(duì)它已經(jīng)沒(méi)有任何的作用，因此泥膜是保證氣壓工法效果的必要條件。在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，需要向土層內(nèi)注入一定數(shù)量的膨潤(rùn)土、水和泡沫，從而使其在開(kāi)挖面形成泥膜。

但同樣由于重力作用，泥水向下流淌，泥膜的形成部位主要集中在開(kāi)挖面的中下部，在開(kāi)挖面上部形成泥膜的可能性相對(duì)較小。而盾構(gòu)通常無(wú)法實(shí)現(xiàn)滿艙掘進(jìn)，土艙上部經(jīng)常處于無(wú)土狀態(tài)，因而不能形成開(kāi)挖面上部泥膜也是導(dǎo)致氣壓法作用不大和開(kāi)挖面上部空洞的另一個(gè)主要原因。通過(guò)上述分析， 土艙充盈土率低和開(kāi)挖面上部不能形成泥膜的兩個(gè)因素聯(lián)合作用加大了開(kāi)挖面失穩(wěn)的可能性。

3、地層松散，進(jìn)出洞門時(shí)保持壓力困難

盾構(gòu)進(jìn)出洞時(shí)，首先是盾構(gòu)端頭井附近在施工時(shí)已經(jīng)被擾動(dòng)；其次，盾構(gòu)端頭井內(nèi)的土體被挖除，因而減小了開(kāi)挖土體的支撐作用，降低了縱向土拱作用；再次，盾構(gòu)進(jìn)出洞時(shí)，土艙容易漏氣，因而氣壓保證很困難。綜合這三個(gè)因素，盾構(gòu)進(jìn)出洞時(shí)超出土現(xiàn)象突出。

4、盾構(gòu)土艙內(nèi)的土體和易性較差

在目前砂卵石地層中，盾構(gòu)的主要施工設(shè)備采用土壓平衡系盾構(gòu)施工，為了保持土艙內(nèi)土體比較好的流動(dòng)性，經(jīng)常需要向土艙內(nèi)注入水、膨潤(rùn)土和泡沫劑，增加土體的流動(dòng)性，從而保證土體順利排出。由于砂卵石顆粒粒徑較大， 因而砂卵石的流動(dòng)性經(jīng)常得不到保證，有時(shí)由于土艙內(nèi)的大粒徑卵石過(guò)多地累積到土艙底部而導(dǎo)致排土不暢，甚至不能排土也是造成超出土的主要原因。

5、注漿壓力不合理，注漿量不足

構(gòu)施工中普遍采用同步注漿及二次注漿方法來(lái)減小地層損失，控制地面沉降。在注漿時(shí)，應(yīng)選擇合理的注漿壓力，當(dāng)注漿壓力大于地層劈裂壓力時(shí)，漿液可浸入地層、擾動(dòng)地層，從而加大地面沉降；而過(guò)小的注漿壓力則不能保證所有空隙被填滿?？紤]到漿液固結(jié)時(shí)會(huì)有一定量的水份析出并滲入到周圍土層，則實(shí)際充填漿液的體積會(huì)小于實(shí)際注漿量，故在注漿時(shí)其實(shí)際注漿量應(yīng)大于盾尾建筑空隙體積。當(dāng)注漿壓力不合理或注漿量較小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致地層損失加大。

6、其他原因

在盾構(gòu)暫停推進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂漏油而引起盾構(gòu)后退，使開(kāi)挖面土體坍落或松動(dòng)，造成地層損失。壓漿不及時(shí)、壓漿量不足、壓漿壓力偏小，這些原因都會(huì)使盾尾后周邊土體失去平衡狀態(tài)， 向盾尾空隙中移動(dòng)，引起地層損失。

三、砂卵石地區(qū)地層損失的施工對(duì)策

1、卵石處理模式的研究

砂卵石地層盾構(gòu)設(shè)計(jì)主要任務(wù)是如何降低刀具磨損和對(duì)大直徑卵石的處理。對(duì)卵石處理模式存在兩種意見(jiàn)，一種意見(jiàn)是對(duì)卵石以破碎為主，另一種意見(jiàn)是對(duì)卵石以疏導(dǎo)、通過(guò)和排出為主。以排出卵石為主的處理模式必然需要加大刀盤開(kāi)口率和開(kāi)口尺寸，因而建立土壓平衡相對(duì)困難，容易造成出土量過(guò)大而引起地表沉降過(guò)大，這通常是不容許的。而以破碎為主的卵石處理模式，必然需要減小刀盤開(kāi)口率和開(kāi)口尺寸，因而刀具在破碎巖石過(guò)程中磨損嚴(yán)重，換刀距離短，開(kāi)艙換刀風(fēng)險(xiǎn)大，經(jīng)濟(jì)上投入也大大增加。

目前，通過(guò)在實(shí)踐中的總結(jié)，施工地區(qū)盾構(gòu)施工對(duì)卵石地層的處理模式主要是以上提到的兩種方法的折中做法。在盾構(gòu)刀盤設(shè)計(jì)階段，處理卵石的主要思路是排小卵石、碎大卵石的處理模式。在施工階段，使盾構(gòu)掘進(jìn)處于一定的非滿艙欠壓狀態(tài)，以減小刀具的磨損；同時(shí)保證一定的掘進(jìn)速度，利用砂卵石地層土拱的時(shí)空效應(yīng)，在超出土部分尚未坍塌前進(jìn)行及時(shí)的注漿以彌補(bǔ)可能產(chǎn)生的較大的地層損失。在盾構(gòu)施工過(guò)程中，對(duì)每一環(huán)的出土量進(jìn)行稱重和測(cè)量體積的雙重控制，同時(shí)與理論出土量進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)出土量過(guò)大的地點(diǎn)及時(shí)采用二次跟蹤注漿和地面注漿等多種形式彌補(bǔ)地層損失。

2、 刀盤、刀具及螺旋輸送器的選型與配置

處理卵石的模式主要通過(guò)刀盤、刀具的布置形式和螺旋輸送機(jī)選型來(lái)實(shí)現(xiàn)，一旦這些參數(shù)確定后，就決定了盾構(gòu)對(duì)地層的適應(yīng)性。

2.1 刀盤的選擇

刀盤按結(jié)構(gòu)形式可分為面板式、輻條式和輻板式三種，主要區(qū)別是開(kāi)口率和刀具的配置不同。輻條式盾構(gòu)刀盤開(kāi)口率較大，開(kāi)挖土體容易進(jìn)入土艙，優(yōu)點(diǎn)是刀具磨損低，換刀距離長(zhǎng)；其缺點(diǎn)是大粒徑卵石進(jìn)入土艙后，易堆積在土艙底部，螺旋輸送機(jī)通常不能將其順利排出，容易造成刀盤扭矩增高甚至卡死，大粒徑卵石進(jìn)入螺旋輸送機(jī)時(shí)容易造成軸承卡斷。另外，工作面土壓較難控制，易造成地表沉降過(guò)大。面板式刀盤優(yōu)點(diǎn)是能夠安裝滾刀，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大粒徑卵石的破碎，開(kāi)口率可以調(diào)節(jié)，土壓相對(duì)容易控制；缺點(diǎn)是開(kāi)口率設(shè)置不當(dāng)、開(kāi)口尺寸偏小和開(kāi)口布置不合理時(shí)，刀具磨損較嚴(yán)重。

這幾種刀盤形式在砂卵石地層中都有應(yīng)用，通過(guò)前面分析，出于對(duì)開(kāi)挖面穩(wěn)定性和地表沉降控制的考慮，目前對(duì)卵石的處理模式主要是排小卵石、碎大卵石，因而目前普遍被接受和認(rèn)同的是面板式刀盤。

2.2 刀盤的開(kāi)口率、開(kāi)口尺寸和開(kāi)口布置

（1）刀盤開(kāi)口率和開(kāi)口尺寸設(shè)置

對(duì)于容易坍塌的圍巖，開(kāi)口率的設(shè)置要慎重。開(kāi)口率要和盾構(gòu)掘進(jìn)能力相匹配，能夠保證切屑面的碴土順利進(jìn)入土艙，并不會(huì)造成土艙內(nèi)的壓力大幅度下降。

刀盤開(kāi)口尺寸限制了進(jìn)入土艙內(nèi)最大卵石粒徑。進(jìn)入土艙卵石粒徑過(guò)大，土艙內(nèi)碴土流動(dòng)性能差，容易形成土艙閉塞；限制進(jìn)入土艙粒徑過(guò)小，將導(dǎo)致刀盤磨損速度加快。因此選擇合理的開(kāi)口尺寸對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)速度、刀具磨損有重大意義。根據(jù)對(duì)砂卵石地層的分析及以往工程經(jīng)驗(yàn)，通常盾構(gòu)刀盤開(kāi)口率在35%左右能夠保證較好的掘進(jìn)狀態(tài)；為了避免土艙閉塞和螺旋輸送機(jī)卡死等現(xiàn)象，刀盤開(kāi)口尺寸設(shè)置可通過(guò)最大粒徑為300 mm 的卵石為宜。

（2）開(kāi)口布置

刀盤在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，中心部位的線速度較低、離心力較小，若中心部位無(wú)開(kāi)口或開(kāi)口率較小，容易導(dǎo)致中間部分的碴土不能快速進(jìn)入土艙，刀具和面板磨損嚴(yán)重，并且容易形成泥餅。因此刀盤開(kāi)口位置宜盡量靠近刀盤中心，并應(yīng)適當(dāng)加大中心部位的開(kāi)口率。

2.3 刀具的配置

砂卵石層以滾壓破巖為主、切屑破巖為輔的原則進(jìn)行破巖施工。滾壓破巖主要通過(guò)盤形滾刀沖擊壓碎和剪切碾碎的作用進(jìn)行破巖，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通常選用17in 單刃滾刀作為主要刀具（可以承受250kN 的推力，可以破碎強(qiáng)度為200 MPa 的巖石）。在砂卵石地層，使用滾刀破碎大粒徑卵石效果較好，但中心部分滾刀偏磨現(xiàn)象較嚴(yán)重，而周邊滾刀基本沒(méi)有偏磨現(xiàn)象。主要原因是中心滾刀開(kāi)口率小，土體進(jìn)入土艙速度慢，從而導(dǎo)致中心部位的單位面積的頂推力較周邊大得多；另外，中心部位滾刀線速度小，滾刀對(duì)卵石的作用主要以旋轉(zhuǎn)磨碎為主，因而滾刀的偏磨現(xiàn)象較嚴(yán)重。

2.4 螺旋輸送機(jī)的選擇

進(jìn)入土艙的卵石粒徑要與螺旋輸送機(jī)相匹配，大粒徑進(jìn)入土艙后，若螺旋輸送機(jī)不能將其順利排出，易在土艙底部大量堆積，造成刀盤扭矩增高甚至卡死。另外，若大粒徑卵石進(jìn)入螺旋輸送機(jī)，容易形成螺旋輸送機(jī)被卡死和軸承被卡斷等事故，因此刀盤的開(kāi)口尺寸還應(yīng)與螺旋輸送機(jī)能排出的最大卵石粒徑相匹配。根據(jù)目前的實(shí)踐情況，普遍采用直徑800～1 000 mm 的軸式螺旋輸送機(jī)。

3、施工過(guò)程的主要對(duì)策

目前施工地區(qū)砂卵石地層盾構(gòu)施工中，為了減少和預(yù)防過(guò)大的地層損失，采取的主要對(duì)策包括超前地面注漿、洞內(nèi)二次注漿、地面跟蹤注漿、盾構(gòu)刀盤前方超前注漿等，在進(jìn)出洞階段主要使用大管棚和旋噴樁等加固措施。超前地面注漿主要在前方有軟弱地層或穿越建（構(gòu)）筑物的情況，當(dāng)出土量異常的時(shí)候采取洞內(nèi)二次注漿和地面跟蹤注漿聯(lián)合處理。當(dāng)遇到漂石土和軟弱地層的時(shí)候，通常通過(guò)盾構(gòu)刀盤前方超前注漿管進(jìn)行注漿，以達(dá)到穩(wěn)固地層的作用。

4、不同超出土量等級(jí)的施工對(duì)策

針對(duì)不同的盾構(gòu)埋深和地層損失量對(duì)地表沉降影響的嚴(yán)重性，結(jié)合施工地區(qū)的盾構(gòu)實(shí)踐情況采取對(duì)策。當(dāng)?shù)貙訐p失小于6m3 時(shí)，可采用同步注漿方式來(lái)補(bǔ)充地層損失；當(dāng)?shù)貙訐p失小于15 m3時(shí)，可采用洞內(nèi)二次注漿方式和地面同步注漿的方式來(lái)補(bǔ)充地層損失；當(dāng)盾構(gòu)埋深較深時(shí)，可單獨(dú)采用洞內(nèi)二次注漿的方式。當(dāng)?shù)貙訐p失超出15m3 時(shí)，通常地層內(nèi)部的空洞較大，空洞能夠反映到地面并形成顯著的地面塌陷，因此必須進(jìn)行搶險(xiǎn)。施工措施上必須同時(shí)使用洞內(nèi)二次注漿和地面同步注漿的方式來(lái)補(bǔ)充地層損失，地面注漿應(yīng)同時(shí)使用單液漿和雙液漿進(jìn)行加固。采用雙液漿的主要目的是快速填充空洞；單液漿的滲透性好，能夠最大限度地填充空洞，因此需要同時(shí)采用這兩種注漿方式來(lái)彌補(bǔ)地層損失。