盾构机的出发与到达总结

盾构机的出发与到达CopenhagenMetro盾构机出发、到达也可叫作出洞、进洞，也有叫作进洞、出洞前言盾构机的出发与到达乃盾构法隧道施工的重要环节。顺利的出发和安全地到达可以认为是工程成功的一半。盾构机出发与到达过程中充满风险，各种事故频现，可占盾构法隧道施工中事故概率的半数以上。国内外的业界有着相当丰富的经验与教训，本文拟借以对此题试作简要论述。囿于水平，不当之处在所难免，请原谅。上海地铁08年盾构施工数据统计表随着城市地铁的发展，盾构进出洞施工的风险日益突出！一、研究现状1.盾构法应用现状常见的事故洞口涌水,涌泥，乃至坍塌。地表下陷，坍塌。高雄捷运橘线LUO04隧道时间：1993年5月29日22：30地点：大勇路大仁路路口工况：上行盾构进洞施工影响情况：洞圈渗漏造成地面沉陷，影响范围约40~50m，深度约1.5m，且临近房屋出现倾斜。引言时间：2008年6月25日13:40地点：四平路溧溧阳路路口工况：下行线盾盾构进洞施工影响情况：洞圈圈翻板发生渗水水漏砂，造成附附近地面局部沉沉降。引言上海地铁10号线5.1标工程时间：2008年7月21日18：50地点：陕西南路路南昌路路口工况：下行线盾盾构进洞施工影响情况：冻结结解冻过程中造造成地面出现一一直径2m、深约5m的陷洞。引言上海地铁10号线7标工程南京地铁2号线TA-04标工程中和村站站~元通站区间隧道道引言时间：2007年11月20日地点：元通路车车站南端头井工况：盾构进洞洞施工影响情况：造成成地面塌陷，隧隧道破损。南京地铁二号线线元通站洞口围岩的土力力学当洞门打开，等等待盾构机出发发或进入的瞬间间，镜面（开挖挖面）是否稳定定，是否渗、湧湧水乃决定安全全与否之关键因因素。镜面的稳定与否否取决于围岩或或人为加固后岩岩土的强度和渗渗透性等指标。。渗透性差的粘土土的稳定性取决决于粘土的Cu值、洞口直径和和暴露时间。加固体有不同的的计算理论。国内外针对盾构进出洞土体体加固的设计理理论和方法主要分三种，在在对盾构进出洞洞稳定性判断方方面多以开挖面面稳定性理论为为依据。板块强度分析设设计理论弹塑性静力学理理论粘性土滑移失稳稳理论洞口土体加固理理论Ks——为安全系数P——封门中心处的水水土压力合力D——封门直径——加固土体的极限限抗拉强度h——加固体厚度板块强度分析设设计理论3洞口土体加固理理论判别方法一：通通过室内实验获获得加固土体的的抗拉强度曲线线，可确定对应应的封门中心处处的水土压力合合力可通过布置置测点获得，这这样计算可得盾盾构进!出洞时实际的安安全系数大小，，作为盾构进出出洞安全性等级级的判别依据之之一。根据弹塑性静力力学理论，可将将加固土体视为为厚度为h的周边自由支撑撑的弹性圆板（（图），在外侧侧水土压力作用用下，板中心处处的最大弯曲应应力，支座处的的最大剪力，可可按照弹性力学学原理求得。弹性理论计算模型弹塑性静力学理理论——最大弯曲应力和和最大剪应力的的计算安全系数数——加固体泊松比P——外侧水土压力弹塑性静力学理理论判别方法二：通通过室内实验获获得加固土体的的抗拉强度曲线线，可确定对应应的和泊松比；；外侧水土压力力合力可通过布布置测点获得，，这样计算可得得盾构进出洞时时实际的安全系系数和值，取二二者最小值作为为盾构进出洞安安全性等级的判判别依据之二。。滑移失稳理论计算模型对于粘性土加固固土体稳定性可可采用如图所示示模式进行计算算加固土体在地面面荷载P和上部土体作用用下可能沿某滑滑动面向洞内整整体滑动，假定定滑动面以端墙墙开洞外顶点ＯＯ为圆心，开洞洞直径Ｄ为半径径的圆弧面。引起的下滑力力矩为：——上覆土体自重重引起的下滑滑力矩——滑移圆环线内内土体的下滑滑力矩土体产生的抵抵抗下滑力矩矩为：——土体改良以前前的抵抗力矩矩——土体改良以后后增加的抵抗抗力矩加固土体的抗抗滑移安全系系数为粘性土滑移失失稳理论洞门构造当采用沉井、、沉箱或大开开挖方法建造造盾构出发及及到达井时，，通常采用便便于拆装的钢钢结构洞门。。当采用先做围围护结构，再再用明挖法建建造工作井时时，一般均在在内衬结构上上留出门洞，，出发，到达达时凿开围护护结构．钢结构洞门钢结构洞门可可视情况采用用竖向或横向向排列的各种种结构件。钢结构洞门拆拆除方便，并并可重复使用用。围护结结构作作为洞洞门结结构当今普普遍将将地联联墙、、钻孔孔灌注注桩、、SMW工法桩桩等围围护结结构用用作为为洞门门结构构。盾构机机出发发或到到达时时需破破除。。采用玻玻璃纤纤维代代替地地联墙墙或钻钻孔灌灌注桩桩中的的钢筋筋，则则可用用盾构构机直直接破破墙乃乃一新新工法法。当当处置置不当当时可可能带带来不不少麻麻烦。。盾构机机切割割玻璃璃纤维维加筋筋地联联墙碳纤维维地联联墙环状封封闭锁锁眼注注浆洞口加加固加固之之目的的：止止水、、增加加强度度。加固方方法：：深层层搅拌拌、旋旋喷、、降水水、垂垂直冻冻结、、水平平冻结结、无无钢筋筋钻孔孔桩、、无钢钢筋地地联墙墙、SMW、TAM工法等等。在目前前常用用的加加固技技术出出现之之前，，降水水和气气压法法系传传统的的办法法，前前者处处理地地下水水而后后者起起正面面支护护作用用。TAM工法则则二者者兼有有。深搅和和旋喷喷亦兼兼有降降水和和加固固的作作用。。当前加加固方方法越越来越越多，，固然然是好好事，，但往往往因因片面面追求求安全全以至至多种种办法法同时时使用用。形形成叠叠床架架屋，，既费费钱又又费时时，固固然有有其安安全的的一面面，但但是否否过头头，值值得思思量。。用何种种加固固方法法、应应有科科学的的依据据，针针对工工程地地质、、水文文地质质，对对诊下下药，，切忌忌盲目目跟风风、盲盲目追追求所所谓的的安全全可靠靠。国内外外的无无数工工程实实例揭揭示：：出发发口加加固厚厚度略略大于于洞口口直径径即可可，到到达口口略大大于洞洞口半半径足足矣，，前提提是盾盾构机机到达达洞口口后再再开门门。加加固的的目的的仅在在阻止止盾构构外壳壳与洞洞圈之之间的的漏水水漏泥泥。因因工期期而需需在盾盾构到到达前前就开开门时时，按按出发发口处处理。。。上海市市轨道道交通通11号号线10标标工程程地点：：隆德德路站站北端端头井井盾构构出洞洞加固固地质：：②-3a粘质质粉土土、②②-3b砂砂质粉粉土、、④淤淤泥质质粘土土。选择依依据：：场地地条件件好。。加固范范围：：盾构构出洞洞厚度度为6m，，盾构构断面面位置置加固固范围围为左左右各各3m，上上下各各3m。实施效效果：：加固固质量量良好好，盾盾构顺顺利出出洞。。现隧隧道已已经贯贯通。。深层搅搅拌桩桩法搅拌桩加固区域出洞6米3米3米盾构机机到达达8m时间：2008年7月21日18：50地点：陕西西南路南昌昌路路口工况：下行行线盾构进进洞施工影响情况：：冻结解冻冻过程中造造成地面出出现一直径径2m、深约5m的陷洞。引言上海地铁10号线7标工程特殊的盾构构机到达模模式盾构法与沉沉管法隧道道连接处通通常在水下下。采用盾盾构机进入入沉管隧道道预留的特特殊接收口口。香港地铁荃荃湾线在维维多利亚海海峡下首开开此法的先先河。最近在土耳耳其的伊势势坦波尔海海峡下，用用同样方式式建成地铁铁区间隧道道。洞口密封装装置洞口直径必须须大于盾构外外径，更大于于管片外径，，因而存在着着一定的环状状间隙。若盾盾构轴线与洞洞口中心有偏偏差时、间隙隙会更大。当当洞口围岩存存在水土入侵侵的可能性时时，须设洞口口密封装置。。密封装置有简简有繁，有袜袜套、箱体、、筒体等。盾构机出发与与到达时的装装置略有不同同。泥水盾构机出出发时的装置置，因需及时时为开挖面建建立泥水压力力而有更高的的要求。当前前以箱体式居居多。袜套式洞口密密封装置②止水箱体①袜套袜套是盾构出出洞常用的止止水装置，止止水箱体是在在袜套基础上上的加强装置置，多用在对对洞圈渗漏要要求更高的工工况，如泥水水盾构出洞。。袜套止水箱体三、常见风险险及防治3止水装置Singapore洞口密封箱体式洞口密密封装置②止水箱体①袜套袜套是盾构出出洞常用的止止水装置，止止水箱体是在在袜套基础上上的加强装置置，多用在对对洞圈渗漏要要求更高的工工况，如泥水水盾构出洞。。袜套止水箱体三、常见风险险及防治3止水装置CopenhagenMetroTBMLaunchSEALRING逐步拆除地地连墙回填填加泡沫混混凝土筒体式洞口口密封装置置无洞口密封封奘置特殊方法井內垫土,不开挖,土中到达与与出发.井內灌水,水中到达.井內灌贫混混凝土,在其中到达达与出发.无工作井.无反力架.安全闸门、、安全套筒筒。中间对接.盾构穿越未未开挖竖井井工程实例：：上海轨交9号线3标回灌水土（水）中中进洞法三、常见风风险及防治治1地基处理EmergencyShafts3emergencyshafts(Diameter31m,depth~40m)Achthoven,BentandN11中间对接当隧道过长长、单向施施工过于困困难时，采采用二台盾盾构对向推推进，中间间对接，往往往是选项项。英吉利海峡峡隧道长达达50公里，首开开中间对接接的先河。。东京湾海底底公路隧道道紧随其后后，首次实实施盾构头头头相接。。日本有多多处中间对对接工程实实例，大多多采用冻结结法，亦有有采用套接接法。在我国，狮狮子洋铁路路隧道首次次实施中间间对接。二则罕见事事故1.南京地铁二二号线元通通站盾构到到达时，洞洞口下方涌涌砂，导致致盾构下陷陷、带动盾盾尾内拼好好的管片跟跟着下陷，，并因纵向向螺丝环环环相连而产产生多米诺诺骨牌效应应，累及后后续的既成成隧道下陷陷，长达百百米。2.杭州地铁一一号城站站站盾构到达达时，盾构构机已进入入11米长的水平平冻结加固固区，冻结结区外地面面塌陷。广东省基础工程公司南京地铁二二号线元通通站与隧道道接合处，，当盾构掘掘进到到达达井处（洞洞门端头墙墙已凿除）），突然出出现涌砂，，半小时内内就引起了了地面较大大沉降，由由于隧道里里与地面通通信不连通通，抢险工工作滞后，，涌沙持续续加大，出出现管片严严重错台，，最大处达达15cm，随后造成成盾构机和和管片脱开开，涌沙涌涌泥十分严严重，最后后整台盾构构机被埋在在隧道里，，地面出现现大面积塌塌方，塌方方坑的长度度约100多米，宽约约40~50米。最深处处有5米左右。南京地铁二二号线元通通站广东省基础工程公司南京地铁盾构施工安全事故实例报告广东省基础工程公司南京地铁盾构施卜工安全事故实例报告地层富有承承压水，水水压力大到达端地质质全断面粉粉细砂层南京地铁2号线中和和村站～元元通站区间间隧道盾构构进洞风险险事故H.深基坑开挖挖盾构机头150m

盾构机损坏段隧道道，隧道不不成形，已已完全破坏坏隧道基本成成型，局部部