盾构隧道始发施工技术

盾构隧道始发施工技术1前言

我国地铁隧道施工已开始使用盾构法。随着技术进步、认识提高、综合国力的增强，特别是随着该施工技术所显现的优势，盾构法越来越多地被国内地铁界所接受，上海、广州、南京、北京、深圳、天津、西安、成都、沈阳、杭州、青岛等城市都使用这种方法。上海地铁是国内最早采用盾构施工的，且大部分工程都是利用盾构完成的；南京地铁目前有3个盾构标段4台盾构机在进行施工，施工总量约占全线的30％。虽然盾构有许多成功的工程实例，但是使用这种方法也有较大的风险。如盾构在隧道内只能前进，不可后退，一旦盾构本身出现致命的故障，可能就会产生灾难性的后果。而且使用盾构在对洞口进行加固处理的始发时阶段出问题的概率很高，即使是非常有经验的承包商也常会发生类似事故。本文重点介绍盾构始发的技术问题。2始发技术的重要性及关键技术

由于在始发阶段存在以下几种特殊情况：

（1）始发推进前需凿除车站的围护结构（主要是处理钢筋砼结构），凿除围护结构后的土体在一定的时间段内必须保持自稳，不能有水土流失；

（2）始发阶段盾构机主体在始发导轨上不能进行调向；

（3）始发阶段的姿态及地面沉降控制比正常推进阶段更困难；

（4）始发期间一些设备如管片小车、管片吊机，包括出渣都不能正常使用。有时也会存在盾构机因为车站结构的原因而不能整机始发。

综上所述，盾构在初始阶段的施工难度很大。因此，盾构隧道始发技术是盾构法施工技术的关键，也是盾构施工成败的一个标志，必须要全力做好。同时还应确保盾构连续正常地从非土压平衡工况过渡到土压平衡工况，以达到控制地面沉降，保证工程质量等目的。

始发技术包括洞口端头处理（在软土无自稳能力的地层中）、洞门砼凿除（主要针对钢筋砼围护结构）、盾构始发基座的设计加工、定位安装；始发用反力架的设计加工、就位；支撑系统、洞门环的安设、盾构组装、盾构始发方案、其他保证盾构推进用设备、人员、技术准备等，直到始发推进。3始发施工技术

3.1始发洞口的地层处理

在盾构始发之前，一般要根据洞口地层的稳定情况评价地层，并采取有针对性的处理措施。地层处理一般采取如“固结灌浆”、“冷冻法”、“插板法”等措施进行地层加固处理。选择加固措施的基本条件为加固后的地层要具备最少一周的侧向自稳能力，且不能有地下水的损失。常用的具体处理方法有搅拌桩、旋喷桩、注浆法，SMW工法、冷冻法等。选择哪一种方法要根据地层具体情况而定，并且严格控制整个过程。

3.2始发洞口维护结构的切除

根据经验，一般在始发前至少一个月开始洞口维护结构的切除。整个施工一般分两次进行，第一次先将围护结构主体凿除，只保留维护结构的钢筋保护层，在盾构始发前将保护层混凝土凿除。在凿除完最后一层混凝土之后，要及时检查始发洞口的净空尺寸，确保没有钢筋、混凝土侵入设计轮廓范围之内。

3.3洞口密封表

预已洞口密封汉是为盾构倚在始发时陡防止背衬门注浆砂浆蜘外泄所用增，按种类灯分有压板训式和折叶幻式两种，萍其中折叶辛式越来越乖被人们所肿认可。洞网口密封的首施工分两妙步进行施胞工，第一冒步是在车域站结构的羞施工工程臭中，做好其始发洞门越预埋件的愈埋设工作合，要特别剧注意的是托在埋设过丘程中预埋庄件必须与五车站结构快钢筋连接删在一起；台第二步在母盾构正式回始发之前谣，应先清挪理完洞口烧的碴土，吼再完成洞幼口密封的株安装。由

执3.利4歪洞口始与发导轨的呼安装承

地纹在围护结冈构破除后陆，盾构始匹发台端部免距离洞口裙围岩必然盾会产生一边定的空隙败，为保证潜盾构在始贼发时不致把于因刀盘吗悬空而产述生盾舌构渗“负叩誉头古”篇现象，需虑要在始发覆洞内安设婆洞口始发猛导轨。安籍设始发导规轨时应在尖导轨的末至端预留足惹够的空间玻，以保证演盾构在始逮发时，不病致因安设匪始发导轨懂而影响刀茎盘旋转。泊

鄙3.团5狱反力架呀、始发台些的安装仇

维3.5.抱1膜反力架弟、负环管讨片位置的迟确定依据父

层脊反力架的容位置确定左主要依据劈洞口第一帆环管片的怖起始位置视、盾构的胶长度以及交盾构刀盘枝在始发前聪所能到达虎的最远位备置确定。恒

盼3.5.捧2圈负环管姑片环数的遵确定糖

原舒假定盾构从长幼度护LTB爸M将＝类8.3搭M蠢，安装井搞长柿度催LA场S嫂＝色12纵M屯（因不同裹的始发井阔尺寸而不启同），洞盐口维护结盛构在完成煤第一次凿麻除后的里沃程械D陪F待，设计第忧一环管片畜起始里折程蒜D1成S利，管片环议宽豆W咳S垮＝饭1.2羽M丸，反力架啦与负环钢域管片摇长潜W甲R酸＝草1.5威M虎（自行设什计加工的升尺寸）拖。式D絮R鲜为反力架辛端部里程蚊，窄N涌为负环管做片环数。差羞（鸣1净）在安装吹井内的始过发时最少作负环管片办环数确旨定泊N厕＝版（敏D1夸S糖－蝶D束F掌＋把8.散3踪）双／庙W番S厘环蜂

摄3.5.透3未反力架纹、负环钢伏管片位置衡的确定块

丛滔在确定始可发最少负扮环管片环吵数后，即衰可直接定记出反力架购及负环管奉片的位置雕。倾

辨恒反力架端惊部里威程未D猎R研＝给D1藏S慧－筒N×WS毛3.5.尘4短反力架、胶始发台的刃定位与安煌装拿

研名在盾构主传机与后配严套连接之宇前，开始窗进行反力锹架的安装裁。安装时求反力架与千车站结构炕连接部位传的间隙要闪垫实，以它保证反力候架脚板有猜足够的抗摘压强度。唯

谈起由于反力悲架和始发盯台为盾构庸始发时提唤供初始的扯推力以及傻初始的空根间姿态，晚在安装反惩力架和始效发台时，棚反力架左歼右偏差控蔬制蚁在效±10M晕M稍之内，高羞程偏差控扩制霸在腰±5M捐M杏之内，上使下偏差控光制丰在化±10M赔M页之内。始沫发台水平冒轴线的垂模直方向与辉反力架的唤夹角败＜螺±荡2否‰唯，盾构姿稠态与设计烤轴线竖直迟趋势偏差桐＜哀2抹‰碎，水平趋谈势偏差吹＜删±子3兆‰解。戒

临3.锤6琴盾构的视始发泳

勺3.6.间1缩始发台盘两侧的加烛固其

押棒由于始发鞭台在盾构座始发时要恨承受纵向锁、横向的先推力以及折约束盾构姑旋转的扭桥矩。所以渴在盾构始协发之前，娃必须对始浩发台两侧简进行必要顷的加固。肆加固的方妹式见击图绩1烦。伞

偷3.6.分2芽负环管性片安装识

鹅昌（富1将）负环管迟片安装准肝备庄

压所在安装负愉环管片之妻前，为保坦证负环管们片不破坏芳尾盾刷、宏保证负环劲管片在拼闯装好以后裤能顺利向忆后推进，别在盾壳内故安设厚度交不小于盾桥尾间隙的莲方木（或对型钢），歌以使管片殿在盾壳内痰的位置得矮到保证，壮如吸图芝2漫。握

界完（牛2虎）负环管笑片后移沫

写沈第一环负归环管片拼珠装成圆后忧，笛用惯4量～纲5葵组油缸完倘成管片的驰后移。管恶片在后移未过程中，洞要严格控范制每组推柏进油缸的抄行程，保遭证每组推役进油缸的碰行程差小剖于温10M批M卷。在管片跨的后移过外程中，要窑注意不要岭使管片从涌盾壳内的五方木（或库型钢）上协滑落。虏

设姥（奥3灯）负环管尤片与负环醒钢管片的拥连接害

舞讽负环管片怖的最终位随置要以推眼进油缸的廉行程进行闹控制，在何负环管片碍与负环钢急管片之间阵的空隙用贸早强砂浆它或钢板填基满。滋

核斧（亏4捞）负环管转片的拼装园类型营

洪侄在安装井恳内的负环躲管片的拼相装类型通简常采取通冶缝拼装，奴主要是因妥为盾构井急一般只有亭一个，在严施工过程鉴中要利用磨此井进行怨出渣、进角管片。所污以采用通慧缝拼装可翠以保证能研及时、快染速的拆除扁负环管片页。吧3.6.溉3棵盾构的奉始郊发扰毅

燕摄（塔1程）空载推除进曲

沿躺盾构在空室载向前推董进时，主论要控制盾倦构的推进走油缸行程玩和限制盾蜡构每一环乌的推进量宴。降

佣春要在盾构卷向前推进狸的同时，扁检查盾构吩是否与始窗发台、始义发洞发生续干涉或是向否有其他桶异常事件锹或事故的孕发生，确汪保盾构安更全的向前赞推进。杆

茧迟（突2诸）始发时砖盾构姿态以的控制网

寄充主要通过欠盾构机的陪推油缸行劣程来控制篇姿态。毁

玻膛（蚊3锈）始发时全盾构推进赢参数的控吵制等

排欣在保证盾喝构正常推街进的情况震下，稍微违降低总推探力和刀盘世扭矩。皇

咽3.6.虎4鲜洞口注州浆负

赢社在盾尾完温全进入洞顾体后，调砍整洞口密架封，进行亏洞口注浆著。浆液不伶但要求顺莫利注入，孕而且要有天早期的强棒度。注浆网压力控制忆在椒1.5B通A唤R淹以内。参

狼3.顷7直反力架邀、负环管饱片的拆除舱

则披反力架、肚负环管片塔的拆除时必间根据背劲衬注浆的帖砂浆性能恋参数和盾齿构的始发抢掘进推力扮决定。一舒般情况下蛙，掘臣进萄100胸M捏以上（同凶时宁前灶5墙0焦环完成掘厌进耕7旷日以上）婆，可以根展据工序情闹况和工作吧整体安排概，开始进献行反力架要、负环管桃片拆除。伤常见问题拖的预防或盏处理女4.蓬1择加固效呜果不好棵

敏弟端头土体袖加固的效铸果不好是灾在始发过蚁程中经常疼遇到的问凯题。采取毛的主要措借施是必须怨根据端头部土体情况吴选择合理绸的加固方胳法，而且泉要加强过润程控制，匙特别是要法严格控制垄一些基本甘参数。对睁于加固区肤与始发井已间形成的研必然间隙滔要采取其纵它方式处钉理。奶

焰4.迟2拖开洞门签时失稳灶

蹈包开洞门时到失稳主要涌表现为土钳体坍塌和焰水土流失透二种，其海主要原因舒也是由端崇头加固效旋果不好所度致。在小帅范围的情黑况下可采瓣用边破除烟洞门砼，屑边利用喷顽素砼的方咏法对土体骑临空面进还行封闭。悟如果土体串坍塌失稳杯情况严重敢时，只有拢封闭洞门独重新加固袄。庄

舅4.锻3别始发后央盾构胁机腊“单叩兄头咸”鹅

茄姜始发推进锡后，在盾犁构机抵达族掌子面及总脱离加固赴区时容易码出现盾构骄机脑“年叩除头嘉”伶的现象，缎根据自地质言条件不同迟有些可能瞒出现超限恳的情况。吸为此，通霜常采用抬冬高盾构机患的始发姿球态、合理疑安装始发柳导轨以及久快速通过配的方法尽桂量避垂免野“摘叩忧头已”厌或减领少母“跟叩扬头径”物的影响。筑

鬼4.瓜4耻密封效布果不好漫

凝随洞门密封苦的主要目内的也是在齿始发掘进揉阶段减少形土体流失佩。当洞门桌加固达到杰预期效果涉时，对于损洞门环的善强度要求德相对较低设，否则要鲜在盾构推栽进前彻底呀检查和确夫定洞门环章的状况。险在始发过咏程中若洞征门密封效祸果不好时间可即时调络整壁后注窝浆的配合挽比，使注肌浆后尽早蛇封闭，也抛可采用在许洞门密封厦外侧向洞走门密封内捆部注快凝朱双液浆的疑办法解决等。畅

毫4.圾5刮盾尾失裙圆浩

酱秘在很多情命况下，始俯发阶段由承于自重及邮其他原因扶，盾尾一扑般都会出乖现失圆的量情况，有辽些可能达锣到恰10C扯M肺之多。可铃以采用盾稻构机自带三的整圆器呆进行整圆盏，在必要蚂的情况下昌，可采用木错缝拼装铲以保证在细管片拼至挨隧道内时盯管片自身押的椭圆度鄙控制在误伤差以内。白

比4.捆6渡支撑系老统失稳稍

年攀支撑系统讯在某些情锁况下由于紫盾构机推络进中的瞬倍时推力或呈扭矩较大普而产生失脂稳，这样险将导致整委个始发工喊作的失败苦。对于支辈撑系统的棵失稳只能评从瑞预防非角度进行辞，同时在障始发阶段龙对支撑系英统加强监勉测。挑

馋4.厘7沸地面沉苹降较大罩

腊皂由于始发劝施工的特凡殊性，始腊发阶段的用地面沉降枯值均较大降，因此在煮始发阶段亮需尽早建指立盾构机芬的适合工蹄况并严密面注意出土锤量及土压跨情况，同哀时加大监魄测频率，限控制地面沿沉降值。夕5走结束语翅

材议盾构机的想始发成功遗主要由始袋发条件及吹始发施工膝技术中每韵一环节的舒