地铁土压平衡盾构施工中应注意的关键问题

土压平衡盾构施工中应注意的几个关键问题

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讨论的主要内容土压平衡盾构的基本原理、适用条件及其与泥水平衡盾构的不同之处土压平衡盾构施工的注意事项土压平衡盾构施工应注意的关键问题1土压平衡盾构的基本原理1.1基本原理图1.2目前土压平衡盾构法施工中存在的主要理论 和工程问题：

(1)隧道盾构施工掘进面压力平衡状态问题–盾构机开挖仓内的土压平衡问题（包括随隧道埋深的变化而变化等）；(2)盾构机推进速度、推力、舱内土压、刀盘转速、出土量和螺旋输送机转速间的相互关系问题；(3)掘进工作面压力与土体移动（包括土体的下沉和隆起等）的相互关系问题；(4)同步注浆和二次注浆对稳定土体和控制地表移动的理论和技术问题（包括地层缺失的概念、惰性与硬性浆液及其影响等）；(5)双线先后开挖隧道对地表高层建筑物的影响问题（主要表现在差异沉降对建筑物基础的影响和整个建筑物的倾斜度影响等）；(6)盾构推进对近距离建筑物桩基的承载能力和位移的影响问题；(7)盾构机进出洞加固段长度及其防水问题等等。1.3土压平衡盾构机对土体参数的要求

1)基本要求：良好的塑性变形特性优良的粘稠性能较小的内摩擦力，和较低的渗透性（渗透系数）

典型土体的例子—台北地铁工程2)开挖土体的参数及其对盾构选型的影响范围：a)土体颗粒影响曲线b)土层的粘稠度指标Ic和渗透系数以及弃土土体容重等参数对盾构机选型的影响

1.4土压与泥水平衡盾构的本质区别1.5开挖舱内实测压力分布图1.6一个工程实例2土压平衡盾构施工的注意事项2.1工程条件（地面与地下状况，不含前期工作）2.2总体方案（施工组织设计）2.3前期工作（地面与地下管线）2.4风险点分析与专项方案2.5项目进度计划2.6盾构施工过程管理与控制2.7盾构施工辅助工程（包括进出洞、联络通道和其它附属工程、盾构防水等）2.8质量保证措施与绿色、环保和文明施工2.9组织机构与人员投入2.10其它特殊问题2.1工程条件（地面与地下状况，不含前期工作）1）地面重要建（构）筑物统计与调查

范围的确定（包括调查范围和可能的影响范围）重要性分级（建（构）筑物的建设质量、使用状况等）重要建（构）筑物的现况分析与评价（必要时请有关权威部门）形成分析报告2）地下重要构筑物统计与调查

范围与深度的确定（包括调查范围和可能的影响范围）重要性分级（构筑物的质量、用途等）重要构筑物的现况分析与评价（必要时请有关权威部门）形成分析报告3）盾构隧道沿线地层土质状况

（分层状况、剖面图、平面图、钻孔柱状图、物探报告的分析与研究，并 形成报告）4）盾构隧道沿线的水文地质状况5）需要的补充地质勘探工作（包括补充钻孔的设置原因、位置和物探工作）2.2总体方案（施工组织设计）编制依据和工程概况施工方法及施工要点施工准备工作质量保证措施进度计划（节点控制的转化及其与管片生产的关系）设备投入计划施工组织构架安全文明施工、环保措施盾构生产的所需的特殊场地布置：

地面场地布置是否顺畅，以管片和出土运输之间的干扰和互相干扰最小为原则，同时兼顾其它材料的运输和地面生产；一些主要地面设施布置是否合理和齐全：土坑、管片堆场、地面管理系统、浆液拌合系统、排水系统、防洪措施、污水沉淀设施等井内和井底及隧道内的生产与辅助设施的布置：以隧道水平运输和井内垂直运输流畅、相互转换自然为基本原则。2.3前期工作（地面与地下管线）（1）根据工程条件（隧道埋深、间距、盾构型式与施工方法等）确定具体的调查范围和依据（设计图纸给定）；（2）制定详细的调查计划及其调查成果表格（表格内容至少包括：管线类型、建成年代、产权单位、接口型式、使用状况、抗变形能力、埋深、风险等级评定）；（3）选派得力的调查人员形成管线调查组，按照详细调查计划的要求开展调查工作；（4）形成调查报告并按照不同产权单位要求的格式进行分类汇总（包括各种管线安全性分析等重要内容，提供下一步工作作为参考）2.礼4忘风险而点分畜析与无专项醉方案（1湾）盾梳构施蚂工风疾险源北的确寻定：盾构适始发烤与到早达、酸盾构鹅的停很机、功开舱既检查亲与换吸刀、狮穿越叙地面醉重要免建（校构）筑物基、穿茅越地抵下建类（构拨）筑攀物和叉管线赠、地浸下水晚丰富据地区鞭（包医括自献然和摆人为亿）所有诊这些饭因素杰均与病什麽照有关事？为陕什麽遮？（2肝）风斤险点赚的具海体分贿析：根据洗不同仰风险妥源的祥实际乞情况未，逐至一进尽行分熟析，局必要凉时辅原之以偷计算神，从周而确钱定出风项险点卸的位丝式置、奸等级奇、发剖生的姑条件擦及其样可能忧性等敌；例子较：盾构朽的停塌机、按开舱嗓检查衬与换岂刀—锈地层槽情况制、地扒面情励况、否地下稻管线踏情况扇、盾构会生产蚂情况非（包步括推塌力、妻扭矩胡、盾鲜构姿泉态、魄同步切注浆腹状况罩、土鸣体可加固断性等蚀）（3北）专兄项方头案的灿编写装：根塑据源村和点橡的分过析，宫有针妈对性骨的编脑写专沫项方融案（4剂）风营险点园汇总闭与报睬告:奏应根毒据不伯同管幅线的勉实际部情况链，按邮照不惕同的促要求务分别扭报告脸，同时瓶汇总旅出方柴便工席地使氧用的拾警示辆图表只（包括篮参观昂者）2.社5富项目石进度讲计划（1泛）按狭照项盼目总辉体计腾划的相要求隆，确怕定盾毛构隧缴道生和产的蜓计划显要求攻，根拦据目季前的云盾构生产棕水平沃和能钩力，实事锡求是、科学充合理地制着定盾闪构掘久进计己划：以天姨来计弃算，钉考虑解合理誓始发没、到槐达、任停机污检查贱、穿鸡越重桥要建屋筑物掘等，例子含周忽进度葛和月截进度（2甩）管俯片需坏求计高划：原根据题（1流）中诸日进肿度、慌周进蔑度和风月进旱度的欲要求吩，考押虑合理兰有效的现吴场库播存，歼制订挣以天盼、周蒸和月沉管片竭需求何计划（3存）管列片生回产计绘划：斑满足梯需求仁计划红的要夹求，筐根据雁生产窄周期坚和气编候变抄化情虹况，框合理安蒙排（4坡）盾构里运输知、吊摇装、慎组装颤和解造体、共试掘梅进计学划的秆安排2.鉴6农盾构喊施工军过程兔管理束与控贝制（1庆）盾杰构施涌工过穿程的土压醉管理（确表定？贞）土压饲设定斧和具宽体实储施（夺每环纤）根据吼盾构痰隧道拥沿线新的实且际土酒质情油况、板隧道纺埋深钞变化投、水呀文情盛况、动地面潜建筑末物和地缩慧下建蛾筑物畜现状夺及其歪抗变劲形能杀力、迈地面睛动载向情况挺和试鸟掘进梅的具主体经刚验，合理抄调整藏；建议止盾构馋生产透土压柔管理开表（讲沿线烫）；每环酿掘进兵土压薯波动藏范围鹿：0.访2b暑ar以内刊（土狠压保薯持问验题）土压菊设定径的原妄则：维持予开挖击舱内嗽的水却土压晃力与咽设定省土压最力的慈吻合详性，袭保持指开挖萍面的己稳定早，即设土定值扭P尽桐量接间近自削然土片体侧议向自立重应果力P0。P<P0，则钳盾构番前部笑土体谱因应投力松术弛造耽成地嫂层损傍失，扫地面蚕将发洒生沉显降：P>P0，在拆软粘健土中琴附加剪荷载该作用冰将产籍生超翁静水论压力俭，随执着土汤体固励结过闷程的炕进行捎，超静疫水压堵力逐席渐转表化为齐有效所应力告的增虽量，楼由此爸产生否土体蓬沉降联，另外毫如P组值与鸟P0值相黄差较赞大时凡，会目造成娘土体谜的扰淋动，帮对于偷软粘们土而熟言，购灵敏树度很蠢高，外荷命载作共用将邀引起接土的宰触变歉，经铜扰动成后的搏土体咸重新愁固结聋会产止生很衰大的稍变形境。审核番土压轻力的雹设定俗值是汪否合理：土压艇力P=奋P0=K0＊σcz=k0(Sγi＊hi),γi、hi为上胆覆土茄层的滨天然州容重悉和土宏层厚辣度，k0=？地面树有建值筑物叉或其佣它超遵载作拨用，盟应考湾虑地冬面超臣载在哄隧道屠埋置朴深度取处引集起的嗓地基布附加性应力奴。根据脚地面岭沉降潮监测景结果辅来判扛断土屡压力睛设定米值是乐否合犹理及疯其与午自然往土压友力的枪吻合码程度史：一般或情况艰下，觉盾前贫地面拿隆起匹0－杂2m击m之线间是挥相对隆合理屯的（抹此数桐值与密土层锹和隧敲道埋盼深等序密切馋相关童）。如隆惧起过粮大则耗应适耳当调尤低土裙压力念设定惰值，奥如发旁生沉贯降则精应适页当调脊高土颜压力仪设定值值。盾构材施工容中的赵土压瓶及其牧管理段影响罗因素桌多、袖涉及味面广蔽、每是个项火目甚牲至不港同的陷区段修都有佛很大勒的变液化，严需要胶综合沈全面躁考虑铲方能耻取得厉一个合理的初辈始值摧，并弹在实纲施过拢程中斑逐步诸获得敌一个有效的土萍压值珠。土压葬及其豆管理望是盾鸣构施丘工中稳永恒科的主规题！（2恭）盾饱构施缠工过博程的出土飞管理唤（协少助土吴压管咏理）出土俗速度总和出强土量丢：每环秆出土省量—求总量掠控制（1安.2概m—55脊-6蓄0m3?)满足策土压声管理雁下的躬合理越出土纲速度焰，主版要靠励控制畜螺旋骂输送渠机的证转速讽来调歇节多环电例子固—土斤压控廉制与主管理单环纯例子秤—螺升旋输题送机戴调空哗与土顷压保丢持出土妇管理絮是进帆行土劲压管罗理的盒有效扣措施迫，合煎理的佛土壤陡改良仍也是炊十分队必要怪的！寄(例榨子：尊po右ly境me预r)以上引（1暮）和状（2朴）两项谣完全算可以迅在地岗面工岛作室葵内进怒行监厉控！（3访）曲屈线掘进贡与大贵角度选纠偏盾构宣施工姨就是哪前进投中的臭不断芦纠偏电过程忠！（绵不论谢是直焰线隧源道还杂是曲裕线隧碗道）纠偏朴伴随猛盾构估施工碌的全桨过程邻，盾道构机顿调整棍角度侨后掘椅进方捐向与饮原掘名进方近向存麦在一讨微小伶夹角陪，这蝴样开熔挖横岭断面若形成异一椭暑圆形势，其膊截面珠面积什大于束盾构顺机的骨截面眯面积抛，地粗层损恋失不唉可避竞免；棕同时嘴纠偏头过程山中会沾对土葡体造旱成侧告面挤脏压，邀增大烂了土亮体的须扰动北。如盖外径胜Φ6接.2琴5m卷，长书6.龙00纹m的枕盾构谷机而怒言，费每增跪加6′的纠储偏角悬，就扁会造斯成0众.0斧57珍6m3的地亩层损野失，买引起丛的地佩表沉俗降，赞按P匆ec孤k理存论的席地层屡损失亚概念渗进行没计算已，得徒出隧摇道（光埋深筐15学米）办中心扒上方欢地面躬沉降括量约术为δ者=3皱.4寇mm举。曲线忘掘进那尤其棉不可恰避免群！！击！因此鉴，隧猫道曲箩线掘倒进和今正常势纠偏纲引起狗地层姓损失版造成匀的地默面沉烟降是增非常冬可观陷的，息曲线玩掘进舌和正胃常纠铁偏角忽度越旧大相害应的列地面抹沉降刚就越态大。宵所以垦在盾阁构掘潜进中才常纠悄偏、泳小角砌度纠蒜偏从酸而达蓄到减粗少地鼓层扰士动和酒地面咬沉降偿的效语果。监理剑应加瓦强旁将站，妥承包盯商应箩控制移好掘悉进方僻向，清在直办线掘拨进时遥避免缠盾构较蛇行堤，在先曲线饭掘进眼时适呈当设拣置变滩向提敌前量鲁，尽花量减希少纠拖偏幅谢度。提前务量的艺大小零应在顿时间欠中不们断总遍结，璃但原拜则是对：提前耳量应糠与隧妥道稳昏定时铅的反秃方向辣偏移重量相油吻合浙！隧道纸曲线扒掘进幼和大半角度锤纠偏蝇的另主一个捡有害施副产罪品-幕-引茶起管沃片安马装的孤错台船和整仅体隧削道的撑反方耻向偏赛移，蜂也应烈引起航高度源重视腰！应对船措施朋：错台益--助-1筐减冈少大纪角度峡纠偏畅和盾伍构蛇忙行掘港进2非慢速寇掘进渠、降环低土汉压和份推力3脱改良薄土壤句、降嘴低扭粘矩4受硬性乏同步陵注浆奇，尽涂快稳幼固地捏层5充预紧煌螺栓婆等隧道赵反方摇向偏众移-揭--创1裳硬性纪浆液额，尽借快稳沈定隧环道（抢控制尾因素总-浆河液配竟比和墓时间央确定耗）种2挣提前群量（胜地层仅变化劈燕与数沃值确蜻定）（4裕）盾绩构施猛工过涉程的注浆斯管理同步才注浆潮与二屑次补匠浆a)叉同剩步注各浆—畜原因今：盾构岸机外喷径通烛常较刘衬砌烤外径确大十映或数蛋十厘跃米（赴包括恳本的、投曲线椒掘进贷和纠好偏带职来的产等）隙，盾悲尾脱墓离衬扁砌后方此环形榜空隙杨如不移能及荡时地涂以适鞭当材陕料加涉以充骂填，连将引膊起隧道引衬砌仍结构慌的不夺稳定村和较卸大的需地面哲沉降冷。加措忍施：爷注浆指。注意槽问题伟：为火保证洁浆液党能起宴到抵俭抗周罗围土顶体挤待压的夫作用轮，同艰时考虑圆易于纯注入窝，选惩用的甚浆液陆应具猎备以示下特饲性：①略低缓于或察相当魄于周碗围土求体的较容重屋；②具有菊一定羊的抗傲剪强琴度和控压缩芹系数娱，浆副液稳案定后其C脑、Φ主值高禽于周窗围土裁体的伏相应龙指标滥；③静态爪下有紧一定愧自立主性和肝强度厕，经鸟扰动忆后有骑一定坝的流动艺性，如可泵膏送性性好，渔不堵掉塞管还路，微能均俱匀地雄充满各道种间枝隙；④体积招收缩映率小刚，压桌缩系虏数、傲压缩猜指数烟小；⑤浆液川不易垦析水丙。⑥在振牧动荷霉载作直用下繁不发先生振馅动液但化。b)父二井次补挡浆—筑补齐笔空隙距、稳痒固地董层、锐有效秩防水定！c)宰惰闪性浆今液与沟硬性糊浆液崖的优榜缺点部简析盾尾种密封类刷（致4）紧急罩密封贪（1许）同步朗注浆梦浆液惰性劈燕浆液扒：优客点-达-满安足充权填空蔑隙的裙要求锅；对榨盾尾矿刷的聋危害扁小；茅不会题“糊薄住”捕盾尾缺点联—凝坟固慢洽；稳膊定管魂片作知用差窝；易荣造成嫌隧道亭的偏少移，兆尤其锣是隧吼道纠偏吸和曲某线掘访进时领；硬性扮浆液朽：优爬缺点窑与惰控性浆盖液正霞好相关反风险出：后裁者比认前者击大正确温确定基注浆奶量及咱注浆劲压力考虑倚到纠扁偏引续起的恋地层改损失简、盾颗构机俊壳体剧拖泥踪蝶引起小的地合层损冰失、浮浆液浇体积言收缩兄和具熊体的档地层满特点误等因避素，牺注浆惕时实停际注灭浆量常应为阶理论辞空隙粗体积冻的1弦20亏％－糟18框0％堡，通布常采订用1鹅50轿％。实际撑施工键中，幻玉应根劣据盾桥尾脱泼离衬悄砌处标对应晋点的脸地面收沉降稻观测星结果最，及称时进外行注搏浆量肆调整垦，该画点地汉面沉伪降量痕控制长在0押－2等mm软/天搬之内中。注浆聋压力谊应为椒保证影足够毅注浆阿量的薯最小哈值，同时轻应与刺开挖描舱内丝式的土示压力董相匹蚀配注浆毁速度蛋应是迈使浆廉液充窑填速戏度与鄙盾构挎掘进贪度一同致。注浆集速度繁过快躲，注里浆压就力必赏然上咐升，蝇易造锯成尾婚漏浆塌；注浆可速度摇过慢油，注珠浆充伍填效滑果不燥易达侵到要纲求，品引起糖地面唐沉降桶过大（土斯体自拿稳时撒间）椅；及时亚二次舱补浆摧，减驱小后洪期沉逃降盾构韵施工治后期宅沉降意(盾躲尾后倾30贩-4晨0米发范围惭内)歼主要赖来自课土体洗固结洞。虽烦然沉勒降发烧展速士度较日慢，胃但累枪计值车占到童总沉微降量忧的3洁0-吴50棋％左垃右。撒及时瞎二次研补浆洋是必归须的位手段阳且效小果良励好。巾详细诵调查唤建筑房诚物和谜管线寺等的走分布冲情况蕉，采维用及爹时二阴次补架浆的么方法敏来减玩少后绒期沉受降，呼避免小影响鸭建筑禾物和圾管线需的安裂全是帽十分忘有效沫的。d)谊注刚浆量治是盾辜构施暮工控箱制重恼要指俗标（5椒）盾凤构施舟工过泽程的管片饭拼装注意壁三个波问题：管片腾的现蹄场验义收—万管片炉质量淋合格哗、管煎片型搂式正帜确（妥错缝泛拼装姓、K块位帝置）盾尾许内的衫拼装澡—确谦保不圣发生个错台缘瑞，如圆发生竟，调尊整重逐新安毙装！K块位唯置要脱准确僚！（6澡）盾忙构施穴工过袍程的测量湖工作筝与导慈向控枣制导向队控制秆—确术保国穷家控右制点北到盾董构始免发位加置导尼线测店量的蜜准确酒并定念期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