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

安装止水帘幕洞门砼破除◢盾构出洞盾构进洞◣管片拼装◢管片钢筋笼制作高精度管片钢模◣1.3土压平衡盾构机对土体参数的要求

1)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）

2.1工程条件（地面与地下状况）2.2总体方案（施工组织设计）2.3前期工作（地面与地下管线调查）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）

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）

3）盾构隧道沿线地层土质状况

（分层状况、剖面图、平面图、物探报告的分析与研究）

4）盾构隧道沿线的水文地质状况

5）需要补充的地质勘探工作（包括补充钻孔的设置原因、位置和物探工作）盾构生产所需的场地布置：

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；（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，为下一步工作提供参考）2.4风险点分析与专项方案（1）盾构施工风险源的确定：盾构始发与到达、盾构的停机、开舱检查与换刀、穿越地面重要建（构）筑物、穿越地下建（构）筑物和管线、地下水丰富地区（2）风险点的具体分析：根据不同风险源的实际情况，逐一进行分析，从而确定出风险点的位置、

等级、发生的条件及其可能性等；

盾构的停机、开舱检查与换刀—地层情况、地面情况、地下管线情况、盾构生产情况（包括推力、扭矩、盾构姿态、同步注浆状况、土体可加固性等）

（3）专项方案的编写：根据源和点的分析，有针对性的编写专项方案（4）风险点汇总与报告:应根据不同管线的实际情况，按照不同的要求分别报告，同时汇总出方便工地使用的警示图表2.5项目进度计划（1）按照项目总体计划的要求，确定盾构隧道生产的计划要求，根据目前的盾构生产水平和能力，实事求是、科学合理地制定盾构掘进计划：以天来计算，考虑合理始发、到达、停机检查、穿越重要建筑物等，

含周进度和月进度（2）管片需求计划：根据日进度、周进度和月进度的要求，考虑合理有效的现场库存，制订以天、周和月管片需求计划（3）管片生产计划：满足需求计划的要求，根据生产周期和气候变化情况，合理安排（4）盾构运输、吊装、组装和解体、试掘进计划的安排2.6盾构施工过程管理与控制

（1）盾构施工过程的土压管理

土压设定和具体实施根据盾构隧道沿线的实际土质情况、隧道埋深变化、水文情况、地面建筑物和地下建筑物现状及其抗变形能力、地面动载情况和试掘进的具体经验，合理调整；

土压设定的原则：维持开挖舱内的水土压力与设定土压力的吻合性，保持开挖面的稳定，即设定值P尽量接近自然土体侧向自重应力P0。P<P0，则盾构前部土体因应力松弛造成地层损失，地面将发生沉降：P>P0，在软粘土中附加荷载作用将产生超静水压力，随着土体固结过程的进行，超静水压力逐渐转化为有效应力的增量，由此产生土体沉降，一般情况下，盾前地面隆起0－2mm之间是相对合理的（此数值与土层和隧道埋深等密切相关）。如隆起过大则应适当调低土压力设定值，如发生沉降则应适当调高土压力设定值。盾构施工中的土压及其管理影响因素多、涉及面广、每个项目甚至不同的区段都有很大的变化，需要综合全面考虑方能取得一个合理的初始值，并在实施过程中逐步获得一个有效的土压值。土压及其管理是盾构施工中永恒的主题！

（2）盾构施工过程的出土管理

出土速度和出土量：每环出土量—总量控制

满足土压管理下的合理出土速度，主要靠控制螺旋输送机的转速来调节出土管理是进行土压管理的有效措施，合理的土壤改良也是十分必要的！（3）曲线掘进与大角度纠偏

盾构施工就是前进中的不断纠偏过程！（不论是直线隧道还是曲线隧道）

纠偏伴随盾构施工的全过程，盾构机调整角度后掘进方向与原掘进方向存在一微小夹角，这样开挖横断面形成一椭圆形，其截面面积大于盾构机的截面面积，地层损失不可避免；同时纠偏过程中会对土体造成侧面挤压，增大了土体的扰动。因此，隧道曲线掘进和正常纠偏引起地层损失造成的地面沉降是非常可观的，曲线掘进和正常纠偏角度越大相应的地面沉降就越大。所以在盾构掘进中常纠偏、小角度纠偏从而达到减少地层扰动和地面沉降的效果。监理应加强旁站，承包商应控制好掘进方向，在直线掘进时避免盾构蛇行，在曲线掘进时适当设置变向提前量，尽量减少纠偏幅度。隧道曲线掘进和大角度纠偏的另一个有害副产品--引起