1、ko加泥式土壓平衡盾構(gòu)綜合施 工技術(shù) 加視式土壓平衡盾構(gòu) 綜合施工技術(shù) 中鐵十二周集 深圳地鐵2號線東延纜2227標頂目部 0020.二OO九年二月 一、工程概況及特點 4 1. 1工程概況4 1. 2 巖土分層特征 6 1.3不良地質(zhì)10 1.4特殊巖土 10 1.5水文地質(zhì)11 1.6工程特點11 二、盾構(gòu)施工法概述及盾構(gòu)機的選型 12 2. 1盾構(gòu)施工法概述 12 2.2盾構(gòu)機的選型13 三、土壓平衡盾構(gòu)機16 3. 1盾構(gòu)主體組成 16 3. 2加泥式土壓平衡式盾構(gòu)機的主要特點 24 3. 3盾構(gòu)機關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)計算 24 3. 4刀具選擇27 四、管片襯砌設(shè)計及制作技術(shù)29 4. 1通

2、用管片設(shè)計29 4. 2管片強度及裂縫寬度檢算37 4. 3管片襯砌結(jié)構(gòu)變形檢算 37 4. 4管片拼裝荷載檢算37 4. 5管片襯砌制作技術(shù)40 五、盾構(gòu)隧道施工46 5. 1盾構(gòu)機拼裝、拆卸 46 5. 2盾構(gòu)始發(fā)48 5. 3掘進原理55 5. 4加泥式盾構(gòu)的原理56 5. 5盾構(gòu)掘進施工61 5.6洞內(nèi)運輸系統(tǒng)67 5. 7盾尾油脂的壓注70 5. 8管片拼裝 70 5.9同步注漿74 六、防水設(shè)計施工77 6.1混凝土管片自身的抗?jié)B性 77 6.2混凝土管片自身的制作精度 78 6. 3增設(shè)混凝土外防水層以加強襯砌的抗?jié)B、防腐能力79 6. 4襯砌接縫的第一道防線:彈性密封條 80

3、6. 5嵌縫密封防水 83 6.6盾構(gòu)法隧道滲漏的處理 85 七、刀具更換施工86 7. 1開倉前的準備 86 7. 2開倉87 7. 3地表監(jiān)測88 7. 4應(yīng)急及預(yù)防措施88 88 八、激光導(dǎo)向技術(shù) 九、 工監(jiān)測技術(shù) 96 9. 1地基位移監(jiān)測技術(shù) 96 9.2隧道變形及位移的防止對策103 十、盾構(gòu)穿越特殊地段的技術(shù)對策106 10.1盾構(gòu)穿越河流的技術(shù)措施 106 10.2盾構(gòu)穿越立交橋 106 10.3盾構(gòu)穿越斷層的技術(shù)措施 107 10.4硬巖及軟硬不均地層施工是本盾構(gòu)隧道施工的關(guān)鍵108 10.5重疊段、下穿構(gòu)筑物段盾構(gòu)法隧道區(qū)間的施工109 10.6對富水地段的處理方案 110

4、 10.7對地下管線及地面建筑物等的保護 111 一. 工程概況及特點 11工程概況 深圳地鐵2號線東延線2227標段包括東門南站至黃貝嶺站區(qū)間、黃貝嶺站 至新秀站區(qū)間、新秀站共1站2區(qū)間。 新秀站：位于羅芳路與新秀路交叉口處以東新秀路下，沿新秀路東西向布 置，車站由214. 7m長的車站本體（明挖）和319.4m長的 站后折返線區(qū)間（暗 挖）組成，全長534. Im,車站標準寬度17. 5m,地下三層8m島式站臺車站，有效 站臺中心里程處，頂板覆土 4.092m,出入口共3個，緊急疏散口出口 1個。車 站本體結(jié)構(gòu)為明挖三層雙跨混凝土框架結(jié)構(gòu)，折返線區(qū)間為暗挖單層軌行區(qū)間， 區(qū)間中部明挖四層單

5、跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為折返線風(fēng)機房及風(fēng)亭。車站本體 和風(fēng)機房明挖順做法施工，折返線軌行區(qū)間暗挖施工。 黃貝站新秀站區(qū)間：本區(qū)間左右線為分修的單線隧道，區(qū)間里程 ZCK34+533. 919 ZCK35+616. 2,左線 隧道長 1084. 031m ；區(qū)間里程 YCK34+515. 719YCK35+616. 2,右線隧道長1100.481m,單線隧道總長 2184. 494mo區(qū)間線路從黃貝嶺站往東前行，線路拉開，左線先下穿5號線，后 左右線下穿新秀立交從主橋兩側(cè)通過，沿新秀路東行，下穿沙灣橋，往東進入 新秀站。區(qū)間里程 YCK34+515. 719YCK34+892、YCK34+898Y

6、CK34+927. 5、 YCK35+472. 104 YCK35+497. 500、ZCK34+533. 919 ZCK34+923. 000、 ZCK35+476. 104ZCK35+497. 500段采用礦山法施工，其中里程 YCK35+472. 104YCK35+497. 500、ZCK35+476. 104ZCK35+497. 500 采用后期盾 構(gòu)通過，其余段落采用盾構(gòu)法施工。區(qū)間在里程 YCK34+895, YCK34+927. 500YCK35+942. 000, ZCK34+923. 000 ZCK34+937. 5, YCK35+516. 500分別設(shè)1#施工豎井、盾構(gòu)始發(fā)

7、井、吊出井及2#滋工豎井；在 里程YCK35+017. 000處設(shè)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道及泵房。 東門南站黃貝嶺站區(qū)間：起訖里程YCK33+195. 396YCK34+193. 45, 區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，左線隧道長996. 306m,右線隧道長99根據(jù)室內(nèi)試驗：P =1. 70206g/cm3、3=1在計算點二四，隧道管片襯砌環(huán)的最大截面內(nèi)力較在 計算點一時的值并無顯著減小(指彎矩與軸力的組合性)；各計算點的隧道管 片村砌環(huán)單點最大變形量有較大差異，但各處均小于0.1%的隧道外徑(全截面 內(nèi)小于0.2%D)。綜合以上結(jié)構(gòu)的截面內(nèi)力及變形特點，隧道全部區(qū)間的隧道 管片襯砌環(huán)均按計算點一的荷載進行設(shè)計檢算

8、?？紤]本次按通用管片進行設(shè)計, 在實際施工中，為進行蛇形修正，在基本拼裝的基礎(chǔ)上會出現(xiàn)多種拼裝組合， 故以計算點一的荷載對典型代表性的拼裝組合及可能出現(xiàn)最大內(nèi)力的拼裝組合 進行了進一步的計算，全部的管片截面內(nèi)力及變形計算采用盾構(gòu)隧道專用軟件 M0LEMAN 2.0 完成。 基本拼裝方案條件下管片村砌環(huán)的截面內(nèi)力及變形計算結(jié)果表3 算號 一雲(yún)一 基本拼裝方 案 （計算編碼） 最大正 彎矩 （kN. m） 最大正彎 矩對應(yīng)軸 力 N（kN） 最大負 彎矩 Mnin (kN. m ) 最大負彎 矩對應(yīng)軸 力 N（kN） 一單大量幾 計算點一 通縫H1-1 101.46 749. 76 50. 75

9、1018. 60 3.9439 錯縫H1-2 120. 86 585. 82 89.15 1184. 00 3. 7352 計算點二 通縫H2-1 89. 45 928. 45 62. 63 1112. 90 4. 0707 錯縫H2-2 108.58 776.60 108. 39 1304. 00 3.690 0 計算點二 通縫H3-1 94. 67 658.74 61. 49 893. 45 3. 4442 錯縫H3-2 101.21 536.87 66.14 1051. 90 3.0608 計算點四 通縫H4-1 73.21 528.87 39. 66 709. 33 2. 6735 錯

10、縫H4-2 86. 47 416. 00 53. 28 854. 61 2.5798 注1：截面內(nèi)力為襯砌環(huán)每環(huán)（1.2m）內(nèi)實際出現(xiàn)之值。 注2：基本拼裝方案為：F塊處于水平位置時，作為拼裝原點。 通縫拼裝時，F(xiàn)塊在左側(cè)水平位置或右側(cè)水平位置。 錯縫拼裝時，二環(huán)一組，第一環(huán)F塊在左側(cè)水平位置，第二環(huán)F塊在右側(cè)水平位置, 以此交替向前拼裝。左右各環(huán)的計算結(jié)果對稱。 注3：正彎矩代表隧道內(nèi)側(cè)受拉，負彎矩代表隧道外側(cè)受拉。 42管片強度及裂縫寬度檢算 鑒于在本設(shè)計中采用了通用管片環(huán)設(shè)計，各管片環(huán)向受力主筋均按同一方 式配筋。即，外側(cè)為4X 16+4X 418、內(nèi)側(cè)為4X 418+4X 420的II

11、級建 筑鋼筋，外側(cè)混凝土凈保護層厚50mm,內(nèi)側(cè)混凝土凈保護層厚35mm。 綜合計算點一計算點四在基本拼裝方案條件下和計算點一在各典型拼裝 方案時的截面內(nèi)力情況（見表3及表4的結(jié)果），按計算點一的計算序號13（編 碼H1-2-6）的內(nèi)側(cè)最大受拉彎矩，和計算點一的計算序號9（編碼H1-2）的外側(cè) 最大受拉彎矩對管片強度及裂縫寬度進行檢算。檢算按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (GBJ10-89)進行。下面以計算點一的計算序號13為例說明全部檢算過程，其 余具體檢算過程省略。管片的截面強度及裂縫寬度指標檢算結(jié)果匯總于表4O 管片強度及裂縫寬度檢算結(jié)果匯總表表4 算號硏 計序傣 彎矩 M(kN.m ) 相應(yīng) 軸

12、力 N(kN) 混嚴土強度 (MPa) 截面承載力 松裂縫 (mm) pF Nu(kN) Mu(kN.m ) 13 H1-2-6 132.33 585. 49 8. 978 -5. 72 5 1023. 5 4 231. 34 0. 134 通過 9 H1-2 -89.15 1184.0 0 8. 24 -1.66 4 6740. 0 507.5 不產(chǎn)生 裂縫 通過 4. 3管片襯砌結(jié)構(gòu)變形檢算 從表3可知，計算點一的計算序號7(編碼H1-1-7)的單點最大變形量為 4. 3089mm,按兩倍計算直徑變形量為2X4. 3089mm二 洞門橡膠密封圈安裝到位； 反力架、始發(fā)托架安裝并復(fù)測定位 臨

13、時管片準備就緒； 管片運輸設(shè)備準備就緒； 渣土運輸準備工作就緒； 盾構(gòu)已準確定位； VMT激光導(dǎo)向系統(tǒng)安裝并測試； 地面監(jiān)測點已布設(shè)完畢并獲得初始成果; 盾尾密封刷已涂滿密封油脂； 臨時管片加固設(shè)備準備就緒； 為了滿足最大限度的運輸需要，同時受盾構(gòu)工作井空間限制，每個區(qū)間隧 道開始出洞掘進和其初期掘進，用采用電瓶車+渣土車+漿液車的一組列車編組, 不設(shè)雙軌運輸，渣土車經(jīng)改造既可以放土斗也可放管片，經(jīng)電瓶車和井頂用龍 門吊進行棄土運輸，直到盾構(gòu)機臺車完全進入洞門內(nèi)為此。盾構(gòu)出洞和初期掘 進一次完成，之后，拆除井內(nèi)負環(huán)管片上部，出土直接從通過始發(fā)井垂直運輸 渣土及管片等材料。由于區(qū)間隧道無臨時出土

14、口則需要接長盾構(gòu)和臺車之間所 有的管線和電纜，同時設(shè)置專用支架托住橫梁，并隨盾構(gòu)前進，待掘進到40m 左右，再拆除臨時管線和電纜及支架，臺車靠近盾構(gòu)機連接，拼裝皮帶運輸機 等。盾構(gòu)再推進至60m左右完成始發(fā)掘進，隧道內(nèi)安裝鋼軌、道岔，列車重新 編組加快棄土速度。 2.盾構(gòu)機出洞地面監(jiān)測及推進姿態(tài)控制 初始掘進采用土壓平衡施工方法，土倉壓力應(yīng)與地面沉降觀測結(jié)果相對照, 每隔10米布置一個沉降監(jiān)測斷面，同時適當布置儀器，測量地層位移和水壓， 測量結(jié)果及時反饋分析，摸清沉降變化規(guī)律，以此優(yōu)化施工參數(shù)，指導(dǎo)施工。 盾構(gòu)推進的初始50m作為試驗長度，根據(jù)地面變形監(jiān)測數(shù)據(jù)及盾構(gòu)施工所采用 的參數(shù)，不斷進行

15、優(yōu)化調(diào)整，地面沉降控制在+10mm-30mm范圍。當盾構(gòu)機刀 盤及前體進入洞內(nèi)后，整個盾構(gòu)機重心前傾。一般情況下，盾構(gòu)機會往下栽頭, 因此，事先在破除洞門后，盾構(gòu)機到達之前，在滿足設(shè)計標髙要求的前提下， 在洞門底部加墊3-4塊工字鋼，固定在洞門底部的預(yù)留筋上，這樣在減少了盾 構(gòu)機栽頭的可能性。盾構(gòu)機前體進入洞內(nèi)后，一旦發(fā)現(xiàn)姿態(tài)豎直趨向變?yōu)樨撝? 適當把盾構(gòu)機下部的一組千斤頂推力適當加大，上部組千斤頂推力適當減少， 防止姿態(tài)豎直負值趨向變大，總的推力控制在5000-8000KN左右，待整個盾構(gòu) 機進入隧道后，才全力調(diào)整盾構(gòu)機姿態(tài)，整個姿態(tài)調(diào)整過程需經(jīng)過幾環(huán)甚至十 幾環(huán)的距離才能調(diào)整過來，前幾環(huán)掘

16、進過程中，土倉壓力盡量不能超過主動土 壓力，土壓力過大會造成攪拌好泥土穿過后盾構(gòu)外殼對洞門密封裝置擠壓性破 壞，待盾尾進入洞內(nèi)后，可以適當提高土倉壓力，控制地面沉降。 3 盾構(gòu)正常推進 準備 在完成初始掘進及試驗長度段，根據(jù)試驗反饋參數(shù)，將對始發(fā)設(shè)備進行調(diào) 整，為其后的正常掘進準備條件，調(diào)整工作包括： 拆除臨時管片、始發(fā)托架和反力架； 移動后續(xù)臺車； 其它各種管線的延伸和連接； 在隧道內(nèi)鋪設(shè)道叉及雙軌； 列車重新編組。 掘進 盾構(gòu)掘進由操作司機在中央控制室內(nèi)進行，由工地土木工程師計算正面主 被動土壓力值。土壓力值根據(jù)隧道埋深、土層性質(zhì)和地面超載計算。開始施工 時，在盾構(gòu)機的正面及盾構(gòu)體的上下方

17、設(shè)置土、水壓傳感器監(jiān)控平衡系統(tǒng)，在 盾構(gòu)機前面安裝巖土勘探系統(tǒng)。打開出土閘門，依次開啟皮帶輸送機，螺旋機 和大刀盤，推進千斤頂，調(diào)整好各千斤頂工作油壓。此時大刀盤切削土體，盾 構(gòu)前進。盾構(gòu)機根據(jù)設(shè)定的正面土壓力自動控制出土速度或掘進速度。盾構(gòu)機 的行程、上下左右四個區(qū)域千斤頂壓力、螺旋機轉(zhuǎn)速、盾構(gòu)扭轉(zhuǎn)、俯仰等參數(shù), 將顯示在顯示屏上，盾構(gòu)司機及時做好參數(shù)記錄，并參照儀表顯示以及其它人 工測量和施工經(jīng)驗調(diào)整盾構(gòu)機姿態(tài)和各項參數(shù)，使盾構(gòu)始終按設(shè)計的軸線推進。 盾構(gòu)機操作順序：推進泵、液壓伺服泵、濾油回路始終打開，齒輪油泵， 潤滑油泵設(shè)置為待機狀態(tài)一VMT進入推進狀態(tài)一補油泵，先導(dǎo)泵啟動一啟動刀 盤

18、驅(qū)動泵，螺旋輸送驅(qū)動泵一啟動皮帶，開啟泡沫注入系統(tǒng)一啟動刀盤，打開 排土門一使盾構(gòu)機進入掘進狀態(tài)，同時啟動螺旋輸送器排土一每當土滿時，據(jù) 信號員發(fā)來的信號，迅速關(guān)閉螺旋輸送器并停止掘進一出土完畢后，基本上以 上述相反的順序關(guān)閉上述操作一VMT進入Ring Erect界面，輸入測得的盾尾間 隙，經(jīng)計算得到管片安裝封頂塊的位置，有時需根據(jù)隧道轉(zhuǎn)彎方向，盾尾間隙, 管片走向以及管片是否重縫進行人工調(diào)整一啟動Erector驅(qū)動泵，進入Segment Placing狀態(tài)一管片拼裝完畢，關(guān)閉Erector驅(qū)動泵，進入Segment Placing 狀態(tài)。 盾構(gòu)機操注意事項： 觀察盾構(gòu)機姿態(tài)變化，以調(diào)整推進

19、油缸壓力的分布，盾構(gòu)機前點和后點的 坐標差值應(yīng)控制在30mm以內(nèi)為宜，最高不可超過50mm。 推進油缸壓力應(yīng)合理分布，盡量不要出現(xiàn)壓力差值過大的分布，避免出現(xiàn) Min Top, Bottom MaxLeft, Right或 Max Top, Bottom 450的進、排風(fēng)管；隧 道左側(cè)，布置一根高壓動力電纜；左下方每6環(huán)布置一個管架，用以固定進、 排水管。通訊電纜隨架空線支架一起敷設(shè)。 V V 杯 侖 1 進水、拎水肓 DN100. DN100 DN30 3 MKG M iyp762an 4 仙比電蚣 iXTOmiTr 3 .JXO. 3X0. D3 6 * M 51. 2 系 L2-F 轉(zhuǎn)佝

20、找果；向左上 紂血舟亦?點怕 安* 韋序：B14.1-B2-B3-L2-f 傳PJ效果：P左 幼序塊F左84位 安繪漏序= U8卜BABL2F 轉(zhuǎn)佝法果；佝左下 安壯關(guān)序：L1-B1-B2-e34.2-F 傳旬奴果：P)T左 封頂塊儀置及管片安裝廂序圖4 封頂塊儀SE及曽片安黑頗序圖3 封頂塊F衽5點位封須塊Fg4點位I 立裝廝床：L2-B3 B2-B1-L1-FS*序；L2 63-B2-B1-L1-F 磚向：向下1右轉(zhuǎn)向效果：向右下 lfiFa3AWl計殛f碇點位 _工卿*:有右轉(zhuǎn)剛g向右上 *L2-F 電鰹毛更筈上轉(zhuǎn)勺爼覺:飛左 WM* 封頂塊F及曽片安裝順序圖2 bm0 封頂塊位JE及曽

21、片安裝順序圖3 保證；另一個是管片平面走向趨勢。管片趨勢相關(guān)的參數(shù)有：推進油缸行程, 較接油缸行程，管片平面位置。由此我們就可以得到管片走向趨勢： CH（水平走向趨勢）二Fb-Fd CV（垂直走向趨勢）二Fa-F 管片平面位置 Pb 推進油缸行程 較接油缸行程 Ab 管片平面位置 Fb 其中：Fa=Pa-Aa Fb=PbAbFc二Pc-AcFd二Pd-Ad 當我們用管片的不同楔形量來使CH、CV為0時，管片平面就與盾構(gòu)機前進 平面重合，此時盾構(gòu)機的千斤頂受力情況最好，便于整個掘進工序，當楔形量 不能使CH與CV同時為0時，應(yīng)盡量使其中一個保持最小，使盾構(gòu)機能獲得最 大的推進力，并使側(cè)向分力減小

22、，便于盾構(gòu)機遵循預(yù)定線路前進。因此，應(yīng)優(yōu) 先考慮管片趨勢。 3. 盾尾間隙對選擇管片位置的影響 不同點位的選擇，可以控制盾尾間隙，由于在盾尾后部設(shè)有一圈加強環(huán)， 可以保持盾尾保圓度，另外還可以作為一道止水環(huán)，防止泥水進入盾尾密封刷 內(nèi)。加強環(huán)高度為45mm,而且盾構(gòu)機在不同的線路上總長有一定的偏移量，因 此盾尾間隙要保持在45mm以上，否則會使加強環(huán)擠壓管片造成碎裂，并防礙了 掘進時方向的控制。由于管片類型不同，對盾尾間隙可以起到調(diào)節(jié)作用，我們 把盾尾分成11個點位。例如：當F塊位于3點位置時，就可以將3點位置上的 盾尾間隙減小，而9點鐘位置間隙得到最大補償。 11 1 1 93 K 當前進線

23、路為小半徑曲線時，一側(cè)盾尾間隙會變得很小，而且始終這樣。 出于對盾尾間隙的考慮，我們選擇的管片位置有時很不利于盾構(gòu)機的掘進，使 得千斤頂平面與管片平面有很大的一個夾角，由于這個原因會導(dǎo)致管片發(fā)生擠 碎現(xiàn)象，造成盾構(gòu)機的控制上的困難。當管片經(jīng)常發(fā)生碎裂時，我們就要通過 控制盾構(gòu)機的線路來使間隙得到平衡，從而選擇最適合的點位。 F為糾偏線路方向 當間隙得到平衡后再還回原來線路，但是調(diào)整線路應(yīng)盡量小。 再次掘進時，我們對管片拼裝位置做了仔細的推敲再進行拼裝，使管片位 置最優(yōu)化，再也沒有出現(xiàn)盾構(gòu)機掘進時因管片碎裂造成難以控制的現(xiàn)象。通過 對管片拼裝點位的深入了解和研究，我們對通用管片襯砌隧道的掘進控制

24、技術(shù) 有了很大的提高。 5. 9同步注漿 同步注漿施工的目的有三點：一是防止隧道周圍的地基變位（主要由管片 和地層之間的空隙引起的），二是提高隧道的止水性能，三是使管片與周圍地基 一體化，讓盾構(gòu)隧道在結(jié)構(gòu)上獲得早期穩(wěn)定性（使作用外力均勻）。跟據(jù)盾構(gòu)機 機型及地層性狀等多種因素，漿液類型可為活性漿液（含水泥等活性材料）、惰 性漿液（不含水泥）兩種。下面著重從同步注漿材料、注漿方式的選擇，注漿 壓力及注漿量的控制對同步注漿技術(shù)作出探討。 1. 同步注漿方式及注漿材料的選擇 同步注漿方式 盾構(gòu)機刀盤直徑比管片外徑要大，當拼裝好的管片脫出盾尾后，在土體與 管片之間形成一道環(huán)形空隙。盾構(gòu)機采用盾尾同步注

25、漿方式，注漿設(shè)計為在盾 尾鋼板內(nèi)布置了橢圓狀注漿管，在進入盾尾之前每條管上設(shè)有壓力傳感器及手 動閥門，手動閥門通過軟管與漿液泵相連，漿液泵上方設(shè)置一個帶攪拌器的漿 液罐，當掘進進行時，把漿液罐底部的閘閥打開，起動注漿泵，然后根據(jù)掘進 速度調(diào)整控制面板上的注漿速度檔位，漿液的注入分手動和自動兩種模式。 2. 漿液材料的選擇 為了達到同步注漿的目的，首先需要選擇適合于地層土質(zhì)及盾構(gòu)機機型的適 用材料，目前壁后注漿材料主要包括單液型及雙液型兩大類，單液型可分為惰 性漿液及膠凝時間較長的活性漿液，雙液型主要分為水玻璃類及鋁類。地質(zhì)條 件較復(fù)雜地段，由于盾構(gòu)機注漿管道及地面送漿管道較長，采用活性漿液極易

26、 堵管，因此可采用惰性漿液。注漿材料為：水+粉煤灰+膨潤土+細砂，為了保證 漿液具有以下良好的性狀：無材料離析，流動性能好，充填性良好，無公害， 價格便宜。經(jīng)實驗，可選用以下漿液配合比： 水 粉煤灰 膨潤土 細砂 240kg 310kg 110kg 710kg 3.注漿量的選擇及注漿壓力控制 注漿量的選擇 同步注漿量的選擇，主要考慮方法是以幾何學(xué)所決定的盾尾間隙量為 基礎(chǔ)，將其作為實際注漿量對于盾尾環(huán)形空隙量的比率選擇來掌握。我們 采用的是同步注漿系統(tǒng)，每當掘進開始時，便同時進行壁后注漿，漿液迅 速填充管片外部的環(huán)形空隙，地層中空隙外側(cè)土體塌陷土量可以不予考 慮，因此壁后填充率近似為100%。

27、但因環(huán)形空隙周圍的土體多為砂粘土、 砂層，土體的孔隙率較大，受注漿壓力的影響其環(huán)形灌漿層厚度會大于環(huán) 形空隙厚度（見砂質(zhì)地基均勻注漿狀況圖）。 砂質(zhì)地基均勻注漿狀況圖 注漿后漿層厚度與灌漿前空隙厚度比率根據(jù)地層情況而定，根據(jù)經(jīng)驗，在 砂質(zhì)地層，其比率為1: 125左右，在粘土地層，其比率為1: 1.2左右，在中、 強風(fēng)化巖層中，其比率為1: 1.05左右。 根據(jù)以上影響因素分析結(jié)果，同步注漿量計算公式為： V=Jr X(R2-r2)XLXT R刀盤半徑 r管片外徑 L一管環(huán)寬度 T擴充系數(shù)(厚度比率) 現(xiàn)場可跟據(jù)地層條件選擇不同的擴充系數(shù)調(diào)整注漿量，同時在此基礎(chǔ)上以 地面監(jiān)測結(jié)果分析為指導(dǎo)，適

28、當調(diào)整注漿量。 注漿壓力的控制 注漿壓力最佳值在綜合考慮地基條件，管片強度及盾構(gòu)機機型與所用材料 特性的基礎(chǔ)上加以確定。壓力過大會造成地表隆起及K塊管片螺栓剪切破壞， 在隧道埋深的不大的情況下一般不考慮注漿壓力對管片強度的影響。因此把土 層水土壓力，管道沿程阻力之和設(shè)定為注漿比較合適，同步注漿壓力計算： P=Pi+P2 Pi上覆地層土壓力。 p2一管道沿程阻力（一般為注漿時顯示的壓力值與停止注漿時的壓力值 之差）。 Pi取lkg/cm2,隧道埋深取12m,覆土比重取18kN/m3o 實際操作時根據(jù)隧道埋深、地層狀況、地面沉降情況進行調(diào)整，以確保注 漿量，同時避免破壞盾尾密封系統(tǒng)。 4. 同步注

29、漿質(zhì)量安全措施 要針對各個不同地層及時調(diào)整注漿量，以控制地面沉降量。 注漿速度由掘進速度決定，掘進速度較快的情況下如v=80mm/min時，其 注漿控制面板速度擋位應(yīng)調(diào)到最大檔位。 當盾構(gòu)機停機時，盡量不要注漿，除非補注漿液。 注漿口上面兩組壓力應(yīng)較下面兩組壓力大0. IMpa左右。當在沒有漿液的 情況下，嚴禁掘進。 操作人員進入漿液罐清理之前，必須按下緊急停止開關(guān)，并把維修開關(guān)打 開。 在管道沒泄壓的情況下，嚴禁打開管道清理。 一旦盾尾發(fā)生漏漿現(xiàn)象，應(yīng)馬上停止掘進，采用手動方式在漏漿位置加注 盾尾密封油脂，堵住漿液。 六、防水設(shè)計施工 盾構(gòu)法隧道滲水，除會帶來地下工程滲漏的一般危害外，還會造

30、成隧道及 地面建筑物的不均勻沉降和破壞。因此作好盾構(gòu)法隧道的防水設(shè)計與施工非常 重要。 1. 防水內(nèi)容與防水特點： 1、混凝土管片自身的抗?jié)B性； 2、混凝土管片的制作精度； 3、增設(shè)混凝土外防水層以加強襯砌的抗?jié)B、防腐蝕能力； 4、襯砌接縫的第一道防線：彈性密封條； 5、襯砌螺栓孔密封防水； 6、嵌縫密封防水； 深圳地鐵一期工程華崗區(qū)間隧道防水等級為二級，根據(jù)規(guī)范要求管片可有 少量濕跡。為此需要針對以上防水內(nèi)容逐項進行分析研究。 6.1混凝土管片自身的抗?jié)B性 根據(jù)隧道埋深及水壓計算，混毀土管片需達到S10的抗?jié)B指標，除在混凝 土配制達到設(shè)計要求外，需要在管片制作時加強混凝土的振搗，達到絕對密實

31、, 并加強養(yǎng)護防止細微裂縫。為此我們采用風(fēng)動振搗和蒸汽養(yǎng)護加水養(yǎng)護等措施。 開動模具上的附著式風(fēng)動振動器振搗，振動時間長短的判別是觀察混凝土與 側(cè)板接觸處，如不再有噴射狀氣、水泡并能均勻起伏為適當時間，一般控制在 46分鐘，不得超過8分鐘，振搗采用混凝土分批放料，從而實現(xiàn)分層振搗。 為減少管片成型后的氣泡、水眼，待風(fēng)動式振動器振搗完以后，加以振動 棒振搗密實，振搗時不準碰撞鋼模和預(yù)埋件，做到先中間，后兩邊，每個振動 點振動時間控制在1020秒內(nèi)，振動完成后緩慢拔出振動棒。 蒸汽養(yǎng)護：混凝土振動成型并光面2小時后，混凝土表面用手壓有輕微的 壓痕時，在管片外弧面上蓋上濕潤的養(yǎng)護布，將用于蒸汽的帆布

32、套在模具上， 下部同地面接觸的地方用木方壓實，在帆布套上預(yù)留的小孔中插入溫度計，檢 查無誤后通入蒸汽，布置于模具底部的蒸汽管布滿小孔，蒸養(yǎng)時蒸汽會從每個 小孔中均勻的噴出來，使整個模具均勻的升溫，升溫時速度在每小時15209, 防止升溫太快管片出現(xiàn)收縮裂紋，最高養(yǎng)護溫度506(TC,恒溫34小時， 降溫速度在每小時1520,并保證蒸養(yǎng)后的管片溫度與外界溫度差不大于 209。在整個過程中要每半小時查看溫度計上的讀數(shù)，發(fā)現(xiàn)問題用調(diào)整蒸汽通 入量的大小來調(diào)節(jié)溫度。 蒸汽養(yǎng)護 水養(yǎng)護 脫模后的養(yǎng)護：管片脫模后吊入水池內(nèi)進行養(yǎng)護，確保管片完全浸泡在水 里，管片入池時管片與池中水的溫度差不得大于20弋，養(yǎng)

33、護周期為7天，然后 進行淋水養(yǎng)護，保持管片外面濕潤，噴淋養(yǎng)護達到28天齡期。 6. 2混凝土管的制作精度 管片的制作精度取決于管模的制作精度和組模的精度，因此必須對管模和 組模后的精度隨時進行檢驗。 1.管模檢測標準 名稱 誤差范圍 (mm) (mm) 內(nèi)弧弦長度 +1 -1 厚度 +1 -1 寬度 +0.5 -0.5 螺栓孔一尺寸和位置 +1 -1 2. 管片成品標準 序號 檢測內(nèi)容 要求 方法 允許誤差 1 內(nèi)弧弦長度 檢測率100% 游標卡尺 lmm 2 厚度 檢測率100% 游標卡尺 +3, 1mm 3 寬度 檢測率100% 游標卡尺 0. 5mm 4 螺栓孔尺寸位置 檢測率100%

34、游標卡尺 5mm 5 嵌槽與密封槽 檢測率100% 游標卡尺 5mm 3. 在管片每生產(chǎn)100環(huán)后，需要對管片進行三環(huán)試拼裝以檢驗管模是否發(fā)生 變形，三環(huán)試拼裝標準如下： 序號 內(nèi)容 檢測要求 檢測方法 允許誤差 1 環(huán)縫間隙 每環(huán)測六點 插片 1mm 2 縱縫間隙 每條縫測六點 插片 2mm 3 成環(huán)管片外徑 各測六點 用鋼卷尺 W2mm 4 成環(huán)后內(nèi)徑 測六點 卷尺 Wlmm 5 螺栓孔中心圓 測六點 卷尺 土 2mm 如誤差值較大，則需要對管模進行調(diào)整。 6. 3增設(shè)混凝土外防水層以加強村砌的抗?jié)B、防腐蝕能力； 防水層材料的選擇需要注意的是：1、已拼裝好的管片脫出盾構(gòu)尾部時需要 經(jīng)過盾尾

35、密封鋼絲刷，因此防水涂料必須具備能夠抵抗密封刷刮壞的性能，2、 在管片外弧面的混凝土裂縫寬度達到03mm的情況下，仍能抵抗08N/nun2水壓, 長期不滲漏；3、涂層的耐化學(xué)腐蝕性、抗微生物侵蝕良好。 我們在實際施工中采用了雙組分聚氨酯涂料，該涂料具有高強度和高黏結(jié) 力，耐磨、耐腐蝕、延伸性也比較好?？商岣呋炷翗?gòu)筑物的防滲漏水能力， 使混礙土構(gòu)筑物表面形成保護膜。施工中要注意兩點：1、必須在管片養(yǎng)護后, 水分完全散失后才能涂刷；2、除應(yīng)涂刷于管片背面外，還應(yīng)涂刷在環(huán)、縱面橡 膠密封條外側(cè)的混凝土面上。 技術(shù)性能指標: 項目 粘結(jié)強度 (N/mm2) 抗?jié)B性 (N/mm2) 滲透 系數(shù) 耐 腐

36、蝕 抗沖 擊 耐磨 性 涂層 厚度 指標 0.4 1.3 0.6不滲水(指張裂 0. 3mm時，承受的水壓 1*10- 13 無變 化 50 無破 損 0. 25 0.5 測定 GB173 GB408 方法 2 5 6. 4襯砌接縫的第一道防線：彈性密封條； 盾構(gòu)隧道防水的核心就是襯砌接縫防水，而襯砌接縫防水的關(guān)鍵是接縫面 防水密封材料及設(shè)置方法和斷面型式。 1. 防水密封材料的選擇 彈性密封墊按采制分有以下幾類： 氯丁橡膠、三元乙丙； 遇水膨脹橡膠類； 氯丁橡膠與膨脹橡膠復(fù)合類； 三元乙丙橡膠與膨脹橡膠復(fù)合類； 其中氯丁橡膠與三元乙丙橡膠相比抗老化性能較差，尤其是不適于深圳地 下水具弱酸腐蝕

37、性的特點，而單純的三元乙丙僅依靠壓縮反力止水，在管片拼 裝錯縫較大時止水性能將大打折扣，三元乙丙橡膠與膨脹橡膠復(fù)合類則兼有兩 種材質(zhì)的優(yōu)點，在工程前期主要靠壓縮反力止水，后期則靠遇水膨脹反力彌補 壓縮應(yīng)力的松弛。我們因此采用了三元乙丙橡膠與膨脹橡膠復(fù)合類止水條，它 基本性能指標如下： 項目 三元乙丙橡膠指標 遇水膨脹橡膠 硬度SH 65 土 5 度 457 度 拉伸強度（MPa） N10 M3 伸長率 M300 工350 壓縮（拉斷）永久變形 W20 W20 伸長率變化率 N-30 A30 拉伸強度變化率 -15 靜水膨脹率350% 防霉等級 1-2級 7天膨脹率W35%總膨脹率 另外，為加強

38、彈性密封墊的角部防水，可在其角部加貼自粘性丁基橡膠薄 片?？杉訌娛?、T字接縫的防水。 2.斷面型式的選擇 接縫彈性密封條的防水功能除了與其材質(zhì)和技術(shù)性能有關(guān)外，其斷面構(gòu)造 形式也非常重要。 彈性密封墊的構(gòu)造形式必須與管片上設(shè)置的密封墊溝槽相匹配，它通常加 工成框形，可緊密服帖的套裹在密封墊溝槽內(nèi)。溝槽斷面一般為倒梯形，槽寬 一般為30-50mm,槽深15-30mmo彈性密封墊溝槽截面積與密封墊的關(guān)系是：為 能使密封墊完全壓密（環(huán)縫張開量為Omm）,密封墊溝槽截面積應(yīng)大于等于密封 墊的截面積，其關(guān)系按下式表示： A=1 1. 15A0 A表示溝槽截面積 A0表示密封墊截面積 彈性密封墊的高度，

39、與最大壓縮率和最小壓縮率有關(guān)，若超過最大壓縮率 所需的高度，會導(dǎo)致材料老化加快，應(yīng)力松弛加大，影響使用壽命，甚至在拼 裝管片過程中會擠壞管片外弧面；若低于最小壓縮止水率的高度，不足以抵抗 設(shè)計的最大張開量下的水壓，會造成滲漏。綜上考慮，我們采用了 “爪型”與 “謝型”相結(jié)合的含遇水膨脹橡膠條的三元乙丙彈性密封墊，如圖所示： “謝型”密封墊即在結(jié)構(gòu)斷面上開設(shè)多個圓孔，以增高密封墊高度，這樣 在壓應(yīng)力較低時，抗水壓力能力仍較強，而密封墊完全壓密時壓應(yīng)力也不至于 過大，不會造成對管片的損害?！白π汀痹O(shè)計則可增加橡膠體積的壓縮空間，回 彈性良好，在較低的壓應(yīng)力下能適應(yīng)較大的接縫張開量，同時也節(jié)省了密封

40、墊 橡膠的用量，使管片溝槽側(cè)壁混凝土剪切剝損的可能性減小。 實際應(yīng)用前對此橡膠密封墊進行了水壓性能實驗和荷載性能實驗： 荷找性能曲線 抗水壓性能實驗 3. 襯砌螺栓孔密封防水 螺栓孔位于管片接縫面，也是防水的重要環(huán)節(jié)。在手孔中將墊圈密封圈填 入螺栓與螺孔間隙，在擰緊螺栓時靠螺帽、墊圈將它壓密變形，填塞于螺栓與 孔壁之間，使之密封止水。密封墊圈形式見下圖。 弓:刃川 6. 5嵌縫密封防水 盾構(gòu)隧道成型后，管片拼縫之間需要進行嵌填密封，其作用是防止后期漏 水、防腐和隔氣。嵌縫材料應(yīng)具有下述性能：能長期保持不透水性和氣密性； 能在潮濕表面施工；能長期保持粘結(jié)力；耐老化性能好；在拱頂嵌填時不易墜 落；

41、能適應(yīng)結(jié)構(gòu)因各種原因產(chǎn)生的變形。盾構(gòu)隧道密封材料種類繁多，分類復(fù) 雜，但基本可分為未定型和定型兩類，可根據(jù)嵌縫槽型式及管片材質(zhì)和管片拼 裝質(zhì)量（錯臺、錯縫）來選用不同的材料。 設(shè)計提供了兩種材料可供選擇：一是未定型的AEA微膨脹水泥外襯聚乙烯 薄膜。二是定型的。我們對這兩種材料的優(yōu)缺點進行了對比，見下表： AEA微膨脹水泥外村聚乙烯薄膜 遇水膨脹三元乙丙橡膠止水條，角 部加膩子型膨脹止水條 優(yōu)點 1、價格便宜； 2、屬未定型產(chǎn)品，適應(yīng)不同縫寬， 1、屬定型產(chǎn)品，安裝時容易操作， 尤其在拱部安裝時不宜墜落； 對角部接縫處止水效果好。 缺點 1、乙烯薄膜安裝質(zhì)董不能得到很 好的控制； 2、拱部施工

42、時容易墜落，不好施 工； 3、在后期列車運行時，容易因震 動產(chǎn)生脫落，發(fā)生危險。 1、價格昂貴； 2、角部粘貼膩子止水條時很難控 制施工質(zhì)量，角部止水效果不 好。 3、遇水膨脹后，容易脫出嵌縫槽； 4、對于錯臺、錯縫處不易安裝，同 時要根據(jù)不同縫寬隨時調(diào)整止 水條直徑。 根據(jù)上述對比，我們認為這兩種材料均存在較大的缺陷，不利于保證止水 質(zhì)量，因此我們選擇了 Sikaflex-llFC聚氨酯密封膠來進行隧道嵌縫，相對于 上述兩種材料，它具有以下幾項優(yōu)點： 1 價格適中，介于上述兩種材料之間； 2. Sikaflex-llFC聚氨酯密封膠屬未定型材料，具有未定型材料的一切優(yōu) 點，適于不同縫寬、錯臺

43、較大的嵌縫槽，對角部防水也能夠保證質(zhì)量； 3由于此膠黏度大，可瞬時固化，施工時采用專門噴槍施工，所以在隧道 拱部嵌縫時不易脫落。 4具有優(yōu)良的耐老化和耐候性能，具有永久彈性的硬性連接； 5為獲得移動縫中合適的聚氨酯雙面粘結(jié)，可使用合適的背襯條，節(jié)約膠 的用量。 因此我們決定選用Sikaflex-llFC聚氨酯密封膠外加背襯條進行隧道嵌 縫，施工過程中我們發(fā)現(xiàn)嵌縫速度非?？於倚Ч芎?，得到了法國索菲圖監(jiān) 理的肯定，并在深圳地鐵其它盾構(gòu)標段進行了推廣，事實證明，采用此材料不 但確保了工程質(zhì)量，同時也降低了造價，值得大力推廣。 6. 6盾構(gòu)法隧道滲漏的處理 管片接縫滲水處理步驟： 1 采用鋼絲刷清

44、出接縫內(nèi)的浮泥，泥垢； 2查清滲漏的部位，在滲漏部位的兩端鉆終止孔（見圖），孔徑0. 6cm,孔 深 8cm； 3壓入EAA環(huán)氧2#砂漿，封閉終止孔，終止孔外部采用速凝水泥外封； 4接縫按35cm的距離埋設(shè)注漿管，采用速凝水泥嵌縫埋管； 5注入EAA環(huán)氧2#漿，依續(xù)注漿，注漿壓力0.40. 5Mpa,達到壓力后閉 管待凝； 6閉管待凝812小時后進行孔口管檢查，如注漿效果不是很好，進行二 次或多次重復(fù)注漿，以確保注漿質(zhì)量； 7拆管做縫面修飾處理。管子切掉不拔除，做磨光處理。 當手孔出現(xiàn)滲水情況時，要進行封堵。封堵材料為108膠水與水泥的混合 物。 管片滲水裂縫修補堵漏程序： 施工中滲水裂縫修補

45、采用壓力灌注，首先在管片裂縫表面鉆孔，孔踞30 50mm,按裂縫的長度進行排列。深度為50100mm,孔踞45mm。后埋入注漿管, 防止管道閉塞和周邊的泄漏，后進行壓水實驗。待確定管道暢通，無泄漏后， 進行壓注修補材料，壓力應(yīng)大于地下水壓的壓力0.050. IMpa,即為注漿壓力 在1.351. 4Mpao注漿結(jié)束標準以吸漿為原則，一般若吸漿率小于0. 01L/min. 并延長適當時間，即可停止注漿。待漿液固化后，達到強度方向可拔除注漿管, 并用修補材料MBT BARRA MORTARL,進行孔洞修補。 七、刀具更換施工 7.1開倉前的準備 1 開挖面的注漿加固 利用盾構(gòu)機本體的超前注漿孔進行

46、正面上部土體的加固處理，避免造成土 體坍塌，保證施工安全。加固材料主要為雙液漿，漿液的配合比為現(xiàn)時隧道注漿 滋工的配合比。注漿壓力一般為0. 3Mpa0.6Mpa,注漿流量為1015L/S,首 先利用鋼筋（622）對盾構(gòu)前體注漿孔進行疏通，并打入土體約1米，拔出鋼 筋，安裝注漿頭后開始進行壓注。當壓力超出設(shè)定值（06Mpa）時停止注漿， 待壓力歸零后，再進行壓注，直到開始壓力達到0. 6Mpa時，該壓注點施工完畢。 如此循環(huán)直到所需的加固土體施工完畢。 2. 土體確認 刀盤正面土體自立性確認。注漿加固后，通過螺旋機轉(zhuǎn)空土倉內(nèi)約三分之 一存積泥土，觀察螺旋機進土口處土壓傳感器壓力變化。若壓力無變

47、化說明正 面土體沒有土體塌入進入土倉（同時地面在此里程位置沉降點觀察有無變化）。 打開盾構(gòu)機隔艙板底部若干個管孔球閥有無泥水流出來判斷風(fēng)化巖層滲水情 況，觀察時間24小時。 3. 打開倉板人孔 首先對前方上部土體的加固效果進行進一步確認，若經(jīng)判斷土體自穩(wěn)性沒 問題，則開始清空土倉內(nèi)土體，并開始更換刀具。在此過程中，要保護好人行閘 內(nèi)電纜及儀器儀表，不因人員、材料進出予以碰壞損傷及人行閘處通道位置管 路保護。 4. 材料、設(shè)備準備 *準備好拆卸人行閘門的螺栓連接工具、撬棒、鎬、鏟若干等。 照明燈及電纜線：照明燈為24V行燈，34只。 蓄電池應(yīng)急照明燈23只。 *小型抽水泵兩臺。 人員進入土倉內(nèi)需

48、用安全帶、繩索、套鞋等。 *裝卸工具：專用工具一套。 *對講機兩付。 7.2開倉 由于機內(nèi)空間狹小，現(xiàn)場要有正、付兩人專門指揮，使工作做到有條不紊。 進入人行閘內(nèi)分兩人，后備人員在外等到。 1. 松卸隔艙板閘門螺栓 松卸先把全部螺栓松動23牙觀察有無泥水從門隙間滲入。若無再松動， 最后留住34牙絲牙，撬動門架，使門架有所移動。若無泥水土涌入，再旋下 所有螺栓，打開倉門鏟除門口泥土，把照明引入，觀察土倉內(nèi)積土及泥水滲入 情況。然后人員進入土倉（2人），留有1人在門口監(jiān)護、傳送、通話（不準離 開），要注意打開倉閘門要支撐鎖?。ㄩT朝內(nèi)開的，防止意外土體塌下，關(guān)住倉 門，使人員關(guān)在里面）。 2. 進入

49、土倉 人員進入土倉后先把土倉上面附積泥土鏟刮到底部，防止上面土體倒塌，傷 害人員。然后鏟掉刀盤進土腔口及條幅架上泥土，全部露出鋼板及刀座架上的 刀具及螺栓。再從刀盤進土腔，朝外挖土，縱深20cm,并橫向挖入約40 cm, 碰到刀具，使之不給土體包裹。腔孔開挖面積視實際而定。條幅腔孔開挖34 處，中心部1處，有關(guān)人員檢查刀具磨損情況，然后決定長否調(diào)換刀具。 3 刀具準備 刀具共分：大盤形滾刀，小盤形滾刀，鏟刀，刮削刀，超挖刀5種，全部 由海瑞克公司原裝配備的刀具。 4.刀盤布置及調(diào)換順序 考慮到刀盤上刀具磨損，要及時進行調(diào)換，刀具的調(diào)換須在一切準備工作就 緒，且工作條件允許（經(jīng)注漿加固，刀盤已加

50、鎖，氣壓正常情況下），才可進行調(diào) 換，刀盤上的刀具布設(shè)如下：外環(huán)側(cè)有小盤形雙刃滾刀，共計13個，鏟刀16個, 超挖刀一個；內(nèi)環(huán)側(cè)分布有刮削刀4組，每組16個，大盤形雙刃滾刀共6個。刀 具全部為螺栓連接，可拆卸安裝，使用專用工具進行刀具的調(diào)換工作。 刀具調(diào)換時，應(yīng)一個一個地進行更換，調(diào)換時將須調(diào)換的刀具旋轉(zhuǎn)到中間 垂直位置，然后安放一定木板作為臨時腳手架，拆卸刀座上的緊固螺栓，將其 吊出，送入人閘內(nèi)，然后裝入新的刀具，上緊螺栓，直到刀具全部更換完畢， 盤形滾刀的刀座架也為可拆卸結(jié)構(gòu)，如有損壞，必須及時取出進行修補工作。 7.3地表監(jiān)測 在更換刀具期間必須進行地表沉降監(jiān)測工作，監(jiān)測頻率為5次/天，

51、必要時 監(jiān)測頻率為1次/2h或1次/O. 5ho在盾構(gòu)恢復(fù)推進前必須有監(jiān)測人員進行巡查 工作，在推進后仍需進行監(jiān)測直到地表穩(wěn)定為止。 7. 4應(yīng)急及預(yù)防措施 當發(fā)現(xiàn)正面土體有坍塌的現(xiàn)象，施工負責(zé)人立刻命令施工人員撤離泥倉， 關(guān)閉泥倉閘門，馬上進行密閉式（不出土）推進工作，并且進行二次注漿加固 施工。同時加強地表監(jiān)測，準備砂土以防地表坍塌時可馬上進行回填工作。 八、激光導(dǎo)向技術(shù) 8.1按照地下鐵道施工測董的有關(guān)規(guī)范，首先精心設(shè)計測量方案，并配備一整 套精密測量儀器。包括有：全站儀、陀螺儀、投點儀（1/20萬）、精密水平儀 等。測量方案內(nèi)容分別是： 1地面控制測量:在二等三角網(wǎng)的基礎(chǔ)上，建立GPS

52、網(wǎng)，并由此敷設(shè)精密導(dǎo) 線，一共有9個點，其中2個為GPS點。要求GPS點的點位中誤差不大于12mm, 最弱邊相對中誤差不大于1/80000o導(dǎo)線平均邊長350m,要求測角中誤差W土 2.5；最弱點點位中誤差W15mm；相鄰點的相對點位中誤差W8mm。2001 年4月進行復(fù)測,表明各項精度指標均在容許范圍內(nèi)。方位角閉合差僅為1.6/o 2 聯(lián)系測量 平面聯(lián)系測量時，采用全能自動陀螺儀進行定向測量，用逆轉(zhuǎn)點法獨立地 進行三次定向，每次定向的中誤差W8”。用精密投點儀把坐標導(dǎo)入到地下， 高程聯(lián)系測量則是用懸掛鋼尺法導(dǎo)入標高，復(fù)測三次，較差不大于3mm。近井 點為鑲?cè)脬~芯的鋼板樁，埋設(shè)在穩(wěn)固處。 3.

53、 地下導(dǎo)線測量 地下導(dǎo)線分基本導(dǎo)線（邊長120m）和施工導(dǎo)線（邊長30-50m）兩級布設(shè)， 測角中誤差W3”，導(dǎo)線全長相對閉合差1/20000o每掘進300m就進行聯(lián)測 -次。導(dǎo)線點交替地布置在隧道兩側(cè)，以減少折光對水平角的影響。地下高程 按二等水準要求操作。 4 .盾構(gòu)掘進的測量工作 其中包括掘進工作的導(dǎo)向；盾構(gòu)即隧道鉆孔機的定位、糾偏；襯砌的拼裝 等各項工作。 當發(fā)生曲率半徑時，又要調(diào)整隧道鉆進機的掘進方向。此外，尾盾間隙大小對 片管的安裝也是至關(guān)重要的。這個名為SLS-T的導(dǎo)向系統(tǒng)為隧道鉆進機高精度 地沿著設(shè)計路線推進，并提供全部必需的信息和資料文件。經(jīng)過培訓(xùn)的技術(shù)人 員可以很快就掌握系

54、統(tǒng)的應(yīng)用，測量工程師就有可能把精力集中在主要控制測 量與其他施工測量上。 SLS-T系統(tǒng)的特點在于能計算出隧道鉆進機與裝配環(huán)的位置，并以圖形與 數(shù)字形式顯示在屏幕上；計算與顯示隧道鉆進機的運動方向，如果是曲線段， 則計算出設(shè)計路線的切線方向；按照計算的修正曲線顯示所設(shè)計的千斤頂伸長 量；盾尾殼體間隙的自動測量；激光方位的自動檢驗?？傊?，隧道掘進實現(xiàn)了 全過程自動控制，在地面辦公室進行指揮。 激光自動導(dǎo)向系統(tǒng)操作過程如下： 坐標系統(tǒng)的確定 任何測量工作的基礎(chǔ)是坐標系統(tǒng)。SLS-T系統(tǒng)的應(yīng)用有三種坐標系統(tǒng)。一 是國家統(tǒng)一坐標系統(tǒng)，測量工程師用作計算全部控制點、放樣點的坐標；二為 隧道鉆進機（TBM

55、）坐標系統(tǒng)，以TBM的軸為基準，計算ELS覘標、控制點和基 準點的坐標。；三為隧道設(shè)計軸線（DTA）坐標系統(tǒng)，確定里程以及水平和垂直 支距。十分重要的是解決三個坐標系統(tǒng)的相對定位和轉(zhuǎn)換。 TBM在開始掘進前的定位。 其中包括機器的起始位置。基準點應(yīng)設(shè)置在盾構(gòu)上，測得其統(tǒng)一坐標，并 轉(zhuǎn)換為DTA坐標。 TBM在掘進中的定位 TBM的位置確定是根據(jù)已知國家統(tǒng)一坐標的全站儀控制點，這個點至基準 點的方位角為已知。然后全站儀的激光束射向ELS,由此求得偏轉(zhuǎn)角。直接利 用安置在ELS里的測斜儀測定側(cè)傾角和縱傾角。用光電測距得到的激光經(jīng)緯儀 至ELS的距離就可獲得TBM沿著隧道設(shè)計軸線推進的里程。用這些量

56、測的數(shù)據(jù) 能計算TBM的統(tǒng)一坐標位置。 環(huán)的定位 根據(jù)TBM的位置和所測得的千斤頂伸長量，進行末尾環(huán)的安裝 環(huán)排序和TBM掘進的計算 在TBM定位后，測定了末尾安裝了的環(huán)，這樣就能計算下一個推進。如果 改正數(shù)達到幾個厘米，就需要計算改正曲線，并得出所要求的千斤頂伸長量， 通過計算機來達到所需要的壓力，從而很快地使TBM轉(zhuǎn)向DTA方向。 推進數(shù)據(jù)的記錄 環(huán)與盾構(gòu)的測量數(shù)據(jù)都被存儲起來，在任何時候可以顯示或打印出來，同 樣也可以打印出隧道掘進過程和環(huán)安裝過程的曲線圖。 數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛孓k公室 TBM的位置一般通過已有的電話線連接傳輸?shù)降孛孓k公室，隧道的掘進也 就同步地在地面的監(jiān)視器進行跟蹤。 全站儀

57、與托架的移動 激光經(jīng)緯儀的移動在軟件的指引下進行，無須測量工程師在場，只要熟練 的值班工程師就能解決問題。一般這種移動是在環(huán)進行裝配時進行。 TBM操縱的檢查 應(yīng)獨立在SLS-T系統(tǒng)之外，對TBM的位置用正規(guī)的測量方法進行檢查。一 般每15-20m進行一次，其間隔大小取決與隧道的條件，特別是折光對導(dǎo)向的影 響。折光是由于溫度梯度而引起的。為了對TBM位置進行檢查，在盾構(gòu)上焊上 M8mm的螺母，用一個專門的聯(lián)接螺旋擰在螺母上，安置棱鏡。這樣就可以在基 準點對它進行檢查。如有偏差就可及時排除，使TBM沿著DTA方向推進。 九、施工監(jiān)測技術(shù) 9.1地基位移監(jiān)測技術(shù) 1.地基位移監(jiān)測目的 雖然盾構(gòu)技術(shù)

58、的采用使得隧道施工引起的地面環(huán)境影響大為減小，但由于 城市地鐵隧道施工的特殊性：地質(zhì)條件差、地下構(gòu)筑物密度大等原因，仍使地 基位移監(jiān)測在盾構(gòu)施工過程中顯得很重要。 地基位移監(jiān)測目的 (1)認識各種因素對地表和土體變形等的影響，以便有針對性地改進施工工 藝和修改施工參數(shù)，減少地表和土體的變形。 預(yù)測下一步的地表和土體變形，根據(jù)變形發(fā)展趨勢和周圍建筑物情況， 決定長否需要采取保護措施，并為確定經(jīng)濟合理的保護措施提供依據(jù)。 檢查施工引起的地面沉降和隧道沉降是否控制在允許范圍內(nèi)。 檢查地面沉降和水平位移及其對周圍建筑物的影響，以減少工程保護費 用。 建立預(yù)警機制，保證工程安全，避免結(jié)構(gòu)和環(huán)境安全事故。

59、 2 地基位移監(jiān)測的內(nèi)容及監(jiān)測頻率 盾構(gòu)隧道地基位移監(jiān)測的對象主要是土體介質(zhì)、隧道結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境，監(jiān) 測的部位包括地表、土體內(nèi)、盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)以及周圍道路和管線等，監(jiān)測的項 目主要是地表和土體深層的沉降和水平位移、地層水土壓力和水位變化、建筑 物和管線及其基礎(chǔ)等的沉降和水平位移、盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)力、外力和變形等， 詳見下表。 盾構(gòu)施工主要監(jiān)測項目表 -類別 序號 率 頻 測 量 必測項目 1 儀 準 水 減面 20m斷 2一 2 枠尺 水鍋 設(shè)面 5m斷 每一 m m 選測項目 11 磁沉谿 2B 20-50 BH2B 10-20 HB 10 注：B代表隧道的外徑 地面構(gòu)筑物的測點布置 在隧道施工

60、影響范圍內(nèi)根據(jù)沿線地面構(gòu)筑物的詳細調(diào)查資料，根據(jù)構(gòu)筑物 的歷史年限、使用要求以及受施工影響的程度，確定在需保護的構(gòu)筑物的周圍 基礎(chǔ)上布設(shè)監(jiān)測點，有裂縫的構(gòu)筑物要設(shè)裂縫監(jiān)測點。 地下管線監(jiān)測點布置 根據(jù)地下管線的詳細調(diào)查資料，在確定受影響的管線上每隔5m布設(shè)一個監(jiān) 測點，以測董盾構(gòu)掘進期間地下管線的變形量。 受地形條件限制，地面沉降點位于地面建筑物范圍或與地下管線位置重合 時，考慮將地面沉降測點與建筑物或地下管線監(jiān)測點地面沉降測點合布。 土體內(nèi)部垂直、水平位移測點布置 土體內(nèi)部位移（垂直、水平位移）每30m設(shè)一斷面，在隧道中線頂部地層 中布設(shè)1個垂直測孔，隧道兩側(cè)布置兩個測斜孔，詳見圖9-2。