盾构隧道开挖过程优化与安全施工新技术课件

1盾构隧道开挖过程优化盾构隧道开挖过程优化与安全施工新技术与安全施工新技术2主主 要要 内内 容容一、一、盾构隧道的发展盾构隧道的发展二、二、盾构机分类盾构机分类三、盾构隧道设计技术三、盾构隧道设计技术四、盾构机选型四、盾构机选型五、盾构隧道掘进关键技术五、盾构隧道掘进关键技术六、管片制作、拼装及防水施工六、管片制作、拼装及防水施工七、盾构隧道监测与缺陷修补七、盾构隧道监测与缺陷修补八、盾构施工新技术八、盾构施工新技术九、盾构法隧道工程施工及验收规范九、盾构法隧道工程施工及验收规范十、工程案例十、工程案例3一、盾构隧道的发展一、盾构隧道的发展1 1、第一代盾构、第一代盾构 以布鲁诺尔（以布鲁诺尔（Brunel)Brunel)盾构为代表的初期盾构盾构为代表的初期盾构。18181818年，年，BrunelBrunel开始研究盾构，开始研究盾构，18251825年首次在泰晤士河底隧道应用，年首次在泰晤士河底隧道应用，历时历时1717年隧道于年隧道于18411841年贯通。年贯通。Brunel盾构盾构伦敦敦Blackwall盾构隧道盾构隧道42 2、第二代盾构、第二代盾构 以机械式、气压式、网格式盾构代表以机械式、气压式、网格式盾构代表。18301830年年 气压的半机械式盾构气压的半机械式盾构 18401840年年 能够壁后注浆的机械式盾构能够壁后注浆的机械式盾构 18651865年年 圆形挤压式盾构圆形挤压式盾构网格式盾构网格式盾构插刀盾构插刀盾构53 3、第三代盾构、第三代盾构 以闭胸式盾构为代表（泥水式、土压式）以闭胸式盾构为代表（泥水式、土压式）。土土压平衡盾构平衡盾构泥水平衡盾构泥水平衡盾构 1966 1966年年 泥水加压盾构泥水加压盾构 19741974年年 土压平衡盾构土压平衡盾构EPBEPB 1976 1976年年 铰接式盾构铰接式盾构64 4、第四代盾构、第四代盾构 以异型化、多功能、综合化为各自特色的第四代盾构以异型化、多功能、综合化为各自特色的第四代盾构。1981 1981年年 压注混凝土衬砌工法压注混凝土衬砌工法ECLECL 1986 198619881988年年 复圆、多圆断面盾构复圆、多圆断面盾构MFMF 1993 1993年年 球体盾构、扩径盾构球体盾构、扩径盾构 71 1、按照平衡开挖面的方式、按照平衡开挖面的方式 （1 1）插板式）插板式 （2 2）挤压网格式）挤压网格式 （3 3）土压平衡式）土压平衡式 （4 4）泥水平衡式）泥水平衡式 （5 5）加泥式）加泥式 （6 6）加水式）加水式二、盾构机分类二、盾构机分类82 2、按照机械化程度、按照机械化程度 （1 1）人工）人工 （2 2）机械化）机械化 （3 3）全自动化）全自动化3 3、按照施工过程中的运输方式、按照施工过程中的运输方式 （1 1）皮带传送）皮带传送 （2 2）泥浆泵）泥浆泵 （3 3）手工挖小车推）手工挖小车推94 4、按照掌子面敞、按照掌子面敞开程度、按照掌子面敞、按照掌子面敞开程度 （1 1）全敞口）全敞口 （2 2）半敞口）半敞口 （3 3）全封闭）全封闭辐条式盾构面板式盾构复合式盾构105 5、断面形式、断面形式 （1 1）单圆）单圆 （2 2）双圆）双圆 11（3）三圆）三圆12（4）矩形及）矩形及偏心多轴偏心多轴1314（5）球形）球形15（6 6）其它异型盾构）其它异型盾构 MMSTMMST16（a）单体施工体施工（b）连接部施工接部施工（c）衬砌施工砌施工（d）开挖内部土体）开挖内部土体（e）内部构筑）内部构筑17 H&V H&V盾构盾构18 子母盾构子母盾构母子盾构机母子盾构机母子机分离步母子机分离步骤19201 1 隧道的埋深与隧道的间距隧道的埋深与隧道的间距三、盾构隧道设计技术三、盾构隧道设计技术 理论上讲，盾构隧道的埋深只取决于隧道的抗浮要求；理论上讲，盾构隧道的埋深只取决于隧道的抗浮要求；但是我们在设计过程中自觉不知觉的应用了矿山法的理念，但是我们在设计过程中自觉不知觉的应用了矿山法的理念，所以大多数的设计在隧道埋深与隧道间距上采用了一倍洞径所以大多数的设计在隧道埋深与隧道间距上采用了一倍洞径以上的概念。以上的概念。在实际工程中我们不时会遇到小于在实际工程中我们不时会遇到小于0.50.5倍洞径的情况，倍洞径的情况，且在施工过程中得到了良好的验证，所以值得我们深入研究。且在施工过程中得到了良好的验证，所以值得我们深入研究。212 2 管片隧道的设计荷载管片隧道的设计荷载 设计荷载的确定：设计荷载的确定：l水土压力（合算和分算）水土压力（合算和分算）l施工荷载（注浆压力、千斤顶推力、盾尾压力等）施工荷载（注浆压力、千斤顶推力、盾尾压力等）l地面荷载地面荷载l地震荷载地震荷载l结构自重结构自重22确定方法确定方法理论公式：理论公式：TerzaghiTerzaghi公式公式现场实测现场实测反演分析反演分析 23 存在的主要问题：存在的主要问题：l在荷载结构模型下，水、土压力的计算问题？在荷载结构模型下，水、土压力的计算问题？土压力应用太沙基理论。土压力应用太沙基理论。l水压力比实际明显偏大，是否应该进行折减？水压力比实际明显偏大，是否应该进行折减？l地面荷载是通过上部覆土传递的，而结构设计时是作用地面荷载是通过上部覆土传递的，而结构设计时是作用在管片环结构上。在管片环结构上。l施工荷载考虑不周，如注浆压力、盾尾的局部压力、推施工荷载考虑不周，如注浆压力、盾尾的局部压力、推进的偏心作用。进的偏心作用。243 3 结构设计的计算方法结构设计的计算方法（1）采用荷载）采用荷载结构设计方法结构设计方法l 修正惯用法修正惯用法 考虑管片间接头存在使得整体刚度降低的折减系数考虑管片间接头存在使得整体刚度降低的折减系数，则其等效刚度为则其等效刚度为EI，即：，即：EI*=EI （01）。）。水平向两侧与水平线成水平向两侧与水平线成45度角范围内地层反力呈等三角度角范围内地层反力呈等三角形分布，其侧腰顶点反力大小为形分布，其侧腰顶点反力大小为k0。25修正惯用法计算模型修正惯用法计算模型 对错缝式拼装，为考虑相邻管片环的弯矩传递作用，对错缝式拼装，为考虑相邻管片环的弯矩传递作用，引入弯矩增加系数引入弯矩增加系数：M=(1+)M*M*由等效刚度由等效刚度 EI计算得到弯矩。计算得到弯矩。对接头部分的弯矩，设计时可考虑为对接头部分的弯矩，设计时可考虑为(1-x)M*。26l 弹性地基圆环法弹性地基圆环法 考虑刚度折减、地基抗力或不考虑刚度折减、地基抗力或不均匀荷载的作用。均匀荷载的作用。l 弹性铰接圆环法弹性铰接圆环法 可按等铰刚度或不等铰刚度考可按等铰刚度或不等铰刚度考虑地基抗力或不均匀荷载的作用。虑地基抗力或不均匀荷载的作用。弹性地基性地基圆环计算模型算模型 弹性性铰接接圆环计算模型算模型27 以上三种方法存在如下缺陷：以上三种方法存在如下缺陷：第一，它不能用来精确地描述接头的非线性性态，只适第一，它不能用来精确地描述接头的非线性性态，只适用于线弹性接头参数模型；用于线弹性接头参数模型；第二，不能描述拼装而成的衬砌结构接头部位变形的不第二，不能描述拼装而成的衬砌结构接头部位变形的不连续性特征；连续性特征；第三，管片间接头螺栓被模拟成连接弹簧，由于不考虑第三，管片间接头螺栓被模拟成连接弹簧，由于不考虑接头部位的不连续性而无法得到管片接头连接螺栓内力和接接头部位的不连续性而无法得到管片接头连接螺栓内力和接头的张开量。头的张开量。第四，刚度折减系数的确定困难，弹性铰的刚度的取值第四，刚度折减系数的确定困难，弹性铰的刚度的取值试验数据不多，因此计算结果难以反映实际情况。经验性判试验数据不多，因此计算结果难以反映实际情况。经验性判断衡重要。断衡重要。28l 双环梁弹簧模型双环梁弹簧模型 可选取两环管片按多种拼装组合考虑地基抗力、管片可选取两环管片按多种拼装组合考虑地基抗力、管片块间不同铰接刚度以及环间轴向、切向刚度的影响。块间不同铰接刚度以及环间轴向、切向刚度的影响。双环梁弹簧模型法从理论上考虑是较完整与严密的，双环梁弹簧模型法从理论上考虑是较完整与严密的，但弹性铰刚度和环间接头刚度的取值是确定困难，国外经但弹性铰刚度和环间接头刚度的取值是确定困难，国外经常通过试验进行确定，但国内相关试验很少进行。常通过试验进行确定，但国内相关试验很少进行。29（2 2）地层）地层结构设计方法结构设计方法 按空间问题进行计算，能够比较真实的反映管片隧道按空间问题进行计算，能够比较真实的反映管片隧道的受力环境，主要问题是：管片及其连接单元模型的建立，的受力环境，主要问题是：管片及其连接单元模型的建立，与以上方法一样经验性成份多；同时计算工作量大，采用与以上方法一样经验性成份多；同时计算工作量大，采用弹塑性理论计算时，计算过程长，有时不能收敛。弹塑性理论计算时，计算过程长，有时不能收敛。30国名计算方法说 明澳大利亚弹性地基圆环法地层与结构间相互作用按全周弹簧考虑奥地利弹性地基圆环法地层与结构间相互作用按全周弹簧考虑比利时Schulze-Duddeck法地层与结构间相互作用按Schulze-Duddeck法考虑德国弹性地基圆环法(双环梁弹簧模型法)地层与结构间相互作用考虑隧道埋深的影响：覆土小于二倍隧道直径时：按部分弹簧考虑；覆土大于二倍隧道直径时：按全周弹簧考虑；法国弹性地基圆环法地层与结构间相互作用按全周弹簧考虑西班牙 考虑到围岩和衬砌相互作用的Buqera方法英国弹性地基圆环法地层与结构间相互作用按Moir Wood法进行分析美国弹性地基圆环法地层与结构间相互作用按弹簧考虑日本修正惯用设计法地层与结构间相互作用按三角形假定抗力进行考虑（3 3）世界各国的计算方法）世界各国的计算方法314 4 构造设计构造设计（1 1）分块的要求：）分块的要求：结合隧道断面，宜少不宜多；结合隧道断面，宜少不宜多；（2 2）环宽选择：）环宽选择：结合隧道的曲线半径，宜采用较大的环宽；结合隧道的曲线半径，宜采用较大的环宽；（3 3）封顶的方式：）封顶的方式：径向插入为主，且宜采用通用楔型管片环；径向插入为主，且宜采用通用楔型管片环；（4 4）接触面的设计：）接触面的设计：管片接触面构造包括密封垫槽、嵌缝槽及凸凹榫；管片接触面构造包括密封垫槽、嵌缝槽及凸凹榫；密封槽用于粘贴防水材料（密封槽用于粘贴防水材料（一道，二道）一道，二道）；（5 5）手孔：位置的合理性；深度的考量）手孔：位置的合理性；深度的考量325 5 管片形式管片形式（1 1）标准型式：）标准型式：（2 2）异型管片：）异型管片：（3 3）纤维混凝土管片：）纤维混凝土管片：（4 4）预应力混凝土管片：）预应力混凝土管片：336 6 风险管理风险管理 风险管理必须在规划和设计阶段的范畴内进行，不应风险管理必须在规划和设计阶段的范畴内进行，不应该延续到施工阶段；施工阶段必须进行安全评估，以满足该延续到施工阶段；施工阶段必须进行安全评估，以满足风险决策的要求。风险决策的要求。风险识别风险识别风险评估风险评估环境风险环境风险地下建筑、地面建筑地下建筑、地面建筑地质风险地质风险选址不当、地质变化、选址不当、地质变化、勘勘 察不详察不详技术风险技术风险设计、施工技术设计、施工技术自然灾害自然灾害洪水、地震、台风等等洪水、地震、台风等等财务风险汇率、融资变化财务风险汇率、融资变化风险管理风险管理风险决策风险决策风险发生的概率风险发生的概率风险发生的损失风险发生的损失规避风险的成本规避风险的成本减轻风险的成本减轻风险的成本风险转移的成本风险转移的成本规避风险规避风险减轻风险减轻风险风险转移风险转移风险接受风险接受34四、盾构机选型四、盾构机选型1 1 盾构机选型流程盾构机选型流程3536北京地北京地铁刀具磨刀具磨损严重重2 2 少水地层、砂卵石地层宜选择开敞式网格盾构少水地层、砂卵石地层宜选择开敞式网格盾构 少水或无水地层，地层具有较好的自稳性，降水下沉量少水或无水地层，地层具有较好的自稳性，降水下沉量少水或无水地层，地层具有较好的自稳性，降水下沉量少水或无水地层，地层具有较好的自稳性，降水下沉量小（如沈阳、成都等地层），土体颗粒对刀盘刀具磨损很大，小（如沈阳、成都等地层），土体颗粒对刀盘刀具磨损很大，小（如沈阳、成都等地层），土体颗粒对刀盘刀具磨损很大，小（如沈阳、成都等地层），土体颗粒对刀盘刀具磨损很大，选择开敞式盾构网格盾构比较适宜。选择开敞式盾构网格盾构比较适宜。选择开敞式盾构网格盾构比较适宜。选择开敞式盾构网格盾构比较适宜。373 3 应同时考虑选用泥水盾构与土压盾构应同时考虑选用泥水盾构与土压盾构泥水盾构土压盾构38（1 1 1 1）土压平衡盾构的考虑）土压平衡盾构的考虑）土压平衡盾构的考虑）土压平衡盾构的考虑 不稳定的粉砂是最适合使用土压平衡式盾构机。在含水不稳定的粉砂是最适合使用土压平衡式盾构机。在含水不稳定的粉砂是最适合使用土压平衡式盾构机。在含水不稳定的粉砂是最适合使用土压平衡式盾构机。在含水的黄土地层，有时不需要水或只需要加很少量的水，通过搅的黄土地层，有时不需要水或只需要加很少量的水，通过搅的黄土地层，有时不需要水或只需要加很少量的水，通过搅的黄土地层，有时不需要水或只需要加很少量的水，通过搅拌形成塑性好的泥浆将刀盘全部糊死。该地层不适合土压平拌形成塑性好的泥浆将刀盘全部糊死。该地层不适合土压平拌形成塑性好的泥浆将刀盘全部糊死。该地层不适合土压平拌形成塑性好的泥浆将刀盘全部糊死。该地层不适合土压平衡盾构，应采用降水配合开敞式网格盾构。衡盾构，应采用降水配合开敞式网格盾构。衡盾构，应采用降水配合开敞式网格盾构。衡盾构，应采用降水配合开敞式网格盾构。（2 2 2 2）泥水加压盾构的考虑）泥水加压盾构的考虑）泥水加压盾构的考虑）泥水加压盾构的考虑 (a)(a)(a)(a)泥水加压盾构对于不稳定的软弱地层或地下水位高，泥水加压盾构对于不稳定的软弱地层或地下水位高，泥水加压盾构对于不稳定的软弱地层或地下水位高，泥水加压盾构对于不稳定的软弱地层或地下水位高，含水砂层，粘土以及冲积层以及洪积层等流动性高的土质，含水砂层，粘土以及冲积层以及洪积层等流动性高的土质，含水砂层，粘土以及冲积层以及洪积层等流动性高的土质，含水砂层，粘土以及冲积层以及洪积层等流动性高的土质，使用效果较好。使用效果较好。使用效果较好。使用效果较好。(b)(b)(b)(b)泥水加压平衡盾构具有土层适应性强、对周围土体泥水加压平衡盾构具有土层适应性强、对周围土体泥水加压平衡盾构具有土层适应性强、对周围土体泥水加压平衡盾构具有土层适应性强、对周围土体影响小、施工机械化程度高等优点。影响小、施工机械化程度高等优点。影响小、施工机械化程度高等优点。影响小、施工机械化程度高等优点。39 (c)(c)在砂层中进行大断面、长距离推进的盾构机，大多在砂层中进行大断面、长距离推进的盾构机，大多在砂层中进行大断面、长距离推进的盾构机，大多在砂层中进行大断面、长距离推进的盾构机，大多采用泥水加压式盾构机。实践证明，掘进断面越大，用泥水采用泥水加压式盾构机。实践证明，掘进断面越大，用泥水采用泥水加压式盾构机。实践证明，掘进断面越大，用泥水采用泥水加压式盾构机。实践证明，掘进断面越大，用泥水加压式盾构机的效果越好。加压式盾构机的效果越好。加压式盾构机的效果越好。加压式盾构机的效果越好。(d)(d)泥水加压式盾构机除在控制开挖面稳定以减少地面泥水加压式盾构机除在控制开挖面稳定以减少地面泥水加压式盾构机除在控制开挖面稳定以减少地面泥水加压式盾构机除在控制开挖面稳定以减少地面沉降方面较为有利外，还在减少刀头磨损、适应长距离推进沉降方面较为有利外，还在减少刀头磨损、适应长距离推进沉降方面较为有利外，还在减少刀头磨损、适应长距离推进沉降方面较为有利外，还在减少刀头磨损、适应长距离推进方面显示出优越性。方面显示出优越性。方面显示出优越性。方面显示出优越性。(e)(e)泥水加压盾构存在盾尾的漏水以及难以确认开挖面泥水加压盾构存在盾尾的漏水以及难以确认开挖面泥水加压盾构存在盾尾的漏水以及难以确认开挖面泥水加压盾构存在盾尾的漏水以及难以确认开挖面状态等缺点，还需要较大的泥水处理场地。状态等缺点，还需要较大的泥水处理场地。状态等缺点，还需要较大的泥水处理场地。状态等缺点，还需要较大的泥水处理场地。404 4 渗透系数与岩性、粒径关系渗透系数与岩性、粒径关系 415 5 刀盘面板的分类刀盘面板的分类 l l 面板式刀盘面板式刀盘面板式刀盘面板式刀盘l l 辐条式刀盘辐条式刀盘辐条式刀盘辐条式刀盘42 刀盘形式刀盘形式 比较项目比较项目面面 板板 式式幅幅 条条 式式砂、土适应性砂、土适应性（粒径（粒径15 cm15 cm）由于开挖面土体受面板开口由于开挖面土体受面板开口影响，进入密封舱内不顺畅，影响，进入密封舱内不顺畅，易粘结，易堵塞。易粘结，易堵塞。仅有几根幅条，同时幅条后均仅有几根幅条，同时幅条后均设有搅拌叶片，土、砂流动顺设有搅拌叶片，土、砂流动顺畅，不易堵塞。畅，不易堵塞。砂卵石适应性砂卵石适应性（粒径（粒径15cm15cm）适应性强，必要时可加滚刀。适应性强，必要时可加滚刀。不能加滚刀，刀头形式及数量不能加滚刀，刀头形式及数量较少。较少。刀盘扭矩刀盘扭矩刀盘扭矩阻力大，需增加设刀盘扭矩阻力大，需增加设备能力，造价高。备能力，造价高。刀盘扭矩阻力小，设备造价低刀盘扭矩阻力小，设备造价低隧道内刀头更换隧道内刀头更换安全性安全性由于有面板，在隧道内更换由于有面板，在隧道内更换刀头时安全可靠。刀头时安全可靠。在隧道内更换刀头时安全性差，在隧道内更换刀头时安全性差，加固土体费用高。加固土体费用高。刀刀盘盘特性比特性比较较刀盘型式的选择：刀盘型式的选择：43五、盾构隧道掘进技术五、盾构隧道掘进技术1 1 盾构进出洞技术盾构进出洞技术 44（1 1）洞周土体加固方法）洞周土体加固方法 深层搅拌法、旋喷桩深层搅拌法、旋喷桩法法、SMWSMW工工法法、注浆、注浆法法、降水、降水法法、冻结冻结法。法。SMW工法工法冻结法冻结法45（2 2）封门制作及破除）封门制作及破除 沉井：钢板桩；蛭石、珍珠岩膨胀水泥混凝土、砖砌体、沉井：钢板桩；蛭石、珍珠岩膨胀水泥混凝土、砖砌体、泡沫混凝土泡沫混凝土 连续墙：墙中预留轻质低强混凝土塞、局部浇注钢纤维连续墙：墙中预留轻质低强混凝土塞、局部浇注钢纤维（玻璃纤维）混凝土（玻璃纤维）混凝土 封门的破除：手工、爆破封门的破除：手工、爆破连续墙连续墙钢钢板板桩桩46盾构进出洞示意图（3）盾构进出洞）盾构进出洞47冻结冻结法进出洞法进出洞:平面图剖面图48盾构进出洞门止水密盾构进出洞门止水密封装置盾构进出洞门止水密盾构进出洞门止水密封装置4950 （1 1）掘进系统）掘进系统2 2 泥水平衡盾构掘进技术泥水平衡盾构掘进技术 渣土排出新鲜浆液注入泥水平衡盾构开挖面平衡机理：泥水平衡盾构开挖面平衡机理：开挖开挖面形成渗透性差、具有一定表面张力面形成渗透性差、具有一定表面张力的泥皮。一方面阻止泥浆进入地层，的泥皮。一方面阻止泥浆进入地层，另一方面舱内压力作用下支撑易失稳另一方面舱内压力作用下支撑易失稳的硬岩层，提高地层抗坍塌性。的硬岩层，提高地层抗坍塌性。51泥水压力采用下述的基本公式计算：泥水压力采用下述的基本公式计算：上限：静止土压孔隙水压变动压上限：静止土压孔隙水压变动压下限：主动土压孔隙水压变动压下限：主动土压孔隙水压变动压泥浆控制指标泥浆控制指标:比重、粘性、砂性成分含有量比重、粘性、砂性成分含有量52 （2 2）环流系统）环流系统 53 （3 3）泥水系统）泥水系统 关键技术：关键技术：粉细颗粒涡流分离技术；粉细颗粒涡流分离技术；沉淀池辅助液体加速废弃泥浆分离；沉淀池辅助液体加速废弃泥浆分离；提高废浆的回收利用率，减量排放、无公害排放；提高废浆的回收利用率，减量排放、无公害排放；降低泥水分离施工成本。降低泥水分离施工成本。54关键技术：关键技术：及时调整泥浆配比和性能，调节泥水压力，有效地控及时调整泥浆配比和性能，调节泥水压力，有效地控制流砂、管涌及承压水；制流砂、管涌及承压水；开挖面土层探测及反馈；开挖面土层探测及反馈；采用电磁流量和射线密度计量测弃土体积采用电磁流量和射线密度计量测弃土体积,判断土体情判断土体情况和开挖面稳定状况。况和开挖面稳定状况。（4 4）流砂地层、破碎带地层施工技术）流砂地层、破碎带地层施工技术 553 3 土压平衡盾构掘进技术土压平衡盾构掘进技术 土压平衡盾构的二大系统：土压平衡盾构的二大系统：盾构掘进盾构掘进 渣土排放渣土排放 56（1 1）盾构掘进系统）盾构掘进系统 刀具的选择刀具的选择 掘进模式掘进模式 刀具的更换刀具的更换 盘形形滚刀刀 双刃双刃滚刀刀 刮刀刮刀 切刀切刀57（2 2）盾构渣土排运系统）盾构渣土排运系统 螺旋输送机螺旋输送机 皮带运输皮带运输 有轨与无轨运输有轨与无轨运输 58 （3 3）软硬岩不均地层施工技术）软硬岩不均地层施工技术 复合盾构复合盾构59针对的主要的主要问题功能配置功能配置设计主要功能特点主要功能特点不同地不同地层的破岩掘的破岩掘进复合刀复合刀盘滚压、切削可、切削可单独或混合破岩，独或混合破岩，滚刀和刀和齿刀可互刀可互换或或混装。混装。稳定工作面及控制地定工作面及控制地层变形形一机三模式一机三模式同步注同步注浆据需要提供据需要提供稳定工作面定工作面压力，各模式可互力，各模式可互换；可尽早；可尽早填充填充环形形间隙并控制地下水流失。隙并控制地下水流失。防防“泥泥饼”泡沫注入系泡沫注入系统倒八字形倒八字形开口开口向刀向刀盘前、土前、土仓和螺旋和螺旋输送机注入，改善渣土流塑性；送机注入，改善渣土流塑性；利于渣土利于渣土进入土入土仓。防防“喷涌涌”渣土改良系渣土改良系统两两节螺旋螺旋输送送提高渣土止水性，防止地下水流入；建立提高渣土止水性，防止地下水流入；建立“土塞土塞”效效应.掘掘进方向控制方向控制自自动导向，随向，随动铰接，接，分区控制分区控制实时指示并控制行指示并控制行进姿姿态，可灵活，可灵活转弯并弯并实施施纠偏。偏。刀刀盘、刀具和出土机构、刀具和出土机构的磨的磨损渣土改良系渣土改良系统刀具背装式刀具背装式提高渣土流提高渣土流动性，可据地性，可据地层合理配置并安全更合理配置并安全更换刀具。刀具。复合盾构功能复合盾构功能复合盾构功能复合盾构功能设计设计及特点及特点及特点及特点掘掘进刀具配置及掘刀具配置及掘进模式表模式表60关键技术：关键技术：采用具有滚压破岩与切削破岩，以及具有土压平衡与采用具有滚压破岩与切削破岩，以及具有土压平衡与采用具有滚压破岩与切削破岩，以及具有土压平衡与采用具有滚压破岩与切削破岩，以及具有土压平衡与气压平衡稳定工作面的复合盾构。气压平衡稳定工作面的复合盾构。气压平衡稳定工作面的复合盾构。气压平衡稳定工作面的复合盾构。当掘进断面为岩石时采用滚刀破岩；当掘进断面为半当掘进断面为岩石时采用滚刀破岩；当掘进断面为半当掘进断面为岩石时采用滚刀破岩；当掘进断面为半当掘进断面为岩石时采用滚刀破岩；当掘进断面为半土半岩时采用滚刀、齿刀混合破岩；当掘进断面为不稳定土半岩时采用滚刀、齿刀混合破岩；当掘进断面为不稳定土半岩时采用滚刀、齿刀混合破岩；当掘进断面为不稳定土半岩时采用滚刀、齿刀混合破岩；当掘进断面为不稳定或流塑状软土时则采用齿刀破岩；并根据地下富水和周边或流塑状软土时则采用齿刀破岩；并根据地下富水和周边或流塑状软土时则采用齿刀破岩；并根据地下富水和周边或流塑状软土时则采用齿刀破岩；并根据地下富水和周边建构筑物状况，采用不同模式掘进。建构筑物状况，采用不同模式掘进。建构筑物状况，采用不同模式掘进。建构筑物状况，采用不同模式掘进。614 4 同步注浆与二次补浆技术同步注浆与二次补浆技术 同步注浆二次注浆62注浆材料：注浆材料：（1 1）单液、双液材料：配比及机理研究、拌浆及注浆工）单液、双液材料：配比及机理研究、拌浆及注浆工艺流程，粘稠度、不同龄期强度试验。艺流程，粘稠度、不同龄期强度试验。（2 2）活性）活性/惰性。惰性。（3 3）注浆体积：盾尾间隙的）注浆体积：盾尾间隙的150150200200。（4 4）采用单液快硬浆液代替双液浆。单液浆先填充空隙、）采用单液快硬浆液代替双液浆。单液浆先填充空隙、阻挡泥水后窜机理。单液可硬浆泵送工艺及设备。阻挡泥水后窜机理。单液可硬浆泵送工艺及设备。631 1 管片制作管片制作六、管片制作、拼装及防水施工六、管片制作、拼装及防水施工6465（1 1）钢筋笼的加工）钢筋笼的加工 下料前，应仔细核对钢筋的型号；钢筋进行必要的除锈；下料前，应仔细核对钢筋的型号；钢筋进行必要的除锈；焊渣的处理；使用前必须进行钢筋笼的隐蔽性工程检查。焊渣的处理；使用前必须进行钢筋笼的隐蔽性工程检查。钢筋骨架安装位置的允许偏差和检验方法钢筋骨架安装位置的允许偏差和检验方法 序序号号项目项目允许偏差允许偏差（mmmm）检验工具检验工具检查数量检查数量1 1钢筋骨架钢筋骨架长长+5+5，1010钢卷尺钢卷尺每环检每环检1 1片、每片骨架检查片、每片骨架检查4 4点点宽宽+5+5，1010钢卷尺钢卷尺每环检每环检1 1片、每片骨架检查片、每片骨架检查4 4点点高高+5+5，1010钢卷尺钢卷尺每环检每环检1 1片、每片骨架检查片、每片骨架检查4 4点点2 2受力主筋受力主筋间距间距5 5钢卷尺钢卷尺每环检每环检1 1片、每片骨架检查片、每片骨架检查4 4点点层距层距5 5钢卷尺钢卷尺每环检每环检1 1片、每片骨架检查片、每片骨架检查4 4点点保护层厚度保护层厚度+5+5，3 3钢卷尺钢卷尺每环检每环检1 1片、每片骨架检查片、每片骨架检查4 4点点3 3箍筋间距箍筋间距1010钢卷尺钢卷尺每环检每环检1 1片、每片骨架检查片、每片骨架检查4 4点点4 4分布筋间距分布筋间距5 5钢卷尺钢卷尺每环检每环检1 1片、每片骨架检查片、每片骨架检查4 4点点5 5环、纵向螺栓孔和中心吊装孔环、纵向螺栓孔和中心吊装孔畅通、内圆面平整畅通、内圆面平整6667（2 2）管片混凝土的浇筑）管片混凝土的浇筑 模具的检查模具的检查（精度、表面清洁、脱模剂状况）（精度、表面清洁、脱模剂状况）钢筋笼定位（保护层、预埋件的定位）钢筋笼定位（保护层、预埋件的定位）混凝土的现场检测与试件的制作混凝土的现场检测与试件的制作 振捣与人工修面振捣与人工修面6869（3 3）管片养护）管片养护 静养时间静养时间 蒸汽养护（升温、恒温、降温的梯度与时间）蒸汽养护（升温、恒温、降温的梯度与时间）水养护（时间长度）水养护（时间长度）70（4 4）相关试验）相关试验 管片块的抗渗试验管片块的抗渗试验 三环试拼装三环试拼装 压弯破坏试验压弯破坏试验71名称名称现现 象象缺陷等级缺陷等级露筋露筋管片内钢筋未被混凝土包裹而外露管片内钢筋未被混凝土包裹而外露严重缺陷严重缺陷蜂窝蜂窝混凝土表面缺少水泥砂浆而形成石子外露混凝土表面缺少水泥砂浆而形成石子外露严重缺陷严重缺陷孔洞孔洞混凝土内孔穴深度和长度均超过保护层厚度混凝土内孔穴深度和长度均超过保护层厚度严重缺陷严重缺陷夹渣夹渣混凝土内夹有杂物且深度超过保护层厚度混凝土内夹有杂物且深度超过保护层厚度严重缺陷严重缺陷疏松疏松混凝土中局部不密实混凝土中局部不密实严重缺陷严重缺陷裂缝裂缝可见的贯穿裂缝可见的贯穿裂缝严重缺陷严重缺陷长度超过密封槽且宽度长度超过密封槽且宽度0.1mm0.1mm的裂缝的裂缝严重缺陷严重缺陷非贯穿性干缩裂缝非贯穿性干缩裂缝一般缺陷一般缺陷外形缺陷外形缺陷棱角磕碰、飞边等棱角磕碰、飞边等一般缺陷一般缺陷外表缺陷外表缺陷密封槽部位在长度密封槽部位在长度500mm500mm的范围内存在直径的范围内存在直径5mm5mm以以上的气泡上的气泡5 5个以上个以上 严重缺陷严重缺陷管片表面麻面、掉皮、起砂、存在少量气泡等管片表面麻面、掉皮、起砂、存在少量气泡等 一般缺陷一般缺陷（5 5）管片缺陷等级划分）管片缺陷等级划分 722 2 管片安装管片安装 管片安装应注意的几个问题：管片安装应注意的几个问题：管片选型：以适应盾尾间隙为主，兼顾设计线形；管片选型：以适应盾尾间隙为主，兼顾设计线形；安装次序：先上后下，封顶块的纵向顶入；安装次序：先上后下，封顶块的纵向顶入；推进油缸的释放：局部收缩，适当压缩；推进油缸的释放：局部收缩，适当压缩；防水密封条的保护：防水密封条的保护：733 3 防水施工防水施工 防水的四个环节防水的四个环节 管片自防水管片自防水 接缝密封防水接缝密封防水 嵌缝防排水嵌缝防排水 壁后注浆的防水壁后注浆的防水 盾构隧道的防水原则：以防为主，强化堵截，归口引导盾构隧道的防水原则：以防为主，强化堵截，归口引导7475序号序号项目项目允许偏差（允许偏差（mmmm）检验方法检验方法检查频率检查频率地铁隧道地铁隧道公路隧道公路隧道水工隧道水工隧道1 1衬砌环直径椭圆度衬砌环直径椭圆度5 5D D6 6D D8 8D D尺量后计算尺量后计算4 4点点/环环2 2隧道圆环平面位置隧道圆环平面位置505070708080用经纬仪测中线用经纬仪测中线1 1点点/环环3 3隧道圆环高程隧道圆环高程505070708080用水准仪测高程用水准仪测高程1 1点点/环环4 4相邻管片的径向错台相邻管片的径向错台5 56 68 8用尺量用尺量4 4点点/环环5 5相邻环片环面错台相邻环片环面错台6 67 79 9用尺量用尺量1 1点点/环环序序号号项项 目目允许偏差（允许偏差（mmmm）检验方法检验方法检查频率检查频率地铁隧道地铁隧道公路隧道公路隧道水工隧道水工隧道1 1衬砌环直径椭圆度衬砌环直径椭圆度5 5D D6 6D D8 8D D尺量后计算尺量后计算4 4点点/环环2 2隧道圆环平面位置隧道圆环平面位置100100120120140140用经纬仪测中线用经纬仪测中线1 1点点/环环3 3隧道圆环高程隧道圆环高程100100120120140140用水准仪测高程用水准仪测高程1 1点点/环环4 4相邻管片的径向错台相邻管片的径向错台101012121515用尺量用尺量4 4点点/环环5 5相邻管片环向错台相邻管片环向错台151517172020用尺量用尺量1 1点点/环环管片拼装质量验收管片拼装质量验收成型隧道质量验收成型隧道质量验收4 4 质量验收质量验收761 1 监控量测的作用监控量测的作用七、盾构隧道监测与缺陷修补七、盾构隧道监测与缺陷修补 监控量测与一般的隧道测量作用不一样：监控量测与一般的隧道测量作用不一样：监测管片隧道主要是确保隧道施工安全监测管片隧道主要是确保隧道施工安全（管片的变形与（管片的变形与受力）受力），并为隧道设计提供依据。，并为隧道设计提供依据。监测隧道环境的变化监测隧道环境的变化（地层变形与地下水的变化）（地层变形与地下水的变化），为，为隧道施工调整参数与工艺服务。隧道施工调整参数与工艺服务。监测地面建构筑物的变形情况监测地面建构筑物的变形情况（沉降与倾斜）（沉降与倾斜），必要时，必要时启动应急保护预案。启动应急保护预案。772 盾构隧道的监测项目设置盾构隧道的监测项目设置（1 1）隧道内的监测项目）隧道内的监测项目 隧道变形：目前主要是采用全站仪进行断面测量；管片隧道变形：目前主要是采用全站仪进行断面测量；管片错台量测与裂纹观测。错台量测与裂纹观测。（与隧道施工测量的关系）（与隧道施工测量的关系）管片受力：一般在特殊地段预埋钢筋计和在管片表面粘管片受力：一般在特殊地段预埋钢筋计和在管片表面粘贴应变片进行量测。贴应变片进行量测。78（2 2）隧道周边环境）隧道周边环境 地层变形：一般采用垂直孔进行测斜，来计算水平位移；地层变形：一般采用垂直孔进行测斜，来计算水平位移；同时必要时进行分层沉降量测。同时必要时进行分层沉降量测。地下水位：采用从地表钻孔进行水位观测。地下水位：采用从地表钻孔进行水位观测。（3 3）隧道地面建构筑物量测）隧道地面建构筑物量测 地表沉降量测：一般采用精密水准仪进行量测。地表沉降量测：一般采用精密水准仪进行量测。建构筑物的沉降与倾斜量测：采用精密水准仪和全站仪建构筑物的沉降与倾斜量测：采用精密水准仪和全站仪进行量测。进行量测。793 3 盾构姿态的监测盾构姿态的监测 盾构姿态的四要素盾构姿态的四要素 高程：高程：平面位置：平面位置：倾角与倾向：倾角与倾向：扭滚状态：扭滚状态：垂直方向垂直方向 水平方向水平方向 盾构机位盾构机位置置 姿态姿态图图 盾构机位置盾构机位置 姿态姿态 数据数据 设计隧道设计隧道轴线轴线 隧道里程隧道里程 以适应设计线形为主，适时纠偏，切弃过急过猛。以适应设计线形为主，适时纠偏，切弃过急过猛。804 4 变形规律预测变形规律预测 （1 1）变形规律）变形规律8182 先期沉降：先期沉降：指自隧道开挖面距地面观测点还有相当距指自隧道开挖面距地面观测点还有相当距离（数十米）的时候开始，直到开挖面到达观测点之前所产生离（数十米）的时候开始，直到开挖面到达观测点之前所产生的沉降，是随着盾构掘进引起地下水位降低而产生的。因此，的沉降，是随着盾构掘进引起地下水位降低而产生的。因此，这种沉降可以说是由于孔隙水压降低、土体有效应力增加而产这种沉降可以说是由于孔隙水压降低、土体有效应力增加而产生的固结沉降。生的固结沉降。开挖面前部沉降或隆起：开挖面前部沉降或隆起：指自开挖面距观测点极近指自开挖面距观测点极近（约几米）时起直至开挖面位于观测点正下方之间所产生的沉（约几米）时起直至开挖面位于观测点正下方之间所产生的沉降或隆起现象。多由于开挖面水土压力不平衡所致。降或隆起现象。多由于开挖面水土压力不平衡所致。盾构通过时沉降或隆起：盾构通过时沉降或隆起：指从开挖面到达观测点的正指从开挖面到达观测点的正下方之后直到盾构机尾部通过观测点为止这一期间所产生的沉下方之后直到盾构机尾部通过观测点为止这一期间所产生的沉降，主要是土的扰动所致。降，主要是土的扰动所致。盾尾间隙沉降或隆起：盾尾间隙沉降或隆起：指盾构机的尾部通过观测点正指盾构机的尾部通过观测点正下方之后所产生的沉降或隆起。是盾尾间隙的土体应力释放或下方之后所产生的沉降或隆起。是盾尾间隙的土体应力释放或注浆加压而引起土体的弹塑性变形。注浆加压而引起土体的弹塑性变形。83 后续沉降：后续沉降：指固结和蠕变残余变形沉降，主要是地基指固结和蠕变残余变形沉降，主要是地基扰动和有效应力增大所致。扰动和有效应力增大所致。（2 2）变形原因）变形原因各阶段变形的主要原因和机理如下表各阶段变形的主要原因和机理如下表各阶段变形各阶段变形变形原因变形原因地层状况变化地层状况变化变形机理变形机理先行沉降先行沉降地下水位降低地下水位降低土体有效应力增土体有效应力增加加固结沉降固结沉降盾构到达前的盾构到达前的隆起或沉降隆起或沉降工作面坍塌、过量开挖、工作面坍塌、过量开挖、工作面挤压工作面挤压土体应力释放或土体应力释放或挤压、扰动挤压、扰动弹塑性变形弹塑性变形盾构通过时的盾构通过时的隆起或下沉隆起或下沉盾构姿态的变化、盾构外盾构姿态的变化、盾构外壳和土体之间的摩擦挤压壳和土体之间的摩擦挤压扰动扰动弹塑性变形弹塑性变形盾尾脱出时的盾尾脱出时的隆起或沉降隆起或沉降盾尾建筑空隙及注浆盾尾建筑空隙及注浆土体应力释放土体应力释放或挤压或挤压弹塑性变形弹塑性变形后继下沉后继下沉土体蠕变和固结，管片受土体蠕变和固结，管片受力变形引起的相应变形力变形引起的相应变形孔隙水压消散等孔隙水压消散等固结及蠕变变形固结及蠕变变形弹塑性变形弹塑性变形84（3 3）变形预测）变形预测 横向沉降分布横向沉降分布（PeckPeck公式）：公式）：式中：式中：S(x)为沉降量为沉降量(m)；x为距离隧道中心线的距离为距离隧道中心线的距离(m)；i为沉降槽宽度系数，为沉降槽宽度系数，V为地层损失量。为地层损失量。85纵向沉降分布：纵向沉降分布：式中：式中：，；S(y)为沿隧道纵轴线分布的沉降量（为沿隧道纵轴线分布的沉降量（m）；）；y为盾构推进起始点距离坐标原点为盾构推进起始点距离坐标原点O的距离的距离(m)；yi为盾构开挖面距离坐标原点为盾构开挖面距离坐标原点O的距离（的距离（m）；L 盾构机的长度（盾构机的长度（m）；Vl1为盾构开挖面引起的地层损失（为盾构开挖面引起的地层损失（m3/m）；）；Vl2为施工因素引起的地层损失（为施工因素引起的地层损失（m3/m）；）；i为沉降槽宽度系数。为沉降槽宽度系数。86875 5 盾构隧道的缺陷处理盾构隧道的缺陷处理（1 1）盾构隧道的缺陷）盾构隧道的缺陷 隧道侵限：方向控制不当、隧道下沉、隧道上浮隧道侵限：方向控制不当、隧道下沉、隧道上浮 管片错台：环向、纵向错台管片错台：环向、纵向错台 管片裂损：接缝处、手孔处管片裂损：接缝处、手孔处 隧道渗漏水：接缝、起吊孔（注浆孔）、裂缝隧道渗漏水：接缝、起吊孔（注浆孔）、裂缝88（2 2）盾构隧道缺陷的处理）盾构隧道缺陷的处理 当管片表面出现以下缺陷时，必须进行修补：当管片表面出现以下缺陷时，必须进行修补：a a、缺棱掉角；、缺棱掉角；b b、混凝土剥落；、混凝土剥落；c c、大于、大于0.2mm0.2mm宽的裂缝或贯穿性裂缝。宽的裂缝或贯穿性裂缝。管片修补时，应分析管片破损原因及程度，制定适当的管片修补时，应分析管片破损原因及程度，制定适当的修补方案。修补方案。管片修补时，修补材料的抗拉强度不应低于管片修补时，修补材料的抗拉强度不应低于1.2MPa1.2MPa，抗，抗压强度不应低于管片强度。压强度不应低于管片强度。891 1 联络通道施工联络通道施工八、盾构施工新技术八、盾构施工新技术 顶管方式顶管方式:在特殊地层（在特殊地层（如水下软弱地层、环境复杂的富水软弱如水下软弱地层、环境复杂的富水软弱地层等地层等）、且具有通用性的项目或工程中，采用顶管法施）、且具有通用性的项目或工程中，采用顶管法施工联络通道，安全可靠、经济合理。工联络通道，安全可靠、经济合理。902 2 高水压下的换刀技术高水压下的换刀技术 带压进舱作业带压进舱作业 在特殊环境下的换刀与紧急情况下的维修，压力环境在特殊环境下的换刀与紧急情况下的维修，压力环境可达到可达到7 bar以上。采用以上。采用饱和潜水技术和混合气体呼吸技饱和潜水技术和混合气体呼吸技术。术。气气压工作室工作室穿梭人穿梭人闸913 3 对接技术对接技术 三种对接方式三种对接方式 机械对接：机械对接：土木对接（冻结法、超前注浆法）：土木对接（冻结法、超前注浆法）：924 4 长距离皮带运输方式长距离皮带运输方式土压平衡盾构的出土：土压平衡盾构的出土：在长距离掘进的隧道工程中，采在长距离掘进的隧道工程中，采用大断面土压平衡盾构进行施工，为用大断面土压平衡盾构进行施工，为了保证盾构的连续施工连续作业，考了保证盾构的连续施工连续作业，考虑采用皮带方式出渣是良好的选择。虑采用皮带方式出渣是良好的选择。l皮带驱动站位于洞口皮带驱动站位于洞口l具备具备500m500m的水平或垂直储存能力的水平或垂直储存能力l皮带延伸与皮带运转同步，可及皮带延伸与皮带运转同步，可及时跟进掘进时跟进掘进93九、盾构法隧道工程施工及验收规范九、盾构法隧道工程施工及验收规范（送（送审稿）稿）1 1 总 则1.0.1 为了加了加强盾构掘盾构掘进隧道工程施工管理，隧道工程施工管理，统一盾构隧道工程的施一盾构隧道工程的施工技工技术与与质量量验收收标准，确保施工准，确保施工过程的工程安全、程的工程安全、环境安全和工程境安全和工程质量，特制定本量，特制定本规范。范。1.0.2 本本规范适用于采用盾构掘范适用于采用盾构掘进施工、施工、预制管片拼装式隧道制管片拼装式隧道衬砌砌结构的施工及构的施工及验收。收。1.0.3 本本规范所指的盾构包括土范所指的盾构包括土压平衡盾构、泥水平衡盾构、复合盾平衡盾构、泥水平衡盾构、复合盾构等。构等。1.0.4 盾构掘盾构掘进隧道工程的承隧道工程的承发包合同和工程技包合同和工程技术文件文件对施工与施工与质量量要求不要求不应低于本低于本规范的范的规定。定。1.0.5 盾构法隧道工程施工期盾构法隧道工程施工期间，应对邻近建（构）筑物、地下管网近建（构）筑物、地下管网等等进行行监测；对重要或有特殊保重要或有特殊保护要求的建（构）筑物，要求的建（构）筑物，应根据需要采根据需要采取必要的技取必要的技术措施。措施。94 1.0.6 盾构法隧道工程的施工与盾构法隧道工程的施工与质量量验收除收除应执行本行本规范外，尚范外，尚应符合符合国家国家现行相关行相关标准的准的规定。定。3 3 基本规定基本规定3.0.1 盾构掘盾构掘进隧道施工隧道施工应执行相行相应的施工技的施工技术标准，准，质量管理量管理应有有健全的健全的质量管理体系、量管理体系、质量控制和量控制和检验制度。制度。3.0.2 盾构的盾构的类型和技型和技术性能性能应满足工程地足工程地质和水文地和水文地质条件，条件，线路路条件，条件，环境安全和隧道境安全和隧道结构构设计要求。要求。3.0.3 盾构掘盾构掘进隧道施工隧道施工现场必必须有足有足够的的场地，地，满足工作井、足工作井、龙门吊、管片存放、吊、管片存放、浆液站、泥水液站、泥水处理理设施、材料、施、材料、碴土堆放、充土堆放、充电间、供、供配配电站、控制室、站、控制室、库房等生房等生产设施用地要求。施用地要求。3.0.4 盾构掘盾构掘进隧道施工隧道施工时，必，必须采取有效的技采取有效的技术和和监控量控量测措施，措施，控制地表控制地表变形，保形，保证地下管网和地下管网和邻近建（构）筑物的安全。近建（构）筑物的安全。3.0.5 盾构法隧道施工使用的管片盾构法隧道施工使用的管片质量必量必须符合符合设计和本和本规范的要求。范的要求。95 3.0.6 管片拼装管片拼装连接螺栓接螺栓紧固件、防水密封条的固件、防水密封条的规格、格、质量量应符合符合设计要求。要求。3.0.7 盾构法隧道施工盾构法隧道施工时，必，必须严格格监控盾构姿控盾构姿态，保，保证隧道隧道轴线精精度在本度在本规范允范允许的偏差范的偏差范围内。内。3.0.8 盾构掘盾构掘进隧道施工隧道施工时，必，必须保保证管片拼装管片拼装质量在本量在本规范允范允许偏偏差范差范围之内。之内。3.0.9 盾构隧道防水必盾构隧道防水必须满足足设计和国家和国家现行相关行相关规范的要求。范的要求。3.0.10 盾构掘盾构掘进隧道施工必隧道施工必须采取安全措施，确保施工人采取安全措施，确保施工人员和和设备安全。安全。3.0.11 盾构掘盾构掘进隧道施工必隧道施工必须采取必要的采取必要的环境保境保护措施。措施。3.0.12 质量合格量合格应符合下列符合下列规定：定：1 主控主控项目的目的质量量100%合格；合格；2 一般一般项目的目的质量量95%合格；合格；3 具有完具有完备的施工操作依据和的施工操作依据和质量量验收收记录。967 7 盾构掘进施工盾构掘进施工7.5 土土压平衡盾构掘平衡盾构掘进7.5.1 根据隧道工程地根据隧道工程地质和水文地和水文地质条件、隧道埋深、条件、隧道埋深、线路平面与坡路平面与坡度、地表度、地表环境、施工境、施工监测结果、盾构姿果、盾构姿态以及盾构初始掘以及盾构初始掘进阶段的段的经验设定盾构定盾构滚转角、俯仰角、偏角、刀角、俯仰角、偏角、刀盘转速、推力、扭矩、螺旋速、推力、扭矩、螺旋输送机送机转速、土速、土仓压力、排土量等掘力、排土量等掘进参数。参数。7.5.2 必必须使开挖土充使开挖土充满土土仓，并使排土量与开挖土量相平衡。，并使排土量与开挖土量相平衡。7.5.3 必必须严格按照注格按照注浆工工艺进行壁后注行壁后注浆，并根据注，并根据注浆效果效果调整注整注浆参数。参数。7.5.4 根据工程地根据工程地质和水文地和水文地质条件，注入适当的添加条件，注入适当的添加剂，保持土，保持土质塑流状塑流状态。7.6 泥水平衡盾构掘泥水平衡盾构掘进7.6.1 根据隧道工程地根据隧道工程地质与水文地与水文地质条件、隧道埋深、条件、隧道埋深、线路平面与坡路平面与坡度、地表度、地表环境、施工境、施工监测结果、盾构姿果、盾构姿态以及盾构始以及盾构始发掘掘进阶段的段的经验设定盾构定盾构滚转角、俯仰角、偏角、刀角、俯仰角、偏角、刀盘转速、推力、扭矩、送排泥水速、推力、扭矩、送排泥水压力和流量、排土量等掘力和流量、排土量等掘进参数。参数。97 7.6.2 合理确定泥合理确定泥浆参数，参数，对泥泥浆性能性能进行行检测，并，并进行行动态管理管理7.6.3 设定和保持泥定和保持泥浆压力与开挖面的水土力与开挖面的水土压力以及排出力以及排出碴土量与开土量与开挖挖碴土量相平衡，并根据掘土量相平衡，并根据掘进状况状况进行行调整和控制；整和控制；7.6.4 掘掘进过程遇有大粒径石程遇有大粒径石块时，应采用破碎机破碎，并采用隔采用破碎机破碎，并采用隔栅沉淀箱等沉淀箱等砾石分离装置分离大粒径石分离装置分离大粒径砾石，防止堵塞管道。石，防止堵塞管道。7.6.5 应在泥水管路完全卸在泥水管路完全卸压后后进行泥水管路延伸、更行泥水管路延伸、更换；7.6.6 泥水分离泥水分离设备应满足足碴土砂粒径要求，土砂粒径要求，处理能力理能力应满足最大排足最大排送送碴土量的要求，土量的要求，碴土的存放与搬运土的存放与搬运应符合符合环境保境保护规定。定。7.7 复合式土复合式土压盾构掘盾构掘进7.7.1 应根据地根据地层软硬情况、地下水状况、地表沉降控制要求等硬情况、地下水状况、地表沉降控制要求等选择合适的掘合适的掘进模式。模式。7.7.2 采用土采用土压平衡模式掘平衡模式掘进时，参照第，参照第7.5节有关有关规定定执行。行。7.7.3 掘掘进模式的模式的转换宜采用局部气宜采用局部气压模式（半敞开模式）作模式（半敞开模式）作为过渡渡模式，并在地模式，并在地质条件条件较好地好地层中完成。中完成。7.7.4 掘掘进前，前，应根据地根据地层软硬不均匀分布情况硬不均匀分布情况,确定刀具确定刀具组合和更合和更换刀具刀具计划，并在掘划，并在掘进中加中加强刀具磨刀具磨损的的检测；98 7.7.5 应根据地根据地层状况采用相状况采用相应措施措施对地地层和渣土和渣土进行改良，降低行改良，降低对刀刀盘刀具和螺旋刀具和螺旋输送机的磨送机的磨损。7.10 刀具更刀具更换7.10.5 带压更更换刀具必刀具必须符合下列符合下列规定：定：1 通通过计算和算和试验确定合理气确定合理气压，稳定工作面和防止地下水渗漏定工作面和防止地下水渗漏;2 刀刀盘前方地前方地层和土和土仓满足气密性要求；足气密性要求；3 由由专业技技术人人员对开挖面开挖面稳定状定状态和刀和刀盘、刀具磨、刀具磨损状况状况进行行检查，确定刀具更，确定刀具更换专项方案与安全操作方案与安全操作规定；定；4 作作业人人员应按照刀具更按照刀具更换专项方案和安全操作方案和安全操作规定更定更换刀具；刀具；5 保持开挖面和土保持开挖面和土仓空气新空气新鲜；6 作作业人人员进仓工作工作时间应符合表符合表7.10.5-6的的规定。定。表表7.10.5-6 进仓工作工作时间仓内内压力（力（MPa）工作工作时间仓内工作内工作时间(h)加加压时间（min）减减压时间（min）0.010.130.130.170.170.2555 4.53 67914 2451 注：注：24h内只允内只允许工作工作1次次998 8 特殊地段施工特殊地段施工8.2 针对特殊地段的施工措施特殊地段的施工措施8.2.1 浅覆土浅覆土层地段施工必地段施工必须符合下列符合下列规定：定：1 控制掘控制掘进参数，减少施工参数，减少施工对环境影响；境影响；2 控制盾构姿控制盾构姿态，防止，防止发生突生突变。8.2.2 小半径曲小半径曲线地段施工地段施工应符合下列符合下列规定：定：1 控制推控制推进反力引起的管片反力引起的管片环变形、移形、移动、渗水等；、渗水等；2 使用超挖装置使用超挖装置时，应控制超挖量；控制超挖量；3 壁后注壁后注浆应选择体体积变化小、早期化小、早期强度高、速凝型的注度高、速凝型的注浆材料；材料；4 增加