小半径曲线盾构掘进时管片破损分析

小半径曲线盾构始发和到达施工技术

小半径曲线盾构始发和到达施工技术摘要：为解决盾构在小半径曲线内始发、到达的难点和风险，文章以广佛线地铁某盾构标段盾构在320 m小半径曲线内始发和到达的施工为研究背景，对盾构在小半径曲线内盾构始发和到达施工的风险进行了系统研究，并提出了相应的控制措施、取得了较好的效果，为今后类似工程的施工提供了借鉴。关键词：小半径曲线；盾构机；铰接；曲线始发；曲线到达随着城市高速的发展，带引了地下轨道交通建设的飞速发展，但在城市轨道交通线路的选择上，由于受规划及建（构）筑物的制约，使得城市轨道交通的线形设计越来越复杂。不可避免的出现存在小半径曲线的规划线路。小半径曲线盾构法施工技术与常规盾构法施工技术相比存在一定的特殊性，施工难度大、风险大。因此，研究小半径曲线盾构法施工技术，针对盾构在小半径曲线始发、到达以及掘进过程中的风险，提出科学、合理的应对措施，可有效的避免盾构在小半径曲线内施工容易超限、管片容易出现错台、漏水等质量事故。相信对以后类似的小半径曲线盾构法施工具有一定的借鉴作用，可以很好地解决设计线型对盾构施工的影响。 1盾构机的选型盾构机在曲线内始发或是到达掘进时，首先盾构机必须能够满足曲线内掘进的参数要求，也就是说所选用盾构机的最小转弯半径必须满足小于盾构始发或到达曲线的曲率半径，通常盾构机的最小转弯半径的大小取决于盾构机的长度、是否启用铰接、铰接的开启量等因素，盾构机选取尺寸尽量短。对盾构机选型还要验算盾构机的最小转弯半径，计算方法如下： Rmin=÷sin 式中：LA为盾构机前体长度，mm；LB为刀盘的厚度，mm；􀱺为铰接可开启最大值。例如广佛线[桂~雷区间]320 m的小转弯半径始发和到达，本工程盾构机采用了日本三菱的泥水平衡盾构机，盾构机总长度（刀盘面至盾尾）为8 420 mm，盾构机筒体的直径为6 260 mm，刀盘的开挖直径为6 280.5 mm，盾构机前体（刀盘面到铰接中心）的长度为 5 028 mm，后体（铰接中心到盾尾）的长度为3 392 mm。盾构机具备中折装置，中折角度最大1.5 ̊，盾构机刀盘面到铰接中心的长度为5 028 mm。根据上面公式，可计算本工程所采用盾构机，在打开铰接后，其能转弯的最小转弯半径为160.81 mm，能满足区间曲线掘进的要求。 2管片的设计曲线段隧道每掘进一环，管片端面与该处轴线的法线方向在平面上将产生一定的角度θ，为了更好的使得盾构机沿着计划曲线掘进，在管片选型时尽可能选

盾构掘进主要参数计算方式

目录 1、纵坡 (1) 2、土压平衡盾构施工土压力的设置方法 (1) 2.1深埋隧道土压计算 (3) 2.2浅埋隧道的土压计算 (3) 2.2.1主动土压力与被动土压力 (3) 2.2.2主动土压力与被动土压力计算： (4) 2.3地下水压力计算 (4) 2.4案例题 (5) 2.4.1施工实例1 (5) 2.4.2施工实例2 (7) 3、盾构推力计算 (9) 4、盾构的扭矩计算 (9) 1、纵坡隧道纵坡：隧道底板两点间数值距离除以水平距离如图所示：隧道纵坡=（200-100）/500=2‰ 注：规范要求长达隧道最小纵坡>=0.3%,最大纵坡=<3.0% 2、土压平衡盾构施工土压力的设置方法根据上述对地层土压力、水压力的计算原理分析，笔者总结出在土压平衡盾构的施工过程中，土仓内的土压力设置方法为：

a、根据隧道所处的位置以及隧道的埋深情况，对隧道进行分类，判断出隧道是属于深埋隧道还是浅埋隧道（一般来说埋深在2倍洞径以下时，算作是浅埋段，2倍以上算深埋)； b、根据判断的隧道类型初步计算出地层的竖向压力； c、根据隧道所处的地层以及隧道周边地地表环境状况的复杂程度，计算水平侧向力； d、根据隧道所处的地层以及施工状态，确定地层水压力； e、根据不同的施工环境、施工条件及施工经验，考虑0.010～0.020Mpa 的压力值作为调整值来修正施工土压力； f、根据确定的水平侧向力、地层的水压力以及施工土压力调整值得出初步的盾构施工土仓压力设定值为： σ初步设定=σ水平侧向力＋σ水压力＋σ调整式中， σ初步设定－初步确定的盾构土仓土压力； σ水平侧向力－水平侧向力； σ水压力－地层水压力； σ调整－－修正施工土压力。 g、根据经验值和半经验公式进一步对初步设定的土压进行验证比较，无误时应用施工之中； h、根据地表的沉降监测结果，对施工土压力进行及时调整，得出比较合理的施工土压力值。

地铁盾构小半径曲线施工难点

地铁盾构小半径曲线施工难点雖然目前的隧道施工技术已经广泛采用了方便快捷的盾构施工法，但是小半径曲线的地铁盾构施工非常特殊和复杂，一个小半径曲线线路路段会直接影响到整条地铁线路的成本、安全性能和速度等控制性因素。本文研究好如何施工小半径曲线地铁隧道，会对之后遇到类似情况的工程提供很强的借鉴意义。标签：小半径曲线;地铁盾构隧道;施工技术;实例探究 1小半径曲线盾构施工的难点分析 1.1 轴线控制难度比较大在盾构曲线隧道的时候，盾构机是在设计轴线的周围位置不规则摆动的，因此在盾构机推进的过程当中无法和理论上的设计轴线位置保持一致。如果曲线隧道的转弯半径过小的话，也就是本文研究小半径曲线隧道，会使这种差异更加明显。因为盾构机本身并不弯曲，曲线半径越小、盾构机机身越长，就会导致实际盾构和设想的偏离程度越大。由于转弯弧度比较大，需要盾构机左右两侧的油缸以不同的功率运行，才可以让盾构机转弯，但是由于现在采用的盾构机油缸可调程度不大，所以很难进行隧道轴线控制。此外纠偏的难度也可想而知， 1.2 对土体扰动程度大在纠偏时盾构机会对周围的土体产生振动和挤压，这就会对周围土体的扰动程度提升，容易引发比较严重的土体沉降。而且在转弯部分盾构机的实际开挖量是大于理论开挖量的，即便采用了最优质的盾构机器、采用最精湛的盾构施工手法，也很难控制挖掘造成的地层损失。 1.3 管片安装开裂和破损可能性大在小半径曲线的地铁隧道中，每两片管片之间都存在着一定的夹角，在千斤顶的作用下会产生一个水平分力。管片可能会受到这种侧向的水平推力的影响导致发生相对位移，形成错台。形成错台之后相邻管片之间的作用力更加强大，要是真好作用在了某一管片的薄弱位置上，可能会导致管片开裂破损。此外，盾构机在转弯半径很小的路段掘进时，纠偏量过大可能会导致盾构机和管片卡壳，导致相对脆弱的管片破损等情况。 1.4 漏水现象严重管片出现的问题直接影响的就是隧道的密封性问题，漏水和漏浆等事故很可能随之而来。止水胶条连接出现破损、土壤渗水等问题产生的水分就会顺着管片之间的缝隙进入地铁隧道，对地铁行车造成很大的安全隐患。

地铁盾构施工管片拼装实名制管理规定

**地铁公司**公司关于印发《**地铁盾构施工管片拼装实名制管理规定（暂行）》的通知地铁各参建单位：为了加强**地铁建设工程盾构施工管片拼装质量管理，落实“百年大计，质量第一”的管理方针，强化盾构施工管片拼装规范化、标准化，加强盾构施工质量责任追溯，结合**地铁盾构工程的实际情况特制定《**地铁盾构施工管片拼装实名制管理暂行规定》，现印发给你们，请认真贯彻执行。特此通知。 **地铁公司**公司 2014年1月27日

**地铁盾构施工管片拼装实名制管理暂行规定第一条为了加强**地铁建设工程盾构施工管片拼装质量管理，落实“百年大计，质量第一”的质量方针，加强**地铁盾构施工管片拼装规范化、标准化管理，强化盾构施工质量责任追溯，结合**地铁盾构施工管理经验，特制定本规定。第二条本规定适用于**地铁在建工程盾构施工项目。第三条各参建单位根据各工程实际情况，建立相关管片拼装实名制及责任追究奖惩制度，明确各级管理人员及不同岗位的相关职责。第四条各参建单位应加强管片进场验收、止水条粘接、垂直吊装、水平运输、拼装成环等阶段的过程管理，细化盾构掘进参数、管片选型、姿态控制、注浆、螺栓紧固、测量复核等环节的质量控制。第五条盾构管片拼装过程中，承包商主管盾构的技术管理人员、盾构机司机、管片拼装手等应实行旁站制度，负责盾构管片拼装质量的控制，监理单位应加强盾构施工各个环节的督促检查，做好监理旁站记录。

第六条承包商应根据工程特点、盾构机及施工设备的技术性能及操作要领，对盾构操作司机及各类设备操作人员进行岗前的技术培训和考核，持证上岗。第七条开工前，承包商应及时完成有关的安全技术交底，并在施工过程中严格执行，作业人员操作前须阅读作业指导书和交班记录，熟悉该段详细的水文地质资料、设计线路、地面建（构）筑物、管片姿态测量等情况。第八条已拼装成型的管片，在每环管片的8点-9点钟管片左侧位置贴上拼装信息标示牌，明确盾构管片生产厂家、盾构机司机、管片拼装手、监理验收等信息，信息标示牌采用白底红字格式（见附件1），具体尺寸为：宽为150mm，长为180mm，字体均为黑体，标示牌名称字体长10mm，高9mm，其余字体长8.5mm，高8mm。第九条承包商应建立相应的信息反馈制度，对发生错台、破损、渗漏等质量问题的部位须及时记录、汇总，并定期检查总结，针对存在的问题召开专题会议研究并落实整改措施，不断完善提高。第十条本规定由**公司负责解释第十一条本规定自发布之日起实行。

第3讲盾构掘进及参数控制

盾构施工关键技术讲座之三盾构掘进及参数控制讲座人：张厚美讲座人张厚美广州市盾建地下工程有限公司 2011722 2011---

本节主要内容： 3.1 盾构掘进模式 3.2 掘进参数的设定 3.3 土仓渣土改良 3.4 盾构掘进时效分析 16:32广州盾建2

3.1 盾构掘进模式盾构机的掘进模式有土压平衡模式、敞开模式、土压与气压混合（半敞开）模式等三种模式。敞开模式：适用于自稳、地下水少的岩层。半敞开模式：适用于具有一定自稳能力和地下水压力不太高的地层。土压平衡模式：适用于不能自稳的软土和富水地层。 11:25广州盾建3

323.2 掘进参数的设定 (1) 土仓压力P1 土仓压力P1按深埋隧道与浅埋隧道两种情况进行计算。当隧道埋深H<2D 时，为浅埋隧道；否则，为深埋隧道。在浅埋隧道中上覆水土产生的压力全部作用 ①在浅埋隧道中，上覆水土产生的压力全部作用于开挖面。一般取刀盘中心处的水土压力为准，按式计算按下式计算： 11:25 广州盾建4

(1)(1) 土仓压力P1计算 P1=k0×γ×h ；式中：P1P1——k0k0———式中土仓压力；0侧压力系数；γ土的容重；D —为盾构外径。可按参考值选取砂土的侧压力系数ko 可按参考值选取；砂土的ko 值为0.35～0.45；粘性土的ko 值为0.5～0.7，也可利半经验公式用半经验公式： ko ko=1=1--sin a 其中a 为土的有效内摩擦角，一般为12°～25° 11:25 广州盾建5

土仓压力P1计算示意图 ±0.00 h 盾构机 D 隧道外径6.0 盾构外径φ6.25 11:25广州盾建—6—

盾构隧道管片破裂原因分析及预防

盾构隧道管片破裂原因分析及预防楼红波（Louhongbo ）（中铁十六局集团有限公司 100018） {China 16th Bureau Group Limited Company post code 100018} 摘要：从盾构隧道管片生产及拼装的特点出发，结合实例，分析成型隧道管片破损原因及预防措施。关键词：管片破裂预防近几年，随着盾构隧道在国内城市交通、水利、国防等方面的广泛应用，盾构隧道的质量控制日益引起施工单位的重视，由于目前盾构隧道的衬砌普遍采用单层装配式管片衬砌,盾构隧道的质量控制主要是对拼装管片的质量控制，包括管片生产质量、拼装质量二个方面。下文针对深圳地铁一期工程华岗盾构区间隧道成型管片破损的原因及相应处理措施进行阐述。 1、工程概况深圳地铁一期工程7标段华－岗区间盾构位于深圳市市中心区，起讫里程CK5+338.800～CK7+108.601，右线隧道长1778.084m ，左线隧道长1793.521m ，最小水平曲线半径300m ，最小垂直曲线半径3000m ，最大坡度30‰。盾构隧道主要穿越砂层和粘性土层中通过，部分位于全风化～强风化的花岗岩中，局部位于中风化的花岗岩中。地下水一般位于2.0～6.9m ，以孔隙潜水为主，水位变幅0.5～1.0m ，砂层透水性较好。区间隧道采用海瑞克Φ6.25m 土压平衡盾构机进行施工，幅宽1.2m 单层通用型管片衬砌。管片厚300m ，配筋率153.8Kg/m 3 ，管片生产采用德国产进口带振动器钢模，由于深圳市港创预制件公司进行管片生产。 2、管片破损情况分类成型隧道内管片破损情况根据破损的位置主要可以分为四种：管片外弧面破裂、管片边角崩裂、管片环向螺栓孔处砼崩裂、管片吊装孔处砼破裂。在隧道贯通后，我们对四种破损进行了统计，共统计了破损点41处，其中5处管片外弧面破裂根据施工记录计算。管片外弧面破裂10% 管片边角崩裂35% 螺栓孔处砼破裂 49%吊装孔处砼破裂 6% 3 破裂原因分析

小半径曲线隧道盾构施工工艺

小半径曲线隧道盾构施工工艺 1 前言 1.1工艺工法概况小半径曲线盾构隧道是指曲线半径在250～400米的曲线隧道，由于施工采用盾构法施工，盾构机的设计转弯能力直接影响到隧道的施工难易程度，目前使用较多的德国海瑞克Φ6280mm的土压平衡盾构机的最小水平转弯半径为200米、日本小松TM625PMD盾构机最小水平转弯半径为150米，可以满足小半径曲线的施工要求。但施工过程中需采用相应的辅助措施及加强施工各个方面的控制才能有力确保小半径曲线隧道施工质量。 1.2工艺原理 1.2.1盾构掘进过程中通过刀盘的超挖刀，推进油缸的压力、行程差、铰接油缸的行程差使盾构机根据隧道的设计曲线前行以完成曲线段的隧道施工 1.2.2通过增大每环管片的楔型量、减少环宽以增大管片转弯的能力来拟合隧道较小的设计曲线。 2 工艺工法特点有效减小了建筑物密集区等特殊条件下隧道选线的难度，适用于较小半径曲线盾构隧道的施工，施工具有安全、经济、高效的特点。 3 适用范围适用于小半径曲线盾构隧道。 4 主要引用标准 4.1《地铁设计规范》(GB50157) 4.2《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299) 4.3《混凝土结构设计规范》(GB50010) 4.4《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204) 4.5《地下防水工程质量验收规范》(GB50208) 4.6《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》(GB50212) 5 施工方法

小半径曲线盾构隧道施工是在土压平衡的前提下，采用VMT导向系统控制掘进方向、通过刀盘的超挖刀扩挖掌子面、推进油缸压力差使盾构机沿曲线方向前行、盾构铰接油缸行程差使盾体与盾尾有效的拟合曲线，最后通过楔型量较大的管片拼装来拟合盾构机开挖的曲线形成小半径曲线隧道。 6 工艺流程及操作要点 6.1施工工艺流程图1 施工工艺流程图 6.2操作要点 6.2.1施工准备工程开工前了解隧道地质情况、地面建筑物情况，做好盾构机的选型工作，确保使用盾构机满足小半径曲线的施工能力。进入小半径曲线掘进前2个月前做好施工的各项准备工作，准备工作的重点为小半径曲线使用管片的生产。 6.2.2掘进控制 1进入小半径曲线启用超挖刀、仿形刀，使开挖空间满足盾构机转弯的能力。掘进过程中根据掘进参数选择合适的超挖量，一般超挖量20～50mm。装有超挖刀的刀盘如图2所示: 2在小半径曲线隧道中盾构机每推进一环，由于推进油缸与管片受力面不垂直，在油缸的推力作用下产生一个水平分力，使管片拖出盾尾后，受到侧向分力

复杂条件下的大直径泥水盾构掘进参数控制

万方数据

构转向困难，应该更换边滚刀和周边刮刀。隧道最小转弯半径５５０ｎｌ，如通过以上步骤还不能转向，就需要使用仿型刀，设定开挖角度范围，增大开挖面直径辅助盾构转向。图１掘进方向控制Ｆｉｇ．１Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ２．３同步注浆量及压力的控制在掘进过程中，控制好同步注浆量及注浆压力，及时填充掘进留下的空隙，保证管片的稳定性，提高隧道的防水性能，是控制地面沉降的必要手段。盾构机同步注浆系统有６根注浆管，圆周方向分布在盾构机尾盾上，注浆量根据开挖直径、管片外径计算出理论注入量。实际则需根据地层特点、盾构姿态等来控制，基本原则是注入量不小于理论注入量，确保顶部两根管路的注入量。注浆压力通常大于同等水平位置开挖舱泥水压力０．０２～０．０３ＭＰａ，压力低则注入量不够，过高会损坏盾尾密封刷或通过地层空隙进入开挖仓。因砂浆凝固会导致注浆管路堵塞，因此每掘进１环，在掘进的最后２０ｃｍ就停止注浆。在盾构机完成掘进拼装管片时，每隔４５—７５ｒａｉｎ注一次，每次每根管注入０．０１一Ｏ．０２ｍ３。盾构掘进时也应留意注浆量，如遇到松散砂卵石地层或有地下空洞等导致注入量增加时应放慢掘进速度以保证填充密实。因盾构自重，砂浆会向下流，一般盾构上部注浆量要占到总注入量的一半以上，只有保证顶部注入量，才能最大限度地减少地表沉降。２．４盾尾密封油脂系统盾尾密封有３道，前、中、后，每一道的压力设定非常重要，假如设定压力过小，油脂注入量少，盾尾密封刷易损坏出现漏浆涌水现象。压力过大，油脂消耗量增大，造成经济损失。３道密封的压力设定以开挖仓土压力及注浆压力为依据，最外层压力应比开挖仓底部压力高约０．１ＭＰａ，中层取开挖仓底部压力或等于外层设定压力，内层则比中间层压力减少０．１ＭＰａ或与之相同，压力设定完毕后还应统计油脂消耗，并适当调整注脂泵的压力。经计算，每掘进１环，盾尾油脂理论消耗量在１００～１１０ｋｇ（视掘进时间而定），可以依据该值调整注脂泵压力保证注入量即可…。２．５泥水循环系统的控制根据目前掘进距离统计，盾构机停止掘进８０％的原因来自泥水循环系统，包括泵站停机、管路破损、泵及管路堵塞、泥水处理设备故障等（见图２）。图２泥水循环控制系统Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｓｌｕｒｒｙｃｙｃｌｅ２０１０年第１２卷第１２期６７万方数据

盾构法隧道施工管片破损原因分析

一、工程概况象秀区间上行线于2014.9.13日贯通，本段施工范围为象峰站～秀山站盾构区间工程，由象峰始发，上行线SK0+576.167～SK1+647.000共1070.833m、892环，象峰站～秀山站区间自秀峰路上的象峰站始发，沿着秀峰路过无名河桥、无名箱涵一直到达蓝山四季门口的秀山站。本区间线间距从13.5m变化到18.9m；纵断面为单面坡，最大纵坡10.5‰，最小纵坡4.98‰，区间隧道覆土最大厚度10.2m，最小厚度4.4m。在SK1+112.2设1座联络通道，位于直线段，线间距为13.5m，联络通道上覆土层厚度约9.9m。盾构掘进地层主要为⒀a残积土、⒁全风化岩层，二.管片破损情况管片破损在隧道衬砌的内外两侧均有发生，衬砌外侧一般发生在管片与盾构机外壳的接触部位，以拱底块、封顶块居多，内侧一般发生在管片的角部、隧道底部，隧道清洗后发现隧道底部破损较多，尤其是200-500环，共破损 116处，破损率达38.6%. 三、破损原因分析 1、盾构机在姿态微调的过程中管片千斤顶与管片环之间存在一定夹角，造成应力集中导致砼块破裂，如图

1.拼装质量不好造成管片错台，管片间应力集中使管片破损，如图

2.盾尾泥沙太多，拼装前没有清理干净，底部管片拼装后下面全是泥沙，管片间夹有沙粒，管片易破损。盾尾清泥照片 3.上行线推进过程中，有时测量系统发生故障，盲推会使盾构姿态有较大变化，管片容易破损 4.管片螺栓没有及时复紧，推进过程中管片稳位造成管片破损

四、管片修复目前上行线已基本完成修补，现在正组织修补人员对修补部位进行打磨。

小半径曲线地铁隧道盾构施工工法

小半径曲线地铁隧道盾构施工工法中铁二局股份有限公司城通公司 1.前言上海市轨道交通9号线一期工程R413标段盾构隧道由正线（双线）及出入段线（两段）两部分组成，全长6249.676m，采用盾构法施工。两岔道井将区间正线分割成三部分共六段盾构隧道。在正线的东、西岔道井之间及线路北侧为东、西车辆出入段线，呈“八”字形分布，东、西出入段线最小曲率半径为230m。中铁二局股份有限公司城通公司联合设计单位和大专院校开展了科技创新，取得了“三线近距、斜交、小半径、大坡度地铁盾构法施工综合技术”研究成果，于2007年通过四川省科技成果鉴定，获得四川省科技进步三等奖。我们对此技术的应用进行了总结，形成了本工法。 2.工法特点 2.1适用范围广，适用于软土地层土压平衡盾构机小半径曲线掘进 2.2轴线偏差小，控制在2～3cm内 2.3管片外弧碎裂和管片渗水较少 2.4采用带有超挖刀的铰接式盾构用于小半径曲线掘进 3.适用范围软土地层平面小半径曲线（R≤350）盾构法施工的隧道工程。 4.工艺原理

4.1利用详细的盾构机参数选型及具体的管片宽度选择，预偏量设定，密集的监控量测频率和及时优化的盾构施工参数控制的综合运用，保障了盾构小半径曲线掘进的顺利施工。 4.2 将数据处理和信息反馈技术应用于施工，利用监控量测指导施工，动态修正施工方法和支护参数，以信息化施工技术为贯穿全过程的主线，全面控制和优化盾构施工参数，确保施工安全、快速。 5.施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程图5.1 小半径曲线隧道盾构法施工工艺流程图 5.2操作要点 5.2.1盾构机选择 1、适当的超挖量盾构刀盘上需安装有一定超挖范围的超挖刀。在小半径曲线施工时，进行盾构外周（大于盾构机外径）的超挖，超挖范围可在切削刀盘旋转角度范围0-359度之间设定。超挖量能根据下限设定

盾构掘进参数的意义与相互关系

第3—4 周工作报告曾凡宇一、工作概述（一）工程现阶段进展香港路土体加固，赵家条站盾构始发工作，惠济路与赵家条段收尾段推进与接受准备工作。（二）主要工作内容了解盾构推进各参数之间的关系，探讨工程实际中出现的问题与盾构参数的选定之间的因果关系。分析统计数据并与相关论文做对比，观察盾构出洞过程。下文将所见所得分类逐一叙述。二、盾构掘进参数的意义与相互关系（一）盾构掘进各参数的概念 1.掘进参数的选择依据地质情况判断，盾构机当前状态，地面监测结果反馈，盾构机姿态。 2.掘进（1）推进油缸的压力：控制盾构机前进和转向。（2）推进油缸的行程：指油缸伸出的伸长量。（3）速度：即掘进速度，以总推力和刀盘扭矩为参考量。（4）总推力：推进油缸的总推力。（5）出土量：43 方，可由盾构机开挖直径得出。 2.刀盘（1）转速与扭矩：正常情况转速参考扭矩。 3.环流（略） 4.土舱压力

其设定应由工程师决定，有以下两个原则：密封土舱内的土压力应可以维持刀盘前方开挖面的稳定，不致于因土压偏低造成土体塌陷、地下水流失；也不致于因

土压偏高造成土体表面隆起、地表建筑设施破坏等。密封土舱内的土压力应尽可能低，以降低掘进扭矩和推力，提高掘进速度，降低土体对刀具的磨损，最大限度地降低掘进成本（2）调整：若压力大时可以采取以下几个措施来降低压力：加快螺旋输送机的转速，增加出渣速度，降低渣仓内渣土的高度；适当降低推进油缸的推力；降低泡沫和空气的注入量，适当的排出一定量的空气或水。若压力小时可以采取相反措施。（二）统计分析 1. 扭矩与总推力的统计关系表图1 图2 分析：

掘进参数及盾构姿态

掘进参数及盾构姿态盾构开挖过程中，掘进参数及盾构姿态是主要的控制项目，而这两方面又是相互影响的。掘进参数是手段，盾构姿态是目的。掘进参数决定了盾构姿态的发展趋势，盾构姿态又决定掘进参数的选择，二者相辅相成，共同促进盾构施工的质量。一、掘进参数小松TM632PMX盾构机属于土压平衡盾构机，主要由刀盘及刀盘驱动、盾壳、螺旋输送机、皮带输送机、管片安装机、推进油缸、同步注浆系统等组成（盾构机主体）。根据盾构机的组成，掘进参数主要有以下几方面。 1、土压土压力主要由水压以及土体压力组成（还有渗透力的作用）。掘进中一般按照土体埋深考虑静水压力以及适当考虑土体压力，但都应根据具体地质考虑计算土压。实际掘进中的土压除考虑静水压力以及理论的土体压力外，应根据计算土压以及实际出土量以及地面沉降综合考虑。实际各种地层土压还应考虑地面建筑物状况以及隧道上方管线布置，通常，对于各种含水或富含水砂层并且地面有建筑物状况，土压应考虑高于隧道埋深静水压力并能够产生隆起以应对后期沉降；对于需要进行半仓气压掘进地层，土压也需高于隧道埋深的静水压力以保证正常出土量；对于弱含水地层，土压不必完全按照埋深静水压力考虑，可以根据出土量及地面沉降进行适当增减；对于富含粘粒质地层，即考虑半仓气压掘进但并非欠土压，以免刀盘粘结。 2、总推力正常掘进推力由刀盘切削土体的推力，土仓压力对盾体的阻力，盾体与土体的摩擦力以及后配套拉力组成。在始发进洞阶段，由于盾构进入加固区时，正面土体强度较大，往往造成推进油压过高，加大了钢支撑承受的荷载，为了防止盾构后靠支撑及变形过大，必须严格控制盾构推力的大小。把盾构总推力控制在允许范围内，避免因盾构总推力过大，造成后靠变形过大或破坏，导致管片位移。在正常施工阶段，可适当加大推力，可以避免过多沉降（边推边注浆）。 3、掘进刀盘扭矩刀盘扭矩指盾构机掘进过程中刀盘切削土体时需要刀盘驱动系统提供的作用力，刀盘扭矩由土体切削扭矩，土体搅拌需要的扭矩组成。影响刀盘扭矩变化的因素有：掘进速度；地质因素；渣土改良状况；刀具状况；刀盘状况。当掘进速度快时，刀盘对土体切削量增加，扭矩增加；当地层地质发生变化时，刀盘切削土体需要的切削力变化时，扭矩也会相应增大；当渣土改良效果发生变化时，如果土仓内渣土流动性变差，刀盘搅拌力矩增大；如果刀盘与掌子面之间渣土流动性变差时，刀盘与掌子面间摩擦力变化，刀盘扭矩也会发生明显变化；粘性土挤压粘结成泥饼，也会增加刀盘扭矩。 4、推进速度盾构机单位转速内推进的长度为贯入度，单位时间内推进的长度为推进速度。在软土地层掘进时，盾构机推进速度应该是越快越好（可以减少土层的损失），较快的推进速度能够有效控制渣土出土量。当盾构机推进速度出现忽快忽慢周期性变化时，应考虑刀盘出现泥饼或中心部位刀具损坏。在强风化地层中，当盾构机掘进速度突然变慢时，应考虑是否土仓内渣土积土严重，避免发生泥饼。 5、螺旋输送机转速及扭矩螺旋输送机转速具有调节土压，控制出土量的作用。螺旋输送机在富含水砂层中掘进时，如果喷涌严重，可以通过反转出土的方式掘进。螺旋输送机掘进中扭矩持续过大时，应考虑向螺旋管内注入泡沫或泥浆（膨润土）减小扭矩防止螺旋机积土卡死，也可加装高压喷水装

盾构施工时管片产生裂缝的原因及对策

盾构施工时管片产生裂缝的原因及对策摘要:管片作为盾构隧道的主体结构，其开裂必将造成隧道的质量问题，并最终影响地铁隧道的使用寿命。本文通过对隧道管片在盾构掘进施工时产生裂缝原因的分析，并提出相应的对策对指导施工具有重要意义关键词:盾构隧道管片开裂防治措施随着社会经济的发展城市人口增多、规模变大现有的城市交通已经不能满足城市发展的需要.经济发达的城市开始修建地铁工程盾构施工技术普遍应用于地铁工程中。盾构法施工的隧道衬砌方式有两种:单层装配式衬砌和多层混合式衬砌。在盾构施工中.主要采用单层装配式衬砌.衬砌为钢筋混凝土管片构成盾构隧道的主体结构承受四周土体的荷载。 1盾构施工过程中出现的管片开裂盾构掘进施工过程中隧道管片在盾构机千斤顶反作用力及同步注浆压力和周围土体的压力作用下部分管片出现裂缝裂缝的位置主要位于隧道中部以上其中隧道拱顶占多数。管片裂缝为纵向裂缝有两种类型: 1 .1前开裂裂缝从管片前端开裂并向后延伸(见图I) ，主要集中在隧道拱顶位置。 1.2后开裂

裂缝从管片后端开裂并向前延伸(见图2)，此类裂缝主要在隧道的两腰部位或偏上位置。 2管片开裂的原因分析盾构隧道管片为钢筋混凝土结构其开裂主要为受力不均或受力过大所造成。在施工过程中，管片的受力状态与设计所考虑的不完全一致盾构机掘进过程中管片承受着千斤顶顶力盾尾密封刷的作用力和衬砌背后注浆的浆液压力等在这些荷载的相互作用下使盾构管片出现了不同的受力特征。通过对现场观察了解结合其它地铁工程中的经验造成管片出现上面开裂现象的主要原因可能有如下几种: 2 .1盾构机千斤顶总推力较大作用于管片上的力是造成管片开裂的最基本因素其中盾构推进过程中总推力过大是致使管片开裂的最直接原因。目前，国内地铁盾构隧道施工中，淤泥质粘土层中总推力为8000 ~12000kN;细砂土地层中总推力为12000 ~15000kN，当总推力过大时，对于养护不好并且配筋小的管片则有可能开裂。 2 .2管片环面不平整造成管片环面不平整主要有:管片制作精度误差管片纠偏时贴片不平整;盾构机推进时各区的千斤顶推力大小不等管片之间的环缝压缩量不一致等原因。因管片环面不平整盾构机千斤项作用于管片上将产生较大的劈裂力矩造成管片开裂(如图3所示)。 2 .3千斤顶撑靴损坏或重心偏位盾构机通过千斤顶作用于管片上向前掘进.在千斤顶与管片接触处设置撑靴以减少管片压力，撑靴损坏后管片局部压力增大造成管片损坏或出现裂缝。在盾构掘进过程中已拼装的管片中心线与盾构机本身的中心线重合为理想状态但在实际施工中两条轴线存在偏差千斤顶的中心没有作用在管片环的中心上，造成管片偏心受压(见图4)。 2.4盾构机姿态控制与线路曲线段不匹配管片是在盾构机尾部内进行拼装，拼装完成后隧道管片在盾构机内部的长度约为2.3m管片外侧的空隙为5cm，盾构机在曲线段掘进时盾构机的姿态变化与管片的姿态变化不一致，盾尾密封刷挤压管片造成开裂(见图5)。

盾构法隧道小转弯半径掘进中存在的问题及采取的措施

盾构法隧道小转弯半径掘进中存在的问题及采取的措施李卫国广东水电二局股份有限公司广东广州511340 摘要：在轨道交通线路的选择上，越来越多的小转弯半径曲线隧道被应用于盾构法隧道施工中。小转弯半径曲线隧道的盾构法施工技术与常规盾构法施工技术相比存在一定的特殊性，本文结合车陂南～三溪和魁奇路～祖庙两个区间小转弯半径曲线隧道工程实例，浅谈盾构法隧道小转弯半径掘进中存在的问题及采取的措施，相信对今后类似的小转弯半径曲线隧道盾构法施工具有一定的借鉴作用。关键词：盾构法，小转弯半径，掘进，盾构机轴线，隧道轴线，管片轴线。1、前言现代化城市的蓬勃发展，带动了城市轨道交通的大力建设，在轨道交通线路的选择上，往往受线路规划或建、构筑物的制约，使得地铁线路的线形越来越复杂，越来越多的小转弯半径曲线被应用于盾构区间设计中。小转弯半径盾构施工技术一直来是盾构施工的重点、难点，其特征在于盾构机使用超挖刀时的盾尾间隙、超挖刀超挖量、最小转弯半径的理论计算，管片选型，推力控制参数，盾构姿态实时控制与调整，同步注浆及二次补充注浆的运用，以及小半径盾构施工采取的其它辅助措施，解决盾构机通过小转弯半径掘进施工带来诸多的难题，使隧道轴线的控制均符合设计线路要求。下面就小转弯半径盾构掘进过程中，隧道轴线偏离设计轴线，隧道管片轴线偏离设计轴线，隧道管片轴线脱盾尾后偏离设计轴线和其它影响小转弯半径的因素，这几个常见的问题，结合工程实践中已经成功运用过的方法和措施，进行总结分析以求共同探讨。 2、盾构掘进过程中，隧道轴线偏离设计轴线 2.1产生的原因 ①、软土层中掘进，前端（土仓侧）反力无法满足推进所需的分区推力差；（要点） ②、主推千斤顶分区推力设置不合理，无法推出盾体偏转角度；（无主动铰接时） ③、刀盘与盾体直径差过小，无法满足盾体偏角度所需空间； ④、由缓和曲线过渡到圆曲线时，盾体偏转滞后（盾构机走外弧线）。

基于盾构掘进参数分析的隧道围岩模糊判别_宋克志

引言近年来，隧道及地下空间的开发在国内已成为新型的经济增长点。随着此类工程的快速发展，机械化隧道掘进以其安全、快速、优质等特点而得到广泛应用。全断面机械化隧道掘进设备主要有TBM 、盾构及顶管，是一种机械化程度很高、能进不能退的全断面施工技术，若在施工中突遇地质灾害，会产生塌方、涌水、掉块，使机器被埋、被淹、被卡，将会出现进退两难，难以处理的局面。轻则延误工期，增加施工费用，重则造成设备损坏和人员伤亡，后果不堪设想，大量工程实践让人们认识到做好超前地质预报对于保证其高效、安全施工具有非常重要的意义。为避免事故的发生，除提高勘察精度外，在隧道施工过基金项目：中国博士后科学基金（NO.20060400670）作者简介：宋克志，男，博士，副教授收稿日期：2007-09-29 基于盾构掘进参数分析的隧道围岩模糊判别宋克志1，2 袁大军3王梦恕3 （1.鲁东大学，山东烟台264025；2.同济大学，上海200092；3.北京交通大学，北京100044）摘要：以重庆主城越江排水隧道工程的地层条件为背景，基于施工现场盾构掘进试验，运用模糊数学方法，对盾构掘进过程中隧道围岩状况判别的理论和方法进行了研究。结合盾构掘进的特点和刀盘切割岩石的基本原理，提出了比推力和比扭矩的概念，建立了不同围岩条件下的比推力（ SF ）和比扭矩（ST ）模糊集合，探讨和揭示了刀盘比推力和比扭矩的关系，刀盘推力、扭矩及切深与地质条件的相关性及与不同围岩状况、盾构掘进状态的对应关系。研究表明，若比推力与比扭矩以较高的水平同步、均匀变化，说明盾构在较硬的均匀地层中掘进；若比推力与比扭矩均较小且同步、均匀变化，说明盾构在较软的均匀地层中掘进；若比推力与比扭矩的变化出现比例异常，则暗示盾构正在穿越断层破碎地段或遇到障碍物或盾构姿态不良等。该方法减少了盾构在此类地层下掘进的盲目性和停机次数，提高了掘进效率和施工安全度，可用于盾构隧道施工围岩状况的适时、定性判别。关键词：盾构；掘进参数；比推力；比扭矩；围岩；模糊判别中图分类号：U452U455 文献标识码：A 文章编号：1000-131X （2009）01-0107-07 Fuzzy identification of surrounding rock conditions based on analysis of shield tunneling data Song Kezhi 1，2 Yuan Dajun 3Wang Mengshu 3 (1.Ludong University,Yantai 264025China ；2.Tongji University,Shanghai 200092China ； 3.Beijing JiaoTong University,Beijing 100044China) Abstract ：Considering the stratums surrounding the Chongqing Yangtze River tunnel,using field tests and fuzzy theory,the method to distinguish the surrounding rock conditions for shield tunneling are studied.Conceptions of specific thrust force (SF )and specific torque (ST )are presented,and fuzzy sets of SF and ST are established.The relationships between SF and ST ,shield performance and the geology are studied.The results indicate that shield tunneling parameters may be significantly influenced by rock conditions.Synchronous and homogeneous variations of SF and ST at high level indicate that the shield is driving through homogeneous and hard rock;if SF and ST vary synchronously and homogeneously at low level,it is an indication that the shield is driving in homogeneous and soft rock;and if the ratio of SF to ST varies abnormally,the shield may be obstructed by fault or fractured zones or poor shield attitudes.The proposed method may reduce the blindness and increase the efficiency of shield driving. Keywords ：shield ；tunneling data ；specific thrust force ；specific torque ；surrounding rock ；Fuzzy identification Email:ytytskz@https://www.360docs.net/doc/9c16338506.html, 土木工程学报 CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL 第42卷第1期2009年1月 Vol.42No.1Jan. 2009 DOI:10.15951/j.tmgcxb.2009.01.007

地铁隧道管片破损修补方案指南

附件：地铁管片破损修补指南一、总则（一）编制目的地铁在区间盾构施工过程中出现管片破损现象，各施工单位对破损管片的修补方法不尽相同，使用材料质量参差不齐，因此修补效果差异较大。为了保证管片修补质量，地铁集团组织编写了《地铁管片破损修补指南》，旨在规范、指导破损管片的修补工作，望各参建单位参照执行。（二）适用范围适用于在盾构施工过程中出现的管片破损修补。当管片破损严重，一般性修补无法满足其正常使用时，需研究制定专项方案进行加固、修补。破损程度的鉴别和修补结果的验收，应由土建施工总包单位会同监理单位共同确认，并留有相关资料。（三）编制依据 1.《盾构法隧道施工与验收规范》(GB 50446-2008) 2.《建筑结构加固工程施工质量验收规范》(GB 50500-2010) 3.《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2006) 4.《混凝土结构耐久性修复与防护技术规程》(JGJ/T 259-2012) 5.《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ145-2013) 6.《混凝土界面处理剂》(JC/T 907-2002) 二、破损的分类及修补方案（一）裂缝管片裂缝指成型隧道管片由于各种原因导致管片出现的各种裂缝。裂缝类型及修补方案见下表所示。序号裂缝类型修补方案 1不渗水裂缝封闭处理 2渗水裂缝先深层注浆堵水处理，再对裂缝进行封闭注：不得使用聚氨酯封闭裂缝。（二）缺损管片缺损类型及修补方案见下表所示。序号缺损类型修补方案 1 缺损深度不超过钢筋保护层（如崩角、表面破裂等）封闭处理

2 缺损深度超过钢筋保护层（面积≥ 200mm×200mm；深度50-150mm）先对管片背后进行注浆加固，再进行补强处理 3 缺损深度≥150 mm，或已影响到止水效果的，或缺损范围较大，已影响正常使用的先对管片背后进行注浆加固，然后参照本办法制定专项方案，一处一方案，报监理审批三、管片缺损修补的主要材料序号名称规格主要性能指标1聚合物修补砂浆抗压强度≥50MPa(28d) 2钢筋阻锈剂干湿冷热循环60次，无锈蚀 3钢丝网片s：5cm×5cm d:4mm 4钢筋Φ4- Φ6 5植筋胶与混凝土粘接强度≥17MPa 出厂日期、出厂检验合格报告等进行检查，并见证取样复验。 2.使用前，应对聚合物修补砂浆和植筋胶的力学性能进行现场试验检测。聚合物修补砂浆：抗压强度≥50MPa(28d)；拉伸粘接强度≥1.5MPa(28d)。试验方法参考《地面用水泥基自流平砂浆》（JC/T 985-2005）第6章。 3.可自行选择是否使用界面剂，如若使用，建议选用质量可靠的进口产品。四、修补工艺（一）表面封闭工艺碎块凿表面清涂刷界面填充修补砂浆

地铁混凝土盾构管片预制技术的分析

地铁混凝土盾构管片预制技术的分析发表时间：2018-06-06T10:29:09.693Z 来源：《基层建设》2018年第11期作者：蔡松伟 [导读] 摘要：盾构施工法为地铁施工方法的一种，本质为地下隧道掘进技术，要求在预制管片的基础上展开施工，提高施工效率及质量。中交第三航务工程局有限公司厦门分公司福建厦门 361000 摘要：盾构施工法为地铁施工方法的一种，本质为地下隧道掘进技术，要求在预制管片的基础上展开施工，提高施工效率及质量。本文简要阐述了地铁混凝土盾构管片的类型及分装方法，强调了管片的优势。基于此，主要从砼准备、预制流程、预制技术三方面，详细阐述了技术的应用方案。并通过对常见病害的分析，总结了相应的解决经验，以期能够使地铁施工质量得以提升。关键词：盾构施工；管片预制技术；地铁工程；混凝土前言：地铁施工常用的盾构管片，以混凝土管片为主。该类型的管片，具有强度大、抗渗性强的特点。将其应用到地铁施工中，可有效提高地铁隧道的稳定性及安全性。但需注意的是，影响盾构管片质量的因素较多。施工前的砼准备、砼成型工艺水平如未达标，地铁隧道施工质量将明显下降。可见，有必要对地铁混凝土盾构管片及预制技术进行研究。 1 地铁混凝土盾构管片类型及拼装方法根据划分标准的不同，地铁隧道管片可分为不同的类型。如以材料类型作为划分标准，则可将隧道管片，分为钢管片、钢筋砼管片等多种。本课题所探讨的混凝土盾构管片，既钢筋砼管片。管片拼装方法，包括通缝与错缝两种。以前者为例，盾构掘进过程中，所有管片均需以同样的角度拼装。当千斤顶作用于管片上时，如能够确保管片受力均匀，则其质量通常不会出现异常，因此施工过程较为简单[1]。但施工完成后，管片的整体受力性能则较差。与通缝相比，错缝拼装方式的施工过程较为复杂，稍有不慎，管片受力不均的问题既会产生。但拼装后，管片的整体质量往往较高。因此，地铁工程多采用错缝的方式进行拼装。为避免管片在拼装过程中出现质量问题，严格控制预制流程、提高各环节工艺水平是关键。 2 地铁混凝土盾构管片预制技术的应用方案近年来我厂承接了几个地铁盾构管片预制项目。为提高盾构隧道稳定性，工程决定采用以下方案，预制盾构管片： 2.1 砼准备方法地铁混凝土盾构管片预制所使用的混凝土，由水泥、骨料、减水剂等部分构成。以水泥为例，本工程所使用的水泥为硅酸盐水泥，水泥强度等级52.5。水泥制作3d时，抗压强度可达23.0，抗折强度为1.0[2]。28d后，抗压强度及抗折强度，可显著提升。砼配置强度的计算公式如下： f=f0+1.645φ 公式中，f代表砼配置强度，f0代表砼的抗压强度，φ为常数，为6.0MPa。管片预制前，施工人员可采用上述公式确定砼配置强度。同时，应将水泥的初凝时间，控制在45min以上，提高管片质量。 2.2 预制流程地铁混凝土盾构管片的预制流程如下：（1）装配钢模，并对钢模质量进行检测。确保质量合格后，需将骨架置入钢模中，继续检测置入质量。（2）根据砼配置强度计算结果，进行砼浇筑。质量检测合格后，对其进行搅拌，形成砼原料，备用。（3）取浇筑后的砼试块，进行蒸汽养护[3]。养护后，通过强度试验，判断砼质量是否达标。（4）如砼质量达标，则可脱模并给予吊起，置入水池中养护。（5）养护7d后，将管片取出，妥善堆放，积极预防病害，以便用于地铁施工。 2.3 预制技术 2.3.1 钢模及钢筋预制技术钢模主要由底座、侧板及端板构成。模具具有足够的承载能力、刚度、稳定性和良好的密封性能，并满足管片的尺寸和形状要求。浇筑前钢模侧板、端板及底弧板，均应彻底清理，并于清理后，采用脱模剂均匀涂抹，以防出现积油现象。制作成型的钢模，宽度误差应控制为±0.40mm，底座夹角误差应为±1°，高度误差应为±1。管片预制所应用的钢筋，强度等级应为1级，直径6mm--25mm，抗拉强度≥370MPa。加工过程中，应通过调直、切断、弯曲成型四个环节，确保钢筋质量达标。 2.3.2 砼成型工艺管片振捣其采用模具上的三个高频附着式振捣器振捣浇筑。砼的坍落度应处于50mm±20mm。如施工时间处于夏季，气温较高。则可适当提高坍落度，将其控制在30mm--40mm之间。振捣时所应用的振捣器，性能应保证无异常。可采用连续振捣的方式振捣，同时，应加强对钢筋预埋件的重视，以防钢筋骨架移位的问题发生。砼浇筑后，应根据当地的气温，确定盖板的打开时间，避免混凝土外弧面往端面下坠导致外弧面外观缺陷。 2.3.3 管片脱模与存储混凝土盾构管片的脱模与存储方法如下：（1）脱模：于蒸养后，根据管片的型号，采用不同方法脱模。实践经验显示，将真空吸盘机械，应用到脱模过程中。能够有效提高脱模速度，避免管片发生损坏。起吊过程重，应保证机械平稳。如预埋件表面存在水泥浆，则需及时给予清理。（2）存储：管片堆放场地应坚实平整，堆放前应对堆放场地进行地基承载力计算，场地应进行必要的地基处理和表面硬化。管片应按型号分别码放，可采用侧面立方或内弧面向上水平放，管片之间应使用垫木分隔，管片堆放高度，宜根据管片大小、自重计算决定。管片内弧面向上平放不超过5层，侧面立放不超过3层，如若超过时应进行受力验算。 2.3.4 管片质量保护为确保管片质量合格，预制后，加强质量保护是关键：（1）三环水平拼装是为了检验管片精度与模具精度是否合格的重要依据。每200环抽一次，其主要是检验成环后管片内劲、外径、环缝、纵缝以及纵（环）向的螺栓穿进等。三环拼装技术要求：环（纵）向缝间隙≤2.0mm，成环后内劲误差-2mm~+2mm，外径+6mm~-2mm。（2）检漏实验是为了检验管片抗渗水能力是否合格。每生产100环管片，既需抽查1片管片，连续3次达到检测标准后改为200环抽1片，再连续3次打动标准后改为400环抽1片。如出现一次不达标则双倍复检且恢复100环抽1片的标准进行实验。实验过程中，采用五级加压，按0.2MPA逐级加压，每级持荷10分钟，达到1MPA后，持荷3小时，每次加压前先检查管片各侧面的渗水情况，并作好记录。若渗漏深度＞50mm，则表明管片质量不合格。一旦发现某一批次的管片中，存在不合格管片。应立即扩大实验范围及样本数量，进一步给予检验。以及时排除劣质管片，提高隧道质量。