盾构隧道施工对西安钟楼影响的数值模拟预测
文章编号:1673 0291(2011)04 0033 05
盾构隧道施工对西安钟楼影响的数值模拟预测
王文斌,刘维宁,丁德云,李克飞
(北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044)
摘 要:隧道施工导致古建筑及周围地表沉降的预测和控制是国内隧道工程领域遇到的研究课题之一.建立的三维有限元模型模拟了西安地铁2号线钟楼段的盾构施工过程,模拟了无隔离桩、无接触隔离桩及有接触隔离桩3种情况下盾构掘进过程中地面点沉降、钟楼周围地表和钟楼台四角
点沉降的动态变化规律.结果表明,盾构施工有限元模型可以很好的模拟盾构通过的各个阶段,计算结果与盾构掘进规律一致;有接触隔离桩模型较好地反映了隔离桩的实际工程作用,有效的隔断了桩内外的地表沉降,隔离桩内外地表沉降差达到14 1mm;接触隔离桩减小了盾构施工引起的钟楼四角点的沉降及差异沉降,对钟楼起到了很好的保护作用.关键词:盾构施工;隧道施工;古建筑;地表沉降;有限元中图分类号:U455 1 文献标志码:A
Discussion on risk management in urban subway projects
WAN G Wenbin,LI U Weining ,DIN G Deyun,L I K ef ei
(School o f Civil Engineer ing ,Beijing Jiaotong U niversity ,Beijing 100044,China)
Abstract:Forecasting and controlling of the surface settlement close to the ancient building s in the tun neling construction is one of the important research issues in the tunnel engineering in China.3D finite element models are established to stimulate the process of shield tunneling of Xi an bell tow er.U nder three conditions of (1)w ithout isolating piles,(2)isolating piles w ithout contact,and (3)isolating piles w ith contact,this paper studied the dy nam ic discipline of ground settlement,settlement and dif ference settlement of Xi an bell tower and the bell tow er foursquare points,T he results indicate that the finite element model could simulate each stages of shield tunneling ,and the result is consistent w ith the discipline of measure data.The isolating piles model w ith contact reflects the practical function of pro ject better,which can prevent the surface settlement effectively.The settlement difference between the interior and exterior part of the pile is 14 1mm.The isolating piles can reduce the foursquare point s settlement (caused by construction)of the bell tow er and the bell tow er can be w ell protected.Key words:shield construction;tunnel construction;ancient building;surface settlement;finite ele ment
收稿日期:2009 02 18;修订日期:2011 04 20
基金项目:西安地铁二号线施工与运营对钟楼影响分析项目资助(KCL08010530)
作者简介:王文斌(1982 ),男,山东济南人,博士生,主要从事地下工程施工研究.email:07115273@https://www.360docs.net/doc/688680754.html,.
我国历史悠久,许多文化名城的稀世古迹众多,随着城市轨道交通事业迅猛发展而产生的施工问题,正在波及临近的古建筑.目前,国家和社会有关部门已经十分重视地铁线路施工对古建筑的影响,但由于这方面的研究较少,尚缺乏系统的规范和标
准.城市地铁施工临近建筑物的保护采用较多的方法就是隔离法[1],隔离结构包括从地面施作的地下隔离桩,隔离墙等.文献[2]介绍了上海地铁2号线中隔离桩对邻近塔楼的保护,文献[3]介绍了英国Jubilee 地铁延长线中排桩结构对地表建筑的保护,
第35卷第4期
2011年8月
北 京 交 通 大 学 学 报
JOU RN AL O F BEIJIN G JIAOT O NG U N IV ERSI T Y
V ol.35N o.4Aug.2011
文献[1,4]分析了导洞 隔离桩的工作机理.
盾构法施工因多方面的明显优势而在地铁隧道工程中得到了广泛的运用.由于隧道施工是在岩土体内部进行,会不可避免地扰动土体,因此盾构法不能完全防止以盾构隧道正上方为中心的一定影响范围内地表沉降.西安地铁2号线盾构施工在钟楼左右线分绕,线间距较大(70~150m),在钟楼外围设置了混凝土旋喷隔离桩,以隔离隧道施工对钟楼的不利影响.本文作者以该工程为例,采用数值分析方法[5 8],对施工过程进行了三维有限元模拟,考虑了无隔离桩、不考虑接触隔离桩和有接触隔离桩3种情况,预测隧道施工引起的钟楼及周围地表的沉降变形.
1 工程概况
西安市城市快速轨道交通2号线(铁路北客站 韦曲段)工程,线路北起郑西客专的西安铁路北客站(草滩),南至长安区,正线全长26 456km,共设21座车站.钟楼 南门区间起始里程为YCK13+ 264,终止里程为YCK14+496,全长1232m;左右线中心距离为17 0m,在钟楼和南门由两条线分绕;左右线设计轨顶标高为383 52~391 12m,相应埋深为16~25m.该区间采用盾构法施工.
该区段穿越的西安钟楼是国家重点保护文物,具有重要的文物价值、科学价值和艺术价值.钟楼及基座结构强度较低,抵抗变形能力较低,且钟楼已有裂缝和小幅度的倾斜,施工引起的变形及塌方对钟楼影响较大,因此评估西安地铁钟楼段盾构施工对钟楼的影响十分必要.为了更好地对钟楼实施保护,确保钟楼的安全,在地铁施工前应对钟楼受力体系进行必要的加固.钟楼保护横断面和平面图见图1 (a).隔离桩采用 1000m m旋挖桩,桩间配合 600mm旋喷桩,旋挖桩顶有1000m m 800m m 的冠梁,可将整个隔离结构近似为地下连续墙,图1 (b)表明了钟楼台、隔离桩及隧道的位置关系
.
(a)
钟楼保护横断面图(b)钟楼保护平面图
图1 钟楼保护示意图(单位:mm)
Fig.1 Bell tow er protectio n
2 三维有限元模型
2 1 力学模型与参数
建立三维有限元模型,假设: 将隔离桩简化成
连续地下墙; 土体和隔离桩的应力 应变关系符合
德鲁克 普拉格(D P)模型; 钟楼台、盾构钢壳及盾
构管片均为弹性材料; 土体本身的变形与时间无
关,即不考虑土体的固结和蠕变作用; 省略钟楼上
部木结构,用矩形楼门代替原马蹄形楼门; 工作面
的推进是分段连续的.
由于隔离桩与土体在材料上存在很大差异,接
触面性质非常复杂,两者之间的相互接触作用主要
是墙与土之间的法向挤压力与切向摩擦力.土与支
护结构的接触特性对土与结构的受力变形机理有不
可忽略的影响[9].为了模拟墙土之间的相对滑动,
使有限元分析更合理,有必要在分析中考虑隔离桩
与土界面的接触问题.考虑在隔离桩与土体间设置
接触单元,建立无隔离桩( )、无接触隔离桩( )和
有接触隔离桩( )3种模型,比较其差别,模型网格
见图2.模型 中,盾构开挖过程中隔离桩与土体单
元节点耦合,共同变形;模型 中,在隔离桩与土体
间设置接触单元.模型尺寸为132m 90m 60m,
地铁隧道埋深12 85m.有隔离桩模型共有117814
个单元,节点数21220.盾构钢壳厚度为0 1m,弹
性模量为255GPa,泊松比为0 2;盾构管片厚度为
0 3m,弹性模量为35 2GPa,泊松比为0 18;盾尾
注浆层厚度为0 15m,弹性模量为10 2GPa,泊松
比为0 3.模型中各地层参数按照地质勘察资料选34北 京 交 通 大 学 学 报 第35卷
取,土层的物理力学参数取值如表1所示
.
图2 三维有限元模型图Fig.2 3 D F EM model 表1 土层的物理力学参数
T ab.1 P hysic mechanical parameters of soil layers
土层厚度/m 压缩模量/kPa
容重/(kN/m 3)
黏聚力/kPa
内摩擦角/( )
泊松比采用的本构关系
素填土8 6910016 510100 35D-P 新黄土3 581001915200 32D-P 老黄土8 351100020 115250 3D-P 粉质黏土181430020 415250 3D-P 楼台
8 5
9000
16 6
--0 3
弹性
2 2 施工过程模拟
盾构开挖过程为:先开挖右线,右线开挖完毕后再开挖左线,开挖方向如图2中箭头所示.盾构直径
D =6m,左右线开挖采用1 5m (0 25D)的开挖进尺,左右隧道各分60步开挖.盾构施工过程分为盾构到达前的挤压扩张、刀盘开挖、衬砌安装与盾尾填充注浆3个阶段,有限元模拟实现步骤为:
第一步:在盾构的推进过程中,为了平衡土压力,要在盾构开挖面给予开挖土体一定的土压力,以防止开挖面地表出现隆起或下沉.
第二步:钝化开挖隧道土体和隧道外层间隙土,间隙土厚度包括盾尾操作间隙和盾构壳厚度之和,激活盾构钢壳单元.
第三步:钝化第二步激活的盾构钢壳单元,激活相应位置的混凝土管片单元,激活管片外围的间隙土单元并用注浆单元属性代替原间隙土属性,模拟盾构通过及盾尾注浆过程.
3 模拟结果分析
三维有限元模型中断面从钟楼中部横向穿过,钟楼台基4个外角点按盾构通过的先后顺序命名为A 、B 、C 和D 角点,盾构右侧隧道中心上方的地面点见图3.
3 1 盾构通过过程中地面点沉降
盾构右侧隧道中心上方地面点在盾构掘进过程
中的沉降变化曲线如图4所示.
图3 结果分析标注图Fig.3 A nalysis mark
图4 右隧道中心上方地面点沉降变化曲线Fig.4 G round settlement at the top o f r ight tunnel center
可以看出,3种情况下右侧隧道中心上方地面点的沉降曲线基本一致,沉降分布呈反S 型.模型 的沉降值最小,主要是因为混凝土桩与土体连续,共
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第4期 王文斌等:盾构隧道施工对西安钟楼影响的数值模拟预测
同变形,在一定程度上限制了土层的变形,使沉降值偏小;模型 次之;模型 的沉降值最大,主要因为接触单元使得土层与隔离桩分离,同时隔离桩将桩内外土层隔开,隧道开挖的土层损失全部由隔离桩外隧道上方部分土层的变形补充,所以沉降值较大,这与实际工程是相符合的.
以模型 为例,分析盾构通过过程中地面点的沉降规律.盾构开挖面前方10m 左右的地面发生轻微隆起,隆起值约为0 5m m;盾构开挖面到达时地表沉降约为4 8mm,仅占最大地面沉降的26%;而当盾构通过后,地面沉降有较大程度的增加,说明地面沉降主要是由土体填充盾尾空隙引起;在开挖面后方约40m 处,地面沉降基本趋于稳定.这与文献[10]中上海地铁4号线浦东南路站 南浦大桥站区间上行线隧道施工过程中的实测地面沉降规律基本一致,说明有限元模型建立的合理性.
3 2 横断面地表沉降
三维模型中断面从钟楼中部横向穿过,其横断面地表沉降值如图5所示
.
图5 横断面地表沉降曲线
Fig.5 Cross section surface settlement curve
可以看出,模型 与模型 横断面地表沉降规律相同,曲线在桩与土的交界部位变形连续,模型 的整体沉降值要小于模型 .模型 在隔离桩与土的交界部位变形不连续,桩外与桩内土体的变形差值达到14 1mm.
研究隔离桩内部土体的沉降结果,将各模型桩内土体的沉降值列于表2.
从表2可以看出,无隔离桩情况下钟楼及周围土体沉降值很大,且在隔离桩范围内土体差异沉降达到了10mm 以上,极不利于钟楼结构的稳定.比较模型 与模型 ,模型 更符合隔离桩的实际工作原理,隔离桩内外土体变形不连续,从而减小隔离桩内土体的沉降.模型 隔离桩内土体最大沉降为3mm ,差异沉降2 6mm,比模型 分别减小了8 1
mm,减小率为73%和75 7%.因此,接触隔离桩有
效的减小了桩内土体的沉降,将盾构施工对钟楼的影响降低到比较小的范围.
表2 隔离桩内土体沉降
T ab.2 Soil settlement inside isolating piles
mm
模型最大沉降最小沉降最大差异沉降
11 10 410 7 5 90 95
3
0 4
2 6
3 3 钟楼4个外角点的位移
模型 和模型 中4个角点随盾构推进的变形如图6所示,最终水平位移及沉降值见表3.
(a)模型 中4个角点水平位移
(b)模型 中4个角点沉降变形
(c)模型 中4个角点水平位移
(d)模型 中4个角点沉降变形图6 楼台4角点随盾构推进变形曲线图F ig.6 Defor mation curve of bell tow er foursquare
points w ith shield forward
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北 京 交 通 大 学 学 报 第35卷
表3 钟楼4个角点位移
T ab.3 Displacement of foursquare po ints mm 项目
角点A角点B角点C角点D 水平竖向水平竖向水平竖向水平竖向模型 3 855 252 591 85-3 775 02-3 291 94模型 1 552 411 771 48-1 212 15-1 951 14差值2 33 160 820 372 562 871 340 8 接触隔离桩减小了钟楼4个角点的位移,减少率范围在20%~67 9%.盾构推进过程中,模型 的4个角点最大差异沉降为2 79mm,比模型 最大差异沉降6 29mm减少了3 5mm,减小率为55 6%.隔离桩有效的限制了钟楼各角点的位移,减少了盾构施工对钟楼结构的不利影响.
4 结论
1)建立的三维有限元模型很好的模拟了盾构施工的4个阶段,即盾构趋近、盾构到达、盾构通过和盾构远离,模拟计算结果与盾构掘进规律一致.
2)隔离桩是临近施工建筑物防护的一种常用方法,有接触隔离桩时,可把盾构施工引起的地层变位有效地限制在隔离桩之外,有效的限制了施工的影响范围.在桩施工中应注意旋喷桩与旋挖桩的紧密接触,与土体接触充分,可提高隔离效果.
3)有接触隔离桩时很好的限制了钟楼台基各角点处土体的水平和竖向位移,将钟楼受盾构开挖的影响降到最小,保护了钟楼结构,保证了工程的正常进行.
4)当右侧掌子面到达钟楼A角点之下时,钟楼角点位移变化突然增大,应该在这时加强对盾构上方地表及钟楼角点位移的监测,确保钟楼结构安全.
参考文献(References):
[1]项彦勇,贺少辉,张弥,等.导洞隔离桩墙结构对浅埋暗
挖隧道周边地层移动的限制作用[J].岩石力学与工程学报,2004,23(19):3317-3323.
XIAN G Yanyo ng,HE Shaohui,ZHAN G M i,et al.Con straint effect of pilot drift and separation pile structure on ground movements induced by shallow tunneling[J].Chi nese Journal of Rock M echanics and Engineer ing,2004,23
(19):3317-3323.(in Chinese)
[2]叶书麟,汪益基,涂光祉,等.基础托换技术[M].北京:
中国铁道出版社,1991.
YE Shulin,WAN G Yiji,XU Guangzhi,et al.T echnolo gy of foundation under pinning[M].Beijing:China Railway Publishing House,1991.(in Chinese)[3]Burland J B,Standing J R,Jar dine F M.Building response
to tunneling:case studies from constructio n of the Jubilee L ine Extension[M] Volume1:Projects and M etho ds.
L ondon:T ho mas T elford Publishing,2001.
[4]姚海波,王梦恕,张顶立,等.导洞 隔离桩体系工作机理
研究与侧向变形分析[J].土木工程学报,2006,39(4): 105-109.
Y AO Haibo,WAN G M engshu,ZHA NG Dingli,et al.
M echanism o f a drift pile system and analysis of its horizon tal displacement[J].China Civil Engineer ing Jour nal, 2006,39(4):105-109.(in Chinese)).
[5]李文举,武亚军,常莹.隧道盾构施工对临近桩基影响的
数值模拟[J].上海大学学报:自然科学版,2010,16(2): 210-215.
L I Wenju,WU Yajun,CHAN G Ying.Numer ical simula tion of influence of pile foundation due to shield construc tion[J].Journal of Shanghai U niversity:N atural Science, 2010,16(2):210-215.(in Chinese)
[6]于宁,朱合华.盾构施工仿真及其相邻影响的数值分析
[J].岩土力学,2004,25(2):292-296.
Y U N ing,ZHU Hehua.T he simulation of shield tunnel construction and analysis of its influence upon surrounding environments[J].Rock and So il M echanics,2004,25(2): 292-296.(in Chinese)
[7]张云,殷宗泽,徐永福.盾构法隧道引起的地表变形分析
[J].岩石力学与工程学报,2002,21(2):388-392.
ZHAN G Y un,Y IN G Zongze,XU Yongfu.Analysis on three dimensional ground surface deformations due to shield tunnel[J].Chinese Jour nal of Rock M echanics and Eng i neering,2002,21(2):388-392.(in Chinese)
[8]L in D Cr,T seng C T,Phienw ej N,et al.3 D deformation
analysis of earth pressure balance shield tunneling in Bangkok subso il[J].Journal of the Southeast A sian
G eotechnical Society,2002,33(1):13-27.
[9]范巍,王建华,陈锦剑.连续墙与土体接触特性对深基坑
变形分析的影响[J].上海交通大学学报,2006,40(12): 2118-2121.
FA N W ei,WA NG Jianhua,CHEN Jinjian.T he ev aluation of deformation induced by ex cavation consider ing the pr op erties of diaphragm soil interface[J].Journal of Shanghai Jiaotong U niversity,2006,40(12):2118-2121.(in Chi nese)
[10]张海波.地铁隧道盾构法施工对周围环境影响的数值
模拟[D].南京:河海大学,2005.
ZHAN G Haibo.Numer ical simulation of the influence of shield tunneling on surrounding environment[D].N an jing:Hehai U niversity,2005.(in Chinese)
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第4期 王文斌等:盾构隧道施工对西安钟楼影响的数值模拟预测
地铁盾构法隧道施工技术方案
地铁盾构法隧道施工技 术方案 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
地铁盾构法隧道施工技术方案
地铁盾构法隧道施工技术方案 1.施工流程图 1.1盾构法隧道施工流程图 图1盾构隧道施工流程图 1.2盾构始发流程图 图2 始发流程 图 2.盾构机下井 盾构机从盾构工作井吊入，每台盾构机本身自重约200t ，分解为 5 块，最大块重约60t 。综合考虑吊机的起吊 能力和工作半径，安排1 台200t 和一台40t 汽车吊机进行吊入任务。盾构机下井拼装顺序见图3。 图3盾构机下井拼装示意图 在吊入盾构机之前，依次完成以下几项工作： 1.将测量控制点从地面引到井下底板上； 2.铺设后续台车轨道； 3.依次吊入后续台车并安放在轨道上； 4.安装始发推进反力架，盾构管片反力架示意图见图4； 5.安装盾构机始发托架，盾构始发托架示意图见图5。 图4盾构管片反力架示意图 掘进
图5 盾构始发托架示意图 3.盾构机安装调试 3.1盾构机的安装主要工作 1.盾构机各组成块的连接； 2.盾构机与后续设备及后续台车之间各种线路、管线和机械结构的连接。 3.盾构机内管片安装器、螺旋输送器、保园器的安装； 4.台车顶部皮带机及风道管的连接； 5.刀盘上各种刀具的安装。 3.2盾构机的检测调试主要内容 1.刀盘转动情况：转速、正反转； 2.刀盘上刀具：安装牢固性、超挖刀伸缩； 3.铰接千斤顶的工作情况：左、右伸缩； 4.推进千斤顶的工作情况：伸长和收缩； 5.管片安装器：转动、平移、伸缩； 6.保园器：平移、伸缩； 7.油泵及油压管路； 8.润滑系统； 9.冷却系统； 10.过滤装置； 11.配电系统； 12.操作控制盘上各项开关装置、各种显示仪表及各种故障显示灯的工作情况。 盾构机在完成了上述各项目的检测和调试后（具体应遵照盾构机制造厂家提供的操作手册进行），即可判定该盾构机已具备工作能力。 4.盾构进洞 1.盾构进洞前50 环进行贯通测量，以确定盾构机的实际位置和姿态。此后的掘进不允许有大的偏差发生，逐渐按偏差方位调整盾构机姿态和位置，满足盾构进洞尺寸要求。这一调整应在盾构刀盘进入洞前加固土前完成，以避免盾构进洞发生意外。
南水北调配套工程施工组织设计(盾构施工 附CAD图纸)
目录 1.工程概况 (9) 1.1.工程所在位置及建设规模 (9) 1.1.1.工程所在位置 (9) 1.1.2.建设规模 (9) 1.2.工作内容及范围 (9) 1.2.1.永久工程 (9) 1.2.2.施工临时工程 (10) 1.2.3.环境保护工程 (11) 1.2.4.水土保持工程 (11) 1.3.水文、气象 (11) 1.4.工程地质 (12) 1.4.1.地质概况 (12) 1.4.2.工程地质条件 (12) 1.4.3.工程地质评价 (12) 1.4.4.盾构井段工程评价 (13) 1.5.对外交通及水、电、材料等供应条件 (13) 1.6.工期要求 (13) 1.7.主要工程量 (14) 2.施工总体布置 (14) 2.1.施工组织机构设置及施工队伍安排 (14) 2.1.1施工组织机构设置 (14) 2.1.2.管理职责 (15) 2.1.3.施工队伍安排及任务划分 (18) 2.2.各项规划目标 (19) 2.3.施工总体筹划 (19) 3.主体工程的施工方案及对本工程重点、难点分析及应对措施 (20)
3.1.始发兼接收井施工 (20) 3.1.1.施工降、排水 (20) 3.1.2.土方开挖 (23) 3.1.3.基坑支护 (31) 3.2.竖井、排气阀井施工 (41) 3.2.1.排降水 (41) 3.2.2.竖井锁口圈施工 (41) 3.2.3.提升设备安装 (42) 3.2.4.竖井井身开挖、支护 (42) 3.2.5.竖井封底 (49) 3.2.6.施工设备布置及进料 (49) 3.3.盾构机选型及性能介绍 (49) 3.3.1.选型依据 (49) 3.3.2.盾构机的选型 (50) 3.3.3.盾构机主要尺寸、技术性能和参数 (52) 3.3.4.盾构机特点与可靠性 (56) 3.3.5.各部件功能描述 (58) 3.3.6.盾构机的管理和保养维修 (83) 3.4.盾构施工方法及工艺 (86) 3.4.1盾构施工工艺流程图 (86) 3.4.2.始发兼接收井口设施布置 (86) 3.4.3.盾构进出洞地基加固 (92) 3.4.4.洞门的凿除 (97) 3.4.5.始发台（基座）的安装 (98) 3.4.6.反力架安装 (99) 3.4.7.洞口密封 (100) 3.4.8.负环管片的拼装 (102) 3.4.9.盾构机的运输和吊装、调试 (104)
中国盾构和掘进机隧道技术现状-存在的问题及发展思路
中国盾构和掘进机隧道技术现状\存在的问题及发展思路 摘要：掘进机在隧道工程中得到了越来越广泛的应用。该文主要介绍了隧道掘进机的发展简史以及近半个世纪以来在我国的应用情况，同时，简要分析了隧道掘进机的未来发展趋势，以及在我国发展中存在的问题、有利条件以及应用前景。 关键词：盾构；掘进机；隧道技术；问题；发展 引言 盾构法施工已是一门比较成熟的地下工程施工技术。我国盾构施工技术已取得了长足的进步，但与国外先进盾构技术相比，仍然存在一定差距，主要表现在关键部件的材质和耐久性方面。因此，需要进行不懈的开发、创新和积累，以形成我国独立的机械制造、隧道设计和施工管理技术。在这样的大背景下，为了更好、更经济、更安全地使用盾构、掘进机，为了使盾构、掘进机技术能更加适合我国的工程实际，有必要总结我国盾构、掘进机技术的现状，指出我国盾构、掘进机技术存在的问题，提出解决各种问题的办法和新思路，探讨今后盾构、掘进机技术的发展方向。 一、中国盾构、TBM隧道修建技术现状 当今中国已是世界上隧道及地下工程规模最大、数量最多、地质条件和结构形式最复杂、修建技术发展速度最快的国家。盾构、TBM隧道施工法作为一种适用于现代隧道及地下工程建设的重要施工方法之一，将发挥重要作用。 不同形式的盾构所适应的地层范围不同，盾构选型总的原则是安全性、适应性第一，以确保盾构法施工的安全、可靠、经济、快速。上海、广州及北京地区是我国盾构应用较多且较早的地区，这3个地区分别代表了我国3大区域的地层(3大典型地层)特征———软土地层、复合地层和砂卵石地层。砂卵石地层适合采用土压盾构和开敞式盾构施工，如北京地铁、成都地铁、沈阳地铁等；软土地层适合采用土压盾构施工，如上海地铁、南京地铁、苏州地铁等；复合地层适合采用复合盾构施工，如广州地铁和深圳地铁等。另外，黄土地层和膨胀土地层因最怕水加速地层变坏而适合采用无水土压盾构和开敞式无刀盘盾构施工，如西安地铁、合肥地铁；硬岩地层适合采用TBM掘进机施工。单洞单线地铁隧道宜选用直径为6～7m的盾构施工，应采用单层管片+混凝土复合式衬砌；单洞双线地铁隧道宜选用直径为10～12m的盾构施工，采用复合式衬砌。 二、隧道掘进机技术的研究现状 基于不同岩土体内掘进机工作模式和工程难点的不同，TBM和盾构掘进机技术的研究重点和热点问题也存在差异。 1、TBM研究现状
盾构
盾构施工安全知识 1 盾构机 2 盾构机施工 3 盾构机施工应注意的事项 4 盾构施工进场和盾构进洞整个流程 5 盾构施工开工阶段 6 盾构进出洞作业 7 管片堆放作业 8 行车垂直运输作业 9 电机车水平运输作业 10 车架段交叉施T作业 11 管片拼装作业
1 盾构机 盾构机是开挖土砂围岩的主要机械，由切口环、支承环及盾尾三部分组成，以上三部分总称为盾构壳体。盾构的基本构造包括盾构壳体、推进系统、拼装系统三大部分。盾构的推进系统有液压设备和盾构千斤顶组成。 2 盾构机施工 (1)随着施工技术的不断革新与发展，盾构的种类也越来越多，目前在我国地下工程施工中主要有：手掘式盾构、挤压式盾构、半机械式盾构、机械式盾构等四大类； (2)盾构施工前，必须进行地表环境调查、障碍物调查以及工程地质勘察，确保盾构施工过程中的安全生产； (3)在盾构施工组织设计中，必须要有安全专项方案和措施，这是盾构设计方案中的关键； (4)必须建立供、变电、照明、通信联络、隧道运输、通风、人行通道，给水和排水的安全管理及安全措施；
(5)必须有盾构进洞、盾构推进开挖、盾构出洞这三个盾构施工过程中的安全保护措施； (6)在盾构法施工前，必须编制好应急预案，配备必要的急救物品和设备。 3 盾构机施工应注意的事项 (1)拼装盾构机的操作人员必须按顺序进行拼装，并对使用的起重索具逐一检查，确认可靠方可吊装； (2)机械在运转中，须小心谨慎，严禁超负荷作业。发现盾构机械运转有异常或振动等现象，应立即停机作业； (3)电缆头的拆除与装配，必须切断电源方可进行作业； (4)操作盘的门严禁开着使用，防止触电事故。动力盘的接地线必须可靠，并经常检查，防止松动发生事故； (5)连续启动二台以上电动机时，必须在第一台电动机运转指示灯亮后，再启动下一台电动机； (6)应定期对过滤器的指示器、油管、排放管等进行检查保养；
浅埋盾构隧道地层变形数值模拟分析
浅埋盾构隧道地层变形数值模拟分析 发表时间：2016-06-27T10:59:16.443Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：王川1 经根东2 [导读] 本文以石家庄地铁1号线为依托，运用数值模拟的方法对拱顶沉降、隧底隆起和隧道水平收敛进行了研究。 1.石家庄经济学院河北石家庄 050031； 2.南京坤拓土木工程科技有限公司江苏南京 210000 摘要：经过多年的发展，我国盾构法施工技术已趋于成熟并在城市地铁隧道中得到了广泛应用，由于地铁隧道多位于城市中心区域、人口众多、建筑物及市政管线密集分布，隧道埋置深度一般较浅，对地层和隧道结构的变形有着较高要求，有必要对浅埋隧道施工引起的地层变形特性进行研究。本文以石家庄地铁1号线为依托，运用数值模拟的方法对拱顶沉降、隧底隆起和隧道水平收敛进行了研究，总结了浅埋盾构隧道施工引起地层变形分布规律和变形特性，对其他地铁线路的设计和施工有一定的借鉴意义。关键词：盾构法；浅埋隧道；数值模拟；地层变形1 引言 随着经济的不断发展和城市化水平的不断提高，城市道路交通压力日益增大，交通拥堵成为城市发展过程中迫切需要解决的问题之一，为解决这一问题，我国在多个城市进行了地铁隧道的建设。盾构法是一种较为先进的隧道施工方法，经过多年的发展，在我国已经得到了广泛的应用，盾构隧道施工一般是超挖进行的，隧道管片之间存在一定的缝隙，尽管施工中采取同步注浆和二次注浆措施来填补这一缝隙，但仍会造成地层的损失，引起围岩的变形和地面沉降。由于地铁隧道多在城市中修建，人口众多、建筑物密集分布，对地层变形有着较为严格的要求，有必要对盾构隧道施工引起的地层变形规律进行研究。本文以石家庄地铁1号线体北区间为依托，运用数值模拟的方法，对浅埋盾构隧道施工引起的隧道水平收敛、拱顶沉降和地表沉降进行了研究，得出了围岩地层水平位移和土层沉降的分布特征和变形特点，对盾构隧道的设计和施工有一定的借鉴意义。 2 工程概况 体育场～北宋站区间以体育场站为起点，由西向东沿中山东路敷设，至北宋站为终点，线路总长度936.54m，线路纵向坡度呈“V”字型坡，区间覆土厚度约9.2～13.1m，区间环境风险有民心河及跨河桥、DN1500×1500雨水方沟，采用盾构法进行施工，衬砌为C50混凝土管片，采取错缝拼装。 拟建工程场地位于太行山南段山前平原区，地形开阔平坦，地势总体上由西向东缓倾，地层主要为滹沱河冲洪积形成的第四季沉积物，具典型的多沉积旋回的特征。根据地层沉积年代、成因类型划分为人工堆积层（Qml）、新近沉积层（Q4al）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）和第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）四大层。本场地赋存一层地下水，类型为潜水，埋深大于45m，含水层为卵石层。 3 浅埋盾构隧道施工的数值模拟 3.1几何模型的建立 根据圣维南原理，隧道开挖会引起洞径3～5倍范围内应力重分布，故选取几何模型宽度为20m、高度为30m。隧道边界条件为标准固定边界，在左、右边界限制其水平位移，下边界限制其竖直位移，上边界为自由边界，不限定其位移。网格在隧道附近划分较细，在模型的边界则划分较粗，本次模拟共生成1780个节点、5652个网格。衬砌采用具有一定轴向刚度和抗弯刚度的板模拟，各参数值根据相关隧道设计规范进行赋值。 3.2施工过程的模拟 浅埋盾构隧道的施工分为三个步骤进行模拟:首先，开挖掉隧道内土体，冻结对应的土层；然后，激活衬砌板单元和界面单元；最后，由于盾构隧道开挖多为超挖前进，衬砌与围岩不能紧密连接，存在一定的缝隙，尽管施工中多采取措施来消除这一缝隙，但仍存在地层的损失，本例中对衬砌采取2%收缩量来进行模拟。 3.3数值模拟计算结果 浅埋盾构隧道施工完成时地层位移云图如图3.1所示，从图中可以看出，当隧道开挖完成时，由于上部土体的卸荷作用，导致隧底土层的隆起，而隧道拱顶区域土体则因超挖现象下沉，隆起量和沉降量则分别在隧道底部和拱顶部位最大，分别为25.10mm和-19.78mm，并随着与隧道距离的增加而逐渐减小,影响范围为深度25m，宽度20m；隧道水平收敛在拱脚部位最大，拱顶和隧底处最小，最大值为17mm。 盾构隧道施工完成时地表沉降量如图3.2所示，其中横坐标为与模型中线的距离（m），纵坐标为沉降量（mm），从图中可以看出，地表沉降槽曲线形态上为一对称的、近似正态分布的曲线，距离隧道较近部位坡度较陡，沉降量较大，较远部位沉降量则相对较小，沉降槽宽度约为30m，最大沉降量为-6.14mm。
盾构隧道施工组织设计
盾构隧道施工组织设计 Revised by Liu Jing on January 12, 2021
第一章地质描述 第一节概述 一、概述 二、线路段工程地质条件 （一）、地形、地貌 。 （二）、岩土体工程地质特征 （三）、水文地质特征 区间地质描述 区间地质描述详见表7-1-1、表7-1-2；土体主要物理力学性质指标表7-1-3、7-1-4。。 一、科技路站 第三节补充地质勘察
第二章工程特点 第一节工程主要技术难点及对策 第二节工程的主要特点 一、交叉多，干扰大 集中体现在结构交叉多、工序交叉多、接口界面交叉多、专业交叉多、前期与后期交叉多，施工相互干扰较大。执行关键工期计划所发生的各规定部分的工期偏差，会影响其它作业。结构的多交叉，存在空间效应与体系转换问题。 二、地处市区，环境特殊 主要体现在地面建筑物密集，施工对周围环境的影响必须严格控制，文明施工要求严格，环境保护标准高。 三、任务重，系统性强 全部工程要求在33个月内完成。其中，盾构机需要引进，鉴定、安装、调试，前期试掘进进度会放缓，中间加快，出洞又会放缓，还要调头、转场，工序复杂，任务重。采用盾构机施工，这是隧道工厂化施工的模式，其系统性特别强，环节与环节之间的衔接、匹配是否合理，直接影响施工效率，直接影响施工的安全、质量、速度。 四、地质复杂，施工难度大 地铁隧道主要穿越Ⅱ4、Ⅲ1层。Ⅱ4层以上主要为砂性土，其渗透性强，富水性好，围岩稳定性极差。Ⅱ4、Ⅲ1层水平分层，盾构机易磕头；且局部地区覆盖层过浅。施工中容易造成地面隆起或沉降。 第三章施工准备 施工准备工作是否充分、到位，将直接影响施工总体安排，影响主体工程能否按时开工，影响到工程开工后能否顺利进行，施工前必须做好各项准备。我局中标后，迅速组成项目部开展各项工作。在最短的时间内完成建筑物、管线等的调查及地质补充勘探。并组织精测人员对设计控制桩进行复
土压平衡盾构施工工艺
16土压平衡盾构施工工艺 16.1总则 16.1.1适用范围 本标准适用于采用土压平衡式盾构机修建隧道结构的施工。 16.1.2编制参考标准及规范 16.1.2.1地下铁道工程施工及验收规范(GB 50299-1999)。 16.1.2.2地下铁道设计规范（GB 50157-2013）。 16.1.2.3铁路隧道设计规范（TB10003-2016）。 16.1.2.4盾构掘进隧道工程施工验收规范。 16.1.2.5公路隧道施工技术规范(JTJ042－94)。 16.1.2.6公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)。 16.2术语 16.2.1土压平衡式盾构 土压平衡盾构也称泥土加压式盾构，它的基本构成见图16.2.1。在盾构切削刀盘和支承环之间有一密封舱，称为“土压平衡舱”，在平衡舱后隔板的中间装有一台长筒形螺旋输送器，进土口设在密封舱内的中心或下部。用刀盘切削下来的土充填整个
16.2.2 端头加固 为确保盾构始发和到达时施工安全，确保地层稳定，防止端头地层发生坍塌或涌漏水等意外情况，根据各始发和到达端头工程地质、水文地质、地面建筑物及管线状况和端头结构等综合分析，确定对洞门端头地层加固形式。 16.2.3 盾构后座 盾构刚开始掘进时，其推力要靠工作井井壁来承担。因此，在盾构与井壁之间需要设传力设施，此设施称为后座。 16.2.4 添加材 采用土压平衡盾构掘进时，为改善土体的流动性防止其粘附在盾构机上而注入的一些外加剂。添加材的功能是：辅助掘削面的稳定（提高泥土的塑流性和止水性）；减少掘削刀具的磨耗；防止土仓内的泥土压密粘附；减少输送机的扭矩和泵的负荷。 16.3 施工准备 16.3.1 技术准备 16.3.1.1 根据隧道外径、埋深、地质、地下管线、构筑物、地面环境、开挖面稳定及地表隆陷值等的控制要求，经过经济、技术比较后选用盾构设备。盾构选型流程如图16.3.1.1所示。 16.3.1.2 认真熟悉工程设计文件、图纸，对工程地质、水文地质、地下管线、暗
盾构隧道急曲线段施工数值模拟分析
盾构隧道急曲线段施工数值模拟分析 发表时间：2019-06-20T09:39:48.747Z 来源：《防护工程》2019年第6期作者：杜亭萱 [导读] 本文利用有限元软件对隧道后靠土体的稳定性进行了估算，并且对周边建筑物的沉降进行了分析，为其他类似项目提供参考。上海市地下空间设计研究总院有限公司 200020 摘要：本文采用数值模拟的方法，对大直径急曲线隧道施工过程进行了数值模拟分析。本工程的最大难点是大直径盾构隧道在S曲线小半径急转弯处运行，平面曲线最小半径仅为500m。在掘进曲线段过程中，内、外千斤顶的受力有一定的差别，盾构推力通过管片传递到盾构后靠土体，可能引起后靠土层的失稳。本文利用有限元软件对隧道后靠土体的稳定性进行了估算，并且对周边建筑物的沉降进行了分析，为其他类似项目提供参考。 关键词：大直径盾构隧道；后靠土体稳定性；周边建筑沉降 1工程概况 1.1项目总体情况 该工程I标段隧道长约8km，其中盾构段约6km，主线设工作井3座，在这三个工作井之间的隧道直线段占本区间隧道长度仅为20%。东西盾构隧道采用单管圆形隧道，管片外径为15m，管片厚度为650mm。盾构隧道最小曲线半径为500m。 1.2工程地质与水文条件 根据岩土勘察报告，场地90m以内分布的土层自上而下的土层分别为①层为填土，②1层~⑤3层为全新世Q4沉积层，⑥层~⑨层为上更新世Q3沉积层。地下水主要有赋存浅层中的潜水，⑤1、⑤2层中的微承压水和⑦层、⑨层中的承压水。盾构主要穿越地层为：⑤1粉质黏土、⑤3-1粉质黏土夹粉砂、⑥粉质黏土、⑦1粉砂、⑦2粉细砂、⑧1-1黏土等。 1.3周边环境情况 在分析区段内，区间隧道的转弯半径只有500m。且周边环境较为敏感，沿线建筑众多，下穿别墅区、公寓及政府管理中心。这些建筑均采用浅基础形式。 2盾构隧道施工有限元模拟 2.1土体本构模型 为了更加精确的模拟施工过程，土体采用修正摩尔库伦模型（Modified Mohr-Coulomb）。该模型与硬化土模型（Hardening Soil）相似，是由弹塑性模型和非线性弹性模型组合而成，较为适用于淤泥和砂土。相对于摩尔库伦模型，这个材料模型更加详细，弹性模量可根据加载和卸载设置为不同的值。修正摩尔库模型可以模拟不受剪切破坏或压缩屈服影响的双硬化行为。 2.2 基本参数 2.2.1模型介绍 本次分析的分析区段选在盾构从1号工作井出发后的一段共计300m。此阶段为整个急曲线盾构过程中覆土最浅的地方，较其他区段更为不利。然而，在此区敏感性建筑较少，因此，在荷载选择上，将较为敏感的建筑物分配到此区段，观察建筑基础沉降，以获得最不利情况下的沉降值和倾斜值。 所建的三维模型包含隧道管片结构，隧道周围同步注浆浆液，盾构机壳以及周围土体。在此区段内，隧道主要位于⑤1粉质黏土层。 2.2.2模型假定 模型假定： ◆盾构机楔形量不考虑，假定盾尾脱离管片后，在盾构机尾部形成均匀环形盾尾间隙。 ◆假定同步注浆过程中，浆液完全填充盾尾间隙，并对周围地层施加与注浆力相等的径向均匀压力。 ◆忽略浆液和土体之间的渗透作用，认为浆液充填盾尾间隙后对土体产生挤压效应；不考虑浆液性能和土体变形的时效性，土体变形在浆液填充满整个间隙之后瞬时发生[1]。 ◆采用水土合算的计算方法，不考虑水的渗流作用。 ◆土体本身的变形与时间无关，即不考虑土体的固结作用。 ◆忽略浆液重度对掘进力和同步注浆力的影响。 ◆忽略隧道衬砌管片之间的螺栓连接。 2.2.3材料参数 （1）盾构机壳 盾构机壳采用壳单元，为弹性材料。根据盾构机基本参数，盾构机弹性模量为210GPa，考虑到盾构机壳有许多钢支撑，盾构机壳刚度非常大，在掘进过程中，盾构机壳不会产生超过衬砌产生的变形。考虑如上因素，在模型中，假定盾构机壳刚度不低于衬砌刚度。（2）隧道衬砌 盾构衬砌是由多个混凝土管片拼装而成的，各相邻管片之间通过螺栓连接。由于环向接头的存在，环向接头的抗弯能力比无接头处的位置处削弱很多，因此管片的力学性能与刚度均匀的情况下相比，有很大差别。在分析中采用等效刚度模型模拟管片，考虑管片接头的存在使管片环整体刚度降低，折减系数为η（η<1），即假设管片为刚度为ηEI的圆环。国外做了大量的管片接头试验，根据其研究成果，本次参数η大致取值为0.6~0.8[2]。 （3）注浆材料 当拼好的管片从盾尾脱离出来时，因为在开挖面和管片之间存在间隙，土体失去支撑，将会坍落于管片上，造成较大的地层变形，对地面上方的建筑会产生破坏性的影响，因此，需要采用同步注浆的方法，在盾构机一边前进的同时，在盾尾不断注浆以填充此间隙，通过不断加压，使注浆材料在充入间隙后，没有达到与土体相同强度前，能保持一定的压力，从而控制地面沉降[3]。根据注浆试验，注浆材料早期抗剪强度为1kpa，注浆材料采用摩尔库伦模型，使用实体单元模拟。
盾构法施工
盾构法 编辑词条 盾构法所属现代词，指的是在地层中修建隧道和大型管道的一种暗挖式施工方法。 目录 盾构法 正文 编辑本段盾构法 编辑本段正文 采用盾构为施工机具，在地层中修建隧道和大型管道的一种暗挖式施工方法。施工时在盾构前端切口环的掩护下开挖土体，在盾尾的掩护下拼装衬砌（管片或砌块）。在挖去盾构前面土体后，用盾构千斤顶顶住拼装好衬砌，将盾构推进到挖去土体空间内，在盾构推进距
离达到一环衬砌宽度后，缩回盾构千斤顶活塞杆，然后进行衬砌拼装，再将开挖面挖至新的进程。如此循环交替，逐步延伸而建成隧道（图1）。 历史和发展用盾构法修建隧道已有150余年的历史。最早进行研究的是法国工程师M. I.布律内尔，他由观察船蛆在船的木头中钻洞，并从体内排出一种粘液加固洞穴的现象得到启发，在1818年开始研究盾构法施工，并于1825年在英国伦敦泰晤士河下，用一个矩形盾构建造世界上第一条水底隧道(宽11.4米、高6.8米)。在修建过程中遇到很大的困难，两次被河水淹没，直至1835年，使用了改良后的盾构，才于1843年完工。其后P.W.巴洛于1865年在泰晤士河底,用一个直径2.2米的圆形盾构建造隧道。1847年在英国伦敦地下铁道城南线施工中，英国人J.H.格雷特黑德第一次在粘土层和含水砂层中采用气压盾构法施工，并第一次在衬砌背后压浆来填补盾尾和衬砌之间的空隙，创造了比较完整的气压盾构法施工工艺，为现代化盾构法施工奠定了基础，促进了盾构法施工的发展。20世纪30～40 年代，仅美国纽约就采用气压盾构法成功地建造了19条水底的道路隧道、地下铁道隧道、煤气管道和给水排水管道等。从1897～1980年，在世界范围内用盾构法修建的水底道路隧道已有21条。德、日、法、苏等国把盾构法广泛使用于地下铁道和各种大型地下管道的施工。1969年起，在英、日和西欧各国开始发展一种微型盾构施工法，盾构直径最小的只有1米左右,适用于城市给水排水管道、煤气管道、电力和通信电缆等管道的施工。 中国于第一个五年计划期间，首先在辽宁阜新煤矿，用直径 2.6米的手掘式盾构进行了疏水巷道的施工。中国自行设计、制造的盾构，直径最大为11.26米,最小为3.0米。正在修建的第二条黄浦江水底道路隧道,水下段和部分岸边深埋段也采用盾构法施工，盾构的千斤顶总推力为108兆牛,采用水力机械开挖掘进。在上海地区用盾构法修建的隧道，除水底道路隧道外，还有地铁区间隧道、通向河海的排水隧洞和取水管道、街坊的地下通道等。 盾构法的优越性盾构法施工得到广泛使用，因其具有明显的优越性：①在盾构的掩护下进行开挖和衬砌作业，有足够的施工安全性；②地下施工不影响地面交通,在河底下施工不影响河道通航;③施工操作不受气候条件的影响;④产生的振动、噪声等环境危害较小;⑤对地面建筑物及地下管线的影响较小。
盾构隧道施工组织设计
第一章地质描述 第一节概述 一、概述 二、线路段工程地质条件 （一）、地形、地貌 。 （二）、岩土体工程地质特征 （三）、水文地质特征 区间地质描述 区间地质描述详见表7-1-1、表7-1-2；土体主要物理力学性质指标表7-1-3、7-1-4。。 一、科技路站 第三节补充地质勘察
第二章工程特点 第一节工程主要技术难点及对策 第二节工程的主要特点 一、交叉多，干扰大 集中体现在结构交叉多、工序交叉多、接口界面交叉多、专业交叉多、前期与后期交叉多，施工相互干扰较大。执行关键工期计划所发生的各规定部分的工期偏差，会影响其它作业。结构的多交叉，存在空间效应与体系转换问题。 二、地处市区，环境特殊 主要体现在地面建筑物密集，施工对周围环境的影响必须严格控制，文明施工要求严格，环境保护标准高。 三、任务重，系统性强 全部工程要求在33个月内完成。其中，盾构机需要引进，鉴定、安装、调试，前期试掘进进度会放缓，中间加快，出洞又会放缓，还要调头、转场，工序复杂，任务重。采用盾构机施工，这是隧道工厂化施工的模式，其系统性特别强，环节与环节之间的衔接、匹配是否合理，直接影响施工效率，直接影响施工的安全、质量、速度。四、地质复杂，施工难度大 地铁隧道主要穿越Ⅱ4、Ⅲ1层。Ⅱ4层以上主要为砂性土，其渗透性强，富水性好，围岩稳定性极差。Ⅱ4、Ⅲ1层水平分层，盾构机易磕头；且局部地区覆盖层过浅。施工中容易造成地面隆起或沉降。 第三章施工准备 施工准备工作是否充分、到位，将直接影响施工总体安排，影响主体工程能否按时开工，影响到工程开工后能否顺利进行，施工前必须做好各项准备。我局中标后，迅速组成项目部开展各项工作。在最
1.盾构法施工
1.6盾构法施工 我国盾构法施工种类：手掘式盾构机、挤压式盾构机、半机械式盾构机、机械式盾构机等四大类。 1.6.1盾构施工 (1)盾构施工前，必须进行地表环境调查、障碍物调查以及工程地质勘察，确保盾构施工过程中的安全生产。 (2)在盾构施工组织设计中，必须要有安全专项方案和措施，这是盾构设计方案中的关键问题。 (3)必须建立供、变电，照明、通信联络、隧道运输、通风、人行通道、给水和排水的安全管理及安全措施。 (4)必须有盾构机进洞、盾构机推进开挖、盾构机出洞这三个盾构施工过程中的安全保护措施。 (5)在盾构法施工前，必须编制好应急预案，配备必要的急救物品和设备。 1.6.2盾构施工应注意的事项 (1)拼装盾构机的操作人员必须按顺序进行拼装，并对使用的起重索逐一检查，认为可靠方可吊装。 (2)机械在运转中，须谨慎操作，严禁超负荷作业。发现盾构机械运转有异常或振动等现象，应立即停机进行检查。 (3)电缆头的拆除与装配，必须切断电源方可进行作业。 (4)操作盘的门严禁开着使用，防止触电事故。动力盘的接地线必须可靠，并经常检查，防止松动发生事故。 (5)禁止同时启动二台以上电动机。连续启动二台以上电动机时，必须在第动机运转指示灯亮后，再启动下一个电动机。 (6)应定期对过滤器的指示器、油管、排放管等进行检查保养。 (7)开始作业时，应对盾构机各部件、液压系统、油箱、千斤顶、电压等仔细检查，严格执行锁荷“均匀运转”。
(8)盾构机出土皮带运输机，应设防护，并应专人负责。 (9)装配皮带运输机时，必须清扫干净；在制动开关周围，不得堆放障碍物操作，检修时必须停机断电。 (10)利用电瓶车作牵引时，司机必须经培训、考核合格持证驾驶；不准将手伸入电瓶车与出土车的连接处；车辆牵引时，应按照约定信号进行拖运。 (11)出土车应设专人指挥引车，严禁超载。在轨道终端，必须安装限位装置。 (12)门吊司机必须持让上岗，司索工对钢丝绳、吊钩经常检查，不得使用不合格的吊索具，严禁超负荷吊运。 (13)每天斑前必须检测盾构机头部可燃气体的浓度，做好预测、预防和序控工作，并认真做好记录。 (14)要及时清除盾构机内部的油回丝及零星可燃物。对乙炔、氧气要加强管理，严格执行动火审批制度及动火监护工作。在气压盾构施工时，严禁将易燃、易爆物品带入气压盾构施工区。 (15)在隧道工程施工中，土层采用冻结法加固时，必须以适当的观测方法测定温度，掌握土层的冻结状态，必须对附近的建筑物或地下埋设物及盾构隧道本身采取防护措施。
公路隧道施工盾构法、沉管法介绍(全国公路水运工程质量检测专业技术人员继续教育)
公路隧道施工盾构法、沉管法介绍 第1题 沉管隧道施工工序中，沉管与连接之后的工序是（）。 A.预制管段 B.修建临时干坞 C.基础处理 D.回填覆盖 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第2题 ？关于盾构法，下列（）的说法是错误的。 A.盾构法是暗挖隧道的一种施工方法 B.盾构法穿越地面建筑群的区域时，周围可不受施工影响 C.盾构机推进系统包括推进千斤顶和液压系统 D.盾构壳体由切口环和支承环两部分组成 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第3题 盾构机的外壳沿纵向从前到后可分为前盾、中盾、后盾三段。通常所指的支承环是（） A.前盾 B.中盾 C.后盾 D.盾尾 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第4题 泥水平衡盾构开挖的渣土以（）形式输送到地面。 A.岩石
B.泥浆 C.土体 D.砂浆 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第5题 以下不属于盾构始发端头加固方法的是（）。 A.旋喷桩法 B.注浆法 C.内嵌钢环 D.冻结法 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第6题 （）盾构机配备有泥水分离处理系统。 A.土压平衡 B.硬岩TBM C.双护盾TBM D.泥水平衡 答案:D 您的答案：D 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第7题 以下（）设备不属于盾构机后配套设备。 A.注浆系统 B.管片运输设备 C.出土设备 D.刀盘 答案:D 您的答案：D
题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第8题 以下（）工序不属于盾构始发阶段。 A.安装反力架 B.凿除洞门 C.拼装负环管片 D.到达端口加固 答案:D 您的答案：D 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第9题 沉管隧道按照管段的制作方式分为（）和干坞型。 A.圆形 B.矩形 C.钢筋混凝土 D.船台型 答案:D 您的答案：D 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第10题 以下（）不属于沉管隧道优势。 A.可浅埋，与两岸道路衔接容易 B.结构为现浇混凝土，造价低 C.防水性能好 D.对地质水文条件适应能力强 答案:B 您的答案：B 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第11题
盾构法隧道工程防水施工工艺标准
2.7 盾构法隧道工程防水施工工艺标准 2.7.1 总则 2.7.1.1 适用范围 本标准适用在软土和软岩中采用盾构掘进和拼装钢筋混凝土管片方法修建的区间隧道结构防水施工。 2.7.1.2 编制参考标准及规范 （1）《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002 （2）《地下工程防水技术规范》GB 50108-2001 （3）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2001 2.7.2 术语、符号 2.7.2.1 术语 （1）盾构法：采用盾构掘进机进行开挖，钢筋混凝土管片、复合式管片、砌块、现浇混凝土等作为衬砌支护的隧道暗挖施工法。 2.7.3 基本规定 2.7. 3.1 地下工程的防水等级分为4 级，各级标准应符合《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002 3.0.1 条的规定。 2.7. 3.2 地下工程的防水设防的要求，应按《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002表3.0.2-2 的规定选用。 2.7. 3.3 不同防水等级盾构隧道的衬砌防水措施应符合表2.7.3.3 规定: 不同防水等级盾构隧道的衬砌防水措施表2.7.3.3 2.7. 3.4 管片防水涂层必须由相应资质的专业防水队伍进行施工。 2.7. 3.5 管片外防水涂层和管片接缝所使用的防水材料，应有产品合格证和性能检测报告，材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求；不合格的材料不得在工程中使用。 2.7.4 施工准备 2.7.4.1 技术准备 (1)施工单位应认真学习图纸，并进行图纸自审、会审工作，以便理解盾构施工中防水工程的施工要点。 (2)依据工程总施工组织设计的原则，编制防水工程施工方案，明确工艺流程，指导施工。 (3)根据穿越土层的工程水文地质特点辅以以下相应技术措施： 1)疏于掘进土层中地下水的措施；
盾构隧道施工组织设计范本
盾构隧道施工组织 设计
第一章地质描述 第一节概述 一、概述 二、线路段工程地质条件 （一）、地形、地貌 。 （二）、岩土体工程地质特征 （三）、水文地质特征 区间地质描述 区间地质描述详见表7-1-1、表7-1-2；土体主要物理力学性质指标表7-1-3、7-1-4。。 一、科技路站 第三节补充地质勘察
第二章工程特点 第一节工程主要技术难点及对策 第二节工程的主要特点 一、交叉多，干扰大 集中体现在结构交叉多、工序交叉多、接口界面交叉多、专业交叉多、前期与后期交叉多，施工相互干扰较大。执行关键工期计划所发生的各规定部分的工期偏差，会影响其它作业。结构的多交叉，存在空间效应与体系转换问题。 二、地处市区，环境特殊 主要体现在地面建筑物密集，施工对周围环境的影响必须严格控制，文明施工要求严格，环境保护标准高。 三、任务重，系统性强 全部工程要求在33个月内完成。其中，盾构机需要引进，鉴定、安装、调试，前期试掘进进度会放缓，中间加快，出洞又会放缓，还要调头、转场，工序复杂，任务重。采用盾构机施工，这是隧道工厂化施工的模式，其系统性特别强，环节与环节之间的衔接、匹配是否合理，直接影响施工效率，直接影响施工的安全、质量、速度。 四、地质复杂，施工难度大 地铁隧道主要穿越Ⅱ4、Ⅲ1层。Ⅱ4层以上主要为砂性土，其
渗透性强，富水性好，围岩稳定性极差。Ⅱ4、Ⅲ1层水平分层，盾构机易磕头；且局部地区覆盖层过浅。施工中容易造成地面隆起或沉降。 第三章施工准备 施工准备工作是否充分、到位，将直接影响施工总体安排，影响主体工程能否按时开工，影响到工程开工后能否顺利进行，施工前必须做好各项准备。我局中标后，迅速组成项目部开展各项工作。在最短的时间内完成建筑物、管线等的调查及地质补充勘探。并组织精测人员对设计控制桩进行复测，将测量结果上报监理及有关部门。绘制详细的线路纵断面、横断面图，上报监理。做好开工前的各项准备，上报开工报告。全部技术人员经过各种途径达到岗前培训。 第二节盾构施工场地平面布置与设施 第三节洞口地层加固 一、洞口土体加固标准 洞外土体加固是将洞外侧一定范围的土体进行改良，使土体的抗剪、抗压强度提高、透水性减弱，使土体具有自身保持短期稳定的能力。洞门打开后，加固后的土体不倒塌、不滑移；盾构机刀盘旋转、直接切削加固土体，对刀具无损伤，加固后的各种指标如
地铁隧道盾构法施工
地铁隧道盾构法施工 导语：盾构法施工是一种机械化和自动化程度较高的隧道掘进施工方法，从20世纪60年代开始，西方发达国家大量将这种技术应用于城市地铁和大型城市排水隧道施工。我国近年来也开始在城市地铁隧道、越江越海隧道、取排水隧道施工中采用此项技术，以替代原来落后的开槽明挖或浅埋暗挖等劳动密集型施工方法。 关键词：地铁盾构施工盾构施工技术盾构施工测量点击进入VIP充值通道 地铁盾构机分类及组成 地铁盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥浆式，土压平衡式等不同类型。盾构机主要由开挖系统、推进系统排土系统管片拼装系统、油压、电气、控制系统、资态控制装置、导向系统、壁后注浆装置、后方台车、集中润滑装置、超前钻机及预注浆、铰接装置、通风装置、土碴改良装置及其他一些重要装置如盾壳、稳定翼、人闸等组成。海瑞克公司在广州地铁使用的典型土压平衡式盾构机为主机结构（盾体及刀盘结构）断面形状：圆形、用钢板成型制成，材料为：S335J2G3。主要由已下部分构成：刀盘、主轴承、前体、中体、推进油缸、
铰接油缸、盾尾、管片安装机。主机外形尺寸：7565mm（L）Ｘ6250（前体）Ｘ6240（中体）Ｘ6230（盾尾）。 ①压缩空气式盾构 1886 年Greatbhad 首次在盾构掘进隧道中引了这种工法,该工法利用压缩空气使整个盾构都防止地下水的侵入, 它可在游离水体下或地下水位下运作。其工作原理是利用用压缩空气来平衡水压和土压。传统的压缩空气式盾构要求在隧道工作面和止水隧道之间封闭一个相对较大的工作腔,大部分工人经常处于压缩空气下, 这会对掘进隧道和衬砌造成干扰,为了解决这些问题,又出现了用无压工作腔及全断面开挖的压缩空气式盾构和带有无压工作腔及部分断面开挖的压缩空气式盾构等。 ②土压平衡式盾构 20 世纪70 年代日本就开发土压平衡式盾构,不用辅助的支撑介质,切割轮开挖出的材料可作为支撑介质。该法用旋转的刀盘开挖地层,挖下的渣料通过切割轮的开口被压入开挖腔,然后在开挖腔内与塑性土浆混合。推力由压力舱壁传递到土浆上。当开挖腔内的土浆不再被当地的土和水压固化时就达到平衡。如果土浆的支撑压增大超过了平衡,开挖腔的土浆和在工作面的地层将进一步固化。与泥浆式盾构相比优点在于:无分离设备在淤泥或粘土地层中使用,覆盖层浅时无贯穿浆化的支撑泥浆泄露的危险。 ③泥浆式盾构 1912 年,Grauel 首次建造了泥浆式盾构。该法可以适用于各种松
某地铁盾构隧道的数值模拟计算
某地铁盾构隧道数值模拟计算 摘要: 针对具体的工程和现场监测以及实测资料,用FLAC 对某一地铁盾构隧道施工过程进行数值模拟，对模拟数据进行了分析,得出了隧道位移变形、各种应力云图等重要工程信息, 得出盾构隧道和周边围岩的变化规律, 对改善盾构隧道的施工方法, 提高工程质量, 确保工程安全, 具有重要的理论意义和工程实用价值。 关键词: 地铁隧道；盾构隧道；数值模拟 一、引言 随着科学技术和城市化的发展以及城市人口的过快增长，传统的公共汽车和无轨电车已经越来越不能满足城市居民高频率出行的需要。建设以地下铁道为代表的城市快速轨道交通系统，是解决我国中心城市公共交通运输矛盾的重要途径。 随着盾构法在我国地铁隧道开挖中的应用越来越广，隧道数值模拟和施工监测在隧道开挖过程中扮演了越来越重要的角色。数值模拟由于能全面预测隧道开挖的全过程，已被广泛使用；施工监测则主要是利用围岩变形和拱顶沉降的监测数据掌握围岩动态和隧道支护结构的工作原理，通过施工过程对围岩实时监控，对监控数据进行分析和综合判断, 对可预见的事故和险情及时采取措施，把风险控制到最小，所以数值模拟和施工监测数据以及对数据的分析就成为衡量设计和施工是否合理的一个重要指标。 为确保工程质量, 隧道在开挖过程中必须进行必要的变形监测。施工监测应包括两端洞口浅埋段地表沉降量测、洞内拱顶下沉、水平收敛、锚杆拉拔等量测内容，其中以拱顶沉降观测和隧道水平收敛监测为主，工作原理就是通过测量手段, 来了解拱顶的平面位移和拱顶下沉情况。施工监测不仅为隧道开挖提供重要的手段，而且为调整设计参数、选择合理的支护方式和综合评价围岩稳定性提供科学依据，从而便于日常施工组织管理，以达到安全施工的目的。 本文以某一地铁盾构隧道为例。该隧道外径为6.0m，衬砌厚度为0.3m，内径为5.4m,埋深为10m。地铁隧道断面如下图1。 图1 地铁隧道断面示意图
盾构施工组织设计
盾构施工组织设计 一、工程概况 1、工程范围 本标段盾构隧道包括三个区间，分别为长隆隧道进口明挖段至长隆车站、长隆车站至番禺大道车站、番禺大道车站至长隆隧道出口明挖段区间。 长隆隧道进口明挖段至长隆车站盾构区间起止点里程为：左线DK0+225~DK4+840，长4615米；右线YDK0+165~YDK4+840，短链27.05米，长4647.95米。区间设置联络通道10座，里程分别为：1#联络通道DK0+490.1、2#联络通道DK0+874.1、3#联络通道DK1+365.3、4#联络通道DK1+954.9、5#联络通道DK2+254.9、6#联络通道DK2+637.3、7#联络通道 DK3+131.7、8#联络通道DK3+525.3、9#联络通道DK3+989.3、10#联络通道DK4+400.5。 长隆车站至番禺大道车站盾构区间起止点里程为：左线DK5+375~DK9+345，长3970米；右线YDK5+375~YDK9+345.617，长链12.93米，长3983.547米。区间设置联络通道8座，里程分别为：11#联络通道DK5+830.4、12#联络通道DK6+320、13#联络通道DK6+790.801、14#联络通道DK7+300.8、15#联络通道7+785.6、16#联络通道DK8+275.2、17#联络通道DK8+750.4、18#联络通道DK9+180.8。此区间还设置两个临时工作井，其中1#工作井设置在左线，起止点里程为DK8+457.96~DK8+465.96; 2#工作井设置在右线，起止点里程为 YDK8+485.31~YDK8+493.31. 番禺大道车站至长隆隧道出口明挖段盾构区间起止点里程为：左线DK9+615~DK10+370，长链24.21米，长779.21米；右线YDK9+614.23~YDK10+371.641，长链17.18米，长774.591米。区间设置联络通道1座，里程为：19#联络通道DK10+070.590。 2、主要工程量清单 本合同段盾构施工主要内容有： ?长隆隧道进口明挖段至长隆车站、长隆车站至番禺大道车站、番禺大道车站至长隆隧道出口明挖段区间盾构掘进。 ?联络通道施工 ?临时工程的施工、安装及拆除，施工用水用电等 ?工程及其影响范围内的建筑物、构筑物、管线的保护等。 3、工程地质、水文及气象等自然条件 ?地形地貌：本标段地处珠三角地区的中南部，为三角洲冲积平原和丘坡地貌，地形平坦开阔，地势相对较低。