墨西哥城地铁盾构隧道施工
盾构法隧道施工同步注浆技术
盾构法隧道施工同步注浆技术1 盾构法隧道施工1.1盾构法隧道施工历史回顾盾构法是在软土地基中修建隧道的一种先进的施工方法，用此法修建隧道在欧洲、美国己有160年的历史。
盾构机最早是由法国工程师M.I.Brunel 于1825年从观察蛀虫在木头中钻洞，并从体内排出粘液加固洞穴的现象，从仿生学角度研制发明的。
并于1843年由改进的盾构在英国伦敦泰晤士河下修建了世界上第一条矩形盾构(宽11.4m，高6.8m )隧道，全长458m。
其后，P. W.Bahow于1865年用直径2.2m圆形盾构又在泰晤士河下修建一条圆形截面隧道。
1874年，J.H.Greathead第一次采用气压盾构，并第一次开始在衬砌背后进行压浆，修建了伦敦城南线地铁。
1880～1890年间，用盾构法在美国和加拿大的圣克莱( St.Clair)河下建成一条直径6.4m，长1870m的Sarnia 水底隧道。
仅在纽约，从1900年后，使用气压盾构法先后成功地修建了25条重要的水底隧道。
盾构隧道在用于修建地下铁道，污水管道时，得到了广泛的应用。
前苏联自1932年开始用直径6.0m及直径9.5m的盾构前后在莫斯科、列宁格勒等地修建地下铁道的区间隧道及车站。
在德国慕尼黑和法国的巴黎的地下铁道修建中，均使用了盾构掘进法。
日本于1922年开始用盾构法修建国铁羽线折渡隧道。
从六十年代起，盾构法在日本得到了飞速发展，土压平衡盾构就是七十年代发明的。
我国第一个五年计划期间，在东北阜新煤矿，用直径2.6m的盾构进行了疏水巷道的施工。
1957年起在北京市区的下水道工程中采用过直径2.0m 及直径2.6m的盾构。
上海从1960年起开始了用盾构法修建黄浦江水底隧道及地下铁道的实验研究，从1963年开始在第四纪软弱饱和地层中先后用直径4.2m、5.6m、10.0m、3.6m、3.0m、4.0m、6.2m等十一台盾构机进行了实验隧道，地铁区间隧道扩大实验工程、地下人防通道、引水及排水隧道工程等的施工。
土压平衡盾构机施工案例浅析(二)
积 地 质 设计 的 。项 目的地 质调 查 结果 显 示 ， 土层 是 含 换 ，分 别 是左 线 刀盘 的两 个 刀具 和 右线 的一 个 刀具 。 ”
晶 状 和 层 状 掺 杂 着 砂 和 硬 粘 土 直 径 达 ２ ｍ大 卵 石 的 高 ５ｃ 透 水 性 的地 质 。
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管 片 变形 或推压 。 同 时 ， 盾 构 机 也 安 装 了泡 沫 注 入 系 统 以 稳 定 土 根 据 从 印度 的新 德 里 地 铁 、 美 国加 利 福 尼 亚 州西 北 主干 排 水 隧道 以及 墨 西 哥 城地 铁 十 二 号 线 工程 项 目 中 积 累 的 经 验 ， 罗 宾 斯 目前 正 在 制 造 新 一 代 的 土 压 平 衡 盾构 机 。这 种 新一 代 优 化 土压 平 衡 盾 构 机 特 别 适合
构机 进行 一 系列 的 改 良。正 因为如 此 ，罗宾斯 的盾 构机 可 以屡 次在 不 同项 目中创 下破 纪录的 佳绩 。
用 的盾构 机一 样 ， 刀盘 上 同样 也装 有４ 独 立 的泡沫 注 套 入 喷头 。
２程条件 １ ２
长达 ３ ．ｋ 的成 都地 铁 二号 线 即 将 在２ １年 年 底 施 工 方 案 １ ｍ ６ ０１ 开 通 。 最 近 贯 通 的 ｌ标 隧 道 施 工 项 目， 证 明 了 土 压 平 ８
一
个 刀 具 是 在 １ ａ的气 压 下 更 换 的 ， 另 外 两 个 刀 具 因 ．ｂｒ ５
为 土 层 十 分 稳 定 ， 所 以是 在 没 有 气 压 的情 况 下 更 换 的 。
国外盾构法隧道的发展历史
国外盾构法隧道的发展历史盾构施工技术自1823年由布鲁诺尔首创于英国伦敦的泰晤土河的水底隧道工程以来，已有170余年的历史。
在这170余年的风风雨雨中，经过几代人的努力，盾构法已从一种只能在极少数欧美发达国家中才见应用的特殊技术，发展成为在发达国家中极为普通，在发展中国家中亦逐渐得到应用的隧道施工技术。
据说最早发明盾构法的思路是来自发明者的一个有趣的发现，英国的布鲁诺尔发现船的木板中，有一种蛀虫钻出孔道，并用它自己分泌的液体覆涂在孔壁上。
1818年布鲁诺尔在蛀虫钻孔的启示下，最早提出了用盾构法建设隧道的设想，并且在英国取得了该施工法的专利。
1825年，布鲁诺尔用他自己的想法制成盾构，并第一次在泰晤士河施工了水底隧道。
这条道路隧道的断面（11.4m×6.8m）相当大，施工中遇到了坍方和水淹，加上隧道的损坏，当时处于难于进展的状态，由于初始未能掌握控制泥水涌入隧道的方法，隧道施工中两次被淹，后来在东伦敦地下铁道公司的合作下，经过对盾构施工的改进，用气压辅助施工，花了18年的时间才于1843年完成了全长458m的第一条盾构法隧道。
1865年巴尔劳首次采用圆形盾构，并用铸铁管片作为地下隧道衬砌。
1869年，他用圆形盾构在泰晤土河底下建成了外径为2.21m 的隧道。
在盾构穿越饱和含水地层时，施加压缩空气以防止涌水的气压法最先是在1830年由口切兰斯爵士（Lord Cochrance）发明的。
1874年，在英国伦敦地下铁道南线的粘土和含水砂砾地层中建造内径为3.12m的隧道时，格雷塞德（Henry Greathead）（1844～1896）综合了以往所有盾构施工和气压法的技术特点，较完整地提出了气压盾构法的施工工艺，并且首创了在盾尾后面的衬砌外围环形空隙中压浆的施工方法，为盾构法发展起了重大的推动作用。
1880～1890年间，在美国和加拿大间的圣克莱河下用盾构法建成一条直径6.4m，长1800余m的水底铁路隧道。
地下工程-地下铁路
车辆限界是指在平、直线路上运行中的车辆，可以达到的最 大范围。即是车辆在运行中的横断面的极限位置，车辆任何部分 都不得超出这个限界之外。
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设备限界是地下铁道中任何设备(站台除外)均不得侵入的轮 廓线。应根据车辆限界、轨道状态不良引起车辆的偏移和倾斜 ，及适当的安全量等因素确定。
天津：1984年12月通车，全长7.4公里。现建成的地铁一
号线全长26.2公里，总投资约69亿元。 上海：地铁一号线1995年4月全线通车，目前已有3条地
铁线投入营运，现有轨道交通总里程为65公里。上海拟建地 铁11条，长384公里；轻轨线路10条，长约186公里。完成总 体规划需要投入3000多亿元。到2020年，上海将形成540公 里左右的轨道交通网络。在为期30年的远期规划中，上海的 轨道交通全长将达780公里。
大连：地铁一号线计划2006年底竣工通车。线路 全长21.74公里，全部为地下行走。
重庆：城市轨道项目已通过国务院立项（轻轨） ，全长32公里。建设期为2006年到2011年，总投资109 亿元。
成都：地铁1号线和2号线于2005年8月获得国务院批 准，全长54.18公里。计划10年的时间完成建设。
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1、定义(what)：什么是地铁
• 地下铁道(metro)是指在城市地下修隧道， 铺设轨道，以电动快速列车运送大量乘客 的公共交通体系，简称地铁。
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我国地铁发展
北京：1969年10月北京地铁第一期工程投入试运营，现 有地铁一线、环线和复八线，总长54公里，已全部贯通运营 。规划未来地铁网络总长将达到408公里。
②最小曲线半径的确定 线路平面的中心线，由直线和曲线组成，曲线设置在两相邻直线间
地铁建设中应充分考虑抗地震作用(一)
地铁建设中应充分考虑抗地震作用(一)摘要地下结构一直被认为具有良好的抗震性能。
1995年阪神大地震发生之前,很少有大型地下结构在地震中严重破坏的报道。
然而,阪神大地震中,包括诸如地铁车站及区间隧道等结构在内的大量大型地下结构出现严重的破坏,使人们对地下结构的抗震安全性产生怀疑。
初步研究表明,地下结构具有不同于地面结构的抗震性能和破坏特征,在某些情形下,同样会发生严重甚至强于地面结构的破坏。
关键词地震地铁破坏1前言随着社会经济的发展和城市人口的激增,地面交通愈来愈不堪重负。
为了减少地面交通量,人们开始寻找新的交通模式,地铁应运而生。
自北京建成地铁以来,目前我国天津、上海、广州已相继建成地铁1号线,南京、青岛、大连、深圳等城市正积极开展修建地铁的筹备工作。
据不完全统计,在全国21个百万人口以上的城市中将筹建33条总长为649km的地铁和轻轨。
几条海底隧道和过江隧道也正在积极论证中。
我国地处于环太平洋地震带上,地震活动性非常频繁,是世界上最大的一个大陆浅源强震活动区。
根据现行地震烈度区划图,我国大部分地区为地震设防区,在全国300多个城市中,有一半位于地震基本烈度为7度乃至7度以上的地震区,23个百万以上人口的特大城市中,有70%属7度和7度以上的地区,像北京、天津、西安等大城市都位于8度的高烈度地震区,南京也位于7度区内。
地震对地面结构所造成的破坏是人所共知的,地面结构的抗震研究也达到实用阶段,各国已制订了各种地面结构物的抗震设计规范;对地下结构的地震破坏却知之不多,地下结构的抗震研究才刚刚开始,现在还没有地下结构抗震设计的规范。
国内除了对地下管线的抗震作过一些分析外,对于像地铁车站及区间隧道等这样的大型地下结构很少涉及。
这是因为:和地面结构相比,面波随着埋深的增加急剧衰减,对地下结构的影响较小;地下结构周围的岩土介质把从震源传来的地震波能量中的高频成分吸收,使地下结构受到的地震荷载大大减小;同时地下结构的数量不多,并且大部分是小型地下结构如地下管线等,因而地下结构震害数量较少,程度较轻,地下结构严重震害事例更是寥寥无几。
盾构法隧道施工同步注浆技术
盾构法隧道施工同步注浆技术1盾构法隧道施工盾构法隧道施工历史回顾盾构法是在软土地基中修建隧道的一种先进的施工方法，用此法修建隧道在欧洲、美国己有160 年的历史。
盾构机最早是由法国工程师于1825 年从观察蛀虫在木头中钻洞，并从体内排出粘液加固洞穴的现象，从仿生学角度研制发明的。
并于1843 年由改进的盾构在英国伦敦泰晤士河下修建了世界上第一条矩形盾构（宽11.4m,高6.8m ）隧道，全长458m。
其后，P于1865 年用直径2.2m 圆形盾构又在泰晤士河下修建一条圆形截面隧道。
1874年，第一次采用气压盾构，并第一次开始在衬砌背后进行压浆，修建了伦敦城南线地铁。
1880〜1890年间，用盾构法在美国和加拿大的圣克莱（河下建成一条直径6.4m，长1870m的Sarnia水底隧道。
仅在纽约，从1900年后，使用气压盾构法先后成功地修建了25条重要的水底隧道。
盾构隧道在用于修建地下铁道，污水管道时，得到了广泛的应用。
前苏联自1932 年开始用直径 6.0m 及直径9.5m 的盾构前后在莫斯科、列宁格勒等地修建地下铁道的区间隧道及车站。
在德国慕尼黑和法国的巴黎的地下铁道修建中，均使用了盾构掘进法。
日本于1922 年开始用盾构法修建国铁羽线折渡隧道。
从六十年代起，盾构法在日本得到了飞速发展，土压平衡盾构就是七十年代发明的。
我国第一个五年计划期间，在东北阜新煤矿，用直径 2.6m 的盾构进行了疏水巷道的施工。
1957 年起在北京市区的下水道工程中采用过直径2.0m 及直径2.6m 的盾构。
上海从1 960年起开始了用盾构法修建黄浦江水底隧道及地下铁道的实验研究，从1963 年开始在第四纪软弱饱和地层中先后用直径4.2m、5.6m 等十一台盾构机进行了实验隧道，地铁区间隧道扩大实验工程、地下人防通道、引水及排水隧道工程等的施工。
近年来又用国际上先进的土压平衡盾构（EPB修建了地铁一、二号线，标志着中国的盾构隧道施工水平跨入了世界先进水平。
国内外盾构法施工发展其趋势
浅谈国内外盾构法施工的发展及其趋势摘要：本文介绍了盾构法施工国内外研究现状，及存在的问题。
关键词：盾构法施工;发展;趋势;问题一、盾构法施工----实测数据回归法实测数据回归是指通过对现场收集资料的回归与分析，用数理统计法从所得数值中回归出预测沉降的数学表达式。
1956年，两位英国教授skempton最早就这一问题进行书面论述。
他们提出一个衡量建筑物危险程度的临界指标，“角变扭曲度”（即δ/l，其中δ表示地面局部沉降量，l表示减去倾斜影响后的建筑物长度）[9]。
保证建筑物安全的角变扭曲度应小于1/1000。
1969年，美国r.b.peck通过对隧道地表沉降的实测数据分析，提出了地表沉降曲线近似于概率论中正态分布曲线，认为施工引起的地表沉降是在不排水的条件下由地层损失所引起，地表沉降槽的体积应等于地层损失的体积[10]。
并提出地面沉降横向分布估算的公式为：式中：—距隧道中心距离为处的地面沉降量（m)；—沉降槽体积，也称地层损失量（推进每米)；—隧道中心处的最大沉降量（m)；—曲线反弯点的横坐标（m) ，亦称沉降槽宽度系数。
在墨西哥举行的国际土力学地基基础会议上，r.b.peck作了著名的“state-of-the-art report”报告，对17例隧道工程进行了研究[11]。
此外r.b.peck还介绍了加有气压情况下开挖面稳定条件，开挖面到达之前发生的地面沉降的实例等。
1977年，半谷在东京举行的第九届国际土力学和地基基础会议的论文集内，整理了适用于地铁的25件关于盾构隧道的58例实测数据，给出了地表最大沉降量和地层条件的关系[12]。
如表1-1所示：表1-1地表最大沉降量和地层条件的关系英国是世界上最早修建地下铁道的国家，对地铁等城市隧道施工地表沉降问题研究较多。
它们的大部分工作是由trrl (transport and road research laboratory）所进行的。
clough & schmidt (1974）在其关于粘土隧道工程的著作中，提出了饱和含水塑性粘土中的地面沉降槽宽度系数i由如下公式求取[13]：式中：z ―地面至隧道中心深度（m)r ―隧道半径（m）。
墨西哥城地铁盾构隧道施工
墨西哥城地铁盾构隧道施工邵根大【摘要】@@ 1工程概述rn在墨西哥城市中心,在1座新大学和多排公寓楼之间的艾尔米塔·伊兹塔帕拉帕大道上,拉起了250 m长的警戒线,该大道是墨西哥城市中心的1条主干道,1台前所未有的大型盾构在这里组装和出发(图1).【期刊名称】《现代城市轨道交通》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】3页(P107-108,111)【作者】邵根大【作者单位】【正文语种】中文在墨西哥城市中心，在1座新大学和多排公寓楼之间的艾尔米塔.伊兹塔帕拉帕大道上，拉起了250m长的警戒线，该大道是墨西哥城市中心的1条主干道，1台前所未有的大型盾构在这里组装和出发（图1）。
直径10.2m的鲁宾斯公司土压平衡盾构是在现场进行整体组装的第1台盾构。
该盾构用来开挖墨西哥联邦地区地铁新线的隧道。
该线路（12号地铁线，长24km，被称为“金线”）连接南郊特拉霍克居民区与墨西哥城。
该线建成后，它将使通勤时间从原来的3 h（乘公共汽车）缩短到25min。
该线路在地下既有公共设施和既有城市建筑物基础之间通过，穿越世界上最困难的地层。
现代墨西哥城建于1524年，这里曾经是特克斯可可湖心的一个岛屿。
位于墨西哥山谷业已干涸的湖底，地质条件独特。
除墨西哥城外，只有日本一个著名地区能见到类似的地质。
在长期不喷发的火山地区地下存在火山岩，诸如凝灰岩、砾石和卵石。
沿地铁新线的地层主要是黏土，其间夹有砂、砾石、直径达800mm的孤石，还有大量地下水。
分析了地质资料后，决定在以软黏土为主的地层中采用土压平衡盾构。
它能应对施工中可能遇到的含有巨大孤石的软地层。
地层条件还不是唯一的挑战。
这项工程位于市中心，与许多结构物离得很近。
规划的线路隧道将在离直径4m的污水管仅1.5m、离建筑物基础仅2m、离运营地铁2号、3号线仅3.5m的情况下施工。
此外，隧道还要在某处既有公路桥的2个桥墩之间通过，盾构离桥的桩基仅6m。
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旁 ，布 置 压 电 计 和 其 他量 测 元 件 进 行 监 控 。为 了控 制地 表沉 降 和 振 动
的 风 险 ，对 盾 构 推 进 速 度 、盾 构 前 方 土 压 力 以及 回填 注 浆 压 力进 行 相
应调 整 。
２ 在干 涸的古代湖底进 行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ道
施 工
现 代 墨 西哥 城 建 于 １ ２ ４年 ， ５
未 有 的 大 型 盾 构在 这 里 组 装 和 出 发
（ １ 图 ）。
这 里 曾 经 是 特 克 斯 可 可 湖 心 的一 个
直 径 ｌ ． 的鲁 宾 斯 公 司 土压 岛 屿 。 位 于 墨 西 哥 山 谷 业 已干 涸 的 ０ ２ｍ 平 衡 盾 构 是 在 现 场 进 行 整 体 组 装 的 湖 底 ，地 质 条 件 独 特 。 除 墨 西 哥 城 第１ 台盾 构 。该 盾 构用 来 开挖 墨 西哥 外 ，只 有 日本一 个 著 名 地 区 能 见 到
墨 西哥城地 铁盾构隧道旋 工
（ 乘公 共汽车 ）缩 短Ｎ ２ ｎ ￣ ５ｍｉ 。 １ 道 覆 盖层 约 ｌ ４ｍ。制 定 了一 个 庞 大
１ 工程概述
该 线 路 在 地 下 既有 公 共 设 施 和 的监 测 计 划 ：在 地 表 、地 下 、隧 道
在 墨 西 哥 城 市 中 心 ， 在 １ 新 既 有 城 市 建 筑 物 基 础之 间 通 过 ，穿 内 以及 邻 近 隧 道 线 路 的 重 要 结 构 物 座 大 学 和 多 排 公 寓 楼 之 间 的 艾 尔 米 越 世界上 最 困难 的地 层 。 塔 ・ 兹 塔 帕 拉 帕 大 道 上 ，拉 起 了 伊
这 好 比 是接 收 邮 寄 来 的 装 有 零
部 件 的许 多箱 子 ，把 这 些 零 部 件 组
离 直 径 ４ｍ的 污 水 管 仅 １ ５ｍ 、 离 ． 建 筑 物 基 础 仅 ２ｍ 、 离 运 营 地 铁 ２
号 、３ 线 仅 ３ ５１ 的 情 况 下施 工 。 号 ． Ｉ Ｔ 此 外 ， 隧道 还 要 在 某 处 既 有 公 路 桥 的２ 桥 墩 之 间 通过 ，盾 构 离桥 的桩 个
基 仅６ ｍ。
图１ 墨 西 哥 城 地 铁 采 用 前 所 未有的大型盾构
隧 道 覆 盖 层 浅 ，在 盾 构 出发 地 图２ Ｏ Ｔ 法可节省７ ％ ～８ ％ 的组装 ＦＡ ０ ０ 时间 （ 与在工厂组装相 比） 隧道 覆盖层 仅７ ５Ｉ ，车 站之 问 的隧 ． Ｉ Ｔ
３ 在市 区内组装盾构
采 用 “ 二 首 次 组 装 ” 方 法 １地
ｆ ＯＦＴＡ—— Ｏｎｓ ｔ Ｆｉ ｓ Ｔｉ ｅ ｉｅ ｒｔ ｍ
ｓ ｍｂｙ）在２ 星期 内完 成盾构 组 个 联 邦 地 区地 铁 新 线 的 隧 道 。该 线 路 类 似 的 地 质 。在 长期 不 喷 发 的 火 山 Ａｓｅ ｌ
轴 型 螺 旋 运 输 机 ，再 利 用 皮 带 运 输
机将 其排 走 。
４ 动态设计
鲁 宾 斯 盾 构 设 计 成 能 适 应 地 层 的 变 化 ，它 装 有 能 开 挖 软 地 层 的
图３ 盾构 在工地组装
６ 地层加 固
为 使 隧 道 开 挖 面 处 于 良 好 状
贝 城 轨 交 ３ ０ ＯＮＢＴＳ Ｉ 代 市 遵 通 １ １ ＭＲＲ ＲＩＩ ２ １ Ｄ ＵＮＮ Ｅ Ａ ＡＴｄ
件焊 接 成 型 。 盾 构 的 前 部 、 后 部 与 运 输 机 的 工作 可 以在 ｌｈ以内完 成 。 盾 构 中部 的连 接 采用 “ 接 ” ，以 容 许 把 沉 淀物 装 入 轨 道 上 的车 辆 从 铰
（ 号 地 铁 线 ，长 ２ ，被 称 为 地 区 地 下 存 在 火 山 岩 ， 诸 如 凝 灰 装 。鲁 宾斯公 司开 发 的ＯＦＴＡ方法 表 １ ２ ４ｋｍ “ 线 ” ） 连 接 南 郊 特 拉 霍 克 居 民 岩 、 砾 石 和 卯 石 。沿 地 铁 新 线 的地 明 ，可 以为 施 工 承 包 者节 省 时 间 和 金 区 与墨 西哥 城 。该 线建 成 后 ，它 层 主 要 是 黏 土 ， 其 间 夹 有 砂 、 砾 费 用 ，尤 其 是 对 于 大 直 径 盾 构 。该 石 、直 径达 ８ ０ｍＩ 的孤 石 ，还 有 大 方 法 使 盾 构 最 先 在 工地 、 而 不 是 在 ０ Ｔ ］
量 地下 水 。
工 厂 组 装 。依 靠 正 确 的工 程 管理 和
分 析 了地 质 资料 后 ，决 定 在 以 部 件 配 置 ，与 工 厂 进 行 类 似 的组 装
ＴＡ法 可 以节省 软 黏 土 为 主 的地 层 中采 用 土 压 平 衡 所需 的时 间相 比 ，ＯＦ
盾 构 。它 能应 对 施 工 中 可 能 遇 到 的 ７ ％～８ ％的 时间 （ ） 。 ０ ０ 图２ 含有 巨大 孤石 的软地 层 。 地 层 条 件 还 不 是 唯一 的 挑 战 。 这 项 工 程 位 于 市 中心 ， 与 许 多 结 构 物 离 得 很 近 。规 划 的 线路 隧道 将 在
便 在 曲线 上 灵 活 调 整 方 向 。必 须 指 竖 井运 出。
出 ，盾 构 部 件不 是 直 接 在 混 凝 土垫 孤 石 可 以通 过 第 ｌ 直 径 １２ ０ 级 ０
层 上 ，而 是在 ２ 呈６ 。夹 角的 钢轨 ｍｍ的条 型螺 旋运 输机 处理 ，大 尺寸 根 Ｏ
上 （ 轨 固定 在 垫 层 上 ）组 装 ，在 的 渣 料 进 入 螺 旋 的 中央 从 孤 石 收 集 钢 盾 构 向开 挖 面 推 进 的最 初 阶段 就 是 口排 出 ，液态 沉 淀物 继 续进 入 第２ 级 在钢 轨上 滑动推 进 的。