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土压平衡盾构施工简介
（5）龙门吊
区间配置16T龙门吊一台，45T龙门吊两台，沿管片堆放场、盾构材料堆放场、渣土池及工 作井、出土口之间设置龙门吊轨道梁，用于调运渣土、调运材料分别安装龙门吊供专门使
用，龙门吊轨道基础尽量与车站施工合建，注意与监理沟通龙门吊轨道基础方案报批。
（6）砂浆站
临近始发井口或者出土口设置砂浆站，并配置80T以上水泥罐、砂池、膨润土及水泥堆放场，
4、 盾构机组装应注意的问题 5、 盾构机调试应注意的问题
（三）盾构始发及试掘进
1、负环管片安装 2、洞门密封与洞门破除
3、盾构始发
（四）盾构正常掘进
1、 掘进模式与主要参数控制 2 、掘进方向控制
（五）盾构到达及盾构解体吊出等过程
（六）联络通道施工 （七）洞门施工
（八）盾构施工测量与监测
（一）盾构施工整体筹划（人、机、料、法、环）
构始发定位是否准确关系到盾构机开始掘进时，盾构机的实际中线和设计中线的偏差大小
以及盾构机的掘进姿态是否理想等问题，所以应该给予足够的重视，在整个托架定位放样 过程，包括内业资料计算，都必须有相应的检查和复核，确保定位准确，符合策划要求。
（3）托架的重要作用是：支撑300吨重的盾体，使之保持稳定；为盾构机的井下安装提供平台；
土压平衡盾构施工
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2. 土压平衡盾构机
土压平衡模式（EPB）：用于围岩不稳定或水压高、水量大的地层。掘进时，刀 盘开挖下来的碴土填满泥土仓，借助盾构推进油缸的推力通过隔板进行加压，使之 产生泥土压，这一压力作用于整个作业面，使作业面稳定，同时使刀盘切削下来的 碴土量与螺旋输送机向外输送的卸土量相平衡。 敞开式模式（open）：用于开挖面足够稳定并且涌水能够被控制时。掘进时，由 刀盘切削下来的碴土进入土仓后，不需要进行加压，而是由螺旋输送机直接排出土 仓，使土仓尽量处于排空的状态，以便减轻刀盘转动的阻力。 半敞开模式（semi-open）：用于开挖面具有足够的自稳能力，且水压小于 1.5bar的地层。掘进时不完全靠维持泥土仓的土压力来稳定开挖面，而需要充以压 缩空气来稳定开挖面，施加气压的大小根据不同地层条件确定。
主切削刀配置
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先行刀配置
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2. 土压平衡盾构机
复合刀盘：满足盾构破岩需要，结合地质条件布置滚刀。 滚刀在盾构推进千斤顶和刀盘旋转共同作用下，刀刃滚动切入岩体，切入区
产生裂纹，而轨迹相邻的两滚刀间裂纹达到相接或相近到一定程度，岩石即可 崩裂破碎。破岩能力由垂直力和滚动力组成。
盾构破岩效率与贯入度、转速正相关，针对一定的岩体强度及RQD条件，提 高贯入度与转速将加大盾构额定推力与扭矩，需考虑推力、转速、扭矩等因素。
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土压平衡盾构施工技术
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提纲
1
盾构施工技术工法介绍
7、盾构掘进机的分类
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（1）土压平衡盾构
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（2）复合型土压平衡盾构
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（3）泥水加压盾构
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二、盾构施工技术
1、 施工工艺流程
始发井端头加固
盾构机下井
始发反力架安装
洞门密封圈安装
盾构机就位调试
初始掘进 设备调整 正常掘进
到达掘进 盾构进站、解体吊出
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(6)管片安装
1）管片在预制工厂通过质检后，由专门的平板运输车将其运输 至施工现场临时存放，在施工现场场地粘贴三元乙丙防水橡胶 条并编号。管片由龙门吊吊入井下。洞内采用二节专用平车运 输管片，每节平车可装运3片。安装采用能够左右旋转220°全 自动安装机。拼装形式采用错缝拼装，当盾构向前推进一环管 片长度1.5m时，即可安装一环管片。管片安装前先进行防水处 理，并将管片、连接件备齐，盾尾杂物清理干净，检查管片拼 装机的举重臂等设备运转正常后方可进行管片安装。管片安装 顺序先就位底部管片，再自下而上左右交叉安装，每环相邻管 片控制环面平整度和封口尺寸，最后插入封顶管片成环。 2）管片拼装可采用错缝及通缝拼装，由于错缝比通缝拼装最大 正、负弯矩增加，对应的轴力则减少，单点变形量错缝比通缝 拼装减少。而错缝拼装由于纵向接头引起衬砌圆环的咬合作用， 刚度增强而产生的变形被相邻管片约束，内力加大，空间刚度 加大，衬砌圆环变形量减小，对隧道防水有利。管片拼装采用 先纵后环法，错缝安装管片，错缝方式见下图 ：
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土仓压力：是土压平衡或泥水平衡掘进中最能 体现掌子面稳定状况的一项操作指标，是利用刀 盘的一系列操作（推力、转速及贯入度等）与螺 旋输送机的转速合理匹配来完成的一种动态的平 衡。其数据是通过土仓壁上的土压传感器采集反 馈的。一般以最上方的传感器数据作为控制指标， 在实际土压平衡模式操作过程中，土仓压力设置 宜略高于掌子面的水土压力（理论计算值）。
土压平衡式盾构
土压平衡式盾构
土压平衡式盾构又称之为削土密闭式或泥土加压式盾构，这种盾构技术是在局部气压盾构和泥水加压式盾构的基础上发展起来的。
该盾构前端有一个全断面切削刀盘，在盾构中心或下部有长筒形螺旋运输机的进土口，其出口在密封舱外。
其施工原理为，为了保证施工面的稳定性，在密闭的切削刀盘内部留有一定的泥土，泥土产生部分土压力，用以平衡工作面处，由于原有土体被挖出而产生的主动土压力。
特点
（1）施工过程中基本不使用土体加固等辅助施工措施，节省技术措施费，并对环境无污染；
（2）根据土压变化调整出土和盾构推进速度，易于达到工作面稳定，
减少了地面变形；
（3）对掘进土量和排土量能形成自动控制管理，机械自动化程度高，施工速度快。
工艺流程
施工准备 生产（活动）设施 三通一平 盾构就位 隧道完成
后盾支撑布置 盾构进洞
盾构安装调试 基座安装 盾构基座安置 贯通测量
隧道端头封墙
拆吊盾构 竣工 盾构出洞 出洞（防水）装置
土体加固 盾构推进
测量
轴线控制 盾尾油脂压注 注浆
送浆 拌浆 出土 土厢运出 开启螺旋输送机和出土口
管片拼装 管片运输 成环测量。
土压平衡盾构施工技术
2 开发概要
土压平衡盾构开发的基础是用于粘性地层 中施工的挤压式盾构。
当时，泥水盾构已广泛应用于非粘性的地 层中，但泥水盾构用于粘性地层施工时，泥水 中含有大量的粘土颗粒，必须进行二次分离， 不仅分离系统变得更加复杂，增加了施工成本， 更由于泥浆沉淀池占地面积大，且日本主要城 市的空地有限，设置分离设备较困难。在此基 础上日本IHI公司（石川岛播磨）于1973年开 发了土压平衡盾构。
小
大
低
较低
较高
维护保养
易
易
较复杂
5.3 刀盘支承
刀盘支承方式有3种： 1）中心支承式（适用于中小型直径盾构） 2）中间支承式（适用于中大型直径盾构） 3）周边支承式（适用于小型直径盾构）
5.4 膨润土添加系统及泡沫系统
膨润土添加系统和泡沫系统是盾构掘进的调节媒 介。采用该系统，对于不同和地质条件，通过添加塑 流化改性材料，改善盾构土仓内切削土体的塑流性， 既可实现平衡开挖面水土压力，又能向外顺畅排土， 大大拓宽了土压平衡盾构的适应范围。
数据采集系统“采集、处理、储存、显示、评估出现的 与盾构有关的数据”。采用此系统，可输出环报、日报、 周报等数据；有各种参数的设定、测量、掘进、报警以及 历史曲线和动态曲线。所有采集数据均能保存下来，供日 后分析、判断和参考。
5.11 导向系统 随时掌握与分析盾构在掘进过程的各种参
数，是指导盾构正常掘进不可缺少的条件。VMT导向系统由经纬 仪、ELS靶、后视棱镜、计算机等组成，能连续不断地提供关于 盾构姿态的最新信息。通过适当的转向控制，可将盾构控制在设 计隧道线路允许公差范围内。导向系统的主要基准点是由一个从 激光经纬仪发射出的激光束，经纬仪安装在盾构后方的隧道管片 上。
3）将盾构土仓内的土压值自动与设定土压值进行比 较，随时调整向外排土的速度，控制盾构土仓内实现 连续的动态土压平衡过程，确保盾构连续正常向前掘 进。
土压平衡盾构施工技术简介剖析
当工程埋深深、井外是砂 性土渗透系数大、地下水位高， 要平衡地下水压力较为困难， 则盾构出洞时可采用另一种 “ 外” 封门形式，即在井内 筑一定长度的筒套（采用钢筋 混凝土结构或钢结构），内径 与井壁预留洞口相同，筒套与 井壁连成一体，筒套后端设有 密封装置，在筒套与井壁内面 间用密排竖向钢板桩封闭洞口， 沉井下沉前在井壁洞圈内填粘 土，盾构先进入筒套内。出洞 施工时，逐根拔除钢板桩，每 拔除1根，须及时封住上开口。
工作井一般用沉井法施工，但在建筑密集地区或大型结构 的工作井是采用SMW工法、地下连续墙、钻孔灌注桩建造 的，由于围护结构的不同，洞口的封门形式也不同。
常用的洞门结构形式有以下几种： 外封门形式 内封门形式 特殊封门（井内外封门） 用SMW工法施工洞口封门 用地下连续墙施工洞口封门 用钻孔灌注桩施工洞口封门
压密注浆法
压密注浆是指通过钻孔在土中灌入极浓的浆液，在注浆点使土体 挤密，在注浆管端部附近形成“浆泡” 。
当浆泡的直径较小时，灌浆压力基本上沿钻孔的径向扩展。随着 浆泡尺寸的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动。
经研究证明，向外扩张的浆泡将在土体中引起复杂的径向和切向 应力体系。紧靠浆泡处的土体将遭受严重破坏和剪切，并形成塑性变 形区，在此区内土体的密度可能因扰动而减小；离浆泡较远的土则基 本上发生弹性变形，因而土的密度有明显的增加。
内封门形式
盾构进洞的封门一般采用内封门形式。封门可用型钢组合（有 竖封门及横封门两种形式），固定在井内壁洞口处（在沉井下沉施 工时，洞圈内用粘土填封密实），当盾构最前端离封门50mm时停 止推进施工，拆除封门，尽快将盾构推入井内的接收基座上，并及 时封堵管片与洞圈之间的空隙，防止泥水从间隙处渗漏。
SMW工法（深层搅拌桩＋H型钢）
土压平衡盾构
土压平衡盾构在现代城市建设中，隧道施工技术一直是一个备受关注的话题。
土压平衡盾构作为隧道施工中的重要技术手段，被广泛运用于地铁、隧道、水利工程等领域。
本文将介绍土压平衡盾构的工作原理、施工流程、应用领域以及发展趋势。
工作原理土压平衡盾构是一种通过对盾构机内部进行适当压力控制，使土体在掌握平衡条件下对盾构机的推进方向施加支护压力的施工方法。
其主要工作原理如下：1.土压平衡控制：通过盾构机内设的控制系统，对注入的压浆进行控制，使得盾构机内外的土压力保持平衡，避免挤压或塌陷的发生。
2.推力控制：由盾构机的主推进液压缸提供推力，推动盾构机朝着设计方向推进，同时根据隧道的地质条件，调整推进速度和力度，保证施工安全。
3.土体支护：在盾构机推进的同时，通过盾构机后部的支护系统提供对土体的支撑和加固，防止隧道倒塌。
施工流程土压平衡盾构施工流程一般包括以下几个步骤：1.现场勘察：对隧道工程的地质条件、地下管线等情况进行详细调查和勘察，了解地层情况，为后续施工提供数据支持。
2.盾构机铺设：将盾构机按照设计要求铺设在施工现场，进行机器调试和检验。
3.推进施工：启动盾构机，根据设计要求控制推进速度和土压平衡，逐步推进隧道施工。
4.土体处理：处理盾构机后部土体的排出和支护，防止土体坍塌，同时保护环境。
5.隧道验收：完成隧道的整体施工后，进行验收，确保施工质量和安全。
应用领域土压平衡盾构技术在地铁、铁路、公路、水利等领域均有广泛应用，其主要应用包括：•地铁隧道：土压平衡盾构在地铁隧道的施工中应用广泛，能够适应不同地质条件，提高施工效率和质量。
•水利工程：在水利隧道、排水管道等工程中，土压平衡盾构可以有效应对复杂的地下水文条件，保证施工安全。
•公路隧道：对于公路隧道的施工，土压平衡盾构可以减少交通影响，提高工程质量。
发展趋势随着城市化进程的不断加快，土压平衡盾构技术在隧道施工中将继续发挥重要作用，并呈现出以下几个发展趋势：•智能化：随着技术的不断发展，土压平衡盾构将趋向智能化，实现自动化控制和监测，提高施工效率和安全性。
盾构施工概况
第一节盾构施工概况一．盾构法基本概念盾构法是在地面下暗挖隧道的一种施工方法。
当代城市建筑、公用设施和各种交通日益繁杂，市区明挖隧道施工，对城市生活的干扰问题日趋严重，特别在市区中心遇到隧道埋深较大，地质复杂的情况，若用明挖法建造隧道则很难实现。
在这种条件下采用盾构法对城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道建设具有明显优点。
此外，在建造穿越水域、沼泽地和山地的公路和铁路隧道或水工隧道中，盾构法也往往因它在特定条件下的经济合理性及技术方面的优势而得到采用。
盾构法施工的概貌如图1所示。
构成盾构法施工的主要内容是：先在隧道某段的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。
盾构从竖井或基坑的墙壁开孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的设计孔洞推进。
盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制隧道衬砌结构，再传到竖井或基坑的后靠壁上，盾构是这种施工方法中最主要的独特的施工机具。
它是一个能支承地层压力而又能在地层中推进的圆形或矩形或马蹄形等特殊形状的钢筒结构，在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体的装置，在钢筒中段周圈内面安装顶进所需的千斤顶，钢筒尾部是具有一定空间的壳体，在盾尾内可以拼装一至二环预制的隧道衬砌环。
盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向紧靠盾尾后面的开挖坑道周边与衬砌环外周之间的空隙中压注足够的浆体，以防止隧道及地面下沉。
在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。
使用盾构法，往往需要根据穿越土层的工程地质水文地质特点辅以其他施工技术措施。
主要有：1．疏干掘进土层中地下水的措施；2．稳定地层、防止隧道及地面沉陷的土壤加固措施；3．隧道衬砌的防水堵漏技术；4．配合施工的监测技术；5．气压施工中的劳动防护措施；6．开挖土方的运输及处理方法等。
图1 盾构施工概貌1－盾构；2－盾构千斤顶；3－盾构正面网格；4－出土转盘；5－出土皮带运输机；6－管片拼装机；7－管片；8－压浆泵；9－压浆孔；10－出土机；11－由管片组成的隧道衬砌结构；12－在盾尾空隙的压浆；13－后盾管片；14－竖井。