2011年注册建造师市政工程知识:盾构始发施工技术

　二、盾构始发施工技术

盾构始发是指盾构自始发工作井内盾构基座上开始推进到完成初始段(通常50～lOOm)掘进止，亦可划分为：洞口土体加固段掘进、初始掘进两个阶段。

　　(一)盾构始发特点

　　1.一般后续设备临时设置于地面。在地铁工程中，多利用车站作为始发工作井，后续设备可在车站内设置。

　　2.大部分来自后续设备的油管、电缆、配管等，随着盾构掘进延伸，部分管线必须接长。

　　3.由于通常在始发工作井内拼装临时管片，故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。

　　4.由于始发处于试掘进状态，且施工运输组织与正常掘进不同，因此施工速度受到制约。

　　(二)始发段长度的确定

　　决定始发段长度有两个因素：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力，二是后续台车长度。

　　始发结束后要拆除临时管片、临时支撑和反力架，将后续台车移入隧道内，以便后续正常掘进。由于此后盾构的掘进反力只能由衬砌与周围地层的摩擦阻力承担，因此初始掘进长度L必须符合以下条件。

　　L> F/2trf式中L-从始发井开始的衬砌长度(m);

　　F-盾构千斤顶推力(N);

　　r-衬砌外半径(m);

　　产一注浆后的衬砌与地层的摩擦阻力( N/m2 )。

　　若L大于后续台车长度，则取L为初始掘进长度;若L小于后续台车长度，则可综合权衡利弊后，确定L或后续台车长度为初始掘进长度。 ‘

　　(三)洞口土体加固段掘进技术要点

　　1.盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量满足盾构掘进方向要求。

　　2.安装盾构基座和反力架时，要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。

　　3.由于临时管片(负环管片)的椭圆度直接影响盾构掘进时管片拼装精度，因此安装临时管片时，必须保证其椭圆度，并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位(临时管片安装时通常不形成封闭环，在其上部预留运输通道)变形。

　　4.拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加固，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大，且盾构始发过程中开挖面稳定。

　　5.由于拼装最后一环临时管片(负一环，封闭环)前，盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常为开口环)，因此从盾构进入土层到通过土体加固段前，要慢速掘进，以便减小千斤顶推力，使盾构方向容易控制;盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓(泥水仓)设定压力，出加固段达到预定的设定值。

　　6.通常盾构机盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片(负一环)，并在开口部安装上部轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。

　　7.盾构机盾尾进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。

　　8.加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。

　　(四)初始掘进的主要任务

　　初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等)及地层变形量测量数据，判断土压(泥水压)、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。因此，初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。

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