1、（二）土压式盾构泥土的塑流化改良控制 （1）土压式盾构掘进时，理想地层的土特性： 1）塑性变形好； 2）流塑至软塑状； 3）内摩擦小； 4）渗透性低。 【技巧】实质是软黏土的特性。,（2）改良材料：【2011案例题】 矿物系（如膨润土泥浆）； 界面活性剂系（如泡沫）； 高吸水性树脂系； 水溶性高分子系。 我国目前常用前两类。 （3）塑流化改良控制是土压式盾构施工的最重要要素之一。（另一控制要素是“土压”）,（三）泥水式盾构的泥浆性能控制 1.泥浆作用 （1）依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域，开挖面土体强度提高，同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压，达到了开挖面稳定的目的； （2）泥浆作为输
2、送介质，担负着将所有挖出土砂运送到工作井外的任务。 2.泥浆性能指标 比重（密度）、黏度、含砂率、pH值、过滤特性。,（四）排土量控制 1.土压式盾构出土运输方法与排土量控制 （1）土压式盾构的出土运输方法 轨道运输（或用电瓶车拖着斗车运土）。,（1）土压式盾构的出土运输方法,（2）土压式盾构的排土量控制方法 重量控制； 容积控制（我国目前多用）。,3.泥水式盾构排土量控制 （1）容积控制：对比Q3（实际排土体积）与Q（理论排土体积），当QQ3时，一般表示泥浆流失（泥浆或泥浆中的水渗入土体）；QV3时，一般表示泥浆流失；VV3时，一般表示超挖。,三、管片拼装控制 （一）拼装方法 1.拼装成环方
3、式 （1）错缝拼装：多用。 （2）通缝拼装：纠偏或急曲线施工（缺点：易变性、易渗漏）。,2.拼装顺序由下往上对称进行 一般从下部的标准（A型）管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接（B型）管片，最后安装楔形（K型）管片。,3.盾构千斤顶操作 随管片拼装顺序分别缩回盾构千斤顶。,4.紧固连接螺栓 先紧固环向（管片之间）连接螺栓，后紧固轴向（环与环之间）连接螺栓。,5.楔形管片安装方法 为方便插入楔形管片，可装备能将邻接管片沿径向向外顶出的千斤顶，以增大插入空间。 方法：径向插入型楔形管片；轴向插入型楔形管片。,6.复紧连接螺栓 （1）初紧：一环管片拼装后，利用全部盾构千斤顶均匀施加
4、压力（将新拼环挤向已拼环），充分紧固轴向连接螺栓。 （2）复紧：待推进到千斤顶推力影响不到的位置后，用扭矩扳手等，再一次紧固连接螺栓。,（三）管片拼装误差及其控制 施工中对每环管片的盾尾间隙认真检测，并对隧道线形与盾构方向严格控制。 盾构纠偏应及时连续，过大的偏斜量不能采取一次纠偏的方法。 （四）楔形环的使用 1.曲线掘进； 2.盾构与管片产生干涉趋势。,四、注浆控制 注浆是向管片与围岩之间的空隙注入填充浆液。,盾尾刷的作用： （1）密封：使盾构和管片之间形成密封层，防止地下水、浆液流入盾构机、隧道。 （2）润滑：管片脱出盾尾时，在管片外侧抹一层油脂，减少管片与盾尾间摩擦力。,四、注浆控制 （
5、一）注浆目的 1.及早使衬砌管片环安定； 2.形成有效的防水层； 3.抑制隧道周边地层松弛； 4.防止地层变形。,（二）注浆材料的性能 一般对注浆材料的性能有如下要求： （1）流动性好； （2）注入时不离析； （3）具有均匀的高于地层土压的早期强度； （4）良好的充填性； （5）注入后体积收缩小； （6）阻水性高； （7）适当的黏性，以防止从盾尾漏浆或向开挖面回流； （8）不污染环境。,（三）一次注浆 1.同步注浆 同步注浆是在空隙出现的同时进行注浆、填充空隙的方式。（三种注浆方式中最快的，切口环切土形成空隙就注浆） 2.即时注浆 一环掘进结束后从管片注浆孔注入的方式。,3.后方注浆 掘进数环
6、后从管片注浆孔注入的方式。 一般盾构直径大，或在冲积黏性土和砂质土中掘进，多采用同步注浆；而在自稳性好的软岩中，多采取后方注浆方式。,（四）二次注浆 1.目的：弥补一次注浆缺陷。 2.作用 （1）补足一次注浆未充填的部分； （2）补充由浆体收缩引起的体积减小； （3）以防止周围地层松弛范围扩大为目的的补充。 3.浆液种类 以上述（1）、（2）为目的的二次注浆，多采用与一次注浆相同的浆液；若以（3）为目的，多采用化学浆液（水玻璃等）。,（五）注浆量与注浆压力 注浆控制：（1）压力控制；（2）注浆量控制。 一般仅采用一种控制方法都不充分，应同时进行压力和注浆量控制。 注浆量与注浆压力要经过一定的反
7、复试验，确认注浆效果、对周围地层和建（构）筑物的影响等。,五、隧道的线形控制 线形控制的主要任务是通过控制盾构姿态（盾构姿态通过测量控制），使构建的衬砌结构几何中心线线形顺滑，且位于偏离设计中心线的容许误差范围内。【2012单选题】,（一）掘进控制测量 对盾构及衬砌的位置进行测量。 测量项目包括：盾构的位置、倾角、偏转角、转角及盾构千斤顶行程、盾尾间隙和衬砌置等。 （二）方向控制 掘进过程中，主要对盾构倾斜及其位置以及拼装管片的位置进行控制。,纠偏方法： （1）盾构方向（偏转角和倾角）修正 调整盾构千斤顶使用数量； 采用仿形刀向调整方向超挖（若向左偏，向右超挖）：对硬地层或曲线掘进，要进行大的
8、方向修正的场合。 （2）盾构转角修正 采取刀盘向盾构偏转同一方向。,盾构法施工地层变形控制措施 一、近接施工与近接施工管理 （1）新建盾构隧道穿越或邻近既有地下管线、交通设施、建（构）筑物的施工被称为近接施工。（即隧道周围靠近障碍物；近接施工对测量要求高）,（2）近接施工管理 1）首先，应详细调查；其次，制定专项施工方案；最后，施工过程中通过监控量测反馈指导施工而确保既有结构物安全。 【注意】与明挖基坑管线构筑物调查方案相同。,二、地层变形与既有结构物变位及变形 （一）地层变形原因条件因素直接原因 （1）条件因素 覆土厚度、盾构直径、隧道线形、衬砌背后间隙、衬砌种类等。,（2）直接原因（盾构掘
9、进引发） 1）地层应力释放产生的弹塑性变形，导致地层反力降低； 2）土压增大产生的压缩变形，导致垂直土压增大或地层反力降低； 3）附加土压产生的弹塑性变形，导致作用土压增大； 4）伴随土的物理性能变化产生的弹塑性变形以及徐变变形，导致地层承载能力降低。,二、地层变形与既有结构物变位及变形 （一）地层变形机理,三、盾构掘进地层变形控制措施 （一）前期沉降控制 （1）前期沉降控制的关键是保持地下水压。 （二）开挖面前沉降（隆起）控制 （1）开挖面前沉降（隆起）控制的主要措施是土压（泥水压）管理，真正实现土压（泥水压）平衡（即PminPPmax）。,（三）通过时沉降（隆起）控制 （1）控制好盾构姿态
10、，避免不必要的纠偏作业。 纠偏原则：“勤纠、少纠、适度”。 （2）注浆减阻。 （四）尾部空隙沉降（隆起）控制 尾部空隙沉降（隆起）控制的关键是采用适宜的衬砌背后注浆措施。 （五）后续沉降控制 （1）作业时尽可能减小对地层的扰动。 （2）向特定部位地层内注浆。,四、既有结构物保护措施,（一）盾构施工措施 控制地层变形，同时减少对地层的扰动。 （二）对既有结构物采取的措施 1.结构物加固； 2.下部基础加固； 3.基础托换。,（三）新建隧道与既有结构物之间采取的措施 1.盾构隧道周围地层加固 2.既有结构物基础地层加固 1、2方法：注浆加固、高压（喷射）搅拌等。 3.隔断盾构掘进地层应力与变形 方
11、法：在盾构隧道与结构物之间施作隔断桩高压旋喷桩、钢管桩、柱桩、连续墙等。,盾构法隧道施工质量检查与验收 一、钢筋混凝土管片制作质量控制要点 （一）制作过程质量控制 1.模具 （1）模具安装符合要求后进行试生产，在试生产的管片中，随机抽取3环进行水平拼装检验，合格后方可正式生产。,（2）合模前清理模具各部位，脱模剂涂刷应薄而均匀，无积聚、流淌现象；螺栓孔预埋件、中心吊装孔预埋件和模具接触面应密封良好；钢筋骨架和预埋件严禁接触脱模剂（否则与混凝土的黏结力下降）。 （3）管片模具周转100次必须进行检验。,2.钢筋及骨架制作与安装质量要求 （1）混凝土浇筑前，进行钢筋隐蔽工程验收。 3.混凝土浇筑
12、（1）应连续浇筑，浇筑时不得扰动预埋件； （2）浇筑成型后，初凝前再次进行压面。,4.混凝土养护 （1）混凝土浇筑成型后至开模前，应覆盖保湿，可采用蒸汽养护或自然养护； （2）采用蒸汽养护时，应经试验确定养护制度，并监测温度变化做好记录。,5.管片质量控制 （1）强度和抗渗等级符合设计要求； （2）不应存在露筋、孔洞、疏松、夹渣、有害裂缝、缺棱掉角、飞边等缺陷，麻面面积不大于管片面积的5%；,（3）日生产每15环（注意：不是15块）应抽取1块管片进行检验； （4）每生产200环后应进行水平拼装检验1次。,6.管片贮存与运输 （1）可采用内弧面向上或单片侧立的方式码放，每层管片之间正确设置垫木，
13、码放高度应经计算确定。 （2）管片运输应采取适当的防护措施。,二、管片拼装质量控制 （一）管片拼装质量验收标准 （1）钢筋混凝土管片不得有内外贯穿裂缝和宽度大于0.2mm的裂缝及混凝土剥落现象。 （2）螺栓质量及拧紧度必须符合设计要求。 （3）当钢筋混凝土管片表面出现缺棱掉角、混凝土剥落、大于0.2mm宽的裂缝或贯穿性裂缝等缺陷时，必须进行修补。,（二）隧道防水质量控制要点 （1）隧道防水以管片自防水为基础（即管片应用防水混凝土），接缝防水为重点，并应对特殊部位进行防水处理。 （2）特殊部位的防水： 1）采用注浆孔进行注浆时，注浆结束后应对注浆孔进行密封防水处理。,盾构法施工安全措施 一、盾构
14、机组装、调试、解体与吊装 盾构机的组装、调试、解体与吊装是盾构施工安全控制重点之一，要制定专项施工方案。这项工作的安全控制重点是人员安全与设备安全。,一、盾构机组装、调试、解体与吊装,一、盾构机组装、调试、解体与吊装 （1）确认起重机支腿处支撑点的承载能力满足最大起重量要求，并确认起重机吊装时工作井的围护结构安全。 （2）起重机吊装过程中，要随时监测工作井围护结构的变形情况。 （3）采取措施严防重物、操作人员坠落。 （4）使用电、气焊作业时，严防火灾发生。,二、盾构始发与接收 （1）拆除洞口临时围护结构前，必须确认洞口土体加固效果，以确保拆除后洞口土体稳定。（加固效果不好要补注浆）,（2）施作好洞口密封，并设置注浆孔，作为洞口防水堵漏的应急措施，以防止盾构始发期间土砂随地下水从衬砌外围与洞体之间的间隙涌入工作井。 【归纳】防土、防水、防坍塌。,五、特殊地段及特殊地质条件下掘进 （1）在以下特殊地段和特殊地质条件施工时，必须采取施工措施确保施工安全 1）覆土厚度不大于盾构直径的浅覆土层地段； 2）小曲线半径地段； 3）大坡度地段； 4）地下管线地段和地下障碍物地段；,5）建（构）筑物地段； 6）平行盾构隧道净间距小于盾构直径70%的小净距地段； 7）江河地段； 8）地质条件复杂（软硬不均互层）地段和砂卵石地段。,
