浅谈盾构下穿建筑物掘进参数控制

盾构下穿建筑物技术交底

布吉站~百鸽笼站区间 盾构下穿建筑物施工技术交底 一、工程概况 布?百区间隧道下穿越金鑫实业有限公司厂房、布吉永盛钟表厂、华年华美工业区集体宿舍等9栋建筑物。 区间过建筑物里程、对应环号及洞身地质情况详见下表 、掘进参数选择

、盾构施工下穿建筑注意事项 1、掘进过程中适当加大同步注浆压力及注浆量，每一环管片注浆量在6?8斥，1、4#注浆压力1.5?2.5Bar , 2、3#注浆压力2?3Bar，根据实际情况调整同步注浆浆液配合比，提高浆液的和易性和可泵性，缩短浆液凝固时间，及时有效地填满管片与围攻岩间的建筑空隙，防止地表下沉。注浆系统发生故障、注浆管发生堵塞时应停止掘进，待维修正常后方可继续掘进。盾构机停止掘进时严禁进行同步注浆，避免建筑物隆起。 2、在盾构掘进过程中要严格控制出土量，做到进尺与出土量保持均衡，并填写好 出土控制表，如发现一环出土量超过65m3或掘进过程中进尺与出土量保持不均衡，且初步估计是因刀盘位置土体塌方所致，应立即停止出土，继续往前掘进（此时总推力根据实际情况可调整至1000t,但各个控制按钮必须均匀增加）至顶部压力表显示为1.2bar 以上后停止掘进，并及时通知工程部及其它相关部门和领导，工程部立即派人到掌子 面里程对应的地表巡查，同时现场土木值班人员对渣样进行取样和分析，并取好渣样到地面供相关领导和部门分析。领导和相关部门结合渣样分析、设计院提供地质情况、地表建筑物沉降情况最后决定是否继续往前掘进，盾构操作手或机长不得擅自作主。 3、推进过程应保持盾构机有良好的姿态，严禁姿态的急剧起伏，水平和高程偏差 控制在土50mm以内。减小盾构机上下千斤顶压力差，上下千斤顶压力差控制在60Bar 以内。 4、根据地表监控量测数值，如发现管片在脱出盾尾后，地表沉降幅度较大（10mm v 沉降值v 20mm时对管片进行二次补注浆，以控制地表继续沉降，二次注浆采用双液浆。

盾构下穿建筑物专项施工方案

盾构隧道下穿建筑物专项方案 一、编制依据 1、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程18标南洲站?沥滘站区 间平纵断面及洞门设计布置图； 2、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段18 标工程南洲站?中间风井建筑物调查报告； 3、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段18 标工程南洲站?中间风井区间盾构推进监测方案； 4、《地下铁道工程施工及验收规范》 (GB 50299-1 999)(2003 年版)； 5、《盾构法隧道施工与验收规范》 (GB 50446-2008) 6、《建筑地基基础设计规范》 (GB 50007-2011) 二、工程概况 2.1 工程简介珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段南洲站?沥滘站区间(简称“南沥区间”)位于广州市海珠区。本次设计起点为南洲站，终点为沥滘站。 根据广东广佛轨道交通有限公司穗铁广佛建会【2012】68 号会议纪要，盾构从南洲站始发，中间风井吊出；再根据拆迁情况而实施从沥滘站始发，中间风井吊出。起点为南洲客运站、向东南方延伸，途经南环立交、沥滘水道，进入沥滘村。区间沿线地形平坦，地面高程为7.87?10.32m,沥滘村沿线密布建筑物群。 盾构区间上方主要有南环高速公路等构筑物；沿线两边主要有南洲大酒店 (A7)、大量居民房等建筑物。 工程由两台①6250海瑞克复合式土压平衡盾构机进行施工。先后施工上行线和下行线隧道，盾构从南洲站东端头下井始发，掘进至中间风井吊出。 本区间隧道由上、下行线两条隧道构成，区间最大覆土厚约32.2 米，最小覆土9.5 米。区间最小曲线半径为350 米，线间距约12.5 米。线路纵坡设计为双向坡，最大坡度为29%°。 本区间穿越海珠区南洲街三滘经济社、南洲二手车市场，穿越土层主要为<3-1> 冲洪积层—砂层、<3-2>冲洪积层—砂层、<4-1 >冲洪积层—粉质粘土、<4-2> 河湖相沉积层一淤泥质土、＜5-1＞可塑状残积层一粉质粘土、＜5-2＞硬塑状残积层—粉质粘土、＜6

盾构掘进主要参数计算方式

目录 1、纵坡 (1) 2、土压平衡盾构施工土压力的设置方法 (1) 2.1深埋隧道土压计算 (3) 2.2浅埋隧道的土压计算 (3) 2.2.1主动土压力与被动土压力 (3) 2.2.2主动土压力与被动土压力计算： (4) 2.3地下水压力计算 (4) 2.4案例题 (5) 2.4.1施工实例1 (5) 2.4.2施工实例2 (7) 3、盾构推力计算 (9) 4、盾构的扭矩计算 (9) 1、纵坡 隧道纵坡：隧道底板两点间数值距离除以水平距离 如图所示：隧道纵坡=（200-100）/500=2‰ 注：规范要求长达隧道最小纵坡>=0.3%,最大纵坡=<3.0% 2、土压平衡盾构施工土压力的设置方法 根据上述对地层土压力、水压力的计算原理分析，笔者总结出在土压平衡盾构的施工过程中，土仓内的土压力设置方法为：

a、根据隧道所处的位置以及隧道的埋深情况，对隧道进行分类，判断出隧道是属于深埋隧道还是浅埋隧道（一般来说埋深在2倍洞径以下时，算作是浅埋段，2倍以上算深埋)； b、根据判断的隧道类型初步计算出地层的竖向压力； c、根据隧道所处的地层以及隧道周边地地表环境状况的复杂程度，计算水平侧向力； d、根据隧道所处的地层以及施工状态，确定地层水压力； e、根据不同的施工环境、施工条件及施工经验，考虑0.010～0.020Mpa 的压力值作为调整值来修正施工土压力； f、根据确定的水平侧向力、地层的水压力以及施工土压力调整值得出初步的盾构施工土仓压力设定值为： σ初步设定=σ水平侧向力＋σ水压力＋σ调整 式中， σ初步设定－初步确定的盾构土仓土压力； σ水平侧向力－水平侧向力； σ水压力－地层水压力； σ调整－－修正施工土压力。 g、根据经验值和半经验公式进一步对初步设定的土压进行验证比较，无误时应用施工之中； h、根据地表的沉降监测结果，对施工土压力进行及时调整，得出比较合理的施工土压力值。

盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究-本科毕业论文

盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究-本科毕业论文

中国矿业大学（北京） 本科生毕业设计（论文） 中文题目：盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究 英文题目：Research on Subsidence Analysis and the Relevant Encountering Measures for TBM undergoing the Buildings 姓名：学号： 学院： 专业：班级： 指导教师：职称： 完成日期： 2012 年 05 月 31 日

中国矿业大学（北京）本科生毕业论文任务书 学院专业 班级学生姓名 任务下达日期：2012年1月18日 完成日期：2012年5月31日 题目：盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究 专题题目： 主要内容和要求： 1、盾构工法的发展和应用： ①盾构工法发展概况。 ②盾构工法在中国的应用。 2、盾构施工沉降问题的提出： ①阐述对盾构施工沉降的认识。 ②国内外盾构施工沉降分析及控制技术研究现状。 3、对盾构下穿建筑物沉降问题的认识： ①简述盾构下穿建筑物的安全风险。 ②对盾构下穿建筑物沉降规律进行分析与归纳。 4、盾构施工引起建筑物沉降控制技术分析： ①分析盾构施工引起建筑物沉降的主要影响因素。

②阐述控制建筑物沉降的方法及其适用条件和优缺点。 ③工程实例分析与研究。 5、结论和展望： ①谈谈自己对盾构下穿建筑物的理解，通过研究人们对盾构下穿建筑物沉降的分析、控制和处理方法得出自己的结论以及对今后发展趋势的展望。 ②对完善盾构下穿建筑物沉降控制方法以保证施工安全，提出自己一家之言。

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盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术

盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术 文章摘要： 盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术摘要：随着近几年地下工程建设的不断发展,盾构施工技术已越来越成熟,特别是在城市轨道交通建设中更显示出其优越性。但是,对于盾构施工过程中穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的施工还缺少相应的工程实例,经验相对也较少。近年来,我国城市轨道交通建设发展迅速,但是面临着越来越复杂的周边环境和施工条件,因此研究和制定相应的施工技术和应对措施十分必要。文章针对盾构施工穿越城市内河、下穿既有隧道以及湖底施工、下穿古城墙等工程实例进行分析研究,提出了针对类似情况的应对技术措施。 1 引言 随着国民经济的发展和城镇化建设的加速,国内城市轨道交通建设发展也越来越迅速。在轨道交通建设中,盾构工法由于其优越性在国内的应用越来越多。为了使轨道交通尽快形成网络达到预期的规模效应,轨道交通的建设也在加速。随着初期单条线的建成,后续线路建设的难度会越来越大。同时,伴随城市规划建设,特别是通常伴随地铁建设的沿线开发的增多,工程建设所面临的是越来越复杂的周边环境,穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的情况也越来越多。工程施工时既需要对既有建(构)筑物进行保护,又要确保工程本身的安全性和进展顺利,因此对不同的情况采用相应的应对技术十分必要。本文以南京地铁施工中已成功完成的盾构施工穿越障碍物的几个实例为基础,研究分析相应的应对技术。 2 下穿既有河流 2.1 工程实例 金川河宽10.4m,河堤深4m, 水深1.3m,为污水河。盾构隧道与 该河近正交下穿通过,盾构机与 河床底净间距6.2m。该段 地质情况自上而下分别是:② -1d3-4粉细砂(3.5m)、②-2c2-3 粉土(约6.0m)、②-2b4淤泥质粉 质粘土(约3m)、③-2-1b2粉质粘 土(4m)、③-3-1(a+b)1-2粉质粘 土(约 4.7m)。隧道主要在② -2c2-3粉土、②-2b4淤泥质粉质 粘土(上部)和③-2-1b2粉质粘土 (下部)地层中穿过(图1)。 该工程盾构机于2002年5月 9日~2002年5月10日和2002年 12月28日~2002年12月29日分 别在下行线和上行线顺利通过金 川河,沉降监测结果良好,没有采 用应急预案。但是在下行线掘进

第3讲 盾构掘进及参数控制

盾构施工关键 技术讲座之三 盾构掘进及参数控制 讲座人：张厚美 讲座人张厚美 广州市盾建地下工程有限公司 2011722 2011---

本节主要内容： 3.1 盾构掘进模式 3.2 掘进参数的设定 3.3 土仓渣土改良 3.4 盾构掘进时效分析 16:32广州盾建2

3.1 盾构掘进模式 盾构机的掘进模式有土压平衡模式、敞开模式、土压与气压混合（半敞开）模式等三种模式。 敞开模式：适用于自稳、地下水少的岩层。 半敞开模式：适用于具有一定自稳能力和地下水 压力不太高的地层。 土压平衡模式： 适用于不能自稳的软土和富水地层。 11:25广州盾建3

323.2 掘进参数的设定 (1) 土仓压力P1 土仓压力P1按深埋隧道与浅埋隧道两种情况进行计算。当隧道埋深H<2D 时，为浅埋隧道；否则，为深埋隧道。 在浅埋隧道中上覆水土产生的压力全部作用 ①在浅埋隧道中，上覆水土产生的压力全部作用于开挖面。一般取刀盘中心处的水土压力为准，按式计算按下式计算： 11:25 广州盾建4

(1)(1) 土仓压力P1计算 P1=k0×γ×h ； 式中：P1P1——k0k0———式中土仓压力；0侧压力系数；γ土的容重；D —为盾构外径。可按参考值选取砂土的 侧压力系数ko 可按参考值选取；砂土的ko 值为0.35～0.45；粘性土的ko 值为0.5～0.7，也可利半经验公式 用半经验公式： ko ko=1=1--sin a 其中a 为土的有效内摩擦角，一般为12°～25° 11:25 广州盾建5

土仓压力P1计算示意图 ±0.00 h 盾构机 D 隧道外径6.0 盾构外径φ6.25 11:25广州盾建—6—

地铁盾构隧道下穿建筑物沉降规律分析

地铁盾构隧道下穿建筑物沉降规律分析 摘要:通过对成都地铁盾构隧道穿越建筑物引起的地表沉降进行动态监测与分析，得出了盾构地铁隧道在穿越建筑物时沉降发生时间及影响范围，并初步制定了用于指导施工的监测数据库，以便为今后类似工程提供参考。 关键词:成都地铁2 号线; 盾构隧道; 穿越; 地面建筑物; 沉降监测 1 ．引言 随着国家、城市的经济发展，地铁成为交通繁忙、人口密集城市的重要交通工具。在地铁盾构隧道施工期间，不可避免地要近距离地下穿地面建筑物，在穿越期间，由于地层受扰动、超挖引起的地层损失及应力改变等原因都可能造成地面建筑物出现沉降、位移，从而引起建筑物出现裂缝、倾斜甚至倒塌，给人民的财产、安全带来威胁。为掌握盾构施工过程中地面建筑物的状态，在实施加固、保护等施工措施的同时，必须对地面建筑物进行监测，并将监测数据及时反馈到施工中，确保施工安全。本文对成都地铁盾构隧道某栋建筑物的监测成果进行研究分析，以便为今后类似工程提供参考。 2 ．工程及地质概况 本工程为成都地铁线2 号线羊西二环路站～白果林站，在里程YCK26 + 332 ～YCK26 + 832 段穿越密集居民建筑群。盾构隧道埋深约14 米，地面建筑物为金琴路南段二巷2 号楼，主体上部为砖混7 层，下部为预制桩基础，基底约2．5m 中砂。 该隧道地处川西平原岷江I 级阶地，为侵蚀～堆积阶地地貌，地形平坦。隧道穿越地层主要为砂卵石层，局部夹中砂。第四系孔隙水是段内地下水的主要存在形式，主要赋存于各个时期沉积的卵石土及砂层中，土体透水性强、渗透系数大，水量丰富。场地内地质构造条件简单，未发现有断裂通过，无不良地质作用，在VII度地震作用下，不具备产生滑坡、崩塌、陷落等地震地质灾害的条件，环境工程地质条件较简单。综合判定，本工程场地稳定。 3 ．监测方案设计 尽管盾构法施工隧道具有对周围环境影响小、掘进速度快、机械化程度高、施工安全等特点，但仍不可避免地引起地表以及地表建筑物沉降。因此在研究盾构隧道对建筑物沉降的影响，布设了建筑物沉降监测点，用以观测建筑物下沉量，判定建筑物的安全性，以便采取相应的保护措施。 3 ．1 测点布置 建筑物沉降监测点位布设在建( 构) 筑物四角的结构柱、建筑物基础分界点( 基础沉降缝) 布设沉降观测点10 个监测点位，见图1。

复杂条件下的大直径泥水盾构掘进参数控制

万方数据

万方数据

构转向困难，应该更换边滚刀和周边刮刀。隧道最小转弯半径５５０ｎｌ，如通过以上步骤还不能转向，就需要使用仿型刀，设定开挖角度范围，增大开挖面直径辅助盾构转向。 图１掘进方向控制 Ｆｉｇ．１Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ ２．３同步注浆量及压力的控制 在掘进过程中，控制好同步注浆量及注浆压力，及时填充掘进留下的空隙，保证管片的稳定性，提高隧道的防水性能，是控制地面沉降的必要手段。盾构机同步注浆系统有６根注浆管，圆周方向分布在盾构机尾盾上，注浆量根据开挖直径、管片外径计算出理论注入量。实际则需根据地层特点、盾构姿态等来控制，基本原则是注入量不小于理论注入量，确保顶部两根管路的注入量。注浆压力通常大于同等水平位置开挖舱泥水压力０．０２～０．０３ＭＰａ，压力低则注入量不够，过高会损坏盾尾密封刷或通过地层空隙进入开挖仓。因砂浆凝固会导致注浆管路堵塞，因此每掘进１环，在掘进的最后２０ｃｍ就停止注浆。在盾构机完成掘进拼装管片时，每隔４５—７５ｒａｉｎ注一次，每次每根管注入０．０１一Ｏ．０２ｍ３。盾构掘进时也应留意注浆量，如遇到松散砂卵石地层或有地下空洞等导致注入量增加时应放慢掘进速度以保证填充密实。因盾构自重，砂浆会向下流，一般盾构上部注浆量要占到总注入量的一半以上，只有保证顶部注入量，才能最大限度地减少地表沉降。 ２．４盾尾密封油脂系统 盾尾密封有３道，前、中、后，每一道的压力设定非常重要，假如设定压力过小，油脂注入量少，盾尾密封刷易损坏出现漏浆涌水现象。压力过大，油脂消耗量增大，造成经济损失。３道密封的压力设定以开挖仓土压力及注浆压力为依据，最外层压力应比开挖仓底部压力高约０．１ＭＰａ，中层取开挖仓底部压力或等于外层设定压力，内层则比中间层压力减少０．１ＭＰａ或与之相同，压力设定完毕后还应统计油脂消耗，并适当调整注脂泵的压力。经计算，每掘进１环，盾尾油脂理论消耗量在１００～１１０ｋｇ（视掘进时间而定），可以依据该值调整注脂泵压力保证注入量即可…。 ２．５泥水循环系统的控制 根据目前掘进距离统计，盾构机停止掘进８０％的原因来自泥水循环系统，包括泵站停机、管路破损、泵及管路堵塞、泥水处理设备故障等（见图２）。 图２泥水循环控制系统 Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｓｌｕｒｒｙｃｙｃｌｅ ２０１０年第１２卷第１２期６７万方数据

盾构掘进参数的意义与相互关系

第3—4 周工作报告 曾凡宇 一、工作概述 （一）工程现阶段进展香港路土体加固，赵家条站盾构始发工作，惠济路与赵家条段收尾段推进与 接受准备工作。 （二）主要工作内容 了解盾构推进各参数之间的关系，探讨工程实际中出现的问题与盾构参数的选定之间的因果关系。分析统计数据并与相关论文做对比，观察盾构出洞过程。 下文将所见所得分类逐一叙述。 二、盾构掘进参数的意义与相互关系 （一）盾构掘进各参数的概念 1.掘进参数的选择依据地质情况判断，盾构机当前状态，地面监测结果反馈，盾构机姿态。 2.掘进 （1）推进油缸的压力：控制盾构机前进和转向。 （2）推进油缸的行程：指油缸伸出的伸长量。 （3）速度：即掘进速度，以总推力和刀盘扭矩为参考量。 （4）总推力：推进油缸的总推力。 （5）出土量：43 方，可由盾构机开挖直径得出。 2.刀盘 （1）转速与扭矩：正常情况转速参考扭矩。 3.环流（略） 4.土舱压力

其设定应由工程师决定，有以下两个原则：密封土舱内的土压力应可以维持刀盘前方开挖面的稳定，不致于因土压偏低造成土体塌陷、地下水流失；也不致于因

土压偏高造成土体表面隆起、 地表建筑设施破坏等。 密封土舱内的土压力应尽可 能低，以降低掘进扭矩和推力，提高掘进速度，降低土体对刀具的磨损，最大限 度地降低掘进成本 （2）调整：若压力大时可以采取以下几个措施来降低压力：加快螺旋输送机的 转速，增加出渣速度，降低渣仓内渣土的高度；适当降低推进油缸的推力； 降低泡沫和空气的注入量， 适当的排出一定量的空气或水。 若压力小时可以采取 相反措施。 （二）统计分析 1. 扭矩与总推力的统计关系表 图1 图2 分析：

地铁盾构隧道下穿建筑物的安全性分析

地铁盾构隧道下穿建筑物的安全性分析 李茂文，胡辉 （南昌城市规划设计研究总院，江西南昌330038） 摘要：本文以深圳地铁5号线翻身 灵芝盾构区间隧道下穿碧海花园小区建筑物施工为工程依托，运用有限差分程序FLAC3D模拟盾构隧道开挖的全过程，对施工产生的管片内力变化、地表沉降以及桩基的变形进行了预测分析。计算结果表明，只要能够正确合理的施工，采用土压平衡盾构施工，安全顺利地穿越建筑物是可行的。 关键词：盾构隧道下穿建筑物地表沉降桩基沉降数值模拟 有限差分法由于具有能够适应复杂边界、非均质、非线性本构模型，分析结果全面详细等优点，被广泛用来模拟盾构隧道施工对环境的影响的分析。本文以深圳地铁5号线翻身 灵芝盾构区间隧道下穿碧海花园小区施工掘进为工程依托，运用有限差分程序FLAC3D模拟盾构隧道开挖过程，对施工产生的管片内力变化、地表沉降以及桥梁桩基变形进行预测分析。1工程概况 深圳地铁5号线翻身至灵芝盾构区间隧道管片设计外径为6m，内径为5．4m，管片厚度为30cm。地铁右线隧道穿越碧海花园2层和8层的砼框架楼房。碧海花园桩基采用柱下独立基础，承台下桩基采用Φ480沉管灌注桩，有效桩长17m。该建筑物桩基与隧道拱顶最近距离为1．14m，断面埋深20．5m，地下水位埋深为3．2m，隧道位于砾质粘性土、全风化花岗岩及强风化花岗岩三种不同硬度的地层中，局部有硬岩突起，突起硬岩裂隙发育，地质条件复杂。 2盾构掘进数值模拟分析 2．1材料特性 （1）土体材料 目前，在土工计算中广泛采用的各向同性模型有两大类，一类是弹性非线性模型，另一类是弹塑性模型，两者都反映了土的非线性应力—应变关系特性。本文土体采用弹塑性本构关系，屈服准则为直线性Mohr－Coulomb准则。 （2）注浆材料和管片衬砌材料 注浆材料和衬砌单元在模拟过程中也采用适合混凝土材料的弹塑性模型。注浆材料的强度会随着时间的推移而增加，此时取其长期固化注浆材料，其弹性模量取400Mpa［4］，管片衬砌采用C50钢筋混凝土，弹性模量为35GPa。 2．2实体模型建立 计算采用有限差分程序FLAC3D建立三维模型，横向取40m，向上取至地表，向下取隧道中心以下15m，沿隧道长度方向取40m。左、右、前、后边界施加水平方向约束，底面限制垂直位移，顶面为自由面。初始应力只考虑自重应力场的影响。地层、管片、注浆浆液均视为理想弹塑性材料，服从Mohr—Coulomb屈服准则；管片和同步注浆浆液均采用壳单元；地层和桩基则采用实体单元模拟。计算模型如图2，模型共有148192个单元，154755个节点。盾构机长7．5m，盾构外径6．25m，管片宽l．5m，厚300mm，盾尾间隙厚75mm。盾构隧道与桥梁桩基的位置关系如图2所示 。 图1 三维计算模型图 图2盾构隧道与建筑桩基的位置关系图 根据地质勘察资料，该段地质分层从上而下分别为：3m的素填土、6m的砾砂、10．5m的砾质粘性土、2．5m的全风化花岗岩及16m的强风化花岗岩。各土层的物理力学参数见表1。3数值模拟计算结果分析 3．1应力分布分析 盾构推进15m、30m和40m时最大主应力云图如图3、4和5所示。从图中可以看出，随着盾构的不断推进，已开挖的隧道衬砌的最大主应力增大，当隧道开挖到40m时，拱腰靠底部位置的最大值主应力值达到2．3MPa，最小值出现在隧道拱顶的位置，最小主应力在拱顶的位置，其值达到－6．7MPa，均远远小于盾构管片的设计强度，因此，盾构管片所受到的内力不足以使管片结果产生破坏，管片结构仍有较大的安全富余量。 · 402 · 2012年第6期（总第123期）江西建材交通工程

掘进参数及盾构姿态

掘进参数及盾构姿态 盾构开挖过程中，掘进参数及盾构姿态是主要的控制项目，而这两方面又是相互影响的。掘进参数是手段，盾构姿态是目的。掘进参数决定了盾构姿态的发展趋势，盾构姿态又决定掘进参数的选择，二者相辅相成，共同促进盾构施工的质量。 一、掘进参数 小松TM632PMX盾构机属于土压平衡盾构机，主要由刀盘及刀盘驱动、盾壳、螺旋输送机、皮带输送机、管片安装机、推进油缸、同步注浆系统等组成（盾构机主体）。根据盾构机的组成，掘进参数主要有以下几方面。 1、土压 土压力主要由水压以及土体压力组成（还有渗透力的作用）。掘进中一般按照土体埋深考虑静水压力以及适当考虑土体压力，但都应根据具体地质考虑计算土压。实际掘进中的土压除考虑静水压力以及理论的土体压力外，应根据计算土压以及实际出土量以及地面沉降综合考虑。实际各种地层土压还应考虑地面建筑物状况以及隧道上方管线布置，通常，对于各种含水或富含水砂层并且地面有建筑物状况，土压应考虑高于隧道埋深静水压力并能够产生隆起以应对后期沉降；对于需要进行半仓气压掘进地层，土压也需高于隧道埋深的静水压力以保证正常出土量；对于弱含水地层，土压不必完全按照埋深静水压力考虑，可以根据出土量及地面沉降进行适当增减；对于富含粘粒质地层，即考虑半仓气压掘进但并非欠土压，以免刀盘粘结。 2、总推力 正常掘进推力由刀盘切削土体的推力，土仓压力对盾体的阻力，盾体与土体的摩擦力以及后配套拉力组成。在始发进洞阶段，由于盾构进入加固区时，正面土体强度较大，往往造成推进油压过高，加大了钢支撑承受的荷载，为了防止盾构后靠支撑及变形过大，必须严格控制盾构推力的大小。把盾构总推力控制在允许范围内，避免因盾构总推力过大，造成后靠变形过大或破坏，导致管片位移。在正常施工阶段，可适当加大推力，可以避免过多沉降（边推边注浆）。 3、掘进刀盘扭矩 刀盘扭矩指盾构机掘进过程中刀盘切削土体时需要刀盘驱动系统提供的作用力，刀盘扭矩由土体切削扭矩，土体搅拌需要的扭矩组成。影响刀盘扭矩变化的因素有：掘进速度；地质因素；渣土改良状况；刀具状况；刀盘状况。当掘进速度快时，刀盘对土体切削量增加，扭矩增加；当地层地质发生变化时，刀盘切削土体需要的切削力变化时，扭矩也会相应增大；当渣土改良效果发生变化时，如果土仓内渣土流动性变差，刀盘搅拌力矩增大；如果刀盘与掌子面之间渣土流动性变差时，刀盘与掌子面间摩擦力变化，刀盘扭矩也会发生明显变化；粘性土挤压粘结成泥饼，也会增加刀盘扭矩。 4、推进速度 盾构机单位转速内推进的长度为贯入度，单位时间内推进的长度为推进速度。在软土地层掘进时，盾构机推进速度应该是越快越好（可以减少土层的损失），较快的推进速度能够有效控制渣土出土量。当盾构机推进速度出现忽快忽慢周期性变化时，应考虑刀盘出现泥饼或中心部位刀具损坏。在强风化地层中，当盾构机掘进速度突然变慢时，应考虑是否土仓内渣土积土严重，避免发生泥饼。 5、螺旋输送机转速及扭矩 螺旋输送机转速具有调节土压，控制出土量的作用。螺旋输送机在富含水砂层中掘进时，如果喷涌严重，可以通过反转出土的方式掘进。螺旋输送机掘进中扭矩持续过大时，应考虑向螺旋管内注入泡沫或泥浆（膨润土）减小扭矩防止螺旋机积土卡死，也可加装高压喷水装

基于盾构掘进参数分析的隧道围岩模糊判别_宋克志

引言 近年来，隧道及地下空间的开发在国内已成为新 型的经济增长点。随着此类工程的快速发展，机械化隧道掘进以其安全、快速、优质等特点而得到广泛应 用。全断面机械化隧道掘进设备主要有TBM 、盾构 及顶管，是一种机械化程度很高、能进不能退的全断面施工技术，若在施工中突遇地质灾害，会产生塌方、涌水、掉块，使机器被埋、被淹、被卡，将会出现进退两难，难以处理的局面。轻则延误工期，增加施工费用，重则造成设备损坏和人员伤亡，后果不堪设想，大量工程实践让人们认识到做好超前地质预报对于保证其高效、安全施工具有非常重要的意义。为避免事故的发生，除提高勘察精度外，在隧道施工过 基金项目：中国博士后科学基金（NO.20060400670）作者简介：宋克志，男，博士，副教授收稿日期：2007-09-29 基于盾构掘进参数分析的隧道围岩模糊判别 宋克志1，2 袁大军3王梦恕3 （1.鲁东大学，山东烟台264025；2.同济大学，上海200092；3.北京交通大学，北京100044） 摘要：以重庆主城越江排水隧道工程的地层条件为背景，基于施工现场盾构掘进试验，运用模糊数学方法，对盾构掘进过程中隧道围岩状况判别的理论和方法进行了研究。结合盾构掘进的特点和刀盘切割岩石的基本原理，提出了比推力和比扭矩的概念，建立了不同围岩条件下的比推力（ SF ）和比扭矩（ST ）模糊集合，探讨和揭示了刀盘比推力和比扭矩的关系，刀盘推力、扭矩及切深与地质条件的相关性及与不同围岩状况、盾构掘进状态的对应关系。研究表明，若比推力与比扭矩以较高的水平同步、均匀变化，说明盾构在较硬的均匀地层中掘进；若比推力与比扭矩均较小且同步、均匀变化，说明盾构在较软的均匀地层中掘进；若比推力与比扭矩的变化出现比例异常，则暗示盾构正在穿越断层破碎地段或遇到障碍物或盾构姿态不良等。该方法减少了盾构在此类地层下掘进的盲目性和停机次数，提高了掘进效率和施工安全度，可用于盾构隧道施工围岩状况的适时、定性判别。关键词：盾构；掘进参数；比推力；比扭矩；围岩；模糊判别中图分类号：U452U455 文献标识码：A 文章编号：1000-131X （2009）01-0107-07 Fuzzy identification of surrounding rock conditions based on analysis of shield tunneling data Song Kezhi 1，2 Yuan Dajun 3Wang Mengshu 3 (1.Ludong University,Yantai 264025China ；2.Tongji University,Shanghai 200092China ； 3.Beijing JiaoTong University,Beijing 100044China) Abstract ：Considering the stratums surrounding the Chongqing Yangtze River tunnel,using field tests and fuzzy theory,the method to distinguish the surrounding rock conditions for shield tunneling are studied.Conceptions of specific thrust force (SF )and specific torque (ST )are presented,and fuzzy sets of SF and ST are established.The relationships between SF and ST ,shield performance and the geology are studied.The results indicate that shield tunneling parameters may be significantly influenced by rock conditions.Synchronous and homogeneous variations of SF and ST at high level indicate that the shield is driving through homogeneous and hard rock;if SF and ST vary synchronously and homogeneously at low level,it is an indication that the shield is driving in homogeneous and soft rock;and if the ratio of SF to ST varies abnormally,the shield may be obstructed by fault or fractured zones or poor shield attitudes.The proposed method may reduce the blindness and increase the efficiency of shield driving. Keywords ：shield ；tunneling data ；specific thrust force ；specific torque ；surrounding rock ；Fuzzy identification Email:ytytskz@https://www.wendangku.net/doc/3a16668753.html, 土 木 工 程 学 报 CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL 第42卷第1期2009年1月 Vol.42No.1Jan. 2009 DOI:10.15951/j.tmgcxb.2009.01.007

盾构隧道下穿建筑物加固方案

目录 1、工程概况 (1) 2、加固方案 (1) 2.1建筑物加固 (1) 2.2管线保护 (3) 2.3建筑物拆迁、临迁 (3) 3、加固施工方法 (4) 3.1施工工艺流程 (4) 3.2施工方法 (5) 3.3袖阀管注浆技术保证措施 (8) 3.4特殊情况处理 (8) 3.5袖阀管注浆质量保证措施 (9) 4、监控量测 (10) 4.1房屋监测 (10) 4.2管线监测 (12) 5、施工组织计划 (13) 5.1设备人员计划 (13) 5.2施工计划 (14) 6、质量保证措施 (14) 6.1组织措施 (14) 6.2 技术措施 (15) 7、安全保证措施 (16) 7.1安全生产保证体系 (16) 7.2安全生产责任制 (17) 7.3安全生产制度 (17) 7.4安全技术组织措施 (18) 8、文明施工、环境保护 (18) 8.1环境保护措施 (18) 8.2文明施工措施 (19) 9、安全生产应急预案 (20)

GZH-12标盾构隧道下穿建筑物 加固施工方案 1、工程概况 本标段盾构区间采用德国进口的两台直径8.8米的海瑞克土压平衡盾构机进行施工。盾构区间跨越惠州最繁华的新老城区，隧道穿越东江和地面条件复杂、建（构）筑物和管线分布密集的城区。 盾构区间穿越大量房屋、道路等重要建、构筑物，下穿道路地段管线密集。隧道下穿地段，房屋多为砖房和框架结构，基础形式多为天然基础和桩基础，天然基础埋深多为1~4m，桩基础埋深多为4~15m。 盾构隧道穿越的地层以第三系不同风化程度的含砾砂岩为主，局部存在砾土层和砂层。地下水主要以孔隙水和基岩裂隙水形式，并通过大气降水渗透补给，地下稳定水位埋深1.20~5.60m，略具承压性，水质一般良好。 盾构隧道在掘进过程中，由于围岩可能受到被扰动、破坏、失稳以及地下水流失而导致地表变形、沉降，使建（构）筑物受到影响，甚至破坏。因此，须对沿线建（构）筑物采取加固措施。 2、加固方案 2.1建筑物加固 根据建（构）筑物结构形式与隧道关系，建立完善的变位监控系统，在隧道两侧、房屋基础周边和管线范围布设沉降、倾斜观测点，进行跟踪测量，信息化施工，及时调整盾构施工参数，保持掌子面稳定，减少建筑物变形。同时根据房屋的结构形式及与隧道的关系，制定房屋最大沉降量、沉降差的警戒值和控制值。 盾构隧道开挖影响范围内，在建（构）筑物基础下方布置竖向或斜向袖阀注浆管，进行地表注浆，浆液采用水泥浆，以加固建筑物基础，同时根据量测信

施工方案-盾构下穿河道施工方案

一、工程概况 中和村站～元通站区间，设计里程为K2+983.05～K4+392.099，为单圆盾构区间，右线长度为1431.81m，左线长度为1453.491m，在K3+350和K3+908.500处分别有一个河道，盾构机在此两处将下穿河道近距离桩基施工。K3+350处河道长约m，宽约m，盾构与桥桩基距离约2m K3+908.5处河道长约m，宽约m，盾构与桥桩基距离约2m。二、工程地质水文情况 K3+350处隧道埋深13m，洞身经过地层为粉细砂层(②-3d2-3,中密,局部稍密)；K3+908.5处隧道埋深15.8m，洞身经过地层为粉细砂层(②-3d2-3,中密,局部稍密)，赋存与地下的水具有一定的承压性，但对砼不具腐蚀性，对砼结构中钢筋不具腐蚀性。地下水的补给来源主要为大气降水及生产、生活用水的入渗。 粉细砂层中分布有承压水，盾构推进时做好以下工作： 加强盾构掘进管理 1．加强同步注浆管理，控制注浆量。 2．充分压注盾尾油脂，防止泥水从盾尾进入。 3．加强盾构补压浆系统管理。由于土体已扰动，需要不断地调整各项参数，进行补压浆。 4．确保螺旋机的密封性能。 加强对施工范围的监测，及时反馈，调整施工参数。 三、桩基础情况 两处桥的桩基为钢筋砼结构，桩长约m，直径约m， 四、沉降控制措施 1．到达河道前的准备工作

1）准备支顶加固材料、注浆加固材料、抢险机具设备、车辆、警戒标识物等以备用。 2）在到达特殊段前选择一开挖面自稳性较好的地段对盾构机进行全面检修，减少在特殊地段停机检修的风险。 3）对破损较大的盾尾刷进行更换。 4）全面检测刀具，对磨损超标的刀具进行更换。 5）对堵塞的注浆管进行疏通处理。 6）对分别通往开挖面、土仓、螺旋输送器的主从泡沫管进行疏通，并在刀盘面中心附近增设1根泡沫管。 2．盾构机通过技术措施 1）做好各项准备工作,提前对盾尾密封进行检查。 2）调整同步注浆浆液的配合比,缩短凝结时间,同时增大注浆量和注浆压力。 3）在盾构机通过后及时进行二次双液注浆,通过调整水泥水玻璃的配比参数,控制双液注浆的凝结速度,达到加固土体和加固充填溶洞的目的。 4）加强掘进姿态控制,全面贯彻信息化施工。 5）同时备好抽排水设备等应急设备和物资,制订应急抢险预案。 3．盾构掘进过程的施工技术 掘进过程的施工技术：要求盾构在通过该特殊段时有序、平衡、平稳。

隧道盾构掘进施工主要工艺

隧道盾构掘进施工主要工艺 1、盾构始发与到达掘进技术 1.1 始发掘进 所谓始发掘进是指利用临时拼装起来的管片来承受反作用力，将盾构机推上始发台，由始发口贯入地层，开始沿所定线路掘进的一系列作业。本工程中每台盾构机都要经过两次始发掘进，第一次是盾构机组装、调试完后从三元里站始发，第二次是盾构机通过广州火车站后二次始发。 1.1.1 始发前的准备工作 （1）始发预埋件的设计、制作与安装 盾构机始发时巨大的推力通过反力架传递给车站结构，为保证盾构机顺利始发及车站结构的安全，需要在车站的某些位置预埋一些构件。同时盾构机盾尾进入区间后为减小地层变形需要立即进行回填注浆，为了防止跑浆也需要在车站侧墙上预埋构件以实现临时封堵。 三元里车站始发预埋件大样及预埋位置如图：隧盾-施组-SD01、02所示。 （2）洞门端头土体加固 三元里车站隧道端头上覆2米厚〈8〉类土（岩石中等风化带），开挖后侧壁基本稳定。始发前不对端头进行加固。 （3）端头围护桩的破除 始发前需要对洞门端头围护桩予 以拆除，确保盾构机顺利出站。三元里 站端头围护桩厚1.1米，洞门预留孔直 径6.62米。计划对围护桩进行分块拆除 如图7-1-1。 环形及横向拉槽宽度50cm，竖向 拉槽宽度20cm，竖向槽沿围护桩接缝凿 除。 盾构机推进前割断连接钢筋，拉开 钢筋砼网片，清理石碴并处理外露钢筋 头，避免阻挂盾壳。围护桩拆除后，快 速拼装负环管片，盾构机抵拢工作面，避免工作面暴露太久失稳坍塌。拉槽 图7-7-1 凿除分块示意图

1.2 盾构机始发流程 盾构机始发前首先将反力架连接在预埋件的位置，吊装盾构机组件在始发台上组装、调试；然后安装400宽的负环钢管片，盾构机试运转；最后拆除洞门端墙盾构机贯入开挖面加压掘进。 盾构机始发流程见下图： 盾构机始发时临时封堵操作工艺流程如下： 安装反力架、始发台 盾构机组件的吊装 组装临时钢管片、 盾构机试运转 拆除端头维护桩 盾构机贯入开挖面加压掘进（拼装临时管片） 盾尾通过入，压板加 固、壁后回填注浆 端头地层加固 检查开挖面地层 始发准备工作 拆除端头围护桩 掘 进 安装螺栓、橡胶帘布板及钢压板 上拉压板，置于盾构机通过位置 盾尾通过始发口 下拉压板 盾尾同步注浆

深圳地铁盾构下穿建筑物施工技术

58　2012(增刊2)　CONSTRUCTION MECHANIZATION 深圳地铁盾构下穿建筑物施工技术 The construction technology of Shenzhen subway shield underneath crossing the building 熊炎林/XIONG Yan-lin （中铁隧道集团有限公司技术中心，河南 洛阳 471009） 随着城市的发展，地铁建设成为城市建设的重头戏。在城市地铁隧道施工过程中，采用盾构施工的比例呈上升的趋势。盾构法施工具有施工速度快、自动化程度高、不受气候影响等较多优点，但如果施工过程中技术措施不当，可能会造成地面塌陷、建筑物受损开裂。随着盾构隧道的增多，盾构隧道下穿建筑物的情况时有发生，为了控制建筑物及地面的安全，需要采取一系列措施加以控制，确保隧道施工安全。 1 工程概况 深圳地铁5号线怡黄区间右线里程全长1 051.609m，左线里程全长1 078.767m。盾构区间隧道由怡景路站出发后，先后下穿怡景路、黄贝岭小区、沿河路和深南东路，到达区间终点黄贝岭1号竖井吊出。怡－黄盾构区间左线隧道在里程280～360环范围、右线隧道在里程250～360环穿越了景贝南小区5栋房屋。盾构隧道与下穿的5栋建筑物的平面关系如图1所示。 图1 盾构隧道与建筑物平面关系图 左、右线地层情况与隧道剖面位置关系如图2、图3所示。左线隧道12号楼下隧道埋深为16.9m，9号楼下隧道埋深为17.02m，4号楼下隧道埋深为17.24m。右线隧道15号楼桩基距离隧道顶为3.7m，隧道埋深为16.95m，12号楼隧道埋深为17.0m，2号楼隧道埋深为17.25m。 图2 左线与建筑物纵剖位置关系 图3 右线与建筑物纵剖位置关系2 工程地质条件 盾构隧道最大覆土厚度为16.61m，最小覆土厚度为8.58m，穿过地层包括<7-5>粉质黏土、<11-1>全风化凝灰质砂岩、<11-2>强风化凝灰 质砂岩、<11-3>中风化凝灰质砂岩、<11-4> DOI:10.13311/https://www.wendangku.net/doc/3a16668753.html,ki.conmec.2012.s2.016

盾构掘进中的九大问题

盾构掘进是盾构法隧道施工的主要工序，要保证隧道的实际轴线和设计轴线相吻合，并确保圆环拼装质量，使隧道不漏水，地面不产生大的变形。 1 土压平衡式盾构正面阻力过大 1.1现象 盾构推进过程中，由于正面阻力过大造成盾构推进困难和地面隆起变形。 1.2原因分析 （1）盾构刀盘的进土开口率偏小，进土不畅通； （2）盾构正面地层土质发生变化； （3）盾构正面遭遇较大块的障碍物； （4）推进千斤顶内泄漏，达不到其本身的最高额定油压； （5）正面平衡压力设定过大； （6）刀盘磨损严重。 1.3预防措施 （1）合理设计土孔的尺寸，保证出土畅通； （2）隧道轴线设计前应对盾构穿越沿线作详细的地质勘察，摸清沿线影响盾构推进障碍物的具体位置、深度、以使轴线设计考虑到这一状况；

（3）详细了解盾构推进断面内的土质状况，以便及时调整土压设定值、推进速度等施工参数； （4）经常检修刀盘和推进千斤顶，确保其运行良好； （5）合理设定平衡压力，加强施工动态管理，及时调整控制平衡压力值。 1.4治理办法 （1）采取辅助技术，尽量采取在工作面内进行推进障碍物清理，在条件许可的情况下，也可采取大开挖施工法清理正面障碍物； （2）增添千斤顶，增加盾构总推力。 2 土压平衡盾构正面压力的过量波动 2.1现象 在盾构推进及管片拼装的过程中，开挖面的平衡上压力发生异常的波动，与理论力值或设定应力值发生较大的偏差。 2.2原因分析 （1）推进速度与螺旋机的旋转速度不匹配； （2）当盾构在砂土土层中施工时，螺旋机摩擦力大或形成土塞而被堵住，出土不畅，使开挖面平衡压力急剧上升； （3）盾构后退，使开挖面平衡压力下降；

盾构掘进参数的意义与相互关系

第3—4周工作报告 曾凡宇 一、工作概述 （一）工程现阶段进展 路土体加固，家条站盾构始发工作，惠济路与家条段收尾段推进与接受准备工作。 （二）主要工作容 了解盾构推进各参数之间的关系，探讨工程实际中出现的问题与盾构参数的选定之间的因果关系。分析统计数据并与相关论文做对比，观察盾构出洞过程。 下文将所见所得分类逐一叙述。 二、盾构掘进参数的意义与相互关系 （一）盾构掘进各参数的概念 1.掘进参数的选择依据 地质情况判断，盾构机当前状态，地面监测结果反馈，盾构机姿态。 2.掘进 （1）推进油缸的压力：控制盾构机前进和转向。 （2）推进油缸的行程：指油缸伸出的伸长量。 （3）速度：即掘进速度，以总推力和刀盘扭矩为参考量。 （4）总推力：推进油缸的总推力。 （5）出土量：43方，可由盾构机开挖直径得出。

2.刀盘 （1）转速与扭矩：正常情况转速参考扭矩。 3.环流（略） 4.土舱压力 其设定应由工程师决定，有以下两个原则：密封土舱的土压力应可以维持刀盘前方开挖面的稳定，不致于因土压偏低造成土体塌陷、地下水流失；也不致于因土压偏高造成土体表面隆起、地表建筑设施破坏等。密封土舱的土压力应尽可能低，以降低掘进扭矩和推力，提高掘进速度，降低土体对刀具的磨损，最大限度地降低掘进成本。 （2）调整：若压力大时可以采取以下几个措施来降低压力：加快螺旋输送机的转速，增加出渣速度，降低渣仓渣土的高度；适当降低推进油缸的推力； 降低泡沫和空气的注入量，适当的排出一定量的空气或水。若压力小时可以采取相反措施。 （二）统计分析 1.扭矩与总推力的统计关系表

图1 图2 分析： （1）图1两者基本吻合线性关系。可见是符合直接经验的。 （2）图2中刀盘转速的波动变化程度最小，与施工过程中的人为控制情况相吻合；掘进速度、贯入度的波动程度最大，应是由于地质情况的差距而对掘进产生了重要影响。同时，除了出洞阶段，两者的波动基本同步，而出洞阶段的不同是由于自身的特殊性。 2.由各项参数频数分布直方图得均近似服从正态分布