地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术
地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术
摘要：回顾了盾构隧道管片嵌缝防水在轨道交通区间隧道工程技术发展各阶段的应用情况，通过分析其在工程施工与运营实践中的利弊，论述了嵌缝止水与嵌缝导水等技术演变的过程，并结合地铁运营特点，指出了嵌缝技术当前的发展趋势。
关键词：轨道交通；盾构隧道；嵌缝防水；受电弓；接触网
盾构法隧道防水的重点是衬砌接缝防水，而衬砌接缝防水的关键是接缝面防水密封材料及其设置。
盾构隧道管片防水技术已有百余年的发展史，自20 世纪70 年代始，管片接缝密封垫被确认为是接缝防水的主要防线，甚至被逐渐认知为唯一的防线。辅助防水中的嵌缝防水则逐渐被弱化，或用以发挥疏排水功效，或有取消的趋势，这是由于嵌缝要求发挥功效发生衍变的结果。
对于盾构隧道结构，在研讨嵌缝防水的功效时，首先必须确定嵌缝设计的理念。设计要明确嵌缝究竟应起到防水止水还是疏排水的功效，显然，只有嵌缝使所有环、纵向接缝全封闭，才能发挥防水止水功效，否则，局部、有限的嵌填只能发挥泄压、疏排的功效。其次，嵌缝防水应分清是迎水面防水还是背水面防水。例如，对于输水隧道构筑物而言，结构内面嵌缝主要是承受输水水压，而在施工阶段作为背水面材料也要承受地层中的水压，因而有双向防水的要求。但对于地铁区间盾构隧道的嵌缝而言，只要防止地层中的地下水渗入、漏入，因此总是进行背水面防水。
此外，地铁区间盾构隧道的嵌缝还有其结构构造和运营使用上的特点：仰拱管片上有道床混凝土及轨枕；拱顶位置悬有供电接触网，这就对它的嵌缝材料与工艺有特殊的要求。
现着重阐述地铁区间盾构隧道管片嵌缝密封防水的衍变过程，并试析其原因。
1 早期的地铁砌块嵌缝密封防水
20 世纪上半叶，尤其是20 世纪30 年代前，地铁区间盾构隧道预制衬砌主要是钢、铸铁等金属砌块，大多仅在预制衬砌内侧留设的嵌缝槽采用填缝材料密封防水，而不依靠管片环、纵面设密封材料防水。这一时期，由于化学建材尤其高分子化工建材尚未诞生，故嵌缝密封材料多为与钢、铸铁管片对应的铅条、铝粉、铁粉；用混凝土砌块或金属混凝土复合砌块时，则采用相应的石棉水泥、膨胀水泥等无机材料，利用捣、压、击等方法嵌实，并适当借助材料的微胀机理密封止水。这在英国与西欧早期地铁建设中有不少工程实例。
此后，管片接缝防水进入粘结防水、塑性防水时期，因其防水效果有限，故还借助嵌缝防水作为重要的辅助防线，例如采用低黏度的聚氨酯化合物浸渍麻丝或黄麻嵌入嵌缝槽，其方式是对全部接缝充实密封。
2 中期的地铁管片嵌缝密封防水本文把
20 世纪50 年代至90 年代看作为“中期”。这时期地铁盾构隧道衬砌越来越多地采用了钢筋混凝土管片，并逐步发展为高精度钢模制作的高精度管片，管片接缝防水的理念也从粘结防水、塑性防水发展为采用密封垫（弹性密封垫与遇水膨胀密封垫）压密防水，从环、纵面全断面防水方式转变到线状方式防水。与之对应的管片接缝嵌缝防水也有了较大的发展（尤其是日本、韩国、中国大陆、港、台等国家和地区的都市地铁），显现出多样性。其前后变化总结如下。
2.1管片嵌缝功效、嵌缝范围
随着管片接缝密封垫防水功效的提高，考虑到地铁盾构隧道的特点，管片嵌缝需针对隧道进出洞口、连接通道等隧道变形、管片接缝张开变化较大的位置起重点防范。至于其他位置，管片嵌缝仅要求起排水功效，以满足拱顶无渗漏水滴落在供电接触网、仰拱道床铁轨上，且仰拱处管片接缝也无冒水的要求。换言之，进出洞口20～25 环、连接通道钢管片及前后数环需要重点防范，全封闭嵌填；其他范围只需在拱
顶43°位置防止滴漏，仰拱86°位置防止冒水进行局部封闭，使渗漏水引排至排水沟中。图 1 为管片嵌缝作业示意图。
从上述可知，密封材料应具有下列特性：能长期保持不透水性；能长期保持粘结力或压缩应力；在嵌填作业与运营中拱顶材料不易坠落；仰拱材料适应基面潮湿，并均能适应结构接缝少量的张、缩变形。
因此，这时期的地铁盾构隧道管片嵌缝密封材料，通过嵌填密封，首先利用密封材料与嵌缝槽面粘合的原理，同时靠弹性挤密或膨胀致密的机理，达到防水与控制疏排水的目的。这时期以日本为代表的东亚地区地铁往往采用这类方式。
2.2管片嵌缝密封材料
这时期的嵌缝密封材料可分为未定型与定型两类，在工程使用时，根据不同的衬砌材质、嵌缝材料进行嵌缝沟槽设计。
2.2.1 未定型嵌缝密封材料
顾名思义，未定型嵌缝密封材料是指非预制的、不成型的密封材料，多为建筑密封胶。
1）聚硫橡胶密封胶
聚硫密封胶系双组分制品，主剂为液态多硫聚合物，固化剂为金属氧化物，使用时将主剂和固化剂按规定比例混匀，固化反应后形成类似橡胶的高弹性密封体。由于是双组分反应型材料，又较黏稠，嵌填作业前需双组分混合，相对而言施工不太方便，也有搅拌不均之虞。因此，虽然固结体性能较好，但是施工性稍差。
2）聚氨酯密封胶
聚氨酯密封胶分双组分制品和单组分制品，前者是双组分反应固化，后者则在封闭条件下储存，用嵌缝枪注入嵌缝槽后，带有游离异氰酸根的密封胶受潮气反应固化。地铁区间隧道管片嵌缝则以单组分罐装聚氨酯密封胶为好，它以“枪”式嵌注，具有作业简便、质量稳定的优点。
3）聚氨酯遇水膨胀腻子或聚氨酯遇水膨胀密封胶
利用材料遇水膨胀达到密封原理的嵌缝材料获得开发，体现了有限膨胀、控制膨胀的思想。
聚氨酯遇水膨胀腻子由水溶性聚氨酯预聚体和丁基橡胶聚异丁烯等经橡胶炼胶机混炼，再经挤出制成，系一种具有遇水膨胀性能的橡胶腻子。它常与工字形塑料条组合使用以控制膨胀，变三向膨胀为单向膨胀，并借助环氧胶泥或聚合物砂浆封闭构成密封体系（图2 左）。上海地铁1 号线及其试验段就采用了这类方式，即嵌填于工字形断面塑料条中，为遇水膨胀橡胶腻子类未定型材料（利用工字形条作为控膨材料，限制膨胀应力单向发挥），外封氯丁胶乳水泥抗裂防水，容易操作，效果尚好。
4）单组分遇水膨胀密封胶
近20 年来，嵌缝材料中的遇水膨胀橡胶腻子条多为遇水膨胀密封胶所替代，并摈弃了工字条，在利用有限膨胀密封原理的基础上，用少量单组分、挤出型遇水膨胀密封胶止水，再用氯丁胶乳水泥密封。这样的施工方式，减少了膨胀密封材料的用量，简化了施工工艺（图2 右）。
2.2.2 定型嵌缝密封材料
嵌缝件由三元乙丙合成橡胶制成（图3），可以加工成各种尺寸，用于管片环纵缝、导水沟密封件的十字连接。施工时，将制件切成U 形接口，用聚氨酯胶粘结在一起，使用掺有树脂的丁基水系粘合剂封涂粘结到混凝土管片嵌缝槽内。这种嵌缝件，经过试验室管片接缝嵌缝一字缝试验，证明可以承受0.1 MPa 的水压而不渗漏。但从图3 也可看出，十字缝处稍有错位，这种密封就会不可靠，故只能起疏导水的作用，即发挥疏导时的、不承受水压的密封，所以称为“导水沟密封件”。
德国地下交通规划研究协会试验过另一类合成橡胶嵌缝件（图4），它仅能承受很低的水压力，且要求管片的拼装精度要精确到1 mm，同样在十字缝位置非常难以处理。在盾构隧道嵌缝工程中也只能起疏导水的作用。
图4 中的嵌缝件采用“退拨”型硬橡胶芯材和带箭翼的密封件组合加强密封，试图对不同位置、大小有异的沟槽，通过硬质芯材击入深度的差别来调整、适应。但事实上，这种芯材虽可制成片状、且为弧形，但仍难适应接缝宽窄的变化，遇及十字、丁字缝等节点就更难解决，因此在实际工程中用得不多。上海地铁2号线区间隧道曾做过这方面的尝试（图5），利用预制密封件的齿形与芯材适应接缝的大小来满足密封性，与图4止水原理一致、外形相近（但两边齿牙为遇水膨胀橡胶类的），而击入的楔形芯材有差异（片状塑料的）。因为如上所述的原因，实际效果也不够理想。
总体而言，预制成型密封件对地铁盾构区间隧道管片嵌缝不够成功，对于拱顶、仰拱局部接缝使用更欠合适。此后，都采用了未定型材料。
2.3 管片嵌缝槽形式
管片嵌缝槽是设在管片内沿的槽口，通常分别设在管片的两侧，偶尔也有设在一侧的。
管片嵌缝槽的外形大致如图6 所示，其中2# 槽深而窄，适宜于承受背水压；1#、3# 槽两侧平行，适宜于定型密封材料；4# 槽内大外小，适合未定型密封胶，施工与运营中不易坠落。现今，作为背水面的管片嵌缝槽的构造，嵌缝槽H/D（深宽比）宜≥3.0，槽深宜为25~55 mm，单面槽宽以3~9 mm 为妥。应该指出的是，其外形、尺寸除了要满足嵌填作业的需要外，还要有利于管片生产制作，尤其是管片钢模脱模板时不会损伤。
3 当前地铁管片的嵌缝密封防水
新世纪以来，随着地铁区间盾构隧道防水技术的发展，隧道渗漏水量减少，又因有拱部嵌缝材料下落的隐患，故北美、西欧的地铁率先取消了嵌缝作业。目前，东亚地区的大多数城市也取消了管片拱部嵌缝的做法。而管片环、纵缝，通过整体嵌缝作业止水的功效也受质疑，通常只在有限的部位发挥疏引作用，将渗漏水引排，以创造其他作业环境。
国内有关技术也开始有所变化，上述嵌缝的基本理念、嵌缝防水材料、施工作业方法，既有存用，也有改进。如：1）底部仅在道床混凝土86°的范围内，用快硬水泥及时嵌填，便于道床混凝土在干燥、无污泥的环境下浇筑等（仅起防止嵌缝槽内留存杂物的作用）；2）进出洞及连接通道邻近范围按变形缝处理，整条环缝360°直接嵌填高模量聚氨酯密封胶，利用粘结与弹（柔）性密封原理防水，故未用膨胀类材料，更无需再用水泥封堵。
4 结语
结合以上国内技术发展趋势，笔者认为下述盾构隧道管片嵌缝技术将成为今后的主流。
1）接触网制式的地铁区间隧道拱顶部悬有机车供电接触网，机车有受电弓，一旦拱部柔性条状嵌缝材料下挂、下坠到“网”与“弓”上，会造成供电短路，危害行车安全等风险，在权衡利弊后，通常不再嵌缝。
2）管片环、纵面接缝仍必须留有嵌缝槽，除了作为渗漏水疏导、引流的备用槽外，也是接缝注浆堵水必需的封缝槽。由于现今极少采用定型嵌缝密封材料，嵌缝槽构造宜为未定型材料不易落出的外窄内宽形式，细部构造应同时满足管片制作时的脱模要求。
3）进出洞口附近20 环左右的管片、连接通道前后数环管片等局部区段，因管片接缝变形量大，渗漏概率相对较高，可继续考虑采用环、纵缝全封闭嵌缝防水。
4）环、纵缝全封闭嵌缝防水时，宜采用适当模量的单组分聚氨酯密封胶嵌填。注意过高拉伸模量（>0.40 MPa）不利于适应变形，过低拉伸模量（<0.15MPa）不利于抵御水压。此外，嵌缝前应在基面涂刷密封胶底涂料，提高粘合性；也可采用单组分遇水膨胀密封胶，但应施工限制膨胀材料予以约束。
5）管片嵌缝作疏导、引流用时，因其嵌缝密封胶不承受水压，可采用单组分低模量的聚氨酯密封胶及其封闭用抗裂防水砂浆；仰拱部可直接采用氯丁胶乳水泥等亲水性聚合物抗裂砂浆。
参考文献：
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管片防水材料粘贴作业指导书
武汉长江隧道工程 管片防水材料安装作业指导书 编制： 审核： 批准： 中铁隧道股份有限公司武汉长江隧道工程 项目经理部 二零零六年七月
1．编制依据 （1）《地下铁道设计规范》（GB50157-2003）; （2）《地下铁道施工及验收规范》（GB50299-1999）; （3）《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）; （4）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）; （5）本工程《实施性施工组织设计》; （6）本工程结构防水设计图； 2．编制目的 规范盾构工程衬砌管片防水材料施作工序操作，提高施工效率和防水质量，确保隧道管片衬砌防水达到设计和验收规范的要求。 3．适用范围 武汉长江隧道工程盾构区间隧道衬砌管片防水材料安装施工。 4．定义 4.1 防水材料 指氯丁橡胶+遇水膨胀橡胶弹性密封垫和三元乙丙橡胶+遇水膨胀橡胶弹性密封垫（此后统称为止水条）、丁晴软木橡胶（衬垫）、氯丁海绵橡胶、自粘性橡胶薄板等。 4.2粘结剂 粘贴止水条、软木衬垫等所使用的单组份氯丁-酚醛胶粘剂。 4.3润滑剂 为减小管片安装时封顶块插入的摩擦力，在其两侧纵缝涂刷的水性润滑剂。 4.4缓膨剂 防止遇水膨胀橡胶受潮或遇水提前膨胀的减缓膨胀剂。 4.5技术指令
值班土木技术人员根据洞内需要以书面形式通知的管片使用计划与型号。5．工程概况 武汉长江隧道工程采用盾构法施工，钢筋混凝土管片采用C50P12混凝土，内径为10米，外径为11米，每片弧长约4米，环片厚度500mm，环片宽度2000mm，共2548环，每环31.75 m3砼，折合砼总立方量约为80423m3。每环管片分为9块，其中封顶块1块、邻接块2块、标准块6块。管片在环纵向均设凹凸榫槽，每块管片均设内外两道密封。6．部门职责 6.1 工程部 负责进行防水材料粘贴的交底，下达不同型号的粘贴指令。对进场的材料进行检验。 6.2 材料库 根据材料计划采购防水材料，并及时组织材料的进场；对进场的材料通知实验室进行抽检，对合格的材料妥善保管，并系统管理现场对材料的领取。 6.3 作业班组 根据工程部交底和粘贴指令正确粘贴管片的防水材料，保证盾构掘进的需要。7．产品检验 7.1止水条成品尺寸允许误差 序号项目允许误差附注 01 长度允许误差纵向：-5mm～0mm；环向：-10mm～0mm 02 高度允许误差-0.5mm～0mm 03 宽度允许误差-1.0mm～0mm 04 接头允许误差-0.5mm～0mm 相对高度7.2性能指标 7.2.1遇水膨胀橡胶 （1）硬度（SH）外侧 43°±5°，内侧45°±7° （2）拉伸强度≥4.0Mpa
地铁盾构法隧道施工技术方案
地铁盾构法隧道施工技 术方案 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
地铁盾构法隧道施工技术方案
地铁盾构法隧道施工技术方案 1.施工流程图 1.1盾构法隧道施工流程图 图1盾构隧道施工流程图 1.2盾构始发流程图 图2 始发流程 图 2.盾构机下井 盾构机从盾构工作井吊入，每台盾构机本身自重约200t ，分解为 5 块，最大块重约60t 。综合考虑吊机的起吊 能力和工作半径，安排1 台200t 和一台40t 汽车吊机进行吊入任务。盾构机下井拼装顺序见图3。 图3盾构机下井拼装示意图 在吊入盾构机之前，依次完成以下几项工作： 1.将测量控制点从地面引到井下底板上； 2.铺设后续台车轨道； 3.依次吊入后续台车并安放在轨道上； 4.安装始发推进反力架，盾构管片反力架示意图见图4； 5.安装盾构机始发托架，盾构始发托架示意图见图5。 图4盾构管片反力架示意图 掘进
图5 盾构始发托架示意图 3.盾构机安装调试 3.1盾构机的安装主要工作 1.盾构机各组成块的连接； 2.盾构机与后续设备及后续台车之间各种线路、管线和机械结构的连接。 3.盾构机内管片安装器、螺旋输送器、保园器的安装； 4.台车顶部皮带机及风道管的连接； 5.刀盘上各种刀具的安装。 3.2盾构机的检测调试主要内容 1.刀盘转动情况：转速、正反转； 2.刀盘上刀具：安装牢固性、超挖刀伸缩； 3.铰接千斤顶的工作情况：左、右伸缩； 4.推进千斤顶的工作情况：伸长和收缩； 5.管片安装器：转动、平移、伸缩； 6.保园器：平移、伸缩； 7.油泵及油压管路； 8.润滑系统； 9.冷却系统； 10.过滤装置； 11.配电系统； 12.操作控制盘上各项开关装置、各种显示仪表及各种故障显示灯的工作情况。 盾构机在完成了上述各项目的检测和调试后（具体应遵照盾构机制造厂家提供的操作手册进行），即可判定该盾构机已具备工作能力。 4.盾构进洞 1.盾构进洞前50 环进行贯通测量，以确定盾构机的实际位置和姿态。此后的掘进不允许有大的偏差发生，逐渐按偏差方位调整盾构机姿态和位置，满足盾构进洞尺寸要求。这一调整应在盾构刀盘进入洞前加固土前完成，以避免盾构进洞发生意外。
成都地区管片选型技术
成都地铁管片选型技术 一、成都地铁管片设计参数 1、衬砌环构造 成都地铁采用的衬砌环外径6000mm，内径5400mm。管片幅宽分为1500mm，1200mm，管片厚度300mm。混凝土强度等级C50，抗渗等级P12。每环衬砌环由6块管片组成，其中1块封顶块、2块邻接块、3块标准块。为了满足与曲线段线路的拟合及施工纠偏的需要，设计了标准环、左转弯楔形环和右转弯楔形环，通过合理的组合来拟合不同的曲线。成都地铁采用的楔形环为双面楔形，单面楔形量为19mm，转角为0.1814°，整环楔形总量为38mm，转角为0.363°。 2、管片连接 衬砌环纵、环缝连接采用弯螺栓连接，其中1500mm幅宽的管片每环纵缝采用12根M27螺栓，每个环缝采用10根M27螺栓；1200mm幅宽的管片每环纵缝采用12根M24螺栓，每个环缝采用10根M24螺栓。 二、管片选型的分析 根据设计线路进行掘进，避免产生不必要的偏差。在实际掘进过程中，盾构机因为地质不均、推力不均等原因，盾构机的姿态经常会偏离隧道设计线路，当盾构机偏离设计线路进行纠偏时，要特别注意管片选型，避免因盾尾间隙过小而造成管片破损等事故。 1、管片拼装点位的分析
管片的拼装点位表示每一环管片中封顶块所在的位置。根据成都地区管片的设计构造图，将管片拼装分为10个点位，分别是1点（封顶块右偏18°）、2点（封顶块右偏54°）、3点（封顶块右偏90°）、4点（封顶块右偏126°）、5点（封顶块右偏162°）、6点（封顶块左偏162°）、7点（封顶块左偏126°）、8点（封顶块左偏90°）、9点（封顶块左偏54°）、10点（封顶块左偏18°）。 管片点位的划分是以管片的分块形式和螺栓孔的位置为依据，合适的点位才能确保两环之间所有的纵向螺栓孔的位置能够重合。在成都地铁盾构隧道管片采用错缝拼装，拼环时点位尽量优先选用ABA （1点、10点）形式，其中第一环的封顶块管片从正上方右偏18°，第二环的封顶块管片从正上方左偏18°。根据相邻两环管片不能通缝的原则，对每一环管片的点位进行选择，并优选合理的点位来拟合隧道的线形与盾构机的纠偏。管片的拼装点位有一定的规律性，现为了保证隧道的美观和防水效果，将管片的点位划分为两类：上半区点位（1点、2点、3点、8点、9点、10点），下半区点位（4点、5点、6点、7点）。其中上半区点位位于隧道中线以上（含中线），有利于管片拼装和隧道的防水质量，因此上半区作为管片点位选择的主要区域。从管片拼装点位的位置模拟看出成都地铁的管片点位可分位奇数和偶数点位。相邻的两环管片不能为同类型的点位。即，如果上一环封顶块的位置在奇数点位上，则下一环管片选择时只能选择封顶块位置在偶数点位上，只有这样才可确保拼装的相邻管片不通缝；反之，如果上一环封顶块的位置在偶数点位上，则下一环管片选择时只能选择封顶块位置在奇数点位上。例如：上一环选择3点，则下一环就可优先选择2点、8点、10点。
嵌缝施工方案
目录 1.工程概况 (1) 1.1驷马桥北站～动物园站区间 (1) 1.2动物园站～熊猫大道站区间 (1) 2.工程数量 (1) 2.1嵌缝 (2) 2.2吊装孔封堵 (2) 3.人员配置 (2) 4.施工方案 (3) 4.1嵌缝作用和目的 (3) 4.2嵌缝施工 (4) 4.3吊装孔封堵 (4) 4.4脚手架搭 (4) 五、进度计划 (5) 六、工程质量保证措施 (5) 七、安全生产 (5) 八、文明施工 (6) 九、应急措施 (7)
áa??í¨μào?±??)?D??à?3ì ( · ? CK36+645.000 áa??í¨μào?±??)?D??à?3ì ( · D? CK35+360.000 CK34+880.000 ?á?ˉ?ü1?????eμ?à?3ì 1 ?á?ˉ?ü1???????à?3ì 1 μ CK35+930.800 CK36+116.100 ?ˉDüü1?????eμ?à?3ì ?1 ?ˉDüü1???????à?3ì ?1 μ CK37+365.900 áa??í¨μàD??à?3ì ? ? CK37+215.000 °? ? ?? 1 ? 1 嵌缝施工方案 1、工程概况 成都地铁 3 号线一期工程土建施工 05 标合同段盾构区间工程位于成 都市成华区，本标段区间包含驷马桥北站～动物园站区间和动物园站～熊 猫大道站区间。区间线路出驷马桥北站后，沿川陕路向北入动物园站，出 动物园站，继续沿川陕路北行，下穿三环路川陕立交桥后向北，在川陕路 与熊猫大道交叉路口进入熊猫大道站。区间工程范围示意图如图 1-1 所示。 ? á? í? ?± ±? ? × ó? ?1048.811m × ó? ?1248.427m ? ˉ? ?? ó ò ?? ?1050.800m ó ò ?1249.619m ? á? ˉ? ü 1? ?? ? ? ˉD ü ü 1? ?? ? D ü ? ¨′ óμ à? ? 图 1-1 区间工程范围示意图 1.1 驷马桥北站～动物园站区间 驷马桥北站~动物园站区间盾构隧道起讫里程：Y
城市轨道交通盾构隧道防水措施(新编版)
Enhance the initiative and predictability of work safety, take precautions, and comprehensively solve the problems of work safety. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 城市轨道交通盾构隧道防水措施 (新编版)
城市轨道交通盾构隧道防水措施(新编版)导语：根据时代发展的要求，转变观念，开拓创新，统筹规划，增强对安全生产工作的主动性和预见性，做到未雨绸缪，综合解决安全生产问题。文档可用作电子存档或实体印刷，使用时请详细阅读条款。 摘要：防水是地铁工程中的一项重要内容，它直接关系到地铁运营环境、结构的坚固性和耐久性及地铁运营成本和运营安全。因此，做好地铁防水，具有很重要的现实意义。本文从盾构隧道防水要求出发，提出了城市轨道交通盾构隧道的防水措施。 关键词：防水；措施；轨道交通 地铁盾构隧道防水要求 地铁防水是地铁建造质量的重要环节，防水的好坏关系到地铁的使用性、耐久性、安全性，这就要求地铁需具有良好的防水性能，主要表现为以下几方面： 1、良好的防水是地铁正常运营的需要。 2、良好的防水是工程本身坚固性和耐久性的要求。 3、良好的防水是环境保护、水资源保护的需要，是避免引发地质灾害事故的需要。 4、良好的防水对减少地铁运营阶段的维修成本起到重要的作用。 盾构隧道防水的措施
1、螺栓孔及吊装孔的防水措施 (1)螺栓孔的密封圈也采用遇水膨胀橡胶材料，利用压密和膨胀双重作用加强防水，使用寿命终结可以进行更换，另外连接螺栓的防腐蚀处理是延长使用寿命、防止隧道渗漏的重要方面，也不能忽视。根据现场条件和已有经验，可采用填实保护法，涂敷保护法或封盖保护法等保护螺栓不被水浸锈蚀，并对螺栓进行热浸锌处理。 (2)吊装孔设计为不通透管片混凝土式样，预留300mm的混凝土层，只有当隧道内出现渗漏水时，才凿穿渗漏水处附近管片上吊装孔处的混凝土层，进行二次注浆堵水。另外吊装孔内设置止流阀，注浆管端头可做成可拆卸式，当注浆结束后，将活动端头部分拆除，清除预留孔内残余物，填入弹性密封材料，并用高性能焦油环氧树脂封固孔口，防止管片外部的水沿注浆孔渗入。密封圈和密封塞均用遇水膨胀橡胶制作。 2、管片与地层空隙的防水措施 盾构推进后，盾尾空隙在围岩坍落前及时地进行压浆，不但可防止地面沉降，而且有利于隧道衬砌的防水，选择合适的浆液(初期粘度低，微膨胀，后期强度高)、注浆参数、注浆工艺，可形成稳定的管片外围防水层，将管片包围起来，形成一个保护圈。在软弱围岩中，还
盾构机管片选型和安装
盾构管片选型和安装 林建平 在盾构法施工中，管片的选型和安装好坏直接影响着隧道的质量和使用寿命。本文根据广州地铁三号线客～大区间的实际施工情况，就盾构管片选型和安装技术做总结分析。 一、工程概况 客～大盾构区间分为两条平行的分离式单线圆形盾构隧道，总长度为3016.933米，管片生产与安装2011环。管片外径6000mm，内径5400mm，宽度1500mm，防渗等级S10，砼C50。依据配筋将管片分为A、B、C三类，C类配筋最高、B类配筋最低；管片的楔形量38mm，分左转、右转、标准三类。 二、管片的特征 1、管片的拼装点位 本区间的管片拼装分10个点位，和钟表的点位相近，分别是1、2、3、4、5、7、8、 9、10、11。 管片划分点位的依据有两个：管片的分块形式和螺栓孔的布置。拼环时点位尽量要求ABA（1点、11点）形式。在广州盾构隧道管片要求错缝拼装，相邻两环管片不能通缝。管片拼装点位有很强的规律，管片的点位可划分为两类，一类为1点、3点、5点、8点、10点；二类为11点、2点、4点、7点、9点。同一类管片不能相连，例如1点后不能跟3、5、8、10这四个点位，只能跟11、2、4、7、9五个点位。在成型隧道里两联络通道之间的奇数管片是同一类，偶数管片是同一类。 选管片的规律如下图1：图1 （竖列表示拼装好的管片，横向：√-表示可选后续的管片；×-表示不可选后续的管片）
2、隧道管片排序 鉴于管片拼装的规律性，所以盾构施工前必须对隧道管片做好排序，并根据设计，模拟出联络通道和泵房位置，管片拼到联络通道处时，点位要正好和设计点位符合，否则联络通道位置会被改变。在本工程中，是从左线始发，第325、326环处是联络通道，此处拼装点位是11点，将标准块A3块拼到洞门位置。盾构始发时的负环是6环，1环零环。从负环到325环共332环，第325环是11点，相当于第332环是11点，那么负环第一环点位应该是1点，或3点、5点、8点、10点。 管片排序时，要优化洞门的长度，在广州洞门长度要求在400mm以上，一环管片的长度是1500mm，在条件允许的条件下，通过调整始发负环的位置，把每节隧道两端的洞门长度之和控制在1500mm以内，当隧道长度除以管片长度的余数大于两倍最小洞门宽
管片选型方法
管片选型方法 1、引言 管片选型的目的就是按照设计线路的要求，选择适宜的点位将管片拼装成型，尽可能得符合设计线路。管片选型的基本思路是根据设计线路和盾构机姿态，计算已成型管片与设计线路的相对趋向，选择下一环管片的安装点位，以拟合成型管片与设计线路的相对误差，同时管片选型还需兼顾盾尾间隙。 2、趋向 趋向的定义 趋向，实际是角度,只是代表的含义不同，趋向表示以此角度的方向上前进1米而在该角度上变化多少毫米，故趋向的单位是mm/m。例如盾构机与设计线路的相对趋向，实为盾构机轴向与设计线路中线的夹角，若VMT上显示盾构机的水平趋向为4，其意义为盾构机按目前的方向每往前推进1米，则盾构机水平方向要偏离设计线路中线+4毫米。垂直方向上的趋向理解同上。
盾构机与设计线路的相对趋向为α，后续管片与盾构机的相对趋向为β，则后续管片与设计线路之间相对趋向为α+β。 趋向的计算 现以海瑞克盾构机(刀盘米)为例，进行趋向的计算。按常规操作
规定水平方向右为正，左为负；垂直方向上为正，下为负。 海瑞克盾构机VMT测量系统前点位于切口换处，后点位于中盾内，前点和后点的距离为米，为计算方便取4米；盾构机推进油缸位置处于中心对称半径为米的圆上，相邻油缸距离约4米。 根据VMT测量系统的显示能得知盾构机前点为（x1，y1），后点为（x2，y2），故盾构机相对设计线路的水平趋向为α1=（x1-x2 ）/4 ，垂直趋向为α2=（y1- y2 ）/4。 同理，管片相对盾构机的趋向可以根据推进油缸的行程计算得出。设四组油缸行程分别为L A、L B、 L C、L D,根据推进油缸中心对称的原理得知，水平方向油缸行程差为L A- L D = L B - L C，垂直方向油缸行程差为L A- L B = L D - L C，故管片相对盾构机的水平趋向为β1=（L A- L D）/4 ，垂直趋向为β2=（L A- L B）/4。 所以管片与设计线路的水平趋向为α1+β1=（x1-x2 ）/4+（L A- L D）/4，垂直趋向为α2+β2 =（y1- y2 ）/4+（L A- L B）/4；管片选型的目标是尽量使管片与设计线路的趋向接近于零，故下环管片应尽量选取管片自身水平趋向为-（α1+β1），垂直趋向为-（α2+β2）的点位。 当盾构机正常掘进时，|α1+β1|、|α2+β2 |均应控制在0~3之间，在4~6之间应该调整，绝对不允许大于6。在纠偏线路上，应根据纠偏线路，|α1+β1|、|α2+β2 |可略增加，增加幅度与盾构机实际纠偏线路的趋向一致。 3、管片选型实例计算 直线段管片选型
地铁隧道盾构法施工
地铁隧道盾构法施工 导语：盾构法施工是一种机械化和自动化程度较高的隧道掘进施工方法，从20世纪60年代开始，西方发达国家大量将这种技术应用于城市地铁和大型城市排水隧道施工。我国近年来也开始在城市地铁隧道、越江越海隧道、取排水隧道施工中采用此项技术，以替代原来落后的开槽明挖或浅埋暗挖等劳动密集型施工方法。 关键词：地铁盾构施工盾构施工技术盾构施工测量点击进入VIP充值通道 地铁盾构机分类及组成 地铁盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥浆式，土压平衡式等不同类型。盾构机主要由开挖系统、推进系统排土系统管片拼装系统、油压、电气、控制系统、资态控制装置、导向系统、壁后注浆装置、后方台车、集中润滑装置、超前钻机及预注浆、铰接装置、通风装置、土碴改良装置及其他一些重要装置如盾壳、稳定翼、人闸等组成。海瑞克公司在广州地铁使用的典型土压平衡式盾构机为主机结构（盾体及刀盘结构）断面形状：圆形、用钢板成型制成，材料为：S335J2G3。主要由已下部分构成：刀盘、主轴承、前体、中体、推进油缸、
铰接油缸、盾尾、管片安装机。主机外形尺寸：7565mm（L）Ｘ6250（前体）Ｘ6240（中体）Ｘ6230（盾尾）。 ①压缩空气式盾构 1886 年Greatbhad 首次在盾构掘进隧道中引了这种工法,该工法利用压缩空气使整个盾构都防止地下水的侵入, 它可在游离水体下或地下水位下运作。其工作原理是利用用压缩空气来平衡水压和土压。传统的压缩空气式盾构要求在隧道工作面和止水隧道之间封闭一个相对较大的工作腔,大部分工人经常处于压缩空气下, 这会对掘进隧道和衬砌造成干扰,为了解决这些问题,又出现了用无压工作腔及全断面开挖的压缩空气式盾构和带有无压工作腔及部分断面开挖的压缩空气式盾构等。 ②土压平衡式盾构 20 世纪70 年代日本就开发土压平衡式盾构,不用辅助的支撑介质,切割轮开挖出的材料可作为支撑介质。该法用旋转的刀盘开挖地层,挖下的渣料通过切割轮的开口被压入开挖腔,然后在开挖腔内与塑性土浆混合。推力由压力舱壁传递到土浆上。当开挖腔内的土浆不再被当地的土和水压固化时就达到平衡。如果土浆的支撑压增大超过了平衡,开挖腔的土浆和在工作面的地层将进一步固化。与泥浆式盾构相比优点在于:无分离设备在淤泥或粘土地层中使用,覆盖层浅时无贯穿浆化的支撑泥浆泄露的危险。 ③泥浆式盾构 1912 年,Grauel 首次建造了泥浆式盾构。该法可以适用于各种松
盾构管片的选型和拼装2018.6
管片的选型和拼装（2018年6月） 一、管片的选型原则 1、管片选型符合隧道设计线路； 2、管片选型要适合盾构机的姿态； 3、管片选型尽量采用ABA的拼装型式； 说明： 1、管片选型如何符合隧道设计线路 根据隧道中线的平曲线和竖曲线的走向，管片分为标准环、左转弯、右转弯三类。直线上选标准环，左转曲线上选左转环，右转曲线上选右转环。其中转弯环数量的计算公式如下： θ=2γ=2*arctg（δ/D） 式中： θ——转弯环的偏转角 δ——转弯环的最大楔型量的一半 D——管片直径 每条曲线上的转弯环个数为 N=（α0+β）/θ 式中： α0——曲线上切线的转角 β——缓和曲线偏角 经计算本标段所需左转弯环131环，右转弯环131环。 根据圆心角的计算公式
α=180L/（πR） 式中： L——段线路中心线的长度 R——曲线半径 而θ=α，将之代入的到L=6.33m，所以在圆曲线上每隔6.33m一个转弯环（N=6.33/1.5=4.2环，即平均4.2环一个转弯环）。经过实际计算，在缓和曲线上，也近似于6m一个转弯环。 2、管片选型要符合盾构机的姿态 管片是在盾尾内拼装，所以不可避免的受到盾构机姿态的约制。管片平面尽量垂直于盾构机轴线，让盾构机的推进油缸能垂直地推在管片上，这样使管片受力均匀，掘进时不会产生管片破损。同时也要兼顾管片与盾尾之间的间隙，避免盾构机与管片发生碰撞而破损管片。当因地质不均、推力不均等原因，使盾构机偏离线路设计轴线时，管片的选型要适宜盾构机的姿态，尤其在曲线段掘进时更要注意。 3、根据现有的管模数量和类型，及生产能力 现有管模四套，两套标准环管模，一套左转环管模，一套右转环管模，每套管模每天能生产两环管片。为了满足每天掘进8~9环的进度要求，用转弯环代替标准环，例如用一套左转环和一套右转环来代替两个标准环。 二、影响管片选型的因素 1、盾构机的盾尾间隙的影响 盾尾与管片之间的间隙叫盾尾间隙。 盾尾间隙是管片选型的一个重要的一个重要依据。如果盾尾间隙过
地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术
地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术 摘要：回顾了盾构隧道管片嵌缝防水在轨道交通区间隧道工程技术发展各阶段的应用情况，通过分析其在工程施工与运营实践中的利弊，论述了嵌缝止水与嵌缝导水等技术演变的过程，并结合地铁运营特点，指出了嵌缝技术当前的发展趋势。 关键词：轨道交通；盾构隧道；嵌缝防水；受电弓；接触网 盾构法隧道防水的重点是衬砌接缝防水，而衬砌接缝防水的关键是接缝面防水密封材料及其设置。 盾构隧道管片防水技术已有百余年的发展史，自20 世纪70 年代始，管片接缝密封垫被确认为是接缝防水的主要防线，甚至被逐渐认知为唯一的防线。辅助防水中的嵌缝防水则逐渐被弱化，或用以发挥疏排水功效，或有取消的趋势，这是由于嵌缝要求发挥功效发生衍变的结果。 对于盾构隧道结构，在研讨嵌缝防水的功效时，首先必须确定嵌缝设计的理念。设计要明确嵌缝究竟应起到防水止水还是疏排水的功效，显然，只有嵌缝使所有环、纵向接缝全封闭，才能发挥防水止水功效，否则，局部、有限的嵌填只能发挥泄压、疏排的功效。其次，嵌缝防水应分清是迎水面防水还是背水面防水。例如，对于输水隧道构筑物而言，结构内面嵌缝主要是承受输水水压，而在施工阶段作为背水面材料也要承受地层中的水压，因而有双向防水的要求。但对于地铁区间盾构隧道的嵌缝而言，只要防止地层中的地下水渗入、漏入，因此总是进行背水面防水。 此外，地铁区间盾构隧道的嵌缝还有其结构构造和运营使用上的特点：仰拱管片上有道床混凝土及轨枕；拱顶位置悬有供电接触网，这就对它的嵌缝材料与工艺有特殊的要求。 现着重阐述地铁区间盾构隧道管片嵌缝密封防水的衍变过程，并试析其原因。 1 早期的地铁砌块嵌缝密封防水 20 世纪上半叶，尤其是20 世纪30 年代前，地铁区间盾构隧道预制衬砌主要是钢、铸铁等金属砌块，大多仅在预制衬砌内侧留设的嵌缝槽采用填缝材料密封防水，而不依靠管片环、纵面设密封材料防水。这一时期，由于化学建材尤其高分子化工建材尚未诞生，故嵌缝密封材料多为与钢、铸铁管片对应的铅条、铝粉、铁粉；用混凝土砌块或金属混凝土复合砌块时，则采用相应的石棉水泥、膨胀水泥等无机材料，利用捣、压、击等方法嵌实，并适当借助材料的微胀机理密封止水。这在英国与西欧早期地铁建设中有不少工程实例。 此后，管片接缝防水进入粘结防水、塑性防水时期，因其防水效果有限，故还借助嵌缝防水作为重要的辅助防线，例如采用低黏度的聚氨酯化合物浸渍麻丝或黄麻嵌入嵌缝槽，其方式是对全部接缝充实密封。 2 中期的地铁管片嵌缝密封防水本文把 20 世纪50 年代至90 年代看作为“中期”。这时期地铁盾构隧道衬砌越来越多地采用了钢筋混凝土管片，并逐步发展为高精度钢模制作的高精度管片，管片接缝防水的理念也从粘结防水、塑性防水发展为采用密封垫（弹性密封垫与遇水膨胀密封垫）压密防水，从环、纵面全断面防水方式转变到线状方式防水。与之对应的管片接缝嵌缝防水也有了较大的发展（尤其是日本、韩国、中国大陆、港、台等国家和地区的都市地铁），显现出多样性。其前后变化总结如下。 2.1管片嵌缝功效、嵌缝范围 随着管片接缝密封垫防水功效的提高，考虑到地铁盾构隧道的特点，管片嵌缝需针对隧道进出洞口、连接通道等隧道变形、管片接缝张开变化较大的位置起重点防范。至于其他位置，管片嵌缝仅要求起排水功效，以满足拱顶无渗漏水滴落在供电接触网、仰拱道床铁轨上，且仰拱处管片接缝也无冒水的要求。换言之，进出洞口20～25 环、连接通道钢管片及前后数环需要重点防范，全封闭嵌填；其他范围只需在拱
如何进行盾构法施工隧道管片选型排版
进一步减小。通常我们以各组油缸行程的差值的大小来判断是否应该拼装转弯环，在两个相反的方向上的行程差值超过40mm时，就应该拼装转弯环进行纠偏，拼装一环转弯环对油缸行程的调整量见表1，也就是拼装1环10点左转弯环，可以使左、右两组的油缸行程差缩小38mm。 德国海瑞克公司的土压平衡式盾构机，如图3所示，10对推进油缸分为A、B、C、D四组，分别代表上、右、下、左四个方向。油缸行程可以通过位移传感器反映在显示屏上，通过计算各组油缸之间的差值，就能进行正确的管片选型。下面举例说明： 现有一组油缸行程的数据如下： B组（右）：1980mm C组（下）：1964mm D组（左）：1934mm A组（上）：1943mm 左右行程差为：D－B=1934－1980=－46mm 上下行程差为：A－C=1943－1964=－21mm 图油缸分区图 由上可以看出，盾构机的轴线相对于管片平面向左上方倾斜。在对这环管片进行选型的时候，就应选择一环左转弯环且还要有向上的偏移量。对照表1后得出，此环应选择左转弯环在1点拼装。拼装完管片后掘进之前油缸行程的初始数据理论为：A组（上）：454mm B组（右）：465mm C组（下）：453m D组（左）：450mm。这样左右与上下的油缸行程差值基本控制在20mm之内，有利于盾构掘进及保护管片不受破坏。（如果上述数据在左转弯曲线上，下一环管片仍安装一环左转弯环管片，那么盾构姿态基本调整过来）。 4、盾构间隙与油缸行程之间的关系 在进行管片选型的时候，既要考虑盾尾间隙，又要考虑油缸行程的差值。而油缸行程的差值更能反映盾构机与管片平面的空间关系，通常情况下应把油缸行程的差值作为管片选型的主要依据，只有在盾尾间隙接近于警戒值（25mm）时，才根据盾尾间隙进行管片选型。 3、影响管片选型的其他因素 3.1 铰接油缸行程的差值 目前地铁盾构工程中大多采用的是铰接式盾构机，即盾构机不是一个整体，而是在盾构机中体与盾尾之间采用铰接油缸进行连接，铰接油缸可以收放，这样就更加有利于盾构机在曲线段的掘进及盾构机的纠偏。铰接油缸利用位移传感器将上、下、左、右四个方向的行程显示在显示屏上，当铰接油缸的上下或左右的行程差值较大时，盾构机中体与盾尾之间产生一个角度，这将影响到油缸行程差的准确性。这时应当将上下或左右的行程差值减去上下或左右的铰接油缸行程的差值，最后的结果作为管片选型的依据。（海瑞克盾构铰接油缸有三种模式，锁、收和自由放开，当盾构在直线上，盾构姿态很好，可以使用锁定模式，当
地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术
地铁区间盾构隧道管片嵌缝防水技术 摘要:回顾了盾构隧道管片嵌缝防水在轨道交通区间隧道工程技术发展各阶段得应用情况,通过分析其在工程施工与运营实践中得利弊,论述了嵌缝止水与嵌缝导水等技术演变得过程,并结合地铁运营特点,指出了嵌缝技术当前得发展趋势。 关键词:轨道交通;盾构隧道;嵌缝防水;受电弓;接触网 盾构法隧道防水得重点就是衬砌接缝防水,而衬砌接缝防水得关键就是接缝面防水密封材料及其设置。 盾构隧道管片防水技术已有百余年得发展史,自 20 世纪 70 年代始,管片接缝密封垫被确认为就是接缝防水得主要防线,甚至被逐渐认知为唯一得防线。辅助防水中得嵌缝防水则逐渐被弱化,或用以发挥疏排水功效,或有取消得趋势,这就是由于嵌缝要求发挥功效发生衍变得结果。 对于盾构隧道结构,在研讨嵌缝防水得功效时,首先必须确定嵌缝设计得理念。设计要明确嵌缝究竟应起到防水止水还就是疏排水得功效,显然,只有嵌缝使所有环、纵向接缝全封闭,才能发挥防水止水功效,否则,局部、有限得嵌填只能发挥泄压、疏排得功效。其次,嵌缝防水应分清就是迎水面防水还就是背水面防水。例如,对于输水隧道构筑物而言,结构内面嵌缝主要就是承受输水水压,而在施工阶段作为背水面材料也要承受地层中得水压,因而有双向防水得要求。但对于地铁区间盾构隧道得嵌缝而言,只要防止地层中得地下水渗入、漏入,因此总就是进行背水面防水。 此外,地铁区间盾构隧道得嵌缝还有其结构构造与运营使用上得特点:仰拱管片上有道床混凝土及轨枕;拱顶位置悬有供电接触网,这就对它得嵌缝材料与工艺有特殊得要求。 现着重阐述地铁区间盾构隧道管片嵌缝密封防水得衍变过程,并试析其原因。 1 早期得地铁砌块嵌缝密封防水 20 世纪上半叶,尤其就是 20 世纪 30 年代前,地铁区间盾构隧道预制衬砌主要就是钢、铸铁等金属砌块,大多仅在预制衬砌内侧留设得嵌缝槽采用填缝材料密封防水,而不依靠管片环、纵面设密封材料防水。这一时期,由于化学建材尤其高分子化工建材尚未诞生,故嵌缝密封材料多为与钢、铸铁管片对应得铅条、铝粉、铁粉;用混凝土砌块或金属混凝土复合砌块时,则采用相应得石棉水泥、膨胀水泥等无机材料,利用捣、压、击等方法嵌实,并适当借助材料得微胀机理密封止水。这在英国与西欧早期地铁建设中有不少工程实例。 此后,管片接缝防水进入粘结防水、塑性防水时期,因其防水效果有限,故还借助嵌缝防水作为重要得辅助防线,例如采用低黏度得聚氨酯化合物浸渍麻丝或黄麻嵌入嵌缝槽,其方式就是对全部接缝充实密封。 2 中期得地铁管片嵌缝密封防水本文把 20 世纪 50 年代至 90 年代瞧作为“中期”。这时期地铁盾构隧道衬砌越来越多地采用了钢筋混凝土管片,并逐步发展为高精度钢模制作得高精度管片,管片接缝防水得理念也从粘结防水、塑性防水发展为采用密封垫(弹性密封垫与遇水膨胀密封垫)压密防水,从环、纵面全断面防水方式转变到线状方式防水。与之对应得管片接缝嵌缝防水也有了较大得发展(尤其就是日本、韩国、中国大陆、港、台等国家与地区得都市地铁),显现出多样性。其前后变化总结如下。 2、1管片嵌缝功效、嵌缝范围 随着管片接缝密封垫防水功效得提高,考虑到地铁盾构隧道得特点,管片嵌缝需针对隧道进出洞口、连接通道等隧道变形、管片接缝张开变化较大得位置起重点防范。至于其她位置,管片嵌缝仅要求起排水功效,以满足拱顶无渗漏水滴落在供电接触网、仰拱道床铁轨上,且仰拱处管片接缝也无冒水得要求。
地铁隧道常用管片特点与选型计算
地铁隧道常用管片特点与选型计算 （王国义中铁十三局集团第二工程有限公司，广东深圳 518083） 内容提要：盾构作为地铁隧道施工的主要设备在中国迅速发展，管片作为地铁隧道的永久衬砌应用非常广泛，管片选型的好坏直接影响到地铁隧道的精度和质量，甚至达到隧道重新修改设计线路的严重后果。从现在最常用管片的特点开始着手，着重讲述现今应用普遍的等腰梯形转弯环管片的楔形量计算、管片排版计算及盾构管片选型依据，首次提出根据实际拼装管片和设计隧道中心线的偏离值与盾构自动导向系统生成管片的偏差相比较，校核人工测量和盾构自动导向测量的准确性理论，对地铁盾构施工有一定的指导作用。 关键词：管片；转弯环；楔形量；选型；校核 1 引言 在国内各大城市地铁隧道工程中，目前已越来越多地开始使用盾构来掘进区间隧道，用预制钢筋混凝土管片[1]作为永久衬砌。成型管片的质量直接关系到隧道的质量，而隧道的成型质量直接受到管片选型好坏的影响。这就需要在盾构施工中掌握管片技术参数及管片楔形量计算知识，达到能够灵活选用盾构[2]管片，保证盾尾间隙和管片成型质量之目的，同时实际成型隧道位置是否正常直接影响到隧道的最终验收及使用。 2 常用地铁管片的特点 目前在地铁隧道盾构施工中，各个大中城市主要采用标准环和转弯环管片对设计隧道平纵曲线拟合，管片一般分为标准环、左转弯环、右转弯环三种管片，每环管片一般由六块管片组成，三块标准块，两块邻接块，一块封顶块，由盾构上的拼装机[3]拼装成一个整环(如图1)。 2.1 地铁常用管片技术参数(如表1) 表1 地铁常用管片技术参数
图1 右转弯环管片示意图 2.2 管片拼装点位的分布 管片成型的隧道为了能够达到很好的线形，完成隧道的左转弯、右转弯、上坡、下坡等功能，需要使用不同的楔形量管片[4]，这就要求转弯环管片有不同的位置来达到此目的。 现在常用的地铁管片一般采用错缝拼装，有10个点位，来达到转弯所需要的不同楔形量。管片拼装点位是以封顶块的中线位置来叙述的(管片拼装点位如图2)，转弯环不同的拼装点位在平曲线中有不同的楔形量，达到不同的转弯半径[5]。 为了能够顺利拼装管片，左转弯环或右转弯环一般拼装1、2、3、8、9、10这六个点位。 83 图2 管片拼装点位图 2.3 管片楔形量的计算
地铁盾构法隧道施工技术方案
地铁盾构法隧道施工技术方案
艮丿丿架安■ 苗沟机就位调试 --------- A 丿- 达- 止加掘逬 洒门螯封陽住妓 盾构札托歆- iVt 汕 涧门处牟站） 1 隆护舞曲除1 头 再次琥程啊试 期门篷刘圈安寢 — "L J V 割门处牢站 再就解1 側护堆凿陈■ 图1盾构隧道施工流程图 地铁盾构法隧道施工技术方案 1.施工流程图 1.1盾构法隧道施工流程图 初蜡掘it 到ii 终点
1.2盾构始发流程图 图2始发流程图 2.盾构机下井 盾构机从盾构工作井吊入，每台盾构机本身自重约 200t ，分解为5块，最 大块重约60t 。综合考虑吊机的起吊能力和工作半径，安排 1台200t 和一台 40t 汽车吊机进行吊入任务。盾构机下井拼装顺序见图 3。 始 发 准 备 拆 除 临 时 墙 掘 进
图3盾构机下井拼装示意图 在吊入盾构机之前，依次完成以下几项工作： 1.将测量控制点从地面引到井下底板上； 2.铺设后续台车轨道； 3.依次吊入后续台车并安放在轨道上； 4.安装始发推进反力架，盾构管片反力架示意图见图4; 5.安装盾构机始发托架，盾构始发托架示意图见图5。
8储口F诧 5*注腿諜 >—￡ L27KW 图4盾构管片反力架示意图 3盾构机安装调试 3.1盾构机的安装主要工作 1?盾构机各组成块的连接； 2.盾构机与后续设备及后续台车之间各种线路、管线和机械结构的连接 3.盾构机内管片安装器、螺旋输送器、保园器的安装； 4?台车顶部皮带机及风道管的连接； 5?刀盘上各种刀具的安装。 3.2盾构机的检测调试主要内容 1?刀盘转动情况：转速、正反转； 2?刀盘上刀具：安装牢固性、超挖刀伸缩； 3.铰接千斤顶的工作情况：左、右伸缩；
地铁盾构隧道施工技术现状
地铁盾构隧道施工技术现状 发表时间：2019-04-26T15:54:01.173Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第36期作者：张磊翟宝伶[导读] 利用盾构法进行地铁工程建设有利于进行隧道挖掘，而隧道挖掘工作是地铁工程建设中最重要的内容。天津国际工程建设监理公司天津市 300191 摘要：随着我国私家车数量的不断增多，交通拥堵已成为城市发展难题之一，空气质量也受之影响，在一定程度上阻碍了社会的发展。在低碳环保，科学发展观的践行之下，必须行，绿色出行为前提下，乘坐公共交通地铁的出行为交通拥堵疏解了巨大的压力。截止目前，我国的很多城市都已经有了正式的轨道交通，并且各种线路在逐渐的发展和扩大，地铁轨道的运行在我国有了很大的突破和进步，取得了很大的成绩，对于社会的发展具有很强的推动作用。地铁轨道的优点较多，例如地下轨道交通快捷，节约资源，对环境破坏较小，以及可以抵抗自然风雪的伤害，安全舒适。当然地铁的运行离不开地下隧道，盾构法作为地铁工程建设的常用方法，在地铁工程建设中发挥了至关重要的作用。利用盾构法进行地铁工程建设有利于进行隧道挖掘，而隧道挖掘工作是地铁工程建设中最重要的内容。 关键词：地铁；盾构；隧道；施工技术 1盾构的分类 盾构机按其适用的地质情况不同主要分为泥水式盾构机、土压平衡式盾构机等类型。下面简单介绍通用的两种：泥水盾构机是在盾构机前面设置挡板，与刀盘泥浆槽之间形成稳定的开挖面，泥土进入泥浆仓内，形成一个不透水的薄膜在掌子面以此为张力来保持水压力，与开挖面的土压和水压之和保持平衡。挖出的土泥以泥浆的方式运输到地面，然后泥浆和水通过处理设备将泥土分离出来，分离出来的泥水经过处理后再循环利用到开挖中。 土压平衡盾构机是当盾构机向前推时，通过前面刀盘旋转切削土体切下来的土被运到土仓。当土仓被削下来的土填满时，被动土压力与开挖面上的土压和水压力之和保持平衡，因此实现掌子面平衡。 2盾构法施工的原理 盾构法开挖隧道本质上就是在盾构机开挖的过程中同步进行管片的拼装和盾尾注入浆体。根据开挖面所处的土层条件等状况，选择相应的盾构机机型。现在常见的形式包括密闭式、敞开式、土压式、泥水式等类型的盾构机。盾构机开挖隧道的施工过程：1.在隧道两端各建造一个盾构工作井：2.在两端的工作井处分别安装盾构设备；3.当盾构区间较长时宜进行设置中间维修井并在起始工作井处由千斤顶来提供推力使盾构机从开孔位置顶出；4.盾构机进行掘进时是根据设计位置来开挖并在开挖过程中管片安装和土体的排出同步进行；5.对盾尾的注浆必须及时用以固定衬砌管片的位置和减小土体的变形。盾构机在开挖的整体流程下存在的重要技术分为四块：1刀盘切入土层过程2开挖土层过程3盾构时管片衬砌的安装过程和最后的盾尾同步注浆过程。 （a）切入土层：盾构顶推力的大小是由本身存在的千斤顶来进行支持，当盾构的切口环进入到土体所顶进的长度和千斤顶所顶进的距离相对等。 （b）土体开挖：相对应地区的地质特性和机械的类型不同所进行的开挖方式也会有着千差万别。具体开挖方式有：网格式机械切削式敞开式和挤压式等开挖方式。 （c）衬砌拼装：在地质情况或承载力较小时一般会使用衬砌管片预制拼接来施工，同时根据设计要求存在其他的衬砌施工方法例如现浇式和复合式。 （d）盾尾同步注浆：在实际盾构开挖过程中盾构机开挖出的洞口大小比要拼接管片外径还要大一些，所以在盾构继续开挖时前期拼装好的管片会受到周围围岩作用并在盾尾通过后形成盾尾空隙。这种空隙在盾构施工中是一种十分严重的问题，如果没有对空隙及时的进行填充就会严重影响到管片的整体安全性。 3盾构隧道工程施工工艺 3.1盾构机进出洞时作业控制 地铁工程施工人员在进行盾构机的进出洞操作时，必须对作业、操作进行严格控制。利用盾构机挖掘隧道，必然会涉及到盾构机的进出洞，而这一过程的作业控制直接关系到盾构法的施工质量。如果盾构机进出洞操作出现问题，则整个地铁工程建设都有可能失败。为此，施工人员必须充分重视盾构机的进出洞作业控制。通常情况下，盾构机首先进行进洞作业，而后再进行出洞作业。在盾构机进行进洞作业之前，施工人员必须明确地铁隧道的作业路线，避免出现较大的轴线误差。同时，施工人员还应仔细勘察施工路线周围的环境，根据实际情况进行具体的操作。如果存在威胁盾构机施工作业的潜在因素，则必须在作业前制定好预防措施以及应急措施，避免在施工过程中出现重大事故，干扰盾构机的顺利施工。在进行盾构机的出洞作业前，施工人员需彻底审查各项工作，避免存在漏洞影响出洞作业。 3.2盾构机挖掘施工时作业控制 盾构机的挖掘作业是地铁施工盾构法的主要工作，此项作业在地铁工程建设的盾构施工中具有十分重要的作用。在盾构机进行挖掘施工的过程中，应尽量避免挖掘施工对周边土层产生较大影响，以保证开挖土层的稳定性。要减少盾构机挖掘施工对周边土层稳定性产生的影响，施工人员必须在挖掘作业前科学合理地调整盾构机的参数。同时，在挖掘施工过程中，使用人员应注意盾构机的姿态，避免盾构机因姿态问题影响挖掘工作的顺利进行。盾构机的姿态不仅会影响挖掘工作的进行，还会影响管片作业的拼装质量。为此，在盾构机的挖掘施工过程中必须严格控制其姿态。盾构机的姿态控制与注浆方式、盾构坡度等各项参数具有十分密切的关系，只有在控制好各项参数的前提下才能真正实现对盾构机姿态的有效控制。盾构机各项参数量的控制需要建立在可靠的测量工作之上，在进行可靠性的测量之后，才能实现对盾构机各项参数量的精准控制。此外，要将土体压力控制在可控范围内，还需严格调控盾构机的前进速度和排土容量。 3.3推进操作和纠偏 盾构在实施的时候，首先需要对围岩的范围进行观察，以此确保实施的安全性，实时对千斤顶的行程和推力进行观察，沿既定路线方向准确掘进。因此，有必要正确推进盾构的运行，随时纠正偏差。盾构掘进过程中，为了保证盾构掘进功能在计划路线上的正确性，防止偏移、偏转和俯仰，应适当调整千斤顶行程和推力，破坏不方便掘进面的稳定性。一般采用开挖后立即推进。或者一边挖一边推。因此，任何时候都要正确操作屏蔽体，任何时候都要进行纠偏的路线。
盾构隧道防水施工措施
盾构隧道防水施工措施 （中铁四局集团有限公司） 李懂懂 一、引言： 本文主要阐述盾构施工中对隧道防水的措施，使隧道防水作业处于受控状态，确保工程质量符合规定要求。 二、工程概况： 本标段共有两站(尹山湖中路站、东方大道站)三区间(邀湖路站～尹山湖中路站区间、尹山湖中路站～东方大道站区间、东方大道站～独墅湖南站区间)和电缆通道(尹山湖中路主变电所35KV电缆通道)。车站及电缆通道采用明挖法施工，区间采用盾构法施工。 三、质量要求： a、整个标段区间盾构隧道应满足国标二级防水标准，同时满足初步设计技术要求的隧道上半部不允许渗漏水，结构表面偶见湿渍及隧道下半部、洞门及联络通道允许有少量漏水点，不得有线流和漏泥砂，实际渗漏量小于0.1L/m2〃d。 b、隧道渗水量每昼夜不超过0.06升/平方米；任意100平方米每昼夜渗水量≤10升。隧道顶不允许滴水，侧面允许有少量、偶见湿渍，即隧道内总湿渍面积≤4/1000总表面积，任意100m2隧道内表面的湿渍不超过4点，任一湿渍面积≤0.15平方米。衬砌接头不允许漏泥砂和滴漏，拱底块在嵌缝后不允许有渗水。
四、引用规范与依据： 《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2011) 《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008) 本行业工法及先进成熟的施工技术； 我公司在苏州2号线的施工经验。 五、施工中的防水、防渗措施 5.1盾构进、出洞防水施工 盾构出洞时，为防止泥沙及水的涌出，需设置帘布橡胶圈，出洞装置包括帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈。安装顺序为帘布橡胶板→圆形板→扇形板，自上而下进行。安装时圆形板的压板螺栓拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止盾构出洞后同步注浆浆液泄漏。盾构出、进洞处，车站与隧道的连接构造---钢筋砼洞圈未浇捣或未达到设计强度前，设置衬砌拉紧装置，即将近洞口的10环衬砌用[14槽钢沿隧道纵向拉紧。[ 14设置在管片的起重螺母处，用Φ50圆柱管螺纹加M36螺栓将[ 14可靠地栓紧在管片上，以防止洞口衬砌环缝松驰、张开并造成漏水。同时每100环管片的环圈中抽10环，每环抽样3个测试点，合计纵缝30个点，且环缝与纵逢不得大于10mm，由监理单位测量复测，环缝抗水压力为0.6Mpa/cm2,环圈底下水头的水压力为0.3Mpa/cm2⑶洞门衬砌防水构造和施工。 5.2盾构推进 盾构机与隧道理论上应是一个同心圆，盾构机与衬砌管片间存