一、盾構施工階段劃分

　　盾構施工一般分為始發、正常掘進和接收三個階段。

　　始發是指盾構自始發工作井內盾構基座上開始掘進，到完成初始掘進(通常5 0～100m)止，亦可劃分為：洞口土體加固段掘進、初始掘進兩個階段。

　　始發結束后要拆除臨時管片、臨時支撐和反力架，分體始發時還要將后續臺車移人隧道內，以便后續正常掘進。

　　接收是指自掘進距接收工作井一定距離(通常50～100m)到盾構落到接收工作井內接收基座上止，亦可劃分為：到達掘進、接收兩個階段。.

　　到達掘進是正常掘進的延續，是保證盾構準確貫通、安全接收的必要階段。

　　從施工安全的角度講，始發與接收是盾構法施工兩個重要階段。為保證盾構始發與接收施工安全，洞口土體加固施工必須滿足設計要求。

　　二、洞口土體加固技術

　　(一)洞口土體加固必要性

　　(1)盾構從始發工作井進入地層前，首先應拆除盾構掘進開挖洞體范圍內的工作井圍護結構，以便將盾構推人土層開始掘進;盾構到達接收工作井前，亦應先拆除盾構掘進開挖洞體范圍內的工作井圍護結構，以便隧道貫通、盾構進入接收工作井。

　　(2)由于拆除洞口圍護結構會導致洞口土體失穩、地下水涌人、且盾構進入始發洞口開始掘進的一段距離內或到達接收洞口前的一段距離內難以建立起土壓(土壓平衡盾構)或泥水壓(泥水平衡盾構)以平衡開挖面的土壓和水壓，因此拆除洞口圍護結構前必須對洞口土體進行加固，通常在工作井施工過程中實施。

　　(3)在特定地質條件下(如富水軟土地層)，洞口圍護結構可采用混凝土或纖維混凝土施作。盾構始發或接收施工時，可直接利用盾構刀具切除。

　　(二)洞口土體加固主要目的

　　(1)拆除工作井洞口圍護結構時，確保洞口土體穩定，防止地下水流人;

　　(2)盾構掘進通過加固區域時，防止盾構周圍的地下水及土砂流人工作井;

　　(3)拆除洞口圍護結構及盾構掘進通過加固區域時，防止地層變形對施工影響范圍內的地面建筑物及地下管線與構筑物等造成破壞。

　　(三)確定加固方案的方法

　　洞口土體加固前，要根據地質條件、地下水位、盾構種類與外形尺寸、覆土深度及施工環境條件等，在明確加固目的后，按照圖1K413033所示程序確定加固方案。

　　(四)加固方法

　　常用加固方法主要有：注漿法、高壓噴射攪拌法和凍結法。

　　1.注漿法

　　按其原理分為兩種：不改變土顆粒排列，只使注人材料滲透到土顆粒間隙并固結的滲霾注漿法;沿注漿層面地層形成脈狀裂縫，利用注漿材料使土顆粒間隙減小、土體被擠密掏擠密注漿法(或劈裂注漿法)。前者適用于砂卵土層，后者適用于低滲透性土層，詳見1K413044。

　　2.高壓噴射攪拌法

　　高壓噴射加固材料，使其與被攪動的土砂混合，或置換被攪動的土砂，形成具有一定強度的改良地層。

　　3.凍結工法

　　對軟弱地層或含地下水土層實施凍結，凍結的土體具有高強度和止水性，特別適用于大斷面盾構施工和地下水壓高的場合。

　　三、盾構始發施工技術

　　(一)盾構始發特點

　　(1)一般后續臺車臨時設置于地面。在地鐵工程中，多利用車站作為始發工作井，后續臺車可在車站內設置。

　　(2)大部分來自后續臺車上設備的油管、電纜、配管等，隨著盾構掘進延伸，部分管線必須接長。

　　(3)由于通常在始發工作井內拼裝臨時管片，故向隧道內運送施工材料的通道狹窄。

　　(4)由于始發時處于試掘進狀態，且施工運輸組織與正常掘進不同，因此施工速度受到制約。

　　(二)始發段長度的確定

　　決定始發段長度有二個因素：一是襯砌與周圍地層的摩擦阻力，二是后續臺車長度。

　　始發結束后要拆除臨時管片、臨時支撐和反力架，將后續臺車移人隧道內，以便后續

　　正常掘進。由于此后盾構的掘進反力只能由襯砌與周圍地層的摩擦阻力承擔，因此初始掘

　　選長度L必須白以下條件確定：

　　L>F/2πγf (1K413033)

　　式中 L――從始發井開始的襯砌長度(m);

　　F――盾構千斤頂推力(N);

　　γ――襯砌外半徑(m);

　　f――注漿后的襯砌與地層的摩擦阻力(N/m2)。

　　若L大于后續臺車長度，則取L為初始掘進長度;若L小于后續臺車長度，則可綜

　　合權衡利弊后，確定L或后續臺車長度為初始掘進長度。

　　(三)洞口土體加固段掘進技術要點

　　(1)盾構基座、反力架與管片上部軸向支撐的制作與安裝要具備足夠的剛度，保證負載后變形量滿足盾構掘進方向要求。

　　(2)安裝盾構基座和反力架時，要確保盾構掘進方向符合隧道設計軸線。

　　(3)由于臨時管片(負環管片)的橢圓度直接影響盾構掘進時管片拼裝精度，因此安裝臨時管片時，必須保證其橢圓度，并采取措施防止其受力后旋轉、徑向位移與開口部位(臨時管片安裝時通常不形成封閉環，在其上部預留運輸通道)變形。

　　(4)拆除洞口圍護結構前要確認洞口土體加固效果，必要時進行補注漿加固，以確保拆除洞口圍護結構時不發生土體坍塌、地層變形過大，要保證盾構始發過程中開挖面的穩定。

　　(5)由于拼裝最后一環臨時管片(負一環，封閉環)前，盾構上部千斤頂一般不能使用(最后一環臨時管片拼裝前安裝的臨時管片通常為開口環)，因此從盾構進入土層到通過土體加固段前，要慢速掘進，以便減小千斤頂推力，使盾構方向容易控制;盾構到達洞口土體加固區間的中間部位時，逐漸提高土壓倉(泥水倉)設定壓力，出加固段達到預定的設定值。

　　(6)通常盾構盾尾進入洞口后，拼裝整環臨時管片(負一環)，并在開口部安裝上部軸向支撐，使隨后盾構掘進時全部盾構千斤頂都可使用。

　　(7)盾構盾尾進入洞口后，將洞口密封與封閉環管片貼緊，以防止泥水與注漿漿液從洞門泄漏。

　　(8)加強觀測工作井周圍地層變形、盾構基座、反力架、臨時管片和管片上部軸向支撐的變形與位移，超過預定值時，必須在采取有效措施后，才可繼續掘進。

　　(四)初始掘進的主要任務

　　初始掘進的主要任務：收集盾構掘進數據(推力、刀盤扭矩等)及地層變形量測數據，判斷土壓(泥水壓)、注漿量、注漿壓力等設定值是否適當，并通過測量盾構與襯砌的位置，及早把握盾構掘進方向控制特性，為正常掘進控制提供依據。因此，初始掘進階段是盾構法隧道施工的重要階段。

　　四、盾構接收施工技術要點

　　(1)盾構進入到達掘進階段前，要暫停掘進，準確測量盾構坐標位置與姿態，確認與隧道設計中心線的偏差值。

　　(2)根據測量結果制定到達掘進方案。

　　(3)繼續掘進時，及時測量盾構坐標位置與姿態，并依據到達掘進方案及時進行方向修正。

　　(4)掘進至接收井洞口加固段時，確認洞口土體加固效果，必要時進行補注漿加固。

　　(5)進入接收井洞口加固段后，逐漸降低土壓(泥水壓)設定值至0MPa，降低掘進速度，適時停止加泥、加泡沫(土壓式盾構)、停止送泥與排泥(泥水式盾構)、停止注漿，并加強工作井周圍地層變形觀測，超過預定值時，必須采取有效措施后，才可繼續掘進。

　　(6)拆除洞口圍護結構前要確認洞口土體加固效果，必要時進行注漿加固，以確保拆除洞口圍護結構時不發生土體坍塌、地層變形過大。

　　(7)盾構接收基座的制作與安裝要具備足夠的剛度，且安裝時要對其軸線和高程進行校核，保證盾構順利、安全接收。

　　(8)拼裝完最后一環管片，千斤頂不要立即回收，及時將洞口段數環管片縱向臨時拉緊成整體，擰緊所有管片連接螺栓，防止盾構與襯砌管片脫離時襯砌縱向應力釋放。

　　(9)盾構落到接收基座上后，及時封堵洞口處管片外周與盾構開挖洞體之間的空隙，同時進行填充注漿，控制洞口周圍土體沉降。

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