隧道施工技术总结例1

第一章　工程概况

第一节 概述

本工程为北京市轨道交通首都机场线03标段，主要工程为东直门～三元桥区间盾构2568.259m；3个联络通道（左K1+034.566联络通道、左K1+974.254联络通道、左K2+564.776联络通道及泵房）和区间风井风道。隧道设计施工起点为轨道交通机场线三元桥车站南端，终点为设在察慈小区住宅楼西南侧的盾构接收井。

第二节 隧道平面

本区间有5个曲线段，东直门~三元桥方向分别为JD2（R=550）、JD3（R=1500）、JD5（R=800）、JD6（R=1000）、JD7（R=4000），线路整体呈“S”型。左线与02合同段的右线线间距为10～13米。本区间隧道平面如下图所示：

图1.1——东直门～三元桥区间左线盾构隧道路线平面示意图

第三节 隧道纵断面

本区间沿盾构掘进方向以－2‰的坡度从三元桥站出发后，在K2+960.00处线路开始以－29.611‰的坡度向下前行，在K2+620.00处开始以＋6.561‰坡度上行，在K1+500.00处开始以－3.017‰坡度下行至盾构接收井。

图1.2——左线隧道纵断面示意图

第四节 隧道近接环境条件

4.1临近建（构）筑物

区间沿京顺路下穿三元桥的西北孔，与三元桥扩大基础中心线水平净距0.24m，竖向净距16.3m。下穿东直门外斜街后，进入规划红线内的平房区，然后从察慈小区旁边通过到达盾构接收井。

4.2地面交通状况

本段线路下穿的三元桥是机场高速、京顺路连接三环路的节点立交，各个方向的车流在这里交汇，交通极为繁忙。

东直门外大街为二、三环之间的联络干道，现况机动车道宽度23米，为双向三车道，机非分隔带5米，非机动车道7米，道路交通繁忙。

4.3地下管线分布情况

区间沿线上方存在多条市政管线，但由于隧道埋深较深，根据以往工程经验区间施工对大部分管线的影响较小。只有一条位于三元桥东北侧横跨机场路的热力管沟由于埋深较深，控制机场线纵断。

4.4地形地貌

拟建盾构区间在K2+624处下穿三元桥，K1+150处下穿暗河， K0+800处下穿宽约6m深约 3m的亮马河。

第五节 地质条件

5.1工程地质概况

本工程所在的土层，自地表以下依次为人工填土层、第四纪全新世冲洪积层和第四纪晚更新世冲洪积层。区间隧道主要穿越粘土、粉土，局部遇到粉细砂、中砂层。属于一般地质条件的地层。

第二章盾构机类型及主要技术参数

第一节 盾构机类型

本工程使用的盾构机为德国海瑞克S169加泥式土压平衡盾构机，采用向开挖土体中注入泡沫的方式来改良土体，推进千斤顶为被动式铰接千斤顶。刀盘是作为“重型钢结构”针对挖掘北京土质特点设计的。主驱动的总输出功率为945KW，刀盘最大可能转速为3.0rpm。

第二节 主要技术参数

主要技术参数如下：

（1）管片参数

外径6000mm

内径5400mm

片数3A+2B+1C

最大片重3.3T

水压2bar

（2）盾构参数

主机数量（前体和中体）1

直径6190mm

长度（前体和中体）4280mm

类型土压平衡

最小水平转弯半径350m

最大工作压力3bar

最大设计压力4.5bar

土压检测点5

人闸1

人闸联连法兰1

螺旋输送机上连接法兰1

盾尾1

盾尾数量1

连接形式铰接

长度3550mm

密封3层密封刷

注脂线8（2X4）

注浆点4

（3）推进千斤顶

数量16

推力28350KN

行程2000mm

推进速度80mm/min

缩回速度1400mm/min

（4）铰接油缸

铰接型式 被动式

数量 14

尺寸φ180/80mm

缩进压力7340KN

行程150mm

（5）刀盘

刀盘数量 1

形式 面板式

直径 6200mm

旋转方向 左/右

刀具（软土层） 124把齿刀；16把周边刀

回转接头 4个泡沫管

（6）刀盘主驱动

刀盘主驱动数量 1

形式 液压驱动

马达个数 8

额定扭距 4085KNm

脱困扭距 4700KNm

转速 1.50/3.00rpm

电功率 480KW

主轴承外径 2600mm

主轴承寿命 10000小时

（7）人闸

人闸数量 1

形式 双人闸

长度 2000mm

直径 1600mm

工作压力 3bar

工作人员 2～3

（8）拼装机

拼装机数量 1

型式 中心自由转动拼装机

夹紧系统机械式

自由度6

旋转范围+/-200o

管片长度1200mm

伸缩距离1000mm

轴向行程2000 mm

控制方式线控

（9）螺旋输送机

螺旋输送机数量1

形式中心轴式

直径700mm

电功率110KW

最大扭距190KNm

转速0至19rpm

最大出土量250m3/h

螺距600mm

伸缩可以

出土门有

（10）皮带机

皮带机数量1

驱动电力

带宽800mm

带长约45m

速度2.5m/s

最大输出能力450 m3/h

（11）后部供给系统

管片存放机1

管片吊车1

吊车轨道1

液压部件1

冷却系统1

注浆设备1

注浆泵1

控制阀2

压力测量装置5

储浆罐1

注泡沫系统1

发生器4

水泵1

泡沫剂泵1

空气控制设备1

注膨润土系统1

注入泵1

压缩空气供应1

空气压缩机2

气罐1

压缩空气调节设备1

主驱动润滑脂泵1

盾尾注脂泵1

操作室1

控制板1

变压器1

软管系统1

高压电缆盘1

轨道起重机1

二级通风系统1

输送管存储装置1

导向系统1

数据记载系统1

（12）后配套系统

台车数目5+桥

（13）电气系统

初级电压10KV（+10%/-15%）

次级电压630V

变压器1250KVA

控制电压24V/230V

照明电压230V

阀电压24V

频率50HZ

保护系统（电马达）IP55

PLCS7（西门子）

（14）安装功率

驱动480KW

推进油缸 55KW

管片拼装机油缸 45KW

冷却油 11KW

注脂4KW

螺旋输送机闸门 22KW

螺旋输送机110KW

注泡沫系统8KW

注浆设备 19KW

皮带输送机 22KW

二级通风设备 15KW

现场及插座用电 50KW

总计844KW

（15）尺寸

总长 57m

本体含盾尾 7.8m

第三章 一般地质条件下盾构隧道施工技术总结

第一节 盾构隧道施工的地面用地面积及场地布置

1.1本工程施工的地面用地面积如下表所示：

始发井及提升区面积（㎡）办公、生活用房区面积（㎡）管片堆放区面积（㎡）材料、物资堆放区面积（㎡）施工区域内通道面积（㎡）集土坑

921347.8116.23231.54529.77135

1.2施工场地平面布置如下图所示：

图3.1——盾构施工场地平面布置图

第二节 盾构隧道施工用电

2.1供电方案

业主将提供施工临时用电电源，其容量为1250KVA+600KVA的变压器，接口根据承包商施工组织设计的接电点位置由业主组织有关单位现场确定。同时，在施工现场配备发电机，做为备用。施工现场的供电系统主要包括配电房和发电机房。

配电房向外与10KV输电线路相接，其中1路直接送到盾构机内，1路通过配电房内的变压器电压转化为380V/220V，分别供其它施工设备和照明使用。为防止意外停电对工程的影响，在施工现场备用1台200KW柴油发电机，确保施工的正常进行。

2.2进场阶段的临时供电

为保证施工临时设施的搭建、前期准备工作的正常进行以及生活用电的需要，安排1台250KW的发电机作为临时电源。在供电部门为施工变电所送电后，撤消临时电源但作为备用电源保留，在突发性停电时，供洞内的照明、抽水及推进油缸保压用。

在取得监理工程师同意后，我单位施工队伍进场立即进行场区电缆敷设、变电器、配电箱柜等安装及接电调试工作。

2.3盾构施工阶段的供电

1）变压器的配置

盾构机掘进施工时，由业主配置一台总容量为630KVA的变压器，供龙门吊等辅助设备供电使用，另需配置总容量为1250KVA的10KV高压电源，供盾构机使用。

2）高压配电所的配置

高压配电所配置盾构电源和地面设备低压用电的变压器馈出仓位。

3）配电柜的设置

设置高压配电柜1个，低压配电柜3个。每一用电点从邻近低压配电柜引出，通过分配电箱再配出到各用电设备。

4）功率因数补偿器的配置

为实现COSΦ＝0.8的功率因数，拟设置6个功率因数补偿器，它们的无功功率补偿能力分别为：2台300Kvar。

5）供电线路的配置

高压线路：相数：3；频率：50Hz；

电压：10KV；

低压线路：相数：3；频率：50Hz；

电压：0.4KV；

照明线路电压：220V；控制电压：24V；信号电压：24V；

2.4安装与工艺要求

1）从配电柜到分配电箱的馈送回路中，每一开关的载流量和短路电流需与各用电设备的容量相匹配，设备在受电前先检验漏电开关的动作是否灵敏。

2）电缆敷设采用直埋式，过路处穿钢管暗埋敷设。

3）高压电缆送电前，经电气试验证明合格。

4）从高压配电室盾构仓位馈送到车载变压器的电缆，沿墙挂钩敷设下井，每隔50m挂“高压危险”的警告牌一块，在井的垂直部位和隧道内敷设电缆，每2m设一个固定点。

5）从井口开始，每隔100m设隧道照明专用配电箱一只，作为照明线路的分开关和隧道内小动力用电设备的电源。

6）隧道照明采用普通日光灯，控制室采用防爆荧光灯，主机采用防爆投光灯，皮带机采用防震灯，灯具金属外壳与接地线直接相连。

7）所有的单相负载采用A、B、C三相跳接的方式，注意三相负载的平衡问题。

2.5安全保护措施

1）重复接地保护：在各用电点的配电箱周围，用2m长的5＃角钢2根埋入地下作为接地极，用一根25×4的镀锌扁钢与接地极焊接后，引到配电箱的接地排上。接地排与从变电所馈出的低压电缆的零线相接，构成重复接地系统。接地电阻≯1Ω。各用电设备金属外壳用接地线与接地排相接。

2）行程限位保护：所有的提升设备安装限位保护开关。

3）电气联锁保护：为保证设备运行的安全可靠，电气系统进行联锁控制，即上级流程未动作，下级流程无法动作。上级流程停止，下级所有流程自动跳闸。防止自起动和误操作带来的不安全因素。

4）相序保护：用电设备在运转时，不随意更换相序，若发生意外，相序继电器自动切断电源。

5）防雷保护：对直击雷的防护采用在变电所装设独立避雷针；对雷电波侵入的防护采用在高压侧装设阀式避雷器。

第三节 始发井及接收井施工

始发井利用三元桥车站已修建好的南侧左线盾构始发井进行始发施工；接收井利用02标在察慈小区西侧的盾构接收井进行接收施工。

第四节 盾构始发段和接收段地层加固方法、工艺及效果

4.1端头地质概况

本标段盾构始发及到达端头加固共计4处，加固部位包括机场线三元桥站始发井端头、风道接收和始发端头、盾构接收井端头。三元桥站始发端头为粘土地层，其余3个端头均为洞身上部为砂层，洞身下部为砂砾层。三元桥站始发端头加固采用1排ф800@1000mmC10素混凝土桩和14排ф600@500mm梅花形布置的旋喷桩组成，素混凝土上部采用采用三七灰土回填；风道接收和始发土体采用洞内水平注浆方式进行加固，采用水煤气管，间距500×500mm，梅花型布置；盾构接收井土体采用20排ф600@500mm梅花形布置的旋喷桩。

为了确保盾构始发和到达时的施工安全以及各地层的稳定，以防止端头地层发生坍塌或漏水涌水等意外情况，必须对端头的土体进行加固处理。另外，盾构机吊入、吊出井必须满足吊机作业地面承载力要求。

4.2加固的原则和要求

（1）盾构进出洞端头土体加固的原则：

1）根据隧道埋深及盾构隧道穿越地层情况，确定加固方法和范围。

2）在充分考虑洞门破除时间和方法，选择合适的加固方法和范围，确保盾构机进出洞的安全和洞门破除的安全。

（2）加固要求

1）加固土体强度达到0.4Mpa；

2）渗透系数≤1.0×10-8cm/s。

4.3端头加固施工

4.3.1双重管旋喷桩施工工艺

（1）旋喷桩施工工艺

旋喷采用双重管高压喷射法施工，利用高压水、压缩风共同作用在喷嘴形成高速射流切割土体、砂层，同时由底部注入水泥浆，对其进行分选和置换。喷嘴作360°旋转并匀速提升，形成具有一定直径的旋喷桩。旋喷桩施工流程参见【图3.2——旋喷桩施工工艺流程图】。

图3.2——旋喷桩施工工艺流程图

（2）施工方法

1）钻机就位

钻机就位即将使用的钻机安置在设计的孔位上，使钻杆头对准孔位的中心。钻机就位后，必须作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。

2）钻孔

本工程拟采用地质钻机，钻孔的倾斜度不大于1%。

3）插管

钻孔完毕，拔出岩芯管，换上旋喷管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力不超过1Mpa。

4）喷射作业

旋喷前，要检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足要求，在注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，注浆管接头的密封圈必须良好。

喷射管达到预定深度后，由下而上进行喷射作业。喷射过程中，应时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数，并且随时做好记录，绘制作业过程曲线，旋喷注浆管的旋转和提升必须连续不中断，防止喷嘴被堵。

5）拔管、冲洗机具

喷射作业完成后，拔出喷射管。注浆管等机具设备冲洗干净，管内不得残存水泥浆。把浆液换成水，在地面上喷射，将泥浆泵、注浆管软管内的浆液全部排出，管内不得有残存水泥浆。

6）移动机具、回填注浆

把钻机等机具设备移动到新孔位上，进行下一钻孔的施工，并将作业完成的孔回填注浆。

（3）旋喷施工主要技术参数

1）压缩空气

压力0.7MPa，流量3m3/min，喷嘴间隙2～4mm；

2）水泥浆液

压力20～40MPa，流量80～120L/min，喷嘴孔径2～3mm；

3）注浆管

提升速度10～20cm/min，旋转速度10～20r/min，外径φ75。

4）水泥浆

水泥采用425号水泥，水灰比1.5:1。

（4）施工技术措施

1）施工前根据现场环境和地下埋设物的位置等情况，复核高压喷射注浆的设计孔位。施工前予先挖设排浆沟及泥浆池，施工过程中将废弃的冒浆液导入或排入泥浆池，沉淀凝结后运至场外存放或弃置。

2）旋喷桩相邻两桩施工间隔时间不小于48h，间隔不小于4～6m。

3）钻机安放保持水平，钻杆垂直，其倾斜度不得大于1.5%。施工前检查高压设备及管路系统，其压力和流量满足设计要求。注浆管和喷嘴内杂物清除干净，注浆管接头的密封圈良好。

4）正式施工前进行试桩，以确定合理的水压力，提升速度，浆液配比和压力等参数。

5）旋喷过程中保证桩体的连续性，若因故停止，第二次旋喷的接桩长度必须大于20cm。

6）施工中若出现大量冒浆，立即停止并采取措施。

7）钻孔位置和设计位置的偏差不大于50mm。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况均详细记录。

8）高压喷射注浆完毕，迅速拔出注浆管彻底清洗注浆管和注浆泵，防止凝固堵塞。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时在原孔位采用冒浆回灌或二次注浆等措施。

4.3.2水平注浆施工

（1）水平注浆施工工艺

参见【图3.3——水平注浆施工工艺流程图】。

图3.3——水平注浆施工工艺流程图

（2）注浆施工主要技术参数

参见【表3.1—钢花管注浆施工技术参数一览表】。

表3.1—钢花管注浆施工技术参数一览表

分类项目参数

成孔下管管距×排距1.4m×0.8m，桩间护壁钻孔

孔径52mm

管偏斜＜1%

钢花管钢花管长度5m（入土段长4m）

钢花管直径48mm

钢花管壁厚3mm

注浆浆液配合比（重量比）水泥：水＝1: 1

初注压力0.8～1.0MPa

终注压力1.8～2.0MPa

（3）施工技术措施

1）注浆材料采用P.o32.5普硅水泥，注浆时水灰比由大至小，先灌入较稀浆液，视地层吃浆量情况逐渐调整水灰比再灌入较稠浆液。

2）一个孔的注浆作业一般应连续进行到结束，不宜中断。如因机械故障被迫中断时，应排除故障尽快恢复注浆。恢复灌浆时一般从稀浆开始，逐渐调整至稠浆。

3）注浆应有专人记录浆液消耗、注浆时间、注浆压力。当注浆出现大量吃浆不止，长时间灌不结束的情况时，应检查原因，若是因地层裂缝原因造成，可调整水灰比采用稠浆灌注，并采用中断间歇注浆方法，若到此压力就发生冒浆或大量吃浆的，可在较低压力下结束。

4）注浆结束后应立即封闭阀门，拆卸清洗输浆管路。

5）待封孔后进行水平探孔试验以确定有无达到开孔要求。

4.3.3钻孔灌注桩施工

钻孔灌注桩施工工艺

钻孔灌注桩施工工序如下：

放线定点钻机就位钻孔至设计深度测量孔深吊放导管灌注商品混凝土成桩。

（1）施工准备

正式施工前应试钻，以确定施工工艺参数。

（2）测放桩位及复核

根据轴线基准点，测放出具体桩位，复核合格后方可进行钻孔施工。

（3）钻机就位

钻机应置于平整坚实的地面上，钻机就位时，钻头对好桩位，定位误差≤2cm。同时用经纬仪或线坠调整钻杆垂直度，也可利用机械自带垂直度调整系统控制。

（4）钻进、成孔

1）采用长螺旋钻机成孔，应根据地层变化及时调整钻进速度。钻进过程中，应采用人工和装载机配合随时清理孔口积土，钻到设计孔底后应空转3～5min，把孔底虚土清净。钻杆提出孔口时应小心操作，以免虚土掉入孔中。如果出现缩径情况，应将钻杆下入孔中再次钻进，直到孔径达到设计值。

2）为保证施工安全，防止相互干扰造成塌孔，钻孔时应采用桩位跳钻的施工方法。待混凝土强度达到80%后用三七灰土回填至地面标高。

（5）成孔验收

成孔后采用测绳检测孔深，采用吊线坠检测垂直度及虚土厚。

（6）灌注混凝土成桩

成孔后要及时灌注混凝土。灌注前在孔口放置护孔漏斗，混凝土通过漏斗、串筒灌入孔内，在混凝土灌注应连续进行。

第五节 盾构的始发（出洞）和接收（进洞）工艺

5.1 盾构的始发工艺

盾构机始发是指利用反力架及临时拼装起来的管片承受盾构机推力，盾构机在始发基座上向前推进，由始发洞门贯入地层，开始沿所定线路掘进的一系列作业。

盾构始发施工包括盾构掘进开始时的一连串作业，是盾构施工过程中开挖面稳定控制最难、工序最多、比较容易产生危险事故的环节，因此结合始发施工环境进行始发施工各个环节的准备工作至关重要。

盾构机始发段的掘进施工又称为试掘进施工，需对各种关键施工参数进行调整、优化，为正常段施工做好准备（盾构施工参数主要包括掘进速度、刀盘扭矩、土仓土压力、盾构总推力、出土量、注浆量、注浆压力、盾尾间隙等）。盾构机掘进前，先对各种施工参数进行计算，然后根据计算结果，设定施工参数。在施工中，根据设定施工参数的应用效果，结合地表监测的结果对各种参数进行调整、优化，使各项参数设定达到最佳状态。

5.1.1盾构机初始掘进的关键问题及对策

（1）盾构机初始掘进的关键问题：

1）保证安全破洞门。

2）始发定位准确。

3）防止管片错台下沉。

（2）对策

1）端头加固

根据端头位置的地质情况和以往的施工经验，始发端头加固采用旋喷桩和钻孔灌注素桩进行加固；接收端头采用旋喷桩注浆加固；风井风道两侧端头采用洞内水平注浆的方式进行加固。加固后保证了破洞时洞门稳定，也有效防止地面开挖面坍塌和控制地面沉降。

2）优化施工参数

A．同步注浆控制

控制同步注浆量和注浆压力。按理论计算，该段注浆量不应小于160%的建筑空隙；同时也要防止注浆压力过高而顶破覆土。

B. 盾构姿态控制

盾构机保持平稳推进，减少纠偏，减少对正面土体的扰动。

平面：控制在±50mm以内。

高程：控制在±25mm左右。

转角：控制刀盘转向，以免对土体产生较大的扰动。

速度：该段施工中推进速度控制在10mm/min，如推进速度过快，容易会引起正面土体挤压过大地面隆起。

C. 沉降控制

采用信息化施工，通过监测系统提供的监测数据，及时调整盾构穿越过程中施工参数，使盾构施工对地面影响降到最低。

3）始发前的施工测量、定位

出洞前，进行盾构机始发姿态测量、导轨姿态测量、反力架姿态测量、姿态初始测量、SLS-T导向系统初始测量等一系列的测量工作，以使盾构机准确就位。

同时开始收集隧道施工平面控制测量、高程控制测量、导向测量的原始数据，为今后的测量工作提供依据。

4）解决管片错台下沉问题的措施

A．保证洞门密封的效果，如洞口漏水现象严重由预设压浆管向洞圈周围内压注化学浆液。

B．严格控制盾尾注浆的质量；

C．洞门焊接导轨。

5.1.2试验掘进段参数的选择分析

（1）盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速的设定

盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速与盾构机的性能密切相关，同时也受工程地质及水文地质条件的影响。始发伊始，对参数设定首先要依据理论计算值进行设定，在始发完成后的试掘进阶段可对各种参数进行对比，调整推进速度与推力、刀盘转速与扭矩的关系式，定出推进速度和转速的范围。

在本始发段中，隧道洞身范围内地层主要为粉质粘土、粉土及粘土，由于处于始发掘进阶段，推进速度初始设定10～30mm/min，初始设定刀盘转速应小于1.0r/min。

（2）盾尾注浆压力分析与取值

添加剂压注及盾尾注浆压力主要是受地层的水土压力的影响，注浆压力的设定以能填满管片与开挖土层的间隙为原则。注浆压力的计算可参考规范中的公式并在施工过程中通过测试和试验来确定和优化参数，本工程穿越三元桥、热力方沟、居民区，浆液及其注入的效果直接关系到地面沉降，因此对注浆材料及注浆压力都有较高的要求。依据现有其它地区盾构法施工经验及北京地区已有盾构施工各种参数使用效果，初始盾尾注浆压力设定为0.2～0.25Mpa。

盾尾同步注浆理论量为每环2 m3,根据经验注浆时每环应按2.9m3～3.9m3控制。同时要求同步注浆速度必须与盾构推进速度一致。

（3）添加剂使用方案

在盾构施工中，添加剂的作用是：

1)减小旋转输送机的扭矩，降低刀盘温度；

2增强土体气密性、止水性，保证开挖面稳定；

3)与土体拌和均匀，使开挖土具有良好的流动性，增强土体可排性。

依据地层不同，有不同的添加剂使用方案。本工程始发阶段盾构穿越的地层为粉质粘土层和粘质粉土层。这样的粘性土地层，土的粘结力较大，在盾构掘进施工过程中，易造成粘性土附着于刀盘上正反面形成泥饼造成刀盘扭矩增大，或者土体进入土仓后被压密固化，造成开挖、排土均无法进行的情况。此时一方面可通过刀盘上的添加剂注入孔向刀盘前方的土体注入3％～5％的泡沫和适量的水，在增加其流动性的同时，降低其粘着性，防止开挖土附着于刀头或土室内壁。另一方面粘土被切削进入土仓内后，通过土仓上的添加剂注入孔向土仓内注入泡沫并利用刀盘上的搅拌装置加以搅拌，使泡沫与切削土充分混合，以增加土的气密性和可排性。泡沫的总注入量控制在土体切削量的10％以内。此外，还可通过螺旋输送机上的添加剂注入孔向仓内注入适量的清水或注入压缩空气，以增加土体的和流动性，减小土的摩擦力，使土能经螺旋输送机顺利排出。

添加剂注入量：

刀盘前：约3％～5％的理论开挖量

密封仓：约5%的理论开挖量

添加剂注入压力：需控制参数为刀盘前的注入压力，以平衡开挖面的水压力为宜。在本区段内设定注入压力初始设定为0.15～0.2MPa。

（4）洞口密封处压浆

洞口密封处的充填注浆采取盾尾同步注浆装置注单液浆充填。待盾尾到达洞口位置时，拉紧洞口密封圈，保证浆液不溢出洞口。

5.2 盾构的接收工艺

盾构接收段施工是指盾构机刀盘距进站口50m至盾构机进入车站并完全推上接收基座的施工过程。其施工内容主要包括端头土体加固、接收设施的设计制作与安装、接收段掘进、洞口凿除等。端头土体加固的施工应在盾构接收前应提前完成。

5.2.1盾构接收前盾构姿态和线形测量

盾构机接收前80m地段即加强盾构姿态和隧道线形测量，及时纠正偏差确保盾构顺利地进站。当盾构掘进至接收前25m左右时应再次进行盾构姿态和隧道线形测量，测量内容有：定向、主导线、测量管片位置和走向偏差。

通过测量，对接收前的地段加强盾构掘进的轴线控制，使盾构机进站时其切口平面偏差满足：平面≤±25mm，高程≤±20mm； 盾构机进站时其切口平面偏差允许值：平面≤±50mm，高程≤±20mm,盾构坡度比设计坡度略大0.2%。到站所有测量数据须报测量监理单位复核验正。

5.2.2盾构到达段掘进

盾构机进入接收段后，应减小推力、降低推进速度和刀盘转速，控制出土量并时刻监视土仓压力值,土压的设定值应逐渐减小，避免较大的推力影响洞门范围内土体的稳定。盾构接收掘进可为四个阶段，在这几个阶段中，应采取不同的施工参数及控制侧重点不同。

（1）盾构过渡段掘进(进入土体加固区前30m～8m)

过渡段的掘进速度和土仓压力与正常段掘进一样，按常规控制，但此段施工应侧重加强注意调整盾构机的姿态，使盾构机的掘进方向尽量与原设计轴线方向一致,并且要在出洞前的20米处，使盾构机保持水平姿态前进或略微仰头姿态前进，保证出洞时正常接收，掘进时的轴线偏差应控制在±20mm范围内。

（2）进站的第一阶段（进入土体加固区8m～2m）

盾构机进入加固区后，掘进速度由原来正常段的20～30mm/min减至5～10mm/min，土仓压力由原来的1.5～2.0bar减至0.3～0.5bar。尽量减少对洞口的影响。压力值大约与水压相等。应在密切监控地表和洞口的情况下逐步减少压力。

（3）进站的第二阶段（进入土体加固区2m～20cm）

由于不能确定开挖时的最小土仓压力，因此在开挖过程中只能根据地质等情况使压力最小。此阶段速度一般为1～5mm/min。当盾构机接近洞口30cm～20cm时，应停止推进。

（4）进站的第三个阶段（第二阶段完成至盾构机进入车站露出）

盾构机继续前进并拼装管片，将围护结构推倒，此阶段的速度根据实际情况决定，应无压力，刀盘停止转动。此后清除坍塌下来的土体，盾构机继续推进，通过密封环后立即拉紧密封环的钢丝索，清除密封舱内的泥土。在停机后要对盾构中心进行测量，看是否满足贯通精度的要求。

5.2.3盾构机接收

为确保盾构机从接收井的预留洞口穿出，该阶段的掘进将遵守以下原则：

（1）掘进速度逐渐放慢，掘进推力相应减少。

（2）增加盾构机测量次数，并根据洞口实际位置不断校准盾构机掘进方向。

（3）加大地面监测频率，并依椐监测结果及时调整掘进参数。

（4）站内派人对洞门位置进行值班监视。

为迎接盾构机到达，应在到达洞口前做好如下准备：

(1) 安装洞门密封装置。

(2) 安装盾构机接收基座，接收基座与始发基座相同。

(3) 铺设盾构机移动基座的轨道。

(4) 部分凿除洞门处的围护结构。

(5) 在到达洞口内侧准备好砂袋、水泵、水管、方木、风炮等应急物资和工具。

(6) 准备好通讯联络工具。

(7) 准备好照明设备。

上述设备与材料需预先运入，故到时需与接收井承包商相互协调。以上准备工作完成后，盾构机才可进行最后的到达段掘进。

第六节 盾构推进的实际参数及合理参数

盾构在推进过程中施工参数会不断地变化，根据不同的地层和添加剂进行调整，在施工过程中要严格注意进土与出土的匹配情况，必要时进行适当的调整。

参见【表3.2—盾构推进主要参数实际控制值】

表3.2盾构推进主要参数实际控制值

盾构推进主要参数实际控制值

1、纵向千斤顶总推力/分组推力（KN）10000KN/100～2000KN

2、刀盘扭矩（一般/最大BAR）200～240/260KN·m

3、盾构推进一般和最大速度（cm/min）一般速度6～7 cm/min，最大速度8 cm/min

4、盾构隧道与设计轴线的最大偏差/mm50mm

5、密封仓土压力控制（与设定值的偏差/MPa）0.06～0.2

6、管片拼装（一般和最快min/环）一般20min/环，最快15 min/环

7、加泥/泡沫（一般/最大kg/环）25～33L/环

8、盾尾密封油脂（一般/最大kg/环）一般10kg/环，最大20kg/环

第七节 盾构姿态控制统计分析

地铁工程的施工测量不同于一般工程的工程测量，施测的周围环境和条件复杂，要求的施测精度相当高，因此，必须精心组织实施。

7.1施工测量要求

（1）为确保地铁测量精度，我方将抽调具有地铁测量经验的测量工程师和有测量上岗证的测量员组成项目测量组，配有高精度仪器。

（2）开工前，根据甲方提供的测量数据资料，布设地面施工控制网点将两施工井联系起来构成本区间独立控制网并与相邻区间控制网保持统一。其中导线网点按地面四等平面控制测量技术要求控制，高程按地面二等水准技术要求控制。测量成果报监理业主检测。

（3）施工现场的所有的测量主控制点均由我单位技术部测量组组织二级复核。

（4）实行定期校核制度，每个月对施工控制点进行一次校核，发现问题及时调整。

（5）每施工放样点都必须经过换人检测无误后才可定点并书面移交下道工序。

（6）做好测量记录工作。

7.2控制测量基本原则

⑴ 地铁工程测量施测环境复杂，精度要求高，采用三角网进行测量。

⑵ 布设足够的控制点，并精心做好标记，加强对控制点的保护和检查。

⑶ 保证测量精度，配备先进的测量仪器，使用先进的测量技术。

⑷ 负责保存好本合同段内全部的三角网点、水准网点和自己布设的控制点，防止移动和损坏，一旦发生损坏，及时报告监理，并协商补救措施，及时处理。

⑸ 全部的控制点三维坐标经监理工程师检查合格后，才能开展后序工作。

⑹ 严格按照相关技术规范要求进行测量工作，并做好测量资料的管理。

7.3控制测量

7.3.1平面控制测量

根据业主提供的工程定位资料和测量标志资料，对所移交的导线网、水准网及其他控制点用精密导线方式进行复测；同时放线设置施工过程中使用的固定桩，并将测量成果书报请监理工程师及业主审批。

(1)．引测近井导线点

利用业主及监理批准的测量成果，以最近的导线点为基点，引测至少三个导线点至每个端头井附近，布设成三角形，形成闭合导线网。

(2)．引测近井水准点

利用业主及监理批准的水准网，以最近的水准点为基点，将水准点引测至端头井附近，测量等级达到国家二级。每个端头井附近至少布设两个埋设稳定的测点，以便相互校核。

7.3.2高程控制测量

以首级控制水准网为基准设加密水准网，并且联测到相临标段所使用的水准控制点一个以上。将水准网布成附合线路，往返观测，附和闭合差应≤±8mm（L为附和线的路线长度，以公里计算），使用精密水准仪、铟钢尺按照国家二等水准测量方法的精度指标均将高程传到地下。如【图3.4—高程控制测量示意图】：

图3.4高程控制测量示意图

精密水准点的埋设采用混凝土普通标石，一定要稳定、便于保护、不易破坏，其规格按《城市测量规范》有关要求确定。传递高程时，每次独立观测三测回，每测回测得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm。取三次观测的平均值作为地下水准点的高程。

7.3.3联系测量

联系测量是将地面测量数据传递到隧道内，以便指导隧道施工。具体方法是将施工控制点通过布设趋近导线和趋近水准路线，建立近井点，再通过近井点把平面和高程控制点引入车站底板上，为隧道开挖提供井下平面和高程依据。

(1)．平面坐标传递

平面坐标传递和定向测量同时作业，主要是通过竖井将方位、坐标从地面上的控制点传递到地下控制点。

本标段采用盾构法施工，根据施工现场的条件，为保证测量精度和优化现场作业，施工联系测量均采用全站仪进行投点，传递时采用三角网传递，我们在本标段用的仪器是全自动测量全站仪，本仪器对仰角和俯角都有自动补偿，测量精度满足施工要求。传递示意图如【图3.5—平面坐标传递测量示意图】：

图3.5—平面坐标传递测量示意图

在盾构施工期间，为提高地下控制测量精度，保证隧道准确贯通，应根据工程施工进度，在每个区间应进行至少三次联系测量。

7.3.4地下控制测量

(1)．地下平面控制测量

为了消除和减弱折光差对横向贯通误差的影响，将洞内控制导线点布设在隧道的两侧稳定的衬砌环片上，交叉前延。点位采用强制对中托架，在通视条件允许的情况下，每约100米布设一点，曲线段适当缩短点距。以车站内逐次重复定向测量成果的加权平均值建立的基线边为坐标和方位角的起算依据。观测采用全站仪进行测量，用全圆法趋近导线测量用Ⅰ级全站仪进行测量，测角四测回(左、右角各两测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于4″)，测边往返观测各二测回。其观测方法和精度应符合二级或以上导线的技术要求。

盾构掘进时，盾构机身后有较长的后配套，测量控制点无法做在此范围隧道两侧，可以把控制点以吊篮的形式固定在隧道的顶部，仪器及后视棱镜采用强制归心。将自动导向系统的全站仪安置在其上，与盾构机自带的激光导向系统连接指导盾构机掘进。

(2)．地下高程控制测量

地下高程测量以车站传递的水准点为基准点，隧道直线段每隔100m左右布设一个固定水准点，曲线段每隔50m左右布设一个。测量时可采用精密水准仪及其水准尺进行往返观测，相邻测点往返测闭合差≤3mm，全程闭合差≤6mm（L为全程长度，单位：Km）。

(3)．盾构掘进施工测量

1）盾构机姿态和衬砌环片的测量

盾构掘进时为优化掘进参数需对盾构机姿态和衬砌环片进行测量。由于选配了VMT公司先进的测量导向系统，盾构机掘进的过程中能时时地测出盾构机的瞬间姿态。为保证盾构机姿态的准确无误，需对盾构机姿态进行复测。盾构机姿态测量是以隧道里的导线点为依据，利用全站仪及其辅助工具，测出布设在盾构机上特殊测点的三维坐标，计算出盾构机的姿态，包括俯仰、旋转、平面和高程，观测值与盾构机此时的理论值相比较，将其差值反馈给盾构操作人员，调整其参数，从而指导掘进。

衬砌环片的测量包括测量衬砌环的中心偏差、环的椭圆度等，利用全站仪及其辅助工具，通过测出环片上一些特征点的三维坐标，从而通过几何计算确定环片安装位置的正确性，并为安装人员提供操作校正参数。

2）成型环片的测量

成型环片的测量主要测定环片安装位置是否符合设计要求。具体方法是使用全站仪的五反射测量模式测得成型环片一周的七个点的坐标，通过相应的计算软件换算出成型环片中心的坐标，用水准仪及水准尺测其高程，通过已测的数值与隧道线路的设计值相比，便可得成型环片平面和高程的偏差，为以后竣工和铺轨提供依据。

3）盾构机导向系统

盾构机的导向系统如下图所示：

图3.6—盾构机导向系统示意图

盾构机导向系统是传统测量与计算机的完美结合体，在盾构机掘进过程中有测量机器人在激光导向程序的控制下自动采集数据，将光信号转换成电信号传递到控制箱。盾构机前端有一光靶，他的作用是接受测量机器人传递过来的信号，自动计算出盾构机的水平和竖直、旋转角度将这些数据传送到控制箱。控制箱将两个数据送到计算机上，通过VMT—S计算出盾构机的实际三维坐标。在盾构机掘进前计算出隧道的设计轴线，将这些数据提前导入VMT—S中，这样将形成一个设计隧道轴线坐标系。通过VMT—S系统将盾构机的实际三维坐标和设计隧道轴线坐标系相比较就得出盾构机在掘进时的动态位置（如下图）。

图3.7—设计坐标系示意图

图3.8—盾构机姿态示意图

上图中显示的是在这一时刻的盾构机姿态，盾构机操作手可以看着盾构姿态和导向系统提供的相关参数来控制盾构机的掘进方向。

7.4 隧道贯通测量

本标段的区间隧道长度在2500m左右，在隧道贯通前约50米要增加施工测量的次数，并对控制导线进行全线复测，对观测值严密平差，保证隧道贯通。

隧道贯通后，从隧道两端向贯通面进行二等导线测量，分析在贯通面上的贯通误差。在做贯通测量时应将联测地上、车站、隧道导线网、水准网，并进行严密平差，为竣工和铺轨提供高精度的控制点和准确的水准点。

7.5 竣工测量

7.5.1线路中线测量

以施工控制导线点为依据，布设隧道内中线点，中线点的间距直线上平均100m，曲线上恢复所有的曲线元素点。区间各施工控制中线点组成附合导线。中线点组成的导线应采用全站仪进行观测，并对观测值进行平差，将成果上报相关单位。

7.5.2隧道净空断面测量

以测定的线路中线点为依据，直线段每6米，曲线上包括曲线要素点每4.5米测设一个结构横断面，结构横断面可采用全站仪测量，测定端面里程误差允许为±50 mm，断面测量精度为±10mm。

7.6 测量施工组织

为做好盾构施工测量工作，保证盾构机准确进入起吊井，做到盾构施工万无一失，选派有经验的测量专业人员组成盾构施工测量技术领导班子，专门领导和研究盾构施工测量技术工作，及盾构施工测量中出现的各种问题。

测量仪器选用性能稳定、精度高的进口全站仪及其配套的辅助设备。所有的仪器和工具都严格按照国家计量法进行检定。

第八节 管片拼装质量控制统计分析

管片衬砌作为盾构隧道工程最重要的主体结构，其拼装质量的好坏直接影响着盾构隧道工程的质量。

本程中采用了标准环+左右楔型环作为管片衬砌，管片外径6000mm，内径5400mm，每环管片长度1200mm，管片采用“3A+2B+1C（楔块）”错缝拼装，管片接缝采用弹性密封防水，弹性密封为三元乙丙橡胶和水膨胀橡胶止水条。

8.1管片拼装位置确定

管片在使用时必须预先根据盾构机的位置及盾尾间隙大小选定管片的拼装位置，管片的拼装依据主要有以下两条，在管片拼装分析时要综合分析确定，缺一不可。

8.1.1 盾尾法面和管片法面的相互关系

管片拼装的总原则是拼装的管片与盾尾的构造方向应尽量保持一致。

8.1.2 管片拼装前后管片外表面与盾壳内面的间隙

在盾构机尾部设有三道密封刷，用于保证在施工过程中不会有水土进入隧道，在盾构机掘进的同时，将向密封刷补充油脂，确保盾构机密封性能，在密封刷前端设有保护块用于保护密封刷不受损害，如果盾尾间隙过小，在管片脱出盾尾时，将产生较大变形，影响成型隧道的质量；同时，过小的盾尾间隙也将直接损坏盾构机的密封刷。

8.2 管片拼装施工要求

为保证管片拼装质量及施工进度，施工时必严格按照如下要求进行管片拼装的施工：

1) 为加快拼装施工速度，必须保证管片在掘进施工完成前10分钟进入拼装区，以便为下一步施工做好准备；另外，为保证管片在掘进过程中不被泥土污染，也不宜提前将管片备好。

2) 在拼装过程中要清除盾尾拼装部位的垃圾，同时必须注意管片定位的正确，尤其是第一块管片的定位会影响整环管片拼装质量及与盾构的相对位置，尽量做到对称。

3) 管片拼装要严格控制好环面的平整度及拼装环的椭圆度。

4) 每块管片拼装完后，要及时靠拢千斤顶，以防盾构后退及管片移位，在每环衬砌拼装结束后及时拧紧连接衬砌的纵、环向螺栓，在该衬砌脱出盾尾后，应再次拧紧纵、环向螺栓。

5) 封顶块防水密封垫应在拼装前涂润滑剂，以减少插入时密封垫间的摩阻力，必要时设置尼龙绳或帆布衬里，以限制插入时橡胶条的延伸。

6) 在管片拼装的过程中如果需要调整管片之间的的位置，不能在管片轴向受力时进行调整，以防止损坏防水橡胶条。

8.3管片拼装质量要求

1）选取管片时要多方面考虑，选取管片时也要本着“勤纠偏、小纠偏”的原则进行，以减小片拼装时的错台。

2）确保质量合格、管片类型符合工程师指令的管片才准进洞。

3）严格按指定的拼装工艺进行拼装。

4）拼装过程中经尺量管片错台符合拼装要求后，再将管片就位。

5）管片安装前应对管片安装区进行清理，清除如污泥、污水，保证安装区及管片相接面的清洁，重点清理管片的环、纵接缝面。

6）严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩。

7）管片安装质量应以满足设计要求的隧道轴线偏差和有关规范要求的椭圆度及环、纵缝错台标准进行控制。拼装时要综合考虑隧道线路要求和盾尾间隙，合理选择管片拼装点位。

第九节 同步注浆、补注浆的浆液类型、配比和注浆工艺及参数

同步注浆（同一环）

1、浆液类型惰性浆液

2、浆液配比砂800kg、粉煤灰240kg、膨润土64kg、水300kg

3、注浆压力/MPa0.35～0.4

4、注浆量/m32.8～3.8

5、注浆结束标准达到要求注浆压力

补注浆（同一环）

1、浆液类型双液浆

2、浆液配比水泥：水玻璃＝1：1

3、注浆压力/MPa0.3

4、注浆量/m31.0～2.0

5、注浆结束标准以设定压力注浆，直到注不进为止

6、注浆次数2

第十节 刀具、刀盘的磨损、损耗特征、规律

10.1 刀具更换的标准

刀具磨损的标准是：周边刀磨损量为5～10mm，齿刀磨损量为15～20mm。根据这一标准。在刀具更换的同时，工作人员必须检查一下螺栓是否完好。

10.2 刀具的损耗特征、规律

刀具在一般土层下掘进500~700m即达到磨损标准，在砂层或卵石层中掘进100m左右即达到磨损标准。需对土样进行观查，若发现添加剂加入正常，而出入较热，可初步判定刀具有磨损；施工参数异常，推进速度与出土速度不成比例或推进时扭矩较大，也可初步判定刀具有磨损，可开仓对刀盘的刀具进行检查。

第十一节 长距离推进的换刀

换刀可分为两种方式：一种是常压开仓换刀，适用于盾构到达竖井等刀盘前无土压情况下；一种是加压开仓换刀，适用于盾构在正常掘进过程中，在前方有一定土压力的情况下。

刀具更换的程序和方法

进舱前，每次进舱准备10～15把齿刀，还要求准备M36、M34及M32的螺栓若干和SW36的套筒及加力杆。

每次更换时，工作人员先将刀具周围的泥土清掉，保证有一定的工作空间。由刀盘外侧向内逐个检查刀具的磨损情况，确定需要更换时，用对应标号的刀具进行替换。用套筒及加力杆卸下固定螺栓，将拆下的螺栓及附件放入随身携带的工具袋内，以防丢失。将换下的刀具递到人闸内，同时将固定螺栓和固定座用水清洗干净，并检查一下是否有裂纹，如有裂纹必须更换新螺栓，以确保新装刀具有足够的固定强度。将新的刀具按原来的位置安装好，并将固定螺栓拧紧。每次带一批刀具和螺栓进舱，每批刀具换完后，把废刀具和没有安装的新刀放进料闸内。与此同时操作手转动刀盘。工作人员通过料闸把下一批刀具送入土舱内，再继续更换下一组刀具。每换完一批后，由值班机械工程师检查一遍安装质量，并检查是否有漏掉的或者没有固定好的。机械工程师确认无误后方可继续作业。更换速度按实际情况定，必须以保证安装质量为前提。

第十二节 盾构施工进度指标

根据业主提供的工期合理安排施工进度，平均每个月掘进400m。

第十三节 盾构始发至接收的一次最大施工长度及统计分析

盾构由三元桥站始发，施工掘进1100m后发现施工参数异常，于是决定开仓检查刀具，发现刀具耐磨有较大磨损，需对刀具进行部分更换。当时盾构机地面上方为公园，且地层中含水量不大，采用常压开仓检查并更换刀具。此次更换刀具共计40把，其中周边刀8把，齿刀32把。

第十四节 盾构隧道防水

14.1管片的防水

盾构隧道渗漏水的位置主要在管片的接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和螺栓孔等。其中以管片接缝处为防水重点。通常接缝防水的对策是使用密封材料，靠弹性压密，以接触面压应力来止水。

管片防水措施主要有：

（1）管片结构的自防水结构是首选的防水措施，主要方法为管片材料采用防水混凝土。地铁结构物一般用普通防水混凝土，而盾构隧道衬砌由预制管片拼装而成，多用外加剂防水混凝土，抗渗可达S12以上。渗水量，包括接缝渗水小于0.1L/m2/d。

（2）管片接缝防水管片接缝防水主要采用弹性密封垫防水。

第十五节 监控量测

北京地铁机场线工程盾构区间地处东直门-三元桥之间，贯穿三元桥、机场高速路、东直门斜街等城区，沿线工程地质水文条件复杂多变，地表多为危旧民宅和公交车站，道路交通繁忙，地下管线密集且纵横交错，沿途还有三元桥、公园、亮马河等重点建筑。在盾构施工过程中必须通过严格控制施工技术参数，确保隧道沿线两侧的重要建筑物以及民用建筑的安全，使盾构顺利通过危险源。加强监测周边环境情况，并分析其盾构机影响范围和影响程度，对盾构安全掘进是非常重要的。

一、施工监控量测的主要目的是：

盾构的工法有别于传统的施工方法，根据盾构机的工作环境及其工艺特点，必须了解盾构机通过时对其周边的影响情况。

（1）通过监控量测采集各个施工阶段的数据，通过对监测数据的分析及回归，隧道环片的动态变化，及时将分析成果化为施工指令，反映到盾构掘进施工中以保障施工过程时时处在安全状态。

（2）通过对监测数据处理分析结合相关的施工实际情况，得出地面以及隧道成型环片变化的原因，及时采取相应的措施确保地面交通顺畅，地面建（构）筑物的正常使用，以及保证隧道的限界和质量。

（3）通过实际的测量结果来检验理论于实际之间的差异，并把监测结果分析后及时反馈给设计以便修改设计、指导施工。

（4）通过监控量测及时反映出盾构隧道上方沉降槽区域的沉降情况，及时反映到施工中防止地面出现较大沉陷。

（5）通过监控量测了解该工程条件下的施工情况，反映出的一些地下施工规律和特点，为今后类似工程或相关工艺的发展提供借鉴、依据和指导作用。

为确保施工期间结构及建筑物的稳定和安全，根据设计要求结合隧道通过的地质条件，支护类型，施工方法等特点，本工程的监测项目为：

二、地面沉降监测

对地面监控量测，采用精密水准测量，严格按照国家二等水准测量的技术要求，一般我们在监测中采用二等闭合水准路线。在盾构施工中地面的主要监测，盾构掘进过程中引起的地表沉降和地面变形情况。我们在施工开始前两月，在地表沿隧道线路埋设监测点，监测点的埋设见下图。在隧道沿线，布设监测基准点，监测基准点一定要按照监测规范要求执行，在地表沉降区域50米外埋设基准点，这些基准点要与国家水准基点形成水准网，便于对水准基准点进行复核。用精密水准仪进行地面沉降的量测。根据监测结果进行分析，判断盾构掘进对地表沉降的影响。

监测点布置原则：监测点布置在地面隧道上方，监测断面垂直于线路方向,在中线的两侧18m范围内布置测点，由于隧道沿线有的地面有密集的房屋，地表监测断面无法满足设计要求的在隧道的上方沿隧道方向每30m布设一断面，只能在隧道上方地面的每一胡同处布置监测断面胡同间距一般70 m-40 m左右，布置的监测断面间距最长60m，最短22m，为了保证盾构施工时地面安全，采取加强地面监测，地表沉降情况联系地表建筑物监测的数据来分析，达到及时掌握地表变化的目的。

图3.9 横断面监测布点图

埋设方法：用全战仪以线路沿线地面导线为依据精确定位地面监测点位，用冲击钻活水钻在所需埋设的点位上钻孔φ50～100 mm。在孔中放入φ22mm长约500mm的钢筋，钢筋顶端为圆面微露地面5mm～10mm，钢筋周围用速凝砂浆或胶状物等填充物填实。

监测频率：小于盾构机刀尖前20 m后30 m 2次/1天，大于盾构机刀尖后50 m 1次/2天，大于50 m 1次/1周

量测精度：±0.2 mm。

使用仪器： 精密水准仪、铟钢尺、全站仪。

地面沉降超过警戒值时相应措施：当地表沉降速度过大时，要增加监测频率，必要时停工检查原因，及时加强壁后注浆和二次补浆和加固地层的措施保证施工安全。

三、地面建、构筑物变形监测

监测方法：主要监测建筑物的不均匀沉降、水平位移。用精密水准仪和全站仪进行监测。在施工过程中注意观测房屋的裂缝情况，根据监控量测采集的数据，进行分析最终的出的结果来判断建筑物的变形和沉降情况，以便修正施工参数，起到指导施工的作用。

测点布置原则：对距隧道中线20米-30米以内的房屋进行监测，在建筑物的承重柱和墙及拐角位置布置测点，每一栋建筑物不少于4点，整个标段共布房屋监测点600个。

监测频率：小于盾构机刀尖前20米后30米 2次/1天，大于盾构机刀尖后50米 1次/2天，大于50米1次/1周。

量测精度：±0.2mm。

使用仪器：精密水准仪、铟钢尺，全站仪。

建筑物沉降超过警戒值时相应措施：当建筑物的变形超过+10mm，-30mm时，加快监测频率，及时采取改变土仓内土压和增加注浆量及加固地层等措施，必要时，对既有建筑物的基础采取加固措施，视实际情况制定相关补充方案和措施。

图3.10 建筑物监测测点布置示意图

四、盾构隧道收敛和拱顶下沉

监测方法：主要监测盾构隧道的成型环片的收敛和拱顶下沉情况，监测方法是用收敛仪和精密水准仪直接量测。

测点布置原则：隧道收敛和拱顶下沉测点在同一断面，沿隧道方向1断面/10m，隧道收敛和拱顶下沉测点布置如图所示。

图3.11 洞内收敛及拱顶下沉测点布置图

监测频率：当台车尾部与该环片间距小于10米时，1次/天；当台车尾部与该环片间距小于30米时，1次/2天；当台车尾部与该环片间距大于30米时，1次/周。

量测精度：±0.5mm。

使用仪器：收敛仪、精密水准仪、铟钢尺。

相应对策：当洞内收敛和拱顶下沉过大，需要加大监测频率，必要时停工检查原因，采取加设支撑、处理地层的方式保证施工安全。

五、监测数据总体概述与分析

1、地面沉降

本标段地面沉降没有超限本标段监测没有超限的监测点，整个标段经过统计地表监测点位平均沉降量在30mm左右，下面是对地表监测断面在盾构机掘进期间及掘进结束后的监测数据及其图表分析情况。下图是随时间变化第一沉降槽的变化趋势：

图3.12第一沉降槽曲线图

由上图看到在整体沉降中，在盾构机盾尾处沉降量最大，所以在这个时间段一定要加强监测。

点名5-15-25-35-45-55-65-75-85-95-105-11

沉降量-0.30-0.90-1.30-1.73-2.10-2.30-2.40-1.93-1.3-0.30-0.30

对上表中数据进行分析，画出曲线图

垂直于隧道轴线监测点的沉降曲线

从垂直于隧道轴线监测点的沉降曲线图可以清楚的看到地表沉降明显是一个沉降槽，隧道正上方沉降量最大，隧道中线两侧慢慢变小。

图3.13 地面房屋监测点监测成果表隧道周边建（构）筑物沉降数据分析

隧道周边建（构）筑物沉降曲线图

从上图中可看到隧道周边建（构）筑物的沉降可以得到控制。根据隧道施工图3.14 地面房屋监测点监测成果表隧道周边建（构）筑物沉降数据分析

情况，调整掘进参数，在盾构机通过隧道上方或周边有建筑物时，可以有效地控制周边建（构）筑物沉降量在规范之内。

为了更好地研究盾构机掘进时对周边环境影响范围，对各个不同地层进行分析监测数据，研究盾构机通过时对周围环境的影响范围，盾构机在掘进过程中在纵向和横向两个方向都有影响，为了清楚它的影响范围以及影响程度，必须对监测数据进行分析。对数据的分析分两种情况：1、分析各测点沉降与盾构机相对位置的变化规律，进而确定盾构施工时的纵向影响范围；2、采用回归分析法分析沉降槽和盾构机相对位置的变化规律，进而确定最大的影响范围和最大沉降值。

粘土层：

图3.15 断面点变化量~时间关系曲线图

通过以上的各种关系图可以看出盾构机在掘进过程中地表变化的趋势为：在粘土层段盾构机在没有到达前15m时粘土层段开始微有上升的趋势，上升的量不大，不超过2mm，在盾构机到达时开始下降直至盾构机过后20m开始趋于稳定，最大沉降量不超过7mm。

卵石层：

砂砾卵石层，此段盾构机是叩头掘进，平均覆土厚度为16m，在该地层选取K0+762里程的断面的监测数据进行分析：

图3.16 断面G点时间变化曲线图

断面的地表沉降关系图可以看出盾构机在掘进过程中地表变化的趋势为：在砂层段盾构机在没有到达前时没有上升趋势，在前20m时有下降的趋势，直至盾构机过后20米开始趋于稳定。最大沉降量在16mm 。

盾构掘进时土压力对盾构机前面土体的影响有着密切的关系，结合各监测断面的时间曲线图与上图中盾构掘进时土压力进行分析，盾构机掘进时土压建立的大小与盾构机到达时之前地表的沉降量有一定的规律，从土压曲线图可以看出，盾构机掘进时在粘土层里的平均土压为2.3bar，在砂层和卵石层中的平均土压为1.2bar左右，盾构机在粘土层里掘进的土压比在卵石层和砂层里掘进的土压高出1bar左右，而在盾构机到达之前前面土体有隆起的趋势但量很小，粘土层段地表隆起的量比卵石层要大，粘土层隆起达2mm，卵石层只有1mm左右，砂层几乎没有隆起的这一过程。产生这一现象的主要原因是因为在粘土层密实性好掘进时比卵石层和砂层中土仓里的水因土压作用不易散失，能使土压建立较高，从而对盾构机前面的土体产生推力以至使地表隆起。粘土层的土压高对前面土体的推力大所以隆起量比卵石层要大。综上所述，盾构机掘进时平均土压建立在1bar-2.3bar之间是符合北京地层的。

以上分析都是采用现场采集的数据，它的横向影响范围只反应了监测时布设的宽度，不能反应出在某一时间段实际应该影响的范围，变化程度也是实际所发生的，只有对这些数据进行回归分析才能掌握相关规律。

从曲线图可以清楚地看到，每一段面的沉降量都不同，与各段的地质等情况有关。最大沉降量的曲线是在隧道正上方处有防空洞，而最小的是在盾构机掘进前对这段地层进行了加固。从曲线图就能看出盾构施工的整个过程当中，监控量测对盾构机的掘进参数指导作用。通过对监测数据的分析，从以上分析的各种图表可以得出：（1）盾构施工能有效控制地表沉降，对地表影响较小；（2）盾构施工时隧道中心地表沉降最大往隧道两侧慢慢变小；（3）盾构机在掘进过程中离刀盘前10m左右的地表稍有隆起，在+5mm左右，盾构机盾尾通过后此处地表沉降变化最大，它的变化量占该点总沉降量的三分之二。

施工监控量测对施工具有重要的是指导意义，监测与施工紧密的结合在一起，监控量测的设计要求与现场施工监测存在较大的差异，所以我们要根据现场施工条件与设计要求相互结合，制定出最佳的监控量测方案，使得监控量测做到“安全监控、设计反馈和指导施工”。

第十六节 运输组织

16.1 工作流程

图3.17—— 运输系统流程图

运输系统由地面运输系统和地下（隧道内）运输系统组成。地面运输系统主要包括龙门吊、管片运输车、渣土车和装载机。地下运输系统主要指轨道运输列车。运输系统的主要作用是将掘进需要的材料（管片、浆液、型钢、钢轨、油脂、泡沫剂等）运到隧道内的掘进现场，并将掘进排出的渣土等运到地面，其运输流程参见【图3.17—— 运输系统流程图】。

16.2 运输能力需求

运输系统是影响盾构掘进速度的重要环节，盾构施工运输系统由地面运输系统和地下（隧道）运输系统组成。地面运输系统主要包括龙门吊、管片运输车、渣土车和挖掘机；地下运输系统主要指轨道运输列车。运输系统的主要作用是将掘进需要的材料（管片、浆液、型钢、钢轨、油脂、泡沫剂等）运到隧道掘进工作面，并将掘进排出的渣土等运到地面。

本工程使用的管片外径为6000mm，环宽为1200mm。盾构机刀盘的直径为6200mm，每环的出土量

V=kπl (D/2)2

K—可松性系数,取1.3～1.4；

D—盾构机直径；

l—管片环宽

代入计算式计算出每环出土量约为47m3 ，在运输组织设计中，按1.4考虑，出土按50 m3考虑。

隧道内配置3列运输列车（参见【图3.18——左线隧道掘进时列车编组示意图】），第一、二列车由5辆土斗车和1辆牵引机车组成，总长约25m。第三列车由2辆管片车、1辆浆液车和1辆牵引机车组成，总长约16m。

隧道弃渣通过皮带输送机装入渣斗后，由电瓶车牵引至工作井口，再由地面15T龙门吊提升至地面，卸渣于渣土存放区内，由挖掘机将渣土直接从渣土存放区装至全封闭运土车上，倒运至弃土场废弃。

图3.18——左线隧道掘进时列车编组示意图

16.3 配置运输系统能力的检算

在运输系统的配置上，必须保证盾构掘进速度。掘进速度按最大12m/天，每天工作24小时计算，即每环的循环时间为144min。

最大运输能力按本区间隧道运输距离最远计算，即以盾构隧道最长距离（此处暂取2560m）计算，隧道为双线轨道，盾构机内为单线轨道，出土车按两列车共10节土斗车运完一环的出土量。

每个循环时间检算如下：

（1）电瓶车的行车速度为10～15km/h，按平均速度12km/h计算，即200m/min。当最大运距为2.2km时需时约11min；

吊一斗渣土需要时间约为5min，一列渣土车共5个斗，需要30min，同样另一列车返回时间约为11min；考虑列车编组调车时间9min，故列车一个往返的运行时间约为20min。

（2）管片拼装和注浆

当掘进完成后即开始进行管片拼装，管片拼装时间控制为40min。注浆作业不占用盾构推进作业循环时间。

（3）掘进（装渣）作业

盾构机设计最大掘进速度为8cm/min，掘进时间按平均4cm/min，则每环掘进时间为30min，考虑到出土中间要换车出土，所以掘进时间定为40min。

（4）管片吊运和浆液运输

当盾构机掘进出土时，可以进行管片的吊运工作，从竖井口吊运一环管片到平板车上用时约为20min。

浆液采用溜管放入浆液斗内，在管片吊放时间内可完成。

第一、二列机车从盾构井处到盾构掘进面装土后返回到盾构井处所需时间约为：15min+20min=35min；第三列机车在盾构井吊土+吊管片时间约为：30min+20min=50min能够满足每一环144min的机车运行需要。

从以上看出，两列机车能够满足双线最长运输需要。

综上，该运输系统能力为：

（1）以掘进一环用三列车设计，隧道内一条线走浆液车和管片车，一条线走两列土车。

（2）推进一环时间为40分钟，管片安装为40分钟，电瓶车速度为12km/h，往返行进时间为20分钟，第一、二列列车上装有5个土斗，第三列列车上装有浆液斗、管片车，吊土、吊管片的时间为50min。

（3）电瓶车从作业面到井口所用时间均按最大运距2500m考虑。

（4）每环的工作最大循环时间是150分钟。

16.4 井口及地面运输系统配置

(1) 移动式龙门吊

现场吊运用一台15t的龙门吊，一台10t的龙门吊，分别负责渣土的吊运、管片的吊运、型钢、钢轨、临时材料、其它材料的吊运等，其主跨度为16m，可同时吊起三块管片，吊钩提升速度为13m/min，龙门吊行车速度为30m/min。

(2) 管片运输车

组织5辆管片运输车，负责将管片从管片厂运到施工现场，每辆车可运输2环管片。每天的管片运入量将根据实际进度确定，一般范围为10～20环/天。

(3) 土方运输车

组织10辆8～12m3的专用密封土方车，负责将土方从现场的渣土场运到弃土场，在政策允许范围内，渣土及时外运。当出现特殊情况造成土方积压时，将采取临时增加运输力量或设置临时渣土堆放场地的办法紧急抢运，做到不影响隧道掘进。

(4) 渣土挖掘机

在现场配置1台装载机，负责渣土的归堆整理及装车外运。

16.5 地下运输系统配置

（1）牵引机车

采用兰州产25T直-交流蓄电池机车，承担列车牵引动力，机车性能完全能满足本工程最大33.5‰坡度的需要，时速达12km/h

（2）渣土运输车

洞内渣土运输车采用5m3平板运输车。车斗与车架可以分离。

（3）管片运输车

采用两台平板运输车，每节车可装载管片3片。

（4）浆液运输车

采用平板运输车上置容量3m3带有卧式搅动叶片的浆液车。

16.6 运输轨道设计

16.6.1 钢轨及轨枕

根据配套设备情况选用24kg/m钢轨，钢轨间距762mm，轨枕间距1200mm。轨枕采用“H200”型钢。

16.6.2 扣件设置

本工程轨道连接选用铁路常用扣件，用普通M24螺栓加防转垫圈代替螺栓旋道钉。扣件由M24螺栓、螺母、平垫圈、弹簧垫圈、扣板、铁座、绝缘缓冲垫板、衬垫等零件组成。

16.6.3 道岔设置

本工程共铺设道岔5副，其中“Y”型道岔2副（放置到盾构机后配套后）， “N”型道岔3副（始发隧道口1个，其它2个根据施工掘进里程再增设），以满足盾构掘进三列车的交叉施工。

16.6.4 轨道连接

（1）轨枕与管片连接

为了避免轨枕破坏管片，需在轨枕两端焊接端板才可放置在管片上，轨枕与管片采用面接触。

（2）钢轨与轨枕连接

钢轨与轨枕采用扣板式扣件连接。

（3）后配套车架由于重量较轻、行进速度较慢，其钢轨与轨枕采用一般连接。

16.7 地下运输线路布置

根据盾构机的掘进能力和电瓶车的运输能力，在隧道内主要铺设双线。在始发处洞口设置“N”型道岔，在盾尾后配套处设置“Y”型道岔，在盾构机内部采用单线铺设。

第十七节 通风

17.1 通风方式

隧道的通风主要采用压入通风为主，排风为辅。在盾构始发井设置大功率的通风机，将地面的新鲜空气送入隧道，利用软风管连接到盾构机的盾尾位置，保证盾构机上有足够的新鲜空气，在盾构机的台车尾部设置较小功率的排风机，将盾构机上的热空气排走。完成热空气交换和补充新鲜空气的功能。使掘进工人在较好的条件下工作。

盾构法隧道施工，盾构机上的各种动力元件及变压器、配电柜等为主要的热源。此外,潮湿、尘土也是洞内环境较差的主要影响因素。采用机械通风才能有效的降温、降湿、降尘和增氧，改善人、机的工作环境。

17.2 风量的估算

隧道内通风量计算依据，一是根据洞内最多工作人数确定供氧风量；二是根据洞内横断面上的最低风速要求计算风量。盾构法施工人员的供氧量完全可以满足；只有最低风速的要求，隧道断面上风速取0.3m/s ，工作面的风量按下式计算:

QW = 60·S·V

式中: QW – 工作面所需要的风量, m3/min

S –隧道断面面积, m2

V - 最低风速 0.12 m/s , 取V = 0.3m/s

则: QW = 60×3.14×2.7×0.3

= 412 m3/min

隧道通风需经过较长距离管道输送，风管接头处会产生漏风，漏风系数

K = Qf / QW

式中: K - 漏风系数 , 取K=1.5

Qf – 风机风量 , m3/min

则: 风机供风量应为:

Qf= 1.5×412 = 618 m3/min= 37080 m3/ h

17.3 通风系统的布置

拟采用直径为800mm单节长度为20m的PVC塑料软风管，并在风管外加Φ6的钢筋环箍，两节风管之间采用拉链加尼龙搭扣进行连接，以降低漏风量和接头连接的可靠性。由于隧道较长，漏风量将随着隧道的延长而增加，根据计算及以往施工的经验，选用2SZ-100A型风机。该风机的参数为：

风量为60000 m3/ h；

风压：4800Kpa；

噪声：88分贝。

风机布置在井内，垂直安装，用基座固定于井壁上，风机增设降噪设备。取风口及进洞口段采用刚性的玻璃钢风管，取风口要有防雨措施，当玻璃钢风管进入隧道后即采用帆布风管。风管在隧道内的固定，在管片纵向连接螺栓上加装一个3mm厚的钢片，钢片与风管的吊挂竿连接（直接挂接或焊接），每一环即1.2m间距，设置一个吊挂点。帆布风管的端头与伸缩风管连接，完成对盾构机及工作面的供风。隧道每延伸100m安装一次帆布风管（5节）。

17.4 通讯与监控

通讯主要依靠内部电话网络，场地办公室设置内部通话系统，各主要生产部门、各重要位置（如竖井口、出土口、浆液站、调度室、盾构机及其控制室、隧道口等）均设置电话，保证场地内的各主要位置通讯畅通无阻。场地与外界的联系利用电信局的有线电话网、移动通讯网和国际互联网，做到沟通无限。详见【图3.19——通讯与监控系统示意图】。

场地监控主要利用监控室和各位置设置的监控设备来实现。在场地内拟设置摄像头8支，分别安装在盾构机螺旋机的出土口、皮带机的出土口，隧道口、出土井口等位置，监视器10台，除每台盾构机控制室安装两台监视器外，其它监视器均安装在地面的监控室内，由土建工程师统一监控和调度。

图3.19——通讯与监控系统示意图

盾构机监控，在盾构机的控制室内，控制掘进的计算机和控制导向的计算机通过专用调制解调器向地面控制室内的监控计算机发送信号，有关数据通过专用数据线传入地面专用调制解调器并进入地面的监控计算机实现储存和显示，将信号传输到打印机可实现数据的纸化提取。

第四章 困难地质条件下盾构隧道施工技术总结

第一节 单一中粗砂或以中粗砂为主的地层施工

1.1 盾构穿越中粗砂及卵石层的施工

根据地质勘察报告，本区间盾构隧道距接收井50m处范围内为上部粉细砂、下部夹卵石圆砾。盾构掘进到此区段时，地表沉降量预计会有所增加，而且盾构掘进过程中会出现刀盘切削扭矩加大，排土困难等现象，是施工过程中的难点之一。

1.2 根据地质勘察报告中土层的物理力学性能参数和隧道埋深、地下水位情况，计算确定此段隧道拱顶土压力理论值为0.1MPa，在盾构掘进过程中以该值和盾构机土仓内土压力传感器读数为依据控制盾构掘进时的土仓压力在0.12MPa～0.15MPa之间，同时严格控制每环出土量在50m3以内，避免超挖。

1.3 调整壁后注浆配比，使浆液的凝结时间和强度适应砂层施工的要求；根据拱顶水土压力调整注浆工艺参数，将掘进过程中盾构机上部注浆压力控制在0.25MPa～0.3MPa之间，下部注浆压力控制在0.3MPa～0.35 MPa之间，同时严格控制每环控制注浆量在3.5m3～5.0m3之间，确保管片与地层之间的空隙被完全充填。结合地表沉降监测，必要时采取二次补浆措施。

1.4 提高泡沫的膨胀率，产生较大的泡沫，阻挡过多的地层中的水进入土仓。加大泡沫注入率，改善刀盘切削条件，减小刀盘切削扭矩和刀具磨损，必要时辅以膨润土浆液，增加土仓中土的粘粒含量，提高土的可排性，降低土的透水性。

1.5 加强地面沉降观测和信息反馈，及时调整优化盾构掘进工艺参数，把沉降控制在允许范围之内。

1.6 停机时保证建立土仓压力，同时采取注入膨润土浆液等必要措施，维持土仓内土压力。

第五章 盾构隧道近接穿越施工技术总结

第一节 近接穿越既有建（构）筑物

1.1穿越既有建（构）筑物工况

北京市轨道交通首都机场线03标段工程包括东直门～三元桥区间左线盾构隧道起于三元桥车站西侧站端，向西穿越三元桥后，进入东外斜街，下穿亮马河桥，到达察慈小区住宅楼西南侧的盾构接收井。左线隧道采用盾构法施工；区间联络通道及风道采用暗挖法施工，风井采用明挖法施工。盾构计划从三元桥车站西端始发，从察慈小区住宅楼西南侧的盾构接收井出洞。

设计线路距接收井665.136m区段范围内为民房区，此区段上方有大量民房（从K0+460—K1+151进入民房区段），房屋普遍建成时间为60~70年代，沿线也存在一些临时建房，在盾构接收井附近过二级风险源察慈小区住宅楼。在右线盾构先行通过后再进行穿越施工难度较大。

1.2 近接穿越工作程序

前期地质雷达探测——盾构正常掘进——管片拼装——同步注浆——二次注浆及深孔注浆——地表沉降监测

1.3既有建（构）筑物加固及地层预加固措施及效果

对既有建（构）筑物加固及地层预加固采用二次注浆及深孔注浆的方式。盾构同步注浆后，由于浆液的脱水，浆液体积收缩会加剧地表的后期沉降量，又由于盾构推力，衬砌和土层间会相互分离，二次注浆能有效地进一步充实背衬和提高止水能力。在盾构常规段以盾尾同步注浆即可满足沉降控制的要求，为保证沉降控制效果，在穿越民房段采用对已完成结构外侧二次补注浆进行加强补浆，控制地面的后期沉降。

二次补注浆安排在当前拼装管片后数第8环管片处开始，对每环管片的16号位起吊孔内装入单向逆止阀并凿穿管片外侧保护层进行注浆，注浆压力控制在0.3~0.4MPa，注浆浆液为1：1水泥-水玻璃双液浆。参照本工程在穿越三元桥的施工经验每环注浆量在3m3~7m3，地面沉降在6mm左右。

如果二次补注浆不能够较好的控制地表沉降，则采用深孔注浆的方法。方法为：在16号位管片位置打设5m长花管，注水泥水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.4MPa。

1.4 同步注浆、补注浆的浆液类型、配比和注浆工艺及参数

同步注浆浆液类型为水泥-水玻璃双液浆，浆液配比为水泥：水玻璃双液浆=1：1，在盾尾对管片进行同步注浆，注浆压力为0.35~0.40MPa。

补注浆包括二次注浆和深管注浆。二次补注浆安排在当前拼装管片后数第8环管片处开始，对每环管片的16号位起吊孔内装入单向逆止阀并凿穿管片外侧保护层进行注浆，注浆压力控制在0.3~0.4MPa，注浆浆液为1：1水泥-水玻璃双液浆。

如果二次补注浆不能够较好的控制地表沉降，则采用深孔注浆的方法。方法为：在16号位管片位置打设5m长花管，注水泥水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.4MPa。

第二节 近接穿越桥桩

2.1近接关系描述

本工程在桩号K2+650~ K2+700线路下穿三元桥。三元桥是机场高速、京顺路连接三环路的节点立交，各个方向的车流在这里交汇，交通繁忙。

盾构隧道和三元桥基础的关系详见下图。

图5.1 盾构隧道和三元桥基础位置关系剖面图

2.2 桥桩施工影响控制标准

左、右线施工前后，对桥桩不均匀累计沉降要不大于5mm

2.3 盾构实际推进参数及推荐的合理推进参数

施工过程中要全速前进，没有特殊情况不得停机，每环的同步注浆压力及方量必须满足要求，压力不满足要求不能进行下一步施工。

建立较高的土仓压力，同时控制进土与出土的方量关系。

2.4 同步注浆、补注浆的浆液类型、配比和注浆工艺及参数

1）、盾尾同步注浆

在施工过程中对注浆应加强管理，注浆操作是盾构施工中的一个关键工序。为防止土体挤入盾尾空隙，必需严格按照“确保注浆压力，兼顾注浆量”的双重保障原则，对注浆量一定要确保在理论计算值的130～200%，并且在实际平均注浆量的合理范围内波动。注浆操作必需有专人完成，在每环掘进完成后必需对注浆量进行记录，当发现注浆量变化较大时，应认真分析其原因，通过加大注浆压力等方法补注，当补注不能进行时必需及时进行二次（三次）补浆。此区域盾构施工采用四点注浆，来控制成型隧道的质量。注浆压力调为3.5bar-4bar，注浆时一定要确保注浆压力，直到地层注满为止。在每环管片拼装结束后，必须进行补浆，在盾尾压力达到设定压力后并维持相对稳定后，方可进行下一环的施工。且为缩短浆液凝结时间将浆液改为水泥砂浆，配比为将原配比中的粉煤灰更换为水泥。根据掌握的反馈信息及时调整浆液的配比，使浆液的配比更科学、更合理。为保证浆液的质量，要对制备浆液的原材料进行严格控制，要定期测定浆液的坍落度、粘性、离析率、凝结时间、抗压强度等。

2）、严格控制二次注浆，做好洞内加固

在盾构常规段以盾尾同步注浆即可满足沉降控制的要求，为保证沉降控制效果，在穿越三元桥段采用对已完成结构外侧二次补注浆进行加强补浆，控制地面的后期沉降。

二次补注浆安排在当前拼装管片后数第8环管片处开始，对每环管片的16号位预留注浆孔安装注浆塞进行注浆，注浆压力控制在0.3~0.4MPa，注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆。

3）、三次补注浆加固

盾构施工进入桥区后，管片拼装采用“16位—2位—16位—2位”的拼装方式。若二次补浆不能满足要求，采取三次注浆处理，注浆位置为靠近桥桩的管片2号位，注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆。通过管片预留注浆孔用洛阳铲将管片壁后的土体掏挖10m长的孔洞，打入10m长的花管后用水泥浆封堵预留孔周围间隙，再进行补注浆，补注浆的压力控制在0.5~0.6MPa。

第七章 盾构隧道联络通道施工

第一节 联络通道的布置形式

1.1联络通道结构形式

联络通道采用复合式衬砌，拱顶直墙式结构，联络通道初衬厚度为250mm，二衬厚度为300mm（仰拱厚350mm）。在初衬和二衬之间设置柔性外包防水层。

初期支护采用C20早强喷射混凝土，二衬衬砌采用C30钢筋混凝土，抗渗等级S10，细石混凝土保护层采用C15素混凝土。

第二节 联络通道处盾构隧道的管片类型

联络通道处盾构隧道的管片类型为两环混凝土管片，拼装方式采用通缝拼装，拼装位置为适合通道开洞口位置。

第三节 开口施工方法及工艺

破除（切割）联络通道口的混凝土管片前，在通道口处的隧道内架设临时刚性支撑，防止通道位置附近的管片由于管片拆除发生过大变形。加固范围为盾构区间联络通道开口处及相临左右各10环管片，在加固范围内每环管片均设20#H型钢加固环，每块混凝土管片通过安装在提升孔处的钢旋塞与加固钢环焊接连接，加固钢环间用20#H型钢拉结，环内设20#H型钢辐条，加固钢环与混凝土管片间用钢板背紧，每块管片背紧点不少于2处。加固环与拉杆及辐条的连接采用螺栓连接。洞门加固前须先将加固范围内的管片连接螺栓全部复紧。待支撑安装完毕后，利用切割机破除通道洞门处管片。管片正式切割前按照设计提供的方位、尺寸要求，在被切割墙体上准确放线定位。具体施作采用碟式切割方法进行切割，为不损伤无需切割墙体，在每道切割段始端和终端先钻孔，再切割，并确保废弃管片的吊运安全施工。

第四节 接合部防水施工方法及工艺

4.1盾构隧道与联络通道结构接合部防水

盾构隧道与联络通道结构衔接处后浇防水混凝土环梁采用补偿收缩合成纤维防水混凝土或钢纤维防水混凝土浇注，其混凝土强度等级应比联络通道混凝土高一级。它与现浇钢筋混凝土内衬墙、盾构管片的接缝处各设置两道预水膨胀嵌缝胶；并在两道嵌缝胶之间预埋注浆管，注浆管在拱部及两侧拱腰处经由注浆导管引出。

第五节 联络通道施工方法及工艺

5.1联络通道施工工艺流程

联络通道洞门管片支撑注浆加固土体凿除通道开口处混凝土管片洞门补浆超前支护土方分台阶开挖安装钢格栅、挂钢筋网片并喷射混凝土防水层铺设绑扎底板钢筋浇注底板混凝土绑扎拱墙钢筋安装二衬模板浇注拱墙混凝土拆摸并养护其它设施安装。

5.2施工方法

5.2.1洞门凿除施工

1、洞门土体加固

采用洞内双液注浆加固联络通道洞门上下各3m、长10m范围土体。注浆施工主要分两部分进行：首先通过盾构隧道开口段两环及左右各三环钢筋混凝土管片的吊装孔插管注浆加固，其次在开洞门的混凝土区域钻孔注浆，最后待洞门部位管片拆除后，对其他区域进行补充注浆施工。

图5-2 联络通道注浆加固平面示意图

图5-3 联络通道开口处注浆加固平、断面示意图

图5-4 联络通道洞门补充注浆示意图

2、洞门凿除施工

破除（切割）联络通道口的混凝土管片前，在通道口处的隧道内架设临时刚性支撑，防止通道位置附近的管片由于管片拆除发生过大变形。加固范围为盾构区间联络通道开口处及相临左右各10环管片，待支撑安装完毕后，利用切割机破除通道洞门处管片。管片正式切割前按照设计提供的方位、尺寸要求，在被切割墙体上准确放线定位。具体施作采用碟式切割方法进行切割，为不损伤无需切割墙体，在每道切割段始端和终端先钻孔，再切割，并确保废弃管片的吊运安全施工，参见图5-5。

图5-5联络通道管片切割示意图

3、马头门施工

为了保证施工安全，把管片分为上下分为两部分进行破除，先进行上半部分施工。打开管片后，如图5-6所示在拱部的开挖轮廓线上方进行超前小导管支护体系施工，超前小导管长度2.5m，环向间距300mm布置。小导管注1：1水泥水玻璃双液浆。待加固体强度形成后进行上台阶的开挖，直接安装第三榀钢格栅形成支护结构，待上台阶完成5米后进行下半部分的管片破除与下台阶的开挖。待洞体贯通后，在第三榀格栅处向管片上方打设长度2.5m，环向间距300mm布置的超前小导管，小导管注1：1水泥水玻璃双液浆，再破除喷射砼，按照图纸进行反挖完成第一、二榀格栅的施工。

图5-6 马头门超前小导管施工示意图

4. 2. 2超前支护施工

联络通道土方开挖前，采用超前小导管注浆加固土体。小导管采用DN32的钢管加工，每根长度为2.5m，在导管中段以梅花形均布小孔/前端加工成锥形。小导管沿拱顶环向布置，间距30cm，外插角为 5°~10°，沿隧道纵向每两榀格栅打设一道小导管，导管必须穿过前榀钢拱架中腹。小导管施工前喷射混凝土将工作面封闭，沿开挖轮廓线测放出小导管钻设位置。小导管使用小钻机钻孔施工，其孔深略大于导管长度。注浆前用压缩空气将管内积物吹净，孔口采取暂时封堵措施。注浆时，将钢管尾部及孔口周边空隙封堵，钢管尾部使用止浆塞，孔周边用快凝水泥进行封堵。采用水泥、水玻璃浆液浆进行注浆加固，浆液在现场配制，配制的浆液应与注浆速度相应，浆液必须在规定时间内用完，禁止任意延长停放时间。注浆时应注意检查各连接管件的连接状态，对注浆速度应严格控制，注浆压力经试验确定，一般为0.3～0.5MPa。注浆后2小时方可进行土方开挖。

CT4联络通道上方为交通量非常大的机场高速路，为保证路面安全减少地表沉降，在本段联络通道进行施工时采用双层小导管，第二层小导管打设角度为30°~ 45°。

4. 2.3土方开挖

1、联络通道土方开挖

土方开挖采用留核心土上下台阶法施工，施工时，先开挖拱部土方，开挖完成后立即进行拱部支护（安装钢格栅、喷射混凝土），并施作锁脚锚管，然后开挖核心土体，并进行下导洞的初期支护，初期支护封闭，上下台阶间距保持3.0m。开挖采用探挖的方法，即采用5m洛阳铲向前探挖，以了解前方土及地下水情况，待旁站人员确认安全不需要处理后进行开挖作业。开挖3m后，再进行地层的探挖。

开挖时以激光点控制开挖尺寸，严禁欠挖，并随时注意土体变化，做到“快开挖、快封闭”。

拱部开挖后尽早封闭，尽量减少顶部土方悬空时间，施工过程中密切注意掌子面土层情况，在地层变化处需对掌子面地层性状做描述，并作好记录。联络通道断面纵向施工步骤图参见图5-7。

图5-7联络通道断面纵向施工步骤图

4. 2. 5防水施工

联络通道的防水采用1.5mm厚EVA塑料防水板进行防水全包处理，在防水层内表面设置注浆系统，塑料防水板缓冲层材料采用400g/m2的无纺布。防水敷设前先对基面进行修整处理，然后铺设无纺布和EVA防水板，防水敷设后，在防水层表面铺设无纺布作为保护层，防水层采用无钉铺设双焊缝施工工艺。结构二衬施工前，在拱顶部位预埋注浆管，结构施工完毕后对拱顶部位进行二次注浆处理，将拱顶部位二衬与防水板之间的空隙填充密实。

4. 6二衬施工

隧道二次衬砌为钢筋混凝土结构，混凝土标号为C30，防水等级S10。

通道二衬混凝土浇注分三步进行，先浇注底板混凝土，再支立模板支撑体系浇注边墙混凝土，最后浇注拱部混凝土。纵向以8m为一段进行施工。

1、工艺流程

A、绑扎底板钢筋浇注底板混凝土绑扎边墙与拱部钢筋架设模板支撑体系封堵头模板浇注边墙与拱部混凝土拆模并养护。

图5-8 隧道二次衬砌施工工艺流程

B、绑扎底拱钢筋浇注底板混凝土绑扎边墙钢筋架设模板支撑体系封堵头模板浇注边墙混凝土分段拆除下部临时横撑绑扎边墙钢筋浇注边墙。

2、施工方法

（1）底板混凝土施工

1）底板混凝土浇注前在两侧边墙上设置底板标高控制线，并在底板中部钢筋上焊接直立短钢筋，其上设置底板标高控制点。

2）与区间管片相接处设置变形缝，在底板混凝土浇注前将止水带固定好。

3）混凝土浇注使用混凝土地泵泵送，插入式振捣棒振捣密实。混凝土振捣时要防止破坏防水层。

4）混凝土表面使用刮杠挂平，再用木抹子赶浆，最后用铁抹子压光。

5）在底板混凝土初凝前插入一些短钢筋，用以固定边墙与拱部模板支撑体系。

（2）边墙与拱部施工

1）模板及支撑体系

A．边墙与拱部模板采用钢模板拼装，采用组合式钢管拱架、600×600碗扣式脚手架及φ48钢管配合可调支撑作为纵横向和斜向支撑，形成二衬模板支撑体系。

B．先安装钢管拱架，拱架间使用φ48钢管连接，拱架加工时在拱脚与边墙节点处采用铰接方式。再架设碗扣式支架，在边墙处横向设置φ48钢管与可调支撑，在拱部碗扣支架立杆顶部设置可调支撑，并设置φ48钢管和可调支撑作为斜撑，可调支撑与钢管拱架间横向设置5×10cm方木。

C．钢管拱架与支架架设完成后，进行模板拼装。模板采用定型钢模板，模板与钢管拱架间使用卡具与弯钩螺栓连接固定。每个施工段拱顶部设置一个混凝土泵送口，每两个泵送口间设置一根φ32钢管，钢管上端贴近防水层，作为混凝土浇注时的排气口和二衬背后注浆口；边墙每侧每隔2m设置一个混凝土泵送口。最后安装端头模板。

D．模板拼装完成后，调节边墙与拱部的可调支撑，使模板内边线与通道二衬轮廓线一致，同时拱顶模板要预留20mm的沉落量。

E．模板与支撑体系组装完成后要检查验收，包括支架的稳定性、模板的密封性、通道中心线及轮廓线。

图5-9 横通道二衬支模示意图

（3）混凝土浇注

联络通道采用C30模筑混凝土浇注。混凝土采用预拌混凝土，二次倒运到达工作面，人工入模浇捣混凝土。混凝土浇注时边墙部分从两侧浇注口灌入，要对称浇注，每次浇注的高度为50~60cm；拱顶部混凝土由顶部浇注口灌入。混凝土浇注过程中要随时检查支撑体系的稳定及模板的变形情况，发现问题及时处理。

（4）拆摸及养护

二衬摸板拆摸时混凝土强度不得小于设计强度的80%，因此拆摸时间由同条件养护试块的强度确定。拆摸后要喷水养护时间不少于7d。

（5）二衬背后注浆

二衬拆模后，混凝土强度达到设计要求后，进行背后注浆来充填二衬与防水层间的孔隙，增强混凝土的密实度，提高防水质量。利用预埋的注浆管注入水泥浆，水灰比为0.6~1.25，同时为减少水泥浆泌水，在水泥浆中掺入减水剂。注浆压力不要过高，只要克服注浆管阻力和二衬与防水层间空气阻力即可，注浆压力控制在0.3Mpa，压力超过0.5MPa时停止注浆。

第八章 盾构隧道工程经济分析

第一节 成本影响因素及分析

1、地质条件：地质条件直接影响施工掘进速度、刀具的磨损及更换频率、密封舱添加材料、壁后注浆量； 2、地表建筑物：建筑物的重要程度、基础及结构的完好程度、地下管线自身的完好度等因素。

第二节 地面配套设备费用

1、龙门吊进、出场及基础：20万元/台;

2、浆液站进、出场及基础：16万元/座;

3、积土坑制作：15万元；

4、盾构井临时设施：30万元。

第三节 盾构始发井、接收井单位造价

始发井及接收井单位造价均为200万元。

第四节 标准区间隧道单位造价

盾构隧道单位工程实际造价

1、支座及反力架约25万元

2、出洞地层加固约30万元

3、接收段地层加固约30万元

4、掘进（元/环）约1.2万元

5、管片（元/环）（含施工费用）约1.2万元

6、止水条（含施工费用）约700元/环

7、盾构密封油脂（含施工费用）约500元/环

8、背后注浆（含施工费用）约1100元/米

9、密封舱添加材料约1300元/米

第五节 各种近接穿越施工的措施费用

1、穿越道路：40万元/条；

2、桥梁：50万元/座。

第六节 盾构转场费用

盾构进出施工场地费用约为120万元。

北京地区地铁盾构隧道工程施工技术总结

（北京市轨道交通首都机场线东直门～三元桥区间工程）

第一章　工程概况

第一节 概述

本工程为北京市轨道交通首都机场线03标段，主要工程为东直门～三元桥区间盾构2568.259m；3个联络通道（左K1+034.566联络通道、左K1+974.254联络通道、左K2+564.776联络通道及泵房）和区间风井风道。隧道设计施工起点为轨道交通机场线三元桥车站南端，终点为设在察慈小区住宅楼西南侧的盾构接收井。

第二节 隧道平面

本区间有5个曲线段，东直门~三元桥方向分别为JD2（R=550）、JD3（R=1500）、JD5（R=800）、JD6（R=1000）、JD7（R=4000），线路整体呈“S”型。左线与02合同段的右线线间距为10～13米。本区间隧道平面如下图所示：

图1.1——东直门～三元桥区间左线盾构隧道路线平面示意图

第三节 隧道纵断面

本区间沿盾构掘进方向以－2‰的坡度从三元桥站出发后，在K2+960.00处线路开始以－29.611‰的坡度向下前行，在K2+620.00处开始以＋6.561‰坡度上行，在K1+500.00处开始以－3.017‰坡度下行至盾构接收井。

图1.2——左线隧道纵断面示意图

第四节 隧道近接环境条件

4.1临近建（构）筑物

区间沿京顺路下穿三元桥的西北孔，与三元桥扩大基础中心线水平净距0.24m，竖向净距16.3m。下穿东直门外斜街后，进入规划红线内的平房区，然后从察慈小区旁边通过到达盾构接收井。

4.2地面交通状况

本段线路下穿的三元桥是机场高速、京顺路连接三环路的节点立交，各个方向的车流在这里交汇，交通极为繁忙。

东直门外大街为二、三环之间的联络干道，现况机动车道宽度23米，为双向三车道，机非分隔带5米，非机动车道7米，道路交通繁忙。

4.3地下管线分布情况

区间沿线上方存在多条市政管线，但由于隧道埋深较深，根据以往工程经验区间施工对大部分管线的影响较小。只有一条位于三元桥东北侧横跨机场路的热力管沟由于埋深较深，控制机场线纵断。

4.4地形地貌

拟建盾构区间在K2+624处下穿三元桥，K1+150处下穿暗河， K0+800处下穿宽约6m深约 3m的亮马河。

第五节 地质条件

5.1工程地质概况

本工程所在的土层，自地表以下依次为人工填土层、第四纪全新世冲洪积层和第四纪晚更新世冲洪积层。区间隧道主要穿越粘土、粉土，局部遇到粉细砂、中砂层。属于一般地质条件的地层。

第二章盾构机类型及主要技术参数

第一节 盾构机类型

本工程使用的盾构机为德国海瑞克S169加泥式土压平衡盾构机，采用向开挖土体中注入泡沫的方式来改良土体，推进千斤顶为被动式铰接千斤顶。刀盘是作为“重型钢结构”针对挖掘北京土质特点设计的。主驱动的总输出功率为945KW，刀盘最大可能转速为3.0rpm。

第二节 主要技术参数

主要技术参数如下：

（1）管片参数

外径6000mm

内径5400mm

片数3A+2B+1C

最大片重3.3T

水压2bar

（2）盾构参数

主机数量（前体和中体）1

直径6190mm

长度（前体和中体）4280mm

类型土压平衡

最小水平转弯半径350m

最大工作压力3bar

最大设计压力4.5bar

土压检测点5

人闸1

人闸联连法兰1

螺旋输送机上连接法兰1

盾尾1

盾尾数量1

连接形式铰接

长度3550mm

密封3层密封刷

注脂线8（2X4）

注浆点4

（3）推进千斤顶

数量16

推力28350KN

行程2000mm

推进速度80mm/min

缩回速度1400mm/min

（4）铰接油缸

铰接型式 被动式

数量 14

尺寸φ180/80mm

缩进压力7340KN

行程150mm

（5）刀盘

刀盘数量 1

形式 面板式

直径 6200mm

旋转方向 左/右

刀具（软土层） 124把齿刀；16把周边刀

回转接头 4个泡沫管

（6）刀盘主驱动

刀盘主驱动数量 1

形式 液压驱动

马达个数 8

额定扭距 4085KNm

脱困扭距 4700KNm

转速 1.50/3.00rpm

电功率 480KW

主轴承外径 2600mm

主轴承寿命 10000小时

（7）人闸

人闸数量 1

形式 双人闸

长度 2000mm

直径 1600mm

工作压力 3bar

工作人员 2～3

（8）拼装机

拼装机数量 1

型式 中心自由转动拼装机

夹紧系统机械式

自由度6

旋转范围+/-200o

管片长度1200mm

伸缩距离1000mm

轴向行程2000 mm

控制方式线控

（9）螺旋输送机

螺旋输送机数量1

形式中心轴式

直径700mm

电功率110KW

最大扭距190KNm

转速0至19rpm

最大出土量250m3/h

螺距600mm

伸缩可以

出土门有

（10）皮带机

皮带机数量1

驱动电力

带宽800mm

带长约45m

速度2.5m/s

最大输出能力450 m3/h

（11）后部供给系统

管片存放机1

管片吊车1

吊车轨道1

液压部件1

冷却系统1

注浆设备1

注浆泵1

控制阀2

压力测量装置5

储浆罐1

注泡沫系统1

发生器4

水泵1

泡沫剂泵1

空气控制设备1

注膨润土系统1

注入泵1

压缩空气供应1

空气压缩机2

气罐1

压缩空气调节设备1

主驱动润滑脂泵1

盾尾注脂泵1

操作室1

控制板1

变压器1

软管系统1

高压电缆盘1

轨道起重机1

二级通风系统1

输送管存储装置1

导向系统1

数据记载系统1

（12）后配套系统

台车数目5+桥

（13）电气系统

初级电压10KV（+10%/-15%）

次级电压630V

变压器1250KVA

控制电压24V/230V

照明电压230V

阀电压24V

频率50HZ

保护系统（电马达）IP55

PLCS7（西门子）

（14）安装功率

驱动480KW

推进油缸 55KW

管片拼装机油缸 45KW

冷却油 11KW

注脂4KW

螺旋输送机闸门 22KW

螺旋输送机110KW

注泡沫系统8KW

注浆设备 19KW

皮带输送机 22KW

二级通风设备 15KW

现场及插座用电 50KW

总计844KW

（15）尺寸

总长 57m

本体含盾尾 7.8m

第三章 一般地质条件下盾构隧道施工技术总结

第一节 盾构隧道施工的地面用地面积及场地布置

1.1本工程施工的地面用地面积如下表所示：

始发井及提升区面积（㎡）办公、生活用房区面积（㎡）管片堆放区面积（㎡）材料、物资堆放区面积（㎡）施工区域内通道面积（㎡）集土坑

921347.8116.23231.54529.77135

1.2施工场地平面布置如下图所示：

图3.1——盾构施工场地平面布置图

第二节 盾构隧道施工用电

2.1供电方案

业主将提供施工临时用电电源，其容量为1250KVA+600KVA的变压器，接口根据承包商施工组织设计的接电点位置由业主组织有关单位现场确定。同时，在施工现场配备发电机，做为备用。施工现场的供电系统主要包括配电房和发电机房。

配电房向外与10KV输电线路相接，其中1路直接送到盾构机内，1路通过配电房内的变压器电压转化为380V/220V，分别供其它施工设备和照明使用。为防止意外停电对工程的影响，在施工现场备用1台200KW柴油发电机，确保施工的正常进行。

2.2进场阶段的临时供电

为保证施工临时设施的搭建、前期准备工作的正常进行以及生活用电的需要，安排1台250KW的发电机作为临时电源。在供电部门为施工变电所送电后，撤消临时电源但作为备用电源保留，在突发性停电时，供洞内的照明、抽水及推进油缸保压用。

在取得监理工程师同意后，我单位施工队伍进场立即进行场区电缆敷设、变电器、配电箱柜等安装及接电调试工作。

2.3盾构施工阶段的供电

1）变压器的配置

盾构机掘进施工时，由业主配置一台总容量为630KVA的变压器，供龙门吊等辅助设备供电使用，另需配置总容量为1250KVA的10KV高压电源，供盾构机使用。

2）高压配电所的配置

高压配电所配置盾构电源和地面设备低压用电的变压器馈出仓位。

3）配电柜的设置

设置高压配电柜1个，低压配电柜3个。每一用电点从邻近低压配电柜引出，通过分配电箱再配出到各用电设备。

4）功率因数补偿器的配置

为实现COSΦ＝0.8的功率因数，拟设置6个功率因数补偿器，它们的无功功率补偿能力分别为：2台300Kvar。

5）供电线路的配置

高压线路：相数：3；频率：50Hz；

电压：10KV；

低压线路：相数：3；频率：50Hz；

电压：0.4KV；

照明线路电压：220V；控制电压：24V；信号电压：24V；

2.4安装与工艺要求

1）从配电柜到分配电箱的馈送回路中，每一开关的载流量和短路电流需与各用电设备的容量相匹配，设备在受电前先检验漏电开关的动作是否灵敏。

2）电缆敷设采用直埋式，过路处穿钢管暗埋敷设。

3）高压电缆送电前，经电气试验证明合格。

4）从高压配电室盾构仓位馈送到车载变压器的电缆，沿墙挂钩敷设下井，每隔50m挂“高压危险”的警告牌一块，在井的垂直部位和隧道内敷设电缆，每2m设一个固定点。

5）从井口开始，每隔100m设隧道照明专用配电箱一只，作为照明线路的分开关和隧道内小动力用电设备的电源。

6）隧道照明采用普通日光灯，控制室采用防爆荧光灯，主机采用防爆投光灯，皮带机采用防震灯，灯具金属外壳与接地线直接相连。

7）所有的单相负载采用A、B、C三相跳接的方式，注意三相负载的平衡问题。

2.5安全保护措施

1）重复接地保护：在各用电点的配电箱周围，用2m长的5＃角钢2根埋入地下作为接地极，用一根25×4的镀锌扁钢与接地极焊接后，引到配电箱的接地排上。接地排与从变电所馈出的低压电缆的零线相接，构成重复接地系统。接地电阻≯1Ω。各用电设备金属外壳用接地线与接地排相接。

2）行程限位保护：所有的提升设备安装限位保护开关。

3）电气联锁保护：为保证设备运行的安全可靠，电气系统进行联锁控制，即上级流程未动作，下级流程无法动作。上级流程停止，下级所有流程自动跳闸。防止自起动和误操作带来的不安全因素。

4）相序保护：用电设备在运转时，不随意更换相序，若发生意外，相序继电器自动切断电源。

5）防雷保护：对直击雷的防护采用在变电所装设独立避雷针；对雷电波侵入的防护采用在高压侧装设阀式避雷器。

第三节 始发井及接收井施工

始发井利用三元桥车站已修建好的南侧左线盾构始发井进行始发施工；接收井利用02标在察慈小区西侧的盾构接收井进行接收施工。

第四节 盾构始发段和接收段地层加固方法、工艺及效果

4.1端头地质概况

本标段盾构始发及到达端头加固共计4处，加固部位包括机场线三元桥站始发井端头、风道接收和始发端头、盾构接收井端头。三元桥站始发端头为粘土地层，其余3个端头均为洞身上部为砂层，洞身下部为砂砾层。三元桥站始发端头加固采用1排ф800@1000mmC10素混凝土桩和14排ф600@500mm梅花形布置的旋喷桩组成，素混凝土上部采用采用三七灰土回填；风道接收和始发土体采用洞内水平注浆方式进行加固，采用水煤气管，间距500×500mm，梅花型布置；盾构接收井土体采用20排ф600@500mm梅花形布置的旋喷桩。

为了确保盾构始发和到达时的施工安全以及各地层的稳定，以防止端头地层发生坍塌或漏水涌水等意外情况，必须对端头的土体进行加固处理。另外，盾构机吊入、吊出井必须满足吊机作业地面承载力要求。

4.2加固的原则和要求

（1）盾构进出洞端头土体加固的原则：

1）根据隧道埋深及盾构隧道穿越地层情况，确定加固方法和范围。

2）在充分考虑洞门破除时间和方法，选择合适的加固方法和范围，确保盾构机进出洞的安全和洞门破除的安全。

（2）加固要求

1）加固土体强度达到0.4Mpa；

2）渗透系数≤1.0×10-8cm/s。

4.3端头加固施工

4.3.1双重管旋喷桩施工工艺

（1）旋喷桩施工工艺

旋喷采用双重管高压喷射法施工，利用高压水、压缩风共同作用在喷嘴形成高速射流切割土体、砂层，同时由底部注入水泥浆，对其进行分选和置换。喷嘴作360°旋转并匀速提升，形成具有一定直径的旋喷桩。旋喷桩施工流程参见【图3.2——旋喷桩施工工艺流程图】。

图3.2——旋喷桩施工工艺流程图

（2）施工方法

1）钻机就位

钻机就位即将使用的钻机安置在设计的孔位上，使钻杆头对准孔位的中心。钻机就位后，必须作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。

2）钻孔

本工程拟采用地质钻机，钻孔的倾斜度不大于1%。

3）插管

钻孔完毕，拔出岩芯管，换上旋喷管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力不超过1Mpa。

4）喷射作业

旋喷前，要检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足要求，在注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，注浆管接头的密封圈必须良好。

喷射管达到预定深度后，由下而上进行喷射作业。喷射过程中，应时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数，并且随时做好记录，绘制作业过程曲线，旋喷注浆管的旋转和提升必须连续不中断，防止喷嘴被堵。

5）拔管、冲洗机具

喷射作业完成后，拔出喷射管。注浆管等机具设备冲洗干净，管内不得残存水泥浆。把浆液换成水，在地面上喷射，将泥浆泵、注浆管软管内的浆液全部排出，管内不得有残存水泥浆。

6）移动机具、回填注浆

把钻机等机具设备移动到新孔位上，进行下一钻孔的施工，并将作业完成的孔回填注浆。

（3）旋喷施工主要技术参数

1）压缩空气

压力0.7MPa，流量3m3/min，喷嘴间隙2～4mm；

2）水泥浆液

压力20～40MPa，流量80～120L/min，喷嘴孔径2～3mm；

3）注浆管

提升速度10～20cm/min，旋转速度10～20r/min，外径φ75。

4）水泥浆

水泥采用425号水泥，水灰比1.5:1。

（4）施工技术措施

1）施工前根据现场环境和地下埋设物的位置等情况，复核高压喷射注浆的设计孔位。施工前予先挖设排浆沟及泥浆池，施工过程中将废弃的冒浆液导入或排入泥浆池，沉淀凝结后运至场外存放或弃置。

2）旋喷桩相邻两桩施工间隔时间不小于48h，间隔不小于4～6m。

3）钻机安放保持水平，钻杆垂直，其倾斜度不得大于1.5%。施工前检查高压设备及管路系统，其压力和流量满足设计要求。注浆管和喷嘴内杂物清除干净，注浆管接头的密封圈良好。

4）正式施工前进行试桩，以确定合理的水压力，提升速度，浆液配比和压力等参数。

5）旋喷过程中保证桩体的连续性，若因故停止，第二次旋喷的接桩长度必须大于20cm。

6）施工中若出现大量冒浆，立即停止并采取措施。

7）钻孔位置和设计位置的偏差不大于50mm。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况均详细记录。

8）高压喷射注浆完毕，迅速拔出注浆管彻底清洗注浆管和注浆泵，防止凝固堵塞。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时在原孔位采用冒浆回灌或二次注浆等措施。

4.3.2水平注浆施工

（1）水平注浆施工工艺

参见【图3.3——水平注浆施工工艺流程图】。

图3.3——水平注浆施工工艺流程图

（2）注浆施工主要技术参数

参见【表3.1—钢花管注浆施工技术参数一览表】。

表3.1—钢花管注浆施工技术参数一览表

分类项目参数

成孔下管管距×排距1.4m×0.8m，桩间护壁钻孔

孔径52mm

管偏斜＜1%

钢花管钢花管长度5m（入土段长4m）

钢花管直径48mm

钢花管壁厚3mm

注浆浆液配合比（重量比）水泥：水＝1: 1

初注压力0.8～1.0MPa

终注压力1.8～2.0MPa

（3）施工技术措施

1）注浆材料采用P.o32.5普硅水泥，注浆时水灰比由大至小，先灌入较稀浆液，视地层吃浆量情况逐渐调整水灰比再灌入较稠浆液。

2）一个孔的注浆作业一般应连续进行到结束，不宜中断。如因机械故障被迫中断时，应排除故障尽快恢复注浆。恢复灌浆时一般从稀浆开始，逐渐调整至稠浆。

3）注浆应有专人记录浆液消耗、注浆时间、注浆压力。当注浆出现大量吃浆不止，长时间灌不结束的情况时，应检查原因，若是因地层裂缝原因造成，可调整水灰比采用稠浆灌注，并采用中断间歇注浆方法，若到此压力就发生冒浆或大量吃浆的，可在较低压力下结束。

4）注浆结束后应立即封闭阀门，拆卸清洗输浆管路。

5）待封孔后进行水平探孔试验以确定有无达到开孔要求。

4.3.3钻孔灌注桩施工

钻孔灌注桩施工工艺

钻孔灌注桩施工工序如下：

放线定点钻机就位钻孔至设计深度测量孔深吊放导管灌注商品混凝土成桩。

（1）施工准备

正式施工前应试钻，以确定施工工艺参数。

（2）测放桩位及复核

根据轴线基准点，测放出具体桩位，复核合格后方可进行钻孔施工。

（3）钻机就位

钻机应置于平整坚实的地面上，钻机就位时，钻头对好桩位，定位误差≤2cm。同时用经纬仪或线坠调整钻杆垂直度，也可利用机械自带垂直度调整系统控制。

（4）钻进、成孔

1）采用长螺旋钻机成孔，应根据地层变化及时调整钻进速度。钻进过程中，应采用人工和装载机配合随时清理孔口积土，钻到设计孔底后应空转3～5min，把孔底虚土清净。钻杆提出孔口时应小心操作，以免虚土掉入孔中。如果出现缩径情况，应将钻杆下入孔中再次钻进，直到孔径达到设计值。

2）为保证施工安全，防止相互干扰造成塌孔，钻孔时应采用桩位跳钻的施工方法。待混凝土强度达到80%后用三七灰土回填至地面标高。

（5）成孔验收

成孔后采用测绳检测孔深，采用吊线坠检测垂直度及虚土厚。

（6）灌注混凝土成桩

成孔后要及时灌注混凝土。灌注前在孔口放置护孔漏斗，混凝土通过漏斗、串筒灌入孔内，在混凝土灌注应连续进行。

第五节 盾构的始发（出洞）和接收（进洞）工艺

5.1 盾构的始发工艺

盾构机始发是指利用反力架及临时拼装起来的管片承受盾构机推力，盾构机在始发基座上向前推进，由始发洞门贯入地层，开始沿所定线路掘进的一系列作业。

盾构始发施工包括盾构掘进开始时的一连串作业，是盾构施工过程中开挖面稳定控制最难、工序最多、比较容易产生危险事故的环节，因此结合始发施工环境进行始发施工各个环节的准备工作至关重要。

盾构机始发段的掘进施工又称为试掘进施工，需对各种关键施工参数进行调整、优化，为正常段施工做好准备（盾构施工参数主要包括掘进速度、刀盘扭矩、土仓土压力、盾构总推力、出土量、注浆量、注浆压力、盾尾间隙等）。盾构机掘进前，先对各种施工参数进行计算，然后根据计算结果，设定施工参数。在施工中，根据设定施工参数的应用效果，结合地表监测的结果对各种参数进行调整、优化，使各项参数设定达到最佳状态。

5.1.1盾构机初始掘进的关键问题及对策

（1）盾构机初始掘进的关键问题：

1）保证安全破洞门。

2）始发定位准确。

3）防止管片错台下沉。

（2）对策

1）端头加固

根据端头位置的地质情况和以往的施工经验，始发端头加固采用旋喷桩和钻孔灌注素桩进行加固；接收端头采用旋喷桩注浆加固；风井风道两侧端头采用洞内水平注浆的方式进行加固。加固后保证了破洞时洞门稳定，也有效防止地面开挖面坍塌和控制地面沉降。

2）优化施工参数

A．同步注浆控制

控制同步注浆量和注浆压力。按理论计算，该段注浆量不应小于160%的建筑空隙；同时也要防止注浆压力过高而顶破覆土。

B. 盾构姿态控制

盾构机保持平稳推进，减少纠偏，减少对正面土体的扰动。

平面：控制在±50mm以内。

高程：控制在±25mm左右。

转角：控制刀盘转向，以免对土体产生较大的扰动。

速度：该段施工中推进速度控制在10mm/min，如推进速度过快，容易会引起正面土体挤压过大地面隆起。

C. 沉降控制

采用信息化施工，通过监测系统提供的监测数据，及时调整盾构穿越过程中施工参数，使盾构施工对地面影响降到最低。

3）始发前的施工测量、定位

出洞前，进行盾构机始发姿态测量、导轨姿态测量、反力架姿态测量、姿态初始测量、SLS-T导向系统初始测量等一系列的测量工作，以使盾构机准确就位。

同时开始收集隧道施工平面控制测量、高程控制测量、导向测量的原始数据，为今后的测量工作提供依据。

4）解决管片错台下沉问题的措施

A．保证洞门密封的效果，如洞口漏水现象严重由预设压浆管向洞圈周围内压注化学浆液。

B．严格控制盾尾注浆的质量；

C．洞门焊接导轨。

5.1.2试验掘进段参数的选择分析

（1）盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速的设定

盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速与盾构机的性能密切相关，同时也受工程地质及水文地质条件的影响。始发伊始，对参数设定首先要依据理论计算值进行设定，在始发完成后的试掘进阶段可对各种参数进行对比，调整推进速度与推力、刀盘转速与扭矩的关系式，定出推进速度和转速的范围。

在本始发段中，隧道洞身范围内地层主要为粉质粘土、粉土及粘土，由于处于始发掘进阶段，推进速度初始设定10～30mm/min，初始设定刀盘转速应小于1.0r/min。

（2）盾尾注浆压力分析与取值

添加剂压注及盾尾注浆压力主要是受地层的水土压力的影响，注浆压力的设定以能填满管片与开挖土层的间隙为原则。注浆压力的计算可参考规范中的公式并在施工过程中通过测试和试验来确定和优化参数，本工程穿越三元桥、热力方沟、居民区，浆液及其注入的效果直接关系到地面沉降，因此对注浆材料及注浆压力都有较高的要求。依据现有其它地区盾构法施工经验及北京地区已有盾构施工各种参数使用效果，初始盾尾注浆压力设定为0.2～0.25Mpa。

盾尾同步注浆理论量为每环2 m3,根据经验注浆时每环应按2.9m3～3.9m3控制。同时要求同步注浆速度必须与盾构推进速度一致。

（3）添加剂使用方案

在盾构施工中，添加剂的作用是：

1)减小旋转输送机的扭矩，降低刀盘温度；

2增强土体气密性、止水性，保证开挖面稳定；

3)与土体拌和均匀，使开挖土具有良好的流动性，增强土体可排性。

依据地层不同，有不同的添加剂使用方案。本工程始发阶段盾构穿越的地层为粉质粘土层和粘质粉土层。这样的粘性土地层，土的粘结力较大，在盾构掘进施工过程中，易造成粘性土附着于刀盘上正反面形成泥饼造成刀盘扭矩增大，或者土体进入土仓后被压密固化，造成开挖、排土均无法进行的情况。此时一方面可通过刀盘上的添加剂注入孔向刀盘前方的土体注入3％～5％的泡沫和适量的水，在增加其流动性的同时，降低其粘着性，防止开挖土附着于刀头或土室内壁。另一方面粘土被切削进入土仓内后，通过土仓上的添加剂注入孔向土仓内注入泡沫并利用刀盘上的搅拌装置加以搅拌，使泡沫与切削土充分混合，以增加土的气密性和可排性。泡沫的总注入量控制在土体切削量的10％以内。此外，还可通过螺旋输送机上的添加剂注入孔向仓内注入适量的清水或注入压缩空气，以增加土体的和流动性，减小土的摩擦力，使土能经螺旋输送机顺利排出。

添加剂注入量：

刀盘前：约3％～5％的理论开挖量

密封仓：约5%的理论开挖量

添加剂注入压力：需控制参数为刀盘前的注入压力，以平衡开挖面的水压力为宜。在本区段内设定注入压力初始设定为0.15～0.2MPa。

（4）洞口密封处压浆

洞口密封处的充填注浆采取盾尾同步注浆装置注单液浆充填。待盾尾到达洞口位置时，拉紧洞口密封圈，保证浆液不溢出洞口。

5.2 盾构的接收工艺

盾构接收段施工是指盾构机刀盘距进站口50m至盾构机进入车站并完全推上接收基座的施工过程。其施工内容主要包括端头土体加固、接收设施的设计制作与安装、接收段掘进、洞口凿除等。端头土体加固的施工应在盾构接收前应提前完成。

5.2.1盾构接收前盾构姿态和线形测量

盾构机接收前80m地段即加强盾构姿态和隧道线形测量，及时纠正偏差确保盾构顺利地进站。当盾构掘进至接收前25m左右时应再次进行盾构姿态和隧道线形测量，测量内容有：定向、主导线、测量管片位置和走向偏差。

通过测量，对接收前的地段加强盾构掘进的轴线控制，使盾构机进站时其切口平面偏差满足：平面≤±25mm，高程≤±20mm； 盾构机进站时其切口平面偏差允许值：平面≤±50mm，高程≤±20mm,盾构坡度比设计坡度略大0.2%。到站所有测量数据须报测量监理单位复核验正。

5.2.2盾构到达段掘进

盾构机进入接收段后，应减小推力、降低推进速度和刀盘转速，控制出土量并时刻监视土仓压力值,土压的设定值应逐渐减小，避免较大的推力影响洞门范围内土体的稳定。盾构接收掘进可为四个阶段，在这几个阶段中，应采取不同的施工参数及控制侧重点不同。

（1）盾构过渡段掘进(进入土体加固区前30m～8m)

过渡段的掘进速度和土仓压力与正常段掘进一样，按常规控制，但此段施工应侧重加强注意调整盾构机的姿态，使盾构机的掘进方向尽量与原设计轴线方向一致,并且要在出洞前的20米处，使盾构机保持水平姿态前进或略微仰头姿态前进，保证出洞时正常接收，掘进时的轴线偏差应控制在±20mm范围内。

（2）进站的第一阶段（进入土体加固区8m～2m）

盾构机进入加固区后，掘进速度由原来正常段的20～30mm/min减至5～10mm/min，土仓压力由原来的1.5～2.0bar减至0.3～0.5bar。尽量减少对洞口的影响。压力值大约与水压相等。应在密切监控地表和洞口的情况下逐步减少压力。

（3）进站的第二阶段（进入土体加固区2m～20cm）

由于不能确定开挖时的最小土仓压力，因此在开挖过程中只能根据地质等情况使压力最小。此阶段速度一般为1～5mm/min。当盾构机接近洞口30cm～20cm时，应停止推进。

（4）进站的第三个阶段（第二阶段完成至盾构机进入车站露出）

盾构机继续前进并拼装管片，将围护结构推倒，此阶段的速度根据实际情况决定，应无压力，刀盘停止转动。此后清除坍塌下来的土体，盾构机继续推进，通过密封环后立即拉紧密封环的钢丝索，清除密封舱内的泥土。在停机后要对盾构中心进行测量，看是否满足贯通精度的要求。

5.2.3盾构机接收

为确保盾构机从接收井的预留洞口穿出，该阶段的掘进将遵守以下原则：

（1）掘进速度逐渐放慢，掘进推力相应减少。

（2）增加盾构机测量次数，并根据洞口实际位置不断校准盾构机掘进方向。

（3）加大地面监测频率，并依椐监测结果及时调整掘进参数。

（4）站内派人对洞门位置进行值班监视。

为迎接盾构机到达，应在到达洞口前做好如下准备：

(1) 安装洞门密封装置。

(2) 安装盾构机接收基座，接收基座与始发基座相同。

(3) 铺设盾构机移动基座的轨道。

(4) 部分凿除洞门处的围护结构。

(5) 在到达洞口内侧准备好砂袋、水泵、水管、方木、风炮等应急物资和工具。

(6) 准备好通讯联络工具。

(7) 准备好照明设备。

上述设备与材料需预先运入，故到时需与接收井承包商相互协调。以上准备工作完成后，盾构机才可进行最后的到达段掘进。

第六节 盾构推进的实际参数及合理参数

盾构在推进过程中施工参数会不断地变化，根据不同的地层和添加剂进行调整，在施工过程中要严格注意进土与出土的匹配情况，必要时进行适当的调整。

参见【表3.2—盾构推进主要参数实际控制值】

表3.2盾构推进主要参数实际控制值

盾构推进主要参数实际控制值

1、纵向千斤顶总推力/分组推力（KN）10000KN/100～2000KN

2、刀盘扭矩（一般/最大BAR）200～240/260KN·m

3、盾构推进一般和最大速度（cm/min）一般速度6～7 cm/min，最大速度8 cm/min

4、盾构隧道与设计轴线的最大偏差/mm50mm

5、密封仓土压力控制（与设定值的偏差/MPa）0.06～0.2

6、管片拼装（一般和最快min/环）一般20min/环，最快15 min/环

7、加泥/泡沫（一般/最大kg/环）25～33L/环

8、盾尾密封油脂（一般/最大kg/环）一般10kg/环，最大20kg/环

第七节 盾构姿态控制统计分析

地铁工程的施工测量不同于一般工程的工程测量，施测的周围环境和条件复杂，要求的施测精度相当高，因此，必须精心组织实施。

7.1施工测量要求

（1）为确保地铁测量精度，我方将抽调具有地铁测量经验的测量工程师和有测量上岗证的测量员组成项目测量组，配有高精度仪器。

（2）开工前，根据甲方提供的测量数据资料，布设地面施工控制网点将两施工井联系起来构成本区间独立控制网并与相邻区间控制网保持统一。其中导线网点按地面四等平面控制测量技术要求控制，高程按地面二等水准技术要求控制。测量成果报监理业主检测。

（3）施工现场的所有的测量主控制点均由我单位技术部测量组组织二级复核。

（4）实行定期校核制度，每个月对施工控制点进行一次校核，发现问题及时调整。

（5）每施工放样点都必须经过换人检测无误后才可定点并书面移交下道工序。

（6）做好测量记录工作。

7.2控制测量基本原则

⑴ 地铁工程测量施测环境复杂，精度要求高，采用三角网进行测量。

⑵ 布设足够的控制点，并精心做好标记，加强对控制点的保护和检查。

⑶ 保证测量精度，配备先进的测量仪器，使用先进的测量技术。

⑷ 负责保存好本合同段内全部的三角网点、水准网点和自己布设的控制点，防止移动和损坏，一旦发生损坏，及时报告监理，并协商补救措施，及时处理。

⑸ 全部的控制点三维坐标经监理工程师检查合格后，才能开展后序工作。

⑹ 严格按照相关技术规范要求进行测量工作，并做好测量资料的管理。

7.3控制测量

7.3.1平面控制测量

根据业主提供的工程定位资料和测量标志资料，对所移交的导线网、水准网及其他控制点用精密导线方式进行复测；同时放线设置施工过程中使用的固定桩，并将测量成果书报请监理工程师及业主审批。

(1)．引测近井导线点

利用业主及监理批准的测量成果，以最近的导线点为基点，引测至少三个导线点至每个端头井附近，布设成三角形，形成闭合导线网。

(2)．引测近井水准点

利用业主及监理批准的水准网，以最近的水准点为基点，将水准点引测至端头井附近，测量等级达到国家二级。每个端头井附近至少布设两个埋设稳定的测点，以便相互校核。

7.3.2高程控制测量

以首级控制水准网为基准设加密水准网，并且联测到相临标段所使用的水准控制点一个以上。将水准网布成附合线路，往返观测，附和闭合差应≤±8mm（L为附和线的路线长度，以公里计算），使用精密水准仪、铟钢尺按照国家二等水准测量方法的精度指标均将高程传到地下。如【图3.4—高程控制测量示意图】：

图3.4高程控制测量示意图

精密水准点的埋设采用混凝土普通标石，一定要稳定、便于保护、不易破坏，其规格按《城市测量规范》有关要求确定。传递高程时，每次独立观测三测回，每测回测得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm。取三次观测的平均值作为地下水准点的高程。

7.3.3联系测量

联系测量是将地面测量数据传递到隧道内，以便指导隧道施工。具体方法是将施工控制点通过布设趋近导线和趋近水准路线，建立近井点，再通过近井点把平面和高程控制点引入车站底板上，为隧道开挖提供井下平面和高程依据。

(1)．平面坐标传递

平面坐标传递和定向测量同时作业，主要是通过竖井将方位、坐标从地面上的控制点传递到地下控制点。

本标段采用盾构法施工，根据施工现场的条件，为保证测量精度和优化现场作业，施工联系测量均采用全站仪进行投点，传递时采用三角网传递，我们在本标段用的仪器是全自动测量全站仪，本仪器对仰角和俯角都有自动补偿，测量精度满足施工要求。传递示意图如【图3.5—平面坐标传递测量示意图】：

图3.5—平面坐标传递测量示意图

在盾构施工期间，为提高地下控制测量精度，保证隧道准确贯通，应根据工程施工进度，在每个区间应进行至少三次联系测量。

7.3.4地下控制测量

(1)．地下平面控制测量

为了消除和减弱折光差对横向贯通误差的影响，将洞内控制导线点布设在隧道的两侧稳定的衬砌环片上，交叉前延。点位采用强制对中托架，在通视条件允许的情况下，每约100米布设一点，曲线段适当缩短点距。以车站内逐次重复定向测量成果的加权平均值建立的基线边为坐标和方位角的起算依据。观测采用全站仪进行测量，用全圆法趋近导线测量用Ⅰ级全站仪进行测量，测角四测回(左、右角各两测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于4″)，测边往返观测各二测回。其观测方法和精度应符合二级或以上导线的技术要求。

盾构掘进时，盾构机身后有较长的后配套，测量控制点无法做在此范围隧道两侧，可以把控制点以吊篮的形式固定在隧道的顶部，仪器及后视棱镜采用强制归心。将自动导向系统的全站仪安置在其上，与盾构机自带的激光导向系统连接指导盾构机掘进。

(2)．地下高程控制测量

地下高程测量以车站传递的水准点为基准点，隧道直线段每隔100m左右布设一个固定水准点，曲线段每隔50m左右布设一个。测量时可采用精密水准仪及其水准尺进行往返观测，相邻测点往返测闭合差≤3mm，全程闭合差≤6mm（L为全程长度，单位：Km）。

(3)．盾构掘进施工测量

1）盾构机姿态和衬砌环片的测量

盾构掘进时为优化掘进参数需对盾构机姿态和衬砌环片进行测量。由于选配了VMT公司先进的测量导向系统，盾构机掘进的过程中能时时地测出盾构机的瞬间姿态。为保证盾构机姿态的准确无误，需对盾构机姿态进行复测。盾构机姿态测量是以隧道里的导线点为依据，利用全站仪及其辅助工具，测出布设在盾构机上特殊测点的三维坐标，计算出盾构机的姿态，包括俯仰、旋转、平面和高程，观测值与盾构机此时的理论值相比较，将其差值反馈给盾构操作人员，调整其参数，从而指导掘进。

衬砌环片的测量包括测量衬砌环的中心偏差、环的椭圆度等，利用全站仪及其辅助工具，通过测出环片上一些特征点的三维坐标，从而通过几何计算确定环片安装位置的正确性，并为安装人员提供操作校正参数。

2）成型环片的测量

成型环片的测量主要测定环片安装位置是否符合设计要求。具体方法是使用全站仪的五反射测量模式测得成型环片一周的七个点的坐标，通过相应的计算软件换算出成型环片中心的坐标，用水准仪及水准尺测其高程，通过已测的数值与隧道线路的设计值相比，便可得成型环片平面和高程的偏差，为以后竣工和铺轨提供依据。

3）盾构机导向系统

盾构机的导向系统如下图所示：

图3.6—盾构机导向系统示意图

盾构机导向系统是传统测量与计算机的完美结合体，在盾构机掘进过程中有测量机器人在激光导向程序的控制下自动采集数据，将光信号转换成电信号传递到控制箱。盾构机前端有一光靶，他的作用是接受测量机器人传递过来的信号，自动计算出盾构机的水平和竖直、旋转角度将这些数据传送到控制箱。控制箱将两个数据送到计算机上，通过VMT—S计算出盾构机的实际三维坐标。在盾构机掘进前计算出隧道的设计轴线，将这些数据提前导入VMT—S中，这样将形成一个设计隧道轴线坐标系。通过VMT—S系统将盾构机的实际三维坐标和设计隧道轴线坐标系相比较就得出盾构机在掘进时的动态位置（如下图）。

图3.7—设计坐标系示意图

图3.8—盾构机姿态示意图

上图中显示的是在这一时刻的盾构机姿态，盾构机操作手可以看着盾构姿态和导向系统提供的相关参数来控制盾构机的掘进方向。

7.4 隧道贯通测量

本标段的区间隧道长度在2500m左右，在隧道贯通前约50米要增加施工测量的次数，并对控制导线进行全线复测，对观测值严密平差，保证隧道贯通。

隧道贯通后，从隧道两端向贯通面进行二等导线测量，分析在贯通面上的贯通误差。在做贯通测量时应将联测地上、车站、隧道导线网、水准网，并进行严密平差，为竣工和铺轨提供高精度的控制点和准确的水准点。

7.5 竣工测量

7.5.1线路中线测量

以施工控制导线点为依据，布设隧道内中线点，中线点的间距直线上平均100m，曲线上恢复所有的曲线元素点。区间各施工控制中线点组成附合导线。中线点组成的导线应采用全站仪进行观测，并对观测值进行平差，将成果上报相关单位。

7.5.2隧道净空断面测量

以测定的线路中线点为依据，直线段每6米，曲线上包括曲线要素点每4.5米测设一个结构横断面，结构横断面可采用全站仪测量，测定端面里程误差允许为±50 mm，断面测量精度为±10mm。

7.6 测量施工组织

为做好盾构施工测量工作，保证盾构机准确进入起吊井，做到盾构施工万无一失，选派有经验的测量专业人员组成盾构施工测量技术领导班子，专门领导和研究盾构施工测量技术工作，及盾构施工测量中出现的各种问题。

测量仪器选用性能稳定、精度高的进口全站仪及其配套的辅助设备。所有的仪器和工具都严格按照国家计量法进行检定。

第八节 管片拼装质量控制统计分析

管片衬砌作为盾构隧道工程最重要的主体结构，其拼装质量的好坏直接影响着盾构隧道工程的质量。

本程中采用了标准环+左右楔型环作为管片衬砌，管片外径6000mm，内径5400mm，每环管片长度1200mm，管片采用“3A+2B+1C（楔块）”错缝拼装，管片接缝采用弹性密封防水，弹性密封为三元乙丙橡胶和水膨胀橡胶止水条。

8.1管片拼装位置确定

管片在使用时必须预先根据盾构机的位置及盾尾间隙大小选定管片的拼装位置，管片的拼装依据主要有以下两条，在管片拼装分析时要综合分析确定，缺一不可。

8.1.1 盾尾法面和管片法面的相互关系

管片拼装的总原则是拼装的管片与盾尾的构造方向应尽量保持一致。

8.1.2 管片拼装前后管片外表面与盾壳内面的间隙

在盾构机尾部设有三道密封刷，用于保证在施工过程中不会有水土进入隧道，在盾构机掘进的同时，将向密封刷补充油脂，确保盾构机密封性能，在密封刷前端设有保护块用于保护密封刷不受损害，如果盾尾间隙过小，在管片脱出盾尾时，将产生较大变形，影响成型隧道的质量；同时，过小的盾尾间隙也将直接损坏盾构机的密封刷。

8.2 管片拼装施工要求

为保证管片拼装质量及施工进度，施工时必严格按照如下要求进行管片拼装的施工：

1) 为加快拼装施工速度，必须保证管片在掘进施工完成前10分钟进入拼装区，以便为下一步施工做好准备；另外，为保证管片在掘进过程中不被泥土污染，也不宜提前将管片备好。

2) 在拼装过程中要清除盾尾拼装部位的垃圾，同时必须注意管片定位的正确，尤其是第一块管片的定位会影响整环管片拼装质量及与盾构的相对位置，尽量做到对称。

3) 管片拼装要严格控制好环面的平整度及拼装环的椭圆度。

4) 每块管片拼装完后，要及时靠拢千斤顶，以防盾构后退及管片移位，在每环衬砌拼装结束后及时拧紧连接衬砌的纵、环向螺栓，在该衬砌脱出盾尾后，应再次拧紧纵、环向螺栓。

5) 封顶块防水密封垫应在拼装前涂润滑剂，以减少插入时密封垫间的摩阻力，必要时设置尼龙绳或帆布衬里，以限制插入时橡胶条的延伸。

6) 在管片拼装的过程中如果需要调整管片之间的的位置，不能在管片轴向受力时进行调整，以防止损坏防水橡胶条。

8.3管片拼装质量要求

1）选取管片时要多方面考虑，选取管片时也要本着“勤纠偏、小纠偏”的原则进行，以减小片拼装时的错台。

2）确保质量合格、管片类型符合工程师指令的管片才准进洞。

3）严格按指定的拼装工艺进行拼装。

4）拼装过程中经尺量管片错台符合拼装要求后，再将管片就位。

5）管片安装前应对管片安装区进行清理，清除如污泥、污水，保证安装区及管片相接面的清洁，重点清理管片的环、纵接缝面。

6）严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩。

7）管片安装质量应以满足设计要求的隧道轴线偏差和有关规范要求的椭圆度及环、纵缝错台标准进行控制。拼装时要综合考虑隧道线路要求和盾尾间隙，合理选择管片拼装点位。

第九节 同步注浆、补注浆的浆液类型、配比和注浆工艺及参数

同步注浆（同一环）

1、浆液类型惰性浆液

2、浆液配比砂800kg、粉煤灰240kg、膨润土64kg、水300kg

3、注浆压力/MPa0.35～0.4

4、注浆量/m32.8～3.8

5、注浆结束标准达到要求注浆压力

补注浆（同一环）

1、浆液类型双液浆

2、浆液配比水泥：水玻璃＝1：1

3、注浆压力/MPa0.3

4、注浆量/m31.0～2.0

5、注浆结束标准以设定压力注浆，直到注不进为止

6、注浆次数2

第十节 刀具、刀盘的磨损、损耗特征、规律

10.1 刀具更换的标准

刀具磨损的标准是：周边刀磨损量为5～10mm，齿刀磨损量为15～20mm。根据这一标准。在刀具更换的同时，工作人员必须检查一下螺栓是否完好。

10.2 刀具的损耗特征、规律

刀具在一般土层下掘进500~700m即达到磨损标准，在砂层或卵石层中掘进100m左右即达到磨损标准。需对土样进行观查，若发现添加剂加入正常，而出入较热，可初步判定刀具有磨损；施工参数异常，推进速度与出土速度不成比例或推进时扭矩较大，也可初步判定刀具有磨损，可开仓对刀盘的刀具进行检查。

第十一节 长距离推进的换刀

换刀可分为两种方式：一种是常压开仓换刀，适用于盾构到达竖井等刀盘前无土压情况下；一种是加压开仓换刀，适用于盾构在正常掘进过程中，在前方有一定土压力的情况下。

刀具更换的程序和方法

进舱前，每次进舱准备10～15把齿刀，还要求准备M36、M34及M32的螺栓若干和SW36的套筒及加力杆。

每次更换时，工作人员先将刀具周围的泥土清掉，保证有一定的工作空间。由刀盘外侧向内逐个检查刀具的磨损情况，确定需要更换时，用对应标号的刀具进行替换。用套筒及加力杆卸下固定螺栓，将拆下的螺栓及附件放入随身携带的工具袋内，以防丢失。将换下的刀具递到人闸内，同时将固定螺栓和固定座用水清洗干净，并检查一下是否有裂纹，如有裂纹必须更换新螺栓，以确保新装刀具有足够的固定强度。将新的刀具按原来的位置安装好，并将固定螺栓拧紧。每次带一批刀具和螺栓进舱，每批刀具换完后，把废刀具和没有安装的新刀放进料闸内。与此同时操作手转动刀盘。工作人员通过料闸把下一批刀具送入土舱内，再继续更换下一组刀具。每换完一批后，由值班机械工程师检查一遍安装质量，并检查是否有漏掉的或者没有固定好的。机械工程师确认无误后方可继续作业。更换速度按实际情况定，必须以保证安装质量为前提。

第十二节 盾构施工进度指标

根据业主提供的工期合理安排施工进度，平均每个月掘进400m。

第十三节 盾构始发至接收的一次最大施工长度及统计分析

盾构由三元桥站始发，施工掘进1100m后发现施工参数异常，于是决定开仓检查刀具，发现刀具耐磨有较大磨损，需对刀具进行部分更换。当时盾构机地面上方为公园，且地层中含水量不大，采用常压开仓检查并更换刀具。此次更换刀具共计40把，其中周边刀8把，齿刀32把。

第十四节 盾构隧道防水

14.1管片的防水

盾构隧道渗漏水的位置主要在管片的接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和螺栓孔等。其中以管片接缝处为防水重点。通常接缝防水的对策是使用密封材料，靠弹性压密，以接触面压应力来止水。

管片防水措施主要有：

（1）管片结构的自防水结构是首选的防水措施，主要方法为管片材料采用防水混凝土。地铁结构物一般用普通防水混凝土，而盾构隧道衬砌由预制管片拼装而成，多用外加剂防水混凝土，抗渗可达S12以上。渗水量，包括接缝渗水小于0.1L/m2/d。

（2）管片接缝防水管片接缝防水主要采用弹性密封垫防水。

第十五节 监控量测

北京地铁机场线工程盾构区间地处东直门-三元桥之间，贯穿三元桥、机场高速路、东直门斜街等城区，沿线工程地质水文条件复杂多变，地表多为危旧民宅和公交车站，道路交通繁忙，地下管线密集且纵横交错，沿途还有三元桥、公园、亮马河等重点建筑。在盾构施工过程中必须通过严格控制施工技术参数，确保隧道沿线两侧的重要建筑物以及民用建筑的安全，使盾构顺利通过危险源。加强监测周边环境情况，并分析其盾构机影响范围和影响程度，对盾构安全掘进是非常重要的。

一、施工监控量测的主要目的是：

盾构的工法有别于传统的施工方法，根据盾构机的工作环境及其工艺特点，必须了解盾构机通过时对其周边的影响情况。

（1）通过监控量测采集各个施工阶段的数据，通过对监测数据的分析及回归，隧道环片的动态变化，及时将分析成果化为施工指令，反映到盾构掘进施工中以保障施工过程时时处在安全状态。

（2）通过对监测数据处理分析结合相关的施工实际情况，得出地面以及隧道成型环片变化的原因，及时采取相应的措施确保地面交通顺畅，地面建（构）筑物的正常使用，以及保证隧道的限界和质量。

（3）通过实际的测量结果来检验理论于实际之间的差异，并把监测结果分析后及时反馈给设计以便修改设计、指导施工。

（4）通过监控量测及时反映出盾构隧道上方沉降槽区域的沉降情况，及时反映到施工中防止地面出现较大沉陷。

（5）通过监控量测了解该工程条件下的施工情况，反映出的一些地下施工规律和特点，为今后类似工程或相关工艺的发展提供借鉴、依据和指导作用。

为确保施工期间结构及建筑物的稳定和安全，根据设计要求结合隧道通过的地质条件，支护类型，施工方法等特点，本工程的监测项目为：

二、地面沉降监测

对地面监控量测，采用精密水准测量，严格按照国家二等水准测量的技术要求，一般我们在监测中采用二等闭合水准路线。在盾构施工中地面的主要监测，盾构掘进过程中引起的地表沉降和地面变形情况。我们在施工开始前两月，在地表沿隧道线路埋设监测点，监测点的埋设见下图。在隧道沿线，布设监测基准点，监测基准点一定要按照监测规范要求执行，在地表沉降区域50米外埋设基准点，这些基准点要与国家水准基点形成水准网，便于对水准基准点进行复核。用精密水准仪进行地面沉降的量测。根据监测结果进行分析，判断盾构掘进对地表沉降的影响。

监测点布置原则：监测点布置在地面隧道上方，监测断面垂直于线路方向,在中线的两侧18m范围内布置测点，由于隧道沿线有的地面有密集的房屋，地表监测断面无法满足设计要求的在隧道的上方沿隧道方向每30m布设一断面，只能在隧道上方地面的每一胡同处布置监测断面胡同间距一般70 m-40 m左右，布置的监测断面间距最长60m，最短22m，为了保证盾构施工时地面安全，采取加强地面监测，地表沉降情况联系地表建筑物监测的数据来分析，达到及时掌握地表变化的目的。

图3.9 横断面监测布点图

埋设方法：用全战仪以线路沿线地面导线为依据精确定位地面监测点位，用冲击钻活水钻在所需埋设的点位上钻孔φ50～100 mm。在孔中放入φ22mm长约500mm的钢筋，钢筋顶端为圆面微露地面5mm～10mm，钢筋周围用速凝砂浆或胶状物等填充物填实。

监测频率：小于盾构机刀尖前20 m后30 m 2次/1天，大于盾构机刀尖后50 m 1次/2天，大于50 m 1次/1周

量测精度：±0.2 mm。

使用仪器： 精密水准仪、铟钢尺、全站仪。

地面沉降超过警戒值时相应措施：当地表沉降速度过大时，要增加监测频率，必要时停工检查原因，及时加强壁后注浆和二次补浆和加固地层的措施保证施工安全。

三、地面建、构筑物变形监测

监测方法：主要监测建筑物的不均匀沉降、水平位移。用精密水准仪和全站仪进行监测。在施工过程中注意观测房屋的裂缝情况，根据监控量测采集的数据，进行分析最终的出的结果来判断建筑物的变形和沉降情况，以便修正施工参数，起到指导施工的作用。

测点布置原则：对距隧道中线20米-30米以内的房屋进行监测，在建筑物的承重柱和墙及拐角位置布置测点，每一栋建筑物不少于4点，整个标段共布房屋监测点600个。

监测频率：小于盾构机刀尖前20米后30米 2次/1天，大于盾构机刀尖后50米 1次/2天，大于50米1次/1周。

量测精度：±0.2mm。

使用仪器：精密水准仪、铟钢尺，全站仪。

建筑物沉降超过警戒值时相应措施：当建筑物的变形超过+10mm，-30mm时，加快监测频率，及时采取改变土仓内土压和增加注浆量及加固地层等措施，必要时，对既有建筑物的基础采取加固措施，视实际情况制定相关补充方案和措施。

图3.10 建筑物监测测点布置示意图

四、盾构隧道收敛和拱顶下沉

监测方法：主要监测盾构隧道的成型环片的收敛和拱顶下沉情况，监测方法是用收敛仪和精密水准仪直接量测。

测点布置原则：隧道收敛和拱顶下沉测点在同一断面，沿隧道方向1断面/10m，隧道收敛和拱顶下沉测点布置如图所示。

图3.11 洞内收敛及拱顶下沉测点布置图

监测频率：当台车尾部与该环片间距小于10米时，1次/天；当台车尾部与该环片间距小于30米时，1次/2天；当台车尾部与该环片间距大于30米时，1次/周。

量测精度：±0.5mm。

使用仪器：收敛仪、精密水准仪、铟钢尺。

相应对策：当洞内收敛和拱顶下沉过大，需要加大监测频率，必要时停工检查原因，采取加设支撑、处理地层的方式保证施工安全。

五、监测数据总体概述与分析

1、地面沉降

本标段地面沉降没有超限本标段监测没有超限的监测点，整个标段经过统计地表监测点位平均沉降量在30mm左右，下面是对地表监测断面在盾构机掘进期间及掘进结束后的监测数据及其图表分析情况。下图是随时间变化第一沉降槽的变化趋势：

图3.12第一沉降槽曲线图

由上图看到在整体沉降中，在盾构机盾尾处沉降量最大，所以在这个时间段一定要加强监测。

点名5-15-25-35-45-55-65-75-85-95-105-11

沉降量-0.30-0.90-1.30-1.73-2.10-2.30-2.40-1.93-1.3-0.30-0.30

对上表中数据进行分析，画出曲线图

垂直于隧道轴线监测点的沉降曲线

从垂直于隧道轴线监测点的沉降曲线图可以清楚的看到地表沉降明显是一个沉降槽，隧道正上方沉降量最大，隧道中线两侧慢慢变小。

图3.13 地面房屋监测点监测成果表隧道周边建（构）筑物沉降数据分析

隧道周边建（构）筑物沉降曲线图

从上图中可看到隧道周边建（构）筑物的沉降可以得到控制。根据隧道施工图3.14 地面房屋监测点监测成果表隧道周边建（构）筑物沉降数据分析

情况，调整掘进参数，在盾构机通过隧道上方或周边有建筑物时，可以有效地控制周边建（构）筑物沉降量在规范之内。

为了更好地研究盾构机掘进时对周边环境影响范围，对各个不同地层进行分析监测数据，研究盾构机通过时对周围环境的影响范围，盾构机在掘进过程中在纵向和横向两个方向都有影响，为了清楚它的影响范围以及影响程度，必须对监测数据进行分析。对数据的分析分两种情况：1、分析各测点沉降与盾构机相对位置的变化规律，进而确定盾构施工时的纵向影响范围；2、采用回归分析法分析沉降槽和盾构机相对位置的变化规律，进而确定最大的影响范围和最大沉降值。

粘土层：

图3.15 断面点变化量~时间关系曲线图

通过以上的各种关系图可以看出盾构机在掘进过程中地表变化的趋势为：在粘土层段盾构机在没有到达前15m时粘土层段开始微有上升的趋势，上升的量不大，不超过2mm，在盾构机到达时开始下降直至盾构机过后20m开始趋于稳定，最大沉降量不超过7mm。

卵石层：

砂砾卵石层，此段盾构机是叩头掘进，平均覆土厚度为16m，在该地层选取K0+762里程的断面的监测数据进行分析：

图3.16 断面G点时间变化曲线图

断面的地表沉降关系图可以看出盾构机在掘进过程中地表变化的趋势为：在砂层段盾构机在没有到达前时没有上升趋势，在前20m时有下降的趋势，直至盾构机过后20米开始趋于稳定。最大沉降量在16mm 。

盾构掘进时土压力对盾构机前面土体的影响有着密切的关系，结合各监测断面的时间曲线图与上图中盾构掘进时土压力进行分析，盾构机掘进时土压建立的大小与盾构机到达时之前地表的沉降量有一定的规律，从土压曲线图可以看出，盾构机掘进时在粘土层里的平均土压为2.3bar，在砂层和卵石层中的平均土压为1.2bar左右，盾构机在粘土层里掘进的土压比在卵石层和砂层里掘进的土压高出1bar左右，而在盾构机到达之前前面土体有隆起的趋势但量很小，粘土层段地表隆起的量比卵石层要大，粘土层隆起达2mm，卵石层只有1mm左右，砂层几乎没有隆起的这一过程。产生这一现象的主要原因是因为在粘土层密实性好掘进时比卵石层和砂层中土仓里的水因土压作用不易散失，能使土压建立较高，从而对盾构机前面的土体产生推力以至使地表隆起。粘土层的土压高对前面土体的推力大所以隆起量比卵石层要大。综上所述，盾构机掘进时平均土压建立在1bar-2.3bar之间是符合北京地层的。

以上分析都是采用现场采集的数据，它的横向影响范围只反应了监测时布设的宽度，不能反应出在某一时间段实际应该影响的范围，变化程度也是实际所发生的，只有对这些数据进行回归分析才能掌握相关规律。

从曲线图可以清楚地看到，每一段面的沉降量都不同，与各段的地质等情况有关。最大沉降量的曲线是在隧道正上方处有防空洞，而最小的是在盾构机掘进前对这段地层进行了加固。从曲线图就能看出盾构施工的整个过程当中，监控量测对盾构机的掘进参数指导作用。通过对监测数据的分析，从以上分析的各种图表可以得出：（1）盾构施工能有效控制地表沉降，对地表影响较小；（2）盾构施工时隧道中心地表沉降最大往隧道两侧慢慢变小；（3）盾构机在掘进过程中离刀盘前10m左右的地表稍有隆起，在+5mm左右，盾构机盾尾通过后此处地表沉降变化最大，它的变化量占该点总沉降量的三分之二。

施工监控量测对施工具有重要的是指导意义，监测与施工紧密的结合在一起，监控量测的设计要求与现场施工监测存在较大的差异，所以我们要根据现场施工条件与设计要求相互结合，制定出最佳的监控量测方案，使得监控量测做到“安全监控、设计反馈和指导施工”。

第十六节 运输组织

16.1 工作流程

图3.17—— 运输系统流程图

运输系统由地面运输系统和地下（隧道内）运输系统组成。地面运输系统主要包括龙门吊、管片运输车、渣土车和装载机。地下运输系统主要指轨道运输列车。运输系统的主要作用是将掘进需要的材料（管片、浆液、型钢、钢轨、油脂、泡沫剂等）运到隧道内的掘进现场，并将掘进排出的渣土等运到地面，其运输流程参见【图3.17—— 运输系统流程图】。

16.2 运输能力需求

运输系统是影响盾构掘进速度的重要环节，盾构施工运输系统由地面运输系统和地下（隧道）运输系统组成。地面运输系统主要包括龙门吊、管片运输车、渣土车和挖掘机；地下运输系统主要指轨道运输列车。运输系统的主要作用是将掘进需要的材料（管片、浆液、型钢、钢轨、油脂、泡沫剂等）运到隧道掘进工作面，并将掘进排出的渣土等运到地面。

本工程使用的管片外径为6000mm，环宽为1200mm。盾构机刀盘的直径为6200mm，每环的出土量

V=kπl (D/2)2

K—可松性系数,取1.3～1.4；

D—盾构机直径；

l—管片环宽

代入计算式计算出每环出土量约为47m3 ，在运输组织设计中，按1.4考虑，出土按50 m3考虑。

隧道内配置3列运输列车（参见【图3.18——左线隧道掘进时列车编组示意图】），第一、二列车由5辆土斗车和1辆牵引机车组成，总长约25m。第三列车由2辆管片车、1辆浆液车和1辆牵引机车组成，总长约16m。

隧道弃渣通过皮带输送机装入渣斗后，由电瓶车牵引至工作井口，再由地面15T龙门吊提升至地面，卸渣于渣土存放区内，由挖掘机将渣土直接从渣土存放区装至全封闭运土车上，倒运至弃土场废弃。

图3.18——左线隧道掘进时列车编组示意图

16.3 配置运输系统能力的检算

在运输系统的配置上，必须保证盾构掘进速度。掘进速度按最大12m/天，每天工作24小时计算，即每环的循环时间为144min。

最大运输能力按本区间隧道运输距离最远计算，即以盾构隧道最长距离（此处暂取2560m）计算，隧道为双线轨道，盾构机内为单线轨道，出土车按两列车共10节土斗车运完一环的出土量。

每个循环时间检算如下：

（1）电瓶车的行车速度为10～15km/h，按平均速度12km/h计算，即200m/min。当最大运距为2.2km时需时约11min；

吊一斗渣土需要时间约为5min，一列渣土车共5个斗，需要30min，同样另一列车返回时间约为11min；考虑列车编组调车时间9min，故列车一个往返的运行时间约为20min。

（2）管片拼装和注浆

当掘进完成后即开始进行管片拼装，管片拼装时间控制为40min。注浆作业不占用盾构推进作业循环时间。

（3）掘进（装渣）作业

盾构机设计最大掘进速度为8cm/min，掘进时间按平均4cm/min，则每环掘进时间为30min，考虑到出土中间要换车出土，所以掘进时间定为40min。

（4）管片吊运和浆液运输

当盾构机掘进出土时，可以进行管片的吊运工作，从竖井口吊运一环管片到平板车上用时约为20min。

浆液采用溜管放入浆液斗内，在管片吊放时间内可完成。

第一、二列机车从盾构井处到盾构掘进面装土后返回到盾构井处所需时间约为：15min+20min=35min；第三列机车在盾构井吊土+吊管片时间约为：30min+20min=50min能够满足每一环144min的机车运行需要。

从以上看出，两列机车能够满足双线最长运输需要。

综上，该运输系统能力为：

（1）以掘进一环用三列车设计，隧道内一条线走浆液车和管片车，一条线走两列土车。

（2）推进一环时间为40分钟，管片安装为40分钟，电瓶车速度为12km/h，往返行进时间为20分钟，第一、二列列车上装有5个土斗，第三列列车上装有浆液斗、管片车，吊土、吊管片的时间为50min。

（3）电瓶车从作业面到井口所用时间均按最大运距2500m考虑。

（4）每环的工作最大循环时间是150分钟。

16.4 井口及地面运输系统配置

(1) 移动式龙门吊

现场吊运用一台15t的龙门吊，一台10t的龙门吊，分别负责渣土的吊运、管片的吊运、型钢、钢轨、临时材料、其它材料的吊运等，其主跨度为16m，可同时吊起三块管片，吊钩提升速度为13m/min，龙门吊行车速度为30m/min。

(2) 管片运输车

组织5辆管片运输车，负责将管片从管片厂运到施工现场，每辆车可运输2环管片。每天的管片运入量将根据实际进度确定，一般范围为10～20环/天。

(3) 土方运输车

组织10辆8～12m3的专用密封土方车，负责将土方从现场的渣土场运到弃土场，在政策允许范围内，渣土及时外运。当出现特殊情况造成土方积压时，将采取临时增加运输力量或设置临时渣土堆放场地的办法紧急抢运，做到不影响隧道掘进。

(4) 渣土挖掘机

在现场配置1台装载机，负责渣土的归堆整理及装车外运。

16.5 地下运输系统配置

（1）牵引机车

采用兰州产25T直-交流蓄电池机车，承担列车牵引动力，机车性能完全能满足本工程最大33.5‰坡度的需要，时速达12km/h

（2）渣土运输车

洞内渣土运输车采用5m3平板运输车。车斗与车架可以分离。

（3）管片运输车

采用两台平板运输车，每节车可装载管片3片。

（4）浆液运输车

采用平板运输车上置容量3m3带有卧式搅动叶片的浆液车。

16.6 运输轨道设计

16.6.1 钢轨及轨枕

根据配套设备情况选用24kg/m钢轨，钢轨间距762mm，轨枕间距1200mm。轨枕采用“H200”型钢。

16.6.2 扣件设置

本工程轨道连接选用铁路常用扣件，用普通M24螺栓加防转垫圈代替螺栓旋道钉。扣件由M24螺栓、螺母、平垫圈、弹簧垫圈、扣板、铁座、绝缘缓冲垫板、衬垫等零件组成。

16.6.3 道岔设置

本工程共铺设道岔5副，其中“Y”型道岔2副（放置到盾构机后配套后）， “N”型道岔3副（始发隧道口1个，其它2个根据施工掘进里程再增设），以满足盾构掘进三列车的交叉施工。

16.6.4 轨道连接

（1）轨枕与管片连接

为了避免轨枕破坏管片，需在轨枕两端焊接端板才可放置在管片上，轨枕与管片采用面接触。

（2）钢轨与轨枕连接

钢轨与轨枕采用扣板式扣件连接。

（3）后配套车架由于重量较轻、行进速度较慢，其钢轨与轨枕采用一般连接。

16.7 地下运输线路布置

根据盾构机的掘进能力和电瓶车的运输能力，在隧道内主要铺设双线。在始发处洞口设置“N”型道岔，在盾尾后配套处设置“Y”型道岔，在盾构机内部采用单线铺设。

第十七节 通风

17.1 通风方式

隧道的通风主要采用压入通风为主，排风为辅。在盾构始发井设置大功率的通风机，将地面的新鲜空气送入隧道，利用软风管连接到盾构机的盾尾位置，保证盾构机上有足够的新鲜空气，在盾构机的台车尾部设置较小功率的排风机，将盾构机上的热空气排走。完成热空气交换和补充新鲜空气的功能。使掘进工人在较好的条件下工作。

盾构法隧道施工，盾构机上的各种动力元件及变压器、配电柜等为主要的热源。此外,潮湿、尘土也是洞内环境较差的主要影响因素。采用机械通风才能有效的降温、降湿、降尘和增氧，改善人、机的工作环境。

17.2 风量的估算

隧道内通风量计算依据，一是根据洞内最多工作人数确定供氧风量；二是根据洞内横断面上的最低风速要求计算风量。盾构法施工人员的供氧量完全可以满足；只有最低风速的要求，隧道断面上风速取0.3m/s ，工作面的风量按下式计算:

QW = 60·S·V

式中: QW – 工作面所需要的风量, m3/min

S –隧道断面面积, m2

V - 最低风速 0.12 m/s , 取V = 0.3m/s

则: QW = 60×3.14×2.7×0.3

= 412 m3/min

隧道通风需经过较长距离管道输送，风管接头处会产生漏风，漏风系数

K = Qf / QW

式中: K - 漏风系数 , 取K=1.5

Qf – 风机风量 , m3/min

则: 风机供风量应为:

Qf= 1.5×412 = 618 m3/min= 37080 m3/ h

17.3 通风系统的布置

拟采用直径为800mm单节长度为20m的PVC塑料软风管，并在风管外加Φ6的钢筋环箍，两节风管之间采用拉链加尼龙搭扣进行连接，以降低漏风量和接头连接的可靠性。由于隧道较长，漏风量将随着隧道的延长而增加，根据计算及以往施工的经验，选用2SZ-100A型风机。该风机的参数为：

风量为60000 m3/ h；

风压：4800Kpa；

噪声：88分贝。

风机布置在井内，垂直安装，用基座固定于井壁上，风机增设降噪设备。取风口及进洞口段采用刚性的玻璃钢风管，取风口要有防雨措施，当玻璃钢风管进入隧道后即采用帆布风管。风管在隧道内的固定，在管片纵向连接螺栓上加装一个3mm厚的钢片，钢片与风管的吊挂竿连接（直接挂接或焊接），每一环即1.2m间距，设置一个吊挂点。帆布风管的端头与伸缩风管连接，完成对盾构机及工作面的供风。隧道每延伸100m安装一次帆布风管（5节）。

17.4 通讯与监控

通讯主要依靠内部电话网络，场地办公室设置内部通话系统，各主要生产部门、各重要位置（如竖井口、出土口、浆液站、调度室、盾构机及其控制室、隧道口等）均设置电话，保证场地内的各主要位置通讯畅通无阻。场地与外界的联系利用电信局的有线电话网、移动通讯网和国际互联网，做到沟通无限。详见【图3.19——通讯与监控系统示意图】。

场地监控主要利用监控室和各位置设置的监控设备来实现。在场地内拟设置摄像头8支，分别安装在盾构机螺旋机的出土口、皮带机的出土口，隧道口、出土井口等位置，监视器10台，除每台盾构机控制室安装两台监视器外，其它监视器均安装在地面的监控室内，由土建工程师统一监控和调度。

图3.19——通讯与监控系统示意图

盾构机监控，在盾构机的控制室内，控制掘进的计算机和控制导向的计算机通过专用调制解调器向地面控制室内的监控计算机发送信号，有关数据通过专用数据线传入地面专用调制解调器并进入地面的监控计算机实现储存和显示，将信号传输到打印机可实现数据的纸化提取。

第四章 困难地质条件下盾构隧道施工技术总结

第一节 单一中粗砂或以中粗砂为主的地层施工

1.1 盾构穿越中粗砂及卵石层的施工

根据地质勘察报告，本区间盾构隧道距接收井50m处范围内为上部粉细砂、下部夹卵石圆砾。盾构掘进到此区段时，地表沉降量预计会有所增加，而且盾构掘进过程中会出现刀盘切削扭矩加大，排土困难等现象，是施工过程中的难点之一。

1.2 根据地质勘察报告中土层的物理力学性能参数和隧道埋深、地下水位情况，计算确定此段隧道拱顶土压力理论值为0.1MPa，在盾构掘进过程中以该值和盾构机土仓内土压力传感器读数为依据控制盾构掘进时的土仓压力在0.12MPa～0.15MPa之间，同时严格控制每环出土量在50m3以内，避免超挖。

1.3 调整壁后注浆配比，使浆液的凝结时间和强度适应砂层施工的要求；根据拱顶水土压力调整注浆工艺参数，将掘进过程中盾构机上部注浆压力控制在0.25MPa～0.3MPa之间，下部注浆压力控制在0.3MPa～0.35 MPa之间，同时严格控制每环控制注浆量在3.5m3～5.0m3之间，确保管片与地层之间的空隙被完全充填。结合地表沉降监测，必要时采取二次补浆措施。

1.4 提高泡沫的膨胀率，产生较大的泡沫，阻挡过多的地层中的水进入土仓。加大泡沫注入率，改善刀盘切削条件，减小刀盘切削扭矩和刀具磨损，必要时辅以膨润土浆液，增加土仓中土的粘粒含量，提高土的可排性，降低土的透水性。

1.5 加强地面沉降观测和信息反馈，及时调整优化盾构掘进工艺参数，把沉降控制在允许范围之内。

1.6 停机时保证建立土仓压力，同时采取注入膨润土浆液等必要措施，维持土仓内土压力。

第五章 盾构隧道近接穿越施工技术总结

第一节 近接穿越既有建（构）筑物

1.1穿越既有建（构）筑物工况

北京市轨道交通首都机场线03标段工程包括东直门～三元桥区间左线盾构隧道起于三元桥车站西侧站端，向西穿越三元桥后，进入东外斜街，下穿亮马河桥，到达察慈小区住宅楼西南侧的盾构接收井。左线隧道采用盾构法施工；区间联络通道及风道采用暗挖法施工，风井采用明挖法施工。盾构计划从三元桥车站西端始发，从察慈小区住宅楼西南侧的盾构接收井出洞。

设计线路距接收井665.136m区段范围内为民房区，此区段上方有大量民房（从K0+460—K1+151进入民房区段），房屋普遍建成时间为60~70年代，沿线也存在一些临时建房，在盾构接收井附近过二级风险源察慈小区住宅楼。在右线盾构先行通过后再进行穿越施工难度较大。

1.2 近接穿越工作程序

前期地质雷达探测——盾构正常掘进——管片拼装——同步注浆——二次注浆及深孔注浆——地表沉降监测

1.3既有建（构）筑物加固及地层预加固措施及效果

对既有建（构）筑物加固及地层预加固采用二次注浆及深孔注浆的方式。盾构同步注浆后，由于浆液的脱水，浆液体积收缩会加剧地表的后期沉降量，又由于盾构推力，衬砌和土层间会相互分离，二次注浆能有效地进一步充实背衬和提高止水能力。在盾构常规段以盾尾同步注浆即可满足沉降控制的要求，为保证沉降控制效果，在穿越民房段采用对已完成结构外侧二次补注浆进行加强补浆，控制地面的后期沉降。

二次补注浆安排在当前拼装管片后数第8环管片处开始，对每环管片的16号位起吊孔内装入单向逆止阀并凿穿管片外侧保护层进行注浆，注浆压力控制在0.3~0.4MPa，注浆浆液为1：1水泥-水玻璃双液浆。参照本工程在穿越三元桥的施工经验每环注浆量在3m3~7m3，地面沉降在6mm左右。

如果二次补注浆不能够较好的控制地表沉降，则采用深孔注浆的方法。方法为：在16号位管片位置打设5m长花管，注水泥水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.4MPa。

1.4 同步注浆、补注浆的浆液类型、配比和注浆工艺及参数

同步注浆浆液类型为水泥-水玻璃双液浆，浆液配比为水泥：水玻璃双液浆=1：1，在盾尾对管片进行同步注浆，注浆压力为0.35~0.40MPa。

补注浆包括二次注浆和深管注浆。二次补注浆安排在当前拼装管片后数第8环管片处开始，对每环管片的16号位起吊孔内装入单向逆止阀并凿穿管片外侧保护层进行注浆，注浆压力控制在0.3~0.4MPa，注浆浆液为1：1水泥-水玻璃双液浆。

如果二次补注浆不能够较好的控制地表沉降，则采用深孔注浆的方法。方法为：在16号位管片位置打设5m长花管，注水泥水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.4MPa。

第二节 近接穿越桥桩

2.1近接关系描述

本工程在桩号K2+650~ K2+700线路下穿三元桥。三元桥是机场高速、京顺路连接三环路的节点立交，各个方向的车流在这里交汇，交通繁忙。

盾构隧道和三元桥基础的关系详见下图。

图5.1 盾构隧道和三元桥基础位置关系剖面图

2.2 桥桩施工影响控制标准

左、右线施工前后，对桥桩不均匀累计沉降要不大于5mm

2.3 盾构实际推进参数及推荐的合理推进参数

施工过程中要全速前进，没有特殊情况不得停机，每环的同步注浆压力及方量必须满足要求，压力不满足要求不能进行下一步施工。

建立较高的土仓压力，同时控制进土与出土的方量关系。

2.4 同步注浆、补注浆的浆液类型、配比和注浆工艺及参数

1）、盾尾同步注浆

在施工过程中对注浆应加强管理，注浆操作是盾构施工中的一个关键工序。为防止土体挤入盾尾空隙，必需严格按照“确保注浆压力，兼顾注浆量”的双重保障原则，对注浆量一定要确保在理论计算值的130～200%，并且在实际平均注浆量的合理范围内波动。注浆操作必需有专人完成，在每环掘进完成后必需对注浆量进行记录，当发现注浆量变化较大时，应认真分析其原因，通过加大注浆压力等方法补注，当补注不能进行时必需及时进行二次（三次）补浆。此区域盾构施工采用四点注浆，来控制成型隧道的质量。注浆压力调为3.5bar-4bar，注浆时一定要确保注浆压力，直到地层注满为止。在每环管片拼装结束后，必须进行补浆，在盾尾压力达到设定压力后并维持相对稳定后，方可进行下一环的施工。且为缩短浆液凝结时间将浆液改为水泥砂浆，配比为将原配比中的粉煤灰更换为水泥。根据掌握的反馈信息及时调整浆液的配比，使浆液的配比更科学、更合理。为保证浆液的质量，要对制备浆液的原材料进行严格控制，要定期测定浆液的坍落度、粘性、离析率、凝结时间、抗压强度等。

2）、严格控制二次注浆，做好洞内加固

在盾构常规段以盾尾同步注浆即可满足沉降控制的要求，为保证沉降控制效果，在穿越三元桥段采用对已完成结构外侧二次补注浆进行加强补浆，控制地面的后期沉降。

二次补注浆安排在当前拼装管片后数第8环管片处开始，对每环管片的16号位预留注浆孔安装注浆塞进行注浆，注浆压力控制在0.3~0.4MPa，注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆。

3）、三次补注浆加固

盾构施工进入桥区后，管片拼装采用“16位—2位—16位—2位”的拼装方式。若二次补浆不能满足要求，采取三次注浆处理，注浆位置为靠近桥桩的管片2号位，注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆。通过管片预留注浆孔用洛阳铲将管片壁后的土体掏挖10m长的孔洞，打入10m长的花管后用水泥浆封堵预留孔周围间隙，再进行补注浆，补注浆的压力控制在0.5~0.6MPa。

第七章 盾构隧道联络通道施工

第一节 联络通道的布置形式

1.1联络通道结构形式

联络通道采用复合式衬砌，拱顶直墙式结构，联络通道初衬厚度为250mm，二衬厚度为300mm（仰拱厚350mm）。在初衬和二衬之间设置柔性外包防水层。

初期支护采用C20早强喷射混凝土，二衬衬砌采用C30钢筋混凝土，抗渗等级S10，细石混凝土保护层采用C15素混凝土。

第二节 联络通道处盾构隧道的管片类型

联络通道处盾构隧道的管片类型为两环混凝土管片，拼装方式采用通缝拼装，拼装位置为适合通道开洞口位置。

第三节 开口施工方法及工艺

破除（切割）联络通道口的混凝土管片前，在通道口处的隧道内架设临时刚性支撑，防止通道位置附近的管片由于管片拆除发生过大变形。加固范围为盾构区间联络通道开口处及相临左右各10环管片，在加固范围内每环管片均设20#H型钢加固环，每块混凝土管片通过安装在提升孔处的钢旋塞与加固钢环焊接连接，加固钢环间用20#H型钢拉结，环内设20#H型钢辐条，加固钢环与混凝土管片间用钢板背紧，每块管片背紧点不少于2处。加固环与拉杆及辐条的连接采用螺栓连接。洞门加固前须先将加固范围内的管片连接螺栓全部复紧。待支撑安装完毕后，利用切割机破除通道洞门处管片。管片正式切割前按照设计提供的方位、尺寸要求，在被切割墙体上准确放线定位。具体施作采用碟式切割方法进行切割，为不损伤无需切割墙体，在每道切割段始端和终端先钻孔，再切割，并确保废弃管片的吊运安全施工。

第四节 接合部防水施工方法及工艺

4.1盾构隧道与联络通道结构接合部防水

盾构隧道与联络通道结构衔接处后浇防水混凝土环梁采用补偿收缩合成纤维防水混凝土或钢纤维防水混凝土浇注，其混凝土强度等级应比联络通道混凝土高一级。它与现浇钢筋混凝土内衬墙、盾构管片的接缝处各设置两道预水膨胀嵌缝胶；并在两道嵌缝胶之间预埋注浆管，注浆管在拱部及两侧拱腰处经由注浆导管引出。

第五节 联络通道施工方法及工艺

5.1联络通道施工工艺流程

联络通道洞门管片支撑注浆加固土体凿除通道开口处混凝土管片洞门补浆超前支护土方分台阶开挖安装钢格栅、挂钢筋网片并喷射混凝土防水层铺设绑扎底板钢筋浇注底板混凝土绑扎拱墙钢筋安装二衬模板浇注拱墙混凝土拆摸并养护其它设施安装。

5.2施工方法

5.2.1洞门凿除施工

1、洞门土体加固

采用洞内双液注浆加固联络通道洞门上下各3m、长10m范围土体。注浆施工主要分两部分进行：首先通过盾构隧道开口段两环及左右各三环钢筋混凝土管片的吊装孔插管注浆加固，其次在开洞门的混凝土区域钻孔注浆，最后待洞门部位管片拆除后，对其他区域进行补充注浆施工。

图5-2 联络通道注浆加固平面示意图

图5-3 联络通道开口处注浆加固平、断面示意图

图5-4 联络通道洞门补充注浆示意图

2、洞门凿除施工

破除（切割）联络通道口的混凝土管片前，在通道口处的隧道内架设临时刚性支撑，防止通道位置附近的管片由于管片拆除发生过大变形。加固范围为盾构区间联络通道开口处及相临左右各10环管片，待支撑安装完毕后，利用切割机破除通道洞门处管片。管片正式切割前按照设计提供的方位、尺寸要求，在被切割墙体上准确放线定位。具体施作采用碟式切割方法进行切割，为不损伤无需切割墙体，在每道切割段始端和终端先钻孔，再切割，并确保废弃管片的吊运安全施工，参见图5-5。

图5-5联络通道管片切割示意图

3、马头门施工

为了保证施工安全，把管片分为上下分为两部分进行破除，先进行上半部分施工。打开管片后，如图5-6所示在拱部的开挖轮廓线上方进行超前小导管支护体系施工，超前小导管长度2.5m，环向间距300mm布置。小导管注1：1水泥水玻璃双液浆。待加固体强度形成后进行上台阶的开挖，直接安装第三榀钢格栅形成支护结构，待上台阶完成5米后进行下半部分的管片破除与下台阶的开挖。待洞体贯通后，在第三榀格栅处向管片上方打设长度2.5m，环向间距300mm布置的超前小导管，小导管注1：1水泥水玻璃双液浆，再破除喷射砼，按照图纸进行反挖完成第一、二榀格栅的施工。

图5-6 马头门超前小导管施工示意图

4. 2. 2超前支护施工

联络通道土方开挖前，采用超前小导管注浆加固土体。小导管采用DN32的钢管加工，每根长度为2.5m，在导管中段以梅花形均布小孔/前端加工成锥形。小导管沿拱顶环向布置，间距30cm，外插角为 5°~10°，沿隧道纵向每两榀格栅打设一道小导管，导管必须穿过前榀钢拱架中腹。小导管施工前喷射混凝土将工作面封闭，沿开挖轮廓线测放出小导管钻设位置。小导管使用小钻机钻孔施工，其孔深略大于导管长度。注浆前用压缩空气将管内积物吹净，孔口采取暂时封堵措施。注浆时，将钢管尾部及孔口周边空隙封堵，钢管尾部使用止浆塞，孔周边用快凝水泥进行封堵。采用水泥、水玻璃浆液浆进行注浆加固，浆液在现场配制，配制的浆液应与注浆速度相应，浆液必须在规定时间内用完，禁止任意延长停放时间。注浆时应注意检查各连接管件的连接状态，对注浆速度应严格控制，注浆压力经试验确定，一般为0.3～0.5MPa。注浆后2小时方可进行土方开挖。

CT4联络通道上方为交通量非常大的机场高速路，为保证路面安全减少地表沉降，在本段联络通道进行施工时采用双层小导管，第二层小导管打设角度为30°~ 45°。

4. 2.3土方开挖

1、联络通道土方开挖

土方开挖采用留核心土上下台阶法施工，施工时，先开挖拱部土方，开挖完成后立即进行拱部支护（安装钢格栅、喷射混凝土），并施作锁脚锚管，然后开挖核心土体，并进行下导洞的初期支护，初期支护封闭，上下台阶间距保持3.0m。开挖采用探挖的方法，即采用5m洛阳铲向前探挖，以了解前方土及地下水情况，待旁站人员确认安全不需要处理后进行开挖作业。开挖3m后，再进行地层的探挖。

开挖时以激光点控制开挖尺寸，严禁欠挖，并随时注意土体变化，做到“快开挖、快封闭”。

拱部开挖后尽早封闭，尽量减少顶部土方悬空时间，施工过程中密切注意掌子面土层情况，在地层变化处需对掌子面地层性状做描述，并作好记录。联络通道断面纵向施工步骤图参见图5-7。

图5-7联络通道断面纵向施工步骤图

4. 2. 5防水施工

联络通道的防水采用1.5mm厚EVA塑料防水板进行防水全包处理，在防水层内表面设置注浆系统，塑料防水板缓冲层材料采用400g/m2的无纺布。防水敷设前先对基面进行修整处理，然后铺设无纺布和EVA防水板，防水敷设后，在防水层表面铺设无纺布作为保护层，防水层采用无钉铺设双焊缝施工工艺。结构二衬施工前，在拱顶部位预埋注浆管，结构施工完毕后对拱顶部位进行二次注浆处理，将拱顶部位二衬与防水板之间的空隙填充密实。

4. 6二衬施工

隧道二次衬砌为钢筋混凝土结构，混凝土标号为C30，防水等级S10。

通道二衬混凝土浇注分三步进行，先浇注底板混凝土，再支立模板支撑体系浇注边墙混凝土，最后浇注拱部混凝土。纵向以8m为一段进行施工。

1、工艺流程

A、绑扎底板钢筋浇注底板混凝土绑扎边墙与拱部钢筋架设模板支撑体系封堵头模板浇注边墙与拱部混凝土拆模并养护。

图5-8 隧道二次衬砌施工工艺流程

B、绑扎底拱钢筋浇注底板混凝土绑扎边墙钢筋架设模板支撑体系封堵头模板浇注边墙混凝土分段拆除下部临时横撑绑扎边墙钢筋浇注边墙。

2、施工方法

（1）底板混凝土施工

1）底板混凝土浇注前在两侧边墙上设置底板标高控制线，并在底板中部钢筋上焊接直立短钢筋，其上设置底板标高控制点。

2）与区间管片相接处设置变形缝，在底板混凝土浇注前将止水带固定好。

3）混凝土浇注使用混凝土地泵泵送，插入式振捣棒振捣密实。混凝土振捣时要防止破坏防水层。

4）混凝土表面使用刮杠挂平，再用木抹子赶浆，最后用铁抹子压光。

5）在底板混凝土初凝前插入一些短钢筋，用以固定边墙与拱部模板支撑体系。

（2）边墙与拱部施工

1）模板及支撑体系

A．边墙与拱部模板采用钢模板拼装，采用组合式钢管拱架、600×600碗扣式脚手架及φ48钢管配合可调支撑作为纵横向和斜向支撑，形成二衬模板支撑体系。

B．先安装钢管拱架，拱架间使用φ48钢管连接，拱架加工时在拱脚与边墙节点处采用铰接方式。再架设碗扣式支架，在边墙处横向设置φ48钢管与可调支撑，在拱部碗扣支架立杆顶部设置可调支撑，并设置φ48钢管和可调支撑作为斜撑，可调支撑与钢管拱架间横向设置5×10cm方木。

C．钢管拱架与支架架设完成后，进行模板拼装。模板采用定型钢模板，模板与钢管拱架间使用卡具与弯钩螺栓连接固定。每个施工段拱顶部设置一个混凝土泵送口，每两个泵送口间设置一根φ32钢管，钢管上端贴近防水层，作为混凝土浇注时的排气口和二衬背后注浆口；边墙每侧每隔2m设置一个混凝土泵送口。最后安装端头模板。

D．模板拼装完成后，调节边墙与拱部的可调支撑，使模板内边线与通道二衬轮廓线一致，同时拱顶模板要预留20mm的沉落量。

E．模板与支撑体系组装完成后要检查验收，包括支架的稳定性、模板的密封性、通道中心线及轮廓线。

图5-9 横通道二衬支模示意图

（3）混凝土浇注

联络通道采用C30模筑混凝土浇注。混凝土采用预拌混凝土，二次倒运到达工作面，人工入模浇捣混凝土。混凝土浇注时边墙部分从两侧浇注口灌入，要对称浇注，每次浇注的高度为50~60cm；拱顶部混凝土由顶部浇注口灌入。混凝土浇注过程中要随时检查支撑体系的稳定及模板的变形情况，发现问题及时处理。

（4）拆摸及养护

二衬摸板拆摸时混凝土强度不得小于设计强度的80%，因此拆摸时间由同条件养护试块的强度确定。拆摸后要喷水养护时间不少于7d。

（5）二衬背后注浆

二衬拆模后，混凝土强度达到设计要求后，进行背后注浆来充填二衬与防水层间的孔隙，增强混凝土的密实度，提高防水质量。利用预埋的注浆管注入水泥浆，水灰比为0.6~1.25，同时为减少水泥浆泌水，在水泥浆中掺入减水剂。注浆压力不要过高，只要克服注浆管阻力和二衬与防水层间空气阻力即可，注浆压力控制在0.3Mpa，压力超过0.5MPa时停止注浆。

第八章 盾构隧道工程经济分析

第一节 成本影响因素及分析

1、地质条件：地质条件直接影响施工掘进速度、刀具的磨损及更换频率、密封舱添加材料、壁后注浆量； 2、地表建筑物：建筑物的重要程度、基础及结构的完好程度、地下管线自身的完好度等因素。

第二节 地面配套设备费用

1、龙门吊进、出场及基础：20万元/台;

2、浆液站进、出场及基础：16万元/座;

3、积土坑制作：15万元；

4、盾构井临时设施：30万元。

第三节 盾构始发井、接收井单位造价

始发井及接收井单位造价均为200万元。

第四节 标准区间隧道单位造价

盾构隧道单位工程实际造价

1、支座及反力架约25万元

2、出洞地层加固约30万元

3、接收段地层加固约30万元

4、掘进（元/环）约1.2万元

5、管片（元/环）（含施工费用）约1.2万元

6、止水条（含施工费用）约700元/环

7、盾构密封油脂（含施工费用）约500元/环

8、背后注浆（含施工费用）约1100元/米

9、密封舱添加材料约1300元/米

第五节 各种近接穿越施工的措施费用

1、穿越道路：40万元/条；

隧道施工技术总结例2

中图分类号：U455.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（b）-0068-02

1 工程概况

团寨隧道位于贵州省都匀市西郊，全长2013.93 m，最大埋深约300 m。设计为客专双线隧道，设计时速250 km/h。隧道开挖断面约140 m2，净宽约12.8 m，净高约8.7 m。全隧穿越的围岩以较完整的灰岩、白云岩为主，其中有III级围岩1039 m。下面就灰岩白云岩地质隧道的光面爆破施工技术做如下总结。

2 超欠挖影响

严重的超欠挖会浪费资源、增加成本、加大施工难度，主要表现在以下几点。

（1）增加弃渣量，浪费机械和增加耗时。

（2）超挖部分回填，增加混凝土用量和加大工程量。

（3）欠挖直接影响衬砌结构厚度，处理费工、费时、耗材。

（4）超欠挖形成的褶皱面，既影响外观质量，又不利混凝土喷射、防水板铺挂，致使工序难以正常衔接，不利于施工组织。

（5）局部严重的超欠挖会产生应力集中，影响围岩的稳定能力，岩体易崩落、掉块，给施工造成安全隐患。

要尽量减小由于超欠挖带来的不利影响，必须针对不同的围岩地质，选取适宜的爆破参数。

3 光面爆破参数选择

团寨隧道设计要求III级围岩采用上下台阶法施工，III级围岩段隧道主要以较完整的灰岩白云岩地质为主。在实际施工中，上台阶高度为7.63 m。

光面爆破的主要参数有：不耦合系数（k）、最小抵抗线（W）、周边眼间距（E）、周边眼密集系数（μ）、和装药集中度（γ）。

3.1 不耦合系数（k）

3.2 最小抵抗线（W）

最小抵抗线即光面层厚度，光爆效果的好坏，除受周边眼间距的周边装药结构参数的影响外，更主要受到最小抵抗线的影响，光面层厚度不仅影响周边眼裂纹的形成，而且还影响着光面层的破碎和开挖后隧道围岩的稳定，因此确定合理的光面层厚度对提高光面爆破效果有积极的作用。

3.3 周边眼间距（E）

周边眼原则上应布置于设计轮廓线上，施工中因受凿岩机机型的限制，同时为方便施工，需向外偏斜3°～5°，使眼底落在轮廓线外10 cm处。

确定周边眼间距E值，根据试验，光爆周边孔间距一般为E=（8～18）d（d为炮眼直径）。团寨隧道炮眼直径d=42 mm，根据软岩和层理节理发育的岩层眼间距应小而最小抵抗线应大、坚硬稳定的岩层眼间距应大而最小抵抗线应小的原则，验算确定E的取值范围为10～13 d，再经现场爆破试验最终确定周边眼间距E取值为50 cm时，能有效控制爆破轮廓，减少超欠挖。

3.4 周边眼密集系数（μ）

周边眼密集系数是指孔距E与最小抵抗线W之比值，即μ=E/W。μ值的大小，对光面爆破效果影响最大，下面从三种不同情况进行说明。

（1）当μ=E/W≈2时，孔间距值E偏大，而W值偏小，爆破后形成两个单独的爆破漏斗。

（2）当μ=E/W≈1时，如果两炮眼同时起爆，压缩波到达自由面前，即可完成孔间裂隙的贯通，形成光面。如不同时起爆，另一炮眼起临空面作用，也可达到光面爆破效果。

（3）当μ=E/W≈0.5时，不管是否同时起爆，压缩波到达自由面时，首先到达相邻炮孔，不仅产生裂缝，并使该孔岩石深度破坏，对岩体扰动大，也极易造成超挖，达不到光面爆破的效果。

实践表明，当μ=0.7～1.0时，爆破后的光面效果较好，硬岩中取大值，软岩中取小值。在团寨隧道施工的III级围岩开挖时，μ取1.0时光爆效果最好。

3.5 装药集中度（γ）

装药集中度是指单位长度炮眼中装药量的多少（g/m）。为了控制裂隙的发育，保持新壁面的完整稳固，在保证沿炮眼连心线破裂的前提下，尽可能少装药。软岩中一般可用70～120 g/m，中硬岩中为120～300 g/m，硬岩中为300～350 g/m。

4 炮眼数量及装药量参数设计

4.1 炮眼数量

4.2 每循环装药量

5 掏槽眼形式

由于开挖面积较大，施工中采用楔形掏槽。炮眼与开挖面间的夹角α、上下两对炮眼的间距a、同一平面上一对掏槽眼眼底间距b，是影响掏槽效果的重要因素，施工中夹角α取75°，a值取50 cm，b值取65 cm。

结合上述方法，亦可计算出下台阶爆破参数。总结III级围岩每一循环爆破参数见（表1）。

6 起爆网络设计

爆破振动与同段起爆的炸药量密切相关，采用非电毫秒雷管微差起爆技术，不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效地控制每段雷管间的起爆时间，使爆破振动波不叠加。这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果，又能消除爆破振动的有害效应。隧道采用孔内同段、孔外微差的起爆网络，在掏槽眼、辅助眼、底板眼及周边眼中，起爆药量较大段别雷管间隔时差不小于20 ms，起爆雷管采用国产系列非电毫秒雷管，这样可以使爆破振动速度降低30%。使用非电毫秒延时雷管段别1、3、5、7、9、11、13、15，起爆顺序为：掏槽眼—辅助眼—周边眼—底板眼。

7 起爆效果

8 主要施工机械设备及人员配置

（1）YT-28气腿式凿岩机15台，人员16人。

（2）电动空压机20 m3的4台。

（3）开挖台架一个。

（4）火工品：乳化炸药、毫秒雷管。

（5）ZL50装载机2台。

（6）15T自卸汽车4辆。

（7）卡特220型挖掘机。

9 施工注意事项

（1）测量人员严格按钻爆设计图进行测量放样，准确定出炮眼（尤其是周边眼）的位置。

（2）辅助眼及周边眼孔底要尽可能保持在同一平面上，以获得爆破后较平整的掌子面，方便下一循环施工。

隧道施工技术总结例3

 

一、塌方概况

石院子隧道为宜（湖北宜昌）万（重庆万州）铁路长阳县境内的工程，设计为双线隧道，进口里程DK84+920,出口里程DK85+516，全长596m，隧道纵坡为14.8‰单面下坡。该隧道地处中山缓坡、单斜山坡，横向自然山坡15～30°。山坡南北向冲沟发育，局部切割致基岩，沟内块石堆积。单斜山坡坡脚为318国道，隧道距坡脚高差约150m。石院子隧道南侧依山，北侧下临正在施工的沪蓉高速公路，铁路与公路中线相距约62～103m，路肩高差16.22～14.18m，线路行穿行于长阳背斜北西翼山前单斜缓坡地段，岩层产状355∠52°，岩层走向与洞轴基本平行，倾向右侧，岩体顺层。山坡表层为Q4dl+pl粉质黏土，褐黄色，硬塑，厚8～26m。下伏S11页岩：上部为强风化，灰黑色，节理、裂隙发育，多呈碎块状，厚2.4～9.0m；下部为弱风化，节理、裂隙发育。山坡土壤孔隙水及基岩裂隙水较发育。

该隧道施工至2007年7月20日上午10:00左右，DK84+970～DK85+000段初期支护变形开裂，拱顶局部开始掉块， 11：00左右，DK84+965～DK85+008段（已开挖，未衬砌）发生整体坍塌，塌方体埋塞洞身至DK85+017附近。坍塌前，隧道施工里程为：上断面掌子面里程为DK84+965，下断面里程DK84+990，仰拱施工里程 DK84+998，二衬里程DK85+008。因隧道坍塌前有明显征兆，现场施工负责人及时将作业人员撤离现场，无人员伤亡。

坍方后，地表产生1～3m深的陷坑，线路左侧50m范围地表出现大量宽张裂缝，走向基本平行线路，裂缝宽0.5～2m，深1～4m，延伸最长的约有40m；二次衬砌DK85+021～075段出现2～8mm的裂缝和6cm的错台。

二、塌方后的处理方案

隧道坍塌以后，立即向上级领导报告坍塌情况,坍塌事故引起上级领导的高度重视， 立即组织设计、监理和施工单位开现场办公会,制定坍塌后的处理方案，结合现场实际情况，我单位对坍塌段地表及隧道内采取了以下措施：

1、在坍塌段地表引起的裂缝外5.0m挖了临时截水沟，并用粘土夯填坡面上的裂缝，防止下雨后雨水从裂缝中流下去,引起更大的坍塌。

2、用粘土回填地表的塌陷坑，回填至与坡面平顺后采用彩条布覆盖塌陷坑，防止雨水冲涮塌方体。。

3、在坍塌段地表塌方影响范围外设置安全警戒线和警示牌。。

4、在隧道内塌方堆积体前缘采用2.0m宽的砂袋堆码封堵，施作了1.0m厚的C20混凝土封堵墙，同时对洞内塌方堆积体其余外露部分采用喷混凝土封闭。

5、对隧道内受坍塌影响较大的DK85+017～+071段二次衬砌进行处理，主要是用工字钢和方木搭设扇形支撑架。

6、对隧道内仰拱和二次衬砌混凝土表面上的裂缝贴砂浆饼观测，并对受坍塌影响较大的段落进行监控量测；在地表布设了监控量测网，对山体的稳定情况进行监测。

三、塌方处理施工方案

石院子隧道坍塌后，建设指挥部多次组织设计、监理和施工单位进行现场踏勘，设计单位进行了大量的补勘工作，建设指挥部和设计单位又分别组织专家现场踏勘和多次论证，基本确定了该段滑坡综合整治措施。

(一)处理方案

1锚固桩加固：为治理滑坡，确保隧道结构及以后运营安全，在DK84+920～DK85+110段线路左侧隧道边墙外设C30钢筋混凝土锚固桩，桩间距5m，桩截面2.25m×2.5m，桩长22m～24m，共设38根。

2考虑到隧道进口段埋深较浅，且线路两侧均已设计锚固桩加固，为节省投资，DK84+920～+942段由隧道改为路基通过。

3 地表注浆加固：为保证坍体施工安全，对DK84+940～DK85+020段地表采用袖阀管注浆加固，以改善坍体及围岩物理力学性能。

4 洞内径向注浆： DK85＋020～＋098衬砌拆换段洞内采用全断面5m径向注浆加固。

5 隧道结构：DK84+942～DK85+008未施工地段设Ф108超前大管棚预支护，每环35m，共2环，初期支护采用0.5m/榀全环I20钢架加强支护, 网喷C25混凝土，二次衬砌采用C35钢筋混凝土，衬砌厚度为60cm，仰拱填充采用C30混凝土。

(二) 施工工序、方法及施工注意事项

1施工工序

根据处理方案及相互之间的工程关系，具体施工工序如图1所示。

2 施工方法

该段隧道施工采用短台阶法，并预留核心土。施工中应及时施作支护结构，并应尽快封闭成环。

施工中应根据监控量测情况及时调整支护措施，必要时增设临时仰拱，以确保施工安全。。

3 施工注意事项

超前长管棚施工时，钻孔应精确定位，严防管棚侵限。

施工应严格遵循“严注浆、管超前、短开挖、强支护、快封闭、勤量测、速反馈”的施工原则进行施工，确保施工安全。

(三)主要工程项目施工工艺和方法

1 地表锚固桩施工工艺

场地平整→测量放样→锁口护壁施工→桩身开挖（分节开挖）→施作护壁（开挖一节施作一节）→桩孔检测→基底清理→安装钢筋→浇筑桩身混凝土→桩基检测

2 地表袖阀管注浆施工工艺

为保证坍塌体施工安全及降低二次衬砌拆换风险，在暗洞开挖前，首先对DK84+940～DK85+020段采用袖阀管进行地表注浆加固，以改善坍体及围岩物理力学性能。DK84＋940～＋950注浆加固范围为隧道左边墙外5m至右边墙外5m，DK84＋950～DK85＋008段注浆加固范围为隧道左边墙外10m至右边墙外10m，加固深度至隧底以下2m；DK85＋008～＋020段注浆加固范围为隧道左侧边墙外10m至右边墙外5m，隧道范围内加固深度至隧道拱顶以上5m。

注浆采用袖阀管分段后退式注浆，袖阀管采用φ50塑料管，袖阀管全长设置，袖阀管与钻孔间空隙采用套壳料封堵。注浆孔间距

图2 地表袖阀管注浆注浆孔平面布置示意图

隧道施工技术总结例4

关键词： 瓦斯隧道；采空区；超前加固

Key words： gas tunnel；goaf；advanced reinforcement

中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）18-0149-02

0 引言

近年来瓦斯隧道越来越多，特别是在煤炭资源丰富的西南地区。中铁十七局集团第三工程有限公司承建的贵州织毕铁路杨家坡隧道DK328+400～+985段地表可见煤层的较多露头，地表开挖的小煤洞频繁多见，为当地老乡私挖滥采所致，近年由于国家禁止小煤窑的开采，洞口已封闭或坍塌，加之开采年代久远，采空区具体走向和埋深已难于弄清。采空区施工加大了瓦斯隧道施工难度，国内外在瓦斯隧道采空区施工中发生过典型的安全事故。如何保障采空区施工安全、保障隧道工期、降低施工成本，须对采空区施工技术进行改进和优化。

1 工程概况

杨家坡高瓦斯隧道是织毕铁路全线关键性、重难点控制性工程。杨家坡隧道全长1737m，隧道出口设506m的单车道平导。隧道穿越煤层段落总长1135m，含煤层21～36层，煤层厚18.04～30.29m，平均24.27m，含煤系数12.71%。DK328+400～+985段长度585m，埋深5～40m，地表可见煤层的较多露头，地表开挖的小煤洞频繁多见，洞口多已封闭或坍塌，加之开采年代久远，采空区具体走向和埋深已难于弄清，一些采空区用黏土和砂页岩块石回填，其中一些钻孔揭示有水和瓦斯，采空^位置不定，拱顶、拱腰、隧底均有采空区发育，采空区施工难度大。

隧道施工中，由于采空区变换频繁、位置复杂多变，特别是掌子面正斜前方拱顶1m以上坍塌或已回填的采空区，探测难度大，施工中易导致采空区坍塌形成掌子面塌方。

为保障采空区施工安全和地表结构安全，结合杨家隧道复杂地质情况，通过研究总结，采用了拱顶采空区超前预处理施工技术。

2 采空区超前加固施工技术

采空区超前加固施工方案如图3所示。

2.1 采空区探测

采用探“地质调查法+物探法+超前钻探法+钎”并联式综合手段对围岩情况、采空区情况的探测，达到相互验证，准确预报，从而研究总结出一套适合本隧道的地质预测预报系统，提高预报的准确度，对异常地质情况认真分析，为决策提供依据。

2.2 施工步骤

①当物探发现前方有异常区，对掌子面进行洞渣反压回填，去报掌子面的稳定和安全，同时形成处理作业平台。

②喷射砼或砂袋码砌+玻璃纤维锚杆（直径18mm，单根长3m，1.2*1.2m梅花形布置）对掌子面进行临时封闭。

③从掌子面后方3～5m处上行45°方向施作钻探验证孔同时兼做灌砼回填孔。孔底高度按距离隧道拱顶3～5m控制，一般纵向长度小于5m的高度为3m，纵向长度大于5m的高度为5m。布置3个孔，两孔作为泵送和出气孔，另外1个作为回填检验孔。

④安装输送管，泵送细石混凝土回填。根据回填高度要求，回填至回填检查孔流浆后停止灌注回填。

若是松散堆积体进行高压固结注浆加固，加固完成后；一般回填砼厚度为拱顶以上3m，注浆固结深度为5m。

⑤混凝土初凝后，利用反压体作为工作平台进行管棚支护施工，管棚施作完成后必须进行管尾临时支护施工，管棚长度应穿越采空区3m；管棚施工完成后进行超前小导管支护，按台阶进行开挖。

3 施工效果

加固处理施工结束后，对围岩变形情况进行监测，监测结果如图6所示。

通过监测结果分析总结可见，通过采空区超前加固施工后，围岩变形稳定可控，施工技术安全高效。

4 结论

本文根据瓦斯隧道采空区施工特点，解决了采空区客观难题，优化采空区施工技术，采用超前加固技术，在不揭露采空区的前提下进行加固处理施工，加固完成后安全通过采空区，不接避免采空区回填物、不稳定采空区坍塌，而且有效对瓦斯采空富水和富气进行提前释放，有效保障施工和工程结构安全，通过实践运用情况总结分析，该技术能有效保障采空区施工安全，对其他类似地质隧道有一定指导作用。

该论述主要阐述了杨家坡斯隧道采空区超前加固施工技术，但由于经验不足，还存在很多不足的地方，请批评指导。

参考文献：

[1]康振胜.论采空区施工工艺[J].科学之友，2011，07：47-48.

[2]叶飞，霍三胜，常文伟.公路隧道穿越软弱破碎煤系地层及采空区施工安全控制技术[J].公路，2011，06：199-205.

隧道施工技术总结例5

1引言

随着改革开放与经济全球化的深入发展，我国社会主义经济也得到了快速发展，与此同时，给国家各个领域带来了发展机遇和契机，特别是交通工程的发展，其中，隧道施工占据主要地位，对整个交通运输行业的发展起着至关重要的作用。为此，应加强对隧道施工建设的重视，严格按照相关规定进行科学合理的施工，发挥隧道工程的作用。

2隧道施工技术存在的问题

2.1技术装备落后，影响施工效率

虽然我国隧道施工技术经过了几十年的发展和总结，取得了很大的进步与提高，但就目前的施工水平而言，我国隧道施工还属于劳动密集型行业，机械化的引进与使用率不高，大多依赖于传统的开挖和支护方式，因为技术装备没有得到及时的更新，导致施工进度受到严重的影响，不仅施工效率得不到有效提升，甚至会带来质量和安全方面的问题。

2.2工人技术水平有限，施工工作开展难度大

尽管我国的隧道建设水平在经济科技发展的同时有所提高，但是仍存在很多问题，例如，在施工人员方面，他们大多是外来务工人员和农民工，具备的技术水平有限，文化水平不高，对隧道施工的认识也相对浅显；就隧道施工本身来说，存在施工难度大，施工环境恶劣，甚至可能会对施工人员造成人身安全威胁等问题。无论是工人还是隧道本身都给隧道施工增加了难度，影响了隧道施工的顺利进行。

2.3混凝土施工的渗漏水通道

在隧道混凝土施工过程中，隧道渗水现象往往会受建筑材料的渗水性、隧道缝隙填补情况以及杂物含量等方面的影响。首先，如果建筑材料含水量过高，会导致其渗水能力加强，不能有效拦截渗漏的水分，如混凝土配比失调导致水灰比过大而形成的毛细型渗水。最后，混凝土材料中的杂质含量也会影响隧道的渗漏水问题，如果混凝土中有大量的杂质，会导致隧道出现大量缝隙，为通道的渗漏水提供可能[1]。

2.4隧道衬砌结构破损问题

隧道衬砌结构破损容易导致隧道内部出现渗水现象，而隧道衬砌结构破损主要是由于设计因素、施工因素以及地质环境等造成的，影响了隧道施工的顺利开展。为此，相关施工单位在施工时，要格外注意隧道衬砌结构的破损问题，合理分析隧道结构的各类因素，充分考虑厚度、强度、模板变形以及浇筑时机等因素对隧道内部结构的影响，设计科学合理的整治方案，做好预防工作，有效解决隧道衬砌结构破损问题。

3隧道施工技术管理要点

3.1隧道洞口施工技术管理要点

隧道施工必须从山坡岩石稳固度、天气情况、施工破坏程度等方面入手，切实做好隧道洞口施工管理工作。首先，施工前要先检测山坡上岩石的稳定性，做好防护工作，为了防止地表水过度下渗或冲刷表面，可以在护面种植绿化植物，确保洞口的稳定性。然后根据山坡岩石的稳定程度进行洞口施工方案设计，要做到科学合理，同时还要修建排水系统，降低雨季到来时事故的发生率。其次，要选择合适的天气进行施工，避免寒冷或雨雪天气，尽可能地降低隧道洞口施工的安全隐患。最后，还要充分考虑施工对环境的破坏程度，始终坚持保护环境的理念，降低开挖过程对山体的破坏，避免水土流失的产生。

3.2隧道明洞施工技术管理要点

对于隧道工程项目，隧道明洞施工是整个施工过程的关键步骤。因此，必须结合实际情况设计严谨的施工方案，并且严格按照设计方案进行明洞施工，加固隧道底层，依据仰坡靠绿地种植维持稳定的原理，对有支护措施的部位采用分层开挖的施工方式修建明洞，这也充分表明了隧道明洞施工技术的重要性，并且其必须达到相关规定的要求。

3.3做好隧道的施工支护

隧道施工安全与否同施工支护工作密不可分，为了确保隧道的施工安全，施工单位必须注重施工支护工作的开展。按照所在位置以及作用可以把施工支护分为超前、初期以及二次支护3类。就作用而言，超前支护是为了避免塌方事故的发生，可以有效应对地质中存在断层、褶皱和较宽软弱带的问题；初期支护是为了对大型断层带进行边墙稳定性处理；二次支护可以起到预防渗漏、加强支护能力的作用，提高围岩的稳定性。根据所在位置，超前支护一般在隧洞开始成型时发挥作用；初期支护位于隧道内部；二次支护则是对初期支护的补充，着重关注隧道衬砌结构的安全。施工支护的初期支护常采用工字钢架、钢纤维混凝土喷射以及锚杆等工具，为了达到良好的支护效果，每个工具都有最佳长度或厚度等，工字钢架一般有0.5~0.8m的间距，并且预留好8~18cm的变形量；钢纤维混凝土保持35kg/m3钢纤维量，并且留有18~22cm的喷射厚度；锚杆长度以3.5~6m为宜，可以起到良好的锚固作用[2]。为了确保隧道施工安全，需要施工方做好施工过程中的防排水处理。施工单位首先要建立2道防水带，做好防水混凝土的施工，为了防止水分渗漏，可以设置相应的引水管，这样可以获得良好的防护效果。当然，还要在初期支护、二次衬砌之间使用防水袋处理施工缝，安置EVA复合土工防水板，这样可以有效起到防排水的作用。

3.4自动化监测系统的应用

在隧道施工过程中，因为存在很多不确定因素和自然环境的影响作用，做好施工监测管理工作非常重要，利用现代化先进的计算机信息管理系统和自动化监测技术可以有效避免施工过程中安全事故的发生，具体监测措施主要从以下几个方面予以体现。

3.4.1反射棱镜

一般而言，在地铁隧道中，采用膨胀螺丝在轨道道床、拱顶等处安装棱镜，且将反射面对准工作基站，便于徕卡TS30全站仪自动识别目标当作监测标志。

3.4.2计算机设备

徕卡TS30全站仪和计算机设备以EDGE/CDMA/GPRS信息链相连，借助专业监测系统进行自动化监测，同时还包含电源组、电缆等设备，自动监测和存储有关监测数据和信息，同时分析处理监测数据形成监测报告。3.4.3Smart监测软件通常情况下，Smart监测软件和徕卡TS30全站仪相配套进行地铁隧道施工的自动化监测，同时将数据储存在SQL数据库之中，可按初始设置时间和周期进行对应监测。除此之外，可结合具体要求增加各循环，若是某台设备进行监测，则各循环时间不可重叠，尽量确保循环起始时间在另一循环停止时间后。

4结语

总体来说，隧道工程建设对施工技术要求较高，为了在节约生产成本的同时确保整个隧道的质量安全，需要施工技术人员充分利用施工经验，做到具体问题具体分析，以施工设计方案为前提和标准进行科学的施工。

隧道施工技术总结例6

Abstract: chongqing jiangbei town tunnel length of 670 m, line road on the right direction for business office land, land price is high, the left side is public green space. Comprehensive account of various factors, in optional three plan: multiple-arch tunnel scheme, small interval tunnel scheme and ordinary separate tunnel scheme than the election in the final determination by small interval tunnel scheme.

Keywords: tunnel scheme is selected

中图分类号：U455 文献标识码：A文章编号：

前言

江北城隧道道路线型受规划用地、拟建构筑物严格控制，因此道路采用隧道方式穿越时，道路平面线型及纵断面设计须密切考虑与地铁、商务用地、地下车库等构筑物间的空间关系。结合江北城隧道周边用地规划，地下空间的利用，江北城隧道方案设计总体上应满足以下要求：

(1) 尽量利用已有道路下的地下空间，减少对周边用地地下空间的影响。

(2) 采用成熟可靠技术，确保安全，节约工程造价。

2. 方案比选

根据招标提供的相关资料和文件，深入现场调查研究，收集工程相交资料，掌握江北城隧道的工程特殊性。根据沿线地貌、规划地面构筑物和地质情况，拟定以下三个不同轴线间距的隧道方案：(1) 方案一：连拱隧道；(2) 方案二：小净距隧道；(3) 方案三：普通分离式隧道。

图1―方案平面如图

2.1 小净距隧道方案

在地形条件受制约、地质条件良好时，小净距隧道是一种较好的隧道结构形式[1]。

小净距隧道方案横断面如图2所示，两洞轴线以规划路线为对称中心，间距为17.5m，中墙净岩距为5.0m。建筑限界净宽9.5m，净高：5.0m。隧道净空断面为曲墙三心圆。隧道单洞最大开挖宽度11.8m，开挖高度(含仰拱)9.38m，总开挖面积为91.01m2。

图2―小净距隧道横断面图

2.2 连拱隧道方案

连拱隧道方案横断面如图3所示，隧道平面基本上与规划路线一致，局部微调。隧道中隔墙厚2.0m，建筑限界净宽20.5m；建筑限界净高：5.0m。隧道净空断面单侧为三心圆，两侧边墙为曲墙式，中隔墙为直墙。隧道最大开挖宽度达23.2m，开挖高度(含仰拱)9.7m，总开挖面积为193.33m2，为超大断面隧道。

图3―连拱隧道横断面图

2. 3普通分离式隧道

普通分离式隧道方案横断面如图4所示，隧道内轮廓线与小净距隧道相同。由于平面较前两个方案位置有较大的调整，在南洞门侧可以避开偏压地带，采用明洞结构。

图4―普通分离式隧道横断面图

2.4 方案比选

上述三方案，从工程造价的角度比较，根据国内外统计，相似工程隧道主洞延米工程造价的比值平均约为：普通分离式隧道∶小净距隧道∶连拱隧道=100∶130∶170。在中夹岩厚度为5m左右的小净距隧道在工程造价、工程进度方面相对于连拱隧道而言，具有相当的可比优势；从施工占用地的角度讲，普通分离式隧道占用规划用地较多，对周边用地及建筑物影响较大，小净距隧道比普通分离式隧道占地少，而连拱隧道占地最少；从施工技术的角度讲，连拱隧道结构形式和施工技术存在一定地的缺陷，对地质条件要求苛刻、Ⅲ级以下围岩很难修建[2]，而普通分离式隧道和小净距隧道技术成熟，安全性高，施工风险小，施工方法简单，工期快。

江北城隧道地处城市商业区，因此对施工占地有严格控制，设计须密切考虑与地铁、商务用地、地下车库等构筑物间的空间关系并且对周边建筑物或构筑物影响不能太大，所以不适宜建造普通分离式隧道；又因为该工程对安全性要求高，考虑到连拱隧道由于结构形式和施工技术存在的缺陷，隧道建成后结构出现开裂、渗漏水的概率很高，所以推荐选用小净距隧道方案。同时，小净距隧道从某种意义上讲更能体现新奥法修筑隧道的特点,通过对围岩的保护和加固充分发挥围岩的自承能力，是一种施工性很强的隧道结构形式[2]。因此，小净距隧道无论从施工占地，建造成本，施工工期，技术安全性等各方面都能较好的满足该工程的建设要求。

3. 结论

经过对江北城隧道的现场踏勘，文件资料分析，提出了三种可选的隧道方案，经过反复比选，可得出如下结论：

按照江北城隧道的总体设计要求，结合该工程实际，综合考虑各方面因素，推荐采用小净距隧道方案。

本方案利用道路以下地下空间12516.1m2，占用周边商务办公用地地下空间3819.7m2，公用绿地地下空间3043.9m2，满足设计总体要求。

参考文献

隧道施工技术总结例7

1　前言

上海城市人口1450万，流动人口300万，面积6340km2，目前已经成为中国的经济、贸易、金融、航运中心城市。城市的经济发展促进城市建设尤其是交通建设的发展，城市地下轨道交通具有快捷、安全的特点。上海城市轨道交通线网规划17条线路，总长780km，其中地铁11条线，长度385km。已建3条线，其中地铁2条线；在建4条线，其中地铁2条线。地铁区间隧道总长度达700km（双线），采用盾构法施工，已建约100km。

黄浦江从东北至西南流经上海城区，把上海分为浦东、浦西2部分，江面宽500m~700m，主航道水深14m~16m。近10年来，浦东的迅速发展促进了越江交通工程建设，采用大直径盾构建造江底交通隧道已得到广泛的应用。已建隧道5条，在建隧道4条拟建隧道6条。

上海地层为第四纪沉积层，其中0~40m深度内均为软弱地层，主要为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粉砂土等，这类土颗粒微细、固结度低，具有高容水性、高压缩性、易塑流等特性。在该类地层中进行盾构隧道掘进施工，开挖面稳定和控制周围地层的变形沉降十分困难。

上海地区盾构隧道技术的应用，始于1965年，近40年来，尤其是近10年来，盾构隧道技术广泛用于地铁隧道、越江公路隧道和其它市政公用隧道。本文就上海城市交通隧道盾构施工技术的发展和现状，作一个回顾和综述。

2　网络挤压盾构掘进技术的开发和隧道工程应用

2.1　Φ5.18m网格挤压盾构及上海地铁试验工程

1964年，上海市决定进行地铁扩大试验工程，线路位于衡山路北侧，建2条长600m的区间隧道，隧道复土10m，隧道外径5.6m，内径5m。隧道掘进施工采用2台自行设计制造的Φ5.8m网格挤压盾构，辅以气压稳定开挖面土体，于1966年底完成1200m地铁区间掘进施工，地面沉降达10cm。

2.2　打浦路隧道Φ10.2m网格挤压盾构掘进施工

1965年，上海第一条穿越黄浦江底的车行隧道――打浦路隧道，全长2761m，主隧道1324m采用Φ10.2m网格挤压盾构掘进施工，黄浦江约600m，水深16m，见图1所示。

φ10.2m网格挤压盾构掘进机是中国第一台最大直径的盾构，盾构总推力达7.84×104KN，为稳定开挖面土体，采用气压辅助施工方法。盾构穿越的地层为淤泥质粘土和粉砂层，在岸边采用降水辅助工法和气压辅助工法，在江中段采用全气压局部挤压出土法施工。盾构见图2所示。

圆隧道外径10m，由8块钢筋混凝土管片拼装而成。管片环宽90cm，厚60cm。管片环向接头采用双排钢螺栓联接。衬砌接缝防水采用环氧树脂。打浦路隧道于1970年底建成通车，至今已运营33年。

2.3　延安东路隧道北线Φ11.3m网格挤压水力出土盾构施工

1983年，位于上海　外滩的延安东路隧道北线工程开工建设，隧道全长2261m，为穿越黄江底的2车道隧道，其中1310m为圆形主隧道，采用盾构法施工，隧道外径11m，隧道衬砌由8块高精度钢筋混凝土管片拼装而成，管片环宽100cm，厚55cm，接缝防水采用氯丁橡胶防水条。

隧道北线圆形主隧道采用了上海隧道工程公司自行设计研制的φ11.3m网格型水力出土盾构，见图3所示。在密封舱内采用高压水枪冲切开挖面，挤压进网络的土体，搅拌成泥浆后通过泥浆泵接力输送，实现了掘进、出土运输自动化。网格上布有30扇液压闸门，具有调控进土部位、面积和进土量的作用，可辅助盾构纠偏和地面沉降控制。网格板上还布设了20只钢弦式土压计，可随时监测开挖面各部位的土压值变化，实现了信息化施工。盾构最大推力可达1.08×105KN。盾构顺利穿越江中段浅复土层和浦西500m建筑密集区，保护了沿线的主要建筑物和地下管线。

3　土压平衡盾构在城市交通隧道工程的应用和发展

3.1　土压平衡盾构的引进和开发应用

近年来，我国的城市地铁隧道、市政隧道、水电隧道、公路交通隧道已经越来越多地采用全断面隧道掘进机施工，其中用得最多的是土压平衡盾构掘进机。上海、广州、深圳、南京、北京的地铁区间隧道已经采用了31台直径6.14m～6.34m的土压平衡盾构，掘进区间隧道总长度达400km。土压盾构具有机械化程度高、开挖面稳定、掘进速度快、作业安全等优点，在隧道工程中有广泛的发展前景。

土压平衡盾构适用于各种粘性地层、砂性地层、砂砾土层。对于风化岩地层、软土与软岩的混合地层，可采用复合型的土压平衡盾构。在砂性、砂砾、软岩地层采用土压盾构掘进施工，应在土舱、螺旋输送机内以及刀盘上注入润滑泥浆或泡沫，以改良土砂的塑流性能。

3.2　Φ6.34m土压盾构在上海地铁工程中的应用

1990年，上海地铁1号线开工建设，双线区间隧道选用土压平衡盾构掘进，经国际招标，7台Φ6.34m土压盾构由法国FCB公司、上海市隧道工程公司、上海市隧道工程设计院、上海沪东造船厂联合体中标，利用法国混合贷款1.32亿法郎。第1台Φ6.34m土压盾构于1991年6月始发推进，7台盾构掘进总长度17.37km，1993年2月全线贯通，掘进施工期仅20个月，每台盾构的月掘进长度达200～250m。掘进施工穿越市区建筑群、道路、地下管线等，地面沉降控制达＋1cm～－3cm。Φ6.34m土压平衡盾构见图4所示，其主要技术性能见表1。

1995年上海地铁二号线24.12km区间隧道开始掘进施工，地铁一号线工程所用的7台Φ6.34m土压盾构经维修以后，继续用于二号线区间隧道掘进，同时又从法国FMT公司和上海的联合体购置2台土压盾构，上海隧道工程股份有限公司制造1台土压盾构，共计10台土压盾构用于隧道施工。

于2000年开工兴建的上海地铁明4号工程区间隧道仍将使用这10台Φ6.34m土压平衡盾构施工。2001年，向日本三菱重工购置4台Φ6.34m土压平衡盾构，共计14台盾构正在掘进施工。

上海地铁隧道外径6.2m，衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，通缝拼装，环宽100cm，管片厚35cm。见图5所示，地铁4号线部分区间隧道管片采用错缝拼装，环宽120cm。

上海地铁2号与1号线垂直相交，盾构从1号线区间隧道下1m穿越，掘进施工中采用地层注浆加固、跟踪注浆、信息化施工等技术措施，确保1号线地铁安全运营，沉降控制在2cm以内。地铁4号线与2号线区间隧道相交，4号线盾构从2号线隧道下1m穿越。Φ6.34m土压盾构在城市建筑群下穿越，其沉降一般也在4cm以内。盾构平均月推进长度约250m，最快达400m/月。

3.3　双圆形盾构掘进机的引进和应用

2002年，上海地铁8号线黄兴路至开鲁路站三个区间隧道，长度2，688m，采用DOT双圆盾构隧道工法，并从日本引进2台Φ6300m×W10900mm的双圆形土压盾构掘进机。双圆盾构见图所示，其主要技术参数见表2。

双圆隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片，错缝拼装；每环管片由11块管片拼装而成，其中2块为海鸥形，1块为柱形。管片厚度30cm，环宽120cm，见图7所示。

3.4　Φ7.64m土压盾构掘进外滩观光隧道

3.4.1 工程概况

上海外滩观光隧道是我国第一条行人过江专用隧道，是一条连接南京路外滩和陆家嘴东方明珠塔的江底隧道，全长646m，隧道内径6.76m。隧道内通行一来一往2条观光车轨道。

外滩观光隧道于1998年初开工，1999年底建成运营，土建工程包括黄浦江两岸的2座出入口竖井和一条过江隧道，见图8所示。隧道位于延安东路隧道北侧，并与上海地铁二号线2条过江区间隧道在江底交叉。隧道穿越的主要地层为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土和砂质粉土。

隧道衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，管片设计强度C50，抗渗等级S8，环宽120cm，厚35cm。管片接缝防水采用EPDM多孔橡胶止水带，管片背面涂防水层。

3.4.2

φ7.65m土压平衡盾构掘进施工

隧道掘进采用φ7.65m土压平衡盾构，见图9所示。盾构大刀盘切削土体，为幅条式结构。盾构长8.935m，中间有较接装置，易于纠偏施工。盾构最大推力5.2×104KN。盾构密闭舱内充满切削土砂，通过直径900mm的螺双输送机排土，通过推进速度、螺旋机转速、排土量来控制密闭舱土压，使之与开挖面水压力平衡。盾构掘进速度为0～4cm/min。

盾构于1998年11月始发推进，隧道纵坡达4.8%，；平曲线最小半径为400m，均为国内越江盾构隧道之最。盾构初推段100m内进行了土体变形、土应力、孔隙水压的监测，反馈盾构施工，调整盾构施工参数，控制施工轴线和地表沉降。盾构掘进的平均速度达8m/d，646m隧道共花费3个月的时间完成，工程质量优良。

3.5　 3.8m×3.8m矩形土压盾构掘进地铁过街人行地道

常用的盾构隧道掘进机为圆形，主要是圆形结构受力合理，圆形掘进机施工摩阻力小，即使机头旋转也影响小。但是圆形隧道往往断面空间利用率低，尤其在人行地道和在行隧道工程中，矩形、椭圆型、马蹄形、双圆形和多圆形断面更为合理。日本80年代开发应用了矩形隧道，在90年代开发应用了任意截面盾构和多圆盾构，并完成了多项人行隧道、公路隧道、铁路隧道、地铁隧道、排水隧道、市政共同沟隧道等，使异形盾构技术日益成熟，异形断面隧道工程日益增多。

我国于1995年开始研究矩形隧道技术，1996年研制1台2.5m×2.5m可变网格矩形顶管掘进机，顶进矩形隧道60m，解决了推进轴线控制、纠偏技术、深降控制、隧道结构等技术难题。1999年5月，上海地铁二号线陆家嘴路站62m过街人行地道采用矩形顶管掘进机施工，研制1台3.8m×3.8m组合刀盘矩形顶管掘进机，具有全断面切削和土压平衡功能，螺旋输送机出土，掘进机的主要工作参数见表3，矩形顶管掘进机见图10。

4　大直径泥水加压盾构掘进越江公路隧道施工

4.1 延安东路隧道南线Φ11.22m泥水加压盾构掘进施工

1995年，为发展浦东建设需要，上海延安东路隧道南线开工建设，为缩短工期和保护隧道沿线建筑物的需求，引进日本三菱重工制造的Φ11.22m泥水加压盾构。盾构本体示意见图11。

隧道南线1300m圆形主隧道采用日本三菱重工制造的φ11.22m泥水加压盾构掘进施工，盾构本体示意见图5。盾构采用刀盘切削，总推力达1.12×105KN，刀盘扭矩4635kn·m，最大掘进速度46mm/min。盾构密封舱充满压力泥浆与开挖面水土压保持平衡，并在开挖面形成泥膜，起到稳定的作用。盾构设有掘进管理、泥水输送、泥水分离和盾尾同步双液注浆系统。掘进管理和姿态自动计测系统能及时反映盾构掘进施工的几十项参数，便于准确设定和调整各类参数。

4.2　大连路隧道Φ11.22m泥水加压盾构掘进施工

上海大连路隧道全长2565m，为2来2去的两条双车道隧道，工程总投资16.55亿元。工程于2001年5月25日开工，合同工期28个月。隧道平、剖面见图12所示。

圆形主长1263m，采用2台Φ11.22m泥水加压盾构同时掘进施工。隧道衬砌结构在延安东路隧道工程的基础上进行了优化改良，拼装形式由通缝改为错缝，管片厚度从55cm改为48cm，环宽由100cm增大为150cm，管片分块由8块增为9块，管片连接螺栓由直螺栓改为弯螺栓，螺栓手孔改小，管片形式由箱形改为平板型。隧道衬砌结构见图13。

泥水加压盾构的泥水输送和泥水处理是盾构施工的重要组成部分，公司自选研究设计制造了适应上海软土地层的泥水分离系统，见图14所示。

盾构进出洞土体加固全部采用冻结法。

西线隧道于2002年3月28日始发推进，至9月20日隧道贯通，工期6个月。东线隧道于6月18日 发推进，至12月底隧道贯通。盾构掘进速度平均为8m/d，最快为15m/d。两条隧道最小间距为6m。

大连路隧道于2003年9月建成通车，总工期仅28个月，是上海越江公路隧道建设周期最短的。

4.3 上海越江交通工程的发展

2001年底，复兴东路隧道工程开工建设，为2条3车道隧道，隧道外径11m，分为上下两层，是我国第一条双层隧道，全长2785m。2条1215m主隧道于2003年2月和5月先后始发推进，于11月隧道贯通。

2003年6月，翔殷路隧道工程开工建设，为2条2车道隧道，隧道全长2597m，隧道外径11.36m，内径10.2m，是目前车道最宽的盾构隧道，设计车速可达80km/h。

正在设计中的越江隧道有军工路隧道和上中路隧道(中环线配套工程)，正在规划中的越江隧道有长江西路、新建路、人民路、耀华路等4处。

长江口越江通道工程是连接上海－崇明－江苏北部的重要交通工程，位于长江口，从上海浦东－横沙岛－崇明岛－南通，采用桥隧结合的工程方案，全长68km，为3来3去6车道，设计车速100km/h。其中浦东5号沟至横沙岛穿越长江南港，采用盾构隧道施工，全长约8.5km，隧道外径15.2m。横沙岛至崇明岛越江北港，采用桥梁施工，全长9.54km。见图15所示。直径Φ15.2m的盾构隧道，目前是世界上最大直径的盾构隧道，隧道断面见图16。

5　结语

上海城市交通隧道工程的发展提高了盾构隧道技术的水平。从最初的网格挤压盾构，发展到目前的土压平衡盾构和泥水加压盾构，盾构机向机械化、自动化、信息化发展，掘进速度快，盾构开挖面稳定，地面沉降控制好，环境影响小。盾构衬砌不断改进和优化。盾构与隧道技术正在向大深度、大直径、长距离掘进发展。双圆隧道、矩形隧道技术也得到应用。随着上海城市交通隧道工程建设的不断发展，盾构隧道技术水平将进一步的发展和提高。

参考文献

1、 傅德明、杨国祥.　《上海地区越江交通盾构施工技术综述》.　“国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会论文集”.　人民交通出版社.　2002.10

隧道施工技术总结例8

中国的铁路隧道设计技术水平与国外的隧道技术相对比，可以很直观的看出我国隧道在设计上还是存在一个很大的差距。所以，针对现在的铁路技术政策和铁路发展的要求，我们将在铁路隧道设计方面做全新的设计理念。因此，我们需要明白目前关于铁路隧道设计应当重视哪方面？下文是本人一些拙见，仅供参考。

一、新的隧道设计理念

设计的灵魂所就在于设计的理念的创新，时代在不断的进步铁路跨越式发展也是针对与时俱进的基础想进行，在今后的隧道要求中和当前铁路的全面建设中，在铁路运输这一方面要全面贯彻 “快速、可靠、经济、环保”四大特点，技术人员在设计之初需要按照 “以人为本、服务运输、强本简末、系统优化、着眼发展”的设计理念。在建设时因地制宜结合铁路建设地点，积极采用安全、可靠、先进、成熟、经济、适用的新技术，落实到隧道工程的整体设计当中。

在新隧道规则中，国家首次明确隧道结构需要一个正常的使用年限：“隧道建筑物应按满足100年正常使用的永久性结构设计，建成的隧道应能适应运营需要，方便养护作业，并具有必要的安全防护等设施”。所以，在施工建设时需要尽一切可能全面提高隧道结构物的安全性与耐久性，尽量延长结构物在使用年限上的时间，在以后的铁路隧道设计方案上，设计人员必须全员解放思想，在设计实践中优化和创新。

二、隧道洞口工程设计

隧道的进出口是在整条隧道当中唯一一处露在外面的主要部分，目前，确定洞口位置的要求是：“早进洞、晚出洞”，对于隧道的表层挡护设施结构以及洞口和其他部分的设施，在总的设计原则上基本和以前的设计要相同。这里主要从“以人为本、服务运输、保护环境、确保安全”的角度，强调在今后的铁路隧道设计应当考虑的方面。

为确保隧道洞口挡护结构稳定和运营安全，今后设计隧道边仰坡均应永久防护。这里重点谈边仰坡喷锚防护和危石崩塌防护设计。隧道洞口边、仰坡危石崩塌防护设计隧道洞口仰坡危石、崩塌防治，设计应采取工程类比和理论计算结合实施。根据危岩类型、破坏特征、所处地质条件等因素，具体可采取以下综合措施:

用锚固技术对围岩进行加固处理；对危岩裂隙可进行封闭、注浆；悬吊的危石、险石，宜及时清除；对崖腔、空洞等应进行支顶和镶补；在崩塌区有水活动的地段，可设置拦截、疏导地表水和地下水的排水系统；可在崖脚设置拦石墙、落石槽和栏护网等遮挡、拦截构筑物。

三、隧道防排水设计

针对我国已经正常使用的铁路隧道在总体上来讲都是正常的，但是运行时间一长就会在不同程度上出现渗水的情况，根据调查发现其主要有三点原因：一是针对我们以前设计防水方面标准普遍偏低，二是在整个施工质量方面也存在一定问题，三是在前期施工管理方面不够彻底。

面对今后的隧道设计方面，我们应当重视初期对于支护的防水施工，在防水方面应当使用混凝土自防水为主体，利用施工的山体缝隙为防水重点，其后需要注浆和防水层加强防水，满足整体防水结构。今后在设计中应当要了解地下水的面积，在处理过程中应当就地取材，避免影响周围环境和居住人群。在处理措施方面要强调全面彻底解除渗水，这样才能保证隧道在今后的使用过程中安全运营。

在隧道的施工中对于防水的设计部能三心二意，需要规范的设计防水标准，将工程质量放在首位，根据施工对于山体隧道我们需要一勘探资料为主，进行全面的设计防水要求，其主要内容应该为： (1)防水标准和设防要求；(2)防水混凝土抗渗等级和其他技术指标；(3)防水层选用的材料及其技术指标；(4)工程部构造的防水措施,选用的材料及其技术指标；(5)工程结构防水系统,各种洞口工程防排水系统；洞身局部地段地表水堵、截、排系统。

四、隧道运营防灾救援

根据国外资料调研和国内工程实例的经验总结，对于隧道的正常安全防灾设计，应该全面贯彻“以防为主，防消结合”的基本理念，应坚持“以人为本”的隧道理念在今后的设计施工中应加以强调，一些较长的隧道和瓦斯隧道在隧道本身的设计之余，还是需要有一套完善的防火救援系统。一般防灾设计应从建筑防灾、通讯及报警系统、通风及排烟系统、消防措施、其它防灾措施等几部分进行。其中建筑防灾方面,主要指隧道衬砌表面耐火材料、疏散点位置、人员便捷逃生通道及紧急出口、地表滞留平台区域、防火门等设施。

通风及排烟系统主要考虑事故列车停靠在消防定点处，隧道如何排出列车滞留在隧道内的烟雾及其对人员疏散的影响。消防措施一般指隧道内的消防设施如消防水池、水管、灭火器材等。其它消防措施，主要指隧道内及紧急疏散通道内的应急照明、专用洞室及紧急出入口处设置的固定照明及显示方向灯光等；防灾设备用电的保护措施及列车车体内灭火器材、火灾探测报警系统等。隧道隧道防灾救援系统设计，要充分考虑静态投资和维护费用巨大的特点。

因此任何重点隧道防灾救援设计都必须经过多方案技术、经济比选后确定。对于特长隧道和有特殊需要的长隧道，一般运营通风的设置应与消防救援综合考虑；隧道辅助坑道的选择,也应根据隧道长度、施工期限、地形、地质、水文等条件，结合施工和运营期间通风、排水、防灾救援、疏散及弃碴等的需要，通过技术经济比较确定。

【总结】：本文结合现行隧规，借鉴和吸收国内外科研成果和工程经验，提出今后隧道设计应重视的几方面内容，从而让设计人员遵循“以人为本、服务运输、系统优化、着眼发展、环境友好”的理念。

参考文献：

隧道施工技术总结例9

一、前言

随着中国经济的快速发展，铁路十二五规划新线建设和投资，未来铁路建设将以高速铁路为主骨架的快速铁路网按三个速度等级来建设。当前中国建成的铁路隧道总长度已经超过7000km，在建铁路隧道总长约4600km到2020年前，规划建设5000座隧道，长度超过9000km，总量已经远远超过世界其他国家，目前大量的铁路工程建设向西部等山岭高原地区延伸，而由于隧道工程与其他工程相比具有其隐蔽性施工周期长，施工技术复杂性地层条件不可预见性周围环境的不确定性等特点，加大了隧道施工技术的难度，再加上工期紧任务重，技术和管理力量不能充分保证，风险管理不到位，从而增加了施工过程中的风险性，如何提高铁路隧道施工的安全风险管理水平，建立可操作性强又符合施工实际的应急抢险救援体系，是广大铁路建设者面对的课题，也是必须迅速解决的课题，这样才能保证人民生命财产安全，才能适应中国铁路规模大发展快的要求。

二、隧道施工安全风险管理的特点

（1）由于隧道开挖围岩性质工程水文地质条件复杂，隧道施工的风险是客观存在的；

（2）由于勘察设计资料有限，设计计算理论不完善和在隧道施工中会不可避免地遇到一些突发偶然事件等原因，使得隧道施工的风险具有发生的偶然性和大量发生的必然性；

（3）在隧道施工过程中，由于试验数据离散性大，勘察报告提供的场地性质资料有限，地下情况的不可预知性，施工风险的可变性就更加明显；

（4）由于隧道施工对场地周围土体的扰动大，造成了对场地周围建（构）筑物地下管网（线）居民生活和环境的影响，除本身的技术因素影响外，隧道施工还不得不与外部环境发生关系，这样使得隧道施工风险不但具有内部因素的多样性，而且还具有鲜明的层次性，同时也使得隧道工程风险更加复杂化。

三、软弱围岩隧道施工安全风险控制要点

软弱围岩一般是指岩质软弱承载力低节理裂隙发育结构破碎的围岩，工程地质特点有：岩体破碎松散粘结力差；围岩强度低遇水易软化；岩体结构面软弱易滑塌而高速铁路大断面隧道较以往普通铁路单线或双线隧道开挖跨度大，高度更高受当前勘察技术手段限制，开挖前难以准确判定隧道（特别是长大或特长隧道）的地质条件和围岩特性。因此，为保证软弱围岩地质隧道施工安全，在隧道施工中必须牢固树立施工安全风险管理理念。

3.1软弱围岩隧道施工风险控制技术要点

（1）施工方案确定根据现场洞口地质地貌和开挖掌子面暴露出地质情况，详细进行地质勘察水文调查及环境调查，并作出正确的施工方案和加固方案，选择科学合理的工程措施。

（2）超前地质预报技术通过地质分析法超前水平钻孔法物探法及特殊灾害地质预测方法和手段判明掌子面前方的水文地质情况，并根据判断和预报结果提出相应的预防和处理措施。

（3）围岩监控量测按照现行铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）的规定和要求设置围岩量测点，准确掌握洞内水平收敛拱顶沉降和洞顶地表沉降的数值和速率，建立等级管理信息反馈和报告制度。

3.2软弱围岩隧道塌方风险预防与控制要点

如何提高软弱围岩隧道施工水平，预防变形和坍方，确保施工安全，其核心是抓住软弱围岩隧道工程特点。同时提出三超前四到位一加强施工技术关键环节即：三超前：超前预报超前加固超前支护；四到位：工法选择到位支护措施到位快速封闭到位衬砌跟进到位；一强化：强化量测预防隧道坍塌从以下几个方面进行加强：

（1）工程地质方面：软弱不良地质隧道施工，应首先核对设计文件，详细调查工程地质及水文地质情况，做好相应的准备，采取与之相适应的施工控制措施。

（2）采取正确的支护手段和方法：软弱围岩隧道施工本着宁强勿弱的原则，必须严格按照设计的初期支护参数进行施工，初期支护必须在隧道开挖后及时施作，及时封闭成环；特别是下部（边墙）开挖后钢架及时落底接长，及时封闭成环隧道内施工当断面围岩发生突变时，围岩必须提高一级处理，设计单位对衬期支护参数要发生相应调整。

（3）采取严格的现场管理措施：现场工程技术人员首先要掌握领会图纸设计意图，熟悉施工技术规范和设计标准，正确指导施工严格要求每个作业人员遵守操作规程，按标准作业，规化施工同时，对于不良地质特殊岩土浅埋软弱隧道施工过程中可能出现的重大地质灾害等开展专项风险评估，并依据专项评估意见完善施工技术方案，改进和加强安全生产及防范风险的具体技术措施，制订风险防范及突发安全事故应急预案等。

四、隧道施工应急救援技术

4.1应急救援预案的编制

由于隧道施工本身不可预见因素多，一旦发生重大事故，往往造成惨重的生命财产损失和环境破坏通过编制隧道施工风险事故基本应急预案，可保证应急预案足够灵活，对那些事先无法预料到的突发事件或事故，也可以起到基本的应急指导作用，成为开展应急救援的底线应急救援预案经项目施工单位评审后，报建设单位和监理单位核查，并经项目第一负责人签署。

4.2应急救援体系的建立和工作程序

严格遵守有关安全生产的法律法规和规章制度，建立安全生产保障体系，落实各项安全生产措施，加强和改进安全生产管理，成立安全应急救援组织机构，配备应急救援人员器材设备，一旦隧道施工现场灾害事故发生后，应立即按规定启动现场应急预案，成立现场救援指挥部并及时按程序上报现场救援抢险指挥部，建立应急救援指挥领导小组，由现场救援小组施救方案组量测监控。围绕救援方案和总策划的要求，开展相关工作。

五、安全风险管理措施

（1）建立隧道重大危险源管理台帐，与施工进展同步实施施工风险动态管理在监控台帐中明确风险危害程度预控措施各级管理责任人，注重现场施工管理，严格执行各项风险管理制度同时在每座隧道洞口树立隧道施工风险告示，主要向现场作业告知各种风险描述应急预案现场紧急处置联系责任人。

（2）建立风险监测和现场巡视机制根据风险评估报告，隧道超前地质预报工作主要针对软弱地质及特殊地质灾害突发地段进行全隧随时探测预报实施方案是：掌子面的地质素描；长距离TSP203距离120m；超前水平钻孔，不小于距离30m，超长炮眼3～5孔，距离4～6m；异常处富水断层及岩溶发育层面增加地质雷达或红外探水对于软弱围岩地质的隧道，监控量测工作必须紧跟开挖支护作业进行布点和监测使用徕卡全站仪可以精确测量变形参数，测量人员可以利用计算机快速对数据进行处理，指导现场施工此外，通过现场技术人员每天巡视检查作业面地质情况，与风险监测结果相印证，提前识别和预测地质风险因素，保证施工安全。

（3）及时做好隧道优化设计工作由于地质条件的复杂性和不确定性，根据风险监控量测工作，准确分析量测数据，判定风险等级，做到岩变我变并及时上报围岩变更。由于隧道地质情况复杂多变，工法转换频繁，且设计图中地质资料与现场实际存在一定偏差，项目因地制宜采取了根据掌子面围岩超前地质预报情况及监控量测情况等因素及时进行工法变更，采取最适合现有地质情况下的工法进行施工，保证施工安全和施工进度。

六、几点结论

（1）结合软弱围岩隧道施工管理的特点和工程实例，对软弱围岩隧道施工安全风险管理技术理论和关键技术进行了深入的研究和论述，在工程实践中采取风险控制和应急管理等技术措施和管理措施，主要是按照设计规范施工，技术措施工序工艺机械配置各种保障手段等要坚决做到位；不得擅自改变施工过程的开挖支护方式；严格认真做好超前地质预报工作和围岩量测评估工作，从而降低了隧道施工安全风险。

（2）建立专家治理机制，隧道施工风险管理涉及面广，包括施工安全风险识别、安全风险评估、安全风险管控等多方面在隧道施工中出现复杂重大的安全风险问题时，施工单位应该邀请科研院校工程技术专家组织评审，通过现场查看进行咨询评估。落实施工期间的安全措施，既保证了隧道安全，又提高了风险控制管理水平。

（3）建议进一步增强工程保险与隧道施工过程的结合，铁路隧道工程施工总是处于多种风险的环境之中，诸多的不确定性事件都会对工程预期目标产生影响和危害，并可能导致生命财产的损失。目前铁路工程保险已经列入铁路施工总价承包工招标文件中，施工单位通过花费高额购买工程保险，目的就是在施工过程中所发生的各种意外风险能得到保险保障，减少对施工企业的损失，当意外发生时将部分风险损失转移给保险公司承担。虽然隧道施工建设中实行了强制性保险，但是并不能意味着购买了保险，施工安全风险就降低了工程保险还具有不确定性，仍要经常注意各种潜在的风险征兆，如社会负面影响工期延误善后处理等其他风险，所以不能全部依赖保险公司进行全部经济损失理赔，项目仍然要采取各种有力措施，防止事故和灾害的发生，并阻止受灾后损失的继续扩大，所以工程技术管理人员要熟悉和运用保险合同条款风险索赔的程序，争取在工程理赔中取得更大的风险效益。

参考文献：

隧道施工技术总结例10

隧道浅埋暗挖技术能够大幅度提高整个施工工程以及在施工作业过程中的安全系数，从而降低市政隧道施工工程中不可预测事件的发生率，也在一定程度上保障了市政隧道施工工程的质量。市政隧道施工技术运用的方向较为灵活，地底作业可以有效保障交通的畅通，也无需拆迁，且噪音较小，不打扰施工工程附近居民的日常生活和休息，没有过多的施工垃圾，对环境的污染较小，且技术和设备的造价较为低廉，属于质优价廉的施工方案，适合我国目前的国情。因此，对于市政隧道深挖技术还应该进行进一步的探索和创新，从而提高我国基础设施建设的速度。

一、工程概况

本文以浙江省某地区的一处市政隧道过既有铁路施工工程为例，概述政隧道建设技术。

本工程铁路为双向四车道结构，此地区位于市中心，工程需要开挖双洞，在隧道进行施工的过程中，要将地表的沉降量也纳入计算范围之内，保证地表的沉降不妨碍隧道铁路的运行。在地下隧道中穿过既有铁路干线，由于是市中心，所以采用浅埋暗挖技术。暗挖隧道工程的施工总长度为42.59m，双洞之间的距离控制在0.8m，隧道的深度为4.5m。隧道需要穿越的土层主要有两种，一种为砂质粉土，一种为杂粉砂层，且土层饱和富水，此区域的地下水位线位于地面下的1.3m出左右，因此，在进行施工的过程之中极易出现涌水现象以及流沙现象。在工程作业中，需要根据不同的土质特点利用合适的方式进行处理，首先要加固土层，提高土层的受重能力和张力，之后再使用短进尺开挖技术，将施工工程的作业初期封闭为环形，从而使施工工程的初期支护结构与围岩部分能够对地面承担的载荷起到有效的调节作用。因为要时刻防止地面的沉降，所以施工难度较大。

二、施工方案

（一）注意事项

在施工的同时，还要保障铁路的正常运行，因此，隧道采用暗挖的方式。在地面使用D24定型便梁加固轨道，首先先开挖一条隧道，并进行支护，在支护完成之后，再准备开挖另一条隧道。两条隧道开挖之前都需要利用夯管进行预支护，并准备地面管，利用地面管对地下水位线进行调节降水，利用小导管对两条隧道进行全方位注浆。

（二）工程要点

在本次施工工程之中，主要需要运用到的技术有支护技术、开挖及支护技术以及防沉降技术。首先，在进行隧道开挖之前，要运用支护技术对施工区域进行全面的支护处理，以减少地表沉降的概率，由于在施工过程的冲击力较大，会震动地表以及地下水，因此，首先应采取排水措施，降低地下水位线，防止工程中的涌水、涌沙现象。其次，是开挖技术。此次工程区域内的土质为小颗粒、大密度的粉土层，所以应用普通的浆液不能达到理想的效果，应在浆液中加入固松散土体，加强土质的坚硬度，从而达到稳固的效果。最后是防沉降技术，为避免影响火车正常运行，要对地面进行防沉降处理，加固土质，还要采取必要的辅助措施，从而保障铁路和隧道的安全。

1、粉土层的注浆加固技术

粉土层的注浆加固技术是在此工程中首要注意的问题。由于粉土层的土质较细，土质颗粒极小，且密度也比一般土质大，注浆很难实现均匀，而注浆加固粉土层时保障施工安全和工程质量的首要条件。因此，在进行粉土层注浆时应采用全断面的注浆方式，将土质加固，避免在隧道开挖过程中出现沉降现象。

2、夯管超前预支护

夯管超前预支护也是主要针对地面沉降问题，不能在工程中较为富水的土层内使用，否则会使工程施工过程中地层中的部分砂土液化。应先对富水层进行降水措施，然后再利用小导管进行注浆，然后再利用夯管进行填充。

3、严格控制沉降

本次工程铁路是作为交通枢纽修建的，其重要意义不言而喻。在在既不影响工程上方交通、又不影响工程施工效率的要求之下，需要采用辅助措施，防止地表沉降，引发事故。

三、施工技术

（一）降水施工

为了避免施工过程中会出现砂土液化的情况，在开挖隧道时先在施工隧道的两遍设置深井降水井，目的是不断将施工区域内的水排出，使富水层中的水大幅速减少，从而保障施工的顺利以及安全。此区域的原水位线在地下1.3m作于，水位线较高，必须进行降水，利用深井降水井将地下水位线降至-11m以下，才能够满足施工的要求。若水位线过高，通常会出出现涌水现象以及涌沙现象，所以降水施工是隧道工程施工的首要步骤。

（二）铁路加固

为了保障铁路运行的顺利和安全，还应对陆上铁路进行加固，防止铁路受到施工的影响而出现故障。首先进行桩基施工，在铁路施工隧道之外先预设6根赶紧钻孔桩，需要距离虽大3m左右，钢筋钻孔桩的直径为1m，桩身深度为25-30m，在施工时保障钻孔的精度，并严密地控制钢筋钻孔桩的布置位置。其次，是便梁加固，采取D24定形便梁，对陆上的铁路实施加固措施，在暗挖隧道之外3m出设置钢筋桩，而在两条暗挖隧道的内部只使用条形桩来进行加固。最后是条形扩大基础施工。在两条隧道之内都需要设置长30m左右、高2m左右、宽3米左右的条形桩，条形桩共设置四根，将其设置在施工隧道的上方，左右各一个。然后便开始进行条基基坑的开挖，并采用自动锚杆注浆的方式对隧道内部进行注浆。

（三）夯管支护

在开挖隧道的过程中需要使用的是大管径的超前支护，大管的管径应在10mm以上，并且在暗挖隧道明显的拱部区域内设置，超贱支护需要以环状的形式密排，平均每一环需要62根超前支护桩。两条暗挖隧道总计需要124根超前支护桩。为防止夯管四周的砂土液化，造成砂土的流失，在管口用橡胶进行止水，将所有管口密封，防止漏水。

（四）隧道开挖

由于隧道的开挖通常都为地下作业，在安装铁路时要注意铁路各个线路之间的间距以及铁路上的停车线位置的设置，而在这种情况之下，就应该使用双连拱隧道技术进行工程施工。利用双连拱隧道技术首先要对隧道进行开挖，然后进行两次衬砌，保障土质的坚固之后，才能够开始施工作业。在作业过程之中，要遵循先开挖小拱隧道再开挖大拱隧道的原则，在开挖的同时，也要注意不断增加内撑，增加内撑E能够在一定程度上平衡受力，降低隧道的坍塌率。

四、结语

综上所述，市政隧道是我国基础设施建设中的重点内容，因此，在市政隧道性价铁路的施工过程中，暗挖施工技术显得尤为重要。为了能够提高我国铁路暗挖施工技术的水平，应不断进行探索，在原有技术的基础上挖掘更多的新型技术，在实践中不断寻找更加高效、先进的施工技术，为我国的基础设施建设提供更多的动力。

参考文献：

隧道施工技术总结例11

关键词：小净距特大跨度隧道爆破施工技术

一、工程概况

本工程设计线路起点位于螺洲大桥工程南岸修建终点处，终点与国道324线及青口开发区道路相接。主路隧道为双向八车道，辅路隧道为双向二车道和非机动车、人行混合道。主路左右幅隧道进口端为小净距隧道形式，洞身及出口端为分离式隧道形式;辅路隧道与主路隧道间为小净距隧道形式，详见表1

表1 隧道设计概况表

1.本隧道结构按辛奥法原理进行设计，采用复合衬砌结构，以锚杆、湿喷混凝土（钢筋挂网）、钢拱架等为初期支护，其中V级围岩采用两次初支（第一次喷26cm,第二次喷16cm），并辅以进洞超前大管棚(进出洞口各40米)、超前注浆小导管（V级围岩洞身段）、超前锚杆（IV级围岩）等为施工辅助措施，充分调动和发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施做初期支护和二次模筑衬砌。

2.主路左幅进口有75m，主路右幅进口有90m小净距，施工时先行洞与后行洞错开距离大于2倍隧道开挖宽度。

3.为加快施工进度，本工程设置两处平行导洞。平行导洞设置在辅线隧道位置，进洞口分别为辅助隧道左线进口和右线出口。开挖断面为辅线隧道CD法施工其中一个导坑，在远期辅线施工中可重复利用。左导洞在ZFK0+580（ZK5+410）处设横洞呈60°斜交进入左线隧道，左导洞长约310米。右导洞在YFK1+086（YK5+860）处设横洞呈60°斜交进入右线隧道，右导洞长约300米。

本隧道单洞的开挖断面达到19.55米（Ⅴ级围岩），隧道净距仅14.15米（主洞和辅洞），不能满足3.5倍最小净距要求，就是Ⅲ级围岩也达不到，因此全部按小净距隧道设计。我部通过特大跨度小净距隧道的施工，总结出了一套成熟的施工方案。

二、小净距隧道施工方案

本隧道进口段为小净距隧道，设计已综合考虑小净距隧道的衬砌结构设计。

1. 针对本隧道工程进口段小净距，拟定钻爆施工对策如下：

（1）严格控制每炮进尺，软弱围岩严格按松动爆破药量计算，从总装药量上进行控制；

（2）密打眼、少装药，按“微分”原理分散装药，实施微差爆破；

（3）控制左、右洞放炮时间，不得同时起爆；

（4）毫秒雷管跳段使用，合理安排段间隔时差（最好大于200ms），避免爆破震动波形叠加，降低爆破震动速度；

（5）软弱围岩采用减轻震动掏槽技术；硬岩采用预留光爆层、二层扩挖技术，将全断面一次爆破的抛掷式爆破改为崩解式爆破，降低爆破震动；

（6）根据爆破震动衰减规律公式反算控制最大单响起爆量，将药量大的炮眼分段起爆；

（7）采用周边光面（预裂）爆破技术。

2.小净距隧道爆破施工震速测试技术

（1）测试的目的及仪器

质点的振动速度是衡量爆破振动对建筑物破坏程度的一个关键尺度，测试目的是通过测定爆破震动速度和持续时间，确定合理的装药量和段间隔时间，进而控制爆破震动速度，以求施工安全，采用的仪器主要为震动测试仪及配套设备。

（2）小净距隧道施工允许安全震速标准

根据《爆破安全规程》GB6722-86规定，交通隧道安全震动速度标准为V≤15cm/s。因此，为确保开挖第二座隧道时第一座隧道衬砌的安全性，应将第一座隧道衬砌处震动速度控制在 15cm/s以内。以上标准还可根据施工现场震动测试结果进一步调整。

（3）测试方法

①震动速度V的测定

采用震速测试仪，对隧道周壁围岩震动进行测试，测试可分两步进行：

a.在先行开挖的隧道（下简称先行洞）进行测试；

b.在后行洞中开挖测试震动速度；

②爆破震动持续时间的测定

采用震动测试仪，在先行洞开挖时距起爆点R处（R尽可能两隧道间最小间距加一倍洞径以内）对独立的爆破震动进行记录，读取并记录从震动至震幅衰减到最大震幅的1/5时的时间长度，计为该药量爆破在该处地质条件下引起的震动的持续时间T。由于主震时间随药量增加而增加，因此，测试数据应按地质条件、药量大小进行分类。

（4）计算方法

①震动速度的计算

根据震动速度的衰减规律，可采用下列公式对震动速度进行预估计算：

V=K*（Q/3/R）*a，式中V―质点震动速度，单位为cm／s；

K―与爆破场地有关的系数；

Q―装药量（齐发爆破时总装药量，延发爆破时最大一段装药量），Kg；

R―从测点到爆破中心的距离，单位为m；

a―与地质条件有关的系数：式中K值可按下面不同条件近似采用：

场地为坚硬基岩：K=150，a=1.70

场地为基岩：K=220，a=1.67

场地为覆盖浅层表土时：K=300，a=1.6

②爆破时间间隔的计算

通过记录的爆破震动持续时间，可按下式确定两段爆破的时间间隔

t＝R t／Vs+TJi-Ri+l／Vs=（Ri－Ri+1）／Vs+Tyi

式中：Ri和Ri+1 分别为第i段和第i＋1段爆破中心距要求的控制震动点的距离；

Vs―不同的岩石中的波速值。详见表二

Tyi―第i段爆破的震动持续时间（通过同条件下的测试数据综合确定）；

注：表中VS可选P波速或S波速进行计算，以计算所得爆破时间间隔最大为准。

3.开挖支护

对于四车道的大断面隧道制定合理的开挖支护方案是隧道施工中的关键环节科学选择开挖方法，合理安排开挖步骤：其原则是“化大为小，避免扰动过大，利于及时封闭”，对于围岩软弱的小净距隧道更是如此。具体做到以下几点：

一是坚持先护后挖的原则，严禁盲目开挖；二是采用对围岩震动或扰动小的方法开挖，采用减轻地振动掏槽和微震光面爆破技术，控制对围岩的扰动；三是分块、分步开挖的步骤和顺序要有利于围岩自身支撑作用的发挥；四是一次开挖进尺要和支护参数相匹配，短进尺、多循环进行施工；五是台阶法施工时，台阶不宜过长，必须保证上台阶拱脚托梁和锁脚锚杆的施工质量，中、下台阶开挖视上台阶稳定情况进行；六是仰拱跳槽开挖，及时形成支护闭合环。

强调支护的时效性：一是初期支护必须紧跟掌子面，做到一掘一喷，及时封闭围岩，以充分发挥围岩的自承能力；二是及时落底，实现支护闭合，保证整体受力。

强调支护的刚度和强度，以抑制围岩的变形：除按设计进行初期支护外，视围岩变形情况，及时采取加强措施，同时，要及时二次衬砌施做，提高安全储备。

4.小净距隧道施工工序

各工序施工步骤控制参见图1，二衬滞后掘进的时间不得大于1个月。

三、结束语

特大跨度小净距隧道的施工的重难点体现在爆破和开挖支护，通过本文的总结和论述，总结出了一套相对成熟的施工工艺，随着我国交通事业的发展，特大跨度的小净距隧道施工技术及方法必将日趋成熟和完善。

参考文献：