時(shí)間：2022-11-19 17:35:09
序論：在您撰寫盾構(gòu)施工總結(jié)時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
自2019年9月底由鄭州南四環(huán)高架項(xiàng)目調(diào)入深圳地鐵12號線赤灣停車場出入線盾構(gòu)區(qū)間工作，赤灣停車場出入線盾構(gòu)區(qū)間為深圳地鐵12號線施工難度最大標(biāo)段之一,也處在整條線的關(guān)鍵工期線路上。該區(qū)間左線里程YDK1+578.548~YDK1+554.75,上跨2號線跨越長度約23.8m，凈距為1.84m；右線里ZDK1+568.104~ZDK1+539.104，上跨2號線跨越長度約29m，凈距為1.94m，最小轉(zhuǎn)彎半徑280m。在施工過程中，面對施工現(xiàn)場和地質(zhì)條件復(fù)雜、工期緊張、施工難度大等諸多不利因素創(chuàng)造了土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在巖石硬度超過170MPa的全斷面地層中取得多次單日掘進(jìn)9環(huán)的掘進(jìn)成果。
出入線盾構(gòu)施工是勞務(wù)分包為主，現(xiàn)場主要有，主管人員，各分管人員、盾構(gòu)司機(jī)、工程師、盾構(gòu)機(jī)修維保人員,生產(chǎn)班組人員，地面調(diào)度、盾構(gòu)施工管片防水粘貼、龍門吊操作、盾構(gòu)管片運(yùn)輸與拼裝及盾構(gòu)文明施工等。其中有穿插各級管理人員，交叉施工等。勞務(wù)分包隊(duì)伍人員工作經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)豐富，熟練的盾構(gòu)司機(jī)操作手和維保人員。相對而言人員投入少，管理成本小。當(dāng)然了在實(shí)際施工生產(chǎn)中也會(huì)有一些缺點(diǎn)，管理人員對下層作業(yè)人員缺乏約束力，表現(xiàn)為最下層勞務(wù)作業(yè)人員只服從直接雇傭人的指揮而不全部服從管理人員的直接管理，施工的制度、措施以及新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)難以第一時(shí)間貫徹和實(shí)施。管理人員無法暢通的獲得施工的信息和核心技術(shù)，企業(yè)的長久發(fā)展不利。分包成本高，使項(xiàng)目部效益壓縮。利與弊是把雙刃劍，都是對我們年輕技術(shù)管理人員的一次提升。
伴隨著區(qū)間雙線盾構(gòu)貫通，迎來的喜悅和滿滿自豪感。通過對兩次兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，裝機(jī)，調(diào)試，推進(jìn)，拆卸，吊裝，讓我對盾構(gòu)機(jī)致力于地鐵隧道生產(chǎn)管理有了更加全面細(xì)致的認(rèn)識(shí)，讓很多東西熟記于腦海。對于硬巖掘進(jìn)都有新認(rèn)識(shí)，了解及積累了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。通過十幾次換刀過程的經(jīng)歷，讓我對不論是常壓換刀還是帶壓換刀過程中都有了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和積累。對于盾構(gòu)機(jī)來說，盾構(gòu)施工過程中盾構(gòu)機(jī)維保以“養(yǎng)修并重，預(yù)防為主”為主要原則，設(shè)備在使用過程中既要注重平時(shí)的保養(yǎng)維護(hù)，又要及時(shí)維修處理，這樣才能保證盾構(gòu)施工的順利進(jìn)行。盾構(gòu)機(jī)及相關(guān)配套設(shè)備的日常保養(yǎng)分為日檢、周檢、月檢等，具體內(nèi)容根據(jù)保養(yǎng)計(jì)劃，由從事維護(hù)人員按時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)，負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)督促檢查。設(shè)備保養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施前必須做好準(zhǔn)備工作，如保養(yǎng)的內(nèi)容、所需工具、配件、人員等，按照“清潔、緊固、、調(diào)整、防腐”的方式進(jìn)行，保養(yǎng)完成后如實(shí)填寫保養(yǎng)記錄。機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，作為盾構(gòu)主司機(jī)使用者會(huì)及時(shí)通知當(dāng)班維保人員，同維保人員一起做好設(shè)備的維修工作；故障難以排除時(shí)，由現(xiàn)場負(fù)責(zé)人組織進(jìn)行設(shè)備維修工作。其實(shí)最主要的是熟悉貫通各個(gè)工序和有計(jì)劃生產(chǎn)是提高進(jìn)度和產(chǎn)能的必須點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)機(jī)；吊出井；到達(dá)接收
1 工程概況
該工程位于廣州市海珠區(qū)南洲路站至江泰路站，含東曉南路站～江泰路站（東～江），南洲站～東曉南路站（南～東）兩個(gè)區(qū)間，采用盾構(gòu)法施工的隧道工程，由江泰路站始發(fā)，經(jīng)過東曉南站，再由南洲站吊出井吊出，雙線采用一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)。其中左線隧道在2007年4月18日始發(fā)，在2008年1月28日到達(dá)吊出井。吊出井此時(shí)正在進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，根據(jù)工期策劃要求，右線隧道應(yīng)于2008年6月28日始發(fā)。若待吊出井主體施工完成后，盾構(gòu)機(jī)才出洞再拆解吊出，則盾構(gòu)機(jī)將在吊出井圍護(hù)結(jié)構(gòu)外停置至少半年，且右線隧道始發(fā)時(shí)間亦將推后至少兩個(gè)月。這對施工工期和施工安全都極其不利，為了能使右線隧道按計(jì)劃時(shí)間始發(fā)，該工程決定采取先吊出盾構(gòu)機(jī)后施工主體的施工方案。
二八號線延長線盾構(gòu)1標(biāo)吊出井位于南洲路站北面，基坑平面尺寸為43.9m×20.7m，開挖深度約25.218m，局部開挖深度約18.343m。基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用Φ1200mm，間距1350mm的鉆孔灌注樁，樁間采用Φ600mm的單管旋噴樁止水?；又误w系采用五道支撐，其中第一道為鋼筋混凝土支撐；第二、三、四、五道為鋼支撐，局部為鋼筋混凝土支撐。
2 盾構(gòu)機(jī)入井后的空間位置
盾構(gòu)機(jī)到達(dá)吊出井后，繼續(xù)掘進(jìn)并拼裝臨時(shí)管片，待掘進(jìn)至里程K10+077.568（進(jìn)入吊出井內(nèi)14.68m），此時(shí)臨時(shí)管片已拼裝4環(huán)（通縫拼裝），第4環(huán)臨時(shí)管片在盾尾部分沿隧道軸線方向推進(jìn)0.45m，此時(shí)盾構(gòu)機(jī)刀盤距南側(cè)側(cè)墻2.82m，盾尾離基坑北端頭的水平距離約為6m，盾構(gòu)機(jī)頂與第四道腰梁底的垂直距離約為2m，盾構(gòu)機(jī)底與吊出井基底的垂直距離約為1.6m，停機(jī)范圍地層為地層為主。盾構(gòu)機(jī)在基坑中的空間位置關(guān)系，如圖所示。
圖1 基坑平面圖
圖2 盾構(gòu)機(jī)入井后平面示意圖
圖3 盾構(gòu)機(jī)入井后立面示意圖
圖4
圖5
圖6 圍護(hù)樁及冠梁加強(qiáng)設(shè)計(jì)范圍示意圖（圖中左邊方框?yàn)閲o(hù)樁及冠梁加強(qiáng)設(shè)計(jì)范圍）
3 盾構(gòu)機(jī)拆解吊裝控制要點(diǎn)
3.1 拆解吊裝前的準(zhǔn)備工作
（1）吊裝專項(xiàng)方案的審查
在監(jiān)理工程師審批《盾構(gòu)機(jī)在吊出井拆吊方案》時(shí)應(yīng)特別注意盾構(gòu)機(jī)分解及吊裝的順序，盾構(gòu)機(jī)各部件的外形尺寸、重量、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、安裝方式以及吊裝起重設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，測定地基基礎(chǔ)的承載力，選定吊裝地點(diǎn)，并根據(jù)各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算每次吊裝的安全系數(shù)。特別值得注意的是吊裝地點(diǎn)的選擇，充分考慮各個(gè)部件的重量、各個(gè)部件與吊裝設(shè)備的平面位置關(guān)系、吊裝設(shè)備吊臂的長度、吊臂傾角與吊機(jī)有效功率的關(guān)系等因素。根據(jù)吊裝地點(diǎn)地層的地質(zhì)情況，提前制定地層的加固方案，采取有效措施對地層進(jìn)行加固，使地層的地基承載力能滿足吊裝的要求。
（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的處理措施
在施工左線隧道范圍內(nèi)的圍護(hù)樁時(shí)，對左線隧道范圍內(nèi)圍護(hù)樁的鋼筋籠也進(jìn)行了特殊的長度設(shè)計(jì)，即該范圍內(nèi)的鋼筋籠長度只安放至隧道頂，控制鋼筋籠底距離隧道頂約30cm左右，如此將可在盾構(gòu)機(jī)入洞破樁時(shí)省去了要割除圍護(hù)樁鋼筋的麻煩，避免了開倉作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，讓盾構(gòu)機(jī)入洞時(shí)更順利安全。
在吊出井圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，針對盾構(gòu)機(jī)吊出，考慮圍護(hù)樁除受土體壓力外，還將承受盾構(gòu)機(jī)吊裝時(shí)的荷載作用，因此設(shè)計(jì)對左線范圍內(nèi)的圍護(hù)樁和冠梁在配筋方面進(jìn)行了加強(qiáng)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)范圍如圖所示，除此之外還將基坑西側(cè)原本為鋼支撐的第四道支撐局部改成了混凝土支撐，以加強(qiáng)支撐的強(qiáng)度。
（3）地層和地面的加固措施
起重機(jī)吊裝地點(diǎn)為吊出井的南端頭，由于南端頭地層較好，只對南端頭地面進(jìn)行了加固而未對地層進(jìn)行加固。南端頭地面的加固措施是：在吊裝設(shè)備停放范圍內(nèi)澆筑了厚30cm的C40鋼筋混凝土板，在板內(nèi)布置了上下兩層鋼筋網(wǎng)，吊裝時(shí)在板上鋪設(shè)兩塊長8m，寬1.5m，厚8mm的鋼板。
（4）盾構(gòu)機(jī)到達(dá)吊出井前的控制
在左線盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)到達(dá)吊出井時(shí)之前30m需對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行定位及線路軸線復(fù)核測量，若發(fā)現(xiàn)偏差則需勤測勤糾；后20環(huán)管片需采用扁鋼進(jìn)行連接，并進(jìn)行二次復(fù)緊，且每隔5環(huán)注雙液防水環(huán)箍。
（5）吊出井基坑土方開挖
盾構(gòu)機(jī)開挖前，吊出井基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)已施工完成，基坑封閉。待盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入吊出井后，需分兩步進(jìn)行土方開挖，并將盾構(gòu)機(jī)開挖出來。
第一步：先進(jìn)行吊出井上層土方開挖，待開挖至標(biāo)高約-8.8時(shí)（開挖深度約15.8m），此時(shí)盾構(gòu)機(jī)刀盤頂標(biāo)高約-10.3，盾構(gòu)機(jī)上覆土厚度約為1.5m，開始由人工清理盾構(gòu)機(jī)正上方土體。
第二步：盾構(gòu)機(jī)兩側(cè)面土體則由人工配合小型機(jī)具進(jìn)行開挖，兩側(cè)開挖標(biāo)高至-15.5（開挖深度為22.5m），此時(shí)盾體兩側(cè)覆土約0.8m。
3.2 盾構(gòu)機(jī)拆解吊裝步驟
盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入吊出井停機(jī)后，后配套與盾構(gòu)機(jī)分離后保養(yǎng)（管路封堵、電纜頭處理），后配套臺(tái)車及橋架和主機(jī)分離后，用電瓶車?yán)厥及l(fā)井。橋架固定到管片車上，邊鋪軌邊用兩臺(tái)電瓶車往回拉。
當(dāng)土方開挖至盾構(gòu)機(jī)頂時(shí)，為防止挖掘機(jī)對盾構(gòu)機(jī)造成損傷，采用人工開挖，人工挖除盾構(gòu)機(jī)周邊上半部分土體（此時(shí)盾構(gòu)機(jī)盾體約外露出5.2m）后，則對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行拆解，其順序如下：
拆除管片，焊接各種吊環(huán)并做探傷檢測拆卸螺旋輸送器并放置于成型隧道內(nèi)拆卸管片拼裝器并吊裝分離中盾與尾盾并吊裝尾盾分離前盾與中盾并吊裝中盾拆卸并吊裝刀盤吊裝前盾吊裝螺旋輸送器
圖7 盾構(gòu)機(jī)半埋在井內(nèi)
圖8 管片拆卸及吊裝
圖9 盾尾吊裝
圖10 前盾吊裝
3.3 盾構(gòu)機(jī)拆解吊裝要點(diǎn)
（1）吊裝過程中的控制
每次吊裝現(xiàn)場都有安全人員、指揮人員、司索人員、起重機(jī)司機(jī)，且配備通訊器材。吊裝時(shí)司索掛鉤完畢后，檢查卸扣、鋼絲繩的狀態(tài)情況，由現(xiàn)場指揮人員、安全人員和起重機(jī)司機(jī)三人確認(rèn)后，方可起吊。起吊時(shí)控制物體的穩(wěn)定，在起吊10cm時(shí)停止一下，再次檢查卸扣、鋼絲繩的狀態(tài)情況，確定安全后，則勻速提升物體。在整個(gè)吊裝過程中安全人員、指揮人員、司索人員和起重機(jī)司機(jī)對所吊物體進(jìn)行目視跟蹤，觀察吊物的扶護(hù)或繩索的穩(wěn)固情況，避免吊裝過程中與支撐發(fā)生碰撞。
（2）吊裝過程應(yīng)注意加強(qiáng)監(jiān)測
注意加強(qiáng)對基坑的各項(xiàng)監(jiān)測工作。在吊裝前針對因吊裝而使基坑容易發(fā)生變形的位置布設(shè)變形觀測點(diǎn)并測定初始值，吊裝時(shí)對變形觀測點(diǎn)進(jìn)行跟蹤觀測，掌握基坑的變形量，及時(shí)了解基坑的安全狀態(tài)。
（3）吊裝過程中應(yīng)注意對支撐的保護(hù)
由于基坑內(nèi)所有支撐都未拆除而且處于受力狀態(tài)，基坑的空間受到限制，一旦吊裝物體與支撐發(fā)生碰撞就很容易發(fā)生意外，因此在吊裝過程加強(qiáng)現(xiàn)場指揮，起吊速度盡量緩慢并保持勻速，盡量避免與支撐發(fā)生碰撞，以免發(fā)生安全事故。
（4）吊環(huán)焊接后進(jìn)行探傷檢測
在進(jìn)行盾構(gòu)吊裝前必須對吊環(huán)的焊接進(jìn)行探傷檢測，以免發(fā)生安全事故。
4 與先施工主體后吊出方案的比較
在盾構(gòu)法隧道施工中，通常是先施工完吊出井的主體結(jié)構(gòu)后再進(jìn)行盾構(gòu)吊出，但本工點(diǎn)由于吊出井前期施工滯后，致使工期緊迫，為保證右線隧道能按時(shí)始發(fā)，采取了先盾構(gòu)吊出再施工吊出井主體結(jié)構(gòu)。
下面將先從技術(shù)和工序上與先施工主體后吊出比較，分析其利弊：
4.1 有利因素
（1）縮短了盾構(gòu)隧道施工的工期，為二次始發(fā)爭取了寶貴的時(shí)間。
（2）吊出井主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)無需預(yù)留盾構(gòu)吊出洞口，中板施工時(shí)也無需預(yù)留鋼筋，中板可一次性完成澆筑。
（3）盾構(gòu)機(jī)到達(dá)時(shí)無需接收架，且不需進(jìn)行端頭加固，到達(dá)安全可靠。
（4）無需預(yù)留隧道洞門，不需進(jìn)行洞門破除，洞門可與側(cè)墻同時(shí)澆筑，有利于防水。
4.2 不利因素
（1）盾構(gòu)機(jī)需解體分次吊裝。
（2）須對吊出井的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)。
（3）要求要有較好的地層。
由于施工技術(shù)和工序的不同，相對應(yīng)的施工費(fèi)用也有所不同，其對比如下：
（1）增加的施工費(fèi)用
1）圍護(hù)樁及冠梁加強(qiáng)設(shè)計(jì)所增加的材料費(fèi)用；
2）地層及地面加固所增加的費(fèi)用。該部分費(fèi)用較少，因?yàn)榫推胀ǖ亩軜?gòu)吊出有時(shí)也需對地層和地面進(jìn)行加固，只是本工點(diǎn)的地層及地面加固的強(qiáng)度要求高點(diǎn)。
（2）節(jié)省的施工費(fèi)用
1）節(jié)省了制作接收架的費(fèi)用；
2）節(jié)省了端頭加固及對加固效果進(jìn)行檢測的費(fèi)用；
3）節(jié)省了洞門破除的費(fèi)用。
【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)隧道；施工過程；管片結(jié)構(gòu)；受力特征
引言
盾構(gòu)隧道施工階段的管片結(jié)構(gòu)受力特性與正常使用階段具有一定的差異性。在隧道的正常使用階段，只需要進(jìn)行管片結(jié)構(gòu)的平面應(yīng)變力的分析。而在施工階段，由于受到多種不確定因素的影響，管片結(jié)構(gòu)的受力問題則成為了典型的三維問題。為了保證隧道施工的質(zhì)量以及管片結(jié)構(gòu)的安全，對盾構(gòu)隧道施工過程中的管片結(jié)構(gòu)受力特征進(jìn)行深入的研究是很有必要的。
1 施工過程的管片結(jié)構(gòu)受力特征研究
1.1 施工過程的管片受力情況
盾構(gòu)隧道施工的整個(gè)過程都在地下，盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)應(yīng)以力學(xué)理論、結(jié)構(gòu)理論和連續(xù)介質(zhì)理論為指導(dǎo)，綜合分析隧道結(jié)構(gòu)和地層的相互作用情況。但是就目前來看，使用的較為廣泛的設(shè)計(jì)理論依然是荷載結(jié)構(gòu)法，而利用這種方法只能對隧道襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，卻無法進(jìn)行圍巖應(yīng)力和變形的計(jì)算，因?yàn)?，受到施工工藝和環(huán)境的影響，很多荷載的施加具有一定的隨機(jī)性[1]。但是，由于在盾構(gòu)隧道施工階段，需要在管片結(jié)構(gòu)上進(jìn)行作用力的施加，所以需要采用合理的方法進(jìn)行管片結(jié)構(gòu)受力特征的分析，從而避免施工荷載對管片結(jié)構(gòu)的破壞。就目前來看，盾構(gòu)隧道施工施加在管片結(jié)構(gòu)上的荷載有施工荷載和操作荷載。其中，施工荷載包含了千斤頂推力、盾尾密封刷壓力、壁后注漿壓力、上浮力等多種作用力。而操作荷載則主要為管片拼裝機(jī)的推力。
首先，千斤頂推力是隧道施工的主要驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)也是施工過程中管片結(jié)構(gòu)所承受的最大的外力。淤泥質(zhì)粘土層中的千斤頂推力最高將達(dá)到12MN，全斷面沙土地層的千斤頂推力則能夠達(dá)到20MN，而跨江海的盾構(gòu)隧道的千斤頂推力則達(dá)到了30MN以上[2]。
其次，注漿壓力主要是在注漿填充盾尾間隙的過程中產(chǎn)生的，而在該種壓力達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，將引起管片局部或整體上浮、錯(cuò)位、開裂或其他形式的破壞。所以，壁后注漿是盾構(gòu)隧道施工的重要工作，關(guān)系著施工質(zhì)量的好壞。而通常情況下，在管片完成安裝后注漿時(shí)，管片外側(cè)圍巖壓力將達(dá)到最大。在扣除初始應(yīng)力的情況下，這種壓力增量最高將達(dá)到143.5kPa。而在盾構(gòu)機(jī)械進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)，圍巖壓力也會(huì)隨之變化。例如，在盾構(gòu)推進(jìn)19環(huán)的情況下，28.5m后圍巖的拱頂壓力就會(huì)在18.8到35.2kPa之間，左側(cè)為56.4到68kPa之間，右側(cè)則在41.1到59.3kPa之間。此外，注漿壓力也是導(dǎo)致管片結(jié)構(gòu)內(nèi)力增長的重要因素。
再者，盾構(gòu)隧道承受的上浮力是在注漿完成后產(chǎn)生的。因?yàn)椋谧{完成后，盾構(gòu)會(huì)在水泥漿液凝結(jié)的時(shí)間里進(jìn)行掘進(jìn)。而在這種情況下，會(huì)有一定范圍內(nèi)的管片未能得到及時(shí)裹住，從而導(dǎo)致管片懸浮在注漿液中，進(jìn)而使管片承受一定的上浮力。此外，由于盾殼與管片之間存在著一定的摩擦力的同時(shí)，管片也會(huì)承受盾尾密封刷對其的環(huán)向壓力，所以在盾構(gòu)長時(shí)間停止掘進(jìn)時(shí)，這些壓力將對管片結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響。最后，在管片拼裝的過程中，管片結(jié)構(gòu)將承受裝配器荷載對其的作用。一方面，管片本身的自重較重，所以需要裝配器施加足夠的作用力進(jìn)行管片的拼裝。另一方面，在進(jìn)行管片拼裝的過程中，需要進(jìn)行拼裝位置的來回調(diào)整。而一旦出現(xiàn)了管片斷面受力不均的情況，就會(huì)導(dǎo)致管片內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。
1.2 施工過程的管片結(jié)構(gòu)受力特征
從受力特征角度來看，盾構(gòu)隧道施工的過程中，管片結(jié)構(gòu)主要有三種受力特征，既典型三維特征、不確定性和不可忽視性[3]。其中，管片結(jié)構(gòu)的典型三維受力特征指的是因?yàn)楣芷Y(jié)構(gòu)受到了來自于千斤頂推力、注漿壓力等多個(gè)方向的作用力。所以，在進(jìn)行施工過程的管片結(jié)構(gòu)的受力情況的分析時(shí)，難以將管片結(jié)構(gòu)的受力情況簡化成平面模型，因此也給管片結(jié)構(gòu)的受力分析問題帶來了一定的困難。就目前來看，通常用來進(jìn)行施工過程的管片結(jié)構(gòu)受力情況分析的方法為修正慣用法。具體來說，就是將管片環(huán)當(dāng)做是剛度均勻的環(huán)來進(jìn)行管片結(jié)構(gòu)的受力分析。而管片結(jié)構(gòu)受力之所以具有一定的不確定性，是因?yàn)樽饔迷诠芷Y(jié)構(gòu)上的千斤頂推力在盾構(gòu)隧道掘進(jìn)階段和糾偏階段有所不同。此外，在糾偏階段，由于千斤頂推力會(huì)在管片結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生一定的應(yīng)力集中效應(yīng)，所以也導(dǎo)致了管片結(jié)構(gòu)的受力的不確定性。此外，由于盾構(gòu)機(jī)械偏移帶來的拼裝軸線偏移問題，也使得管片間存在著一定的拼裝應(yīng)力，從而也導(dǎo)致管片結(jié)構(gòu)受力的不確定性。管片結(jié)構(gòu)受力的不可忽視性，則是因?yàn)樵诙軜?gòu)施工過程中，管片結(jié)構(gòu)會(huì)受到施工荷載的影響而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的破壞現(xiàn)象。所以，想要保證施工的質(zhì)量和管片結(jié)構(gòu)安全，就不能忽視管片結(jié)構(gòu)的受力問題。
1.3 導(dǎo)致管片結(jié)構(gòu)破壞的受力情況分析
在盾構(gòu)隧道施工的過程中，管片裂縫、管片局部破損、管片滲漏和管片錯(cuò)臺(tái)都是較為常見的管片結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象[4]。管片裂縫主要是因?yàn)槭┕ず奢d對管片結(jié)構(gòu)的作用而造成的。一方面，在盾構(gòu)機(jī)械進(jìn)行姿態(tài)的調(diào)整時(shí)，盾殼應(yīng)力會(huì)積聚到一定的程度，并導(dǎo)致管片結(jié)構(gòu)的破損。另一方面，在盾構(gòu)掘進(jìn)的過程中，由于管片環(huán)中心軸線與盾構(gòu)機(jī)械中心軸線存在著一定的偏差，所以導(dǎo)致管片產(chǎn)生一定的軸向彎矩，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的裂縫。管片局部破損的原因是管片在運(yùn)輸或拼裝的過程中遭受了擠壓、沖撞和摩擦等作用力。在盾構(gòu)隧道施工的過程中，管片的錯(cuò)位會(huì)導(dǎo)致管片之間的止水條不能正常的吻合，進(jìn)而造成管片的滲水。同時(shí)，一些貫穿性裂縫的存在，也同樣會(huì)引起管片滲水。此外，由千斤頂擺放位置不對引發(fā)的止水條損壞和拼裝過程造成的止水條脫落，也同樣會(huì)導(dǎo)致管片的滲漏。最后，管片錯(cuò)臺(tái)也是較為常見的管片結(jié)構(gòu)破損現(xiàn)象，而之所以出現(xiàn)這一現(xiàn)象，則是管片結(jié)構(gòu)受到了注漿壓力、上浮力、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整等多種因素的影響。
2 結(jié)論
總而言之，為了保證盾構(gòu)隧道施工的質(zhì)量，在進(jìn)行隧道管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮施工過程對管片結(jié)構(gòu)的各種不利影響。而從本文的研究來看，管片結(jié)構(gòu)的受力情況較為復(fù)雜，只有通過三維模型體系，才能更好的進(jìn)行管片結(jié)構(gòu)受力情況和特征的分析。同時(shí)，在進(jìn)行管片結(jié)構(gòu)破裂和滲漏等問題的研究時(shí)，需要考慮到管片結(jié)構(gòu)的三維特性、不確定性和不可忽略性這三種受力特征。只有這樣，才能全面看待管片結(jié)構(gòu)受力問題，從而確保管片結(jié)構(gòu)施工及運(yùn)營階段的安全，同時(shí)促進(jìn)盾構(gòu)隧道施工質(zhì)量的提高。
參考文獻(xiàn)：
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[3]郭瑞，何川，方勇.膨脹土地層中盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)受力分析與對策研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2010（47）.
[4]薄帥帥.盾構(gòu)施工對管片結(jié)構(gòu)受力的影響分析[D].北京交通大學(xué)，2010.
1.工程概況
1.1工程地理位置、規(guī)模及設(shè)計(jì)情況
黃延高速LJ-6標(biāo)位于起訖點(diǎn)樁號為K27+900～K38+500，全長10.6km；本合同段共有剛構(gòu)橋2座，分別為桃園大橋與董家溝特大橋。由于兩座剛構(gòu)橋施工方法一致，本總結(jié)以桃園大橋?yàn)槔?/p>
桃園大橋起點(diǎn)樁號K33+397.5，終點(diǎn)樁號 K33+834.5，橋梁全長437米，最大橋高112米，主橋最大墩高106米，道路等級為高速公路，設(shè)計(jì)車速100km/h，車輛荷載等級為公路—I級，橋面凈寬：0.5米（防護(hù)欄）+15.25米（行車道）+2.0米（中央分隔帶）+15.25米（行車道）+0.5米（防護(hù)欄），主橋上部結(jié)構(gòu)為（55+2×100+55）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為雙支薄壁空心橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；引橋上部結(jié)構(gòu)為30m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩、樁基礎(chǔ)。
其主墩為3#、4#、5#墩，墩身高度分別為83米、106米、58米。（55+2×100+55）m連續(xù)剛構(gòu)全長310m，中支點(diǎn)梁高6.0m，跨中梁高3.00m，其間按1.8次拋物線變化，邊支座中心線至梁端0.6m。梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬16.65m，底寬8.65m，頂板厚度0.32m，底板厚度由跨中0.32m按1.8次拋物線變化至根部0.8m，腹板厚跨中為0.55m、根部段為0.7m，漸變段長3.5m，主梁在中支點(diǎn)共設(shè)3個(gè)橫隔板、端支點(diǎn)設(shè)1個(gè)橫隔，隔板設(shè)有孔洞。
1.2工程地質(zhì)、水文和自然條件
桃園大橋主墩位于黃土梁峁溝壑區(qū)，地形起伏較大，溝谷呈扁“U”字型，橋址區(qū)地表分布主要為黃土。
桃園大橋所在區(qū)域?qū)賰?nèi)陸，屬暖溫帶大陸性半干旱氣候，早晚溫差較大，查最近三年寺仙年均氣溫8.6～9.4℃,元月最冷，平均氣溫-0℃～-2℃，極端低溫－2～－8℃；10月底至次年3月中旬為冬季，除中午為正溫外，其余時(shí)間段溫度均在0℃以下，最大溫差24℃。
年平均風(fēng)速變化幅度1.3－3.3米/秒，區(qū)內(nèi)以西南風(fēng)為主。冬季盛行西北風(fēng)、夏季多為東南風(fēng)。
1.3工期計(jì)劃安排
根據(jù)業(yè)主的工期計(jì)劃，剛構(gòu)橋2015年5月底合攏；項(xiàng)目部在根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工情況制定了桃園大橋3個(gè)主墩0#塊均在8月底前完成。
2.施工要點(diǎn)
2.1 墩身預(yù)埋件埋設(shè)
在墩身施工至最后2、3節(jié)時(shí)，嚴(yán)格按照托架施工圖紙?jiān)O(shè)置預(yù)埋件，保證預(yù)埋件位置的準(zhǔn)確，同時(shí)鋼板與錨固鋼筋焊縫確保密實(shí)，錨固可靠。預(yù)埋時(shí)嚴(yán)格控制預(yù)埋件鋼板位置，使之凹進(jìn)墩身模板3cm。
2.2 托架操作平臺(tái)
墩身施工完畢后，拆除墩身液壓爬模模板及第一級平臺(tái)支架，將平臺(tái)上其它材料及機(jī)具清理干凈，托架焊接及施工平臺(tái)利用液壓爬模第二級操作平臺(tái)，方便作業(yè)人員對托架進(jìn)行準(zhǔn)確對位及焊接作業(yè)。
2.3 托架施工
在地面嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙放樣，提前焊接好三角托架，然后利用塔吊吊裝，在操作平臺(tái)上，將托架與墩身預(yù)埋鋼板栓接，同一截面上每片托架焊接成整體，增強(qiáng)穩(wěn)定性，然后其上鋪設(shè)橫向I20a工字鋼分配梁，間距60cm，工字鋼縱向采用[10槽鋼焊接連成整體，增加穩(wěn)定性，左中右各焊接一道。分配梁安裝加固完成后進(jìn)行0#塊翼板下支架搭設(shè)。
2.4 托架預(yù)壓
托架安裝、焊接完成后檢查所有焊縫，確保焊縫高度不小于8mm，對底腹板下所有托架按懸臂段1.5m梁體自重荷載的120%進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓采用掛籃前橫梁2I56a工字鋼在墩頂做反力架，利用墩頂預(yù)埋的豎向φ32精軋螺紋鋼將反力架錨固，80t穿心式千斤頂反頂托架，以消除托架塑性變形，并監(jiān)控測量托架彈性變形情況，為施工中高程控制提供可靠依據(jù)。
2.5 模板施工
0#塊底模采用18mm厚膠合板，采用I20a制作成斜形馬凳以支撐底板，在斜馬凳與底板間采用10×10cm方木調(diào)整標(biāo)高。側(cè)模板采用專業(yè)廠家制作的掛籃鋼模板組拼，模板間采用栓接。
待預(yù)壓完成，清除預(yù)壓配重，安裝0#塊側(cè)模，調(diào)整底模及翼緣板標(biāo)高，安裝底板、腹板鋼筋及相應(yīng)預(yù)應(yīng)力管道，安裝箱梁內(nèi)模。內(nèi)模采用P3015建筑模板組拼，內(nèi)模支撐架采用鋼管腳手架，立桿間距縱橫方向均為60cm，頂托上縱橫向鋪設(shè)10×10cm方木。腹板采用Φ25精軋螺紋鋼對拉桿進(jìn)行加固，間距為100cm。內(nèi)模施工完成后安裝頂板其余鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道，準(zhǔn)備澆筑混凝土。
3. 安全施工要點(diǎn)
1、混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑施工安全工作，必須認(rèn)真貫徹執(zhí)行現(xiàn)行《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。
【關(guān)鍵詞】門式起重機(jī)；運(yùn)輸；總組
宏海號22000噸桁架式拱形起重機(jī)是目前全球在制的最大門式起重機(jī)，該起重機(jī)主要用于海上石油平臺(tái)的吊裝，即該起重機(jī)可以直接將在陸地上制造的海上石油平臺(tái)整體吊裝下水，開創(chuàng)了海上石油平臺(tái)陸地造的先例，大大降低了海上石油平臺(tái)的制造成本，并縮短了制造周期。
宏海號22000噸桁架式拱形起重機(jī)的主要鋼結(jié)構(gòu)由主梁，剛腿和柔腿組成。在這些結(jié)構(gòu)中主梁的制造，尤其是總組風(fēng)險(xiǎn)最大。由于宏海號22000噸桁架式拱形起重機(jī)制作安裝地處黃海之濱的長江口上，常年有三分之一以上的時(shí)間大風(fēng)降雨，現(xiàn)場總組難度極大。為了減少現(xiàn)場施工工作量，降低總組施工風(fēng)險(xiǎn)，我們將原施工方案進(jìn)行了修改，將原施工方案中屬于現(xiàn)場總組的桁片總組改為節(jié)段總組。即在車間廠房內(nèi)將桁片拼裝為節(jié)段，再將節(jié)段用平板車運(yùn)到現(xiàn)場總組。
主梁分段圖如下；
1、主梁節(jié)段制作
（1）在平臺(tái)上放樣劃出各節(jié)段下弦平面系相關(guān)桿件的定位線。
（2）根據(jù)放樣線，將制作完成的節(jié)段上下弦平面系桁片吊裝合樣固定。
（3）將制作完成的下平聯(lián)吊裝合樣組拼固定；
（4）依次將制作完成的橫聯(lián)和上平聯(lián)吊裝組拼固定；
（5）按圖紙尺寸檢查節(jié)段各相關(guān)尺寸，合格后進(jìn)入焊接程序；
（6）節(jié)段焊接完成后，合樣檢查相關(guān)尺寸，并劃出端部邊線；
（7）報(bào)檢合格后，切割節(jié)段長度，留焊接收縮量。
2、主梁節(jié)段運(yùn)輸
根據(jù)主梁節(jié)段制造和運(yùn)輸方案，需解決以下問題：
（1）運(yùn)輸車輛確定
主梁最長節(jié)段（a8a7a6e8e7e6）尺寸為11520mm×21800mm×14890mm（長×寬×高），重量約281噸；主梁最重節(jié)段（a1g2）尺寸為11520mm×19103mm×17644mm（長×寬×高），重量約358噸；
為了滿足主梁節(jié)段的運(yùn)輸和總組需要，我們按主梁節(jié)段的最大尺寸和最大噸位選擇了運(yùn)輸車輛，參數(shù)如下：
380t平板車參數(shù)：
（2）主梁節(jié)段的捆扎和加固
由于主梁節(jié)段屬于超高，超重和尺寸龐大的物件，其重心又偏高，所以主梁節(jié)段的運(yùn)輸有一定風(fēng)險(xiǎn)。為了保證主梁節(jié)段運(yùn)輸?shù)陌踩煽浚紫纫_定主梁節(jié)段的重心位置，使其始終處于運(yùn)輸平板車的中間部位，并用鋼絲繩將主梁節(jié)段牢牢的捆扎在平板車上。
（3）運(yùn)輸?shù)缆返钠秸?/p>
由于運(yùn)輸平板車寬度只有6100mm，節(jié)段兩邊超出平板車的尺寸將近9000mm，再加上主梁節(jié)段重心又較高，為了防止節(jié)段運(yùn)輸過程中左右搖擺顛簸，需要壓實(shí)平整并澆注一條混凝土道路。
（4）a1g2節(jié)段運(yùn)輸（重量約358噸）：
如圖二所示，先在車間平臺(tái)上制作主梁節(jié)段，制作完成后將主梁節(jié)段下部平臺(tái)部分拆除，然后將運(yùn)輸平板車開到主梁節(jié)段下面，利用運(yùn)輸平板車的液壓油缸頂起主梁節(jié)段，然后進(jìn)行捆扎和加固，檢查合格后運(yùn)往主梁總組場地。
3、現(xiàn)場總拼
（1）按主梁總圖劃線放地樣，布置支墩位置（需準(zhǔn)備臨時(shí)支墩4～8件）；
（2）在臨時(shí)支墩上設(shè)置千斤頂和位移調(diào)整裝置；
（3）首先把中間節(jié)段運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，調(diào)整對位后通過運(yùn)輸車輛的升降系統(tǒng)將節(jié)段平穩(wěn)落在臨時(shí)支墩上（運(yùn)輸車輛下降過程中必須逐步降低高度，確保臨時(shí)支墩均勻受力），檢查無誤后車輛退出；
（4）通過千斤頂和位移裝置把中間節(jié)段按地樣調(diào)整，使節(jié)段中心線、水平線和端部相關(guān)線與地樣重合；
（5）用正式支墩支撐并頂緊，通過全站儀檢查中間節(jié)段水平度和各連接部位坐標(biāo)點(diǎn)，檢查無誤后，把節(jié)段與支墩連接固定，撤出臨時(shí)支墩；
把節(jié)段按從中間到兩端的順序依次運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，重復(fù)以上步驟，通
過千斤頂和位移裝置調(diào)整節(jié)段合地樣線，并與中間節(jié)段對接；
關(guān)鍵字：西安地鐵；盾構(gòu)法；隧道施工；地表沉陷
引言
盾構(gòu)法（ShieldMethod）是暗挖法施工中的一種全機(jī)械化施工方法，它是將帶防護(hù)罩的特制機(jī)械（即盾構(gòu)）在破碎巖層或土層中推進(jìn)，通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌，同時(shí)在開挖面前方用切削裝置進(jìn)行土體開挖，通過出土機(jī)械運(yùn)出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進(jìn)，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工方法。我國自20世紀(jì)50年代初開始引進(jìn)盾構(gòu)法隧道技術(shù)，20世紀(jì)90年代后，盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)逐漸地應(yīng)用于能源、交通、水利等領(lǐng)域的隧道建設(shè)中。尤其是，隨著我國綜合國力的提高，城市現(xiàn)代化建設(shè)也必將提速，而緩解城市交通壓力的城市地鐵建設(shè)將是重中之重。城市軌道交通事業(yè)的發(fā)展，伴隨著盾構(gòu)法技術(shù)在我國突飛猛進(jìn)的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。目前，已有約100余臺(tái)盾構(gòu)機(jī)在北京、廣州、上海、深圳、西安等10多個(gè)城市地鐵隧道施工領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的效用。可以預(yù)料，21世紀(jì)必將是我國城市地鐵建設(shè)的高峰時(shí)期，我國已經(jīng)進(jìn)入了大規(guī)模地鐵的時(shí)代[1]。根據(jù)保持開挖面土體穩(wěn)定所采用的平衡方式不同，盾構(gòu)可分為土壓平衡盾構(gòu)和泥水加壓盾構(gòu)。土壓平衡盾構(gòu)的工作原理是通過調(diào)整拍拖量或開挖量來直接控制土倉內(nèi)的壓力，使其與開挖面地層水、土壓力相平衡，同時(shí)直接利用土倉的泥土對開挖面地層進(jìn)行支護(hù)，從而在開挖面土倉保持穩(wěn)定的條件下進(jìn)行隧道掘進(jìn)。
1.工程概況
本文選題主要來源于西安地鐵三號線科技路站～太白路南站區(qū)間隧道工程土壓平衡盾構(gòu)法施工實(shí)踐（下稱科太區(qū)間盾構(gòu)工程）?？萍悸氛尽啄下氛緟^(qū)間地貌屬皂河～級階地，隧道圍巖主要為密實(shí)狀態(tài)的2-5層中砂，其次為密實(shí)狀態(tài)的2-6層粗砂、2-4層細(xì)砂，部分段落穿越可塑狀態(tài)的2-2層、4-4層粉質(zhì)粘土，圍巖相變大結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。區(qū)間隧道通過2-5層中砂約占94%，2-6層粗砂約占3%，2-4層細(xì)砂約占1%，2-2粉質(zhì)粘土約占1%，4-4粉質(zhì)粘土約占1%。隧道通過地層斷面如圖1所示。
本工程地質(zhì)條件極其復(fù)雜多變，在軸線方向上開挖面上下巖土性質(zhì)相差懸殊，且每一種巖土厚度都很不穩(wěn)定，造成土艙壓力忽高忽低，難以達(dá)到平衡。隨著盾構(gòu)向前掘進(jìn)，上部軟弱砂土、砂礫超量進(jìn)入土艙，容易導(dǎo)致地表出現(xiàn)漏斗狀塌陷。同時(shí)，由于飽和砂土地層、砂礫地層均易固結(jié)、土水分離，易受水的滲透，不易形成塑性流動(dòng)，因此被開挖下來的土砂在刀盤、壓力艙內(nèi)易形成“泥餅”，造成壓力艙閉塞致使旋轉(zhuǎn)扭矩上升、排土不暢；或由于排土口水壓過大而發(fā)生噴涌，最終使開挖面失穩(wěn)。飽和砂土圍巖～旦發(fā)生開挖面失穩(wěn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致開挖面前部產(chǎn)生流砂，發(fā)生地面坍塌[2-3]。
本課題在前人、學(xué)者、工程技術(shù)人員實(shí)踐和研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合該工程實(shí)例，研究在飽和含水砂層條件下利用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道施工的應(yīng)用技術(shù)，并對該條件下地地表沉陷控制進(jìn)行研究，系統(tǒng)總結(jié)和闡述了土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在富水砂層條件下施工的關(guān)鍵性技術(shù)和地表沉陷控制方法，具有一定的學(xué)術(shù)價(jià)值，對拓寬土壓平衡盾構(gòu)機(jī)應(yīng)用范圍及在相近地層條件下的地鐵盾構(gòu)安全施工具有參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。
2.國內(nèi)外盾構(gòu)法施工的研究現(xiàn)狀
英國與其他一些國家在20世紀(jì)20年代開始對“在軟弱地層中開挖隧產(chǎn)生地面沉陷和地層變形”問題進(jìn)行研究，重點(diǎn)在于經(jīng)驗(yàn)公式推導(dǎo)及理論分析。日本在飽和砂土地層隧道施工中，泥水盾構(gòu)的使用占絕大多數(shù)。
在國內(nèi)，隨著廣州、西安、南京、蘇州等城市地鐵建設(shè)的發(fā)展，土壓平衡盾構(gòu)在含水砂層隧道施工逐漸應(yīng)用，一些學(xué)者和工程技術(shù)人員開始對這一課題進(jìn)行研究，例如：楊志新、袁大軍對長距離富水砂層土壓平衡盾構(gòu)施工對土體的擾動(dòng)機(jī)理、擾動(dòng)規(guī)律、控制方法進(jìn)行了研究；吳昊對土壓平衡盾構(gòu)過富水砂層的施工參數(shù)選定與控制技術(shù)進(jìn)行了論述；張成對土壓平衡盾構(gòu)在富水砂層中掘進(jìn)采用雙級螺旋輸送器進(jìn)行了分析和總結(jié)。王振飛通過對北京地鐵盾構(gòu)通過砂卵石地層的研究，分析了砂卵石地層刀具磨損特征和磨損規(guī)律，優(yōu)化了刀具配置方案。曾華波對廣州地鐵盾構(gòu)區(qū)間部分穿越砂層施工中，渣土流動(dòng)性差，排土困難，地下水壓高時(shí)，易發(fā)生噴涌、易造成地表沉降等問題的處理方法進(jìn)行了闡述。吳迪對富水砂層土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)施工引起的地表沉降進(jìn)行了系統(tǒng)分析，找到土體的變形規(guī)律與本構(gòu)模型；分析了隧道施工引起的土體擾動(dòng)機(jī)理分析；闡述了土壓平衡盾構(gòu)施工工藝。
目前，國內(nèi)對土壓平衡盾構(gòu)在含水砂層施工中的地層沉降控制技術(shù)及具體施工難題有較為深入的研究，但對于長距離富水砂層土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)系統(tǒng)的總結(jié)和研究尚不多見。且對西安地鐵全斷面砂層盾構(gòu)施工技術(shù)的研究也很少，因此有必要對西安地鐵盾構(gòu)穿過砂層段關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行研究。
對于盾構(gòu)穿越砂層地質(zhì)條件引起的地表沉降，目前國內(nèi)研究有吳昊對土壓平衡盾構(gòu)過富水砂層的施工參數(shù)選定與控制技術(shù)進(jìn)行了論述；張成對土壓平衡盾構(gòu)在水砂層中掘進(jìn)采用雙級螺旋輸送器進(jìn)行了分析和總結(jié)；在廣州地鐵二號線新～磨區(qū)間下穿華南快速干線的超淺埋暗挖隧道施工中，成功應(yīng)用水平旋噴攪拌樁在飽和粉細(xì)砂地層中進(jìn)行超前預(yù)支護(hù)，解決了飽和砂性地層中超淺埋暗挖隧道的施工難題；李力針對北京地鐵四號線西單～靈境胡同渡線隧道工程，利用理論分析、數(shù)值模擬手段，研究分析在粉細(xì)砂地層中修建大跨隧道時(shí)注漿管棚的預(yù)支護(hù)作用機(jī)理、圍巖塑性區(qū)范圍、地表沉降最大值及不同支護(hù)條件下的沉降。吳波、劉維寧等基于彈-黏塑性模型，使用三維有限元程序，對某淺埋城市隧道工程在開挖過程中地表和圍巖變形以及圍巖的穩(wěn)定性的時(shí)空效應(yīng)進(jìn)行了分析和探討。
對于地表沉降方面國外對軟弱地層隧道開挖誘發(fā)的變形破壞機(jī)理研究起步較早，主要方法有模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗(yàn)。泰沙基早在20世紀(jì)30年代利用活板門物理模型研究了隧道開挖引起的沉降和襯砌受力情況，但是不能模擬隧道開挖的過程；Adachi（2003）在1倍的重力加速度和離心條件下，利用軸對稱活板門的二維和三維試驗(yàn)研究了覆跨比對開挖引起的地表沉降和襯砌受力的影響；Nomoto（1999）研制了小型盾構(gòu)機(jī)來模擬盾構(gòu)機(jī)施工過程，得到了隨著施工推進(jìn)地面下沉規(guī)律。在數(shù)值計(jì)算方面，主要集中在有限元和離散元應(yīng)用。Park（2002）利用有限元模擬了未固結(jié)傾斜地層變形特性，得出隧道開挖引起的地表沉降與地層的傾向有很大關(guān)系；Kasper（2004）用三維有限元模擬了軟弱地層中盾構(gòu)開挖時(shí)地層和襯砌的應(yīng)力分布和變形特點(diǎn)；Kimura（2005）通過研究淺埋隧道的～系列加固方法的加固效果，發(fā)現(xiàn)鎖腳錨桿和長大管棚可以有效地控制地表沉降；Tannant（2004）利用離散元研究了高地應(yīng)力下隧道襯砌的作用，發(fā)現(xiàn)襯砌能夠很好地控制碎裂巖體變位和減小隧道周邊的變形；ChenS.Cz（2002）提出了混合離散元和有限元方法模擬了碎裂巖體中隧道開挖，獲得了理想結(jié)果。O.Reilly和New等針對不用的地層，研究了采用不同的施工方法所引起的地表沉降問題。在大量的實(shí)測資料基礎(chǔ)上，提出了沉降槽寬度、地層損失和地表沉降的預(yù)計(jì)公式。Attewell等通過假定橫向地表沉降為正態(tài)分布形式、縱向分布為二次拋物線形態(tài)，得出了隧道施工引起的三維地表運(yùn)動(dòng)公式。Attwell和Woodmae檢查了大量在黏土中修建隧道的案例，發(fā)現(xiàn)用累積概率曲線來描述開挖面無支撐時(shí)的縱向沉降曲線是有效的，當(dāng)開挖面有支撐力時(shí)，可用累積概率曲線的轉(zhuǎn)換形式來描述。
3.盾構(gòu)施工研究內(nèi)容與技術(shù)路線
3.1盾構(gòu)施工技術(shù)研究
本課題依靠西安地鐵三號線科技路站～太白路南站區(qū)間隧道工程土壓平衡盾構(gòu)法施工實(shí)踐，對盾構(gòu)穿過富水砂層地段的施工技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究。在總結(jié)國內(nèi)和西安地鐵盾構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，依據(jù)“地質(zhì)是基礎(chǔ)、盾構(gòu)機(jī)是關(guān)鍵、人（管理）是根本”的盾構(gòu)施工原則。全面分析土壓平衡盾構(gòu)機(jī)特點(diǎn)和富水砂層地質(zhì)特征，結(jié)合本工程案例，研究影響飽和含水砂層土壓平衡盾構(gòu)施工的盾構(gòu)機(jī)密封技術(shù)、刀盤開口率問題、噴涌控制技術(shù)、渣良技術(shù)、土壓平衡掘進(jìn)、特殊地段地層加固技術(shù)，對富水砂層土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性的總結(jié)和研究，提出對應(yīng)的地表沉陷控制技術(shù)，保證安全施工[4-7]。主要研究內(nèi)容有：
3.1.1砂層盾構(gòu)施工技術(shù)研究
包括富水砂層盾構(gòu)類型適應(yīng)性研究，盾構(gòu)機(jī)密封技術(shù)、噴涌控制技術(shù)、渣良技術(shù)、富水砂層土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)模式分析、富水砂層盾構(gòu)刀盤刀具適應(yīng)性分析，提出合理的盾構(gòu)施工參數(shù)。
3.1.1.1土壓平衡掘進(jìn)
盾構(gòu)機(jī)穿越砂層時(shí)建立土壓平衡掘進(jìn)模式，掘進(jìn)參數(shù)選擇時(shí)適當(dāng)提高盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)速度，降低刀盤轉(zhuǎn)速，嚴(yán)密監(jiān)測地表沉降情況，確保平、穩(wěn)、快通過砂層。
3.1.1.2渣良
向刀盤、土艙噴注泡沫劑，土艙中砂土、水體與泡沫劑充分?jǐn)嚢?，形成具有較好和易性、密水性的稠體狀塑性流動(dòng)體，通過盾構(gòu)機(jī)螺旋排土器輸送到盾構(gòu)機(jī)體外，有效防止螺旋排土器出口處噴涌現(xiàn)象的發(fā)生。
3.1.1.3建立土壓平衡掘進(jìn)模式
典型砂層地段掘進(jìn)時(shí)的土壓平衡模式，其土壓值設(shè)定為1.8～2.3bar，刀盤轉(zhuǎn)速1～1.5r/min，推力控制在1500t以下。
盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中，主要通過以下兩種方法來建立有效的土壓平衡：一是在維持推進(jìn)速度不變，保持土艙壓力的情況下，根據(jù)螺旋機(jī)出口處渣樣外觀及其含水量，以及螺旋機(jī)扭矩?cái)?shù)據(jù)，合理調(diào)整螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速及開啟度（一般情況下螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速為2～5rmp，開啟度為10%～30%），并采取渣土車逐斗控制出土量的方法嚴(yán)格控制渣土排放量，確保土艙壓力足以平衡開挖面土水壓力；二是在保持螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速或閘門開啟度不變的情況下，增大盾構(gòu)機(jī)的推力，降低刀盤轉(zhuǎn)速，達(dá)到增大土艙壓力的目的。
3.1.2砂層盾構(gòu)隧道地表沉陷控制技術(shù)研究
提出合理的盾構(gòu)施工參數(shù)，采用信息化施工技術(shù)，制定地表沉陷監(jiān)測方案設(shè)計(jì)，采用FLAC數(shù)值計(jì)算預(yù)測地表沉陷規(guī)律，完成地表監(jiān)測結(jié)果與FLAC預(yù)測結(jié)果分析研究。
3.1.2.1合理選擇掘進(jìn)模式和掘進(jìn)參數(shù)
一般采用土壓平衡模式，根據(jù)地下水位、地層條件、隧道埋深等合理選擇土倉壓力。合理選擇掘進(jìn)參數(shù)，例如：螺旋輸送器的轉(zhuǎn)速、閘門開度，刀盤轉(zhuǎn)速，推進(jìn)千斤頂?shù)耐屏Φ取?/p>
3.1.2.2做好監(jiān)測工作，及時(shí)反饋監(jiān)測信息
適當(dāng)加密監(jiān)測頻率，根據(jù)地表沉降和建筑物沉降的監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合地質(zhì)情況，及時(shí)調(diào)整土倉壓力、千斤頂推力等施工參數(shù)。
3.2盾構(gòu)施工的技術(shù)路線
4.盾構(gòu)施工的常見問題及解決對策
4.1盾構(gòu)施工的常見問題
4.1.1由于地層的不確定性，可能出現(xiàn)不可預(yù)知的突發(fā)狀況；由于砂層具有滲透系數(shù)大、粉細(xì)砂層易液化、粘性砂層流動(dòng)性好等特點(diǎn)，因此，盾構(gòu)機(jī)通過該地層時(shí)，受到擾動(dòng)后地層的土力學(xué)特性易發(fā)生變化，如樁基處于砂層中，砂層受擾動(dòng)后，降低了樁與土體之間的摩擦力，消弱了樁基的承載力，造成建筑物沉降。若盾構(gòu)開挖面或其上方存在較厚的砂層，當(dāng)這些砂層受到擾動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生液化，液化后的砂土體從切口環(huán)位置或刀盤開口處流入土倉，致使出土量很難得到控制，從而造成上部土體塌方和掘進(jìn)中的噴涌現(xiàn)象。砂層噴涌之后，需用大量時(shí)間進(jìn)行清理，嚴(yán)重影響盾構(gòu)施工進(jìn)度。
4.1.2盾構(gòu)穿砂層段內(nèi)出現(xiàn)刀具嚴(yán)重磨損情況，導(dǎo)致無法掘進(jìn)施工。由于隧道穿越的地層較原地勘資料變化較大，呈現(xiàn)為致密的卵石層，使得重型撕裂刀無法松動(dòng)土層，形成實(shí)際上利用切刀松動(dòng)土體，大部分刀齒受卵石碰撞而崩裂；周邊刮刀由刀齒切削地層改為刀座切削地層，刀盤扭矩增大，進(jìn)一步加劇刀具磨損，增大了掘進(jìn)扭矩。
4.1.3如何根據(jù)地表監(jiān)測結(jié)果，合理調(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù)。工程施工前，通過補(bǔ)充地質(zhì)鉆孔和回聲測深儀，進(jìn)一步查清隧道的地質(zhì)條件和覆土厚度，為盾構(gòu)機(jī)選型、盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的選取及制定相應(yīng)的輔助措施提供第一手準(zhǔn)確資料。
4.2解決對策
4.2.1盡可能做好應(yīng)急預(yù)案，在任何情況下都嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行應(yīng)對；
4.2.2在進(jìn)入全斷面砂層之前，先行更換刀具。依然出現(xiàn)該情況的，在做好支護(hù)措施的情況下，在線路以外打豎井至盾構(gòu)深度，而后打橫洞至刀盤處，帶壓換刀。
4.2.3通過系統(tǒng)分析，參考相關(guān)工程的施工經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合本工程實(shí)際，進(jìn)行合理的調(diào)整，保證盾構(gòu)安全推進(jìn)。
5.結(jié)論
根據(jù)西安地鐵三號線科技路站～太白路南站區(qū)間隧道工程施工實(shí)踐，研究在飽和含水砂層條件下利用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道施工的應(yīng)用技術(shù)，系統(tǒng)總結(jié)和闡述了土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在富水砂層條件下施工的關(guān)鍵性技術(shù)，對拓寬土壓平衡盾構(gòu)機(jī)應(yīng)用范圍及在相近地層條件下的地鐵盾構(gòu)安全施工提供參考和指導(dǎo)。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)技術(shù) 現(xiàn)狀 優(yōu)點(diǎn) 看法
中圖分類號：U455.43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展加大了我國對隧道工程的需求，隧道施工常用的方法是明挖法、淺埋暗挖法和盾構(gòu)法，其中盾構(gòu)法由于施工方便、施工速度快、環(huán)境污染小且安全性高從而得到迅速的發(fā)展，目前盾構(gòu)技術(shù)已成為地鐵、通信、電力、水道等城市隧道的主要施工方法。本文對盾構(gòu)技術(shù)的現(xiàn)狀及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，并闡述了對我國盾構(gòu)技術(shù)的一些看法。
1.盾構(gòu)技術(shù)的現(xiàn)狀
盾構(gòu)技術(shù)起步于1818年，由英國工程師布魯諾爾提出并取得了專利。1869年Great提出采用新開發(fā)的圓形盾構(gòu)，扇形鑄鐵管片，使得建造跨過泰晤士河的第二隧道圓滿完工，隨后他又在南倫敦隧道施工中成功運(yùn)用了盾構(gòu)和氣壓結(jié)合的技術(shù)，為現(xiàn)代盾構(gòu)技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。
19世紀(jì)末到20世紀(jì)中葉盾構(gòu)技術(shù)相繼傳入美國、法國、德國、日本、前蘇聯(lián)和我國，并得到了發(fā)展，建造了各種不同用途的隧道，其中包括美國巴爾的摩，法國巴黎，德國柏林，前蘇聯(lián)莫斯科、列里格勒，日本東京等，使得盾構(gòu)技術(shù)在世界各國開始推廣普及。
20世紀(jì)60年代中期至80年代，盾構(gòu)技術(shù)繼續(xù)發(fā)展，并完善了圓形斷面的盾構(gòu)技術(shù)，包括壓氣盾構(gòu)、擠壓盾構(gòu)、土壓盾構(gòu)、泥土加壓盾構(gòu)、泥水盾構(gòu)等。
20世紀(jì)90年代是盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展的黃金時(shí)期，在該時(shí)期盾構(gòu)技術(shù)得到了改進(jìn)和提升，比如泥土成分配比，出泥、出土的速度參數(shù)的優(yōu)化等，施工斷面從常規(guī)的單圓形向雙圓形、三圓形、矩形、馬蹄形及復(fù)合斷面發(fā)展，施工技術(shù)向高速施工、長距離施工、急曲線施工、地中對接技術(shù)等轉(zhuǎn)化，使得盾構(gòu)技術(shù)逐漸成熟，加速了盾構(gòu)技術(shù)的自動(dòng)化進(jìn)程。
2.盾構(gòu)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
傳統(tǒng)的明挖法由于經(jīng)常受到地形地貌的限制，導(dǎo)致應(yīng)用領(lǐng)域不寬，并且由于明挖法施工速度慢，施工工期長，導(dǎo)致交通長時(shí)間阻塞，不僅給居民出行帶來困難，也加大了工程的負(fù)擔(dān)，并且給其他商業(yè)行業(yè)造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失；另外，由于明挖法對施工人員需求較大且易造成周圍地層的沉降，不僅給周圍構(gòu)造物的安全造成威脅，而且也給施工人員本身造成威脅；最后由于施工過程噪聲大，污染大，嚴(yán)重影響了人們的正常生活。
盾構(gòu)技術(shù)的蓬勃發(fā)展解決了明挖法中存在的諸多缺陷，其優(yōu)點(diǎn)包括：(1)施工不再受地形地貌等地表環(huán)境的影響，使得盾構(gòu)技術(shù)應(yīng)用更為廣泛；(2)施工占用地表面積較少，使得地面通行受到的影響較小，對人們正常的出行影響較?。?3)適用于大深度、大口徑施工，使得施工成本得以降低；(4)施工速度較快，施工工期較短；(5)操作簡單，施工過程所需人員較少；(6)噪聲、震動(dòng)污染較小，對周圍居民正常生活影響較??；(7)盾構(gòu)法修建的隧道抗震性能較明挖法好。
由此可見盾構(gòu)技術(shù)使得隧道施工向著機(jī)械化、省力化、大深度、長距離方向發(fā)展，并且對城市隧道的施工帶來了極大的便利，使得盾構(gòu)技術(shù)在所有隧道施工技術(shù)中一直處于穩(wěn)固的統(tǒng)治地位。
3.對我國盾構(gòu)技術(shù)的看法
我國盾構(gòu)技術(shù)起步較晚，直到現(xiàn)在我國盾構(gòu)技術(shù)在發(fā)展過程中依然存在著諸多的缺點(diǎn)。例如地中盾構(gòu)對接技術(shù)尚不成熟；進(jìn)、出洞技術(shù)尚有難題未攻克；豎井隧道一體化施工技術(shù)還處于一片空白；盾構(gòu)技術(shù)在特殊地域所能應(yīng)用較少等等。
鑒于我國盾構(gòu)技術(shù)的以上缺點(diǎn)，我國應(yīng)本著隧道安全性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性、清潔性、適用性、美觀性的原則，改造原有的技術(shù)并引進(jìn)新技術(shù)，完善我國盾構(gòu)技術(shù)，攻克盾構(gòu)技術(shù)種類不多的缺點(diǎn)，使我國盾構(gòu)技術(shù)向著機(jī)械化、省力化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、信息化方向邁進(jìn)。
由于目前土壓、泥水盾構(gòu)技術(shù)已在我國鋪開形勢，因此當(dāng)務(wù)之急是健全每個(gè)施工環(huán)節(jié)的管理系統(tǒng)，其中包括：(1)做好對工作面穩(wěn)定性及盾構(gòu)機(jī)本身性能的檢查工作，防止因隧道坍塌、盾構(gòu)機(jī)異常等造成的不必要損失，并定期對刀具的磨損情況進(jìn)行檢查；(2)做好洞內(nèi)外的測量工程，并引起先進(jìn)的測量技術(shù)，制定合理的規(guī)范和修正方法；(3)盾構(gòu)機(jī)運(yùn)作期間應(yīng)對盾構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，并對各種參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使得盾構(gòu)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加合理化；(4)固定周期對盾構(gòu)機(jī)的刀具、液壓裝置等進(jìn)行檢修；(5)做好注漿質(zhì)量和注入操作的管理；(6)采用合理的管片拼接技術(shù)，并研究新型管片以改善管片性能，如纖維混凝土管片；(7)加強(qiáng)對盾構(gòu)隧道運(yùn)營期的加固處理和防滲工作。
4.結(jié)語
盾構(gòu)技術(shù)是現(xiàn)代隧道施工技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，本文總結(jié)了盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及盾構(gòu)技術(shù)較傳統(tǒng)明挖法的優(yōu)勢，并據(jù)此提出了對我國盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展過程中的一些看法。我國盾構(gòu)技術(shù)在關(guān)鍵技術(shù)上已經(jīng)取得了突破的進(jìn)展，并且也實(shí)現(xiàn)了盾構(gòu)機(jī)的中國制造，但在隧道施工工程中還是存在著諸多缺陷，在隧道施工中，施工單位不僅要做好隧道基礎(chǔ)施工與關(guān)鍵施工技術(shù)，同時(shí)還要做好隧道施工管理與質(zhì)量監(jiān)控，確保隧道工程具有較高施工質(zhì)量水平， 提高隧道的耐用性、安全性和舒適性，加快建立健全的管理系統(tǒng)。
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