【正文】 另外，還有對(duì)管片上作用的荷載進(jìn)行均勻化以及保持管片拼裝精度等作用 。 如下圖所示，即使是在直線部分，如果上下、左右的千斤頂沖程存在差異的情況下持續(xù)向前推進(jìn)，會(huì)導(dǎo)致一側(cè)的尾隙逐漸消失，因此需要準(zhǔn)備修正用的楔形管片。這樣即使在地層變化的情況下，也不會(huì)導(dǎo)致正常 情況下掘削土量的急劇變化。 掘削下來的土量的換算，可由下式來進(jìn)行。掘削土量可由泥水流量、泥水密度的測(cè)量值來計(jì)算。 c. 砂成分含有率 泥水過多地滲透到地層中的情況下，就不能使泥水壓力有效地作用在地層上，同時(shí)，導(dǎo)致地層 的孔隙水壓上升和有效應(yīng)力的降低，對(duì)于掘削面的穩(wěn)定是不利的。在 TBM掘進(jìn)時(shí)，測(cè)量地表面的變形，迅速將測(cè)量結(jié)果反饋，對(duì)設(shè)計(jì)泥水壓力進(jìn)行修改。 本來，泥水壓力是為了防止掘削面的地層變形而應(yīng)該將其設(shè)定為地層中的初始應(yīng)力（靜止土壓力），但是當(dāng)泥水 壓力過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致泥水溢出、噴發(fā)等危害，因此只要掘削面保持穩(wěn)定，地層也不發(fā)生沉降的情況下，有時(shí)會(huì)將泥水壓力設(shè)定成比靜水壓力稍微低一些。 ① 后續(xù)臺(tái)車的拖動(dòng)荷載 ② TBM的停止時(shí) 刻和停止時(shí)間 ③ 刀具交換的位置 ④ 管片拼裝的時(shí)間 ⑤ 遭遇地層的狀況 ⑥ 異常情況時(shí)或遇到特殊情況時(shí)的記錄 （ 5） 泥水管理 泥水式盾構(gòu)機(jī)的長(zhǎng)處為，可以將掘進(jìn)面周圍地層在任意的設(shè)定壓力下進(jìn)行均一化，從而可以進(jìn)行均勻的掘削施工 。 （ 2） 掘進(jìn)管理 泥水式 TBM在進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)，需要對(duì)以下的項(xiàng)目進(jìn)行綜合管理，保證推進(jìn)對(duì)周圍地層的影響最小?；乩@管的運(yùn)轉(zhuǎn)，可以控制送排泥水的壓力及流量使其達(dá)到設(shè)定值。 （ 6）Ｔ ＢＭ推進(jìn)施工 臨時(shí)墻 拆除后，構(gòu)筑隔 墻 塞子，內(nèi)部用水充填 。 圖 進(jìn)洞洞口施工的順序 下頁顯示結(jié)構(gòu)上的概要。 本施工中，在進(jìn)洞部位設(shè)置鋼制的臨時(shí)隔墻，以防萬一。萬一可能出現(xiàn)惡劣影響時(shí)，將停頓的位置調(diào)整到較為穩(wěn)定的地層中，或者采取適當(dāng)?shù)?措施進(jìn)行掘進(jìn)面的保護(hù)。當(dāng)在提高泥水壓力時(shí)，必須 非常慎重地進(jìn)行壁后注漿，注意確認(rèn)不漏水。 23 初期掘進(jìn)施工 初期掘進(jìn)施工的施工流程如下。 TBM 搬入 ? 安裝 設(shè)置臨時(shí)管片 拆除臨時(shí)墻 進(jìn)行初期掘進(jìn) 下一頁以后，插入地基加固施工圖 （ 2） 臨時(shí)管片的設(shè)置 由于要將推進(jìn)千斤頂?shù)耐屏ο蚍戳Π鍌鬟f，因此在推進(jìn)的同時(shí)需要按順序組裝臨時(shí)管片，放置在千斤頂和反力板之間。同時(shí)，始推的最初，由于在掘進(jìn)面上不能加上泥水壓力，而可能會(huì)導(dǎo)致開 挖地層的穩(wěn)定狀態(tài)遭到破壞，從而導(dǎo)致地層塌方。 在始推出洞口的臨時(shí)墻的內(nèi)側(cè)，按照下圖所畫設(shè)置止水裝置（洞口襯墊）。始推臺(tái)架一方面作為盾構(gòu)機(jī)的機(jī)體安裝時(shí)的底部基礎(chǔ)使用，另一方面在始推時(shí)作為盾構(gòu)機(jī)就是在這個(gè)臺(tái)架上向前推。 本工程中使用的盾構(gòu)機(jī)具有以下的特點(diǎn)。 有關(guān)“涌水對(duì)策”，引起漏水、涌水的往往是地基加固效果不好，或者擋土墻的質(zhì)量不好等。 160 秒 標(biāo)準(zhǔn)值 15mm 最大值 30mm 絕對(duì)沉降量 2～ 3mm 變形角 (1 ～2)*103rad 相對(duì)沉降量 225cm 177。 50mm 水平變形 177。 注漿法 高壓旋噴法 冰凍法 泥水固化法 鋼板樁工法 鋼管板樁工法 地下連續(xù)墻工法 攪拌樁墻工法 注漿工法 高壓旋噴工法 冰凍法 泥水固化工法 管棚法 直接加固 托換工法 通過加墻、補(bǔ)樁等加固 用錨桿、拉桿加固 ＊參考資料：臨近施工工程中不同管理部門的容許值、管理值的例子（ 日本的例子） 盡管容許值和管理者的最終確定要和各管理部門進(jìn)行協(xié)商，作為參考，這里列出在日本各管理部門的容許值和管理值。同時(shí)為了能安全順利地施工，需要對(duì)已有結(jié)構(gòu)物、周圍地層以及包括臨時(shí)結(jié)構(gòu)物在內(nèi)的新結(jié)構(gòu)物的響應(yīng)進(jìn)行 監(jiān)測(cè)和管理。 臨近程度的劃分和對(duì)策的內(nèi)容一般如以下表格的內(nèi)容所示。盾構(gòu)掘進(jìn)中的關(guān)鍵技術(shù)以及事故處理對(duì)策以及預(yù)防方案 1．概述 1． 1 工程概要 1． 2 國(guó)內(nèi)外類似工程實(shí)例介紹 本工程中的主要課題為：高水壓、長(zhǎng)距離施工、高速度施工。 臨近程度的劃分 對(duì)策的內(nèi)容 區(qū)分 內(nèi)容 一 般 范 圍 （Ⅰ） 新結(jié)構(gòu)物在施工時(shí)不會(huì)對(duì)已有結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生位移、變形上的影響的范圍。 盾構(gòu)工法產(chǎn)生的地表面沉降、周圍地層的變形、位移的原因一般來說有以下幾種。 已有結(jié)構(gòu)物 容許量 管理值 用途 企業(yè) 形式 鐵路軌道 國(guó)有鐵路部門 營(yíng)團(tuán)地鐵 大阪市交通局 名古屋市交通局 新干線高架橋 〃 高架橋 〃 高架橋橋臺(tái) 架道橋橋臺(tái)、橋腳 橋臺(tái)、橋腳 軌道 〃 〃 〃 隧道 架道橋 （樁基礎(chǔ)） 隧道 地鐵 地下結(jié)構(gòu) 地鐵 地下結(jié)構(gòu) 相對(duì)豎直變形 5mm 水平變形 3mm 豎直變形 3mm 柱沉降量 3mm 柱相對(duì)沉降 沉降 10mm 傾斜 3 分 20 秒 豎直變形 沉降178。 37mm 傾斜 177。 120 秒 其他 東京電力 東京煤氣 防水路隧道 豎直變形 +20～ 40mm 沉降 20mm 沉降 4mm 出洞、進(jìn)洞等的涌水對(duì)策 在密閉型盾構(gòu)工法中，盾構(gòu)在出洞始發(fā)、進(jìn)洞到達(dá)的時(shí)候 ，由于掘削面全面敞開，是最不穩(wěn)定的狀態(tài)。因此有必要從地層調(diào)查開始到擋土墻施工、地基加、加固效果檢查等制定一系列的細(xì)致的方案。 盾構(gòu)機(jī)出洞或進(jìn)洞 掘削面加壓（或減壓） 掘進(jìn) ? 掘削面加壓時(shí)，監(jiān)視洞口襯墊的狀況（有無翻開 ? 斷開） 同時(shí)監(jiān)視加壓管的動(dòng)作情況 ? 充分監(jiān)視推力，不能勉強(qiáng)推進(jìn)，設(shè)定合適的掘進(jìn)速度（ 1~5mm/min左右） ? 由于泥水壓力會(huì)在擋土墻或洞口襯墊上施加過大的力，對(duì)泥水壓力的管理將其控制在形成泥水循環(huán)所必須的最低限度。工作井的底板混凝土和始推臺(tái)架一塊作為始推時(shí)的基礎(chǔ)，因此其設(shè)置的位置、高度等的精度要求很高。該襯墊為混凝土結(jié)構(gòu)，在澆筑混凝土?xí)r，設(shè)置襯墊的框架，待混凝土硬化后，在框架上安裝橡膠材料，固定好。 為了防止出現(xiàn)上述情況，需要事先對(duì)始發(fā)部位周圍的地層進(jìn)行加固，使得地層可以自立。 臨時(shí)管片在切實(shí)將 TBM 的推力傳遞到反力板的同時(shí)，為保證在其后進(jìn)行拼裝的正式管片的拼裝精 度，需要確保其真圓程度和正確的位置。 ? 臨時(shí)管片設(shè)置 ? 拆除臨時(shí)墻 初期掘進(jìn)準(zhǔn)備工作 艙內(nèi)填充泥水 TBM 始發(fā) 進(jìn)入地基加固范圍內(nèi) 增大泥水壓力 TBM 推入地層內(nèi) TBM 推進(jìn) 圖 初期掘進(jìn)的施工流程 （ 1） 初期掘進(jìn)施工 始發(fā)洞口的臨時(shí)墻拆除完后，迅速開始初期掘進(jìn)的工作。同時(shí)，在始發(fā)部位由于上覆土較薄，在設(shè)定泥水壓力時(shí)要注意不產(chǎn)生往地面上噴發(fā)。下面顯示初期推進(jìn)停頓后正式推進(jìn)準(zhǔn)備工作的順序。另外，盾構(gòu)刀盤部到達(dá)該鋼制臨時(shí)隔墻時(shí)，使機(jī)體前方的加壓式襯墊啟動(dòng)，進(jìn)行充分地防水 。 （ 4）進(jìn)洞掘進(jìn)施工 TBM 在 貫 入到地基加固 領(lǐng) 域內(nèi)后， 將泥水壓力逐漸降低至泥水循環(huán)所必須的最低壓力。 將 TBM往前推，直到隔墻內(nèi)。 ②泥水處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn) 在液體輸送設(shè)備開始運(yùn)轉(zhuǎn)后，啟動(dòng)泥水處理設(shè)備等各種設(shè)備。泥水式 TBM中， TBM（盾構(gòu)機(jī)）、流體輸送設(shè)備以及泥水處理設(shè)備是作為一整套完整的系統(tǒng)來實(shí)施綜合管理。 要想使借助泥水使得掘進(jìn)面保持穩(wěn)定，有必要形成不會(huì)向掘進(jìn)面外溢出的良好的泥膜。因此實(shí)際上，設(shè)計(jì)泥水壓力（靜止土壓力）比實(shí)際實(shí)施的泥水壓力大的情況比較多。 （２） 泥水性狀的管理 泥水式盾構(gòu)機(jī)（ TBM）中的泥水機(jī)能主要通過比重、粘性以及砂成分的含有率來進(jìn)行管理，并使得在掘削面形成泥膜，或者確保掘削土的流體輸送能力、掘削土砂和泥水的分離性能。因此，對(duì)于透水系數(shù)大的砂層和砂礫層，有必要采取措施提高泥膜的形成性能。 掘削土量在管理時(shí)，首先設(shè)定管理基準(zhǔn)值，然后確認(rèn)掘削土量一直處于管理基準(zhǔn)值內(nèi)，從而 進(jìn)行管理。 ①掘削土的容積 Ｖ Ｒ ＝Σ（Ｑ 1－Ｑ 0）179。 因此，如果掘削土量發(fā)生較大變化時(shí)，可以認(rèn)為是發(fā)生了地層塌方，有必要考慮采取對(duì)策措施。在曲線部分使用的楔形管片，要考慮到該部分的曲率，從而對(duì)其楔形量、形狀（雙側(cè)楔形還是單側(cè)楔形）、以及拼裝模式等進(jìn)行 Ｑ ρ 1 排泥 Ｑ 0、ρ 0 掘進(jìn)方向 送泥 Ｓ 充分的討論。 本工程中，在出洞、進(jìn)洞部位上覆土厚度較低，并且存在重要的結(jié)構(gòu)物和鄰近結(jié)構(gòu)物，因此要求施工中對(duì)于地面沉降盡可能在早期就考慮防止對(duì)策，并且要求對(duì)策措施充分。 211 同步注漿 （ 1） 壁后注漿的目的 壁后注漿的主要目的是填充在掘進(jìn)中產(chǎn)生的周圍地層和管片間的空隙（尾隙），同時(shí)防止周圍地層的松動(dòng)以及漏水等現(xiàn)象，進(jìn)而預(yù)防地表面的沉降以及使得管片在早期進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。 因此，掘進(jìn)結(jié)束以及管片拼裝完成時(shí)需要測(cè)量尾隙的大小，并且配合盾構(gòu)方向的修正，使用楔形管片對(duì)管片的方向進(jìn)行修正。 2σ（σ：標(biāo)準(zhǔn)偏差）的管理界限值。 因此，對(duì)于該計(jì)算結(jié)果只能作為相對(duì)值來進(jìn)行把握。 表 泥水性狀管理基準(zhǔn)（例） 管理項(xiàng)目 管理基準(zhǔn)值 測(cè)定用具 比 重 ～ 泥漿平衡器 粘 性 25～ 35秒 漏斗粘度計(jì) 砂分含有率 10～ 15％ （ 6） 掘削土量的管理 （ 排泥率管理 ） 掘削土量的增減是把握掘削面穩(wěn)定狀態(tài)的重要指標(biāo)。 ③ 掘削下來的土砂較易于流體運(yùn)輸，同時(shí)在泥水處理設(shè)備處也能較易實(shí)現(xiàn)土砂分離 。 掘削面泥 水壓力的不均衡可以引起掘削面前面的地層前期沉降或隆起。掘削面處的地層在掘削前由于靜止土壓力而保持平衡，在掘削面受到擾動(dòng)后則逐漸接近主動(dòng)土壓力。 另外，下述的項(xiàng)目也得到記錄。在泥水處理設(shè)備對(duì)泥水物理特性進(jìn)行調(diào)整后，停止送排泥的泵，并停止液體輸送設(shè)備。 測(cè) 量 選定推進(jìn)千斤頂 后方回繞管 泥水處理設(shè)備開機(jī) 決定管片拼裝方案 中心、高程 凈空 沖程檢查 確認(rèn)啟動(dòng) 后方回繞管 停 止 拼裝管片 用電瓶車搬入 圖 正式掘進(jìn)順序流程 掘削完畢 向 掘進(jìn)面送泥 轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤 掘 進(jìn) 泥水壓力確認(rèn) 確認(rèn)是右還是左轉(zhuǎn) 干砂量、泥水壓力、偏差流量 檢查排泥量等 停止千斤頂 停止刀盤 壁后注漿 對(duì)注漿量 ? 注漿壓力的管理 沖程確認(rèn) 確認(rèn)是否下沉 確認(rèn)是否回轉(zhuǎn) 確認(rèn)后續(xù)臺(tái)車的狀況 ①后方回繞管的運(yùn)轉(zhuǎn) 掘進(jìn)面處管片拼裝完成后，伸縮管、軌道、電源電纜等可以向前推進(jìn)時(shí)，啟動(dòng)液體輸送泵，使后方回繞旁路進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。拆除時(shí)出來的廢棄建材等進(jìn)行搬出時(shí)，人力進(jìn)行裝車，用吊車搬出。 圖 中顯示進(jìn)洞洞口施工的流程。在施工時(shí)必須考慮周密，慎重進(jìn)行 。 準(zhǔn)備工作需要 2 個(gè)月的時(shí)間，細(xì)致觀察 TBM 停頓位置的地面狀況、地層的狀況，掘進(jìn)面地層的塌方情況等，為使重新開始推進(jìn)不發(fā)生事故，進(jìn)行詳細(xì)管理。為此，可在掘進(jìn)開始時(shí)設(shè)定一個(gè)較低的泥水壓力，然后一邊觀察掘進(jìn)的狀況和周圍地層的狀況，慢慢地提高泥水壓力，直到達(dá)到預(yù)定的壓力。 萬一地基加固不充分，而擔(dān)心有地下水流進(jìn)來的時(shí)候，馬上用噴射混凝土等將其堵塞好，從洞口開始進(jìn)行追加的地基加固，使其具有充分的防水效果。 另外，根據(jù)地質(zhì)條件的不同，有可能有地下水滲漏而誘發(fā)大規(guī)模的地面沉降的地區(qū)，對(duì)于這些地方，不光施以上述的高壓旋噴攪拌以外，還要同時(shí)采用注漿的方法以提高防水性能。一般的始發(fā)順序?yàn)椋? TBM 安裝 → 拆除臨時(shí)墻 → TBM 推進(jìn) 但這時(shí)將臨時(shí)墻拆除而形成掘進(jìn)用的開口時(shí)，會(huì)使前方地層成為一時(shí)的無支撐的開放狀態(tài)。