【正文】 持一定的動(dòng)態(tài)平衡壓力，控制開挖面土體不塌陷和地面不發(fā)生較大降沉。 （ 5）管片拼裝系統(tǒng)：用于隧道管片拼裝。隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技術(shù)和施工管理的總稱。 盾構(gòu)是進(jìn)行土方開挖正面支護(hù) 和隧道襯砌結(jié)構(gòu)安裝的施工機(jī)具，它還需要其它施工技術(shù)密切配合才能順利施工。 (2)擠壓式盾構(gòu)的開挖面用胸板封起來(lái)，把土體擋在胸板外，對(duì)施工人員是比較安全、可靠，沒(méi)有塌方的危險(xiǎn)，當(dāng)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，讓土體從胸板局部開口處擠入盾構(gòu)內(nèi)，然后裝車外運(yùn)，不必用人工挖土，勞動(dòng)強(qiáng)度小，效率也成倍提 高。當(dāng)?shù)貙油临|(zhì)好，能自立或采用輔助措施亦能自立，則可用開胸式的機(jī)械盾構(gòu)，反之如地層土質(zhì)差，又不能采用其它地層加固方法，此時(shí)，采用閉胸機(jī)械式盾構(gòu)比較合適 . 盾構(gòu)法施工的地層都是復(fù)雜多變的，因此對(duì)于復(fù)雜的地層要選用較為經(jīng)濟(jì)的盾構(gòu)是當(dāng)前的一個(gè)難題。 盾構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)際上盾構(gòu)技術(shù)日趨完善，盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展趨中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 勢(shì)是微型和超大型化、形式多樣化、高度自動(dòng)化和高適應(yīng)性。打浦路隧道于1970 年底通車。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 28 半斷面插刀盾構(gòu)（ 1986 年） 盾構(gòu)的引進(jìn) 1990 年，上海地鐵 1 號(hào)線工程全線開工， 18km區(qū)間隨到引進(jìn)了 7 臺(tái)由法國(guó) FCB 公司制造的Φ 。液壓技術(shù)已經(jīng)成為制約中國(guó)盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展的主要瓶頸之一。當(dāng)將盾構(gòu)轉(zhuǎn)用于其他區(qū)間或其他隧道時(shí)，必須考慮斷面大小、開挖面穩(wěn)定機(jī)理、圍巖粒徑大小等條件是否相同，有差異時(shí)要進(jìn)行針對(duì)性的改造，以適應(yīng)其他地質(zhì)條件。 盾構(gòu)法隧道具有的優(yōu)點(diǎn)如下： （ 1）在盾構(gòu)支護(hù)下進(jìn)行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航運(yùn)、潮汐、季節(jié)、氣候等條件的影響，能較經(jīng)濟(jì)合理地保證隧道安全施工。地鐵也應(yīng)運(yùn)而生，盾構(gòu)法是今后城市地鐵隧道的主要施工方法。來(lái)自開挖面 的涌水或管片漏水時(shí)，地下水下降使地基的有效應(yīng)力增加，引起固結(jié)沉降而使地基下沉。管片螺栓緊固不足時(shí)，管片容易變形，盾尾空隙的實(shí)際量增大，盾尾脫出后外壓不均等使管片變形和變位，從而增大地基下沉。 3 盾構(gòu)對(duì)前方土體的擠壓擾動(dòng)程度大于對(duì)側(cè)向土體的剪切擾動(dòng)程度 。 國(guó)際上一般用超載系數(shù) OFS 來(lái)衡量開挖面土體的穩(wěn)定性。按理論計(jì)算，總推力的表達(dá)式為： Ps=Po+RI (式 3) 式中 Ps —— 盾構(gòu)總推力 Po —— 正面土壓力 RI —— 表面摩擦阻力 表面摩阻力可根據(jù)摩擦樁的表面摩阻力求法得出： RI=Υ178。在土力學(xué)上表現(xiàn)為，土的應(yīng)力釋放，密實(shí)度下降。因此，這類沉降歸結(jié)于地基土的徐變特性的塑性變形。這種現(xiàn)象提示：粘土土層中，盾構(gòu)周圍的土層如同一塊土體一樣是逐漸變形的；而 砂土中，盾構(gòu)周圍的土體卻是局部而又?jǐn)嗬m(xù)地塌落。Peck 在分析大量地表沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上 ,提出了地表沉降槽符合正態(tài)分布曲線的概念 ,如圖 51 所示。直接開挖損害是指在離隧道開挖較近范圍內(nèi)對(duì)象所受的損害。建筑物在負(fù)曲率的影響下，其中間部分凸起，墻體將產(chǎn)生正八字和水平裂縫。不過(guò)，要是由于壓縮作用產(chǎn)生了較大的變形，它造成的破壞程度可能比拉伸帶來(lái)的破壞程度更大，并且有壓縮帶來(lái)的破壞主要發(fā)生在結(jié)構(gòu)薄弱的地方。第一種是直接法，即根據(jù)地表及構(gòu)筑物的變形值及其允許變形值來(lái)判中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 斷構(gòu)筑物是否安全，如果不安全，則需要采取有效的措施來(lái)控制變形，以保證構(gòu)筑物能夠正常使用。當(dāng)構(gòu)筑物在施工影響下發(fā)生的變形值在其允許范圍內(nèi)時(shí)，觀測(cè)不到其受到的損害。 盾構(gòu)下穿建筑物沉降導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn) 盾構(gòu)隧道的施工技術(shù)在世界許多國(guó)家不斷得到發(fā)展 , 但在推廣與應(yīng)用上出現(xiàn)了一些施工技術(shù)方面的事故。一幢八層樓房發(fā)生傾斜 , 其群房部分倒塌。 由此可見，盾構(gòu)在工作時(shí)引起的沉降導(dǎo)致地面及地面建筑破壞，導(dǎo)致人員傷亡，財(cái)產(chǎn)損失的事例比比皆是。不停地向管片背后注漿 , 并調(diào)整漿液配合比 , 使其具有足夠的強(qiáng)度和快速凝結(jié) 。 （ 7） 20xx 年 3 月 17 日 , 辰野二期工程因施工不當(dāng)以致路基形成空洞 , 路面下沉。由此引發(fā)了地面塌陷以及鄰近建筑物的輕微沉降等問(wèn)題 , 對(duì)工程產(chǎn)成了重大影響。一般采用的地面沉降控制中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 值既考慮了環(huán)境要求，也參考了現(xiàn)有的建設(shè)規(guī)范和之前的工程實(shí)例。 (2)按地層與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定要求分析地表下沉控制標(biāo)準(zhǔn) 一般情況下，地表下沉量受到施工規(guī)模、結(jié)構(gòu)尺寸、構(gòu)筑物埋藏深度和施 工方法等因素的影響，在控制地表下沉量時(shí)，通常是根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件建立試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，通過(guò)數(shù)值模擬來(lái)分析和指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工。但是在實(shí)際工程中，隧道周圍建筑物受到不可能只是一種形式的破壞，而通常是多種變形共同作用的結(jié)果。 構(gòu)筑物也會(huì)受地面壓縮變形的影響，同拉伸變形一樣，其影響也是通過(guò)其基礎(chǔ)底面摩擦力和側(cè)面推力來(lái)施加的，只是作用力的方向和拉伸時(shí)剛好相反。對(duì)于施工周邊有鐵路等設(shè)施的地段，地層傾斜會(huì)使鐵路的坡度以及其整個(gè)排水系統(tǒng)發(fā)生傾斜變化，這樣可能導(dǎo)致污水倒灌，鐵路的運(yùn)營(yíng)將會(huì)受到嚴(yán)重影響。通常情況下，隧道施工所產(chǎn)生的是快速變形，即在較短時(shí)間內(nèi)引起較大位移，這將對(duì)周邊建筑物造成更大的危害。擾動(dòng)的影響范圍和程度取決于很多因素 , 包括盾構(gòu)型式、地層性質(zhì)、地下水位、隧道上部荷載、施工參數(shù) (如 土倉(cāng)壓力、刀盤扭矩、推力、出土量、注漿量、注漿壓力、盾尾間隙等 )、施工管理以及其他施工中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 條件 , 其機(jī)理非常復(fù)雜。 在粘性土中，沉降的增量實(shí)質(zhì)上是相等的，而且在豎直方向上擴(kuò)展速度也是均勻的。它較好地證實(shí)了以上觀點(diǎn)。 (4)盾尾空隙沉降 它發(fā)生在盾尾部通過(guò)之后。在整個(gè)盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，受到三個(gè)力的作用。不同盾構(gòu)類型構(gòu)成不同的隧道開挖方式。也就是說(shuō)隨著與隧道垂直距離加大，土體擾動(dòng)程度呈現(xiàn)衰減性，土體擾動(dòng)范圍則呈現(xiàn)擴(kuò)散性的特點(diǎn)。或者漿液質(zhì)量不過(guò)關(guān)，導(dǎo)致土體沉降。開挖面水土壓力小于土倉(cāng)水土壓力時(shí)產(chǎn)生地基下沉，大于壓力倉(cāng)時(shí)產(chǎn)生地基隆起。 （ 4）建造短于 750m 的隧道經(jīng)濟(jì)性差；對(duì)隧道曲線半徑過(guò) 小或隧道埋深較淺時(shí)，施工難度大 . 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 3 盾構(gòu)施工沉降問(wèn)題的存在與提出 我們的世界進(jìn)入了告訴發(fā)展的階段，人口增多，交通擁擠，環(huán)境污染。 盾構(gòu)施工一旦開始，盾構(gòu)就無(wú)法后退。 （ 2）盾構(gòu)是根據(jù)隧道施工對(duì)象“量身定做”的。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 210 中隧集團(tuán)研制的刀盤成功用于上海地鐵 20xx 年 5 月，中鐵隧道集團(tuán)有限公司與日本小松公司聯(lián)合制造了 1 臺(tái)Φ （圖 211） 圖 211 中鐵隧道集團(tuán)與小松聯(lián)合制造的土壓盾構(gòu) 20xx 年 4 月研制成功了我國(guó)第一臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)（圖 212） 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 212 國(guó)內(nèi)首臺(tái)復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu) 中國(guó)與國(guó)外的差距 雖然中國(guó)在盾構(gòu)的研制方面已有了一定的成功經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累，但仍然存在大量的技術(shù)問(wèn)題，盾構(gòu)電液控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)相對(duì)滯后。半斷面插刀盾構(gòu)能全液壓傳動(dòng)、電控操作、可自行推進(jìn)、轉(zhuǎn)向、調(diào)頭。 網(wǎng)格擠壓式盾構(gòu)的開發(fā)與應(yīng)用 1965 年 3 月，有上海隧道工程設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)、江南造船廠 制造的 2 臺(tái)直徑 ，于 1966 完成了 2 條平行的隧道，隧道長(zhǎng) 660 嗎，地面最大沉降達(dá) 10cm。在發(fā)達(dá)國(guó)家 ,使用 盾構(gòu)施工已占隧道總量的 90%以上。半機(jī)械式盾構(gòu)的適用范圍基本上和手掘式一樣，其優(yōu)點(diǎn)除可減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度外，其余均與手掘式相似。在松散的砂土地層，可以按照土的內(nèi)摩擦角大小將開挖面分為幾層，這時(shí)的盾構(gòu)就被稱為棚式盾構(gòu)。盾構(gòu)是一個(gè)能支承地層壓力，又能在地層中推進(jìn)的圓形、矩形、馬蹄形及其他特殊形狀的鋼筒結(jié)構(gòu)，其直徑稍大于隧道襯砌的直徑，在鋼筒的前面設(shè)置各種類型的支撐和開挖土體的裝置，在鋼筒中段周圈內(nèi)安裝頂進(jìn)所需的千斤頂，鋼筒尾部是具有一定空間的殼體，在盾尾內(nèi)可以安置數(shù)環(huán)拼成的隧道襯砌環(huán)。 （ 9）電氣設(shè) 備： 盾構(gòu)機(jī)電氣設(shè)備包括電纜卷筒、主供電電纜、變壓器、配電柜、動(dòng)力電纜、控制電纜、控制系統(tǒng)、操作控制臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)控制臺(tái)、螺中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 旋輸送機(jī)后部出土口監(jiān)視器、電機(jī)、插座、照明、接地等。 （ 4）螺旋輸送機(jī)：螺旋輸送機(jī)采用液壓驅(qū)動(dòng)，可根據(jù)密封艙內(nèi)土壓力伺服控制，是控制密封艙內(nèi)保持一定土壓與開挖面土壓和水壓平衡的關(guān)鍵。 盾構(gòu)機(jī)主要由： 1）刀盤切削系統(tǒng)； 2）推進(jìn)系統(tǒng)； 3）加泥注漿系統(tǒng)；4）螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)； 5）管片拼裝系統(tǒng)； 6）盾尾密封系統(tǒng)； 7）數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)； 8）后配套設(shè)備及 電器設(shè)備。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 2 盾構(gòu)及其工作原理 ： 盾構(gòu)，其英文名為“ Shield Machine” ，是一種用于軟土隧道暗挖施工，具有金屬外殼，殼內(nèi)裝有整機(jī)及輔助設(shè)備，在其掩護(hù)下進(jìn)行土體開挖、土渣排運(yùn)、整機(jī)推進(jìn)和管片安裝等作業(yè)，而使隧道一次成形的機(jī)械（見圖 21和 22）。 地鐵的出現(xiàn)緩解了城市擁堵，環(huán)境污染等等問(wèn)題，是新時(shí)代交通的先行者。 ABSTRACT Shield Tunneling has bee one of the most important methods in China’s urban subway and tunnel excavation. Shield tunnel construction disturbance on the formation around and induced formation displacement, mainly presented as the influence on surrounding buildings which caused by land subsidence. It is the key issue in designing and construction of shield tunnel. Although there has been done some research on this problem, the limitation of the results couldn’t be avoided because of the plicated geological conditions and the changing construction parameters. Aiming at ninth tenders of the 8th line(by Andrea North Street station tunnel shield construction projects to the Drum Tower Street Station)， this paper preliminary discussed the influencing factors those caused land subsidence and systematically summarized the mechanism of land subsidence caused by the construction and analysis the regular pattern of shield beneath the building settlement. It concentrated on the influence of the surrounding buildings and the control of land subsidence which caused by the main measures, grouting at the tail for example, and got some regulation of that. Here also summarized some effects of field monitoring and control methods of land subsidence. Keywords: Shield tunnel。盾構(gòu)隧道施工對(duì)周圍地層產(chǎn)生擾動(dòng)，從而引發(fā)地層位移，并主要表現(xiàn)為地面沉降以及由地面沉降引起的對(duì)周圍建筑物的影 響。 ③工程實(shí)例分析與研究。中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué)（北京） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 中文題目： 盾構(gòu)下穿建筑物沉降分析與控制技術(shù)研究 英文題目： Research on Subsidence Analysis and the Relevant Encountering Measures for TBM und