【正文】 4）受工作井和轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸條件限制，頂管掘進(jìn)機(jī)應(yīng)拆裝方便，分段最大長(zhǎng)度 ≤ ，經(jīng)拆裝后仍能保持整機(jī)原有的工作性能和使用要求。 5）地下通道最大寬度 ；地下通道最大高度 。 ? 大斷面矩形地下通道掘進(jìn)施工技術(shù)施工機(jī)械化程度高，掘進(jìn)速度快，矩形斷面利用率高，非開(kāi)挖施工地下通道結(jié)構(gòu)對(duì)地面既有運(yùn)營(yíng)設(shè)施影響小，能適應(yīng)多種截面尺寸的地下通道施工需求。已在上海軌道交通 6號(hào)線浦電路車站、 8號(hào)線中山北路車站、 4號(hào)線南浦大橋車站等等矩形地下人行通道工程中成功應(yīng)用，具有較好的應(yīng)用前景。 ? 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概述 ? 盾構(gòu)法問(wèn)世至今約有 200余年的歷史。法國(guó)工程師布魯諾爾(Mare Isambard Brunel)在倫敦從蛀蟲(chóng)在船板上蛀孔，再用分泌物涂在孔的四周中得到啟示，發(fā)現(xiàn)了盾構(gòu)法掘進(jìn)隧道的原理。隨后注冊(cè)了專利，并逐步完善了盾構(gòu)的機(jī)械系統(tǒng)。 ? 1825年在穿越泰晤士河的隧道中第一次使用了矩形盾構(gòu)技術(shù)。 1917年，日本引進(jìn)盾構(gòu)施工技術(shù)，是歐美國(guó)家以外第一個(gè)引進(jìn)盾構(gòu)法的國(guó)家。我國(guó)上世紀(jì) 50年代初首次在東北阜新煤礦采用盾構(gòu)法修建了直徑 ， 1963年開(kāi)始在上海試驗(yàn)性地采用盾構(gòu)法掘進(jìn)隧道， 1966年在上海采用網(wǎng)格式擠壓盾構(gòu)修建了直徑達(dá)到 10ｍ的打浦路越江隧道，同年水利部杭州機(jī)械研究所研究試制了我國(guó)第一臺(tái)隧道掘進(jìn)機(jī)并應(yīng)用于水電工程， 1968年北京開(kāi)始修建地鐵盾構(gòu)施工試驗(yàn)段工程，也取得了一些經(jīng)驗(yàn)。 2022年，中國(guó)首條雙圓盾構(gòu)隧道在上海地鐵 8號(hào)線獲得成功。 ? 2 基本原理與定義 ? 所謂盾構(gòu)施工技術(shù)，是指使用盾構(gòu)機(jī)，一邊控制開(kāi)挖面及圍巖不發(fā)生坍塌失穩(wěn)，一邊進(jìn)行隧道掘進(jìn)、出渣，并在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)拼裝管片形成襯砌、實(shí)施壁后注漿，從而在不擾動(dòng)圍巖的基礎(chǔ)上修筑地下工程的方法?！岸堋笔侵副３珠_(kāi)挖面穩(wěn)定性的刀盤和壓力艙、支護(hù)圍巖的盾型鋼殼，“構(gòu)”是指構(gòu)成隧道襯砌的管片和壁后注漿體。 ? 復(fù)雜盾構(gòu)法施工技術(shù)為復(fù)雜地層、復(fù)雜地面環(huán)境條件下的盾構(gòu)法施工技術(shù)，或大斷面（洞徑大于10米）、異形斷面形式（非單圓形）的盾構(gòu)法施工技術(shù)。 盾構(gòu)機(jī)構(gòu)造示意圖 ? (a) 閉胸式盾構(gòu) (b)敞開(kāi)式盾構(gòu) 盾構(gòu)機(jī)主要是用來(lái)開(kāi)挖土砂圍巖的隧道機(jī)械，由切口環(huán)、支承環(huán)及盾尾三部分組成。設(shè)計(jì)盾構(gòu)時(shí)需要考慮的荷載如 :垂直和水平土壓力、水壓力、自重、上覆荷載的影響、變向荷載、開(kāi)挖面前方土壓力以及其他荷載。 3 盾構(gòu)選型 ? 選擇盾構(gòu)型式時(shí)，除考慮施工區(qū)段的圍巖條件、地面情況、斷面尺寸、隧道長(zhǎng)度、隧道線路、工期等各種條件外，還應(yīng)考慮開(kāi)挖和襯砌等施工問(wèn)題，必須選擇能夠安全而且經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行施工的盾構(gòu)型式。在選擇盾構(gòu)型式時(shí)，最為重要的是要以保持開(kāi)挖面穩(wěn)定為基點(diǎn)進(jìn)行選擇。為了選擇合適的盾構(gòu)型式，除對(duì)土質(zhì)條件、地下水進(jìn)行調(diào)查以外，還要對(duì)用地環(huán)境、豎井周圍環(huán)境、安全性、經(jīng)濟(jì)性等作充分地考慮。 ? 3 主要施工技術(shù) ? 1）豎井：須按盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)渣土的運(yùn)出，襯砌材料的運(yùn)入等來(lái)設(shè)置。豎井的結(jié)構(gòu)，須考慮盾構(gòu)的大小、運(yùn)人、組裝、出發(fā)方法、出發(fā)時(shí)反力的提供、出發(fā)部分的輔助施工法、同隧道的關(guān)系及周圍環(huán)境等。豎井施工時(shí)須考慮其地質(zhì)條件、路面條件、交通量、工程噪聲和振動(dòng)對(duì)周圍的影響等，采取安全且經(jīng)濟(jì)可行的施工法。 ? 2）出發(fā)與到達(dá)：出發(fā)時(shí)把盾構(gòu)正確地安裝在規(guī)定的位置后，要貫入圍巖，沿著規(guī)定的路線嚴(yán)格周密地進(jìn)行推進(jìn)，嚴(yán)禁給豎井結(jié)構(gòu)、路面、地下管線等帶來(lái)不良的影響。到達(dá)時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確地測(cè)定盾構(gòu)的位置。 ? 3）推進(jìn)：應(yīng)根據(jù)圍巖條件，正確地使用盾構(gòu)千斤頂，在確保圍巖穩(wěn)定的同時(shí)，沿規(guī)定的線路正確地進(jìn)行盾構(gòu)推進(jìn)。 ? 4）土壓平衡式盾構(gòu)作業(yè) ? 土壓平衡式盾構(gòu)的開(kāi)挖，要考慮圍巖條件、隧道斷面大小等，以確保開(kāi)挖面的穩(wěn)定；為了保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定，根據(jù)圍巖條件適當(dāng)注入添加劑，確保渣土的流動(dòng)性和止水性，同時(shí)要慎重進(jìn)行壓力艙的壓力調(diào)節(jié)和排土；渣土的處理，要適合開(kāi)挖、排土方法和渣土性質(zhì)，需配置滿足設(shè)計(jì)能力的排土設(shè)備，對(duì)污泥要選定適當(dāng)?shù)闹虚g處理設(shè)備處理后外運(yùn)。 ? 5）泥水加壓式盾構(gòu)作業(yè) ? 泥水加壓式盾構(gòu)施工法的開(kāi)挖，要考慮圍巖條件、隧道斷面大小等來(lái)進(jìn)行，以便保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定。為保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定，要根據(jù)圍巖條件調(diào)整泥漿質(zhì)量，能滿足在開(kāi)挖面上形成充分泥膜的同時(shí)，要慎重地進(jìn)行開(kāi)挖面泥漿壓力和開(kāi)挖土量的控制。渣土的處理，須適合圍巖粒度組成，并滿足設(shè)計(jì)能力的泥漿處理設(shè)備進(jìn)行處理后外運(yùn)。 ? 6）敞開(kāi)式盾構(gòu)作業(yè) ? 手掘式、半機(jī)械式和機(jī)械式盾構(gòu)施工法的開(kāi)挖，應(yīng)考慮圍巖條件、隧道斷面大小等，以盡量不發(fā)生圍巖松動(dòng)為原則來(lái)選定適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)方式，一邊確保開(kāi)挖面的穩(wěn)定一邊進(jìn)行推進(jìn)。渣土的處理，要根據(jù)開(kāi)挖方法、適合渣土性的處理方法和具有滿足設(shè)計(jì)能力的處理系統(tǒng)。 ? 7）管片組裝：在推進(jìn)完成后，管片組裝成管片環(huán)，迅速按照規(guī)定的方法正確而且堅(jiān)固地聯(lián)接施工。 ? 8）壁后注漿：壁后注漿施工應(yīng)以最適合于圍巖的注漿材料和注漿方法，在盾構(gòu)推進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行，并要做到完全填充盾尾空隙以防止圍巖松弛和下沉。 ? 9）防水：防水須根據(jù)隧道的使用目的，用適合作業(yè)環(huán)境的方法施工。一般采用管片間設(shè)置止水條，管片后灌漿等方法。 ? 10）輔助施工技術(shù) 采用化學(xué)加固法、高壓噴射攪拌法、凍結(jié)法、降低地下水位法、壓氣施工法、或這幾種方法并用以維持圍巖的穩(wěn)定。在盾構(gòu)出發(fā)，到達(dá)部位，急曲線部位，覆土小部位以及近接施工部位由于圍巖易出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，也應(yīng)根據(jù)具體情況采取有效的技術(shù)措施。 ? 4 盾構(gòu)法施工技術(shù)特點(diǎn) 1）施工不受地面交通、建 (構(gòu) )筑、管線、水流、航運(yùn)、季節(jié)及氣候條件影響，對(duì)環(huán)境影響也較小。 2）自動(dòng)化、智能化和信息化程度較高； 3）施工速度快，安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理； 4）機(jī)械造價(jià)昂貴，操作工藝復(fù)雜。 ? 5 技術(shù)指標(biāo) 承受荷載：設(shè)計(jì)盾構(gòu)時(shí)需要考慮的荷載如 :垂直和水平土壓力、水壓力、自重、上覆荷載的影響、變向荷載、開(kāi)挖面前方土壓力以及其他荷載。 及盾構(gòu)外徑；盾構(gòu)長(zhǎng)度；刀盤扭矩；總推力。 ? 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 ? 氣壓沉箱工法最早誕生在法國(guó) 1885年在法國(guó)巴黎修建的埃菲爾（ Eiffel）鐵塔的基礎(chǔ)，以及 1901年在美國(guó)紐約中心的曼哈頓修建的摩天大樓（ skyscraper）的基礎(chǔ)等都是利用氣壓沉箱法修建的。 1894年2月竣工的天津?yàn)春哟髽蚴俏覈?guó)最早采用氣壓沉箱法施工的鐵路橋，該橋是我國(guó)鐵路工程先驅(qū)－詹天佑親自主持的。 ? 2 基本原理 ? 大深度智能化氣壓沉箱施工技術(shù)是指在沉箱下部設(shè)置一個(gè)氣密性高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工作室，并向工作室內(nèi)注入壓力與刃口處地下水壓力相等的壓縮空氣，使在無(wú)水的環(huán)境下進(jìn)行無(wú)人化遠(yuǎn)程遙控挖土排土，箱體在本身自重以及上部荷載的作用下下沉到指定深度后，在沉箱結(jié)構(gòu)面底部澆筑混凝土底板，形成地下沉箱結(jié)構(gòu)的新型施工技術(shù)。 ? 大深度智能化氣壓沉箱在施工中，利用氣體壓力平衡箱體外水壓力，沉箱底土體在無(wú)水狀態(tài)下進(jìn)行無(wú)人化遠(yuǎn)程遙控開(kāi)挖，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，沉箱在下沉過(guò)程中可以直接辨別并較方便地處理地下障礙物，同時(shí)避免了坑底隆起和流砂管涌現(xiàn)象。 ? ? 3 主要技術(shù)內(nèi)容及特點(diǎn) ? 大深度智能化氣壓沉箱施工技術(shù)主要包括：沉箱結(jié)構(gòu)制作技術(shù)、遠(yuǎn)程遙控智能化挖掘及出土技術(shù)、高氣壓環(huán)境下生命保障技術(shù)、 3D地貌與信號(hào)監(jiān)測(cè)技術(shù)、沉箱的助沉與糾偏技術(shù)、氣壓沉箱封底施工技術(shù)等。 ? 4 大深度智能化氣壓沉箱施工工藝 ? 1）場(chǎng)地平整 ? 沉箱支承地基的平整，并保持場(chǎng)地有適當(dāng)?shù)牡鼗休d力。 ? 2）作業(yè)室的構(gòu)筑 ? 沉箱下部設(shè)置一個(gè)作業(yè)空間，從這里進(jìn)行土體的開(kāi)挖、運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)，作業(yè)室中施加與地下水壓力相當(dāng)?shù)目諝鈮毫?，使作業(yè)室處于干燥狀態(tài)。 ? 3） 運(yùn)輸出入口的設(shè)置 ? 人員進(jìn)出具有空氣壓力的作業(yè)室或從作業(yè)室進(jìn)出的土體，需要分別通過(guò)鋼制豎井形式的人員塔和物料塔來(lái)調(diào)節(jié)地上大氣壓與作業(yè)室的壓力差。 ? 4）下沉開(kāi)挖與沉箱體的澆筑 ? 沉箱體通常以 4m高的分節(jié)高度澆筑；其順序?yàn)闈仓?→ 開(kāi)挖 → 澆筑循環(huán)進(jìn)行，直到箱體達(dá)到所定深度為止。 ? 5）基底混凝土的澆筑與豎井的撤去 ? 當(dāng)氣壓沉箱穩(wěn)定后，拆除作業(yè)室內(nèi)的設(shè)備，在其中澆筑封底砼，充填中空并撤去豎井。 ? 相比常規(guī)的沉井施工方法，智能化氣壓沉箱施工方法由于氣壓反力的作用，箱體容易糾偏和控制下沉速度，可以防止突沉、超沉，且周邊地層沉降小，對(duì)環(huán)境影響?。? ? 5主要技術(shù)指標(biāo)： ? 1）無(wú)排氣環(huán)保螺旋機(jī)出土速度： 16m3/h； ? 2）遠(yuǎn)程遙控自動(dòng)挖掘機(jī)，鏟斗容量 ~，并配有專門的遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)； ? 3）減摩泥漿：鈉基膨潤(rùn)土、純堿、 CMC，密度~，黏度 30~40S； ? 4）配有專門的人員生命保障系統(tǒng)（包括醫(yī)療艙、減壓艙等），工作室在有人狀態(tài)下氧氣含量保持 19%~23%，氣壓小于 ，人員在高壓常壓環(huán)境之間轉(zhuǎn)換有專門操作規(guī)程并有各種故障的應(yīng)急預(yù)案，防止減壓病的發(fā)生。 ? 1 基本原理 ? “雙聚能預(yù)裂與光面爆破綜合技術(shù)”是采用國(guó)家發(fā)明專利（專利號(hào)： ZL 2022 1 ） —— “ 雙聚能預(yù)裂與光面爆破綜合技術(shù)施工工法及其專用裝置”進(jìn)行聚能預(yù)裂（光面）爆破的一項(xiàng)世界領(lǐng)先的輪廓控制爆破技術(shù)。其基本原理是基于“瞬時(shí)爆轟論”將聚能爆破應(yīng)用于預(yù)裂爆破和光面爆破的最新爆破技術(shù)，即利用橢圓雙極線性聚能藥柱的聚能破巖機(jī)理進(jìn)行預(yù)裂爆破和光面爆破的最新輪廓控制爆破技術(shù)。 ? “雙聚能預(yù)裂與光面爆破綜合技術(shù)”用一種特制的專用裝置裝入粉狀或乳化炸藥制作橢圓雙極線性聚能藥柱進(jìn)行輪廓控制爆破的新技術(shù)，專用裝置由雙聚能槽管、連接套管、孔口及孔內(nèi)對(duì)中環(huán)組成。 ? 2 技術(shù)指標(biāo)。 ? 1) 根據(jù)輪廓控制爆破巖石的力學(xué)特性和巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造預(yù)裂或者光面爆破孔距可以增大 2～ 3倍。 ? 2）（據(jù)云南小灣水電站水墊塘水平雙聚能預(yù)裂爆破測(cè)試）保留巖體建基面以下 40cm范圍內(nèi)，爆后波速最大衰減只有 4%，遠(yuǎn)低于國(guó)家規(guī)范要求。 ? 3）半孔殘留率遠(yuǎn)高于國(guó)家規(guī)范要求并且爆后殘留半孔沒(méi)有爆破再生裂隙。 ? 4）施工成本降低 50%以上。 ? 5）節(jié)省能源消耗 50～ 60%、造孔矽塵大量減少有利于環(huán)境保護(hù)。 ? 該項(xiàng)成果已在溪洛渡、彭水、南水北調(diào)、武都引水等大中型水利水電工程建設(shè)中推廣應(yīng)用，取得了良好的效果。與現(xiàn)行的預(yù)裂與光面爆破技術(shù)相比，可減少鉆孔量和裝藥量 50％以上，有效地降低了爆破危害，提高了爆破質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益顯著。 ? 右圖：彭水砂石料弱風(fēng)化 石灰?guī)r采場(chǎng) 12m梯段采用 雙聚能預(yù)裂爆破的預(yù)裂面， 孔距 ～