【正文】 常土層的過程稱為盾構(gòu)出洞；反之，盾構(gòu)在地層中完成某一區(qū)間的隧道施工后，進(jìn)入盾構(gòu)到達(dá)井的過程稱為盾構(gòu)進(jìn)洞。盾構(gòu)進(jìn)出工作井涉及洞門預(yù)留塊制作、四周土體、封門鑿除、盾構(gòu)后座支撐下頂進(jìn)、施工參數(shù)的調(diào)整。一般出洞 50m之后，盾構(gòu)法隧道施工才進(jìn)入正常。 二、隧道襯砌的拼裝 軟土地層盾構(gòu)施工的隧道襯砌，通常采用預(yù)制鋼筋混凝土管片拼裝而成。 管片拼裝方法根據(jù)結(jié)構(gòu)受力要求，分為通縫拼裝和錨縫拼裝兩種 三、襯砌壁后注漿 為防止地表沉降，必須將盾尾和襯砌之間的建筑空隙及時(shí)壓漿充填。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，壓漿數(shù)量同注入壓力及要求控制的地表沉降有關(guān)，一般為理論計(jì)算建筑空隙體積的 110％ —180 ％。壓漿要對(duì)稱于襯砌環(huán)進(jìn)行，盡量避免單點(diǎn)超壓注漿，以減少襯砌環(huán)的不均勻施工荷載。注漿壓力一般為 ~。四、盾構(gòu)法施工的運(yùn)輸、供電、通風(fēng)和排水 1．運(yùn)輸。隧道內(nèi)需運(yùn)輸?shù)牟牧嫌虚_挖的土方、管片、壓漿材料，以及隧道延伸所需的枕木、鋼軌、走道板、管道等。運(yùn)輸方式分為水平運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸。水平運(yùn)輸大都采用輕型窄軌 (軌距 600mm)， 以蓄電池式電機(jī)車牽引。在運(yùn)距長(zhǎng)、坡度陡的情況下，可采用內(nèi)燃機(jī)車。2．供電。盾構(gòu)施工時(shí)，除了要重視盾構(gòu)本身及井下設(shè)備的供電外，對(duì)地面降水用水泵、氣壓用空壓機(jī)等的供電也務(wù)必充分保證，否則會(huì)因斷電招致重大工程事故。供電系統(tǒng)要考慮足夠的備用系數(shù)，還應(yīng)采用多路電源供電的辦法。供電線路及設(shè)備要有良好的安全措施，并經(jīng)常維修檢查。3．通風(fēng)。盾構(gòu)施工均為獨(dú)頭巷道的形式，為此，應(yīng)根據(jù)工作面實(shí)際操作人數(shù)，供給新鮮空氣，并注意調(diào)節(jié)工作面的溫度與濕度。一般采用礦用通風(fēng)機(jī)，考慮一定距離的接力，送到開挖面。地層中含有沼氣、瓦斯等易燃、易爆氣體時(shí)，除加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)密閉措施外，還應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)。對(duì)有害氣體應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并降低到可能爆燃的濃度以下。 4．排水。隧道施工用水、滲漏水以及工作面涌水應(yīng)迅速排除，以保證盾構(gòu)機(jī)械的安全操作。隧道內(nèi)積水一般先排入工作井，再用專設(shè)的抽水系統(tǒng)排至地面。 第四節(jié) 全斷面掘進(jìn)機(jī)一、掘進(jìn)機(jī)的分類掘進(jìn)機(jī)可按切削頭的回轉(zhuǎn)方式分為單軸回轉(zhuǎn)式和多軸回轉(zhuǎn)式；也可按刀盤上的刀具破碎巖石的方式分為切削式、銑削式、擠壓剪切式和滾壓式；最常用的分類方式是按掘進(jìn)機(jī)為適應(yīng)地質(zhì)條件有無護(hù)盾分為 開式 、 單護(hù)盾式 和 雙護(hù)盾式 。二、掘進(jìn)機(jī)的工作原理 巖石掘進(jìn)機(jī)的結(jié)構(gòu)一般都由下列幾個(gè)部件組成，即切削刀盤、主軸承與密封裝置、刀盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、主機(jī)架、推進(jìn)裝置、支撐機(jī)構(gòu)、排碴裝置、液壓系統(tǒng)、除塵裝置與電氣、操縱等裝置。 2． TBM掘進(jìn)工作原理 掘進(jìn)開始 在掘進(jìn)機(jī)方向調(diào)整定位后，后支撐靴提起。驅(qū)動(dòng)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)切削，同時(shí)推進(jìn)液壓缸伸出，掘進(jìn)機(jī)向前掘進(jìn)。 掘進(jìn)終了 準(zhǔn)備換步，切削刀盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)，后支撐靴伸出抵到仰拱上以承受機(jī)器后端重力；前支撐靴與底面接觸以承受機(jī)器前端重力。主支撐靴回縮。 換步開始 當(dāng)主支撐靴回縮后，推進(jìn)裝置液壓缸反向進(jìn)油，則活塞桿回縮，帶動(dòng)主支承架與主支撐靴一起相對(duì)主機(jī)架向前移動(dòng)一個(gè)行程。 換步終了 換步時(shí)推進(jìn)液壓缸活塞桿全部縮回，則換步終了，可以進(jìn)行下一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)。 TBM定位找正，開始下一循環(huán)工作。 三、 TBM掘進(jìn)機(jī)的基本構(gòu)造及性能 以Ｗ irthTB880E掘進(jìn)機(jī) 為例。1 總體結(jié)構(gòu) Ｗ irthTB880E掘進(jìn)機(jī)是敞開式、雙 “ X“ 型支撐的硬巖掘進(jìn)機(jī)。主要由刀盤部件、刀盤護(hù)盾、刀盤軸承及刀盤回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、刀盤密封、機(jī)架、 “ X“ 支撐及推進(jìn)系統(tǒng)、前、后下支承、出碴設(shè)備、激光導(dǎo)向系統(tǒng)、除塵裝置、支護(hù)設(shè)備和司機(jī)室等組成。如圖 。2． 刀盤部件 由刀盤構(gòu)架、鏟斗、刀具等組成的刀盤為焊接的鋼結(jié)構(gòu)件，分成兩塊便于運(yùn)輸，裝配時(shí)用螺栓拼成一體。刀盤上裝有 6把中心刀、 62把正滾刀， 3把邊滾刀和 2把擴(kuò)孔刀。盤形滾刀 見 圖 。3． 刀盤護(hù)盾 刀盤護(hù)盾由液壓預(yù)加載仰拱即前下支承與三個(gè)可擴(kuò)張的拱形架組成。三個(gè)可擴(kuò)張的拱形架均可用螺栓安裝格柵式護(hù)盾，以便在護(hù)盾托住頂部時(shí)，可安裝錨桿。4．刀盤回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置 刀盤回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力由水冷式雙速電動(dòng)機(jī)經(jīng)液壓操作的多片式摩擦離合器、雙級(jí)水冷式行星減速箱、再經(jīng)過齒形聯(lián)軸節(jié)、傳動(dòng)軸傳到小齒輪上。5．主軸承與刀盤密封 主軸承為一兩重式軸向、徑向滾柱的組合體。6．機(jī)架 內(nèi)凱氏方機(jī)架既作為刀盤進(jìn)退之導(dǎo)向，也將掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)的推進(jìn)力與力矩傳遞給外凱氏方機(jī)架。7． “ X” 支撐 及推進(jìn)系統(tǒng) 作用在刀盤的推力的反力，經(jīng)由凱氏內(nèi)機(jī)架、外機(jī)架傳到圍巖。因凱氏外機(jī)架分為前后兩個(gè)獨(dú)立的部件，各有其獨(dú)立的推進(jìn)液壓缸。后凱氏外機(jī)架的推進(jìn)液壓缸將力傳到凱氏內(nèi)機(jī)架，而前凱氏外機(jī)架則將推進(jìn)力直接傳到刀盤支承殼體上。8． 后下支承 后下支承位于后凱氏外機(jī)架的后面，裝在凱氏內(nèi)機(jī)架上。后下支承由液壓缸使之伸縮，還可用液壓缸作橫向調(diào)整。一旦支撐靴板縮回，凱氏內(nèi)機(jī)架的位置可作水平方向與垂直方向的調(diào)節(jié)，用以決定下一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)的方向，保持 TBM在要求的隧道中線上。 9．除塵裝置 用洞外壓入式通風(fēng)方式，在洞口外約 25m左右裝有串聯(lián)軸流式風(fēng)機(jī) 10．激光導(dǎo)向系統(tǒng) TBM上安裝 ZED 260導(dǎo)向系統(tǒng)，設(shè)兩個(gè)靶子與一套激光設(shè)備。前靶裝在刀盤切削頭護(hù)盾的后面，由一臺(tái)工業(yè)用 TV照像機(jī)監(jiān)測(cè)，它將 TBM相對(duì)于激光束的位置傳送到司機(jī)室內(nèi)的屏幕上。 11．司機(jī)操作室 司機(jī)操作室置于后配套的前端，其內(nèi)有操縱臺(tái)，臺(tái)上設(shè)有必要的閥、壓力表、儀表、按鈕、監(jiān)測(cè)裝置與通訊設(shè)備，以便有效地操作 TBM。12． 支護(hù)設(shè)備 包括（ 1）錨桿鉆機(jī)（ 2）超前鉆機(jī)（ 3）圈梁安裝器13．后配套系統(tǒng) 14．附屬設(shè)備 包括 （ 1） TBM通訊連絡(luò)系統(tǒng) （ 2）滅火系統(tǒng) （ 3）數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng) （ 4）甲烷監(jiān)測(cè)器 （ 5）通風(fēng)管 第五節(jié) 隧道施工中的機(jī)械化鉆爆法與掘進(jìn)機(jī)法一、與鉆爆法開挖隧洞相比掘進(jìn)機(jī)的主要優(yōu)缺點(diǎn)1．主要優(yōu)點(diǎn) 掘進(jìn)機(jī)是以機(jī)械能破碎巖石，并使隧洞全斷面一次形成的機(jī)器。它是長(zhǎng)隧洞快速施工的有效手段。與鉆爆法開挖隧洞相比，它具有快速、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)和安全 4大優(yōu)點(diǎn) 。2．不足之處（ 1）掘進(jìn)機(jī)設(shè)備的一次性投資大。（ 2）據(jù)進(jìn)機(jī)本身的加工制造周期長(zhǎng)。（ 3）掘進(jìn)機(jī)的實(shí)際利用率較低，一般不超過 50％。（ 4）掘進(jìn)機(jī)的使用，常受洞長(zhǎng)和洞徑的限制。（ 5）在溶洞較多的石灰?guī)r地段不宜采用掘進(jìn)機(jī)施工。二、使用掘進(jìn)機(jī)應(yīng)注意的問題(1)要根據(jù)隧洞水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和巖石力學(xué)等條件選擇掘進(jìn)機(jī)的型號(hào)。(2)掘進(jìn)機(jī)的刀盤直徑以 4—8 m為好。(3)要重視掘進(jìn)機(jī)的后配套。(4)在每臺(tái)掘進(jìn)機(jī)上最好能配備 l臺(tái)超前鉆機(jī)。(5)要特別重視掘進(jìn)機(jī)上之關(guān)鍵部件的加工制造質(zhì)量。 (6)為實(shí)現(xiàn)安全和快速掘進(jìn)，掘進(jìn)機(jī)刀盤上的滾刀要能從后面更換。 本章小結(jié)：第一節(jié) 概述 橋梁通常由三個(gè)部分組成：上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)。如 圖 。橋梁的上部結(jié)構(gòu)是橋梁的主要承重部分。按上部結(jié)構(gòu)的受力情況可將橋梁分為梁橋、拱橋、懸索橋等。其中梁橋占橋梁的大部分。一、梁橋施工 梁橋的常用施工方法有預(yù)制裝配施工法、現(xiàn)場(chǎng)制作施工法和頂推施工法。1. 預(yù)制裝配施工法 2. 它是將在預(yù)制廠或橋梁現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制的梁運(yùn)至橋位處，使用起重設(shè)備進(jìn)行安裝和完3. 成橫向聯(lián)結(jié)組成橋梁的施工方法。4. 最關(guān)鍵的程序是預(yù)制梁的安裝。預(yù)制梁的安裝方法有多種，常用的主要有用龍5. 門架與導(dǎo)梁的聯(lián)合安裝法、用扒桿和導(dǎo)梁的聯(lián)合安裝法、雙導(dǎo)梁安裝法、扒桿吊裝6. 法、浮吊架設(shè)法、跨墩龍門架安裝法、自行式吊裝安裝法和架橋機(jī)安裝法等。其中7. 架橋機(jī)安裝法是最常用的方法。 2. 現(xiàn)場(chǎng)制作施工法 3. 包括懸臂分段施工和造橋機(jī)逐孔架設(shè)施工。懸臂分段施工法是以橋墩為中心向兩岸對(duì)稱地（或不對(duì)稱地）逐節(jié)懸臂澆注或懸臂拼裝的施工方法。它又分為 懸臂拼裝法 及懸臂澆筑法。懸臂澆筑采用移動(dòng)式掛籃作為主要施工設(shè)備，以橋墩為中心，對(duì)稱地向兩岸利用掛籃逐段澆筑梁段混凝土，待混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力束，再移動(dòng)掛籃，進(jìn)行下一節(jié)段的施工。 3.頂推施工法 頂推法施工 是沿橋軸方向，在橋臺(tái)后面開辟預(yù)制場(chǎng)地，分節(jié)段預(yù)制梁身并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將各節(jié)段連成整體，然后通過水平液壓千斤頂施力，借助不銹鋼板與聚四氟乙烯模壓板組成的滑動(dòng)裝置，將梁段向?qū)Π锻七M(jìn)。這樣分段預(yù)制，逐段頂推，待全部頂推就位后，落梁、更換正式支座，完成橋梁施工。二、拱橋施工 拱橋的施工方法與拱橋的結(jié)構(gòu)形式有關(guān) 拱橋施工機(jī)械主要有纜索起重機(jī)、拱架、扣索和人字桅桿起重機(jī)等。 三、懸索橋施工 懸索橋主要由主纜、塔柱、吊桿、錨碇、加勁梁等組成，如 圖 。分 下部結(jié)構(gòu)施工和上部結(jié)構(gòu)施工。上部結(jié)構(gòu)施工主要設(shè)備有跨纜起重機(jī)、主纜緊纜機(jī)、主纜纏絲機(jī)和牽引卷揚(yáng)機(jī)等。四、斜拉橋施工 斜拉橋主要由索塔、拉索、主梁和墩臺(tái)組成，如 圖 。斜拉橋的施工可分為基礎(chǔ)、墩塔、梁和索等四個(gè)部分。索塔施工機(jī)械主要有自升吊塔、提升起重機(jī)、爬升起重機(jī)和人貨兩用電梯等。主梁施工機(jī)械主要包括長(zhǎng)平臺(tái)牽索式掛籃、短平臺(tái)復(fù)合型牽索掛籃和三角吊機(jī)等。 第二節(jié) 架橋機(jī) 架橋機(jī)按用途可分為普通鐵路用架橋機(jī)、高速鐵路用架橋機(jī)和公路用架橋機(jī)。一、普通鐵路用架橋機(jī) 普通鐵路用架橋機(jī)主要用于普通鐵路梁橋的架設(shè)安裝。按受力形式的不同分為懸臂式架橋機(jī)、簡(jiǎn)支式架橋機(jī)兩類。1. 懸臂式架橋機(jī) 2. 它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，操作也方便，但穩(wěn)定性較差，作業(yè)不太安全。已逐步3. 被其他型式的架橋機(jī)所代替。4. 13059型懸臂式架橋機(jī)如 圖 所示，由機(jī)身、吊臂、行走部分和起重設(shè)備等四大5. 部分組成。 吊臂和機(jī)身 都是受拉受壓的普通鋼結(jié)構(gòu)，機(jī)身兩側(cè)為板式結(jié)構(gòu)，機(jī)身上6. 面的斜撐下部安裝有法蘭螺絲，可使斜撐伸縮，將把頂部的中央鉸由 6m升至。7. 吊臂頂部用拉板與中央鉸相連接，機(jī)身上設(shè)有專門起落吊臂前端的小扒桿，組拼架8. 橋機(jī)時(shí)無須另配起重設(shè)備。 行走部分 前后輪組各采用兩個(gè)三輪轉(zhuǎn)向架，依靠機(jī)車頂9. 推行走。 起重設(shè)備 主要是手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)、滑輪組和鐵扁擔(dān)等。 13059型懸臂架橋機(jī)組10. 裝次序如 圖 。11. 2. 簡(jiǎn)支式架橋機(jī) 12. 簡(jiǎn)支式架橋機(jī)有單梁架橋機(jī)和雙梁架橋機(jī)兩種。單梁架橋機(jī)具有軸重輕，架梁13. 時(shí)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)主要有勝利 13066型和 13070型兩種型號(hào)。 雙梁架橋機(jī)除有單梁架橋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有梁片可以直接從運(yùn)梁平車上起吊，不需要換裝；可以一次將梁片架設(shè)就位；可以在前后方向反向雙向架梁等特點(diǎn)。有單向作業(yè)的單懸臂式（如長(zhǎng)征型、 66（改）型）和雙向作業(yè)的雙懸臂式（如紅旗型、長(zhǎng)征型、燎原型）等。 紅旗型架橋機(jī)如 圖 。 運(yùn)輸狀態(tài) 和 裝配完成后工作狀態(tài) 如圖，主要由 臺(tái)車 、 機(jī)身 、機(jī)臂 、機(jī)臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、前后端門架與支柱和 吊梁行車 等組成。臺(tái)車共二輛，兩臺(tái)車之間通過機(jī)身和附在機(jī)身兩端下面的大枕梁內(nèi)外套連接，承受架橋機(jī)的全部重量。內(nèi)外套間有頂緊裝置，架橋機(jī)行走時(shí)，旋緊螺旋頂，使內(nèi)外套靠緊。機(jī)身由機(jī)身主梁、大枕梁外套、機(jī)身升降千斤頂、肋撐和吊籃等組成。機(jī)臂為箱形截面的焊接結(jié)構(gòu)，共 4片。前端門架與前支柱用螺栓連在一起。后端門架是用鋼板焊接成的帶孔箱形截面的龍門形結(jié)構(gòu)，支柱由外套、升降桿和墊腳組成。吊梁行車用鋼板焊成，分為上下兩層，上層為起吊梁片并能橫移的吊梁行車，下層為縱向送梁到位的行走行車。二、高速鐵路用架橋機(jī) 高速鐵路用架橋機(jī)由于 PC梁非常重 ， 全部采用簡(jiǎn)支形式。以 JQ600型下導(dǎo)梁式架橋機(jī)為例介紹高速鐵路用架橋機(jī)構(gòu)造和工作原理。1. JQ600型下導(dǎo)梁式架橋機(jī)的構(gòu)造 JQ600型下導(dǎo)梁式架橋機(jī)由主梁、前支腿、后支腿、喂梁曲腿、起重小車和下導(dǎo)梁等組成，如 圖 。 2.JQ600型下導(dǎo)梁式架橋機(jī)架梁程序 架梁程序如 圖 所示，可分為準(zhǔn)備、喂梁、提梁、落梁和移位 5個(gè)步驟來完成架梁。（ 1）準(zhǔn)備根據(jù)被架梁跨度，操作喂梁支腿油缸，使后支腿與主梁脫離，通過后支腿的行走系統(tǒng)，使后支腿縱向移動(dòng)到相應(yīng)跨度的安裝位置。再調(diào)節(jié)喂梁支腿油缸，降下主梁并將其與后支腿連接。（ 2）喂梁首先操作喂梁支腿油缸，通過喂梁支腿頂起主梁，使后支腿脫離橋面并拆下內(nèi)側(cè)銷軸。調(diào)節(jié)后支腿油缸，使左右后支腿向兩側(cè)展開，同時(shí)，將運(yùn)架橋機(jī)臺(tái)車開到前支腿前方。將裝載整孔箱梁的運(yùn)梁臺(tái)車開到導(dǎo)梁上，直到架梁的位置。（ 3）提梁調(diào)節(jié)后支腿油缸，使展開的后支腿落下復(fù)位。收縮喂梁支腿油缸，使后支腿承重而喂梁支腿懸空。提升整孔箱梁，運(yùn)梁臺(tái)車退出，駛回制梁場(chǎng)取下一片整孔箱梁。（ 4）落梁運(yùn)梁臺(tái)車駛出后，牽引導(dǎo)梁縱向前移一跨，落梁到位。（ 5）架橋機(jī)移位 將前后運(yùn)架橋機(jī)小車駛?cè)肭昂笾鹊臋M梁下，收縮前支腿油缸和喂梁曲支腿油缸，使架橋機(jī)通過前后支腿的橫梁支承在前后運(yùn)架橋機(jī)臺(tái)車上，將運(yùn)架橋機(jī)臺(tái)車開到前方一孔的位置，進(jìn)人下一作業(yè)循環(huán)。 三、公路用架橋機(jī) 公路用架橋機(jī)由于預(yù)制梁比較輕，常用萬能桿件、貝雷片、軍用梁等組件拼裝而成。如 圖 所示為用萬能桿件拼裝而成的拼裝式架橋機(jī)，架橋機(jī)中點(diǎn)和后端分別支承在 4部 60噸平車上，牽引架橋機(jī)行走的卷揚(yáng)機(jī)設(shè)置在后端橫梁上，前端支架用角鋼拼裝，下部與橋墩上的預(yù)埋螺栓聯(lián)結(jié)。 拼裝式架橋機(jī)的安裝程序如下：(1) 在橋頭路堤上鋪設(shè)三條軌道至橋臺(tái)，在軌道上拼裝架橋機(jī)，再將架橋機(jī)推移至安裝孔位。推移時(shí)，縱移行車應(yīng)置于導(dǎo)梁后端，以增加后端平衡重量。確保傾復(fù)系數(shù)大于 。架梁前端接近墩頂時(shí)將前支架先安裝在墩頂預(yù)埋螺栓上，再推移至設(shè)計(jì)位置，使前支架垂直后，固定好架橋機(jī)。并將交叉剪力拉桿拉緊，以保證橫向穩(wěn)定。 (2) 將預(yù)制梁運(yùn)至架橋機(jī)后跨內(nèi)，兩端同時(shí)起吊。橫移小行車應(yīng)置行梁跨正中并適當(dāng)固定，預(yù)制梁起吊高度應(yīng)使梁底超過架橋機(jī)中間橫梁頂面。(3) 將預(yù)制梁縱移至安裝跨位，用止輪器固定縱移行車后，用橫移小行車將梁橫移到設(shè)計(jì)位置下落安裝就位。(4) 待一跨的預(yù)制梁全部安裝完成后，將縱移行車退到后端。再稍前移架橋機(jī)，拆除前支架與墩頂聯(lián)結(jié)螺栓，把前支架掛在鼻架上，重復(fù)上述工序進(jìn)行另一跨安裝。 第三節(jié) 造橋機(jī) 造橋機(jī)是一種自帶模板，利用兩組鋼箱梁支承模板，對(duì)混凝土梁進(jìn)行逐孔現(xiàn)場(chǎng)澆筑的施工機(jī)械。以 ZQM1100造橋機(jī)為例介紹造橋機(jī)構(gòu)造