【正文】 洞口密封防水簾布的施工分兩步進(jìn)行施工，第一步是在車站結(jié)構(gòu)的施工工程中，做1位位163945287位36好始發(fā)洞門鋼環(huán)的埋設(shè)工作，要特別注意的是在埋設(shè)過(guò)程中預(yù)埋件必須與車站結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起；第二步在盾構(gòu)正式始發(fā)之前，應(yīng)先清理完洞口的碴土，再完成洞口密封的安裝。由于洞口鋼環(huán)直徑為 6500mm，而盾構(gòu)盾體直徑為 6260mm，管片外徑為 6000mm，因此，在盾構(gòu)盾體在洞門內(nèi)時(shí)，洞門內(nèi)側(cè)與盾構(gòu)機(jī)盾體之間的間隙為（65006260）/2=120mm，在盾構(gòu)主機(jī)完全進(jìn)入土體以后，管片外壁與洞門內(nèi)壁之間的間隙將更大，為（65006000）/2=250mm。為了避免洞門鑿除對(duì)車站結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擾動(dòng)，洞門鑿除時(shí)分九塊進(jìn)行，洞門鋼筋混凝土鑿除分塊見圖 510 洞門鑿除示意圖。= kN/m34基座簡(jiǎn)化為多跨等跨連續(xù)梁按照配對(duì)最不利的情況考慮，受力圖簡(jiǎn)化如58。始發(fā)基座受力驗(yàn)算本工程所用盾構(gòu)機(jī)主體總重約為286T，根據(jù)各個(gè)部位的重量，將盾構(gòu)機(jī)分為三段，第一段為刀盤和前盾，第二段為中盾和螺旋機(jī)，第三段為尾盾和拼裝機(jī)。5mm。保證精度為177。隨著負(fù)環(huán)的進(jìn)一步拼裝，盾構(gòu)機(jī)快 速地通過(guò)洞門進(jìn)行始發(fā)掘進(jìn)施工。圖 55 負(fù)環(huán)管片定位示意圖在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)拼裝好整環(huán)后利用盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)千斤頂將管片緩慢推出盾尾，此時(shí)利用門吊將拼裝好的整環(huán)鋼管片吊至盾尾，并將鋼管片同推出盾尾的負(fù)環(huán)管片用螺栓連接。 32圖 54 盾構(gòu)始發(fā)基座加固示意圖負(fù)環(huán)管片安裝負(fù)環(huán)管片包括負(fù)環(huán)鋼管片和負(fù)環(huán)砼管片。始發(fā)基座的安裝注意始發(fā)、到達(dá)段所處的線路平、縱面條件。 ф 600 鋼 管 與 預(yù) 埋 鋼 板 焊 接 點(diǎn) 最 大 水 平 推 力 為 2527kN，安 全 系 數(shù) 達(dá) 到 4096kN/2527kN=。L：桿件長(zhǎng)度；i：截面慣性半徑，i= ==λ=μL/i = ≤λs=（長(zhǎng)度系數(shù) μ 取 ）所以，此 ф500 鋼管支撐屬短粗桿，桿件穩(wěn)定性滿足要求。m/1340*104=1468106/1340104=≤[σ]=210MPa所以反力架強(qiáng)度滿足要求。5mm。5mm，高度偏差：177。5mm。3）水平位置計(jì)算：反 力 架 水 平 位 置 由 負(fù) 環(huán) 排 列 確 定 ， 根 據(jù) 負(fù) 環(huán) 排 列 要 求 ， 反 力 架 前 端 面 距 0 環(huán) 前 端 面 的 長(zhǎng)度 應(yīng) 該 為 12m， 而 0 環(huán) 的 前 端 面 深 入 洞 門 50cm， 因 此 反 力 架 前 端 面 距 離 洞 門 ， 也 就 是 該 區(qū)間 起 點(diǎn) 里 程 。2）負(fù)環(huán)排列：按 照 設(shè) 計(jì) 要 求 ， 正 1 環(huán) 的 末 端 距 離 車 站 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 壁 距 離 在 4060cm 為 宜 ， 在 此 取 50cm。No端頭加固安裝始發(fā)基座盾構(gòu)機(jī)組裝、空載調(diào)試端頭洞門鑿除安裝反力架盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)盾構(gòu)負(fù)載調(diào)試安裝負(fù)環(huán)盾尾通過(guò)洞口密封注漿回填盾構(gòu)掘進(jìn)和管片安裝28圖 52 端頭井加固范圍和降水井位置圖 反力架安裝與受力驗(yàn)算反力架的結(jié)構(gòu)在盾構(gòu)主體與后配套連接之前，先進(jìn)行反力架的安裝。加固后土體強(qiáng)度需要達(dá)到以下指標(biāo)：無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度 Qu=～，滲透系數(shù) K≤110 7米/秒。6627第五章 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)與接收 盾構(gòu)始發(fā)的工藝流程盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其主要內(nèi)容包括：端頭地層加固、安裝盾構(gòu)機(jī)始發(fā)基座、盾構(gòu)機(jī)組裝就位和調(diào)試、安裝洞門密封圈、安裝反力架、安裝洞門密封簾布橡膠板、拼裝負(fù)環(huán)管片（含鋼環(huán)、鋼支撐） 、拆除洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)、盾構(gòu)機(jī)貫入作業(yè)面加壓和掘進(jìn)等。為了提高碴土的流動(dòng)性，防止上述現(xiàn)象的發(fā)生，刀具布置采取了針對(duì)性較強(qiáng)的防泥餅措施，即確保刀具凸出刀盤的較大間距。在曲線半徑小的隧道掘進(jìn)時(shí)，為了利于盾構(gòu)的調(diào)向，需要有較大的開挖直徑，因此根據(jù)地質(zhì)情況的差異，可在刀盤上選擇配置擴(kuò)孔刀或滾刀型、齒刀型的仿形刀。 刀具配置的其他注意事項(xiàng)當(dāng)巖石抗壓強(qiáng)度較低，盤形滾刀破巖效果不理想時(shí)，則利用滾刀刀座安裝齒刀進(jìn)行破巖，齒刀軌跡完全與滾刀相同，齒刀刀刃是對(duì)稱的，因此刀盤正反轉(zhuǎn)時(shí)都可以很好地破碎軟巖。對(duì)于巖層首先通過(guò)滾刀進(jìn)行破巖，且滾刀的超前量應(yīng)大于切刀的超前量，在滾刀磨損后仍能避免切刀進(jìn)行破巖，確保切刀的使用壽命。在砂層、砂卵石地層施工時(shí)，需設(shè)置（寬幅）切刀、周邊刮刀、先行刀（重型撕裂刀） 、中心刀、仿形刀等刀具。考慮到刀盤的受力均勻性，刀具布置具有對(duì)稱性。切刀安裝在開口槽的兩側(cè)，覆蓋了整個(gè)進(jìn)碴口的長(zhǎng)度。24 刀具配置方式刀具的布置方式需要充分考慮工程地質(zhì)情況，進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，不同的工程地質(zhì)特點(diǎn)，采用不同的刀具配置方案，以獲得良好的切削效果和掘進(jìn)速度。目前世界上基本均采用牙型交錯(cuò)連續(xù)排列方式。23圖 412 滾刀破巖機(jī)理圖 齒刀在巖石較軟的情況下掘進(jìn)時(shí)，由于盤形滾刀與巖石掌子面之間不能產(chǎn)生一定的附著力，將導(dǎo)致滾刀不能滾動(dòng)而產(chǎn)生弦磨，滾刀不能滾動(dòng)將失去有效的破巖功能。滾刀在刀盤的推力、扭矩作用下，在掌子面上切出一系列的同心圓溝槽。穿越松散地層但有大粒徑的礫石(粒徑大于 400mm)、并且含量達(dá)到一定比例時(shí)，也可采用滾刀型刀具。盾構(gòu)機(jī)在曲線段推進(jìn)、轉(zhuǎn)彎或糾偏時(shí)，通過(guò)仿形超挖切削土體創(chuàng)造所需空間，保證盾構(gòu)機(jī)在超挖少、對(duì)周邊土體干擾小的條件下，實(shí)現(xiàn)曲線推進(jìn)和順利轉(zhuǎn)彎及糾偏。21在純硬巖地層掘進(jìn)時(shí)，刀盤中心位置布置雙刃或三刃滾刀。圖 46 先行刀刀具形狀及與切削刀協(xié)同切削土體的示意圖 貝型刀盤圈貝型刀實(shí)質(zhì)上是超前刀，盾構(gòu)機(jī)穿越砂卵石地層，特別是大粒徑砂卵石地層時(shí)，若采用滾刀型刀具，因土體屬松散體，在滾刀掘進(jìn)擠壓下會(huì)產(chǎn)生較大變形，大大降低滾刀的切削效果，有時(shí)甚至喪失切削破碎能力。先行刀在切刀切削土體之前先行切削土體，將土體切割分塊，為切刀創(chuàng)造良好的切削條件。對(duì)于軟土地層或經(jīng)滾刀破碎后的碴土將通過(guò)切刀和刮刀進(jìn)行開挖。 切削刀切刀是軟土刀具，布置在刀盤開口槽的兩側(cè)，其切削原理是盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)的同時(shí)，切刀隨刀盤旋轉(zhuǎn)對(duì)開挖面土體產(chǎn)生軸向（沿隧道前進(jìn)方向）剪切力和徑向（刀盤旋轉(zhuǎn)切線方向）切削力，在刀盤的轉(zhuǎn)動(dòng)下，刀刃和刀頭部分插入到地層內(nèi)部，不斷將開挖面前方土體切削下來(lái)。按切削原理劃分，盾構(gòu)機(jī)的刀具一般分為切削刀和滾刀兩種，其余形式的刀具為輔助刀具。越接近主動(dòng)土壓時(shí)，盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)對(duì)周圍地層的擾動(dòng)范圍越小，一般在粘性土中采用下式進(jìn)行計(jì)算上部土壓力 P：P=KrH其中，K 為土體側(cè)壓力系數(shù)（K=～） ；r 為土體平均容重；H 為地面至土倉(cāng)上部覆土厚度。盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)的確定時(shí)，以不利因素考慮，而后根據(jù)掘進(jìn)過(guò)程中的實(shí)際情況再作調(diào)整。南昌紅谷灘地區(qū)的地質(zhì)情況，以砂土、粉土和粉質(zhì)粘土為主。4）具有可升降氣壓的人控氣壓倉(cāng)，用于土壓平衡工況進(jìn)入泥土密封倉(cāng)排除故障或更換刀具。易于進(jìn)入切削面（除去障礙物） 。結(jié)合目前南昌地質(zhì)資料，選用輻條式刀盤的復(fù)合式土壓平衡式盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，是進(jìn)行隧道掘進(jìn)施工的一種較好機(jī)型，可以較好的控制地表的變形。盾構(gòu)機(jī)有良好的密封性能。16根據(jù)盾構(gòu)施工法的特點(diǎn)，盾構(gòu)機(jī)選型主要取決于盾構(gòu)經(jīng)過(guò)的地層的地質(zhì)情況，同時(shí)，所選盾構(gòu)機(jī)必須具有與工期相適應(yīng)的掘進(jìn)速度，而且能夠滿足隧道施工的要求，根據(jù)本區(qū)間地質(zhì)特點(diǎn)，制造盾構(gòu)機(jī)時(shí)有如下要求：盾構(gòu)機(jī)必須具備較強(qiáng)的穩(wěn)定開挖面、防止開挖面坍塌的能力。2）工程地質(zhì)因素盾構(gòu)施工段工程地質(zhì)的復(fù)雜性主要反映在基礎(chǔ)地質(zhì)和工程地質(zhì)特性的多變方面，在一個(gè)盾構(gòu)施工段中，會(huì)出現(xiàn)某部分的施工環(huán)境適合選用土壓平衡盾構(gòu)，某些又適合選用泥水盾構(gòu)。 盾構(gòu)選型時(shí)必須考慮的特殊因素在實(shí)際實(shí)施盾構(gòu)選型時(shí)，還需解決理論的合理性與實(shí)際的可能性之間的矛盾。粗顆粒含量高的碴土不能形成具備這種功能的碴土，因而不能實(shí)現(xiàn)土壓平衡機(jī)理，除非對(duì)碴15土進(jìn)行改良。 盾構(gòu)類型與顆粒級(jí)配的關(guān)系詳見圖 22：圖 22 盾構(gòu)類型與顆粒級(jí)配的關(guān)系圖中右邊藍(lán)色區(qū)域?yàn)檎惩?、淤泥質(zhì)土區(qū)，為土壓平衡盾構(gòu)適用的顆粒級(jí)配范圍。14圖 21 地下透水性對(duì)盾構(gòu)機(jī)選型的影響 根據(jù)地層的顆粒級(jí)配進(jìn)行選型土壓平衡盾構(gòu)主要是用于粉土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉土、粉砂層等粘稠土壤的施工，在粘性土層中掘進(jìn)時(shí)，由刀盤切削下來(lái)的土體進(jìn)入土倉(cāng)后由螺旋機(jī)輸出，在螺旋機(jī)內(nèi)形成壓力梯降，保持土倉(cāng)壓力穩(wěn)定，使開挖面土層處于穩(wěn)定。 盾構(gòu)的選型一定要綜合考慮各種因素，不僅是技術(shù)方面的，而且還有經(jīng)濟(jì)和社會(huì)方面的因素，才能最后確定采用何種盾構(gòu)施工。盾構(gòu)選型是盾構(gòu)法施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響盾構(gòu)隧道的施工安全、施工質(zhì)量、施工工藝及施工成本，為保證工程的順利完成，對(duì)盾構(gòu)的選型工作應(yīng)非常慎重。當(dāng)施工沿線有可能出現(xiàn)障礙物時(shí)，也有采用開胸手掘式盾構(gòu)的（手掘、機(jī)械兼用等） 。（4） 自然含水量，砂：18%以上，粘性土：25%以上。但其要求施工人員具有相當(dāng)豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，能根據(jù)地層和施工條件的變化采用一系列的施工管理方法。 ④加泥式：向開挖面注入粘土類材料和泥漿，由輻條形的刀盤和攪拌機(jī)構(gòu)混合攪拌挖掘的土，使挖掘的土具有止水性和流動(dòng)性。 ②加水方式：向開挖面加入壓力水，保證挖掘土的流動(dòng)性，同時(shí)讓壓力水與地下水壓相平衡。而且由刀盤切削的土體流動(dòng)性也不能保證，對(duì)于這樣的土層僅采用排土機(jī)構(gòu)的機(jī)械控制使開挖面穩(wěn)定是很困難的。當(dāng)然這種充滿在土腔和輸送機(jī)內(nèi)泥土的土壓必須在與開挖面土壓相等的情況下由螺旋輸送機(jī)排土，挖掘量與排土量要保持平衡。開挖工作面穩(wěn)定機(jī)構(gòu)：土壓平衡式盾構(gòu)的開挖面穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，按地質(zhì)條件可以分成二種型式，一種是適用于內(nèi)摩擦角小且易流動(dòng)的淤泥、粘土等等的粘質(zhì)土層；另一種是適用于土的內(nèi)摩擦角大、不易流動(dòng)、透水性大的砂、砂礫等等的砂質(zhì)士層。圖 19 土壓平衡式盾構(gòu)土壓平衡式盾構(gòu)的基本原理，由刀盤切削土層，切削后的泥土進(jìn)入土腔（工作室），土腔內(nèi)的泥土與開挖面壓力取得平衡的同時(shí)由土腔內(nèi)的螺旋輸送機(jī)出土，裝于排土口的排土裝置在出土量與推進(jìn)量取得平衡的狀態(tài)下，進(jìn)行連續(xù)出土。它的前端有一個(gè)全斷面切削刀盤，切削刀盤的后面有一個(gè)貯留切削土體的密封艙，在密封艙中心線下部裝置長(zhǎng)筒形螺旋輸送機(jī)，輸送機(jī)一頭設(shè)有出入口，如圖 19 所示。 （4）無(wú) 200～30Omm 的粗礫石。還有在堅(jiān)硬的土層中開挖時(shí)，不僅土的微粒會(huì)使泥水質(zhì)量降低，而且粘土還常會(huì)粘附在刀盤和槽口上，給開挖帶來(lái)困難，因此應(yīng)該予以注意。 泥水盾構(gòu)適用地層：泥水加壓盾構(gòu)最初是在沖積粘土和洪積砂土交錯(cuò)出現(xiàn)的特殊地層中使用，由于泥水對(duì)開挖面的作用明顯，因此軟弱的淤泥質(zhì)土層、松動(dòng)的砂土層、砂礫層、卵石砂礫層、砂礫和堅(jiān)硬土的互層等均運(yùn)用。 （3）脫水量：Q＜200ml， （APL 過(guò)濾試驗(yàn) 3kg／cm 2,30min） 。（2）泥水作用到地層上后，形成一層不透水的泥膜，使泥水產(chǎn)生有效的壓力。由攪拌裝置進(jìn)行攪拌，攪拌后的高濃度泥水用流體輸送法送出地面，把送出的泥水進(jìn)行水土分離，然后再把分離后的泥水送入泥水室，不斷地循環(huán)泥水加壓盾構(gòu)在其內(nèi)部不能直接觀察到開挖面，因此要求盾構(gòu)從推進(jìn)、排泥到泥水處理全部按系統(tǒng)化作業(yè)。但這種盾構(gòu)在密封艙、盾尾及管片接縫處易產(chǎn)生漏氣問(wèn)題，如圖 17 所示。在機(jī)械盾構(gòu)的支承環(huán)前邊裝上隔板，使切口與此隔板之間形成一個(gè)密封艙。 機(jī)械式盾構(gòu)適用地層：機(jī)械式盾構(gòu)可在極易坍塌的地層中施工，因?yàn)槎軜?gòu)的大刀盤本身就有防止開挖面坍塌的作用。 機(jī)械式盾構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)除了能改善作業(yè)環(huán)境、省力外，還能顯著提高推進(jìn)速度，縮短工期。它具有可連續(xù)不斷地挖掘土層的功能。 形 式 ④ 大 多 適 用 于 粘 土 和 砂 礫6混 合 層 。 半 機(jī) 械 盾 構(gòu) 的 適 用 地 層 ： 半 機(jī) 械 式 盾 構(gòu) 比 手 掘 式 盾 構(gòu) 更 適 用 于 良 好 地 層 。 形式①：盾構(gòu)工作面上半部裝有正面支撐千斤頂和作業(yè)平臺(tái)，上半部工作面由人工挖掘，挖掘的土、砂落到下半部分，下半－部分由鏟斗和裝載機(jī)進(jìn)行挖掘和出土。 盾構(gòu)的機(jī)械裝備有如下形式： ①盾構(gòu)工作面下半部分裝有鏟斗、切割頭等。它是在敞開式盾構(gòu)的基礎(chǔ)上安裝機(jī)械挖土和出土裝置，以代替人工勞動(dòng)，因而具有省力而高效等特點(diǎn)。5圖 14 網(wǎng)格式盾構(gòu)1－盾構(gòu)千斤頂（推進(jìn)盾構(gòu)用） ；2－開挖面支撐千斤頂；3－舉重臂（拼裝裝配式鋼筋混凝土襯砌用） ；4－堆土平臺(tái)（盾構(gòu)下部土塊由轉(zhuǎn)盤提升后落入堆土平臺(tái)） ；5－刮板運(yùn)輸機(jī)，土塊由堆土平臺(tái)進(jìn)入后輸出；6－裝配式鋼筋混凝土襯砌；7－盾構(gòu)鋼殼；8－開挖面鋼網(wǎng)格；9－轉(zhuǎn)盤；10－裝土車。它具有的特點(diǎn)是，進(jìn)土量接近或等于全部隧道其出土量，且往往帶有局部擠壓性質(zhì)，盾構(gòu)正面裝鋼板網(wǎng)格，在推進(jìn)中可以切土，而在停止推進(jìn)時(shí)可起穩(wěn)定開挖面的作用。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)聚力即使超出該范圍，在含砂率小的地層中也可能適用。盾構(gòu)全擠壓向前推進(jìn)時(shí)，封閉全部胸板，不需出土，但要引起相當(dāng)大的地表變形。當(dāng)開口率過(guò)大時(shí)，出土量增加，會(huì)引起周圍地層的沉降；反之，就會(huì)增大盾構(gòu)的切入阻力，使地面隆起。圖 12 手掘式盾構(gòu)2．?dāng)D壓式盾構(gòu)。 這種盾構(gòu)由上而下進(jìn)行開挖，開挖時(shí)按順序調(diào)換正面支撐千斤頂，開挖出來(lái)的土從下半部用皮帶運(yùn)輸機(jī)裝入出土車，采用這種盾構(gòu)的基本條件是：開挖面至少要在挖掘階段無(wú)坍塌現(xiàn)象，因?yàn)橥诰虻貙訒r(shí)盾構(gòu)前方是敞開的。按不同的地質(zhì)條件，開挖面可全部敞開人工開挖；也可用全部或部分的正面支撐，根據(jù)開挖面土體自立性適當(dāng)分層開挖，隨挖土隨支撐。以工作面擋土方式劃分：敞開式，密閉式。6．在飽和含水地層中，盾構(gòu)法施工所用的拼裝襯砌，對(duì)達(dá)到整體結(jié)構(gòu)防水性的技術(shù)要求較高。2．在陸地建造隧道時(shí)，如隧道覆土太淺，開挖面穩(wěn)定甚為困難，甚至不能施工，而在水下