【正文】 （ ２ ） 注漿方式的選擇
。 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，因此要求施工中對于地面沉降盡可能在早期就考慮防止對策，并且要求對策措施充分。 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)。 有關(guān)淺覆土以及鄰近施工，可以按照“ 伴隨著盾構(gòu)施工產(chǎn)生的對已有結(jié)構(gòu)物的 影響”一節(jié)中所示的順序，在采取措施的同時(shí)，也要按照“ 27 正式掘進(jìn)施工”中所述的掘進(jìn)管理，進(jìn)行細(xì)致的管理，從而對上述特殊位置的施工進(jìn)行對應(yīng)。 圖 使用楔形管片對管片方向進(jìn)行修正 29 特殊部位的掘進(jìn)施工（保護(hù)建筑物、鐵路、公路等） 標(biāo)題所述的掘進(jìn)區(qū)間進(jìn)行施工時(shí)，需要從其覆土厚度、土質(zhì)條件、鄰接程度等進(jìn)行判斷，從而采取合適的施工管理措施。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。 因此，掘進(jìn)結(jié)束以及管片拼裝完成時(shí)需要測量尾隙的大小，并且配合盾構(gòu)方向的修正，使用楔形管片對管片的方向進(jìn)行修正。 ③管片和盾尾間出現(xiàn)相互擠壓，導(dǎo)致推力上升。 ①管片的拼裝作業(yè)會(huì)遇到障礙，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致管片無法拼裝。 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，有必要考慮采取對策措施。 2σ（σ：標(biāo)準(zhǔn)偏差）的管理界限值。Ｗ Ｓ ここに、 Ｑ 0 ：送泥流量（ｍ 3/min） Ｑ 1 ： 排泥流量 （ｍ 3/min） ρ 0 ：送泥密度（ kＮ /ｍ 3） ρ 1 ：排泥密度（ｍ 3/min） Ｇ Ｓ :土顆粒比重 ｅ ：地層孔隙比 ?ｔ：取樣間隔（ min） Ｓ ： TBM掘進(jìn)速度（ｍ /min） Ａ ： TBM斷面積（ｍ 2） 圖 掘削下來土量的換算圖 （２） 掘削土量管理 導(dǎo)致掘削土量變化的原因有： ①掘削對象地層的變化 ②周圍地層的塌方 等。?ｔ 由送排泥的密度差可以得到掘削土顆粒的水中重量 ④掘削土干砂量（ｔ） Ｗ Ｓ ＝ {Ｇ Ｓ /（Ｇ Ｓ － 1） }179。 ①掘削土的容積 Ｖ Ｒ ＝Σ（Ｑ 1－Ｑ 0）179。 因此，對于該計(jì)算結(jié)果只能作為相對值來進(jìn)行把握。但是，一方面該數(shù)據(jù)盡管是表示掘削面穩(wěn)定狀態(tài)的少數(shù)數(shù)據(jù)之一，由于 ①實(shí)施的地質(zhì)調(diào)查只是設(shè)計(jì)線路上部分范圍內(nèi)進(jìn)行的，而這些部分資料得出的孔隙比和土顆粒比重是做為基準(zhǔn)值用到計(jì)算中。 （１） 掘削土量的計(jì)算 泥水平衡盾構(gòu)（ TBM）的掘削土量在 計(jì) 算 時(shí) ，由量 測儀 器 測 得 輸 送泥水和排出泥水之 間 的流量、比重的差 值 ，算出 實(shí)際 土 顆 粒的重量（干重量），然后由土 顆 粒的比重、地 層 孔隙比來 進(jìn) 行 換 算。 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。 表 泥水性狀管理基準(zhǔn)（例） 管理項(xiàng)目 管理基準(zhǔn)值 測定用具 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)。為此需要考慮到掘削對象地層這一因素，預(yù)先設(shè)定比重、粘性、砂成分含有率等， 在掘削中時(shí)刻把握這些數(shù)值，將其物理性能保持到管理值內(nèi)。這是由于砂成分具有阻塞地層孔隙的作用，為使阻塞效果有效地發(fā)揮出來，選擇比地層孔隙大的顆粒直徑，以及確保合適的砂成分含有率是非常重要的。因此，對于透水系數(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。 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 。 b. 粘 性 對于泥水的粘性，為了得到以下的效果，需要確保合適的粘性 ①通過提高粘性，可以降低逸泥（跑泥）的發(fā)生。但是比重大的泥水往往會(huì)造成送泥泵的負(fù)擔(dān)過重，并使得泥水和土砂難以分離。 （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。 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。 因此，需要把下述式子： 上限值＝靜止土壓力＋孔隙水壓＋變動(dòng)壓 下限值＝主動(dòng)土壓＋孔隙水壓＋變動(dòng)壓 作為管理的范圍，考慮地層狀況和施工實(shí)際環(huán)境，來設(shè)定設(shè)計(jì)泥水壓力。 Ｐ＝γ Ｗ ｈ ０ ＋Ｋ {γ ｔ （Ｈ－ｈ ０ ）＋γ Ｓ ｈ ０ }＋變動(dòng)壓力（ 20Ｋ ? ） Ｐ ： 設(shè)計(jì)泥水壓力 γ Ｗ ： 水的單位體積重量 ｈ ０ ： 水頭 Ｋ ：土壓系數(shù) γ ｔ ：地層的濕潤單位體積重量 Ｈ ：上覆土厚度 γ Ｓ ：地層的水中單位體積重量 圖 泥水壓力的計(jì)算圖 掘削面的泥水壓力最少要跟主動(dòng)土壓力 +孔隙水壓力維持相等。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。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，正式掘進(jìn)時(shí)也根據(jù)同樣的監(jiān)測結(jié)果，必要時(shí)對管理值進(jìn)行修正。 在泥水式 TBM的施工中，對于泥水的管理，主要有以下兩項(xiàng)。 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。 另外，下述的項(xiàng)目也得到記錄。 （ 4）監(jiān)測項(xiàng)目 監(jiān)測管理項(xiàng)目如下述所示。 泥水式 TBM的掘 進(jìn) 管理流程 理論掘進(jìn)面水壓的計(jì)算 運(yùn)轉(zhuǎn)條件的決定 ? 設(shè)定掘進(jìn)面壓力管理值 ? 排泥量、泥水管理值的設(shè)定 ? 設(shè)定壁后注漿量及壓力 TBM 運(yùn)轉(zhuǎn) 選擇 TBM 千斤頂?shù)哪Ｊ? 變更送排泥泵的流量 ? 送泥泵轉(zhuǎn)速的增減：掘進(jìn)面水 壓 ? 排泥泵轉(zhuǎn)速增減：掘進(jìn)面水壓 壓力管理 是否為艙內(nèi)壓力設(shè)定值 を示しているか？ 土量管理 排土量是否在管理值內(nèi)？ 變更送排泥流量 運(yùn)轉(zhuǎn)完畢 拼裝管片 規(guī)劃線形的確認(rèn) 隧道內(nèi)測量（ 1方向 1次） ? 變更 TBM 千斤頂模式 ? 變更掘進(jìn)面水壓 ? 變更壁后注漿量及壓力 自動(dòng)測量（掘進(jìn)中一直進(jìn)行） ? TBM ? 方位角 ? 盾構(gòu)下沉及旋轉(zhuǎn) 地上路面變形測量 ? 掘進(jìn)面位置：１日１次 ? 通過部位：１周 1 次 （施工完成后 1 個(gè)月內(nèi)） 重要結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)測（一直） ? 沉降量 ? 傾斜量 ? 其他的變形 是否滿足管理基準(zhǔn)值？ ＥＮＤ 下一環(huán)掘削時(shí) ? TBM 以及管片 ? 水平方向位移 ? 垂直方向位移 開始壁后注漿 壁后注漿完畢 ＥＮＤ 是否注入了計(jì)劃的量？ 是否達(dá)到了計(jì)劃注漿壓力？ Ｎ Ｏ ＹＥＳ Ｎ Ｏ ＹＥＳ Ｎ Ｏ ＹＥＳ （ 3） 掘進(jìn)面的穩(wěn)定管理和監(jiān)測 泥水式 TBM 在掘進(jìn)時(shí)，正如已經(jīng)在掘進(jìn)管理的部分所提到的，掘進(jìn)面的穩(wěn)定管理是控制推進(jìn)對周邊地層的影響，并使其最小，該項(xiàng)管理是非常重要的一環(huán)。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。在泥水處理設(shè)備對泥水物理特性進(jìn)行調(diào)整后，停止送排泥的泵，并停止液體輸送設(shè)備。 ⑥掘進(jìn)完成 千斤頂?shù)臎_程確認(rèn)后，盡量在掘進(jìn)完成的時(shí)刻進(jìn)行管片拼裝，停止千斤頂并停止刀盤旋轉(zhuǎn)。 ④攪拌裝置、刀盤的旋轉(zhuǎn) 確認(rèn)送泥壓力和流量指示針后，將攪拌裝置和刀盤啟動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。 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。 測 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)。 27 正式掘進(jìn)施工 正式掘進(jìn)施工用的設(shè)備準(zhǔn)備好后，經(jīng)過試運(yùn)轉(zhuǎn)后確認(rèn)沒有異常情況，就可以開始進(jìn)行正式掘進(jìn)施工。在必要的時(shí)候，從盾構(gòu)機(jī)內(nèi)進(jìn)行注漿，以保證萬無一失。 將 TBM往前推，直到隔墻內(nèi)。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。 （ 5） 臨時(shí)墻壁的拆除 臨時(shí)墻壁的拆除，在 TBM和管片外周的防水注漿的效果確認(rèn)試驗(yàn)完成后開始 。 在擋土墻前面停止推進(jìn)后，從 TBM 機(jī)內(nèi)的注漿管和管片補(bǔ)漿孔處進(jìn)行防水注漿，以防止從 TBM以及管片和加固后的地基之間的空隙里向外漏地下水。 （ 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。 圖 中顯示進(jìn)洞洞口施工的流程。 下一頁以后，插入地基加固施工圖 ＴＢＭ 高壓旋噴加固 圖 進(jìn)洞保護(hù)施工概要圖 注漿 進(jìn)洞保護(hù)施工 （ 3） 進(jìn)洞洞口施工 進(jìn)洞豎井里面，在 TBM進(jìn)洞處的擋土墻上設(shè)置 洞口。另外， 當(dāng)盾構(gòu)機(jī)的頭部掘進(jìn)到洞口處的臨時(shí)墻壁內(nèi)時(shí)，從盾構(gòu)機(jī)的外輪廓和洞口間的孔隙處可能有地下水的流出，由于對該部分進(jìn)行事后處理非常困難，因此有必要在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)前對進(jìn)洞部位周圍進(jìn)行保護(hù)施工。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 。在施工時(shí)必須考慮周密，慎重進(jìn)行 。盡管水壓力很大，最深部位有 ，但正如 12 的施工業(yè)績所說明的，在上述的水壓力下，盾構(gòu)機(jī)可以完全應(yīng)付，同時(shí)就所使用的管片來看，本次使用的墊圈具有很好的防水性能，不會(huì)有大問題。 25 長江底下的掘進(jìn)施工 掘削地層避開了卵石層，跟上述一樣，為沖積粉細(xì)砂層，不容易發(fā)生 塌方等破壞。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。 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。 初期掘進(jìn)時(shí)的注意事項(xiàng)有： ① TBM 以及管 片和洞口襯墊間的密閉性能的確認(rèn) ② TBM 的特性的把握（推力和掘進(jìn)速度、千斤頂?shù)倪x擇及姿勢控制） ③ 適合于反力板的承載力的推力的確認(rèn) ④ 掘進(jìn)面泥水壓力合適程度的把握 ⑤ 對應(yīng)于地層，加送的泥水的特性（比重、粘性、砂分的含有量）是否合適的確認(rèn) ⑥ 送排泥水特性的把握（逸泥水、干砂量、排泥濃度及其他） ⑦ 地層物理特性的確認(rèn)（鉆孔數(shù)據(jù)中顆粒徑組成、空隙水壓的檢查） ⑧ TBM 承臺(tái)扭矩反力制動(dòng)器的切斷 ⑨ TBM 通過洞口部位后襯墊的狀態(tài)以及空隙充填狀況效果的確認(rèn) ⑩ 管片高度的保持（管片從盾尾脫出時(shí)的掉下防止措施） ? 反力承臺(tái) ? 洞口襯墊以及洞口混 凝土等部位的泥水滲漏情況，裂縫狀況的觀察 ? 泥水壓力的管理 ? 掘進(jìn)速度、方向的控制 ? 地表面的變化（泥水的噴發(fā)、沉降等） ? 基坑擋墻和管片連接處的壁后注漿 ? TBM 掘進(jìn)施工作業(yè)的熟練化 等等。 （ c）