【正文】 調(diào) 換損壞的襯砌及盾尾密封裝置有關(guān)； Wc － 襯砌環(huán)寬度 (m)； Ls － 千斤頂頂塊厚度 (m)； C － 施工余量，一般取 80 ～ 200mm ， 選取 時(shí) 應(yīng) 考 慮 拼裝襯砌時(shí)環(huán)面清洗工作，以及穿拼裝螺栓、特別是首尾相接的縱向螺栓等工作的方便。 Lc = Wc +ι c (5－ 9) 式 5－ 9 中： Wc － 最寬襯砌寬度，包括楔形環(huán)、加寬環(huán)。 有些盾構(gòu)根據(jù)需要將另設(shè)前檐，其長度大約 300～ 500mm，具體取多少要按盾 構(gòu)直徑大小適當(dāng)選取。7 中： N － 層數(shù) (計(jì)算后數(shù)值歸整 )； H － 人的高度 (m)。color:white。backgroundcolor:00aa0039。 盾構(gòu)長度計(jì)算公式： L=Lw+ Lc+ Lt (5－ 5) 切口環(huán)長度 Lw 機(jī)械化盾構(gòu)僅考慮能容納開挖機(jī)具即可 ； 在手掘式盾構(gòu)中要考慮到人工開挖的方便， Lw 可以較長些，所以正面土體穩(wěn)定時(shí) Lw 最大值為： Lw =D . tgφ 或 Lw ≤ 2m (5－ 6) 式 5－ 6 中： φ － 開挖面坡度與水平面的夾角一般取 45ｏ ； 在棚式盾構(gòu)中，其分層是按人的高度分隔： N=D/H (5－ B style=39。backgroundcolor:00aa0039。一般在盾構(gòu)直徑確定后，靈敏度值有一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可參考： 小型盾構(gòu) (D=2～ 3m) (L/D) = 中型盾構(gòu) (D=3～ 6m) (L/D) = 大型盾構(gòu) (D 6m ) (L/D) =0.B style=39。 當(dāng) D4m 時(shí)， 式中的第二項(xiàng)為零。 上面兩式中均有一個(gè)盾尾鋼板厚度δ，此值應(yīng)通過計(jì)算求得，可是計(jì)算工作較為復(fù)雜，所以通常采用經(jīng)驗(yàn)公式或類比法相近選取。 D=d 內(nèi)＋ 2(δ + x + T + T’ + e ) (5－ 3) 式 (5－ 3)中： d 內(nèi) － 隧道內(nèi)徑 (mm)。 圖 54 盾構(gòu)直徑計(jì)算圖 為了滿足盾構(gòu)曲線段施工或推進(jìn)施工時(shí)糾偏所需要間隙，盾尾空隙可由下式計(jì)算： X＝ ML/d (5－ 2) 式 (5－ 2)中： M － 盾尾和管片的搭接長度 (mm)； L － 盾尾內(nèi)襯砌環(huán)頂 端能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的最大 水平距離，也稱盾尾最大覆蓋襯砌長度 (mm)。 D=d+2(x+δ ) （ 5－ 1） 式 (5－ 1)中： D － 盾構(gòu)直徑 (mm)； d － 隧道外徑 (mm)。 根據(jù)隧道限界和結(jié)構(gòu)尺寸要求，在確定襯砌外徑之后，可按施工要求或經(jīng)驗(yàn)確定盾構(gòu)直徑。 盾構(gòu)直徑是指盾殼的外徑，而 與刀盤、穩(wěn)定翼、同步注漿用配管等突出部分無關(guān)。盾構(gòu)推進(jìn)后圓環(huán)不易產(chǎn)生變形而保持著真圓狀態(tài)。真圓保持器支柱上裝有上、下可伸縮的千斤頂和圓弧形的支架，它在動(dòng)力車架挑出的梁上是可以滑動(dòng)的。該形式中間空間大，便于安裝出土設(shè)備。 拼裝機(jī)的形式有環(huán)形、中空軸形、齒輪齒條形等，一般常用環(huán)型拼裝機(jī)。 管片拼裝機(jī) 管片拼裝機(jī)俗稱舉重臂，是盾構(gòu)的主要設(shè)備之一，常以液壓為動(dòng)力。 (5)千斤頂塊 盾構(gòu)千斤頂活塞的前端必須安裝頂塊，頂塊必須采用球面接頭，以便將推力均勻、分布在管片的環(huán)面。 (4)千斤頂?shù)乃俣? 盾構(gòu)千斤頂?shù)乃俣缺仨毟鶕?jù)地質(zhì)條件和盾構(gòu)形式?jīng)Q定 ,一般取 50mm/min 左右，且可無級(jí)調(diào)速。 (3)千斤頂?shù)男谐? 盾構(gòu)千斤頂?shù)男谐虘?yīng)考慮到盾尾管片拼裝及曲線施工等因素，通常取管片寬度加上100mm～ 200mm 的余量。 (2)千斤頂數(shù)量 千斤頂?shù)臄?shù)量根據(jù)盾構(gòu)直徑、千斤頂推力、管片的結(jié)構(gòu)、隧道軸線的情況綜合考慮。選定盾構(gòu)千斤頂必須注意以下事項(xiàng)： ① 千斤頂要盡可能地輕，且經(jīng)久耐用，易于維修保養(yǎng)和掉換； ② 采用高液壓系統(tǒng)，使千斤頂機(jī)構(gòu)緊湊。 推進(jìn)機(jī)構(gòu) 盾構(gòu)掘進(jìn)的動(dòng)力是靠液壓系統(tǒng)帶動(dòng)千斤頂?shù)耐七M(jìn)機(jī)構(gòu)，它是盾構(gòu)重要的基本構(gòu)造之一。采用專用的盾尾油脂泵加注油脂，這種盾尾密封裝置使用后效果較佳，一次推進(jìn)可達(dá) 500m 左右，這主要取決于土質(zhì)情況，在砂性土中掘進(jìn)，盾尾損壞較快，而在粘性土中掘進(jìn)則使用壽命較長。形式多種，目前常用的是采用多道、可更換的盾尾密封裝置，盾尾的道數(shù)根據(jù)隧道埋深、水位高低來定，一般取 2～ 3道，如圖 53。所以其厚度應(yīng)綜合上述因素來確定。盾尾密封裝置損壞、失效時(shí)，在施工中途必須進(jìn)行修理更換，盾尾長度要滿 足上述各項(xiàng)工作的進(jìn)行。 (3)盾尾 盾尾主要用于掩護(hù)管片的安裝工作。當(dāng)切口環(huán)壓力高于常壓時(shí)，在支承環(huán)內(nèi)要布置人行加、減壓艙。地層壓力、千斤頂?shù)姆醋饔昧?，以及切口入土正面阻力、襯砌拼裝時(shí)的施工載荷等承受作用于盾構(gòu)上的全部載荷。 在局部氣壓、泥水加壓、土壓平衡等盾構(gòu)中，因切口內(nèi)壓力高于隧道內(nèi)，所以在切口環(huán)處還需布設(shè)密封隔板及人行艙的進(jìn)出閘門。backgroundcolor:00aa0039。 圖 52 盾構(gòu)基本構(gòu)造示意圖 1切口環(huán) 2支承環(huán) 3盾尾 4支承千斤頂 5活動(dòng)平臺(tái) 6平臺(tái)千斤頂 B style=39。 切口環(huán)的長度主要取決于盾構(gòu)正面 支承、開挖的方法，就手掘式盾構(gòu)而言，考慮到正面施工人員、挖土機(jī)具有回旋的余地等。 (1)切口環(huán) 切口環(huán)位于盾構(gòu)的最前端，起開挖和擋土作用，施工時(shí)最先切入地層并掩護(hù)開挖作業(yè)，部分盾構(gòu)切口環(huán)前端還設(shè)有刃口以減少切入地層的擾動(dòng)。 二 、盾構(gòu) 的基本構(gòu)造 盾構(gòu)的基本構(gòu)造主要分為盾構(gòu)殼體、推進(jìn)系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)三大部分，見簡單的手掘式盾構(gòu)的基本構(gòu)造圖 5－ 2。盾構(gòu)主要用鋼板單層厚板或多層薄板制成，鋼板一般采用 A3 鋼。但是，絕大多數(shù)盾構(gòu)還是采用傳統(tǒng)的圓形。7—— 管片； 8—— 壓漿泵； 9－一壓漿孔； 10—— 出土機(jī)； 11—— 由管片組成的隧道襯砌結(jié)構(gòu)； 12—— 在盾尾空隙中的壓漿； 13—— 后盾裝置； 14—— 豎井 第一節(jié) 盾構(gòu)構(gòu)造、分類及適用范圍 一 、盾構(gòu)的外形和材料 盾構(gòu)的外形 盾構(gòu)的外形就是指盾構(gòu)的斷面形狀，有圓形、雙圓、三圓、矩形、馬蹄形、半圓形或與隧道斷面相似的特殊形狀等。color:white。此外，采用氣壓法施工時(shí)，還涉及到醫(yī)學(xué)上的一些問題和防護(hù)措施等。 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 。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)。盾構(gòu)從豎井或基坑的墻壁預(yù)留孔處出發(fā)，在地層中沿著設(shè)計(jì)軸線，向另一豎井或基坑的設(shè)計(jì)預(yù)留孔洞推進(jìn)。盾構(gòu)法施工的概貌如圖 5－ 1 所示。此外，在建造水下公路和鐵路隧道或水工隧道中，盾構(gòu)法也往往以其經(jīng)濟(jì)合理而得到采用。城市市區(qū)建筑公用設(shè)施密集，交通繁忙，明挖隧道施工對(duì)城市生活干擾嚴(yán)重，特別在市中心，若隧道埋深較大，地質(zhì)又復(fù)雜時(shí)，用明挖法建造隧道則很難實(shí)現(xiàn)。采用此法建造隧道，其埋設(shè)深度可以很深而不受地面建筑物和交通的限制。 盾構(gòu)法施工 第一節(jié) 概述 盾構(gòu)法是暗挖隧道的專用機(jī)械在地面以下建造隧道的一種施工方法。盾構(gòu)是與隧道形狀一致的盾構(gòu)外殼內(nèi)，裝備著推進(jìn)機(jī)構(gòu)、擋土機(jī)構(gòu)、出土運(yùn)輸機(jī)構(gòu)、安裝襯砌機(jī)構(gòu)等部件的隧道開挖專用機(jī)械。近年來由于盾構(gòu)法在施工技術(shù)上的不斷改進(jìn)，機(jī)械化程度越來越強(qiáng)，對(duì)地層的適應(yīng)性也越來越好。而盾構(gòu)法施 工城市地下鐵道、上下水道、電力通訊、市政公用設(shè)施等各種隧道具有明顯優(yōu)點(diǎn)。 盾構(gòu)法是一項(xiàng)綜合性的施工技術(shù)。構(gòu)成盾構(gòu)法的主要內(nèi)容是：先在隧道某段的一端建造豎井或基坑，以供盾構(gòu)安裝就位。盾構(gòu)推進(jìn)中所受到的地層阻力，通過盾構(gòu)千斤頂傳至盾構(gòu)尾部已拼裝的預(yù)制襯砌，再傳到豎井或基坑的后靠壁上。盾構(gòu)每推進(jìn)一環(huán)距離，就在盾尾支護(hù)下拼裝一環(huán)襯砌，并及時(shí)向盾尾后面的襯砌環(huán)外周的空隙中壓注漿體，以防止隧道及地面下沉，在盾構(gòu)推進(jìn)過程中不斷從開挖面排出適量的土方。主要有：地下水的降低；穩(wěn)定地層、防止隧道及地面沉陷的土壤加固措施；隧道襯砌結(jié)構(gòu)的制造；地層的開挖；隧道內(nèi)的運(yùn)輸；襯砌與地層間的充填；襯砌的防水與堵漏；開挖土方的運(yùn)輸及處理方法；配合施工的測量、監(jiān)測技術(shù)；合理的施工布置等。 圖 5－ 1 盾構(gòu)法施工概貌示意圖（網(wǎng)格盾構(gòu)） 1—— 盾構(gòu)； 2—— 盾構(gòu)千斤頂； 3—— 盾構(gòu)正面網(wǎng)格； 4 一一出土轉(zhuǎn)盤； 5－一出土皮帶運(yùn)輸機(jī)； 6—— 管片拼裝機(jī)； 6/aB style=39。backgroundcolor:00aa0039。例如：將人行隧道筑成矩形，最大地利用了挖掘空間；將水利隧道筑成馬蹄形，使流體的力學(xué)性能達(dá)到最佳狀態(tài)； 將穿山隧道筑成半圓形，可以使底邊直接與公路連接等等。 制造盾構(gòu)的材料 盾構(gòu)在地下穿越，要承受水平載荷、垂直載荷和水壓力，如果地面有構(gòu)筑物，還要承受這些附加載荷，盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，還要克服正面阻力，所以，要求盾構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。鋼板間連接可采用焊接和鉚接兩種方法，大型盾構(gòu)考慮到水平運(yùn)輸和垂直吊裝的困難，可制成分體式，到現(xiàn)場進(jìn)行就位拼裝，部件的連接一般采用定位銷定位，高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接，最后焊接成型。 盾構(gòu)殼體 從工作面開始可分為切口環(huán)、支承環(huán)和盾尾三部分。切口環(huán)保持工作面的穩(wěn)定，并作為把開挖下來的土砂向后方運(yùn)輸，因此，采用機(jī)械化開挖、土壓式、泥水加壓式盾構(gòu)時(shí)，應(yīng)根據(jù)開挖下來土砂的狀態(tài)，確定切口環(huán)的形狀、尺寸。大部分手掘式盾構(gòu)切口環(huán)的頂部比底部長，猶如帽檐，有的還設(shè)有千斤頂控制的活動(dòng)前沿，以增加掩護(hù)長度；對(duì)于機(jī)械化盾構(gòu)切口環(huán)內(nèi)按盾構(gòu)種類安裝各種機(jī)械設(shè)備。color:white。7切口 8盾構(gòu)千斤頂 9盾尾空隙 10管片拼裝機(jī) 11管片 如泥水盾構(gòu)，在切口環(huán)內(nèi)安置有切削刀盤、攪拌器和吸泥口；土壓平衡盾構(gòu)，安置有切削刀盤、攪拌器和螺旋輸送機(jī)；網(wǎng)格式盾構(gòu)，安置有網(wǎng)格、提土轉(zhuǎn)盤和運(yùn)土機(jī)械的進(jìn)口；棚式盾構(gòu)，安置有多層活絡(luò)平臺(tái)、儲(chǔ)土箕斗；水力機(jī)械盾構(gòu)，安置有水槍、吸口和攪拌器。 (2)支承環(huán) 支承環(huán)緊接于切口環(huán)，是一個(gè)剛性很好的圓形結(jié)構(gòu)。 在支承環(huán)外沿布置有盾構(gòu)千斤頂，中間布置拼裝機(jī)及部分液壓設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備、操縱控制臺(tái)。 支承環(huán)的長度應(yīng)不小于固定盾構(gòu)千斤頂所需的長度，對(duì)于有刀盤的盾構(gòu)還要考慮安裝切削刀盤的軸承裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和排土裝置的空間。盾尾末端設(shè)有密封裝置，以防止水、土及壓注材料從盾尾與襯砌間隙進(jìn)入盾構(gòu)內(nèi)。 盾尾厚度應(yīng)盡量薄，可以減小地層與襯砌間形成的建筑空隙，從而減少壓漿工作量，對(duì)地層擾動(dòng)范圍也小有利于施工，但盾尾也需承擔(dān)土壓力，在遇到糾偏及隧道曲線施工時(shí)，還有一些難以估計(jì)的載荷出現(xiàn)。 盾尾密封裝置要能適應(yīng)盾尾與襯砌間的空隙，由于施工中糾偏的頻率很高，因此，要求密封材料要富有彈性、耐磨、防撕裂等，其最終目的是要能夠止水。 圖 5－ 3 盾 尾密封示意圖 1－盾殼； 2－彈簧鋼板； 3－鋼絲束； 4－密封油脂； 5－壓板； 6－螺栓 由于鋼絲束內(nèi)充滿了油脂，鋼絲又為優(yōu)質(zhì)彈簧鋼絲，使其成為一個(gè)即有塑性又有彈性的整體，油脂保護(hù)鋼絲免于生銹損壞。 盾尾的長度必須根據(jù)管片寬度及盾尾的道數(shù)來確定，對(duì)于機(jī)械化開挖式、土壓式、泥水加壓式盾構(gòu)，還要根據(jù)盾尾密封的結(jié)構(gòu)來確定，必須保證管片拼 裝工作的進(jìn)行；修理盾構(gòu)千斤頂和在曲線段進(jìn)行施工等因素，故必需有一些余量。 (1)盾構(gòu)千斤頂?shù)倪x擇和配置 盾構(gòu)千斤頂?shù)倪x擇和配置應(yīng)根據(jù)盾構(gòu)的靈活性、管片的構(gòu)造、拼裝管