【正文】 盾構的井，其建筑尺寸應滿足盾構拼裝、拆除的施工工藝要求，一般井寬應大于盾構直徑 ～ ，井的長度：盾構推進方向，主要考慮到盾構設備安裝余地，以及盾構出洞施工所需最小尺寸。因此導軌要根據(jù)隧道設計軸線及施工要求定出平面、高程、坡度來進行測量定位。導軌夾角一般為 60～ 90(，圖 5－ 12所示為常用的鋼結構基座。 圖 5－ 12 盾構基座示意圖 盾構后座（后盾） 在工作井中盾構向前推進、其推力要靠工作井后井壁來承擔，因此在盾構與后井壁之間要有傳力設施，此設施稱為后座，通常采用隧道襯砌、專用頂塊、頂撐等組成。所以后座不能正環(huán)，應有開口以作垂直運輸通口，而開口尺寸需按盾構施工的出進設備材料尺寸決定，第一環(huán)閉口環(huán)在其上部要加有后盾支撐，以保盾構頂力傳至后進壁。 人行樓梯和井內工作平臺搭設 在盾構出洞階段施工期內，還沒有形成長隧道，盾構設備無法按正常布置，有一個施工轉換過程，在此過程中設備需放在井內，需在井內設置施工平臺以放置各種設備。 盾構施工地面輔助設施 為了確保盾構正常施工，根據(jù)盾構的類型和具體施工方法，配備必要的地面輔助設施： （ 1）做好施工場地的控制網測量，保證施工質量； （ 2）做好三通一平，根據(jù)施工 組織設計中的平面布置，設計施工圍墻、場區(qū)道路、管片堆場，鋪設水管、電纜、排水設施、布置場地照明等； （ 3）要有一定數(shù)量管片堆放場地，場內應設置行車或其它起吊和運輸設備，以便進行管片防水處理，并能安全迅速地運到工作面。color:white。7）充電間：負責井下電機車的蓄電池充電，要配有電瓶箱吊裝的設備，充電量要滿足井下運輸電箱更換所需，對充電間地坪等設施應防硫酸處理； （ 8）空壓機房：若采用氣壓施工，應設置提供必要用氣量的空氣壓縮機和儲氣筒，管路系統(tǒng)要安置有符合衛(wèi)生要求的濾氣器、油水分離器等設備。還應包括供車輛運輸?shù)氖┕さ缆罚麄€系統(tǒng)的組成形式較多；如：垂直運輸可采用行車、大吊車、電動葫蘆等起重設備，地面水平運輸由鏟車、汽車、電瓶車等。將工作井、管片防水制作場地、拌漿間、充電間等布置連成一線，并合理確定行車的數(shù)量，實現(xiàn)水平和垂直運輸互為一體的系統(tǒng)； （ 11）盾構出土的配套：盾構法施工掘進是其主要工序之一，所以出土系統(tǒng)設施對盾構施工是至關重要的 。水力機械掘進運土，需要有合適的排放容量的沉淀池。對于水力機械出土的盾構來說，隧道斷面布置還必須考慮進出水管的布置及接力泵的安裝部位，布置時要考慮管路接頭方便，便于搬運和固定，上述裝置不得侵入軌道運輸?shù)慕缦?。隧道斷面還要布置隧道的照明及其供電、盾構動力電纜、通風管路及接力風機、隧道內清洗及排污的管路等； （ 15）車架轉換 對于工作井空間較小，車架不能一次到位環(huán)境，則需要采取車架轉換措施，即盾構出洞階段車架與盾構分離，通過轉換油管、電纜等連接車架與盾構，待盾構推進一段距離，隧道內能容納車架長度時，再拆除轉換管路，將車架吊入隧道與盾構相連，達到正常施工的狀態(tài)； （ 16）井底車場的布置 待盾構出洞，推進一定距離后，管片與土體的摩擦力能平衡盾構的推進反作用力時，即可拆除后盾支撐和后盾管片，充分利用井內的空間，在井底形成一個井底車場，通過搭建平臺，鋪設雙軌等措施來提高水平運輸?shù)哪芰?，加快施工進度。color:white。7 2.B style=39。backgroundcolor:00aa0039。color:white。78 φ B style=39。backgroundcolor:00aa0039。所以出、進洞的施工技術、方法、措施合理，能減少許多“后患”保證了施工的速度和安全。下面介紹幾種： （一）、臨時基坑法 在采用板樁或大開挖施工建成的基坑內，先將盾構安裝、后座施工及垂直運輸出入通道的構筑完成，然后把基坑全部回填，將盾構埋置回填土中僅留出垂直運輸出入通道口，并拔除原基坑施工的板樁。 （二）、逐步掘進法 用盾構法進行縱坡較大的、與地面有直接連通的斜隧道（如越江隧道），施工時，其后座可依靠己建敞開式引道來承擔，盾構由淺入深進行掘進，直至盾構全斷面進入士層，實際 上這種方法并沒有盾構出進洞的技術問題，而關健是控制盾構在逐漸變化深度中的施工軸線控制問題。所有掘進準備工作結束后，即可拆除臨時封門，使盾構進入地層。下面以上海地鐵盾構進、出洞方法為例說明該施工工藝（見圖 5－ 13）。在開口環(huán)后部用56工字鋼 3 榀及細石混凝土嵌實，在 3 榀工字鋼后用Φ 609mm 鋼支撐撐緊，盾構掘進的軸向力由其傳遞至站臺。 c、洞門混凝土鑿除 洞門混凝土鑿除，先鑿除洞圈內大部分鋼筋混凝土，外壁留 20cm 混凝土，并把它分 9 塊，鑿出外排鋼筋，在盾構與槽壁之間搭設腳手架，進行施工作業(yè)。為防止盾構出洞時正面土體的流失 ,在盾構切口前端距離洞口加固土體一定距離時，利用螺旋機反轉法向盾構的正面灌注粘土，建立土壓力達施工要求。 c、盾構后盾支撐 當?shù)谝画h(huán)閉口環(huán)管片脫出盾尾后 ,立刻進行后盾支撐的安裝。這樣 ,盾構出洞推進時千斤頂 的油壓及位置有較大的選擇范圍 ,以便控制盾構出洞時的軸線。 圖 5－ 13 上海地鐵盾構出洞施工工藝示意圖 盾構進洞 （ 1）盾構接收井的準備 盾構接收井施工完成后，對洞門位置的中心坐標測量確認，安裝盾構接收基座 (參照出洞盾構基座安裝形式 )，接收井內混凝土洞門鑿除和洞門封堵材料等各項工作全部準備就緒。根據(jù)測量數(shù)據(jù)及時調整盾構推 進姿態(tài)，確保盾構順利進洞。在盾構切口距洞門 20～ 50cm 時 ,停止盾構推進，盡可能掏空平衡倉內的泥土使正面的土壓力降到最低值，以確?；炷练忾T拆除的施工安全。 b、在洞門混凝土吊除后，盾構應盡快連續(xù)推進并拼裝管片，盡量縮短盾構進洞時間。 二、臨時封門的構造形式 （一）、鋼結構封門 工程上已用過的有橫向鋼板梁封門、豎向鋼板梁封門及整塊圓鋼板封門等。鋼梁支承于洞門圈板的鋼牛腿上。拆除進洞臨時封門時，由于盾構已靠近洞口，土壓力基本消除，可以由上而下進行。 豎向鋼板梁封門，由型鋼和鋼板或全部用型鋼組成。而在覆土深的工程中臨時封門一般設在井壁內側，拆封門時應由先兩邊后中間逐根拆除。 （二）、磚石或混凝土封門 盾構施工時也可在工作井預留洞口內用磚石砌體作封門，也可以直接在井壁（地下墻）上鑿孔出洞，拆除可用鑿巖機式爆破的方法。 第五節(jié) 盾構推進 一、盾構正面開挖方法 在本章第一節(jié)中已介紹了盾構的類型有：手掘式、擠壓式、半機械式、機械式之分。 盾構在地層中推進，為了減少對地層的擾動，要求靠千斤頂頂力使盾構切入地層，然后在切口內進行土體開挖和外運，這是軟土地層盾構推進的最基本過程。 這類方法主要用于地質條件較好，開 挖面在切口保護下能維持穩(wěn)定的自立狀態(tài)，或在采取輔助措施后也能穩(wěn)定自立，其開挖方式從上到下逐層掘進，若土層地質較差，還可借助支撐進行開挖，每環(huán)要分數(shù)次開挖、推進。 敞開掘進對正面障礙處理方便，并便于超挖，配合盾構操作，提高盾構的糾偏效果。 根據(jù)土質的好壞，大刀盤可分為 刀架間無封板的及有封板的兩種，前者適用于土質條件好的地層中。 這種掘進方法對正面的障礙排除及盾構超挖糾偏顯得有些困難，特別是有封板的刀盤切削更是如此。 (三 )、網格式開挖 這種開挖方法是在軟弱粘性土層的施工中不斷總結經驗發(fā)展起來的。 目前在網格后面配上提土轉盤，把土提升到盾構中心筒體端頭的斗內，然后由筒體內運輸機將土送到施工隧道的運輸平板車土箱中，以完成盾構掘進這一工序，實踐證明這一方法有較佳的效果。 在擠壓施工時，盾構在一定范圍內將周圍土體擠密實，使正面土體向四周運動，由于上部自由度大，所以大部分土體被擠向地表面，造成盾構推進軸線上方地面土體拱起，也有部分土體擠向盾尾及下部。 盾構上浮趨勢明顯，在淺埋施工時，盾構軸線較難控制，嚴重時單用千斤頂編組已無 法糾偏，在這種情況下用調整擠壓程度來控制，即增大進土面積或調整進土孔位置。 二、 施工管理和掘進管理 (一 )、土壓平衡式盾構 土壓平衡盾構的施工管理是通過排土機構的機械控制方式進行的，這種排土機構可以調整排土量使之與挖土量保持平衡，以避免地面沉降或對附近構筑物造成影響。這種方法是 在松軟粘土中使用的比較多的基本形式。 先設定盾構的推進速度為一定值，再根據(jù)切削密封艙內所設的土壓計的數(shù)值和切削扭矩的數(shù)值來調整螺旋輸送機的轉速和螺旋式排土機的轉速。 上述方法為調整土壓和切削扭矩的 值而改變了排土量，此外還有調整盾構推進速度來改變進土量的。 (二 )、加泥式或加泥漿式盾構 泥土、泥漿管理 進行泥土、泥漿管理的目的是為了通過向切削土內注入制泥材料，并進行攪拌，將切削土改變成與開挖面土質相適應的泥漿土。在土體屬于軟質粘性土時，也可不使用制泥材料。 掘進管理 為了確保開挖面穩(wěn)定的同時進行盾構推進的掘進管理有以下兩種方法：以使掘進量和排土量之間取得平衡為目的的排土量管理方法和以通過土壓計測出密封艙內的泥土壓力來保持土壓力平衡為目的的土壓管理方法。這種方法尚有不能正確掌握排土量，可作下一步掘進的參考，但不能反映出掘進情況。color:white。7) 式中： Q— 排土量 (m3)； η — 排土效率； A— 盾構斷面面積 (m2)； N— 螺旋輸送機的轉速 (rpm)； P— 螺旋翼片的間距 (m)。 (2) 土壓管理 泥土、泥漿加壓盾構以通過土壓管理來進行掘進控制為基本特點。因此，進行土壓管理是可能的。 管理土壓的方法是：根據(jù)土質調查中取得的結果，求出控制的上、下限土壓力，再在這一范圍內設定基準土壓 力，控制盾構千斤頂?shù)耐七M速度和螺旋輸送機的轉速，使實際土壓同基準土壓取得一致。 (三 )、加水式盾構 加水式盾構施工法的開挖面穩(wěn)定管理有兩種方式：一是不間斷地掌握盾構掘進中的掘土量和排土量之間的關系，從而將密封艙內的切削土的積存量保持在最佳狀態(tài)的排土率管理；二是保證同地下水壓力取得平衡的附加水壓力管理。而排土率則是通過由盾構掘進速度和 盾構斷面面積算出的掘土量與安裝在排泥管上的流量計和密度計測出的排土干砂量之比求得的。另外，切削扭矩如留有余地，則最好以盡可能使密封艙內充滿切削土的狀態(tài)實施管理。附加水壓力是通過調節(jié)管道輸送系統(tǒng)的泵的排出量或閥門的開口率來控制的。 (四 )、泥水加壓平衡式盾構 泥水加壓平衡盾構是一面要保持泥水壓力來平衡作用于開挖面的外部壓力一面又要向前推進的掘進方法，所以要對開挖面泥水壓力、密封艙內的土壓力。 開挖面泥水壓力的管理 開挖面上泥水壓力的管理，是通過設定泥水壓力和控制推進時的開挖面泥水壓力等環(huán)節(jié)實施的。 在一般的泥水加壓平衡盾構中，作用于開挖面的變動壓力換算成泥水壓力，大多設定為 2 MPa 左右。泥水加壓平衡盾構一般將計劃泥水壓力的上限值設定為：埋深泥水重度。 在設定時要考慮土質條件和施工環(huán)境等因素。 (五 )、土壓平衡盾構的基本原理 土壓平衡盾構的基本 原理是：隨著盾構的推進，對由旋轉刀盤切削下來進入密封艙內的土體，通過安裝在密封艙內的螺旋輸送機以及出土口上的滑動閘門或螺旋式漏斗等排土機構進行排土，一面維持開挖面穩(wěn)定狀態(tài)，一面將盾構向前推進。 粘性土地層中的開挖面穩(wěn)定 適用于粉質粘土和砂質粉土層等粘性土地層的開 挖面穩(wěn)定的基本形式，是采用將螺旋切削刀盤切削下來的土體導入切削密封艙內，一邊頂住開挖面上的土壓，一邊用螺旋輸送機運往后方并從出土口排土的方式。 開挖面穩(wěn)定機構首先就是用切削下來的土體來填滿切削密封艙。此外，即使地層土的粘結力較大，由于切削刀盤的攪拌和在螺旋輸送機的搬運中，土體已被擾動，流動性能有所提高，所以在切削密封艙和螺旋輸送機內，切削下來的土會充得很滿，可以達到 同開挖面上的壓力大致相等的狀態(tài)。 在粘性土地層中施工時，一般采用滑動閘門。容積泵就是能在保持壓力的同時輸送流動狀粘性土的泵。 此外，當土體中的含砂量較多而超過一定限度時，將難以保證切削密封艙內的切削土的流動性。在這種情況下，就需要在切削密封艙內加入化學聚合物、泡沫、膨潤土和粘土等添加劑作攪拌混合處理，或用高壓噴氣攪拌處理，以提高密封艙內切削土的流動性。 砂性土地層中的開挖面穩(wěn)定 在砂土和砂礫等砂質土地層中，由于砂土的摩擦阻力很大，地下水豐富，土的透水系數(shù)也較高，依靠切削土的土壓力保持來抗衡開挖面上的壓力 (地下水壓力和開挖面土壓力 )是很困難的。 由于這種地層中土的透水性強，光靠在切削密封艙及螺旋輸送機內充滿土來保證頂住地下水壓力的止水性也是不可能的。 上述穩(wěn)定開挖面的方式大致可分為以下幾種： (1) 向切削密封艙內噴水、噴氣或注入泡沫等添加劑來保證密封艙內切削土的流動性，同時在螺旋輸送 機的出土口上安裝旋轉式排土機構，以保證排土系統(tǒng)的水密性，維持開挖面的穩(wěn)定。 (3) 向開挖面施加高濃度泥水，將泥水同切削下來的土體進行攪拌，由此來保證切削土的流動性，同時用施加高濃度泥水的壓力來抵抗開挖面上的土壓力和水壓力，并在螺旋輸送機出土口上安裝旋轉式排土機，用這樣的措施來保持開挖面的穩(wěn)定。 除了上述四種開挖方法外，若在水源充沛地區(qū)施工，還可采用水力機械開挖，以水槍代替人工或機械挖土，用水力揚水器或泥漿