盾構(gòu)掘進(jìn)各階段的控制要點(diǎn)
(一)盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)要點(diǎn)
盾構(gòu)自基座上開始推進(jìn)到盾構(gòu)掘進(jìn)通過洞口土體加固段止，可作為始發(fā)施工，其技術(shù)要點(diǎn)如下。
1．盾構(gòu)基座、反力架與管片上部軸向支撐的制作與安裝要具備足夠的剛度，保證負(fù)載后變形量滿足盾構(gòu)掘進(jìn)方向要求。
2．安裝盾構(gòu)基座和反力架時，要確保盾構(gòu)掘進(jìn)方向符合隧道設(shè)計軸線。
3．由于臨時管片(負(fù)環(huán)管片)的真圓度直接影響盾構(gòu)掘進(jìn)時管片拼裝精度，因此安裝臨時管片時，必須保證其真圓度，并采取措施防止其受力后旋轉(zhuǎn)、徑向位移與開口部位(臨時管片安裝時通常不形成封閉環(huán)，在其上部預(yù)留運(yùn)輸通道)變形。
4．拆除洞口圍護(hù)結(jié)構(gòu)前要確認(rèn)洞口土體加固效果，必要時進(jìn)行補(bǔ)注漿加同，以確保拆除洞口圍護(hù)結(jié)構(gòu)時不發(fā)生土體坍塌、地層變形過大、且盾構(gòu)始發(fā)過程中開挖面穩(wěn)定。
5．由于拼裝最后一環(huán)臨時管片(負(fù)一環(huán)，封閉環(huán))前，盾構(gòu)上部千斤頂一般不能使用(最后一環(huán)臨時管片拼裝前安裝的臨時管片通常為開口環(huán))，因此從盾構(gòu)進(jìn)入土層到通過土體加固段前，要慢速掘進(jìn)，以便減小千斤頂推力，使盾構(gòu)方向容易控制，盾構(gòu)到達(dá)洞口土體加固區(qū)間的中間部位時，逐漸提高土壓倉(泥水倉)設(shè)定壓力，出加固段達(dá)到預(yù)定的設(shè)定值。
6．通常盾構(gòu)機(jī)盾尾進(jìn)入洞口后，拼裝整環(huán)臨時管片(負(fù)一環(huán))，并在開口部安裝上部軸向支撐，使隨后盾構(gòu)掘進(jìn)時全部盾構(gòu)千斤頂都可使用。
7．盾構(gòu)機(jī)盾尾進(jìn)入洞口后，將洞口密封與封閉環(huán)管片貼緊，以防止泥水與注漿漿液從洞門泄漏。
8．加強(qiáng)觀測工作井周圍地層變形、盾構(gòu)基座、反力架、臨時管片和管片上部軸向支撐的變形與位移，超過預(yù)定值時，必須采取有效措施后，才可繼續(xù)掘進(jìn)。
(二)初始掘進(jìn)
盾構(gòu)始發(fā)后進(jìn)入初始掘進(jìn)階段。
1．初始掘進(jìn)特點(diǎn)
(1)一般后續(xù)設(shè)備臨時設(shè)置于地面。在地鐵工程中，多利用車站作為始發(fā)工作井，后續(xù)設(shè)備可在車站內(nèi)設(shè)置。
(2)大部分來自后續(xù)設(shè)備的油管、電纜、配管等，隨著盾構(gòu)掘進(jìn)延伸，部分管線必須接長。
(3)由于通常在始發(fā)工作井內(nèi)拼裝臨時管片，故向隧道內(nèi)運(yùn)送施工材料的通道狹窄。
(4)由于初始掘進(jìn)處于試掘進(jìn)狀態(tài)，且施工運(yùn)輸組織與正常掘進(jìn)不同，因此施工速度受到制約。
2．初始掘進(jìn)的主要任務(wù)
初始掘進(jìn)的主要任務(wù)：收集盾構(gòu)掘進(jìn)數(shù)據(jù)(推力、刀盤扭矩等)及地層變形量測量數(shù)據(jù)，判斷土壓(泥水壓)、注漿量、注漿壓力等設(shè)定值是否適當(dāng)，并通過測量盾構(gòu)與襯砌的位置，及早把握盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制特性，為正常掘進(jìn)控制提供依據(jù)。因此，初始掘進(jìn)階段是盾構(gòu)法隧道施工的重要階段。
3．初始掘進(jìn)長度的確定
決定初始掘進(jìn)長度有二個因素：一是襯砌與周圍地層的摩擦阻力，二是后續(xù)臺車長度。
(三)轉(zhuǎn)換(臺車轉(zhuǎn)換)
(四)正常掘進(jìn)
轉(zhuǎn)換后進(jìn)入正常掘進(jìn)階段。正常掘進(jìn)是基于初始掘進(jìn)得到的數(shù)據(jù)，采取適合的掘進(jìn)控制技術(shù)，高效掘進(jìn)的階段。
正常掘進(jìn)有以下特點(diǎn)。
(1)后續(xù)設(shè)備設(shè)置在隧道內(nèi)，僅部分管路和電纜需要延長，作業(yè)效率高。
(2)始發(fā)井內(nèi)的臨時管片、臨時支撐、后背支撐等被拆除，始發(fā)井下空間變得寬闊，施工材料與棄土運(yùn)輸容易。
(五)到達(dá)掘進(jìn)(貫通掘進(jìn))施工技術(shù)要點(diǎn)
當(dāng)盾構(gòu)正常掘進(jìn)至離接收工作井一定距離(通常50～100m)時，盾構(gòu)進(jìn)入到達(dá)掘進(jìn)階段。到達(dá)掘進(jìn)是正常掘進(jìn)的延續(xù)，是保證盾構(gòu)準(zhǔn)確貫通、安全到達(dá)的必要階段。其施工技術(shù)要點(diǎn)如下。
(1)盾構(gòu)暫停掘進(jìn)，準(zhǔn)確測量盾構(gòu)機(jī)坐標(biāo)位置與姿態(tài)，確認(rèn)與隧道設(shè)計中心線的偏差值。
(2)根據(jù)測量結(jié)果制訂到達(dá)掘進(jìn)方案。
(3)繼續(xù)掘進(jìn)時，及時測量盾構(gòu)機(jī)坐標(biāo)位置與姿態(tài)，并依據(jù)到達(dá)掘進(jìn)方案進(jìn)行及時進(jìn)行方向修正。
(4)掘進(jìn)至接收井洞口加固段時，確認(rèn)洞口土體加固效果，必要時進(jìn)行補(bǔ)注漿加固。
(5)進(jìn)入接收井洞口加固段后，逐漸降低土壓(泥水壓)設(shè)定值至0MPa，降低掘進(jìn)速度，適時停止加泥、加泡沫(土壓式盾構(gòu))、停止送泥與排泥(泥水式盾構(gòu))、停止注漿，并加強(qiáng)工作。
井周圍地層變形觀測，超過預(yù)定值時，必須采取有效措施后，才可繼續(xù)掘進(jìn)。
(6)拆除洞口圍護(hù)結(jié)構(gòu)前要確認(rèn)洞口土體加固效果，必要時進(jìn)行注漿加固，以確保拆除洞口圍護(hù)結(jié)構(gòu)時不發(fā)生土體坍塌、地層變形過。
(7)盾構(gòu)接收基座的制作與安裝要具備足夠的剛度，且安裝時要對其軸線和高程進(jìn)行校核，保證盾構(gòu)機(jī)順利、安全接收。
(8)拼裝完最后一環(huán)管片，千斤頂不要立即回收，及時將洞口段數(shù)環(huán)管片縱向臨時拉緊成整體，擰緊所有管片連接螺栓，防止盾構(gòu)機(jī)與襯砌管片脫離時襯砌縱向應(yīng)力釋放。
(9)盾構(gòu)機(jī)落到接收基座上后，及時封堵洞口處管片外周與盾構(gòu)開挖洞體之間空隙，同時進(jìn)行填充注漿，控制洞口周圍土體沉降。
(一)盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)要點(diǎn)
盾構(gòu)自基座上開始推進(jìn)到盾構(gòu)掘進(jìn)通過洞口土體加固段止，可作為始發(fā)施工，其技術(shù)要點(diǎn)如下。
1．盾構(gòu)基座、反力架與管片上部軸向支撐的制作與安裝要具備足夠的剛度，保證負(fù)載后變形量滿足盾構(gòu)掘進(jìn)方向要求。
2．安裝盾構(gòu)基座和反力架時，要確保盾構(gòu)掘進(jìn)方向符合隧道設(shè)計軸線。
3．由于臨時管片(負(fù)環(huán)管片)的真圓度直接影響盾構(gòu)掘進(jìn)時管片拼裝精度，因此安裝臨時管片時，必須保證其真圓度，并采取措施防止其受力后旋轉(zhuǎn)、徑向位移與開口部位(臨時管片安裝時通常不形成封閉環(huán)，在其上部預(yù)留運(yùn)輸通道)變形。
4．拆除洞口圍護(hù)結(jié)構(gòu)前要確認(rèn)洞口土體加固效果，必要時進(jìn)行補(bǔ)注漿加同，以確保拆除洞口圍護(hù)結(jié)構(gòu)時不發(fā)生土體坍塌、地層變形過大、且盾構(gòu)始發(fā)過程中開挖面穩(wěn)定。
5．由于拼裝最后一環(huán)臨時管片(負(fù)一環(huán)，封閉環(huán))前，盾構(gòu)上部千斤頂一般不能使用(最后一環(huán)臨時管片拼裝前安裝的臨時管片通常為開口環(huán))，因此從盾構(gòu)進(jìn)入土層到通過土體加固段前，要慢速掘進(jìn)，以便減小千斤頂推力，使盾構(gòu)方向容易控制，盾構(gòu)到達(dá)洞口土體加固區(qū)間的中間部位時，逐漸提高土壓倉(泥水倉)設(shè)定壓力，出加固段達(dá)到預(yù)定的設(shè)定值。
6．通常盾構(gòu)機(jī)盾尾進(jìn)入洞口后，拼裝整環(huán)臨時管片(負(fù)一環(huán))，并在開口部安裝上部軸向支撐，使隨后盾構(gòu)掘進(jìn)時全部盾構(gòu)千斤頂都可使用。
7．盾構(gòu)機(jī)盾尾進(jìn)入洞口后，將洞口密封與封閉環(huán)管片貼緊，以防止泥水與注漿漿液從洞門泄漏。
8．加強(qiáng)觀測工作井周圍地層變形、盾構(gòu)基座、反力架、臨時管片和管片上部軸向支撐的變形與位移，超過預(yù)定值時，必須采取有效措施后，才可繼續(xù)掘進(jìn)。
(二)初始掘進(jìn)
盾構(gòu)始發(fā)后進(jìn)入初始掘進(jìn)階段。
1．初始掘進(jìn)特點(diǎn)
(1)一般后續(xù)設(shè)備臨時設(shè)置于地面。在地鐵工程中，多利用車站作為始發(fā)工作井，后續(xù)設(shè)備可在車站內(nèi)設(shè)置。
(2)大部分來自后續(xù)設(shè)備的油管、電纜、配管等，隨著盾構(gòu)掘進(jìn)延伸，部分管線必須接長。
(3)由于通常在始發(fā)工作井內(nèi)拼裝臨時管片，故向隧道內(nèi)運(yùn)送施工材料的通道狹窄。
(4)由于初始掘進(jìn)處于試掘進(jìn)狀態(tài)，且施工運(yùn)輸組織與正常掘進(jìn)不同，因此施工速度受到制約。
2．初始掘進(jìn)的主要任務(wù)
初始掘進(jìn)的主要任務(wù)：收集盾構(gòu)掘進(jìn)數(shù)據(jù)(推力、刀盤扭矩等)及地層變形量測量數(shù)據(jù)，判斷土壓(泥水壓)、注漿量、注漿壓力等設(shè)定值是否適當(dāng)，并通過測量盾構(gòu)與襯砌的位置，及早把握盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制特性，為正常掘進(jìn)控制提供依據(jù)。因此，初始掘進(jìn)階段是盾構(gòu)法隧道施工的重要階段。
3．初始掘進(jìn)長度的確定
決定初始掘進(jìn)長度有二個因素：一是襯砌與周圍地層的摩擦阻力，二是后續(xù)臺車長度。
(三)轉(zhuǎn)換(臺車轉(zhuǎn)換)
(四)正常掘進(jìn)
轉(zhuǎn)換后進(jìn)入正常掘進(jìn)階段。正常掘進(jìn)是基于初始掘進(jìn)得到的數(shù)據(jù)，采取適合的掘進(jìn)控制技術(shù)，高效掘進(jìn)的階段。
正常掘進(jìn)有以下特點(diǎn)。
(1)后續(xù)設(shè)備設(shè)置在隧道內(nèi)，僅部分管路和電纜需要延長，作業(yè)效率高。
(2)始發(fā)井內(nèi)的臨時管片、臨時支撐、后背支撐等被拆除，始發(fā)井下空間變得寬闊，施工材料與棄土運(yùn)輸容易。
(五)到達(dá)掘進(jìn)(貫通掘進(jìn))施工技術(shù)要點(diǎn)
當(dāng)盾構(gòu)正常掘進(jìn)至離接收工作井一定距離(通常50～100m)時，盾構(gòu)進(jìn)入到達(dá)掘進(jìn)階段。到達(dá)掘進(jìn)是正常掘進(jìn)的延續(xù)，是保證盾構(gòu)準(zhǔn)確貫通、安全到達(dá)的必要階段。其施工技術(shù)要點(diǎn)如下。
(1)盾構(gòu)暫停掘進(jìn)，準(zhǔn)確測量盾構(gòu)機(jī)坐標(biāo)位置與姿態(tài)，確認(rèn)與隧道設(shè)計中心線的偏差值。
(2)根據(jù)測量結(jié)果制訂到達(dá)掘進(jìn)方案。
(3)繼續(xù)掘進(jìn)時，及時測量盾構(gòu)機(jī)坐標(biāo)位置與姿態(tài)，并依據(jù)到達(dá)掘進(jìn)方案進(jìn)行及時進(jìn)行方向修正。
(4)掘進(jìn)至接收井洞口加固段時，確認(rèn)洞口土體加固效果，必要時進(jìn)行補(bǔ)注漿加固。
(5)進(jìn)入接收井洞口加固段后，逐漸降低土壓(泥水壓)設(shè)定值至0MPa，降低掘進(jìn)速度，適時停止加泥、加泡沫(土壓式盾構(gòu))、停止送泥與排泥(泥水式盾構(gòu))、停止注漿，并加強(qiáng)工作。
井周圍地層變形觀測，超過預(yù)定值時，必須采取有效措施后，才可繼續(xù)掘進(jìn)。
(6)拆除洞口圍護(hù)結(jié)構(gòu)前要確認(rèn)洞口土體加固效果，必要時進(jìn)行注漿加固，以確保拆除洞口圍護(hù)結(jié)構(gòu)時不發(fā)生土體坍塌、地層變形過。
(7)盾構(gòu)接收基座的制作與安裝要具備足夠的剛度，且安裝時要對其軸線和高程進(jìn)行校核，保證盾構(gòu)機(jī)順利、安全接收。
(8)拼裝完最后一環(huán)管片，千斤頂不要立即回收，及時將洞口段數(shù)環(huán)管片縱向臨時拉緊成整體，擰緊所有管片連接螺栓，防止盾構(gòu)機(jī)與襯砌管片脫離時襯砌縱向應(yīng)力釋放。
(9)盾構(gòu)機(jī)落到接收基座上后，及時封堵洞口處管片外周與盾構(gòu)開挖洞體之間空隙，同時進(jìn)行填充注漿，控制洞口周圍土體沉降。