引论：我们为您整理了13篇盾构施工总结范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
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宏海号22000吨桁架式拱形起重机的主要钢结构由主梁，刚腿和柔腿组成。在这些结构中主梁的制造，尤其是总组风险最大。由于宏海号22000吨桁架式拱形起重机制作安装地处黄海之滨的长江口上，常年有三分之一以上的时间大风降雨，现场总组难度极大。为了减少现场施工工作量，降低总组施工风险，我们将原施工方案进行了修改，将原施工方案中属于现场总组的桁片总组改为节段总组。即在车间厂房内将桁片拼装为节段，再将节段用平板车运到现场总组。
主梁分段图如下；
1、主梁节段制作
（1）在平台上放样划出各节段下弦平面系相关杆件的定位线。
（2）根据放样线，将制作完成的节段上下弦平面系桁片吊装合样固定。
（3）将制作完成的下平联吊装合样组拼固定；
（4）依次将制作完成的横联和上平联吊装组拼固定；
（5）按图纸尺寸检查节段各相关尺寸，合格后进入焊接程序；
（6）节段焊接完成后，合样检查相关尺寸，并划出端部边线；
（7）报检合格后，切割节段长度，留焊接收缩量。
2、主梁节段运输
根据主梁节段制造和运输方案，需解决以下问题：
（1）运输车辆确定
主梁最长节段（a8a7a6e8e7e6）尺寸为11520mm×21800mm×14890mm（长×宽×高），重量约281吨；主梁最重节段（a1g2）尺寸为11520mm×19103mm×17644mm（长×宽×高），重量约358吨；
为了满足主梁节段的运输和总组需要，我们按主梁节段的最大尺寸和最大吨位选择了运输车辆，参数如下：
380t平板车参数：
（2）主梁节段的捆扎和加固
由于主梁节段属于超高，超重和尺寸庞大的物件，其重心又偏高，所以主梁节段的运输有一定风险。为了保证主梁节段运输的安全可靠，首先要确定主梁节段的重心位置，使其始终处于运输平板车的中间部位，并用钢丝绳将主梁节段牢牢的捆扎在平板车上。
（3）运输道路的平整
由于运输平板车宽度只有6100mm，节段两边超出平板车的尺寸将近9000mm，再加上主梁节段重心又较高，为了防止节段运输过程中左右摇摆颠簸，需要压实平整并浇注一条混凝土道路。
（4）a1g2节段运输（重量约358吨）：
如图二所示，先在车间平台上制作主梁节段，制作完成后将主梁节段下部平台部分拆除，然后将运输平板车开到主梁节段下面，利用运输平板车的液压油缸顶起主梁节段，然后进行捆扎和加固，检查合格后运往主梁总组场地。
3、现场总拼
（1）按主梁总图划线放地样，布置支墩位置（需准备临时支墩4～8件）；
（2）在临时支墩上设置千斤顶和位移调整装置；
（3）首先把中间节段运输到现场，调整对位后通过运输车辆的升降系统将节段平稳落在临时支墩上（运输车辆下降过程中必须逐步降低高度，确保临时支墩均匀受力），检查无误后车辆退出；
（4）通过千斤顶和位移装置把中间节段按地样调整，使节段中心线、水平线和端部相关线与地样重合；
（5）用正式支墩支撑并顶紧，通过全站仪检查中间节段水平度和各连接部位坐标点，检查无误后，把节段与支墩连接固定，撤出临时支墩；
把节段按从中间到两端的顺序依次运输到现场，重复以上步骤，通
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在地铁盾构区间施工中，盾构进洞后，为了更好地掌握盾构的各类参数，施工时注意对推进参数的实时设定优化，地面沉降与施工参数之间的关系，并对推进的各项技术数据进行采集、统计、分析，争取在较短时间内掌握盾构机械设备的操作性能，确定盾构推进的施工参数设定范围，将开始掘进的一段距离作为试推段。
2 试掘进重点工作
试推进阶段重点是做好以下几方面的工作：
（1）用最短的时间掌握盾构机的操作方法，机械性能，改进盾构的不完善部分。
（2）了解和认识隧道穿越的土层的地质条件，掌握这种地质下的各式盾构的施工方法。
（3）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，掌握盾构推进参数及同步注浆量参数。
3 试掘进阶段的参数确定
3.1 参数确定
盾构初始掘进是从理论和经验上选取各项施工参数，在施工过程中根据监测数据及反馈的各种信息，对施工参数及时加以调整。
盾构机出洞后，初始掘进分以下几个阶段实施。
首先在盾构机穿越加固土层后，以日进度3～4m的速度推进，对密封仓土压力、刀盘转速及压力，推进速度，千斤顶推力，注浆压力及注浆量等，分别采用几组不同施工参数进行试掘进。通过地表沉降的测量和数据反馈，确定一组适用的施工参数。
然后提高日进度为4～5m，通过施工监测，根据地层条件、地表管线、周边建筑情况，对施工参数作慎密细微的调整，以取得最佳施工参数。
完成上述的工作要点后，将推进速度提高到正常的计划进度6环/日，但以满足地表沉降要求为标准，以确保建（构）筑物、管线的安全为准则。
通过此阶段的试掘进，对隧道的轴线控制，衬砌安装质量均有了各项具体的保证措施，进一步掌握施工参数，能根据地下隧道覆土厚度、地质条件、地面附加荷载等变化情况，适时地调整盾构掘进参数，为整个区间隧道施工进度、质量管理奠定了良好的基础。对区间沿线建（构）筑物、管线的保护也掌握了初步的规律，并以此指导全过程施工。
试推进是相对于正常掘进而言，在此期间，试推进也是对盾构机的整机性能进行全面的检验，通过试推进检验配套设备的配合能力，可及时修正和加强。
另外，管片与土体的摩擦力可提供进入正常掘进推进千斤顶足够的反力，以隧道衬砌后内径为5500mm，管片的厚度为350mm，外径6200mm，试推进100m为例，估算如下：
F=S×f=（3.14×6×100×2.5）t=4710t
其中：
S- 100m管片外表面面积；
f-管片与衬背压浆形成的水泥土之间的综合摩擦系数，取2.5t/m2。
大于一般推进时用到的推进力（约1000-2000t），足够提供推进需要的反力。
3.2 控制要点
在盾构未进入加固土体区时就应严格控制盾构机的操作，适当对开挖面注水或注入膨润土泥浆等，并低速推进、低速转动大刀盘，严防超负荷运转，以免产生盾构进入接收井之前，刀盘被水泥土搅拌桩卡住而强行推进的不利现象，亦减少盾构刀盘磨损。
通过初始掘进，完善施工组织设计方案；完善盾构施工各个工种工序岗位的操作规程、作业工法；通过施工监测反馈回的数据及分析成果，总结出最佳掘进参数，包括推进力、推进速度与螺旋输送器转速的关系、刀盘转速、土压力上限下限值，掌握控制土体沉降的方法。
3.2 注意事项
（1）盾构靠近洞门。待出洞装置、导轨安装完毕后，盾构以最快速度靠上洞门，缩短洞门暴露时间。
（2）防止盾构旋转、上飘。盾构出洞时，正面加固土体强度较高，由于盾构与地层间无摩擦力，盾构易旋转，应加强对盾构姿态的测量，如发现盾构有较大转角，可以采用大刀盘正反转的措施进行调整。盾构刚出洞时，推进速度宜缓慢，大刀盘切削土体中可加水降低盾构正面压力，防止盾构上飘，加强后盾支撑观测，尽快完善后盾钢支撑。
（3）洞圈封堵。盾构全部进入洞门，立即封堵洞圈，焊接扇形钢板，以防洞口漏浆，盾尾离开洞门约3m时，应对洞口压注聚胺酯或双液浆封堵，并同时开启同步注浆及盾尾油脂系统，以免注浆液倒灌，堵死浆管。
4 试掘进阶段的施工监测
盾构在推进阶段，做好盾构出洞后地表面、地下管线、地面建（构）筑物的施工监测，对施工中可能产生的各种地表隆沉、变形，及时采取相应的措施及保护手段。
试推进阶段是全过程的前奏，所以施工监测显得更为重要。对地表变形监测，采用沿轴线方向布设沉降监测点，包括深层沉降点，并加设横断面监测点；对地下管线，按要求的距离布设沉降点；对建筑物在调查研究的基础上，对轴线两侧盾构机影响区域范围的建筑物，布设沉降监测点。并布设相应的倾斜、裂缝监测点。上述测点的监测，每天不少于2次，并根据需要，适时加密监测频度。
由于上述各类变形往往不是即时出现的，也就是说待到变形时，盾构已越过原本造成变形的地下对应作业区，故需及时地进行分类监测，掌握盾构机掘进作业与地下土层变形、地表变形和地下管线、建筑物沉降等的内在规律，及时反馈信息数据，指导盾构掘进作业。监测工作在盾构作业即将进入影响区开始，直至盾构作业脱离影响区，且地表滞后变形渐趋稳定的整个期间内跟踪测量与监测。
5 试验段掘进参数的选择分析
5.1 拟达到的目的
盾构机掘进的前一段距离作为试掘进段，通过试掘进段拟达到以下目的：
（1）用最短的时间对新盾构机进行调试、熟悉机械性能。
（2）了解和认识本工程地质条件，掌握各地质条件下盾构施工方法。
（3）收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数，制定正常掘进的操作规程。
（4）熟练管片拼装的操作工序，提高拼装质量，加快施工进度。
（5）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机出洞时以及推进时对周围环境的影响，掌握盾构推进参数及同步注浆量。
5.2 施工记录
盾构机在完成前试掘进后，将对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。并做好施工记录，记录内容有：
（1）隧道掘进：施工进度，油缸行程、掘进速度，盾构推力、土压力，刀盘、螺旋机转速，盾构内壁与管片外侧环形空隙（上、下、左、右）等等。
（2）同步注浆：注浆压力、数量、稠度，注浆材料配比、注浆试块强度。
（3）测量：盾构倾斜度、隧道椭圆度、推进总距离、隧道每环衬砌环轴心的确切位置。
6 结论
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1.工程概况
合肥地铁1号线望湖城站盾构区间施工起讫里程为Kll+009.799～K14+152.612，含葛大店站和望湖城站两座车站，总建筑面积26037.85m2；太湖路站～水阳江路站～葛大店站～望湖城站三个区间，区间掘进总长度5453.826m。
2.工程重点、难点及相应对策分析
2.1工程的重点和难点
围绕盾构穿越建（构）筑物的工程特点，依据工程质量、安全等要求，对施工难点、重点进行排查，具体有：
（1）房屋不均匀沉降引起倾斜、开裂和倒塌的风险；
（2）地表隆陷引起道路塌陷或隆起的风险；
（3）近距离连续侧穿马鞍山路高架桥；
（4）穿越南二环下穿桥（覆土仅4.5m）。
2.2工程相应重点、难点分析对策
（1）房屋不均匀沉降引起倾斜、开裂和倒塌风险高。①盾构掘进前，编制安全专项施工方案、专项监测方案，成立专业测量监控小组，认真细致地完成施工测量和施工监测，及时掌握穿越建筑物沉降、倾斜、开裂等，以信息化施工，确保工程顺利进行。②进行详细的调查和勘查工作。③严格控制盾构掘进的各项参数。④根据设计要求进行区间加固。
（2）地表隆陷引起道路塌陷或隆起的风险。①合理控制盾构掘进参数。②及时进行同步注浆及二次注浆。②盾构施工时控制好姿态，匀速推进，避免推进误差，注意土仓压力的控制。③根据设计要求进行施工监测，及时掌握区间地表沉降变化情况及规律，指导盾构施工。
（3）近距离连续侧穿马鞍山路高架桥桥桩。①桥梁设计单位在桥桩设计时对距离区间隧道3m以内的桥桩大部分外面均已做有钢套筒，且桩底标均已进入中风化层。②盾构施工时控制好姿态，匀速推进，避免推进误差，注意土仓压力的控制，避免对桥桩产生过大的瞬时压力，施工期对桥桩和隧道进行全面的跟踪观测和监测。
（4）穿越南二环下穿桥（覆土仅4.5m）。①施工前，做好调查工作。②加强监测频率。③严格控制盾构掘进的各项参数，保证推进速度、控制好土压，匀速、稳步推进。⑤加强同步注浆、二次注浆的控制。⑥施工前编制好相应的预案，必要时对下穿桥进行封闭施工。
3.施工参数优化
在盾构穿越建（构）筑物之前，做好穿越建（构）筑物的准备阶段，对前期施工的参数设定及地面沉降变化规律进行总结，了解盾构所穿越土层的地质条件，掌握这种地质条件下土压平衡盾构推进施工的方法。
主要采取以下施工措施：
（1）土压力控制：土压力控制应以保持切口前方土体稳定为目标，土压力设定值应以土体沉降监测数据为依据，根据监测数据的变化来调节设定值。
（2）同步注浆：主要通过沉降监测数据对注浆量、注浆压力、注浆位置进行调整，优化同步注浆参数，控制好土体后期沉降。
（3）推进速度：控制推进速度，保证匀速推进施上。
（4）成果分析：结合土体沉降监测数据及盾构施工参数数据，分析本段区间土体沉降变化规律，掌握盾构穿越建（构）筑物的各项施工参数。
4.穿越段施工技术措施
穿越段分阶段控制
4.1穿越前50m：穿越模拟阶段
①穿越前，有针对性的对作业班组进行交底，让每个作业人员了解建（构）筑物所处里程、地面位置、类型、结构等相关情况及控制重点，明确盾构穿越时的各项施工参数。
②盾构掘进至建（构）筑物前50米时，需对刀盘、盾尾密封、螺旋输送机、铰接、密封油脂系统、注浆系统等进行一次全面的检查、维修。
③及时对盾构机的掘进姿态进行纠偏调整，控制在±20mm以内。
④穿越前30米的地段作为过渡模拟段，完全模拟在建（构）筑物地面下推进时的盾构操作要求进行推进，加强土体变形观测，检验预定情况的施工掘进参数引起的地层变形程度是否能够达到预期的目标。
⑤按照设计要求，对穿越段建（构）筑物进行施工监测，增加监测频率（1次/d）。
⑥通过连续监测，盾构通过地段地表稳定后变化量（与初始值比较）最小时的最优盾构掘进参数。
⑦根据前期施工总结，掌握每车渣土装满时所对应的千斤顶行程，从过程中严格控制隧道超挖及欠挖，使实际出土量控制在理论值的98%～100%。
⑧严格控制同步注浆配合比，确保浆液质量。根据前期施工总结，确定合理的注浆量及注浆压力，严格控制注浆质量。
⑨采取合理措施防止盾尾漏浆现象：
a.加大盾尾油脂的注入量
b.合理控制盾尾间隙
c.漏浆情况比较严重时，可在管片外弧面加贴海绵条
⑩根据地面沉降情况，及时进行二次补浆。
4.2穿越阶段
①穿越段严格采用模拟段施工参数进行施工，项目部安排专职人员对施工参数进行严格监控，对施工过程进行记录。
②成立穿越段领导小组，对施工过程中出现的异常情况进行分析处理，确保施工安全。
③根据设计要求，进行施工监测，及时反馈监测数据以指导施工。
④根据监测数据分析，对沉降量过大处进行二次补浆，若该处监测数据持续变大时，应按照设计图纸对建（构）筑物进行应急加固处理。
4.3穿越后30m阶段
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随着城市轨道交通事业的日益发展，在城市繁华地带进行地下工程施工的情况也非常普遍，繁华地带周边环境复杂，地下工程施工风险高，突发事故也不可避免，一旦出现紧急事故，除采取必要的应急措施外，采取何种行之有效的处理方案，对降低工程损失，避免次生灾害，顺利推进工程，积极引导社会舆论等都有十分重要的作用。作者根据在南京地铁中的案例，参考国内外相关城市的相关经验，总结此文，为地铁发展中类似工程提供有益参考。
2.概述
南京地铁某区间盾构机掘进施工时，因地质条件复杂，导致盾构机掘进困难土方超挖引起地面沉降，致使路面下一自来水管破裂，压力水对管底土层冲刷造成水土流失，引起更大的地面沉陷。沉陷处盾构机埋深约16.3m，沉陷面积约16m2，最深沉陷约30cm。沉陷处位于城市道路下方，地下管线密集，周边为多栋6-7层居民楼及临街商铺，沉陷处距楼房平面距离最小仅为7.2m，周边环境复杂，详见图1。
3.沉陷处工程地质情况
根据地质勘察资料， 盾构刀盘所处的断面地层为K2p-2强风化泥质粉砂岩及K2p-3中风化泥质粉砂岩，刀盘上部1m左右为一层④-4e-2透水卵砾石层，卵砾石层至道路面层之间主要为淤泥质粉质粘土层及近代填土层，盾构机上部土体自稳性极差，地面沉隆对土体超欠挖反应极其敏感，地质剖面图见图2，图3。
4.初次采取的措施
在得知现场情况后，施工单位立即停止右线掘进，并对沉陷处采用围挡进行围蔽，安排专人对行人及车辆进行疏导，以防误入水坑。随后对沉陷处路面采用混凝土进行回填，并联系了自来水公司进行管路修复。
次日，施工方组织了技术人员，地铁盾构方面的专家，召开了事故处理方案研讨会。与会人员了解了详细情况并查看现场认为：地铁施工掘进至此处时，正值盾构掘进断面地层由全断面岩层向复合地层转换的阶段，断面地层自稳性能较差，而盾构施工参数并未及时调整，土仓内压力偏小，土方出现超挖导致地面沉降单次达到9.5mm/d，引起此处直径200mm混凝土承插式接头自来水管爆裂，带压水对地层的冲刷引起地面大范围沉陷。自来水管改移完成后，地面情况基本稳定，现应立即采用土压平衡模式恢复掘进，通过该段后对沉陷处进行加固，确保房屋安全。
根据咨询会意见，当晚盾构机恢复掘进，但掘进速度过慢，24小时仅完成3环掘进，事实表明，盾构机已困于该地层，主要现象为：
（1）盾构机推力过大，掘进是高达18000KN，而正常掘进是仅为10000KN左右；且刀盘扭矩高达3.1 MN.m，正常情况下一般为2.4 MN.m，推进速度仅为1～4mm/min，与该处地层的正常掘进不符，渣土温度高达58℃；
（2）发生大的喷涌，大量泥水及砂土从螺旋输送机排土口喷出，含砂量较大，且伴有大量卵砾石；
（3）出土过程中，一旦喷涌出土将土仓上部传感器压力降至1bar左右时，关闭闸门，上部压力很快将上升至1.3bar，说明盾构机上方土体极不稳定，为淤泥层或松散富水卵砾石层；
（4）掘进过程中，出土量控制较难，远大于理论出土量，地面沉降监测数据再次报警，沉陷面积、沉陷深度进一步增大。
5.再次采取的对应措施
根据掘进及地面沉降情况，施工单位再次主持召开了第二次专题会，邀请了地铁盾构方面的知名专家。与会人员根据现象判断认为：
（1）该段地层地质条件复杂，应重新对该段地层进行补充勘察；
（2）盾构机应停止掘进，应对沉陷处地面进行注浆加固，并将沉陷处路面进行恢复；
（3）盾构机刀盘和土仓内可能出现结泥饼现象，且刀具可能存在一定磨损，应在盾构机刀盘前方进行加固，加固完成后将盾构机推进至加固体后开仓清理泥饼，检查刀具。
6.地面加固方案
6.1 加固目的
加固分为两个部分，一是对沉陷区进行加固，加固后确保沉陷处地下土体固结，填充可能存在的地面空洞，对路面进行恢复，确保该段周边建筑物及管线安全，并确保路面恢复交通。二是对刀盘前方进行加固，主要目的是确保刀盘前方土体稳定，防止地面进一步沉陷，并根据需要带压开仓清理泥饼，检查刀盘。
6.2 沉陷区加固方案
（1）加固方案
该处加固以土体内渗透～劈裂注浆加固为主，因此采用袖阀管分段注浆加固，沉陷区采用双排双液浆压密注浆，水泥为P42.5号水泥，水灰比1：1，水玻璃溶液35～40°Bé，水泥浆：水玻璃溶液1：0.5，双排注浆孔呈梅花布置，间距1m。
其余加固区域内部采用单液水泥浆注浆，水灰比1：1，注浆量均为300kg/m，注浆压力不大于0.3MPa，注浆孔间距1m，梅花形布置，注浆深度0～12m。
（2）注浆量确定
加固地层主要为①-1杂填土、①-2-2素填土、②-2b4淤泥质粉质粘土、②-3b3-4粉质粘土层，根据岩土勘察报告及《岩土注浆理论与工程实例》有关参数，计算依据公式：
Q=Vnβα
n-土体孔隙率，孔隙比为0.707～0.846，则孔隙率取0.414～0.458
V-加固土体体积m3
β-浆液填充系数 取0.8
α-浆液损耗系数 取1.35
Q=π×0.52×1×0.414（0.458）×0.8×1.35=0.35（0.39）m3/m
水泥浆水灰比为1：1
综合考虑袖阀管注浆量为0.3t/m水泥。
（3）施工流程
6.3 刀盘前方加固方案
（1）加固方案
本段地层加固范围为盾构刀盘前方2.5m，长5m，宽10m。采用φ800@700旋喷桩进行加固，加固至隧道拱顶以上3m，拱顶以下2m。加固图如图6，图7。
（2）施工流程
搅拌桩施工流程如图8所示。
6.4 注意事项
（1）为防止盾构机被水泥浆裹住，在盾构机上方施工旋喷桩时，每隔3 小时向刀盘土仓、盾壳外表面和同步注浆管道内注入一次膨润土，每次不少于2m3，并转动刀盘，确保向加固土体注入的浆液不串入上述各个部位而固结盾构机。
（2）对桩的入岩深度要及时取样分析并对照详勘和补勘报告，确保入岩深度达到设计深度。
（3）双液浆配合比应该通过试验确定，一般凝固时间25 秒30 秒。
7. 恢复掘进施工方案
补充勘察完成后，勘察结果证实，沉陷处地质与判断一致，刀盘上部为富水卵砾石层，卵石含量高达50%，卵石中夹杂砂层，地层厚度约2m。
加固完成后，待刀盘前方加固体无侧限抗压强度达到0.8MPa时，盾构机即可再次重新推进，为确保施工安全，确保盾构机脱困，主要采取以下方案。
7.1 洞内注浆
在沉陷处下方已拼装完成的管片处进行二次注浆，注浆采用在吊装孔处插入长1.5m的注浆管，端部0.5m为注浆花管。注浆范围为脱出盾尾的5环具备打孔条件的管片（边墙及拱顶范围），注入单液水泥浆（或双液浆），水灰比1：1，注浆不大于压力0.3MPa，用以确保沉陷处周边土体稳定。
7.2 泥饼处理措施
为缓解泥饼现象对掘进的影响，在盾构机恢复掘进前，在刀盘及土仓内，注入高分子分散剂，共计注入12m3，浓度为8%，分次注入，并间断转动刀盘，处理时间大于24小时。
对结泥饼的状况进行了分析，发现现有的渣良方案存在缺陷，泡沫的发泡效果不好，出来的渣土流塑性较差，导致土仓内出现结泥饼的状况，于是对渣良做了改进，改用进口的康达特（CONDAT）泡沫剂，并提高发泡倍率至20倍，使喷射出的泡沫握在手上具有良好的弹性，加强掘进中的土体改良管理，尽量将改良渣土的泡沫通过刀盘面板上的孔道向切割表面喷注，使渣土经过刀盘开口进入土仓的流动性好，不易产生结饼。
掘进过程中注意渣土温度变化，一旦产生泥饼，可空转刀盘，使泥饼在离心力的作用下脱落。
7.3 排除机械故障
经过对机器的详细检查，发现盾构机刀盘处1根泡沫管球阀与单向阀位置接反，影响了泡沫管的疏通，导致该泡沫管堵塞，影响渣良，故及时通知海瑞克技术人员进场，对泡沫系统进行处理。
7.4 选择合适的掘进模式
采取土压平衡模式掘进，严格控制出土量，每环控制在43.5m3左右，尽量避免超挖，土仓压力控制为1.8bar（中部传感器），刀盘转速控制在1rpm/min，并做好详细的施工记录。及时掌握地面及周边建筑物监测情况，每4小时监测一次，并安排专人巡视，一旦出现紧急情况，立即向值班领导及相关人员汇报，并采取对应措施。
7.5 喷涌处理措施
由于基岩裂隙水发育，隔水层厚度不一致且常缺失，进入土仓的渣土不具有一定的塑性（粘土矿物质含量少，密水性差），承压水与无塑性渣土容易在螺旋输送器形成喷涌。针对这种情况应该采用下列措施：
（1）采用二次同步注浆，截断后方来水，避免土仓与管片背后形成水力通道。
（2）及时对盾尾密封刷添加足量的油脂，确保盾尾的密封性。
（3）通过膨润土泵，在刀盘前方及土仓内注入高分子聚合物，浓度为1%，注入后均匀转动刀盘，改善土体的和易性，使土体中的颗粒、卵石和泥浆成为整体，提高土仓土体水密性和流动性。
（4）在螺旋机排土前，把土仓内的水、土充分搅拌，使土仓内土体有良好的密水性，避免喷涌。
（5）利用双闸门交替启、闭，保压排土，可以有效地控制喷涌排土。
7.6调整刀盘工作扭矩
本项目采用的海瑞克盾构机刀盘额定扭矩为4.474MN・m，设定为达到80%额定扭矩刀盘便抱死。故通知厂家技术人员进场调整，拟将抱死扭矩调整至额定扭矩的100%，提高掘进扭矩以增大刀盘贯入度，加快掘进速度，通过该段地层后再恢复原抱死扭矩。
8.经验总结
通过以上一些列措施，最终成功的决解了螺旋输送机出土口喷涌的现象，渣良效果良好，盾构机总推力降低至10000～14000KN，刀盘扭矩恢复至2.1～2.7 MN・m，渣温降至35℃左右，推进速度提高至20～40mm/min，地面沉降监测数据良好，并未出现监测报警，成功的实现了盾构机脱困。鉴于掘进状态良好，项目部技术人员研究认为，无需在该复合地层中带压开仓，待推进至合适的地层中再开仓检查刀具，同时盾构机通过该段后，需及时的进行二次补浆。
针对此次事故总结认为：
（1）盾构掘进施工前，应多次充分深入的调查沿线的建构筑物、管线等情况，一旦发现有重大风险源，应及时采取处理措施；
（2）应根据不同的地质条件，调整盾构掘进模式。在硬岩段岩层自稳能力好，采用气压平衡模式或欠土压平衡推进。盾构机在穿越上软下硬地层时应该采用土压平衡模式掘进，土仓压力设置根据隧道埋深、水文地质情况确定；
（3）对已经发生的险情，应首先及时的进行处理，避免后期进一步发生次生灾害，酿成更大险情；
（4）盾构机进入复合地层或复杂地段前，应提前对盾构机各个系统进行检修保养；
（5）复合地层中掘进时，应采取多种措施，多次实验确定出良好的渣良措施，确保盾构机顺利匀速快速掘进。
9.结束语
南京地铁地面沉陷事故最终虽得以解决，但事故发生伊始，并未采取合理的技术措施，导致盾构掘进引起地面进一步沉陷，从而花费了大量的人力物力。随着城市轨道交通事业的发展，盾构机在城市繁华地带且复合地层中掘进也越来越普遍，因此提前要对沿线施工条件进行深入研究，及早制订对策，一旦出现险情及时采取有效的技术措施，风险就会最大程度规避，达到连续快速掘进。
参考文献
[1]万姜林、洪开荣.采用复合式盾构修建混合地层隧道[J].施工技术，2002，6（6）：9
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近年来，双圆盾构施工技术开始引入我国，并已成功应用于上海轨道交通杨浦线和六号线的建设。与单圆盾构施工双线隧道相比，双圆盾构具有许多优势，它能够一次完成双线隧道，施工速度快，土方挖掘量少，隧道断面面积利用率高。双圆盾构正逐渐成为地铁隧道、道路隧道等地下工程施工的主流形式。
盾构施工引起的地表沉降是施工环境保护的一个重要问题，特别是在楼群密集区域建设的城市轨道交通，对地表沉降有严格的控制标准。对于单圆盾构工法的地表沉降机理、沉降槽形式和沉降预测等理论，国内外专家已做了较多的研究[1，2]，但是对于双圆盾构工法引起的地表沉降尚缺乏足够的认识，探索双圆盾构工法的地表沉降规律有其必要性。本文针对上海轨道交通六号线双圆盾构区间隧道工程，通过对现场沉降监测结果的统计分析，得出双圆盾构工法的地表沉降规律，并探讨了软土地层中双圆盾构施工参数与地表沉降的关系，为后续工程积累经验。
篇7
天津地铁1号线工程小白楼～下瓦房区间隧道，地处天津市中心区域，沿线经过小白楼商业区、河西区的商业中心以及天津市主要的办公区，其中重要的建筑物有王仲山故居。
王仲山故居位于南京路与浦口道交界处（河西区重要的商业中心南京路21号），已有百余年历史，是天津市政府颁布的重点建筑物保护单位。该建筑物为砖木结构的3层楼房（带地下室和顶子间），一层为半地下，具有德国传统风格。区间隧道的左、右线从王仲山故居及其周边建筑物下部穿过（见图1）。盾构轴线在此处由R350 m的曲线段变为直线段。
区间隧道采用盾构法施工，双线隧道全长2087.699 m；隧道外径为6.2 m，内径为5.5 m；隧道管片设计强度为C50，宽1 m，整环管片分为1块F封顶块、2块L邻接块、3块标准块，采取通缝拼装形式，纵、环向均采用M30弯螺栓连接；管片接缝防水采用弹性密封垫（三元乙丙橡胶和遇水膨胀橡胶）。
2 地质概貌
该区间隧道区域的土层主要为第四系全系统人工填土层（人工堆积Qml）、第Ⅰ陆相层（河床～河漫滩相沉积层Q43al）、第Ⅰ海相层（浅海相沉积层Q42m）、第Ⅱ陆相层（河床～河漫滩相沉积层Q41al）、第四系上更新统第Ⅲ陆相层（河床～河漫滩相沉积层Q3cal）、第Ⅱ海相层（滨海～潮汐带相沉积层Q3dmc）及第Ⅳ陆相层（河床～河漫滩相沉积层Q3cal）。盾构主要穿越④、④3、⑤、⑥和⑥4等土层，土层的性能指标见表1。
3 盾构机穿越王仲山故居技术措施
3.1 理论地表变形计算
盾构穿越王仲山故居前，根据派克（Peck）的地层损失概念进行理论计算。假定施工引起的地面沉降是在不排水情况下产生的，那么，所有的沉降槽的体积应等于地层损失的体积；假定地层损失在隧道长度上是均匀分布的，那么，地面沉降的横向分布呈正态分布曲线。采用地面沉降量的横向分布公式估算，王仲山旧居的最大沉降量为-2.2 cm，2个角部沉降分别为-2.1 cm和-0.3 cm。
3.2 利用《专家系统》进行预测
《专家系统》即《盾构法隧道施工智能化辅助决策系统》软件。
将土层的性能指标 、盾构施工掘进参数等输入系统，运用静态预测，对其沉降量和土体扰动等情况进行分析，并显示数值，指导施工。预测盾构在穿越过程中，正常施工情况下，盾构切口土压应控制在0.216 MPa，地面最大变形量为-9.974 mm，最大隆起量为+8.015 mm。
3.3 右线隧道施工技术措施
⑴ 在盾构穿越王仲山故居过程中，应严格控制切口平衡压力，减少波动；推进速度为1～2 m/min，均衡、匀速施工，以减少盾构推进变化对土体的扰动；出土量为31 m3/环。
⑵ 此段隧道轴线恰好由R350 m的曲线段变为直线段，所以事先应调整好盾构的姿态，严格控制盾构纠偏量，控制和掌握盾构单次纠偏的幅度，以减少纠偏对周围土体扰动造成的影响。
⑶ 严格控制同步注浆量（取建筑空隙的180%～250%，即3.4～4.7 m3）和浆液质量，减少施工过程中的土体变形。同步注浆浆液的配比，在原有浆液中加入适量的水泥，以提高浆液的后期强度，稠度控制在9～11，且保证不会堵塞注浆管。具体配比见表2。
⑷ 壁后补压浆
在盾构推进同步注浆后，为进一步加强土体后期强度和空隙填充密实度，根据地面监测变形情况，进行壁后补压浆，浆液为双液浆，壁后注浆压力一般控制在0.2～0.5 MPa，注浆量一般控制在0.2～2 m3。浆液配比及浆液性能见表3、表4。
3.4 左线隧道施工技术措施
在总结右线隧道的施工经验后，对补压浆作了一些改进。
⑴ 调整同步注浆浆液的配比，见表5。
⑵ 把壁后补压浆改为盾构推进同步二次补充注浆。
4 施工监测
4.1 监测方法
⑴ 连通管自动监测
连通管监测是一种高科技的仪器，具有连续性和时效性，监测精度较高。
⑵ 普通水准监测
4.2 测点布置
普通水准测量，是在建筑物外部布设监测点，共布置16个；王仲山故居内的地下室选用连通管监测设备，在左、右线隧道盾构穿越时，分别按不同位置布设6个监测探头及水准点（以便进行水准的联测与校核），每15 min采集1次监测数据，精度为0.1 mm。左、右线隧道盾构穿越王仲山故居时的测点布置见图1、图2。
4.3 监测结果
用连通管监测左、右线隧道盾构穿越王仲山故居时的沉降曲线见图3、图4。
图5、图6是左、右线隧道盾构穿越后建筑物累积沉降曲线图；图7、图8为左、右线隧道盾构穿越后地面纵向累积沉降曲线图。
4.4
结果分析
沉降的理论计算值与实际测量值见表6。
⑴ 从表5数据可以看出：实际测量值比理论值小，证明施工中所采取的措施是有效果的，如控制同步注浆和出土量可以防止土体损失，可以减小房屋及地面沉降；控制土压、推进速度和减小纠偏量，可以减小施工对土体的扰动，从而减小后期沉降。
⑵ 专家系统预测值比Peck理论计算值更接近实际测量值，说明专家系统是在总结长期实践经验的基础上，结合本工程的特殊情况，给予的提示和理论指导是比较切合实际的。
⑶ 左线沉降情况比右线好（沉降总体较小，不均匀沉降程度较好），证明在左线施工时的改进措施是合适、可取的，即在左线施工过程中，将原用惰性浆液调整为缓凝浆液，浆液的初凝时间缩短，减小了施工时的初期沉降；浆液的强度也有一定的提高，使得房屋后期沉降和不均匀沉降大大减小；在左线施工时，根据监测报表，把二次补压浆改为预先二次注浆，这样避免了等地表发生变化后再补压浆，从而减小了地表起伏扰动。
5．结论
王仲山故居为老式砖木结构，基础薄弱，为保护这百年故居，在左、右线隧道盾构施工前，采纳了专家系统的指导意见，对施工参数进行预定；在施工过程中，严格控制平衡压力、推进速度及盾构纠偏量，减小盾构施工对土体的扰动，从而减小后期沉降；在同步注浆时，采用缓凝浆液，采用与盾构推进同步二次补充注浆的方式。
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Abstract:This paper analyzes the shield tunnel caused by land subsidence law and settlement of affected areas,and summarizes the main factors of land subsidence of the shield tunnel;specified land subsidence is mainly due to the excavation surface stress release and the additional stress causedstrata deformation,land subsidence and subway construction safety criteria and control principles are discussed to provide a useful reference for the construction of urban subway project.
Key Words:Shield tunnel;Subway project;Land subsidence;Subsidence control
盾构法具有不影响地面交通、对周围建(构)筑物影响小、适应复杂地质条件、施工速度快等众多优点而在地铁工程建设中广泛应用。但盾构法隧道工程是在岩土体内部进行的,无论其埋深大小,开挖施工都不可避免地会对周围土层产生扰动,从而引起地面沉降(或隆起),危机邻近建筑物或地下管道等设施的安全[1]。因此,施工能产生多大的沉降或隆起,会不会影响相邻建筑物的安全,是地铁隧道盾构施工中最关键的问题[2]。要在地铁工程施工前对工程可能引起的地面沉降问题有所估计,就首先需要了解盾构法施工引起的地面沉降的一般规律和机理,进而提出相应的安全判别标准和控制原则,达到事先防控的目的。
1 盾构隧道地面沉降规律
地面沉降规律是反映盾构掘进时,沿掘进轴线方向对地层的影响,同时它也能反映盾构掘进时不同因素、盾构机不同部位对地层的作用,包括正面土压力、摩擦力及盾尾间隙等。根据地面沉降发生的时序,一般将盾构施工沿隧道纵向的地面沉降划分为五个阶段[3]。
1.1 盾构到达前的地层沉降,即先行沉降
盾构到达前,地表已经产生变形,影响范围约在10m～15m以内。主要是由盾构推进土压力的波动所引起,还有地下水位下移使土层有效应力增加而引起的固结沉降。
1.2 盾构到达时的地层沉降,开挖面前的沉降或隆起
自开挖面距观测点约3m～10m时起,直至开挖面位于观测点正下方之间所产生的隆起或沉降现象。实际施工过程中设定的盾构土压舱压力很难与开挖面土体原有土压力达到完全的平衡,多因土体应力释放或盾构反向土仓压力引起的土层塑性变形所引起。
1.3 盾构机通过时的沉降
盾构切口达到测点起至后尾离开测点期间发生的地表沉降。这一期间所产生的地表沉降主要是由盾壳向前移动过程中,盾构机外壳与周围土层之间形成剪切滑动面,土体被扰动所致,盾构通过时的地表沉降约占总沉降的35%～40%。
1.4 盾尾间隙沉降
盾尾通过测点后产生的地表沉降,影响范围约在后尾通过测点后0～20m范围。由于盾构外径大于管片外径,管片外壁与周围土体间存在空隙,往往因注浆不及时和注浆量不足,管片周围土体向空隙涌入,造成土层应力释放而引起地表变形,这一期间的地表沉降约占总沉降的40%～45%。
1.5 后续沉降
后期沉降是由盾尾脱出一周后的地表沉降,是由前面地层扰动引起的固结沉降和蠕变残余沉降,反映了地层沉降的时间效应。这一期间的地表沉降一般不超过总沉降的10%。
总体而言,盾构法施工过程中,1.2和1.4阶段的地面沉降量和沉降速率较大,控制沉降也最为关键。1.2阶段的变形控制要素是土仓内压力,而1.4阶段的控制要素是盾尾间隙的注浆及时性和充盈率。
2 地面沉降的影响范围
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Key words : shield tunnel; EPB shield; common problems; preventive measures
引言
盾构法施工技术因其先进的施工工艺和不断完善的施工技术，使得其在城市地下空间的开发中得到广泛应用[1,2]，如城市地铁、公路隧道、跨海隧道的建设及城市市政管道的改造等。然而由于盾构法施工在我国应用时间不长，各种事故频繁发生在盾构隧道施工过程中（图1），严重地影响工程质量以及工程进度[3,4]。本文针对土压平衡盾构施工中的常见事故进行了总结分析，并给出相应的解决措施，为解决土压平衡盾构施工中的技术难题提供了参考与借鉴。
1盾构施工特点
盾构法是采用盾构在地表以下开挖隧道的施工方法，盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进和装配衬砌的钢筒状结构[4]。它借助于支撑在已经完成的衬砌管片上的千斤顶的推力不断向前顶进。在盾壳的支护下，刀盘可以安全地开挖地层，尾部可以装配管片，迅速形成隧道的永久性衬砌，并将衬砌与地层之间的建筑空隙用水泥砂浆填充，以防止周围地层后期变形和围岩压力的增长。盾构法施工可以在较大范围的工程地质和水文地质条件下使用，机械化程度高、施工快速、安全、无噪音，在我国城市地铁建设的高速发展中得到了广泛应用。然而由于盾构技术复杂，施工工序多，使得盾构在施工使用过程中也暴露出不少的问题[5,6]。
盾构法隧道上方一定范围内的地表沉降很难控制，特别在饱和含水松软的土层中，要采取多项措施才能把沉降限制在很小的范围内；
遇到坚硬地层、钢筋混凝土桩、孤石等障碍物时，通过困难；
遇到流砂地层，施工困难；
若隧道覆土太浅，则盾构法施工困难大，安全性降低；
盾构在掘进过程中其轴线较难控制，特别是在小曲率半径隧道时，施工尤为困难。
2盾构施工中常见问题及对策
2.1盾构机叩头
盾构始发后，在盾构机抵达掌子面及脱离加固区时容易出现盾构机“叩头”的现象[7,8]，根据地质条件不同有些可能出现超限的情况。为防止盾构机叩头可采取以下预防措施：
盾构基座安装时应使盾构就位后的高程比隧道设计轴线高程高约20mm，以利于调整盾构初始掘进的姿态；
合理选择盾构的千斤顶编组，控制好盾构机液压千斤顶上下推力之差。
2.2泥饼问题
在穿越粘性土层时，盾构机刀盘一般是在高温、高压中进行掘进的，在这种环境中，粘性土易压实固结产生泥饼，特别是在刀盘的中心部位。当产生泥饼时，掘进速度急剧下降，刀盘扭矩也会上升，大大降低开挖效率，甚至无法掘进。施工中主要采取下列预防措施防止泥饼的产生：
加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理，特别是在黏性土中掘进时，应密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态；
增加刀盘前部中心部位泡沫注入量并选择较大的泡沫注入比例，改善土体的和易性,减小渣土的黏附性，降低泥饼产生的几率，必要时螺旋输送机内也加入泡沫，以增加碴土的流动性，利于碴土的排出；
在到达黏性土地层之前把刀盘上的部分滚刀换成刮刀，增大刀盘的开口率；
在刀盘背面和土仓压力隔板上设搅拌棒，以加强搅拌强度和范围；
一旦产生泥饼，可空转刀盘使泥饼在离心力的作用下脱落，必要时也可在确保开挖面稳定的前提下进行人工进仓清除。
2.3管片上浮问题
盾构机的切削刀盘直径与隧道衬砌管片外径的差值，以及盾构机在掘进过程中的蛇形运动产生的超挖，使得管片与地层间存在一个环形建筑间隙[5]，如不及时充填此空间，脱出盾尾的管片便处于无约束的状态，就会给管片产生位移提供可能的条件，这是造成盾构隧道衬砌管片产生位移的一个外部条件。如果此间隙不能及时被同步注浆填充，或者是由于注浆工艺和注浆浆液质量使得浆液的初凝时较长，浆液在很长一段时间内是未达初凝的流体，管片脱离盾尾之后受到周围地下水、注浆浆液、泥浆等包裹的作用，使管片受到上浮力，如果管片所受的上浮力大于其自身重力就会产生上浮，这是上浮的内在原因。当发现管片有上浮现象时，可采取下列措施控制管片的上浮：
在浆液性能的选择上应该保证浆液的充填性、初凝时间与早期强度的有机结合，使盾构隧道管片与围岩共同作用形成稳定的整体构筑物；
根据工程地质、水文、隧道埋深等情况的变化动态地调整浆液配比，以控制地表的沉降和保证管片的稳定。
2.4地表沉降问题
盾构法修建隧道引起地层位移的主要原因是施工过程中的地层损失，地层原始应力状态的改变、土体的固结及土体的蠕变效应，衬砌结构的变形等，当土仓内压力不足以与外界水土压力平衡时，盾构刀盘面前方土层易坍塌，从而引起地表沉降。管片脱出盾尾后，管片与地层间存在一个环形建筑空间，在软岩地层中如果不及时进行同步注浆填充，拱顶围岩极有可能产生变形引起地表过量沉降。可采取下列措施防止地表沉降。
制定监控量测方案，加强对周围道路、管线和临近建筑物的监测，并及时反馈信息，据此调整和优化施工技术参数，做到信息化施工；
维持土仓内压力平衡，根据地质情况和隧道埋深对土仓压力进行动态调整；
在盾构机掘进过程中保证注浆量和注浆压力，实际注浆量应达到理论空隙量的150％～200％，必要时要进行二次注浆。
2.5开挖面失稳
可能造成开挖面失稳的风险因素是开挖中前方遭遇流沙或发生管涌，盾构机将发生磕头或突沉；开挖中前方地层出现空洞，导致盾构机轴线偏移、沉陷以及隧道塌方冒顶；盾构机推进过程中，出现超浅覆土，则会导致冒顶；盾构推进中突然遇到涌水，导致盾构机正面发生大面积塌方等。可采取以下措施预防开挖面的失稳：
控制推进速度，维持排土量和开挖量的平衡；
控制好压力舱的应有压力，防止开挖面失稳；
使开挖下来的土砂具有塑性流动性，并使土砂确实充满压力舱内，同时还应使开挖下来的土砂具有止水性；
超浅覆土段，一旦出现冒顶、冒浆随时开启气压平衡系统。
2.6盾构掘进轴线偏差问题
盾构掘进过程中，会因为盾构超挖或欠挖，造成盾构在土体内的姿态不好，以及由于盾构测量误差、盾构纠偏不及时，或纠偏不到位导致盾构推进轴线过量偏离隧道设计轴线，影响成环管片的轴线。可采取以下措施进行控制：
正确的设定平衡压力，使盾构的出土量与理论值接近，减少超挖与欠挖现象，控制好盾构的姿态；
盾构施工过程中经常校正、复测及复核测量基站；
发现盾构姿态出现偏差时应及时纠偏，使盾构正确地沿着隧道设计轴线前进；
盾构处于不均匀地层时，适当控制推进速度，当盾构在极其软弱的地层施工时，应掌握推进速度与进土量的关系，控制正面土体的流失；
调整盾构的千斤顶编组或调整各区域油压及时纠正盾构轴线，盾构的轴线受到管片位置的阻碍不能进行纠偏时，采用楔子环管片调整环面与隧道设计轴线的垂直度。
3结语
盾构隧道建设投资额多、规模大、涉及因素众多、施工工序复杂、涉及面广、工程范围广，其施工安全和施工风险更具有挑战性，管理的难度比一般工程更大。作为地铁建设者有责任有义务在各个环节重视安全工作，提前做好认真细致的评估和预测，提出切实可行的预防措施，在施工过程中对每个环节做好过程控制，不放过任何细节（尤其是事故征兆），依靠科学规范管理不断提高地铁建设安全水平，减少盾构推进过程中的事故率，确保盾构隧道的顺利推进。
参考文献
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1 概述
盾构是隧道工程施工的专用机械，由于掘进开挖面和盾壳土压力的不均衡、隧道线形变化、复合地层软硬不均等方面的影响，盾构的实际推进轴线无法与理论轴线保持一致，本文结合广州地铁广佛线某区间隧道施工，研究土压平衡盾构在变化地层中的姿态控制。
广佛线某盾构区间隧道主要穿越地层为淤泥质土、粉质粘土、〈6〉全风化泥质粉砂岩、〈7〉强风化泥质粉砂岩、〈8〉中风化粉砂岩、〈9〉微风化粉砂岩，岩石单轴抗压强度最高达到61.9MPa，曲线最小半径为350m，最大纵坡为29‰，采用土压平衡盾构施工，由于地层不均、小半径掘进、坡度变化等影响，增加了盾构姿态控制的难度。
盾构区间部分地质断面图
2 盾构姿态及偏差
盾构姿态是施工过程中，根据测量而得的盾构机相对于设计轴线的状态，盾构姿态偏差主要分为方向偏差与滚动偏差。方向偏差是盾构在水平、垂直方向上偏离设计轴线的情况，滚动偏差反映盾构自身的旋转情况，盾构姿态的好坏直接影响已成型隧道偏离设计轴线的程度及隧道的施工质量。
（1）方向偏差：方向偏差包含水平偏差与垂直偏差。盾构不同部位推进千斤顶参数的偏差易引起掘进方向的偏差，盾构表面与地层间的摩擦阻力不均衡,掌子面土压力以及切口环切削欠挖地层所引起的阻力不均衡,也会引起一定的偏差，掌子面地层分界面起伏较大、软硬不均,都易引起方向偏差，即使掌子面地质的物理性质均衡,受盾构刀盘自重的影响也会有低头的趋势。
（2）滚动偏差：盾构掘进的推力是由管片提供的,刀盘切削地层的扭矩主要由盾构壳体与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡。在稳定性好的地层,盾构壳体与洞壁之间只有部分摩擦力提供摩擦力矩，当摩擦力矩无法平衡刀盘切削地层产生的扭矩时将引起盾构的滚动,过大的滚动会影响管片的拼装并引起隧道轴线的偏斜。
3 盾构姿态的影响因素
3.1地质水文
盾构掘进时受到不同地层物理性质的制约和影响，若切口环出现强度变化大的地层,松软地层侧的千斤顶推力未及时调整,盾构就会呈现出向松软地层陷入的趋势；地下水含量丰富时,易造成土体松软,盾构往往偏向松软地层或地下水丰富的一侧。
3.2设计线路
为了优化设计线路，隧道工程经常会出现线路转弯半径小、坡度变化大的情况,这就增加了一定的施工难度,盾构在施工过程中容易出现偏差过大的现象。
3.3操作手
盾构操作手是最先了解盾构姿态和走势的人，其操作水平和经验直接影响盾构姿态的好坏，这就要求操作手必须要时刻注意盾构姿态走势。
3.4土压
土压是根据覆土厚度、土体内摩擦角及容重来设定的，一般在纠偏时,土压力的设定值比较大,这有助于土体对机头的反作用力将机头托起或横移。
3.5始发
盾构始发时,始发基座的水平、高程位置及牢固稳定等情况决定了盾构始发阶段的盾构姿态，曲线始发时更为重要。
3.6推进速度
盾构推进速度过快时,姿态不易控制，调整姿态时，推进速度应控制在20mm/min以内，施工中途停止时，若遇上地层比较松软，易造成盾构偏移，也将影响盾构掘进姿态。
3.7刀盘正反转
盾构刀盘的正反转不均匀会导致盾构滚动角过大，同时会带动管片旋转影响管片的拼装质量。
3.8管片
盾构在曲线上掘进时,通过使用楔形管片调整相临管环之间的转角可以拟合出一条光滑曲线,尽量使其与盾构掘进半径相同,保证必要的盾尾间隙量，否则管片与盾尾相制约增大摩擦阻力,不利于盾构姿态的控制。
3.9注浆
注浆包括同步注浆和二次注浆，同步注浆是盾构掘进时同步进行的注浆施工，二次注浆是管片拼装完成后的注浆施工。在注浆施工过程中，控制合适的注浆压力，对盾构管片稳定有一定作用，从而有利于盾构姿态的调整。
3.10测量误差
测量过程中，由于管片的位移、人的操作及环境影响等问题易引起测量误差,主要是控制点误差、设备系统误差和测量环境引起的误差，施工人员应时刻结合测量数据进行分析判定。
4 盾构姿态的控制分析
4.1地质条件
盾构施工中,若切口环处出现软硬不均的地层,松软地层侧的千斤顶推力未及时调整,盾构会呈现出向松软地层陷入的趋势,造成盾构姿态偏离设计轴线,导致姿态偏差较大，可先行从地质条件进行分析。
（1）在既有设计地质勘察资料基础上做好地质补勘工作，核对地质条件变化情况，为盾构掘进提供可靠的地质资料。
（2）在盾构掘进过程中,研究地质条件，调节不同区油缸压力,观察各区油缸行程显示,减小盾构掘进过程中向一侧偏移的趋势,达到控制盾构姿态的目的。
（3）使用铰接千斤顶,在掘进过程中将软土侧的铰接千斤顶推出,克服盾构向此侧偏移的趋势。
（4）利用盾构刀盘的超挖刀,先行切割开挖面较硬侧的地层,盾构在另一侧千斤顶的推力作用下,产生地层较硬一侧行走的趋势,从而减小盾构掘进时受地层软硬不均而引起的跑偏现象。
4.2盾构掘进
盾构掘进是施工过程中的关键环节，因此须对掘进过程进行严密监视，在出现盾构姿态偏差时，可以通过以下几方面进行控制。
（1）分区油压调整及千斤顶编组
结合盾构姿态及其偏差情况选中全部千斤顶，分别确定各区的推进油压，尽量做到逐环少量纠偏，因分区油压纠偏能力受到限制，曲线段掘进或纠偏时需采用千斤顶编组与分区油压综合控制的方法，同时调整各区油压，为盾构掘进提供最大的纠偏力矩，以保证盾构弯道掘进姿态和纠偏效果。
（2）刀盘正反转控制
刀盘的正反转不均匀会造成盾构向一个方向持续的滚动，逐渐积累后导致盾构姿态旋转位置偏差过大，因此在盾构掘进中要保证刀盘正反转时间的均匀，尽量缩短刀盘单向转动时间，同时正反转时刀盘扭矩基本一致，确保盾构不会产生过大滚动偏差。
（3）千斤顶行程差控制
盾构在转弯和纠偏过程中，各组推进千斤顶会产生行程差，为改善管片受力，保护成型管片，可以通过选择管片封顶块的拼装位置调整行程差，利用管片不同点位处的超前量来尽量缩小行程差，使管片平面与盾构前进平面尽量重合，此时盾构千斤顶能获得最大的推力，有利于盾构按设计线路前进。
4.3管片选型
盾构姿态与管片姿态是相辅相成的，盾构推进姿态决定了管片拼装姿态，同时成型隧道又作为盾构推进的导向。在曲线段施工时，曲线内、外侧的推进油缸会产生行程差，须安装楔形环以平衡这个行程差，标准环和楔形环可以排列拟合出不同半径的曲线隧道。盾构推进一环拼装前，须选择管片拼装点位，若管片拼装点位选择不合理，会出现推进千斤顶与管片受力面相对位置及角度产生偏差、盾尾拉住管片等情况，从而导致铰接拉力增大、管片碎裂、千斤顶受损以及盾尾刷失效等严重后果。
因此可以结合隧道的曲线及坡度情况适当减小管片的宽度，以保证隧道实体与设计线路尽量吻合，目前广州地铁使用的管片宽度主要有1.5m和1.2m，在小半径曲线上选择1.2m的管片并采用双面楔形，选择合适的封顶块位置调整盾尾间隙，也可以为盾构姿态调整提供有利条件。
4.4测量控制
盾构控制掘进方向的主要系统为激光导向系统(VMT),其不间断地监控掘进方向及其变化,VMT是由激光经纬仪发射出激光束照射到控制面靶（ELS）,根据ELS的中心和盾构的主机轴线平面几何关系,就可以确定盾构的轴线。
在小半径曲线上推进时，由于隧道曲率大，前方的可视距离短，导致盾构VMT测量移站频繁，每次换站后，高程数据都会有一定的变化。为了保证测量数据准确，每天应进行一次复核，及时调整VMT的数据并优化各项掘进参数，每隔5环测量一次管片的姿态，选择最优的掘进参数来控制盾构姿态。
4.5注浆控制
盾构隧道施工的开挖直径大于管片直径，衬砌脱出盾尾后管片与地层间有一定的间隙，若同步注浆量不足或浆液不能及时凝结，管片不能与周围地层紧密接触自稳，无法提供足够的扭转摩阻力，刀盘转动时无法抵抗主机产生的滚动趋势，易造成主机的扭转，管片环自身也将产生一定扭转，通过注浆使得管片尽快实现稳定也可以对盾构姿态控制起到积极作用。
（1）同步注浆
随着盾构掘进，脱出盾尾的管片与地层间出现空隙，通过盾尾的压浆管予以同步充填浆液，根据施工与地质情况对注浆量和压力两者综合考虑，本工程中每环注浆量约为空隙体积的1.6倍，小半径曲线隧道的注浆量要大于直线隧道注浆量。
（2）二次注浆
为减少同步注浆浆液早期强度低、隧道受侧向分力的影响，管片脱出盾尾后，通过管片注浆孔向外周进行二次注浆，来填补同步注浆流失造成的空隙和抵抗侧向分力。为尽快稳定管片，应尽量缩短浆液的凝结时间，保证管片衬砌环能够与地层密贴，提供给盾构足够的抗扭转摩阻力，防止其产生过大滚动，注浆位置选择在管片出盾尾5环处，这样可以靠近盾尾且减少盾尾刷损害。
5 结语
工程实践证明，盾构掘进施工影响盾构姿态的因素比较复杂，盾构姿态的控制直接对隧道成型后质量是否满足设计要求起决定性作用。盾构施工人员应有超前意识，在盾构姿态出现偏差趋势时及时分析偏差数据与影响因素，从地质条件、盾构掘进、管片选型、测量及注浆控制等几方面综合考虑选择合理的控制方法并不断摸索总结，从而有效的对盾构姿态进行控制，实现实际路线与设计路线尽量一致，施工过程中做好精细化管理、信息化施工,是盾构隧道质量的重要保证。
参考文献
篇11
在地铁施工中，盾构法的施工主要存在有利的影响和不利的影响两个方面，以下分别就这两个方面进行分析：
1、有利影响
盾构法在地铁施工中比较常见，这主要是因为其具备一些有利的影响，具体来说，主要包括如下几个方面：其一，安全性高，盾构法属于暗挖法施工，这种方法具有很好地隐蔽性，受河道、季节潮汐等方面的影响并不是很大，对保障隧道的安全施工有很大的促进作用，相关的开挖、衬砌工作能够在盾构支护下很好地完成。其二，施工效率高，盾构设备具有很强的先进性，其不但能够完成开挖、出土作业，还能进行支付以及衬砌等，机械化操作方式，也使其操作简便、效率较高。其三，环境影响小，无论是产生的振动，还是噪声，都不会对周围的环境产生很大的影响，航道的通行、地面建筑使用也不会受到这种方法的影响。其四，经济适用性高，在不同的颗粒条件下，这种方法都能够进行施工，可以分期施工多车道的隧道，分期进行运营，这样一次性的投资能够很大程度地避免。
2、不利影响
在施工的过程中，施工的土体会产生变形，这主要可以体现在如下方面：其一，若是在粘性土层中利用盾构进行施工掘进的话，土体很快就会变形移动；其二，利用盾构进行施工的时候，由于盾构的推进作用，土体会产生水平位移，这使得土体的原始水平应力发生了改变，沉降和水平位移就出现了；此外盾构和土体之间的摩擦也会导致水平位移的产生；若是对地层造成损害的话，就会造成土体卸载，水平位移也会发生。一旦发生水平位移的话，就会对临近构筑物产生水平荷载力，为此需要对这种影响加以重视，予以减弱。
二、地铁施工盾构法施工技术要点
1、盾构机始发前的准备
盾构法施工技术方案和施工细节依赖于围岩条件，因此要求在施工准备阶段对沿线的工程地质和水文地质条件进行细致的勘察工作，并根据实际情况做好应急准备。城市了地面交通繁忙、地面建筑物和地下管线密集，对地面沉降应用严格控制，在节省开挖面、不干扰地下水发育和围岩稳定并缩短工期的压力下，盾构法是最佳选择。
2、盾构法的施工流程
（1）在隧道的起始端和终端各建一个工作井
始发井采用明挖法施工，施工方法和明挖车站的施作方法基本相同，围护结构采用钻孔灌注桩+ 钢支撑的形式。始发井考虑到在盾构施工阶段的降雨及降雪，需要在工作竖井内设置一个集水井，将盾构掘进时施工排放的污水及雨水等收集起来，用水泵排至地面的沉淀池内。为了方便工作人员安全上下竖井，工作井内布置钢梯一部，钢梯布置在始发井的一角，钢梯由槽钢、角钢、花纹钢板、钢管及圆钢焊接而成。
（2）盾构机在起始端的工作井内安装就位
在始发井结构施工结束后，开始安装盾构基座，为盾构初始掘进做准备。盾构基座采用钢结构，盾构基座水平位置按设计轴线准确进行放样。盾构基座高程安装时使盾构机就位后比设计高程高15mm，以利于调整盾构机初始掘进的姿态。
（3）盾构机的初始掘进
将推进油缸顶在反力装置上，启动切削刀盘和推进油缸即可进行掘削推进，推进油缸推进到一个行程，收回推进油缸，在推进油缸与反力装置间加垫临时支撑垫，即可进行推进。在盾构刀盘切入土体前，为防止正面土体突然被切削而过量流失引起工作面坍塌，应通过螺旋输送器倒转方向向土仓内加注粘土，至满仓后才启动刀盘切削土体和出土。盾体进入隧道后，进行管片安装和后部辅助设备平车的拼装，推进油缸顶在管片上继续推进，这样，推进一节，拼接一节，直至盾构设备完全进入隧道。
（4）盾构机的正常掘进
盾构设备完全进入隧道后，盾构按预先设定的方向掘进，该过程由盾构设备的计算机控制系统控制。当盾构设备出现左右或上下偏差时，由计算机系统对推进油缸进行控制，确保条件方向按预定设置方向前进。同时，在保证开挖面土压平衡的基础上，调节刀盘转速与推进速度及螺旋输送机速度的比率，使开挖与排土保持恒定。
（4）衬砌
在盾构设备掘进完一个节距以后，即可进行管片衬砌，由管片运输车运送到安装台位，再由管片衬砌台车将管片送至安装位置安装就位。管片安装完毕后，进行下一个循环的掘进，直至整个隧道工程的完成。
（6）进洞
盾构由区间隧道进入接收竖井前，需首先对端头土体的加固和渗水情况进行取芯测试，在确保土体稳定和物大量渗水的情况下方可凿除洞口混凝土。洞口混凝土凿除应分层分块进行。在盾构距洞口越10m时，将洞口混凝土全部拆除。待盾构机刀盘露出洞口时，清除端头井内盾构机所带出的土体后，将盾构接受架准确地定位安设在洞口的底板上，高层比盾构机略低，并将接受架固定，以便盾构机顺利滑行上架。
3、盾构机掘进过程中应注意的问题
（1）进洞时盾构施工参数的计算
掘进前必须计算盾构掘进施工参数，进洞时尽量早地建立土压平衡，在掘进过程中必须制定试验段，注意相关数据的采集、分析，严加控制。及时总结并制定出适合本合同段地质条件的掘进工艺参数。
（2）推进速度
为了保证盾构机姿态、土体平衡，顺利切削洞口加固后的土体，保护切削刀，初始阶段速度一般定为10mm/min。
（3）管片拼装
在洞内进行管片拼装时，要注意管片与管片之间的缝隙的变化，要保持一定的缝隙，管片拼装一定要保证其拼装的质量，尤其是圆整度，拼装时将管片连接螺旋拧紧并及时用紧线器拉紧，管片外侧与基座间的空隙用木楔子楔紧固定。
（4）控制出土量
初始掘进阶段严格控制出土量，在土体加固范围内，以控制出土量为核心，各种参数合理配置，同时严格填写推进出土记录，才能保证一环的出土量不至于超挖，地面不会发生沉降。
（5）注浆量
盾构机尾部进入土体第一环至第三环的时候，要将注浆量加大，并且采用早强注浆材料进行注浆，以保证洞口的地面不发生沉降。
盾构进入终端工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。这时为防止出洞口土体坍塌需要对出洞土体进行加固，据洞口土质条件，一般采用旋喷桩加固，并加强地表沉降监测。
三、结语
综上所述，面对城市交通运输中存在的巨大压力，就需要利用地铁交通来改善当前的状况。而地铁施工盾构法是地铁施工中最为常用的一个方法，其不但安全快捷，而且不会对地面造成很大的影响。在未来的发展过程中，是离不开各个学科的专家共同努力和合作的，共同研制适合我国地质条件的盾构机械，才能让盾构技术更好地为我国地铁和隧道工程建设做出应有的贡献。
参考文献：
[1] 宋云 张君，张立宇：《成都地铁施工中盾构机的应用》，《筑路机械与施工机械化》，2008年01期
篇12
Keywords: tunnel construction; TBM; Metro; control survey; navigation system; positioning; correction curve
0 引言：
20世纪70年代以来，盾构掘进机施工技术有了新的飞跃。伴随着激光、计算机以及自动控制等技术的发展成熟，激光导向系统在盾构机中逐渐得到成功运用、发展和完善。激光导向系统，使得盾构法施工极大地提高了准确性、可靠性和自动化程度，从而被广泛应用于铁路、公路、市政、油气等专业领域。
全面理解激光导向系统的原理，有助于工程技术人员在地铁的盾构施工中及时发现问题，解决问题，保证隧道的正确掘进和最后贯通；有助于国产盾构机研制工作的开展。
1 盾构机和激光导向系统的组成
1.1 盾构机的组成
盾构机按推力方式可分为网格式、压气式、插板式以及土压式和水压式；按形状划分，除典型的矩形、单圆筒形外，近年来又出现了双圆、三圆及多圆等异构形。它们的组成有一定差异。其中，土压式单圆盾构机在我国应用比较普遍。它主要由盾体（含刀盘等）、管片拼装机、排土机构、后配套设备、电气设备、数据采集系统、SLS-T激光导向系统及其他辅助设备组成。
1.2 激光导向系统的组成
激光导向系统是综合运用测绘技术、激光传感技术、计算机技术以及机械电子等技术指导盾构隧道施工的有机体系。其组成(见图1：激光全站仪（激光发射源和角度、距离及坐标量测设备）和黄盒子（信号传输和供电装置）；激光接收靶（ELS Target，内置光栅和两把竖向测角仪）、棱镜（ELS Prism）和定向点（Reference Target）；盾构机主控室（TBM Control Cabin）：由程控计算机（预装隧道掘进软件，具有显示和操作面板）、控制盒、网络传输Modem和可编程逻辑控制器（PLC）四部分组成；油缸杆伸长量测量（Extension Measurement）装置等。其中，隧道掘进软件是盾构机激光导向系统的核心。
2 激光导向系统和盾构机控制测量在盾构施工中的地位和作用
地铁盾构法施工过程如图3所示。在隧道掘进模式下，激光导向系统是实时动态监测和调整盾构机的掘进状态，保持盾构机沿设计隧道轴线前进的工具之一。在整个盾构施工过程中，激光导向系统起着极其重要的作用：
(1)在显示面板上动态显示盾构机轴线相对于隧道设计轴线的准确位置，报告掘进状态（见图2）；并在一定模式下，自动调整或指导操作者人工调整盾构机掘进的姿态，使盾构机沿接近隧道设计轴线掘进。
篇13
Earth Pressure Balanced Shield Relieving in Subway Tunnel Construction
Zhu Xuechun
（Five Iron Group Electric Service City Link Engineering Co. Ltd,
Changsha in Hunan Province410205）
Abstract: The causes of the shield machine accident in water-rich sandy layer are analyzed. Based on the actual conditions in spot, three axis cement mixing pile waterproof wall is constructed around the shield machine and precipitation wells are arranged in the waterproof wall. When the ground reinforcement and precipitation are stable, the concrete around cutter of shield machine is cleared and the shield machine is released. These experiences can provide a guide and reference on the similar problems in the construction of shield construction.
Key words: water-rich sandy; shield relieving; three axis cement mixing pile; precipitation；venture
1 引言
随着我国经济的快速发展，城市地铁隧道工程日益增多。盾构法以施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，备受青睐。但由于国内对盾构的研究不够深入，施工过程中存在的不合理环节，容易引发一些问题，如盾构机被困等。李辉等[1]以重庆地铁6号线土压平衡盾构过硬岩地层施工时被卡为例，提出了一些脱困措施。祝超[2]针对土压平衡盾构过硬岩层容易出现的卡死现象进行了研究分析，并提出了一些解决措施。杜守峰[3]分析了某地铁盾构隧道施工中盾构穿越加固区时被卡的原因，提出了成功的脱困方案，并总结了事件发生的经验教训。吴朝来等[4]从设备、地质情况、施工状况三方面分析了重庆轨道交通六号线盾构机被困的原因，并结合重庆地区盾构多次脱困的经验，总结出一些解决该问题的对策。姚明会[5]分析了盾构机在仓头海边被困的原因，通过加固技术和带压换刀技术的应用，提出盾构机预防被困的措施。
上述文献中盾构机卡机大都发生在过硬岩或加固区段，还未有相关文献对富水砂层中盾构机被困的原因进行研究，也鲜有相关的脱困技术。本文以某地铁隧道土压平衡盾构过富水砂层时盾构机被困为例，分析了盾构机被困的原因，并阐述了相应的脱困措施，可为城市地铁隧道施工中类似问题的出现提供一定的指导和借鉴作用。
2 工程概况
某城市地铁区间隧道总长约3Km，采用土压平衡盾构法施工，自2013年7月始发，至10月底累计掘进至440环，经长距离砂层掘进后，原计划于联络通道位置进行开仓换刀，地面注浆加固施工过程中盾构机被困，停机于445环。盾构机被困区域地层自上而下依次为素填土、填砂、含有机质砂、粗砂、砾砂、含有机质砂、砾砂及全风化片麻状混合花岗岩，见图1。地下水主要为第四系孔隙水，水位埋深约3.5m，受海水和河水的侧向补给。隧道上方覆土厚度达15.0m，穿越地层为全断面砾砂，属强透水层，结构松散，富水性大，对开挖面稳定性极为不利，脱困施工风险大。
图1 地质纵断面图
3 盾构被困原因
盾构掘进至390进入全断面砂层后，平均掘进速度、推力及扭矩等出现异常，到440环进络通道加固区时，掘进速度仅为4mm/min，判断刀具出现较大磨损，故决定在联络通道位置开仓换刀。由于该段地层为全断面砂层，透水性强，旋喷加固效果差，遂决定在盾构机前方做一框状素混凝土墙，待刀盘切入墙体后换刀。所做素混凝土墙墙顶标高至地面以下6m，框内土体采用后退式注浆进行加固，加固范围为隧道底2m，隧道顶3m，如图2所示，受场地条件及墙幅分幅影响，拐角处存在一定的空隙，注浆自框内四角往中间施做，注浆过程中每隔30min转动一次刀盘，防止刀盘被困。由于素混凝土墙施工时发生鼓包现象，导致刀盘实际切入素混凝土墙的深度大于理论值，注浆时，浆液从素混凝土墙接口及正面窜入到刀盘孔隙内，导致刀盘与混凝土墙固结形成整体，盾构机被困。
图2 换刀加固图
4 盾构脱困措施
盾构机被困后，施工单位本着“设备安全第一”的原则，确定了“先刀盘脱困，再盾体脱困”的总体思路，采取潜孔钻、成槽机、旋挖钻等措施，尝试清除刀盘前方及切口环周边的素混凝土，以达到刀盘脱困的目的，均无效。于是决定在盾构四周做三轴搅拌桩隔水帷幕，并在帷幕内通过降水井降水，通过人工进仓清除刀盘，以达盾构脱困目的。
4.1 三轴搅拌桩隔水帷幕
根据现场实际情况，在盾构四周施做三轴搅拌桩隔水帷幕，如图3所示，桩径0.8m，桩间咬合约30cm，桩长24-26m，采用“四搅四喷”工艺，为确保搅拌桩质量，施工时主要针对以下参数进行严格控制：
1）、垂直度。移动搅拌桩机到达作业位置，并确保桩架垂直度在3‰以内。
2）、桩长。施工前在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长。
3）、浆液。采用P.042.5水泥按1.0-1.5的水灰比配制水泥浆液。
4）、钻速。搅拌桩施工时，确保钻杆下沉速度不大于0.8m/min。提升速度不大于1.2m/min。
5）、搭接时间。桩与桩的搭接时间不应大于24h，若超过24h，则需增加注浆量，放缓提升速度。
图3 三轴搅拌桩隔水帷幕
通过以上措施进行施工控制，单根桩水泥用量为15-19t，施工过程中发现翻浆置换效果好，经取芯检查，芯样完整性好、连续性高，如图4所示，可判断三轴搅拌桩隔水帷幕质量较好。
图4 三轴搅拌桩芯样
4.2 洞内注浆施工
根据地勘资料，管片底部刚好位于砾砂层与全风化花岗岩层交界位置，砂砾层透水性强，因此，管片底部为帷幕墙隔水薄弱部位。为加强管片底部止水效果，在隔水帷幕对应位置，通过打开吊装孔进行花管注浆，刚花管插入全风化花岗岩层50cm，确保地下水难以涌入刀盘前方作业面。
4.3 地面注浆补强
在隔水帷幕施工过程中，由于原素混凝土墙影响，三轴搅拌桩不能完整封闭，故对搅拌桩与素混凝土墙接头处进行注浆补强，为防止浆液窜入盾体周围，刀盘切口环两侧采用丙凝、水玻璃、磷酸等注浆材料对土体进行注浆固结。
4.4 降水井降水
刘庆方等[6]针对考虑围护结构隔水作用的基坑涌水量计算问题进行了研究，结果表明：基坑周围渗流场可看成是由坑内、坑外两个渗流场共同组成，如图5所示，坑内渗流场的涌水量可采用达西渗流定律计算，坑外渗流场的涌水量可采用潜水非完整井涌水量公式计算。
图5 基坑周围渗流场流网分布图
由图可知：
(1)
(2)
(3)
式中，H为初始水头值，m；为坑内水位降低值，m；为围护结构底部至坑内水位的距离，m；为围护结构底部至下部隔水层间的距离，m；h为坑内水位的水头值，m；为坑外水位最大降深，m；为坑外最小水头值，m。
坑外渗流场的涌水量可采用潜水非完整井涌水量公式计算，故有：
(4)
式中，，为平均动水位，m。
坑内渗流场的涌水量可采用达西渗流定律计算，故有：
(5)
由于远方地层提供的地下水补给量等于基坑内排放量，即：
（6）
潜水层降水的影响半径：
(7)
式中，K为渗透系数，m/d。
故联立式（1）-（7）即可求得坑内、坑外的涌水量。
表1为盾构被困位置处的地层特征，将相关数据代入式（1）-（7），利用matlab编程计算可求得三轴搅拌桩隔水帷幕的等效半径为11.14m，帷幕内降水到刀盘底部的涌水量为752.6m3/d，降水的影响半径为374.5m。
表1 盾构被困位置地层特征
地层代号 岩土名称 地层厚度(m) 天然重度(kN/m3) 渗透系数（m/d）
①7 压实填土 3.3 19 0.1
①2 填砂 2.1 19 10
②4 含有机质砂 1.35 18.5 2
④10 粗砂 2.29 20 10
④11 砾砂 2.2 20 12
⑤5 含有机质砂 2.32 18.5 2
⑤11 砾砂 7.8 20 12
⑨1 全风化片麻状混合花岗岩 3.43 19.5 0.1
⑨2-2 强风化片麻状混合花岗岩 1.525 21.5 2
由上述计算可知，若选用单级离心清水泵（
4.5 人工进仓处理
待三轴搅拌桩隔水帷幕及降水施工完成后，降低土仓内压力观察，发现开挖面稳定，于是人工进入土仓内清理渣土，然后采用风镐、电镐等轻型设备凿除了刀盘前方的素混凝土，凿除顺序为自上而下，碎渣通过螺旋机运出。待刀盘前方凿出0.8-1m空间后，自上而下凿除刀盘侧面水泥浆，直至露出切口环，使盾构机的刀盘脱困。整个进仓处理过程中，保持持续降水并监测水位的变化。
4.6 盾体脱困
经过上述一系列措施，使得刀盘成功脱困后，便针对盾体进行脱困，盾体脱困采取的主要措施有：
1）盾体。通过从盾尾注入高浓度膨润土对盾体周围进行，同时通过超前注浆孔、盾体上预留径向孔注入油，对盾体形成包裹，减小地面处理、旋喷注浆等对盾构的影响。
2）加大推力推进。被困盾构机的最大推力为3900t，盾体脱困时阶段性加大推力，并通过反复伸缩千斤顶，达到松动盾体的目的。由于加大推力推进时，千斤顶易对后方管片造成破损，因此，需在管片与千斤顶之间安装一道钢环，减小应力集中，同时加强管片螺栓的复紧和管片姿态的监测。
3）外置千斤顶辅助。在盾构自身推力不能满足脱困的情况下，在管片与中盾之间焊接支座安装千斤顶，通过外置千斤顶增大总推力达到脱困目的。
4）震动辅助脱困：在盾壳内，采用风镐、平板振动器等对盾壳进行敲打震动，以达到盾壳与固结体脱离的目的。
通过采取以上措施，盾构机成功脱困。
5 施工风险及风险控制
5.1 三轴搅拌桩成桩质量，桩的完整性，垂直度。
施工中采用全站仪测量垂直度，控制桩的提升和下沉速度，控制水泥用量，严格执行水灰比；控制桩之间的咬合，全站仪测量定位，纵向咬合一个桩位80cm，横向排距咬合30cm，确保咬合严密，同时对存在缺陷的部位采用后退时注浆补强；成桩后钻芯取样检查成桩质量满足成桩要求。
5.2 注浆引发盾体裹住风险
注浆是为了补强土体，增加土体的自稳性和密实性，浆液如果窜入盾体与地层的空隙，会导致盾体裹住的风险。一是通过控制注浆工艺，控制注浆的压力和注浆量，调整浆液的配比及凝结时间，掌握注浆的经验参数；其次提前作保护措施，在盾体上通过径向孔，超前孔注入聚氨酯和黄油，使盾体周边有一层保护膜。
5.3 降水引起地面沉降
降水施工，地下水流失后引发周边地层及建筑物的沉降。布置沉降观测点，提前对周边建筑物及地面作施工调查取证，设置沉降预警机制，严格控制降水沉降；布置降水观测井，控制降水的深度，满足进仓处理为标准；加强降水过程监测，做好理论计算。
5.4 掌子面崩坍，突水突泥风险
进仓处理过程中，掌子面扰动，临空面增加，水土压力变化，内外水头压力差加大，土体的稳定性遭破坏，地层又处在富水砂层，易导致突水突泥。进仓前地面钻芯取样，对不稳定土体注浆补强；施工中加强掌子面的支护和监测，做到先支护后开挖，并做超前探孔，确认地层情况，确保开挖在稳定的支护下进行，同时加强现场人员的协调和更换，做到不疲劳作业，选派有经验的人员进仓作业。做好应急处理措施。
5.5盾体脱困，管片及盾尾损坏风险
盾体脱困，盾构机长时间未推进，脱困时推力会加大，在原额定推力下很难达到效果，需要在盾尾增加千斤顶加大推力，相邻管片和盾尾铰接存在损坏风险。一是对盾体进行，减小土体包裹力和摩擦力；二是在盾尾和钟盾焊接钢板，保护铰接；三是在管片上拼装钢环，避免应力集中，保护后方管片损坏。
6 结语
此次盾构在富水砂层中被困的主要原因是刀具磨损较大，急需换刀，在施做加固区时，低估了富水砂层对注浆的影响而导致的。通过对本次事件的总结分析，可知：富水砂层对盾构机的刀具磨耗较大，需结合施工经验，提前做好换刀加固区；富水砂层对注浆范围的影响也较大，在此种地层需谨慎注浆；富水地层，盾构机被困，三轴搅拌桩隔水帷幕配合降水施工是有效的脱困措施。
参考文献：
[1] 李辉,刘银涛.土压平衡盾构脱困技术及经验教训[J].隧道建设,2012,32(2):239-244.
[2] 祝超.土压平衡盾构脱困技术的探讨[J].工程技术,2013,(9):186.
[3] 杜守峰.某地铁隧道盾构脱困技术探讨[J].盾构工程,2011,(3):63-66.