隧道施工技术总结

隧道施工技术总结范文1

（北京市轨道交通首都机场线东直门～三元桥区间工程）

第一章　工程概况

第一节 概述

本工程为北京市轨道交通首都机场线03标段，主要工程为东直门～三元桥区间盾构2568.259m；3个联络通道（左K1+034.566联络通道、左K1+974.254联络通道、左K2+564.776联络通道及泵房）和区间风井风道。隧道设计施工起点为轨道交通机场线三元桥车站南端，终点为设在察慈小区住宅楼西南侧的盾构接收井。

第二节 隧道平面

本区间有5个曲线段，东直门~三元桥方向分别为JD2（R=550）、JD3（R=1500）、JD5（R=800）、JD6（R=1000）、JD7（R=4000），线路整体呈“S”型。左线与02合同段的右线线间距为10～13米。本区间隧道平面如下图所示：

图1.1——东直门～三元桥区间左线盾构隧道路线平面示意图

第三节 隧道纵断面

本区间沿盾构掘进方向以－2‰的坡度从三元桥站出发后，在K2+960.00处线路开始以－29.611‰的坡度向下前行，在K2+620.00处开始以＋6.561‰坡度上行，在K1+500.00处开始以－3.017‰坡度下行至盾构接收井。

图1.2——左线隧道纵断面示意图

第四节 隧道近接环境条件

4.1临近建（构）筑物

区间沿京顺路下穿三元桥的西北孔，与三元桥扩大基础中心线水平净距0.24m，竖向净距16.3m。下穿东直门外斜街后，进入规划红线内的平房区，然后从察慈小区旁边通过到达盾构接收井。

4.2地面交通状况

本段线路下穿的三元桥是机场高速、京顺路连接三环路的节点立交，各个方向的车流在这里交汇，交通极为繁忙。

东直门外大街为二、三环之间的联络干道，现况机动车道宽度23米，为双向三车道，机非分隔带5米，非机动车道7米，道路交通繁忙。

4.3地下管线分布情况

区间沿线上方存在多条市政管线，但由于隧道埋深较深，根据以往工程经验区间施工对大部分管线的影响较小。只有一条位于三元桥东北侧横跨机场路的热力管沟由于埋深较深，控制机场线纵断。

4.4地形地貌

拟建盾构区间在K2+624处下穿三元桥，K1+150处下穿暗河， K0+800处下穿宽约6m深约 3m的亮马河。

第五节 地质条件

5.1工程地质概况

本工程所在的土层，自地表以下依次为人工填土层、第四纪全新世冲洪积层和第四纪晚更新世冲洪积层。区间隧道主要穿越粘土、粉土，局部遇到粉细砂、中砂层。属于一般地质条件的地层。

第二章盾构机类型及主要技术参数

第一节 盾构机类型

本工程使用的盾构机为德国海瑞克S169加泥式土压平衡盾构机，采用向开挖土体中注入泡沫的方式来改良土体，推进千斤顶为被动式铰接千斤顶。刀盘是作为“重型钢结构”针对挖掘北京土质特点设计的。主驱动的总输出功率为945KW，刀盘最大可能转速为3.0rpm。

第二节 主要技术参数

主要技术参数如下：

（1）管片参数

外径6000mm

内径5400mm

片数3A+2B+1C

最大片重3.3T

水压2bar

（2）盾构参数

主机数量（前体和中体）1

直径6190mm

长度（前体和中体）4280mm

类型土压平衡

最小水平转弯半径350m

最大工作压力3bar

最大设计压力4.5bar

土压检测点5

人闸1

人闸联连法兰1

螺旋输送机上连接法兰1

盾尾1

盾尾数量1

连接形式铰接

长度3550mm

密封3层密封刷

注脂线8（2X4）

注浆点4

（3）推进千斤顶

数量16

推力28350KN

行程2000mm

推进速度80mm/min

缩回速度1400mm/min

（4）铰接油缸

铰接型式 被动式

数量 14

尺寸φ180/80mm

缩进压力7340KN

行程150mm

（5）刀盘

刀盘数量 1

形式 面板式

直径 6200mm

旋转方向 左/右

刀具（软土层） 124把齿刀；16把周边刀

回转接头 4个泡沫管

（6）刀盘主驱动

刀盘主驱动数量 1

形式 液压驱动

马达个数 8

额定扭距 4085KNm

脱困扭距 4700KNm

转速 1.50/3.00rpm

电功率 480KW

主轴承外径 2600mm

主轴承寿命 10000小时

（7）人闸

人闸数量 1

形式 双人闸

长度 2000mm

直径 1600mm

工作压力 3bar

工作人员 2～3

（8）拼装机

拼装机数量 1

型式 中心自由转动拼装机

夹紧系统机械式

自由度6

旋转范围+/-200o

管片长度1200mm

伸缩距离1000mm

轴向行程2000 mm

控制方式线控

（9）螺旋输送机

螺旋输送机数量1

形式中心轴式

直径700mm

电功率110KW

最大扭距190KNm

转速0至19rpm

最大出土量250m3/h

螺距600mm

伸缩可以

出土门有

（10）皮带机

皮带机数量1

驱动电力

带宽800mm

带长约45m

速度2.5m/s

最大输出能力450 m3/h

（11）后部供给系统

管片存放机1

管片吊车1

吊车轨道1

液压部件1

冷却系统1

注浆设备1

注浆泵1

控制阀2

压力测量装置5

储浆罐1

注泡沫系统1

发生器4

水泵1

泡沫剂泵1

空气控制设备1

注膨润土系统1

注入泵1

压缩空气供应1

空气压缩机2

气罐1

压缩空气调节设备1

主驱动润滑脂泵1

盾尾注脂泵1

操作室1

控制板1

变压器1

软管系统1

高压电缆盘1

轨道起重机1

二级通风系统1

输送管存储装置1

导向系统1

数据记载系统1

（12）后配套系统

台车数目5+桥

（13）电气系统

初级电压10KV（+10%/-15%）

次级电压630V

变压器1250KVA

控制电压24V/230V

照明电压230V

阀电压24V

频率50HZ

保护系统（电马达）IP55

PLCS7（西门子）

（14）安装功率

驱动480KW

推进油缸 55KW

管片拼装机油缸 45KW

冷却油 11KW

注脂4KW

螺旋输送机闸门 22KW

螺旋输送机110KW

注泡沫系统8KW

注浆设备 19KW

皮带输送机 22KW

二级通风设备 15KW

现场及插座用电 50KW

总计844KW

（15）尺寸

总长 57m

本体含盾尾 7.8m

第三章 一般地质条件下盾构隧道施工技术总结

第一节 盾构隧道施工的地面用地面积及场地布置

1.1本工程施工的地面用地面积如下表所示：

始发井及提升区面积（㎡）办公、生活用房区面积（㎡）管片堆放区面积（㎡）材料、物资堆放区面积（㎡）施工区域内通道面积（㎡）集土坑

921347.8116.23231.54529.77135

1.2施工场地平面布置如下图所示：

图3.1——盾构施工场地平面布置图

第二节 盾构隧道施工用电

2.1供电方案

业主将提供施工临时用电电源，其容量为1250KVA+600KVA的变压器，接口根据承包商施工组织设计的接电点位置由业主组织有关单位现场确定。同时，在施工现场配备发电机，做为备用。施工现场的供电系统主要包括配电房和发电机房。

配电房向外与10KV输电线路相接，其中1路直接送到盾构机内，1路通过配电房内的变压器电压转化为380V/220V，分别供其它施工设备和照明使用。为防止意外停电对工程的影响，在施工现场备用1台200KW柴油发电机，确保施工的正常进行。

2.2进场阶段的临时供电

为保证施工临时设施的搭建、前期准备工作的正常进行以及生活用电的需要，安排1台250KW的发电机作为临时电源。在供电部门为施工变电所送电后，撤消临时电源但作为备用电源保留，在突发性停电时，供洞内的照明、抽水及推进油缸保压用。

在取得监理工程师同意后，我单位施工队伍进场立即进行场区电缆敷设、变电器、配电箱柜等安装及接电调试工作。

2.3盾构施工阶段的供电

1）变压器的配置

盾构机掘进施工时，由业主配置一台总容量为630KVA的变压器，供龙门吊等辅助设备供电使用，另需配置总容量为1250KVA的10KV高压电源，供盾构机使用。

2）高压配电所的配置

高压配电所配置盾构电源和地面设备低压用电的变压器馈出仓位。

3）配电柜的设置

设置高压配电柜1个，低压配电柜3个。每一用电点从邻近低压配电柜引出，通过分配电箱再配出到各用电设备。

4）功率因数补偿器的配置

为实现COSΦ＝0.8的功率因数，拟设置6个功率因数补偿器，它们的无功功率补偿能力分别为：2台300Kvar。

5）供电线路的配置

高压线路：相数：3；频率：50Hz；

电压：10KV；

低压线路：相数：3；频率：50Hz；

电压：0.4KV；

照明线路电压：220V；控制电压：24V；信号电压：24V；

2.4安装与工艺要求

1）从配电柜到分配电箱的馈送回路中，每一开关的载流量和短路电流需与各用电设备的容量相匹配，设备在受电前先检验漏电开关的动作是否灵敏。

2）电缆敷设采用直埋式，过路处穿钢管暗埋敷设。

3）高压电缆送电前，经电气试验证明合格。

4）从高压配电室盾构仓位馈送到车载变压器的电缆，沿墙挂钩敷设下井，每隔50m挂“高压危险”的警告牌一块，在井的垂直部位和隧道内敷设电缆，每2m设一个固定点。

5）从井口开始，每隔100m设隧道照明专用配电箱一只，作为照明线路的分开关和隧道内小动力用电设备的电源。

6）隧道照明采用普通日光灯，控制室采用防爆荧光灯，主机采用防爆投光灯，皮带机采用防震灯，灯具金属外壳与接地线直接相连。

7）所有的单相负载采用A、B、C三相跳接的方式，注意三相负载的平衡问题。

2.5安全保护措施

1）重复接地保护：在各用电点的配电箱周围，用2m长的5＃角钢2根埋入地下作为接地极，用一根25×4的镀锌扁钢与接地极焊接后，引到配电箱的接地排上。接地排与从变电所馈出的低压电缆的零线相接，构成重复接地系统。接地电阻≯1Ω。各用电设备金属外壳用接地线与接地排相接。

2）行程限位保护：所有的提升设备安装限位保护开关。

3）电气联锁保护：为保证设备运行的安全可靠，电气系统进行联锁控制，即上级流程未动作，下级流程无法动作。上级流程停止，下级所有流程自动跳闸。防止自起动和误操作带来的不安全因素。

4）相序保护：用电设备在运转时，不随意更换相序，若发生意外，相序继电器自动切断电源。

5）防雷保护：对直击雷的防护采用在变电所装设独立避雷针；对雷电波侵入的防护采用在高压侧装设阀式避雷器。

第三节 始发井及接收井施工

始发井利用三元桥车站已修建好的南侧左线盾构始发井进行始发施工；接收井利用02标在察慈小区西侧的盾构接收井进行接收施工。

第四节 盾构始发段和接收段地层加固方法、工艺及效果

4.1端头地质概况

本标段盾构始发及到达端头加固共计4处，加固部位包括机场线三元桥站始发井端头、风道接收和始发端头、盾构接收井端头。三元桥站始发端头为粘土地层，其余3个端头均为洞身上部为砂层，洞身下部为砂砾层。三元桥站始发端头加固采用1排ф800@1000mmC10素混凝土桩和14排ф600@500mm梅花形布置的旋喷桩组成，素混凝土上部采用采用三七灰土回填；风道接收和始发土体采用洞内水平注浆方式进行加固，采用水煤气管，间距500×500mm，梅花型布置；盾构接收井土体采用20排ф600@500mm梅花形布置的旋喷桩。

为了确保盾构始发和到达时的施工安全以及各地层的稳定，以防止端头地层发生坍塌或漏水涌水等意外情况，必须对端头的土体进行加固处理。另外，盾构机吊入、吊出井必须满足吊机作业地面承载力要求。

4.2加固的原则和要求

（1）盾构进出洞端头土体加固的原则：

1）根据隧道埋深及盾构隧道穿越地层情况，确定加固方法和范围。

2）在充分考虑洞门破除时间和方法，选择合适的加固方法和范围，确保盾构机进出洞的安全和洞门破除的安全。

（2）加固要求

1）加固土体强度达到0.4Mpa；

2）渗透系数≤1.0×10-8cm/s。

4.3端头加固施工

4.3.1双重管旋喷桩施工工艺

（1）旋喷桩施工工艺

旋喷采用双重管高压喷射法施工，利用高压水、压缩风共同作用在喷嘴形成高速射流切割土体、砂层，同时由底部注入水泥浆，对其进行分选和置换。喷嘴作360°旋转并匀速提升，形成具有一定直径的旋喷桩。旋喷桩施工流程参见【图3.2——旋喷桩施工工艺流程图】。

图3.2——旋喷桩施工工艺流程图

（2）施工方法

1）钻机就位

钻机就位即将使用的钻机安置在设计的孔位上，使钻杆头对准孔位的中心。钻机就位后，必须作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。

2）钻孔

本工程拟采用地质钻机，钻孔的倾斜度不大于1%。

3）插管

钻孔完毕，拔出岩芯管，换上旋喷管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力不超过1Mpa。

4）喷射作业

旋喷前，要检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足要求，在注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，注浆管接头的密封圈必须良好。

喷射管达到预定深度后，由下而上进行喷射作业。喷射过程中，应时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数，并且随时做好记录，绘制作业过程曲线，旋喷注浆管的旋转和提升必须连续不中断，防止喷嘴被堵。

5）拔管、冲洗机具

喷射作业完成后，拔出喷射管。注浆管等机具设备冲洗干净，管内不得残存水泥浆。把浆液换成水，在地面上喷射，将泥浆泵、注浆管软管内的浆液全部排出，管内不得有残存水泥浆。

6）移动机具、回填注浆

把钻机等机具设备移动到新孔位上，进行下一钻孔的施工，并将作业完成的孔回填注浆。

（3）旋喷施工主要技术参数

1）压缩空气

压力0.7MPa，流量3m3/min，喷嘴间隙2～4mm；

2）水泥浆液

压力20～40MPa，流量80～120L/min，喷嘴孔径2～3mm；

3）注浆管

提升速度10～20cm/min，旋转速度10～20r/min，外径φ75。

4）水泥浆

水泥采用425号水泥，水灰比1.5:1。

（4）施工技术措施

1）施工前根据现场环境和地下埋设物的位置等情况，复核高压喷射注浆的设计孔位。施工前予先挖设排浆沟及泥浆池，施工过程中将废弃的冒浆液导入或排入泥浆池，沉淀凝结后运至场外存放或弃置。

2）旋喷桩相邻两桩施工间隔时间不小于48h，间隔不小于4～6m。

3）钻机安放保持水平，钻杆垂直，其倾斜度不得大于1.5%。施工前检查高压设备及管路系统，其压力和流量满足设计要求。注浆管和喷嘴内杂物清除干净，注浆管接头的密封圈良好。

4）正式施工前进行试桩，以确定合理的水压力，提升速度，浆液配比和压力等参数。

5）旋喷过程中保证桩体的连续性，若因故停止，第二次旋喷的接桩长度必须大于20cm。

6）施工中若出现大量冒浆，立即停止并采取措施。

7）钻孔位置和设计位置的偏差不大于50mm。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况均详细记录。

8）高压喷射注浆完毕，迅速拔出注浆管彻底清洗注浆管和注浆泵，防止凝固堵塞。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时在原孔位采用冒浆回灌或二次注浆等措施。

4.3.2水平注浆施工

（1）水平注浆施工工艺

参见【图3.3——水平注浆施工工艺流程图】。

图3.3——水平注浆施工工艺流程图

（2）注浆施工主要技术参数

参见【表3.1—钢花管注浆施工技术参数一览表】。

表3.1—钢花管注浆施工技术参数一览表

分类项目参数

成孔下管管距×排距1.4m×0.8m，桩间护壁钻孔

孔径52mm

管偏斜＜1%

钢花管钢花管长度5m（入土段长4m）

钢花管直径48mm

钢花管壁厚3mm

注浆浆液配合比（重量比）水泥：水＝1: 1

初注压力0.8～1.0MPa

终注压力1.8～2.0MPa

（3）施工技术措施

1）注浆材料采用P.o32.5普硅水泥，注浆时水灰比由大至小，先灌入较稀浆液，视地层吃浆量情况逐渐调整水灰比再灌入较稠浆液。

2）一个孔的注浆作业一般应连续进行到结束，不宜中断。如因机械故障被迫中断时，应排除故障尽快恢复注浆。恢复灌浆时一般从稀浆开始，逐渐调整至稠浆。

3）注浆应有专人记录浆液消耗、注浆时间、注浆压力。当注浆出现大量吃浆不止，长时间灌不结束的情况时，应检查原因，若是因地层裂缝原因造成，可调整水灰比采用稠浆灌注，并采用中断间歇注浆方法，若到此压力就发生冒浆或大量吃浆的，可在较低压力下结束。

4）注浆结束后应立即封闭阀门，拆卸清洗输浆管路。

5）待封孔后进行水平探孔试验以确定有无达到开孔要求。

4.3.3钻孔灌注桩施工

钻孔灌注桩施工工艺

钻孔灌注桩施工工序如下：

放线定点钻机就位钻孔至设计深度测量孔深吊放导管灌注商品混凝土成桩。

（1）施工准备

正式施工前应试钻，以确定施工工艺参数。

（2）测放桩位及复核

根据轴线基准点，测放出具体桩位，复核合格后方可进行钻孔施工。

（3）钻机就位

钻机应置于平整坚实的地面上，钻机就位时，钻头对好桩位，定位误差≤2cm。同时用经纬仪或线坠调整钻杆垂直度，也可利用机械自带垂直度调整系统控制。

（4）钻进、成孔

1）采用长螺旋钻机成孔，应根据地层变化及时调整钻进速度。钻进过程中，应采用人工和装载机配合随时清理孔口积土，钻到设计孔底后应空转3～5min，把孔底虚土清净。钻杆提出孔口时应小心操作，以免虚土掉入孔中。如果出现缩径情况，应将钻杆下入孔中再次钻进，直到孔径达到设计值。

2）为保证施工安全，防止相互干扰造成塌孔，钻孔时应采用桩位跳钻的施工方法。待混凝土强度达到80%后用三七灰土回填至地面标高。

（5）成孔验收

成孔后采用测绳检测孔深，采用吊线坠检测垂直度及虚土厚。

（6）灌注混凝土成桩

成孔后要及时灌注混凝土。灌注前在孔口放置护孔漏斗，混凝土通过漏斗、串筒灌入孔内，在混凝土灌注应连续进行。

第五节 盾构的始发（出洞）和接收（进洞）工艺

5.1 盾构的始发工艺

盾构机始发是指利用反力架及临时拼装起来的管片承受盾构机推力，盾构机在始发基座上向前推进，由始发洞门贯入地层，开始沿所定线路掘进的一系列作业。

盾构始发施工包括盾构掘进开始时的一连串作业，是盾构施工过程中开挖面稳定控制最难、工序最多、比较容易产生危险事故的环节，因此结合始发施工环境进行始发施工各个环节的准备工作至关重要。

盾构机始发段的掘进施工又称为试掘进施工，需对各种关键施工参数进行调整、优化，为正常段施工做好准备（盾构施工参数主要包括掘进速度、刀盘扭矩、土仓土压力、盾构总推力、出土量、注浆量、注浆压力、盾尾间隙等）。盾构机掘进前，先对各种施工参数进行计算，然后根据计算结果，设定施工参数。在施工中，根据设定施工参数的应用效果，结合地表监测的结果对各种参数进行调整、优化，使各项参数设定达到最佳状态。

5.1.1盾构机初始掘进的关键问题及对策

（1）盾构机初始掘进的关键问题：

1）保证安全破洞门。

2）始发定位准确。

3）防止管片错台下沉。

（2）对策

1）端头加固

根据端头位置的地质情况和以往的施工经验，始发端头加固采用旋喷桩和钻孔灌注素桩进行加固；接收端头采用旋喷桩注浆加固；风井风道两侧端头采用洞内水平注浆的方式进行加固。加固后保证了破洞时洞门稳定，也有效防止地面开挖面坍塌和控制地面沉降。

2）优化施工参数

A．同步注浆控制

控制同步注浆量和注浆压力。按理论计算，该段注浆量不应小于160%的建筑空隙；同时也要防止注浆压力过高而顶破覆土。

B. 盾构姿态控制

盾构机保持平稳推进，减少纠偏，减少对正面土体的扰动。

平面：控制在±50mm以内。

高程：控制在±25mm左右。

转角：控制刀盘转向，以免对土体产生较大的扰动。

速度：该段施工中推进速度控制在10mm/min，如推进速度过快，容易会引起正面土体挤压过大地面隆起。

C. 沉降控制

采用信息化施工，通过监测系统提供的监测数据，及时调整盾构穿越过程中施工参数，使盾构施工对地面影响降到最低。

3）始发前的施工测量、定位

出洞前，进行盾构机始发姿态测量、导轨姿态测量、反力架姿态测量、姿态初始测量、SLS-T导向系统初始测量等一系列的测量工作，以使盾构机准确就位。

同时开始收集隧道施工平面控制测量、高程控制测量、导向测量的原始数据，为今后的测量工作提供依据。

4）解决管片错台下沉问题的措施

A．保证洞门密封的效果，如洞口漏水现象严重由预设压浆管向洞圈周围内压注化学浆液。

B．严格控制盾尾注浆的质量；

C．洞门焊接导轨。

5.1.2试验掘进段参数的选择分析

（1）盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速的设定

盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速与盾构机的性能密切相关，同时也受工程地质及水文地质条件的影响。始发伊始，对参数设定首先要依据理论计算值进行设定，在始发完成后的试掘进阶段可对各种参数进行对比，调整推进速度与推力、刀盘转速与扭矩的关系式，定出推进速度和转速的范围。

在本始发段中，隧道洞身范围内地层主要为粉质粘土、粉土及粘土，由于处于始发掘进阶段，推进速度初始设定10～30mm/min，初始设定刀盘转速应小于1.0r/min。

（2）盾尾注浆压力分析与取值

添加剂压注及盾尾注浆压力主要是受地层的水土压力的影响，注浆压力的设定以能填满管片与开挖土层的间隙为原则。注浆压力的计算可参考规范中的公式并在施工过程中通过测试和试验来确定和优化参数，本工程穿越三元桥、热力方沟、居民区，浆液及其注入的效果直接关系到地面沉降，因此对注浆材料及注浆压力都有较高的要求。依据现有其它地区盾构法施工经验及北京地区已有盾构施工各种参数使用效果，初始盾尾注浆压力设定为0.2～0.25Mpa。

盾尾同步注浆理论量为每环2 m3,根据经验注浆时每环应按2.9m3～3.9m3控制。同时要求同步注浆速度必须与盾构推进速度一致。

（3）添加剂使用方案

在盾构施工中，添加剂的作用是：

1)减小旋转输送机的扭矩，降低刀盘温度；

2增强土体气密性、止水性，保证开挖面稳定；

3)与土体拌和均匀，使开挖土具有良好的流动性，增强土体可排性。

依据地层不同，有不同的添加剂使用方案。本工程始发阶段盾构穿越的地层为粉质粘土层和粘质粉土层。这样的粘性土地层，土的粘结力较大，在盾构掘进施工过程中，易造成粘性土附着于刀盘上正反面形成泥饼造成刀盘扭矩增大，或者土体进入土仓后被压密固化，造成开挖、排土均无法进行的情况。此时一方面可通过刀盘上的添加剂注入孔向刀盘前方的土体注入3％～5％的泡沫和适量的水，在增加其流动性的同时，降低其粘着性，防止开挖土附着于刀头或土室内壁。另一方面粘土被切削进入土仓内后，通过土仓上的添加剂注入孔向土仓内注入泡沫并利用刀盘上的搅拌装置加以搅拌，使泡沫与切削土充分混合，以增加土的气密性和可排性。泡沫的总注入量控制在土体切削量的10％以内。此外，还可通过螺旋输送机上的添加剂注入孔向仓内注入适量的清水或注入压缩空气，以增加土体的和流动性，减小土的摩擦力，使土能经螺旋输送机顺利排出。

添加剂注入量：

刀盘前：约3％～5％的理论开挖量

密封仓：约5%的理论开挖量

添加剂注入压力：需控制参数为刀盘前的注入压力，以平衡开挖面的水压力为宜。在本区段内设定注入压力初始设定为0.15～0.2MPa。

（4）洞口密封处压浆

洞口密封处的充填注浆采取盾尾同步注浆装置注单液浆充填。待盾尾到达洞口位置时，拉紧洞口密封圈，保证浆液不溢出洞口。

5.2 盾构的接收工艺

盾构接收段施工是指盾构机刀盘距进站口50m至盾构机进入车站并完全推上接收基座的施工过程。其施工内容主要包括端头土体加固、接收设施的设计制作与安装、接收段掘进、洞口凿除等。端头土体加固的施工应在盾构接收前应提前完成。

5.2.1盾构接收前盾构姿态和线形测量

盾构机接收前80m地段即加强盾构姿态和隧道线形测量，及时纠正偏差确保盾构顺利地进站。当盾构掘进至接收前25m左右时应再次进行盾构姿态和隧道线形测量，测量内容有：定向、主导线、测量管片位置和走向偏差。

通过测量，对接收前的地段加强盾构掘进的轴线控制，使盾构机进站时其切口平面偏差满足：平面≤±25mm，高程≤±20mm； 盾构机进站时其切口平面偏差允许值：平面≤±50mm，高程≤±20mm,盾构坡度比设计坡度略大0.2%。到站所有测量数据须报测量监理单位复核验正。

5.2.2盾构到达段掘进

盾构机进入接收段后，应减小推力、降低推进速度和刀盘转速，控制出土量并时刻监视土仓压力值,土压的设定值应逐渐减小，避免较大的推力影响洞门范围内土体的稳定。盾构接收掘进可为四个阶段，在这几个阶段中，应采取不同的施工参数及控制侧重点不同。

（1）盾构过渡段掘进(进入土体加固区前30m～8m)

过渡段的掘进速度和土仓压力与正常段掘进一样，按常规控制，但此段施工应侧重加强注意调整盾构机的姿态，使盾构机的掘进方向尽量与原设计轴线方向一致,并且要在出洞前的20米处，使盾构机保持水平姿态前进或略微仰头姿态前进，保证出洞时正常接收，掘进时的轴线偏差应控制在±20mm范围内。

（2）进站的第一阶段（进入土体加固区8m～2m）

盾构机进入加固区后，掘进速度由原来正常段的20～30mm/min减至5～10mm/min，土仓压力由原来的1.5～2.0bar减至0.3～0.5bar。尽量减少对洞口的影响。压力值大约与水压相等。应在密切监控地表和洞口的情况下逐步减少压力。

（3）进站的第二阶段（进入土体加固区2m～20cm）

由于不能确定开挖时的最小土仓压力，因此在开挖过程中只能根据地质等情况使压力最小。此阶段速度一般为1～5mm/min。当盾构机接近洞口30cm～20cm时，应停止推进。

（4）进站的第三个阶段（第二阶段完成至盾构机进入车站露出）

盾构机继续前进并拼装管片，将围护结构推倒，此阶段的速度根据实际情况决定，应无压力，刀盘停止转动。此后清除坍塌下来的土体，盾构机继续推进，通过密封环后立即拉紧密封环的钢丝索，清除密封舱内的泥土。在停机后要对盾构中心进行测量，看是否满足贯通精度的要求。

5.2.3盾构机接收

为确保盾构机从接收井的预留洞口穿出，该阶段的掘进将遵守以下原则：

（1）掘进速度逐渐放慢，掘进推力相应减少。

（2）增加盾构机测量次数，并根据洞口实际位置不断校准盾构机掘进方向。

（3）加大地面监测频率，并依椐监测结果及时调整掘进参数。

（4）站内派人对洞门位置进行值班监视。

为迎接盾构机到达，应在到达洞口前做好如下准备：

(1) 安装洞门密封装置。

(2) 安装盾构机接收基座，接收基座与始发基座相同。

(3) 铺设盾构机移动基座的轨道。

(4) 部分凿除洞门处的围护结构。

(5) 在到达洞口内侧准备好砂袋、水泵、水管、方木、风炮等应急物资和工具。

(6) 准备好通讯联络工具。

(7) 准备好照明设备。

上述设备与材料需预先运入，故到时需与接收井承包商相互协调。以上准备工作完成后，盾构机才可进行最后的到达段掘进。

第六节 盾构推进的实际参数及合理参数

盾构在推进过程中施工参数会不断地变化，根据不同的地层和添加剂进行调整，在施工过程中要严格注意进土与出土的匹配情况，必要时进行适当的调整。

参见【表3.2—盾构推进主要参数实际控制值】

表3.2盾构推进主要参数实际控制值

盾构推进主要参数实际控制值

1、纵向千斤顶总推力/分组推力（KN）10000KN/100～2000KN

2、刀盘扭矩（一般/最大BAR）200～240/260KN·m

3、盾构推进一般和最大速度（cm/min）一般速度6～7 cm/min，最大速度8 cm/min

4、盾构隧道与设计轴线的最大偏差/mm50mm

5、密封仓土压力控制（与设定值的偏差/MPa）0.06～0.2

6、管片拼装（一般和最快min/环）一般20min/环，最快15 min/环

7、加泥/泡沫（一般/最大kg/环）25～33L/环

8、盾尾密封油脂（一般/最大kg/环）一般10kg/环，最大20kg/环

第七节 盾构姿态控制统计分析

地铁工程的施工测量不同于一般工程的工程测量，施测的周围环境和条件复杂，要求的施测精度相当高，因此，必须精心组织实施。

7.1施工测量要求

（1）为确保地铁测量精度，我方将抽调具有地铁测量经验的测量工程师和有测量上岗证的测量员组成项目测量组，配有高精度仪器。

（2）开工前，根据甲方提供的测量数据资料，布设地面施工控制网点将两施工井联系起来构成本区间独立控制网并与相邻区间控制网保持统一。其中导线网点按地面四等平面控制测量技术要求控制，高程按地面二等水准技术要求控制。测量成果报监理业主检测。

（3）施工现场的所有的测量主控制点均由我单位技术部测量组组织二级复核。

（4）实行定期校核制度，每个月对施工控制点进行一次校核，发现问题及时调整。

（5）每施工放样点都必须经过换人检测无误后才可定点并书面移交下道工序。

（6）做好测量记录工作。

7.2控制测量基本原则

⑴ 地铁工程测量施测环境复杂，精度要求高，采用三角网进行测量。

⑵ 布设足够的控制点，并精心做好标记，加强对控制点的保护和检查。

⑶ 保证测量精度，配备先进的测量仪器，使用先进的测量技术。

⑷ 负责保存好本合同段内全部的三角网点、水准网点和自己布设的控制点，防止移动和损坏，一旦发生损坏，及时报告监理，并协商补救措施，及时处理。

⑸ 全部的控制点三维坐标经监理工程师检查合格后，才能开展后序工作。

⑹ 严格按照相关技术规范要求进行测量工作，并做好测量资料的管理。

7.3控制测量

7.3.1平面控制测量

根据业主提供的工程定位资料和测量标志资料，对所移交的导线网、水准网及其他控制点用精密导线方式进行复测；同时放线设置施工过程中使用的固定桩，并将测量成果书报请监理工程师及业主审批。

(1)．引测近井导线点

利用业主及监理批准的测量成果，以最近的导线点为基点，引测至少三个导线点至每个端头井附近，布设成三角形，形成闭合导线网。

(2)．引测近井水准点

利用业主及监理批准的水准网，以最近的水准点为基点，将水准点引测至端头井附近，测量等级达到国家二级。每个端头井附近至少布设两个埋设稳定的测点，以便相互校核。

7.3.2高程控制测量

以首级控制水准网为基准设加密水准网，并且联测到相临标段所使用的水准控制点一个以上。将水准网布成附合线路，往返观测，附和闭合差应≤±8mm（L为附和线的路线长度，以公里计算），使用精密水准仪、铟钢尺按照国家二等水准测量方法的精度指标均将高程传到地下。如【图3.4—高程控制测量示意图】：

图3.4高程控制测量示意图

精密水准点的埋设采用混凝土普通标石，一定要稳定、便于保护、不易破坏，其规格按《城市测量规范》有关要求确定。传递高程时，每次独立观测三测回，每测回测得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm。取三次观测的平均值作为地下水准点的高程。

7.3.3联系测量

联系测量是将地面测量数据传递到隧道内，以便指导隧道施工。具体方法是将施工控制点通过布设趋近导线和趋近水准路线，建立近井点，再通过近井点把平面和高程控制点引入车站底板上，为隧道开挖提供井下平面和高程依据。

(1)．平面坐标传递

平面坐标传递和定向测量同时作业，主要是通过竖井将方位、坐标从地面上的控制点传递到地下控制点。

本标段采用盾构法施工，根据施工现场的条件，为保证测量精度和优化现场作业，施工联系测量均采用全站仪进行投点，传递时采用三角网传递，我们在本标段用的仪器是全自动测量全站仪，本仪器对仰角和俯角都有自动补偿，测量精度满足施工要求。传递示意图如【图3.5—平面坐标传递测量示意图】：

图3.5—平面坐标传递测量示意图

在盾构施工期间，为提高地下控制测量精度，保证隧道准确贯通，应根据工程施工进度，在每个区间应进行至少三次联系测量。

7.3.4地下控制测量

(1)．地下平面控制测量

为了消除和减弱折光差对横向贯通误差的影响，将洞内控制导线点布设在隧道的两侧稳定的衬砌环片上，交叉前延。点位采用强制对中托架，在通视条件允许的情况下，每约100米布设一点，曲线段适当缩短点距。以车站内逐次重复定向测量成果的加权平均值建立的基线边为坐标和方位角的起算依据。观测采用全站仪进行测量，用全圆法趋近导线测量用Ⅰ级全站仪进行测量，测角四测回(左、右角各两测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于4″)，测边往返观测各二测回。其观测方法和精度应符合二级或以上导线的技术要求。

盾构掘进时，盾构机身后有较长的后配套，测量控制点无法做在此范围隧道两侧，可以把控制点以吊篮的形式固定在隧道的顶部，仪器及后视棱镜采用强制归心。将自动导向系统的全站仪安置在其上，与盾构机自带的激光导向系统连接指导盾构机掘进。

(2)．地下高程控制测量

地下高程测量以车站传递的水准点为基准点，隧道直线段每隔100m左右布设一个固定水准点，曲线段每隔50m左右布设一个。测量时可采用精密水准仪及其水准尺进行往返观测，相邻测点往返测闭合差≤3mm，全程闭合差≤6mm（L为全程长度，单位：Km）。

(3)．盾构掘进施工测量

1）盾构机姿态和衬砌环片的测量

盾构掘进时为优化掘进参数需对盾构机姿态和衬砌环片进行测量。由于选配了VMT公司先进的测量导向系统，盾构机掘进的过程中能时时地测出盾构机的瞬间姿态。为保证盾构机姿态的准确无误，需对盾构机姿态进行复测。盾构机姿态测量是以隧道里的导线点为依据，利用全站仪及其辅助工具，测出布设在盾构机上特殊测点的三维坐标，计算出盾构机的姿态，包括俯仰、旋转、平面和高程，观测值与盾构机此时的理论值相比较，将其差值反馈给盾构操作人员，调整其参数，从而指导掘进。

衬砌环片的测量包括测量衬砌环的中心偏差、环的椭圆度等，利用全站仪及其辅助工具，通过测出环片上一些特征点的三维坐标，从而通过几何计算确定环片安装位置的正确性，并为安装人员提供操作校正参数。

2）成型环片的测量

成型环片的测量主要测定环片安装位置是否符合设计要求。具体方法是使用全站仪的五反射测量模式测得成型环片一周的七个点的坐标，通过相应的计算软件换算出成型环片中心的坐标，用水准仪及水准尺测其高程，通过已测的数值与隧道线路的设计值相比，便可得成型环片平面和高程的偏差，为以后竣工和铺轨提供依据。

3）盾构机导向系统

盾构机的导向系统如下图所示：

图3.6—盾构机导向系统示意图

盾构机导向系统是传统测量与计算机的完美结合体，在盾构机掘进过程中有测量机器人在激光导向程序的控制下自动采集数据，将光信号转换成电信号传递到控制箱。盾构机前端有一光靶，他的作用是接受测量机器人传递过来的信号，自动计算出盾构机的水平和竖直、旋转角度将这些数据传送到控制箱。控制箱将两个数据送到计算机上，通过VMT—S计算出盾构机的实际三维坐标。在盾构机掘进前计算出隧道的设计轴线，将这些数据提前导入VMT—S中，这样将形成一个设计隧道轴线坐标系。通过VMT—S系统将盾构机的实际三维坐标和设计隧道轴线坐标系相比较就得出盾构机在掘进时的动态位置（如下图）。

图3.7—设计坐标系示意图

图3.8—盾构机姿态示意图

上图中显示的是在这一时刻的盾构机姿态，盾构机操作手可以看着盾构姿态和导向系统提供的相关参数来控制盾构机的掘进方向。

7.4 隧道贯通测量

本标段的区间隧道长度在2500m左右，在隧道贯通前约50米要增加施工测量的次数，并对控制导线进行全线复测，对观测值严密平差，保证隧道贯通。

隧道贯通后，从隧道两端向贯通面进行二等导线测量，分析在贯通面上的贯通误差。在做贯通测量时应将联测地上、车站、隧道导线网、水准网，并进行严密平差，为竣工和铺轨提供高精度的控制点和准确的水准点。

7.5 竣工测量

7.5.1线路中线测量

以施工控制导线点为依据，布设隧道内中线点，中线点的间距直线上平均100m，曲线上恢复所有的曲线元素点。区间各施工控制中线点组成附合导线。中线点组成的导线应采用全站仪进行观测，并对观测值进行平差，将成果上报相关单位。

7.5.2隧道净空断面测量

以测定的线路中线点为依据，直线段每6米，曲线上包括曲线要素点每4.5米测设一个结构横断面，结构横断面可采用全站仪测量，测定端面里程误差允许为±50 mm，断面测量精度为±10mm。

7.6 测量施工组织

为做好盾构施工测量工作，保证盾构机准确进入起吊井，做到盾构施工万无一失，选派有经验的测量专业人员组成盾构施工测量技术领导班子，专门领导和研究盾构施工测量技术工作，及盾构施工测量中出现的各种问题。

测量仪器选用性能稳定、精度高的进口全站仪及其配套的辅助设备。所有的仪器和工具都严格按照国家计量法进行检定。

第八节 管片拼装质量控制统计分析

管片衬砌作为盾构隧道工程最重要的主体结构，其拼装质量的好坏直接影响着盾构隧道工程的质量。

本程中采用了标准环+左右楔型环作为管片衬砌，管片外径6000mm，内径5400mm，每环管片长度1200mm，管片采用“3A+2B+1C（楔块）”错缝拼装，管片接缝采用弹性密封防水，弹性密封为三元乙丙橡胶和水膨胀橡胶止水条。

8.1管片拼装位置确定

管片在使用时必须预先根据盾构机的位置及盾尾间隙大小选定管片的拼装位置，管片的拼装依据主要有以下两条，在管片拼装分析时要综合分析确定，缺一不可。

8.1.1 盾尾法面和管片法面的相互关系

管片拼装的总原则是拼装的管片与盾尾的构造方向应尽量保持一致。

8.1.2 管片拼装前后管片外表面与盾壳内面的间隙

在盾构机尾部设有三道密封刷，用于保证在施工过程中不会有水土进入隧道，在盾构机掘进的同时，将向密封刷补充油脂，确保盾构机密封性能，在密封刷前端设有保护块用于保护密封刷不受损害，如果盾尾间隙过小，在管片脱出盾尾时，将产生较大变形，影响成型隧道的质量；同时，过小的盾尾间隙也将直接损坏盾构机的密封刷。

8.2 管片拼装施工要求

为保证管片拼装质量及施工进度，施工时必严格按照如下要求进行管片拼装的施工：

1) 为加快拼装施工速度，必须保证管片在掘进施工完成前10分钟进入拼装区，以便为下一步施工做好准备；另外，为保证管片在掘进过程中不被泥土污染，也不宜提前将管片备好。

2) 在拼装过程中要清除盾尾拼装部位的垃圾，同时必须注意管片定位的正确，尤其是第一块管片的定位会影响整环管片拼装质量及与盾构的相对位置，尽量做到对称。

3) 管片拼装要严格控制好环面的平整度及拼装环的椭圆度。

4) 每块管片拼装完后，要及时靠拢千斤顶，以防盾构后退及管片移位，在每环衬砌拼装结束后及时拧紧连接衬砌的纵、环向螺栓，在该衬砌脱出盾尾后，应再次拧紧纵、环向螺栓。

5) 封顶块防水密封垫应在拼装前涂润滑剂，以减少插入时密封垫间的摩阻力，必要时设置尼龙绳或帆布衬里，以限制插入时橡胶条的延伸。

6) 在管片拼装的过程中如果需要调整管片之间的的位置，不能在管片轴向受力时进行调整，以防止损坏防水橡胶条。

8.3管片拼装质量要求

1）选取管片时要多方面考虑，选取管片时也要本着“勤纠偏、小纠偏”的原则进行，以减小片拼装时的错台。

2）确保质量合格、管片类型符合工程师指令的管片才准进洞。

3）严格按指定的拼装工艺进行拼装。

4）拼装过程中经尺量管片错台符合拼装要求后，再将管片就位。

5）管片安装前应对管片安装区进行清理，清除如污泥、污水，保证安装区及管片相接面的清洁，重点清理管片的环、纵接缝面。

6）严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩。

7）管片安装质量应以满足设计要求的隧道轴线偏差和有关规范要求的椭圆度及环、纵缝错台标准进行控制。拼装时要综合考虑隧道线路要求和盾尾间隙，合理选择管片拼装点位。

第九节 同步注浆、补注浆的浆液类型、配比和注浆工艺及参数

同步注浆（同一环）

1、浆液类型惰性浆液

2、浆液配比砂800kg、粉煤灰240kg、膨润土64kg、水300kg

3、注浆压力/MPa0.35～0.4

4、注浆量/m32.8～3.8

5、注浆结束标准达到要求注浆压力

补注浆（同一环）

1、浆液类型双液浆

2、浆液配比水泥：水玻璃＝1：1

3、注浆压力/MPa0.3

4、注浆量/m31.0～2.0

5、注浆结束标准以设定压力注浆，直到注不进为止

6、注浆次数2

第十节 刀具、刀盘的磨损、损耗特征、规律

10.1 刀具更换的标准

刀具磨损的标准是：周边刀磨损量为5～10mm，齿刀磨损量为15～20mm。根据这一标准。在刀具更换的同时，工作人员必须检查一下螺栓是否完好。

10.2 刀具的损耗特征、规律

刀具在一般土层下掘进500~700m即达到磨损标准，在砂层或卵石层中掘进100m左右即达到磨损标准。需对土样进行观查，若发现添加剂加入正常，而出入较热，可初步判定刀具有磨损；施工参数异常，推进速度与出土速度不成比例或推进时扭矩较大，也可初步判定刀具有磨损，可开仓对刀盘的刀具进行检查。

第十一节 长距离推进的换刀

换刀可分为两种方式：一种是常压开仓换刀，适用于盾构到达竖井等刀盘前无土压情况下；一种是加压开仓换刀，适用于盾构在正常掘进过程中，在前方有一定土压力的情况下。

刀具更换的程序和方法

进舱前，每次进舱准备10～15把齿刀，还要求准备M36、M34及M32的螺栓若干和SW36的套筒及加力杆。

每次更换时，工作人员先将刀具周围的泥土清掉，保证有一定的工作空间。由刀盘外侧向内逐个检查刀具的磨损情况，确定需要更换时，用对应标号的刀具进行替换。用套筒及加力杆卸下固定螺栓，将拆下的螺栓及附件放入随身携带的工具袋内，以防丢失。将换下的刀具递到人闸内，同时将固定螺栓和固定座用水清洗干净，并检查一下是否有裂纹，如有裂纹必须更换新螺栓，以确保新装刀具有足够的固定强度。将新的刀具按原来的位置安装好，并将固定螺栓拧紧。每次带一批刀具和螺栓进舱，每批刀具换完后，把废刀具和没有安装的新刀放进料闸内。与此同时操作手转动刀盘。工作人员通过料闸把下一批刀具送入土舱内，再继续更换下一组刀具。每换完一批后，由值班机械工程师检查一遍安装质量，并检查是否有漏掉的或者没有固定好的。机械工程师确认无误后方可继续作业。更换速度按实际情况定，必须以保证安装质量为前提。

第十二节 盾构施工进度指标

根据业主提供的工期合理安排施工进度，平均每个月掘进400m。

第十三节 盾构始发至接收的一次最大施工长度及统计分析

盾构由三元桥站始发，施工掘进1100m后发现施工参数异常，于是决定开仓检查刀具，发现刀具耐磨有较大磨损，需对刀具进行部分更换。当时盾构机地面上方为公园，且地层中含水量不大，采用常压开仓检查并更换刀具。此次更换刀具共计40把，其中周边刀8把，齿刀32把。

第十四节 盾构隧道防水

14.1管片的防水

盾构隧道渗漏水的位置主要在管片的接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和螺栓孔等。其中以管片接缝处为防水重点。通常接缝防水的对策是使用密封材料，靠弹性压密，以接触面压应力来止水。

管片防水措施主要有：

（1）管片结构的自防水结构是首选的防水措施，主要方法为管片材料采用防水混凝土。地铁结构物一般用普通防水混凝土，而盾构隧道衬砌由预制管片拼装而成，多用外加剂防水混凝土，抗渗可达S12以上。渗水量，包括接缝渗水小于0.1L/m2/d。

（2）管片接缝防水管片接缝防水主要采用弹性密封垫防水。

第十五节 监控量测

北京地铁机场线工程盾构区间地处东直门-三元桥之间，贯穿三元桥、机场高速路、东直门斜街等城区，沿线工程地质水文条件复杂多变，地表多为危旧民宅和公交车站，道路交通繁忙，地下管线密集且纵横交错，沿途还有三元桥、公园、亮马河等重点建筑。在盾构施工过程中必须通过严格控制施工技术参数，确保隧道沿线两侧的重要建筑物以及民用建筑的安全，使盾构顺利通过危险源。加强监测周边环境情况，并分析其盾构机影响范围和影响程度，对盾构安全掘进是非常重要的。

一、施工监控量测的主要目的是：

盾构的工法有别于传统的施工方法，根据盾构机的工作环境及其工艺特点，必须了解盾构机通过时对其周边的影响情况。

（1）通过监控量测采集各个施工阶段的数据，通过对监测数据的分析及回归，隧道环片的动态变化，及时将分析成果化为施工指令，反映到盾构掘进施工中以保障施工过程时时处在安全状态。

（2）通过对监测数据处理分析结合相关的施工实际情况，得出地面以及隧道成型环片变化的原因，及时采取相应的措施确保地面交通顺畅，地面建（构）筑物的正常使用，以及保证隧道的限界和质量。

（3）通过实际的测量结果来检验理论于实际之间的差异，并把监测结果分析后及时反馈给设计以便修改设计、指导施工。

（4）通过监控量测及时反映出盾构隧道上方沉降槽区域的沉降情况，及时反映到施工中防止地面出现较大沉陷。

（5）通过监控量测了解该工程条件下的施工情况，反映出的一些地下施工规律和特点，为今后类似工程或相关工艺的发展提供借鉴、依据和指导作用。

为确保施工期间结构及建筑物的稳定和安全，根据设计要求结合隧道通过的地质条件，支护类型，施工方法等特点，本工程的监测项目为：

二、地面沉降监测

对地面监控量测，采用精密水准测量，严格按照国家二等水准测量的技术要求，一般我们在监测中采用二等闭合水准路线。在盾构施工中地面的主要监测，盾构掘进过程中引起的地表沉降和地面变形情况。我们在施工开始前两月，在地表沿隧道线路埋设监测点，监测点的埋设见下图。在隧道沿线，布设监测基准点，监测基准点一定要按照监测规范要求执行，在地表沉降区域50米外埋设基准点，这些基准点要与国家水准基点形成水准网，便于对水准基准点进行复核。用精密水准仪进行地面沉降的量测。根据监测结果进行分析，判断盾构掘进对地表沉降的影响。

监测点布置原则：监测点布置在地面隧道上方，监测断面垂直于线路方向,在中线的两侧18m范围内布置测点，由于隧道沿线有的地面有密集的房屋，地表监测断面无法满足设计要求的在隧道的上方沿隧道方向每30m布设一断面，只能在隧道上方地面的每一胡同处布置监测断面胡同间距一般70 m-40 m左右，布置的监测断面间距最长60m，最短22m，为了保证盾构施工时地面安全，采取加强地面监测，地表沉降情况联系地表建筑物监测的数据来分析，达到及时掌握地表变化的目的。

图3.9 横断面监测布点图

埋设方法：用全战仪以线路沿线地面导线为依据精确定位地面监测点位，用冲击钻活水钻在所需埋设的点位上钻孔φ50～100 mm。在孔中放入φ22mm长约500mm的钢筋，钢筋顶端为圆面微露地面5mm～10mm，钢筋周围用速凝砂浆或胶状物等填充物填实。

监测频率：小于盾构机刀尖前20 m后30 m 2次/1天，大于盾构机刀尖后50 m 1次/2天，大于50 m 1次/1周

量测精度：±0.2 mm。

使用仪器： 精密水准仪、铟钢尺、全站仪。

地面沉降超过警戒值时相应措施：当地表沉降速度过大时，要增加监测频率，必要时停工检查原因，及时加强壁后注浆和二次补浆和加固地层的措施保证施工安全。

三、地面建、构筑物变形监测

监测方法：主要监测建筑物的不均匀沉降、水平位移。用精密水准仪和全站仪进行监测。在施工过程中注意观测房屋的裂缝情况，根据监控量测采集的数据，进行分析最终的出的结果来判断建筑物的变形和沉降情况，以便修正施工参数，起到指导施工的作用。

测点布置原则：对距隧道中线20米-30米以内的房屋进行监测，在建筑物的承重柱和墙及拐角位置布置测点，每一栋建筑物不少于4点，整个标段共布房屋监测点600个。

监测频率：小于盾构机刀尖前20米后30米 2次/1天，大于盾构机刀尖后50米 1次/2天，大于50米1次/1周。

量测精度：±0.2mm。

使用仪器：精密水准仪、铟钢尺，全站仪。

建筑物沉降超过警戒值时相应措施：当建筑物的变形超过+10mm，-30mm时，加快监测频率，及时采取改变土仓内土压和增加注浆量及加固地层等措施，必要时，对既有建筑物的基础采取加固措施，视实际情况制定相关补充方案和措施。

图3.10 建筑物监测测点布置示意图

四、盾构隧道收敛和拱顶下沉

监测方法：主要监测盾构隧道的成型环片的收敛和拱顶下沉情况，监测方法是用收敛仪和精密水准仪直接量测。

测点布置原则：隧道收敛和拱顶下沉测点在同一断面，沿隧道方向1断面/10m，隧道收敛和拱顶下沉测点布置如图所示。

图3.11 洞内收敛及拱顶下沉测点布置图

监测频率：当台车尾部与该环片间距小于10米时，1次/天；当台车尾部与该环片间距小于30米时，1次/2天；当台车尾部与该环片间距大于30米时，1次/周。

量测精度：±0.5mm。

使用仪器：收敛仪、精密水准仪、铟钢尺。

相应对策：当洞内收敛和拱顶下沉过大，需要加大监测频率，必要时停工检查原因，采取加设支撑、处理地层的方式保证施工安全。

五、监测数据总体概述与分析

1、地面沉降

本标段地面沉降没有超限本标段监测没有超限的监测点，整个标段经过统计地表监测点位平均沉降量在30mm左右，下面是对地表监测断面在盾构机掘进期间及掘进结束后的监测数据及其图表分析情况。下图是随时间变化第一沉降槽的变化趋势：

图3.12第一沉降槽曲线图

由上图看到在整体沉降中，在盾构机盾尾处沉降量最大，所以在这个时间段一定要加强监测。

点名5-15-25-35-45-55-65-75-85-95-105-11

沉降量-0.30-0.90-1.30-1.73-2.10-2.30-2.40-1.93-1.3-0.30-0.30

对上表中数据进行分析，画出曲线图

垂直于隧道轴线监测点的沉降曲线

从垂直于隧道轴线监测点的沉降曲线图可以清楚的看到地表沉降明显是一个沉降槽，隧道正上方沉降量最大，隧道中线两侧慢慢变小。

图3.13 地面房屋监测点监测成果表隧道周边建（构）筑物沉降数据分析

隧道周边建（构）筑物沉降曲线图

从上图中可看到隧道周边建（构）筑物的沉降可以得到控制。根据隧道施工图3.14 地面房屋监测点监测成果表隧道周边建（构）筑物沉降数据分析

情况，调整掘进参数，在盾构机通过隧道上方或周边有建筑物时，可以有效地控制周边建（构）筑物沉降量在规范之内。

为了更好地研究盾构机掘进时对周边环境影响范围，对各个不同地层进行分析监测数据，研究盾构机通过时对周围环境的影响范围，盾构机在掘进过程中在纵向和横向两个方向都有影响，为了清楚它的影响范围以及影响程度，必须对监测数据进行分析。对数据的分析分两种情况：1、分析各测点沉降与盾构机相对位置的变化规律，进而确定盾构施工时的纵向影响范围；2、采用回归分析法分析沉降槽和盾构机相对位置的变化规律，进而确定最大的影响范围和最大沉降值。

粘土层：

图3.15 断面点变化量~时间关系曲线图

通过以上的各种关系图可以看出盾构机在掘进过程中地表变化的趋势为：在粘土层段盾构机在没有到达前15m时粘土层段开始微有上升的趋势，上升的量不大，不超过2mm，在盾构机到达时开始下降直至盾构机过后20m开始趋于稳定，最大沉降量不超过7mm。

卵石层：

砂砾卵石层，此段盾构机是叩头掘进，平均覆土厚度为16m，在该地层选取K0+762里程的断面的监测数据进行分析：

图3.16 断面G点时间变化曲线图

断面的地表沉降关系图可以看出盾构机在掘进过程中地表变化的趋势为：在砂层段盾构机在没有到达前时没有上升趋势，在前20m时有下降的趋势，直至盾构机过后20米开始趋于稳定。最大沉降量在16mm 。

盾构掘进时土压力对盾构机前面土体的影响有着密切的关系，结合各监测断面的时间曲线图与上图中盾构掘进时土压力进行分析，盾构机掘进时土压建立的大小与盾构机到达时之前地表的沉降量有一定的规律，从土压曲线图可以看出，盾构机掘进时在粘土层里的平均土压为2.3bar，在砂层和卵石层中的平均土压为1.2bar左右，盾构机在粘土层里掘进的土压比在卵石层和砂层里掘进的土压高出1bar左右，而在盾构机到达之前前面土体有隆起的趋势但量很小，粘土层段地表隆起的量比卵石层要大，粘土层隆起达2mm，卵石层只有1mm左右，砂层几乎没有隆起的这一过程。产生这一现象的主要原因是因为在粘土层密实性好掘进时比卵石层和砂层中土仓里的水因土压作用不易散失，能使土压建立较高，从而对盾构机前面的土体产生推力以至使地表隆起。粘土层的土压高对前面土体的推力大所以隆起量比卵石层要大。综上所述，盾构机掘进时平均土压建立在1bar-2.3bar之间是符合北京地层的。

以上分析都是采用现场采集的数据，它的横向影响范围只反应了监测时布设的宽度，不能反应出在某一时间段实际应该影响的范围，变化程度也是实际所发生的，只有对这些数据进行回归分析才能掌握相关规律。

从曲线图可以清楚地看到，每一段面的沉降量都不同，与各段的地质等情况有关。最大沉降量的曲线是在隧道正上方处有防空洞，而最小的是在盾构机掘进前对这段地层进行了加固。从曲线图就能看出盾构施工的整个过程当中，监控量测对盾构机的掘进参数指导作用。通过对监测数据的分析，从以上分析的各种图表可以得出：（1）盾构施工能有效控制地表沉降，对地表影响较小；（2）盾构施工时隧道中心地表沉降最大往隧道两侧慢慢变小；（3）盾构机在掘进过程中离刀盘前10m左右的地表稍有隆起，在+5mm左右，盾构机盾尾通过后此处地表沉降变化最大，它的变化量占该点总沉降量的三分之二。

施工监控量测对施工具有重要的是指导意义，监测与施工紧密的结合在一起，监控量测的设计要求与现场施工监测存在较大的差异，所以我们要根据现场施工条件与设计要求相互结合，制定出最佳的监控量测方案，使得监控量测做到“安全监控、设计反馈和指导施工”。

第十六节 运输组织

16.1 工作流程

图3.17—— 运输系统流程图

运输系统由地面运输系统和地下（隧道内）运输系统组成。地面运输系统主要包括龙门吊、管片运输车、渣土车和装载机。地下运输系统主要指轨道运输列车。运输系统的主要作用是将掘进需要的材料（管片、浆液、型钢、钢轨、油脂、泡沫剂等）运到隧道内的掘进现场，并将掘进排出的渣土等运到地面，其运输流程参见【图3.17—— 运输系统流程图】。

16.2 运输能力需求

运输系统是影响盾构掘进速度的重要环节，盾构施工运输系统由地面运输系统和地下（隧道）运输系统组成。地面运输系统主要包括龙门吊、管片运输车、渣土车和挖掘机；地下运输系统主要指轨道运输列车。运输系统的主要作用是将掘进需要的材料（管片、浆液、型钢、钢轨、油脂、泡沫剂等）运到隧道掘进工作面，并将掘进排出的渣土等运到地面。

本工程使用的管片外径为6000mm，环宽为1200mm。盾构机刀盘的直径为6200mm，每环的出土量

V=kπl (D/2)2

K—可松性系数,取1.3～1.4；

D—盾构机直径；

l—管片环宽

代入计算式计算出每环出土量约为47m3 ，在运输组织设计中，按1.4考虑，出土按50 m3考虑。

隧道内配置3列运输列车（参见【图3.18——左线隧道掘进时列车编组示意图】），第一、二列车由5辆土斗车和1辆牵引机车组成，总长约25m。第三列车由2辆管片车、1辆浆液车和1辆牵引机车组成，总长约16m。

隧道弃渣通过皮带输送机装入渣斗后，由电瓶车牵引至工作井口，再由地面15T龙门吊提升至地面，卸渣于渣土存放区内，由挖掘机将渣土直接从渣土存放区装至全封闭运土车上，倒运至弃土场废弃。

图3.18——左线隧道掘进时列车编组示意图

16.3 配置运输系统能力的检算

在运输系统的配置上，必须保证盾构掘进速度。掘进速度按最大12m/天，每天工作24小时计算，即每环的循环时间为144min。

最大运输能力按本区间隧道运输距离最远计算，即以盾构隧道最长距离（此处暂取2560m）计算，隧道为双线轨道，盾构机内为单线轨道，出土车按两列车共10节土斗车运完一环的出土量。

每个循环时间检算如下：

（1）电瓶车的行车速度为10～15km/h，按平均速度12km/h计算，即200m/min。当最大运距为2.2km时需时约11min；

吊一斗渣土需要时间约为5min，一列渣土车共5个斗，需要30min，同样另一列车返回时间约为11min；考虑列车编组调车时间9min，故列车一个往返的运行时间约为20min。

（2）管片拼装和注浆

当掘进完成后即开始进行管片拼装，管片拼装时间控制为40min。注浆作业不占用盾构推进作业循环时间。

（3）掘进（装渣）作业

盾构机设计最大掘进速度为8cm/min，掘进时间按平均4cm/min，则每环掘进时间为30min，考虑到出土中间要换车出土，所以掘进时间定为40min。

（4）管片吊运和浆液运输

当盾构机掘进出土时，可以进行管片的吊运工作，从竖井口吊运一环管片到平板车上用时约为20min。

浆液采用溜管放入浆液斗内，在管片吊放时间内可完成。

第一、二列机车从盾构井处到盾构掘进面装土后返回到盾构井处所需时间约为：15min+20min=35min；第三列机车在盾构井吊土+吊管片时间约为：30min+20min=50min能够满足每一环144min的机车运行需要。

从以上看出，两列机车能够满足双线最长运输需要。

综上，该运输系统能力为：

（1）以掘进一环用三列车设计，隧道内一条线走浆液车和管片车，一条线走两列土车。

（2）推进一环时间为40分钟，管片安装为40分钟，电瓶车速度为12km/h，往返行进时间为20分钟，第一、二列列车上装有5个土斗，第三列列车上装有浆液斗、管片车，吊土、吊管片的时间为50min。

（3）电瓶车从作业面到井口所用时间均按最大运距2500m考虑。

（4）每环的工作最大循环时间是150分钟。

16.4 井口及地面运输系统配置

(1) 移动式龙门吊

现场吊运用一台15t的龙门吊，一台10t的龙门吊，分别负责渣土的吊运、管片的吊运、型钢、钢轨、临时材料、其它材料的吊运等，其主跨度为16m，可同时吊起三块管片，吊钩提升速度为13m/min，龙门吊行车速度为30m/min。

(2) 管片运输车

组织5辆管片运输车，负责将管片从管片厂运到施工现场，每辆车可运输2环管片。每天的管片运入量将根据实际进度确定，一般范围为10～20环/天。

(3) 土方运输车

组织10辆8～12m3的专用密封土方车，负责将土方从现场的渣土场运到弃土场，在政策允许范围内，渣土及时外运。当出现特殊情况造成土方积压时，将采取临时增加运输力量或设置临时渣土堆放场地的办法紧急抢运，做到不影响隧道掘进。

(4) 渣土挖掘机

在现场配置1台装载机，负责渣土的归堆整理及装车外运。

16.5 地下运输系统配置

（1）牵引机车

采用兰州产25T直-交流蓄电池机车，承担列车牵引动力，机车性能完全能满足本工程最大33.5‰坡度的需要，时速达12km/h

（2）渣土运输车

洞内渣土运输车采用5m3平板运输车。车斗与车架可以分离。

（3）管片运输车

采用两台平板运输车，每节车可装载管片3片。

（4）浆液运输车

采用平板运输车上置容量3m3带有卧式搅动叶片的浆液车。

16.6 运输轨道设计

16.6.1 钢轨及轨枕

根据配套设备情况选用24kg/m钢轨，钢轨间距762mm，轨枕间距1200mm。轨枕采用“H200”型钢。

16.6.2 扣件设置

本工程轨道连接选用铁路常用扣件，用普通M24螺栓加防转垫圈代替螺栓旋道钉。扣件由M24螺栓、螺母、平垫圈、弹簧垫圈、扣板、铁座、绝缘缓冲垫板、衬垫等零件组成。

16.6.3 道岔设置

本工程共铺设道岔5副，其中“Y”型道岔2副（放置到盾构机后配套后）， “N”型道岔3副（始发隧道口1个，其它2个根据施工掘进里程再增设），以满足盾构掘进三列车的交叉施工。

16.6.4 轨道连接

（1）轨枕与管片连接

为了避免轨枕破坏管片，需在轨枕两端焊接端板才可放置在管片上，轨枕与管片采用面接触。

（2）钢轨与轨枕连接

钢轨与轨枕采用扣板式扣件连接。

（3）后配套车架由于重量较轻、行进速度较慢，其钢轨与轨枕采用一般连接。

16.7 地下运输线路布置

根据盾构机的掘进能力和电瓶车的运输能力，在隧道内主要铺设双线。在始发处洞口设置“N”型道岔，在盾尾后配套处设置“Y”型道岔，在盾构机内部采用单线铺设。

第十七节 通风

17.1 通风方式

隧道的通风主要采用压入通风为主，排风为辅。在盾构始发井设置大功率的通风机，将地面的新鲜空气送入隧道，利用软风管连接到盾构机的盾尾位置，保证盾构机上有足够的新鲜空气，在盾构机的台车尾部设置较小功率的排风机，将盾构机上的热空气排走。完成热空气交换和补充新鲜空气的功能。使掘进工人在较好的条件下工作。

盾构法隧道施工，盾构机上的各种动力元件及变压器、配电柜等为主要的热源。此外,潮湿、尘土也是洞内环境较差的主要影响因素。采用机械通风才能有效的降温、降湿、降尘和增氧，改善人、机的工作环境。

17.2 风量的估算

隧道内通风量计算依据，一是根据洞内最多工作人数确定供氧风量；二是根据洞内横断面上的最低风速要求计算风量。盾构法施工人员的供氧量完全可以满足；只有最低风速的要求，隧道断面上风速取0.3m/s ，工作面的风量按下式计算:

QW = 60·S·V

式中: QW – 工作面所需要的风量, m3/min

S –隧道断面面积, m2

V - 最低风速 0.12 m/s , 取V = 0.3m/s

则: QW = 60×3.14×2.7×0.3

= 412 m3/min

隧道通风需经过较长距离管道输送，风管接头处会产生漏风，漏风系数

K = Qf / QW

式中: K - 漏风系数 , 取K=1.5

Qf – 风机风量 , m3/min

则: 风机供风量应为:

Qf= 1.5×412 = 618 m3/min= 37080 m3/ h

17.3 通风系统的布置

拟采用直径为800mm单节长度为20m的PVC塑料软风管，并在风管外加Φ6的钢筋环箍，两节风管之间采用拉链加尼龙搭扣进行连接，以降低漏风量和接头连接的可靠性。由于隧道较长，漏风量将随着隧道的延长而增加，根据计算及以往施工的经验，选用2SZ-100A型风机。该风机的参数为：

风量为60000 m3/ h；

风压：4800Kpa；

噪声：88分贝。

风机布置在井内，垂直安装，用基座固定于井壁上，风机增设降噪设备。取风口及进洞口段采用刚性的玻璃钢风管，取风口要有防雨措施，当玻璃钢风管进入隧道后即采用帆布风管。风管在隧道内的固定，在管片纵向连接螺栓上加装一个3mm厚的钢片，钢片与风管的吊挂竿连接（直接挂接或焊接），每一环即1.2m间距，设置一个吊挂点。帆布风管的端头与伸缩风管连接，完成对盾构机及工作面的供风。隧道每延伸100m安装一次帆布风管（5节）。

17.4 通讯与监控

通讯主要依靠内部电话网络，场地办公室设置内部通话系统，各主要生产部门、各重要位置（如竖井口、出土口、浆液站、调度室、盾构机及其控制室、隧道口等）均设置电话，保证场地内的各主要位置通讯畅通无阻。场地与外界的联系利用电信局的有线电话网、移动通讯网和国际互联网，做到沟通无限。详见【图3.19——通讯与监控系统示意图】。

场地监控主要利用监控室和各位置设置的监控设备来实现。在场地内拟设置摄像头8支，分别安装在盾构机螺旋机的出土口、皮带机的出土口，隧道口、出土井口等位置，监视器10台，除每台盾构机控制室安装两台监视器外，其它监视器均安装在地面的监控室内，由土建工程师统一监控和调度。

图3.19——通讯与监控系统示意图

盾构机监控，在盾构机的控制室内，控制掘进的计算机和控制导向的计算机通过专用调制解调器向地面控制室内的监控计算机发送信号，有关数据通过专用数据线传入地面专用调制解调器并进入地面的监控计算机实现储存和显示，将信号传输到打印机可实现数据的纸化提取。

第四章 困难地质条件下盾构隧道施工技术总结

第一节 单一中粗砂或以中粗砂为主的地层施工

1.1 盾构穿越中粗砂及卵石层的施工

根据地质勘察报告，本区间盾构隧道距接收井50m处范围内为上部粉细砂、下部夹卵石圆砾。盾构掘进到此区段时，地表沉降量预计会有所增加，而且盾构掘进过程中会出现刀盘切削扭矩加大，排土困难等现象，是施工过程中的难点之一。

1.2 根据地质勘察报告中土层的物理力学性能参数和隧道埋深、地下水位情况，计算确定此段隧道拱顶土压力理论值为0.1MPa，在盾构掘进过程中以该值和盾构机土仓内土压力传感器读数为依据控制盾构掘进时的土仓压力在0.12MPa～0.15MPa之间，同时严格控制每环出土量在50m3以内，避免超挖。

1.3 调整壁后注浆配比，使浆液的凝结时间和强度适应砂层施工的要求；根据拱顶水土压力调整注浆工艺参数，将掘进过程中盾构机上部注浆压力控制在0.25MPa～0.3MPa之间，下部注浆压力控制在0.3MPa～0.35 MPa之间，同时严格控制每环控制注浆量在3.5m3～5.0m3之间，确保管片与地层之间的空隙被完全充填。结合地表沉降监测，必要时采取二次补浆措施。

1.4 提高泡沫的膨胀率，产生较大的泡沫，阻挡过多的地层中的水进入土仓。加大泡沫注入率，改善刀盘切削条件，减小刀盘切削扭矩和刀具磨损，必要时辅以膨润土浆液，增加土仓中土的粘粒含量，提高土的可排性，降低土的透水性。

1.5 加强地面沉降观测和信息反馈，及时调整优化盾构掘进工艺参数，把沉降控制在允许范围之内。

1.6 停机时保证建立土仓压力，同时采取注入膨润土浆液等必要措施，维持土仓内土压力。

第五章 盾构隧道近接穿越施工技术总结

第一节 近接穿越既有建（构）筑物

1.1穿越既有建（构）筑物工况

北京市轨道交通首都机场线03标段工程包括东直门～三元桥区间左线盾构隧道起于三元桥车站西侧站端，向西穿越三元桥后，进入东外斜街，下穿亮马河桥，到达察慈小区住宅楼西南侧的盾构接收井。左线隧道采用盾构法施工；区间联络通道及风道采用暗挖法施工，风井采用明挖法施工。盾构计划从三元桥车站西端始发，从察慈小区住宅楼西南侧的盾构接收井出洞。

设计线路距接收井665.136m区段范围内为民房区，此区段上方有大量民房（从K0+460—K1+151进入民房区段），房屋普遍建成时间为60~70年代，沿线也存在一些临时建房，在盾构接收井附近过二级风险源察慈小区住宅楼。在右线盾构先行通过后再进行穿越施工难度较大。

1.2 近接穿越工作程序

前期地质雷达探测——盾构正常掘进——管片拼装——同步注浆——二次注浆及深孔注浆——地表沉降监测

1.3既有建（构）筑物加固及地层预加固措施及效果

对既有建（构）筑物加固及地层预加固采用二次注浆及深孔注浆的方式。盾构同步注浆后，由于浆液的脱水，浆液体积收缩会加剧地表的后期沉降量，又由于盾构推力，衬砌和土层间会相互分离，二次注浆能有效地进一步充实背衬和提高止水能力。在盾构常规段以盾尾同步注浆即可满足沉降控制的要求，为保证沉降控制效果，在穿越民房段采用对已完成结构外侧二次补注浆进行加强补浆，控制地面的后期沉降。

二次补注浆安排在当前拼装管片后数第8环管片处开始，对每环管片的16号位起吊孔内装入单向逆止阀并凿穿管片外侧保护层进行注浆，注浆压力控制在0.3~0.4MPa，注浆浆液为1：1水泥-水玻璃双液浆。参照本工程在穿越三元桥的施工经验每环注浆量在3m3~7m3，地面沉降在6mm左右。

如果二次补注浆不能够较好的控制地表沉降，则采用深孔注浆的方法。方法为：在16号位管片位置打设5m长花管，注水泥水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.4MPa。

1.4 同步注浆、补注浆的浆液类型、配比和注浆工艺及参数

同步注浆浆液类型为水泥-水玻璃双液浆，浆液配比为水泥：水玻璃双液浆=1：1，在盾尾对管片进行同步注浆，注浆压力为0.35~0.40MPa。

补注浆包括二次注浆和深管注浆。二次补注浆安排在当前拼装管片后数第8环管片处开始，对每环管片的16号位起吊孔内装入单向逆止阀并凿穿管片外侧保护层进行注浆，注浆压力控制在0.3~0.4MPa，注浆浆液为1：1水泥-水玻璃双液浆。

如果二次补注浆不能够较好的控制地表沉降，则采用深孔注浆的方法。方法为：在16号位管片位置打设5m长花管，注水泥水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.4MPa。

第二节 近接穿越桥桩

2.1近接关系描述

本工程在桩号K2+650~ K2+700线路下穿三元桥。三元桥是机场高速、京顺路连接三环路的节点立交，各个方向的车流在这里交汇，交通繁忙。

盾构隧道和三元桥基础的关系详见下图。

图5.1 盾构隧道和三元桥基础位置关系剖面图

2.2 桥桩施工影响控制标准

左、右线施工前后，对桥桩不均匀累计沉降要不大于5mm

2.3 盾构实际推进参数及推荐的合理推进参数

施工过程中要全速前进，没有特殊情况不得停机，每环的同步注浆压力及方量必须满足要求，压力不满足要求不能进行下一步施工。

建立较高的土仓压力，同时控制进土与出土的方量关系。

2.4 同步注浆、补注浆的浆液类型、配比和注浆工艺及参数

1）、盾尾同步注浆

在施工过程中对注浆应加强管理，注浆操作是盾构施工中的一个关键工序。为防止土体挤入盾尾空隙，必需严格按照“确保注浆压力，兼顾注浆量”的双重保障原则，对注浆量一定要确保在理论计算值的130～200%，并且在实际平均注浆量的合理范围内波动。注浆操作必需有专人完成，在每环掘进完成后必需对注浆量进行记录，当发现注浆量变化较大时，应认真分析其原因，通过加大注浆压力等方法补注，当补注不能进行时必需及时进行二次（三次）补浆。此区域盾构施工采用四点注浆，来控制成型隧道的质量。注浆压力调为3.5bar-4bar，注浆时一定要确保注浆压力，直到地层注满为止。在每环管片拼装结束后，必须进行补浆，在盾尾压力达到设定压力后并维持相对稳定后，方可进行下一环的施工。且为缩短浆液凝结时间将浆液改为水泥砂浆，配比为将原配比中的粉煤灰更换为水泥。根据掌握的反馈信息及时调整浆液的配比，使浆液的配比更科学、更合理。为保证浆液的质量，要对制备浆液的原材料进行严格控制，要定期测定浆液的坍落度、粘性、离析率、凝结时间、抗压强度等。

2）、严格控制二次注浆，做好洞内加固

在盾构常规段以盾尾同步注浆即可满足沉降控制的要求，为保证沉降控制效果，在穿越三元桥段采用对已完成结构外侧二次补注浆进行加强补浆，控制地面的后期沉降。

二次补注浆安排在当前拼装管片后数第8环管片处开始，对每环管片的16号位预留注浆孔安装注浆塞进行注浆，注浆压力控制在0.3~0.4MPa，注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆。

3）、三次补注浆加固

盾构施工进入桥区后，管片拼装采用“16位—2位—16位—2位”的拼装方式。若二次补浆不能满足要求，采取三次注浆处理，注浆位置为靠近桥桩的管片2号位，注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆。通过管片预留注浆孔用洛阳铲将管片壁后的土体掏挖10m长的孔洞，打入10m长的花管后用水泥浆封堵预留孔周围间隙，再进行补注浆，补注浆的压力控制在0.5~0.6MPa。

第七章 盾构隧道联络通道施工

第一节 联络通道的布置形式

1.1联络通道结构形式

联络通道采用复合式衬砌，拱顶直墙式结构，联络通道初衬厚度为250mm，二衬厚度为300mm（仰拱厚350mm）。在初衬和二衬之间设置柔性外包防水层。

初期支护采用C20早强喷射混凝土，二衬衬砌采用C30钢筋混凝土，抗渗等级S10，细石混凝土保护层采用C15素混凝土。

第二节 联络通道处盾构隧道的管片类型

联络通道处盾构隧道的管片类型为两环混凝土管片，拼装方式采用通缝拼装，拼装位置为适合通道开洞口位置。

第三节 开口施工方法及工艺

破除（切割）联络通道口的混凝土管片前，在通道口处的隧道内架设临时刚性支撑，防止通道位置附近的管片由于管片拆除发生过大变形。加固范围为盾构区间联络通道开口处及相临左右各10环管片，在加固范围内每环管片均设20#H型钢加固环，每块混凝土管片通过安装在提升孔处的钢旋塞与加固钢环焊接连接，加固钢环间用20#H型钢拉结，环内设20#H型钢辐条，加固钢环与混凝土管片间用钢板背紧，每块管片背紧点不少于2处。加固环与拉杆及辐条的连接采用螺栓连接。洞门加固前须先将加固范围内的管片连接螺栓全部复紧。待支撑安装完毕后，利用切割机破除通道洞门处管片。管片正式切割前按照设计提供的方位、尺寸要求，在被切割墙体上准确放线定位。具体施作采用碟式切割方法进行切割，为不损伤无需切割墙体，在每道切割段始端和终端先钻孔，再切割，并确保废弃管片的吊运安全施工。

第四节 接合部防水施工方法及工艺

4.1盾构隧道与联络通道结构接合部防水

盾构隧道与联络通道结构衔接处后浇防水混凝土环梁采用补偿收缩合成纤维防水混凝土或钢纤维防水混凝土浇注，其混凝土强度等级应比联络通道混凝土高一级。它与现浇钢筋混凝土内衬墙、盾构管片的接缝处各设置两道预水膨胀嵌缝胶；并在两道嵌缝胶之间预埋注浆管，注浆管在拱部及两侧拱腰处经由注浆导管引出。

第五节 联络通道施工方法及工艺

5.1联络通道施工工艺流程

联络通道洞门管片支撑注浆加固土体凿除通道开口处混凝土管片洞门补浆超前支护土方分台阶开挖安装钢格栅、挂钢筋网片并喷射混凝土防水层铺设绑扎底板钢筋浇注底板混凝土绑扎拱墙钢筋安装二衬模板浇注拱墙混凝土拆摸并养护其它设施安装。

5.2施工方法

5.2.1洞门凿除施工

1、洞门土体加固

采用洞内双液注浆加固联络通道洞门上下各3m、长10m范围土体。注浆施工主要分两部分进行：首先通过盾构隧道开口段两环及左右各三环钢筋混凝土管片的吊装孔插管注浆加固，其次在开洞门的混凝土区域钻孔注浆，最后待洞门部位管片拆除后，对其他区域进行补充注浆施工。

图5-2 联络通道注浆加固平面示意图

图5-3 联络通道开口处注浆加固平、断面示意图

图5-4 联络通道洞门补充注浆示意图

2、洞门凿除施工

破除（切割）联络通道口的混凝土管片前，在通道口处的隧道内架设临时刚性支撑，防止通道位置附近的管片由于管片拆除发生过大变形。加固范围为盾构区间联络通道开口处及相临左右各10环管片，待支撑安装完毕后，利用切割机破除通道洞门处管片。管片正式切割前按照设计提供的方位、尺寸要求，在被切割墙体上准确放线定位。具体施作采用碟式切割方法进行切割，为不损伤无需切割墙体，在每道切割段始端和终端先钻孔，再切割，并确保废弃管片的吊运安全施工，参见图5-5。

图5-5联络通道管片切割示意图

3、马头门施工

为了保证施工安全，把管片分为上下分为两部分进行破除，先进行上半部分施工。打开管片后，如图5-6所示在拱部的开挖轮廓线上方进行超前小导管支护体系施工，超前小导管长度2.5m，环向间距300mm布置。小导管注1：1水泥水玻璃双液浆。待加固体强度形成后进行上台阶的开挖，直接安装第三榀钢格栅形成支护结构，待上台阶完成5米后进行下半部分的管片破除与下台阶的开挖。待洞体贯通后，在第三榀格栅处向管片上方打设长度2.5m，环向间距300mm布置的超前小导管，小导管注1：1水泥水玻璃双液浆，再破除喷射砼，按照图纸进行反挖完成第一、二榀格栅的施工。

图5-6 马头门超前小导管施工示意图

4. 2. 2超前支护施工

联络通道土方开挖前，采用超前小导管注浆加固土体。小导管采用DN32的钢管加工，每根长度为2.5m，在导管中段以梅花形均布小孔/前端加工成锥形。小导管沿拱顶环向布置，间距30cm，外插角为 5°~10°，沿隧道纵向每两榀格栅打设一道小导管，导管必须穿过前榀钢拱架中腹。小导管施工前喷射混凝土将工作面封闭，沿开挖轮廓线测放出小导管钻设位置。小导管使用小钻机钻孔施工，其孔深略大于导管长度。注浆前用压缩空气将管内积物吹净，孔口采取暂时封堵措施。注浆时，将钢管尾部及孔口周边空隙封堵，钢管尾部使用止浆塞，孔周边用快凝水泥进行封堵。采用水泥、水玻璃浆液浆进行注浆加固，浆液在现场配制，配制的浆液应与注浆速度相应，浆液必须在规定时间内用完，禁止任意延长停放时间。注浆时应注意检查各连接管件的连接状态，对注浆速度应严格控制，注浆压力经试验确定，一般为0.3～0.5MPa。注浆后2小时方可进行土方开挖。

CT4联络通道上方为交通量非常大的机场高速路，为保证路面安全减少地表沉降，在本段联络通道进行施工时采用双层小导管，第二层小导管打设角度为30°~ 45°。

4. 2.3土方开挖

1、联络通道土方开挖

土方开挖采用留核心土上下台阶法施工，施工时，先开挖拱部土方，开挖完成后立即进行拱部支护（安装钢格栅、喷射混凝土），并施作锁脚锚管，然后开挖核心土体，并进行下导洞的初期支护，初期支护封闭，上下台阶间距保持3.0m。开挖采用探挖的方法，即采用5m洛阳铲向前探挖，以了解前方土及地下水情况，待旁站人员确认安全不需要处理后进行开挖作业。开挖3m后，再进行地层的探挖。

开挖时以激光点控制开挖尺寸，严禁欠挖，并随时注意土体变化，做到“快开挖、快封闭”。

拱部开挖后尽早封闭，尽量减少顶部土方悬空时间，施工过程中密切注意掌子面土层情况，在地层变化处需对掌子面地层性状做描述，并作好记录。联络通道断面纵向施工步骤图参见图5-7。

图5-7联络通道断面纵向施工步骤图

4. 2. 5防水施工

联络通道的防水采用1.5mm厚EVA塑料防水板进行防水全包处理，在防水层内表面设置注浆系统，塑料防水板缓冲层材料采用400g/m2的无纺布。防水敷设前先对基面进行修整处理，然后铺设无纺布和EVA防水板，防水敷设后，在防水层表面铺设无纺布作为保护层，防水层采用无钉铺设双焊缝施工工艺。结构二衬施工前，在拱顶部位预埋注浆管，结构施工完毕后对拱顶部位进行二次注浆处理，将拱顶部位二衬与防水板之间的空隙填充密实。

4. 6二衬施工

隧道二次衬砌为钢筋混凝土结构，混凝土标号为C30，防水等级S10。

通道二衬混凝土浇注分三步进行，先浇注底板混凝土，再支立模板支撑体系浇注边墙混凝土，最后浇注拱部混凝土。纵向以8m为一段进行施工。

1、工艺流程

A、绑扎底板钢筋浇注底板混凝土绑扎边墙与拱部钢筋架设模板支撑体系封堵头模板浇注边墙与拱部混凝土拆模并养护。

图5-8 隧道二次衬砌施工工艺流程

B、绑扎底拱钢筋浇注底板混凝土绑扎边墙钢筋架设模板支撑体系封堵头模板浇注边墙混凝土分段拆除下部临时横撑绑扎边墙钢筋浇注边墙。

2、施工方法

（1）底板混凝土施工

1）底板混凝土浇注前在两侧边墙上设置底板标高控制线，并在底板中部钢筋上焊接直立短钢筋，其上设置底板标高控制点。

2）与区间管片相接处设置变形缝，在底板混凝土浇注前将止水带固定好。

3）混凝土浇注使用混凝土地泵泵送，插入式振捣棒振捣密实。混凝土振捣时要防止破坏防水层。

4）混凝土表面使用刮杠挂平，再用木抹子赶浆，最后用铁抹子压光。

5）在底板混凝土初凝前插入一些短钢筋，用以固定边墙与拱部模板支撑体系。

（2）边墙与拱部施工

1）模板及支撑体系

A．边墙与拱部模板采用钢模板拼装，采用组合式钢管拱架、600×600碗扣式脚手架及φ48钢管配合可调支撑作为纵横向和斜向支撑，形成二衬模板支撑体系。

B．先安装钢管拱架，拱架间使用φ48钢管连接，拱架加工时在拱脚与边墙节点处采用铰接方式。再架设碗扣式支架，在边墙处横向设置φ48钢管与可调支撑，在拱部碗扣支架立杆顶部设置可调支撑，并设置φ48钢管和可调支撑作为斜撑，可调支撑与钢管拱架间横向设置5×10cm方木。

C．钢管拱架与支架架设完成后，进行模板拼装。模板采用定型钢模板，模板与钢管拱架间使用卡具与弯钩螺栓连接固定。每个施工段拱顶部设置一个混凝土泵送口，每两个泵送口间设置一根φ32钢管，钢管上端贴近防水层，作为混凝土浇注时的排气口和二衬背后注浆口；边墙每侧每隔2m设置一个混凝土泵送口。最后安装端头模板。

D．模板拼装完成后，调节边墙与拱部的可调支撑，使模板内边线与通道二衬轮廓线一致，同时拱顶模板要预留20mm的沉落量。

E．模板与支撑体系组装完成后要检查验收，包括支架的稳定性、模板的密封性、通道中心线及轮廓线。

图5-9 横通道二衬支模示意图

（3）混凝土浇注

联络通道采用C30模筑混凝土浇注。混凝土采用预拌混凝土，二次倒运到达工作面，人工入模浇捣混凝土。混凝土浇注时边墙部分从两侧浇注口灌入，要对称浇注，每次浇注的高度为50~60cm；拱顶部混凝土由顶部浇注口灌入。混凝土浇注过程中要随时检查支撑体系的稳定及模板的变形情况，发现问题及时处理。

（4）拆摸及养护

二衬摸板拆摸时混凝土强度不得小于设计强度的80%，因此拆摸时间由同条件养护试块的强度确定。拆摸后要喷水养护时间不少于7d。

（5）二衬背后注浆

二衬拆模后，混凝土强度达到设计要求后，进行背后注浆来充填二衬与防水层间的孔隙，增强混凝土的密实度，提高防水质量。利用预埋的注浆管注入水泥浆，水灰比为0.6~1.25，同时为减少水泥浆泌水，在水泥浆中掺入减水剂。注浆压力不要过高，只要克服注浆管阻力和二衬与防水层间空气阻力即可，注浆压力控制在0.3Mpa，压力超过0.5MPa时停止注浆。

第八章 盾构隧道工程经济分析

第一节 成本影响因素及分析

1、地质条件：地质条件直接影响施工掘进速度、刀具的磨损及更换频率、密封舱添加材料、壁后注浆量； 2、地表建筑物：建筑物的重要程度、基础及结构的完好程度、地下管线自身的完好度等因素。

第二节 地面配套设备费用

1、龙门吊进、出场及基础：20万元/台;

2、浆液站进、出场及基础：16万元/座;

3、积土坑制作：15万元；

4、盾构井临时设施：30万元。

第三节 盾构始发井、接收井单位造价

始发井及接收井单位造价均为200万元。

第四节 标准区间隧道单位造价

盾构隧道单位工程实际造价

1、支座及反力架约25万元

2、出洞地层加固约30万元

3、接收段地层加固约30万元

4、掘进（元/环）约1.2万元

5、管片（元/环）（含施工费用）约1.2万元

6、止水条（含施工费用）约700元/环

7、盾构密封油脂（含施工费用）约500元/环

8、背后注浆（含施工费用）约1100元/米

9、密封舱添加材料约1300元/米

第五节 各种近接穿越施工的措施费用

1、穿越道路：40万元/条；

2、桥梁：50万元/座。

第六节 盾构转场费用

盾构进出施工场地费用约为120万元。

北京地区地铁盾构隧道工程施工技术总结

（北京市轨道交通首都机场线东直门～三元桥区间工程）

第一章　工程概况

第一节 概述

本工程为北京市轨道交通首都机场线03标段，主要工程为东直门～三元桥区间盾构2568.259m；3个联络通道（左K1+034.566联络通道、左K1+974.254联络通道、左K2+564.776联络通道及泵房）和区间风井风道。隧道设计施工起点为轨道交通机场线三元桥车站南端，终点为设在察慈小区住宅楼西南侧的盾构接收井。

第二节 隧道平面

本区间有5个曲线段，东直门~三元桥方向分别为JD2（R=550）、JD3（R=1500）、JD5（R=800）、JD6（R=1000）、JD7（R=4000），线路整体呈“S”型。左线与02合同段的右线线间距为10～13米。本区间隧道平面如下图所示：

图1.1——东直门～三元桥区间左线盾构隧道路线平面示意图

第三节 隧道纵断面

本区间沿盾构掘进方向以－2‰的坡度从三元桥站出发后，在K2+960.00处线路开始以－29.611‰的坡度向下前行，在K2+620.00处开始以＋6.561‰坡度上行，在K1+500.00处开始以－3.017‰坡度下行至盾构接收井。

图1.2——左线隧道纵断面示意图

第四节 隧道近接环境条件

4.1临近建（构）筑物

区间沿京顺路下穿三元桥的西北孔，与三元桥扩大基础中心线水平净距0.24m，竖向净距16.3m。下穿东直门外斜街后，进入规划红线内的平房区，然后从察慈小区旁边通过到达盾构接收井。

4.2地面交通状况

本段线路下穿的三元桥是机场高速、京顺路连接三环路的节点立交，各个方向的车流在这里交汇，交通极为繁忙。

东直门外大街为二、三环之间的联络干道，现况机动车道宽度23米，为双向三车道，机非分隔带5米，非机动车道7米，道路交通繁忙。

4.3地下管线分布情况

区间沿线上方存在多条市政管线，但由于隧道埋深较深，根据以往工程经验区间施工对大部分管线的影响较小。只有一条位于三元桥东北侧横跨机场路的热力管沟由于埋深较深，控制机场线纵断。

4.4地形地貌

拟建盾构区间在K2+624处下穿三元桥，K1+150处下穿暗河， K0+800处下穿宽约6m深约 3m的亮马河。

第五节 地质条件

5.1工程地质概况

本工程所在的土层，自地表以下依次为人工填土层、第四纪全新世冲洪积层和第四纪晚更新世冲洪积层。区间隧道主要穿越粘土、粉土，局部遇到粉细砂、中砂层。属于一般地质条件的地层。

第二章盾构机类型及主要技术参数

第一节 盾构机类型

本工程使用的盾构机为德国海瑞克S169加泥式土压平衡盾构机，采用向开挖土体中注入泡沫的方式来改良土体，推进千斤顶为被动式铰接千斤顶。刀盘是作为“重型钢结构”针对挖掘北京土质特点设计的。主驱动的总输出功率为945KW，刀盘最大可能转速为3.0rpm。

第二节 主要技术参数

主要技术参数如下：

（1）管片参数

外径6000mm

内径5400mm

片数3A+2B+1C

最大片重3.3T

水压2bar

（2）盾构参数

主机数量（前体和中体）1

直径6190mm

长度（前体和中体）4280mm

类型土压平衡

最小水平转弯半径350m

最大工作压力3bar

最大设计压力4.5bar

土压检测点5

人闸1

人闸联连法兰1

螺旋输送机上连接法兰1

盾尾1

盾尾数量1

连接形式铰接

长度3550mm

密封3层密封刷

注脂线8（2X4）

注浆点4

（3）推进千斤顶

数量16

推力28350KN

行程2000mm

推进速度80mm/min

缩回速度1400mm/min

（4）铰接油缸

铰接型式 被动式

数量 14

尺寸φ180/80mm

缩进压力7340KN

行程150mm

（5）刀盘

刀盘数量 1

形式 面板式

直径 6200mm

旋转方向 左/右

刀具（软土层） 124把齿刀；16把周边刀

回转接头 4个泡沫管

（6）刀盘主驱动

刀盘主驱动数量 1

形式 液压驱动

马达个数 8

额定扭距 4085KNm

脱困扭距 4700KNm

转速 1.50/3.00rpm

电功率 480KW

主轴承外径 2600mm

主轴承寿命 10000小时

（7）人闸

人闸数量 1

形式 双人闸

长度 2000mm

直径 1600mm

工作压力 3bar

工作人员 2～3

（8）拼装机

拼装机数量 1

型式 中心自由转动拼装机

夹紧系统机械式

自由度6

旋转范围+/-200o

管片长度1200mm

伸缩距离1000mm

轴向行程2000 mm

控制方式线控

（9）螺旋输送机

螺旋输送机数量1

形式中心轴式

直径700mm

电功率110KW

最大扭距190KNm

转速0至19rpm

最大出土量250m3/h

螺距600mm

伸缩可以

出土门有

（10）皮带机

皮带机数量1

驱动电力

带宽800mm

带长约45m

速度2.5m/s

最大输出能力450 m3/h

（11）后部供给系统

管片存放机1

管片吊车1

吊车轨道1

液压部件1

冷却系统1

注浆设备1

注浆泵1

控制阀2

压力测量装置5

储浆罐1

注泡沫系统1

发生器4

水泵1

泡沫剂泵1

空气控制设备1

注膨润土系统1

注入泵1

压缩空气供应1

空气压缩机2

气罐1

压缩空气调节设备1

主驱动润滑脂泵1

盾尾注脂泵1

操作室1

控制板1

变压器1

软管系统1

高压电缆盘1

轨道起重机1

二级通风系统1

输送管存储装置1

导向系统1

数据记载系统1

（12）后配套系统

台车数目5+桥

（13）电气系统

初级电压10KV（+10%/-15%）

次级电压630V

变压器1250KVA

控制电压24V/230V

照明电压230V

阀电压24V

频率50HZ

保护系统（电马达）IP55

PLCS7（西门子）

（14）安装功率

驱动480KW

推进油缸 55KW

管片拼装机油缸 45KW

冷却油 11KW

注脂4KW

螺旋输送机闸门 22KW

螺旋输送机110KW

注泡沫系统8KW

注浆设备 19KW

皮带输送机 22KW

二级通风设备 15KW

现场及插座用电 50KW

总计844KW

（15）尺寸

总长 57m

本体含盾尾 7.8m

第三章 一般地质条件下盾构隧道施工技术总结

第一节 盾构隧道施工的地面用地面积及场地布置

1.1本工程施工的地面用地面积如下表所示：

始发井及提升区面积（㎡）办公、生活用房区面积（㎡）管片堆放区面积（㎡）材料、物资堆放区面积（㎡）施工区域内通道面积（㎡）集土坑

921347.8116.23231.54529.77135

1.2施工场地平面布置如下图所示：

图3.1——盾构施工场地平面布置图

第二节 盾构隧道施工用电

2.1供电方案

业主将提供施工临时用电电源，其容量为1250KVA+600KVA的变压器，接口根据承包商施工组织设计的接电点位置由业主组织有关单位现场确定。同时，在施工现场配备发电机，做为备用。施工现场的供电系统主要包括配电房和发电机房。

配电房向外与10KV输电线路相接，其中1路直接送到盾构机内，1路通过配电房内的变压器电压转化为380V/220V，分别供其它施工设备和照明使用。为防止意外停电对工程的影响，在施工现场备用1台200KW柴油发电机，确保施工的正常进行。

2.2进场阶段的临时供电

为保证施工临时设施的搭建、前期准备工作的正常进行以及生活用电的需要，安排1台250KW的发电机作为临时电源。在供电部门为施工变电所送电后，撤消临时电源但作为备用电源保留，在突发性停电时，供洞内的照明、抽水及推进油缸保压用。

在取得监理工程师同意后，我单位施工队伍进场立即进行场区电缆敷设、变电器、配电箱柜等安装及接电调试工作。

2.3盾构施工阶段的供电

1）变压器的配置

盾构机掘进施工时，由业主配置一台总容量为630KVA的变压器，供龙门吊等辅助设备供电使用，另需配置总容量为1250KVA的10KV高压电源，供盾构机使用。

2）高压配电所的配置

高压配电所配置盾构电源和地面设备低压用电的变压器馈出仓位。

3）配电柜的设置

设置高压配电柜1个，低压配电柜3个。每一用电点从邻近低压配电柜引出，通过分配电箱再配出到各用电设备。

4）功率因数补偿器的配置

为实现COSΦ＝0.8的功率因数，拟设置6个功率因数补偿器，它们的无功功率补偿能力分别为：2台300Kvar。

5）供电线路的配置

高压线路：相数：3；频率：50Hz；

电压：10KV；

低压线路：相数：3；频率：50Hz；

电压：0.4KV；

照明线路电压：220V；控制电压：24V；信号电压：24V；

2.4安装与工艺要求

1）从配电柜到分配电箱的馈送回路中，每一开关的载流量和短路电流需与各用电设备的容量相匹配，设备在受电前先检验漏电开关的动作是否灵敏。

2）电缆敷设采用直埋式，过路处穿钢管暗埋敷设。

3）高压电缆送电前，经电气试验证明合格。

4）从高压配电室盾构仓位馈送到车载变压器的电缆，沿墙挂钩敷设下井，每隔50m挂“高压危险”的警告牌一块，在井的垂直部位和隧道内敷设电缆，每2m设一个固定点。

5）从井口开始，每隔100m设隧道照明专用配电箱一只，作为照明线路的分开关和隧道内小动力用电设备的电源。

6）隧道照明采用普通日光灯，控制室采用防爆荧光灯，主机采用防爆投光灯，皮带机采用防震灯，灯具金属外壳与接地线直接相连。

7）所有的单相负载采用A、B、C三相跳接的方式，注意三相负载的平衡问题。

2.5安全保护措施

1）重复接地保护：在各用电点的配电箱周围，用2m长的5＃角钢2根埋入地下作为接地极，用一根25×4的镀锌扁钢与接地极焊接后，引到配电箱的接地排上。接地排与从变电所馈出的低压电缆的零线相接，构成重复接地系统。接地电阻≯1Ω。各用电设备金属外壳用接地线与接地排相接。

2）行程限位保护：所有的提升设备安装限位保护开关。

3）电气联锁保护：为保证设备运行的安全可靠，电气系统进行联锁控制，即上级流程未动作，下级流程无法动作。上级流程停止，下级所有流程自动跳闸。防止自起动和误操作带来的不安全因素。

4）相序保护：用电设备在运转时，不随意更换相序，若发生意外，相序继电器自动切断电源。

5）防雷保护：对直击雷的防护采用在变电所装设独立避雷针；对雷电波侵入的防护采用在高压侧装设阀式避雷器。

第三节 始发井及接收井施工

始发井利用三元桥车站已修建好的南侧左线盾构始发井进行始发施工；接收井利用02标在察慈小区西侧的盾构接收井进行接收施工。

第四节 盾构始发段和接收段地层加固方法、工艺及效果

4.1端头地质概况

本标段盾构始发及到达端头加固共计4处，加固部位包括机场线三元桥站始发井端头、风道接收和始发端头、盾构接收井端头。三元桥站始发端头为粘土地层，其余3个端头均为洞身上部为砂层，洞身下部为砂砾层。三元桥站始发端头加固采用1排ф800@1000mmC10素混凝土桩和14排ф600@500mm梅花形布置的旋喷桩组成，素混凝土上部采用采用三七灰土回填；风道接收和始发土体采用洞内水平注浆方式进行加固，采用水煤气管，间距500×500mm，梅花型布置；盾构接收井土体采用20排ф600@500mm梅花形布置的旋喷桩。

为了确保盾构始发和到达时的施工安全以及各地层的稳定，以防止端头地层发生坍塌或漏水涌水等意外情况，必须对端头的土体进行加固处理。另外，盾构机吊入、吊出井必须满足吊机作业地面承载力要求。

4.2加固的原则和要求

（1）盾构进出洞端头土体加固的原则：

1）根据隧道埋深及盾构隧道穿越地层情况，确定加固方法和范围。

2）在充分考虑洞门破除时间和方法，选择合适的加固方法和范围，确保盾构机进出洞的安全和洞门破除的安全。

（2）加固要求

1）加固土体强度达到0.4Mpa；

2）渗透系数≤1.0×10-8cm/s。

4.3端头加固施工

4.3.1双重管旋喷桩施工工艺

（1）旋喷桩施工工艺

旋喷采用双重管高压喷射法施工，利用高压水、压缩风共同作用在喷嘴形成高速射流切割土体、砂层，同时由底部注入水泥浆，对其进行分选和置换。喷嘴作360°旋转并匀速提升，形成具有一定直径的旋喷桩。旋喷桩施工流程参见【图3.2——旋喷桩施工工艺流程图】。

图3.2——旋喷桩施工工艺流程图

（2）施工方法

1）钻机就位

钻机就位即将使用的钻机安置在设计的孔位上，使钻杆头对准孔位的中心。钻机就位后，必须作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。

2）钻孔

本工程拟采用地质钻机，钻孔的倾斜度不大于1%。

3）插管

钻孔完毕，拔出岩芯管，换上旋喷管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力不超过1Mpa。

4）喷射作业

旋喷前，要检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足要求，在注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，注浆管接头的密封圈必须良好。

喷射管达到预定深度后，由下而上进行喷射作业。喷射过程中，应时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数，并且随时做好记录，绘制作业过程曲线，旋喷注浆管的旋转和提升必须连续不中断，防止喷嘴被堵。

5）拔管、冲洗机具

喷射作业完成后，拔出喷射管。注浆管等机具设备冲洗干净，管内不得残存水泥浆。把浆液换成水，在地面上喷射，将泥浆泵、注浆管软管内的浆液全部排出，管内不得有残存水泥浆。

6）移动机具、回填注浆

把钻机等机具设备移动到新孔位上，进行下一钻孔的施工，并将作业完成的孔回填注浆。

（3）旋喷施工主要技术参数

1）压缩空气

压力0.7MPa，流量3m3/min，喷嘴间隙2～4mm；

2）水泥浆液

压力20～40MPa，流量80～120L/min，喷嘴孔径2～3mm；

3）注浆管

提升速度10～20cm/min，旋转速度10～20r/min，外径φ75。

4）水泥浆

水泥采用425号水泥，水灰比1.5:1。

（4）施工技术措施

1）施工前根据现场环境和地下埋设物的位置等情况，复核高压喷射注浆的设计孔位。施工前予先挖设排浆沟及泥浆池，施工过程中将废弃的冒浆液导入或排入泥浆池，沉淀凝结后运至场外存放或弃置。

2）旋喷桩相邻两桩施工间隔时间不小于48h，间隔不小于4～6m。

3）钻机安放保持水平，钻杆垂直，其倾斜度不得大于1.5%。施工前检查高压设备及管路系统，其压力和流量满足设计要求。注浆管和喷嘴内杂物清除干净，注浆管接头的密封圈良好。

4）正式施工前进行试桩，以确定合理的水压力，提升速度，浆液配比和压力等参数。

5）旋喷过程中保证桩体的连续性，若因故停止，第二次旋喷的接桩长度必须大于20cm。

6）施工中若出现大量冒浆，立即停止并采取措施。

7）钻孔位置和设计位置的偏差不大于50mm。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况均详细记录。

8）高压喷射注浆完毕，迅速拔出注浆管彻底清洗注浆管和注浆泵，防止凝固堵塞。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时在原孔位采用冒浆回灌或二次注浆等措施。

4.3.2水平注浆施工

（1）水平注浆施工工艺

参见【图3.3——水平注浆施工工艺流程图】。

图3.3——水平注浆施工工艺流程图

（2）注浆施工主要技术参数

参见【表3.1—钢花管注浆施工技术参数一览表】。

表3.1—钢花管注浆施工技术参数一览表

分类项目参数

成孔下管管距×排距1.4m×0.8m，桩间护壁钻孔

孔径52mm

管偏斜＜1%

钢花管钢花管长度5m（入土段长4m）

钢花管直径48mm

钢花管壁厚3mm

注浆浆液配合比（重量比）水泥：水＝1: 1

初注压力0.8～1.0MPa

终注压力1.8～2.0MPa

（3）施工技术措施

1）注浆材料采用P.o32.5普硅水泥，注浆时水灰比由大至小，先灌入较稀浆液，视地层吃浆量情况逐渐调整水灰比再灌入较稠浆液。

2）一个孔的注浆作业一般应连续进行到结束，不宜中断。如因机械故障被迫中断时，应排除故障尽快恢复注浆。恢复灌浆时一般从稀浆开始，逐渐调整至稠浆。

3）注浆应有专人记录浆液消耗、注浆时间、注浆压力。当注浆出现大量吃浆不止，长时间灌不结束的情况时，应检查原因，若是因地层裂缝原因造成，可调整水灰比采用稠浆灌注，并采用中断间歇注浆方法，若到此压力就发生冒浆或大量吃浆的，可在较低压力下结束。

4）注浆结束后应立即封闭阀门，拆卸清洗输浆管路。

5）待封孔后进行水平探孔试验以确定有无达到开孔要求。

4.3.3钻孔灌注桩施工

钻孔灌注桩施工工艺

钻孔灌注桩施工工序如下：

放线定点钻机就位钻孔至设计深度测量孔深吊放导管灌注商品混凝土成桩。

（1）施工准备

正式施工前应试钻，以确定施工工艺参数。

（2）测放桩位及复核

根据轴线基准点，测放出具体桩位，复核合格后方可进行钻孔施工。

（3）钻机就位

钻机应置于平整坚实的地面上，钻机就位时，钻头对好桩位，定位误差≤2cm。同时用经纬仪或线坠调整钻杆垂直度，也可利用机械自带垂直度调整系统控制。

（4）钻进、成孔

1）采用长螺旋钻机成孔，应根据地层变化及时调整钻进速度。钻进过程中，应采用人工和装载机配合随时清理孔口积土，钻到设计孔底后应空转3～5min，把孔底虚土清净。钻杆提出孔口时应小心操作，以免虚土掉入孔中。如果出现缩径情况，应将钻杆下入孔中再次钻进，直到孔径达到设计值。

2）为保证施工安全，防止相互干扰造成塌孔，钻孔时应采用桩位跳钻的施工方法。待混凝土强度达到80%后用三七灰土回填至地面标高。

（5）成孔验收

成孔后采用测绳检测孔深，采用吊线坠检测垂直度及虚土厚。

（6）灌注混凝土成桩

成孔后要及时灌注混凝土。灌注前在孔口放置护孔漏斗，混凝土通过漏斗、串筒灌入孔内，在混凝土灌注应连续进行。

第五节 盾构的始发（出洞）和接收（进洞）工艺

5.1 盾构的始发工艺

盾构机始发是指利用反力架及临时拼装起来的管片承受盾构机推力，盾构机在始发基座上向前推进，由始发洞门贯入地层，开始沿所定线路掘进的一系列作业。

盾构始发施工包括盾构掘进开始时的一连串作业，是盾构施工过程中开挖面稳定控制最难、工序最多、比较容易产生危险事故的环节，因此结合始发施工环境进行始发施工各个环节的准备工作至关重要。

盾构机始发段的掘进施工又称为试掘进施工，需对各种关键施工参数进行调整、优化，为正常段施工做好准备（盾构施工参数主要包括掘进速度、刀盘扭矩、土仓土压力、盾构总推力、出土量、注浆量、注浆压力、盾尾间隙等）。盾构机掘进前，先对各种施工参数进行计算，然后根据计算结果，设定施工参数。在施工中，根据设定施工参数的应用效果，结合地表监测的结果对各种参数进行调整、优化，使各项参数设定达到最佳状态。

5.1.1盾构机初始掘进的关键问题及对策

（1）盾构机初始掘进的关键问题：

1）保证安全破洞门。

2）始发定位准确。

3）防止管片错台下沉。

（2）对策

1）端头加固

根据端头位置的地质情况和以往的施工经验，始发端头加固采用旋喷桩和钻孔灌注素桩进行加固；接收端头采用旋喷桩注浆加固；风井风道两侧端头采用洞内水平注浆的方式进行加固。加固后保证了破洞时洞门稳定，也有效防止地面开挖面坍塌和控制地面沉降。

2）优化施工参数

A．同步注浆控制

控制同步注浆量和注浆压力。按理论计算，该段注浆量不应小于160%的建筑空隙；同时也要防止注浆压力过高而顶破覆土。

B. 盾构姿态控制

盾构机保持平稳推进，减少纠偏，减少对正面土体的扰动。

平面：控制在±50mm以内。

高程：控制在±25mm左右。

转角：控制刀盘转向，以免对土体产生较大的扰动。

速度：该段施工中推进速度控制在10mm/min，如推进速度过快，容易会引起正面土体挤压过大地面隆起。

C. 沉降控制

采用信息化施工，通过监测系统提供的监测数据，及时调整盾构穿越过程中施工参数，使盾构施工对地面影响降到最低。

3）始发前的施工测量、定位

出洞前，进行盾构机始发姿态测量、导轨姿态测量、反力架姿态测量、姿态初始测量、SLS-T导向系统初始测量等一系列的测量工作，以使盾构机准确就位。

同时开始收集隧道施工平面控制测量、高程控制测量、导向测量的原始数据，为今后的测量工作提供依据。

4）解决管片错台下沉问题的措施

A．保证洞门密封的效果，如洞口漏水现象严重由预设压浆管向洞圈周围内压注化学浆液。

B．严格控制盾尾注浆的质量；

C．洞门焊接导轨。

5.1.2试验掘进段参数的选择分析

（1）盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速的设定

盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速与盾构机的性能密切相关，同时也受工程地质及水文地质条件的影响。始发伊始，对参数设定首先要依据理论计算值进行设定，在始发完成后的试掘进阶段可对各种参数进行对比，调整推进速度与推力、刀盘转速与扭矩的关系式，定出推进速度和转速的范围。

在本始发段中，隧道洞身范围内地层主要为粉质粘土、粉土及粘土，由于处于始发掘进阶段，推进速度初始设定10～30mm/min，初始设定刀盘转速应小于1.0r/min。

（2）盾尾注浆压力分析与取值

添加剂压注及盾尾注浆压力主要是受地层的水土压力的影响，注浆压力的设定以能填满管片与开挖土层的间隙为原则。注浆压力的计算可参考规范中的公式并在施工过程中通过测试和试验来确定和优化参数，本工程穿越三元桥、热力方沟、居民区，浆液及其注入的效果直接关系到地面沉降，因此对注浆材料及注浆压力都有较高的要求。依据现有其它地区盾构法施工经验及北京地区已有盾构施工各种参数使用效果，初始盾尾注浆压力设定为0.2～0.25Mpa。

盾尾同步注浆理论量为每环2 m3,根据经验注浆时每环应按2.9m3～3.9m3控制。同时要求同步注浆速度必须与盾构推进速度一致。

（3）添加剂使用方案

在盾构施工中，添加剂的作用是：

1)减小旋转输送机的扭矩，降低刀盘温度；

2增强土体气密性、止水性，保证开挖面稳定；

3)与土体拌和均匀，使开挖土具有良好的流动性，增强土体可排性。

依据地层不同，有不同的添加剂使用方案。本工程始发阶段盾构穿越的地层为粉质粘土层和粘质粉土层。这样的粘性土地层，土的粘结力较大，在盾构掘进施工过程中，易造成粘性土附着于刀盘上正反面形成泥饼造成刀盘扭矩增大，或者土体进入土仓后被压密固化，造成开挖、排土均无法进行的情况。此时一方面可通过刀盘上的添加剂注入孔向刀盘前方的土体注入3％～5％的泡沫和适量的水，在增加其流动性的同时，降低其粘着性，防止开挖土附着于刀头或土室内壁。另一方面粘土被切削进入土仓内后，通过土仓上的添加剂注入孔向土仓内注入泡沫并利用刀盘上的搅拌装置加以搅拌，使泡沫与切削土充分混合，以增加土的气密性和可排性。泡沫的总注入量控制在土体切削量的10％以内。此外，还可通过螺旋输送机上的添加剂注入孔向仓内注入适量的清水或注入压缩空气，以增加土体的和流动性，减小土的摩擦力，使土能经螺旋输送机顺利排出。

添加剂注入量：

刀盘前：约3％～5％的理论开挖量

密封仓：约5%的理论开挖量

添加剂注入压力：需控制参数为刀盘前的注入压力，以平衡开挖面的水压力为宜。在本区段内设定注入压力初始设定为0.15～0.2MPa。

（4）洞口密封处压浆

洞口密封处的充填注浆采取盾尾同步注浆装置注单液浆充填。待盾尾到达洞口位置时，拉紧洞口密封圈，保证浆液不溢出洞口。

5.2 盾构的接收工艺

盾构接收段施工是指盾构机刀盘距进站口50m至盾构机进入车站并完全推上接收基座的施工过程。其施工内容主要包括端头土体加固、接收设施的设计制作与安装、接收段掘进、洞口凿除等。端头土体加固的施工应在盾构接收前应提前完成。

5.2.1盾构接收前盾构姿态和线形测量

盾构机接收前80m地段即加强盾构姿态和隧道线形测量，及时纠正偏差确保盾构顺利地进站。当盾构掘进至接收前25m左右时应再次进行盾构姿态和隧道线形测量，测量内容有：定向、主导线、测量管片位置和走向偏差。

通过测量，对接收前的地段加强盾构掘进的轴线控制，使盾构机进站时其切口平面偏差满足：平面≤±25mm，高程≤±20mm； 盾构机进站时其切口平面偏差允许值：平面≤±50mm，高程≤±20mm,盾构坡度比设计坡度略大0.2%。到站所有测量数据须报测量监理单位复核验正。

5.2.2盾构到达段掘进

盾构机进入接收段后，应减小推力、降低推进速度和刀盘转速，控制出土量并时刻监视土仓压力值,土压的设定值应逐渐减小，避免较大的推力影响洞门范围内土体的稳定。盾构接收掘进可为四个阶段，在这几个阶段中，应采取不同的施工参数及控制侧重点不同。

（1）盾构过渡段掘进(进入土体加固区前30m～8m)

过渡段的掘进速度和土仓压力与正常段掘进一样，按常规控制，但此段施工应侧重加强注意调整盾构机的姿态，使盾构机的掘进方向尽量与原设计轴线方向一致,并且要在出洞前的20米处，使盾构机保持水平姿态前进或略微仰头姿态前进，保证出洞时正常接收，掘进时的轴线偏差应控制在±20mm范围内。

（2）进站的第一阶段（进入土体加固区8m～2m）

盾构机进入加固区后，掘进速度由原来正常段的20～30mm/min减至5～10mm/min，土仓压力由原来的1.5～2.0bar减至0.3～0.5bar。尽量减少对洞口的影响。压力值大约与水压相等。应在密切监控地表和洞口的情况下逐步减少压力。

（3）进站的第二阶段（进入土体加固区2m～20cm）

由于不能确定开挖时的最小土仓压力，因此在开挖过程中只能根据地质等情况使压力最小。此阶段速度一般为1～5mm/min。当盾构机接近洞口30cm～20cm时，应停止推进。

（4）进站的第三个阶段（第二阶段完成至盾构机进入车站露出）

盾构机继续前进并拼装管片，将围护结构推倒，此阶段的速度根据实际情况决定，应无压力，刀盘停止转动。此后清除坍塌下来的土体，盾构机继续推进，通过密封环后立即拉紧密封环的钢丝索，清除密封舱内的泥土。在停机后要对盾构中心进行测量，看是否满足贯通精度的要求。

5.2.3盾构机接收

为确保盾构机从接收井的预留洞口穿出，该阶段的掘进将遵守以下原则：

（1）掘进速度逐渐放慢，掘进推力相应减少。

（2）增加盾构机测量次数，并根据洞口实际位置不断校准盾构机掘进方向。

（3）加大地面监测频率，并依椐监测结果及时调整掘进参数。

（4）站内派人对洞门位置进行值班监视。

为迎接盾构机到达，应在到达洞口前做好如下准备：

(1) 安装洞门密封装置。

(2) 安装盾构机接收基座，接收基座与始发基座相同。

(3) 铺设盾构机移动基座的轨道。

(4) 部分凿除洞门处的围护结构。

(5) 在到达洞口内侧准备好砂袋、水泵、水管、方木、风炮等应急物资和工具。

(6) 准备好通讯联络工具。

(7) 准备好照明设备。

上述设备与材料需预先运入，故到时需与接收井承包商相互协调。以上准备工作完成后，盾构机才可进行最后的到达段掘进。

第六节 盾构推进的实际参数及合理参数

盾构在推进过程中施工参数会不断地变化，根据不同的地层和添加剂进行调整，在施工过程中要严格注意进土与出土的匹配情况，必要时进行适当的调整。

参见【表3.2—盾构推进主要参数实际控制值】

表3.2盾构推进主要参数实际控制值

盾构推进主要参数实际控制值

1、纵向千斤顶总推力/分组推力（KN）10000KN/100～2000KN

2、刀盘扭矩（一般/最大BAR）200～240/260KN·m

3、盾构推进一般和最大速度（cm/min）一般速度6～7 cm/min，最大速度8 cm/min

4、盾构隧道与设计轴线的最大偏差/mm50mm

5、密封仓土压力控制（与设定值的偏差/MPa）0.06～0.2

6、管片拼装（一般和最快min/环）一般20min/环，最快15 min/环

7、加泥/泡沫（一般/最大kg/环）25～33L/环

8、盾尾密封油脂（一般/最大kg/环）一般10kg/环，最大20kg/环

第七节 盾构姿态控制统计分析

地铁工程的施工测量不同于一般工程的工程测量，施测的周围环境和条件复杂，要求的施测精度相当高，因此，必须精心组织实施。

7.1施工测量要求

（1）为确保地铁测量精度，我方将抽调具有地铁测量经验的测量工程师和有测量上岗证的测量员组成项目测量组，配有高精度仪器。

（2）开工前，根据甲方提供的测量数据资料，布设地面施工控制网点将两施工井联系起来构成本区间独立控制网并与相邻区间控制网保持统一。其中导线网点按地面四等平面控制测量技术要求控制，高程按地面二等水准技术要求控制。测量成果报监理业主检测。

（3）施工现场的所有的测量主控制点均由我单位技术部测量组组织二级复核。

（4）实行定期校核制度，每个月对施工控制点进行一次校核，发现问题及时调整。

（5）每施工放样点都必须经过换人检测无误后才可定点并书面移交下道工序。

（6）做好测量记录工作。

7.2控制测量基本原则

⑴ 地铁工程测量施测环境复杂，精度要求高，采用三角网进行测量。

⑵ 布设足够的控制点，并精心做好标记，加强对控制点的保护和检查。

⑶ 保证测量精度，配备先进的测量仪器，使用先进的测量技术。

⑷ 负责保存好本合同段内全部的三角网点、水准网点和自己布设的控制点，防止移动和损坏，一旦发生损坏，及时报告监理，并协商补救措施，及时处理。

⑸ 全部的控制点三维坐标经监理工程师检查合格后，才能开展后序工作。

⑹ 严格按照相关技术规范要求进行测量工作，并做好测量资料的管理。

7.3控制测量

7.3.1平面控制测量

根据业主提供的工程定位资料和测量标志资料，对所移交的导线网、水准网及其他控制点用精密导线方式进行复测；同时放线设置施工过程中使用的固定桩，并将测量成果书报请监理工程师及业主审批。

(1)．引测近井导线点

利用业主及监理批准的测量成果，以最近的导线点为基点，引测至少三个导线点至每个端头井附近，布设成三角形，形成闭合导线网。

(2)．引测近井水准点

利用业主及监理批准的水准网，以最近的水准点为基点，将水准点引测至端头井附近，测量等级达到国家二级。每个端头井附近至少布设两个埋设稳定的测点，以便相互校核。

7.3.2高程控制测量

以首级控制水准网为基准设加密水准网，并且联测到相临标段所使用的水准控制点一个以上。将水准网布成附合线路，往返观测，附和闭合差应≤±8mm（L为附和线的路线长度，以公里计算），使用精密水准仪、铟钢尺按照国家二等水准测量方法的精度指标均将高程传到地下。如【图3.4—高程控制测量示意图】：

图3.4高程控制测量示意图

精密水准点的埋设采用混凝土普通标石，一定要稳定、便于保护、不易破坏，其规格按《城市测量规范》有关要求确定。传递高程时，每次独立观测三测回，每测回测得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm。取三次观测的平均值作为地下水准点的高程。

7.3.3联系测量

联系测量是将地面测量数据传递到隧道内，以便指导隧道施工。具体方法是将施工控制点通过布设趋近导线和趋近水准路线，建立近井点，再通过近井点把平面和高程控制点引入车站底板上，为隧道开挖提供井下平面和高程依据。

(1)．平面坐标传递

平面坐标传递和定向测量同时作业，主要是通过竖井将方位、坐标从地面上的控制点传递到地下控制点。

本标段采用盾构法施工，根据施工现场的条件，为保证测量精度和优化现场作业，施工联系测量均采用全站仪进行投点，传递时采用三角网传递，我们在本标段用的仪器是全自动测量全站仪，本仪器对仰角和俯角都有自动补偿，测量精度满足施工要求。传递示意图如【图3.5—平面坐标传递测量示意图】：

图3.5—平面坐标传递测量示意图

在盾构施工期间，为提高地下控制测量精度，保证隧道准确贯通，应根据工程施工进度，在每个区间应进行至少三次联系测量。

7.3.4地下控制测量

(1)．地下平面控制测量

为了消除和减弱折光差对横向贯通误差的影响，将洞内控制导线点布设在隧道的两侧稳定的衬砌环片上，交叉前延。点位采用强制对中托架，在通视条件允许的情况下，每约100米布设一点，曲线段适当缩短点距。以车站内逐次重复定向测量成果的加权平均值建立的基线边为坐标和方位角的起算依据。观测采用全站仪进行测量，用全圆法趋近导线测量用Ⅰ级全站仪进行测量，测角四测回(左、右角各两测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于4″)，测边往返观测各二测回。其观测方法和精度应符合二级或以上导线的技术要求。

盾构掘进时，盾构机身后有较长的后配套，测量控制点无法做在此范围隧道两侧，可以把控制点以吊篮的形式固定在隧道的顶部，仪器及后视棱镜采用强制归心。将自动导向系统的全站仪安置在其上，与盾构机自带的激光导向系统连接指导盾构机掘进。

(2)．地下高程控制测量

地下高程测量以车站传递的水准点为基准点，隧道直线段每隔100m左右布设一个固定水准点，曲线段每隔50m左右布设一个。测量时可采用精密水准仪及其水准尺进行往返观测，相邻测点往返测闭合差≤3mm，全程闭合差≤6mm（L为全程长度，单位：Km）。

(3)．盾构掘进施工测量

1）盾构机姿态和衬砌环片的测量

盾构掘进时为优化掘进参数需对盾构机姿态和衬砌环片进行测量。由于选配了VMT公司先进的测量导向系统，盾构机掘进的过程中能时时地测出盾构机的瞬间姿态。为保证盾构机姿态的准确无误，需对盾构机姿态进行复测。盾构机姿态测量是以隧道里的导线点为依据，利用全站仪及其辅助工具，测出布设在盾构机上特殊测点的三维坐标，计算出盾构机的姿态，包括俯仰、旋转、平面和高程，观测值与盾构机此时的理论值相比较，将其差值反馈给盾构操作人员，调整其参数，从而指导掘进。

衬砌环片的测量包括测量衬砌环的中心偏差、环的椭圆度等，利用全站仪及其辅助工具，通过测出环片上一些特征点的三维坐标，从而通过几何计算确定环片安装位置的正确性，并为安装人员提供操作校正参数。

2）成型环片的测量

成型环片的测量主要测定环片安装位置是否符合设计要求。具体方法是使用全站仪的五反射测量模式测得成型环片一周的七个点的坐标，通过相应的计算软件换算出成型环片中心的坐标，用水准仪及水准尺测其高程，通过已测的数值与隧道线路的设计值相比，便可得成型环片平面和高程的偏差，为以后竣工和铺轨提供依据。

3）盾构机导向系统

盾构机的导向系统如下图所示：

图3.6—盾构机导向系统示意图

盾构机导向系统是传统测量与计算机的完美结合体，在盾构机掘进过程中有测量机器人在激光导向程序的控制下自动采集数据，将光信号转换成电信号传递到控制箱。盾构机前端有一光靶，他的作用是接受测量机器人传递过来的信号，自动计算出盾构机的水平和竖直、旋转角度将这些数据传送到控制箱。控制箱将两个数据送到计算机上，通过VMT—S计算出盾构机的实际三维坐标。在盾构机掘进前计算出隧道的设计轴线，将这些数据提前导入VMT—S中，这样将形成一个设计隧道轴线坐标系。通过VMT—S系统将盾构机的实际三维坐标和设计隧道轴线坐标系相比较就得出盾构机在掘进时的动态位置（如下图）。

图3.7—设计坐标系示意图

图3.8—盾构机姿态示意图

上图中显示的是在这一时刻的盾构机姿态，盾构机操作手可以看着盾构姿态和导向系统提供的相关参数来控制盾构机的掘进方向。

7.4 隧道贯通测量

本标段的区间隧道长度在2500m左右，在隧道贯通前约50米要增加施工测量的次数，并对控制导线进行全线复测，对观测值严密平差，保证隧道贯通。

隧道贯通后，从隧道两端向贯通面进行二等导线测量，分析在贯通面上的贯通误差。在做贯通测量时应将联测地上、车站、隧道导线网、水准网，并进行严密平差，为竣工和铺轨提供高精度的控制点和准确的水准点。

7.5 竣工测量

7.5.1线路中线测量

以施工控制导线点为依据，布设隧道内中线点，中线点的间距直线上平均100m，曲线上恢复所有的曲线元素点。区间各施工控制中线点组成附合导线。中线点组成的导线应采用全站仪进行观测，并对观测值进行平差，将成果上报相关单位。

7.5.2隧道净空断面测量

以测定的线路中线点为依据，直线段每6米，曲线上包括曲线要素点每4.5米测设一个结构横断面，结构横断面可采用全站仪测量，测定端面里程误差允许为±50 mm，断面测量精度为±10mm。

7.6 测量施工组织

为做好盾构施工测量工作，保证盾构机准确进入起吊井，做到盾构施工万无一失，选派有经验的测量专业人员组成盾构施工测量技术领导班子，专门领导和研究盾构施工测量技术工作，及盾构施工测量中出现的各种问题。

测量仪器选用性能稳定、精度高的进口全站仪及其配套的辅助设备。所有的仪器和工具都严格按照国家计量法进行检定。

第八节 管片拼装质量控制统计分析

管片衬砌作为盾构隧道工程最重要的主体结构，其拼装质量的好坏直接影响着盾构隧道工程的质量。

本程中采用了标准环+左右楔型环作为管片衬砌，管片外径6000mm，内径5400mm，每环管片长度1200mm，管片采用“3A+2B+1C（楔块）”错缝拼装，管片接缝采用弹性密封防水，弹性密封为三元乙丙橡胶和水膨胀橡胶止水条。

8.1管片拼装位置确定

管片在使用时必须预先根据盾构机的位置及盾尾间隙大小选定管片的拼装位置，管片的拼装依据主要有以下两条，在管片拼装分析时要综合分析确定，缺一不可。

8.1.1 盾尾法面和管片法面的相互关系

管片拼装的总原则是拼装的管片与盾尾的构造方向应尽量保持一致。

8.1.2 管片拼装前后管片外表面与盾壳内面的间隙

在盾构机尾部设有三道密封刷，用于保证在施工过程中不会有水土进入隧道，在盾构机掘进的同时，将向密封刷补充油脂，确保盾构机密封性能，在密封刷前端设有保护块用于保护密封刷不受损害，如果盾尾间隙过小，在管片脱出盾尾时，将产生较大变形，影响成型隧道的质量；同时，过小的盾尾间隙也将直接损坏盾构机的密封刷。

8.2 管片拼装施工要求

为保证管片拼装质量及施工进度，施工时必严格按照如下要求进行管片拼装的施工：

1) 为加快拼装施工速度，必须保证管片在掘进施工完成前10分钟进入拼装区，以便为下一步施工做好准备；另外，为保证管片在掘进过程中不被泥土污染，也不宜提前将管片备好。

2) 在拼装过程中要清除盾尾拼装部位的垃圾，同时必须注意管片定位的正确，尤其是第一块管片的定位会影响整环管片拼装质量及与盾构的相对位置，尽量做到对称。

3) 管片拼装要严格控制好环面的平整度及拼装环的椭圆度。

4) 每块管片拼装完后，要及时靠拢千斤顶，以防盾构后退及管片移位，在每环衬砌拼装结束后及时拧紧连接衬砌的纵、环向螺栓，在该衬砌脱出盾尾后，应再次拧紧纵、环向螺栓。

5) 封顶块防水密封垫应在拼装前涂润滑剂，以减少插入时密封垫间的摩阻力，必要时设置尼龙绳或帆布衬里，以限制插入时橡胶条的延伸。

6) 在管片拼装的过程中如果需要调整管片之间的的位置，不能在管片轴向受力时进行调整，以防止损坏防水橡胶条。

8.3管片拼装质量要求

1）选取管片时要多方面考虑，选取管片时也要本着“勤纠偏、小纠偏”的原则进行，以减小片拼装时的错台。

2）确保质量合格、管片类型符合工程师指令的管片才准进洞。

3）严格按指定的拼装工艺进行拼装。

4）拼装过程中经尺量管片错台符合拼装要求后，再将管片就位。

5）管片安装前应对管片安装区进行清理，清除如污泥、污水，保证安装区及管片相接面的清洁，重点清理管片的环、纵接缝面。

6）严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩。

7）管片安装质量应以满足设计要求的隧道轴线偏差和有关规范要求的椭圆度及环、纵缝错台标准进行控制。拼装时要综合考虑隧道线路要求和盾尾间隙，合理选择管片拼装点位。

第九节 同步注浆、补注浆的浆液类型、配比和注浆工艺及参数

同步注浆（同一环）

1、浆液类型惰性浆液

2、浆液配比砂800kg、粉煤灰240kg、膨润土64kg、水300kg

3、注浆压力/MPa0.35～0.4

4、注浆量/m32.8～3.8

5、注浆结束标准达到要求注浆压力

补注浆（同一环）

1、浆液类型双液浆

2、浆液配比水泥：水玻璃＝1：1

3、注浆压力/MPa0.3

4、注浆量/m31.0～2.0

5、注浆结束标准以设定压力注浆，直到注不进为止

6、注浆次数2

第十节 刀具、刀盘的磨损、损耗特征、规律

10.1 刀具更换的标准

刀具磨损的标准是：周边刀磨损量为5～10mm，齿刀磨损量为15～20mm。根据这一标准。在刀具更换的同时，工作人员必须检查一下螺栓是否完好。

10.2 刀具的损耗特征、规律

刀具在一般土层下掘进500~700m即达到磨损标准，在砂层或卵石层中掘进100m左右即达到磨损标准。需对土样进行观查，若发现添加剂加入正常，而出入较热，可初步判定刀具有磨损；施工参数异常，推进速度与出土速度不成比例或推进时扭矩较大，也可初步判定刀具有磨损，可开仓对刀盘的刀具进行检查。

第十一节 长距离推进的换刀

换刀可分为两种方式：一种是常压开仓换刀，适用于盾构到达竖井等刀盘前无土压情况下；一种是加压开仓换刀，适用于盾构在正常掘进过程中，在前方有一定土压力的情况下。

刀具更换的程序和方法

进舱前，每次进舱准备10～15把齿刀，还要求准备M36、M34及M32的螺栓若干和SW36的套筒及加力杆。

每次更换时，工作人员先将刀具周围的泥土清掉，保证有一定的工作空间。由刀盘外侧向内逐个检查刀具的磨损情况，确定需要更换时，用对应标号的刀具进行替换。用套筒及加力杆卸下固定螺栓，将拆下的螺栓及附件放入随身携带的工具袋内，以防丢失。将换下的刀具递到人闸内，同时将固定螺栓和固定座用水清洗干净，并检查一下是否有裂纹，如有裂纹必须更换新螺栓，以确保新装刀具有足够的固定强度。将新的刀具按原来的位置安装好，并将固定螺栓拧紧。每次带一批刀具和螺栓进舱，每批刀具换完后，把废刀具和没有安装的新刀放进料闸内。与此同时操作手转动刀盘。工作人员通过料闸把下一批刀具送入土舱内，再继续更换下一组刀具。每换完一批后，由值班机械工程师检查一遍安装质量，并检查是否有漏掉的或者没有固定好的。机械工程师确认无误后方可继续作业。更换速度按实际情况定，必须以保证安装质量为前提。

第十二节 盾构施工进度指标

根据业主提供的工期合理安排施工进度，平均每个月掘进400m。

第十三节 盾构始发至接收的一次最大施工长度及统计分析

盾构由三元桥站始发，施工掘进1100m后发现施工参数异常，于是决定开仓检查刀具，发现刀具耐磨有较大磨损，需对刀具进行部分更换。当时盾构机地面上方为公园，且地层中含水量不大，采用常压开仓检查并更换刀具。此次更换刀具共计40把，其中周边刀8把，齿刀32把。

第十四节 盾构隧道防水

14.1管片的防水

盾构隧道渗漏水的位置主要在管片的接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和螺栓孔等。其中以管片接缝处为防水重点。通常接缝防水的对策是使用密封材料，靠弹性压密，以接触面压应力来止水。

管片防水措施主要有：

（1）管片结构的自防水结构是首选的防水措施，主要方法为管片材料采用防水混凝土。地铁结构物一般用普通防水混凝土，而盾构隧道衬砌由预制管片拼装而成，多用外加剂防水混凝土，抗渗可达S12以上。渗水量，包括接缝渗水小于0.1L/m2/d。

（2）管片接缝防水管片接缝防水主要采用弹性密封垫防水。

第十五节 监控量测

北京地铁机场线工程盾构区间地处东直门-三元桥之间，贯穿三元桥、机场高速路、东直门斜街等城区，沿线工程地质水文条件复杂多变，地表多为危旧民宅和公交车站，道路交通繁忙，地下管线密集且纵横交错，沿途还有三元桥、公园、亮马河等重点建筑。在盾构施工过程中必须通过严格控制施工技术参数，确保隧道沿线两侧的重要建筑物以及民用建筑的安全，使盾构顺利通过危险源。加强监测周边环境情况，并分析其盾构机影响范围和影响程度，对盾构安全掘进是非常重要的。

一、施工监控量测的主要目的是：

盾构的工法有别于传统的施工方法，根据盾构机的工作环境及其工艺特点，必须了解盾构机通过时对其周边的影响情况。

（1）通过监控量测采集各个施工阶段的数据，通过对监测数据的分析及回归，隧道环片的动态变化，及时将分析成果化为施工指令，反映到盾构掘进施工中以保障施工过程时时处在安全状态。

（2）通过对监测数据处理分析结合相关的施工实际情况，得出地面以及隧道成型环片变化的原因，及时采取相应的措施确保地面交通顺畅，地面建（构）筑物的正常使用，以及保证隧道的限界和质量。

（3）通过实际的测量结果来检验理论于实际之间的差异，并把监测结果分析后及时反馈给设计以便修改设计、指导施工。

（4）通过监控量测及时反映出盾构隧道上方沉降槽区域的沉降情况，及时反映到施工中防止地面出现较大沉陷。

（5）通过监控量测了解该工程条件下的施工情况，反映出的一些地下施工规律和特点，为今后类似工程或相关工艺的发展提供借鉴、依据和指导作用。

为确保施工期间结构及建筑物的稳定和安全，根据设计要求结合隧道通过的地质条件，支护类型，施工方法等特点，本工程的监测项目为：

二、地面沉降监测

对地面监控量测，采用精密水准测量，严格按照国家二等水准测量的技术要求，一般我们在监测中采用二等闭合水准路线。在盾构施工中地面的主要监测，盾构掘进过程中引起的地表沉降和地面变形情况。我们在施工开始前两月，在地表沿隧道线路埋设监测点，监测点的埋设见下图。在隧道沿线，布设监测基准点，监测基准点一定要按照监测规范要求执行，在地表沉降区域50米外埋设基准点，这些基准点要与国家水准基点形成水准网，便于对水准基准点进行复核。用精密水准仪进行地面沉降的量测。根据监测结果进行分析，判断盾构掘进对地表沉降的影响。

监测点布置原则：监测点布置在地面隧道上方，监测断面垂直于线路方向,在中线的两侧18m范围内布置测点，由于隧道沿线有的地面有密集的房屋，地表监测断面无法满足设计要求的在隧道的上方沿隧道方向每30m布设一断面，只能在隧道上方地面的每一胡同处布置监测断面胡同间距一般70 m-40 m左右，布置的监测断面间距最长60m，最短22m，为了保证盾构施工时地面安全，采取加强地面监测，地表沉降情况联系地表建筑物监测的数据来分析，达到及时掌握地表变化的目的。

图3.9 横断面监测布点图

埋设方法：用全战仪以线路沿线地面导线为依据精确定位地面监测点位，用冲击钻活水钻在所需埋设的点位上钻孔φ50～100 mm。在孔中放入φ22mm长约500mm的钢筋，钢筋顶端为圆面微露地面5mm～10mm，钢筋周围用速凝砂浆或胶状物等填充物填实。

监测频率：小于盾构机刀尖前20 m后30 m 2次/1天，大于盾构机刀尖后50 m 1次/2天，大于50 m 1次/1周

量测精度：±0.2 mm。

使用仪器： 精密水准仪、铟钢尺、全站仪。

地面沉降超过警戒值时相应措施：当地表沉降速度过大时，要增加监测频率，必要时停工检查原因，及时加强壁后注浆和二次补浆和加固地层的措施保证施工安全。

三、地面建、构筑物变形监测

监测方法：主要监测建筑物的不均匀沉降、水平位移。用精密水准仪和全站仪进行监测。在施工过程中注意观测房屋的裂缝情况，根据监控量测采集的数据，进行分析最终的出的结果来判断建筑物的变形和沉降情况，以便修正施工参数，起到指导施工的作用。

测点布置原则：对距隧道中线20米-30米以内的房屋进行监测，在建筑物的承重柱和墙及拐角位置布置测点，每一栋建筑物不少于4点，整个标段共布房屋监测点600个。

监测频率：小于盾构机刀尖前20米后30米 2次/1天，大于盾构机刀尖后50米 1次/2天，大于50米1次/1周。

量测精度：±0.2mm。

使用仪器：精密水准仪、铟钢尺，全站仪。

建筑物沉降超过警戒值时相应措施：当建筑物的变形超过+10mm，-30mm时，加快监测频率，及时采取改变土仓内土压和增加注浆量及加固地层等措施，必要时，对既有建筑物的基础采取加固措施，视实际情况制定相关补充方案和措施。

图3.10 建筑物监测测点布置示意图

四、盾构隧道收敛和拱顶下沉

监测方法：主要监测盾构隧道的成型环片的收敛和拱顶下沉情况，监测方法是用收敛仪和精密水准仪直接量测。

测点布置原则：隧道收敛和拱顶下沉测点在同一断面，沿隧道方向1断面/10m，隧道收敛和拱顶下沉测点布置如图所示。

图3.11 洞内收敛及拱顶下沉测点布置图

监测频率：当台车尾部与该环片间距小于10米时，1次/天；当台车尾部与该环片间距小于30米时，1次/2天；当台车尾部与该环片间距大于30米时，1次/周。

量测精度：±0.5mm。

使用仪器：收敛仪、精密水准仪、铟钢尺。

相应对策：当洞内收敛和拱顶下沉过大，需要加大监测频率，必要时停工检查原因，采取加设支撑、处理地层的方式保证施工安全。

五、监测数据总体概述与分析

1、地面沉降

本标段地面沉降没有超限本标段监测没有超限的监测点，整个标段经过统计地表监测点位平均沉降量在30mm左右，下面是对地表监测断面在盾构机掘进期间及掘进结束后的监测数据及其图表分析情况。下图是随时间变化第一沉降槽的变化趋势：

图3.12第一沉降槽曲线图

由上图看到在整体沉降中，在盾构机盾尾处沉降量最大，所以在这个时间段一定要加强监测。

点名5-15-25-35-45-55-65-75-85-95-105-11

沉降量-0.30-0.90-1.30-1.73-2.10-2.30-2.40-1.93-1.3-0.30-0.30

对上表中数据进行分析，画出曲线图

垂直于隧道轴线监测点的沉降曲线

从垂直于隧道轴线监测点的沉降曲线图可以清楚的看到地表沉降明显是一个沉降槽，隧道正上方沉降量最大，隧道中线两侧慢慢变小。

图3.13 地面房屋监测点监测成果表隧道周边建（构）筑物沉降数据分析

隧道周边建（构）筑物沉降曲线图

从上图中可看到隧道周边建（构）筑物的沉降可以得到控制。根据隧道施工图3.14 地面房屋监测点监测成果表隧道周边建（构）筑物沉降数据分析

情况，调整掘进参数，在盾构机通过隧道上方或周边有建筑物时，可以有效地控制周边建（构）筑物沉降量在规范之内。

为了更好地研究盾构机掘进时对周边环境影响范围，对各个不同地层进行分析监测数据，研究盾构机通过时对周围环境的影响范围，盾构机在掘进过程中在纵向和横向两个方向都有影响，为了清楚它的影响范围以及影响程度，必须对监测数据进行分析。对数据的分析分两种情况：1、分析各测点沉降与盾构机相对位置的变化规律，进而确定盾构施工时的纵向影响范围；2、采用回归分析法分析沉降槽和盾构机相对位置的变化规律，进而确定最大的影响范围和最大沉降值。

粘土层：

图3.15 断面点变化量~时间关系曲线图

通过以上的各种关系图可以看出盾构机在掘进过程中地表变化的趋势为：在粘土层段盾构机在没有到达前15m时粘土层段开始微有上升的趋势，上升的量不大，不超过2mm，在盾构机到达时开始下降直至盾构机过后20m开始趋于稳定，最大沉降量不超过7mm。

卵石层：

砂砾卵石层，此段盾构机是叩头掘进，平均覆土厚度为16m，在该地层选取K0+762里程的断面的监测数据进行分析：

图3.16 断面G点时间变化曲线图

断面的地表沉降关系图可以看出盾构机在掘进过程中地表变化的趋势为：在砂层段盾构机在没有到达前时没有上升趋势，在前20m时有下降的趋势，直至盾构机过后20米开始趋于稳定。最大沉降量在16mm 。

盾构掘进时土压力对盾构机前面土体的影响有着密切的关系，结合各监测断面的时间曲线图与上图中盾构掘进时土压力进行分析，盾构机掘进时土压建立的大小与盾构机到达时之前地表的沉降量有一定的规律，从土压曲线图可以看出，盾构机掘进时在粘土层里的平均土压为2.3bar，在砂层和卵石层中的平均土压为1.2bar左右，盾构机在粘土层里掘进的土压比在卵石层和砂层里掘进的土压高出1bar左右，而在盾构机到达之前前面土体有隆起的趋势但量很小，粘土层段地表隆起的量比卵石层要大，粘土层隆起达2mm，卵石层只有1mm左右，砂层几乎没有隆起的这一过程。产生这一现象的主要原因是因为在粘土层密实性好掘进时比卵石层和砂层中土仓里的水因土压作用不易散失，能使土压建立较高，从而对盾构机前面的土体产生推力以至使地表隆起。粘土层的土压高对前面土体的推力大所以隆起量比卵石层要大。综上所述，盾构机掘进时平均土压建立在1bar-2.3bar之间是符合北京地层的。

以上分析都是采用现场采集的数据，它的横向影响范围只反应了监测时布设的宽度，不能反应出在某一时间段实际应该影响的范围，变化程度也是实际所发生的，只有对这些数据进行回归分析才能掌握相关规律。

从曲线图可以清楚地看到，每一段面的沉降量都不同，与各段的地质等情况有关。最大沉降量的曲线是在隧道正上方处有防空洞，而最小的是在盾构机掘进前对这段地层进行了加固。从曲线图就能看出盾构施工的整个过程当中，监控量测对盾构机的掘进参数指导作用。通过对监测数据的分析，从以上分析的各种图表可以得出：（1）盾构施工能有效控制地表沉降，对地表影响较小；（2）盾构施工时隧道中心地表沉降最大往隧道两侧慢慢变小；（3）盾构机在掘进过程中离刀盘前10m左右的地表稍有隆起，在+5mm左右，盾构机盾尾通过后此处地表沉降变化最大，它的变化量占该点总沉降量的三分之二。

施工监控量测对施工具有重要的是指导意义，监测与施工紧密的结合在一起，监控量测的设计要求与现场施工监测存在较大的差异，所以我们要根据现场施工条件与设计要求相互结合，制定出最佳的监控量测方案，使得监控量测做到“安全监控、设计反馈和指导施工”。

第十六节 运输组织

16.1 工作流程

图3.17—— 运输系统流程图

运输系统由地面运输系统和地下（隧道内）运输系统组成。地面运输系统主要包括龙门吊、管片运输车、渣土车和装载机。地下运输系统主要指轨道运输列车。运输系统的主要作用是将掘进需要的材料（管片、浆液、型钢、钢轨、油脂、泡沫剂等）运到隧道内的掘进现场，并将掘进排出的渣土等运到地面，其运输流程参见【图3.17—— 运输系统流程图】。

16.2 运输能力需求

运输系统是影响盾构掘进速度的重要环节，盾构施工运输系统由地面运输系统和地下（隧道）运输系统组成。地面运输系统主要包括龙门吊、管片运输车、渣土车和挖掘机；地下运输系统主要指轨道运输列车。运输系统的主要作用是将掘进需要的材料（管片、浆液、型钢、钢轨、油脂、泡沫剂等）运到隧道掘进工作面，并将掘进排出的渣土等运到地面。

本工程使用的管片外径为6000mm，环宽为1200mm。盾构机刀盘的直径为6200mm，每环的出土量

V=kπl (D/2)2

K—可松性系数,取1.3～1.4；

D—盾构机直径；

l—管片环宽

代入计算式计算出每环出土量约为47m3 ，在运输组织设计中，按1.4考虑，出土按50 m3考虑。

隧道内配置3列运输列车（参见【图3.18——左线隧道掘进时列车编组示意图】），第一、二列车由5辆土斗车和1辆牵引机车组成，总长约25m。第三列车由2辆管片车、1辆浆液车和1辆牵引机车组成，总长约16m。

隧道弃渣通过皮带输送机装入渣斗后，由电瓶车牵引至工作井口，再由地面15T龙门吊提升至地面，卸渣于渣土存放区内，由挖掘机将渣土直接从渣土存放区装至全封闭运土车上，倒运至弃土场废弃。

图3.18——左线隧道掘进时列车编组示意图

16.3 配置运输系统能力的检算

在运输系统的配置上，必须保证盾构掘进速度。掘进速度按最大12m/天，每天工作24小时计算，即每环的循环时间为144min。

最大运输能力按本区间隧道运输距离最远计算，即以盾构隧道最长距离（此处暂取2560m）计算，隧道为双线轨道，盾构机内为单线轨道，出土车按两列车共10节土斗车运完一环的出土量。

每个循环时间检算如下：

（1）电瓶车的行车速度为10～15km/h，按平均速度12km/h计算，即200m/min。当最大运距为2.2km时需时约11min；

吊一斗渣土需要时间约为5min，一列渣土车共5个斗，需要30min，同样另一列车返回时间约为11min；考虑列车编组调车时间9min，故列车一个往返的运行时间约为20min。

（2）管片拼装和注浆

当掘进完成后即开始进行管片拼装，管片拼装时间控制为40min。注浆作业不占用盾构推进作业循环时间。

（3）掘进（装渣）作业

盾构机设计最大掘进速度为8cm/min，掘进时间按平均4cm/min，则每环掘进时间为30min，考虑到出土中间要换车出土，所以掘进时间定为40min。

（4）管片吊运和浆液运输

当盾构机掘进出土时，可以进行管片的吊运工作，从竖井口吊运一环管片到平板车上用时约为20min。

浆液采用溜管放入浆液斗内，在管片吊放时间内可完成。

第一、二列机车从盾构井处到盾构掘进面装土后返回到盾构井处所需时间约为：15min+20min=35min；第三列机车在盾构井吊土+吊管片时间约为：30min+20min=50min能够满足每一环144min的机车运行需要。

从以上看出，两列机车能够满足双线最长运输需要。

综上，该运输系统能力为：

（1）以掘进一环用三列车设计，隧道内一条线走浆液车和管片车，一条线走两列土车。

（2）推进一环时间为40分钟，管片安装为40分钟，电瓶车速度为12km/h，往返行进时间为20分钟，第一、二列列车上装有5个土斗，第三列列车上装有浆液斗、管片车，吊土、吊管片的时间为50min。

（3）电瓶车从作业面到井口所用时间均按最大运距2500m考虑。

（4）每环的工作最大循环时间是150分钟。

16.4 井口及地面运输系统配置

(1) 移动式龙门吊

现场吊运用一台15t的龙门吊，一台10t的龙门吊，分别负责渣土的吊运、管片的吊运、型钢、钢轨、临时材料、其它材料的吊运等，其主跨度为16m，可同时吊起三块管片，吊钩提升速度为13m/min，龙门吊行车速度为30m/min。

(2) 管片运输车

组织5辆管片运输车，负责将管片从管片厂运到施工现场，每辆车可运输2环管片。每天的管片运入量将根据实际进度确定，一般范围为10～20环/天。

(3) 土方运输车

组织10辆8～12m3的专用密封土方车，负责将土方从现场的渣土场运到弃土场，在政策允许范围内，渣土及时外运。当出现特殊情况造成土方积压时，将采取临时增加运输力量或设置临时渣土堆放场地的办法紧急抢运，做到不影响隧道掘进。

(4) 渣土挖掘机

在现场配置1台装载机，负责渣土的归堆整理及装车外运。

16.5 地下运输系统配置

（1）牵引机车

采用兰州产25T直-交流蓄电池机车，承担列车牵引动力，机车性能完全能满足本工程最大33.5‰坡度的需要，时速达12km/h

（2）渣土运输车

洞内渣土运输车采用5m3平板运输车。车斗与车架可以分离。

（3）管片运输车

采用两台平板运输车，每节车可装载管片3片。

（4）浆液运输车

采用平板运输车上置容量3m3带有卧式搅动叶片的浆液车。

16.6 运输轨道设计

16.6.1 钢轨及轨枕

根据配套设备情况选用24kg/m钢轨，钢轨间距762mm，轨枕间距1200mm。轨枕采用“H200”型钢。

16.6.2 扣件设置

本工程轨道连接选用铁路常用扣件，用普通M24螺栓加防转垫圈代替螺栓旋道钉。扣件由M24螺栓、螺母、平垫圈、弹簧垫圈、扣板、铁座、绝缘缓冲垫板、衬垫等零件组成。

16.6.3 道岔设置

本工程共铺设道岔5副，其中“Y”型道岔2副（放置到盾构机后配套后）， “N”型道岔3副（始发隧道口1个，其它2个根据施工掘进里程再增设），以满足盾构掘进三列车的交叉施工。

16.6.4 轨道连接

（1）轨枕与管片连接

为了避免轨枕破坏管片，需在轨枕两端焊接端板才可放置在管片上，轨枕与管片采用面接触。

（2）钢轨与轨枕连接

钢轨与轨枕采用扣板式扣件连接。

（3）后配套车架由于重量较轻、行进速度较慢，其钢轨与轨枕采用一般连接。

16.7 地下运输线路布置

根据盾构机的掘进能力和电瓶车的运输能力，在隧道内主要铺设双线。在始发处洞口设置“N”型道岔，在盾尾后配套处设置“Y”型道岔，在盾构机内部采用单线铺设。

第十七节 通风

17.1 通风方式

隧道的通风主要采用压入通风为主，排风为辅。在盾构始发井设置大功率的通风机，将地面的新鲜空气送入隧道，利用软风管连接到盾构机的盾尾位置，保证盾构机上有足够的新鲜空气，在盾构机的台车尾部设置较小功率的排风机，将盾构机上的热空气排走。完成热空气交换和补充新鲜空气的功能。使掘进工人在较好的条件下工作。

盾构法隧道施工，盾构机上的各种动力元件及变压器、配电柜等为主要的热源。此外,潮湿、尘土也是洞内环境较差的主要影响因素。采用机械通风才能有效的降温、降湿、降尘和增氧，改善人、机的工作环境。

17.2 风量的估算

隧道内通风量计算依据，一是根据洞内最多工作人数确定供氧风量；二是根据洞内横断面上的最低风速要求计算风量。盾构法施工人员的供氧量完全可以满足；只有最低风速的要求，隧道断面上风速取0.3m/s ，工作面的风量按下式计算:

QW = 60·S·V

式中: QW – 工作面所需要的风量, m3/min

S –隧道断面面积, m2

V - 最低风速 0.12 m/s , 取V = 0.3m/s

则: QW = 60×3.14×2.7×0.3

= 412 m3/min

隧道通风需经过较长距离管道输送，风管接头处会产生漏风，漏风系数

K = Qf / QW

式中: K - 漏风系数 , 取K=1.5

Qf – 风机风量 , m3/min

则: 风机供风量应为:

Qf= 1.5×412 = 618 m3/min= 37080 m3/ h

17.3 通风系统的布置

拟采用直径为800mm单节长度为20m的PVC塑料软风管，并在风管外加Φ6的钢筋环箍，两节风管之间采用拉链加尼龙搭扣进行连接，以降低漏风量和接头连接的可靠性。由于隧道较长，漏风量将随着隧道的延长而增加，根据计算及以往施工的经验，选用2SZ-100A型风机。该风机的参数为：

风量为60000 m3/ h；

风压：4800Kpa；

噪声：88分贝。

风机布置在井内，垂直安装，用基座固定于井壁上，风机增设降噪设备。取风口及进洞口段采用刚性的玻璃钢风管，取风口要有防雨措施，当玻璃钢风管进入隧道后即采用帆布风管。风管在隧道内的固定，在管片纵向连接螺栓上加装一个3mm厚的钢片，钢片与风管的吊挂竿连接（直接挂接或焊接），每一环即1.2m间距，设置一个吊挂点。帆布风管的端头与伸缩风管连接，完成对盾构机及工作面的供风。隧道每延伸100m安装一次帆布风管（5节）。

17.4 通讯与监控

通讯主要依靠内部电话网络，场地办公室设置内部通话系统，各主要生产部门、各重要位置（如竖井口、出土口、浆液站、调度室、盾构机及其控制室、隧道口等）均设置电话，保证场地内的各主要位置通讯畅通无阻。场地与外界的联系利用电信局的有线电话网、移动通讯网和国际互联网，做到沟通无限。详见【图3.19——通讯与监控系统示意图】。

场地监控主要利用监控室和各位置设置的监控设备来实现。在场地内拟设置摄像头8支，分别安装在盾构机螺旋机的出土口、皮带机的出土口，隧道口、出土井口等位置，监视器10台，除每台盾构机控制室安装两台监视器外，其它监视器均安装在地面的监控室内，由土建工程师统一监控和调度。

图3.19——通讯与监控系统示意图

盾构机监控，在盾构机的控制室内，控制掘进的计算机和控制导向的计算机通过专用调制解调器向地面控制室内的监控计算机发送信号，有关数据通过专用数据线传入地面专用调制解调器并进入地面的监控计算机实现储存和显示，将信号传输到打印机可实现数据的纸化提取。

第四章 困难地质条件下盾构隧道施工技术总结

第一节 单一中粗砂或以中粗砂为主的地层施工

1.1 盾构穿越中粗砂及卵石层的施工

根据地质勘察报告，本区间盾构隧道距接收井50m处范围内为上部粉细砂、下部夹卵石圆砾。盾构掘进到此区段时，地表沉降量预计会有所增加，而且盾构掘进过程中会出现刀盘切削扭矩加大，排土困难等现象，是施工过程中的难点之一。

1.2 根据地质勘察报告中土层的物理力学性能参数和隧道埋深、地下水位情况，计算确定此段隧道拱顶土压力理论值为0.1MPa，在盾构掘进过程中以该值和盾构机土仓内土压力传感器读数为依据控制盾构掘进时的土仓压力在0.12MPa～0.15MPa之间，同时严格控制每环出土量在50m3以内，避免超挖。

1.3 调整壁后注浆配比，使浆液的凝结时间和强度适应砂层施工的要求；根据拱顶水土压力调整注浆工艺参数，将掘进过程中盾构机上部注浆压力控制在0.25MPa～0.3MPa之间，下部注浆压力控制在0.3MPa～0.35 MPa之间，同时严格控制每环控制注浆量在3.5m3～5.0m3之间，确保管片与地层之间的空隙被完全充填。结合地表沉降监测，必要时采取二次补浆措施。

1.4 提高泡沫的膨胀率，产生较大的泡沫，阻挡过多的地层中的水进入土仓。加大泡沫注入率，改善刀盘切削条件，减小刀盘切削扭矩和刀具磨损，必要时辅以膨润土浆液，增加土仓中土的粘粒含量，提高土的可排性，降低土的透水性。

1.5 加强地面沉降观测和信息反馈，及时调整优化盾构掘进工艺参数，把沉降控制在允许范围之内。

1.6 停机时保证建立土仓压力，同时采取注入膨润土浆液等必要措施，维持土仓内土压力。

第五章 盾构隧道近接穿越施工技术总结

第一节 近接穿越既有建（构）筑物

1.1穿越既有建（构）筑物工况

北京市轨道交通首都机场线03标段工程包括东直门～三元桥区间左线盾构隧道起于三元桥车站西侧站端，向西穿越三元桥后，进入东外斜街，下穿亮马河桥，到达察慈小区住宅楼西南侧的盾构接收井。左线隧道采用盾构法施工；区间联络通道及风道采用暗挖法施工，风井采用明挖法施工。盾构计划从三元桥车站西端始发，从察慈小区住宅楼西南侧的盾构接收井出洞。

设计线路距接收井665.136m区段范围内为民房区，此区段上方有大量民房（从K0+460—K1+151进入民房区段），房屋普遍建成时间为60~70年代，沿线也存在一些临时建房，在盾构接收井附近过二级风险源察慈小区住宅楼。在右线盾构先行通过后再进行穿越施工难度较大。

1.2 近接穿越工作程序

前期地质雷达探测——盾构正常掘进——管片拼装——同步注浆——二次注浆及深孔注浆——地表沉降监测

1.3既有建（构）筑物加固及地层预加固措施及效果

对既有建（构）筑物加固及地层预加固采用二次注浆及深孔注浆的方式。盾构同步注浆后，由于浆液的脱水，浆液体积收缩会加剧地表的后期沉降量，又由于盾构推力，衬砌和土层间会相互分离，二次注浆能有效地进一步充实背衬和提高止水能力。在盾构常规段以盾尾同步注浆即可满足沉降控制的要求，为保证沉降控制效果，在穿越民房段采用对已完成结构外侧二次补注浆进行加强补浆，控制地面的后期沉降。

二次补注浆安排在当前拼装管片后数第8环管片处开始，对每环管片的16号位起吊孔内装入单向逆止阀并凿穿管片外侧保护层进行注浆，注浆压力控制在0.3~0.4MPa，注浆浆液为1：1水泥-水玻璃双液浆。参照本工程在穿越三元桥的施工经验每环注浆量在3m3~7m3，地面沉降在6mm左右。

如果二次补注浆不能够较好的控制地表沉降，则采用深孔注浆的方法。方法为：在16号位管片位置打设5m长花管，注水泥水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.4MPa。

1.4 同步注浆、补注浆的浆液类型、配比和注浆工艺及参数

同步注浆浆液类型为水泥-水玻璃双液浆，浆液配比为水泥：水玻璃双液浆=1：1，在盾尾对管片进行同步注浆，注浆压力为0.35~0.40MPa。

补注浆包括二次注浆和深管注浆。二次补注浆安排在当前拼装管片后数第8环管片处开始，对每环管片的16号位起吊孔内装入单向逆止阀并凿穿管片外侧保护层进行注浆，注浆压力控制在0.3~0.4MPa，注浆浆液为1：1水泥-水玻璃双液浆。

如果二次补注浆不能够较好的控制地表沉降，则采用深孔注浆的方法。方法为：在16号位管片位置打设5m长花管，注水泥水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.4MPa。

第二节 近接穿越桥桩

2.1近接关系描述

本工程在桩号K2+650~ K2+700线路下穿三元桥。三元桥是机场高速、京顺路连接三环路的节点立交，各个方向的车流在这里交汇，交通繁忙。

盾构隧道和三元桥基础的关系详见下图。

图5.1 盾构隧道和三元桥基础位置关系剖面图

2.2 桥桩施工影响控制标准

左、右线施工前后，对桥桩不均匀累计沉降要不大于5mm

2.3 盾构实际推进参数及推荐的合理推进参数

施工过程中要全速前进，没有特殊情况不得停机，每环的同步注浆压力及方量必须满足要求，压力不满足要求不能进行下一步施工。

建立较高的土仓压力，同时控制进土与出土的方量关系。

2.4 同步注浆、补注浆的浆液类型、配比和注浆工艺及参数

1）、盾尾同步注浆

在施工过程中对注浆应加强管理，注浆操作是盾构施工中的一个关键工序。为防止土体挤入盾尾空隙，必需严格按照“确保注浆压力，兼顾注浆量”的双重保障原则，对注浆量一定要确保在理论计算值的130～200%，并且在实际平均注浆量的合理范围内波动。注浆操作必需有专人完成，在每环掘进完成后必需对注浆量进行记录，当发现注浆量变化较大时，应认真分析其原因，通过加大注浆压力等方法补注，当补注不能进行时必需及时进行二次（三次）补浆。此区域盾构施工采用四点注浆，来控制成型隧道的质量。注浆压力调为3.5bar-4bar，注浆时一定要确保注浆压力，直到地层注满为止。在每环管片拼装结束后，必须进行补浆，在盾尾压力达到设定压力后并维持相对稳定后，方可进行下一环的施工。且为缩短浆液凝结时间将浆液改为水泥砂浆，配比为将原配比中的粉煤灰更换为水泥。根据掌握的反馈信息及时调整浆液的配比，使浆液的配比更科学、更合理。为保证浆液的质量，要对制备浆液的原材料进行严格控制，要定期测定浆液的坍落度、粘性、离析率、凝结时间、抗压强度等。

2）、严格控制二次注浆，做好洞内加固

在盾构常规段以盾尾同步注浆即可满足沉降控制的要求，为保证沉降控制效果，在穿越三元桥段采用对已完成结构外侧二次补注浆进行加强补浆，控制地面的后期沉降。

二次补注浆安排在当前拼装管片后数第8环管片处开始，对每环管片的16号位预留注浆孔安装注浆塞进行注浆，注浆压力控制在0.3~0.4MPa，注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆。

3）、三次补注浆加固

盾构施工进入桥区后，管片拼装采用“16位—2位—16位—2位”的拼装方式。若二次补浆不能满足要求，采取三次注浆处理，注浆位置为靠近桥桩的管片2号位，注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆。通过管片预留注浆孔用洛阳铲将管片壁后的土体掏挖10m长的孔洞，打入10m长的花管后用水泥浆封堵预留孔周围间隙，再进行补注浆，补注浆的压力控制在0.5~0.6MPa。

第七章 盾构隧道联络通道施工

第一节 联络通道的布置形式

1.1联络通道结构形式

联络通道采用复合式衬砌，拱顶直墙式结构，联络通道初衬厚度为250mm，二衬厚度为300mm（仰拱厚350mm）。在初衬和二衬之间设置柔性外包防水层。

初期支护采用C20早强喷射混凝土，二衬衬砌采用C30钢筋混凝土，抗渗等级S10，细石混凝土保护层采用C15素混凝土。

第二节 联络通道处盾构隧道的管片类型

联络通道处盾构隧道的管片类型为两环混凝土管片，拼装方式采用通缝拼装，拼装位置为适合通道开洞口位置。

第三节 开口施工方法及工艺

破除（切割）联络通道口的混凝土管片前，在通道口处的隧道内架设临时刚性支撑，防止通道位置附近的管片由于管片拆除发生过大变形。加固范围为盾构区间联络通道开口处及相临左右各10环管片，在加固范围内每环管片均设20#H型钢加固环，每块混凝土管片通过安装在提升孔处的钢旋塞与加固钢环焊接连接，加固钢环间用20#H型钢拉结，环内设20#H型钢辐条，加固钢环与混凝土管片间用钢板背紧，每块管片背紧点不少于2处。加固环与拉杆及辐条的连接采用螺栓连接。洞门加固前须先将加固范围内的管片连接螺栓全部复紧。待支撑安装完毕后，利用切割机破除通道洞门处管片。管片正式切割前按照设计提供的方位、尺寸要求，在被切割墙体上准确放线定位。具体施作采用碟式切割方法进行切割，为不损伤无需切割墙体，在每道切割段始端和终端先钻孔，再切割，并确保废弃管片的吊运安全施工。

第四节 接合部防水施工方法及工艺

4.1盾构隧道与联络通道结构接合部防水

盾构隧道与联络通道结构衔接处后浇防水混凝土环梁采用补偿收缩合成纤维防水混凝土或钢纤维防水混凝土浇注，其混凝土强度等级应比联络通道混凝土高一级。它与现浇钢筋混凝土内衬墙、盾构管片的接缝处各设置两道预水膨胀嵌缝胶；并在两道嵌缝胶之间预埋注浆管，注浆管在拱部及两侧拱腰处经由注浆导管引出。

第五节 联络通道施工方法及工艺

5.1联络通道施工工艺流程

联络通道洞门管片支撑注浆加固土体凿除通道开口处混凝土管片洞门补浆超前支护土方分台阶开挖安装钢格栅、挂钢筋网片并喷射混凝土防水层铺设绑扎底板钢筋浇注底板混凝土绑扎拱墙钢筋安装二衬模板浇注拱墙混凝土拆摸并养护其它设施安装。

5.2施工方法

5.2.1洞门凿除施工

1、洞门土体加固

采用洞内双液注浆加固联络通道洞门上下各3m、长10m范围土体。注浆施工主要分两部分进行：首先通过盾构隧道开口段两环及左右各三环钢筋混凝土管片的吊装孔插管注浆加固，其次在开洞门的混凝土区域钻孔注浆，最后待洞门部位管片拆除后，对其他区域进行补充注浆施工。

图5-2 联络通道注浆加固平面示意图

图5-3 联络通道开口处注浆加固平、断面示意图

图5-4 联络通道洞门补充注浆示意图

2、洞门凿除施工

破除（切割）联络通道口的混凝土管片前，在通道口处的隧道内架设临时刚性支撑，防止通道位置附近的管片由于管片拆除发生过大变形。加固范围为盾构区间联络通道开口处及相临左右各10环管片，待支撑安装完毕后，利用切割机破除通道洞门处管片。管片正式切割前按照设计提供的方位、尺寸要求，在被切割墙体上准确放线定位。具体施作采用碟式切割方法进行切割，为不损伤无需切割墙体，在每道切割段始端和终端先钻孔，再切割，并确保废弃管片的吊运安全施工，参见图5-5。

图5-5联络通道管片切割示意图

3、马头门施工

为了保证施工安全，把管片分为上下分为两部分进行破除，先进行上半部分施工。打开管片后，如图5-6所示在拱部的开挖轮廓线上方进行超前小导管支护体系施工，超前小导管长度2.5m，环向间距300mm布置。小导管注1：1水泥水玻璃双液浆。待加固体强度形成后进行上台阶的开挖，直接安装第三榀钢格栅形成支护结构，待上台阶完成5米后进行下半部分的管片破除与下台阶的开挖。待洞体贯通后，在第三榀格栅处向管片上方打设长度2.5m，环向间距300mm布置的超前小导管，小导管注1：1水泥水玻璃双液浆，再破除喷射砼，按照图纸进行反挖完成第一、二榀格栅的施工。

图5-6 马头门超前小导管施工示意图

4. 2. 2超前支护施工

联络通道土方开挖前，采用超前小导管注浆加固土体。小导管采用DN32的钢管加工，每根长度为2.5m，在导管中段以梅花形均布小孔/前端加工成锥形。小导管沿拱顶环向布置，间距30cm，外插角为 5°~10°，沿隧道纵向每两榀格栅打设一道小导管，导管必须穿过前榀钢拱架中腹。小导管施工前喷射混凝土将工作面封闭，沿开挖轮廓线测放出小导管钻设位置。小导管使用小钻机钻孔施工，其孔深略大于导管长度。注浆前用压缩空气将管内积物吹净，孔口采取暂时封堵措施。注浆时，将钢管尾部及孔口周边空隙封堵，钢管尾部使用止浆塞，孔周边用快凝水泥进行封堵。采用水泥、水玻璃浆液浆进行注浆加固，浆液在现场配制，配制的浆液应与注浆速度相应，浆液必须在规定时间内用完，禁止任意延长停放时间。注浆时应注意检查各连接管件的连接状态，对注浆速度应严格控制，注浆压力经试验确定，一般为0.3～0.5MPa。注浆后2小时方可进行土方开挖。

CT4联络通道上方为交通量非常大的机场高速路，为保证路面安全减少地表沉降，在本段联络通道进行施工时采用双层小导管，第二层小导管打设角度为30°~ 45°。

4. 2.3土方开挖

1、联络通道土方开挖

土方开挖采用留核心土上下台阶法施工，施工时，先开挖拱部土方，开挖完成后立即进行拱部支护（安装钢格栅、喷射混凝土），并施作锁脚锚管，然后开挖核心土体，并进行下导洞的初期支护，初期支护封闭，上下台阶间距保持3.0m。开挖采用探挖的方法，即采用5m洛阳铲向前探挖，以了解前方土及地下水情况，待旁站人员确认安全不需要处理后进行开挖作业。开挖3m后，再进行地层的探挖。

开挖时以激光点控制开挖尺寸，严禁欠挖，并随时注意土体变化，做到“快开挖、快封闭”。

拱部开挖后尽早封闭，尽量减少顶部土方悬空时间，施工过程中密切注意掌子面土层情况，在地层变化处需对掌子面地层性状做描述，并作好记录。联络通道断面纵向施工步骤图参见图5-7。

图5-7联络通道断面纵向施工步骤图

4. 2. 5防水施工

联络通道的防水采用1.5mm厚EVA塑料防水板进行防水全包处理，在防水层内表面设置注浆系统，塑料防水板缓冲层材料采用400g/m2的无纺布。防水敷设前先对基面进行修整处理，然后铺设无纺布和EVA防水板，防水敷设后，在防水层表面铺设无纺布作为保护层，防水层采用无钉铺设双焊缝施工工艺。结构二衬施工前，在拱顶部位预埋注浆管，结构施工完毕后对拱顶部位进行二次注浆处理，将拱顶部位二衬与防水板之间的空隙填充密实。

4. 6二衬施工

隧道二次衬砌为钢筋混凝土结构，混凝土标号为C30，防水等级S10。

通道二衬混凝土浇注分三步进行，先浇注底板混凝土，再支立模板支撑体系浇注边墙混凝土，最后浇注拱部混凝土。纵向以8m为一段进行施工。

1、工艺流程

A、绑扎底板钢筋浇注底板混凝土绑扎边墙与拱部钢筋架设模板支撑体系封堵头模板浇注边墙与拱部混凝土拆模并养护。

图5-8 隧道二次衬砌施工工艺流程

B、绑扎底拱钢筋浇注底板混凝土绑扎边墙钢筋架设模板支撑体系封堵头模板浇注边墙混凝土分段拆除下部临时横撑绑扎边墙钢筋浇注边墙。

2、施工方法

（1）底板混凝土施工

1）底板混凝土浇注前在两侧边墙上设置底板标高控制线，并在底板中部钢筋上焊接直立短钢筋，其上设置底板标高控制点。

2）与区间管片相接处设置变形缝，在底板混凝土浇注前将止水带固定好。

3）混凝土浇注使用混凝土地泵泵送，插入式振捣棒振捣密实。混凝土振捣时要防止破坏防水层。

4）混凝土表面使用刮杠挂平，再用木抹子赶浆，最后用铁抹子压光。

5）在底板混凝土初凝前插入一些短钢筋，用以固定边墙与拱部模板支撑体系。

（2）边墙与拱部施工

1）模板及支撑体系

A．边墙与拱部模板采用钢模板拼装，采用组合式钢管拱架、600×600碗扣式脚手架及φ48钢管配合可调支撑作为纵横向和斜向支撑，形成二衬模板支撑体系。

B．先安装钢管拱架，拱架间使用φ48钢管连接，拱架加工时在拱脚与边墙节点处采用铰接方式。再架设碗扣式支架，在边墙处横向设置φ48钢管与可调支撑，在拱部碗扣支架立杆顶部设置可调支撑，并设置φ48钢管和可调支撑作为斜撑，可调支撑与钢管拱架间横向设置5×10cm方木。

C．钢管拱架与支架架设完成后，进行模板拼装。模板采用定型钢模板，模板与钢管拱架间使用卡具与弯钩螺栓连接固定。每个施工段拱顶部设置一个混凝土泵送口，每两个泵送口间设置一根φ32钢管，钢管上端贴近防水层，作为混凝土浇注时的排气口和二衬背后注浆口；边墙每侧每隔2m设置一个混凝土泵送口。最后安装端头模板。

D．模板拼装完成后，调节边墙与拱部的可调支撑，使模板内边线与通道二衬轮廓线一致，同时拱顶模板要预留20mm的沉落量。

E．模板与支撑体系组装完成后要检查验收，包括支架的稳定性、模板的密封性、通道中心线及轮廓线。

图5-9 横通道二衬支模示意图

（3）混凝土浇注

联络通道采用C30模筑混凝土浇注。混凝土采用预拌混凝土，二次倒运到达工作面，人工入模浇捣混凝土。混凝土浇注时边墙部分从两侧浇注口灌入，要对称浇注，每次浇注的高度为50~60cm；拱顶部混凝土由顶部浇注口灌入。混凝土浇注过程中要随时检查支撑体系的稳定及模板的变形情况，发现问题及时处理。

（4）拆摸及养护

二衬摸板拆摸时混凝土强度不得小于设计强度的80%，因此拆摸时间由同条件养护试块的强度确定。拆摸后要喷水养护时间不少于7d。

（5）二衬背后注浆

二衬拆模后，混凝土强度达到设计要求后，进行背后注浆来充填二衬与防水层间的孔隙，增强混凝土的密实度，提高防水质量。利用预埋的注浆管注入水泥浆，水灰比为0.6~1.25，同时为减少水泥浆泌水，在水泥浆中掺入减水剂。注浆压力不要过高，只要克服注浆管阻力和二衬与防水层间空气阻力即可，注浆压力控制在0.3Mpa，压力超过0.5MPa时停止注浆。

第八章 盾构隧道工程经济分析

第一节 成本影响因素及分析

1、地质条件：地质条件直接影响施工掘进速度、刀具的磨损及更换频率、密封舱添加材料、壁后注浆量； 2、地表建筑物：建筑物的重要程度、基础及结构的完好程度、地下管线自身的完好度等因素。

第二节 地面配套设备费用

1、龙门吊进、出场及基础：20万元/台;

2、浆液站进、出场及基础：16万元/座;

3、积土坑制作：15万元；

4、盾构井临时设施：30万元。

第三节 盾构始发井、接收井单位造价

始发井及接收井单位造价均为200万元。

第四节 标准区间隧道单位造价

盾构隧道单位工程实际造价

1、支座及反力架约25万元

2、出洞地层加固约30万元

3、接收段地层加固约30万元

4、掘进（元/环）约1.2万元

5、管片（元/环）（含施工费用）约1.2万元

6、止水条（含施工费用）约700元/环

7、盾构密封油脂（含施工费用）约500元/环

8、背后注浆（含施工费用）约1100元/米

9、密封舱添加材料约1300元/米

第五节 各种近接穿越施工的措施费用

1、穿越道路：40万元/条；

2、桥梁：50万元/座。

隧道施工技术总结范文2

Abstract： The goaf is an unavoidable construction technology problem in the construction of coal-bearing formation tunnel. The construction technology of goaf is related to the construction period， construction safety and operation safety of coal-bearing formation. At present， many good constructions technologies have been formed in the goaf construction. With the case study of the goaf construction in Yangjiapo high gas tunnel， this paper summed up the construction technology of advance reinforcement in goaf.

关键词： 瓦斯隧道；采空区；超前加固

Key words： gas tunnel；goaf；advanced reinforcement

中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）18-0149-02

0 引言

近年来瓦斯隧道越来越多，特别是在煤炭资源丰富的西南地区。中铁十七局集团第三工程有限公司承建的贵州织毕铁路杨家坡隧道DK328+400～+985段地表可见煤层的较多露头，地表开挖的小煤洞频繁多见，为当地老乡私挖滥采所致，近年由于国家禁止小煤窑的开采，洞口已封闭或坍塌，加之开采年代久远，采空区具体走向和埋深已难于弄清。采空区施工加大了瓦斯隧道施工难度，国内外在瓦斯隧道采空区施工中发生过典型的安全事故。如何保障采空区施工安全、保障隧道工期、降低施工成本，须对采空区施工技术进行改进和优化。

1 工程概况

杨家坡高瓦斯隧道是织毕铁路全线关键性、重难点控制性工程。杨家坡隧道全长1737m，隧道出口设506m的单车道平导。隧道穿越煤层段落总长1135m，含煤层21～36层，煤层厚18.04～30.29m，平均24.27m，含煤系数12.71%。DK328+400～+985段长度585m，埋深5～40m，地表可见煤层的较多露头，地表开挖的小煤洞频繁多见，洞口多已封闭或坍塌，加之开采年代久远，采空区具体走向和埋深已难于弄清，一些采空区用黏土和砂页岩块石回填，其中一些钻孔揭示有水和瓦斯，采空^位置不定，拱顶、拱腰、隧底均有采空区发育，采空区施工难度大。

隧道施工中，由于采空区变换频繁、位置复杂多变，特别是掌子面正斜前方拱顶1m以上坍塌或已回填的采空区，探测难度大，施工中易导致采空区坍塌形成掌子面塌方。

为保障采空区施工安全和地表结构安全，结合杨家隧道复杂地质情况，通过研究总结，采用了拱顶采空区超前预处理施工技术。

2 采空区超前加固施工技术

采空区超前加固施工方案如图3所示。

2.1 采空区探测

采用探“地质调查法+物探法+超前钻探法+钎”并联式综合手段对围岩情况、采空区情况的探测，达到相互验证，准确预报，从而研究总结出一套适合本隧道的地质预测预报系统，提高预报的准确度，对异常地质情况认真分析，为决策提供依据。

2.2 施工步骤

①当物探发现前方有异常区，对掌子面进行洞渣反压回填，去报掌子面的稳定和安全，同时形成处理作业平台。

②喷射砼或砂袋码砌+玻璃纤维锚杆（直径18mm，单根长3m，1.2*1.2m梅花形布置）对掌子面进行临时封闭。

③从掌子面后方3～5m处上行45°方向施作钻探验证孔同时兼做灌砼回填孔。孔底高度按距离隧道拱顶3～5m控制，一般纵向长度小于5m的高度为3m，纵向长度大于5m的高度为5m。布置3个孔，两孔作为泵送和出气孔，另外1个作为回填检验孔。

④安装输送管，泵送细石混凝土回填。根据回填高度要求，回填至回填检查孔流浆后停止灌注回填。

若是松散堆积体进行高压固结注浆加固，加固完成后；一般回填砼厚度为拱顶以上3m，注浆固结深度为5m。

⑤混凝土初凝后，利用反压体作为工作平台进行管棚支护施工，管棚施作完成后必须进行管尾临时支护施工，管棚长度应穿越采空区3m；管棚施工完成后进行超前小导管支护，按台阶进行开挖。

3 施工效果

加固处理施工结束后，对围岩变形情况进行监测，监测结果如图6所示。

通过监测结果分析总结可见，通过采空区超前加固施工后，围岩变形稳定可控，施工技术安全高效。

4 结论

本文根据瓦斯隧道采空区施工特点，解决了采空区客观难题，优化采空区施工技术，采用超前加固技术，在不揭露采空区的前提下进行加固处理施工，加固完成后安全通过采空区，不接避免采空区回填物、不稳定采空区坍塌，而且有效对瓦斯采空富水和富气进行提前释放，有效保障施工和工程结构安全，通过实践运用情况总结分析，该技术能有效保障采空区施工安全，对其他类似地质隧道有一定指导作用。

该论述主要阐述了杨家坡斯隧道采空区超前加固施工技术，但由于经验不足，还存在很多不足的地方，请批评指导。

参考文献：

[1]康振胜.论采空区施工工艺[J].科学之友，2011，07：47-48.

[2]叶飞，霍三胜，常文伟.公路隧道穿越软弱破碎煤系地层及采空区施工安全控制技术[J].公路，2011，06：199-205.

[3]张仲魁.兰渝铁路熊洞湾隧道煤矿采空区施工安全控制技术[J].现代隧道技术，2012，04：133-139.

隧道施工技术总结范文3

关键词：城市交通隧道 网格盾构 土压盾构 双圆盾构 泥水盾构 沪崇苏越江工程

1　前言

上海城市人口1450万，流动人口300万，面积6340km2，目前已经成为中国的经济、贸易、金融、航运中心城市。城市的经济发展促进城市建设尤其是交通建设的发展，城市地下轨道交通具有快捷、安全的特点。上海城市轨道交通线网规划17条线路，总长780km，其中地铁11条线，长度385km。已建3条线，其中地铁2条线；在建4条线，其中地铁2条线。地铁区间隧道总长度达700km（双线），采用盾构法施工，已建约100km。

黄浦江从东北至西南流经上海城区，把上海分为浦东、浦西2部分，江面宽500m~700m，主航道水深14m~16m。近10年来，浦东的迅速发展促进了越江交通工程建设，采用大直径盾构建造江底交通隧道已得到广泛的应用。已建隧道5条，在建隧道4条拟建隧道6条。

上海地层为第四纪沉积层，其中0~40m深度内均为软弱地层，主要为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粉砂土等，这类土颗粒微细、固结度低，具有高容水性、高压缩性、易塑流等特性。在该类地层中进行盾构隧道掘进施工，开挖面稳定和控制周围地层的变形沉降十分困难。

上海地区盾构隧道技术的应用，始于1965年，近40年来，尤其是近10年来，盾构隧道技术广泛用于地铁隧道、越江公路隧道和其它市政公用隧道。本文就上海城市交通隧道盾构施工技术的发展和现状，作一个回顾和综述。

2　网络挤压盾构掘进技术的开发和隧道工程应用

2.1　Φ5.18m网格挤压盾构及上海地铁试验工程

1964年，上海市决定进行地铁扩大试验工程，线路位于衡山路北侧，建2条长600m的区间隧道，隧道复土10m，隧道外径5.6m，内径5m。隧道掘进施工采用2台自行设计制造的Φ5.8m网格挤压盾构，辅以气压稳定开挖面土体，于1966年底完成1200m地铁区间掘进施工，地面沉降达10cm。

2.2　打浦路隧道Φ10.2m网格挤压盾构掘进施工

1965年，上海第一条穿越黄浦江底的车行隧道――打浦路隧道，全长2761m，主隧道1324m采用Φ10.2m网格挤压盾构掘进施工，黄浦江约600m，水深16m，见图1所示。

φ10.2m网格挤压盾构掘进机是中国第一台最大直径的盾构，盾构总推力达7.84×104KN，为稳定开挖面土体，采用气压辅助施工方法。盾构穿越的地层为淤泥质粘土和粉砂层，在岸边采用降水辅助工法和气压辅助工法，在江中段采用全气压局部挤压出土法施工。盾构见图2所示。

圆隧道外径10m，由8块钢筋混凝土管片拼装而成。管片环宽90cm，厚60cm。管片环向接头采用双排钢螺栓联接。衬砌接缝防水采用环氧树脂。打浦路隧道于1970年底建成通车，至今已运营33年。

2.3　延安东路隧道北线Φ11.3m网格挤压水力出土盾构施工

1983年，位于上海　外滩的延安东路隧道北线工程开工建设，隧道全长2261m，为穿越黄江底的2车道隧道，其中1310m为圆形主隧道，采用盾构法施工，隧道外径11m，隧道衬砌由8块高精度钢筋混凝土管片拼装而成，管片环宽100cm，厚55cm，接缝防水采用氯丁橡胶防水条。

隧道北线圆形主隧道采用了上海隧道工程公司自行设计研制的φ11.3m网格型水力出土盾构，见图3所示。在密封舱内采用高压水枪冲切开挖面，挤压进网络的土体，搅拌成泥浆后通过泥浆泵接力输送，实现了掘进、出土运输自动化。网格上布有30扇液压闸门，具有调控进土部位、面积和进土量的作用，可辅助盾构纠偏和地面沉降控制。网格板上还布设了20只钢弦式土压计，可随时监测开挖面各部位的土压值变化，实现了信息化施工。盾构最大推力可达1.08×105KN。盾构顺利穿越江中段浅复土层和浦西500m建筑密集区，保护了沿线的主要建筑物和地下管线。

3　土压平衡盾构在城市交通隧道工程的应用和发展

3.1　土压平衡盾构的引进和开发应用

近年来，我国的城市地铁隧道、市政隧道、水电隧道、公路交通隧道已经越来越多地采用全断面隧道掘进机施工，其中用得最多的是土压平衡盾构掘进机。上海、广州、深圳、南京、北京的地铁区间隧道已经采用了31台直径6.14m～6.34m的土压平衡盾构，掘进区间隧道总长度达400km。土压盾构具有机械化程度高、开挖面稳定、掘进速度快、作业安全等优点，在隧道工程中有广泛的发展前景。

土压平衡盾构适用于各种粘性地层、砂性地层、砂砾土层。对于风化岩地层、软土与软岩的混合地层，可采用复合型的土压平衡盾构。在砂性、砂砾、软岩地层采用土压盾构掘进施工，应在土舱、螺旋输送机内以及刀盘上注入润滑泥浆或泡沫，以改良土砂的塑流性能。

3.2　Φ6.34m土压盾构在上海地铁工程中的应用

1990年，上海地铁1号线开工建设，双线区间隧道选用土压平衡盾构掘进，经国际招标，7台Φ6.34m土压盾构由法国FCB公司、上海市隧道工程公司、上海市隧道工程设计院、上海沪东造船厂联合体中标，利用法国混合贷款1.32亿法郎。第1台Φ6.34m土压盾构于1991年6月始发推进，7台盾构掘进总长度17.37km，1993年2月全线贯通，掘进施工期仅20个月，每台盾构的月掘进长度达200～250m。掘进施工穿越市区建筑群、道路、地下管线等，地面沉降控制达＋1cm～－3cm。Φ6.34m土压平衡盾构见图4所示，其主要技术性能见表1。

1995年上海地铁二号线24.12km区间隧道开始掘进施工，地铁一号线工程所用的7台Φ6.34m土压盾构经维修以后，继续用于二号线区间隧道掘进，同时又从法国FMT公司和上海的联合体购置2台土压盾构，上海隧道工程股份有限公司制造1台土压盾构，共计10台土压盾构用于隧道施工。

于2000年开工兴建的上海地铁明4号工程区间隧道仍将使用这10台Φ6.34m土压平衡盾构施工。2001年，向日本三菱重工购置4台Φ6.34m土压平衡盾构，共计14台盾构正在掘进施工。

上海地铁隧道外径6.2m，衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，通缝拼装，环宽100cm，管片厚35cm。见图5所示，地铁4号线部分区间隧道管片采用错缝拼装，环宽120cm。

上海地铁2号与1号线垂直相交，盾构从1号线区间隧道下1m穿越，掘进施工中采用地层注浆加固、跟踪注浆、信息化施工等技术措施，确保1号线地铁安全运营，沉降控制在2cm以内。地铁4号线与2号线区间隧道相交，4号线盾构从2号线隧道下1m穿越。Φ6.34m土压盾构在城市建筑群下穿越，其沉降一般也在4cm以内。盾构平均月推进长度约250m，最快达400m/月。

3.3　双圆形盾构掘进机的引进和应用

2002年，上海地铁8号线黄兴路至开鲁路站三个区间隧道，长度2，688m，采用DOT双圆盾构隧道工法，并从日本引进2台Φ6300m×W10900mm的双圆形土压盾构掘进机。双圆盾构见图所示，其主要技术参数见表2。

双圆隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片，错缝拼装；每环管片由11块管片拼装而成，其中2块为海鸥形，1块为柱形。管片厚度30cm，环宽120cm，见图7所示。

3.4　Φ7.64m土压盾构掘进外滩观光隧道

3.4.1 工程概况

上海外滩观光隧道是我国第一条行人过江专用隧道，是一条连接南京路外滩和陆家嘴东方明珠塔的江底隧道，全长646m，隧道内径6.76m。隧道内通行一来一往2条观光车轨道。

外滩观光隧道于1998年初开工，1999年底建成运营，土建工程包括黄浦江两岸的2座出入口竖井和一条过江隧道，见图8所示。隧道位于延安东路隧道北侧，并与上海地铁二号线2条过江区间隧道在江底交叉。隧道穿越的主要地层为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土和砂质粉土。

隧道衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，管片设计强度C50，抗渗等级S8，环宽120cm，厚35cm。管片接缝防水采用EPDM多孔橡胶止水带，管片背面涂防水层。

3.4.2

φ7.65m土压平衡盾构掘进施工

隧道掘进采用φ7.65m土压平衡盾构，见图9所示。盾构大刀盘切削土体，为幅条式结构。盾构长8.935m，中间有较接装置，易于纠偏施工。盾构最大推力5.2×104KN。盾构密闭舱内充满切削土砂，通过直径900mm的螺双输送机排土，通过推进速度、螺旋机转速、排土量来控制密闭舱土压，使之与开挖面水压力平衡。盾构掘进速度为0～4cm/min。

盾构于1998年11月始发推进，隧道纵坡达4.8%，；平曲线最小半径为400m，均为国内越江盾构隧道之最。盾构初推段100m内进行了土体变形、土应力、孔隙水压的监测，反馈盾构施工，调整盾构施工参数，控制施工轴线和地表沉降。盾构掘进的平均速度达8m/d，646m隧道共花费3个月的时间完成，工程质量优良。

3.5　 3.8m×3.8m矩形土压盾构掘进地铁过街人行地道

常用的盾构隧道掘进机为圆形，主要是圆形结构受力合理，圆形掘进机施工摩阻力小，即使机头旋转也影响小。但是圆形隧道往往断面空间利用率低，尤其在人行地道和在行隧道工程中，矩形、椭圆型、马蹄形、双圆形和多圆形断面更为合理。日本80年代开发应用了矩形隧道，在90年代开发应用了任意截面盾构和多圆盾构，并完成了多项人行隧道、公路隧道、铁路隧道、地铁隧道、排水隧道、市政共同沟隧道等，使异形盾构技术日益成熟，异形断面隧道工程日益增多。

我国于1995年开始研究矩形隧道技术，1996年研制1台2.5m×2.5m可变网格矩形顶管掘进机，顶进矩形隧道60m，解决了推进轴线控制、纠偏技术、深降控制、隧道结构等技术难题。1999年5月，上海地铁二号线陆家嘴路站62m过街人行地道采用矩形顶管掘进机施工，研制1台3.8m×3.8m组合刀盘矩形顶管掘进机，具有全断面切削和土压平衡功能，螺旋输送机出土，掘进机的主要工作参数见表3，矩形顶管掘进机见图10。

4　大直径泥水加压盾构掘进越江公路隧道施工

4.1 延安东路隧道南线Φ11.22m泥水加压盾构掘进施工

1995年，为发展浦东建设需要，上海延安东路隧道南线开工建设，为缩短工期和保护隧道沿线建筑物的需求，引进日本三菱重工制造的Φ11.22m泥水加压盾构。盾构本体示意见图11。

隧道南线1300m圆形主隧道采用日本三菱重工制造的φ11.22m泥水加压盾构掘进施工，盾构本体示意见图5。盾构采用刀盘切削，总推力达1.12×105KN，刀盘扭矩4635kn·m，最大掘进速度46mm/min。盾构密封舱充满压力泥浆与开挖面水土压保持平衡，并在开挖面形成泥膜，起到稳定的作用。盾构设有掘进管理、泥水输送、泥水分离和盾尾同步双液注浆系统。掘进管理和姿态自动计测系统能及时反映盾构掘进施工的几十项参数，便于准确设定和调整各类参数。

4.2　大连路隧道Φ11.22m泥水加压盾构掘进施工

上海大连路隧道全长2565m，为2来2去的两条双车道隧道，工程总投资16.55亿元。工程于2001年5月25日开工，合同工期28个月。隧道平、剖面见图12所示。

圆形主长1263m，采用2台Φ11.22m泥水加压盾构同时掘进施工。隧道衬砌结构在延安东路隧道工程的基础上进行了优化改良，拼装形式由通缝改为错缝，管片厚度从55cm改为48cm，环宽由100cm增大为150cm，管片分块由8块增为9块，管片连接螺栓由直螺栓改为弯螺栓，螺栓手孔改小，管片形式由箱形改为平板型。隧道衬砌结构见图13。

泥水加压盾构的泥水输送和泥水处理是盾构施工的重要组成部分，公司自选研究设计制造了适应上海软土地层的泥水分离系统，见图14所示。

盾构进出洞土体加固全部采用冻结法。

西线隧道于2002年3月28日始发推进，至9月20日隧道贯通，工期6个月。东线隧道于6月18日 发推进，至12月底隧道贯通。盾构掘进速度平均为8m/d，最快为15m/d。两条隧道最小间距为6m。

大连路隧道于2003年9月建成通车，总工期仅28个月，是上海越江公路隧道建设周期最短的。

4.3 上海越江交通工程的发展

2001年底，复兴东路隧道工程开工建设，为2条3车道隧道，隧道外径11m，分为上下两层，是我国第一条双层隧道，全长2785m。2条1215m主隧道于2003年2月和5月先后始发推进，于11月隧道贯通。

2003年6月，翔殷路隧道工程开工建设，为2条2车道隧道，隧道全长2597m，隧道外径11.36m，内径10.2m，是目前车道最宽的盾构隧道，设计车速可达80km/h。

正在设计中的越江隧道有军工路隧道和上中路隧道(中环线配套工程)，正在规划中的越江隧道有长江西路、新建路、人民路、耀华路等4处。

长江口越江通道工程是连接上海－崇明－江苏北部的重要交通工程，位于长江口，从上海浦东－横沙岛－崇明岛－南通，采用桥隧结合的工程方案，全长68km，为3来3去6车道，设计车速100km/h。其中浦东5号沟至横沙岛穿越长江南港，采用盾构隧道施工，全长约8.5km，隧道外径15.2m。横沙岛至崇明岛越江北港，采用桥梁施工，全长9.54km。见图15所示。直径Φ15.2m的盾构隧道，目前是世界上最大直径的盾构隧道，隧道断面见图16。

5　结语

上海城市交通隧道工程的发展提高了盾构隧道技术的水平。从最初的网格挤压盾构，发展到目前的土压平衡盾构和泥水加压盾构，盾构机向机械化、自动化、信息化发展，掘进速度快，盾构开挖面稳定，地面沉降控制好，环境影响小。盾构衬砌不断改进和优化。盾构与隧道技术正在向大深度、大直径、长距离掘进发展。双圆隧道、矩形隧道技术也得到应用。随着上海城市交通隧道工程建设的不断发展，盾构隧道技术水平将进一步的发展和提高。

参考文献

1、 傅德明、杨国祥.　《上海地区越江交通盾构施工技术综述》.　“国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会论文集”.　人民交通出版社.　2002.10

2、 傅德明.　《土压盾构掘进机在我国隧道工程中的应用和发展》. “第三届海峡两岩隧道与地下工程学术与技术研讨会”. 成都. 2002.8

隧道施工技术总结范文4

关键词：市政隧道；浅埋暗挖；施工技术

隧道浅埋暗挖技术能够大幅度提高整个施工工程以及在施工作业过程中的安全系数，从而降低市政隧道施工工程中不可预测事件的发生率，也在一定程度上保障了市政隧道施工工程的质量。市政隧道施工技术运用的方向较为灵活，地底作业可以有效保障交通的畅通，也无需拆迁，且噪音较小，不打扰施工工程附近居民的日常生活和休息，没有过多的施工垃圾，对环境的污染较小，且技术和设备的造价较为低廉，属于质优价廉的施工方案，适合我国目前的国情。因此，对于市政隧道深挖技术还应该进行进一步的探索和创新，从而提高我国基础设施建设的速度。

一、工程概况

本文以浙江省某地区的一处市政隧道过既有铁路施工工程为例，概述政隧道建设技术。

本工程铁路为双向四车道结构，此地区位于市中心，工程需要开挖双洞，在隧道进行施工的过程中，要将地表的沉降量也纳入计算范围之内，保证地表的沉降不妨碍隧道铁路的运行。在地下隧道中穿过既有铁路干线，由于是市中心，所以采用浅埋暗挖技术。暗挖隧道工程的施工总长度为42.59m，双洞之间的距离控制在0.8m，隧道的深度为4.5m。隧道需要穿越的土层主要有两种，一种为砂质粉土，一种为杂粉砂层，且土层饱和富水，此区域的地下水位线位于地面下的1.3m出左右，因此，在进行施工的过程之中极易出现涌水现象以及流沙现象。在工程作业中，需要根据不同的土质特点利用合适的方式进行处理，首先要加固土层，提高土层的受重能力和张力，之后再使用短进尺开挖技术，将施工工程的作业初期封闭为环形，从而使施工工程的初期支护结构与围岩部分能够对地面承担的载荷起到有效的调节作用。因为要时刻防止地面的沉降，所以施工难度较大。

二、施工方案

（一）注意事项

在施工的同时，还要保障铁路的正常运行，因此，隧道采用暗挖的方式。在地面使用D24定型便梁加固轨道，首先先开挖一条隧道，并进行支护，在支护完成之后，再准备开挖另一条隧道。两条隧道开挖之前都需要利用夯管进行预支护，并准备地面管，利用地面管对地下水位线进行调节降水，利用小导管对两条隧道进行全方位注浆。

（二）工程要点

在本次施工工程之中，主要需要运用到的技术有支护技术、开挖及支护技术以及防沉降技术。首先，在进行隧道开挖之前，要运用支护技术对施工区域进行全面的支护处理，以减少地表沉降的概率，由于在施工过程的冲击力较大，会震动地表以及地下水，因此，首先应采取排水措施，降低地下水位线，防止工程中的涌水、涌沙现象。其次，是开挖技术。此次工程区域内的土质为小颗粒、大密度的粉土层，所以应用普通的浆液不能达到理想的效果，应在浆液中加入固松散土体，加强土质的坚硬度，从而达到稳固的效果。最后是防沉降技术，为避免影响火车正常运行，要对地面进行防沉降处理，加固土质，还要采取必要的辅助措施，从而保障铁路和隧道的安全。

1、粉土层的注浆加固技术

粉土层的注浆加固技术是在此工程中首要注意的问题。由于粉土层的土质较细，土质颗粒极小，且密度也比一般土质大，注浆很难实现均匀，而注浆加固粉土层时保障施工安全和工程质量的首要条件。因此，在进行粉土层注浆时应采用全断面的注浆方式，将土质加固，避免在隧道开挖过程中出现沉降现象。

2、夯管超前预支护

夯管超前预支护也是主要针对地面沉降问题，不能在工程中较为富水的土层内使用，否则会使工程施工过程中地层中的部分砂土液化。应先对富水层进行降水措施，然后再利用小导管进行注浆，然后再利用夯管进行填充。

3、严格控制沉降

本次工程铁路是作为交通枢纽修建的，其重要意义不言而喻。在在既不影响工程上方交通、又不影响工程施工效率的要求之下，需要采用辅助措施，防止地表沉降，引发事故。

三、施工技术

（一）降水施工

为了避免施工过程中会出现砂土液化的情况，在开挖隧道时先在施工隧道的两遍设置深井降水井，目的是不断将施工区域内的水排出，使富水层中的水大幅速减少，从而保障施工的顺利以及安全。此区域的原水位线在地下1.3m作于，水位线较高，必须进行降水，利用深井降水井将地下水位线降至-11m以下，才能够满足施工的要求。若水位线过高，通常会出出现涌水现象以及涌沙现象，所以降水施工是隧道工程施工的首要步骤。

（二）铁路加固

为了保障铁路运行的顺利和安全，还应对陆上铁路进行加固，防止铁路受到施工的影响而出现故障。首先进行桩基施工，在铁路施工隧道之外先预设6根赶紧钻孔桩，需要距离虽大3m左右，钢筋钻孔桩的直径为1m，桩身深度为25-30m，在施工时保障钻孔的精度，并严密地控制钢筋钻孔桩的布置位置。其次，是便梁加固，采取D24定形便梁，对陆上的铁路实施加固措施，在暗挖隧道之外3m出设置钢筋桩，而在两条暗挖隧道的内部只使用条形桩来进行加固。最后是条形扩大基础施工。在两条隧道之内都需要设置长30m左右、高2m左右、宽3米左右的条形桩，条形桩共设置四根，将其设置在施工隧道的上方，左右各一个。然后便开始进行条基基坑的开挖，并采用自动锚杆注浆的方式对隧道内部进行注浆。

（三）夯管支护

在开挖隧道的过程中需要使用的是大管径的超前支护，大管的管径应在10mm以上，并且在暗挖隧道明显的拱部区域内设置，超贱支护需要以环状的形式密排，平均每一环需要62根超前支护桩。两条暗挖隧道总计需要124根超前支护桩。为防止夯管四周的砂土液化，造成砂土的流失，在管口用橡胶进行止水，将所有管口密封，防止漏水。

（四）隧道开挖

由于隧道的开挖通常都为地下作业，在安装铁路时要注意铁路各个线路之间的间距以及铁路上的停车线位置的设置，而在这种情况之下，就应该使用双连拱隧道技术进行工程施工。利用双连拱隧道技术首先要对隧道进行开挖，然后进行两次衬砌，保障土质的坚固之后，才能够开始施工作业。在作业过程之中，要遵循先开挖小拱隧道再开挖大拱隧道的原则，在开挖的同时，也要注意不断增加内撑，增加内撑E能够在一定程度上平衡受力，降低隧道的坍塌率。

四、结语

综上所述，市政隧道是我国基础设施建设中的重点内容，因此，在市政隧道性价铁路的施工过程中，暗挖施工技术显得尤为重要。为了能够提高我国铁路暗挖施工技术的水平，应不断进行探索，在原有技术的基础上挖掘更多的新型技术，在实践中不断寻找更加高效、先进的施工技术，为我国的基础设施建设提供更多的动力。

参考文献：

[1] 白纪军. 复杂地质情况下暗挖隧道零距离下穿运营地铁车站施工技术[J]. 铁道建筑. 2013（08） .

隧道施工技术总结范文5

关键词：隧道施工；机械化施工；铁路施工

我国由于经济发展的需要，已修建大量的铁路隧道。在我国广大隧道工作者的共同努力下，我们在基础理论研究，国外资料收集、设计、施工等方面取得了可靠的成就，积累了丰富的经验。但是，我国的铁路隧道施工快速建设的水平以及相应的配套技术水平，施工设备等仍然落后与同等时期其他发达国家的建设水平。针对质疑情况我们应该结合我国隧道机械化建设的水平和现状进行全面系统化的总结分析，同时找出限制我国铁路隧道机械化施工技术水平的弊端，并进行讨论进一步提高我国隧道机械化施工的水平，以形成具有我国独特的隧道理论、设计及施工方法。

1 我国铁路隧道施工机械化的发展现状

上世纪五六十年代，我国的隧道施工主要是以人工施工为主，小型机械化为辅，施工难度大，工期长，施工效率极低，到了六十年代中期，我国开始在川黔线、成昆线和贵昆线的铁路隧道施工中借鉴煤矿和矿山的巷道快速掘进模式，运用了配以自制分风分水器的手持式凿岩机械，以及铲斗后卸式装渣机、平移调车器和轨距组成装运系统等，不过施工效率仍然较低。我国的铁路隧道机械化施工大致从横广复线大瑶山隧道建设的20世纪80年代为起点，之后在南昆、京九、大秦、西康的铁路建设施工中发展完善，形成多种机械和设备配套施工的配套模式，并且以铁路隧道钻爆法机械化施工为发展标志性技术，到了20世纪90年代的西康铁路秦岭段特长隧道中全断面硬岩掘进机（TBM）的使用为又一技术发展的标志，并逐渐形成模式沿用至今。

总结我国铁路施工的发展现状，可以得到以下结论，我国铁路隧道机械化施工分别经历了小型设备钻爆法施工、大型无轨运输钻爆法施工和非钻爆法施工三个阶段，从部分机械化作业发展到了综合机械化配套施工的道路，从人工开挖发展到了TBM的使用，两次技术飞跃虽然大幅度的推进了我国铁路隧道施工技术的发展，但是在整体技术和相关的快速修建设备配套技术水平、施工装备以及国产化程度仍然存在一定程度的问题，其主要表现在：

1.1 快速施工技术体系尚待完善。

以钻爆法为基础的机械化快速施工体系表现在机械化作业线设备配套技术、施工安全与风险控制、环境控制、岩溶高压水、变形治理等方面。目前而言，许多设备配套和关键性技术难题亟待解决，施工进度有较大差别，事故频发，工程后环境治理跟不上进度。

1.2 完善机械化设备配套

机械化配套设备只能在硬岩或者围岩稳定性较好的条件下才能进行快速的机械化施工，作业线上的机械设备国产化程度较低，影响了机械的使用寿命和维修养护，同时就影响了作业的效率，不能形成较为完备的先进机械化作业线。特别是喷锚、支护和二次混凝土衬砌等工序的配套机械设备国产化程度极低，完全制约了我国铁路隧道机械化施工的进步和全面发展。

1.3 机械化程度亟待提高

相对于软弱围岩和土质隧道，多数只能进行人工作业。人工作业包含了施工时间长、工序繁复、围岩扰动较大、安全系数低、进度缓慢。这些问题都是受制于机械化施工程度的低下。

针对这些突出问题，我国进行了相关课题的研究，铁道部门专门设立了“隧道围岩稳定性及控制技术的研究”，并且由中铁隧道集团牵头进行了其课题重要部分“隧道施工机械化配套技术及装备研究”的实践实验和研究开展。通过结合实践来进行先进技术的研究，能对我国铁路隧道机械化施工的不足之处提供理论基础，同时也能从实质上解决我国铁路修建技术相关设备的国产化问题，提升隧道施工装备的实力和国产化水平，进而形成完善，先进的铁路机械化配套施工技术体系。

2 铁路隧道机械化施工探讨

进行大规模的机械化作业，使隧道施工进度明显增快，施工质量有所保证，是今后铁路隧道机械化施工技术的关键所在。较高的机械化程度，可以在短期内进行大规模的隧道建设任务，并且要求其他各种相关的施工技术也必须在机械化的条件下进行，在提高和加快机械化建设的同时也要推进国产化装备技术的建设。

2.1 铁路隧道机械化施工中机械的配置、配套原则

配套施工以单机组组合配套后形成的生产作业线形成的综合生产能力高低为原则，铁路隧道的机械化施工机械设备的选择配套要从机械配套使用的整体能力入手，单机的机械性能必须和整体性能匹配，才能达到经济和生产相协调的效果。同时，我们要求各单机在运转过程中保持良好稳定的技术可靠性，在规定时间和作业条件下完成工期范围内的额定功率；机械本身也要具有安全运转功能所需的安全性，是施工人员和机械操作人员在机械运转时有相应的安全保障；其次，要在机械上装备相关防护设备，保障机械的耐久性，配套机组中的各单机要经久耐用；在机械的配套使用原则中要求及时的对机械进行检查、维修和养护；选用的设备要以优先选用经济适用的节能设备为原则；最后，选用配套的设备要能够适应多种地质条件下的不同施工方法，满足辅助施工方法的施工需要，具备一定的适应性。

隧道铁路施工机械设备的配套首要满足的是施工合同中所要求的相关条件，一般保护技术条件和经济条件。经济条件主要包含工作量、能源消耗、工作效率、操作性、通用性、劳力资源、耐久性、灵活性以及维修性。经济性主要包含使用率、购置率、使用率、各类资源消耗和与工期要求相符合的施工进度等等。通常配套原则要与施工方法想配套，与施工组织要求的进度目标适应，具有适应不同围岩的应变能力，同时要充分考虑辅助导坑的作用和功能，员工的素质和管理水平相适应。

2.2 我国铁路隧道机械化施工中常用的机械

我国已引进多台大直径全断面掘进机机组成功地建设了多座水工、铁路隧道，盾构技术更是在铁路隧道施工中得到广泛应用，这为非钻爆法施工大型技术装备的国产自主创新开发打下了坚实的基础。

2.2.1 TBM硬岩掘进机

开敞式硬岩掘进机，以德国Wirth公司的双排支撑靴结构和美国的Robbins公司的单排支撑靴结构机型为典型机型，作用是在岩石不易坍塌和地层较为稳定的隧道施工中进行施工，如果需要在较为破碎的地层中掘进施工时需要在护盾后即刻进行喷锚支护，最终的隧道支护施工方式是砼衬砌；单护盾式硬岩掘进机，单护盾式TBM与开敞式TBM有所不同的地方是单护盾式TBM配置了完整的圆形护盾，推进方式是依靠推进缸支撑在安装完成的整体衬砌或管片上获得支反力，但是由于单护盾式TBM的掘进和安装管片不能同时进行，所以施工进度较慢而应用得较少；双护盾式硬岩掘进机，掘进的原理和单护盾式硬岩掘进机完全相同，不同之处在于双护盾式TBM配置有前后护盾，前后护盾间设置了伸缩护盾，后护盾配置了支撑靴，在地质条件恶劣的情况下双护盾式的TBM采用单护盾的方式推进，在地质条件允许的条件下则采用双护盾式TBM掘进，掘进和安装管片可以同时进行，可以获得较快的掘进速度。

2.2.2 开挖设备

液压凿岩台车，液压凿岩台车从结构上分为实腹式和门架式，从行走方式分可以分为轨行式、轮胎式和履带式。门架式液压凿岩台车的腹部可以通行运渣车辆，能够充分的利用隧道内有限的横断空间，从而使施工中各设备的使用互不干扰，通常被运用于单线铁路隧道施工中，液压凿岩台车开挖钻孔作业效率高，劳动强度低，劳动环境条件好，不过存在一次性投入比例较大的缺点。

多功能开挖台架，多功能开挖台架出现于上世纪90年代我国施工过程中开发出来的风钻多功能台架配套法，其具有制作成本低、制作方便、操作灵活、适用范围广泛以及便于推广的优点，由于使用成本较低，所以利于全断面大楔形斜眼掏槽爆破技术的实施，爆破具有良好的效果，是隧道施工的进度得到了较好的保障，也适合我国隧道施工过程中劳动力充足，廉价的特点。虽然这种配套施工方法具有很多利于施工和节省资源的优点，但是也存在着科技含量低、劳动强度大、劳动环境差的缺点，在我国铁路隧道施工机械化进程的发展背景下必将被先进的施工技术和施工机械所取代。

2.3 我国铁路隧道机械化施工趋势

2.3.1 隧道钻爆法施工机械化是发展重点

用自液压凿岩台车进行铁路隧道施工取得了良好的施工效果，推广和创新发展“新奥法”施工和机械化配套技术是实现隧道钻爆法施工机械化的关键，其中掘进机械化、装-运-卸机械化、锚杆-湿喷砼支护机械化以及衬砌（含仰拱）砼施工机械化仍是推广和创新的重点。

2.3.2 重点研制隧道掘进机

与国外施工设备相比较，在机械工作可靠性、液压系统、伺服系统、自动导向和调向系统、刀具以及刀具轴承，主机大轴承的设计制造以及自动控制系统及元件上存在较大差距，也是我国隧道掘进机研制过程中需要解决的问题。为了满足当前高速铁路特长隧道建设需要，我们要和国外知名的掘进机制造厂进行合作，并设立本地化生产工厂。

2.3.3 铁路隧道机械化施工的科技化和自动化

掘进机的设计制造在一定程度上反映了一个国家的综合科学技术和工业水平体现了计算机、新材料、自动化、信息传输和多媒体等的技术的综合水平。目前在办公室所在地可以直接从计算机屏幕上获取远距离的掘进机施工图像和参数并可以发出指令进行控制，这是机械化设备自动化发展的趋势；同时计算机硬件和软件的迅速发展掘进机的计算机优化设计和施工系统的开发也是发展方向之一，越来越多的机械原理、电子学原理和机器人原理都会被合理的应用到岩土工程学中。

3 结束语

综上所述，随着我国大规模铁路建设的展开，隧道建设的数量将越来越多，建设标准越来越高，建设条件更加复杂，要顺利的完成我国铁路隧道施工的机械化进程，就必须在现有工作经验的基础上进行不断的归纳总结，结合我国铁路施工的现状去解决问题，同时培养高素质的铁路隧道施工技术人才，开展相应的大型机械设备的国产化工作研究，才能客观上解决我国铁路隧道施工的机械化进程中遇到的难点和关键问题。

参考文献

[1]代永文.单线铁路隧道无轨运输施工组织[J].山西建筑，2008.

隧道施工技术总结范文6

关键词：高速公路；桥梁施工；桥隧连接

中图分类号：U448.14;U459.2 文献标识码:A

1 引言

我国正处于社会经济大发展的重要时期，国民经济结构中基础设施建设一直占有举足轻重的地位。特别是近年来，随着我国西部大开发建设项目的逐步落实，山区高速公路建设有了很大的进展。在工程建设的众多技术领域中，高速公路的桥梁和隧道工程技术十分突出，有着越来越广泛的运用。山区高速公路的桥梁和隧道工程技术以开发利用山岭潜在资源为目的，进而能够更好地实现环保、安全、便利、节能和经济的工程要求。因此，必须要逐步加强对山区高速公路桥梁和隧道工程施工技术方面的应用研究。

本论文主要结合山区高速公路桥隧连接工程的特点，对其施工关机技术展开分析探讨，以期从中能够找到合理有效可靠的桥隧连接施工技术应用，并以此和广大同行分享。

2桥隧连接施工技术应用现状及问题分析

在山区高速公路上，当桥梁端点与相邻隧道洞门间的距离较近时，在设计、施工和运营安全等方面，必须考虑桥梁和相邻隧道间的相互影响。当桥梁与相邻隧道具有相互影响时，相应的隧道洞口、桥端部和桥隧间的连接路段统称为桥隧连接部分，简称桥隧连接或桥隧相连。

山区高速公路上的桥隧连接工程同时涉及到山区桥梁和山岭隧道的修建，尽管目前修建桥梁或隧道的各种技术都日趋成熟，但桥梁和隧道近距离相接之处在设计和施工还存在许多彼此相互影响的问题，这些问题在施工和设计中或己解决，或仍然是个难题，已解决的需尽快总结形成理论以指导以后的工程实践，尚未解决的需做进一步的研究和探讨。但目前总结性和进一步研究性的工作还做的很不够，规范中对桥隧连接段的施工和设计也无明确的要求和说明。

具体说来，主要存在的问题如下：

l) 在桥隧连接工程设计和施工的诸多方面还没有将桥梁和隧道作为连接工程的特殊形式统筹地考虑有序地进行；

2) 山区高速公路的技术规范还未形成对桥隧连接工程的专门性规定；

3) 山区高速公路的建设过程中，已经积累了许多对以后建设桥隧连接这种特殊结构的行之有效的经验，但对这些经验进行积累和研究分析的工作还做的很少，许多技术的普遍适用性还不够，函需对这些经验进行归类分析，以指导以后的工程实践；

4) 桥隧连接工程设计、施工和运营时在力学性能上相互影响关系需要进行三维有限元计算分析，并结合现场监测数据，给出该特殊结构各关键部位在初步设计阶段、施工中和运营中的力学状态。目前该方面的资料还很少；

5) 桥隧连接工程作为高速公路中结合了桥梁、道路和隧道三种构造物的结构形式，其特殊性和重要性不言而喻，因此其安全运营显得尤为重要。桥梁、路基或隧道，就单一的结构来看，其安全运营的研究都已经比较多了，但将三者作为相互影响的对立统一面综合考虑的研究工作还进行的不够，需要开展进一步的研究。

3 山区高速公路桥隧连接工程关键技术探讨

3.1 桥隧连接条件下桥台施工处理措施

当前桥台施工的主要难点在大体积桥台的施工和软基桥台的施工两个方面。

对于大体积桥台，往往需要一次性浇筑成型，如前所述，其施工的主要问题就是控制混凝土浇筑时的施工水化热以控制温度裂缝的问题。这个问题可以通过控制混凝土原材料、优化配合比、优化施工工艺、降低浇筑时温度、进行温度实时监控等措施得到很好的解决。

对于软基桥台，一般都采用钻孔桩基础。软基桥台桩基既要承受桥梁上部结构传递下来的巨大荷载，同时又要抵挡台后软弱地基的水平推力，因此在设计和施工过程中稍有不慎，就可能引发桥头跳车或者桥台前移甚至桥台桩基被剪断的重大工程事故。针对软基上的桥台存在的问题，一般采用的技术措施为：

(1) 加强台身及基础的刚度法:避免采用单排桩基础，而采用双排桩或多排桩来共同承担由于引道填土、台前台后不均匀下沉对基桩产生的弯矩和剪力;或采用斜桩基础，所谓的斜桩基础实际上是斜桩与竖直桩的混合桩基。

(2) 台前加载法:即加大锥体护坡的范围与体量并以重力式挡墙作锥体护坡的坡脚基础，以大锥体填土来平衡台背引道填土的压力，达到减小台前台后软基不均匀下沉的目的。

(3) 台后减压法:包括低填土方式、溜坡方式、桥头踏板形式、箱形或多箱形方式、填土采用轻骨料、埋置涵管箱涵、设置混凝土桩等。

3.2 桥隧连接条件下桥台的施工技术探讨

桥隧连接条件下桥台的施工分为两个方面：桥台在隧道洞门外和桥台在隧道洞门内。

(1) 桥台在隧道外施工

当桥台在隧道洞门外施工时，对于掘基桥台，若基础开挖在隧道洞口段开挖之后进行，如前文所述，将对隧道洞口周边围岩产生二次扰动。地应力再一次重新分布，可能对桥台和隧道周边围岩带来稳定问题；另外，当地基的承载能力不足时，可采用桩基桥台的形式，但钻孔时亦会对隧道周边围岩产生二次扰动，孔的出现可能影响周边围岩的稳定性。因此，需要在开挖桥台基础的时候，做到缓慢开挖，缓慢进阶，同时及时做好隧道围岩的监测量控工作，根据量测的结果必要的时候可采取临时支撑措施，待开挖完成围岩趋于稳定后再拆除。或先进行桥台施工,当山体土体稳定后进行隧道洞门施工。

(2) 桥台在隧道洞门内施工

当桥台在隧道洞门内施工时，不可避免地造成围岩的二次扰动，需要按上述方法进行适当的超前加固或及时支护，特别是隧道直墙或曲墙的底部在桥台开挖时可适当多植入若干根锚杆，增强围岩的稳定性。

由于桥台在隧道内部，桥台的自重肯定会对围岩本身产生竖向压力荷载。由于桥台所处的隧道洞门段取消了仰拱，因此边墙侧压比拱部松弛荷载对衬砌结构的影响更明显，设计、施工应尤为注意，条件允许的情况下，可采用箱形或多箱形的桥台形式减小桥台的自重，进而减小边墙的侧压。

总之，不管桥台在隧道洞门内还是在洞门外，在施工的时候都需要做到谨慎小心、充分准备、及时处理，以保障施工的质量和工作的顺利进行。

结语

当前对于桥隧连接工程的定义还只是纯经验的总结，对该特殊结构的定义由于直接涉及到设计和施工工作的方法和内容，因此必须作出更加准确的定义。桥隧连接工程准确的定义可通过现场测量与有限元仿真计算相结合的方法开展。本论文初步对山区高速公路段桥隧连接工程施工中的相关施工技术进行了分析探讨，也给出了详细的施工技术方案以供参考。但是更全面的施工应用技术还有待于广大工程施工技术人员的共同努力，才能够最终实现提高山区高速公路桥隧连接工程施工应用技术水平的目的。

参考文献

[1]李泽荣.山区公路桥梁工程的设计与实践[J].中国市政工程,2009,(2):1-3.

隧道施工技术总结范文7

在西安，有这样一个团队：他们坚守在全国各地的隧道及地下施工现场，坚守在“一带一路”沿线的中亚国家，对复杂地质、复杂环境条件下的隧道与地下工程建设的关键技g进行仔细的分析与研究；他们日复一日地工作，为工程安全、施工质量注入一剂“安心针”；他们不辞辛劳，用不为人知的努力做着最伟大的工作，为隧道和地下工程的安全建设和运营贡献着自己的力量。他们都有一个共同的名字――西安建筑科技大学隧道与地下结构工程研究所。在所长宋战平的带领下，他们靠着对专业的忠诚以及对事业的责任心，在隧道和地下空间施工和灾害防治领域走出了一条阳关大道。

复杂地质条件下隧道和地下工程施工领域的探险队

西安建筑科技大学隧道与地下工程工程研究所成立于2009年，近10年来，研究所结合我国基础建设的需要，针对隧道、地下工程等与岩土介质力学特性和理论相关的难题进行基础性研究工作，并注重解决隧道与地下工程建设中遇到的重大问题。在学校、学院的大力支持和帮助下，研究所在宋战平的带领下，研究方法与模式推陈出新.并创造了一个又一个复杂地质条件下的隧道施工的奇迹。“我们要不断提高工程应用技术的研发效率和理论研究深度，以求达到理论与工程实践的有机结合。”宋战平说道。

我国幅员辽阔，地质结构复杂多样，隧道与地下工程建设关键技术及地下工程环境保障技术就成了解决复杂地质环境条件下的重中之重。团队针对山区城镇工程建设中爆破施工扰动的突出问题，提出了“岩质地层悬臂掘进机施工技术”，从而有效拓宽了“铣挖法”施工领域，改变了我国岩质隧道与地下工程施工的固有模式。针对复杂环境和复杂断面条件下的隧道和地下工程施工快速支护施工的关键问题，研发并实施的“单层衬砌结构设计方法及施工技术”，成功应用于亚洲第一长大公路通风斜井，解决了长陡坡斜井大体积混凝土施工困难，风险高、质量难以控制的等一系列技术难题。

“要致富，先修路”，我国西部地区一直是经济“重灾区”，道路就是其中的软肋。结合我国西部铁路、公路等基础建设，宋战平首次提出了“西部隧道地貌控水成灾”的指导思想；结合工程实践，提出并实施的“以地质地貌分析为基础，随施工进度分阶段进行地质雷达配合红外探水及掌子面素描分析为手段的多阶段、多层次、多方法的综合立体式超前地质预测预报技术”，降低了复杂富水地质条件下长大隧道施工的风险，实现了西部环境敏感区隧道地下水“零排放”的目标。针对西部地质复杂条件下的大断面隧道软岩的大变形问题等.提出并实施的“大断面隧道扩挖让压释放变形，其后注浆补强提高刚度增强抗力；变形平稳施作外圈加强支护形成封闭，其后进行二次衬砌确保安全”的大变形整体整治原则和技术，直接指导了兰渝铁路天池坪隧道、化马隧道等工程的设计修正与施工，并广泛应用在我国西北乃至全国同类隧道建设中。

针对我国西部新疆及中亚地区地质复杂、环境脆弱的特点，宋战平及其带领的隧道与地下结构工程研究所研发的“大断面隧道旋喷加固全断面施工技术”，成功推广应用于我国“丝路”沿线的将军沟隧道、新玉希莫勒盖隧道等10余座隧道以及中亚的塔吉克斯坦乔尔马扎克、吉尔吉斯斯塔的南北第二通道隧道等工程建设中，取得了良好的应用效果。在塔吉克斯坦乔尔马扎克隧道建设中，塔吉克斯坦总统和总理先后多次视察隧道工程现场，塔吉克斯坦国家电视台、电台、报纸多次对隧道的安全、快速施工进行报道。

复杂环境条件下地下工程施工领域的开拓队

近年来，宋战平带领下的西安建筑科技大学隧道与地下结构工程研究所先后参与了北京地铁，天津地铁、武汉地铁，哈尔滨地铁、西安地铁等十余座城市地铁的建设咨询工作，科研成果丰硕。这一系列成果的取得，其背后不仅仅是辛劳和汗水，更多的是一份对工作的责任心在支撑着他们；成绩对他们而言，不仅仅是荣誉，更多的是责任和激励。

对于宋战平团队来说，正是有了那么多困难和险阻，他们也正是在这么高强度工作的压力下，才能在隧道和地下工程技术上求得更多的创新和发展。被列为“北京市五个最难工程之一”的北京地铁7号线双井站具有“高承压、大流量、补充源充沛的渗透性差异大的砂、粘土不规则互层的地层”等多重特点，宋战平及其团队通过细致的理论分析和系统数值模拟，提出并采用的“不同位置、断面的非对称导洞的承压富水砂土互层“PBA”工法，成功解决了城市地铁穿越重要地段采用“洞桩法”暗挖施工中上下导洞采用同一断面造成的施工风险大、废弃工程量多、施工时间长问题，工期提前60天。此外，宋战平及其团队提出并采用的“来水方向长排大井截排，工程圈内‘U’型降排，不规则层间滞留水真空降排”的综合治理措施，实现了22m高承压、渗透性差别2倍以上的不规则砂土互层地铁车站的安全和快速施工。

理论是基础，可实践也不是一帆风顺，如何在理论和实践中找到平衡呢？宋战平在理论分析及数值模拟的基础上，反复通过现场实践和总结，优化支护结构，经过一次又一次的计算、模拟、施工，创造性地提出并实施了“超前深降减水头，反压增阻固底层，注浆回填稳结构”的综合施工技术，实现了北京地铁22m高承压水的35m超深竖井的快速施工。这项成果的成功应用不仅很好地解决了北京地铁的一系列技术难题，还为同类地铁工程的建设提供了重要的技术支持和宝贵经验，此外还更进一步拓展了暗挖施工的新领域。

对于宋战平，对于他带领下的西安建筑科技大学隧道与地下结构工程研究所来说，每一次探索，每一次研究都会面临各种曲折，也会迎来各种收获，他们自始至终都忠于一份责任心，一份赤子之心，宋战平和他的隧道与地下结构工程团队也将永远走在钻研与创新的路上。

隧道施工技术总结范文8

关键词：铁路隧道；隧道开挖；施工技术；支护技术；大断面隧道 文献标识码：A

中图分类号：U459 文章编号：1009-2374（2016）32-0091-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.045

1 铁路隧道的开挖

在铁路隧道施工的开挖前，施工人员要根据铁路隧道的总体施工安排情况来开工，只有这样才能有效地提高施工的效率和质量。铁路隧道的开挖，可以简单地分为全断面法开挖和台阶分部法开挖。在施工的过程中，要根据隧道的地质条件，对其选择适合的开挖方法才行。对于全断面法开挖，其施工钻孔时需要配备上多功能台架的配合风钻，完成一次性爆破成型。对于台阶分部法开挖，特别是在我们施工的时候，可以在铁路隧道的上台阶和下台阶的部分进行施工，必要时可以使用多功能平台风钻机，对其进行打眼施工，使其开挖支护成型。总体来说，我们要根据隧道每天的最大出渣量，使用出渣的机械设备，合理配备装渣，在掌子面上，需用挖掘机装渣。当然也要考虑到隧道的断面以及施工场面的狭窄问题，对于这些问题，要选用合适的外形尺寸以及经济实用型的自卸汽车对其进行出渣作业，只有这样，才能高质量地完成铁路隧道的开挖工程。

2 铁路隧道支护技术的选择

对于铁路隧道的支护技术，在整个施工过程中是非常重要的，务必重视。目前可以分为初期支护和二次衬砌两个过程。

2.1 初期支护

铁路隧道的初期支护体系一般由超前管棚、超前小导管、系统锚杆、钢支架及喷射混凝土等构成。超前管棚一般管棚采用外径80mm、长6m的钢管来进行加工。不同的管棚对其都有不同的长度要求，根据其具体的要求，要将80mm的钢管逐根进行套接，就要使用1m长的45mm钢管来完成，可以控制一下管棚的顺直度，然后再焊接一下长度为80mm的钢管焊接，而对于钢管，沿钢管的纵向可以每30cm上面钻一个孔。除此之外，还需要保持管棚环向间距为33cm，纵向搭接长度为2m。采用40mm的小型类的导管来施工，也可以用水泥D水玻璃双液注浆泵注浆加固。

在铁路施工中对于其余的施工地段，可以使用自进式锚杆或者砂浆锚杆来进行施工，可以在局部地段置一些格栅或一些钢架材料。对于锚杆需要采用人工风钻打孔，使用注浆泵注浆，再用湿喷机喷射混凝土，这样初期支护才算完成，下面就要开始准备二次衬砌了。

2.2 二次衬砌

对于二次衬砌，在衬砌阶段中，施工人员需要按照“仰拱先行、拱墙整体衬砌紧跟”的原则来施工，还要根据施工技术是否规范、所设计的文件和上级的相关要求，合理地制定出衬砌的施工时机。有一些围岩的自稳性很差，对其要尽早施作衬砌，以保证施工过程中的安全性。在二次衬砌中，一般仰拱和开挖面之间的水平距离需要保持在40～70m之间，衬砌和掌子面之间保持在90～200m之间。对于仰拱施工，要采用架设栈桥的方法，慢慢进行，保持施工中的严谨性，在这个过程中要进行人工化的捆绑钢筋，使混凝土灌车运至工作面溜槽入仓，然后用插入式振捣器振捣，最后用人工使其整平。施工人员在衬砌施工中，可以与开挖平行进行，因为在每个工作面中，都需要配备1台12m自行式全断面液压钢模衬砌台车，然后用混凝土搅拌运输车运至工作面，用混凝土输送泵灌注，再使用附着式振捣器捣固，最终完成二次衬砌的过程。

3 铁路隧道开挖中通风技术的选择

在隧道施工的过程中有很多程序，并且很多程序都会产生有害气体，像在钻眼的过程或者在一些其他的过程中，比如装渣、内燃等，因为施工在隧道里进行，隧道里的空气质量很差，里面尘土飞扬，空气非常不好，这样施工人员在里面工作就会危害健康，所以应该避免此类现象的发生。并且在铁路隧道内部，其温度和湿度都会随着铁路隧道的纵深开挖而不断提高，从而使施工通风的难度增大，如果没有办法使隧道里面的空气得到及时净化或者更换，就没有办法为施工人员提供良好的施工环境，这样下去，久而久之，就会降低施工人员的工作效率。对于铁路隧道的通风技术来说，最重要的是在铁路施工中的安全性问题，务必要确保施人员的安全性。在施工中，有两项具体的措施来实现隧道施工中空气的净化。在实际中，可以对其进行通风处理，这样可以使隧道里面充满氧气，并且一些有害气体也会随之驱逐出去，从而净化了空气。

第一，在施工过程中，出风口位置与隧道口两者之间的距离一定要超过30m，这样可以防止从施工隧道洞中排放出来的回风流被重新吸入洞中构成循环风以污染空气。在施工过程中应该将通风管抬得足够高，并且要挂于洞壁拱腰的位置处，这样能有效避免和减少对流水作业以及其他相关操作工序造成的不良影响。尽管如此，还要使风管口位置与掌子面之间的路程保持在有效射程范围内，这样不仅能确保隧道的通风效果良好，还能防止因为爆破施工而对风管造成的不必要的破坏。

第二，施工人员在工作的时候，要重点防止漏风现象的发生，并且还要降低风的阻力，这样可以确保隧道中的风的正常性，使隧道建设标准规范起来。在施工中，对于风管的选择也很重要，在施工中需要选择材料良好的风管来进行，在隧道的洞口高压风区域里面，我们可以用塑胶布进行施工，这样方便节省资源，并且还能降低流动的摩擦阻力系数。这对于隧道的保养是非常好的，可以防止隧道老化。在隧道施工中，需要加长风管的时候，要尽量减少接头的数量，这样可以减少隧道漏风和局部的阻力，从而降低了加工的成本。在铁路隧道施工技术中，还需要对风管进行改进加工，用来混织胶布和强力胶粘结工作面风管。

第三，在施工中提高检查的次数，这样是为了保持通风系统稳定的工作状态，尤其是对于长软管，在发现漏风之后，需要及时修补、调整或者更换，以确保通风系统的维护管理。在这个过程中还要委派专人进行风量、风压、风速的日常测试，测试完之后，要将测试结果记录在案，整理下来，这样可以方便整体维护管理通风系统，最终使铁路隧道施工中的通风技术完成。

4 铁路隧道施工中监控量测技术的选择

众所周知，在铁路隧道施工的过程中，需要采用监控量测技术，其主要作用是对隧道实施过程中的一些细节问题进行维护，而对其中存在的异常现状进行记录与处理，最终通过合理有效的技术手段来对隧道工作层面的情况进行观察与检测，特别是对隧道中工程地质与水文地质的相关情况来进行分析与研究。

在高速铁路隧道中最有崩塌可能的是拱顶的岩块，并且在物理方面，隧道拱顶的围岩存在着一定的拉应力。在铁路隧道施工技术中，铁路大断面隧道的施工是一项比较复杂的工程项目，所以在铁路隧道施工过程中，施工人员需要严格遵守相关原则与规范，从而进行各个环节与细节的工作。在进行铁路隧道施工中的监测过程中，还需要对隧道施工过程中的质量安全性进行及时有效的检测与评定，对于其中存在的不管任何异常情况或者安全隐患，都要及时采取有效的手段和策略来进行处理，尽量避免在施工过程中发生安全事故。

在铁路隧道施工过程中，需要从下述三个层面入手来全面做好隧道的监测工作：（1）在铁路隧道施工的过程中，要将项目的监测管理作为整个项目中的核心部分，使其作为重要的程序来进行项目的实施，在操作过程中，还需要保障隧道监测具有充足的时间和空间；（2）在具体实施的过程中，施工人员需要制定一套科学、合理、可行的监测方案，及时有效地对整个检测过程中的各个环节进行观察与鉴定，并加强维护其中的细节，还需要将具体的策略规划到整个过程项目的计划之中；（3）在整个高速铁路隧道的施工过程中，需要将监测程序与隧道具体的施工步骤相互结合，针对隧道的具体情况，采取有效的策略对其进行维护，避免由于一些安全隐患的存在影响整个工程项目的顺利进行，影响之前制定的整套方案的实施。

5 铁路隧道开挖中防水施工技术的选择

对于铁路隧道开挖中防水施工技术的选择，在施工阶段目前隧道防水一般采用复合式防水层，对于复合式防水层，有以下两点：（1）在复合式防水层中的基面处理。防水隔离层铺设之前要详细检查其表面的防化程度，因为初期其表面是很不平整的，这可以用砂浆来进行磨平；（2）在施工中铺设透水管和对于隔离层的防水铺设。首先是对于防水材料的选择。根据隧道围岩的富水程度，对于富水地段采用拉伸强度较高的EVA型复合式防水板，对于弱富水地段则采用一般的LDPE型复合式防水板，一般幅宽为2.1m，厚度均为1mm，以300g/m2土工无纺布作垫层，无纺布与防水板呈带状点式粘连，带间距为1.0m。然后可以用土工布作为专门的垫层进行铺设，防水板搭接长度需要10cm，对于边角、沟等处或者修小块空洞而不能使用焊机的地方，一定要用手平嘴热风焊枪焊接，这样才能使铁路隧道开挖中防水施工技术的选择合理而且有效。

6 结语

综合上面所提到的五点铁路隧道施工技术，在具体施工的过程中需要针对铁路隧道施工技术的现状，合理地选择相应的施工技术条件。对于所选的施工技术，要做出合理的安排和策划，需要考虑施工的地理条件状况以及当地条件的不足之处，这样才能对症下药，找到相应的解决办法，最终提高施工效率，使铁路隧道施工快速、便捷而有效地进行，不仅加快了施工的速度，也确保了施工的安全，有助于经济的发展，从而造福于

人民。

参考文献

[1] 吕和蔼.长大铁路隧道施工难点及技术措施研究[J].隧道建设，2012，（S1）.

隧道施工技术总结范文9

【关键词】山区隧道；地质勘察技术；综合应用；探讨

隧道工程建设施工难度大，施工技术要求高，任何一个施工环节出现问题都可能对整个隧道工程质量产生严重影响。山区地质环境较其他区域而言，其地质环境更为复杂，特别是在深埋隧道工程建设中经常会遇到高地应力岩爆及高地温等问题，超长隧道工程建设施工中会遇到通风问题；软弱围岩地质条件下的隧道工程建设会在施工中遇到塌方，渗透等问题，这些因素的存在都给隧道施工带来极大的难度。为了能够保证山区隧道工程施工质量必须要通过技术手段来防止这些地质灾害，地质勘查技术是当前隧道建设工程领域中一项重要的防治这些地质灾害，确保隧道工程安全施工的重要技术。加强对该项技术在山区隧道工程建设中的综合应用问题研究具有十分重要的现实意义。

1.山区隧道工程地质状况概述

山区隧道一般为岩溶地貌或蚀峰地貌，整体地质具有明显的切割特征，高差较大，通常从进洞到出洞的呈现出逐步降低趋势。山区岩体的整体性差，通常山区的岩体节理裂痕比较严重，使得在隧道工程建设时往往会因围岩稳定性差给施工带来极大的难度。所以，针对山区隧道工程地质状况特点，为了能确保隧道工程顺利实施，必须要对山区隧道的地质水文情况、地质构造规律特征、岩溶发育状况进行深入细致的勘查，根据地质勘查结果合理选用施工技术和施工工艺，并结合勘查数据结果对施工可能会存在的施工安全隐患问题采取有针对性的技术处理措施，为山区隧道工程建设的顺利实施提供重要的技术支持。

2.地质勘察技术在山区隧道工程建设中综合应用方式及效果

2.1地质调绘技术

地质调绘技术是一项综合性的地质勘查技术，该技术主要对山区隧道整体地质状况进行勘查分析。具体而言，该项技术主要是对山区隧道施工区域的地质条件和地貌条件进行深入的勘查，结合施工区域相关地质状况资料对隧道工程建设的可行性作出综合评价，为后续的隧道地质勘查工作提供重要的依据。由于山区隧道工程的地质条件相对比较复杂，通过运用地质调绘技术可以对山区隧道的整体地质状况进行掌握，经对隧道工程区域地质状况的细化分析后发现不利于隧道施工的地质问题，进而针对问题采取相应的防范措施。由于绝大多数的地表都是由第四系覆盖，往往在地质构造方面对地质具体情况难以直观观测到。在此情况下，我们可运用地质调绘技术在岩层上合理地布四条物探测线，同时结合地震法及电法对其进行勘查，可对岩层的断裂的具体走向和发展趋势进行整体掌握。为山区隧道工程后期的地质勘查工作施工组织设计提供重要的地质资料参考依据。

2.2综合物探技术

地质调绘技术是对山区隧道工程区域的地质构造，如岩层、水文进行大面积的勘查、分析的技术。使得我们对山区隧道工程的地质状况有了整体性掌握，且对山区隧道工程施工中可能存在的不利于施工的地质问题进行了分析和评价。这样为山区隧道工程的后续地质勘查工作确定了地质勘查目标和方向。综合物探是山区隧道地质勘查技术体系的重要组成部分，该项技术融合高密度电法、地震折射法、电测探法、室内岩芯法及综合测井法于一体的综合性物探技术。在地质勘查实践应用中，可首先采用地震折射的方式沿着路线发展方向布置两条物探纵剖面；应用电测探法与高密度电法在隧道的进口位置与出口位置布设四条横剖面；应用地震折射法相应的连续简单观测体系测定完整浅部基岩界面实际速度，按照岩层倾角逐步推延至洞身，参照钻孔岩芯测试弹性波速的相应结果实施统计与对比。对钻探状况和地质调绘地质覆盖层的具体厚度进行综合性分析，确定各断层的走向、倾角、线路具置及断层宽度。通过对地质勘查所得资料的分析通过弹性波对岩石种类进行划分，然后结合电测探法和高密度电法、地质调绘应用差时距曲线对山区隧道地质的实际状况进行定量分析，经分析后确定隧道工程进口位置及出口位置的地层结构、岩石覆盖层厚度和各边界岩层风化程度、岩体的完整性等，为山区隧道工程施工工艺、施工技术的选定提供重要的参考依据。

2.3钻探技术

钻探技术是检验山区隧道地质勘查调绘技术和物探技术在综合勘查中是否有效果的最为直接的方法，也是对山区隧道工程地质水文参数进行采集的重要方式。钻探一般钻进岩体比较深，通过采集到的岩体构成成分，我们可以对隧道工程地质的具体状况进行掌握，是一种最为直接，最直观了解山区隧道区域地质状况的勘查方法。在山区隧道地质水文试验中，一般需要融合多种测试方法才能得到最为准确的测试结果。其具体测试方法为：对隧道区域的岩层进行分层止水，然后采用清水钻进的方式进行三次降深的抽水试验和提水试验。最后采用相关的试验方式对地质的具体参数进行提取，整理与分析。为了能够提高水文试验相关参数的准确度，可采用专业潜水泵或者是测流仪对隧道岩层进行钻探，可有效提升试验数据参数的准确性。

3.结语

总而言之，山区隧道工程建设是一项复杂而系统的工程，在建设过程中可能会因极其复杂的隧道地质状况给施工带来一定的困难性，为了能够保证山区隧道工程高质、高效地完成施工任务，需要利用当前比较先进的地质勘查技术对地质状况勘查清楚，进而根据地质勘查所得数据，合理选用适宜的隧道工程施工工艺和技术。

【参考文献】

隧道施工技术总结范文10

【关键词】隧道施工；机械设备；配套；技术

中图分类号：U45文献标识码： A

一、前言

我国的隧道施工技术开始的时候发展较慢，主要就是我国隧道施工中机械化进程开始的比较晚。我国隧道施工中使用机械，是从上个世纪八十年代才开始的。这就导致我国隧道施工技术，直到近年来才开始得到飞速的发展，这都是源于国外先进技术的引用。所以说我国的隧道施工中，机械设备使用的问题，机械设备配套技术发展的问题，机械设备效率提高的问题，都值得我们好好地研究学习。只有我们好好地做了施工的归纳总结，才能让施工中施工机械设备的时候减少出现问题，出现失误。

二、施工机械配套，提高施工工厂化的程度

从我们当前的施工实际出发，采用最多的施工方法是台阶法，其次是全断面法。在大断面的情况下，单侧导坑法（中隔壁法）和双侧导坑法（眼睛法）采用较多。由于施工机械的开发，施工方法有更多地采用全断面法的趋势，即全断面法和超短台阶法相互结合的全断面施工。因此，隧道施工机械化配套技术，必须考虑施工技术的发展，以适应隧道施工技术发展的需求。例如，大遥山隧道施工的机械化模式，基本上是双线铁路隧道机械化的基本模式，而米花岭隧道则是单线铁路隧道机械化施工的典型模式。“台架模式”是一种以多功能台架集约开挖与支护作业，并紧跟铺底和衬砌的施工方法，也是一种以全断面法为主，局部不良地段转换为超短台阶法的施工机械配套技术，在单线、双线隧道中均可采用。

三、 隧道施工机械化配套的基本原则

1、隧道施工机械基本上是由掘进、支护(初期和二次支护)、出碴运输及洞内作业环境的保障设备四大部分构成。这四部分机械和设备的有机配合，就会形成强大的生产能力。但在配套中应将重点放在掘进和支护的机械选择上。因为这是形成生产能力的关键。

在配套方案的研究中,首先要建立基本配置模式,但应留有余地,采用者可根据具体条件,提高或降低其中某些配置的水准。也就是说,机械化的程度，应因地制宜，但都应在基本配置模式的基础上进行，视工程的具体条件和施工单位的机械设备情况,可将机械化分为不同的水平，并按不同水平配置相应的机械。

机械配置水平主要是以开挖机械来划分的。二次衬砌的修筑,不管施工方法如何，多数是采用各种类型的模板台车进行。而运输机械则应与开挖机械协调配置。从目前的实际情况看,大型施工机械,如多臂液压钻孔台车还是比较少的，而隧道的修建数量却大幅度地增长，在这种情况下，采用多功能台架或自行研制的门架式钻孔台车是很自然的。同时，发展适应各种条件下的全断面法和半断面法开挖的各种机械是很重要的。

2、应首先建立配套的目标函数。配套的终极目的是形成一定的、均衡的生产能力。也就是说,在满足工期的条件下,设备最简单、效率最高的配套方案是最佳选择，是我们追求的目标。为保证实现均衡速度的目标,配套的生产能力应具有一定的富裕。即：配套的生产能力>(1.2～1.5)均衡的生产能力。

3、运输设备是保证充分发挥开挖机械和支护机械能力的关键设备，是完成目标函数的基本条件。因此，在配套中必需使运输能力大于开挖能力，为不断提高掘进速度创造条件。

从目前的技术进步看，出碴作业的基本要求是迅速、大容量地将石碴撤离掌子面，使掌子面能及早恢复作业。因此，二次倒运的运输方式和大容量斗车的采用，在国外已成为隧道运输的主流。这一点，在我们研究机械配套方案时应给预足够的关注。在机械配套中必需改变“轻运输机械、重视开挖机械”的观点。在单线铁路隧道中采用无轨运输和有轨运输都是可行的。从运输方式看，机械化配套方案要包括两种方案以供选择。因此，研究在何种条件下，选择何种配套方案的问题是十分重要的。

在运输方式上目前采用的有以下几种方式：有轨运输方式；无轨运输方式；集装箱运输方式；皮带运输机方式；管道运输方式。

目前运输方式主要在有轨运输和无轨运输两种方式中选择。在大断面隧道中偏重选择无轨运输方式，在中、小断面或独头掘进长度较大的隧道中，则多选择有轨运输方式。

4、铺底或仰拱超前的施工机械。在支护机械中，发展湿喷技术。在地质条件急剧变化的情况下，为保证施工安全，特别是要保证掌子面的稳定，必要时，应采用“先支后挖”技术，即采取超前支护的方法进行施工。

为充分发挥综合机械化施工的预计能力，加强维修管理，使机械经常处于“备战”状态，是十分重要的。必须改变“重使用、轻维护”的观念，应该在施工循环中给出一定的维修养护时间并储备比较富裕的配件。

除了机械要经常处于良好状态外，更为重要的是要保证洞内外轨道或道路的良好状态，这也是施工管理水平的一个标志。过去由于“抢工期”、“抢进度”，我们经常忽视了对道路或轨道的维修养护，带来了不应有的损失， 这个问题在大型机械化施工的条件下尤为严重。

在有轨运输的条件下，轨道类型的选择与车辆的体积及隧道长度（总出碴量）有关，在使用小型车辆时，使用24kg/m轨是合适的，但随着车辆的大型化，轨道类型也应随着变化，以满足隧道施工运输快速重载的需要。例如米花岭隧道和正在施工的秦岭隧道，基本上都是采用38kg/m轨。而在采用大容量矿车时，如目前在一些隧道中采用的14m3的梭矿、16m3及20m3的矿车等，都必须采用重型轨道，研究指出，在这种情况下，采用43kg/m类型的轨道可能是合适的。

随着重型轨道的出现，与轨道结构有关的问题也必须同步解决。如与轨道配套的道岔结构、调车、线形等。

在无轨运输中，重要的是大型车辆的行驶路面，必须保证在行驶车辆的重量、速度条件下的安全行驶，并减少车辆行驶中的轮胎磨损。因此，路面结构必须牢固、平整、耐磨损、耐冲击。在隧道施工中，采用超前铺底或先修筑仰拱的方法，可以较好地解决隧道路面问题。

道路或轨道状态的好坏，直接影响机械效率的发挥和综合生产能力的发挥，是不容忽视的。

5、对我们目前经常采用的各种施工机械进行生产能力的统计分析，发挥单一机械的生产能力是形成综合生产能力的基础。而配套机械的协调配合则是形成综合生产能力的关键。为了形成均衡的、综合的生产能力，必需首先摸清但一机械在各种使用条件下的生产能力。当前，这只能用统计的方法，把各种施工实例进行数理统计，寻求合理的数据。而对配套机械综合生产能力的统计，也只能在统计已成功的隧道施工数据的基础上进行。因此，确定几个工点进行统计分析是必要的，也就是说，在进行机械效率和配套机械效率的分析中，一定要引进数理方法，不能单凭主观的臆断。

四、坑道开挖机械化作业

为加快坑道工程建设速度，进―步提高坑道开挖机械化作业水平．现就目前国内外坑道开挖机械化作业情况做一简要介绍。当前．坑道开挖主要有两种方法：一是钻孔爆破法(简称钻爆法)，二是隧道岩石掘进机法。两种方法各有千秋，但现在以钻爆法为主。钻爆法主要由钻孔、爆破、出碴三项工序组成。其中，钻孔和出碴作业劳动强度大，工时消耗多，钻孔所需时间一般约占开挖循环时间的40％～50％，出碴约占35％～40％。因此，合理选择钻孔与出碴机械设备，对于缩短作业时间，提高作业效率，降低劳动强度，是十分重要的。

1、钻爆法施工机械化成套设备攻关

近年来，我国隧道钻爆法施工机械化技术水平有逐步下降的趋势，主要表现在20世纪80年代后大量引进的一些先进设备如全液压凿岩台车（如图1所示）、低污染自卸车、喷锚三联机等设备因投入大、台班费用高已逐步退出施工现场，取而代之的是传统的人工凿岩、国产设备装渣运渣、小型湿喷机喷浆衬砌等。再加之我国劳动力资源丰富，劳动力价格低，可显著降低工程造价，施工企业对国外技术依赖程度也降低了。

图1.三臂液压凿岩台车

赖教授从这种现象背后看到了积极的发展趋势。他想，如果在这些低成本配套的基础上通过技术创新和科技攻关，使这些 “土设备”具有比较先进的技术性能、作业线的综合效率和安全环境，就可能完全依靠自己的力量形成一种符合我国现阶段国情、更有普遍推广应用前景的机械化配套模式。

2、非钻爆法施工机械的开发应用研究

隧道施工久有 “怕软不怕硬”的说法，意思是软岩或土质隧道围岩稳定性差，安全风险大，事故隐患多，支护困难，进度慢。这些固然是由软岩的本质决定的，但也与钻爆施工法关系密切。要改变这种现状，关键是采用非钻爆法施工，减少对围岩的扰动，采用分部开挖、短进尺、快支护、早封闭的方法，则可大大提高安全性。目前，适于这种施工模式的设备主要是臂式掘进机、全断面掘进机和盾构。后二者用于掘进距离长的隧道是最经济的。隧道上半断面开挖作业线如图2所示。

图2.隧道上半断面开挖作业线

自西康铁路秦岭特长隧道成功使用全断面掘进机以来，我国已引进多台大直径全断面掘进机机组成功地建设了多座水工、铁路隧道，盾构技术更是在地铁施工中得到广泛应用，这为非钻爆法施工大型技术装备的国产自主创新开发打下了坚实的基础。隧道全断面开挖作业线如图3所示。

图3.隧道全断面开挖作业线

但赖教授客观地认为，若要实现完全的中国制造，还必须组织较大规模的科技攻关，以解决诸多设计和制造中的关键技术难题。特别是全断面掘进机机组，由于每个工程的特点和对机组的实际要求不同，通常在订货前都要根据工程的实际情况进行设计和技术组合。这样，掌握全断面掘进机的基本理论和设计方法就成为技术开发的基础性工作。但目前我国在该方面的研究成果甚少，必须进行全面系统的研究，形成完整的理论体系，为自主创新创造条件。

五、隧道机械化施工设备配套保障措施

在隧道施工过程中，机械的使用已经成为三大要素之一，只有更好地使用机械，才能有更高的效率。所以要根据整个工程的工程总量，合理的做好保障工作。要准备好所有的机械设备的零部件准备，也要准备好所用以替换的零部件，这样的保障措施是很有必要的。第一，要成立设备管理领导小组一般有项目经理主要负责人来担任组织负责人，备管理员的工作要有专职的人来做。要有专职的人来从事机械设备的管理工作。要做好机械设备的调配，准备工作。整个领导小组要对设备保养工作，机械设备零部件的维修维护等日常工作来负责。其次，就是日常的工作不能忽视，必须要把日常工作落到实处，实行责任制度，谁负责出了问题就谁担责任，所有机械设备操作人员必须有相应的从业资格，一定要做到持证上岗。最后也是最重要的就是还要加强机械设备维护保养工作。这个工作对于隧道机械施工配备技术来说是最重要的一环。只有通过日常细致负责的维修和保养，设备才能以最好的状态开工使用，就可以实现设备的高效率。所有机械设备必需百分之百的完好，百分之百的正常工作。对于那些替换下来的机械设备和其零部件，也要做相应的工作，主要就是要来很好的检修。在达到完好的标准后就可以做封存处理，正常的机械，还有所有备用零件等等都要一起到达施工现场，随时做好准备。只有这样设备的配套保障措施才算是到位了。

总之，对于隧道机械化施工来说，隧道施工的机械设备如何选型，又怎么样来配套都会对整个工程的成败起到影响。必须要所有问题综合考虑，隧道的施工效率和施工水平才能有整体的提高。

六、结束语

本文通过对我国现在隧道施工中的机械化配套有什么好处，机械施工设备配套技术有什么原则，机械化配套施工的方法，隧道施工机械化配套的保障措施都有做了简要的研究。其实我国近年来施工技术都已经得到了快速的发展，已经开始在国际范围内展露头角，其实对于每一个隧道施工人来说都是欣慰而高兴地。我们可以期待，我国隧道施工技术还在不断的发展提高，隧道施工机械化进程还在加快。机械化的普及率还在不断提高。当让未来还有很多的发展空间，值得我们去期待。希望真的整个行业的技术水平能够飞跃性提高。

参考文献

[1] 胡威东,杨家松,陈寿根.长隧道快速施工机械选型配套技术[J]. 东北水利水电. 2009(02)

[2] 杨米柱.风火山隧道施工机械配套技术[J]. 筑路机械与施工机械化. 2009(05)

隧道施工技术总结范文11

[关键词]隧洞；二次衬砌；边顶拱；盾构掘进；同步衬砌；钢模板台车

目前，国内研究隧道盾构施工与隧洞边顶拱二次衬砌同步施工技术的较少，本文介绍的隧洞边顶拱二次衬砌施工与盾构掘进同步施工技术是一种有效地提高隧洞施工效率，在不影响盾构施工的前提下，隧洞边顶拱二次衬砌紧跟盾构施工完成二衬拱墙与顶拱结构。隧洞二衬与盾构掘进同步施工相比隧洞二衬与TBM掘进同步施工有着截然不同的区别。两者的掘进效率不同，初支施工工艺不同，隧洞二衬浇筑工艺不同，隧洞物资水平运输方式不同。本文介绍的隧洞边顶拱二次衬砌与盾构掘进同步施工技术特点是：采用了独有的液压整体式钢模板台车；采用“先拱墙、拱顶分段衬砌，仰拱后做”的施工方法，实现盾构隧洞与二衬同步实施；采用改装的钢轨搅拌车负责隧洞内混凝土运输作业；采用四轨三线供五列电瓶车、盾构台车行驶、两列钢轨搅拌车、拱墙台车、整体式液压衬砌钢模台车，洞内运输用有轨运输。

1工程背景

韩江鹿湖隧洞引水工程盾构隧洞分为两段，分别为1975m及2123m长距离隧洞，隧洞采用双层复合式衬砌组合而成，初衬为盾构管片，二次衬砌采用模筑钢筋混凝土。通过测算，在完成盾构管片安装、清理轨道后，再进行隧洞二次衬砌施工无法满足工期要求。若能实现在盾构管片安装后不需要清理轨道即可同时施工二衬衬砌，即可满足工期要求。长距离隧洞施工二次衬砌对混凝土泵和混凝土自身的质量提出了较高的要求。

2解决思路

解决技术难题的思路主要为：通过隧洞二衬与盾构同步施工技术的研究和应用，总结出一套隧洞盾构施工与二衬同步施工技术，规避二衬施工过程中对盾构施工的制约；隧洞钢轨搅拌车运输二衬混凝土，保证二衬混凝土的坍落度与和易性，避免混凝土长距离泵送容易被堵的问题；通过隧洞内设道岔铺轨合理布置，实现隧洞盾构施工电瓶车辆、二衬钢轨搅拌车互不影响的效果。

3边顶拱同步衬砌总体施工方案

通过对隧洞二衬与盾构同步施工技术的研究，采用二次衬砌逆作法施工，将隧洞二衬分成上部（边墙、拱顶）和下部（仰拱）两部分进行施工，并先进行上部施工，即可满足在不影响初衬（盾构掘进施工）的前提下同步完成大部分的隧洞二衬，待隧洞贯通、清理轨枕后，进行隧洞仰拱的施工，将隧洞二衬拟合成环。根据隧洞边墙、顶拱浇筑特点分析，为满足拱墙和拱顶的浇筑要求，在边墙的位置往初衬面上打设锚杆形成支撑体系对边墙、拱顶提供支承的作用。通过有限元法受力验算可得两侧各采用双排钢筋锚进管片面10cm，钻孔、清理碎渣后采用砂浆或植筋胶填充孔洞，即可满足受力要求。为了规避边墙与顶拱混凝土浇筑过程中接缝处漏浆的现象，可在管片面先施工一道高度30cm的拱墙，相当于拱墙作为二衬边墙与顶拱的底模与支撑，混凝土浇筑时，液压台车贴至拱墙上即可进行浇筑，可规避边墙与顶拱混凝土浇筑过程中接缝处漏浆的现象，见图1。图1隧洞内空间位置示意图（单位：mm）二次衬砌段落边墙与顶拱采用定制18m钢模板衬砌台车，在完成钢筋绑扎后，通过调整液压元件，使模板正确对位。自制的2m3砼斗装卸拱墙混凝土，利用电瓶车运输混凝土至隧洞内自制的拱墙台车下方，利用平台下方横梁上的电动葫芦将砼斗吊放至作业平台上方，利用溜槽从平台两边同时下放混凝土，可同时对称浇筑，采用插入式振捣棒进行振捣。待隧洞贯通、清理轨枕后，同步进行隧洞仰拱的施工，仰拱施工模板采用原顶拱、拱墙液压模板台车改装而成的自行式针梁台车。结合上述措施即可满足在不影响初衬的前提下完成隧洞二衬同步实施。

4关键技术

4.1二衬混凝土运输技术

二衬混凝土运输包括混凝土地面运输和隧洞内混凝土运输。商品混凝搅拌车运输混凝土至基坑边上，通过溜槽与混凝土导管输送混凝土至隧洞底部洞口轨道上钢轨搅拌车存储罐中，然后钢轨搅拌车利用柴油发电机自驱运输混凝土到隧洞内二衬台车处。根据盾构施工轨道布设的规格，改装一种使用原盾构施工行驶轨道的11kW柴油发电机自驱动的8m3钢轨搅拌车负责隧洞内混凝土运输，隧洞内同时放置两台或者多台钢轨搅拌车，一台钢轨搅拌车在输送过程时，另外一台钢轨搅拌车在隧洞口接送混凝土准备，保证最少有一台钢轨搅拌车在隧洞内送料，从而保证浇筑不间断连续进行。

4.2同步二衬施工台车研究

盾构掘进过程产生的渣土、预制的管片、螺栓、油脂等材料需要利用电瓶车进行隧洞内运输，隧洞底板敷设供电瓶车行驶的钢轨道、钢轨枕。通风管解决隧洞内作业人员施工环境的问题。隧洞内的电瓶车通行、水、电缆管线、通风管、人行道均影响隧洞二衬施工。根据隧洞内盾构各配套对二衬的影响，研究一套满足盾构电瓶车及管线顺利通过的二衬配套台车设备，这种设备可以正常施工拱墙及拱顶，还有足够的通过空间，满足盾构电瓶车和管线通过要求。

4.3隧洞内错车技术

隧洞内电机车通行采用隧洞内错车技术，隧洞内设道岔铺轨采用四轨三线供五列电瓶车、盾构台车行驶、两列钢轨搅拌车、拱墙台车、整体式液压衬砌钢模台车，洞内运输用钢轨运输。为方便钢轨从工作井吊入和驳接，单根钢轨长6m，轨枕和钢轨的连接扣件采用螺栓扣板扣件。为了保证材料运输的连续性，在盾构正常掘进后于盾构台车后部铺设Y型道岔实行单洞五列电瓶车、两列钢轨搅拌车运输，Y型道岔随盾构掘进、二衬浇筑迁移，如图2所示。5结论与展望以韩江鹿湖隧洞引水工程盾构隧洞施工为依托，总结出一套隧洞二衬施工与盾构掘进同步施工技术，解决了因隧洞二衬无法与盾构施工同步导致的工期长、质量难以保障的困局。主要创新和先进性体现以下几点。1）隧洞二次衬砌采用“先拱墙、拱顶分段衬砌，仰拱后做”的施工方法，不影响初衬的前提下，进行隧洞的拱墙、拱顶结构施工，实现盾构隧洞与二衬同步实施。2）隧洞混凝土浇筑时，采用改装的钢轨搅拌车负责隧洞内混凝土运输作业，有效保证隧道二衬浇筑的混凝土坍落度与和易性满足要求，避免混凝土长距离泵送运输发生堵管现象。3）在隧洞不同位置设置道岔，在必须满足盾构施工与隧洞二衬浇筑的条件下，合理设置道岔，有效安排隧洞电瓶车、混凝土钢轨搅拌车错车位置及行驶线路，保证隧洞盾构掘进和隧洞二次衬砌的上部同步施工。隧洞二衬施工与盾构掘进同步施工技术不仅能较大的节约成本，取得经济效益，更能大大促进隧道建设发展，社会效益显著。本项目盾构掘进效率与二衬施工效率基本一致。如果盾构掘进效率远远大于二衬施工效率，将会出现二衬施工无法紧跟盾构施工步伐。如果盾构施工效率非常低，二衬施工受到盾构施工掘进制约，因此如何提高二衬施工与盾构掘进同步施工工效成为下一步研究重点。

[参考文献]

[1]李合．大直径单洞双线复合内衬地铁盾构隧道内部结构同步快速施工技术研究[J]．铁道建筑技术，2018，(7)：56-57．

[2]李宏亮．中天山特长隧道敞开式TBM掘进与二次衬砌同步施工技术[J]．现代隧道技术，2010，47(2)：63-64．

[3]李艳明．中天山隧道敞开式TBM掘进与二次衬砌同步施工方案设计[J]．四川建筑，2010，30(3)：211-212．

隧道施工技术总结范文12

关键词贵金线3#隧道施工技术方案研究选用

中图分类号： U45 文献标识码： A

0 引言

贵金线3#隧道受地形和新老城区标高限制等影响，按小净距分离式设计,上、下行道路中线间距约23.90～30.10,隧道轴线间距24.02～30.225m，隧道断面大，围岩差（围岩类别属Ⅳ、Ⅴ级），且其中ZK4+583-ZK4+782、YK4+621-YK4+820段为浅埋。施工方案的选用是否合理，将直接影响施工安全及施工进度，增加施工成本。本文通过实践对贵金线3#隧道的施工过程中技术方案的选用得出一些结论，可为后续的同类隧道施工提供参考，并有待继续研究和完善

1 工程概况:贵金线3号隧道位于贵阳市主城区北部黔灵公园西侧厂黄坝乡境内。隧道左线长度为974米，右线长度为983.41米。隧道衬砌内轮廓为三心圆曲墙结构,隧道内轮廓拱顶高8.0m,净宽14.99m。内净空面积96.30㎡。按新奥法原理进行设计,采用复合式衬砌,初期支护以喷、锚、网为主。二次衬砌为模筑钢筋混凝土。隧道围岩分为三种：Ⅴ级围岩浅埋段、Ⅳ级围岩浅埋段和Ⅳ级围岩深埋段。围岩岩层破碎，节理裂痕发育，层间泥质充填物在水体作用下力学指标急剧下降，会导致围岩极不稳定。且存在小的溶洞及溶槽。

2 施工技术方案总体施工方案选用

根据本隧道工程地质、水文地质条件及地面环境条件，隧道进洞前先做好隧道天沟和截排水沟，以防地表水对隧道施工的不利影响；明洞采用明挖施工，暗洞采用新奥法施工。

进出口方向明暗洞交界处采用大管棚套拱法进洞，大管棚采用φ108钢管；暗洞的开挖ZK3+822～ZK4+008，ZK4+578～ZK4+785，YK3+850～YK3+900，YK4+020～YK3+060，YK4+603～YK4+815段采用正向单侧壁导坑法（CD法）施工；上下台阶距离5米，上台阶高度为4.5米，每循环进尺0.6米。开挖段应尽早对中夹岩柱进行加固和监控测量。ZK4+008～ZK4+580，YK3+900～YK4+020，YK4+060～YK4+603段根据围岩的性质和监控量测采用反向单侧壁导坑法或单侧壁导坑法与上下台阶法施工；上下台阶的距离为15—20m，每循环进尺1.5米。下断面的开挖应左右错开开挖，间距5m，单侧开挖不能超过2m。仰拱的开挖应不影响隧道的正常施工，采用单侧半幅开挖，每次开挖长度宜为5m，并及时浇筑仰拱混凝土，仰拱和填充应分开浇注。拱墙二次衬砌采用全液压自行式摸板台车施工。开挖面与二衬浇筑距离不得大于50m。

隧道左右线采用单侧壁导坑法（CD法）开挖时，均从靠两洞的外侧开挖，增大隧道左右线的间距，增加临空面，减少爆破对中间围岩的影响（见下图CD法开挖断面图）。左右线前后距离应错开，左线施工完二次衬砌后方可进行右线隧道的开挖施工，左右线的开挖前后距离错开，并保持一定的距离。隧道开挖采用微振控制爆破或光面爆破，左右洞开挖后两侧均埋设水平收敛桩和洞顶沉降桩，对隧道浅埋段地表埋设沉降桩，并对中夹岩柱加强监控量测，以指导施工支护参数，优化施工方案。

隧道施工遵循“打管注浆超前，短开挖，弱爆破，强支护，早成环的原则。初期支护勤量测，二次衬砌紧跟的原则进行。在隧道开挖施工中，加强洞内围岩量测及地质超前预报工作。发现问题及时汇报，及时修正支护参数，确保隧道施工安全。初期支护采用I20a,I18工字钢和钢格栅拱架架立，间距0.6-0.8米。喷射混凝土采用湿喷工艺，分片分层喷射，表面要平整圆顺。出碴采用无轨运输，挖掘机配合装载机装渣，自卸汽车出碴。隧道仰拱及填充施工应紧跟下部开挖进行，尽早对隧底封闭，防止洞内渗流对隧底浸泡和提高道路通行能力，满足衬砌台车行走和就位需要。二次衬砌采用自行式全液压摸板台车，混凝土由拌和站集中拌和。混凝土运输车运输，混凝土输送泵入模，附着式振动器和插入式振捣器振捣，以保证混凝土质量。

3具体围岩施工技术方案

3.1V级、Ⅳ级浅埋正向单侧壁导坑法(CD法)施工

CD工法施工时，将整个断面分成四个分部，按顺序开挖，其施工程序如下所示：先施工左侧上导坑开挖，沿拱部设计开挖轮廓线打入φ42超前小导管，并注浆加固地层，固结后开挖左侧上导坑土体，视围岩状况必要时采用人工环形留核心土法开挖。施工中采用人工辅以小型挖掘机开挖，每循环进尺均为0.6m，开挖后立即喷4cm早强混凝土封闭掌子面，并初喷5cm初衬混凝土，架边墙工字钢支撑、横联竖撑钢架、挂网、钻设锚杆、补喷砼完成左侧上导坑初支闭合；

开挖左侧下方下导坑，架立边墙格栅，完成初支；

同样方法向下分别开挖两侧右侧上下导坑，完成整个断面的初支，形成闭合环；

各分部之间工作面依次错开5～10m。V级、Ⅳ级浅埋围岩CD法开挖每循环进尺0.6m，四个分部平行作业，综合月掘进为30m。

CD法施工流程示意图

3.2 Ⅳ级围岩深埋段上下台阶法与反向单侧壁导坑法组合施工

均采用风钻控制爆破进行上台阶开挖，每循环进尺1.5m、在全风化土层中保留核心土，核心土长2m。开挖后立即喷射5cm早强混凝土封闭掌子面，然后架钢架，安装网片，复喷混凝土至设计厚度。

为防止拱脚下沉，根据监测情况，在拱脚处设置锁脚锚杆（管）。

上台阶掘进15～20m后，开始下台阶开挖，初喷后立即下接钢架，挂网喷混凝土，形成初支闭合。

台阶法施工流程示意图

主隧道Ⅳ级围岩台阶法开挖每循环进尺1.5m，上下台阶平行作业，综合月掘进为75m。

4结束语

通过对设计、施工方案的不断优化，积极采取工程实践中总结出的优化方案，并加强现场施工技术管理和施工工艺工序的卡控，经过两年的施工，贵金线3#隧道提前合同工期两个月顺利贯通。最主要的是比较好的控制了围岩变形较大所出现的隧道常见塌方等问题，大大的减少了隧道塌方所带来处理费用和工期延误问题，避免了合同工期的延误。也为将来再遇见该类地质和相似设计的隧道施工总结出一定的经验。

参考文献

[1]才.隧道工程. 北京：人民交通出版社，2000.8.

[2]《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）.

[3]易萍丽编著.现代隧道设计与施工.北京：中国铁道出版社，1997.

[4]周爱国.隧道工程现场施工技术. 北京：人民交通出版社，2004.3 .