1、1盾構機的種類、構造、選型及管片拼裝技術1. 盾構機的種類 盾構機是盾構法施工的主要施工機械，按開挖面與作業室之間的隔墻構造可分為全開敞式、半開敞式及密封式三種。種類劃分如下所示： 盾構機的種類和構造全開敞式 全開敞式盾構機是指沒有隔墻、開挖面敞露狀態的盾構機。根據開挖方式的不同，又分為手掘式、半機械化式及機械式三種。這種盾構機適用于開挖面自穩性好的圍巖。在遇到開挖面不能自穩的地層時，則需進行地層超前加固等輔助施工方法，以防止開挖面坍塌。 國內外根據各種使用條件的不同，使用的盾構也不同，特別是面板及刀具的形式多種多樣。目前，應用最廣的是泥水盾構和土壓平衡盾構。手掘式盾構 半機械式盾構 網格式盾

2、構 土壓平衡式盾構 土壓平衡式盾構又稱削土密封式或泥土加壓式盾構。它的前端有一個全斷面切削刀盤，在它后面有一個貯留切削土體的密封艙，在其中心處或下方裝有長筒形的螺旋輸送機，在密封艙和螺旋輸送機，以及在盾殼四周裝設的土壓傳感裝置，根據需要還可裝設改善切削土體流動性的塑流化材料的注入設備。 泥水加壓式盾構 泥水加壓式盾構的總體構造與土壓平衡式盾構相似，僅支護開挖面方法和排碴方式有所不同。在泥水加壓式盾構的密封艙內充滿特殊配制的壓力泥漿，刀盤(花板型)浸沒在泥漿中工作。對開挖面支護，通常是由泥漿壓力和刀盤面板共同承擔，前者主要是在掘進中起支護作用，后者主要是在停止掘進時起支護作用。 泥水平衡盾構掘進

3、機與工法a直接控制型(日本型) 直接控制型(日本型)泥水加壓式盾構的泥漿壓力控制由一套自動控制泥漿平衡的裝置來實現，見圖。P1為供泥泵，從泥漿處理廠的泥水調整槽將泥漿壓人盾構密封艙，供入泥漿比重在1.051.25之間，在密封艙內與開挖碴土混合后的重泥漿由排泥泵P2、P3、P4排至泥漿處理廠，排出泥漿比重在1.11.4之間。密封艙的泥漿壓力是通過調節供漿泵P1的轉速或節流閥的開口比值來實現控制的。 泥水室直接控制型泥水加壓盾構泥漿自動控制輸送系統大刀盤清水槽泥漿調整槽密度計流量計供漿管排漿管伸縮管Vp2p3p4p1b間接控制型(德國型) 間接控制型(德國型)泥水加壓式盾構的泥漿壓力控制由空氣和泥

4、水雙重系統實現，見圖。 空氣管半隔板 間接控制型泥水加壓盾構泥漿壓力控制系統混合盾構(Mixshield) 混合盾構是在歐洲發展起來的一種新型盾構。這種盾構本機可以構成一臺泥水加壓式盾構、氣壓式盾構或土壓平衡式盾構，當地層條件變化時，盾構的機形可以隨地層變化而相應改變調整。 多圓盾構(MultiCircularFaceShield) 多圓盾構是日本開發的新型盾構，其中的雙圓盾構可以用來修建區間隧道，一次開挖完成雙線區間隧道，可以比兩個單獨的圓形隧道降低工程成本工10%，減少開挖面積15%。三圓盾構既可用來修建地鐵車站隧道，拆下中間盾構后又成為兩個單獨盾構，可以修建區間隧道。 多圓盾構(Mult

5、iCircularFaceShield) 多圓盾構是近年日本開發的新型盾構，其中的雙圓盾構可以用來修建區間隧道，一次開挖完成雙線區間隧道，可以比兩個單獨的圓形隧道降低工程成本工10%，減少開挖面積15%。三圓盾構既可用來修建地鐵車站隧道，拆下中間盾構后又成為兩個單獨盾構，可以修建區間隧道。 盾構選型的基本原則開挖面穩定地層的適應性地下水處理沉降施工適宜性安全性輔助工法環境及公害 盾構類型與滲透性的關系盾構機的分類及選型盾構工序始發掘進注漿管片拼裝盾構達到掉頭/拆卸 管片分類管片寬度為1.2m，厚度為350mm；隧道拼裝形式一般分為以下兩種：1、通縫拼裝；2、錯縫拼裝；管片類型：鋼管片鋼筋混凝土

6、管片 管片成環后防水橡膠膨脹止水帶的制作止水帶制作包角粘子同步注漿的作用同步注漿可以對管片的環與環之間的高差進行有效的控制，以免管片推出盾尾后管片下沉或上浮量過大，引起管片碎裂。如圖所示管片拼裝形式一般分為兩種：1、為通縫拼裝；2、錯縫拼裝；通縫拼裝隧道錯縫拼裝隧道管片拼裝的特點通縫拼裝：各環管片的縱縫對齊的拼裝方法，這種拼裝方法在拼裝時定位容易，縱向螺栓容易穿進，拼裝施工應力小，但容易產生環面不平，并有較大累計誤差，導致環向螺栓很難穿進，環縫壓密量不夠。錯縫拼裝：錯縫拼裝即前后環管片的縱縫錯開拼裝，一般錯開1/21/3塊管片弧長，用此法建造的隧道整體性好，拼裝施工應力大，縱向穿螺栓困難，縱縫

7、壓密差。但環面較平正，穿環向螺栓比較容易。成環管片管片拼裝成環一共由6塊管片組成：1塊落底塊D塊、2塊標準塊B1、B2塊、2塊鄰接塊L1、L2塊、1塊封頂塊F塊。如右圖所示紅色為外徑；藍色為內徑；管片拼裝順序管片拼裝順序一般為：先下后上的拼裝順序；第一步：拼裝落底塊D塊；第二步：拼裝標準塊B1、B2，左右交叉；第三步：拼裝鄰接塊L1、L2左右交叉；第四步：拼裝封頂塊F，縱向插入；成環后管片位置拼裝落底塊拼裝鄰接塊拼裝標準塊拼裝封頂塊管片拼裝順序示意圖第一步第二步第四步第三步KBBA管 片AAA管片的組裝順序K管片(封頂塊)的嵌入半徑方向插入型BKKBBB封頂塊F塊的拼裝拼裝封頂塊F塊，為縱向插

8、入式；在其左右兩側涂刷潤滑劑，使在插入時不會過緊，使止水帶向外逃出，影響下一環管片的拼裝；止水帶外逃直接影響下一環管片在拼裝時管片鄰接塊L1、L2兩角部容易碎裂，并引起管片滲漏水；管片成環后技術名詞解釋 管片端頭每塊管片的二個縱向端面； 張角兩塊管片端面接頭縫在徑向向外張開稱外張角，反之稱內張角； 喇叭兩塊管片端面接頭縫在縱向向推進方向張開叫前喇叭，反之稱后喇叭； 踏步前后兩環管片內弧面的不平整度； 縱向螺栓環與環之間的連接螺栓； 環向螺栓同一環管片塊與塊之間的連接螺栓； 端肋管片中每塊管片兩端頭的肋板； 環肋管片環向的肋板； 縱肋管片在縱向的加勁肋； 橢圓度圓環垂直、水平兩直徑之差值； 超前

9、指圓環環面與推進設計軸線垂直度的誤差，有上、下超前和左、右超前之分。管片環面的狀態主要有以下幾種： 下超前（右超前）向下踏步 (右)上超前（左超前）向上踏步 (左)縱向錯縫環向錯縫縱、環向錯縫環面不平或縱縫前后喇叭前喇叭后喇叭推進方向千斤頂封頂塊前突管片環面錯位糾偏對于管片十字縫錯位，將采用楔子對其進行環面糾偏；楔子的厚度一般為3mm、2mm、1mm；十字縫錯縫楔子粘貼判別方法（1）濕跡對于濕跡現象，水分蒸發速度快于滲入量，用干手觸摸有潮濕感，但無水分浸潤感覺，在隧道內常規通風條件下，潮濕現象可能會消失。管片腰部以上區域無法用手觸摸，僅能依靠目測判斷。（2）滲水滲水現象在加強人工通風的條件下也

10、不會消失，用干手觸摸，明顯沾有水分，如用廢報紙貼于滲水處，廢紙將會被浸濕變色，對于腰部以上區域，可通過燈光照射，有無反光，輔助判斷是否為滲水。某些情況下，病害可能介于濕跡與滲水之間，較難區別，此時應多種檢查方法并用，只要一種檢查結果為滲水，則應按不利原則考慮歸為滲水病害。（3）滴漏滴水現象與其他滲漏水病害較容易區分，但由于滴漏速度有快慢，當檢查速度較快時，容易漏檢。在檢查過程中，可注意道床表面是否有水跡或小量積水，如存在，極有可能是隧道頂部滴漏的結果。（4）漏泥砂漏泥現象較易判斷，通常漏泥時，滲水量相對較大，且夾帶新鮮泥沙，導致滲出物渾濁橢圓度允拼裝許偏差值（mm）（驗收）地鐵隧道5D（0.6

11、D）公路隧道6D（0.8D）檢查頻率4點/環（10環）錯臺：成型隧道相鄰管片接縫處的高差相鄰管片的徑向錯臺（mm）地鐵隧道5（10）公路隧道6（12）檢查頻率4點/環相鄰環面環面錯臺（mm）地鐵隧道6（15）公路隧道7（17）檢查頻率1點/環凈空與橢圓度隧道凈空：是指隧道內輪廓線所包圍的空間，包括隧道建筑限界、通風及其它功能所需的斷面積。 限界 “限界”是一種規定的輪廓線，這種輪廓線以內的空間是保證地鐵列車安全運行所必需的。 地下鐵道的限界分為車輛限界、設備限界、建筑限界和受電弓或受流器限界。它們是根據車輛外輪廓尺寸及技術參數、軌道特性、各種誤差及變形，并考慮列車在運動中的狀態等因素，經科學地

12、分析計算確定。 限界基本內容 限界的坐標系XOXYY車輛限界 車輛限界是指車輛最外輪廓線的限界尺寸，應根據車輛的輪廓尺寸和技術參數，并考慮其靜態和動態情況下所能達到的橫向和豎向偏移量，按可能產生的最不利情況進行組合確定。 二、限界基本內容 車輛輪廓線(1)車輛輪廓線的含義(2)車體外輪廓尺寸 我國地鐵車輛采用標準車型和寬體車型兩種。將其分為A型及B型，各型車輛基本參數。 標準車型 寬體車型車長 19000mm 22100mm 寬 2800mm 3000mm高 3800mm 3800mm 限界基本內容 設備限界 設備限界是指線路上各種設備不得侵入的輪廓線。是在車輛限界的基礎上再計入軌道出現最大允

13、許誤差時，引起車輛的偏移和傾斜等附加偏移量，以及在設計、施工、運營中難于預計的因素在內的安全預留量。 二、限界基本內容 車輛輪廓線車輛限界設備限界節點1節點1局部放大圖建筑限界 (1)建筑限界的含義建筑限界是行車隧道和高架橋等結構物的最小橫斷面有效內輪廓線。在建筑限界以內、設備限界以外的空間，應能滿足固定設備和管線安裝的需要，還需考慮其他誤差、測量誤差、結構變形等。(2)盾構施工的圓形隧道和礦山法施工的馬蹄形以及拱形隧道，在列車頂部控制點范圍內，建筑限界以內，設備限界以外即建筑限界與設備限界之間的空間，宜不小于150mm，以滿足電纜管線橫穿的需要。 (3)圓形隧道建筑限界 (盾構法施工) 。如

14、線路最小平面曲線半徑R=300m，圓形隧道建筑限界的直徑宜為= 5200mm。8504350=5。200(4)馬蹄形隧道建筑限界(暗挖法施工)。馬蹄形隧道內部凈空尺寸，應考慮施工誤差才能滿足建筑限界的要求，一般在建筑限界的兩側及頂部各增加100m。O2O1O5O3O4O4O3限界考慮參數斷面類型。車輛規格參數。（長、寬、高、轉向架）最高運行速。軌道曲率、鋼軌類型。風荷載等橢圓度橢圓度是指圓形隧道管片襯砌拼裝成環后最大與最小直徑的差值。橢圓度的計算方法如下：T=2*(a-b)/dT隧道橢圓度。a隧道的長半軸。b隧道的短半軸。d隧道的外徑。1.在隧道管片邊緣處吊多條垂線，通過兩側拉皮尺的方法，找出垂直于各垂線的測線，通過不停的移動嘗試，找出最長的測線A,B，即最長軸2a。2.找到隧道長軸后，取2a的中心點O，移動隧道中間的吊錘，讓吊錘剛好通過中心點O,測量該測線的長度得到短軸b，然后按公式計。 其弊端在于：默認了短半軸與吊