对我国当前盾构综合标准施工核心技术存在问题的探讨.doc

对中国目前盾构施工技术存在问题探讨

建材和装饰1月中旬刊 张智

1施工技术比较
中国城市轨道交通地下工程建设,就地层特征,可分为4大类:①以砂卵层为主,如成全部、北京等地；②以岩层为主,如重庆、青岛等地；③软弱地层和岩层(风化岩层)交变,如南京、广州等地；④软弱地层,如上海市,隧道和地下车站修筑在软土层中。
因为地质条件不一样,所采取施工方法差异较大,这就造成了中国城市轨道交通建设中工法多样性特点。中国城市轨道交通施工前后采取了明挖法、矿山法、暗挖法、盖挖法、盾构法等施工技术,有已经达成了国际优异水平。
（1）明挖法需要在隧道沿线占用比较多施工场地,在城区交通流量大,道路狭窄情况下,已经基础无法满足其施工场地要求。施工场地暴露,对周围地域环境影响大,无法满足环境保护要求；
（2）矿山法即使占用施工场地较小,但其施工所造成地表沉降较难控制,通常情况下,对地面建筑物及地下管线全部有一定影响甚至造成破坏。同时,施工必需确保开挖面无水作业,所以需要在沿线普遍降低地下水。降水施工需要在地面施工大量降水井,不仅提升了工程造价,还造成了对地下水污染,而且在城区道路狭窄和地面建筑物密集区,没有施做降水井条件。因为人工开挖和支护,所以施工进度慢,作业效率低,劳动强度大,安全性差。施工防水质量不易确保。施工对地表沉降控制难度较大,尤其是在不良地质段或地面房屋密集区施工时,极难将地表沉降控制在较小范围内；
（3）暗挖法即使地面干扰小,造价低,但机械化程度低,进度慢,劳动强度高,环境恶劣,风险大；
（4）盖挖法即使占用场地时间短,对地面干扰小,安全,但施工工序复杂,交叉作业,施工条件差。它多用于修建地铁车站；
（5）盾构法对城市正常功效及周围环境影响很小。除盾构竖井处需要一定施工场地以外,隧道沿线不需要施工场地,无需拆迁,所以对城市商业、交通、住居影响很小。能够在深部穿越地上建筑物、河流；在地下穿过多种埋设物和已经有隧道而不对其产生不良影响。施工通常不需要采取地下水降水等方法,也无噪声、振动等施工污染。可依据施工隧道断面大小、埋深条件等施工隧道特点和地基围岩基础条件进行设计、制造或改造盾构机,所以此法是适合于某一区间专有方法。另外它施工精度高。如管片制作精度几乎近似于机械制造程度。因为断面不能随意调整,对隧道轴线偏离、管片拼装精度也有很高要求。能够看出,盾构法对地面结构影响可能性最小；对环境无不良影响,地下水位可保持；对工作人员较安全,劳动强度低,进度快；机械化程度高；隧洞形状正确；质量高,衬砌经济。

2中国盾构技术发展
正是因为盾构施工这些优点,使得这项技术已经发展、细
化为大量、复杂施工技术,并逐步在实际工程上广为利用。盾构法在国际上起步较晚,但多年发展较快。中国盾构法隧道施工技术多年来也有了较大发展。中国盾构技术发展开始于20世纪50年代,首先应用于修建煤矿巷道,1963年上海结合地下铁道筹建,开始开发盾构技术,并于1990年开始在地铁一号线大量引进盾构进行施工。1991年上海地铁1#线引进法国FCB企业7台土压平衡式盾构,采取大刀盘开挖、螺旋输送机排土,同时备有同时压浆、计算机控制系统等,性能比较完善。上海利用这7台盾构机建成地铁1#线区间隧道,全长18.5km。该盾构直径为6.2m,混凝土管片厚度0.35m,每环6块,环宽1.0m。隧道经过淤泥土和淤泥质亚粘土,覆土深度5～18m,盾构进尺为4～6m/d地面沉降控制在10～30mm。该工程于1995年4月10日正式全线试运行,为中国在含水软土地域城市中修建隧道提供了宝贵经验。经过多年发展,在上海等软弱地质条件盾构施工技术已相当成熟。多年来伴随中国综合国力提升,很多城市大力发展地铁,如北京、上海、广州、南京、深圳等城市,到以上述城市引进了近40台盾构用于地铁施工。现在,中国很多城市轨道交通建设采取了盾构施工技术。如北京市南北交通路网中北京地铁五号线工程,线路全长27.6km,南起丰台区宋家庄,北至昌平区太平庄,途经天坛、东单、雍和宫和和平里等关键地域,就是采取盾构法施工技术。

3中国盾构技术需要处理关键问题
任何新技术开发、产生要依据市场需求和国情,进行仔细论证。就现在中国盾构技术在城市轨道交通系统建设使用情况而言,部分问题处理、新技术开发将成为当务之急。
（1）研究盾构机,生产国产盾构机。现在盾构机以进口为主,这就增加了盾构法施工费用。在现在经济迅猛发展形式下,应将盾构机生产转为中国为主。
（2）在国产盾构机还没有被接纳情况下,造价问题同时使得盾构机反复使用变得显著。盾构机是依据施工隧道特点和围岩情况进行设计、制造。盾构机必需依据施工隧道断面大小、埋深条件、地基围岩基础条件进行设计、制造是适合于某一区间专用设备。不过,因为盾构机本身是一个很昂贵设备,以中国工程造价水准,还不含有一项工程完全折旧能力。所以,在购置设备时,一定要考虑到机械反复使用问题,尽可能设计多功效、多用途机械以充足发挥其作用。
（3）研究长距离施工。因为盾构法施工效率高,所以适合长距离施工。在部分地铁施工、排污隧道施工中也常常碰到长距离施工问题。这一问题处理除依靠提升盾构机耐磨性能以外,研究刀头等易磨损部件更换技术也是比较实用方法。当然地下接合技术也是一个很有效技术,但必需考虑到使用时地下接合对盾构机要求和对施工管理精度要求。
（4）结合中国关键隧道结构形式,研究双圆形或眼镜形盾构。中国地铁隧道采取单圆双线隧道施工,轻易出现后续隧道对先行隧道发生影响和超近距离施工问题。假如采取双圆形或眼镜形盾构进行施工,这些问题将会得四处理。而这一新技术能否得到使用另一个决定原因就是造价问题,也就是施工两个单圆隧道和施工一个双圆形或眼镜形隧道经济性比较问
题。
（5）研究采取3圆形盾构,降低施工费用。因为地铁车站通常设置在城市繁荣地域,很多工程已经碰到难以确保施工用地或施工用地拆迁费过高问题。假如能够采取3圆形盾构施工地铁车站将会使这一难题得四处理。
（6）研究管片技术,确保衬砌管片不发生裂缝、踏步、渗漏和长久耐久性。现在为止,中国使用管片种类比较单一,而且分块、接头也比较简单。因为管片技术发展必需和管片设计理论相结合,而且需要对应试验验证工作。
盾构施工技术除了上述问题外,还存在着其它待改善和提升问题。如隧道设计和盾构施工中除了要确保工程本身安全、质量要求外,更关键是怎样控制对隧道沿线环境影响和从做好地铁建成后隧道保护要求来考虑,要提升隧道衬砌环抵御隧道纵向变形能力。盾构隧道设计、施工和管理等方面工作要围绕怎样加紧关键工程建设进度进行精心施工要做到方便施工,简化工序,节省投资,加强盾构隧道耐久性,提升隧道抗渗、抗蚀能力。

盾构法施工几点问题及其发展方向
张荣国武汉理工大学

国外建材科技 第25卷 第4期

2 盾构施工引发地表下沉问题及隧道沉降
在软土中采取盾构法进行隧道施工时,通常会引发隧道上方地表下沉,而且在隧道施工阶段和运行阶段还会产生隧道沉降。所以,必需认真研究盾构施工中地表下沉原因,分析影响地表下沉和隧道沉降多种原因。在设计和施工中采取合理方法,降低和控制地面地表下沉和隧道沉降。
2.1 地表下沉原因
盾构施工时,造成地表下沉原因是多方面,其关键原因能够分为以下几点:①开挖面上土水压力不平衡造成开挖面失去稳定性。此时,压力舱压力大于开挖面土压力和水压力时出现地基隆起,相反会出现地基沉降。②盾构推进对围岩扰动。盾构壳板和围岩摩擦、和围岩扰动会引发地基隆起和沉降。尤其在蛇曲修正、曲线推进时如采取超挖,会使围岩松动范围变大加大地基沉降量。③
盾尾空隙发生和壁后注浆不足。盾构施工肯定产生盾尾空隙,这一空隙会引发地基应力释放而产生弹塑性变形。通常可经过实施壁后注浆来控制,但壁后注浆材料、注浆时间、位置、压力、注浆量全部会影响地基变形量。④管片变形和变位。管片从盾尾脱出后,受到围岩荷载作用发生部分变形或变位,造成地基沉降,但其量通常较小。⑤地下水位下降。因为漏水或降水引发地基沉降。
(2)做好盾尾建筑空隙充填压浆
①确保压注工作立即性,尽可能缩短衬砌脱出盾尾暴露时间,以防地层塌陷。②确保压浆数量,控制注浆压力。③改善压浆材料性能。
(5)管片技术:现在为止,中国使用管片种类比较单一,而且分块、接头也比较简单。因为管片技术发展必需和管片设计理论相结合,而且需要对应试验验证工作。这首先尚需要进行大量研究工作。

盾构法施工过程中常见问题及防治方法
任怀志（中铁十九局）

3隧道内漏水原因和防治
3.1隧道内漏水原因盾构隧道是由一片片独立管片经过螺
栓联接起来，管片接缝部位为防水微弱步骤，隧道内漏水部位通常
出现在管片接缝处。产生漏水关键原因是：管片拼装过程中偏差、
止水条老化或失效。
3.2隧道漏水防治
3.2.1加强管片制作、运输和拼装管理①提升管片制作精度和质量，控制水平拼装环、纵缝间隙小于2mm，确保管片密实无裂缝，抗渗要求达成设计标准。②加强管片起吊、运输及堆放管理，避免出现贯穿性裂缝。管片堆放时内弧面向上，宽度方向应上下对齐，不
准倾斜。管片间放两条木垫板，垫板上下对齐，使中间隔空。③管片拼装前查看前一环管片和盾尾间隙，结合前环结果报表决定本环纠偏
量和方法。④管片拼装要预防出现错缝、台阶差，能够经过加贴楔子
微量调整间隙来保持环面平整度，楔子不得超出4mm。竖曲线段
推进时，应计算上下左右超前量，分段粘贴低压石棉板，在推进过
程中，使其经千斤顶压缩后成一平整楔行环面，粘贴环面面积通常
应大于整个环面二分之一。纠偏楔子厚度超出设计厚度时，止水带也应
加贴遇水膨胀条。封顶块两侧止水条在拼装前涂表面润滑剂，以减
少封顶块插入时摩阻力。⑤管片如遇损坏，轻则就地修补，重则重
新调换后方可继续进行。
3.2.2加强止水条质量管理①隧道采取遇水膨胀橡胶止水带是在氯丁橡胶密封条上加覆一层遇水膨胀条制成，因为施工期间常碰到下雨或隧道低部积水，操作不会使遇水膨胀止水带和螺栓垫圈在拼装前遇水预膨胀或变形，影响止水效果，故应在粘贴止水带地方做好防雨方法，搭设活动防雨棚和在止水带表面涂缓膨剂。②冬季施工时应设置烘房设施，作橡胶止水带加温。③角部加贴自粘贴橡胶薄片厚度长度应符合设计要求，以免影响止水带效果。④“F”块插入间隙偏小，摩阻力大，止水带轻易延伸拉长，角部形成“疙瘩”，影响压密，所以在拼装前应涂水性润滑剂，以降低封顶块插入时摩阻力。

盾构法隧道施工背后注浆技术
朱科峰

广东土木和建筑
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第$期
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%序言
伴随城市地下空间开发，盾构施工技术越来越多地应用于城市地铁隧道和市政设施隧道中。当盾构机在一定深度地层中推进时，可依据盾构机和地表上某点相对距离，将盾构掘进过程分成
抵达前、抵达时、经过、脱出、脱出后等2个子过程。当盾构机从该点脱出后，在管片衬砌和天然土层之间会留下空隙，该空隙理论上为环形，厚度通常约为34455，对其填充通常需要采取背后注浆技术来完成。假如这一空隙不能立即有效地得到填充，则天然土体将处于侧向无支撑状态，从而产生很大地面沉降，造成地表建筑物破坏。所以，背后注浆技术是盾构法隧道施工中一项关键技术，本文将介
绍中国外背后注浆技术发展现实状况，意在促进该技术以后推广应用。

!背后注浆作用和种类
在盾构机脱出后，采取背后注浆技术含有以下2个方面作用，即：
!立即充填盾尾空隙，抑制天然土体变形，控制地面沉降，确保环境安全；
"增强隧道防水能力，作为衬砌防水第一道防线，提供长久、均质、稳定防水功效；#可使外力作用均匀化，有利于管片衬砌三维
位置稳定；
$作为隧道衬砌结构加强层，提升其耐久性；%在采取泥水平衡盾构时，能够降低和抵制泥水回窜至盾尾及已建成隧道外，从而控制隧道上浮量，使隧道立即达成稳定。
背后注浆有两种形式，一是采取盾壳外表设置注浆孔随盾构推进同时注浆；二是由管片上预留注浆孔进行压浆，其中同时注浆是一个较优异技术，下面将对其作具体介绍。

%注浆施工工艺
注浆方法应依据盾构机脱出管片时，盾尾外壳和管片相对位置而决定，若盲目地采取等量、均匀压注法，就会造成压浆极不均匀而影响管片周围地层稳定。为了使环形间隙能较均匀地充填，并预防衬砌承受不均匀偏压，同时注浆对盾尾预置)个注浆孔同时进行压注，在每个注浆孔出口设置分压器，对各注浆孔注浆压力和注浆量进行检测和控制，从而达成对管片背后对称均匀压注。同时注浆结束标准为注浆压力达成设计压力，注浆量达成设计注浆量.*5以上，对注浆不足或注浆效果不好地方应进行补强注浆，以提升注浆层密实性和防水效果。为确保背后注浆顺利完成，施工时应注意以下问题：$注浆前进行具体浆液配比试验，选定适宜注浆材料及浆液配比，确保所选浆液配比、强度和耐久性等物理力学指标符合设计施工要求；%制订具体注浆施工设计、工艺步骤及注浆质量控制程序，严格按要求实施注浆、检验、统计和分析，立即做出!（注浆压力8/"A注浆量8/#A时间8曲线，分析注浆效果，反馈指导下次注浆；&依据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果立即进行信息反馈，修正注浆参数设计和施工方法，发觉情况立即处理；’做好注浆孔密封，确保其不发生渗漏；(做好注浆设备维修保养，确保注浆材料供给和注浆作业不间断。

3　盾构施工技术发展简史
盾构法问世已经有170多年。1825年英国人布鲁洛(M.I.brunel)在蛀虫钻孔启示下,最早提出了盾构法建设隧道方法,并于1825年在穿越泰晤士河隧道中第一次使用了盾构技术。1830年Lord Cochrance发明了施加压缩空气“压气法”以处理盾构穿越饱和含水地层时预防涌水问题。后,Greathead首创了在盾尾衬砌外部盾尾空隙中注浆以控制地基变形壁后注浆方法,深入推进了盾构法隧道在城市建设中应用。1865年巴尔劳首次采取圆形断面盾构,以后这种断面就成为盾构隧道基础断面。20世纪60~70年代,继法国研制了泥水加压式盾构后,日本也研究开发了土压平衡式盾构,这种闭胸式头部、刀盘机械开挖技术结合管片衬砌、壁后注浆及防水技术成为近30年盾构技术主流。
中国上世纪50年代初首次在东北阜新煤矿采取盾构法修建了直径2.6 m输水巷道,1966年在上海采取网格式挤压盾构修建了直径达成10 m打浦路越江隧道,80年代早期上海开始使用土压平衡式盾构进行地铁隧道修建,80年代末期中国开始使用泥水加压式盾构,并在1994年成功地进行了上海延安东路南线越江隧道工程。至今有多项关键隧道工程均采取了盾构法施工,如广州地铁二号线海珠广场站至市二宫站区间采取了用泥水盾构改造复合式盾构施工[2],南京地铁一号线钓鱼台盾构工作井至三山街站南端头井区间采取日本三菱企业生产6 340 mm土压平衡铰接式盾构机施工[3],南水北调中线工程穿黄工程[4]、西气东输工程经过长江均采取泥水加压式盾构施工[5]。

盾构隧道常见质量问题分析
李永鸿
（深圳市地铁集团，广东深圳518026）

隧道和地下工程

现在中国地铁盾构隧道关键由钢筋混凝土预制管片组成，其原理是拼装成环管片直接成为隧道最终衬砌，在隧道施工和使用过程中保持结构稳定，并负担盾构机顶推力、注浆压力、围岩压力和地下
水压力。盾构隧道管片是隧道关键结构形式，也是隧道防水、防火和耐久性等综合性能确保，管片拼装后外观质量和防水质量是影响隧道质量直接原因[1]。
即使盾构法在地铁隧道工程中应用很普遍，但管片拼装仍存在部分比较常见却又还未得到很好处理问题，如管片开裂、破损、错台和渗漏水等。笔者依据深圳地铁二期工程施工实践，对管片拼装时各类质量缺点产生关键原因进行了分析，并提出了部分控制方法。工程中管片关键质量缺点统计见表1。表1深圳地铁二期盾构隧道管片关键质量缺点统计

1管片渗漏水
1.1原因分析
管片渗漏水是盾构隧道施工中最常见质量通病，其产生原因能够归结为以下多个方面：
1）管片拼装不到位。当缝隙不均匀或接缝中有夹杂物，管片纵缝有内外张角、前后喇叭时，管片外弧面接缝处产生应力集中，混凝土出现楔块状碎裂，致使止水条和管片间不能密贴。
2）成品保护不足或止水条粘贴不牢靠。管片拼装时错动，尤其是最终封顶块（K块）插入易使止水条移位或被挤到管片外侧。
3）注浆效果差。注浆孔是盾构隧道防水中微弱步骤，进行同时注浆时漏浆、注浆量不足、注浆后封堵不到位，全部会引发管片漏水。
4）盾构机姿态控制不妥。盾构和管片姿态不好，会引发成型隧道管片错位，相邻管片止水带不能正常吻合压紧，引发管片漏水；掘进过程中推力不均匀或推力过大，也会造成管片受力不均匀而产生裂纹。
5）地下水影响。因施工场地地下水丰富，加之注浆量不足，部分管环上浮量较大，造成环缝止水条被撕裂或移位，纵缝出现内外张角。

1.2控制和预防方法
控制隧道渗漏水能够从管片自防水、衬砌接缝防水、盾尾填充注浆等几方面考虑。
1）提升管片质量和混凝土防水等级，如：采取高抗渗等级（S10、S12）混凝土，依据设计合理选择管
片形式，确保盾尾间隙合理；加强管片运输过程中成品保护工作，严格检验验收进场管片。
2）进行管片拼装作业时，严格控制千斤顶伸缩，1.2控制和预防方法控制隧道渗漏水能够从管片自防水、衬砌接缝防
水、盾尾填充注浆等几方面考虑。
1）提升管片质量和混凝土防水等级，如：采取高抗渗等级（S10、S12）混凝土，依据设计合理选择管片形式，确保盾尾间隙合理；加强管片运输过程中成品保护工作，严格检验验收进场管片。
2）进行管片拼装作业时，严格控制千斤顶伸缩，2管片破损和开裂
2.1原因分析
管片破损原因关键有以下多个方面：
1）设计原因。在进行管片配筋（尤其是管片接缝面结构配筋）设计，和确定管片设计参数、管片接头形式、接头螺栓形式时，未充足考虑曲线半径和管片长度之间适应性。
2）制作原因。混凝土制作、振捣、养护等步骤操作不规范，会影响管片混凝土强度；不精细和不正确模具常常造成管片外观和尺寸和设计不符。
3）拼装原因。拼装不到位是管片破损关键原因之一，管片在拼装过程中，拼装方法和拼装次序十分关键。管片拼装次序和精度控制不妥，就会发生错缝、开缝或环缝夹砂，角部就可能呈点接触或线接触从而造成受力不均匀而产生裂纹。管片错台也轻易造成相邻块管片间产生应力集中现象，使管片边缘发生开裂、崩角。另外，管片安装质量和安装速度和操作工人熟练程度有很大关系。

4）盾构推力和姿态原因。盾构机推进千斤顶作用在管片上，依靠管片提供反力使盾构机向前掘进，盾构掘进过程中总推力过大或推力不均匀，均会造成管片开裂。当盾构方向和管片方向产生差异时，
会发生盾构和管片争高低（挤压）现象，从而造成管片损伤或变形，管片宽度越大这种现象发生概率就越高。另外，盾构姿态调整时纠偏过猛，也是致使管片开裂直接原因。
5）注浆压力原因。施工过程中注浆压力过大、注浆量不足，浆液填充不均匀等原因，均会使管片局部受力不均而产生开裂和破损。注浆压力过大，还可能使面板破损、K管片产生大变形，这种现象在隧道施工过程中数次发生[3]。
2.2控制和预防方法
工程实践证实，任何可见裂缝全部是微裂缝发展结果。混凝土出现裂缝极难避免，问题是怎样使混凝土裂缝范围降到最低[4]。管片局部裂缝不影响管片结构使用，不过会对隧道防水造成影响。为了提升管片安装质量，施工前应做好具体计划，并在施工过程中严格实施计划；操作人员要经过培训后上岗，严格遵守盾构掘进方向及姿态控制规程；另外，还应加强进场管片外观质量检验及管片拼装过程质量控制。
依据施工经验总结，控制管片破损和开裂关键方法有以下多个方面：
1）合理选择管片类型，选型时以适应盾尾间隙为主，兼顾设计线形，确保盾尾间隙均匀。
2）经过试验有针对性地选择混凝土配合比，使其和气候条件、钢模和施工工艺参数有机结合，优化施工工艺及配筋结构设计。
3）结合盾构机机型和地层特点，合理设置掘进参数，控制盾构扭转，选择合理推力，做到事前控制。
4）加强盾构操作，避免姿态纠偏过猛。正确控制好转弯地段盾构姿态，控制标准以适应设计线形为主，适时纠偏，切忌过急过猛；总推力过大时，在土舱内注入泡沫，预防出现“泥饼”现象，减小掘进扭矩和总推力。另外，盾构机过站时尽可能把损坏密封刷全部更换。
5）采取合理拼装方法和拼装次序，提升管片安装精度。依据人工测量管环数据改变情况，合适增加卸水孔及管片外弧面注双液浆次数，多级测量复核以消除导向系统误差。当管片环面不平整或千斤顶撑靴重心偏位时，要立即更换新千斤顶撑靴，并给予调整。
6）控制注浆压力和注浆量，确保填充质量。二次注浆时复紧注浆管片周围3环管片螺栓。对于大断面隧道，在日进度9～20 m情况下，采取真圆保持器能够减小管片变形和破损。
3管片错台
3.1原因分析
管片错台是指管片和管片之间内弧面不平整，通常是因为受力不均匀造成。盾构隧道施工中管片错台不仅影响隧道外观质量，而且会造成隧道漏水。盾构隧道管片发生错台原因很多，其关键原因能够
从下4方面分析：
1）拼装作业不规范。管片安装时，管环面不平整，出现上翘或下翻；管片精度不足或相邻2环管片间有夹杂物；管片拼装中心和盾尾中心不一样心；管片径向内移，造成过大环高差；另外，掘进时未能立即复紧管片螺栓，管片受力不均匀，也会引发错台。
2）注浆控制不妥。围岩裂隙发育、地下水丰富等原因会增加同时注浆难度，致使管片外弧面束缚力较小。管片二次补注浆时，假如注浆压力控制不妥，会产生注浆偏压，从而引发管片错台。
3）盾构机姿态控制不好。掘进工程中，盾构机姿态控制不好时，千斤顶对拼装好管片产生不均匀推力，挤压弹性密封垫，引发管片间纵向位移，造成错台发生。
4）线路弧度和坡度影响。盾构机姿态控制和曲线段不匹配时轻易造成管片错台；在上软下硬地层、变坡段等线路中，掘进压力轻易产生偏差，刀具严重磨损后未能立即更换，造成推力过大等情况，均会产生错台。
经过调查统计发觉，管片拼装错台现象关键发生在环向连接缝处，纵缝处错台出现较少且数值较小，破损也少。深圳地铁二期2号线某区间管片环缝错台及纵缝错台统计见表2。

依据GB 50446-《盾构法隧道施工和验收规范》，地铁盾构隧道相邻管片径向错台许可偏差为10 mm，相邻管片环向错台许可偏差为15 mm。错台不仅影响成型隧道美观也影响管片止水效果，因为
管片止水条宽度为19 mm（有效宽度为13 mm），所以，当相邻管片错台量达成7 mm以上时，管片间防水方法和设计情况已经不一致。
3.2控制和预防方法
盾构机在掘进过程中，运动轨迹极难和设计轴线完全重合，而是围绕隧道设计轴线作蛇形运动，盾构掘进总是处于不停纠偏过程中[5]。降低管片错台方法关键从以下多个方面考虑：
1）优化线路设计，尽可能避免小直径曲线段。依据设计线路选择管片，对于曲线半径较小路线，能够采取宽度较小管片。
2）合理配置多种类型管片，转弯管片百分比必需达成实际施工需求，严格控制管片螺栓质量。管片在盾构内居中拼装，避免管片和盾壳碰撞，确保管片轴心和盾构机轴心一致，施工时严格控制千斤顶行程差和盾尾间隙等。
3）盾构机姿态控制。掘进时不应对盾构机姿态作过急调整，运动轨迹应尽可能平顺。纠偏时宜慢不宜急，预防盾构机蛇形量过大，通常每环纠偏量不许可超出10 mm[6]，油缸行程差制在60 mm左右为宜。
4）安装管片时，必需加强监督管片拼装过程，规范管片安装程序。掘进时立即复紧撑靴后4环管片螺栓，预防管片上浮。
5）严格注浆管理，加强同时注浆控制。依据地层情况调整注浆方法，控制注浆压力，在围岩裂隙发育和地下水丰富地层可每隔10环使用双液浆做止水环。
4结论
盾构施工对管片拼装质量要求很高，所以在掘进控制和管片选型时一定要谨慎。盾构隧道施工中大多数质量问题能够在施工过程中得到控制，提升盾构隧道质量最直接有效方法就是加强施工过程质
量控制。外观质量控制应以预防为主，工程项目管理中质量控制关键表现为施工组织和现场控制。合理选择和安装管片是关键，管片依据盾构机盾尾间隙来选择。只有生产、运输、安装和维护等各个
步骤严格根据技术规范操作，才能将隧道和管片衬砌产生破坏缺点可能性降到最小。盾构机选择也十分关键，关键考虑盾构机功效配置、设备使用性能、各项系统技术规格、关键系统或项目标参数指标等。该阶段控制关键点关键在盾构机工程适应性和设备使用性能[7]。盾构施工时工程人员需要深入现场，仔细观察分析实际施工中存在问题，并采取有效方法，经过不停地研究分析隧道质量缺点产生原因，将制订纠正、预防方法落实整改到位，不仅有效地处理施工中存在实际问题，而且隧道质量情况也有了显著
改善。

　　多年来,中国开展大规模城市市政工程建设,尤其是多个关键城市全部已开始了地下铁路建设工程。在这些地
下工程中,因为受到施工场地、道路交通等城市环境原因
限制,使得传统施工方法难以普遍适用。在这种情况下,
对城市正常机能影响很小隧道施工方法-盾构施工法普
遍得到了大家关注,而且在部分地域已经有了较为广泛
使用。
即使中国在盾构隧道施工方面已经有了一定成功经验
和技术积累,但仍然存在大量技术问题。除盾构机械制造
和施工控制管理等综合技术问题以外,在岩土工程领域内
也存在很多尚待处理理论和技术问题。比如,盾构隧道管
片设计理论统一、系统化问题;隧道开挖面稳定机理和控
制问题;相邻或叠交隧道相互影响评价问题等等,全部还需
要我们进行不懈研究和积累。
其次,盾构施工技术在近十年还会有突飞猛进发
展。这是基于中国城市建设和多种基础建设需求所作出
较为客观估计。其背景是各大城市地下铁路建设工
程、城市上下水隧道工程,另外,国家关键建设项目如南水
北调及西气东输工程全部包含到穿越江河问题,其中部分区
段将可能需要采取盾构法进行隧道施工。所以,盾构隧道施
工法在中国发展前景很宽广。
在这么背景下,为了下一步愈加好、更经济、更安全地使
用盾构技术,有必需把中国盾构技术现实状况进行总结。进一
步,依据国外经验指出处理多种技术问题通常思绪,明
确以后盾构技术应该发展方向。

2　中国盾构技术使用情况
即使早在1950年代早期,中国东北阜新煤矿就有使用
手掘式隧道修建疏水巷道,1957年在北京市下水道工程中
使用小断面盾构施工记载。但能够较为完整地反应盾构
技术在中国使用历史还是含有软土地基特点上海地
区,发展历史能够总结为图5。从60年代开始试验施工,
1966年打浦路越江隧道使用网格式盾组成功地完成大断面
隧道施工,1985年延安路北线越江隧道再次使用直径11. 3 m网格式盾构施工全部是含有标志性意义工程。从
1985年开始使用土压平衡式盾构以来,这种适合于上海软
土地基盾构型式得到了广泛地使用。从1990年开始建设
上海地铁1号线,1996年开始建设上海地铁2号线基
本全部是使用土压平衡式盾构进行施工。以后,在1996年延
安东路南线越江隧道工程中,首次成功使用了泥水加压式盾
构。随即,中折装置(彩图5)及矩形盾构(彩图1)等新技术
也相继得到了使用。多种盾构使用情况统计图6。　　在北京,1999年5月在亮马河北路污水隧道施工中使
用了=3.33 m泥土压盾构,隧道全长1700 m,穿越了亚
粘土地层。以后,相继在坝河污水截流管工程、清水河污水
处理场管道工程中进行了使用,最近开工地铁5号线也使
用了土压平衡式盾构。
在广州,1996年开始地铁1号线建设中就使用了从
日本引进泥水加压式盾构2台和土压平衡式盾构1台。广
州地域基岩埋深起伏较大,残积土层和风化岩是盾构关键
经过层位。这也是中国首次在地质条件较为复杂地基中进
行盾构施工。正在建设广州地铁2号线继续使用多台土压
平衡式盾构进行施工,考虑到地层软硬相间在刀盘设置了轮
式刀头以外,也考虑了碰到基岩时能够进行敞开式施工。
开工深圳地铁1号线、南京地铁1号线全部在
部分区间采取了盾构隧道施工技术。所使用盾构机多为
从日本或德国进口泥土压盾构并装备中折装置。
从各地盾构使用情况看来,中国盾构技术已经全方面进入
使用闭胸式盾构阶段,尤其是土压平衡式盾构使用已经
很广泛。经过这些工程实践,已在盾构施工对周围影响
控制、盾构出发抵达技术、管片制造技术等方面有了一定
经验积累。完成了部分和已经有建筑物超近距离、相邻隧道超
近距离高难施工工程。并结合中国国情,探索出盾构机反
复使用方法和方法处理很多实际工程问题。

盾构施工同时注浆因为含有隐蔽性、复杂性和不确定性等特点，施工过程中会碰到很多困难和障碍。本文就引发盾构施工同时注浆风险改变多种原因进行分析，并对盾构施工同时注浆风险进行控制。
2同时注浆风险分析
（1）注浆材料和浆液配方选择风险。关键表现在注浆材料流动性、浆液凝胶时间、浆液固结体强度等特征控制。注浆材料和浆液配方选择直接关系到注浆施工效果好坏，不一样地层对注浆材料选择要求不一样。
（2）注浆参数选择风险。关键表现在控制注浆压力、注浆量、注浆速率和注浆时间等方面。注浆参数选择关系到注浆效果好坏和对周围环境影响。
（3）注浆施工风险。关键表现在注浆施工准备是否完善、浆液配置和浆液存放和运输等方面。注浆施工是注浆效果能否达成设计要求关键。
（4）注浆效果评价风险。关键表现在注浆监测手段是否合理、注浆量是否满足设计要求和注浆检测等方面。注浆效果评价是检验注浆材料、注浆参数、注浆施工是否合理关键步骤，注浆效果评价好坏直接关系到注浆成功是否。
3注浆材料风险控制
因为隧道盾构同时注浆材料性能受岩体条件、施工方法、价格等多个原因影响，所以在施工前针对该区间地层进行分析，经过大量室内和现场对比试验，选择了适合本工程现场条件同时注浆材料及配
4注浆参数风险控制
4.1注浆量控制

4.2注浆压力控制
注浆压力最好值应在综合考虑地基条件、管片强度、设备性能、浆液特征和土仓压力基础上确定，理论上注浆压力（压入口处）应略大于地层土压和水压之和，以达成对环向空隙有效充填而非劈裂注浆，以免扰动管片周围原状土而引发地面甚至隧道沉降。一
4.3注浆时间控制
注浆要在衬砌脱出盾尾，即盾构推进时同时进行，当衬砌脱出盾尾，盾构推进到位后，定量浆也应全部压完，以立即填充衬砌外空隙，降低地面沉降。
4.4注浆速度控制
注浆速度由掘进速度决定，地层好时掘进速度较快，通常掘进一环仅需20～25min，为了立即填充，采取手动注浆。地层较硬时，掘进速度较慢，掘进一环超出45 min，也采取手动注浆，预防注浆量过大；掘进一环速度在25～45min时，采取自动注浆。

3盾构同时注浆技术
3
.
1盾构同时注浆目标
盾构同时注浆就是在隧道内将含有合适早期及最终强度材料，按要求注浆压力和注浆量在盾构推进同时填人盾尾空隙内。其目标有以下多个方面:
a.尽早填充地层，降低地基沉陷量，确保环境安全
b.确保管片衬砌早期稳定性和间隙密
封性。。.作为衬砌防水第一道防线，提供长久、
均质、稳定防水功效。
d.作为隧道衬砌结构加强层，含有耐久性和一定强度。
同时注浆是经过同时注浆系统及盾尾注浆管，在盾构向前推进盾尾脱离空隙形成同时进行注浆工作。浆液在盾尾空隙形成瞬间立即填充，从而使周围岩体立即得到支撑，能够有效预防岩体坍塌，控制地表沉降。在稳定性差地层，采取EPB模式掘进时，同时注浆关键性愈加突出和显著。

3.3.
同时注浆关键技术参数
注浆压力

依据注浆目标要求，为充足充填盾构施工产生地层空隙，避免由此引发地表沉陷，影响地表建筑物和地下管线安全，同时避免过大注浆压力引发地表有害隆起或破坏管片衬砌，并预防注浆损坏盾尾密封，注浆压力最好值应在综合考虑地基条件、管片强度、设备性能、浆液特征和土仓压力基础上来确定。依据施工实际，同时注浆压力控制在0.IMPa一0.3MPa。越三区间是经过压力管理方法进行同时注浆管理。
3.3.2注浆量
注浆量确实定，以盾尾建筑空隙量为基础，并合地层、线路及掘进方法等，并考虑合适饱满系数，以确保达成充填密实目标。依据施工实际里饱满系数包含由注浆压力产生压密系、取决于地质情况土质系数、施工消耗系数、由掘进方法产生超挖系数等。通常关键考虑土系数和超挖系数。
依据盾构施工环形间隙注浆量经验计算公式
算:

3.3.3注浆速度
注浆速度由注浆泵性能、单环注浆量确定，应和掘进速度相适应。假设掘进速度为1.5m飞则泵注速应制在70L/min一100Umin二

1　工程建设特点
现在,中国城市轨道交通地下工程建设,就地
层特征,可分为四大类:一是软弱地层,如上海市,隧
道和地下车站修筑在软土层中;二是软弱地层和岩
层(风化岩层)交变,如南京、广州等地;三是以岩层
为主,如重庆、青岛等地;四是以砂卵层为主,如成
全部、北京等地。因为地质条件不一样,所采取施工方
法差异较大,这就造成了中国地铁建设中工法多样
性特点。上世纪90年代之前,因为中国经济水
平较低,装备也较落后,在施工方法选择中,关键
考虑经济性;90年代中期以后,工程建设需要愈加
重视以人为本,并强化环境意识,于是部分新工法
便应运而生。这些新工法共同点是降低或降低施工对环境所带来不良影响。
中国城市轨道交通建设另一关键特征是工期
紧。造成这一现象关键有两大原因:一是经济快速
发展,轨道交通影响区域经济发展,要求轨道交通
应立即投入使用,以使投资在最短时间内发挥效
益;二是决议机构在综合考虑多种原因前提下,需
要尽可能地缩短建设期。针对工期要求,也必需研
究和开发新工法。从总体上,能够将地下铁道施
工分为3大类:盾构法、明挖法和浅埋暗挖法。

2　盾构法隧道
在上海地铁建设中,分别于1963年、1964年
在上海粉土层和淤泥质粘土层中进行了圆形装配
式钢筋混凝土管片衬砌试验工作[1],并初步取得
了地铁盾构隧道设计和施工经验。
2.1　盾构隧道结构设计
圆形盾构结构设计所需要处理以下问题:①管
片分块、拼装方法;②管片厚度和宽度;③防
水结构。这需要建立合理计算图式和取得对应
计算参数。上海地铁盾构隧道管片厚度为450
mm,宽度有900 mm、1 000 mm和1 200 mm等3
种,拼装方法有通缝拼装和错缝拼装两种。广州地
铁2号线盾构隧道在结构设计方面有所突破,管片
内径为5 400 mm,外径为6 000 mm,厚度为300
mm,宽度为1 500 mm,每环分6块,单块最大重
量达4.2 t。文件[2]分别对管片强度、抗裂性及
多种变形量进行了计算分析。文件[3]对现行设计
常见自由变形圆环法计算参数选择进行了探
讨。现在,在总结现有实践成功经验基础上,管片
宽度已逐步增加,以降低接缝数量,但宽度增
加受最小曲线半径和盾构灵敏度限制。2.2　盾构隧道施工控制
上世纪60年代盾构隧道施工,常采取气压平衡
盾构,在软土地层中施工时还须辅以降水法;即使如此,盾构顶推过程中引发最大隆起和沉降量达±
16 cm[1],高程和平面轴向偏差量也大致为±16
cm。80年代后期,中国研制了土压平衡式盾构
机[4],并在此基础上不停开发研制了新注浆工
艺[5],对于控制地层损失或失水引发沉降起了重
要作用。依据现有盾构机具,当施工参数选择
适宜时,可将地层变形控制在+1 cm~-3 cm之
间,特征地段盾构顶进引发地层变形量会偏大。
广州地