6.5 掌子面顶进压力的影响........................................................................................8 6.6 土体弹性模量对地表沉降的影响........................................................................8 6.7 盾构直径对地表沉降的影响................................................................................8 7 调研结论及建议...............................................................................................................8 7.1 不同设计轴线下的姿态控制................................................................................8
7.2 管片质量应对措施..............................................................................................12 7.3 地面沉降控制方法..............................................................................................13 7.4 加强安全质量基础建设管理..............................................................................14 参考文献...............................................................................................................................16
1 前言
随着中国城市化进程的加快，城市人口的增加给城市交通带来的压力日渐明显。传统的地上交通显然无法满足城市发展的需求，相对应的地下交通则成为缓解城市交通压力的新渠道。地铁与公交车、电车相比的优势显而易见：地铁单向运量每小时4万—6万人次，公交车、电车单向运量每小时1万人次。从运输方式看，地铁运输更具多方面的优点：舒适、准时、快捷、占地少，环保、节能、安全，而且不占用地面，街道等。毫无疑问，地铁交通是绿色工程，而且符合中国的可持续发展战略。但是地铁的发展主要依赖地下工程隧道开挖等相关技术的进步，了解相关的主要技术进步与革新就显得尤为重要。
2 万—会区间的水文地质概况
本区间为单洞单线区间，区间起点为会展中心站，终点为万象城站，起点里程为YCK23+515.502（ZCK23+515.502），终点里程为YCK24+079.270（ZCK24+041.020），区间长度560.620m（左线522.307m），埋深在9.4m～13.3m之间。线路自会展中心站端450m曲线半径由民族大道南侧逐渐过渡到民族大道北侧，然后向东延伸至万象城站端，最小线间距13.0m。线路自会展中心站端以24.846‰及2‰坡度向东至万象城站端。
本区间采用盾构法施工，区间不设联络通道及区间泵房。
2.1. 工程地质 （ 1 ）填土层
素填土：灰色～褐黄色，稍湿～湿，松散～稍密状态，主要成分为粘性土，夹少量碎石、圆砾，偶见植物根系，上部一般为混凝土路面，约厚30～40cm。本层广泛分布与场地浅部。
（ 2 ）第四纪上更新统残，破积层
含砾（卵）石粘性土层：灰白色，棕黄色，湿～饱和，可塑，含云母、氧化铁、有机质、砾石，砾石含量25%～29%。母岩成分为砾石。 （ 3 ）第三系岩层
泥岩、粉砂质泥岩层：灰～青灰色，未成岩，呈硬塑土状，含锰质结核，岩芯呈 短～中柱，泥质结构，层理不明显，切面光滑，有蜡状光泽：干强度高，遇水易软化，晒干易开裂，属于及软岩。
粉砂岩、泥质粉砂岩：灰青～青灰色，含少量铁锰质结核，含粉砂较多：上岩层呈粉砂细状，少量岩芯呈碎块状，含泥较多的地层，岩芯多呈块状，少量呈短柱状。
1
3 万—会盾构作业设备特点介绍
3.1 盾体
盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状筒体。前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推进油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。前盾尾盾末端装有密封用的盾尾刷。
3.2 刀盘和刀盘驱动
刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体，位于盾构机的最前部，用于切削土体，刀盘通过安装在前盾承压隔板上的法兰上的刀盘电机来驱动。它可以使刀盘在顺时针和逆时针两个方向上实现无级变速。刀盘电机的变速齿轮箱内需设置制动装置，用于制动刀盘。电机的防护等级需大于IP55。
为了适用于不同的土质条件，刀盘上安装了多种类型和功能的刀具，所有刀具都由螺栓连接，可以从刀盘后面的泥土仓中进行更换。
3.3 推进油缸
推进油缸又称作掘进千斤顶，安装在中盾内侧的周边位置，推进油缸杆上安有塑料撑靴，撑靴顶推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前的掘进力，这些千斤顶按上下左右被分成四组，掘进过程中，在操作室中可单独控制每一组油缸的压力，这样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行，从而可以使掘进中盾构机的轴线尽量符合隧道设计轴线。
3.4 排土系统
土压平衡盾构机的排土机构主要包括螺旋输送机和皮带输送机。螺旋输送机由斜盘式变量轴向柱塞马达驱动，皮带输送机由电机驱动。碴土由螺旋输送机从泥土仓中运输到皮带输送机上，皮带输送机再将碴土向后运输至第四节台车的尾部，落入等候的碴土车的土箱中，土箱装满后，由电瓶车牵引沿轨道运至竖井，龙门吊将士箱吊至地面，并倒人碴土坑中。螺旋输送机有前后两个闸门，前者关闭可以使泥土仓和螺旋输送机隔断，后者可以在停止掘进或维修时关闭，在整个盾构机断电紧急情况下，此闸门也可由蓄能器贮存的能
2
量自动关闭，以防止开挖仓中的水及渣土在压力作用下进入盾构机。土仓内较大的岩石会由螺旋输送机入口前的破碎机将其破碎成小块，如岩石的尺寸超过可以通过螺旋输送机的最大粒径，且破碎机无法处理，可以将螺旋输送机缩回，并关闭前闸门。然后可以从开挖舱人工搬除岩石。(破碎机往往对质地较软的物体没有办法，如木头等。)
3.5 管片拼装机
管片拼装机安装在盾尾区域，用来安装衬砌管片。它的运动构件使其在拼装管片时，可以有六个方向的自由度，从而可以使管片准确就位。在管片安装模式下，为达到最理想的衬砌效果，对每个推进油缸可以单独控制。所有方向运动可靠，采用比例液压控制的管片拼装机可以快速地达到毫米级的安装精度。管片拼装机同时还用来安装供盾构机台车行走的羊拱铁轨道。
每当盾构机掘进完一环后后，一部分推进千斤顶回缩，为第一片管片留出足够的空间。其余推进千斤顶和已经装好的管片仍保持接触，以防止盾构机由于土压而后退。管片拼装机抓起管片并将其放在应放的位置，在此位置它可以和上一管片用螺栓连接起来。在管片拼装机夹头放开管片之前，一定要保证已回缩的推进油缸再次顶紧管片，以防止管片意外移动。其余管片的安装方法与此相同，而最后一块管片称为封顶块，一般为楔形，从管片前方插入已拼好的管片中，形成完整的管片环。每个管片都有编号，需安装预先制定好的顺序才可以将管片环拼装成功。相邻管片环的封顶块不会位于管片环的相同位置，防止封顶块意外滑出。而盾构机的正常工作流程也就是在这样掘进、拼环、再掘进、再拼环的循环中不断进行着。
4 影响盾构机姿态及隧道轴线的主要因素
在进行盾构法隧道施工中，由于盾构机是始终悬浮于原状土体之内的，整条隧道必须
一次成型，不具有调整性，所以在施工中必须事先分析好一些影响施工的主要因素，从而确定相应的解决方案，以保证隧道的整体成型质量，其中对盾构机姿态及隧道轴线的影响又是最主要的因素，需要进行系统地分析具体的解决，主要包括以下几个方面：
3
4.1 隧道设计轴线的影响
隧道的总体设计除了要满足地铁运行的使用要求以外，对于盾构法施工，还应在设计中充分考虑到盾构法施工的特点，发挥盾构法施工的长处，避免一些 〃6〃
不必要的难点，以保证施工的顺利高效进行。对于既有的隧道轴线，应充分地对设计轴线进行系统地分析研究，对不同的设计线型，确定具体的施工方案，主要包括：在设计轴线的基础上，结合盾构法施工的特点制定出一条指导施工的施工轴线；确定小半径施工、穿越建构筑物及河流施工、穿越不同地层施工等特殊工况的施工方案；确定具体的测量监测方案；确定轴线调整预案等。
4.2 隧道穿越地层的地质状况的影响
盾构机在掘进中，所穿越的地层直接影响到盾构机及隧道的整体受力情况，尤其是在两种不同的地层之间进行掘进中，盾构机的受力情况更加复杂，给掘进中的姿态控制造成了较大的难度，所以在施工中，要对隧道穿越地层的地质情况进行系统地分析，事先确定施工方案，以保证施工的顺利进行。
4.3 隧道测量的影响
在隧道掘进过程中，测量的正确性、准确性及精确性是至关重要的，它直接决定了盾构机的掘进方向，所以在施工中应保证测量的万无一失，并经常进行复测，并对现有测量成果进行及时调整，保证隧道轴线的正确性。
4.4 隧道管片型式的影响
4