软弱地层地铁盾构综合施工技术研究
表1-3地表隆陷与工作面稳定关系以及相应对策表 地表沉降信息 下沉超过基准值 工作面状态 工作面坍塌 与失水 支撑土压力隆起超过基准值 过大，土仓内Pmin＞P0 水进入土层 4）盾构推进中的碴土改良
理论上碴土在土压平衡工况模式下支撑介质碴土应具有以下特征： （1）良好的流塑状态； （2）良好的粘—软稠度； （3）低的内摩擦力； （4）低的透水性。
但一般地层岩土不会自然具有这些特征，从而使刀盘摩擦增大，工作负荷增加。同时，密封仓内碴土流塑状态差时，在压力和搅拌作用下易产生泥饼、压密固结等现象，从而无法形成有效的对开挖仓密封和良好的排土状态。当碴土透水性强时，碴土在螺旋输送机内排出时无法形成有效的压力递降，土仓内的土压力无法达到稳定的控制状态。
当碴土满足不了这些要求时，需通过向刀盘、土仓及螺旋输送机内注入添加剂对碴土进行改良，采用的添加剂种类主要是泡沫和泥浆。
泡沫通过盾构机上的泡沫系统注入。 泡沫溶液的组成：泡沫添加剂3%，水97%。
泡沫组成：90～95%压缩空气和5～10%泡沫溶液混合而成。 泡沫的注入量按开挖方量计算：300～600L/m3。 2.3.2.4盾构掘进方案
根据试掘进的各项参数，确定正式掘进时的工艺。并加强施工监测，不断完善施工工艺，控制地表最大变形量在-30～+10mm范围内。具体的盾构掘进工艺下见图：
减小P值 P与PO关系 措施与对策 Pmax＜PO 增大P值 备注 Pmax、Pmin分别表示P的最大峰值和最小峰值 35
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施工准备土体加固盾构机安装隧道轴线标高测量土仓压力反馈地面沉降观测推进速度设定建筑物监测管片出厂根据测量结果调整盾构轴线姿态盾构掘进盾构千斤顶伸至规定长度拼装机安装管片螺旋输送机出土皮带运输机运输调整管片位置运至现场贮存交验质保书泥斗车装泥管片外观检查管片背后注浆电瓶车牵引运输安装密封止水带龙门吊吊运出井螺栓二次复拧龙门吊吊运下井卸入储土箱二次注浆电瓶车运输装载机装车外运嵌缝、填充手孔管片就位质量检验
图1-21盾构掘进工艺流程图 2.3.2.5隧道内施工布置
隧道内的合理化布置，在提高施工效率的同时也会增加安全系数和美观度以及施工效率。具体见下图：
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通风管通信照明电缆日光灯管人行通道高压电缆电瓶车轨道线后配套台车轨道线给水管排水管
图1-22隧道内设施布置示意图 1）水平运输系统 ①轨道布置
盾构掘进过程中，出碴及管片、注浆材料等物质的运输，都直接与掘进循环相关联，因此快速运输是连续、稳定掘进的前提。但由于车站场地及隧道净空的限制不可能配置过多的运输车辆，因此只有合理组织快速运输，保证材料供应，才能与盾构机掘进速度相适应。
隧道内运输线路除盾构车架后10m及道岔处为四轨，其他均为两轨，轨距为762mm，45t牵引机车，43kg/m钢轨，盾构机后配套设备行走在外侧两根钢轨上，运输车辆行走在中间钢轨上。轨枕平均间距为1.5m。施工时单根钢轨的长度为12m。轨枕采用钢板焊接，轨枕构造图见下图：
图1-23隧道内轨枕构造图 ②列车编组
隧道弃碴装入碴斗后，由电瓶车牵引至工作井口，再由地面45t龙门吊提升
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至地面，卸碴于基坑旁所设的弃土坑内，再由挖掘机在夜间将碴土从临时弃土坑转装到自卸汽车上，倒运至弃碴场。
隧道洞内水平运输在隧道施工前60m采用一列列车运输，推进60m后采用2列机车组，列车编组方式为：
编组1：45t机车＋碴车＋碴车＋碴车＋碴车＋管片车＋管片车 编组2：45t机车＋碴车＋碴车＋碴车＋碴车＋管片车＋管片车 编组列车负责洞内碴土的外运与施工材料的运进。 2）隧道照明
隧道照明布置在隧道右侧部位，照明灯具采用55W节能灯，灯距为9m，每100m设一只200A分专段开关箱。隧道内每500m和道岔处都要设置一个临时配电箱。
3）人行走道
人行走道位于照明灯另一侧，支架采用5cm35cm35mm角钢焊接制作而成，钢丝网梗丝厚不小于4mm，梗丝宽不小于4.5mm，网间距不大于80mm380mm，宽度为50cm，长度与环宽相等，钢丝网片与支架焊接成整体。走道外侧设置栏杆，栏杆横杆采用直径20mm镀锌钢管。人行走到板构造见下图：
50?22插直径2cm镀锌管?3220之家立面图2980470500钢丝网平面图 图1-24人行走道板构造图 4）隧道排水
隧道内设置排水管并每掘进200m设置一道阻水坝，端头井及隧道内配置足
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量的排水设备，联络通道处专门配置一台大功率污水泵，以保证洞内排水。
5）隧道通信及防火
隧道与井上通讯联络采用自动电话。盾构机控制室微型计算机和井上信息指挥中心联网。隧道内每100m设置干粉式灭火器一组，盾构机及车架附近上严禁使用明火。
6）隧道通风
隧道采用压入式通风，利用洞口外置风机，风机规格为2台22*2KW，两条掘进线路各1台，将新鲜空气通过风管直接送到开挖面附近，头部设置风扇和轴流排风扇，供小范围内排气、降温用，进一步改善工作面的施工环境。以保证隧道内工作人员新鲜空气量不低于每人每小时30m3，相对湿度为65%～80%之间，保证工作人员吸入的新鲜空气量不低于20%，H2S、CH4以及其他有毒或有害气体等浓度不得超出有害身体健康的浓度，易燃气体浓度不超过最小爆炸浓度的10%，通风设备噪音不超过75分贝。 2.3.2.6管片拼装
管片的拼装从隧道底部开始，先安装标准块，依次安装相邻块，最后安装封顶块。安装封顶块时先径向搭接约2/3管片宽度，调整位置后缓慢纵向向顶推。管片安装到位后，及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，然后移开管片安装机。
管片每安装一片，先人工初步紧固连接螺栓；安装完一环后，用风动扳手对所有管片螺栓进行紧固；管片脱出盾尾后，重新用风动扳手进行紧固。
1）管片质量要求
管片表面不得出现裂缝、破损、掉角等现象，根据技术规范要求。 2）管片的运输、堆放
管片由运送车辆从管片生产工厂运至施工场地，在施工场地安装弹性密封条、传力衬垫等，然后根据管片运输指令经工地门吊垂直运送到编组列车上，再经电瓶车运至隧道内工作面进行拼装。
表1-4管片拼装精度要求表 序号 1 2 项目 拼装成环后水平直径与垂直直径允许偏差（浆液凝固后） 第一片管片定位量允许偏差 39
允许偏差(mm) 10 3