盾構(gòu)工法發(fā)展及其盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)

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1、盾構(gòu)工法發(fā)展及盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)(內(nèi)部培訓(xùn)資料）北京城建集團(tuán)王良一．世界盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展概況1818年——布魯爾（Brunel）研究出了開敞式手掘盾構(gòu)機(jī)，1823年在倫敦泰晤士河水底公路隧道進(jìn)行了盾構(gòu)試驗(yàn)，后因坍方事故中止。Brunel對盾構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，于1834年使工程再次上馬，歷時(shí)7年于1841年隧道貫通。1869年——采用Greathead新開發(fā)的圓形盾構(gòu)鑄鐵管片，在倫敦泰晤士河水底第二條隧道。1887年——?dú)鈮憾軜?gòu)在南倫敦鐵路隧道中應(yīng)用。19世紀(jì)末～20世紀(jì)初——城市隧道工程促進(jìn)了閉胸式盾構(gòu)的產(chǎn)生，盾構(gòu)工法相繼傳入美國、日本、法國、德國等國家。

2、20世紀(jì)60年代至80年代——盾構(gòu)工法迅速發(fā)展，完善了氣壓盾構(gòu)、擠壓（網(wǎng)格）盾構(gòu)、插刀盾構(gòu)、泥土加壓盾構(gòu)、泥水盾構(gòu)等，盾構(gòu)工法在地鐵、市政隧道、公路隧道等的建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)80年代至今——研制出了加氣泡盾構(gòu)，同時(shí)大直徑盾構(gòu)、異形斷面盾構(gòu)（方形、橢圓形、馬蹄形等）、雙圓盾構(gòu)、三圓盾構(gòu)等得到發(fā)展。二．中國地鐵工程盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展20世紀(jì)60年代——北京城建集團(tuán)前身基建工程兵為修建北京地鐵，自己研制網(wǎng)格式壓縮混凝土盾構(gòu)機(jī)成功地進(jìn)行了試驗(yàn)。1990年——上海地鐵1號線，采用了7臺(tái)盾構(gòu)機(jī)共掘進(jìn)了18Km1996年——上海地鐵2號線開始建設(shè)，以后陸

3、續(xù)建設(shè)3號線、4號線、M8線、6號線1996年——廣州開始建設(shè)1號線，以后陸續(xù)建設(shè)2號線、3號線、5號線2000年——北京地鐵5號線盾構(gòu)實(shí)驗(yàn)段開始設(shè)計(jì)施工。2001年——深圳地鐵1號線、南京地鐵1號線開始建設(shè)。2002年——北京地鐵5號線正式開工，以后4號線、10號線、機(jī)場線、地下直徑線陸續(xù)開工。2002年——天津地鐵1號線開工建設(shè)。2006年——沈陽地鐵1號線開工建設(shè)。即將開工建還有設(shè)有杭州、哈爾濱、成都、西安等城市。三、北京地鐵盾構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用20世紀(jì)50年代北京從前蘇聯(lián)引進(jìn)了一臺(tái)手掘式盾構(gòu)開始。1966年，北京研制了φ7000的半機(jī)械化盾構(gòu)進(jìn)

4、行完成了87m試驗(yàn)段施工。1995年8月，研制出半斷面插刀盾構(gòu)應(yīng)用北京地鐵復(fù)八線區(qū)間隧道施工。1999年10月，北京亮馬河北路污水隧道工程中采用φ3330小斷面加泥式盾構(gòu)，并于2000年3月貫通。2000年9月，北京城建集團(tuán)首次成功地將φ6000的大斷面土壓平衡盾構(gòu)機(jī)應(yīng)用于北京地鐵五號線北新橋站至雍和宮站長680m的試驗(yàn)段隧道施工，為北京地鐵進(jìn)一步推廣盾構(gòu)施工技術(shù)創(chuàng)造了條件。此后涌現(xiàn)大批盾構(gòu)機(jī)應(yīng)用于地鐵五號線、十號線、四號線及機(jī)場線等工程，目前北京地鐵施工投入的盾構(gòu)機(jī)達(dá)17臺(tái)。目前在建工程的設(shè)計(jì)線路總長度為112.7公里，總車站數(shù)74座（其中地下

5、站64座，地面及高架站10座），地下區(qū)間總長81.3公里（其中明挖區(qū)間4.2公里，占5％，盾構(gòu)法區(qū)間34.2公里，占42％，礦山法區(qū)間42.9公里53％），高架及地面區(qū)間31.4公里。目前正在進(jìn)行施工招標(biāo)的地鐵9號線全長16.4km，區(qū)間全部為地下線，共設(shè)車站14座，13個(gè)區(qū)間中有8個(gè)區(qū)間采用盾構(gòu)，盾構(gòu)推進(jìn)總長度達(dá)15Km（單線延米），擬投入5臺(tái)加泥式土壓平衡盾構(gòu)施工，其中一臺(tái)為帶滾刀的復(fù)合盾構(gòu)。明年北京的計(jì)劃開工建設(shè)的計(jì)劃是“保4爭6”，9號線、10號線二期、亦莊線、8號線、6號線、順義線等將相繼開工建設(shè)。順便提到的是，南水北調(diào)工程、市政工程也

6、將大量采用盾構(gòu)，北京的盾構(gòu)市場已全面啟動(dòng)。四．盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)4.1盾構(gòu)穿越湖江河湖的技術(shù)地鐵盾構(gòu)在廣州穿越了珠江、南京地鐵穿越秦淮河、沈陽地鐵將穿越渾河、北京地鐵9號線將穿越玉淵潭，穿越河段施工要點(diǎn)：4.1.1．盾構(gòu)過河前必須進(jìn)行系統(tǒng)和完整的檢修，使機(jī)器性能保持完好狀態(tài)，為一次順利施工到位提供設(shè)備保障。提前對刀具進(jìn)行檢查，過河前可作適量更換以免河底換刀。4.1.2．盾構(gòu)過河時(shí)，及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)土倉壓力，確保土壓平衡，保證開挖面土體穩(wěn)定。4.1.3．盾構(gòu)推進(jìn)隧道軸線控制。切實(shí)做好盾構(gòu)推進(jìn)過程中推進(jìn)速率、出土量等推進(jìn)參數(shù)的控制，防止因土體超挖量過大造成

7、土體在盾構(gòu)本體處有較大沉降，使得河水涌入隧道。4.1.4．掘進(jìn)過程中不斷地對盾尾密封鋼絲刷注入油脂，避免盾尾密封破壞；4.1.5．拼裝管片時(shí)，嚴(yán)防盾構(gòu)機(jī)后退，確保正面土體穩(wěn)定。4.1.6．同步注漿量控制。及時(shí)進(jìn)行同步注漿，使管片襯砌盡早支承地層，防止地層沉陷，同時(shí)根據(jù)監(jiān)測情況來調(diào)整同步注漿量和注漿壓力，既不能因過少、過小而造成河底沉降，也不能因過多、過大而造成河底隆起破壞,使河水涌入隧道。4.1.7．進(jìn)度控制。為保證盾構(gòu)順利過河，過河時(shí)盾構(gòu)應(yīng)確保連續(xù)均衡施工。要配備足夠的值班維修人員，一旦盾構(gòu)機(jī)械發(fā)生故障能夠及時(shí)進(jìn)行處理，確保盾構(gòu)推進(jìn)順利進(jìn)行。例

8、如南京地鐵在三山街至中華門盾構(gòu)區(qū)間,需穿越內(nèi)秦淮河。該處覆土很薄,在原河床條石基礎(chǔ)下深度1.5m范圍基本為碎石、碎磚等建筑垃圾,且盾構(gòu)離