采用盾構(gòu)為施工機具，在地層中修建隧道和大型管道的一種暗挖式施工方法。施工時在盾構(gòu)前端切口環(huán)的掩護下開挖土體，在盾尾的掩護下拼裝襯砌（管片或砌塊）。在挖去盾構(gòu)前面土體后，用盾構(gòu)千斤頂頂住拼裝好襯砌，將盾構(gòu)推進到挖去土體空間內(nèi)，在盾構(gòu)推進距離達到一環(huán)襯砌寬度后，縮回盾構(gòu)千斤頂活塞桿，然后進行襯砌拼裝，再將開挖面挖至新的進程。如此循環(huán)交替，逐步延伸而建成隧道。

歷史和發(fā)展

用盾構(gòu)法修建隧道已有150余年的歷史。最早進行研究的是法國工程師M.I.布律內(nèi)爾，他由觀察船蛆在船的木頭中鉆洞，并從體內(nèi)排出一種粘液加固洞穴的現(xiàn)象得到啟發(fā)，在1818年開始研究盾構(gòu)法施工，并于1825年在英國倫敦泰晤士河下，用一個矩形盾構(gòu)建造世界上第一條水底隧道（寬11.4米、高6.8米）。在修建過程中遇到很大的困難，兩次被河水淹沒，直至1835年，使用了改良后的盾構(gòu)，才于1843年完工。其后P.W.巴洛于1865年在泰晤士河底，用一個直徑2.2米的圓形盾構(gòu)建造隧道。1847年在英國倫敦地下鐵道城南線施工中，英國人J.H.格雷特黑德第一次在粘土層和含水砂層中采用氣壓盾構(gòu)法施工，并第一次在襯砌背后壓漿來填補盾尾和襯砌之間的空隙，創(chuàng)造了比較完整的氣壓盾構(gòu)法施工工藝，為現(xiàn)代化盾構(gòu)法施工奠定了基礎，促進了盾構(gòu)法施工的發(fā)展。20世紀30～40年代，僅美國紐約就采用氣壓盾構(gòu)法成功地建造了19條水底的道路隧道、地下鐵道隧道、煤氣管道和給水排水管道等。從1897～1980年，在世界范圍內(nèi)用盾構(gòu)法修建的水底道路隧道已有21條。德、日、法、蘇等國把盾構(gòu)法廣泛使用于地下鐵道和各種大型地下管道的施工。1969年起，在英、日和西歐各國開始發(fā)展一種微型盾構(gòu)施工法，盾構(gòu)直徑最小的只有1米左右，適用于城市給水排水管道、煤氣管道、電力和通信電纜等管道的施工。

中國于第一個五年計劃期間，首先在遼寧阜新煤礦，用直徑2.6米的手掘式盾構(gòu)進行了疏水巷道的施工。中國自行設計、制造的盾構(gòu)，直徑最大為11.26米，最小為3.0米。正在修建的第二條黃浦江水底道路隧道，水下段和部分岸邊深埋段也采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)的千斤頂總推力為108兆牛，采用水力機械開挖掘進。在上海地區(qū)用盾構(gòu)法修建的隧道，除水底道路隧道外，還有地鐵區(qū)間隧道、通向河海的排水隧洞和取水管道、街坊的地下通道等。

盾構(gòu)法的優(yōu)越性

盾構(gòu)法施工得到廣泛使用，因其具有明顯的優(yōu)越性：

摘要：通過**地鐵三號線瀝大盾構(gòu)區(qū)間工程施工實踐，對局部管片發(fā)生整環(huán)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象的原因進行分析，并提出預防措施及其治理方法，供同行參考。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)隧道；管片扭轉(zhuǎn)；原因分析；預防措施

一、工程概況

在地鐵盾構(gòu)推進過程中，受到盾構(gòu)刀盤扭矩的影響，拼裝成環(huán)的管片拼裝位置與設計值相比旋轉(zhuǎn)了一定角度，給盾構(gòu)管片的選型和拼裝造成了一定影響，且可能導致后續(xù)車架和電機車軌道鋪設不平整，影響設備的運行。

**地鐵三號線大石北盾構(gòu)區(qū)間工程，隧道單線長3051.5m，雙線長6103m，最大縱坡28‰，最小轉(zhuǎn)彎半徑800m，隧道內(nèi)徑5.4m，外徑6.0m。本工程施工采用三菱泥水盾構(gòu)機，主機機體長8.17m，盾構(gòu)外徑6.26m，最大推力3.6×104kN，最大扭矩6327kN?m，刀盤轉(zhuǎn)速0～4rpm。管片采用環(huán)寬1.5m的標準環(huán)、左轉(zhuǎn)彎楔形環(huán)、右轉(zhuǎn)彎楔形環(huán)等3種(5+1模式)，轉(zhuǎn)彎環(huán)的楔形量為38mm。

在該區(qū)段盾構(gòu)掘進施工時，兩條線均產(chǎn)生了不同程度的扭轉(zhuǎn)，局部扭轉(zhuǎn)角度達18°，具體如圖1所示。由于管片扭轉(zhuǎn)過大，致使管片選型的點位均發(fā)生變化，給管片的選型和拼裝帶來了一定的難度，影響了管片的拼裝質(zhì)量，也使后續(xù)臺車架和電機機車軌道鋪設不平整，影響了設備的運行。

【內(nèi)容摘要】盾構(gòu)法隧道施工在上海地鐵建設中應用最為廣泛。在實施盾構(gòu)法隧道施工監(jiān)理工作中監(jiān)理人員應熟悉和掌握施工質(zhì)量監(jiān)控重點及相應對策，從而為業(yè)主提供優(yōu)質(zhì)的監(jiān)理服務

【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)法隧道監(jiān)理監(jiān)控重點對策

㈠引言

近年來，為適應城市發(fā)展需要和滿足城市居民日益增長的出行需求，上海市地鐵建設不斷加快了建設步伐。根據(jù)上海地區(qū)軟土地質(zhì)的特點，地鐵區(qū)間隧道建設一般都采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)法施工是以盾構(gòu)機為隧道掘進設備，以盾構(gòu)機的盾殼作支護，用前端刀盤切削土體，由千斤頂頂推盾構(gòu)機前進，以開挖面上拼裝預制好的管片作襯砌，從而形成隧道的施工方法。盾構(gòu)機的類型有多種，目前在上海地鐵區(qū)間隧道建設中以土壓平衡式盾構(gòu)應用最為廣泛。土壓平衡盾構(gòu)工藝原理是利用安裝在盾構(gòu)最前面的全斷面切削刀盤，將正面土體切削下來的土進入刀盤后面的密封艙內(nèi)，井使艙內(nèi)具有適當壓力與開挖面水土壓力平衡，以減少盾構(gòu)推進對地層土體的擾動，從而控制地表沉降或隆起，在出土時由安裝在密封艙下部的螺旋運輸機向排土口連續(xù)的將土渣排出。由于地鐵盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)難度大、施工風險高、質(zhì)量要求高、不可預測因素多。因此，監(jiān)理人員應熟悉和掌握盾構(gòu)法隧道施工監(jiān)理監(jiān)控重點及相應對策，在監(jiān)理工作中才能真正做到有效地對施工質(zhì)量進行監(jiān)控，從而為業(yè)主提供優(yōu)質(zhì)的監(jiān)理服務。本人有幸參加了地鐵二號線西延伸工程的施工監(jiān)理工作，在區(qū)間隧道掘進施工監(jiān)理過程中，通過不斷摸索與總結(jié)，也積累了一些菲薄的工作經(jīng)驗，以下就以土壓平衡式盾構(gòu)為例，對隧道掘進施工中監(jiān)理應監(jiān)控的重點及采取的對策，談幾點體會，以為拋磚引玉。

㈡正文

1.盾構(gòu)始發(fā)（出洞）階段

1盾構(gòu)挖進引起地層變形的主要因素分析

盾構(gòu)穿越運營地鐵隧道施工的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)地層變形的現(xiàn)象，而引起地層變形的因素有很多。例如，地層初始應力的改變、施工引起的地層損失、襯砌結(jié)構(gòu)的變形、擾動土體蠕變、擾動土體固結(jié)等。其中地層損失對地層變形的影響較大，引起地層損失的施工因素，主要由盾構(gòu)穿越運營地鐵隧道施工過程中產(chǎn)生的正常地層損失、不正常地層損失組成，以及在施工中可能存在的災害性地層損失等，而要避免這類問題的發(fā)生，必須要從盾構(gòu)穿越運營地鐵隧道施工技術(shù)入手，這樣才能有效的避免或降低地層損失帶來的危害。其中要注意的是施工區(qū)域土質(zhì)從上至下的組成成分，例如，雜土層、粉質(zhì)粘土層、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層、粘土層等，每一層土質(zhì)都會對施工質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。

2盾構(gòu)穿越運營地鐵隧道施工技術(shù)探討

地鐵隧道在施工的過程中，盾構(gòu)穿越運營地鐵隧道施工是重要環(huán)節(jié)之一，同時也是保證地鐵隧道使用安全的重要因素。

2.1嚴格控制盾構(gòu)推進速度，避免大角度糾偏

從施工實踐中發(fā)現(xiàn)，盾構(gòu)的推進速度對運營地鐵隧道變形有著直接的影響，因此，要結(jié)合實際的施工情況，嚴格控制盾構(gòu)的推進速度。盾構(gòu)穿越運營地鐵隧道施工的過程中，盾構(gòu)的推進速度主要考慮到千斤頂推力、土倉正面土的壓力以及施工區(qū)域的土體性質(zhì)等幾方面因素，對盾構(gòu)推進速度的控制主要從這幾方面進行。一般情況下，盾構(gòu)的推進速度應控制在5mm/min至10mm/min之間，同時要保證在穿越區(qū)間隧道過程的線形為平曲線線形，這樣才能避免或降低對地層產(chǎn)生擾動的現(xiàn)象。另外，在盾構(gòu)穿越的過程中，要采用鉸接裝置，并對穿越區(qū)間進行分段處理，每段應控制在20cm至30cm之間，同時要不斷地對盾構(gòu)的穿越過程實施糾偏，這樣可以避免大角度糾偏對施工質(zhì)量的影響，當然，糾偏數(shù)據(jù)要結(jié)合實際的施工情況進行分析，并對施工參數(shù)進行相應的調(diào)整，從而避免或降低對周圍土壤的擾動以及對地層造成的損失等，確保運營地鐵隧道施工的質(zhì)量。

1、概述

1.1工程概況

崗廈站為深圳市地鐵一期工程一號線上的一座車站，它位于福華路與彩田路交匯處地下，車站在福華路下方，橫穿彩田路，呈東西向布置。車站有效站臺長度中心里程為CK7+194.951.

車站周圍建筑物和人口密集，福華路與彩田路交通十分繁忙。在福華路與彩田路交匯處的四角為高層建筑，車站西部南北兩側(cè)為結(jié)構(gòu)較差的八層民房。站區(qū)范圍地下管線眾多，計有雨水、污水、給水、煤氣、電力電纜等30多條，其中彩田路東西兩側(cè)雨、污水管埋深4m多，特別是彩田路東側(cè)11萬伏電纜埋設于車站上方。在車站西南側(cè)14m處有較大斷面的電纜隧道。

車站主體結(jié)構(gòu)為地下兩層三跨框架結(jié)構(gòu)，長220.1m，寬21.9m，高12.8m，埋深16m多。車站及周圍環(huán)境詳見圖1車站總平面圖。

1.2車站結(jié)構(gòu)設計要求

摘要:以德國VMT公司的單圓盾構(gòu)機為例，介紹盾構(gòu)機和激光導向系統(tǒng)的組成，探討激光導向系統(tǒng)的工作原理。重點揭示激光導向系統(tǒng)的測繪學原理?？偨Y(jié)提高激光導向系統(tǒng)測量精度應采取的措施。

關(guān)鍵詞:隧道施工；盾構(gòu)機；地鐵；控制測量；導向系統(tǒng)；姿態(tài)解算；修正曲線

Abstract：Basedonthesampleofsingle-circleTBMmadeinGermanyVMTCo.,thecomponentsofTBMandtheLaserNavigationSystemaredescribed,andtheprinciplesoftheAutomaticLaserNavigationSystem,especiallyintermsofSurveyingScience,arediscussed.Finally,themeasurestoimprovethesurveyingprecisionoftheNavigationSystemaresummarized.

Keywords:tunnelconstruction;TBM;Metro;controlsurvey;navigationsystem;positioning;correctioncurve

0引言：

20世紀70年代以來，盾構(gòu)掘進機施工技術(shù)有了新的飛躍。伴隨著激光、計算機以及自動控制等技術(shù)的發(fā)展成熟，激光導向系統(tǒng)在盾構(gòu)機中逐漸得到成功運用、發(fā)展和完善。激光導向系統(tǒng)，使得盾構(gòu)法施工極大地提高了準確性、可靠性和自動化程度，從而被廣泛應用于鐵路、公路、市政、油氣等專業(yè)領域。

摘要：成都地鐵一期工程沿線建筑物密集、交通繁忙、地下管線縱橫，其區(qū)間隧道基本通過飽水的砂卵石、且含有少量大粒徑漂石的地層中，其施工方法的選擇對于加快工程進度、提高工程質(zhì)量、降低造價至關(guān)重要、作者在對國內(nèi)外盾構(gòu)施工進行調(diào)研基礎上，推薦采用加泥式土壓早衡盾構(gòu)機進行區(qū)間隧道施工。

關(guān)鍵詞：地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)機

成都市地鐵一期工程為規(guī)劃地鐵一號線的紅花堰至世紀廣場段，正線全長15．15km，其中地下線長11．92km，高架及過渡段長3．23km。計有車站13座，車輛段及綜合基地1處，控制中心1座，主變電所1座。

1環(huán)境條件

成都市地鐵一期工程位于成都市中心南北主軸線和主要客運交通走廊內(nèi)，沿線建筑物密集，商貿(mào)繁榮，交通十分緊張。線路途經(jīng)火車北站、騾馬市、市體育中心、天府廣場、省體育館、火車南站、行政廣場、世紀廣場等交通樞紐和主要客流集散點以及待開發(fā)的城南市級副中心和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。

2地質(zhì)情況

摘要：盾構(gòu)施工是當前隧道工程建設的重要方式，其能在盾構(gòu)機等鋼組件的作用下，沿著隧洞軸線邊向前推進完成土壤切削掘進，具有施工自動化程度高、施工便捷的特征，同時其整體的經(jīng)濟、安全效益較為突出。本文在闡述盾構(gòu)機組成及工作原理的基礎上，分析隧道施工中盾構(gòu)設備的日常維護要點和長期管理措施，期望能提升盾構(gòu)機使用的規(guī)范程度，增強盾構(gòu)設備適用性，進而推動隧道盾構(gòu)施工工作的有序開展。

關(guān)鍵詞：隧道工程；盾構(gòu)設備；維護管理

隧道不只是公路交通工程建設的重要內(nèi)容，其能有效縮短兩地間的公路里程，確保公路交通運行的順暢性、便捷性，更是軌道交通工程的基礎工程。盾構(gòu)施工是當前較為隧道工程項目施工中常用的常方式，其憑借著先進的盾構(gòu)機設備進行巖土切削掘進施工，滿足了隧道高效、安全開挖需要。在隧道項目建設中，盾構(gòu)機的性能直接關(guān)系著隧道施工的效率、質(zhì)量和安全效益，故而有必要深層次分析盾構(gòu)機的作業(yè)原理，做好盾構(gòu)機的養(yǎng)護管理，為盾構(gòu)機的安全運行奠定良好基礎。

1盾構(gòu)機設備的構(gòu)成及工作原理

1.1結(jié)構(gòu)組成

作為隧道盾構(gòu)施工的主要設備，盾構(gòu)機的結(jié)構(gòu)組成較為復雜，其不僅包含盾體、刀盤驅(qū)動、雙室氣閘結(jié)構(gòu)，而且設計管片拼裝機排土機構(gòu)、后配套裝置單元，此外電氣系統(tǒng)以及輔助設備等都是盾構(gòu)機的重要組成部分。盾構(gòu)機的盾體包含前盾、中盾和尾盾三個部分，其中，前盾往往和承壓隔板焊接在一起，兩者不僅對刀盤驅(qū)動起到支撐作用，而且能實現(xiàn)泥土倉和工作空間的有效隔離。在法蘭螺栓作用下，中盾與前盾相互連接，盾構(gòu)機中盾中設置著油缸，當油缸運作時，能推動盾構(gòu)機向前運動。盾構(gòu)機尾盾是通過鉸與中盾相連的，其在盾構(gòu)機轉(zhuǎn)向中發(fā)揮著重要作用。刀盤是盾構(gòu)機作業(yè)的重要單元，其設置在盾構(gòu)機的最前方，通過刀具的作用，能快速地完成土體切削，完成隧道掘進。隧道轉(zhuǎn)向掘進時，需通過外側(cè)的超挖刀進行作業(yè)。刀盤驅(qū)動固定在前盾承壓隔板的法蘭上，這些刀盤驅(qū)動一般是由9組馬達和主齒輪箱組成。雙室氣閘安裝在盾構(gòu)機前盾的上方，這樣通過調(diào)節(jié)氣閘前室和主室之間的壓力，滿足整體的作業(yè)需要（見圖1）。

【摘要】：本文介紹了基于LeicaTCA機器人系列所開發(fā)的盾構(gòu)機三維姿態(tài)跟蹤自動監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)思路、具備的功能特點。隧道工程應用以及對結(jié)果數(shù)據(jù)所做分析表明，系統(tǒng)性能——速度、精度、動態(tài)適應性和運行穩(wěn)定性等方面已達到實用要求。

【關(guān)鍵詞】：隧道工程，盾構(gòu)姿態(tài)，自動測量，系統(tǒng)開發(fā)

1引言

盾構(gòu)機姿態(tài)實時正確測定，是隧道順利推進和確保工程質(zhì)量的前提，其重要性不言而喻。在盾構(gòu)機自動化程度越來越高的今天，甚至日掘進量超過二十米，可想而知，測量工作的壓力是相當大的。這不僅要求精度高，不出錯；還必須速度快，對工作面交叉影響盡可能小。因此，為了能夠在隧道施工過程中及時準確給出方向偏差，并予以指導糾偏，國內(nèi)外均有研制的精密自動導向系統(tǒng)用于隧道工程中，對工程起到了很好的保證作用。

1.1國內(nèi)使用簡況

國內(nèi)隧道施工中測量盾構(gòu)機姿態(tài)所采用的自動監(jiān)測系統(tǒng)有：德國VMT公司的SLS—T方向引導系統(tǒng)；英國的ZED系統(tǒng)；日本TOKIMEC的TMG—32B（陀螺儀）方向檢測裝置等等。所采用的設備都是由國外進口來的。據(jù)了解，目前有些地鐵工程中（如廣州、南京）在用SLS—T系統(tǒng)，應用效果尚好。

[摘要]詳細介紹了基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的盾構(gòu)風險防控方法，針對大數(shù)據(jù)分析方案設計、架構(gòu)及原理、功能設計等進行了系統(tǒng)闡述，并結(jié)合具體項目開展了應用研究，表明了利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以輔助施工單位建立立體綜合的盾構(gòu)施工風險防控體系，有效降低盾構(gòu)施工生產(chǎn)過程中的風險發(fā)生概率，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。

[關(guān)鍵詞]盾構(gòu);大數(shù)據(jù)分析;風險防控

隨著我國基礎建設的深入發(fā)展，盾構(gòu)法施工面臨的特殊地質(zhì)情況越來越多，隧道開挖向大直徑、長距離、大埋深的方向發(fā)展，地下工程地質(zhì)環(huán)境的特殊性、復雜多變性、不可預測性以及施工過程中災害事故的突發(fā)性使得對環(huán)境影響的控制難度加大，特別是國家一批超大、超深埋、水下高風險隧道及小間距、大坡度等特殊地質(zhì)條件的隧道掘進工程陸續(xù)規(guī)劃和開工建設，這對盾構(gòu)連續(xù)、高效、智能、文明、安全施工提出了巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)盾構(gòu)施工風險管理模式和方法，已經(jīng)遠遠不能滿足目前施工建設的需要。但是，由于隧道建設的特殊性和復雜性，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不夠成熟，人機交互能力弱，數(shù)據(jù)的采集與上傳困難，尤其是高頻次、大數(shù)據(jù)的自動化采集與分析滿足不了要求[1]。當前，信息化發(fā)展已經(jīng)達到新階段，人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+等技術(shù)的快速發(fā)展為盾構(gòu)TBM風險防控提供了可靠載體，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展盾構(gòu)TBM施工風險防控已經(jīng)成為一種可靠高效的手段。

1盾構(gòu)主要施工風險及案例

由于盾構(gòu)/TBM本身結(jié)構(gòu)復雜、設備工作環(huán)境惡劣以及人為失誤等因素，導致盾構(gòu)/TBM施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)異常情況，輕則影響工程進度，重則造成重大事故。盾構(gòu)主要施工風險可歸納為地質(zhì)風險、設備風險和人為風險，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，其所占比例分別約為40％、30％和30％[2]。典型案例如下。案例一：天津地鐵2號線建國道～天津站區(qū)間，右線盾構(gòu)因螺旋輸送機被水泥土固結(jié)塊卡死無法運轉(zhuǎn)，在開啟觀察孔進行處理時，發(fā)生突沙涌水事件。由于該地段的地質(zhì)異常復雜，突泥及涌水量較大，導致地面塌陷，且左線掘進快于右線35環(huán)，左線線路高于右線，致使左右線隧道均發(fā)生局部管片變形破損開裂，最終被封堵回填并重新改線施工，2臺盾構(gòu)被埋于地下，造成極其惡劣的社會影響。后經(jīng)事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，裝備掘進參數(shù)控制不當是造成此次事故的主要原因。類似原因還造成2007年11月南京地鐵2號線施工事故。案例二：2017年2月12日，廈門地鐵2號線過海段海東區(qū)間右線泥水盾構(gòu)因突然遭遇未事先堪明的微風化安山巖基巖凸起，造成盾構(gòu)刀盤刀具嚴重磨損停機達6個多月。因處海底，壓力高，遂決定采用帶壓進倉的輔助工法進行換刀作業(yè)，但在減壓艙減壓過程中操作不當發(fā)生起火，導致3人燒傷，后經(jīng)搶救無效死亡，造成重大損失及惡劣社會影響。案例三：成都地鐵1號線南延線華陽站～廣都北站右線區(qū)間盾構(gòu)施工過程中，項目部對1～56環(huán)管片姿態(tài)進行復測，發(fā)現(xiàn)17～56環(huán)均出現(xiàn)不同程度的超限，其中56環(huán)垂直偏差達到+2010mm、水平偏差+52mm，但盾構(gòu)測量導向系統(tǒng)56環(huán)處顯示的盾構(gòu)垂直偏差為盾首-29mm、盾尾-25mm，水平偏差盾首+41mm、盾尾+35mm，成型隧道實測偏差與盾構(gòu)測量導向系統(tǒng)顯示偏差嚴重不符。經(jīng)過調(diào)查，確認是操作人員誤操作，導致盾構(gòu)VMT系統(tǒng)中輸入了錯誤的盾構(gòu)推進計劃線數(shù)據(jù)文件，致使盾構(gòu)按照錯誤的計劃線推進，導致盾構(gòu)隧道軸線偏差。加之項目部未按照測量規(guī)定的頻次（每20環(huán)人工復測一次）進行人工復核，致使偏差不斷擴大而未能及時被發(fā)現(xiàn)，造成直接經(jīng)濟損失273萬余元[3]。

2大數(shù)據(jù)分析平臺設計