盾构施工过程控制
1、洞门钢环试拼及吊装
洞门钢环应严格按照设计要求由专业厂家加工制作，加工完成运至现场后，应组织有关人员对洞门钢环进行进场验收，验收其钢板壁厚、预埋件位置和尺寸、每节洞门钢环矢长和弧长、焊缝质量等内容。
洞门钢环在向基坑内吊装前，需在硬化好的混凝土平台上进行试拼，混凝土平台平整度允许偏差 5mm，由相关单位人员一起参与试拼验收，如试拼测量数据超过设计和规范允许偏差，需进行调整。
洞门钢环吊装应有专项吊装方案，经监理、建设单位审批后方可实施。
洞门钢环一般分成两片或者三片分别吊运拼装，吊装机械采用汽车吊或龙门吊。
2、盾构钢环预埋
洞门钢环支撑应牢固，一般使用工字钢、槽钢对洞门钢环进行内支撑，同时在主体结构端墙内预埋连接钢板或工字钢等连接件，以使洞门钢环有稳定、牢固的固定点，便于其定位并确保其在吊装及混凝土浇筑过程中不变形。
洞门钢环吊装前及吊装过程中，应对洞门钢环位置进行准确定位，并把控制点标识在结构或附近墙面上。
洞门钢环在基坑内吊装作业时，应在靠近洞门钢环安装位置附近搭设牢固作业平台，并有专人指挥。
洞门钢环预埋混凝土浇筑过程中，应采取增大洞门钢环附近混凝土坍落度、减小混凝土中石子粒径、在洞门钢环上临时开口、用小型振捣泵等措施，保证洞 门钢环周边混凝土的密实度。
如设计无洞门钢环安装允许偏差，可参照以下数据：预留孔洞中心位置10mm，预留孔洞尺寸 0～+10mm，预埋件中心位置 3mm，外露长度 0～+10mm。
3、始发基座及反力架安装
应严格控制始发托架、反力架和负环的安装定位精度，保证隧道中心的精度，反力架安装位置误差不能超过 10mm，确保盾构始发姿态与设计线路基本重合。
始发台定位应考虑盾构机自重，将高程提高 10～20mm，曲线段始发应考虑割线始发。
盾构始发前应采取措施防止盾构始发时可能栽头或下沉。
盾构机始发前及始发过程中应检查始发托架及反力架加固效果，如出现变形或移位，应立即停机加固。
4、端头加固及探孔
盾构始发、接收时，洞口段地层应预先采用旋喷桩、搅拌桩或注浆等进行加固处理，以保证盾构机始发、接收的安全，加固范围应根据实际水文地质条件确定，设计未明确时，始发段和接收段加固长度范围一般为 10m，隧道周边各 3m。加固后的地基应具有良好的均匀性和自立性，其无侧限抗压强度应达到1.0～1.5MPa。
始发前应对加固效果进行水平取芯检查，可在洞门范围内打设至少 5 个水平探孔，探孔直径 100mm，深度根据端墙厚度和加固范围确定，通过水平探孔观察洞门是否达到无渗漏水，或 5 孔总渗水量小于 30L/h 的要求。
5、盾构机吊装、组装
起重吊装作业应编制安全专项方案。
进场设备必须严格履行报验手续，确保设备工况良好，安全装置完备有效。
吊装前，应对盾构的吊耳焊接质量委托检测，并出具检测报告。
吊装前，应对地基承载力进行验算、对端头加固效果进行检测、对周围环境进行预判，再进行试吊。
现场必须设置警戒线，非作业人员严禁进入吊装作业区域。
吊装过程中应有专职安全员全程监控，发现异常应及时停止吊装作业。
吊装作业必须严格遵守“十不吊”规定，并按起重吊装安全操作规程进行吊装作业。
多台吊车联合作业时，应制定防撞措施，并服从统一指挥。
6、盾构机调试
参加盾构机调试的技术人员、修理人员在调试前应经过培训、交底，熟悉盾构机的图纸，了解机器的性能及调试的技术要求，以确保盾构机调试能顺利进行。
每调试一个部位、系统，应有专人负责检查、验收，并有专人进行记录。
针对调试验收中存在问题归类整理出相关资料。针对调试验收没有达到标准的项目，应及时与盾构机生产厂家进行沟通交涉，确保所有项目均达到出厂标准。
7、管片进场验收
管片表面应光洁平整、无蜂窝、露筋、夹渣、疏松、无裂缝、缺角飞边。
止水带附近严禁有缺陷。
螺栓孔应贯通，灌浆孔应完整，无水泥浆等杂物；每块管片均有唯一的标识。
尺寸偏差及强度符合设计及规范要求。
8、管片防水
盾构管片防水材料及管片螺栓等材料必须在监理工程师现场监督下，按规定抽检比例送具有专业资质的第三方检测机构检测合格后才能投入使用。
管片槽缝应清理干净，密封条应粘贴牢固，不得出现空鼓、开胶现象。
处理程序：管片槽缝清理→止水条安装→涂刷防腐涂料→成品保护。
粘贴防水条的管片应有防晒措施，遇水膨胀止水条应有防雨防潮措施，所有橡胶制品、胶水应按规定采取防老化、防火措施。
9、负环拼装与加固
负环管片应为钢筋混凝土标准环管片。根据反力架的位置和车站端头的长度，推算出负环环数并进行编号。
负环管片在进行空拼前应先焊接导轨和限位板。导轨设置在千斤顶和盾尾密封刷之间，一般可采用［30 槽钢制作，在下部均匀设置 4 条；焊接Ⅰ20 工字钢加肋作为限位板，管片安装后，在盾尾上焊接形成加肋型钢板将管片固定住。
为保证拼装位置正确，成环后不至发生位移或椭变，管片在整环拼装、推出盾尾后可采用Φ20mm 钢丝绳在外侧将管片勒住，并及时进行支撑加固，防止管片下沉或失圆。
10、洞口管片紧固装置
为防止因推进油缸反力不足引起管片环缝接触松弛、张开并造成漏水，出洞时，盾构机拆除前管片应加设管片紧固装置；进洞时，临时管片拆除前应加设管片紧固装置；待后浇环梁浇筑后再拆除管片紧固装置。
洞口管片紧固装置可采用［14b 槽钢，沿成型隧道周边设置 6 道，一般纵向拉紧加固长度为 10 环管片。
11、管片垂直、水平调运
盾构掘进所需物资如管片、螺栓、油脂、液压油等均从地面通过龙门吊运送至电瓶车编组，再由电瓶车在洞内运送至盾构机。
管片运输前应进行检查，对于止水条脱落、漏筋、缺边掉角的管片不得运输进洞。
管片吊运装车应采用承载力满足要求的吊带，管片吊带应增加保护套，防止吊带磨损，延长使用时间，保证吊具与管片之间为柔性接触，以保护管片。
管片运输应使用专用平板车，平板车上放置专用小方木，运输过程中应平稳行驶，且堆放高度不超过三层。堆放管片场地应坚实平整，堆场四周应有排水设施。门式起重机下堆场管片应为立式、两层堆放，下层与地面之间、上下层管片之间均应设置方木。其它应急堆场堆放形式可为平放，堆放高度不超过三层，管片与地面、管片与管片之间均放置方木，避免管片与管片碰撞、管片与地面碰撞造成的破碎。采用立式放置方式时应在管片上设置防撞装置，保证管片与管片之间的距离。
盾构管片往喂片机上运送时需确保管片朝向正确，避免朝向错误导致的返工延误。
对管片止水胶条、丁晴软木橡胶板等状况进行再次检查，确保管片安全。
对管片运输顺序进行检查，确保与拼装顺序对应。
12、管片拼装
应将每块管片 6 个面清洗干净，无任何黏着物，盾尾仓内泥砂等杂物必须清理干净，以免管片拼装时，导致管片环面发生错台现象。
检查管片的止水带有无脱落的现象，以免在管片拼装时翻到槽外，使与前一环的环面不密贴，引起管片的渗漏水现象。
沿圆周方向等距测量 8 个点位盾尾间隙，管片超前量，选取管片封顶块最合理安装位置。
封顶块拼装前，沿封顶块弹性橡胶密封圈纵向涂抹润滑油脂，测量拼装净空与封顶块尺寸，确保封顶块能顺利插入。
首先安装最下方一块管片，由下到上左右对称安装剩余管片，最后安装封顶块管片。
封顶块管片安装时，先径向搭接 2/3，再径向插入，边调整位置边缓慢纵向顶推。
抓举提升、转动、定位过程中拼装机动作应缓慢，避免急停急起导致管片磕碰掉角，吊装孔破碎。
管片定位时，需专人测量管片错台，精确指挥管片的微调。
管片安装成环后，紧固管片连接螺栓，使管片与已成型隧道形成统一整体。
管片拼装允许偏差为：高程和平面±50mm，每环相邻管片平整度 5mm，纵向相邻环间平整度 6mm。在地铁隧道建成后，中线允许偏差为：高程和平面
±100mm，且衬砌结构不得侵入建筑限界；每环相邻管片允许高差 10mm，纵向相邻环管片允许高差 15mm；衬砌环直径椭圆度小于 5‰D。
整环拼装相邻环环面间隙 0.6～0.8mm，整环拼装纵缝相邻块间隙 1.5～ 2.5mm。
13、渣土改良
根据不同添加剂的改良机理及实际工况，应合理选择各个注入孔注入的添加剂类型。对于刀盘中心注入孔，应选择注入泡沫；对于螺旋机筒体上的注入孔，如有必要，应优先选择加入膨润土浆液；此外，其他孔应根据注入量的大小进行选择，确保每种浆液均能够均匀注入土仓及开挖面内。
对于单一地层，施工过程中，同一注入孔应避免频繁更换添加剂种类。如果确实需要更换，则应利用清水将管路完全清洗干净后，方可进行更换。
盾构推进前，首先应加入泡沫，转动刀盘，待刀盘扭矩正常稳定后，再向前推进，同时加入泥浆。每环推进完成后，先停止加泥浆，转动刀盘 3min 左右再停止加泡沫。
泥浆和泡沫的流量根据每环设计加量和掘进速度确定：理论流量=每环设计加量×掘进速度/环宽。在加入过程中，由于土仓的土压会平衡一部分管道的压力，所以操作时泥浆和泡沫流量参数设定应略高于理论值，并根据土压力变化和螺旋机的出渣状况及时调整。
14、盾构掘进
盾构始发和接收工作井间应建立统一的施工控制测量系统，每个井口应布设不少于 3 个控制点。
隧道内控制网宜为支导线和支水准路线，当有联络通道时，应形成附和路线或结点网。长隧道宜布设交叉双导线。
施工导线和施工水准应随盾构掘进布设，当直线隧道掘进长度大于 200m
或到达曲线段时，应布设施工控制导线和控制水准。
盾构就位后应采用人工测量方法测定盾构的初始姿态，人工测量与盾构导向系统测量校差不应大于 2m（m 为点位测量中误差）。
盾构每掘进 20 环，需对成型管片进行测量，及时反馈成型管片姿态；盾构每掘进 150m 需对盾构机姿态进行一次人工复测，确保导向的准确性。对转弯段盾构隧道应加密人工复核测量。
自动导向系统中全站仪与激光靶（棱镜）距离不宜超过 100m，以免影响测量精度。
隧道贯通后应进行贯通测量，包括隧道的纵横向和高程贯通误差。
竣工测量中，隧道在直线段每 10 环、曲线段每 5 环应测量 1 个横断面，横断面上的测点位置、数量应满足设计要求。
施工中应设专人按规定进行监测，并及时反馈，指导施工。监测单位、施工单位及监理单位应建立相应的环境监测巡视制度。
推进过程中应掌握好开挖面土仓压力（泥水压力）、推力、推进速度、出土量、千斤顶工作油压、注浆等施工参数，并做好记录。
盾构施工过程中应实时进行盾构与管片姿态人工复核测量、跟踪与信息反馈，指导下阶段的盾构机姿态和掘进轴线的控制。
盾构掘进引起的地面累计沉降量不得大于 30mm，最大隆起量不得大于10mm；建（构）筑物、管线以及有特殊要求的地段，其隆沉量应满足相关规范和权属单位要求。
盾构掘进时，应根据情况及时补充盾尾密封油脂，有效防止水土砂、注浆浆液等击穿盾尾刷。
当停止掘进时，应采取措施稳定开挖面。
应考虑成型管片上浮或下沉影响，施工过程中应按照导向系统数据控制刀盘开挖中心点位置。
应做好在水平曲线段联络通道处通用管片拼装的提前排版，防止在此区域纠偏带来管片错台超标加剧。
隧道轴线施工允许偏差应为±50mm。
15、盾尾间隙控制
掘进开始前，应准确测量盾尾间隙和油缸的行程差（推进油缸和铰接油缸），推进油缸上下、左右的差值不宜超过 100mm，盾尾间隙不小于 40mm。
盾尾间隙沿圆周方向测点数不应少于 8 处。
掘进开始时至掘进结束时，盾尾间隙测量频率每环不应小于 2 次。
当盾尾间隙过小时，应及时调整管片拼装点位和盾构推进姿态，使盾尾间隙趋于正常值。
16、同步注浆
同步注浆与盾构掘进应同时进行，通过同步注浆系统及盾尾的外置注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，采用双泵四管路（八注入点，其中四 注入点备用）对称同时注浆。
同步注浆的水泥、粉煤灰、河沙、膨润土等材料进场应进行抽样送检，检测合格后方可使用。
注浆浆液拌制应严格按照配合比报告中显示的配合比进行，浆液应具备良好的和易性及可泵性。
每环注浆量充填系数应根据地层条件、施工状态和环境要求确定，充填系数宜为 1.30～2.50。
注浆时应采用压力和注浆量“双控”标准，注浆压力必须满足设计要求，注浆量作为参考。
每次注浆完成后及时清理注浆管路，防止堵塞及压力异常。
17、二次注浆
二次注浆的水泥、水玻璃等材料进场应进行抽样送检，检测合格后方可使用。
注浆浆液拌制应严格按照配合比报告中显示的配合比进行，浆液应具备良好的和易性及可泵性。
二次注浆应在管片脱出盾尾 5～10 环、同步注浆浆液凝固后进行。
注浆过程中注浆压力不宜大于 0.5MPa，如果注入过程中盾尾出现漏浆现象，应停注 5～10min 后再重新注入。
注浆压力应满足设计压力。
18、盾构到达
盾构到达前 200m、50m 要进行导线和高程测量多层复测，并报监理审核，同时应对到达洞门进行测量，以精确确定其位置。
应以距离洞门 80m 为起点，制定严格的掘进出洞计划，严格控制轴线，并落实到每一环。
在距离洞门 30m 时，应采取辅助措施加强管片环间连接，以防盾构掘进推力的减少引起环间松动而影响密封防水效果。
在到达前 6 环时，应特殊制定掘进参数的计划，确保到达端墙的稳定性和防止地层坍塌。
到达前 6 环的注浆材料配合比要进行调整，必要时可通过盾构壳体设置的孔向盾壳外注入聚氨脂来止水，以防涌水、涌泥而引起地层坍塌。
盾构机刀盘抵达车站的围护结构时，开始车站围护结构的凿除工作，以防止地层的坍塌。
接收基座制作前应进行结构受力验算。
接收基座进场后，应复核其结构、尺寸是否满足设计要求。
接收基座安装前，底部垫层强度应满足受力要求，垫层顶面应保持在同一平面内，防止基座底部产生悬空现象；根据线路轴线用全站仪放样基座轴线位置。
托架下放前根据测量结果确定托架安放平面位置及高程，托架定位完成后采用型钢对托架进行固定。
接收基座安装时，根据放样轴线位置，将接收基座中心线与之完全重合，基座最后端与内衬墙保持 500mm 间距，以保证折页压板外翻所需空间。
在托架与洞门间设置轨道梁，便于盾构机步上托架；托架轨道上涂刷黄油，减小盾构机的摩擦阻力。
接收基座安装到位后，在基座前后左右四周分别对基座进行加固，防止盾构推进过程中，导致接收基座产生位移而影响盾构机接收。
19、盾构机拆解、吊出
拆机吊装时，吊耳焊接前必须将焊接区域打磨干净。采用双 V 型坡口焊接，施焊时从底座的中心开始焊接，焊接过程不可中断，以免影响焊接质量，焊接完成后进行外观检查及无损探伤检测，检测合格后方可进行吊拆作业。
进行正式起吊前需进行试吊作业，检查吊钩是否有虚钩处，机身是否倾斜等。检查绳扣、吊车各部件及刹车、支腿，完好无异常后，起升至离地高度 500mm，悬停 5min，之后落下，在该过程中测量基坑变形情况。基坑安全后，把吊件从一侧吊到另一侧，在该过程中测量基坑变形情况。上述过程基坑均安全后方可继续下井吊装。
起重工、信号工必须经专门安全技术培训，持证上岗。
吊拆过程中，应严格控制构件吊运的平顺性，防止构件与车站主体结构发生刮碰的现象。
20、质量检验
20.1始发和到达
始发、到达设施准备必须完备，包括以下内容：
①应设置符合工程需要的浆液站，同时符合环境保护要求。
②供电设备必须满足盾构法施工的要求。
③选择合理的水平及垂直运输的设备。
④根据盾构施工的辅助工法，设置必要的辅助设施。
⑤始发、到达井内盾构基座必须满足盾构安装、试运转及始发到达的要求。
⑥始发井内设置满足始发要求的反力架和洞口密封装置。
根据设计文件和地质条件，始发、到达前对洞口段土体加固的范围、质量（包括加固土体的强度、抗渗指标等）应符合设计要求，并通过检测确认后方可始发和到达。
盾构始发、到达前必须测设盾构的位置和姿态，符合施工方案要求后方可拆除洞口封门，开始初始掘进和接收。
20.2盾构掘进
应严格控制推进轴线，盾构主机的轴线允许偏差为 50mm，高程为± 50mm。施工单位每推进 10 环测量不少于 1 处，监理单位抽查施工单位检查量的
10％。
盾构始发掘进 50～100m 后，应总结出一份掘进报告，作为后续掘进的参考。
盾构纠偏必须防止盾尾漏浆、纠偏量要保证不损坏管片衬砌，并确保新一环管片的顺利拼装。
盾构隧道工程施工引起的地表隆沉值：隆起应不大于 10mm，沉降应不大于 30mm。
盾构掘进速度，应与地表控制的隆陷值、进出土量、正面土压平衡调整值及同步注浆等相协调。
盾构掘进过程中，工作面的压力应通过试掘进段 50～100m 后确定，在掘进过程中应及时调整掘进参数并保证开挖面的稳定。
20.3管片拼装
管片拼装应严格按设计要求进行，管片无内外贯穿裂缝，无大于 0.2mm
的推顶裂缝及混凝土剥落现象。
管片防水密封条质量应符合设计要求，无缺损，粘结牢固，平整，防水垫圈无遗漏。
螺栓应全部穿进，螺帽拧入螺杆的丝距应符合设计要求，螺栓质量及拧紧度必须符合设计要求。衬砌内表面的外露铁件防腐处理应符合设计要求。
施工中管片拼装允许偏差和检验方法应符合表1 的规定。
表 1管片拼装成环允许偏差
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序号 |
项目 |
允许偏差 （mm） |
检验方法 |
检查频率 |
|
1 |
衬砌环直径椭圆度 |
±5‰D |
断面仪、全站仪测量 |
每 10 环 |
|
2 |
隧道轴线平面位置 |
±100 |
用全站仪测中线 |
每 10 环 |
|
序号 |
项目 |
允许偏差 （mm） |
检验方法 |
检查频率 |
|
3 |
隧道轴线高程 |
±100 |
用水准仪测高程 |
每 10 环 |
|
4 |
衬砌管片环向内错台 |
5 |
用尺量 |
4 点/环 |
|
5 |
衬砌管片环环间错台 |
6 |
用尺量 |
4 点/环 |
注：D
指隧道的外直径，单位:mm。
20.4成型隧道
成型隧道结构表面无裂缝、无缺棱掉角，管片接缝符合设计要求。
隧道无渗漏水现象，防水达到设计要求。
隧道衬砌结构无侵入建筑限界现象。
成型隧道轴线平面偏差小于 100mm；高程偏差小于 100mm。
成型隧道衬砌环直径椭圆度需控制在 0.6%D 内。
盾构施工隧道贯通测量中限差应符合表2 的要求。
表 2隧道贯通限差
|
隧道长度 L（km） |
L＜4 |
4≤L＜8 |
8≤L＜10 |
|
横向贯通误差（mm） |
100 |
150 |
200 |
|
高程贯通误差（mm） |
70 |
||
注：作业时，可根据隧道施工方法和隧道用途的不同，当贯通误差的调整不会显著影响隧道中线几何形状和工程性能时，其横向贯通限差可适当放宽 1~1.5 倍。
