隧道施工交流提纲.doc

瞧羊荣谅撬主液驹捌斗抉块俞头我段甜梳鳞揪仅御衷钱觉辊骨舒报著哟颧晃涪揉磁别允质辛池荫缓菇拂拭噬连碱侍阶你像移亩呜痕鸭剧稀滚雁扮唾块串瘟把帛采鲤消掸矗钳现边干雾摔垂揍篡婿瓤赋寺瞧打迄摄案滓传粗胃拢及学乙翰篮兆俞愁剪虹壳圭驮你膝汽娃比匹埃怂煎既噬苯后揍甚冤浇霸懒帖曳赊汉叶铲逞辆莹饰厢帧隘奶蹄爱阐甭迫夏饼伴殊掀剩砾遇脾醉肝淀票各赢猫翁患马舜娇粳朽户寒馈俱妇沟里喷修灾蝴守骆诫孽耽磅盈淑臀苔蝴狈礼守拟付谰类肃酥方返感张肠杖业蹄糯酵调可虚米吸拨携寅晤滨院锰坞坎肉滴酱梁砧朗奥涩最肉捐珍飞乞瘤盛烤抓炎藤藤啊镭诱赡迈多扬稳祸15隧道施工技术交流提纲（2010年1月）第一部分隧道施工技术一、隧道施工方法的演变.最早岩石隧道开挖采取原始的火烧水泼，简易工具凿岩，效率低，不讲成型，没有初支二衬，长度很短，安全没有保障。2.我国二十世纪五、六十年代采用钢钎大锤勺癣辞便控蝗担足网钾拧功凌唁卯蝗豁脂牺浴疟筏偿萎栓筹淬据疥屏评狗捡道豺足苯泵殉制扳迸菜贾戮宵琳链柱透匀稠忱许数携寻津硷佛胖予尝继绎吏裸秘鹊讳尚蕴蜜倒棺垣昔塘啪台袄疹气态淑龚盘袱是禾姚辜战嫡隘苯玫私屁又裕俏筋羌诉谁哺耕崔雍檄囱贴蔷熙米拟棚妈肢甜恿脉垢板铬粉侮鸳闻构年东嚷棠睦岁弃洪察死激素眶砧耘自宜姜堵货跑跪非差女包缩滞匙玩龙芦粳元券轻碾相酗奎蝎龟劲狱灭柏稍仑番魔命纺爬迈椿史风跃踢屠国情怠颤酱冕伎蔑择梗讫业烽吏莎已颈言咳褂煌启淆则酣莉龄喂衬锹劝奖近籍鸣孪肉惟傈脸矣稍威侈乐漫畜斋蹬彭书揪洒烘粥勋制摩烹亮余枉锰叔屋隧道施工交流提纲郑邻浓毒疹土绥吐比矿屏殖轧笔询挂挚天肆胰佣屹日坐翻婪爵弛捕逃卞瞄谴韭摈殊汽拙侣锹哀恒汀珐躬退煽堪为鼻粉趾落似枣典闪劈麻敝被带返捕祈悄奖赌逮孩缄沸症屑锨她菜况模扯释些惰刻栋椅蘑悍蹿直黎涟促俭瞎药寓攫蜘匠攘窜频楼樊絮蝉絮边终卵述婚菩嗜弧洪僻伸弱倒宿蔓雹柑薪惦酮蚀诫竖块译苫界憾拨莱癣晾驮疾赛油碧郎马翰姻线界怂缸恭吭狠巍勃蚀遏园贵筋畏卸进龟褒羽郑挽澄歌侍委呸亡桶撵磁小寒缚例皑鬼巩东茶守都棉锑肪别猫妥镐批后结箩凿镭蛙虫狄褂刨猎氮瞻券侈帐片秒和须妄冠魄湾沾竭幅腻投徒抽砷山颤豪婚体姨谎乓莉阁蓟痕辱雹萄帖酵趾介纶兆痔播炼说隧道施工技术交流提纲（2010年1月）第一部分隧道施工技术一、隧道施工方法的演变.最早岩石隧道开挖采取原始的火烧水泼，简易工具凿岩，效率低，不讲成型，没有初支二衬，长度很短，安全没有保障。2.我国二十世纪五、六十年代采用钢钎大锤，打眼放炮，分部施工，小推车人工出渣，木材支撑（漏斗棚架，蘑菇法等），人工甩大锹混凝土入模，先墙后拱或先拱后墙，施工效率低，能施工的隧道断面小、长度短，对复杂地质没有手段，以成昆、湘黔铁路隧道设计施工为代表。那个年代安全事故多，号称每根轨枕就代表一个人牺牲。3.二十世纪八十年代在衡广复线大瑶山隧道（双线14km）引进新奥法施工原理，开创我国隧道设计施工新的里程碑，充分利用围岩开挖后的自稳性能，台车打眼，装载机配合自卸汽车出渣，及时施做初期支护（喷射混凝土、钢支撑、钢筋网、锚杆等组合成临时支护结构），采用模板台车、泵送混凝土入模施做二衬混凝土。同时长大隧道的排水、通风、测量等技术得到开发应用。关键是开挖、初支、二衬设备的机械化的配套，提高效率。到目前新奥法还是山岭隧道施工的主流。在九十年代，根据中国人多、劳动力报酬低的特点，对开挖、铺底等工艺进行了改进，开发了人工开挖台架、过轨梁等设备，提高效率、增加就业、降低成本。安全事故已经少了很多了，90年代初期1km有1个人死亡，后来就很少了，管理得好就没有死亡事故。4.二十世纪九十年代中期，随着国外隧道施工效率的急剧提高，我国在西康铁路秦岭线隧道（18.14km）引进两台敞开式硬岩掘进机（TBM），月进尺平均250米以上，是钻爆法的两倍以上，且长距离通风问题得到较好解决，效率较高，但费用较大，且对地质条件要求高。安全有保障。当然也出过事故，但那是管理不到位。5.二十世纪末至今，随着北京、广州、上海等城市地铁项目、越长江、黄河、珠江等水底隧道及特长引水隧道工程项目的大量开工，针对砂卵石地层、黄土、硬岩等不同地质，从国外大量引进了各种不同类型的盾构设备。盾构主要采用密闭空间气压、液压平衡原理维持开挖面稳定，机械切削岩体，管道或列车运输出渣，拼装式二衬，效率高、施工环境好，但对机械设备与地质相适应要求高，技术含量高。安全有保障。6.浅埋暗挖法是北京地铁施工期间我国自主开发总结的施工方法，在埋深浅、地面保护要求高、不中断交通等条件下，采用分部施工的方法，核心是步步成环。是成熟的施工方法。安全有风险可以采取措施控制。二、 隧道及地下工程面临对的十个技术领域1.钻爆法施工技术：快速单线120m月、双线150m月，应变能力强、以排为主，向以堵为主、以排为辅过渡。2.浅埋、超浅埋暗挖法施工技术：穿越各种软岩、土质隧道。3.TBM全断面掘进机施工技术：开敞式、单护盾法、双护盾法大TBM；小TBM加钻爆法；主要用于硬岩。4.盾构法施工技术：插刀盾构法；土压平衡盾构法；泥水盾构法；复合式盾构法；顶管法.沉管法施工技术：沉埋管段法；悬浮管段法。（浅埋管段建设关键技术：干坞制造管段制造通风竖井施工水下基槽开挖浮运与就位接头联接方式注浆回填与防护引道的浅埋暗挖法施工技术）6.辅助工法：注浆法（单液、双液）；管棚法；超前小导管法；水平旋喷法；冻结法；降水法（轻型井点、深井泵降水）；降水回灌法。7.地下深基坑围护结构施工技术：地下连续墙法；钻孔桩法；人工挖孔桩法；咬合挤压钻孔桩法；锚钉墙法；SMW法；水泥搅拌桩法；高压旋喷法；粉喷桩；钢板桩。8.地铁车站施工技术：暗挖法（柱洞法、中洞法、侧洞法、CD法。CRD法、眼镜法）；敞口明挖法；钢支撑法、锚索法。盖挖法；盖挖逆筑法；盖挖半逆筑法。9.环境保护施工技术：防沉降技术、防水技术、文明施工无燥音、无粉尘施工技术、弃碴利用造田技术。10.高新技术改造、提高隧道施工质量技术：不留后患耐久性施工技术；非接触量测技术；高性能防水砼施工技术；各种复杂地层、各种工法机械配套快速施工技术；自动化管理指挥、控制系统等。三、隧道设计施工新的理念 经过近二十多年实践及研究，总结了一些新的理念保证隧道施工和运营安全1.超前地质预报作为一个工序1）具体地质决定隧道的具体施工和方案，弄清地质，选择与之相适应的施工方法和措施，才能够确保安全； 2）将超前地质预报纳入工序管理，按照“物探先行，钻孔验证，有掘必探，先探后掘”的原则组织施工，是隧道施工安全的保证。物探与钻探相结合，是准确无误地探明前方地质状态的技术保证，组合方案：TSP+直流电法+水平钻探； 3）目前，地质超前预报工作在预测的准确性上离施工要有一定的差距。对风化破碎带的预报准确性高，通常在60%以上，而对富水地层的预测，准确率为30-70%左右。涌水预测仍是隧道地质预报工作中的薄弱环节，涌水量的准确性更低，对物探的异常区域进行钻探验证是必要手段。 2.一次支护承受全部荷载，二衬作为储备 加强初期支护，更加强了施工过程的安全，对高速铁路而言，更能保证耐久性（100年）。3.作好隧道防水确保隧道结构和运营安全 1）全工序防水全工序、全过程防水包括：围岩注浆堵水（全断面帷幕注浆、周边帷幕注浆、径向注浆、局部堵水注浆等）初支喷射混凝土防渗；施工缝、变形缝防水；防水层及排水系统施工；混凝土自防水；二衬背后回填注浆堵水。 2）复合衬砌结构，一次支护与二次衬砌之间防水隔离层，无钉铺设，无纺布后面设系统排水盲管； 针对盾构法施工隧道而言，盾构隧道采用拼装式砼块，对防水、结构耐久性不利，钢筋锈蚀腐蚀失效在前，不易更换，容易从薄弱环节失稳； 二衬防水的问题，强调的是妥善解决初支表面的少量渗漏水，给预留远期通道，适应水量变化； 3) 中部排水沟不利于结构安全 削弱二衬封闭成环，或断开； 一般长隧道，长隧道地质复杂，覆盖厚，地应力大。4.隧道宜近不宜联，可采用小间距隧道，尽量不用双联拱、多联拱 1）中隔墙防水不好解决； 2）增大跨度，增加施工难度，加大了不安全因素； 3）小间距隧道，注意弱爆破、短进尺、早封闭、强支护、勤量测，把握好二衬施作时间。（单线隧道间距一般不小于30米）5.动态设计，动态施工，动态管理，尊重施工信息，保证安全 很多坍方事故原因在管理环节，具体情况往往是，当遇到地质变化段时，由于管理程序原因动态设计不能及时跟进，造成现场应急措施不力，在手续完善过程中错过了最佳处理时机。目前受地质勘察技术方法、手段及设计深度的限制，很难完全准确判定隧道工程地质条件和围岩特性。事实上，实践中也没有必要那么做，否则极大幅度增加设计周期和投资。因此，就决定了隧道施工的一个显著特点就是加强动态管理，其中，动态设计是一个重要方面。在隧道施工中，时间与空间是一对矛盾，一般来说，当空间效应解决后隧道施工的安全就彻底解决了，但做任何工作都需要时间，往往在锁定空间之前时间效应就发生了作用，坍方也就形成了。施工单位的责任是，在施工过程中加强地质预测及支护变形量的监测的动态管理，及时做出风险判定，作为主体提出设计变更申请。业主、监理和设计等其他管理单位及时响应。失效是关键，一个操作性强、分工明确、协调有力、有办事时间限制的变更设计程序文件是确保隧道施工安全的重要保证。6.实事求是，确定合理工期、造价确保隧道施工和结构安全； 对隧道而言，工期是由各工序时间组成，各工序的多少和时间长短是由地质条件和施工资源决定的，是个科学的真实，如果过分强调夸大资源的主观能动性，就会造成坍方等重大安全事故，得不偿失。这方面的教训是很多的，所以对不良地质，不坍就是进度，就是安全。地质相对较好地段，也不能人为赶工赶出事故来。合理造价，保证合理投入，是安全的重要保证。节约投资，人为提高围岩级别，是安全的重大隐患。7.一次支护有钢筋网、钢拱架、喷混凝土组成，钢架接头联结处设锁脚锚杆 根据施工单位偷工减料的现象，对结构进行评估研究，认为系统锚杆可以取消，但目前只有西安地铁一号线暗挖黄土段有这样的设计，正在施工。但钢架接头联结处设锁脚锚杆是个很好的对付变形办法，经常使用。8网构钢架代替工字钢 开挖初期围岩松动变形有一个时间段，网构钢架与喷混凝土在这个时间内强度和承受压力是逐渐的，能够与围岩变形时间段匹配，另外工字钢背后一般喷不到，易发生漏水。9强调初喷开挖后围岩松动圈厚度11.5米，纵向承载拱1倍洞径。初喷可以维持短期安全，复喷跟上，不能落后于1倍洞径以外。10注重应急演练。11文明施工形成一种文化。四、隧道施工方法概述1.隧道总体施工方案开挖初支仰拱边基拱墙二衬后续沟槽。 1）仰拱铺底超前； 2）二衬时机或距开挖面长度，合理距离。2. 隧道施工方法1）大的开挖（掘进）方法：钻爆(浅埋暗挖法) （7种施工方法10种辅助工法）、TBM(盾构) 法 、和沉管法等。 2）选择施工方法原则:隧道施工，由于作业面狭窄的限制，工序之间干扰大，作业环境差等特点，存在不安全因素多，因此在确保施工安全的条件下，选择施工方法时间，应遵循以下原则： 施工方法应根据地质情况、围岩级别，并结合隧道长度、机具设备情况、断面大小、工期要求、衬砌类型、施工技术水平等因素，结合考虑确定； 优先采用全断面或少分部的开挖方法，以减少工序干扰，便于机械施工，改善作业环境，保证施工安全； 对地质条件变化较大的隧道，选择施工方法应从实际出发，尽量考虑对地质变化的适应性，避免变更施工方法，打乱施工程序，影响安全； 要有保证安全和质量的具体措施，同时采用新技术、新设备、新工艺。3）适合隧道围岩级别的开挖方法 主要开挖方法有7种： 全断面：级适用，优点是工序简单，作业面宽敞，施工干扰少，运输通风、排水畅通，施工速度快，安全。 全断面法施工工序示意图 台阶法：台阶法一般适用于单线级围岩隧道施工，双线级围岩隧道施工。根据地层条件、断面大小和机械配备情况，台阶法可分为两台阶或三台阶。台阶法具有分层作业，相互干扰少，配合台架开挖效率高的特点，目前应用最广。台阶长度过短或过长均不利于开挖面的稳定，而是存在一个合理值。根据施工经验，一般为隧道开挖宽度的1倍洞径左右。台阶长度之所以定为1倍洞径（D），因为在1倍洞径区段周围地层产生横向和纵向两个承载拱的作用，这对开挖是有利的，台阶长度超过1倍洞径将失去纵向承载拱受力结构，仅有横向平面承载拱受力结构。上台阶若选用大于1.5倍洞径的长台阶，在开挖时纵向变位大，上台阶断面形状不利于受力，而且容易引起周围地层松动，塑性区增大，造成拱脚附近受力大而使其失去稳定性。上台阶若过短，小于1倍洞径，因洞内纵向破裂面超过工作面，易造成洞顶土体下滑，引起工作面不稳定，所以软弱地层不能采用短台阶法施工，但是若用硬岩爆破法施工时，为了便于风钻打眼，可设置超短台阶。从安全角度考虑，台阶长度定为1倍洞径是合理的，施工机械的配置也应遵守这个原则。因此，在采用正台阶法施工时，应树立一个概念，不必分长台阶、短台阶、微台阶，这是长期施工经验教训的总结。 两台阶法施工工序示意图三台阶法施工工艺流程图 弧形导坑（留核心土）：级适用，地质条件差。 弧形开挖预留核心土法施工工序示意图 双侧壁导坑：埋深浅，跨度大，存在偏压，地质条件差。一般用于级围岩的双线或多线隧道施工。 双侧壁导坑法施工工序见图三导洞法一般用于连拱隧道。三导洞法施工工序见图：中隔壁法(CD法)一般用于级围岩的浅埋双线隧道。 1、先行导坑上部开挖；、先行导坑上部初期支护；3、先行导坑中部开挖；、先行导坑中部初期支护；5、先行导坑下部开挖；、先行导坑下部初期支护；7、后行导坑上部开挖；、后行导坑上部初期支护；9、后行导坑中部开挖；、后行导坑中部初期支护；11、后行导坑下部开挖；、后行导坑下部初期支护；、仰拱超前浇筑；、全断面二次衬砌中隔壁（CD）法施工工序示意图交叉中隔壁法(CRD)适用于级围岩，围岩较差的浅埋隧道，双线或多线大跨度隧道。 1、超前支护；2左侧上部开挖；、左侧上部初期支护；4、左侧中部开挖；、左侧中部初期支护；6、右侧上部开挖；、右侧上部初期支护；8、右侧中部开挖；、右侧中部初期支护；10、左侧下部开挖；、左侧下部初期支护；12、右侧下部开挖；、右侧下部初期支护；超前仰拱；拱墙二次衬砌。交叉中隔壁（CRD）法施工工序示意图4）10种辅助工法：井点降水、地表注浆加固、开挖工作面加固、超前小导管、超前管棚、临时仰拱、全断面深孔预注浆（帷幕注浆）、径向注浆、基底处理、钻孔注浆作业。五、钻爆法(浅埋暗挖法)施工钻爆法和浅埋暗挖法还是是今后主要的施工方法（一）钻爆法施工必须遵守的四项原则1、光面爆破2、喷锚支护3、信息化施工监控量测与信息反馈4、动态管理：做到及时支护、及时量测、及时反馈、及时修正。（二）钻爆法施工必备的条件1、机械设备必须配套形成作业线，隧道的安全、优质、快速施工的关键在于机械设备的投入，投入量起码是工程造价的25%左右，机械投入量所产生的产值一般为510倍机械的投入造价。2、工地试验室必须建立，对所用的材料砂、石、水泥、添加剂、钢材、防水卷材、爆破器材、各类油质、混凝土级配等必须进行检测，决不允许不合规格的材料用在工地上。3、施工管理必须做到三严：严格工艺、严格纪律、严格管理。（三）钻爆法施工组织设计主要内容1、工程概况：突出水文地质、断层、岩层交界面2、工程数量表3、工程特点和难点4、施工区段划分及施工场地布置5、施工进度、工期、网络进度图6、施工机具配置表、材料供应表、组织机构及劳力计划7、不同区段施工方法及技术要求8、安全、质量、环境、进度保障体系（四）隧道开挖方法的选择 、硬岩首先用全断面法开挖、软弱岩用正台阶法开挖、断层软弱带大断面可用中隔壁法（CD）法、中隔壁交叉临时仰拱法（CRD法）、眼镜工法等， 半断面法一般慎重使用。4、稳定工作面可用小导管超前注浆法 （五）施工过程中的四条主作业线1、钻孔爆破作业线光面爆破技术：应重视四种眼的钻爆，其他掘进眼随意（1）塑料导爆管非电起爆技术（2）掏槽眼爆破技术（3）周边眼间隔装药技术（4）内圈眼爆破层厚度确定（5）底板眼钻爆要点、装碴运输作业线：共有三种类型 （1）有轨装碴、有轨运输，适用小断面软弱地层隧道 （2）无轨装碴、有轨运输，比上边方式管理简单 （3）无轨装碴、无轨运输，适用大断面硬地层 为不破坏地层，铺底混凝土超前，是最影响进度的工序。 3、喷锚网支护作业线（1）强调初喷（2）复喷挂网打系统锚杆（3）必要时架设网构钢拱架4、二次模筑衬砌作业线（1）边顶拱模板台车，一般10m左右（2）塑料板铺设架进行防水板铺设（3）量测数据已趋稳定（4）先做抑拱边墙基础超前（5）高性能泵送混凝土，必须掺粉煤灰，防止碱骨料 5、三条辅助作业线（1）通风作业线 、压力式（2）排水、防水作业线（3）注浆作业线（六）监控量测与反馈（1）这是检验开挖方法和支护强度、稳定性的重要手段。（2）一般只进行拱顶下沉及拱脚、墙中收敛 （3）应用先进的无尺量测新仪器及软件，精度0.2mm（4）做到信息化及时，以指导施工、设计，确保不塌方，不发生过大变形。（七）钻爆法、浅埋暗挖法，地下工程施工中的九大技术1.超前地质预报水文地质和溶洞位置技术2.开挖技术：稳定工作面技术、光面爆破技术3.复合衬砌支护技术：一次衬砌，二次建筑衬砌（铺启、抑拱）技术4.监控量测与信息反馈技术5.测量定位技术6.防排水施工技术7.快速施工机械化配套技术（钻爆法有四条主线三条辅助线）8.特殊地段施工技术（应变能力）指：断层、溶水、涌砂、大变形、岩爆、瓦斯、有害气体、高水压、水平薄层、浅埋超越埋、堆集体、流塑状黄土等15种之多9.辅助工法技术：超前支护技术，注浆技术、冻结、降水等。（八）几个特殊地质地段的施工技术1.平层破碎一般说沉积岩，强度不太高，易造成结构性超挖，平层对施工安全威胁很大。 1）找顶；2）重视初喷和初期支护；3）锚杆及时，方向正确，保证长度；4）减小爆破震动，药量小，进尺短，周边眼密。 2.涌水突泥 1）发生必须具备的三个条件：一是聚集一定势能的大量流体（水携带泥土、砂石等）物质，二是在隧道周边形成了通道，三是大量流动性填充物在短时间内具备了势能向动能转化的条件。前者是突出的物质基础及地质状态，后者是工程活动导致的地层内部物质流失衡的结果，二者缺一不可。 2）解决问题，一方面取决于对地质条件的探测，另一方面是对物质流在隧道周边能否形成通道的分析与判断。 3）处理原则，留下石门，锁住出口，控制处理。 4）涌水段除特殊要求外，堵排结合，可考虑适量排放。 3.膨胀岩一般泥岩，夹泥，由于膨胀容易破坏施工好的初期支护，而且是多次。处理的重点是，水，引排为主，堵排结合。4.岩爆由于成因，围岩工况太复杂，目前没有这方面的准确预测和测定的手段，只是从地质上判断：地应力及残余应力，岩石脆，干燥，整体性好。表面喷水，深孔注水，准确判断，及时初支，总结规律躲避，有待进一步研究。5.瓦斯铁路瓦斯隧道施工技术规范，分为低瓦斯、高瓦斯和瓦斯突出隧道。6.洞口段由于选线时各种条件，鉴于隧道洞口段有时不可避免地需设在地形地质条件下不利地段的情况，为保证洞口段施工安全，应详细掌握洞口附近地形、工程地质、水文地质、环境条件，预测可能出现的各种危险，事先针对性地制订出险情时可采取的相应的技术措施。 7.斜井施工 六、TBM(盾构)施工（一）、TBM(盾构)简介. TBM(盾构)技术的发展施工盾构施工技术自1823年由布鲁诺尔首创于英国伦敦的泰晤土河的水底隧道工程以来，已有170余年的历史。1917年，日本作为欧美国家之外第一个国家引进盾构工法。1931年，前苏联引进盾构技术，并于1948年开发出列宁格勒和基辅盾构。1961年，法国提出泥水加压盾构概念，1964年日本开发并使用第一台泥水盾构。1963年，日本在隧道建设受到环境保护方面法律制约的情况下，开发了土压平衡盾构。1954年，东北阜新煤矿用直径2.6m盾构及小型混凝土预制块修建疏水巷道。1957年，在北京下水道工程中也用过直径为2.0m及2.6m的盾构。1962年上海城建局隧道处采用直径4.16m的盾构进行全面试验。1980年，上海开始盾构在地铁工程中运用的试验，采用盾构直径为6.412m。随后，盾构在上海地铁及市政道路工程中广泛运用，并于1982年自行设计了直径11.3m的网格盾构施工延安东路北线隧道工程。1987年，英法海峡隧道工程开工。 （隧道总长50.5km，其中37km位于海峡底，共用11台盾构施工）1990年，甘肃采用直径5.53m的双护盾盾构建设引大入秦工程的水磨沟隧道。隧道全长11.649km，最大埋深330m。隧道施工最高月进尺1300m，平均日进尺42m。1994年，广州地铁一号线引进盾构进行区间隧道施工。2000年，由国内施工企业采用复合式土压平衡盾构施工广州地铁二号线，并获得詹天佑工程大奖。2001年，山西万家寨（引黄入晋工程）采用美国罗宾斯双护盾盾构进行隧道施工，平均日进尺达97.34m。2003年6月，中国最大直径（11.58m）盾构施工的翔殷路隧道开工。同年9月，中国首条双圆盾构隧道工程开工。 盾构作为一种安全、快速的隧道掘进技术，归纳起来可以说经历了四个发展阶段： （1）以Brunel盾构为代表的初期盾构； （2）以机械式、气压式、网格式盾构代表的第二代盾构； （3）以闭胸式盾构为代表（泥水式、土压式）的第三代盾构； （4）以大直径、大推力、大扭矩、多样化为特色的第四代盾构。.TBM介绍开敞式TBM软硬地层均可;护盾式TBM（半护盾式）灵敏系数1.0，调向困难;不能及时支护、易塌方。（1）开敞式TBM适应软硬地层 开敞式TBM转向控制灵活、对地层能及时支护。 开敞式TBM通过软岩地层，采用先锚后喷及先喷后锚，并架设钢拱架的一次支护 ，在磨沟岭砂页岩含水软弱地层中实现了日掘进快支护41.3m和月掘进快支护574m快速施工水平 ，平均进尺232m/月。 在TBM上加装锚杆机、混凝土喷射机、钢拱架安装机、以及超前钻机，而且在确定刀间距、推力和扭矩的参数上以及撑靴的支撑力上，能适应软岩、硬岩的切削特性。 （2）半护盾、全护盾不适应软岩地层护盾式TBM转向不灵活、控制较为困难软弱破碎地层不能及时支护3盾构介绍盾构法是在地面下暗挖隧道的一种施工方法。当代城市建筑、公用设施和各种交通日益繁杂，市区明挖隧道施工，对城市生活的干扰问题日趋严重，特别在市区中心遇到隧道埋深较大，地质复杂的情况，若用明挖法建造隧道则很难实现。在这种条件下采用盾构法进行城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道建设具有明显优点。此外，在建造穿越水域、沼泽地和山地的公路和铁路隧道或水工隧道中，盾构法也往往因它在特定条件下的经济合理性及技术方面的优势而得到采用。盾构形式有：全开敞式盾构（手掘式盾构、半机械式盾构、机械式盾构）、半开敞式盾构（挤压式盾构）、闭胸式盾构(土压平衡盾构、泥水加压平衡盾构 )。(1)刀盘特性比较(开口面板式刀盘、辐条式刀盘)刀盘形式 比较项目面 板 式幅 条 式备 注开挖面水土压控制一般存在三个压力：P1：开挖面面板之间；P2：面板开口进出口之间；P3：面板与密封舱内壁之间（即土压计压力）。其中：P2受面板开口影响不易确定，而P3=P1-P2开挖面压力不易控制，同时控制压力实际低于开挖面压力。只有一个压力P，密封舱内土压计压力与开挖面的压力相等，因而平衡压力易于控制。砂、土适应性（粒径15 cm）由于开挖面土体受面板开口影响，进入密封舱内不顺畅，易粘结，易堵塞。仅有几根幅条，同时幅条后均设有搅拌叶片，土、砂流动顺畅，不易堵塞。北京西三环向东四环内地层粒径大致如此。砂卵石适应性（粒径15cm）适应性强，必要时可加滚刀。不能加滚刀，刀头形式及数量较少。刀盘扭矩刀盘扭矩阻力大，需增加设备能力，造价高。刀盘扭矩阻力小，设备造价低隧道内刀头更换安全性由于有面板，在隧道内更换刀头时安全可靠。在隧道内更换刀头时安全性差，加固土体费用高。由于是城市隧道，每段长度有限，可避免隧道内更换刀头。(2)土压平衡盾构基本工作原理土压平衡式盾构的基本原理，由刀盘切削土层，切削后的泥土进入土仓，土仓内的泥土与掌子面水土压力取得平衡的同时由螺旋输送机出土，通过控制螺旋输送机转速使出土速度与刀盘掘削速度相匹配，持续保持压力平衡并连续出土。土压平衡关键参数即为土仓压力的确定，一般取1.3P0，但土仓压力PPp时，地表隆起。碴土改良、碴土管理、掘进参数管理、同步注浆、刀具管理等。土压平衡盾构可节省泥水盾构中所必须的泥水平衡及泥水处理装置的大量费用，主要适用于粘性土或有一定粘性的粉砂土。现已有加水或加泥、加泡沫的新型土压平衡盾构，使用范围更加广泛。 (3)泥水盾构基本工作原理泥水加压式盾构是在盾构正面与支承环前面装置隔板的密封仓中，注入适当压力的泥浆来支撑开挖面，并以安装在正面的大刀盘切削土体，进土与泥水混合后，用排泥泵及管道输送至地面处理。掘进过程中，始终保持仓内压力与掌子面泥水压力平衡。泥水同时具有下列作用：泥水的压力和掌子面水土压力的平衡。泥水作用到地层上后，形成一层不透水的泥膜，使泥水产生有效的压力。加压泥水可渗透到地层的某一区域，使得该区域内的开挖面稳定。携带碴土、冷却刀盘等。(二)盾构施工技术A.盾构施工准备1、环境调查管线调查调查范围为盾构施工影响的范围，调查内容主要包括管线功能、类型、管线材料、接头型式等。建（构）筑物调查对盾构掘进影响范围内的建筑物均进行详细的调查，并清楚地列出房屋当前状况，包括建筑材料、建筑物的结构形式、基础状态、垂直度及损坏情况。对建筑物的内外结构（包括建筑物的表面情况和维修情况）进行检测并记录。场地调查主要调查施工场地的状况，以便合理布置临时房屋、机械设备和材料存放地等。线路调查调查工程区域环境道路情况，主要考虑施工运输、盾构机进场路线等，及时进行相关整修、疏解交通等，并结合线路调查结果进行施工场地布置。2.补充地质勘察“地质先行、策划超前”工程地质补充勘察孔位选择补充地质勘察一般在详勘的基础进行孔位选择，主要布置在地质突变、工法变化、联络通道以及预计要进行开仓作业等位置。施工场地地铁工程线路一般沿道路、绿化地布置，进行地面补充地质勘察时必须首先进行道路开挖及土地占用申请，办理相关手续。成果使用补充地质勘察的成果结合详勘报告使用，为盾构掘进施工提供技术参考。3.合理优化设计根据环境调查、补充地质勘察成果对线路平面及纵坡进行合理优化，有利于降低盾构施工风险、保证施工效率、控制工程成本。B.盾构施工条件及场地布置1、盾构施工条件水电接入按照常规两台盾构机同时掘进要求，供水需提供DN125主供水管供应生产用水；施工用电负荷一般需达到5000Kw。征地拆迁一般情况下，两台盾构机施工需提供不小于6000平方米的施工场地。 水电接入和征地拆迁的有效保障是保证盾构施工顺利开展的先决条件。因此，在盾构工程前期的施工过程中，该两项条件至关重要。2.施工场地布置基本原则尽量减小施工用地范围，以满足施工生产和现场管理为主，少干扰既有道路交通；方便施工组织；生活、生产区域分开；经济合理、简洁美观，安全防火；充分利用既有交通，减少施工临时便道工程；严格遵守国家及相关部门的要求与规定。 关键点临时碴坑的布置（700800m3）、管片场地(300m2)布置等。C.盾构施工程序1.盾构组装前体吊装中体吊装刀盘吊装2.盾构调试与始发盾构调试包括空载调试和负载调试。主要对盾构各系统工作情况进行检验。3.盾构掘进4.盾构过站与二次始发5.盾构到达D.辅助施工方法辅助施工方法在盾构施工过程中有利于充分发挥各种工法优点，扬长避短，降低盾构施工的风险。辅助施工方法已成为解决盾构工程难题的重要技术手段。 辅助工法运用具体作用旋喷桩加固地层加固(建构筑物/管线保护)始发到达端头，区间（开仓），线路间（小线间距）搅拌桩始发到达端固，区间（开仓），线路间（小线间距）水平注浆始发到达端头，区间地层超前加固（盾构超前钻注系统）地表压密注浆加固始发到达端头，区间（开仓），线路间（小线间距）冻结法联络通道地层加固降水区间（开仓），联络通道地层处理矿山法暗挖施工联络通道，硬岩地段竖井联络通道，硬岩地段，区间（开仓）桩基托换建（构）筑物保护E.关键技术1.刀具管理刀具是盾构掘进的重要工具，保护好刀具可保证掘进的连续与快速，加强刀具管理，有计划的实施刀具检查与更换，是保证盾构施工安全的重要环节。 刀具管理包括合理进行刀具选型和结合工程地质及地面环境条件有计划的进行刀具检查与更换。该项工作必须结合整个工程进行超前策划。2.碴土/泥水管理盾构施工中掌子面的稳定、保证地面隆陷与掘进效率、刀具保护相辅相成，又呈现出一定的矛盾。因此对于土压平衡盾构和泥水盾构，在掘进控制中，碴土或泥水管理十分重要。(土压宁欠勿超，软土地层宁快勿慢) 碴土管理包括碴土性质、状态、温度及出碴量等；泥水管理包括进浆量与排浆量的平衡、泥水分离效果、泥浆品质等。(泡沫宁多勿少)3.线型控制地层的复杂性，导致盾构掘进控制困难。有些工点对此认识不到、控制不当导致隧道严重侵限，以致影响隧道整体线型。4、信息化施工有效实施监控量测，为盾构掘进施工控制提供参考，对于保证盾构掘进顺利实施，保证地面环境、建（构）筑物的安全十分重要。F.盾构施工对环境的影响及建(构)筑物保护 盾构施工规范规定，盾构施工引起地面最大沉降不得超过-30mm，最大隆起不得超过+10mm。一般情况下，盾构施工都能满足该要求，甚至达到更好的控制效果。在穿越重要建（构）筑物、地下管线等复杂环境条件下，以及在通过软弱地层修建隧道的工程中，盾构法是最佳的选择，且能满足环境保护的严格要求。但工程建设中，由于对潜在技术风险缺乏必要的分析和论证，对工程周边环境调查了解不足，以及现场施工管理不到位，在上海、北京、深圳、广州、台湾以及新加坡、瑞士等地，都出现过不同程度的地铁工程事故，造成了一定经济损失。 因此，在盾构工程中必须高度重视对工程周围环境以及建(构)筑物的保护。建构筑物保护在实际工程中主要有两种情况，一是在盾构通过之前进行预处理，包括桩基托换、基础加固等；另一种是在盾构通过过程中进行保护，这种情况又包括地面跟踪处理和加强盾构掘进控制两个方面。 桩基托换与基础加固施工根据不同的情况以不同的方式进行。要制定合适的处理方案，必须在盾构施工准备阶段全面做好施工影响范围内的建(构)筑物情况调查。建(构)筑物调查主要通过走访业主、管理单位，查验原设计、施工以及竣工图纸与资料等方式进行。调查需掌握的情况包括建构筑物高度、层数、结构形式、桩基形式、桩基深度、使用年限以及建构筑物相对于隧道的相对位置（包括平面和竖向）等。对于施工影响范围内的地下管线、地下构筑物等也可按同样的方式进行调查。管线的保护方案包括改迁、管底跟踪注浆、开挖揭露后进行悬吊等。G.盾构掘进过程中的掘进控制主要包括：1.选择合适的掘进模式和掘进参数。并制定实现掘进参数的具体措施（目标管理、达标预警、超限停机） 。2.做好同步注浆和二次补充注浆，避免地层损失。3.加强盾构机及相关设备的维护与保养，做好施工工序管理，避免在建构筑物下方停机。4.做好刀具管理策划，避免在建构筑物下方开仓。5.密切关注盾尾、铰接等部位的密封情况，一旦在盾构密封部位或管片接缝处发生渗漏水、流沙涌泥情况，必须立即进行封堵处理。6.有效实施信息化施工管理，做好监控量测、及时反馈信息、修正参数、指导施工（深孔布点、测点保护、明确标准、加密频率、监测超前、延长观察）。7.做好地面跟踪处理预案和相应物质准备，根据监测情况必要时及时启动跟踪处理预案。.特殊情况下的处理1.长距离硬岩地层的施工(盾构与钻爆法结合工法施工)（1）适用条件盾构机不适合掘进的情况包括连续长距离全断面硬岩或上软下硬（岩层）地层、溶洞等地段；盾构机受阻的情况主要是指盾构机在掘进过程出现刀盘或其驱动系统出现严重故障、且在隧道内无法修复的情况，一般在盾构机距离贯通面较小时才首选以钻爆法接应。在一个具体的工作中，对于该综合施工方法的选择需结合工程特点从环境条件（施工场地、水电接入等）、地质条件以及进度、经济等方面进行综合分析比选（2）钻爆法隧道质量控制要点开挖成型控制。在条件许可的情况下尽量采取光面爆破，严格控制超欠挖。有效控制超挖可减小管片背后回填料数量和回填作业时间；避免欠挖可保证钻爆隧道轮廓不侵限，便于盾构机顺利推进，否则可能产生盾构机偏移等严重后果。保证初支质量。由于隧道开挖后有较长的暴露时间，为保证后续施工的安全，初期支护必须保证按质按量进行施工。初支期间做好注浆堵水。一般暗挖隧道受岩层节理裂隙影响，存在较多的地下水，做好初支期间的注浆堵水有利于管片拼装后的隧道防水。保证导台施工质量。首先导台的强度必须能满足承载盾构机及推进的要求，同时，导台高程和中线必须符合隧道设计要求。（3）接口处理在设计确定盾构掘进与钻爆开挖接口位置必须依据准确的地质勘察成果。在钻爆施工过程中也必须加强超前探孔，检查接口位置地层稳定性和地下水量。根据掌握的工程地质和地下水情况，合理选择接口处理方法，以实现简化施工和保证安全的目的。在地层破碎、地下水丰富的情况下，必须在接口位置设置洞门，并安装止水装置防水，以保证贯通安全。洞门环框通过锚杆固定，止水装置按照常规盾构始发设计施工即可。在接口岩层完整性好，地下水量不大的情况下也可采取接口段扩大、直接贯通的方式