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特急曲线地铁隧道盾构法掘进技术研究
来源：中国论文下载中心 [ 08-12-23 10:47:00 ] 作者：未知 编辑：studa0714
摘 要：分析急曲线地铁隧道盾构法施工易发生的问题，结合宜山路~停车场区间长距离特急曲线隧道工程实例，介绍急曲线隧道的盾构法掘进技术。
关键词：急曲线；轴线；铰接；仿形刀；侧向分力；注浆
1 引言
城市的发展，带动引了轨道交通建设的发展，在轨道交通线路的选择上，由于受规划及建、构筑物的制约，这使得轨道交通的线形越来越复杂。急曲线隧道线形虽不属良好，但在应用上将会越来越多。急曲线隧道的盾构法施工技术与常规盾构法施工技术相比存在一定的特殊性，研究急曲线隧道的盾构法施工技术，相信对以后类似的急曲线隧道盾构法施工具有一定的借鉴作用。
2 急曲线隧道盾构法施工的难点分析及对策
一般来说，设计线形中取用规范标准的最小限值或与限值接近的大曲率小半径曲线，即认为是急曲线。如果这种不仅半径小，而且有很长的延米，甚至还组合采用缓曲线而构成的复杂线形，我们称之为特急曲线。为方便讨论以下均称之为“急曲线”。
2.1 难点之一：急曲线隧道轴线比较难于控制
在急曲线段，由于盾构机本身为直线形刚体，不能与曲线完全拟合。曲线半径越小、盾构机身越长，则拟合难度越大。在急曲线段盾构机掘进形成的线形为一段段连续的折线，为了使得折线与急曲线接近吻合，掘进施工时需连续纠偏。曲线半径越小，盾构机越长，则纠偏量越大，纠偏灵敏度越低，轴线就比较难于控制。其施工参数需要经过计算并结合地质条件等因素综合考虑，并进行试掘进后方可确定。特别在缓和曲线段，每米的施工参数都有所不同，操作难度更大。
为了控制好急曲线隧道的施工轴线，需要提高盾构机的纠偏灵敏度。而要提高盾构机的灵敏度，最有效的措施是缩短盾构机头的长度。在盾构机的中部增加铰接装置，即可减少盾构固定段长度。使用铰接装置后，盾构机掘进过程中所穿越的孔洞将不再是理论上的圆形，需要配套使用仿形刀装置进行超挖。
因此，控制好急曲线隧道施工轴线的关键技术之一就是如何使用好盾构机的铰接装置和仿形刀装置。
(1)盾构机铰接装置的使用
使用盾构机的铰接装置，可以使得盾构机的前筒、后筒与曲线趋于吻合，预先推出弧线态势，为管片提供良好的拼装空间。
如图1所示为盾构机掘进形态的三种模式。进行曲线施工，弯道内侧如要充分超挖时，在几何学上，以对象曲线的中心为O的情况下，OA>Max(OG,OH,OD)的关系如能得到满足，盾构机便可以掘进。这相当于模式（a）。这种情况，属于绞接角度θ不足，土体超挖量δ过多，盾构机后端的外侧点D和土体之间有缝隙，超挖量一旦增大，就会有盾构机位置不稳定的倾向。
2.有关盾构法施工技术的参考文献有哪些
有关盾构法施工技术的参考文献有：
1、《我国盾构法隧道施工技术研究》
2、《盾构法隧道施工技术及应用》周文波
3、《地铁盾构法施工技术浅析》王靖雅，李建，董晶
4、《城市建设理论研究
5、《盾构隧道施工技术现状及展望—隧道的应用前景之发展方向》
6、《我国软土盾构法隧道施工技术综述》周文波
7、《我国隧道盾构掘进机技术的发展历程》傅德明
8、《盾构法隧道》（中国铁道出版社）
9、《土压盾构掘进机在我国隧道工程中的应用和发展》傅德明
10、《对我国当前盾构施工技术存在问题的探讨》张智
11、《地铁盾构施工对地表沉降的影响分析》王庆，周斌
12、《盾构推进轴线控制技术》陈平
13、《盾构近距离穿越重大管线施工技术研究》程文峰
14、《浅析盾构穿越地下障碍物关键技术》陈万忠等等。
3.有关掘进机的毕业论文
摘要：本文重点介绍上海隧道施工技术研究所对城市交通矩形地下通道掘进机及矩形隧道的研究与用。
以供异型断面隧道研究、设计、施工参考。 关键词：城市地下交通矩形隧道顶管机设计中间试验工程应用 城市建设发展速度越来越陕，交通运输对城市建设发展的作用更加凸现。
发展与建设的推进求城市解决更多的地下人行通道，如地铁车站的进出口的过街人行隧道、城市地下管线共同沟等类地下隧道工程以矩形最为经济。因此城市交通矩形地下通道掘进机的研究与应用十分必要。
1、矩形隧道的发展与应用世界最早的盾构法隧道是1826年开始建造的英国伦敦穿越泰晤士问底的公俏隧道，其隧道断面为11.4mx6.8m的矩形，由于采用人工开挖和施工中涌水淹没事故，长458m的矩形隧道掘进了18年才完工。 20世纪70年代以来，随着经济的发展，盾构掘进机施工技术有了新的飞跃。
尤其是日本，地下空间的开发和利用的需求，促进了盾构隧道技术的进—步发展。20世纪80钢代后，世界各国掀起了开发异形断面盾构掘进机的高潮，先后进行了矩形隧道、椭圆形隧道、双圆形隧道、多圆形隧道盾构掘进机及施工技术的试验研究和工程应用。
从隧道的使用功能来分析，城市交通人行地道、地下共同沟、地铁隧道的断面形式以矩形最为合适，最为经济，因而矩形盾构掘进机的重新研究开发和应用意义十分分重大。 日本对大断面矩形盾构工法开展了研究，主要解决穿越铁路的车行下立交工程施工，用钢管片拼装后再浇筑混凝土内衬，盾构施工最浅覆土仅3m.1981年，名古屋和东京都采用4.29mx 3.09m手掘式矩形盾构掘进2条长534m和298m的共同沟。
名古屋还采用5.23mx4.38m的手掘式矩形盾构掘进1条长374m矩形隧道。总之，矩形隧道和矩形盾构技术的应用方兴未艾，其优点日益体现，其技术也日趋成熟。
上海隧道施工技术研究所于1995年起，开始启动矩形隧道研究并通过立题论迅1995年完成2.5mx2.5m可变网格矩形顶管机设计、矩形隧道试验工程方案和工程设计。1999年4月，上海地铁三号线五号出入口矩形通道施工采用上海隧道施工技术研究所自行研制的3.8mx 3.8m矩形刀盘式土压平衡顶管机。
矩形隧道于4月中旬始发推进，6月初完成第2条矩形隧道工程，工程质量优良，施工中确保了上海延安东路隧道的正常运营和陆家嘴路地下管线的安全。国内首次施工矩形盾构隧道仅花了40天完成了两条隧道的推进，矩形隧道研究和推广应用取得了成功。
2、城市交通矩形地下通道掘进机的研究2.1矩形隧道应用的经济跬矩形断面与圆形断面相比，其有效使用面积比圆形增大20%以上。城市交通过街人行通道要求埋深浅，因此矩形隧道更能满足人行通道的施工要求。
城市交通过街人行通道作为地铁车站的进出口日益增多，城市地下管线共同沟也将在我国得到发展，而这类地下隧道工程以矩形最为经济，因此矩形隧道的研究和应用可直接为工程建设的需求服务，并有广泛的应用前景。 2.2矩形隧道的研究方法矩形隧道的可行性研究力祛和技术路线如下： （1）对国外有关矩形盾构和矩形隧道工程的消化吸收； （2）矩形顶管试验工程的设想和设计； （3）矩形顶管机机型的技术经济比较，机型方案设计和选择； （4）试验用矩形顶管机的研制，在试验机的基础研制工程用矩形顶管机； （5）矩形钢筋混凝土管节通过结构试验了解结构受力分布，改进管节设计节设计优化提供依据； （6）通过2.5mx2.5m矩形隧道试验工程，了解矩形隧道顶进的施工参数和掌握规律，为工程应用提供依据； （7）进行工程应用方案设计、施工设计，完成工程应用，进行施工工法研究。
2.3矩形顶管机的研制由于可变网格式矩形顶管机具有加工相对简单、造价低、上马快的优点，在试验中同样可以获取有价值的各类数据，所以选择了这一方案。 2.3.1研发设计原则矩形网格式顶管机采用网格切割土体，并挡住开挖面土体有效防止正面土体坍塌，以人工出土方法进行开挖。
它由主顶进推动机头向前运动，机头分成前后两段，中间由纠偏油缸连接，在壳体二侧装有纠转装置，切口环处安装变角切口，可进行一定量的超挖，有利于机头的姿态控制，保证隧道轴线的偏差在设计范围内。网格中包含四个可变网格，可以调整机头正面的进土量，有利于控制正面土体的稳定性。
2.3.2设计基本情况为了保证管节和土体之间有一定的间隙，有利于泥浆套成环，设计中将机头的截面尺寸设计得大于管节的截面尺寸。顶管机主机可分成前后两段，中间由纠偏油缸连接。
前后段之间的密封采用一道唇形密封和一道支承橡胶圈，切口环处装有变角切口。网格中装有可调节开口率的可变网格，在壳体两侧装有纠转装置。
上述装置可对机头姿态进行控制。 主顶进装置由8台油缸及u形顶铁、顶环、垫铁、底架、钢后靠等组成，8台油缸分成二组，各4台叠加呈对称分布，并用分体式结构的支座固定，工作行程为1450mm.每台油缸可单独控制。
纠偏装置主要用于机头左右、上下轴线偏差的控制，总纠偏力为752t，纠偏角度为±2度。注浆纠转系统（翅板+压浆）主要用于机头旋转后的纠正，纠转力矩可达210x2——420kN 2.4。
4.有关盾构法施工技术的参考文献有哪些
有关盾构法施工技术的参考文献有：1、《我国盾构法隧道施工技术研究》2、《盾构法隧道施工技术及应用》周文波3、《地铁盾构法施工技术浅析》王靖雅，李建，董晶4、《城市建设理论研究5、《盾构隧道施工技术现状及展望—隧道的应用前景之发展方向》6、《我国软土盾构法隧道施工技术综述》周文波7、《我国隧道盾构掘进机技术的发展历程》傅德明8、《盾构法隧道》（中国铁道出版社）9、《土压盾构掘进机在我国隧道工程中的应用和发展》傅德明10、《对我国当前盾构施工技术存在问题的探讨》张智11、《地铁盾构施工对地表沉降的影响分析》王庆，周斌12、《盾构推进轴线控制技术》陈平13、《盾构近距离穿越重大管线施工技术研究》程文峰14、《浅析盾构穿越地下障碍物关键技术》陈万忠等等。
5.盾构技术的原理、应用
盾构技术简介 2007-1-8 11:23:00 一：概述： 盾构是在软岩和土体中进行隧道施工的专门机具，使用盾构机开挖隧道的方法就是盾构法。
用盾构修建地下隧道至今已有160多年的历史，最早是法国的工艺师Mare Isambrard Brunel发明的。 1834年建成第一条盾构法隧道。
我国在五十年代就开始采用盾构法施工。至今也有四十多年的历史。
上海是在1963年施工了第一条盾构法隧道。 盾构法施工建设对地面干扰小、施工速度快、安全、机械化和自动化程度高，越江、湖、海，全方位作业。
对城市建筑密集、地下管线密集的地方应先选用盾构法（对环境影响小）。 但是盾构掘进机回引起土体的变形走动、孔隙水压力波动、过大的地面沉降和隆起，盾构在地下前进，方向控制不准，纠偏困难，超大直径、超小直径、矩行、球行等盾构少见，无法适应各类交通、上下水、热力等市政工程的隧道建设需要，盾构法隧道衬砌和接缝渗漏水，隧道后期沉降过大。
二：盾构机组成 盾构掘进机一般由盾构壳、推进千斤顶、正面支撑机构、挖土及运输组、衬砌拼装机构、液压系统、注浆系统和盾尾装置组成。 盾构机的盾壳是钢板焊接成壳体，在盾壳掩护下，进行土体开挖、衬砌拼装等隧道施工的工序。
盾壳可分为切口环、支承环和盾尾三部分。 a。
切口部分。它位于盾构的最前端，施工时切入地层，掩护开挖作业。
切口环前端设有刃口，以减少切入土时对地层的扰动。切口环的长度主要取决于支撑、开挖方法的挖土机具和操作人员回旋余地的大小。
b。 支承环部分。
支承环紧接于切口环后，位于盾构的中部，是一个刚性较好的圆形结构。 地层土压力、所有千斤顶的顶力以及切口、盾尾、衬砌拼装时传来的施工荷载均由支承环承担。
支承环的外沿布置盾构推进千斤顶。拼装机用于拼装管片衬砌，主要设备有举重臂、真圆保护器等。
c。 盾尾部分。
盾尾一般由盾构的外壳钢板延长构成，主要用于掩护隧道衬砌安装工作。 盾尾后端设有密封装置，以防止水、土及注浆材料从盾尾与衬砌之间进入盾构？取？ d。
盾壳外径与衬砌外径间的建筑空隙，在满足盾构纠偏要求的前提下应尽量减少。 三：盾构施工工艺过程： 1. 盾构的组装及拆卸 在盾构施工的始端和终端，要布置基坑或井，用以进行盾构的安装及拆卸工作。
若盾构推进的路线很长时，还应设置检修工作井。这些井和基坑应尽量结合隧道规划路线上的通风井、设备井、地铁车站、排水泵房以及立体交叉、平行交叉、施工方法转换处来设置。
作为拼装和拆卸室用的井，其建筑尺寸应根据盾构装、拆及施工要求来确定，其宽度一般比盾构直径大1。 6~~2 。
0m，一满足安装是的工作要求。 盾构起始和终端的工作井可以用沉井（箱）法施工，也可以用连续墙支护（桩排墙支护），根据工程地质和水文地质情况而定。
在支护、？瘸那缴狭粲卸芄菇龆疵拧？ 2. 盾构基座 盾构基座在井？扔米靼沧凹拔韧椎馗橹枚芄梗匾ص氖峭ü柙诨系？导轨使盾构在施工前获得正确的导向。 导轨需要根据隧道设计、施工要求定出平面及高程位置进行测量定位。
基座可以采用现浇钢筋混凝土或钢结构，导轨一般布置在盾构下半部的90 度范围内，由二根或多根钢轨组成。 3. 盾构进出洞 在始发井？龋芄拱瓷杓聘叱碳胺较蛲瞥鲈ち艨锥矗胝M敛愕墓坛莆ض芄钩龆础7粗芄乖诘夭阒型瓿赡骋磺涞乃淼朗┕ず螅攵芄菇邮芫墓坛莆ض芄菇础6芄咕龉ぷ骶婕岸疵旁ち艨榈闹谱鳌⑺闹芡撂濉⒎饷旁涑 ⒍芄购笞С畔露ソ⑹┕げ问牡髡R话愠龆床炝？0m后，盾构法隧道施工才进入正常。
a。 封门形式 预留封门在盾构出洞前必须抵挡洞外土体？认蜓沽退沽ΓVし饷挪欢狭训顾辈徊罅康叵滤幢3志？仁┕こ〉馗稍铮直Vざ粗芪撂宀怀鱿执蟮某两当湫巍6芄构ぷ骶饷胖饕،校合纸礁纸罨炷练饷偶跋嘤κ┕し椒ǎ置欧饷牛芭涫叫ㄌ宸饷欧桨浮？ b。
洞周土体加固 通过注浆、深层粉喷桩或水泥搅拌桩井点降水疏干土体、冻接法等，可使洞周围土体具有自立性、防水性（渗透系数K 当进洞区的土体为砂性土或有可能产生流砂的地层时，应按盾构进洞的要求对地层进行改良。 d。
盾构后座 在盾构与井壁之间需要传力设施，就是盾构后座。通常采用隧道衬砌管片拼装或专用顶块与顶撑做后座。
使用管片做后座，要设计专用人行洞门，在井？纫ف舫龃怪痹耸涞目ؿ冢荒芷闯烧贰：笞钠鲇牒笞谥涞目障叮话悴捎媒阶⒌捅旰呕炷晾刺钇剑苟芄雇屏鹊卮¸笞冢À床鸪笞卜奖恪5倍芄瓜蚯熬蚪锏揭欢ň嗬耄芄苟チ捎伤淼莱钠鲇氲夭慵涞哪Σ亮Τ械J保笞纯刹鸪 ？ 4. 盾构开挖方法： 盾构开挖方法可分为：敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等。 为了减少盾构施工对地层的扰动，可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层，然后在切口？冉型撂蹇ٍ谟朐耸洹？ a。
敞开式开挖 手掘式及半机械式盾构均为半敞开式开挖，这种方法适于地地质条件较好，开挖面在掘进中能维持稳定或在有辅助措施是能维持稳定的情况，其开挖一般是从顶部开始逐层向下挖掘。 若土层较差，还可借用千斤顶加撑板对开挖面进行临时支撑。
采用敞开式开挖，处理孤立障碍物、纠偏、。
6.双圆盾构施工法方面的资料有没有我要写这部分的论文需要
双圆盾构施工中转角成因及修正措施
【摘要】双圆盾构机的掘进技术是一项全新的施工工艺，盾构在施工过程中产生的转角对施工有着极其重要的影响。通过施工实践，对其转角产生的原因进行分析，并制定相应的施工对策进行修正，以减少因转角产生的各种影响。在M8线施工中应用了转角修正措施，取得了较好的效果，从而使施工顺利进行。
【关键词】双圆盾构施工技术转角成因修正措施一、工程概况随着城市建设的不断发展，地铁建设的线路也日益增多。这就对现今的地铁施工设备及其配套的施工工艺提出了更高的要求，为此双圆盾构投入使用也就势在必行。双圆盾构在外形上如同一对联体的普通单圆盾构，它能一次推进就完成两条隧道。1981年，日本产生了采用双圆型盾构（DOT）进行隧道施工的设想，1987年，进行了横向二连体双圆盾构的实地试验，并成功注册了DOT工法的专利；1988年，日本进行了纵向二连体双圆盾构的实地试验；1989年，在日本广岛进行了世界首台双圆盾构工程的施工。上海市轨道交通M8线黄兴绿地站~翔殷路站区间隧道为中国首条采用双圆盾构机掘进施工的隧道，由上海隧道工程股份有限公司和日本大丰建设株式会社组成的联营体负责施工。该区间隧道从2003年8月8日正式开始掘进，到2003年12月31日全线贯通。中国由此成为世界上第二个使用双圆盾构机完成隧道掘进的国家。该区间隧道长868m，隧道外尺寸为
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