盾构隧道是怎样施工的

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建隧道之支撑性管片，它区别于敞开式施工法。国际上，广义盾构机也可以用于岩石地层，只是区别于敞开式（非盾构法）的隧道掘进机。而在我国，习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为盾构机，将用于岩石地层的称为TBM。盾构施工一般分为始发、正常掘进和接收三个阶段。

1.盾构法施工步序

(1)在盾构法隧道的始发端和接收端各建一个工作(竖)井

(2)盾构机在始发端工作井内安装就位。

(3)依靠盾构机千斤顶推力(作用在已拼装好的衬砌和反力架上)将盾构机从始发工作井的墙壁预留洞门推出。

(4)盾构机在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土和安装衬砌管片。

(5)及时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置。

(6)盾构机进入接收工作井并被拆除，完成掘进工作。如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。

2.对管片的技术要求

盾构法隧道采用的管片是工厂预制构件，在盾构盾尾拼装成衬砌环形成隧道结构。目前通常采用的管片类型有三种:

(1)标准环十左右转弯环组合。直线地段除施工纠偏外，采用标准衬砌环;曲线地段可通过标准衬砌环与左、右转弯衬砌环组合使用以模拟曲线。该方法施工方便，操作简单。国内通常采用这种方式，有丰富的设计及施工经验。

(2)通用型管片。通用管片为只采用一种类型的形管片衬砌环，盾构掘进时按照盾构机内环向千斤顶传感器的信息及线路线形设计的要求，根据曲线拟合确定下一环衬砌绕管片中心线转动的角度，以达到设计线路和纠偏的目的，使线路的偏移量在规定的范围内。

3.盾构机开挖掘进方式

盾构机掘进按照受力类型分为土压平衡和泥浆平衡两种类型。

土压平衡盾构掘进：

(1)设定合理的土仓压力并保持土仓压力稳定。开挖渣土应充满土仓，渣土形成的土仓压力应与刀盘开挖面外的水土压力平衡，并应使排土量与开挖土量相平衡。

(2)应根据隧道工程地质和水文地质条件、埋深、线路平面与坡度、地表环境、施工监测结果、盾构姿态以及始发阶段的经验，设定盾构刀盘转速、掘进速度和土仓压力等掘进参数。

(3)掘进中应监测和记录盾构运转情况、掘进参数变化和排出渣土状况，并应及时分析反馈，调整掘进参数和控制盾构姿态。

(4)应根据工程地质和水文地质条件，实时向刀盘前方及土仓注入改良剂改良渣土状态。

泥水平衡盾构掘进，泥水平衡盾构掘进过程中，一边用泥浆维持开挖面的稳定，一边用机械开挖方式来开挖。渣土由泥浆输送到地面。

(1)泥浆压力与开挖面的水土压力应保持平衡，排出渣土量与开挖渣土量应保持平衡，并应根据掘进状况进行调整和控制。应根据工程地质条件，经试验确定泥浆参数掘进中对泥浆性能进行检测，并实施动态管理。

(2)泥水管路延伸和更换，应在泥水管路完全卸压后进行。

4.管片拼装

应根据设计要求，选择管片类型、排板方法、拼装方式和拼装位置;当在曲线底段或需纠偏时，管片类型和拼装位置的选择应根据隧道设计轴线和上一环管片姿态、盾构姿态、盾尾间隙、推进油缸行程差和铰接油缸行程差等参数综合确定。

一般从下部的标准管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接管片，最后安装楔形管片。楔形管片安装方法楔形管片安装在邻接管片之间，为了不发生管片损伤、密封条剥离，必须充分注意正确地插入楔形管片。为方便插入楔形管片，可装备能将邻接管片沿径向向外顶出的千斤顶，以增大插入空间。拼装径向插入型楔形管片时，先径向重叠顶起，再纵向插入。

管片拼装呈真圆，并保持真圆状态，对于确保隧道寸精度、提升施工速度与止水性及减少地层沉降非常重要。管片环从盾尾脱出后到注浆浆体硬化并将管片间隙填充密度，达到约束管片变形的条件时，多采用真圆保持装置。

5.壁后注浆

壁后注浆是向管片与围岩之间的空隙注入填充浆液，向管片外压浆的工艺，应根据所建工程对隧道变形及地层沉降的控制要求来确定。根据工程地质条件、地表沉降状态、环境要求及设备性能等选择注浆方式。注浆过程中，应采取减小注浆施工对周围环境影响的措施。

总体来说盾构机是一种隧道掘进专用工程机械，通过集成光、机、电、液、传感、信息技术等多学科技术，实现安全高效的隧道施工。‌其使用场景广泛覆盖交通、水利、市政等多个领域，海底隧道的施工也可以使用。希望以上介绍让您对盾构机施工有个初步了解，不正之处还请您批评指点。