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盾构过急曲线段专项施工方案简介：

盾构过急曲线段专项施工方案是一种针对盾构隧道施工中遇到急弯、大曲率等特殊地质环境而制定的详细施工计划。这种方案主要针对盾构机在施工过程中可能遇到的挑战，如挖掘稳定性、盾构姿态控制、土体压力分布不均等问题，通过科学的施工方法和技术来保证施工的顺利进行。

具体来说，施工方案可能包括以下几个方面：

1. 工艺选择：根据曲率大小，可能采用预应力管片、变轨迹盾构或者双护盾等特殊盾构机，以适应曲线的特殊性。

2. 地质预测与分析：对曲线段的地质条件进行深入分析，了解土体的性质、地下水位、应力分布等，以便调整施工参数。

3. 盾构姿态控制：采用精确的导向系统和姿态控制技术，确保盾构机沿着设计线路稳定前进。

4. 地表保护：制定详细的土体加固和降水措施，防止地表沉降或隆起。

5. 应急预案：针对可能出现的问题，如盾构刀盘磨损、管片拼装困难等，制定详细的应急处理方案。

6. 施工过程监控：通过实时监测盾构的掘进速度、推力、地表位移等参数，及时调整施工策略。

总的来说，盾构过急曲线段专项施工方案是一种精细、科学的施工计划，旨在确保施工安全、高效，同时保护周围环境和地下管线。

盾构过急曲线段专项施工方案部分内容预览：

<8>红色砂岩岩石中风化带：呈红褐色，岩性主要为泥质粉砂岩，局部夹砾岩及粉砂岩，粉砂状结构或砾状结构，中厚层～厚层状，岩石组织结构部分破坏，矿物成分基本未变化，有风化裂隙，泥质钙质胶结，岩芯较完整，呈短柱状～长柱状，岩质稍硬。

<9>岩石微风化带：呈红褐色，岩性为泥质粉砂岩，粉砂状结构，中厚～厚层状构造，泥质、钙质、铁质胶结，胶结紧密，局部有少量风化裂隙，岩芯完整，以长柱状为主，岩质较硬。左右线地质情况见下图及物理力学指标表。

表2 岩土物理力学指标表

DB32∕T 3709-2019 防灾避难场所建设技术标准（1）急曲线段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。特别在缓和曲线段，每环甚至每米施工参数都有所不同，操作难度更大。

（2）隧道整体因侧向分力向弧线外侧偏移

急曲线隧道每掘进一环，管片端面与该处轴线的法线方向在平面上将产生一定的角度，在千斤顶的推力下产生一个侧向分力。管片出盾尾后，受到侧向分力的影响，隧道向圆弧外侧偏移。

（3）纠偏量过大易对土体产生扰动而发生较大沉降

由于沿急曲线掘进，盾构机处于纠偏状态，实际掘进面为一椭圆形，实际挖掘量超出理论挖掘量。当盾构机的纠偏量较大时，对土体的扰动亦大，容易造成较长时间的后期沉降。

在此急曲线段中，隧道洞身范围内存在有<7>、<8>岩石风化层，在掘进过程中较易形成泥饼，从而造成盾构机推力的增加，在急曲线段中容易导致管片的损坏。

3.1急曲线段隧道轴线控制措施

3.1.1盾构机性能参数

本工程盾构机总长度（刀盘面至盾尾）为8420mm，盾构机筒体的直径为6260mm，刀盘的开挖直径为6280mm，盾构机具备中折装置和仿行刀，中折角度最大可达1.5度，盾构机刀盘面到铰接中心的长度为5028mm，其对应的最小转弯半径约200m，仿形刀宽度150mm，结合仿行刀的适量超挖、推进千斤顶的正确选用，可以满足掘进转弯半径为250m的隧道。

3.1.2铰接装置的使用

根据上述盾构机参数，开启盾构铰接装置，配合开启仿形刀进行超挖，并依据设计曲线半径及盾构直径计算铰接角度，开启盾构铰接装置，使得盾构机前体与后体的张角与曲线吻合，具体的角度变化见下表，预先推出弧形趋势，为管片提供良好的拼装空间。随着盾构进入缓和曲线，逐步减小水平张角，直至盾构机到达中山八站。

表3 急曲线段铰接使用参数值

3.1.3仿形刀的使用

铰接装置作为一种辅助手段，仿形刀的使用效果将直接影响盾构机铰接装置的作用，超挖量过大将严重地扰动土体，过小将不能充分发挥铰接装置的作用，以至达不到所要求设计轴线的半径。

因此，仿形刀的使用主要须考虑两个方面的因素，一是仿形刀的超挖范围：仿形刀通过设置，可以在圆周任意区域位置进行超挖，该工程将采用仿形刀在曲线内侧位置进行超挖，以有利于曲线行走。二是超挖量：超挖量OC的计算公式计算得出理论超挖量OC=20mm。

但在急曲线段由于距离较长，为了减少仿形刀的磨损量，在掘进过程中尽量慎用仿形刀，尽可能的使用中折和合理选取千斤顶来进行急转弯。

3.2隧道整体外移控制措施

左、右线隧道曲线半径分别为260m和290m，在千斤顶的推力下产生侧向分力管片将向弧线外侧偏移。因此采取措施如下：

3.2.1盾构掘进时的预偏

为了控制隧道轴线最终偏差控制在规范要求的范围内，盾构掘进时，考虑给隧道预留一定的偏移量。将盾构沿曲线的割线方向掘进，管片拼装时轴线位于弧线的内侧，以使管片出盾尾后受侧向分力向弧线外侧偏移时留有预偏量，预偏量控制在50mm～70mm左右。

3.2.2管片选型（1.2m）

为满足急转弯施工要求，在缓和曲线段内，开始使用环宽为1.2m管片，其管片结构形状均为通用形式，楔形量皆为41mm的双边楔形管片，管片的具体构造尺寸见下图6。

图6 1.2m管片结构图

根据上图尺寸，其管片在封顶块F块的位置处，管片宽度最薄，为1179.5mm，在相对位置处宽度最厚，为1220.5mm，为双边楔，楔形量为41mm。因此，管片构造尺寸，其封顶块F块在施工拼装过程中，根据其在不同的位置时管片的位置改变量和角度改变量总结如下表4所示。

表4 1.2m管片拼装用表

备注：位置改变量中，长为正，短为负；角度改变量中，向右、向上为正，反之为负。

另外盾构机掘进时采用分段推进，每掘进30cm收缩一次千斤顶，首30cm使用全部千斤顶掘进，然后再以侧面千斤顶为主掘进。同时，管片在盾构机内拼装完成后，由于外壁无约束，管片在盾构机内呈悬臂状态，为了避免千斤顶在推进时对管片造成伤害，千斤顶行程仍按1750mm来进行管片拼装，以减少管片与盾构机的重合部分，缩短管片的悬臂长度。

3.2.3控制掘进速度与推力

在常规隧道施工时，为了保证进度，盾构机掘进速度往往达到20～30mm/min左右，同时产生的推力也较大。因此，必须适当地降低掘进速度，掘进速度控制在10～15mm/min左右，降低千斤顶总推力，同时也意味着降低侧向分力，有利于减少隧道向弧线外侧的偏移量。

3.2.4注浆质量与管理

尤其在急曲线段，注浆更应采用双液浆，因双液浆为瞬凝性浆液，具有较高的早期强度、良好的流动性和填充的均匀性，可以在较短的时间内将建筑空隙填充并达到一定的强度，与原状土共同作用，有效减小管片受侧向压力影响在建筑空隙范围内向弧线外侧的偏移量。

同步注浆压注要根据施工情况、地质情况对压浆数量和压浆压力二者兼顾。一般情况下，每环压入量控制在“建筑空隙”的130％~180％(要注意急曲线隧道的注浆量要大于直线隧道注浆量)，每环推进前，对同步注浆的浆液进行小样试验，严格控制初凝时间，初凝时间为10秒左右。在同步注浆过程中，合理掌握注浆压力，注浆出口压力＝切口水压+60～100KPa（注浆压力约为0.5MPa），使注浆量、注浆流量和推进速度等施工参数形成最佳匹配。压浆速度和掘进保持必须同步，施工时，若盾构机掘进速度较慢，可根据实际情况进行注浆，约每隔10分钟注浆一次。

盾构机掘进时，保证注浆质量是减少后续沉降的有效手段，为此，特别增加一套管片注浆设备并与同步注浆系统同时运行，利用组装管片的时间在第4环管片（即脱出盾壳后的第1环管片）的2点～5点位置尽可能的进行补充注浆，同时在对应侧的3点位置也进行补充注浆，注浆方式见下图。二次注浆压力控制在0.5～0.7MPa左右。

图7 隧道在急曲线段注浆方式

3.3纠偏量过大控制沉降措施

在施工过程中，通过采取同步注浆和补充注浆后，以保持隧道的轴线基本稳定，同时也可解决了急曲线施工土体超挖多、扰动大，地表沉降大的问题。

3.3.2管片的姿态控制

掘进程中，盾构机姿态变化不宜过大或过频，应严格控制中线平面位置偏差、盾构切口与盾尾平面以及高程偏差，在盾构沿曲线割线方向掘进预偏量控制在70mm的基础上，不超过±30mm。纠偏时应逐步纠正，并及时调整推进速度。

3.3.3干砂量管理及控制

计算理论干砂量可与中央控制室监视盘显示的掘削干砂量（即实际掘削干砂量）作比较，根据两者之间的差距，判断开挖面超挖量和地质变化情况。

1.5m管片的干砂量：

=46.143×0.75

=34.61 m3

1.2m管片的干砂量：

=46.143×0.75

=27.69 m3

综上所述，在盾构掘进中对开挖面的管理显得尤为重要，故在管理中要注意收集以下数据：

送泥量、排泥量以及送、排泥密度；

盾构推进速度、推力大小；

根据这些数据，采集以下几个方面的数据，以监视开挖面的稳定状况：

相当于一环的掘削土量；

对盾构机过<7>、<8>岩石风化层，在此地层中进行盾构施工时采用的主要技术措施如下：采用中心强化型鱼尾刀＋换装式加强型贝壳刀，刀盘采用16Mn钢作为材料，并加密切削轨迹，加大对岩层的破碎能力，增加刀具的耐磨性，提高施工进度。而在土仓中部泥饼：加送浆管，大流量冲刷。

直接从P0泵接一6B管入土仓，并在进入土仓前分成两根4B管，接入土仓中部用来冲刷土仓，减少泥饼集结的几率。为了提高P0泵的流量同时做到合理利用原来的P0泵，在原P0泵的基础上并联一55kw的定速泵用来增加P0泵的流量，增加的定速泵为P02泵。

由于现在左、右线盾构机均在过了铁路，并对地层加固后进行开仓换刀，因此可保证盾构机在急曲线段掘进中刀具以良好的状态进行工作。当左、右线盾构机掘进至该区间段的2＃联络通道位置时（左、右线均掘进至约490环附近），从地质条件上看，具备了盾构机开仓的条件，地质条件详见下图8，故拟定在该位置对盾构机的刀具进行检查。

《工业企业噪声测量规范 GBJ122-1988》图8 盾构刀具检查位置（2＃联络通道处）地质剖面图

图9 考虑换刀位置平面示意图

4.1 地面隆陷控制标准

根据本工程的特点，监控量测主要包括隧道外周边环境及岩土稳定性监测，现场监测的主要内容包括：

地面沉降、地表裂缝监测；

构筑物的沉降、水平位移、倾斜及裂缝、周围重要设施（包括市政管线）的变位。

盾构过急曲线段时南京 湖畔居A04-A09栋工程施工组织设计，拟定采用下列测量及监测保护措施：

地面沉降监测点应根据隧道通过的围岩条件和周围建(构）筑物情况来布置。一般来说，沿隧道中线方向每隔5米布设一个测点，每隔30米距离布设一个监测横断面。