盾构施工总结范文第1篇

【关键词】盾构机；吊出井；到达接收

1 工程概况

该工程位于广州市海珠区南洲路站至江泰路站，含东晓南路站～江泰路站（东～江），南洲站～东晓南路站（南～东）两个区间，采用盾构法施工的隧道工程，由江泰路站始发，经过东晓南站，再由南洲站吊出井吊出，双线采用一台盾构机掘进。其中左线隧道在2007年4月18日始发，在2008年1月28日到达吊出井。吊出井此时正在进行围护结构施工，根据工期策划要求，右线隧道应于2008年6月28日始发。若待吊出井主体施工完成后，盾构机才出洞再拆解吊出，则盾构机将在吊出井围护结构外停置至少半年，且右线隧道始发时间亦将推后至少两个月。这对施工工期和施工安全都极其不利，为了能使右线隧道按计划时间始发，该工程决定采取先吊出盾构机后施工主体的施工方案。

二八号线延长线盾构1标吊出井位于南洲路站北面，基坑平面尺寸为43.9m×20.7m，开挖深度约25.218m，局部开挖深度约18.343m。基坑围护结构采用Φ1200mm，间距1350mm的钻孔灌注桩，桩间采用Φ600mm的单管旋喷桩止水。基坑支撑体系采用五道支撑，其中第一道为钢筋混凝土支撑；第二、三、四、五道为钢支撑，局部为钢筋混凝土支撑。

2 盾构机入井后的空间位置

盾构机到达吊出井后，继续掘进并拼装临时管片，待掘进至里程K10+077.568（进入吊出井内14.68m），此时临时管片已拼装4环（通缝拼装），第4环临时管片在盾尾部分沿隧道轴线方向推进0.45m，此时盾构机刀盘距南侧侧墙2.82m，盾尾离基坑北端头的水平距离约为6m，盾构机顶与第四道腰梁底的垂直距离约为2m，盾构机底与吊出井基底的垂直距离约为1.6m，停机范围地层为地层为主。盾构机在基坑中的空间位置关系，如图所示。

图1 基坑平面图

图2 盾构机入井后平面示意图

图3 盾构机入井后立面示意图

图4

图5

图6 围护桩及冠梁加强设计范围示意图（图中左边方框为围护桩及冠梁加强设计范围）

3 盾构机拆解吊装控制要点

3.1 拆解吊装前的准备工作

（1）吊装专项方案的审查

在监理工程师审批《盾构机在吊出井拆吊方案》时应特别注意盾构机分解及吊装的顺序，盾构机各部件的外形尺寸、重量、内部结构、安装方式以及吊装起重设备的各项参数，测定地基基础的承载力，选定吊装地点，并根据各项参数计算每次吊装的安全系数。特别值得注意的是吊装地点的选择，充分考虑各个部件的重量、各个部件与吊装设备的平面位置关系、吊装设备吊臂的长度、吊臂倾角与吊机有效功率的关系等因素。根据吊装地点地层的地质情况，提前制定地层的加固方案，采取有效措施对地层进行加固，使地层的地基承载力能满足吊装的要求。

（2）围护结构的处理措施

在施工左线隧道范围内的围护桩时，对左线隧道范围内围护桩的钢筋笼也进行了特殊的长度设计，即该范围内的钢筋笼长度只安放至隧道顶，控制钢筋笼底距离隧道顶约30cm左右，如此将可在盾构机入洞破桩时省去了要割除围护桩钢筋的麻烦，避免了开仓作业的风险，让盾构机入洞时更顺利安全。

在吊出井围护结构设计阶段，针对盾构机吊出，考虑围护桩除受土体压力外，还将承受盾构机吊装时的荷载作用，因此设计对左线范围内的围护桩和冠梁在配筋方面进行了加强设计，加强范围如图所示，除此之外还将基坑西侧原本为钢支撑的第四道支撑局部改成了混凝土支撑，以加强支撑的强度。

（3）地层和地面的加固措施

起重机吊装地点为吊出井的南端头，由于南端头地层较好，只对南端头地面进行了加固而未对地层进行加固。南端头地面的加固措施是：在吊装设备停放范围内浇筑了厚30cm的C40钢筋混凝土板，在板内布置了上下两层钢筋网，吊装时在板上铺设两块长8m，宽1.5m，厚8mm的钢板。

（4）盾构机到达吊出井前的控制

在左线盾构机掘进到达吊出井时之前30m需对盾构机进行定位及线路轴线复核测量，若发现偏差则需勤测勤纠；后20环管片需采用扁钢进行连接，并进行二次复紧，且每隔5环注双液防水环箍。

（5）吊出井基坑土方开挖

盾构机开挖前，吊出井基坑围护结构已施工完成，基坑封闭。待盾构机进入吊出井后，需分两步进行土方开挖，并将盾构机开挖出来。

第一步：先进行吊出井上层土方开挖，待开挖至标高约-8.8时（开挖深度约15.8m），此时盾构机刀盘顶标高约-10.3，盾构机上覆土厚度约为1.5m，开始由人工清理盾构机正上方土体。

第二步：盾构机两侧面土体则由人工配合小型机具进行开挖，两侧开挖标高至-15.5（开挖深度为22.5m），此时盾体两侧覆土约0.8m。

3.2 盾构机拆解吊装步骤

盾构机进入吊出井停机后，后配套与盾构机分离后保养（管路封堵、电缆头处理），后配套台车及桥架和主机分离后，用电瓶车拉回始发井。桥架固定到管片车上，边铺轨边用两台电瓶车往回拉。

当土方开挖至盾构机顶时，为防止挖掘机对盾构机造成损伤，采用人工开挖，人工挖除盾构机周边上半部分土体（此时盾构机盾体约外露出5.2m）后，则对盾构机进行拆解，其顺序如下：

拆除管片，焊接各种吊环并做探伤检测拆卸螺旋输送器并放置于成型隧道内拆卸管片拼装器并吊装分离中盾与尾盾并吊装尾盾分离前盾与中盾并吊装中盾拆卸并吊装刀盘吊装前盾吊装螺旋输送器

图7 盾构机半埋在井内

图8 管片拆卸及吊装

图9 盾尾吊装

图10 前盾吊装

3.3 盾构机拆解吊装要点

（1）吊装过程中的控制

每次吊装现场都有安全人员、指挥人员、司索人员、起重机司机，且配备通讯器材。吊装时司索挂钩完毕后，检查卸扣、钢丝绳的状态情况，由现场指挥人员、安全人员和起重机司机三人确认后，方可起吊。起吊时控制物体的稳定，在起吊10cm时停止一下，再次检查卸扣、钢丝绳的状态情况，确定安全后，则匀速提升物体。在整个吊装过程中安全人员、指挥人员、司索人员和起重机司机对所吊物体进行目视跟踪，观察吊物的扶护或绳索的稳固情况，避免吊装过程中与支撑发生碰撞。

（2）吊装过程应注意加强监测

注意加强对基坑的各项监测工作。在吊装前针对因吊装而使基坑容易发生变形的位置布设变形观测点并测定初始值，吊装时对变形观测点进行跟踪观测，掌握基坑的变形量，及时了解基坑的安全状态。

（3）吊装过程中应注意对支撑的保护

由于基坑内所有支撑都未拆除而且处于受力状态，基坑的空间受到限制，一旦吊装物体与支撑发生碰撞就很容易发生意外，因此在吊装过程加强现场指挥，起吊速度尽量缓慢并保持匀速，尽量避免与支撑发生碰撞，以免发生安全事故。

（4）吊环焊接后进行探伤检测

在进行盾构吊装前必须对吊环的焊接进行探伤检测，以免发生安全事故。

4 与先施工主体后吊出方案的比较

在盾构法隧道施工中，通常是先施工完吊出井的主体结构后再进行盾构吊出，但本工点由于吊出井前期施工滞后，致使工期紧迫，为保证右线隧道能按时始发，采取了先盾构吊出再施工吊出井主体结构。

下面将先从技术和工序上与先施工主体后吊出比较，分析其利弊：

4.1 有利因素

（1）缩短了盾构隧道施工的工期，为二次始发争取了宝贵的时间。

（2）吊出井主体结构施工时无需预留盾构吊出洞口，中板施工时也无需预留钢筋，中板可一次性完成浇筑。

（3）盾构机到达时无需接收架，且不需进行端头加固，到达安全可靠。

（4）无需预留隧道洞门，不需进行洞门破除，洞门可与侧墙同时浇筑，有利于防水。

4.2 不利因素

（1）盾构机需解体分次吊装。

（2）须对吊出井的围护结构进行加强设计。

（3）要求要有较好的地层。

由于施工技术和工序的不同，相对应的施工费用也有所不同，其对比如下：

（1）增加的施工费用

1）围护桩及冠梁加强设计所增加的材料费用；

2）地层及地面加固所增加的费用。该部分费用较少，因为就普通的盾构吊出有时也需对地层和地面进行加固，只是本工点的地层及地面加固的强度要求高点。

（2）节省的施工费用

1）节省了制作接收架的费用；

2）节省了端头加固及对加固效果进行检测的费用；

3）节省了洞门破除的费用。

盾构施工总结范文第2篇

关键词：上海地铁盾构施工 远程实时传输系统

中图分类号：U231+.2 文献标识码：A 文章编号：

概述、

近年来，随着城市地下空间开发的不断发展，盾构法隧道工程日益增多，特别是，为了实现上海轨道交通2010年世博会前完成运营里程400km的目标，上海地铁建设面临一个超常规发展的时期。上海地铁盾构设备工程有限公司管理的盾构机数量将达到近100台。在这种形势下就有必要实现盾构机的信息化施工和管理。

上海地铁盾构施工信息远程实时传输系统是以计算机和网络通信技术为基础，配以传感器、仪器仪表和控制设备的实时系统，它的总体结构主要分为硬件结构和软件结构两部分。整个系统功能主要包括：盾构实时数据的采集、数据的输入与存储、数据的实时传输、数据的远程传输、数据报表的生成，数据的网上。

上海地铁盾构施工信息实时传输系统设计与研发

盾构施工信息实时传输系统设计原则

盾构施工信息实时传输系统以及时、全面、准确的掌握盾构工作面前方实时情况、盾构施工参数、设备运转情况以及综合处理地面地下信息为目的，达到统一监控，集中管理的功能，使得系统具有可靠性，开放性，先进性，可扩展性等特点。具体而言，应该遵守以下几点原则：

1）系统通常都是工作在比较恶劣的环境中，各种干扰会对系统的正常工作产生影响，所以系统的可靠性放在第一位，以保证施工安全、可靠和稳定地运行。计算机尽可能采用工业控制用计算机，采用高质量的电源，采用各种抗干扰措施，采用多种冗余工作方式等，这些措施可以确保整个计算机系统的高可靠性。

2）系统设计时做到以人为本，人机界面友好，方便操作、运行，易于维护；对于人机界面可以采用CRT、LCD或者是触摸屏，使得操作人员可以对现场各种情况一目了然。系统硬件尽可能按模块化设计，系统软件开发应方便调整，在隧道施工过程中确保硬件和软件运行的顺畅。

3）计算机网络应该分层次、分功能、分系统，完成统一监控、操作、通信、维护等功能，是一个多系统的集成。其中包括：数据采集、传输网络、数据、数据维护等子系统。各分系统于主系统间功能明确，且保持相对独立性，各个分系统均有自诊断功能，以便及时准确地发现异常和故障，并能迅速的报警。

4）系统必须具有一定的开放性，应尽可能采用通用的软件和硬件。例如，操作系统可以采用UNIX、LINUX、Windows 2000/XP;数据库可以采用SQL SEVER、ORACLE、SYBASE；所采用的组态软件应该提供相应的数据库接口和通信接口。各种硬件尽可能采用通用模块。

5）系统能够对盾构机上相关设备实施远程监控，使得施工状态数据直接显示，实现数据监测等工作，达到信息化施工目的。

6）实现盾构施工现场与指挥中心等相关部门的远程通信，正确、及时、有效的传输盾构施工现场的相关施工信息，创建好相应的管理系统，并将施工数据到网上，做到施工信息的共享，提高施工效率。

盾构施工信息实时传输系统功能设计

整个系统功能主要包括：盾构实时数据的采集、数据的输入与存储、数据的实时传输、数据的远程传输、数据报表的生成，数据的网上。

首先是盾构实时数据的采集，我们所说的盾构实时数据主要是指盾构的施工参数，包括推进时间、环号、施工区间、盾构编号、实际土压、刀盘转速、千斤顶行程、千斤顶状态、推进速度、推进油压、总推力、注浆压力、螺旋机状态、电源状态等。我们采用组态软件将这些数据从盾构机上的监控PLC上采集出来。

其次，数据的输入与存储主要是将隧道测量的数据、前方探测雷达探测的数据以及一些静态参数将和采集上来的数据一起输入到盾构监控室的实时数据库中并保存下来。

接着，数据的实时传输是指施工现场的系统将盾构机上采集来的数据通过网络发送给现场监控室的实时数据库。

然后，数据的远程传输是指将现场监控室的数据，通过公用信息网络发送到总部监控中心的数据库服务器上，数据库服务器将各工地的数据汇总后进行存储和分析。

数据报表的生成只要是系统提供相应的报表模板，用户在电脑浏览的同时，可生成和打印Word或者Excel格式的报表，满足办公的需要。

最后，数据的网上是指在总部服务器上利用ASP动态网站开发技术配合SQL Server2000数据库做后台来创建一个网站，在网站的页面上显示所采集的相关施工参数，这样能方便地监控各个工地的施工状况，实现移动办公。

盾构施工信息实时传输系统的总体结构的设计

盾构施工信息实时传输系统是以计算机和网络通信技术为基础，配以传感器、仪器仪表和控制设备的实时系统，它的总体结构主要分为硬件结构和软件结构两部分。

图1：实时传输系统结构图

硬件结构

如下图所示，整个硬件配置分三个层次，网络中心层、节点层、终端站层。其中网络中心层主要是指总部监控中心，节点层是指施工现场的井上监控室，终端站层就是指施工现场的井下监控室。

图2：系统硬件构成图

在总部监控中心架设一台中央服务器，主要负责各施工现场数据的收集、存储、信息以及历史数据的管理，数据的传递过程是通过公用无线网络完成的，公司的用户可通过和服务器组成的内部局域网直接查看现场的施工情况，在外办公人员则可通过Internet网络了解现场施工情况；在每个施工现场的井上监控室设立一个工作站，主要实现数据的存储、备份、与总部监控中心的数据通讯、网络安全管理等功能；在井下控制室放置工业计算机，用于数据的采集、接收、发送并显示，方便盾构司机较直观的了解盾构运行情况。

软件结构

软件系统由以下2部分构成。

盾构采集站软件

操作系统：Windows xpe

数据库系统：实时数据库

通信软件：基于UDP协议的网络通讯接口软件

采集软件：采用VC编写的采集程序（嵌入设备驱动）

中心服务器软件

操作系统：Windows sever 2003。

数据库系统：SQL Server 2005。

通信软件：基于UDP协议的网络通讯接口软件。

中心服务器人机界面和数据中间件软件：基于java技术的互联网数据平台.，含以下功能模块

图3：中心服务器软件模块图

图4：盾构采集站采集传输软件流程图

方案以计算机监控与通讯、WEB与浏览为主要技术手段，实现多层次的实时数据采集监测、实时画面WEB浏览、历史数据同步存储、历史数据查询等功能。

方案采取实时数据与历史数据双数据流传输的方式，以保证实时数据的实时性，和历史数据完整。实时数据由现场工作站单向发送至中心服务器，不需要建立应答，可以提高数据传输和处理效率；历史数据在各个节点具有完整的数据镜像，数据包带有完整性校验，并具备数据同步控制功能，保证因网络传输、断网等因素造成的数据缺失能够在传输网络恢复后自动完成同步。

盾构施工信息实时传输系统关键技术研发

根据盾构施工信息实时传输系统设计方案，我们开展了数据网络传输系统的开发。通过分析从盾构机操作室到中心服务器的实际网络链路，可以确定整个传输过程的网络基础条件。

根据上表传输过程的网络基础条件信息可以得出：

数据网络链路2、4安全性可靠性有保障；

链路1（盾构采集计算机---地面工作站）中的节点“盾构采集计算机”安装在盾构机控制室，传输线路随盾构机掘进里程增长而逐步施放、接续，且敷设环境为施工中的隧道，因而线路传输质量难以保证，存在必然的“接续-通断” 、“故障-修复”过程，必须采取技术措施保证数据传输完整性。我们通过在数据包结构上考虑完整性校验数据位并在两端节点收发控制程序增加校验算法，修复能够校验数据，丢弃严重缺失数据桢并要求重发，以解决断续期间和因线路质量问题而存在数据不完整。在盾构采集计算机节点设计缓存数据库并在两节点间设计历史数据同步程序，解决部分时间段线路维护不能传输数据的问题；

目前新建地铁施工现场通常没有稳定的宽带连接，基于移动电信运营商的无线数据连接仍然是比较灵活快捷的数据连接方式。链路3（cdma1x无线网关—运营商网关）受无线信号的不稳定性和施工现场周围干扰遮挡等影响，数据链路存在误码、丢包等传输不完整。当局部区域用户数量较多时，持续时间较长的无线数据连接会被运营商基站断开（语音优先），影响本链路数据传输。针对以上问题，除了对该段数据采取数据校验措施外，对cdma无线网关进行了二次开发和配置，增加了链路检测、信令检测、同时在网关内网侧每10秒向公网dns发送一次Track IP包以检测链路实际可用性，在检测到链路失效的情况下，主动重新建立连接等功能。

考虑网络安全和设备运行安全在链路2节点“cdma1x无线网关”内网侧和链路4“公司中心机房网关”内网侧设置防火墙，通过安全策略和网络地址转换建立逻辑隔离，保证系统不受公网和各个开放节点可能受到的病毒和其他恶意攻击破坏。

盾构施工信息实时传输系统的特点

该系统具有以下几大特点：

由于施工现场条件恶劣，防止由于线路损害，造成的数据丢失，井下和井上的采集传输程序，在本地建立一个小型数据库存储由于网络故障不能发送的数据，当网络恢复后再将数据同步发送至上层机器；

在井下采用低功耗嵌入式设备，其无风扇，无旋转机构，看门狗等功能，可以保证设备在抗震，防尘，以及实时性方面有很好的效果

采用嵌入式操作系统Windows XPE，具有失电保护功能，兼容windows xp平台的应用开发，同时可通过系统定制化去除可能引起病毒攻击和系统效率下降的多余功能。

利用公用无线网络，将盾构施工现场的数据实时远程传输到总部监控中心的服务器上，实现在总部服务器上建立由各施工现场数据组成的盾构施工动态资料库；在传输过程中采用UDP封包，在传输网络不够稳定的情况下也能通过小数据包发送数据。

通过对中心数据服务器的访问，使总部管理人员能对各个施工工地的盾构进行远程实时的监控，实现盾构的信息化施工；

通过利用Internet网络，可以异地访问总部建立的网站，使在外出差的公司高级管理人员能对盾构施工数据进行远程、实时的访问，实现盾构施工的移动办公与管理。

采用新型xDSL调制解调器，可以达到比以太网更远的距离，也解决了由于使用光缆频繁断线的问题，SDSL设备可以自动监测线路通断以及可以自动协商调整传输速率，在距离比较近时可以在比较高的速率下运行，当距离比较远时，可以自动调整传输速率，最大限度满足系统要求，保证传输质量。

上海地铁盾构施工信息实时传输系统的应用和展望

上海地铁盾构施工信息实时传输系统自2009年初完成一期开发投入试运行后，在上海地铁建设管理中进行了大量工程应用。特别是在2010年世博会前。为保障承载上海轨道交通和世博会圆满举行重任的地铁施工建设，上海市聚集了6大建设集团12家建设单位，100台盾构的大规模建设力量。本系统在建设高峰管理中，针对关键节点工程、难点节点工程盾构施工实现了全程、全时施工信息传输。为建设高峰期的高效管理建立了坚实的基础。

盾构施工总结范文第3篇

关键词：城市交通隧道 网格盾构 土压盾构 双圆盾构 泥水盾构 沪崇苏越江工程

1　前言

上海城市人口1450万，流动人口300万，面积6340km2，目前已经成为中国的经济、贸易、金融、航运中心城市。城市的经济发展促进城市建设尤其是交通建设的发展，城市地下轨道交通具有快捷、安全的特点。上海城市轨道交通线网规划17条线路，总长780km，其中地铁11条线，长度385km。已建3条线，其中地铁2条线；在建4条线，其中地铁2条线。地铁区间隧道总长度达700km（双线），采用盾构法施工，已建约100km。

黄浦江从东北至西南流经上海城区，把上海分为浦东、浦西2部分，江面宽500m~700m，主航道水深14m~16m。近10年来，浦东的迅速发展促进了越江交通工程建设，采用大直径盾构建造江底交通隧道已得到广泛的应用。已建隧道5条，在建隧道4条拟建隧道6条。

上海地层为第四纪沉积层，其中0~40m深度内均为软弱地层，主要为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粉砂土等，这类土颗粒微细、固结度低，具有高容水性、高压缩性、易塑流等特性。在该类地层中进行盾构隧道掘进施工，开挖面稳定和控制周围地层的变形沉降十分困难。

上海地区盾构隧道技术的应用，始于1965年，近40年来，尤其是近10年来，盾构隧道技术广泛用于地铁隧道、越江公路隧道和其它市政公用隧道。本文就上海城市交通隧道盾构施工技术的发展和现状，作一个回顾和综述。

2　网络挤压盾构掘进技术的开发和隧道工程应用

2.1　Φ5.18m网格挤压盾构及上海地铁试验工程

1964年，上海市决定进行地铁扩大试验工程，线路位于衡山路北侧，建2条长600m的区间隧道，隧道复土10m，隧道外径5.6m，内径5m。隧道掘进施工采用2台自行设计制造的Φ5.8m网格挤压盾构，辅以气压稳定开挖面土体，于1966年底完成1200m地铁区间掘进施工，地面沉降达10cm。

2.2　打浦路隧道Φ10.2m网格挤压盾构掘进施工

1965年，上海第一条穿越黄浦江底的车行隧道――打浦路隧道，全长2761m，主隧道1324m采用Φ10.2m网格挤压盾构掘进施工，黄浦江约600m，水深16m，见图1所示。

φ10.2m网格挤压盾构掘进机是中国第一台最大直径的盾构，盾构总推力达7.84×104KN，为稳定开挖面土体，采用气压辅助施工方法。盾构穿越的地层为淤泥质粘土和粉砂层，在岸边采用降水辅助工法和气压辅助工法，在江中段采用全气压局部挤压出土法施工。盾构见图2所示。

圆隧道外径10m，由8块钢筋混凝土管片拼装而成。管片环宽90cm，厚60cm。管片环向接头采用双排钢螺栓联接。衬砌接缝防水采用环氧树脂。打浦路隧道于1970年底建成通车，至今已运营33年。

2.3　延安东路隧道北线Φ11.3m网格挤压水力出土盾构施工

1983年，位于上海　外滩的延安东路隧道北线工程开工建设，隧道全长2261m，为穿越黄江底的2车道隧道，其中1310m为圆形主隧道，采用盾构法施工，隧道外径11m，隧道衬砌由8块高精度钢筋混凝土管片拼装而成，管片环宽100cm，厚55cm，接缝防水采用氯丁橡胶防水条。

隧道北线圆形主隧道采用了上海隧道工程公司自行设计研制的φ11.3m网格型水力出土盾构，见图3所示。在密封舱内采用高压水枪冲切开挖面，挤压进网络的土体，搅拌成泥浆后通过泥浆泵接力输送，实现了掘进、出土运输自动化。网格上布有30扇液压闸门，具有调控进土部位、面积和进土量的作用，可辅助盾构纠偏和地面沉降控制。网格板上还布设了20只钢弦式土压计，可随时监测开挖面各部位的土压值变化，实现了信息化施工。盾构最大推力可达1.08×105KN。盾构顺利穿越江中段浅复土层和浦西500m建筑密集区，保护了沿线的主要建筑物和地下管线。

3　土压平衡盾构在城市交通隧道工程的应用和发展

3.1　土压平衡盾构的引进和开发应用

近年来，我国的城市地铁隧道、市政隧道、水电隧道、公路交通隧道已经越来越多地采用全断面隧道掘进机施工，其中用得最多的是土压平衡盾构掘进机。上海、广州、深圳、南京、北京的地铁区间隧道已经采用了31台直径6.14m～6.34m的土压平衡盾构，掘进区间隧道总长度达400km。土压盾构具有机械化程度高、开挖面稳定、掘进速度快、作业安全等优点，在隧道工程中有广泛的发展前景。

土压平衡盾构适用于各种粘性地层、砂性地层、砂砾土层。对于风化岩地层、软土与软岩的混合地层，可采用复合型的土压平衡盾构。在砂性、砂砾、软岩地层采用土压盾构掘进施工，应在土舱、螺旋输送机内以及刀盘上注入润滑泥浆或泡沫，以改良土砂的塑流性能。

3.2　Φ6.34m土压盾构在上海地铁工程中的应用

1990年，上海地铁1号线开工建设，双线区间隧道选用土压平衡盾构掘进，经国际招标，7台Φ6.34m土压盾构由法国FCB公司、上海市隧道工程公司、上海市隧道工程设计院、上海沪东造船厂联合体中标，利用法国混合贷款1.32亿法郎。第1台Φ6.34m土压盾构于1991年6月始发推进，7台盾构掘进总长度17.37km，1993年2月全线贯通，掘进施工期仅20个月，每台盾构的月掘进长度达200～250m。掘进施工穿越市区建筑群、道路、地下管线等，地面沉降控制达＋1cm～－3cm。Φ6.34m土压平衡盾构见图4所示，其主要技术性能见表1。

1995年上海地铁二号线24.12km区间隧道开始掘进施工，地铁一号线工程所用的7台Φ6.34m土压盾构经维修以后，继续用于二号线区间隧道掘进，同时又从法国FMT公司和上海的联合体购置2台土压盾构，上海隧道工程股份有限公司制造1台土压盾构，共计10台土压盾构用于隧道施工。

于2000年开工兴建的上海地铁明4号工程区间隧道仍将使用这10台Φ6.34m土压平衡盾构施工。2001年，向日本三菱重工购置4台Φ6.34m土压平衡盾构，共计14台盾构正在掘进施工。

上海地铁隧道外径6.2m，衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，通缝拼装，环宽100cm，管片厚35cm。见图5所示，地铁4号线部分区间隧道管片采用错缝拼装，环宽120cm。

上海地铁2号与1号线垂直相交，盾构从1号线区间隧道下1m穿越，掘进施工中采用地层注浆加固、跟踪注浆、信息化施工等技术措施，确保1号线地铁安全运营，沉降控制在2cm以内。地铁4号线与2号线区间隧道相交，4号线盾构从2号线隧道下1m穿越。Φ6.34m土压盾构在城市建筑群下穿越，其沉降一般也在4cm以内。盾构平均月推进长度约250m，最快达400m/月。

3.3　双圆形盾构掘进机的引进和应用

2002年，上海地铁8号线黄兴路至开鲁路站三个区间隧道，长度2，688m，采用DOT双圆盾构隧道工法，并从日本引进2台Φ6300m×W10900mm的双圆形土压盾构掘进机。双圆盾构见图所示，其主要技术参数见表2。

双圆隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片，错缝拼装；每环管片由11块管片拼装而成，其中2块为海鸥形，1块为柱形。管片厚度30cm，环宽120cm，见图7所示。

3.4　Φ7.64m土压盾构掘进外滩观光隧道

3.4.1 工程概况

上海外滩观光隧道是我国第一条行人过江专用隧道，是一条连接南京路外滩和陆家嘴东方明珠塔的江底隧道，全长646m，隧道内径6.76m。隧道内通行一来一往2条观光车轨道。

外滩观光隧道于1998年初开工，1999年底建成运营，土建工程包括黄浦江两岸的2座出入口竖井和一条过江隧道，见图8所示。隧道位于延安东路隧道北侧，并与上海地铁二号线2条过江区间隧道在江底交叉。隧道穿越的主要地层为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土和砂质粉土。

隧道衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，管片设计强度C50，抗渗等级S8，环宽120cm，厚35cm。管片接缝防水采用EPDM多孔橡胶止水带，管片背面涂防水层。

3.4.2

φ7.65m土压平衡盾构掘进施工

隧道掘进采用φ7.65m土压平衡盾构，见图9所示。盾构大刀盘切削土体，为幅条式结构。盾构长8.935m，中间有较接装置，易于纠偏施工。盾构最大推力5.2×104KN。盾构密闭舱内充满切削土砂，通过直径900mm的螺双输送机排土，通过推进速度、螺旋机转速、排土量来控制密闭舱土压，使之与开挖面水压力平衡。盾构掘进速度为0～4cm/min。

盾构于1998年11月始发推进，隧道纵坡达4.8%，；平曲线最小半径为400m，均为国内越江盾构隧道之最。盾构初推段100m内进行了土体变形、土应力、孔隙水压的监测，反馈盾构施工，调整盾构施工参数，控制施工轴线和地表沉降。盾构掘进的平均速度达8m/d，646m隧道共花费3个月的时间完成，工程质量优良。

3.5　 3.8m×3.8m矩形土压盾构掘进地铁过街人行地道

常用的盾构隧道掘进机为圆形，主要是圆形结构受力合理，圆形掘进机施工摩阻力小，即使机头旋转也影响小。但是圆形隧道往往断面空间利用率低，尤其在人行地道和在行隧道工程中，矩形、椭圆型、马蹄形、双圆形和多圆形断面更为合理。日本80年代开发应用了矩形隧道，在90年代开发应用了任意截面盾构和多圆盾构，并完成了多项人行隧道、公路隧道、铁路隧道、地铁隧道、排水隧道、市政共同沟隧道等，使异形盾构技术日益成熟，异形断面隧道工程日益增多。

我国于1995年开始研究矩形隧道技术，1996年研制1台2.5m×2.5m可变网格矩形顶管掘进机，顶进矩形隧道60m，解决了推进轴线控制、纠偏技术、深降控制、隧道结构等技术难题。1999年5月，上海地铁二号线陆家嘴路站62m过街人行地道采用矩形顶管掘进机施工，研制1台3.8m×3.8m组合刀盘矩形顶管掘进机，具有全断面切削和土压平衡功能，螺旋输送机出土，掘进机的主要工作参数见表3，矩形顶管掘进机见图10。

4　大直径泥水加压盾构掘进越江公路隧道施工

4.1 延安东路隧道南线Φ11.22m泥水加压盾构掘进施工

1995年，为发展浦东建设需要，上海延安东路隧道南线开工建设，为缩短工期和保护隧道沿线建筑物的需求，引进日本三菱重工制造的Φ11.22m泥水加压盾构。盾构本体示意见图11。

隧道南线1300m圆形主隧道采用日本三菱重工制造的φ11.22m泥水加压盾构掘进施工，盾构本体示意见图5。盾构采用刀盘切削，总推力达1.12×105KN，刀盘扭矩4635kn·m，最大掘进速度46mm/min。盾构密封舱充满压力泥浆与开挖面水土压保持平衡，并在开挖面形成泥膜，起到稳定的作用。盾构设有掘进管理、泥水输送、泥水分离和盾尾同步双液注浆系统。掘进管理和姿态自动计测系统能及时反映盾构掘进施工的几十项参数，便于准确设定和调整各类参数。

4.2　大连路隧道Φ11.22m泥水加压盾构掘进施工

上海大连路隧道全长2565m，为2来2去的两条双车道隧道，工程总投资16.55亿元。工程于2001年5月25日开工，合同工期28个月。隧道平、剖面见图12所示。

圆形主长1263m，采用2台Φ11.22m泥水加压盾构同时掘进施工。隧道衬砌结构在延安东路隧道工程的基础上进行了优化改良，拼装形式由通缝改为错缝，管片厚度从55cm改为48cm，环宽由100cm增大为150cm，管片分块由8块增为9块，管片连接螺栓由直螺栓改为弯螺栓，螺栓手孔改小，管片形式由箱形改为平板型。隧道衬砌结构见图13。

泥水加压盾构的泥水输送和泥水处理是盾构施工的重要组成部分，公司自选研究设计制造了适应上海软土地层的泥水分离系统，见图14所示。

盾构进出洞土体加固全部采用冻结法。

西线隧道于2002年3月28日始发推进，至9月20日隧道贯通，工期6个月。东线隧道于6月18日 发推进，至12月底隧道贯通。盾构掘进速度平均为8m/d，最快为15m/d。两条隧道最小间距为6m。

大连路隧道于2003年9月建成通车，总工期仅28个月，是上海越江公路隧道建设周期最短的。

4.3 上海越江交通工程的发展

2001年底，复兴东路隧道工程开工建设，为2条3车道隧道，隧道外径11m，分为上下两层，是我国第一条双层隧道，全长2785m。2条1215m主隧道于2003年2月和5月先后始发推进，于11月隧道贯通。

2003年6月，翔殷路隧道工程开工建设，为2条2车道隧道，隧道全长2597m，隧道外径11.36m，内径10.2m，是目前车道最宽的盾构隧道，设计车速可达80km/h。

正在设计中的越江隧道有军工路隧道和上中路隧道(中环线配套工程)，正在规划中的越江隧道有长江西路、新建路、人民路、耀华路等4处。

长江口越江通道工程是连接上海－崇明－江苏北部的重要交通工程，位于长江口，从上海浦东－横沙岛－崇明岛－南通，采用桥隧结合的工程方案，全长68km，为3来3去6车道，设计车速100km/h。其中浦东5号沟至横沙岛穿越长江南港，采用盾构隧道施工，全长约8.5km，隧道外径15.2m。横沙岛至崇明岛越江北港，采用桥梁施工，全长9.54km。见图15所示。直径Φ15.2m的盾构隧道，目前是世界上最大直径的盾构隧道，隧道断面见图16。

5　结语

上海城市交通隧道工程的发展提高了盾构隧道技术的水平。从最初的网格挤压盾构，发展到目前的土压平衡盾构和泥水加压盾构，盾构机向机械化、自动化、信息化发展，掘进速度快，盾构开挖面稳定，地面沉降控制好，环境影响小。盾构衬砌不断改进和优化。盾构与隧道技术正在向大深度、大直径、长距离掘进发展。双圆隧道、矩形隧道技术也得到应用。随着上海城市交通隧道工程建设的不断发展，盾构隧道技术水平将进一步的发展和提高。

参考文献

1、 傅德明、杨国祥.　《上海地区越江交通盾构施工技术综述》.　“国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会论文集”.　人民交通出版社.　2002.10

2、 傅德明.　《土压盾构掘进机在我国隧道工程中的应用和发展》. “第三届海峡两岩隧道与地下工程学术与技术研讨会”. 成都. 2002.8

盾构施工总结范文第4篇

关键词：地铁工程，盾构施工，技术应用

1某地铁工程盾构施工技术应用的基本要求

某地铁工程路线的曲线要素，是盾构施工技术应用的考虑因素，以及结构的安全性、准确性、可行性等，皆为该地铁工程盾构施工技术应用需要兼顾的基本要求，具体可归纳总结为以下几点：

（1）管片设计参数要求。盾构施工技术所用的管片，要求根据地铁隧道的内径、外径规格，选择合适型式、厚度、宽度的管片，同时还要确定管片转弯环楔形量。案例地铁隧道工程内径5.4m、外径6.0m，选择平板型的管片，其中管片厚度、宽度、转弯环楔形量分别为0.36m、1.5m、0.038m，总共分为6块。

（2）盾构机型选择要求。盾构施工机型直接决定盾构推进的成效，而且关于整个盾构工程施工的造价，有必要结合地层的地质条件，根据地层的宽窄、环境影响因素、经济指标等进行选择。案例地铁工程的地质为无水砂卵石，在分析盾构各结构环节的技术参数之后，以及在地层变形特征分析和地表沉降计算的基础上，最终选择加泥式土压平衡盾构掘进机。

（3）快速施工技术要求。盾构施工包括切削、排土、推进、运输等环节，各个环节均需要确保开挖面的稳定，为此在施工期间需要持续测试和分析现场数据，譬如盾构进出洞、曲线段盾构姿态控制等，通过数据的测试和分析，就能够掌握一套保证开挖面稳定的快速施工工艺，这在大多数地铁施工工程中已有多例成功经验。

2案例地铁工程盾构技术应用的细节性建议

根据案例地铁工程盾构施工的基本要求，在工程施工时应用盾构技术，需要进行周密的盾构计算分析，以确定盾构施工的基本参数、盾构机推力和扭矩、刀盘驱动功率，进而构造设计盾构管片和采用衬砌环组合模式，提高盾构技术的应用效果。

2.1盾构计算分析

关于案例地铁工程盾构施工计算的内容，目的是掌握施工的各种基本参数，其中主要的计算方法如下：

（1）基本参数。首先是盾构的外径，根据盾构覆盖的衬砌长度、地铁隧道最小的曲线半径、管片外径等，计算出盾构间隙，同时利用曲线图示意，并根据地层压力的强度和刚度要求，综合盾壳厚度、盾尾尾板厚度、盾尾厚度等，选择最为合适的盾构尾部外径。其次是盾构长度，结合地质特点，选择合适的盾构机外径，并结合千斤顶长度、管片宽度、盾尾密封材料长度、管片组装余量等，确定盾构的长度。最后是选择合适的盾构机盾体重量。

（2）盾构机推力和扭矩。盾构推理的计算，主要根据盾构外壳与土体之间的摩擦力、刀盘水平推力、切土所需推力、盾尾与管片间摩阻力、后方台车阻力等，计算出盾构的推力，期间需要考虑土与钢之间的摩擦系数，进而确定水平土压力，最后在兼顾作用于盾尾内两环管片容重、宽度、单位重量的基础上，结合盾尾台车的重量、坡度、滚动摩阻等，就可以计算出盾构的总推力；盾构扭矩的计算，涉及的计算参数包括刀盘切削扭矩、自重产生旋转力矩、推力荷载产生旋转力矩、表面摩擦力矩、圆周面摩擦力矩、背面摩擦力矩、开口槽剪切力矩、土腔室内搅动力矩，最后对计算结果进行验证选取，即可确定盾构机是否适用于实际工程的施工。

2.2盾构管片构造设计

案例地铁工程的衬砌为单层柔性衬砌结构，在接缝、混凝土裂缝开展、防水能力等方面，均有一定的要求，而本工程盾构施工需要在明确盾构基本参数的基础上，对盾构管片进行构造设计。

（1）管片规格。管片厚度为隧道外径6%，本工程隧道外径6.0m，其管片厚度为0.36m，而隧道的强度与抗裂设计结果表明，工程采用300厚C50钢筋o衬砌环，可满足隧道结构的受力要求；管片宽度的大小，关系到衬砌环节缝的数量，包括漏水环节、螺栓数量等，本工程在盾构施工时，考虑到盾构机千斤顶的行程问题，增大了施工标段位置的曲线半径，减少了拟合误差的影响，最终选用了平均宽度为1.5m的管片；为便于管片的制作、运输和拼装等，工程的衬砌环分块，分为6块，包括1快封顶块、2块邻接块、3块标准块，其中封顶块以纵向拼装的方式插入，克服了受荷载后的向内滑动力，但需要适当增加盾构千斤顶的行程。

（2）管片拼装和连接。本工程的衬砌环拼装，采用了错缝拼装和通缝拼装两种方式，前者重点控制接缝刚度分布的均匀，目的是减少结构的变形，以提高空间的刚度水平；后者是在克服拼装内力的基础上，以较少的管片配筋量，减少拼装施工的难度水平。本工程隧道穿越的地质条件，存在大量的冲击砂层和洪积砂层，管片拼装和连接时，应该考虑覆土厚度因素的变化影响，灵活利用弯螺栓连接、直螺栓连接、斜螺栓连接等方式，保持连接接头的自由度，就可以减少管片的强度损失。

2.3衬砌环组合模式

案例地铁工程隧道的线路由直线线路、圆曲线线路、缓和曲线线路组成，其衬砌环组合模式的选择，要满足盾构隧道曲线的偏转需求。适用于本工程的衬砌环组合模式，主要有以下几种：

（1）楔形衬砌环和直线衬砌环组合模式。工程盾构隧道光滑曲线的拟合设计，可将曲线分为多段折线，结合线路纠偏的方向要求，将衬砌设计成左转弯楔形模式、右转弯楔形模式、直线模式，在拟合误差控制允许范围内，按照排版图进行盾构推进。

（2）应用通用型管片。即衬砌环模式仅有楔形这种模式，在明确下环转动角度之后，在千斤顶冲程最长的位置，进行楔形最大量的处置，以实现衬砌环的360°旋转，本工程利用通用管片，在工程实践中表现出拼装简单、容易盾构推进纠偏等优点，因此可在工程其他施工段进一步推广利用。

2.4地面沉降控制技术

案例地铁工程的盾构施工，地面沉降控制，是施工的重点所在，一方面需要保持盾构开挖面的稳定，在同步注浆与二次注浆期间，控制地面的沉降量；另一方面需要注重盾构在曲线上推进及盾构的纠偏。

（1）保持盾构开挖面的稳定。在优化刀盘压力、排土量、推进速度、千斤顶总推力、注浆压力、注浆量方式、盾构坡度等掘进参数的基础上，对盾构开挖面的稳定性进行控制，期间需要娴熟操作盾构机，以便在施工期间实测地面变形曲线，同时反馈实测数据，以此作为施工参数调整的依据，譬如重新设定推进速度、调整排土量等，使得盾构开挖面趋向于稳定状态。

（2）同步注浆和二次注浆控制。在盾构期间，衬砌背面所形成的空隙，是地面沉降的诱因之一，要求结合空隙位置的地质环境，配置合适的浆液，并以适当的注浆压力和注浆量，将浆液材料填充满空隙位置。本工程在盾构后10环位置，进行衬砌背面的二次注浆，其中包括穿越地面建筑物、地下管线的盾构位置，通过二次注浆，有效控制了地面的沉降。

（3）盾构纠偏。本工程曲线位置盾构推进期间，由于土体不具备足够的约束力，以致盾构轴线方向控制比较难，需要在控制推进速度的同时，适量调整纠偏的幅度，以及增加注浆量，方可减少地面的沉降量。

3结束语

文章通过研究，基本明确了案例地铁工程盾构施工技术应用的基本要求和细节性施工方法，但鉴于不同地铁工程盾构施工条件的差异性，以上方法在其他地铁工程中的应用，还需要结合具体工程的情况，予以灵活地参考借鉴。

参考文献

[1]马立举.城市地铁盾构施工地表沉降研究[J].工程与建设，2014，（1）：102-104.

盾构施工总结范文第5篇

关键词:盾构隧道;管片和衬砌;成本缩减;地下空间

1 引言

在现代城市建设中，地下空间的开发利用已成为一个重要的组成部分。而盾构法隧道，由于其先进的施工工艺和不断完善的施工技术，使得其在城市地下空间的开发中取得了巨大的成功，并被越来越多地应用于城市地铁、上下水道以及地下共同沟等隧道工程建设中。在我国的各大主要城市，如上海、北京、深圳、广州和南京等地，已建和在建的地铁隧道大都采用盾构法施工。但是，一方面伴随着各主要城市为解决制约城市经济发展的交通瓶颈问题，对发展地下轨道交通有着较大的需求，另一方面，采用盾构法施工的隧道，从工程造价上来看是非常昂贵的，这在一定程度上制约了城市地下空间的开发和利用。

因此，如何合理地控制盾构隧道的建设成本、降低工程造价，已成为当前地下空间开发必须认真研究的课题。目前，这一研究工作已取得阶段性成果，如日本建设省制定了“降低土木工程造价的指导方针”[1]，要求从设计阶段开始就采取缩小结构物断面、结构物形状单纯化、构件预制化、材料规格化和标准化以及施工技术标准化等5大措施。关宝树[1]总结了影响地下铁道造价的主要因素，并指出降低建设费主要应从以下三个方面入手:降低车辆等设备购置费、降低运营管理费，以及降低作为基础设施的土建工程的费用。张凤祥[2]等人基于当前我国盾构技术发展的现状和特点，提出了今后我国盾构技术开发的方向:降低成本、提高质量、施工高速化、使用寿命长等，即通过机械化、智能化、信息化、设计规范化、新材料和新工艺的采用等几个方面来实现。Y.TAYAGAKI[3]等人提出了增加盾构隧道管片宽度，提高经济效益，从而降低成本的措施。最近，日本和中国[4][5]都在开展预应力高强管片的应用研究，由于这种管片省去了接头螺栓和二次衬砌，使得盾构隧道的外径缩小，从而降低总的建设费用。本文在分析了盾构法隧道成本构成的基础上，总结了国内外众多的施工业绩，并结合现有的技术水平，从设计和施工技术的角度论述了如何进行成本缩减，从而达到降低工程造价的目的。

2 盾构隧道的成本构成

表1是对中、日两国盾构隧道建设成本的构成分析[7]，从中我们可以看出各主要项目在整个隧道建设成本中所占的比例。并且，还可发现构成费用的主体主要有这几大项:管片衬砌、机器设备、废土运输处理及竖井建造的防护费用。因此，本文对成本缩减研究的重点也在于此。

3 盾构隧道的成本缩减研究

3.1 管片和衬砌的成本缩减

3.1.1 合理的设计方法

盾构隧道的设计主要是针对管片和衬砌的设计，而目前应用较多的就是惯用设计法。惯用设计法是一种不考虑管片接头刚度降低而将其视作刚度均匀的圆环的设计方法，计算时假定土体随管片环的变形而产生地基反力。这种设计法由于没有考虑管片接头刚度的降低，因而计算出的结果相对来说要偏高。而梁—弹簧模型法[6]则是将管片环模拟为梁的构架(直梁或曲梁)，用旋转弹簧和剪切弹簧分别模拟管片接头和环间接头，将其弹性性能用有限元法进行构架分析，计算截面力。据认为，这种计算法是一种解释管片环承载机理的有效方法。

在某高速公路隧道的设计中，应用梁—弹簧模型法计算出的管片厚度为40～45cm，而采用惯用设计法计算出的则为50～65cm。可见，使用前者可以提高计算的精度，降低的管片厚度，一方面使得隧道断面缩小，另一方面则降低了制造费用。

3.1.2 二次衬砌的省略

盾构施工法中施作二次衬砌的作用在于:防腐、放水、防火、隧道内表面光滑、管片拼装蛇行修正以及隧道衬砌的补强作用。在确保衬砌强度和结构安全性的条件下，二次衬砌的省略，其优点主要有以下几点:

(1) 由于二次衬砌的省略，直接导致成本的降低;

(2) 由于二次衬砌的省略，工期得以缩短;

(3) 由于掘削断面的缩小，排出的弃土将会减少，从而使得机器设备、始发及到达竖井等的规模缩小。

3.1.3 增加管片宽度

通过增加管片的宽度，则沿隧道纵向管片接头的数目可以减少，从而管片的生产费用就会降低;在隧道长度不变的情况下，增加管片宽度，组装次数减少，日推进量增加，工期可以缩短;增加管片宽度，相应减少了隧道的环缝数量，不仅改善隧道的防水状况，而且还减少了接缝止水材料以及连接件的投资。但是，管片宽度的增加可能会出现这样的问题:由于管片环接头螺栓处产生的剪切力的作用，导致管片弯曲应力增加，并且主要集中于管片断面的边缘部位。对此，Y.TAYAGAKI[3]提出将加宽后的管片按错缝拼装使其具有很高的强度，以此来保证隧道的结构安全;另外，采取高强连接接头、管片边缘部位钢筋加密以及等分布置管片等措施，能很好的消除接头部位的应力集中。

转贴于 3.1.4 预应力高强管片的使用

这是一种新型的盾构隧道用管片，其作法是将在工厂制作的混凝土管片在盾构机后方组装成一个环，并将预应力钢绞线插入预先埋设在管片内的套管中进行张拉和锚固，从而形成一个预应力管片环，并具有无裂缝，以及真圆性、止水性、耐久性等均好的特点。

使用这种结构的优点在于:

(1) 由于省去了二次衬砌和减小了构件厚度，使盾构隧道的外径缩小，这样可以降低总的建设费用。

(2) 由于省去了管片之间、环之间的接头螺栓类，提高了施工性，有利于缩短工期。此外，由于接头部分省去了螺栓等金属物件，使得管片钢筋配置简单化。

(3) 不使金属物件露在表面，不仅提高了止水性也使内表面相对平滑，这对省去二次衬砌也具有很好的适应性。

3.2 机器设备的成本缩减

3.2.1 合理的盾构机选型

盾构机选型主要包括:盾构类型的选择，如泥水式还是土压式;盾构机具体结构的选择，如刀盘形式、刀头配置、开口位置及开口率、推进千斤顶的推进行程等。盾构机选型不仅直接关系到设备的购置费，更与造价的合理性有关。不合理的选型，一方面会因为设备的预留储备过多，设备的利用率低，从而造成设备购置费用占整个工程造价的比重过高，形成不必要的浪费;另一方面，如果所选盾构不具有很好的地层适应性，不仅会造成高能耗低产出，而且会造成工期的延误，从而最终导致工程造价的剧增。因此，合理而科学的盾构选型应结合拟建隧道的功能、总长度、埋深、地质条件、沿线地面建筑物、地下构筑物和管线等环境条件，以及对地表变形的控制要求等做综合的分析后决定，从而使得所选盾构产生最大的费效比。

3.2.2 特种盾构机的使用[7]

(1) 适应长距离掘进的盾构机

盾构掘进的长距离化，一方面有助于减少同时施工的盾构机台数，另一方面也有利于减少中间连接竖井的数量和进出洞时的地层改良次数，从而达到降低工程造价的目的。

(2) 适应断面形状变化的盾构机

地铁隧道大多是圆形的，在地铁建设过程中，往往会遇到两种不同断面形状的隧道在地中结合的情况(如地铁车站等处)。通常，都是在断面变化处建造竖井，并分别采用不同断面形状的盾构机来施工。无论是不同断面形状的盾构机的使用，还是中间连接竖井的建造，都势必造成整个施工成本的高涨。因此，应对的措施是采用断面形状可伸缩变化的特种盾构机。举例来说，就是当遇到地铁隧道与车站相连的情况时，在相邻车站间的隧道采用圆形盾构，而到达车站时，则两翼展开成三圆盾构进行车站的掘进;当遇到断面直径由大突变至小的情况，宜采用母子盾构机，并在变径处实现母、子盾构机分离。所有这些情况均只采用一台盾构来施工，而将中间的连接竖井省略掉，从而达到降低造价的目的。

3.2.3 高效高能切削刀具的使用

为了适应长距离化掘进，对于所选盾构机及其配套设备有如下的要求:

(1) 尽量减少损耗材料的更换次数

这里主要指的是切削刀具和密封材料的更换，减少它们的更换次数，就避免了更多的停工延误时间。同时，为了解决长距离推进过程中刀具的更换问题，一些制造厂商开始研制可在常压下能够随时安全、快速进行刀具更换的盾构机。最近，日本三菱重工与石川岛播磨重工已联合研制成功了一种新型盾构机，其刀盘采用“球体”技术，可旋转180°后，在大气压下更换刀具。

(2) 切削刀具耐久性的提高

耐久性的提高，主要有赖于刀盘、刀具材质的提高(如在刀具上镶嵌超硬合金刀头，对刀头磨损有明显的减轻);刀盘和刀具形状的合理选择;以及各种切削刀头的合理布置。此外，刀头的大型化也是提高耐磨性的必要手段之一。

(3) 施工材料和掘削土砂运输的高效化

长距离掘进，由于减少了中间竖井数，则运输距离相对延长。因此，对材料输送设备提出了新的要求，如设备的大容量化，以及运输的高效化。

3.3 竖井建造的成本缩减

一般来说，地铁隧道的总长度越长，则所需的地中结合竖井也越多。为此，竖井建造费和盾构机进出洞处的地层改良费也就越高。因此，合理地选择竖井数量及其结构形式，将直接关系到成本总量。为了尽量减少竖井建造的成本，可采取的有效措施包括:盾构掘进的长距离化，减少中间竖井的数量;采用特种盾构，使地中分叉、地中变径处的竖井得以省略;在操作空间得以保证的前提下，尽量减少竖井的建造面积。此外，选择合理的施工工法(地下连续墙、SMW工法、沉箱法)和竖井结构形式的选择(矩形、圆形)等也很重要，对此须做详细的技术经济比较。

3.4 施工高速化

高速化施工，可明显缩短工期，有助于降低设备维护费和人工费用，从而有利于总建设成本的降低。为达到高速施工的目的，可采取的措施有:

(1) 掘进速度的提高:即采取大功率、大容量的设备;

(2) 管片拼装的高效化:增加管片宽度，减少接头数量;简化接头形式，如改变螺栓式接头为插入式接头;

(3) 管片拼装和盾构掘进的同时进行;

(4) 运输高速化:包括运输设备大容量化和运输速度的提高。

4 结语

影响盾构隧道建造成本的因素有很多，如隧道长度、隧道埋深、隧道断面形状、隧道线性条件、盾构穿越地层的地质条件、隧道沿线的环境条件以及障碍物情况等。因此，盾构隧道的成本缩减研究要从多方面着手。本文则是在分析国内外众多工程实例的基础上，研究了盾构法隧道的成本构成，并结合现有的技术水平，从管片和衬砌、盾构机器设备、竖井建造和高速化施工等四个主要方面论述了如何进行成本缩减，从而达到降低工程造价的目的。此外，新技术的开发、新材料和新工艺的应用，正越来越成为降低建设成本的主要对策。

参考文献

[1]　关宝树.再谈降低地下铁道工程造价问题，地下铁道新技术文集[C].成都:西南交通大学，2003

[2]　张凤祥，杨宏燕，顾德昆等.对我国发展盾构技术的一点看法[J].岩石力学与工程学报，1999，18(5):611～614

[3]　Y.TAYAGAKI，A.YAMAGISHI，M.WATANUKI.翟进营译.增加盾构隧道管片宽度，提高经济效益[J].地下空间，2003，23(1):100～104

[4]　小泉淳.セグメントの新技术[M].土木工学社，平成12年2月

[5]　于宁.盾构隧道预应力管片的模型试验与计算方法的研究[D].同济大学博士学位论文，2004