土压平衡原理图
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。
土压平衡盾构掘进机
中心滚刀
盘形滚刀
切割刀
刀盘中心管三排滚柱轴承驱动马达人行闸门铰接纠偏 推进油缸纠偏油缸 拼装机整圆机构螺旋输送机皮带输送机
复合型土压盾构
2.3 泥水盾构及适应地层
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在盾构内设一道密封隔舱板，在泥水舱内充以压力泥浆支护开挖面土层， 平衡开挖面土层水、土压，形成不透水泥膜，泥土经刀盘切削搅拌和搅拌机搅 拌后，形成厚泥浆，用管道向地面处理场排送。
泥水加压盾构适用土层范围很广，从软弱粘土、砂土到砂砾层都可适用。 泥水加压式盾构适用于冲积形成砂砾、砂、粉砂、粘土层、弱固结的互层地基 以及含水率高开挖面不稳定的地层；洪积形成的砂砾、砂、粉砂、粘土层以及 含水很高固结松散易于发生涌水破坏的地层，是一种适用于多种土质条件的盾 构型式。但是对于难以维持开挖面稳定性的高透水性地基、砾石在基，有时也 要考虑采用辅助施工方法。
3、 盾构隧道衬砌结构和管片制作技术
3.1 盾构隧道衬砌分类和特点
按衬砌材料分: ⑴.铸铁管片
⑵.钢管片
⑶.钢筋混凝土管片(RC 管片) ⑷复合管片 按施工方法分: ⑴.拼装式管片
⑵.压注混凝土衬砌
⑶.二次衬砌 钢筋砼管片分类 1.箱型管片
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2.平板型管片
管片宽度: 0.7M~2.0M 管片厚度: 0.04~0.06D 管片分块: 4~10 块
3． 2 高精度混凝土管片制作和质量控制
管片生产常采用工厂化流水作业，管片生产需具备材料及产品堆场、钢筋 笼生产车间、搅拌站(点)、试验室、管片浇捣车间、锅炉房(或蒸汽热网)、管 片水中养护池、管片抗渗试验台架、管片精度测试台。 3.2.1 钢筋笼生产
钢筋笼必须采用电焊焊接成形，主筋节点间采用 E50 型焊条或采用焊缝强 度与钢筋相当的焊条，构造筋间或构造筋与主筋间可采用结 E43 型焊条。焊点 不得有损伤主筋的“吃肉”现象。除节点外，任何钢筋的长度方向均不得采用 焊接。钢筋笼应按先成片(由焊接台生产)后成笼(由焊接台车生产)的生产顺序 作流水作业。
钢笼网片圆弧方向的定位精度应控制在 0.5mm 以内；焊接台车的控制限位 板应严格按钢模尺寸制作；钢筋笼的整体制作精度必须控制在 2mm 以内；整个 生产过程中，钢筋笼不得粘有任何油渍。
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3.2.2 管片浇捣
管片浇捣宜采用插入式振捣器，若采用振动台或附着式振捣器生产时，因 管片表面的气泡直径及气泡量难以满足要求。因此，应采用插入式振捣器在钢 模侧壁部进行复振。
生产管片的混凝土坍落度应控制在 4cm 以内(外掺减水剂)。考虑到冬季施 工收水慢等因素，需作真空吸水时，在标准真空度条件下的吸水时间宜控制在 8min 以内。管片生产采用插入式振捣，且坍落度为 3cm 时的每立方米混凝振捣 时间宜控制在 7min 左右。 辅以目测(条件下)，确认已振捣密实。不宜过振， 当然也不能漏振。 3.2.3 蒸汽养护
管片宜采用蒸汽养护方式生产。蒸汽养护除需满足一般蒸养操作规程外， 还应注意以下几点：
① 管片振捣结束后，宜静养 2～3h，然后实施蒸汽养护。 ① 升温速度宜控制在 15℃/h 以内。 ① 降温速率宜控制在 10℃/h 以内。 ① 蒸养温度宜控制在 60～80℃。
⑤ 车间温度高于 30℃时，静养阶段的管片宜用养护罩保温，使管片核心 部的温度与外侧温度差缩小。
⑥ 脱模时的管片温度不宜超过室温 10℃。 ⑦ 管片脱模强度必须高于设计强度的 50%。
管片从钢模中脱模后，一般需在水中养护一周左右(通常为一周)，才能吊 出水池作露天养护，或者入库养护。为了使不同生产日期的管片一目了然，在 管片的端部应注明生产日期及管片的型号。
每天生产的管片每环至少应随机抽出一块标准块作抗渗试验，抗渗试验的 水压应施加在实际工程的迎水面一侧或者高水压一侧，水压的施加要求为
P 水=(稳压 4h) S i P 水=+0.2MPa (稳压 2h) S i 式中 i— 抗渗强度指标； W
通常取 i=6，8，10。
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3.2.4 管片精度测试及其保证体系
管片精度是管片的产品精度，管片精度的测试标准是：尺寸测量为面与面 的测量，弧长和弦长测量为面与面交点的测量，通常管片的宽度可以通过直接 量测而得，而弧长、弦长、直径、孔距等常需拼装成环后测试得出。为了保证 管片各要素的测试精度，常需借助高精度测试平台，把需测试的管片拼装成环 (三环以上并且须采用错缝拼装)，然后在缝隙中用塞尺测得实际间隙，由最大 间隙换算成管片的随机正负公差值。管片的测试数量以每 100 环测试一环为依 据。
为了保证每一块生产的管片均能符合精度要求，质检人员坚持每天量测钢 模的合模精度。通常、钢模的随机合模精度要求应高于管片精度 0.15mm。当单 块管片的公差要求为±0.5mm 时，则钢模的公差应为±0.35mm。常用的管片精 度要求为±0.5mm。 3.2.5 管片试拼装
管片试拼装分精度测试拼装与模拟拼装二种，管片试拼装必须在高精度平 台上实施，完整圆的高精度平台其加工费昂贵，通常可采用多点可调式平台代 替之。可调式平台的数量可根据圆环的直径而定，以 6m～10m 直径的圆环为例， 可调平台的数量可控制在 10～18 座为宜，有时也可按管片的分块数来定，例如 6 块分割的圆环可取 12 个平台。精度测试拼装时的环向螺栓(M27～M36，成环 螺栓)的预应力拧紧力矩来控制，拧紧力矩可控制在 200~250kN·m 之内。纵向 螺栓(环间螺栓)的预应力拧紧力矩可控制在 150～200kN·m 之间。
模拟拼装可在高精度平台上实施，模拟拼装为管片试生产后按隧道内的实 际拼装情况用工艺拼装，缝间常接实际情况粘贴有橡胶条和衬垫材料。模拟拼 装时的预应力拧紧力矩为：环向螺栓(M27～M36)250～350kN·m(涂减摩剂)，纵 向螺栓的预应力可适当减小。
4、 盾构进出洞技术及安全
盾构机的始发系指在始发竖井内利用临时组装的管片、反力台架等设备， 使盾构机离开台架经井壁上的进发口沿指定路线推进的一系列作业。
盾构机的到达系指盾构机从竖井外侧掘进进入竖井内台架上的一系列作业。
盾构进发和到达作业是盾构机掘进施工中最容易产生事故的两道工序。 4．1 盾构的始发与到达
根据拆除临时挡土墙方法和防止掘削面地层坍塌方法的不同，进发工法有 以下几种类型见下图和下表。
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盾构隧道施工技术及工程质量安全控制 - 图文
