第一部分：盾构规范施工要求及规定

一、施工场地

施工现场的场地应满足工作井、龙门吊、管片存放、浆液站、泥浆处理设施、材料、渣土堆放、充电间、供配电站、控制室、库房等生产设施用地和施工运输要求。

二、前期调查

对工程地质和水文地质调查，必要时补勘；对影响范围（2倍深度）内的建(构)筑物调查，必要时应鉴定；对地下障碍物、构筑物及管线等进行调查，必要时进行探查；对当地的环保要求与政策进行调查。

具体主要内容如下：

1、实地踏勘调查各种建(构)筑物的使用功能、结构形式、基础类型及其与隧道的相对位置等；

2、道路种类和路面交通情况；

3、工程用地情况，主要对施工场地及材料堆放场地、弃土场地、运输路线等做必要的调查；

4、施工用电和给水排水设施条件；

5、有关环境保护的法律法规。

三、盾构选型与配置：刀盘、推进液压缸、管片拼装机、螺旋输送机、泥水循环系统、铰接装置、渣土改良系统和注浆系统等。

四、盾构选型

①依据：

1、工程地质和水文地质勘察报告：地层岩性及分布状况、地层软硬程度、地下水位、地层渗透性等，同时要特别注意大粒径卵砾石地层、漂石、高灵敏度软土、松散沙层、软硬混合地层、地中障碍物、可燃及有害气体等；

2、隧道线路及结构设计文件：线路平纵断面(最小曲线半径、最大坡度)、建筑限界、隧道埋深、连续掘进长度、衬砌结构形式及分度参数等；

3、施工安全；

4、施工环境及其保护要求：工程周边的建(构)筑物状况、地下管线情况、道路交通状况、控制沉降要求。盾构施工过程中应注重对环境的保护，防止施工过程中产生的废弃物、噪声等对环境产生污染。对泥水平衡盾构而言，泥浆处理不彻底，泥浆中的悬浮或半悬浮状态的细土颗粒不能完全分离出来，弃浆量大，会对周围环境造成影响；

5、工期条件；

6、辅助施工方法；

7、类似工程施工经验。

②盾构施工段工程地质的复杂性主要反映在基础地质(主要是围岩岩性)和工程地质特性的多变方面。盾构选型时应综合考虑，并对不同选择进行风险分析后择其优者。从保持工作面的稳定、控制地面沉降的角度来看，使用泥水平衡盾构要比使用土压平衡盾构的效果好一些，特别是在江河湖等水域、存在密集的建(构)筑物，以及上软下硬的地层中施工时。采用泥水平衡盾构还可以降低地质变化差异大造成的施工风险。在特殊施工环境中，施工安全是盾构选型时的一项极其重要的因素。盾构选型的主要方法包括地层渗透系数法、地层颗粒级配法等。

③地层渗透系数法：当地层的渗透系数小于10-7m／s时，可选用土压平衡盾构；当地层的渗透系数为1．0×10-7m／s～1．0×10-4m／s时，既可以选用土压平衡盾构也可以选用泥水平衡盾构；当地层渗透系数大于1．0×10-4m／s时，宜选用泥水平衡盾构。对于渗水系数较大的地层，如果采用土压平衡式盾构施工，螺旋输送机“土塞效应”难以形成，螺旋输送机出渣会发生大量“喷涌”现象，这样对施工非常不利；同时土仓压力波动大，地面沉降很难控制。对于渗透系数较小的隧道，如果采用泥水平衡式盾构施工，主要制约因素是隧道渣土排放需要较长的管道，及需要昂贵的泥水处理设备，在环境要求高的场合还应采用渣土压滤设备，同时耗费大量的膨润土，工程造价较高。

④地层颗粒级配法：土压平衡盾构主要适用于粉土、粉质黏土、淤泥质粉土、粉砂层等地层的施工；砾石粗砂地层宜选用泥水平衡盾构施工；粗砂、细砂地层既可选用泥水平衡盾构，也可在土质改良后选用土压平衡盾构；含漂石、砂卵石地层宜选用土压平衡盾构。当岩土中的粉粒和黏粒的总量达到40％以上时，通常会选用土压平衡盾构，相反的情况则选择泥水平衡盾构比较合适。

五、刀盘

①应符合下列规定

1、盘结构的强度和刚度应满足工程要求；

2、刀盘结构形式应适应地质条件，刀盘面板应采取耐磨措施，刀盘开口率应能满足盾构掘进和出渣要求；

3、刀具的选型和配置应根据地质条件、开挖直径、切削速度、掘进里程、最小曲线半径及地下障碍物情况等确定；

4、刀盘添加剂喷口的数量及位置应根据地质条件、刀盘结构、刀盘开挖直径等确定。

②刀具配置方式

刀具的布置方式需要充分考虑工程地质情况，进行针对性设计，不同的工程地质特点，采用不同的刀具配置方案，以获得良好的切削效果和掘进速度。根据地质条件特点，可以大致分为四种地层：软弱土地层；砂层、砂卵石地层；风化岩及软硬不均地层；单纯的纯硬岩地层。

切刀和刮刀等切削类刀具一般适用于砂、卵石、黏土等松散地层。岩石强度较大时应配置滚刀。

1、软弱土地层：如南京、上海、杭州等地，其地质条件主要以淤泥、粘土和粉质粘土为主，在软弱土地层一般只需配置切削型刀具，如：切刀、周边刮刀、中心刀、先行刀和超挖刀。以南京地铁盾构为例，刀盘采用面板式结构，装有1把鱼尾形中心刀，120把切刀，16把周边刮刀及1把仿形刀。切刀安装在开口槽的两侧，覆盖了整个进碴口的长度。刮刀安装在刀盘边缘。由于刀盘需要正反旋转，因此切刀的布置也在正反方向布置，为了提高切刀的可靠性，在每个轨迹上至少布置2把。在周边工作量相对较大，磨损后对盾构切口环尺寸影响较大，在正反方向各布置了8把刮刀。考虑到刀盘的受力均匀性，刀具布置具有对称性。刀具安装采用螺栓固定，便于更换。在切刀或刮刀的刃口和刃口背面镶嵌有合金和耐磨材料，以延长刀具的使用寿命，切刀的破岩能力为20MPa，可以顺利地通过进出洞端头的加固地层。

2、砂层、砂卵石地层：如北京、成都其地质条件主要以砂，卵石地层为主，如遇到粒径较大的砾石或漂石，应配置滚刀进行破碎。在砂层、砂卵石地层施工时，需设置（宽幅）切刀、周边刮刀、先行刀（重型撕裂刀）、中心刀、仿形刀等刀具。切刀是主刀具，用于开挖面大部分断面的开挖；周边刮刀也称保径刀，用于切削外周的土体，保证开挖断面的直径；先行刀在开挖面沿径向分层切削，预先疏松土体，降低切刀的冲击荷载，减少切削力矩，同时重型撕裂刀用于破碎强度较低和粒径较小的卵石和砾石；中心刀用于开挖面中心断面的开挖，起到定心和疏松部分土体的作用；仿形刀用于曲线开挖和纠偏。滚刀用于破碎粒径较大的砾石或漂石。

3、风化岩及软硬不均地层：如广州、深圳，上软下硬、地质不均的复合地层，且局部岩石的单轴抗压强度较高（150-200Mpa），除配置切削型刀具外包括宽幅切刀、先行刀，还需配置滚刀，因而刀盘结构相对复杂。对于岩层首先通过滚刀进行破岩，且滚刀的超前量应大于切刀的超前量，在滚刀磨损后仍能避免切刀进行破岩，确保切刀的使用寿命。在曲线半径小的隧道掘进时，为了保证盾构的调向和避免盾壳被卡死，需要有较大的开挖直径，因此刀盘上需配置滚刀型的仿形刀（或超挖刀，超挖量50mm左右）。

4、单纯的纯硬岩地层：如秦岭1线隧道，隧道断面范围内以混合片麻岩和混合花岗岩两种岩石为主，刀具全部选用滚刀，无任何齿刀。有时，在刀盘面板周边开口处配备刮碴刮刀板。

在复合地层施工中，刀具配置的差异性主要表现在滚刀和先行刀的配置数量和刀具的高度、组合高度差等方面。海瑞克公司刀盘滚刀和固定先行刀高出面板175mm和140mm，而日系盾构刀盘滚刀和固定先行刀高出面板90mm和70mm。两种刀具的高差为35mm和20mm，前者的设计较好，具体表现为刀具高对防止泥饼的形成有利，高度差大有利于破岩。滚刀的刀间距过大和过小都不利于破岩，间距过大，滚刀间会出现“岩脊”现象，间距过小，滚刀间会出现小碎块现象，降低破岩功效。在复合地层中周边滚刀的间距一般小于90mm，正面滚刀的间距为100～120mm （参照国内外施工实例，岩石强度高时，滚刀的间距应控制在70～90mm的范围内比较合理），滚刀总刃数在40左右(一般选择单刃滚刀）。

③面板式与幅条式的特点

砂土、粉土和黏性土地层宜采用辐条式结构或开口率较大的面板式结构，复合地层宜采用面板式结构。泥水平衡盾构一般采用面板式刀盘，土压平衡盾构根据工程地质可选用面板式或辐条式刀盘。

采用面板式刀盘时，由于渣土经刀盘面板的开口进入开挖仓，开挖仓内的土压力与开挖面的土压力之间产生压力降，其大小受面板开口的影响不易确定，从而使得开挖面的土压力不易控制。由于受面板开口率的影响，渣土进入开挖仓不顺畅、易粘结和易堵塞。面板式刀盘的优点是通过刀盘的开口可以限制进入开挖仓的卵石粒径，在风化岩及软硬不均地层或上软下硬地层掘进时，应采用面板式刀盘。

辐条式刀盘渣土流动顺畅，不易粘结和堵塞。由于没有面板的阻挡，渣土从开挖面进入开挖仓时没有土压力的衰减，开挖面土压等于测量土压，因而能对土压进行有效的管理，能有效地控制地面沉降。因此，辐条式刀盘对单一软土地层的适应性比面板式刀盘好。

面板式：优点是开口率较小，软土口开口率一般在45%左右，复合地层开口率在30%左右，面板开口小，强度高，易于刀具布置，对正面土体支撑效果较好，土压波动小；缺点是传感器对正面土体的压力反映不够准确，渣土进入土仓相对困难。

幅条式：优点是开口率大，渣土易进入土仓，不易形成泥饼，刀盘不易被堵，正面土压能较准确的反映；缺点是正面土压波动较大，容易引起地表沉降，刀盘比较薄弱，不易满足复合地层刀具的布置和刀盘本身刚度的要求。

目前复合式盾构开口率基本趋于一致，在30%左右，重点保证刀盘中心开口率，刀盘总重量在56吨左右；软土盾构刀盘在20吨左右。

④刀盘驱动

六、测量

包括地面控制测量、联系测量、隧道内控制测量、掘进施工测量、贯通测量和竣工测量。

①地面控制测量

平面控制网(导线)测量技术要求

高程控制网(水准)测量技术要求

②联系测量

包括地面近井导线测量和近井高程测量、工作井定向测量和导入高程测量，以及隧道内近井导线测量和近井高程测量等。

盾构隧道贯通前的联系测量次数不应少于3次，宜在隧道掘进至100m、1／3贯通长度和距贯通面150m前分别进行一次。当贯通长度超过1500m时，应增加联系测量次数或采用高精度联系测量方法，提高联系测量精度。

③隧道内控制测量

包括隧道内施工导线测量、施工控制导线测量和隧道内施工水准测量、施工控制水准测量。

控制网宜为支导线和支水准路线，当有联络通道时，应形成附合路线或结点网。直线隧道的导线平均边长宜为150m，曲线隧道的导线平均边长宜为60m，相邻的长短边边长比不应大于3。水准点宜按每200m间距设置1个。

在隧道贯通前，隧道内控制导线和控制水准测量不应少于3次。重合点坐标较差应小于30mm×l d／L d，高程较差应小于10mm，且应采用平均值作为测量结果。

④掘进施工测量

采用极坐标法放样隧道中心线和盾构基座的位置、方向，应利用水准测量方法测设隧道高程控制线以及基座坡度，坐标和高程放样中误差为±5mm；

反力架和洞门圈位置应采用三维放样方法放样，反力架安装后和洞门浇筑前应对其经过设计中心的竖直和水平位置进行复测，并应提供相应里程的坐标或与中心的距离，放样和复测中误差应为±10mm。

盾构就位后应采用人工测量方法测定盾构的初始姿态，人工测量与盾构导向系统测量较差不应大于2m(m为点位测量中误差)。

盾构测量标志点应牢固设置在盾构上，且不应少于3个，标志点可粘贴反射片或安置棱镜；

盾构姿态测量：横向偏差、竖向偏差、俯仰角、方位角、滚转角和切口里程。

管片拼装后，应进行盾尾间隙测量。

壁后注浆完成后，宜进行衬砌环测量，包括衬砌环中心坐标、底部高程、水平直径、竖直直径和前端面里程，测量中误差为±3mm。

⑤贯通测量

隧道贯通后应进行贯通测量，测量内容包括隧道的纵横向和高程贯通误差。

⑥竣工测量

包括隧道轴线平面偏差、高程偏差、衬砌环椭圆度和隧道纵横断面测量等。

地铁、铁路隧道应在直线段每10环、曲线段每5环测量1个横断面，横断面上的测点位置、数量应按设计要求确定；

横断面测量中误差应为±10mm。

七、盾构组装与调试

组装前的准备工作：

1、根据盾构部件情况和场地条件，制定组装方案；

2、根据部件尺寸和重量选择组装设备；

3、核实起吊位置的地基承载力。

组装后，先进行各系统的空载调试，然后进行整机空载调试。

八、盾构现场验收

盾构验收在试掘进后进行。根据盾构实际运转状况、掘进状况对照约定的验收考核内容及指标，由盾构设计、制造和使用方共同进行评估，达到设计制造和约定的技术要求后，履行验收手续，完成盾构验收。

验收项目包括下列内容：

1、盾构壳体

盾构壳体的外径和长度符合设计要求，盾壳表面平整。在盾构掘进液压缸活动范围内，盾尾内表面平整，无突出焊缝，盾尾椭圆度在允许的范围内。

2、刀盘

刀盘连接用的高强度螺栓按盾构制造厂家的设计要求配置，使用扭力扳手检查达到设计扭矩值，采用焊接形式时符合设计要求。刀盘空载运行各档正向、反向各15min，各减速机及传运部分无异常响声。集中润滑系统进行流量和压力测试，各润滑部件受油情况达到设计要求。刀具装配牢固，不得出现松动，刀具硬质合金焊接可靠坚固，且不得有裂纹。

3、管片拼装机

拼装机空载测试时，各部件的行程、回转角度、提升距离、平移距离、调节距离符合设计要求，各系统的工作压力满足设计要求；负载测试时，拼装机作回转、平移、提升、调节等动作运行平稳，回转运动停止可靠，各滚轮、挡轮安装定位准确、安全可靠，各系统的工作压力正常。

4、螺旋输送机(土压平衡盾构)

螺旋输送机在掘进过程中进行验收，驱动部分负载运转平稳，不应有卡死或异常响声，液压工作压力小于设计值。手动调节比例阀时，螺旋输送机的转速有相应变化。螺旋输送机伸缩液压缸、前后仓门的相关传感器灵敏度符合设计要求。

5、皮带输送机(土压平衡盾构)

皮带输送机空载测试时，不应有皮带跑偏现象。负载测试时，运转平稳，无振动和异常响声，全部托辊和滚筒均运转灵活。

6、泥水输送系统(泥水平衡盾构)

泥水输送系统的各泵压力、流量符合设计要求，电气系统操作灵敏、可靠、安全。

7、泥水处理系统(泥水平衡盾构)

根据地质情况设计泥水处理系统，处理能力满足盾构掘进要求，分离效果应环保节能。

8、同步注浆系统

同步注浆系统的搅拌机安装完毕，管路布置合理。

9、集中润滑系统

集中润滑系统的管路布置合理，润滑部位无油脂溢出，循环开关动作次数达到设计值。

10、液压系统

液压系统的管路配管布置合理，泵组工作声音正常，无异常振动；各系统的调定压力符合设计要求，空载压力正常；系统工作的泄油压力正常；各传感器、压力开关、压力表等工作正常；系统经耐压试验，无泄漏；系统处于工作状态时，油箱温度正常。

11、铰接装置

铰接液压缸的配管线路、阀组等布置合理，状态良好，伸缩动作状况、动作控制和行程良好，工作压力符合设计要求；密封装置集中润滑工作正常，密封圈充满油脂。

12、电气系统

电气系统通电前验收内容包括：电器型号、规格符合设计要求；高、低压箱柜等符合要求；电器安装牢固、平正；电器接地符合设计要求；电器和电缆绝缘电阻符合安全标准。

通电后验收内容包括：操作动作宜灵活、可靠；电磁器件无异常噪声；线圈及接线端子温度不超过规定值。

13、渣土改良系统；

渣土改良系统的泡沫泵性能符合设计要求，运转状况正常，积压式输送泵能力符合设计要求，管路布置连接正确。

14、盾尾密封系统。

盾尾密封系统的密封刷安装质量和密封油脂注入泵性能符合设计要求，运转正常。

当盾构各系统验收合格并确认正常运转后，方可开始掘进施工。

九、盾构掘进前准备工作

盾构掘进施工前，应完成下列工作：

1、复核各工作井井位里程及坐标、洞门圈制作精度和安装后的高程和坐标；

2、盾构基座、负环管片和反力架等设施及定向测量数据的检查验收；

3、管片储备；

4、盾构掘进施工的各类报表；

5、洞口前土体加固和洞门圈密封止水装置检查验收。

十、盾构始发施工节点检验内容

1、工作井已按设计要求完成并通过验收，其标高、轴线、结构强度等各项技术参数符合设计和规范要求并能满足盾构施工各阶段受力要求（端头井结构尺寸和洞门中心已复核且符合设计要求）；

2、盾构推进、始发/到达方案已审批，监理细则已编制审批；

3、测量、监测方案已审批，监测控制点已按监测方案布置好，且已测取初始值；

4、井下控制点已布设且固定；

5、要求的各项端头措施（端头加固、降水、冷冻等）已经完成，各项指标已经达到设计要求并有检测报告；

6、洞门探孔未发现异常情况并满足始发/到达要求；

7、始发/接收架已经设计验算，结构强度满足要求；

8、施工现场技术交底（含铬施工工艺和步骤）已按要求完成；

9、人员、机械、材料按要求到位（盾构以及大型起重设备拼装到位，并通过政府监督部门验收）；

10、对本工程潜在的风险进行辨识和分析，有针对性、可操作性的应急预案编制完成并落实抢险设备、材料、人员、方案等；

11、已落实设计及规范规定的其他要求。

十一、盾构始发

①始发前，对洞门外经改良后的土体进行质量检查，合格后方可始发掘进；

②制定洞门围护结构破除方案，并应采取密封措施保证始发安全；

③始发掘进前，反力架应进行安全验算；

④当负环管片定位时，管片环面应与隧道轴线相适应。拆除前，应验算成型隧道管片与地层间的摩擦力，并应满足盾构掘进反力的要求；

⑤当分体始发掘进时，应保护盾构的各种管线，及时跟进后配套设备，并应确定管片拼装、壁后注浆、出土和材料运输等作业方式；

⑥盾尾密封刷进入洞门结构后，应进行洞门圈间隙的封堵和填充注浆。注浆完成后方可掘进。

十二、掘进

①掘进：始发、掘进和接收阶段。

②试验段：盾构起始段50m～200m。应根据试掘进情况调整并确定掘进参数。

③根据横向、竖向偏差和滚转角偏差，应采取措施调整盾构姿态，并防过量纠偏。

④掘进中遇到下列情况之一时，应及时处理：

1、盾构前方地层发生坍塌或遇有障碍；

2、盾构壳体滚转角达到3°；

3、盾构轴线偏离隧道轴线达到50mm；

4、盾构推力与预计值相差较大；

5、管片严重开裂或严重错台；

6、壁后注浆系统发生故障无法注浆；

7、盾构掘进扭矩发生异常波动；

8、动力系统、密封系统和控制系统等发生故障。

⑤土压盾构

1、开挖渣土应充满土仓或充填气压补充，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、盾构姿态以及始发掘进阶段的经验，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、根据工程地质和水文地质条件，向刀盘前方及土仓注入添加剂，渣土应处于流塑状态。

5、保持土仓压力的目的是控制地表变形和确保开挖面的稳定。如果土仓压力不足，可能发生开挖面漏水或坍塌；如果压力过大，会引起刀盘扭矩或推力的增大而导致掘进速度下降或开挖面隆起。土仓压力是利用开挖下来的渣土填充土仓和气体等平衡介质来建立的，根据地层情况确定土仓内渣土量，通过使开挖的渣土量与排出的渣土量相平衡的方法来保持。因此，根据地层特性和盾构掘进中所产生的地表变形、刀盘扭矩、推力和掘进速度等变化及时调整土仓压力。根据地层自稳能力和土仓压力的变化及时观测并适当地控制螺旋输送机的转速。

6、可从盾构掘进两环以上的状态测量资料分析出盾构掘进趋势，并通过地表变形量测数据判定预设的土仓压力的准确程度，从而调整掘进参数，制定出当班的盾构掘进指令。盾构掘进指令包括每环掘进时的盾构姿态纠偏值、注浆压力与每环的注浆量、管片类型、最大掘进速度和油缸行程差、最大扭矩、螺旋输送机的最大转速等。

7、根据盾构穿越的地层条件，可有选择地向土仓内适当注入泥浆或水、泡沫剂、聚合物等添加剂，以改良仓内土质，使其保持一定程度的塑性流动状态。其中，因岩石地层以及岩、土混合地层含泥量小，开挖下来的渣土流塑性差，形成对开挖面支撑和止水作用的平衡压力效果差，并且地层和渣土对刀盘、刀具和螺旋出土机构的磨损大，因此盾构掘进中应采取渣土改良措施，向刀盘前、土仓内和螺旋输送机内注入添加剂，以改善渣土的流塑性，稳定工作面和防止喷涌，并降低对刀盘、刀具和螺旋出土机构的磨损。

⑥泥水盾构

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。

2、根据工程地质条件，经试验确定泥浆参数，应对泥浆性能进行检测，并实施泥浆动态管理。

3、根据隧道工程地质与水文地质条件、隧道埋深、线路平面与坡度、地表环境、施工监测结果、盾构姿态和盾构始发掘进阶段的经验，设定盾构刀盘转速、掘进速度、泥水仓压力和送排泥水流量等掘进参数。

4、泥水管路延伸和更换，应在泥水管路完全卸压后进行。

5、泥水分离设备应满足地层粒径分离要求，处理能力应满足最大排渣量的要求，渣土的存放和运输应符合环境保护要求。

6、泥浆管理主要包括泥浆制作、泥浆性能检测，进排泥浆压力、排渣量的计算与控制，泥浆分离等。

7、根据开挖面地层特性合理确定泥浆参数，宜进行泥浆配合比试验。泥浆性能包括物理稳定性、化学稳定性、相对密度、黏度、含砂率、pH 值等。为了控制泥浆特性，特别是在选定配合比和新浆调制期间，对上列泥浆性能进行测试。在盾构掘进中，泥浆检测的主要项目是相对密度、黏度和含砂率。

8、根据地层条件的变化以及泥水分离效果，需要对循环泥浆质量进行调整，使其保持在最佳状态。调整方法主要采用向泥水中添加分散剂、增黏剂、黏土颗粒等添加剂进行调整，必要时须舍弃劣质泥浆，制作新浆。

9、泥水平衡盾构掘进施工的特征是循环泥浆，用泥浆维持开挖面的稳定，又将开挖渣土与泥浆混合用管道输送出地面。要根据开挖面地层条件，地下水状态、隧道埋深条件等对排土量、泥浆质量、进排泥浆流量、排浆流速进行设定和管理。

泥浆压力的设定与管理：根据开挖面地层条件与土水压力合理地设定泥浆压力。如果泥浆压力不足，可能发生开挖面的坍塌；泥浆压力过大，又可能出现泥浆喷涌。保持泥浆压力在设定的范围内，一般压力波动允许范围为±0.02MPa。

排土量的设定与管理：为了保持开挖面稳定和顺利地进行掘进开挖，排土量的设定原则是使排土与开挖的土量相平衡。理论开挖土量可用掘进距离与开挖面面积乘积得出；实际开挖量为排浆量与进浆量的差值。排土量可用在盾构配备的流量计和密度计进行检测，通过采集数据进行计算，即排浆流量与相对密度的乘积减去进浆流量与相对密度的乘积。泥水平衡主要是流量平衡和质量平衡。

通过计算求出偏差，以检查开挖面状态，也可据此推断开挖面的地层变化。

10、当掘进过程遇有大粒径石块进入泥水仓内，将其破碎或处理，防止其堵塞管道。

⑦当盾构因故停止掘进时，根据停止时间长短、开挖面地层、隧道埋深、地表变形等条件，对开挖面进行保压或加固，对盾尾与管片间的空隙进行嵌缝密封处理。可在盾构支承环环面与已拼装的管片环面间加设支撑，防止盾构后退。对于泥水平衡盾构还应关闭泥浆管阀门，保持压力以稳定开挖面，必要时对泥水仓进行补液。

⑧盾构空推时，根据已建结构断面尺寸、隧道线型等条件，合理设计施作底部导台。导台可选用素混凝土、钢筋混凝土、钢结构等结构形式，并在导台基面预埋安装导向轨。导台结构的承载力满足盾构空推施工要求，防止盾构穿越时导台发生变形，对管片结构质量和轴线控制产生影响。盾构空推前进时，应提供充足的顶推反力，以保证管片拼装质量和管片防水效果。管片壁后填充材料和工艺应满足设计要求，达到填充密实、固结及时、强度满足、防水有效的要求，以保证管片结构稳定，受力均匀，防止产生管片变形、错台、偏位、渗漏水等质量问题。

⑨管片上浮、偏移、大范围错台是受工程地质和水文地质条件、盾构掘进控制、管片拼装质量、壁后注浆效果等各种因素综合作用形成的，但管片上浮和偏移的外部条件主要是盾构与地层间的开挖间隙的存在和地下水产生的整体浮力造成的。在饱和软土地层盾构掘进时，通过同步注浆使用“厚浆”浆液等同步注浆材料，以及采用多次补浆等方法，已使此现象得到了较好控制。而富水硬岩地层，盾构管片上浮、偏移和大范围错台、裂缝的出现，较难控制，成为盾构隧道质量控制的重点。

⑩盾构在富水硬岩地层掘进时，通常采取必要的堵水或排水措施，减小地层水压力对管片稳定性的影响，以及地下水量对壁后浆液的稀释和冲蚀作用，管片壁后注浆选择凝结速度快、后期强度高、遇水不易稀释或离析的浆液材料和工艺方法，以及根据地层条件和监控量测结果，及时进行管片壁后补充注浆。

十三、盾构姿态控制

①通过调整盾构掘进液压缸和铰接液压缸的行程差控制盾构姿态；

②实时测量盾构里程、轴线偏差、俯仰角、方位角、滚转角和盾尾管片间隙，应根据测量数据和隧道轴线线型，选择管片型号；

③对盾构姿态及管片状态进行测量和复核，并记录；

④纠偏时应控制单次纠偏量，应逐环和小量纠偏，不得过量纠偏；

⑤根据盾构的横向和竖向偏差及滚转角，调整盾构姿态可采取液压缸分组控制或使用仿形刀适量超挖或反转刀盘等措施；

⑥当地铁隧道平面曲线半径小于等于350m、其他隧道小于等于40D(D为盾构外径)时，盾构宜配备铰接系统和超挖刀系统；

⑦当偏差过大时，在较长距离内分次限量逐步纠偏。纠偏时需防止损坏已拼装的管片和防止盾尾漏浆；

⑧盾构掘进施工中，经常测量和复核隧道轴线、管片状态及盾构姿态，发现偏差应及时纠正。应采用调整盾构姿态的方法来纠偏，纠正横向偏差和竖向偏差时，采取分区控制盾构掘进液压缸的方法进行纠偏；纠正滚动偏差时采用改变刀盘旋转方向、施加反向旋转力矩的方法进行纠偏；曲线段纠偏时可采取使用盾构超挖刀适当超挖增大建筑间隙的办法来纠偏。

十四、开仓作业

①预先确定开仓作业的地点和方法，并做好相关准备工作。开仓作业地点宜选择在工作井、地层较稳定或地面环境保护要求低的地段。

②开仓作业前，应对开挖面稳定性进行判定。当在不稳定地层开仓作业时，应采取地层加固或压气法等措施，确保开挖面稳定。

③气压作业前，应完成下列准备工作：

1、应对带压开仓作业设备进行全面检查和试运行；

2、应配置备用电源和气源，保证不间断供气；

3、应制定专项方案与安全操作规定；

4、气压作业前，开挖仓内气压必须通过计算和试验确定。

④气压作业应符合下列规定：

1、刀盘前方的地层、开挖仓、地层与盾构壳体间应满足气密性要求；

2、应按施工专项方案和安全操作规定作业；

3、应由专业技术人员对开挖面稳定状态和刀盘、刀具磨损状况进行检查；

4、作业期间应保持开挖面和开挖仓通风换气，通风换气应减小气压波动范围；

5、进仓人员作业时间应符合国家现行标准《空气潜水减压技术要求》GB／T 12521和《盾构法开仓及气压作业技术规范》CJJ 217的规定。

⑤气压作业具有较高的危险性，有如下明确规定。

1、地层、开挖仓和地层与盾构壳体间满足气密性要求是为了保证开挖仓内气压不会随作业时间而降低，造成失稳。

2、气压作业顺序一般为先除去土仓中的泥水、渣土，必要时支护正面土体和处理地下水，然后人员进入仓内进行作业。

3、刀具检查时，需清除刀头上粘附的砂土，确认需更换的道具。

4、保持开挖面和开挖仓空气新鲜是保证进仓人员安全的重要条件。

5、由带高压氧舱科室的医院对进仓作业人员进行身体适应状况检查，体检合格后方可进仓施工。带压进仓作业时间，当压力不大于0.36MPa 时，应按现行行业标准《盾构法开仓及气压作业技术规范》CJJ217的有关规定执行；当压力大于0.36MPa时，应按现行国家标准《空气潜水减压技术要求》GB／T12521的有关规定执行。

⑥记录：包括仓内情况、设备状况、刀具编号、原刀具类型、刀具磨损量、刀具运行时间、更换原因、更换刀具类型、位置、数量、更换时间和作业人员等。

十五、盾构接收

①盾构接收：常规接收、钢套筒接收和水(土)中接收。

②盾构接收前，应对洞口段土体进行质量检查，合格后方可接收掘进。

③当盾构到达接收工作井100m时，应对盾构姿态进行测量和调整。

④当盾构到达接收工作井10m内，应控制掘进速度和土仓压力等。

⑤盾构接收时，由于盾构开挖仓压力降低，管片间压紧力也相应减小，因此需采取措施使环缝挤压密实。一般采用隧道纵向拉紧装置。

⑥盾构主机进入接收工作井后，应及时密封管片环与洞门间隙。

⑦为防止由于盾构推力过大以及盾构开挖面前方土体挤压而损坏工作井洞口门结构，当开挖面离洞门10m起保证出土量，开挖面离洞门结构30cm～50cm时盾构停止掘进，并使开挖仓压力降到最低值，以确保洞门破除施工安全。

十六、调头、过站和空推

①调头和过站前，应进行施工现场调查、编制技术方案及现场准备工作。调头和过站设备应满足安全要求。

②调头和过站时应有专人指挥，专人观察盾构的移动状态，避免方向偏离或碰撞。

③掉头和过站后应完成盾构管线的连接工作，连接后应重新调试。

④盾构空推应符合下列规定：

1、导台或导向轨道水平和竖直方向的精度应满足设计要求；

2、应控制盾构推力、速度和姿态，并应监测管片变形；

3、应采取措施挤紧管片防水密封条，并应保持隧道稳定。

十七、盾构解体

①盾构解体前，应制定解体方案，并应准备解体使用的吊装设备、工具和材料等。

②盾构解体前，应对各部件进行检查，并应对流体系统和电气系统进行标识。

③对已拆卸的零部件应进行清理。

十八、特殊地段施工

①盾构进入下列特殊地段时，应采取施工安全措施

1、覆土厚度不大于盾构直径的浅覆土层地段；

2、小半径曲线地段；

3、坡度大于30‰的地段；

4、地下管线和地下障碍物地段；

5、建(构)筑物的地段；

6、隧道净间距小于0.7倍盾构直径的地段；

7、水域地段；

8、地质条件复杂地段、砂卵石地段以及岩溶地段；

9、存在有害气体地段。

②特殊地段施工应符合下列规定：

1、应查明和分析地质状况和隧道周边环境状况，并应制定专项施工技术措施和应急预案；

2、根据隧道所处位置与地层条件，应合理设定开挖面压力，并应控制地层变形；

3、根据隧道所处位置与工程地质和水文地质的条件，应确定壁后注浆的材料、压力和注浆量，在施工过程中应根据量测结果及时调整；

4、应对地表、建(构)筑物、管线等变形进行监测分析，并应根据监测结果及时调整掘进参数。

③小半径曲线地段施工应符合下列规定：

1、应控制推进液压缸行程差、盾尾间隙等参数；

2、应控制推进反力引起的管片环变形、移动等；

3、当使用超挖装置时，应控制超挖量；

4、壁后注浆应选择体积变化小、早期强度高、速凝型的注浆材料；

5、应提高施工测量频率；

6、应采取防止后配套设备脱轨或倾覆的措施；

7、应采取防止管片错台或开裂的措施。

④大坡度地段施工应符合下列规定：

1、当选择牵引机车时，应进行必要的计算，车辆应采取防溜车措施；

2、上坡时，应加大盾构下半部分推力，对后配套设备应采取防脱滑措施；

3、下坡时，应加强盾构姿态控制，可利用辅助液压缸等防止盾构栽头；

4、壁后注浆宜采用收缩率小、早期强度高的注浆材料。

⑤地下管线与地下障碍物地段施工应符合下列规定：

1、查明地下管线和障碍物的类型、位置、允许变形值等，并应制定专项施工方案；

2、对受施工影响可能产生较大变形的管线，应根据具体情况进行保护；

3、应及时调整掘进速度和出渣量；

4、当从地面处理地下障碍物时，应选择合理的处理方法，处理后应进行回填；

5、当在开挖面拆除障碍物时，可选择气压作业或加固地层的施工方法，应控制地层的开挖量，并应配备所需的设备及设施。

⑥建(构)筑物地段施工应符合下列规定：

1、施工前，应对建(构)筑物地段进行详细调查，评估施工对建(构)筑物的影响，并应采取相应的保护措施，控制地表变形；

2、根据建(构)筑物基础与结构的类型、现状和沉降控制值等，可采取加固、隔离或托换等措施；

3、应加强地表和建(构)筑物变形监测及反馈，及时调整盾构掘进参数；

4、壁后注浆应使用快凝早强注浆材料。

⑦当隧道净间距小于0．7倍盾构直径时，施工应符合下列规定：

1、施工前，应分析施工对既有隧道的影响，或隧道同时掘进时的相互影响，并应采取相应的施工措施；

2、施工时，应控制掘进速度、开挖仓压力、出渣量和注浆压力等；

3、对既有隧道应加强监测，根据反馈调整盾构掘进参数；

4、可采取加固隧道间的土体，在既有隧道内支设钢支撑等辅助措施控制地层和隧道变形。

⑧水域地段施工应符合下列规定：

1、应查明工程地质、水文地质条件和河床状况，并应设定适当的开挖面压力，应加强开挖面管理与掘进参数控制；

2、应配备足够的排水设备与设施；

3、应采用快凝早强注浆材料，加强壁后同步注浆和二次注浆；

4、穿越前，应对盾构密封系统进行全面检查和处理；

5、应根据地层条件预测刀具和盾尾密封的磨损，制定更换方案；

6、应采取防止对堤岸和周边建(构)筑物影响的措施。

⑨地质条件复杂地段、砂卵石以及岩溶地段施工应符合下列规定：

1、应根据穿过地段的地质条件，合理选择刀盘形式和刀具形式及组合方式和数量；

2、应在掘进中加强刀具磨损的检测，并应采取刀具保护措施；

3、应根据地质条件、地下水状况和地表沉降控制要求等选择掘进模式，掘进模式的转换宜采用局部气压模式作为过渡模式，并应在地质条件较好地层中完成；

4、当采用土压平衡盾构通过砂卵石地段时，应进行渣土改良；

5、当采用泥水平衡盾构通过砂卵石地段时，应根据砾石含量和粒径确定破碎方法和泥浆配合比；

6、当在软硬不均地层掘进时，应采取措施控制地表变形；

7、当在富水砂层掘进时，应加强注浆控制和渣土改良，并快速通过；

8、当通过断层破碎带时，可采取超前加固措施，并加强对地下水的控制；

9、当遇有大孤石影响掘进时，应采取措施处理；

10、对掘进施工影响范围内的岩溶和洞穴，应采取注浆等措施处理。

⑩存在有害气体地段施工应符合下列规定：

1、施工前应对盾构密封系统进行全面检查和处理；

2、施工中应加强通风换气，必要时可采取提前排放等措施；

3、应对有害气体进行监测预警；

4、当存在易燃易爆气体地段施工时，相关设备应满足防爆要求。

十九、管片及拼装质量控制

①管片类型按照材质可分为钢筋混凝土管片、纤维混凝土管片、钢管片、铸铁管片、复合管片等；按照构造可分为平板型、箱型等；按照衬砌环适用线性的组合方式可分为普通环管片、通用环管片；按照有无楔形设计可分为楔形环管片、标准环管片。

②管片排版包括两阶段：一是施工前，根据设计轴线的走向和管片的几何特征，对管片进行预先统筹安排，称为管片的设计排版，用以确定管片类型、组合方式、各类型管片的使用数量等；二是施工过程中，根据现场实测的盾构姿态、趋势和管片姿态，对设计排版进行修正，确定新的排版方案。

盾构隧道平、竖曲线的线路可以通过以下三种管片衬砌组合来拟合：①标准环＋左转弯环＋右转弯环，国内使用较为普遍；②左转弯环＋右转弯环；③通用环，我国南方地区使用较多，有不断拓宽使用的趋势。

③管片拼装方式分为通缝拼装和错缝拼装。通缝拼装能够使衬砌结构获得较好的柔性，在良好地层中，能够充分调动周围土体的抗力，在保证衬砌结构满足使用要求的情况下，使衬砌设计更加经济合理，但在变形量大的软弱土体中或环境条件复杂的特殊地段，采用此种拼装方式衬砌结构

容易发生较大变形。错缝拼装能够使衬砌环接缝刚度分布均匀，提高了管片环纵向刚度，减小管片接缝和整体结构的变形，利于防水质量，但截面内力也相应增大。错缝拼装时，管片环、纵缝相交处仅三缝交汇，相对于通缝拼装的环、纵缝十字形相交，在接缝防水上较易处理。因此在防水要求较高(如水域隧道)或软土地区盾构法隧道中，通常采用错缝拼装。

④管片在地面上按拼装顺序和管片类型排列堆放。堆放场地基面需进行硬化处理，平整坚实，达到管片堆放荷载的承载力要求，防止发生差异沉降或沉陷，而导致堆放管片倾覆或地面塌陷等事故发生。

隧道轴线和高程允许偏差：±50mm；

衬砌环椭圆度：±5‰；

衬砌环内错台：5mm；

衬砌环间错台：6mm。

二十、管片修补

①缺角、崩角管片修补方法（顶部管片）

修补材料：

1、渗透性聚合物水泥修补砂浆；

2、高渗透改性环氧防腐涂料；

3、白水泥；

4、细砂；

5、聚合物水泥修补砂浆乳液。

修补方式：

1、对缺损部位凿锚处理，用钢丝刷清除破损部位的残渣，用水清洗干净；

2、按照乳灰比1：6拌合聚合物砂浆，分层进行修补，每层厚度控制在15mm以内，分层修补时间间隔6～7小时；

3、面层涂刷3～5mm厚砂浆，砂浆使用高渗透改性环氧防腐涂料、白水泥、细砂按1：5：10进行配色。

②大块崩角管片修补方法（侧面、底面的部位）

修补材料：

1、SCM无收缩水泥加固料；

2、高渗透改性环氧防腐涂料；

3、白水泥；

4、2～4mm厚有机玻璃板；

5、膨胀螺栓。

修补方法：

1、对管片破损部位进行凿锚处理；

2、清除管片表面的明水，用有机玻璃板制模，有机玻璃板用膨胀螺栓固定；

3、按料水1：0.1～0.15拌合SCM无收缩水泥加固料，人工灌注；

4、面层涂刷3～5mm厚砂浆，砂浆使用高渗透改性环氧防腐涂料、白水泥、细砂按1：5：10进行配色。

③裂缝管片修补方法

修补材料：

1、渗透性聚合物水泥修补砂浆及乳液；

2、封缝胶；

3、高渗透改性环氧防腐涂料；

4、白水泥；

5、细砂。

修补方法：

1、用钢丝刷清除破损部位的残渣，用水清洗干净；

2、人工嵌入拌合好的渗透性聚合物水泥修补砂浆，乳灰比1：6；

3、面层涂刷3～5mm厚砂浆，砂浆使用高渗透改性环氧防腐涂料、白水泥、细砂按1：5：10进行配色。

④保证措施

1、加强管片水平运输和垂直运输的管理。管片到场须经质量员验收合格后方可卸车；管片下井前须经施工员检查，保证无缺角、掉边的管片吊装下井；管片拼装前，由盾构司机再次复查管片在水平运输中是否有碰撞，盾构司机检查无误后管片方能进入拼装程序。

2、对盾构司机实行技术指令制度。限制盾构机司机每环纠偏量，保持盾构姿态相对稳定，避免盾构姿态调整过猛，出现管片与盾尾间隙过小，管片出盾尾时被拉伤；严格控制同步注浆和二次注浆压力，防止注浆压力过大损伤管片；严格控制同步注浆量，防止注浆量过大挤损管片。

3、加强对管片拼装质量的控制，通过对盾构拼装作业人员的拼装指导和制定奖罚措施，保证管片拼装中不出现接缝张开大、螺栓未拧紧等导致的管片受力不均而破损的现象。

二十一、壁后注浆

①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。以管片与地层间隙填充密实、减少沉降为目的。

②注浆材料的强度、流动性、可填充性、凝结时间、收缩率和环保等满足施工要求。

③采取注浆量和注浆压力双控。注浆速度根据注浆量和掘进速度确定；注浆压力根据地质条件、注浆方式、管片强度、设备性能、浆液特性和隧道埋深等因素确定；注浆量充填系数根据地层条件、施工状态和环境要求确定，充填系数宜为1.3-2.5。

④二次注浆的注浆量和注浆压力根据环境条件和沉降监测结果确定。

⑤浆液应符合下列规定：

1、浆液应按设计施工配合比拌制；

2、浆液的相对密度、稠度、和易性、杂物最大粒径、凝结时间、凝结后强度和浆体固化收缩率均应满足工程要求；

3、拌制后浆液应易于压注，在运输过程中不得离析和沉淀。

厚浆

1、原材料主要为石灰、膨润土（钠基）、粉煤灰（Ⅱ级）、中细砂、外加剂（减水剂）、水。该浆液具有良好的长期稳定性及流动性、适当的初凝时间、良好的填充性能、不易产生稀释现象、固结体积收缩小、泌水率小的优点；可实现充填性、保水性、流动性、固结强度三者之间的良好匹配；按规程作业，注浆量充沛，地面沉降的控制可达到较佳状态；一定程度上可提高隧道工程的整体质量，缩短工程进度、降低工程造价，经济效益和社会效益俱佳。

2、盾构机同步注浆系统采用大功率可注厚浆的德国施维英泵进行注浆，共设置两个泵（一泵双管），且注浆系统具有自动计量功能，保证注浆

量充足。

3、采用JS750型自动拌浆设备，该设备可实现自动筛选、运料、拌制、泵送，按比例添加浆液所需各种骨料及水，并精确控制搅拌时间，对各种原料进行充分搅拌，从而大大节省劳动力，提工作效率。

4、浆液拌制要点：按需拌浆，每盘0.75m3,拌制时间7min。先投干料即黄砂、石灰、膨润土，边搅拌边添加粉煤灰，干料搅拌2min，均匀后添加160kg水搅拌2min，再加入120kg水搅拌2min，最后20kg水作为调节用水，即根据拌出的浆液情况适当添加。最后投放外加剂搅拌1min至满足要求。拌浆的关键点是水分3次加入，边拌边加。随时抽检坍落度和稠度指标，并做好测试记录。在夏季或雨天对拌浆水量进行微调。保证在浆液运输和贮存过程中，能够正常搅拌，防止离析。

5、采用盾尾壁后同步注浆方式。

壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆槽、管路、阀件等组成，安装在第一节台车上。当盾构掘进时，注浆泵将储浆槽中的浆液泵出，通过四条独立的输浆管道，通到盾尾壳体内的4处8根(4根A液，4根B液浆管)同步注浆管，对管片外表面的环行空隙中进行同步注浆。在每条输浆管道上都有一个压力传感器，在每个注浆点都有监控设备监视每环的注浆量和注浆压力；而且每条注浆管道上设有两个调整阀，当压力达到最大时，其中一个阀就会使注浆泵关闭，而当压力达到最小时，另外一个阀就会使注浆泵打开，继续注浆。

注浆量和注浆压力的大小可以实现自动控制和手动控制，手动控制可对每一条管道进行单个控制，而自动控制可实现对所有管道的同时控制。

同步注浆浆液原材料性能指标表

同步注浆浆液配比表

同步注浆浆液性能指标表

二次注浆浆液配比表

二十二、隧道防水

包括管片自防水、管片接缝防水和特殊部位防水。

①遇水膨胀防水材料在运输、存放和拼装前应采取防雨、防潮措施。

②防水密封条粘贴应符合下列规定：

1、施工前应分批进行抽检；

2、应按管片型号选用；

3、变形缝、柔性接头等接缝防水的处理应符合设计要求；

4、密封条在密封槽内应套箍和粘贴牢固，不得有起鼓、超长或缺口现象，且不得歪斜、扭曲。

③采用嵌缝防水材料时，应清理管片槽缝，并应按规定进行嵌缝作业，填塞应平整、密实。

④采用遇水膨胀橡胶密封垫时，应按设计位置、大小要求粘贴。

⑤特殊部位防水

1、当采用注浆孔注浆时，注浆后应对注浆孔进行密封防水处理。

⑧盾构始发、到达及调头设备与设施；

⑨渣土临时存放场。

泥水平衡盾构应设置相应的泥水分离和处理设备，选用的浆液和泥水分离处理效果应符合环保要求。

二十六、工作井与端头加固

规范规定始发工作井的长度应大于盾构主机长度30m；接收工作井的宽度应大于盾构直径1.5m，长度应大于盾构主机长度2.0m；始发、接收工作井的井底板通常低于始发、到达洞门底标高700mm。

端头加固方法：注浆、旋喷桩、搅拌桩、玻璃纤维桩、SMW桩、冻结法、降水法或组合加固等。当洞口处于砂性土或有承压水地层时，应采取降水、堵漏等防止涌水、涌砂措施。

加固体强度、抗渗指标应经现场取样试验确定，并满足设计要求。当不能满足设计要求时，应分析原因并采取措施补强，以保证盾构始发和接收的安全。

二十六、施工监测

施工监测项目

①施工周边环境监测

②隧道结构监测

1、包括隧道结构竖向位移和水平位移，净空收敛和应力监测；

2、应力计预埋在管片内相应位置，并在管片拼装前进行测试；

3、隧道结构监测初始值宜在管片壁后注浆凝固后12h内测量。

③监测频率

D为隧道开挖直径(m)，L为掘进面与监测点或监测断面的水平距离(m)；

隧道结构位移、净空收敛在衬砌环脱出盾尾且能通视时进行监测；

监测数据趋于稳定，监测频率宜为1次／(15d～30d)。

④预警

当监测数据达到预警标准或实测变形值大于允许变形的2/3时，应进行警情报送。

当现场巡查过程中发现下列警情之一时，应根据警情紧急程度、发展趋势和造成后果的严重程度按预警管理制度进行警情报送：

1、周边地表出现突然明显沉降(隆起)或较严重的突发裂缝、坍塌；

2、建(构)筑物等周边环境出现危害正常使用功能或结构出现过大变形、沉降、倾斜或裂缝等；

3、周边地下管线变形明显增长或出现裂缝、泄漏等；

4、隧道结构出现明显变形、较大裂缝、较严重漏水等。

二十七、成型隧道验收

第二部分：盾构实际操作

一、工艺流程图

二、试掘进：

经过数环负环管片的推进后，刀盘已经抵拢掌子面，即可开始刀盘驱动系统和刀盘本身的负载调试和试掘进了。盾构始发时进入加固体时若刀盘扭矩过大，可通过在刀盘前方加水等方式降低加固体强度，便于盾构推进。

①首先启动驱动系统，认真观察驱动部分，待其工作稳定后缓慢启动刀盘，设定刀盘转速子在1r/min以内。

②刀盘刚开始切割泥土，起初的工作扭矩是不稳定的，数转后扭矩即可稳定，故需认真观察刀盘工作扭矩的变化。

③以上情况正常后启动推进系统，用均匀的推力向前推进，推力不能很大，以能使刀盘驱动系统达到30%的扭矩即可，但最大也不宜大于500吨；同时，可打开泡沫系统，观察泡沫系统的工作情况，维持这样的工作状态掘进1～2环，充分检查各系统的工作情况。

④逐渐增加盾构的推力，使驱动系统达到50%～70%的满负荷状态，同时要注意推力不能大于反力架的安全工作能力，观察驱动系统的噪音、震动、温度等工作指标是否正常，检查油脂、泡沫的注入是否正常，并观察反力架是否发生过大变形或移位。

⑤当土仓压力达到设计值时，启动出渣系统开始出渣，出渣的速度要和掘进的速度匹配，使土仓压力保持稳定。

三、始发掘进：

从正式进洞的第一环正数管片开始，到盾构机后配套系统完全进洞，负环管片拆除，系统完全达到设计生产能力为止，这一施工阶段称为始发掘进。

始发掘进要完成如下的工作内容：

①继续盾构各系统的监测和调试，并完善各系统的配套工作能力，在始发掘进结束前，总体系统的工作能力要达到80％以上；

②盾构主机的盾尾部分完全进入开挖的隧道内时，即开始管片壁后的注浆施工；初期应使用早凝型的浆液，以进快稳定洞门口处的管片；随着掘进的伸入，可以调试浆液的配比，使用注人效率高，又能保障质量的注浆材料；注浆压力控制在1.5bar以内。在始发掘进结束前，注浆系统应该达到完全的工作能力；

③各种油脂、泡沫等系统的工作参数应在此阶段完成优化，达到既能保障施工效率和设备安全，又兼顾经济；

④水平和垂直运输系统的配套工作能力也应同时完成，并达到设计工作状态；

⑤隧道内轨道、管线、照明等设备的安装布置要有规划。

⑥反力架、负环管片的拆除。

反力架、负环管片的拆除时间根据设计图纸确定，影响因素主要是管片与注浆体之间摩擦力、盾构始发掘进推力、埋深。一般情况下，掘进100m以上（同时前50环完成掘进7日以上），可以根据工序情况和工作整体安排，开始进行反力架、负环管片拆除。

四、掘进工艺：

盾构始发掘进完成后，盾构隧道进入正常掘进阶段。正常掘进阶段的重点在于对工程地质、水文地质的变化，地表、地下监测数据的分析，盾构掘进参数的调整等多因素进行综合分析研究，确保盾构在不同地质条件下，不同地表环境条件下安全推进。

①土压平衡工况的掘进特点

土压平衡工况掘进时，是将刀具切削下来的土充满仓室（局部土体具有一定自立性时，可半仓土半仓气，加气压并维持稳定），然后利用土仓内泥土压（或泥气压）与作业面的土压和水压相抗衡，与此同时，用螺旋式输送机排土设备进行与盾构推进量相应的排土作业，掘进过程中，始终维持开挖土量与排土量的平衡，以保持正面土体稳定，并防止地下水土的流失而引起地表过大的沉降。

②盾构掘进作业工序流程

③操作控制程序

不能达到理想的出土状态时，可以通过改良碴土的塑流状态来调整。控制程序如下图：

3、碴土管理

在土压平衡工况模式下碴土应具有以下特性：良好的塑流状态；良好的粘—软稠度；低的内摩擦力；低的透水性。

一般地层岩土不一定具有这些特性，从而使刀盘摩擦增大，工作负荷增加。同时，密封仓内碴土塑流状态差时，在压力和搅拌作用下易产生泥饼、压密固结等现象，从而无法形成有效的对开挖仓密封和良好的排土状态。当碴土具有良好的透水性时，碴土在螺旋输送机内排出时无法形成有效的压力递降，土仓内的土压力无法达到稳定的控制状态。

当碴土满足不了这些要求时，需通过向刀盘、混合仓内注入添加剂对碴土进行改良，采用的添加剂种类主要是泡沫或膨润土。

(1)碴土改良的方法与添加剂

碴土改良就是通过盾构机配置的专用装置向刀盘面、土仓或螺旋输送机内注入泡沫或膨润土，利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与土碴混合，其主要目的就是要使盾构切削下来的碴土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力，以满足在不同地质条件下采用不同掘进模式掘进时都可达到理想的工作状况。

(2)碴土改良的主要技术措施

在盾构选型时，合理配置刀盘刀具，增大刀盘开口率等方法来防止泥饼形成。泡沫的注入量为每环35～50L左右。

在砂层和其它含水地层采用土压平衡模式掘进时，拟向刀盘面、土仓内注入泡沫剂，并增加对螺旋输送机内注入的膨润土，以利于螺旋输送机形成土塞效应，涌水较大时，注入高分子聚合物防止喷涌。

对加泥或加水式土压平衡式盾构，需在施工前详细了解与分析工程所遇的地质情况，初步确定盾构推进中加入泥、水，添加剂的浓度和数量，并在施工中根据工作面稳定情况和螺旋机出土状况对添加材料进行调整，以适应盾构正常工作的需要。

加入的制泥材料一般有粘土、膨润土等，其浓度及使用量一般如下表：

制泥材料浓度使用量

五、特殊地段掘进施工

①曲线地段及坡度掘进

在曲线段（包括水平曲线和竖向曲线）施工时，盾构机推进操作控制方式是把液压推进油缸进行分区操作，使盾构机按预期的方向进行调向运动。曲线段施工时，采用安装楔形环与伸出单侧千斤顶的方法，使推进轨迹符合设计线路的弯道要求。

在曲线段推进时，要注意以下几点：

(1)进入弯道施工前，调整好盾构的姿态；

(2)精确计算每一推进循环的偏离量与偏转角的大小，根据盾尾间隙和掘进线形，选择合适类型的管片拼装，合理选配推进千斤顶的数量、推进力、分区与组合进行推进；

(3)将每一循环推进后的测量结果记入图中与设计曲线相对照，确定是否修正下次推进的偏转量与方位角；

(4)合理选择超挖量，尽量使盾构靠近曲线内侧推进，偏移量通常取10-30mm。根据曲线半径不同，即盾构机进入缓和曲线和曲线前，应将盾