盾构固定负环用什么尺寸的钢丝绳

是采用盾构进行开挖。‍盾构法，就是使用盾构机，自动挖土、保持平衡、运土出去、衬砌、铺设管片的机器。 盾构机要开始施工，或者完工后重回地面，需要先把两端的站修好。

盾构法隧道的设计和施工技术得到了很大发展，出现了泥水加压式和土压平衡式盾构，衬砌由铸铁转向钢筋混凝土或钢材组成。盾构过江应该是一种过江水滴隧道的施工方法。

扩展资料：

随着科学技术的发展和人类施工技术的进步，盾构法施工已经在大型水利输水工程、城市轨道交通工程、铁路隧道工程等类工程中得到广泛的应用，同时，因盾构法施工地处地面以下相对较深处，特别是在穿越江河时，线路长、埋深深、地质条件复杂等，使施工难度加大，各种风险因素陡增。

施工中若不充分考虑到各种风险及其应对措施，很容易发生重大事故，从而造成重大经济损失及产生较大社会负面影响。因而，科学的预测和处理施工风险就变得尤为重要，也是确保工程顺利进行并最终如期完工的前提。

今天早上，汕头海湾隧道西线隧道盾构机，抵达北岸接收井指定位置。至此，汕头海湾隧道实现双线贯通，这标志着整个隧道工程难度最大的海底隧道部分主体工程顺利完成。

西线隧道采用了首台具有自主知识产权的国产超大直径泥水盾构机。堪称地下工程高端装备的“大国重器”，也创造了国产高技术装备，铸造超级工程的新纪录。

在北岸华侨公园，从空中看，盾构接收井近似于一个巨大的长方体，?东?西向宽50米，南北向长30米，深33米?，相当于11层楼高?。

盾构接收段盾构机依次掘进通过北岸堤坝、接收端头加固体、洞门地连墙、井内回填砂段。

施工单位已经完成端头土体加固、接缝止水、井内接收基座、封堵墙浇筑、洞门钢筋剥除、回填砂回灌水等准备工作，迎接盾构机抵达。

和之前东线隧道一样，根据工程设计要求，?今天西线隧道盾构机也在水中接收。

我们可以通过此前，东线隧道贯通3D演示动画，来了解一下盾构机抵达贯通的过程。

从?2015年隧道南岸围堰工程启动到今天实现隧道双线贯通，项目施工单位攻坚克难，创新突破。下面我们再来看一下项目建设的重大节点回顾视频，感受这一超级工程建设的艰辛历程。盾构机概况由中铁装备为汕头海湾隧道西线项目量身定制的超大直径泥水平衡盾构机，其刀盘直径达到15.03米，是迄今为止我国自主设计制造的最大直径的泥水平衡盾构。

这台设备集合了超高承压能力系统集成设计、常压换刀技术、伸缩摆动式主驱动技术、双气路压力控制技术、智能化程度高五大创新点，对周边环境影响小、工厂化作业程度高、地面沉降控制精度高、安全高效，在我国一系列的跨江越海隧道施工中有着独特优势, 堪称机械设备中的“大国重器”。

在汕头海湾隧道施工过程中，这台国产盾构机同样顺利攻克了高烈度地震区、海底基岩凸起、上软下硬复合地层等世界级难题。

西线盾构机掘进期间创下最高月进尺230环，日进尺12.5环，周进尺75环的好成绩，不仅刷新了国产超大直径泥水平衡盾构机的施工掘进纪录，也创造了汕头海湾隧道东、西线隧道的月掘进纪录。

中国制造，同样可以铸造超级工程!

下面我们来了解一下

汕头海湾隧道工程概况

汕头海湾隧道工程线路全长6680米，是连接汕头中心城区南北两岸、实现汕头内海湾全天候交通联系的重大交通工程。

其中过海盾构隧道段全长3047米，分东、西线两座独立隧道，采用两台直径分别为15.01米、15.03米超大直径泥水平衡盾构机掘进施工，从南岸围堰始发下穿汕头海湾向北掘进，到达北岸华侨公园接收井吊出。在今年5月17日东线隧道率先贯通后，8月7日，西线隧道盾构机计划抵达北岸接收井指定位置，实现双线贯通。

汕头海湾隧道是我国首条兼具城市道路与一级公路功能的水下盾构隧道，同时也是中国第一条地处8度抗震设防烈度区的超大直径海底盾构隧道，施工综合难度和风险首屈一指。

在历时660天的施工过程中，西线国产盾构机性能表现优越，在孤石、基岩、8度地震烈度区等施工禁区，成功绘出一道长达3047米的海底长虹。

汕头海湾隧道的建设对完善汕头内海湾过海通道网络，加快汕头经济特区发展，推动省域副中心城市建设，打造现代化沿海经济带重要发展极具有重要意义。

海底隧道双线贯通后，海湾隧道建设重点将转入陆域部分隧道的施工，特别是北岸隧道明挖段和各个出入口匝道的施工。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

若围护结构外侧的土体为淤泥（软弱地层）、砂层（强透水性地层），直接人工凿除洞门会发生涌水、涌砂、涌泥等安全事故。进出洞土体进行加固处理，有止水、加固土体的作用，稳定围护结构外侧的土体，使得盾构始发、接收时，破除洞门更加安全。目前的盾构端头加固都是基于以上考虑的。

盾构进、出洞是盾构法隧道施工中一道关键工序。在进、出洞过程中，施工环节多，工作量集中，各种交叉施工频繁，设备、人员众多，工作零乱，因此，加强质量管理和控制尤为重要。

一、盾构基座变形

现象

在盾构进出洞过程中，盾构基座发生变形，使盾构掘进轴线偏离设计轴线。

原因分析

(1)盾构基座的中心夹角轴线与隧道设计轴线不平行，盾构在基座上纠偏产生了过大的侧向力；

(2)盾构基座的整体刚度、稳定性不够，或局部构件的强度不足；

(3)盾构姿态控制不好，盾构推进轴线与基座轴线产生较大夹角，致使盾构基座受力不均匀；

(4)对盾构基座的固定方式考虑不周

预防措施

(1)盾构基座形成时中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向一致，当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时，可考虑盾构机座沿隧道设计曲线的切线方向放置，切点必须取洞口内侧面处；

(2)基座框架结构的强度和刚度能克服出洞段穿越加固土体所产生的推力；

(3)合理控制盾构姿态，尽量使盾构轴线与盾构机座中心夹角轴线保持一致；

(4)盾构机座的底面与始发井的底板之间要垫平垫实，保证接触面积满足要求。

二、盾构进、出洞时洞口土体大量流失

现象

进出洞时，大量的土体从洞口流入井内，造成洞口外侧底面大量沉降。

原因分析

（1）洞口土体加固质量不好，强度为达到设计或施工要求而产生塌方，或者加固不均匀，隔水效果差，造成漏水、漏泥现象；

（2）在凿除洞门混凝土或拔除洞门钢板桩后，盾构为及时靠上土体，使正面土体失去支撑造成塌方；

（3）洞门密封装置安装不好，止水橡胶帘带内翻，造成水土流失；

（4）洞门密封装置强度不够，经不起较高的土压力受挤压破坏而失效；

（5）盾构外壳上有突出的注浆管等物体，使密封受到影响；

（6）进洞时未能及时安装好洞圈钢板；

（7）进洞时土压力未及时下调，致使洞门装置被顶坏，大量井外土体塌入井内。

预防措施

（1）洞口土体加固应提高施工质量，保证加固后土体强度和均匀性；

（2）洞口封门拆除前应充分做好各项进、出洞的准备工作；

（3）洞门密封圈安装要准确，在盾构推进的过程中要注意观察，防止盾构刀盘的周边刀割伤橡胶密封圈。密封圈可涂牛油增加润滑性；洞门的扇形钢板要及时调整，改善密封圈的受力状况；

（4）在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的突出物体，在相应位置设计可调节的构造，保证密封的性能；

（5）盾构进洞时要及时调整密封钢板的位置，及时的将洞口封好；

（6）盾构将进入进洞口他加固区时，要降低正面的平衡压力。

治理措施

（1）将受压变形的密封圈重新压回洞口内，恢复密封性能，及时固定弧形板，改善密封橡胶带的工作状态；

（2）对洞口进行注浆堵漏，减少土体的流失。

盾构的进出洞工序是盾构法建造隧道的关键工序，该工序施工技术的优劣将直接影响到建成后隧道或管道的轴线质量、进出洞口处环境保护的成效及工程施工的成败。

盾构的进出洞施工技术必须根据工程所处地层的土质、水文、环境条件和环境保护要求的等级而制定，如何科学、合理地运用各种不同的进出洞技术，使其符合各工程的特定工况条件要求，是一项值得研究、探讨的课题。

30多年来，运用盾构法或顶管法在复杂地层和环境条件困难的情况下，以多种类型的盾构和顶管机成功地建造了各类隧道和管道工程，大至穿越黄浦江的公路隧道、地铁隧道；小至电缆隧道、电厂进排水管道、雨污水管道，现在这些工程都在发挥着各自的重要功能。

我们的经验是：只要通过认真研究，分析客观条件，摸透工程所处地层的土性，制定相应的进出洞技术措施，就能使工程的施工顺利进展，工程质量得到保证。

采用盾构法建造隧道或各种地下管道，一般是在预先建造好的工作井内进行盾构的安装、调试和试运转，并将其准确地搁置在符合TRANBBS设计轴线的基座上，待所有施工准备工作就绪后，开始沿设计轴线向地层内掘进施工，当盾构将要到达终点时，应准确测定盾构的现状位置，并调整和控制其的姿态，使盾构正确无误地进入预先建造安装好的接收井内的基座上。

盾构的进出洞工序是盾构法建造隧道的关键工序，该工序施工技术的优劣将直接影响到建成后隧道或管道的轴线质量、进出洞口处环境保护的成效及工程施工的成败。�

盾构的进出洞施工技术必须根据工程所处地层的土质、水文、环境条件和环境保护要求的等级而制定，如何科学、合理地运用各种不同的进出洞技术，使其符合各工程的特定工况条件要求，是一项值得研究、探讨的课题。�

二、盾构进出洞施工的关键技术�

1�建立推进施工的良好后盾系统�

后盾系统由后盾管片、支撑体系及后靠等组成，其不但要稳固牢靠，同时必须有一个准确的后座支承面和适应施工的垂直与水平运输的转折通道口。�

2�确保洞口处土体稳定�

在盾构未靠上洞口处土体前，保护洞口附近地面和地下构筑物，使盾构顺利切入土体，并支护正面土体，从而进入正常施工状态。�

3�洞口建筑空隙的密封技术�

洞口建筑空隙的密封问题，如不妥善解决，将会引起洞口渗漏，产生不可设想的后果，但目前对进洞施工时的洞口密封技术还不够完善。�

三、盾构进出洞施工中易发生的事故�

1�洞门处土体涌入井内�

洞口封门拆除后，井外土体不能自立，井内洞圈的密封装置还不能阻挡洞外的土体，所以洞口外土体随之进入井内，造成地面沉陷，影响附近地下管线和地面建筑物的安全使用，如情况严重，则造成井下无法施工。�

2�洞口周圈涌泥水�

由于在出洞施工时损坏了洞口密封装置，盾构出洞后没有及时做好洞口防渗漏处理，故在盾构未全部通过工作井洞圈或已经脱出洞圈时，井外泥水不断从洞圈与盾构或隧道之间的间隙涌入井内。如不及时处理，将导致地面沉陷和洞口处已建造好的隧道产生过量沉降。�

3�盾构出工作井洞口时上抬或下沉�

盾构出工作井洞口后，就失去了基座的支撑，若在施工中对正面平衡压力值的设定和控制不当，则极易产生盾构的上抬或下沉，这将使刚建成的隧道偏离设计轴线，甚至无法正常施工。�

进土部位和进土量控制不当，易使盾构上抬，于是地面也随之隆起；正面土体流失过量，超量出土，易使盾构产生下沉。�

4�管片产生碎裂、环面不平、内外张角严重、纵缝喇叭大、环向旋转等不良现象。�

四、盾构进出洞施工技术�

1�稳定正面土体�

要确保洞口暴露后正面土体的稳定，必须对洞口状况进行调查，然后采取有效的技术措施，使洞口处的土体不流失、不坍塌。�

(1)洞口状况调查�

①工作井的构造�

工作井一般用沉井法施工，但在建筑密集地区或大型结构的工作井是采用地下连续墙、钻孔灌注桩、SMW工法建造的，由于围护结构的不同，洞口的封门形式也不同。�

用沉井法施工，在制作沉井时已预留了洞口(下沉前必须将洞口封闭)，由于洞口的封闭方法与盾构进出洞口是否方便、安全、可靠关系极大，因此一般情况尽可能利用井壁厚度设置防塌方、止泥、止水密封装置，封门形式可按实际工况条件(工程埋深、洞口处土层的土质性能、水文条件等)综合考虑选定，但还必须兼顾到拆封门的方便。�

②水文地质状况�

了解工程洞口处所处的土质性能、地下水位的深浅，采取适当的、最合理、最经济的技术措施。�

③隧道埋深和洞口直径�

隧道埋深和洞口直径与洞口处土体稳定密切关联，所采用的相应措施随条件不同而不同。�

④工作井洞口附近地面环境�

地面环境要求的保护等级是洞口土体进行加固的依据。�

⑤工作井洞口井壁的平面现状�

工作井洞口井壁平面现状是曲线型还是平直线以及井壁厚度、洞圈构造等对进出洞施工技术的选定有一定关系。�

⑥施工设备的性能�

隧道施工所用的盾构机型是进出洞方法选定的关键因素。�

(2)对洞门外土体进行加固或稳定处理�

采用土体稳定措施后，洞门外土体能稳定自立相当长一段时间，可大胆拆除封门，盾构即可进出洞，但在施工时必须对加固处理后的土体实际性能作检测，确认其达到施工所规定的要求，方可拆洞口封门。当前常用的土体稳定技术有降水、地基加固、冻结法等。�

①降水�

降水可有效地疏干砂性土中的地下水，提高该层土的密实度，但不能大幅度提高土体的强度。如洞口敞开面积大、埋深深、敞开时间长，仍会有土体失稳坍塌的问题存在，此时降水仅能作为辅助措施；再则降水效果还受到降水深度、土质条件、周围环境条件等的限制，所以只能在许可条件下使用。�

②地基加固�

地基加固可采用深层搅拌、压密注浆、化学注浆等方法，目的是将洞口处一定范围内土体预先固结起来，达到进出洞时所需的强度，能使洞口封门拆除后洞口处暴露的土体自立。但地基加固后的土体强度均匀性差，特别是在软土地层中尤为突出，所以必须加强检测，使加固土体的强度及其均匀性、加固范围等，均符合加固设计的标准。�

在作加固设计时要考虑到工程所用盾构的性能，如网格盾构是挤压性的正面无切削设备，则就不宜采用加固技术；对于全断面切削刀盘，要考虑加固土体的强度以及出渣输送的可能性。�

③冻结法�

使土体中水分冻结，整个冻结范围内土体暂时形成有相当强度的冻结固体，在这种冻结固体支护下，拆除洞口封门，待掘进设备进入洞门圈内、洞口密封装置安装完毕、洞口施工时的密封性能建立后再解冻，进入正常进出洞施工。�

这种技术在煤矿建井施工中已广泛应用，国外用于隧道施工已有许多实例，我国在隧道施工中亦已开始应用。�

(3)在井内或洞门口采取的措施�

①外封门形式�

当工作井采用沉井法施工时，洞口封门一般采用钢板柱(常用槽钢组合)，一种方法是在沉井下沉施工时，将封门安装在洞口(封门板桩与沉井洞口的固定连接均设于井内的洞圈内，出洞施工时要能方便拆除)，然后与沉井一起下沉到位，封门安置要牢固，不应在沉井下沉施工时遭到破坏；另一种方法是待沉井下沉到位后再紧贴井外壁打入封门板桩，但沉井在沉井下沉施工时须将预留洞口临时封闭，待洞门板桩打入后再拆除。�

盾构出洞时先进入井壁洞圈内，安装好推进施工时的洞口密封装置(图1)，然后拔除封门板桩进入推进施工。

外封门形式一般用于出洞施工，因其受到钢板桩长度、构造及拔桩等影响，当洞口埋深较深时不宜采用。

②内封门形式�

盾构进洞的封门一般采用内封门形式。封门可用型钢组合(有竖封门及横封门两种形式)，固定在井内壁洞口处(在沉井下沉施工时，洞圈内用粘土填封密实)，当盾构最前端离封门50mm时停止推进施工，拆除封门，尽快将盾构推入井内的接收基座上，并及时封堵管片与洞圈之间的空隙，防止泥水从间隙处渗漏。�

当洞口埋深较深、洞口处土质较好，自立性能强或洞口土体进行了加固处理，则内封门形式也可用于出洞施工，但洞圈内必须用粘土夯填密实，使洞圈内土体起到一个土塞作用，用以平衡井外土体的侧向压力。

③特殊封门(井内外封门)�

当工程埋深深、井外砂性土渗透系数大、地下水位高，要平衡地下水压力较为困难，则盾构出洞时可采用另一种"外"封门形式，即在井内筑一定长度的筒套(采用钢筋混凝土结构或钢结构)，内径与井壁预留洞口相同，筒套与井壁连成一体，筒套后端设有密封装置，在筒套与井壁内面间用密排竖向钢板桩封闭洞口，沉井下沉前在井壁洞圈内填粘土，盾构先进入筒套内(图3)。出洞施工时，逐根拔除钢板桩，每拔除1根，须及时封住上开口。�

该封门形式具有如下特点：�

i�盾构出洞前已建立正面平衡体系，在出洞过程中能较好地控制正面平衡压力，使洞口外土体流失能控制在允许范围内，有效地保护环境；

ii�井壁洞口内及筒套内均用粘土填充，土塞效应长度大，洞口间隙密封效果好，土体不易流失；�

iii�洞口封门板桩由于设在井内，板桩长度略大于洞口直径，只需用推进施工用的行车即可方便、迅速拔除，不需另行配置大型设备；�

iv�筒套构造设计时，考虑了出洞时可能出现的问题，降低了施工难度。�

④用SMW工法施工洞口封门�

当工作井采用围护开挖施工工艺时，可在工作井进出洞口处用SMW工法作结构施工围护，在进出洞施工时，先拔除SMW桩内的H型钢，利用掘进设备刀盘切削SMW桩的水泥土，逐步完成进出洞施工。�

2�基座的设置�

(1)基座设置前的准备�

基座设置前不能仅以图纸为依据，必须核对实际预留洞口的位置和尺寸，洞口的内净尺寸是否满足施工所需(要考虑设备的最大尺寸)，否则须加大洞口直径。�

将洞口实际中心位置的水平方向引至洞口两侧井壁上，以等高表示；垂直方向引到洞口下部井壁上，以作基座前端定位的依据。对于内封门形式，由于实际洞口被掩盖住，因此最好能在未封洞口前就把中心位置引到不受封门影响的井壁上标识出来。�

(2)基座轴线的测定�

基座设置的条件除了洞口中心外，还必须有其坡度与平面方向符合隧道设计轴线的要求。当隧道设计轴线是平曲线时，需要事先加以计算并把标识引至后井壁上方，若有条件，可将基座精确地安装好。

(3)导向轨的设置�

设在基座顶部的2根平行导轨即为导向轨，盾构搁其上面进行安装调试，其不仅要承受盾构的安装重量，而且还是盾构推进的轴线导向，因此必须使导向轨夹角中心与隧道轴线相一致，盾构的搁置方向要正确。

(4)基座形式�

基座可以是钢结构、钢筋混凝土(整体现浇及预制装配)等形式。基座要有足够的强度和刚度，特别是钢结构形式的基座，还必须有整体稳定性能与局部稳定性，以免施工应力作用后产生事故。�

接收基座用于接收运动着的盾构，由于在安装基座时，盾构的进洞姿态是未知的，所以只能以隧道设计轴线设置平面，且高程导轨面不能超过洞圈面。当其与盾构的实际姿态不符时，则盾构在上基座后会产生姿态突变，造成洞口处成环衬砌轴线的突变、环缝拉开、圆环变形等不良现象。如能设计一个可调节的基座，当盾构进入接收井洞口时，可按其实际姿态调整基座导轨轴线，符合盾构的实际轴线，使盾构平稳推上基座。�

3�后座的设置�

盾构在基座上开始向前掘进施工时，其前面的顶力必须传递到后靠，因此后座在受到最大施工顶力后，首先是不能产生破坏及变形；其次是后座顶力面必须与隧道设计轴线相垂直，使盾构推进时有一个正确的方向，并把顶力良好地传递至后井壁；最后是设置的后座系统要能满足推进施工时垂直与水平运输转折通道口的要求。�

(1)后靠�

后靠一般借用工作井井壁或围护结构，亦有另设支撑的，或者作用在已建隧道衬砌上。设计后靠要考虑盾构入土以后的最大推进力，使其能承受正面传递过来的所有阻力，以免出现井壁破坏、工作井移位等现象，影响掘进施工。所以应针对不同的客观条件，对后靠予以完善。�

(2)顶力的传递�

一般采用后盾支撑体系(图5)将推进顶力传至后靠，该后盾支撑体系必须在最大顶力作用下不变形，保持后盾面垂直隧道设计轴线。�

后盾支撑体系一般用隧道衬砌与钢支撑的结构，为了能在施工过程中可以垂直、水平运输，往往上半部分是开口的，这给力的传递造成了困难。为此采用上部加钢支撑作为顶力传递的途径，必须使后盾管片及钢支撑有一个良好的强度和整体稳定性来适应施工顶力的传递。�

后盾支撑体系是否良好，直接关系到推进施工是否能顺利进行，亦关系着出洞起始阶段的隧道衬砌拼装质量。�

4�洞口间隙的密封技术�

在盾构通过洞口及整过隧道施工过程中，洞口与盾构、洞口与隧道结构之间总有一个圆环间隙存在，若不作密封处理，洞口外土体及水就会从此间隙中流入工作井内，使洞口处土体流失，引起地层沉降变形、破坏环境，影响极大，所以，洞口间隙的密封技术也是进出洞施工中的一项重要技术。�

(1)出洞时的间隙密封�

目前，出洞时间隙密封采用的单向铰链板加"袜套"技术是较为理想的，但在施工中必须保证"袜套"不向井内翻出。该技术是依?quot袜套"的固紧及单向铰链板的保护，阻止洞外土体向井内流失，但对泥水加压平衡盾构，还是阻止不了压力泥水的渗泥，使切口平衡压力难以建立，所以可采用多道气囊密封。�

气囊环密封是在洞口的圈板面上安置气囊，当盾构进入洞口，向气囊内加充压力气体，使气囊膨胀，嵌于盾构与洞圈之间，封堵间隙，密封洞口。气囊用橡胶浇制，一块圈板上可设多道环形气囊，提高密封效果。气体的压力应根据洞口处土体侧向压力通过计算设定。当盾构脱出气囊环，则气囊环嵌于衬砌与洞圈间，成为施工间隙的临时密封设施。�

(2)进洞时的间隙密封�

盾构进洞时，由于洞口土体的流向与密封"袜套"同向，土体在侧向压力作用下较易向井内流失，所以当洞口处于土体性能流动性大、自立能力差和地下水位高的砂性土层中是较难封住的。�

目前，各工程上采用可径向调节的"眉毛"板，用电焊固定在洞口环板与衬砌洞口环外弧面的预埋钢板间。当洞口在渗漏条件下较难封住时，只能采用埋管引流封堵，最后由引流管压入浆液完成洞口间隙的密封，但易产生地面变形的不良后果。因此可采用气囊环及洞圈填料盒进行密封。

洞圈填料盒密封是在洞口形成一个圆形盒，盒上装有填料压紧装置，用以调节止水填料的压密程度，使填入材料紧密嵌于洞圈与盾构或衬砌之间，起到洞口密封作用，阻止泥水流入井内。�

五、结束语�

30多年来，上海隧道工程股份有限公司运用盾构法或顶管法在复杂地层和环境条件困难的情况下，以多种类型的盾构和顶管机成功地建造了各类隧道和管道工程，大至穿越黄浦江的公路隧道、地铁隧道；小至电缆隧道、电厂进排水管道、雨污水管道，现在这些工程都在发挥着各自的重要功能。

我们的经验是：只要通过认真研究，分析客观条件，摸透工程所处地层的土性，制定相应的进出洞技术措施，就能使工程的施工顺利进展，工程质量得到保证。�

本文阐述的盾构进出洞施工技术，同样适用于顶管机的施工。