P0以相应的静止土压力为中心在此范围内作波动。
（2）精心操作，认真量测，及时反馈信息，根据出土量与地表沉降数据对P0相应调整；
（3）对已定P0进行动态管理，以适应连续推进情况。
3、地表沉降与工作面稳定关系以及相应措施对策
地表沉降与工作面稳定关系以及相应措施对策见下表：
地表沉降信息
工作面状态
P与P0关系
措施与对策
备注
下沉超过基准值
工作面坍陷与失水
Pmax＜P0
增大P值
Pmax、Pmin分别表示P的最大峰值和最小峰值
隆起超过基准值
支撑土压力过大，土仓内水进入地层
Pmin＞P0
减小P值
6.3.5.2土仓压力P值的保持
主要通过维持开挖土量与排土量的平衡来实现。
可通过设定掘进速度、调整排土量或设定排土量、调整掘进速度两条途径来达到。
6.3.6排土量的控制
排土量的控制是盾构在土压平衡工况模式下工作时的关键技术之一。
碴土的排出量必须与掘进的挖掘量相匹配，以获得稳定而合适的支撑压力值，使掘进机的工作处于最佳状态。
当通过调节螺旋输送机的转速仍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：
6.3.7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。
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
土质类别
浓度（%）
最大使用（m3）
砂土层
15～30
0.3
砂砾层
30～50
0.3
白色砂质沉积层
20～30
0.2
砂质粉土层
5～15
0.1
6.4首推100环后掘进
盾构机在完成前100环的试掘进后，按《宁波市轨道交通（地下）工程关键工序验收管理程序》（甬轨指〔2009〕57号）要求进行验收。
通过分析前100环掘进质量，对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。
主要内容包括：
6.4.1根据地质条件和试掘进过程中的监测结果进一步优化掘进参数，做到施工进度均衡，地面沉降得到有效控制。
6.4.2推进过程中严格控制中线平面位置和高程，允许偏差均为±50mm。
坡度不能突变，隧道轴线和折角变化不能超过0.4%。
发现偏离应逐步纠正，不得猛纠硬调。
6.4.3盾构掘进施工全过程须严格受控，工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息，正确下达每班掘进指令，并即时跟踪调整。
推进出土与衬砌背后注浆同步进行。
不断完善注浆时间和注浆量的控制，确保沉降满足设计要求。
6.4.4盾构机操作人员须严格执行指令，谨慎操作，对初始出现的小偏差应及时纠正，应尽量避免盾构机走“蛇”形，盾构机一次纠偏量不宜过大，以减少对地层的扰动。
6.4.5做好施工记录，内容主要包括：
6.4.5.1隧道掘进
包括施工进度、油缸行程、掘进速、里程、盾构推力、土压力、刀盘、螺旋机转速、盾构内壁与管片外侧环形空隙（上、下、左、右）。
6.4.5.2同步注浆
包括注浆压力、数量、稠度、注浆配比、注浆试块强度（每天取样试验）。
6.4.5.3测量
包括盾构倾斜度，隧道椭圆度，管片姿态（按照20环/天进行测量，及时统计汇总、分析总结管片上浮及偏移情况，通过调整同步注浆材料及掘进参数来控制管片上浮，尽量减小管片上浮对盾构掘进产生的不利影响。
），推进总距离，隧道每环衬砌环轴心的确切位置（X、Y、Z）。
每天测量盾构机位置前30m、后50m的沉降，必要时采用二次补浆控制；导向系统每次移站后须人工复核导线的准确性，每月进行一次导线坐标的联系测量。
6.4.6确保土压平衡的技术措施
6.4.6.1拼装管片时，严防盾构机后退，确保正面土体稳定。
6.4.6.2同步注浆充填环形间隙，使管片衬砌尽早支承地层，控制地表沉陷。
6.4.6.3切实作好土压平衡控制，保证掌子面土体稳定。
6.4.6.4利用信息化施工技术指导掘进管理，保证地面建筑物的安全。
6.4.6.5在掘进时向开挖面注入泡沫或膨润土，使搅拌后的切削土体具有止水性和流动性，既可使碴土顺利排出地面，又能提供稳定开挖面的压力。
6.4.7泡沫的注入
无论盾构机通过砂性土还是在粘性土地层，都可以通过向土仓内注入泡沫来改善碴土的性状，使碴土具有良好的流塑性。
泡沫的加入还可以起到防水的作用，防止盾构机发生喷涌和突水事故。
但由于泡沫的用量和价格都比较高，所以只有在加泥不满足要求以及发生喷涌、突水的情况下才使用。
当泡沫注入后，可以将螺旋输送机回缩，控制好盾构机推力将盾构机刀盘进行空转，使泡沫充分地和土仓内的碴土拌和，使泡沫剂在改善碴土性状和止水方面发挥最大的功效。
6.5特殊地段掘进施工
6.5.1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：
进入弯道施工前，调整好盾构的姿态；
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；
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；
合理选择超挖量，尽量使盾构靠近曲线内侧推进，将推进速度控制在20～30mm/min内，或将每一循环分成几次推进，从而减小管片的受力不均；
为防止管片的外斜，必须保证管片背后注浆的效果，使千斤顶的偏心推力有效地起作用，确保曲线推进效果，减少管片的损坏与变形；
当盾构偏离曲线的设计线路较大时，停止盾构推进，采取相应措施，避免下述现象发生：
在曲线推进过程中，出现管片损坏严重、管片螺栓折断，接头部件损坏，管片拼装困难、隧道衬砌超限等问题。
根据掌子面地层情况及时调整掘进参数调整掘进方向避免引起更大的偏差。
蛇行的修正以长距离慢慢修正为原则，如修正得过急，蛇行反而更加明显。
在曲线推进的情况下，使盾构当前所在位置点与远方的一点进行线路拟合，使隧道衬砌不超限。
纠偏幅度每环不超过10mm。
在曲线施工中，盾构曲线走行轨迹引起的建筑空隙比正常推进大，必须加大注浆量，正确选好压注点，并做好盾尾密封装置的技术措施。
液压推进油缸的分区表
油缸分区
直线
左转
右转
上仰
下俯
A
工作
工作
——
工作
工作
B
工作
工作
工作
工作
——
C
工作
——
工作
工作
工作
D
工作
工作
工作
——
工作
液压推进油缸的分区图
在软土中推进，加强对施工参数的优化，通过施工参数的合理调整，确保隧道稳定和控制地面沉降。
在淤泥质土层中推进时，由于土层较软，掘进推力和刀盘扭矩都较小，虽然推力还有较大的富裕，但不能采取增大推力加快掘进速度，将掘进速度平稳保持在20mm/min左右。
合理安排施工进度，保持盾构施工的平稳和连续，不能出现盾构机搁置时间较长的情况，避免盾构机头部下沉。
若盾构机出现长时间搁置时，应多推进10~20cm，保证掌子面土压稳定和千斤顶处于受力状态，搁置时须及时注入膨润土，防止盾构注浆管路堵塞。
若同步注浆中含有水泥等成分，停机后每隔4~6小时重复打入盾尾油脂，防止残留水泥浆在盾尾中硬化，致使盾尾刷弹性减弱，出现盾尾漏浆不良现象。
土进入软土掘进
调整各区的油压差以改变盾构千斤顶的合力位置和方向。
6.5.4穿越构筑物
盾构穿越构筑物的控制措施贯穿于盾构到达前、穿越过程及通过后。
6.5.4.1盾构机到达前，在对建筑物详细调查的基础上，有针对性地地确定重点需保护的建筑物，对建筑物采取预保护措施。
6.5.4.2盾构穿越过程中，加强对建筑物沉降、倾斜、裂缝等的监测，根据监测结果采取注浆保护等措施，确保建筑物安全；对桩基侵入隧道的建筑物采取桩基托换保护后，盾构机通过时对确认侵入隧道的桩基部分是素砼时，盾构机直接切削而过。
6.5.4.3盾构机通过建筑物后，继续加强监测，根据监测结果有针对性地采取相应保护措施。
6.6蛇行和滚动控制
在盾构推进过程中，蛇行和滚动是难以避免的。
出现蛇行和滚动主要与地质条件、推进操作控制有关。
针对不同的地质条件，进行周密的工况分析，并在施工过程中严格控制盾构机的操作，减少蛇行值和盾构机的滚动。
当出现滚动时采取正反转刀盘方法来纠正盾构机姿态。
盾构机推进时还需注意以下几个问题：
6.6.1工作面的地层结构及物理力学特性的不均匀性；
6.6.2推进系统性能的平衡性、稳定性；
6.6.3监控系统的敏感性，可靠性和稳定性；
6.6.4富水软弱地层对盾壳的环向弱约束性；
6.6.5通过软硬变化地层时的刀盘负载与盾壳约束条件的不对称性（包括进接收的类似情况）；
对于以上问题要通过实际的掘进施工不断地积累施工经验，并在施工过程中做记录，探索出各种问题对盾构机掘进的影响程度，并把比较严重的问题作为施工中的重点问题进行研究解决，为下次掘进类似地层提供支持。
6.7碴土改良与防泥饼措施
6.7.1概述
国内外的盾构施工经验表明，在盾构施工中尤其在复杂地层盾构施工中，进行碴土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速施工的一项不可缺少的重要技术手段。
6.7.2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。
6.7.3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。
6.8盾构姿态控制
6.8.1始发姿态控制
对盾构机方向控制的影响因素关键是地质情况，盾构机始发后有以下几个地需要对盾构机的姿态进行严格的控制。
一是盾构始发后穿过端头后,将进入相对软弱的地层，地层由“硬”变“软”。
二是盾构位于曲线半径地段。
同时，盾构掘进不可能完全按照设计的隧道轴线前进，其掘进线路不可能是一条光滑曲线而是由折线拟合而成。
在不断修正的过程中将会产生一定的掘进方向偏差。
同时盾构表面与地层间的摩擦不均匀，开挖面上的土压力以及切口环切削欠挖地层所引起的阻力不均衡，也会引起一定的方向偏差。
当这种偏差超过一定限界时就会使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力恶化，并造成地层损失增大而使地表沉降加大。
因此在始发中应严格控制盾构机的姿态，并正确纠偏和修正蛇行，以免产生过大的地层损失而引起过大的地层变形。
盾构始发通过端头加固地段后，盾构机由改良加固后的土层进入原状土层，是由硬土层至软土层（软土层或砂层）的掘进过程。
在由硬至软的过程中，由于盾构机重量主要集中在刀盘和前体的原因，易产生的栽头现象。
在这种情况下掘进，将盾构机姿态抬头0～50mm，以保持盾构机向上运动的趋势。
在含水地层中，适当加大盾构上部推进油缸推力，使盾构稍微往偏下方向走，以抵消水的浮力对管片上浮的作用。
6.8.2姿态监测方法
以盾构机自带的自动导向系统进行盾构姿态监测。
为校核自动导向系统的准确性，每50环进行两次人工测量。
6.8.3姿态调整措施
6.8.3.1滚动偏差调整
由于盾构机未进入土层时，壳体与始发基座钢轨磨擦力小，考虑到反扭矩的因素，刀盘应缓慢加力，使扭矩、推力缓慢慢增大，并在盾构机壳体上焊接角钢与盾构井底板相连，以防盾体转动，并随着盾体的前进依次切除。
当盾构机滚动偏差超过0.5°时，盾构机会报警，提示盾构机操作手必须对刀盘进行纠偏，盾构机滚动偏差采用刀盘反转的方法纠正。
6.8.3.2方向偏差调整
根据线路条件所做的分段轴线拟合控制计划、导向系统反映的盾构姿态信息，结合隧道地层情况，通过分区操作盾构机的推进油缸来控制掘进方向。
控制盾构机方向的主要因素是控制推进千斤顶的推度，通过调整各推进油缸的推度来调整盾构机掘进机的姿态。
盾构机的推进油缸分区为五个，其分区图如下图所示。
推进油缸采用一台电液比例调速泵供油，将每个区域的推进油缸编为一组，每组油缸设一个电磁比例减压阀，用来调节各组推进油缸的工作压力，借此控制或纠正掘进机的前进方向。
其中4、8、12、16位置的油缸安装有位移传感器，通过油缸的位移传感器我们可以知道油缸的伸出长度和盾构的掘进状态。
14只铰接油缸连接中体及盾尾，沿圆周方向均布四只行程传感器监测四个方位油缸的行程，以了解盾构机折弯状况并提供管片选型依据。
掘进中铰接油缸处于被动状态，对于盾构机的调向没有影响。
通过对油缸的分区操作，达到调节推进方向的目的。
其原理如下：
在上坡段掘进时，适当加大盾构机下部油缸的推力和速度；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力和速度；在左转弯曲线段掘进时，则适当加大右侧油缸推力和速度；在右转弯曲线掘进时，则适当加大左侧油缸的推力和速度；在直线平坡段掘进时，则应尽量使所有油缸的推力和速度保持一致。
根据自动导向系统量测的结果和在控制室监示器上显示出来的盾构机当前位置和设计位置以及相关的数据和图表，平缓地调整各分区千斤顶的推度，能够让盾构机尽可能靠近设计线路掘进。
6.8.3.3竖直方向控制措施
1、盾构机的竖向轴线偏差应控制在±20mm以内，倾角控制在±3mm/m以内。
特殊情况下，倾角亦不宜超过±10mm/m，否则会引起盾尾间隙过小和管片的错台破裂等问题。
2、开挖面土体比较均质或软硬差别不大时，盾构机与设计轴线保持平行。
3、当盾构机遇到上硬下软的地层时，为防止盾构机机头下坠，适当加大底部千斤顶的推力。
4、当开挖面上软下硬时，为防止机头偏上，可适当增大顶部千斤顶的推力。
5、操作盾构机时，还应注意上部千斤顶和下部千斤顶的行程差，两者不能相差过大，一般宜保持在±20mm内，特殊情况下不宜超过6cm,否则说明盾构机竖直方向调整过急。
6、盾构机通过凸形竖曲线顶点进入下坡段时，后方的管片受推进千斤顶向上的分力易上浮，凹形竖曲线顶点后方的管片受向下的分力易下沉，此时盾构机刀盘应缓慢加力，使推力缓慢增大，以避免过大的推力造成管片及盾构机的竖向偏差。
7、当开挖断面内地层上下软硬差距很大时，即使千斤顶的压力和盾构机的倾角达到很大，仍无法将盾构机的姿态调整到合理位置，此时应考虑更换刀具或者在硬岩部位使用超挖刀。
6.8.3.4水平方向的控制措施
1、在直线段，盾构机的水平偏差可控制在±20mm以内，水平偏角可控制在±3mm/m以内，否则会因盾构机急转引起盾尾间隙过小和管片错台破裂等问题；
2、在缓和曲线段及圆曲线段，盾构机的水平偏差应控制在±30mm以内，水平偏角应控制在±5mm/m内，曲线半径越小控制难度越大；由直线进入缓和曲线宜提前一个盾身的长度开始按1.5倍曲率半径转弯，使盾构机的单边推力差渐近递增有利于保证管片环缝的拼装质量。
3、由直线段进入缓和曲线段或圆曲线段时，根据地层情况（其决定盾构机的转向难易程度），调节好各分区油缸千斤顶的行程和推力，使管片的中心轴线更好地与隧道轴线拟合；
4、盾构机由曲线段进入直线段时，盾构机操作原则应同第三步的原则类似；
5、当开挖面内的地层左右软硬相差很大而且又是处在曲线段时，盾构机的方向控制将比较困难，此时可降低掘进速度，合理调节各分区的千斤顶压力，必要时可超挖刀；
6、当第5条中的操作原则仍无法将盾构机的姿态调到合理位置时，将考虑在硬岩区域使用超挖刀。
6.9管片安装
6.9.1管片安装程序
6.9.2管片安装方法
管片选型以满足隧道线型为前提，重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一循环掘进限值，确保有合适的盾尾间隙，以防盾尾接触并挤压管片，造成管片破损。
管片安装必须从隧道底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。
封顶块安装前，应对止水条进行润滑处理，安装时先径向插入2/3，调整位置后缓慢纵向顶推插入。
管片块安装到位后，应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力应大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机。
管片安装完后应及时进行连接螺栓紧固，并在管片环脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二次紧固。
6.10同步注浆
注浆的作用是防止土体松驰和下沉，减少地表沉降；保持隧道村砌的早期稳定；提高衬砌接缝防水性能。
6.10.1注浆方式
采用盾尾同步注浆方式及时注入单液浆填充环形建筑空间。
即在盾构机推进时，通过安装在盾尾内的4条内置式注浆管向管片与地层间的环形建筑空间注入填充浆液。
每条管上有高压力表和阀门，该管通过软管与盾构机1#拖车上配置的4台砂浆泵分别相连，砂浆泵可手动控制，也可自动控制。
由于盾构管片所受的水土压力不同（顶部的管片略低于底部的管片），所以在同步注浆时可通过手动控制来调节各注浆管的注浆压力。
6.10.2注浆设备
浆液由盾构始发场地内设置的专用浆液搅拌站拌制（浆液搅拌站生产能力达60m3/h）而成。
通过输送管道直接泵送到1#拖车上的储浆罐内以待运输至井下并泵送至盾构机配置储浆罐。
同步注浆采用盾构机上的同步注浆设备进行注浆，二次注浆采用一套独立的双液注浆设备。
6.10.3注浆材料及配合比选择
为保证浆液质量，施工中根据始发时地层的实际情况选择浆液配合比，选择和易性适宜的浆液，使之达到易于压送、不离析、不沉淀、不堵管。
其物理性能应达到：
①浆液的充填性好；②浆液和易性好离析少；③浆液初凝时间短早期强度高（理论上讲越快越好，以及快约束和稳定管片。
但初凝时间太短容易造成注浆管种堵塞），浆液硬化后的体积收缩率小，以更好固定管片；④浆液稠度合适，以不被地下水稀释。
同步注浆浆液配比选择
隧道同步注浆浆液配合比根据设计确定，并要与主要穿越地层适应。
单液水泥砂浆性能指标可参考如下：
水泥砂浆初凝时间：
4～5小时；
水泥砂浆1d龄期强度：
0.5Mpa，28d龄期强度达到2.0Mpa；
水泥砂浆稠度：
浆液的稠度在软弱土层宜选择偏大以利控制管片上浮。
水泥砂浆基准配合比按下表进行试配，以达到上述性能要求。
每立方米水泥砂浆材料用量表（kg
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