一、土壓平衡盾構掘進
（一）土壓平衡式掘進特點
土壓平衡盾構，是將開挖下來的土砂充滿到開挖面和隔板之間泥土倉，根據需要在其中注入改良材料，用適當的土壓力確保開挖面的穩定性。通過貫穿隔板設置的螺旋輸送機，可在推進的同時進行排土。在施工時，必須在開挖兩層隔板之間充滿土砂，對其進行加壓達到滿足開挖面的穩定需要的狀態。為了獲得適合於盾構推進量的排土量，要對土壓力和出土盤進行計量，對螺旋式排土器的轉數和盾構的推進速度進行控制，達到平衡狀態，同時，還要掌握刀盤扭矩和推力等，進行正確的控制管理以防止開挖面的鬆動和破壞。
（二）土倉壓力管理
（1）在土壓平衡盾構的施工中，為了確保開挖面的穩定，要適當地維持壓力艙壓力。一般，如果土倉壓力不足，發生開挖面的湧水或坍塌風險就會增大。如果壓力過大，又會引起刀盤扭矩或推力的增大而發生推進速度下降或地面隆起等問題。
（2）土倉壓力管理的基本思路是：作為上限值，以儘量控制地表面的沉降為目的而使用靜止土壓力；作為下限值，可以允許產生少量的地表沉降，但可確保開挖面的穩定為目的而使用主動土壓力。
（3）掌握開挖面的穩定狀態，一般是用設置在隔板上的土壓計來確定土倉壓力。
（4）推進過程中，土倉壓力維持有如下的方法：
①用螺旋排土器的轉數控制；
②用盾構千斤頂的推進速度控制；
③兩者的組合控制等。
通常盾構設備採用組合控制的方式。
（5）要根據各施工條件實施良好的管理。另外，需要確認伴隨推進所產生的地基的變形、排土狀態、刀盤扭矩以及其變化情況，及時在推進中修正土倉壓力。
（三）排土量管理
（1）為了一邊保持開挖面的穩定一邊順利地進行推進，則需要適量地進行排土，以維持排土量和推進量相平衡。可是，由於圍巖的重度在掘進中會有一定的波動，以及受添加劑的種類、添加量或排土方式等因素的影響，排出渣土的重度也會發生變化，所以要恰當地掌握排土量是比較困難的。另外，作為排土，其狀態可在半固體狀態到流體狀態之間變化，其性狀是各種各樣的。因此，僅單獨根據排土量的管理來控制開挖面坍塌或地基沉降是困難的，最好是根據壓力艙的壓力管理和開挖土量管理同時進行。
（2）排土量管理的方法可大致分為容積管理法和重量管理法。作為容積管理法，一般是採用計算渣土搬運車臺數的方法或從螺旋排土器轉數等進行推算。重量管理法，一般是用渣土搬運車重量進行驗收。計算渣土搬運車臺數的方法是一種粗略式的估計，由於應用簡便，在現場使用較多。
（四）渣土改良
土壓平衡盾構的渣土排出量必須與掘進的挖掘量相匹配，以獲得穩定而合適的支撐壓力值，使掘進機的工作處於最佳狀態。當通過調節螺旋輸送機的轉速仍不能達到理想的出土狀態時，可以通過改良渣土的塑流狀態來調整。
（1）改良渣土的特性：
在土壓平衡工況模式下渣土應具有以下特性：
1）良好的塑流狀態。
2）良好的黏稠度。
3）低內摩擦力。
4）低透水性。
（2）當渣土滿足不了這些要求時，需通過向刀盤、土倉內及螺旋輸送機內注入改良材料對渣土進行改良，常用的改良材料是泡沫或膨潤土泥漿。
（五）土壓平衡盾構掘進要點
（1）開挖渣土應充滿土倉，渣土形成的土倉壓力應與刀盤開挖面外的水土壓力平衡，並應使排土量與開挖土量相平衡。
（2）應根據隧道工程地質和水文地質條件、埋深、線路平面與坡度、地表環境、施工監測結果、盾構姿態以及始發階段的經驗，設定盾構刀盤轉速、掘進速度和土倉壓力等掘進參數。
（3）掘進中應監測和記錄盾構運轉情況、掘進參數變化和排出渣土狀況，並應及時分析反饋，調整掘進參數和控制盾構姿態。
（4）應根據工程地質和水文地質條件，向刀盤前方及土倉注入改良劑，渣土應處於流塑狀態。
二、泥水加壓盾構掘進
（一）泥水加壓式掘進特點
泥水加壓盾構掘進過程中，一邊用泥漿維持開挖面的穩定，一邊用機械開挖方式來開挖。渣土由泥漿輸送到地面。該施工方法是將開挖設備、開挖面穩定系統、渣土處理設備作為一個整體系統來進行使用的。系統的運行要充分考慮到排土量、泥漿質量、開挖面狀態、壁後注漿、送排泥流量、排泥流速等條件的設定和管理（見圖1K413034-2）。
（二）泥水倉壓力管理
（1）在泥水加壓式盾構施工法中，為了確保開挖面的穩定，需要根據開挖面的土質及土水壓力適當地設定泥漿壓力。一般，如果泥漿壓力不足，發生開挖面坍塌的危險就會增大，如果壓力過大，又會出現泥漿噴發和地面隆起的可能。
（2）泥水倉壓力管理的基本思路是：作為上限值，以儘量控制地表面的沉降為目的而使用靜止土壓力；作為下限值，在允許少量沉降，但以保持開挖面穩定為目的而使用主動土壓力。
（3）掌握開挖面的穩定狀態，一般是用設置在隔板上的水壓計來確認泥水倉內的泥水壓力。
（4）作為掌握開挖面狀態的開挖面探查法，和土壓平衡盾構一樣，也有使用機械觸探法或非接觸性電磁波、超聲波調查法的。但兩者都是用來探查開挖面前方或上方的局部疏鬆或空洞，為判斷開挖面穩定狀態提供輔助性信息。
（三）排土量管理
為了一邊保持開挖面的穩定一邊順利地推進開挖，開挖時需要使排出和開挖的土量相平衡。泥水加壓盾構施工，一般是從設置在送泥管和排泥管上的流量計和密度計取得數據，通過計算求出偏差流量和開挖幹砂量，以把握開挖面的狀態。這一方法也可用來推斷圍巖的地質變化，為此要對前幾環的偏差流量和開挖幹砂量進行統計計算。
（四）泥水處理系統和倉內破碎技術
（1）開挖下來的土、砂在泥水倉內經攪拌翼等攪拌混合，通過排泥管道輸送到地面。運到地面的泥漿，用一次分離裝置，除去礫、砂等；粉砂、黏土等添加凝固材料等形成塊（團粒）。在此基礎上，用機械處理或其他的方法，從泥漿中分離出固粒與礫、砂等排出、運走。分離後剩餘的泥漿，加上水、黏土、蒙脫土、增黏劑等，調整相對密度、濃度、黏性、 再被輸送到開挖面循環利用。
（2）泥水加壓盾構維持開挖面穩定的關鍵是在開挖面形成高質量的泥膜。因此，要對排泥管排出的泥水進行處理，處理後的泥水經調整後再通過送泥管泵入泥水倉。
（3）對於大粒徑的礫石，需要用安裝在泥水倉內的破碎機粉碎。另外，對於無法進入刀盤開口的礫石，通過刀盤上的滾刀破碎處理 。
（五）泥水加壓盾構掘進要點
（1）泥漿壓力與開挖面的水土壓力應保持平衡，排出渣土量與開挖渣土量應保持平衡，並應根據掘進狀況進行調整和控制。
（2）應根據工程地質條件，經試驗確定泥漿參數，應對泥漿性能進行檢測，並實施動態管理。
（3）應根據隧道工程地質與水文地質條件、隧道埋深、線路平面與坡度、地表環境、施工監測結果、盾構姿態和盾構始發階段的經驗，設定盾構刀盤轉速、掘進速度、泥水倉壓力和送排泥水流量等掘進參數。
（4）泥水管路延伸和更換，應在泥水管路完全卸壓後進行。
（5）泥水分離設備應滿足地層粒徑分離要求，處理能力應滿足最大排渣量的要求，渣土的存放和運輸應符合環境保護要求。
三、管片拼裝控制
（一）拼裝方法
1．管片選型
應根據設計要求，選擇管片類型、排板方法、拼裝方式和拼裝位置；當在曲線地段或需糾偏時，管片類型和拼裝位置的選擇應根據隧道設計軸線和上一環管片姿態、盾構姿態、盾尾間隙、推進油缸行程差和鉸接油缸行程差等參數綜合確定。
2．拼裝順序
一般從下部的標準（A型）管片開始，依次左右兩側交替安裝標準管片，然後拼裝鄰接（B型）管片，最後安裝楔形（K型）管片。
3．盾構千斤頂操作
拼裝時，禁止盾構千斤頂同時全部縮回，否則在開挖面土壓的作用下盾構會後退，開挖面將異常不穩定（開挖面土壓損失，並失去平衡），管片拼裝空間也將難以保證。因此，隨管片拼裝順序分別縮回盾構千斤頂非常重要。
4．緊固連接螺栓
先緊固環向（管片之間）連接螺栓，後緊固軸向（環與環之間）連接螺栓。採用扭矩扳手緊固，緊固力取決於螺栓的直徑與強度。
5．楔形管片安裝方法
楔形管片安裝在鄰接管片之間，為了不發生管片損傷、密封條剝離，必須充分注意正確地插入楔形管片。為方便插入楔形管片，可裝備能將鄰接管片沿徑向向外頂出的千斤頂，以增大插入空間。
拼裝徑向插入型模形管片時，先徑向重疊頂起，再縱向插入。
6．復緊連接螺栓
一環管片拼裝後，利用全部盾構千斤頂均勻施加壓力，充分緊固軸向連接螺栓。
盾構繼續掘進後，在盾構千斤頂推力、脫出盾尾后土（水）壓力的作用下襯砌產生變形，拼裝時緊固的連接螺栓會鬆弛。為此，待推進到千斤頂推力影響不到的位置後，用扭矩扳手等，再一次緊固連接螺栓。再復緊的位置隨隧道外徑、隧道線形、管片種類、地質條件等而不同。
（二）真圓保持
管片拼裝呈真圓，並保持真圓狀態，對於確保隧道尺寸精度、提高施工速度與止水性及減少地層沉降非常重要。
管片環從盾尾脫出後，到注漿漿體硬化並將管片間隙填充密度，達到約束管片變形的條件時，多採用真圓保持裝置。
（三）管片拼裝施工要點
（1）管片拼裝前，應對上一襯砌環面進行清理。
（2）應控制盾構推進千斤頂的推力和行程，並應保持盾構姿態和開挖面穩定。
（3）應根據管片位置和拼裝順序，逐塊依次拼裝成環。
（4）管片連接螺栓緊固扭矩應符合設計要求。管片拼裝完成，脫出盾尾後，應對管片螺栓及時復緊。
（5）拼裝管片時，應防止管片及防水密封條損壞。
（6）對已拼裝成環的襯砌環應進行橢圓度抽查。
（7）當盾構在既有結構內空推並拼裝管片時，應合理設置導臺，並應採取措施控制管片拼裝質量和壁後填充效果。
（8）當在富水穩定巖層掘進時，應採取防止管片上浮、偏移或錯臺的措施。
（9）當在聯絡通道等特殊位置拼裝管片時，應根據特殊管片的設計位置，預先調整盾構姿態和盾尾間隙，管片拼裝應符合設計要求。
（四）管片拼裝誤差及其控制
管片拼裝時若管片間連接面不平行，導致環間連接面不平，則拼裝中的管片與已拼管片的角部呈點接觸或線接觸，在盾構千斤頂推力作用下管片易發生碎裂（見圖1K413034-4）。為此，拼裝管片時，各管片連接面要拼接整齊，連接螺栓要充分緊固。
另外，盾構掘進方向與管片環方向不一致時，盾構與管片產生幹涉，將導致管片損傷或變形。伴隨管片寬度增加，上述情況增多。為防止管片損傷，預先要根據曲線半徑與管片寬度對適宜的盾構方向控制方法進行詳細研究，施工中對每環管片的盾尾間隙認真檢測，並對隧道線形與盾構方向嚴格控制。在盾構與管片產生幹涉的場合，必須迅速改變盾構方向、消除幹涉。
盾構糾偏應及時連續，過大的偏斜量不能採取一次糾偏的方法，糾偏時不得損壞管片，並保證後一環管片的順利拼裝。
（五）管片修補
當已拼裝完成的鋼筋混凝土管片表面出現一般缺陷時，應及時修補。修補後質量應符合驗收要求。
管片修補時，應分析管片破損原因及程度，制定修補方案。修補材料強度不應低於管片強度。
四、壁後注漿
壁後注漿是向管片與圍巖之間的空隙注入填充漿液，向管片外壓漿的工藝，應根據所建工程對隧道變形及地層沉降的控制要求來確定。根據工程地質條件、地表沉降狀態、環境要求及設備性能等選擇注漿方式。注漿過程中，應採取減少注漿施工對周圍環境影響的措施。
（一）壁後注漿的目的
管片壁後注漿按與盾構推進的時間和濘漿目的不同，可分為同步注漿、二次注漿和堵水注漿。
1．同步注漿
同步注漿與盾構掘進同時進行，是通過同步注漿系統，在盾構向前推進盾尾空隙形成的同時進行，漿液在盾尾空隙形成的瞬間及時起到充填作用，使周圍土體獲得及時的支撐，可有效防止巖體的坍塌，控制地表的沉降。
2．二次注漿
管片背後二次補強注漿則是在同步注漿結束以後，通過管片的吊裝孔對管片背後進行補強注漿（補充部分未填充的空腔，提高管片背后土體的密實度），以提高同步注漿的效果。二次注漿的漿液充填時間要滯後掘進一段時間，對隧道周圍土體起到加固和止水的作用。
3. 堵水注漿
為提高背襯注漿層的防水性及密實度，在富水地區考慮前期注漿受地下水影響以及漿液固結率的影響，必要時在二次注漿結束後進行堵水注漿。
盾構推進時，盾尾空隙在圍巖塌落之前要及時地進行壓漿，以充填空隙、穩定地層，此舉不但可防止地面沉降，而且有利於隧道襯砌的防水。選擇合適的漿液、注漿參數、注漿工藝，在管片外圍形成穩定的固結層，將管片包圍起來，形成一個保護圈，防止地下水侵入隧道中。
壁後注漿的目的如下：
（1）使管片與圍巖之間的環形空隙儘早建立注漿體的支撐體系，防止隧道周圍土體塌陷與地下水流失造成地層損失，控制地面沉降值。
（2）儘快獲得注漿體的固結強度，確保管片初襯結構的早期穩定性，防止長距離的管片襯砌背後處於無支承力的漿液環境內，使管片發生移位變形。
（3）作為隧道襯砌結構加強層，具有耐久性和一定強度。充填密實的注漿體將地下水與管片隔離，避免或大大減少地下水直接與管片接觸的機會，從而成為管片的保護層，避免或減緩了地下水對管片的侵蝕，提高襯砌結構的耐久性。
（二）同步注漿方法與工藝
同步注漿：通過注漿系統及盾尾的內置注漿管，可採用雙泵四管路（四注入點）對稱同時注漿。注漿可根據需要採用自動控制或手動控制，自動控制方式即預先設定注漿壓力，由控制程序自動調整注漿速度，當注漿壓力達到設定值時，自行停止注漿。手動控制方式則由人工根據掘進情況隨時調整注漿流量、速度、壓力。
（三）注漿材料與參數
（1）根據注漿要求，應通過試驗確定注漿材料和配合比。可按地質條件、隧道條件和周邊環境條件選用單液或雙液注漿材料 。
（2）注漿材料的強度、流動性、可填充性、凝結時間、收縮率和環保等應滿足施工要求。
（3）應根據注漿量和注漿壓力控制同步注漿過程，注漿速度應根據注漿量和掘進速度確定。
（4）注漿壓力應根據地質條件、注漿方式、管片強度、設備性能、漿液特性和隧道埋深等因素確定。
（5）同步注漿的充填係數應根據地層條件、施工狀態和環境要求確定，充填係數宜為1.30~2.50。
（6）二次注漿的注漿量和注漿壓力應根據環境條件和沉降監測結果等確定。
（四）壁後注漿施工要點
（1）注漿前，應根據注漿施工要求準備拌漿、儲漿、運漿和注漿設備，並應進行試轉。
（2）注漿前，應對注漿孔、注漿管路和設備進行檢查。
（3）漿液應符合下列規定：
1）漿液應按設計施工配合比拌制。
2）漿液的相對密度、稠度、和易性、雜物最大粒徑、凝結時間、凝結後強度和漿體固化收縮率均應滿足工程要求。
3）拌制後漿液應易於壓注，在運輸過程中不得離析和沉澱。
（4）合理制定壁後注漿的工藝，並應根據注漿效果調整注漿參數。
（5）宜配備自動記錄注漿量、注漿壓力和注漿時間等參數的儀器。
（6）注漿作業應連續進行。作業後，應及時清洗注漿設備和管路。
（7）採用管片注漿口注漿後，應封堵注漿口。
五、隧道姿態控制
線形控制的主要任務是通過控制盾構姿態，使構建的襯砌結構幾何中心線線形順滑，且位於偏離設計中心線的容許誤差範圍內。
（一）掘進管理測量
（1）為了使隧道線路控制在施工容許誤差以內，在盾構推進時，需根據隧道內測量進行推進管理測量。推進管理測量，要根據規定的測量方法，使用適當的測量設備，力求提高作業的效率。
（2）在推進時，為了儘早掌握盾構裝配的管片與計劃線路之間的偏差，立即修正盾構推進方向，要頻繁仔細地實施推進管理測量，原則上每天進行兩次；對於已組裝的管片，測定盾構的相對位置，或者測量盾構的縱向偏差、橫向偏差和轉動偏差等量，以掌握盾構的位置和狀態。
（3）關於管片和盾構的相對位置，通過測量左右、上下千斤頂的行程差和盾尾空隙，就能確定大致的情況。盾構的橫向偏差、縱向偏差和轉動偏差，能通過在盾構上設置測錘、傾斜儀、迴轉羅盤，或使用經緯儀等來測量。另外，通過使用自動測量系統，也能實時取得測量結果。
（二）盾構姿態控制要點
（1）應通過調整盾構掘進液壓缸和錢接液壓缸的行程差控制盾構姿態。
（2）應實時測量盾構裡程、軸線偏差、俯仰角、方位角、滾轉角和盾尾管片間隙，應根據測量數據和隧道軸線線型，選擇管片型號。
（3）應對盾構姿態及管片狀態進行測量和覆核，並記錄。
（4）糾偏時應控制單次糾偏量，應逐環和小量糾偏，不得過量糾偏。
（5）根據盾構的橫向和豎向偏差及滾轉角，調整盾構姿態可採取液壓缸分組控制或使用仿形刀適量超挖或反轉刀盤等措施。