出入段线盾构始发、到达掘进施工方案-共享资料网
出入段线盾构始发、到达掘进施工方案
一、编制说明 ............................................... 10 1.1 编制原则................................................................................10 1.2 编制依据................................................................................10 二、工程概述 ............................................... 12 2.1 工程范围................................................................................12 2.2 区间隧道概况........................................................................12 2.3 工程地质................................................................................13 2.4 水文地质................................................................................15 2.5、施工工筹.............................................................................16 2.6、区间线路及周边建（构）筑物情况 ................................16 三、工程重难点 ............................................. 17 四、盾构施工准备 ........................................... 18 4.1 盾构掘进工作时间及工班组织 ...........................................18 4.2 盾构区间隧道日施工进度计划 ...........................................18 4.3 掘进循环时间安排 ...............................................................18 4.4 管理组织架构及分工 ...........................................................19 4.5 资源配置................................................................................19 4.5.1 人力资源配置 ............................................................................19 4.5.2 主要机械设备配置 ....................................................................20 4.5.3 主要材料需求计划 ......................................................................20 5 盾构始发与试掘进.......................................... 21 5.1 始发段概述............................................................................211 / 1315.2 盾构机概述............................................................................25 5.3 盾构始发前准备....................................................................27 5.3.1 周边环境核查与监测 ..................................................................27 5.3.2 场地布置 ......................................................................................27 5.3.3 始发架摆放及定位 ......................................................................28 5.3.4 盾构组装及调试 ..........................................................................28 5.3.5 反力架的安装 ..............................................................................29 5.3.6 洞门水平探孔 ..............................................................................29 5.3.7 洞门密封装置的安装 ..................................................................30 5.3.8 负环管片的拼装 ..........................................................................31 5.3.9 反力架监测 ..................................................................................33 5.3.10 盾构在小半径始发措施 ............................................................34 5.4 盾构始发................................................................................35 5.4.1 盾构始发参数及注意事项 ..........................................................35 5.4.2 盾构始发施工风险分析与控制 ..................................................36 5.5 盾构试掘进............................................................................37 5.5.1 试掘进段参数控制 ......................................................................38 5.5.2 试掘进段施工监测 ......................................................................40 5.5.3 试掘进段参数分析 ......................................................................40 5.5.4 试掘进时注意事项 ............................................................41 5.6 反力架及负环管片拆除 .......................................................42 5.6.1 反力架及负环拆除条件 ..............................................................422 / 1315.6.2 拆除方法 ......................................................................................42 5.6.3 拆除前的准备工作 ......................................................................43 5.6.4 盾构机停机注意事项 ..................................................................43 5.6.5 负环管片拆除安全质量保证措施 ..............................................43 6 盾构正常掘进 ............................................. 45 6.1 盾构掘进流程及控制程序 ...................................................45 6.1.1 盾构掘进作业工序流程图 ..........................................................45 6.1.2 掘进控制程序 ..............................................................................46 6.2 掘进模式的选择及操作控制 ...............................................47 6.2.1 土压平衡模式的实现 ..................................................................48 6.2.2 盾构掘进参数 ..............................................................................50 6.2.3 盾构掘进方向控制与调整 ..........................................................50 6.3 掘进中渣土改良与防泥饼措施 ...........................................55 6.3.1 渣土改良与添加剂的使用 ..........................................................55 6.3.2 渣土改良的主要技术措施 ........................................................56 6.3.3 防泥饼措施 ..................................................................................57 6.4 同步注浆及二次补浆 ...........................................................58 6.4.1 同步注浆 ......................................................................................58 6.4.2 二次补浆 ......................................................................................59 6.4.3 注浆结束标准 ..............................................................................60 6.5 管片拼装................................................................................60 6.5.1 管片拼装精度要求 ......................................................................603 / 1316.5.2 管片拼装程序 ..............................................................................61 6.5.3 管片拼装方法 ..............................................................................62 6.6 盾构隧道管片衬砌防水 .......................................................62 6.6.1 管片自防水 ..................................................................................63 6.6.2 管片拼装缝的防水 ......................................................................63 6.6.3 螺栓孔、吊装孔防水 ................................................................64 6.6.4 同步注浆及二次补浆加强防水 ................................................64 6.7 地表变形预测、控制及监测反馈 .......................................64 6.8 盾尾油脂的压注....................................................................66 6.9 有害气体监测........................................................................66 6.10 盾构机及后配套设施的维护保养 .....................................79 6.10.1 盾构机维护、保养 ....................................................................79 6.10.2 后配套维护、保养 ....................................................................80 6.11 施工运输 .............................................. 80 6.11.1 洞内水平运输...................................................................80 6.11.2 洞口垂直运输...................................................................81 6.11.3 渣土场外运输...................................................................81 6.11.4 弃渣条件 ...........................................................................81 6.11.5 渣土外运组织方式及安全文明要求 ..............................81 6.11.6 运输安全措施...................................................................82 6.12 洞内施工通风与洞内管线布置 ............................. 82 6.12.1 洞内施工通风...................................................................824 / 1316.12.2 洞内管线布置...................................................................82 6.13 测量控制 .............................................. 83 6.13.1 盾构机掘进的实时姿态与衬砌环管片姿态测量 ..........83 6.13.2 隧道贯通测量...................................................................84 6.13.3 加强施工监控量测和信息反馈 ......................................84 6.13.4 盾构掘进施工风险分析与控制 ......................................85 7 特殊地段盾构掘进施工 ..................................... 87 7.1 大坡度段掘进施工 ...............................................................87 7.1.1 大坡度目的 ..................................................................................87 7.1.2 大坡度下盾构推力分析 ..............................................................88 7.1.3 坡度对施工的影响 ......................................................................89 7.1.4 大坡度施工措施 ..........................................................................89 7.2 小半径段掘进施工 ...............................................................91 7.2.1 盾构施工参数选择 ......................................................................92 7.2.2 超挖刀合理开启 ..........................................................................93 7.2.3 铰接装置开启 ..............................................................................93 7.2.4 盾构推进轴线预偏 ......................................................................94 7.2.5 盾构测量与姿态控制 ..................................................................95 7.2.6 土体损失及二次注浆 ..................................................................95 7.2.7 盾尾与管片间隙控制 ..................................................................96 7.2.8 管片复紧 ......................................................................................96 7.3 盾构在上软下硬地层中掘进的措施 ...................................975 / 1317.4 盾构下穿建（构）筑物及管线 ...........................................98 8 盾构机到达接收............................................ 98 8.1 盾构到达接收施工流程 .......................................................98 8.2 盾构到达端头概况 ...............................................................99 8.3 箱体施工..............................................................................103 8.4 盾构机姿态调整..................................................................104 8.5 到达测量监测......................................................................104 8.6 最后几环管片的安装 .........................................................105 8.7 盾构进入箱体......................................................................106 8.8 洞门止水..............................................................................106 8.9 箱体拆除..............................................................................107 8.10 盾构到达施工注意事项 ...................................................107 8.11 盾构到达施工风险分析与控制........................................107 9 盾构施工质量保证措施 .................................... 108 9.1 管片质量保证措施 .............................................................108 9.1.1 管片生产质量保证措施 ............................................................108 9.1.2 管片拼装质量保证措施 ............................................................109 9.1.3 管片衬砌防水质量保证措施 .................................................... 110 9.2 盾构掘进质量保证措施 ..................................................... 111 9.2.1 盾构施工轴线控制措施 ............................................................ 111 9.2.2 盾构施工沉降控制措施 ............................................................ 111 9.3 管片壁后同步注浆质量保证措施 ..................................... 1126 / 1319.4 盾构隧道成型质量保证措施 ............................................. 113 9.4.1 盾构管片上浮的质量保证措施 ................................................ 113 9.4.2 盾构管片下沉的质量保证措施 ................................................ 114 9.4.3 管片开裂的质量保证措施 ........................................................ 114 9.4.4 管片破损、错台的质量保证措施 ............................................ 114 10 安全保证措施 ........................................... 115 10.1 施工现场安全技术措施 ................................................... 115 10.2 施工机械的安全控制措施 ............................................... 116 10.3 盾构施工的安全防范措施 ............................................... 117 10.3.1 施工准备 .................................................................................. 117 10.3.2 电瓶车操作 .............................................................................. 118 10.3.3 盾构掘进 .................................................................................. 118 10.3.4 管片拼装 .................................................................................. 119 10.4 渣土提升安全措施............................................................ 119 10.5 安全用电............................................................................120 10.6 起重安全措施....................................................................120 10.7 加强监控量测，确保安全生产 .......................................121 10.8 实施标准化作业，确保安全生产 ...................................121 11 文明施工与环境保护措施 ................................. 122 11.1 加强施工管理，强化环境保护意识 ...............................122 11.2 实施封闭、半封闭管理，减少对周边环境的影响 .......122 11.3 加强废水、废气、废渣的管理........................................1237 / 13111.4 加强运输车辆的管理........................................................123 11.5 加强监测量测，确保环境安全........................................124 12 应急救援组织体系........................................ 125 12.1 应急小组的建立 ..............................................................125 12.2 项目部应急救援领导小组 ...............................................125 12.3 项目部应急救援组织机构框图 ......................................126 12.4 项目应急救援领导小组成员及组织机构的任务分工 ..126 12.5 应急救援物资、设备、设施的配备 ...............................127 12.6 应急物资保证措施............................................................128 12.7 应急事故处理流程............................................................129 12.8 人员保证............................................................................1308 / 1319 / 131一、编制说明1.1 编制原则①保护环境，施工场地布置最优，按照广州市政府、发包人 对本工程的环境保护要求，精心组织，严格管理，把施工对环境 的影响降低到最低程度， 使广州地铁建设达到一流的资源节约型、 环境友好型要求，创建文明施工标准化工地； ②严格贯彻“安全第一”的原则，针对风险细化安全技术措 施， 预防和杜绝安全事故的发生。 施工生产活动始终把人的健康 安全放在首位，严格执行 GB/T 职业健康安全管理体 系， 认真编制施工安全技术方案， 加强过程控制， 落实保证措施， 保证安全生产投入，实现安全生产； ③确保建设方要求的工程质量和工期， 并严格按照 ISO9000 标准质量体系进行质量程序控制，对施工过程实行动态管理； ④加强施工管理，提高生产效率，降低工程造价； ⑤坚持科学性、先进性、经济性、合理性及实用性相结合， 采用先进的施工技术、科学的组织方法，合理的安排顺序，推动 企业技术进步，实现经济效益与社会效益的双丰收； ⑥符合广州市绿色施工要求。1.2 编制依据1） 《广州市轨道交通十三号线一期工程（鱼珠～象颈岭）设 计技术要求》 ；10 / 1312） 《广州市轨道交通十三号线一期工程（鱼珠～象颈岭）官 湖车辆段出入段线线路平、纵剖面图》 （施工图设计
版） ； 3） 《广州市轨道交通十三号线一期工程（鱼珠～象颈岭）线 路平、纵剖面图》 （施工图设计第二版） ； 4） 《广州市轨道交通十三号线一期工程（鱼珠～象颈岭）官 湖车辆段出入段线详细勘察阶段岩土工程勘察报告》 （广州有色 工程勘察设计院，2014 年 01 月） ； 5）轨道交通十二五新线十三号线首期工程（鱼珠至象颈岭 段） 官湖车辆段出入段线功法调整方案变更审查会议纪要 （穗铁 总工[ 号） ； 6）轨道交通十三号线官湖车辆段出入段线工法调整方案变 更第二次审查会议纪要（穗铁总工[2014]99 号） ； 7）国家规范、行业标准、本标段现场调查资料、场地影响 范围内沿线建（构）筑物及管线调查报告，补充地质勘察报告； 8）国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准及 广州地铁施工管理规定以及广州地区在安全文明施工、 环境保护、 交通组织等方面的规定； 9） 《地下铁道工程施工及验收规范》 （2003 版） GB ； 10） 《盾构法隧道施工与验收规范》GB ； 11） 《地下防水工程质量验收规范》GB ； 12） 《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005；11 / 13113） 《建设工程施工现场供用电安全规范》GB； 14） 《安全色》GB； 15） 《安全色和安全标志》GB/T； 16） 《工业企业厂内铁路、 道路运输安全规程》 GB； 17）我公司在以往盾构施工中的施工经验。二、工程概述2.1 工程范围本段施工范围为出入段线盾构区间工程,工程范围及里程见 下表:工程范围及里程表工程名称 出入段线盾构区间 出段线 入段线 里程 CDK0+274.634~ CDK1+405.965 RDK0+274.605~ RDK1+445.574 长度 m 0.9692.2 区间隧道概况广州市轨道交通十三号线一期工程官湖车辆段出入段线位 于增城市新塘镇， 线路出官湖站前明挖段后沿 107 国道向西行进， 进入入段线后往南下穿瑶田开发区、 西联石新路及官湖路后进入 官湖车辆段。区间线路最大坡度 30‰；最小坡度 23‰，覆土厚 度最大 17.48m；最小 5.8m，最小线间距 8m;区间线路平面设 3 个曲线段，出段线曲线半径分别为 1000m、250m、300m，入段线 曲线半径分别为 1000m、260m、300m。 盾构直径为 6250mm， 刀盘开挖直径 6280mm， 洞门直径 6500mm， 隧道外径 6.0m，内径 5.4m，管片楔形量为 38mm，拼装方式为错12 / 131缝拼装。衬砌的设计强度为 C50，抗渗等级为 P12。衬砌每环宽 1.2m，由 1 个封顶块，2 个相邻块，3 个标准块共六块构成。衬 砌环纵缝之间均采用弧形螺栓连接， 其中每个环缝采用 10 根 M24 螺栓,每环纵缝采用 12 根 M24 螺栓。 衬砌接缝间防水采用三元乙 丙橡胶制成的弹性密封垫。2.3 工程地质沿线总体上是海陆交互冲积平原地貌， 进入官湖车辆段的地段为 剥蚀残丘地貌单元。出入段线地层主要为第三系砾岩、砂砾岩的风化 残积土及风化岩以及震旦系混合岩的风化残积土及风化岩， 地面标高 6.64～20.46m,隧道主要穿越&2-1B&、 &2-4&、 &3-2&、 &4F-2&、 &5Z-1&、 &5Z-2&、&6&、&6Z&、&7&、&7Z&、&8Z&层。 1）区间各土质所占百分比。区间各土质所占百分比&6&, 10.80% &8Z&, 0.41% &7Z&, 16% &2-2&、&24&, 0.70% &3-2&, 3.55% &2-4&, 1.70% &3-2& &2-4& &5Z-1& &2-1B& &5Z-2& &2-1B&, 2% &6Z& &7Z& &8Z& &6& &2-2&、&2-4&&5Z1&, 21.80% &5Z2&, 19.94%所占比例 （％）, &6Z&, 23.10%图 2.3-1 区间各土质所占比例2 ）各种地层的岩性特征见表 2.3-2 地层的岩性特征表。表 2.3-2 地层的岩性特征表13 / 131地层编号岩层名称地层描述 本场地钻孔均有揭露。层厚 0.50～5.10m，平均 2.91m。土性：主要为杂 填土，少量素填土，欠压实～稍压实。其中素填土褐黄色～紫红色，湿， 松散，主要由粘性土组成，含少量石英颗粒，局部含有机质土；杂填土 呈杂色，湿，松散-稍密，由粘性土、粗砂、碎石块及少量生活垃圾组成。 揭露层厚 0.50～5.20m，平均 3.40m。土性：深灰色，流、软塑，主要由 粘粒、粉粒组成，土质纯，有腥味。 层厚 2.30～4.90m，平均 3.32m。土性：灰黄色，饱和，松散，局部稍密， 级配不良，颗粒较均匀，主要成分以石英为主，含少量粘粒。 层厚 0.80～4.60m，平均 2.56m。土性：深灰色，饱和，松散～稍密，级 配不良，主要成分以石英中粗砂为主，局部夹薄层淤泥，含少量有机质 成分，土质不均。 层厚 0.50～5.60m，平均 2.64m。土性：褐黄色，可塑，局部硬塑，粘性 较好，韧性及干强度中等，局部含细砂，手捏具砂感。 层厚 1.20～1.60m。土性：黄色，饱和，稍密-中密，成分主要为石英颗 粒，含很少量粘粒。 层厚 1.10m。土性：深灰色，流、软塑，主要由粘粒、粉粒组成，土质纯， 有腥味。 层厚 1.10～1.60m，平均 1.35m。土性：褐黄色、褐红色，可塑，粘性一 般，韧性及干强度中等，主要由下伏基岩残积而成。 层厚 1.90m。土性：褐红色，硬塑，粘性较差，韧性中等，含石英颗粒， 为下伏基岩残积而成。 层厚 1.70～12.80m，平均 5.26m。土性：灰黄色，灰白色，可塑，粘性 一般，由粉粒、粘粒、砂粒组成，韧性及干强度中等，由下伏基岩残积 而成。 层厚 2.80～13.60m，平均 6.40m。土性：褐黄色、灰黄色，硬塑，粘性 一般，由粉粒、粘粒、砂粒组成，韧性及干强度中等，由下伏基岩残积 而成。 层厚 1.10～14.8m，平均 6.43m。岩性：褐黄色，岩石风化剧烈，组织结 构已破坏，岩芯呈坚硬土状，遇水易崩解，局部可见挤压层理。 层厚 0.70～10.80m，平均 4.01m。岩性：褐黄色，岩石风化强烈，原岩 组织结构大部分破坏，节理裂隙发育，岩芯呈半岩半土状及碎块状，遇 水软化崩解。 层厚 1.70～4.50m，平均 2.75m。岩性：青灰色，裂隙发育，岩芯呈碎块 状，少量扁柱状，锤击声较清脆，花岗变晶结构，眼球状构造，主要矿 物成分为石英、长石，次为云母。 均为穿透该层。岩性：青灰色，裂隙发育，岩芯呈短柱状，部分扁柱状， 锤击声清脆，花岗变晶结构，眼球状构造，主要矿物成分为石英、长石， 次为云母。&1&人工填土层&2-1B& &2-2&淤泥质土层 粉细砂层&2-3&中粗砂层&2-4& &3-2& &4-2B& &5N-1& &5N-2&粉质粘土层 中粗砂层 淤泥质土层 可塑状残积 粉质粘土层 硬塑状残积 粉质粘土层 可塑状残积 砂质粘性土 硬塑状残积 砂质粘性土 混合花岗岩 全风化带 混合花岗岩 强风化带 混合花岗岩 中风化带 混合花岗岩 微风化带&5Z-1&&5Z-2&&6Z&&7Z&&8Z&&9Z&14 / 1312.4 水文地质1）地下水类型 根据本次勘察沿线地下水赋存条件、含水介质及水力特征分析， 地下水主要有两种基本类型，分别为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。 ① 松散岩类孔隙水主要赋存于海陆交互相砂层&2-2&、&2-3&和 冲积-洪积砂层&3-2&中。砂层主要被人工填土层覆盖，局部地段被淤 泥质土及粉质粘土层覆盖， 地下水具微承压性。 &2-2&、 &2-3&砂层粉、 粘粒含量较高， 富水性弱~中等， 透水性弱~中等。 &3-2&层局部分布， 富水性中等，中等~强透水。 ② 基岩裂隙水： 主要含水层为基岩层的强风化带和中风化带中， 岩性主要有砂岩、含砾砂岩、混合花岗岩等，地下水的赋存条件与岩 性、岩石风化程度、裂隙发育程度等有关。从勘察资料分析，碎屑岩 强风化带裂隙发育，岩石破碎，岩芯呈半岩半土状；碎屑岩中风化带 裂隙较发育，岩石较破碎，岩芯呈短柱状或块状；由于风化裂隙为泥 质充填，地下水赋存条件相对较差，一般具弱透水性，富水性弱。由 于强～中风化基岩上覆全风化岩、残积土等相对隔水层，裂隙水具承 压性。 2）地下水的补给与排泄 松散岩类孔隙水主要赋存在第四系砂层中， 其补给主要来源于大 气降水和地表水补给；排泄主要为大气蒸发及向河流排泄。基岩裂隙 水补给来源主要来自第四系砂层越流补给； 排泄方式主要表现为以地 下径流方式排向下游地区或人工抽汲地下水。15 / 1312.5、施工工筹根据施工的整体策划， 将出入段线明挖段西端头作为盾构始发工 作地点。区间采用两台复合式土压平衡盾构机，盾构机由中国铁建重 工集团有限公司制造，先后在出入段线明挖段西端头吊装下井，进行 出入段线（盾构段）盾构区间的掘进施工，掘进至官湖站前明挖段盾 构井，完成掘进任务后在官湖站前明挖段盾构井解体吊出。详见图 2.5-1 施工工筹图图 2.5-1 施工工筹图2.6、区间线路及周边建（构）筑物情况出入段线在 R=300m 圆曲线段上始发， 出段线、 入段线分别以 250m、 260m 的转弯半径下穿西联新村的大批厂房及民宅；入段线在 107 国 道下方下穿新官区间正线；在距接收端 200m 处正上方有一条直径 2.4m 给水管，下穿长度约 150m，净距约 6.27m；出入段线官湖站前 近近 400m 线间距小于 10m ，为小间距施工。详见附图一：区间平面 图.16 / 131三、工程重难点1）出入段线盾构始发端地层较好为残积土层及红层全风化层， 但始发段平面在 R=300m 圆曲线、纵面为 30‰下坡。小半径大坡度始 发，姿态控制为本工程施工难点。 2）区间线路最大坡度 30‰；最小坡度 23‰，区间线路平面设 3 个曲线段，出段线曲线半径分别为 1000m、250m、300m，入段线曲线 半径分别为 1000m、260m、300m。出入段线小半径、大坡度施工为本 工程施工难点。 3 ） 出 段 线 在 CDK1+359.155~CDK1+26.272 ， 入 段 线 在 RDK1+370.546~ RDK1+91.474 分别以 250m、260m 的转弯半径下穿西 联新村的大批厂房及民宅， 在小半径施工过程中地下土体扰动比较大， 容易引起地面沉降，地面建筑物的损坏风险较高。所以小半径施工段 对穿越建筑物的保护为出入段线区间施工难点。 4）为了出入段线与正线采用上下重叠的施工方式（出入段线在 下，正线在上） ，原计划“先下后上”原则，由于出入段线工期滞后， 现先正线掘进，后出入段线，所以叠交段出入段线盾构下穿正线隧道 为出入段线施工难点。 5）出入段线在接收端,沿线 380 多米线间距小于 10m，最小间距 仅 8m，小间距施工如何保护已建隧道的安全为本工程的难点。 6）接收端隧顶为&2-1B&淤泥质土层较厚，且在入段线距接收端 200m 处正上方有一条直径 2.4m 给水管，下穿长度约 150m，净距约17 / 1316.27m。因此盾构到达和对给水管的保护为本工程施工难点。四、盾构施工准备4.1 盾构掘进工作时间及工班组织盾构掘进施工作业采用 2 班制，每天两个工班掘进施工，掘进每 班每天工作 12 小时；每天安排 3 小时作为盾构机维修、保养时间， 以确保盾构机在施工过程的正常运转。 当盾构机通过地质不良地段或 重要建筑物地段时，为使盾构机安全、快速通过，保证隧道施工的安 全，可调整作业班组以保持连续掘进，同时将组织保养班把工作分配 到整个掘进过程中穿插进行。4.2 盾构区间隧道日施工进度计划结合业主下发施工工期工筹及区间工程概况， 盾构施工的施工进 度如下： ⑴ 盾构始发段掘进安排：4 环/天。 ⑵ 盾构到达段安排：6 环/天。 ⑶ 盾构正常段安排：左线平均 6 环/天；右线平均 6 环/天。 ⑷ 隧道轨道、管线拆除与清理：200m/天。4.3 掘进循环时间安排根据盾构设备，洞内、井口运输配备情况，盾构掘进时间安排大 致如表 4.3-1。表 4.3-1 盾构掘进时间安排工序项目 1.2m 隧道掘进 18 / 131 时间（分）40 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120管片安装 土车开出到始发井 土车吊土 管片砂浆车进洞（带砂浆、 管片） 管片砂浆车卸车 管片砂浆车开出 土车开进 下一环掘进30 10 301030 10 10 40由表可知正常施工后每环掘进时间为 110 分钟，满足进度要求。4.4 管理组织及分工项目经理对始发工作全面负责，项目总工负责始发现场工作、技 术方案；物资部负责始发物资设备的进场准备；机电部负责机械设备 的安装、维护、保养，确保设备的正常运行；工程部负责盾构始发现 场实施工作；技术质检部负责技术方案准备、控制施工质量；安全部 确保现场安全；办公室负责后勤服务保障、对外联络协调。4.5 资源配置4.5.1 人力资源配置劳动力配置表 4.5-1序 号 1 2 3工种 16T 龙门吊 电瓶充电 地面综合队（含司索指 挥）每班作业人数 （出段线）每班作业人 数（入段线）出入段线 4 个班 合计人数 2 2 41（不分左右线） 1（不分左右线） 2（不分左右线）19 / 1314 5 6 7 8 9 10 11 12 13渣土外运（地面清洗工） 拌合站 45T 龙门吊 井口 电瓶车司机 掘进班 电工（跟机维修保养） 机修（跟机维修保养） 盾构机机手 小计2（不分左右线） 3（不分左右线） 1（不分左右线） 1 2 7 1 1 1 1 2 7 1 1 1 724 6 2 4 8 28 4 4 44.5.2 主要机械设备配置主要机械设备配置表 4.5-2设备类型序号 1 2 3 4 5设备名称 盾构机及后配套 电机车 电机车蓄电池组 渣土车 砂浆车 管片车 充电机 50t/16t 起重机 16t 起重机 砂浆搅拌站 通风机 潜水泵数量 2台 4台 18 组 8节 2节 4节 6套 1台 1台 1座 2台 8台主要工作性能指标 EPBФ6280 粘重 30T 17m3 6m3 12T 50T 16T 19.6kw 37?2kw 5.5/4.0kw盾构隧道使 用设备6 7 8 9 10 11 124.5.3 主要材料需求计划主要材料材料供应计划表 4.5-3序号20 / 131材料名称规格型号单位数量备注1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15管片宽度 1200m M24 φ100 三元乙丙 38kg/m 100 槽钢 2mX0.5m 1m? 250kg/桶 250kg/桶 180kg/桶 10kv φ1000 袋装环 套 根 套 根 根 块 桶 桶 桶 桶 m m t 766 8
95 45 6楔形量 38mm连接螺栓 循环水管 止 水 条 钢 轨 轨 枕6m/根 每环/套 6m/根 间距 1 m走 道 板 泡 沫 剂 盾尾油脂 密封油脂 小油脂 电 缆60L/环 7 环/桶 20 环/桶 40 环/桶通 风 管 水 泥根据配合比计 算 根据配合比计 算 根据配合比计 算 根据配合比计 算16砂t842617粉煤灰罐装t421318膨润土袋装t10535 盾构始发与试掘进5.1 始发段概述1）始发方式及线路概况。表 5-1 始发段线路概况21 / 131洞门位置 出入段线西端头井出段线 出入段线西端头井入段线始发方式 整体始发 整体始发纵坡 30‰下坡 30‰下坡曲线半径 R=300 圆曲线 R=300 圆曲线2）始发段端头概况 ①端头井地质 区间始发段隧道穿越地层为&2-2&淤泥质粉细砂层； &2-4&粉质粘 土层；&5N-2&残积粉质黏土层；&6&全风化砂砾岩； &7&强风化砂砾 岩。详见图 5.1-1，始发段地质图。图 5.1-1 始发段地质 图22 / 131②端头井结构 出入段线西端头盾构始发端围护结构采用玻璃纤维筋代替钢筋， 出段线端头井、 入段线端头井上方均留有 1 个 11.5m?7.5m 的盾构施 工吊装井口，满足盾构吊装及始发的要求。 ③端头加固 始发端头加固采用 U 型素混凝土连续墙外包+600@450 单轴搅拌 桩，地下连续墙采用厚度为 800mm 的 C20 素混凝土墙，伸入隧道底 3m，墙间接缝处施做两根Ф600@450 的双管旋喷桩止水，旋喷桩深度 同墙深；加固长度为 10m，且每区间端头设置 2 个Φ600 降水井。详 见图 5.1-2 加固平面图及图 5.1-3 加固断面图.23 / 1315.1-2 出入段线端头 加固平 面图24 / 1315.1-3 端头加固断面 图5.2 盾构机概述本区间采用两由台铁建重工生产的土压平衡盾构机。一台盾构为 新购盾构机（DZ108） ，先在出段线始发，另一台盾构现南宁施工，计 划 7 月进场，掘进入段线。 该盾构机适应本区间淤泥质土层、粉质粘土层、中粗砂层、砂质 粘性土、全风化混合岩带、强风化混合花岗岩等土层的掘进施工；详 见盾构机技术参数表 5.2 及附件四刀盘图。主部件名称 细目部件名称 盾构类型 盾构型号 管片外径 管片内径 管片宽度 分布 管片纵向连接螺栓数量25 / 131综述参 数 土压平衡盾构 ZTEmm 5,400mm 1,500mm/1200mm/1000m m 3+2+1 10备注主部件名称细目部件名称 整机主要部件设计寿命 开挖直径 前盾直径 盾体长度 整机长度 盾构及后配套总重 最小平曲线半径 最小竖曲线半径 最大线路坡度（爬坡能力） 刀盘结构及刀具 最大开挖直径 刀盘磨损检测 开口率 中心齿刀 正面齿刀 刀间距 边缘齿刀 周边刮刀 切刀 其它刀具配置 各种刀具高差设置 仿形刀（超挖齿刀） 回转接头 驱动马达数量 转速 标称扭矩 脱困扭矩 主驱动功率 主轴承形式 型式 前盾直径、钢板厚度 中盾直径、钢板厚度 盾尾直径、钢板厚度 允许承压能力 钢丝刷密封数量 盾尾密封允许承压能力 盾尾间隙 土压传感器数量参 数 不小于 10km 初装刀时：6280mm 6250mm 8.3m 约 76m 500t 200m 1000m 50‰ 复合式 6280mm 2个 约 35% 8把 22 把 90mm 9把 12 对 56 把 导流刀 20 把 滚刀高出面板 175mm， 切刀 140mm 1把 6 路泡沫+6 路液压+6 路 电气 8个 0－4.32rpm 5,787kNm 7,345kNm 4?250kW 3 排圆柱滚子轴承 主动铰接式 6250mm、50mm 6240mm、40mm 6230mm、50mm 3bar 3 道钢丝刷+1 道钢板束 3bar 65mm 7个备注液压式 滚刀与齿刀可互换左右各 6 对刀盘最大超挖量 50mm 刀盘隔板上设置高压 冲洗嘴 双向旋转、连续可调Q345B Q345B Q345B盾体5 个位于隔板上，2 个 位于螺旋输送机上26 / 131主部件名称细目部件名称 额定推力 最大总推力 油缸数量 油缸行程 最大推进速度 类型 铰接系统额定推力 油缸数量 油缸行程 位移传感器数量 铰接油缸规格 铰接转向角度（垂直/水平） 润滑方式参 数 31851kN 37160kN 20 根 2100mm 80mm/min 主动式铰接 27168kN 12 根 200mm 4只 310/210-200mm 1.7° 自动/手动备注推进系统油缸规格 260/190-2100mm *（10 双）* *铰接系统*5.3 盾构始发前准备5.3.1 周边环境核查与监测 ①盾构始发前应对始发段隧道范围内的所有地下管线、地面建 （构）筑物进行核查。 ②盾构始发前一个月完成始发段前 300m 监测点的布置并取监测 点初始值。 5.3.2 场地布置 盾构始发至负环拆除前， 使用一台电瓶车 （1 浆车、 2 管片平板、 2 小土箱）完成水平运输，在出入段线后端预留小井口安装一 16T 龙 门吊，完成垂直吊输工作，详见附图 1：盾构场地布置图.27 / 1315.3.3 始发架摆放及定位 始发架采用钢结构形式， 主要承受盾构机重力和推进时的摩擦力。 由于盾构机较重，所以始发台必须具有足够的刚度、强度。此外，在 始发台的两侧加设 180 工型钢作为横向支撑，支撑在井口底板上，提 高始发台的稳定性。 在安装始发台前先由测量组在车站底板固定两个水平控制点 （一 个固定在洞门中心线上，另一个为割线反向延长线后 15m） ，根据两 点的拉线精确定位始发台的左右位置；根据洞门环梁施工长度、托架 长度、十环负环总长度及反力架位置，确定托架距钢套筒的距离；考 虑到盾构始发轴线为曲线、大坡度始发和加固区的盾构姿态控制，确 保盾构推进运动轨迹符合施工要求， 故盾构托架始发基座的标高提高 30mm～50mm，防止盾构栽头。然后将始发台按要求安设在预定的位置 上，并由测量组进行复核，在完成定位之后，将始发台固定。 在盾构机主机组装时， 在始发台的轨道上涂硬质润滑油以减小盾 构机在始发台上向前推进时的阻力。详见附件四：托架及反力架定位 大样图。 5.3.4 盾构组装及调试 盾构机进场之后，用吊机吊运至井下始发台上进行组装，始发之 前须对盾构机进行调试，以确保盾构掘进时能正常运转。 （详见“盾 构吊装及调试方案” ）28 / 1315.3.5 反力架的安装 反力架将提供盾构机推进时所需的反力， 因此反力架应具有足够 的刚度和强度。反力架支撑在底板和中板上，反力架的纵向位置保证 负一环砼管片拆除后浇注洞门时满足洞门的结构尺寸和连接要求以 及支撑的稳定性。 反力架的横向位置保证负环管片传递的盾构机推力 准确作用在反力架上。安装反力架时，先校正两根立柱的垂直度，使 其形成的平面与盾构机的推进轴线垂直。为了保证盾构机始发姿态， 安装反力架和始发台时，反力架左右偏差控制在±10mm 之内，高程 偏差控制在±5mm 之内，上下偏差控制在±10mm 之内。 5.3.6 洞门水平探孔 为了初步了解洞门内部地层情况及含水情况， 在盾构始发前对洞 门进行钻孔取芯。洞门水平探孔共 9 个，每个探孔深度 2~2.5m，孔 径 50mm，探孔位置见图 5.3-1。如果探孔发现漏水严重，采用水平注 浆止水加固，并分析原因，确保始发安全。图 5.3-1 洞门水平探孔示意图29 / 1315.3.7 洞门密封装置的安装 为了防止盾构始发掘进时泥土、 地下水从盾壳和洞门的间隙处流 失，以及盾尾通过洞门后防止泥水、浆液从洞门于管片的间隙流失， 在盾构始发时需安装洞门临时密封装置。 由于盾构始发洞门不需人工破除，当刀盘开始切削土体时，刀盘 切口未进入密封装置， 所以在洞门钢环与临时密封之间安装一个钢套 筒（套筒内径与洞门钢环内径一致，长 60cm） ，使盾构在与土体接触 前切口提前进入密封装置。详见图 5.3-2，钢套筒安装图.图 5.3-2 洞门钢套筒图为了保证在盾构机始发时快速、牢固地安装密封装置，在钢套筒 的环面上预留了 φ20 的螺栓孔，螺栓孔均匀布设在环面上，每 3° 一个、总计 120 个。 临时密封装置由帘布橡胶板、折形压板、垫片和螺栓等组成。如 图 5.3-3 洞门密封装配图。30 / 131内衬墙 25 固定环板B 16 扇形压板300° 9060120-ф 20锚筋120-M20×85ф 6800ф 12预埋连接筋预埋环板A 环形密封橡胶带19 25ф 6500图 5.3-3 密封装配图图4-1-3 环板装配图密封装置安装前应对帘布橡胶板的整体性、硬度、老化程度等进 行检查，并提前把帘布橡胶的螺栓孔加工好，将折形压板置于外侧并 用螺栓固定。 盾构机进入预留洞门前在刀盘边缘和帘布橡胶板外侧涂 润滑油以免盾构机刀盘挂破帘布橡胶板影响密封效果。 5.3.8 负环管片的拼装 盾构机始发时需要在反力架与洞口之间拼装负环。 负环管片采用 错缝拼装，负环的中心线坡度与始发段设计坡度一致。负环管片为右 转弯环管片，管片厚 300mm、内径为 5400mm、外径为 6000mm、楔形 量 38mm.31 / 131ф 66005.3-4 负环管片排版在拼装第一环负环管片前， 在盾尾管片拼装区下部 180 度范围内 安设 7 根长 1.4m、 50mm 厚的钢管 （盾尾内侧与管片间的间隙为 65mm） 。 在盾构机内拼装好整环后利用盾构机推进千斤顶将管片缓慢推出盾 尾，由于始发支座轨道与管片外侧有 115mm 的空隙，为了避免负环管 片全部推出盾尾后下沉， 在始发台导轨上架设管片托架和打入木楔子 以支撑负环，将负环管片托起，并用钢丝绳和手板葫芦将负环拉紧。图 5.3-5 负环管片拼装32 / 1315.3.9 反力架监测 ⑴ 盾构始发阶段对反力架进行监测，反力架支撑监测点是在盾 构机往前推进时进行监测，盾构机不往前推进不监测。 ⑵ 反力架支撑监测点在监测时发现监测值有超过 20mm 时上报 项目部总工室、 监理工程师， 监测值有超过 30mm 时盾构机停止推进， 进一步加固反力架和各支撑。 ⑶ 盾构掘进 20 环后，反力架基本稳定，不再进行检查。 ⑷ 反力架监测点布置图如下图所示。2 5.3-6 反力架的监测5.3.10 盾构小半径始发注意事项 (1)合理选择始发割线或切线 由于区间始发半径小，为了保证盾构姿态及最大偏差量不侵线，经测 量人员计算，始发选取割线始发，割线选取为盾构轴线在分界里程位33 / 131置沿盾构掘进方向 10m,托架轴线为盾构始发割线向井口方向的延长 线详见附件五：托架及反力架大样图. 经我部测量人员计算： 盾构在始发割线始发，水平最大偏移量 42mm.满足施工要求。 （2）盾构机及其后配套井下布置 ①刀盘与洞门端墙的偏角 由于托架轴线垂直方向在 30‰的下坡上，所以洞门与端墙的垂直偏 角为：0.003°刀盘直径:6280mm 因此刀盘顶部比刀盘底部超前量为：=188mm ②本区间始发半径小，可能会导致盾体与洞门、后配套与侧墙摩擦， 为了保证盾构顺利始发， 我部对盾构机及其后配套在井下的布置情况 做了模拟，详见附件六：盾构机及其后配套井下平面布置图 5.3.11 盾构在小半径始发措施 由于盾构在 R=300 圆曲线上始发， 小半径始发盾构机姿态极其不 好控制，如控制不当将很难调整盾构姿态进行纠偏。针对始发段对盾 构姿态控制我部采取下列措施： 1） 小曲线半径始发时， 始发支撑系统需要较大的侧向力， 因此， 反力架、始发架、负环需要加强固定； 2）盾构始发采用直线的线型， 盾构机始发进入土体后将沿直线 掘进，该直线为曲线的割线，直到第 4 环正环管片拼装完毕后，盾构 机将沿隧道轴线进行曲线掘进。如图 5.3-7 曲线始发平面图。34 / 131图 5.3-7 曲线始发平面图5.4 盾构始发5.4.1 盾构始发参数及注意事项 在准备工作完成以后， 当盾构机的刀盘脱离帘布橡胶板并接近掌 子面时，可以进行盾构机的试运转，先转刀盘再推进。 （1）刀盘转速 由于盾构机未进入土体前， 盾体没有周围岩土侧压力的磨擦作用， 且盾构油缸的推力和掌子面通过刀盘的反力都很小，所以，在试运转 时应使刀盘慢速旋转，且要正、反向旋转，使盾构姿态正确。 （2）土压力 进洞后，根据洞门岩层土体加固情况设定土压，土压设定值应略 小于理论值且推进速度不宜过快， 盾构机总推力控制在 600T~1000T， 同时根据土仓压力的变化适当调节螺旋机的转速。 （3）姿态控制35 / 131盾构机坡度略大于设计坡度，待盾构机穿越围护结构之后，为防 止因正面土压、 土质变化而造成盾构机突然 “低头” 。 根据土层情况， 合理地分区操作推进油缸和调整铰接油缸行程进行纠偏。 （4）注浆 当盾尾脱离洞门后，及时调整扇形压板的位置将洞门封堵严实， 以防洞口漏泥水、漏浆从而减少地层的损失，采用双液浆对管片与顶 门的间隙进行封堵。 5.4.2 盾构始发施工风险分析与控制措施 ⑴ 由于始发时盾构机与地层间摩擦力很小，盾构易旋转，这时 可以在盾构机两侧盾壳焊接两排钢块作为防扭装置， 用来卡住始发台， 防止盾构机旋转。同时应加强盾构机姿态的测量，如发现盾构有较大 转角，可以采用刀盘正反转的措施进行调整。 ⑵ 在始发阶段要注意推力、扭矩的控制，同时也要注意各部位 油脂的有效使用。掘进总推力不超过反力架承受能力，同时确保在此 推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于始发台提供的反扭矩。 ⑶ 如果负环管片转动或松动、盾构推进油缸推力过大，致使负 环管片变形或破裂、应立即停止推进，及时更换或加固破损管片，同 时对管片环的临时支撑进行加固。 ⑷ 在洞口，始发台的端部与洞口维护结构还有一定的距离（钢 套筒长度+主体厚度） 。 为保证盾构机在始发时不至于因刀盘悬空而造 成盾构机“低头” ，在始发洞口内安设导轨，导轨末端与洞口围岩之36 / 131间，预留出刀盘的位置，以保证推进时，盾构机刀盘可以正常旋转。 ⑸ 在拼装第一环负环管片时，为防止两块邻接块失稳，可在管 片抓取头归位之前， 在盾壳内与负环管片之间焊接一根槽钢以扶住邻 接块。 ⑹ 管片在被推出盾尾时，要及时进行支撑加固，防止管片下沉 或失圆。用钢丝绳、手扳葫芦将负环紧固，同时也要考虑到盾构推进 时可能产生的偏心力，因此支撑应尽可能的稳固。 ⑺ 盾构机向前推进时，必须对始发台架和反力架进行监测、查 看，当发现异常情况时，立即通知主司机停止推进，待故障排除后， 再向前推进。 ⑻防止盾构机进入预留洞门时刀盘刮破帘布橡胶板， 大量的土体 从洞口流入井内，造成洞口外侧地面大量沉降，可在刀盘边缘和帘布 橡胶板外侧涂润滑油以免影响密封效果。5.5 盾构试掘进本工程试掘进段长度设定为 100m，通过试掘进段及时详细分析 在不同地层中各种推进参数条件下得地层位移规律和结构受力状况， 以及施工对地面环境的影响，并及时反馈调整施工参数，为后续施工 提供详细的资料和参数，确保盾构机在区间安全顺利施工。100m 的 长度考虑了以下几个因素： (1) 盾构机和后配套台车的长度； (2) 轨道的布置需要； (3) 管片与土体之间的摩擦力足以满足盾构机的正常掘进；37 / 1315.5.1 试掘进段参数控制 为了获得理想的掘进效果、保证开挖面稳定、有效控制地表沉降 及确保地面建（构）筑物安全，根据本标段地质情况，选择土压平衡 模式掘进。 通过试掘进段选定了六个施工管理参数来进行掘进控制管 理：土仓压力、推进速度、总推力出土量、刀盘转速和扭矩、注浆压 力和注浆量，其中土仓压力是主要的管理指标。 ⑴ 土仓压力的控制 根据本工程实际情况，为保证盾构通过此段地层时的施工安全， 计算施工土压力时，采用浅埋隧道（静止土压力）的土压力计算方法 计算土压。 计算土压力时除了考虑土质特性、 地面荷载、 隧道埋深外， 还要考虑刀盘前方水压力。 σ初步设定土压=σ静止土压＋σ水压力＋σ调整 由于区间坡度大、土质复杂，应该每 10 环计算一次土压设定， 每天根据地表监测报表调整土压力。 ⑵ 出土量的控制 由于盾构机的特殊构造，使其无法观察掌子面的情况，出土量则 是前方掌子面地层稳定与否的直观反映。 在泡沫与水注入量正常的情 况下，出土量过大，掌子面有可能出现了坍塌，出土量过小，则掌子 面可能有空洞或裂隙比较发育。因此，在掘进过程中对出土量的控制 十分必要。 每环开挖理论出土量为:V=D2/4*3.14*L=37.1m? 渣土改良后的松散系数：1.2~1.438 / 131故实际出渣土量：44.4~52m? 根据盾构施工经验，每环出渣土 3 斗，每斗 17m3 为正常，如超 出此范围，技术人员应分析原因，立即采取相应措施。 ⑶ 千斤顶推力与刀盘转速 千斤顶推力与刀盘转速是否合理是关系到刀具能否顺利切屑岩 层，推力过小，岩层得不到充分压裂和切屑，掘进效果差，推力过大 时，由于管片断面不平整或千斤顶受力不均，容易产生管片破裂、渗 水等现象。掘进时根据掘进土层地质、土压力调整推力大小，保证推 进速度。 刀盘转速，应控制在 1.2~1.5rpm 左右，以便刀具能充分切入地 层，达到切屑地层的目的。 无论何种速度，均应与其它参数如刀盘扭矩、泡沫注入量、推进 速度等有机结合起来，才能取得理想的结果。 ⑷ 掘进速度 试掘进时，掘进速度不宜过大，根据具体的地质情况和地表监测 情况随时调整，应控制在 20~50mm/min 为宜。 ⑸ 同步注浆及二次注浆 同步注浆的及时进行可以稳定隧道管片，控制隧道管片的变形， 防止隧道管片在脱出盾尾后发生错台现象， 从而避免管片破损现象发 生，保证盾构隧道姿态的正确，加快掘进速度。 同步注浆量要控制适中，严格控制注浆压力，既不能因注浆量过 少而造成地面沉降过大，也不能因注浆量过多导致地面隆起、盾尾击39 / 131穿、土压不稳。一般情况下，注浆压力可以控制在 0.2~0.3MPa，对 于已经发生喷涌、沉陷的地段，注浆压力应适当提高。 当隧道变形比较大，地表沉降较大时，常用的注浆不能满足尽快 固结的要求时，要根据具体情况，对脱出盾尾的后几环管片注入双液 浆。 5.5.2 试掘进段施工监测 为了能及时反映盾构机掘进时对周围环境的影响， 应在地面布置 一定数量的地面监测点， 及时地反馈盾构机始发掘进时地面及土层的 变形情况，从而进一步优化掘进参数。在盾构机开始掘进之前，须对 已布置好的监测点测得原始数据。 始发段需加密监测点位。 5.5.3 试掘进段参数分析 盾构机掘进前 100m 作为试掘进段，通过试掘进段拟达到以下目 的： ①用最短的时间对盾构机进行调试。 ②熟悉本工程的地质条件， 掌握各地质条件下复合式盾构的施工 方法。 ③收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数，制定正常掘 进各地层操作规程，实现快速、连续、高效的正常掘进。 ④熟练管片拼装的操作工序，提高拼装质量，加快施工进度。40 / 131⑤通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机 掘进时以及到达时对周围环境的影响， 掌握盾构掘进参数及同步注浆 压力和注浆量。5.5.4 试掘进时注意事项⑴ 初期掘进前，对前方地层的地质情况充分了解，不能一概而 论，要根据土质情况选择恰当的模式。 ⑵ 盾构机正面中心土压力根据计算确定，并根据跟踪测量数据 及时调整设定压力，随时做好二次压浆的准备。 ⑶ 在初期掘进阶段，由于反力架会产生不同程度的变形，因而 影响隧道成环质量，若当管片接缝发生问题时，及时用纠正，以提高 成环质量，并做好测量工作。 ⑷ 确定土压平衡状态下密封仓内的土压力， 且密封仓被充满后， 开启螺旋输送机出土，以控制排土速度，来保证密封仓内的土压力和 开挖面土压力相平衡。 ⑸ 最初的 100m 管片安装应保持良好的真圆度， 保证盾构始发位 置的准确。如最初的真圆度保持不好，则往后误差会越来越大，不但 造成后续施工越来越困难，也会对管片本身产生破坏。因此最初的管 片安装必须做到以下几点： ①按顺序及操作规范施工； ②拼装管片后及时进行同步注浆； ③加强管片真圆度的测量。测量办法有两种：a、丈量弦长、间 距控制法；b、通过测量盾尾间隙，如各个方向的间隙基本一致，则41 / 131可说明管片的真圆度较好。5.6 反力架及负环管片拆除5.6.1 反力架及负环拆除条件 当盾构始发掘进达到 90 环、同步注浆浆液达到强度时，即可拆 除反力架及负环管片。 计算公式如下： F=μ.π.D.L.P 式中：μ――管片与土体的磨擦系数；取 0.3 D――管片外径；取 6.0 L――已安装的管片长度；取 100 米 P――作用于管片背面的平均土压力，取 100 Kpa。 故管片提供的摩阻力为： F =0.3?3.14?6.0?100?100=56520 KN &37100 KN（盾构机 额定最大推力） 。 5.6.2 拆除方法 负环管片采用逐环分块拆除的方式吊出始发井。具体顺序为：首 先依次拆除从负 10 环到负 1 环的 K 块与邻接块， 将 K 块与邻接块两 块同时吊运出井；再依次从负 10 环到负 1 环的顺序将每环剩余的 4 块管片分解后拆除吊运出井。42 / 1315.6.3 拆除前的准备工作 ① 先将反力架后面的钢支撑与底板预埋钢板之间的焊缝割除， 然后拆除钢支撑，以便能够顺利吊出反力架； ②按安装反力架的相反顺序拆除反力架； ③将加固负环管片的木楔及管片间的环向连接螺逐环拆除， 每环 负环管片解体成块后吊上地面； ④最后拆除始发托架。 5.6.4 盾构机停机注意事项 ⑴ 保持盾构机土仓内土压以平衡开挖面水土压力，土仓内上部 土压不得小于理论土压力； ⑵ 盾尾保持多注盾尾油脂，防止盾尾漏水、漏泥； ⑶ 随时对盾构机恣态进行观察，确保盾构机停机时恣态稳定； 5.6.5 负环管片拆除安全质量保证措施 ⑴ 质量措施 ①施工前组织有关人员熟悉方案以及进行技术交底。 ②在吊装过程中，吊点应按规定设置不得随意改动。 ③在吊装过程中，应把构件扶稳后，吊机才能旋转和移动。 ④在吊装过程中，严禁碰撞其他构件，以免造成损坏。 ⑤机械设备、机具使用前应重新检查其机械性能，确保符合使用 要求。43 / 131⑥选用钢丝绳长度必须一致，严禁有长短不一，以免起吊后造成 构件扭曲变形，钢丝绳长度应与构件的夹角为 70? 。 ⑦各构件起吊后应呈水平状态。 ⑧起重机起吊后，吊臂需转动，构件距离地面 800mm 左右，不得 起吊太高进行旋转。 ⑨各构件应小心移动，速度应缓慢。 ⑵ 安全措施 ①进入施工现场的作业人员必须戴安全帽， 高空作业人员应佩带 安全带。 ②施工作业前应组织有关人员进行安全交底。 ③特殊工种作业人员必须持证上岗。 ④在起吊作业范围内设立禁行标志，严禁非作业人员进入。 ⑤指挥人员应由具有施工经验的人员担任，使用统一指挥信号， 信号要鲜明、准确，所有人员应听从指挥。 ⑥施工作业前应检查工具、机具的性能，防止脱扣、断裂。 ⑦井口周围设立护栏。 ⑧高空作业人员切勿急于求成，用力过猛，严禁抛掷工具。 ⑨在井下施工时应设置足够照明，满足施工的需要。44 / 1316 盾构正常掘进6.1 盾构掘进流程及控制程序6.1.1 盾构掘进作业工序流程图 盾构掘进工作是盾构隧道施工的主要环节， 掘进工作的各个环节 是否顺利进行的关键，在施工中应使各个环节、工种密切配合，环环 相扣，施工的进度、质量才可能满足总进度目标、质量目标的要求。 盾构掘进作业工序流程见图 6.1-1。图 6.1-1 盾构掘进作业工序流程图45 / 1316.1.2 掘进控制程序 盾构隧道施工掘进过程的控制制约着各个后续的工作， 隧道掘进 关键的点在于：①刀具充分切削、破碎地层；②被破碎、切削下来的 地层能被顺利排出。故对于掘进参数的选择就显得十分重要，尤其是 针对地层的不同选择不同的刀具布置方式、掘进推力、转速，碴土改 良中改良剂的注入参数设定等。隧道掘进的主要控制程序如下图 6.1-2。46 / 131图 6.1-2 盾构掘进控制程序图6.2 掘进模式的选择及操作控制根据本区间隧道地质情况、周边环境条件和始发段试掘进情况， 应采用土压平衡模式掘进。47 / 1316.2.1 土压平衡模式的实现 土压平衡模式掘进时，是将刀具切削下来的土体充满土仓，由盾 构机的推进、挤压而建立起压力，利用这种泥土压与作业面地层的土 压与水压平衡。 同时利用螺旋输送机进行与盾构推进量相应的排土作 业，始终维持开挖土量与排土量的平衡，以保持开挖面土体的稳定。 ⑴ 土压平衡模式下土仓压力的控制方法 土仓压力控制采取以下两种操作方式： ①通过螺旋输送机来控制排土量的方式： 即通过土压传感器检测， 改变螺旋输送机的转速控制排土量， 以维持开挖面土压稳定的控制方 式。此时盾构的推进速度人工事先给定。 ②通过推进速度来控制进土量的方式： 即通过土压传感器检测来 控制盾构千斤顶的推进速度，以维持开挖面土压稳定的控制方式。此 时螺旋输送机的转速人工事先给定。 掘进过程中根据需要可以不断转化控制方式， 以保证开挖面的稳 定。 ⑵ 掘进中排土量的控制 排土量的控制是盾构在土压平衡模式下工作的关键技术之一。 根 据对渣土的观察和监测的数据，要及时调整掘进参数，不能出现出碴 量与理论值出入较大的情况，一旦出现，立即分析原因并采取措施。 当渣土处于干硬状态时，因摩擦力大，渣土在螺旋输送机中输送 遇到的阻力也大，同时容易造成固结堵塞现象，实际排土量将小于理 论排土量，则必须依靠增大转速来增大实际排土量；当渣土柔软而富48 / 131有流动性时，在土仓内高压力作用下，渣土自身有一个向外流动的能 力， 从而渣土的实际排土量大于螺旋输送机转速决定的的理论排土量， 此时必须依靠降低螺旋输送机转速来降低实际出土量； 当渣土的流动 性非常好时，由于螺旋输送机对渣土的摩阻力减少，有时会产生渣土 喷涌现象，这时转速很小就能满足出土要求。 渣土的出土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 转速仍达不到理想的出土状态时， 可以通过改良碴土的可塑状态来调 整。 ⑶ 土压平衡模式技术措施 ①采用以滚刀、 刮刀为主切削土层， 刀盘以低转速、 大扭矩推进。 ②土仓内土压力值 P 应略大于静水压力和地层土压力之和， 并在 掘进中根据监测数据不断调整优化。 ③土仓压力通过采取设定掘进速度、调整排土量或设定排土量、 调整掘进速度两种方法建立，并应维持切削土量与排土量的平衡，以 使土仓内的压力稳定平衡。 ④在上软下硬的地层中掘进， 若发生喷涌， 则土仓内的压力很高， 掘进速度往往比较慢，此时，除上述措施外，还应采取均衡各组千斤 顶的压力，暂时停止姿态的调整，增大推力，使盾构机能有较快的掘 进速度。 ⑤盾构机的掘进速度主要通过调整盾构推进力、转速（扭矩）来 控制，排土量则主要通过调整螺旋输送机的转速来调节。在实际掘进49 / 131施工中，应根据地质条件、排出的渣土状态，以及盾构机的各项工作 状态参数等动态地调整优化。 此模式掘进时应十分重视渣土改良工作 的落实。 6.2.2 盾构掘进参数 出入段线区间隧道穿越区域主要包括&2-4&粉质粘土等软土层及 &3-2&中密状中粗砂等砂层、&5Z-1&可塑状砂质粘土层、&5Z-2&硬塑 状砂质粘土层、&6Z&全风化混合花岗岩，局部地段分布有&2-1B&淤泥 质土、&7Z&强风化混合花岗岩，隧道通过区段，第四系地层中地下水 较丰富，埋深 5.7~17.6m。 根据我司多年盾构施工经验，现初步拟采用掘进参数见下表 6.2-1 盾构正常掘进参数表，并在实际掘进中结合实际情况不断调整 优化，确保盾构施工安全顺利。表 6.2-1 盾构正常掘进参数 掘进模式 土压平衡 推力(KN) 8000～ 16000 扭距(KN?m)
刀盘转速 (rpm) 1.1～1.5 土仓压力 (bar) 1.1～2.0 螺旋输送机转速 (rpm) 5～126.2.3 盾构掘进方向控制与调整 由于地层软硬不均、 隧道曲线和坡度变化以及操作等因素的影响， 盾构推进不可能完全按照设计的隧道轴线前进， 而会产生一定的偏差。 因此，盾构施工中必须采取有效技术措施控制掘进方向，及时有效纠50 / 131正掘进偏差。 ⑴盾构掘进方向控制 ①采用隧道自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测 盾构姿态监控通过自动导向系统和人工测量复核进行盾构姿态 监测。该系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等，能 够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线 的偏差以及趋势。随着盾构推进导向系统后视基准点前移，通过人工 测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠，计划 30～50m 进 行一次人工测量， 以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位 置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。 ②采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向 盾构机共 20 根推进油缸，每区油缸可独立控制推进油压。根据 导向系统反映的盾构姿态信息， 盾构姿态调整与控制便可通过分区调 整推进油缸压力事项盾构掘进方向调整与控制。 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。 在均匀的地质条件时，保持所有油缸推力与速度一致；在软硬不 均的地层中掘进时，则应根据不同地层在断面的具体分布情况，遵循 硬地层一侧推进油缸的推力和速度适当加大， 软地层一侧油缸的推力51 / 131和速度适当减小的原则来操作。 ③当盾构偏离轴线时，严格控制盾构低速匀速掘进，以通过调整 螺旋输送机的转速等参数以保持前方土仓内的土压力， 给盾构机提供 一个支撑点，配以千斤顶的推力使盾构机体受到一个旋转力矩，改变 其推进方向。 ⑵轴线控制技术措施 根据系统的电脑屏幕上显示的图像和数据， 盾构机操作手将通过 合理调整各分区千斤顶的压力及刀盘转向来调整盾构机的姿态， 具体 操作原则如下： ①盾构机转角：通过改变刀盘旋转方向调节。 ②盾构机竖直方向控制原则 A、一般情况下，盾构机的竖向轴线偏差控制在±30mm 以内，倾 角控制在±3mm/m 以内。特殊情况下，倾角不宜超过±10mm/m，否则 会引起盾尾间隙过小和管片的错台破裂等问题； B、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； C、 通过增加或减少上部和下部千斤顶的使用油压进行坡度调整； D、掘进过程中时刻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； E、合理利用铰接千斤顶，使盾构姿态与设计线路更加吻合。 ③盾构机水平方向的控制原则 A、直线段盾构机的水平偏差控制在±30mm 以内，水平偏角控制52 / 131在±3mm/m 以内，否则盾构机急转引起盾尾间隙过小和管片错台破裂 等问题； B、曲线段盾构机的水平偏差控制在±30mm 以内，水平偏差角控 制在±6mm/m 内，曲线半径越小控制难度越大； C、由直线段进入曲线段时，根据地层情况(其决定盾构机的转向 难易程度)，采取一定的措施，使管片的中心轴线更好地与隧道轴线 拟合； C、盾构机由曲线段进入直线段时，盾构机操作原则应同上述中 的原则类似； D、当曲线半径较小时，可降低掘进速度，合理调节各分区千斤 顶压力，必要时可将水平偏差角放宽到±10mm/m，以加大盾构机的调 向力度； E、 通过增加或减少左部和右部千斤顶的使用个数进行坡度调整； F、合理利用铰接千斤顶，使盾构姿态与设计线路更加吻合。 ⑶盾构掘进姿态调整与纠偏 ①滚动纠偏 刀盘切削土体的扭矩主要是由盾构壳体与洞壁之间形成的摩擦 力矩来平衡， 当摩擦力矩无法平衡刀盘切削土体产生的扭矩时将引起 盾构本体的滚动。盾构滚动偏差可通过转换刀盘旋转方向来实现。当 滚动超限时，盾构机会自动报警。 ②竖直方向纠偏 控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力， 它与盾构机姿53 / 131态变化量间的关系非常离散， 需靠经验来掌握。 当盾构机出现下俯时， 加大下侧千斤顶的推力，当盾构机出现上仰时，则加大上侧千斤顶的 推力来进行纠偏。同时考虑到刀盘前面地质因素的影响综合来调节， 从而到达一个比较理想的控制效果。 ③水平方向纠偏 与竖直方向纠偏的原理一样， 左偏时则加大左侧千斤顶的推进压 力，右偏时则加大右侧千斤顶的推进压力，并兼顾地质因素。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。 ④在急弯和变坡段， 必要时可利用盾构机的超挖刀进行局部超挖 来纠偏。 ⑷方向控制及纠偏注意事项 ①在切换刀盘转动方向时，应保留适当的时间间隔，切换速度不 宜过快，切换速度过快可能造成管片受力状态突变，而使管片损坏。 ②根据掌子面地层情况应及时调整掘进参数， 调整掘进方向时应 设置警戒值与限制值。达到警戒值时就应该实行纠偏程序。 ③蛇行修正及纠偏时应缓慢进行，如修正过程过急，蛇行反而更 加明显。在直线推进的情况下，应选取盾构当前所在位置点与设计线 上远方的一点作一直线，然后再以这条线为新的基准进行线形管理。 在曲线推进的情况下， 应使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设 计曲线相切。 ④推进油缸油压的调整不宜过快、过大，否则可能造成管片局部54 / 131破损甚至开裂。 ⑤正确进行管片选型，确保拼装质量与精度，以使管片端面尽可 能与计划的掘进方向垂直。 ⑥盾构始发、到达时方向控制极其重要，做好测量定位工作。6.3 掘进中渣土改良与防泥饼措施盾构施工中进行渣土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速的一 项不可缺少的重要技术手段。 6.3.1 渣土改良与添加剂的使用 (1)渣土改良作用 ①保证碴土和添加介质充分拌合， 以保证形成不透水塑流性的碴 土从而建立良好的土压平衡机理， 只有碴土改良效果好才能从根本上 保证掘进过程中地表的沉降控制，同时保证预定的施工进度； ②使渣土具有流塑性和较低的透水性， 形成较好的土压平衡效果 而稳定开挖面，控制地表沉降； ③减少全风化、 强风化地层的渗透系数， 使之具有较好的止水性， 以控制地下水流失及防止或减轻螺旋输送机排土时的喷涌现象； ④改善渣土的流塑性，使切削下来的碴土顺利快速进入土仓，并 利于螺旋输机顺利排土； ⑤改善渣土的流动性和减少其内摩擦角，有效降低刀盘扭矩、降 低对刀具和螺旋输送机的磨损、降低掘进切削时的摩擦发热，提高掘 进效率。55 / 131⑵碴土改良的方法 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 旋输送机内注入添加剂，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掘进时都可达到理想的工作状况。 添加剂主要有泡沫、膨润土以及聚合物。 ⑶改良剂的性能改良剂的性能指标表性能指标 工作 原理 PH 值 粘度 适用土层膨润土 利用添加的胶质减摩效果，使 开挖土塑性流动，减少渗透性 7.5～10 2～10Pa?s 砂质粘土层、全风化、强风化 片麻岩层泡沫剂 利用微细泡沫的润滑效果使 开挖土塑性流动，减少渗透性 7.3～8 0.003～0.2 Pa?s 砂质粘土层、全风化、强风化 片麻岩层根据以往施工经验，本工程拟采用泡沫剂，其效果可以显著降低 刀盘、螺旋输送机的油压及盾构推力，减小刀盘扭矩，减轻地层对盾 构设备的磨损，提高掘进速度和设备的使用寿命。 6.3.2 渣土改良的主要技术措施 为有效防止或避免以上问题，确保本标段盾构施工的顺利进行， 根据本标段的地质条件和我公司的施工经验， 采取如下主要技术措施：56 / 131⑴ 在掘进过程中时刻进行渣土性质分析，严密监视渣土的成分 变化，判断前方地层情况，及时调整掘进参数，认真分析、研究。掘 进时加入适量的泡沫剂进行充分的渣土改良避免刀盘产生泥饼。 泡沫 剂和水的配比为 3:100，发泡率 5~10 倍。必要时可注入聚合物等材 料进行渣土改良，增加渣土流动性。 ⑵ 在富水地段和其它含水地层采用土压平衡模式掘进时，主要 是要防止涌水、防止喷涌。拟向刀盘面、土仓内和螺旋输送机内注入 高分子材料，以利于螺旋输送机形成土塞效应，防止喷涌。此时仍应 该根据地层的情况参照以上方法在刀盘前方加入泡沫和水，否则，可 能由于前方渣土不能及时改良，掘进速度变慢，产生泥饼现象。 6.3.3 防泥饼措施 盾构在砂层、粉土地层中掘进时由于渣土改良不善，极易使刀盘 和土仓内结泥饼。泥饼产生时，掘进速度、刀盘扭矩急剧下降，大大 降低开挖进尺，甚至无法掘进。施工中的防泥饼措施主要有： ⑴ 在砂层、粘土层中掘进时，要密切注意开挖面渣土的流动和 推力、扭矩、进尺情况，及时调整注入水量、泡沫量，以达到渣土较 好的流动性。 ⑵ 刀盘前部中心部位布置有 6 个注入孔，在砂层、粉土地层掘 进时可在刀盘正面注入水和泡沫量，减小渣土的黏附性，防止泥饼的 产生。 ⑶ 一旦产生泥饼，及时注入分散剂，对刀盘的进行浸泡清洗，57 / 131必要时采用人工处理的方式清除泥饼。 ⑷ 必要时螺旋输送机内也要加入泡沫或泥水，以增加渣土的流 动性，利于渣土的排出。6.4 同步注浆及二次补浆为控制地层变形,稳定管片结构,控制盾构掘进方向， 并有利于加 强隧道结构的防水能力,管片背后环向间隙采用同步注浆。 在软土地层或渗水量大的地层、小曲线半径、大下坡时为减少管 片安装后的变形、地表沉降、螺旋机喷涌，使用浆液(浆液材料根据 现场情况确定)在较短的时间稳固管片、填充间隙、阻断管片背部水 通道。 6.4.1 同步注浆 ⑴ 注浆材料 采用水泥、膨润土、粉煤灰、水、沙按照一定比例拌合的浆液作 为主要的同步注浆材料，该浆材具有填充性好、流动性大、不易离析 的特点，能快速填充管片壁后空隙，起到止水作用。 ⑵ 浆液配比 本工程同步注浆拟采用表 6.4-1 所示的配比。在施工中，根据地 层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验优化确定。表 6.4-1 同步注浆材料配比 浆液量 1m3 水 293Kg 砂 800 Kg 粉煤灰 400 Kg 膨润土 100 Kg 水泥 50-150 Kg58 / 131（3） 注浆压力 保证达到对环向空隙的有效充填， 同时又能确保管片结构不因注 浆产生过大的变形和损坏， 根据计算和经验， 注浆压力取值为： 0.2～ 0.3MPa。 （4） 注浆量 同步注浆量根据盾构施工背衬注浆注浆量经验计算公式： Q＝V?λ 其中：λ――注浆率（一般取 130%～180%） V――盾构施工引起的空隙（m3）V=π（D2-d2）L/4 L――回填注浆段长即预制管片每环长度 （预制管片每环长 1.2m） 将实际数据代入得：Q＝3.14?(6.282－62)?1.2/4?1.6，得出 每环注浆量为 5.2m3/环（1.2m） 。 （5） 注浆速度 同步注浆速度与掘进速度相匹配，即 V=10λπV0（D2-d2）/4 其中：V0…掘进速度（cm/min） 以此估算，同步注浆的注浆速度为 80～200L/min。 6.4.2 二次补浆 （1）补浆原因 ①同步注浆注浆不足，地表沉降。 ②在软土地层或渗水量大的地层，防止管片变形、沉降、渗水。59 / 131③小曲线半径时，防止管片位移、变形。 ④大下坡时，阻断管片背部水通道，防止喷涌。 （2）二次注浆要根据监测数据进行调整，要遵循“少量多次” 的原则，避免补浆时对土体产生扰动。 （3）补浆采用水泥浆或水泥水玻璃双液浆，具体配比根据现场 实际情况调配。 6.4.3 注浆结束标准 ①注浆压力达到设计压力，注浆量达到设计注浆量的 80%以上。 ②注浆效果检查主要结合监测报表里衬砌、 地表及周围建筑物变 形量测结果进行综合分析判断。6.5 管片拼装为提高隧道总体刚度，改善管片受力状态，管片的拼装采用错缝 拼装方式，采用小封顶块，径向先搭接 2/3，再纵向推入 1/3 方法施 工。 管片拼装质量的好坏直接影响到隧道的防水、 安全以及隧道的外 观，因此，在施工中应从各个方面抓好管片拼装工作。 6.5.1 管片拼装精度要求 根据施工图纸的要求，隧道管片拼装的精度要求为： ⑴ 整环拼装的允许误差，相邻环的环面间隙为 1.0～1.5mm，纵 缝相邻块的间隙为 1.5～2.0mm， 纵向螺栓孔孔径、 孔位分别为±1mm，60 / 131衬砌外径为±3mm。 ⑵ 错缝拼装时，单块管片的制作误差，其宽度为±0.3mm，整环 拼装相邻环面间隙为 0.6～0.8mm，其余标准同上。 6.5.2 管片拼装程序 管片拼装程序如下图 6.5-1 所示。管片止水条及衬垫粘贴管片选型、下井和运输组织 盾构掘进 管片吊机卸车、倒运管片 掘进 1.2m 管片安装区的清理 缩回安装 位置油缸管片安装与连接 推进缸顶紧就位管片 管片环成型整圆管片就位管片环脱离盾尾后的二次紧固图 6.5-1 管片拼装流程图61 / 1316.5.3 管片拼装方法 ⑴ 管片选型是以满足隧道线型为前提，重点考虑管片安装后盾 尾间隙要满足下一掘进循环限值，确保有足够的盾尾间隙，以防盾尾 直接接触管片。一般情况下，管片选型与安装位置根据推进指令先行 决定，使管片环安装后推进油缸行程差较小。 ⑵ 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。 ⑶ 封顶块安装前，应对止水条进行润滑处理，润滑剂应为水性 润滑剂；安装时先径向插入，调整位置后缓慢纵向顶推到位。 ⑷ 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。 ⑸ 在管片环脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二次紧固。 ⑹ 管片安装时非管片安装人员不得进入管片安装区。6.6 盾构隧道管片衬砌防水根据招标文件和设计要求，盾构隧道防水等级为二级，要求隧道 顶部不允许滴漏，其它不允许漏水，结构表面可以有少量湿渍。总湿 渍面积不应大于总防水面积的 6/1000，任意 100m2 防水面积上的湿 渍不超过 4 处， 单个湿渍的最大面积 0.2m2。 渗漏水量小于 0.1L/m2? d。 防水设计为：管片砼抗渗等级 P12；拼装缝采用高弹性三元乙丙橡胶 密封条防水，螺栓孔及管片吊装孔采用遇水膨胀橡胶圈密封防水，环 形间隙注浆体作为隧道防水的加强层。62 / 1316.6.1 管片自防水 按设计图纸技术要求与措施实现管片自防水达到要求。 ⑴ 选择合适的原材料、设计科学合理的配比、采取严格的生产 过程控制措施、按照规定加强检测，保证管片成品的抗渗等级、强度 和各项质量指标符合设计要求。 ⑵ 加强管片堆放、运输中的管理和检查，防止管片开裂或在运 输中碰掉边角。 ⑶ 管片进场和下井前应作外观检查，保证有缺陷的管片不得进 工地和下井。 6.6.2 管片拼装缝的防水 管片拼装缝的防水是非常关键的环节， 施工中主要作好以下几方 面工作： ⑴ 选购专业厂商生产的性能优良的防水密封条、粘结剂，并对 进场的防水材料进行严格的检验，确保其质量的合格。 ⑵ 止水条采用粘贴安装，在现场地面堆放场粘贴施工，每环管 片止水条的粘贴应在安装前 12～24h 内完成。 在粘贴止水条时同时进 行管片衬垫的粘贴。待粘基面必须无尘、无油、无污、干燥，以保证 粘贴质量。 ⑶ 粘贴步骤：按管片选型选择止水条→基面清理→槽内涂粘结 剂→密封条涂粘结剂→粘贴→用木锤或橡胶锤打压密贴。 ⑷ 对粘贴好止水条的管片，在装拼前应采取措施防止雨淋、水63 / 131浸；在运输和装拼中应避免擦碰、剥离、脱落或损伤。 ⑸ 安装管片时采取有效措施避免损坏止水条，并应保证管片拼 装质量，减少错台，保证其密封止水效果。 6.6.3 螺栓孔、吊装孔防水 ⑴ 螺栓孔的密封圈采用遇水膨胀橡胶材料，利用压密和膨胀双 重作用加强防水。 ⑵ 如要通过吊装孔进行注浆， 注浆结束后将活动端头部分拆除， 清除预留孔内残余物，填入腻子型遇水膨胀止水密封材料，然后用防 水浆液封固孔口。 ⑶ 吊装孔螺栓套管外侧采用遇水膨胀橡胶环形密封圈加强防水， 在管片生产时预置。 6.6.4 同步注浆及二次补浆加强防水 背衬同步注浆及二次补浆作为外加防水层， 按本方案同步注浆施 工措施的有关方法，确保同步注浆的及时性、耐久性以及密实性，切 实做到加强防水的作用。6.7 地表变形预测、控制及监测反馈采用盾构法施工影响地表沉降的因素很多，如地质条件、隧道埋 深、 土仓压力、 注浆量及注浆压力、 地下水位变化、 施工多次扰动等。 为了将地表沉降控制在允许范围内， 通过施工监测与理论模型计算分 析，合理确定注浆量、土仓压力、控制地下水位变化等可控因素，达64 / 131到控制地表沉降的目的。 根据监测结果和通过理论模型分析地表沉降， 影响地表沉降的主要因素为开挖面土仓压力、 管片衬砌背后的注浆量 和施工引起地下水位变化情况。 ⑴施工前预测主要采用数值分析和施工经验预测隧道施工造成 的沉降量，为制定施工方案提供依据；在施工过程中，根据现场监测 得到的各项参数， 对施工阶段和最终的地表沉降做出预测并反馈指导 施工。 ⑵掘进过程中的变形控制 ①合理确定土仓压力：根据地质条件和地下水状况，确定各地段 土仓压力值，以保证工作面的稳定，并在掘进中根据反馈信息进行及 时调整。 ②保证同步注浆质量： 环形间隙是盾构施工中引起地层变形的主 要因素，盾构施工中严格执行“掘进与注浆同步，不注浆不掘进”的 原则，加强设备管理，确保同步注浆不间断进行。同时要根据信息反 馈及时调整注浆压力、浆液配比，必要时进行二次补充注浆。 ③防止地下水流失：施工过程中如发生喷涌等现象，应采取措施 控制地下水的流失，关闭出料口掘进使土仓充满土体、注入泡沫改善 碴土性能。必要时要进行二次注浆以截断水源。 ⑶施工过程中对地表沉降进行全程监控量测， 并及时对监测数据 进分析，分析引起沉降的主要原因，并根据分析结果及时将信息反馈 到施工，及时调整施工参数，如土仓压力、注浆量、注浆压力、掘进 速度等。 在盾构施工过程中施工监控量测对控制地表沉降具有重要的65 / 131指导作用。加强信息化施工组织管理，确保信息渠道畅通和信息反馈 的及时性。6.8 盾尾油脂的压注本隧道工程为了能够安全并顺利地完成隧道的掘进任务， 配备良 好的盾尾密封系统并切实地做好盾尾油脂的压注工作。 本工程采用的盾构机的盾尾密封系统具有良好的可靠性和耐久性， 施工过程中可在各道密封刷之间利用自动供给油脂系统压注高止水 性油脂，确保高水压作用下的止水可靠性。盾构掘进过程中视油脂压 力及时进行补充，当发现盾尾有少量漏浆时，对漏浆部位及时进行补 压盾尾油脂。盾尾油脂压注流程见图 6.8-1 下图。自动 手动自动选择位置 自上而下，左右交叉选择注入位置开关（开）联动条件 (1)自动运转时切换阀动作异常 (2)盾尾油脂量不足 (3)盾尾油脂压力异常开关（关）报警显示盾尾油脂压注流程图图 6.8-1 盾尾油脂压入流程图6.9 刀具检查、更换刀具检查和更换分为定期和不定期。 定期检查是指根据具体地质 情况和掘进长度而定， 在地质情况变化时和经过长距离的掘进后预先 确定在安全的地方进行刀具的检查和更换； 不定期检查主要依据盾构 掘进状态，比较各种掘进参数，如发现异常的情况后应立即对刀具进66 / 131行检查， 发现需要进行刀具更换则在最近处的安全地方进行刀具的更 换。在换刀前要详细了解地质情况，必要时进行地面加固处理。 本标段盾构隧道穿过的地层主要为硬塑性残积土、 可塑性残积土、 全风化混合花岗岩、强风化混合花岗岩、砂质粘土层，局部地段存在 中粗砂层及淤泥质粘土层，掘进过程中要时刻注意地层的变化，及时 检查、更换刀具，合理选择更换刀具的地点。 6.9.1 刀具检查计划 在穿越建筑物前由土木工程师、机电负责人连续跟踪盾构掘进， 观察掘进状态，比较各种掘进参数，总结刀具情况，如发现异常情况 后应立即对刀具进行开仓检查、更换。 由于区间地质土质强度较低， 区间不计划采取在地面提前加固等 措施，如果发现盾构刀具异常，采取带压检查、更换刀具的方法。 6.9.2 带压换刀流程 本区间所涉地层不能满足常压开仓检查、更换刀具条件，因此在 区间掘进过程中，如果发现刀具异常，需选择适宜地段进行带压更换 刀具。 带压刀具检查与更换程序参见图 6.9-1、图 6.9-2、图 6.9-3。67 / 131设备检查开启记录设备人员进入主仓，关闭主仓门主仓升压 no 主仓压力=土仓压力 yes 开启土仓密封门进入土仓 图 6.9-1 人员进入土仓程序图 准备仓和主仓间门关闭 人(材料)进入准备仓 关闭准备仓门 准备仓升压准备仓压力=主仓压力 yes 开启隔仓门，人员(材料)进入主仓no关闭隔仓门人员(材料)进入土仓图 6.9-2 人员（材料）经过准备仓进入土仓程序图68 / 131土仓内工作完成 人、料进入主仓，关闭土仓密封门 开启人仓记录设备 主仓降压 no主仓压力=大气压力 yes 打开主仓门 人员(材料)离开主仓 停止记录器图 6.9-3 人员离开土仓程序图6.9.3 带压换刀施工前准备 (1）工具准备 为使开仓换刀作业顺利进行，需要准备下列工具： ①行灯 4 盏； ②紧急照明灯 4 盏； ③梅花扳手 2 把； ④手锤按需要配置； ⑤铁锹或铁凿按需要配置； ⑥手电筒 4 把； ⑦气体检测仪 1 台； ⑧担架 1 副；69 / 131⑨应急救护药品及用具按需要配置； (2）人员准备 为使开仓换刀作业能够顺利进行， 并保证开仓换刀作业的安全和 质量，需配备以下人员： ①作业主管人员（机手）1 人； ②人闸值班人员 1 人； ③施工作业人员（包括班长）9 人。 6.9.4 土仓压力稳定及土面降低 ⑴ 在不稳定地层中采用压气作业方式检查或更换刀具时，为了 确保安全，防止气压突发性降低，应在作业之前，向盾尾密封刷各腔 之间注入盾尾油脂，加强盾尾的密封性能。 ⑵ 为加强地层的稳定和减少加气压过程中的气体漏失，在停机 开仓前 1 天开始加气建立并稳定前方工作压力。 ⑶ 在停机开仓前排土作业，降低土仓内土面，保证土仓闸门能 够打开。在排土过程中继续观察并稳定前方工作压力。土面降低完成 和土压稳定后，即完成对开挖面土体的地层处理。 6.9.5 试压处理 ⑴ 检查整个人闸、 料闸及土仓阀控元件是否处于能正常工作的状态； ⑵ 检查开挖面地层的漏气量，确定空压机的工作能力。 ⑶ 检验人员安排的合理性，同时让各岗位人员提前适应各自岗位的70 / 131工作、提高各岗位人员工作及相互配合的熟练程度。并对仓内作业人 员的主观感受，进行调查，给出综合评价。 ⑷ 在刀具检查前对人闸及土仓加压设备的试运行，并对所用设备进 行适当的保养，以便设备可以正常运转。 ①土仓内试压 首先，用水清洗两根连通土仓与变送器连接的软管。清洗完后，启动 空压机，将控制调节器的气管球阀打开，并将调节器打到自动档，将 所应达到的土压设置好，然后打开向土仓内加气的球阀，开始向土仓 内加气。土仓内的试验压力分为 0.03Mpa、0.05Mpa、0.09Mpa 几个阶 段分别进行试验，最终将土仓内的压力设定为 0.1Mpa，并长时间保 压。试验过程中，时刻注意土仓内的压力变化，观察调节器的压力显 示值是否为试验设定值并观察能否稳定。此时，人闸外的阀控人员需 查看土仓压力记录仪， 通过观察加压曲线来判断土仓的压力变化及稳 定情况。一般情况下压力有可能不是很稳定，待其稳定后停止操作。 但要求必须有机械工程师在现场观察土仓内压力变化。加压完成后， 将变送器上方的的软管再次用水清洗干净并用气冲掉管内剩余残留 物。将执行器处的球阀关闭，将控制器各指针归零并关闭控制球阀。 关掉空压机。 另外此试验过程中，试验人员要记录工作空压机的启动频率，通过土 仓的耗气量来判断空压机的供气量是否符合要求。 ②人闸内试压 a.将人闸密封门关好，各个气阀关好，并认真检查。7