土壓平衡式盾構(gòu)專項(xiàng)施工方案1工程概況11工程簡(jiǎn)介 （1）工程選址地理位置及工程規(guī)模；（2）工程地質(zhì)、水文氣象條件；（3）項(xiàng)目工程建設(shè)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求；（4）合同工期；（5）建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位名稱。1.2周邊環(huán)境因素調(diào)查（1）地理位置、地形、地貌：軌道交通項(xiàng)目沿線所處的地貌單元，沿線調(diào)查工作范圍內(nèi)的地形起伏、溝谷（包括已填埋的溝谷）、河、湖、塘、海等分布情況；（2）地質(zhì)和地下水環(huán)境：軌道交通項(xiàng)目及沿線調(diào)查工作范圍內(nèi)各有關(guān)項(xiàng)目的巖土工程勘察報(bào)告；（3） 相關(guān)建（構(gòu)）筑物資料：軌道交通項(xiàng)目沿線可能受影響的相關(guān)建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)圖、基礎(chǔ)圖及建成時(shí)間和使用等；（4） 相關(guān)道路、橋梁和各種管線資料：包括路面結(jié)構(gòu)、路基條件、管線埋深、材質(zhì)、管徑、是否有壓等；（5） 已運(yùn)營(yíng)或建成的軌道交通工程的相關(guān)資料。（6）按照城市軌道交通工程周邊環(huán)境調(diào)查指南（建質(zhì)201256號(hào)）的要求確定調(diào)查程序、方案、范圍、內(nèi)容等，最終形成調(diào)查報(bào)告。（7）土壓平衡法施工一般有：高空墜落、物體打擊、觸電、坍塌（包括管線破壞及建筑物變形開裂）、機(jī)械傷害、隧道涌水涌沙等六類事故危害。項(xiàng)目部要根據(jù)對(duì)周邊環(huán)境因素調(diào)查情況，確定是否增加安全事故危害種類。1.3施工布置根據(jù)掌握的工程概況、設(shè)計(jì)要求、工期要求、現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境合理地布置施工平面，在進(jìn)行施工平面布置時(shí)，臨時(shí)生活、生產(chǎn)設(shè)施要避開周邊重大危險(xiǎn)因素并不得對(duì)周邊環(huán)境造成安全影響，同時(shí)要對(duì)具有危險(xiǎn)性的臨時(shí)設(shè)施按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行布置并進(jìn)行標(biāo)識(shí)。現(xiàn)場(chǎng)平面規(guī)劃布置原則：（1）現(xiàn)場(chǎng)平面規(guī)劃應(yīng)遵循永臨結(jié)合的原則，統(tǒng)籌規(guī)劃，合理、充分的使用甲方提供的施工臨時(shí)用地，降低現(xiàn)場(chǎng)臨建費(fèi)用；（2）現(xiàn)場(chǎng)平面規(guī)劃宜采取動(dòng)態(tài)管理，根據(jù)施工不同階段及場(chǎng)地條件對(duì)臨建進(jìn)行合理取舍，及時(shí)調(diào)整；（3）現(xiàn)場(chǎng)平面規(guī)劃應(yīng)盡量保證各項(xiàng)施工活動(dòng)的互不干擾，并充分考慮施工風(fēng)、水、電、路的綜合安排，滿足安全、環(huán)保、消防、防爆等要求。（4）現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃布置成果必須形成施工總平面布置圖。2編制依據(jù)土壓平衡盾構(gòu)法施工專項(xiàng)安全技術(shù)方案的編制依據(jù)應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1） 本工程的設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)勘察報(bào)告、變更通知等設(shè)計(jì)文件；（2） 國(guó)家制定的安全生產(chǎn)法律、法規(guī)、條例；主要但不限于以下內(nèi)容：中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法；中華人民共和國(guó)勞動(dòng)法；中華人民共和國(guó)建筑法；中華人民共和國(guó)固體廢棄物污染環(huán)境防治法；中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法；中華人民共和噪聲污染防治法；中華人民共和國(guó)水污染防治法；中華人民共和國(guó)職業(yè)病防治法。特種設(shè)備安全監(jiān)察條例；壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程；起重機(jī)械安全監(jiān)察規(guī)定；勞動(dòng)防護(hù)用品配備標(biāo)準(zhǔn)。（3） 工程所在地地方行政法規(guī)、規(guī)定等；（4） 現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境所涉及的相關(guān)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、要求；（5） 安全防護(hù)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)；（6） 施工技術(shù)規(guī)范、規(guī)程主要有：盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范（GB50446-2008）；城市軌道交通技術(shù)規(guī)范（GB50490-2009）；盾構(gòu)隧道管片質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（CJJ-T164-2011)；預(yù)制混凝土襯砌管片（GB/T220822008）；地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50208-2011)；施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范（JGJ46-2005）；建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程（JGJ33-2012）；建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)（JGJ59-2011）；建筑施工工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例。（7） 安全操作技術(shù)規(guī)程主要有：電工安全技術(shù)操作規(guī)程；電焊工安全技術(shù)操作規(guī)程；機(jī)動(dòng)車安全技術(shù)操作規(guī)程；挖掘機(jī)安全技術(shù)操作規(guī)程；裝載機(jī)安全技術(shù)操作規(guī)程；空壓機(jī)安全技術(shù)操作規(guī)程；門式起重機(jī)安全技術(shù)操作規(guī)程；電瓶車安全技術(shù)操作規(guī)程；土壓平衡盾構(gòu)機(jī)安全技術(shù)操作規(guī)程；各項(xiàng)目部根據(jù)工程實(shí)際情況選用。（8） 施工組織設(shè)計(jì)文件。項(xiàng)目部在提供編制依據(jù)時(shí)要注意所依據(jù)的圖紙、法律法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等文件具有適用性、有效性。3施工計(jì)劃 1）土壓平衡盾構(gòu)法施工安全專項(xiàng)方案中的施工計(jì)劃為專項(xiàng)計(jì)劃，采用橫道圖或網(wǎng)絡(luò)圖表達(dá)，在編制施工計(jì)劃時(shí)應(yīng)考慮以下問題：（1） 根據(jù)設(shè)計(jì)提供及項(xiàng)目部對(duì)沿線地質(zhì)加密補(bǔ)堪資料合理安排計(jì)劃；（2） 結(jié)合項(xiàng)目情況，綜合考慮工序銜接、試驗(yàn)檢測(cè)等對(duì)施工計(jì)劃的影響；（3） 結(jié)合項(xiàng)目所在地氣象條件，考慮雨季施工計(jì)劃的影響；（4） 結(jié)合項(xiàng)目所在地氣象條件，考慮冬季施工計(jì)劃的影響；（5） 結(jié)合項(xiàng)目所在地風(fēng)俗民情情況，考慮農(nóng)忙季節(jié)或節(jié)假日對(duì)施工計(jì)劃的影響；2）需要提出與施工計(jì)劃相匹配的材料計(jì)劃，一般包括以下內(nèi)容：（1） 設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的通用管片數(shù)量；（2） 按照設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的強(qiáng)度等級(jí)，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的配合比設(shè)計(jì)提出需要的水泥、粉煤灰、膨潤(rùn)土等材料數(shù)量；（3） 根據(jù)隧道長(zhǎng)度所需軌道、軌枕、人行走道板的數(shù)量；（4） 根據(jù)臨時(shí)用電施工組織設(shè)計(jì)提出10kv高壓線纜，照明線的數(shù)量；（5） 根據(jù)施工方案提出水管、污水管、通風(fēng)管的用量。（6） 根據(jù)施工方案提出反力架、始發(fā)基座的用量。（7） 根據(jù)施工方案提出防護(hù)網(wǎng)、防護(hù)棚、交通盤梯、安全帶、安全帽等安全防護(hù)項(xiàng)目及安全防護(hù)用品材料計(jì)劃。（8） 測(cè)量?jī)x器及監(jiān)控量測(cè)設(shè)備和材料計(jì)劃。（9） 試驗(yàn)儀器、設(shè)備計(jì)劃。3）需要提出與施工計(jì)劃相匹配的設(shè)備計(jì)劃，一般包括以下內(nèi)容：（1） 根據(jù)土壓平衡盾構(gòu)法施工配置盾構(gòu)機(jī)后配套設(shè)備（包括電瓶機(jī)車、渣土車、砂漿車、管片車）、門式起重機(jī)、冷卻塔、拌合站、軸流風(fēng)機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸車等配套設(shè)備。（2） 根據(jù)盾構(gòu)機(jī)吊入、吊出工序配備履帶吊、汽車吊等配套設(shè)備計(jì)劃。（3） 根據(jù)地基加固配備工程鉆機(jī)、旋噴鉆機(jī)、高壓注漿泵等配套設(shè)備計(jì)劃。4施工工藝技術(shù)4.1盾構(gòu)機(jī)的主要參數(shù)及性能簡(jiǎn)介4.1.1工作原理盾構(gòu)是一個(gè)具備多種功能于一體的綜合性設(shè)備，它集合了盾構(gòu)施工過程中的開挖、排土、支護(hù)、注漿、導(dǎo)向等全部的功能。不同形式的盾構(gòu)其主機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及配套設(shè)施也是不同的，對(duì)盾構(gòu)來說，盾構(gòu)施工的過程也就是這些功能合理運(yùn)用的過程。1）盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)，同時(shí)開啟盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸，將盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)，隨著推進(jìn)油缸的向前推進(jìn)，刀盤持續(xù)旋轉(zhuǎn)，被切削下來的渣土充滿土倉(cāng)，此時(shí)開動(dòng)螺旋輸送機(jī)將切削下來的渣土排送到皮帶輸送機(jī)上，后由皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸至渣土車的土箱中，再由電瓶機(jī)車牽引到豎井處通過龍門起重機(jī)運(yùn)至地面。2）掘進(jìn)中控制排土量與排土速度當(dāng)泥土倉(cāng)和螺旋輸送機(jī)中的渣土累積到一定數(shù)量時(shí)，開挖面被切下的渣土經(jīng)刀槽進(jìn)入泥土倉(cāng)的阻力增大，當(dāng)泥土倉(cāng)的土壓與開挖面的土壓力和地下水的水壓力相平衡時(shí)，開挖面就能保持穩(wěn)定，開挖面對(duì)應(yīng)的地面部分也不致坍塌或隆起，這時(shí)只要保持從螺旋輸送機(jī)和泥土倉(cāng)中輸送出去的渣土量與切削下來的流入泥土倉(cāng)中的渣土量相平衡時(shí)，開挖工作就能順利進(jìn)行。3）管片拼裝盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)一環(huán)的距離后，拼裝機(jī)操作手操作拼裝機(jī)拼裝單層襯砌管片，使隧道一次成型。4.1.2 盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)可以通過調(diào)整土倉(cāng)的壓力來保證開挖面的穩(wěn)定。盾構(gòu)機(jī)從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上由9大部分組成，他們分別是盾體、刀盤、刀盤驅(qū)動(dòng)、雙室氣閘、管片拼裝機(jī)、排土機(jī)構(gòu)、后配套裝置、電氣系統(tǒng)和輔助設(shè)備。圖4-1-1 盾構(gòu)機(jī)組成示意圖土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在結(jié)構(gòu)上包括殼體、刀盤、盾體、人閘倉(cāng)、盾尾密封刷、鉸接裝置、管片拼裝機(jī)、后配套臺(tái)車等；在功能上包括刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、盾構(gòu)掘進(jìn)系統(tǒng)、管片安裝系統(tǒng)、同步注漿系統(tǒng)、盾構(gòu)掘進(jìn)管理自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)、皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及通風(fēng)、通訊、供水、供電系統(tǒng)等。圖4-1-2 盾構(gòu)機(jī)主體結(jié)構(gòu)示意圖4.1.3盾構(gòu)機(jī)主要參數(shù) 結(jié)合各項(xiàng)目部實(shí)際情況詳細(xì)介紹本項(xiàng)目所用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的主要尺寸、技術(shù)性能等參數(shù)。4.2盾構(gòu)掘進(jìn)前施工準(zhǔn)備4.2.1端頭加固處理盾構(gòu)進(jìn)、出洞是盾構(gòu)施工中的難點(diǎn)和關(guān)鍵，為防止盾構(gòu)出現(xiàn)“下沉”、“抬頭”，掌子面失穩(wěn)、涌泥、突水等現(xiàn)象，保證盾構(gòu)始發(fā)、到達(dá)的安全，需對(duì)盾構(gòu)進(jìn)出洞處端頭一定范圍內(nèi)的土體進(jìn)行加固。1）加固范圍端頭加固范圍按設(shè)計(jì)要求。2）加固時(shí)間安排盾構(gòu)始發(fā)或接收端頭加固施工，安排在盾構(gòu)始發(fā)或接收到達(dá)前一個(gè)月完成。3）盾構(gòu)進(jìn)出洞端頭旋噴樁施工工藝流程詳見下圖4-2-1。啟動(dòng)鉆機(jī)輸送高壓氣流鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高主機(jī)鉆進(jìn)啟動(dòng)高壓泵啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)水泥攪拌、制備鉆機(jī)就位設(shè)備安裝調(diào)試測(cè)放樁位場(chǎng)地平整探測(cè)管線停噴、停氣沖洗、鉆機(jī)移位高壓旋噴注漿泥漿排泄處理圖4-2-1盾構(gòu)端頭旋噴樁加固施工工藝流程圖4）施工方法雙重管法是使用雙通道的二重注漿管。把二重注漿管放至設(shè)計(jì)的土層深度后，通過在管底側(cè)面的一個(gè)同軸雙重噴嘴，同時(shí)噴射出高壓漿液和空氣兩種介質(zhì)的噴射流沖擊破壞土體。即以高壓泥漿泵等高壓發(fā)生裝置噴射出20Mpa以上壓力的漿液，從噴嘴中高速噴出。并用0.5Mpa左右壓力把壓縮空氣從外噴嘴中噴出。在高壓漿液流和它外圈環(huán)繞氣流的共同作用下，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)和提升，最后在土中形成圓柱狀固結(jié)體。5）土體加固強(qiáng)度與地下水滲透性（K值）的要求加固后的地層應(yīng)具有良好的的均勻性和自穩(wěn)性，加固體應(yīng)達(dá)到無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（28天后）qu281.0Mpa，滲透系數(shù)1.010-6cm/s的要求。6）加固效果檢測(cè)方法旋噴樁應(yīng)在成樁后28d通過鉆孔取芯試驗(yàn)得到28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。檢驗(yàn)樁的數(shù)量應(yīng)不少于已完成樁數(shù)的1%，且不少于3根。4.2.2盾構(gòu)機(jī)進(jìn)場(chǎng)吊運(yùn)1）盾構(gòu)機(jī)運(yùn)輸盾構(gòu)運(yùn)輸委托有資質(zhì)的專業(yè)大件運(yùn)輸單位進(jìn)行，嚴(yán)格審查運(yùn)輸單位的資質(zhì)與運(yùn)輸車輛的技術(shù)參數(shù)及車況，采用與盾構(gòu)各構(gòu)件重量、長(zhǎng)寬高尺寸相適應(yīng)的重載平板運(yùn)輸車進(jìn)行盾構(gòu)運(yùn)輸。運(yùn)輸實(shí)施前編制詳細(xì)的方案，提前調(diào)查盾構(gòu)運(yùn)輸起點(diǎn)至工地的運(yùn)輸線路，實(shí)施過程中嚴(yán)格按照實(shí)施方案做好盾構(gòu)設(shè)備的裝車、綁扎，運(yùn)輸過程嚴(yán)格遵守交通規(guī)則。運(yùn)輸時(shí)提前與當(dāng)?shù)亟痪瘏f(xié)商，盡量在夜間車輛較少的時(shí)段運(yùn)輸。2）盾構(gòu)機(jī)組裝盾構(gòu)機(jī)下井組裝方案為：先完成盾構(gòu)始發(fā)基座的下井安裝，鋪設(shè)臨時(shí)軌道。設(shè)備安裝順序?yàn)橄群笈涮淄宪嚕蠖軜?gòu)主機(jī)。即由5號(hào)拖車開始，到1號(hào)拖車結(jié)束；然后，再吊連接橋、前盾、中盾、刀盤和尾盾等，完成主機(jī)安裝。盾構(gòu)下井組裝總體施工順序如表4-2-1所示。表4-2-1 盾構(gòu)下井組裝總體施工順序工序步驟施工順序說明1組裝始發(fā)基座、托架組裝后配套拖車，臨時(shí)托架吊入井內(nèi)。2組裝后配套拖車后配套拖車從第五節(jié)至第一節(jié)依次吊入井內(nèi)。3吊裝連接橋連接橋吊入井內(nèi)。4吊裝前盾前盾吊入井內(nèi)。5組裝中盾中盾吊入井內(nèi)。6組裝刀盤刀盤吊入井內(nèi)并與前盾連接。7組裝螺旋輸送機(jī)螺旋輸送機(jī)吊入井內(nèi)并組裝。8組裝管片安裝機(jī)和尾盾主機(jī)連接及前移；管片安裝機(jī)及尾盾吊入井內(nèi)并連接。9盾體和橋架連接、安裝反力架盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的連接；反力架吊入井內(nèi)并安裝。10完成組裝、準(zhǔn)備始發(fā)盾構(gòu)機(jī)調(diào)試，準(zhǔn)備始發(fā)。3）盾構(gòu)調(diào)試盾構(gòu)機(jī)調(diào)試總體方案為：盾構(gòu)機(jī)組裝和連接完畢并確定無誤后，即可進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)調(diào)試，調(diào)試分空載調(diào)試和負(fù)載調(diào)試。空載調(diào)試主要內(nèi)容為：電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、以及各種儀表與傳感器的校正。空載調(diào)試盾構(gòu)機(jī)各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)后即可進(jìn)行負(fù)載調(diào)試。負(fù)載調(diào)試的主要目的是檢查各種管線及密封的負(fù)載能力，使盾構(gòu)機(jī)的各個(gè)工作系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)達(dá)到滿足正常生產(chǎn)要求的工作狀態(tài)。通常試掘進(jìn)時(shí)間即為對(duì)設(shè)備負(fù)載調(diào)試時(shí)間。4.2.3始發(fā)前準(zhǔn)備1)盾構(gòu)機(jī)托架安裝在盾構(gòu)機(jī)下井前，根據(jù)隧道設(shè)計(jì)的軸線，定出盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)的空間位置，然后反推出托架的空間位置，按設(shè)計(jì)將托架安裝就位：在始發(fā)井的底板上先預(yù)埋好鋼板，把托架吊下井后，將其正中對(duì)準(zhǔn)隧道的中軸線，令托架導(dǎo)軌的標(biāo)高和方位調(diào)準(zhǔn)后，再把托架與底板面的預(yù)埋鋼板焊牢，以固定托架。2)反力架安裝安裝好始發(fā)托架后，開始安裝反力架，反力架端面應(yīng)與發(fā)射臺(tái)水平軸垂直，以便盾構(gòu)軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線保持平行。反力架應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，盾構(gòu)初始掘進(jìn)推進(jìn)千斤頂?shù)牧νㄟ^負(fù)環(huán)片由反力架傳遞到車站結(jié)構(gòu)。3）負(fù)環(huán)管片安裝按設(shè)計(jì)要求經(jīng)精確測(cè)量定位后拼裝負(fù)環(huán)管片，用木枋墊好負(fù)環(huán)管片與發(fā)射架間的空隙，負(fù)環(huán)管片將盾構(gòu)初始掘進(jìn)推進(jìn)千斤頂?shù)牧鬟f到反力架上，負(fù)環(huán)管片間采用通縫拼裝，并且相互之間不用安裝密封止水條，環(huán)片與反力架之間墊好6mm的鋼板，為方便將來拆除負(fù)環(huán)片。4）洞門密封洞門密封是對(duì)洞口起始推進(jìn)段與盾構(gòu)機(jī)或管片之間的間隙采取的防滲措施，防止地層的地下水和背后注漿砂漿外泄，確保施工可靠和安全，即在盾構(gòu)機(jī)開始推進(jìn)后不久，尾部通過之后，立即進(jìn)行壁后注漿，盡早穩(wěn)定洞口。其施工分兩步進(jìn)行，第一步在始發(fā)端墻施工過程中，做好始發(fā)洞門預(yù)埋件的埋設(shè)工作。在埋設(shè)過程中預(yù)埋件必須與端墻結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起；第二步在盾構(gòu)正式始發(fā)之前，清理完洞口的雜物、支撐等，完成洞口密封固定板、折葉壓板及洞門簾布橡膠板的安裝。4.3盾構(gòu)始發(fā)4.3.1始發(fā)技術(shù)要點(diǎn)1）在進(jìn)行始發(fā)托架、反力架和首環(huán)負(fù)環(huán)管片的定位時(shí)，要嚴(yán)格控制始發(fā)托架、反力架和負(fù)環(huán)的安裝精度，確保盾構(gòu)機(jī)穿越洞門的中心，即掘進(jìn)軸線與洞門止水布簾的中心重合。2）第一塊負(fù)環(huán)管片定位時(shí)，管片的后端面應(yīng)與線路中線垂直。負(fù)環(huán)管片軸線應(yīng)與線路的軸線重合。確保負(fù)環(huán)端面與反力架立面平行，上下左右無縫接觸，均勻受力。3）始發(fā)前基座定位時(shí)，盾構(gòu)機(jī)軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線保持平行，盾構(gòu)中線可比設(shè)計(jì)軸線適當(dāng)抬高。向前推進(jìn)時(shí)，通過控制推進(jìn)油缸行程使盾構(gòu)機(jī)基本沿始發(fā)臺(tái)向前推進(jìn)。4）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求安裝洞門止水裝置。5）當(dāng)?shù)侗P離洞門密封環(huán)板10cm時(shí)，對(duì)壓板的位置進(jìn)行第一次調(diào)整；等盾構(gòu)機(jī)筒體整體過了密封環(huán)板后，再根據(jù)管片的位置，對(duì)壓板進(jìn)行第二次調(diào)整。6）初始掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)處在托架上，因此需在托架及盾構(gòu)機(jī)上焊接相對(duì)的防扭轉(zhuǎn)支座，以抵抗盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)由刀盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反扭矩。7）在始發(fā)階段，由于設(shè)備處于磨合階段，要注意推力、扭矩的控制，同時(shí)也要注意各部位油脂的有效作用。掘進(jìn)總推力應(yīng)控制在反力架承受能力以下，同時(shí)確保在此推力下刀具切入地層所產(chǎn)生的扭矩在防扭轉(zhuǎn)支座承受范圍內(nèi)。4.3.2始發(fā)工藝流程盾構(gòu)始發(fā)工藝流程詳見下圖4-3-1。始發(fā)井端頭地層加固安裝始發(fā)基座盾構(gòu)機(jī)組裝、空載調(diào)試安裝反力架、洞口洞門密封安負(fù)環(huán)管片、盾構(gòu)機(jī)負(fù)載調(diào)試盾尾通過洞口密封后進(jìn)行注漿回填盾構(gòu)掘進(jìn)與管片安裝圖4-3-1盾構(gòu)始發(fā)工藝流程圖4.3.3洞內(nèi)通風(fēng)設(shè)施與管線的布置1）隧道通風(fēng) 盾構(gòu)始發(fā)階段隧道通風(fēng)主要利用盾構(gòu)機(jī)拖車上的二次通風(fēng)設(shè)備，由二次風(fēng)機(jī)送風(fēng)至盾體前部，回風(fēng)經(jīng)由隧道排至地表。在拖車全部進(jìn)入隧道后，啟用始發(fā)井內(nèi)布置的的軸流式風(fēng)機(jī)，送風(fēng)方式為壓入式。采用直徑1000mm拉鏈?zhǔn)杰涳L(fēng)管，接到盾構(gòu)機(jī)的二次通風(fēng)設(shè)備上。2）管線布置根據(jù)盾構(gòu)施工特點(diǎn)，在隧道內(nèi)布置“三管、三線、一走道”，三管為89冷卻進(jìn)水管，89出水管，114排污管。三線為10KV高壓電纜線、220V照明線和43kg/m的運(yùn)輸軌道線。4.4盾構(gòu)空推斷掘進(jìn)施工4.4.1空推前準(zhǔn)備工作1）礦山法隧道完成驗(yàn)收；2）混凝土倒臺(tái)施工完成；3）空推斷豆粒石回填完成。4.4.2管片拼裝控制管片安裝是礦山法隧道盾構(gòu)施工的重要環(huán)節(jié)，施工的好壞直接關(guān)系到隧道成洞的質(zhì)量和防水效果。在管片拼裝前再次詳細(xì)檢查，確認(rèn)管片種類是否正確、質(zhì)量完好，無裂紋等缺陷，防水材料與管片黏結(jié)緊密，無脫落現(xiàn)象，方可正式安裝。管片具體拼裝要求如下：1）管片拼裝時(shí)，一般情況應(yīng)先拼裝底部管片，然后自下而上左右交叉拼裝，每環(huán)相鄰管片應(yīng)均勻拼裝并控制環(huán)面平整度和封口尺寸，最后縱向插入封頂塊成環(huán)。2）安裝管片時(shí)，應(yīng)先清理干凈相鄰管片側(cè)面泥渣，并檢查止水是否黏貼牢固。逐塊拼裝管片時(shí)，應(yīng)根據(jù)管片對(duì)中標(biāo)記，及時(shí)調(diào)整管片拼裝機(jī)，確保相鄰兩管片接頭的環(huán)面平整、內(nèi)弧面平整、縱縫緊貼。封頂塊插入前，檢查已拼管片的開口尺寸，要求略大于封頂塊尺寸，拼裝機(jī)把封頂塊送到徑向搭接2/3位置，伸出相應(yīng)的千斤頂,再?gòu)较蛲粕希瑢⒎忭攭K管片縱向插入成環(huán)。3）每塊管片安裝時(shí)，先人工將管片螺栓進(jìn)行緊固，待安裝完一環(huán)后，用風(fēng)動(dòng)扳手對(duì)螺栓進(jìn)行進(jìn)一步緊固，每環(huán)管片安裝時(shí)需緊固一次，安裝第二環(huán)時(shí)緊固一次，拖出盾尾時(shí)進(jìn)行再次緊固。4）拼裝過程中，遇有管片損壞，及時(shí)使用規(guī)定材料修補(bǔ)。管片損壞超過標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)調(diào)換。在拼裝過程中應(yīng)保持成環(huán)管片的清潔。如后期發(fā)現(xiàn)損壞的管片也必須修補(bǔ)。管片修補(bǔ)方案需經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可。4.4.3注漿施工1）注漿回填施工 管片脫出盾尾后，利用盾構(gòu)機(jī)自身的注漿機(jī)同步注入水泥漿，使襯砌管片與初襯間緊密接觸，以提高支護(hù)效果。2）補(bǔ)充注漿 盾構(gòu)每推進(jìn)45環(huán)通過隧道上部的管片注漿孔進(jìn)行洞內(nèi)二次注漿，漿液類型采用水泥漿，注漿壓力控制在0.10.2Mpa；在盾構(gòu)通過后，根據(jù)洞內(nèi)滲漏水情況，通過管片注漿孔再次進(jìn)行洞內(nèi)注漿，漿液采用1:1水泥+水玻璃雙液漿，注漿壓力控制在0.20.3MPa。 盾構(gòu)機(jī)通過礦山法段后，對(duì)管片的姿態(tài)、滲水、碎裂、錯(cuò)臺(tái)進(jìn)行檢查，管片垂直偏差、水平偏差符合設(shè)計(jì)要求。 4.4.4管片上浮控制措施盾構(gòu)過礦山法隧道采用前方堆土工況下進(jìn)行管片拼裝，且礦山法隧道超挖量過大，管片周邊填充不飽滿，管片受到的約束力不足，地下水位上升后，管片的自重遠(yuǎn)小于管片所排開地下水所形成的浮力，因此會(huì)導(dǎo)致管片上浮，這個(gè)問題是盾構(gòu)過礦山法隧道所面臨的又一難題，處理不好會(huì)導(dǎo)致礦山法隧道超限、管片錯(cuò)臺(tái)、漏水，因此在實(shí)際施工過程中可采用以下措施相結(jié)合的方法，控制管片的上浮。1）對(duì)礦山法成形的隧道每10m一個(gè)斷面進(jìn)行斷面測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，設(shè)置限位。限位是采用長(zhǎng)條木方籠，固定在隧道頂端45范圍內(nèi)，共設(shè)置3排，限位底部距盾殼5cm，以限制管片的過大上浮量；2）在推進(jìn)過程中，當(dāng)管片脫出盾尾后，每隔2環(huán)在管片腰部及底部注漿孔處交叉開口放水，降低地下水位；3）當(dāng)管片脫出車架后，對(duì)車架后的管片進(jìn)行二次補(bǔ)充注漿。首先每隔10環(huán)采用水泥、水玻璃雙液漿打一道環(huán)箍以穩(wěn)定管片，然后再在這10環(huán)中間采用純水泥漿液進(jìn)行注漿。注漿時(shí)采用分批多次壓注的方式，防止由于一次漿液壓注過多，管片所受到的浮力過大造成上浮，同時(shí)在注漿部位的前后各打開一個(gè)管片注漿孔進(jìn)行放水；4）在注漿過程中要加強(qiáng)對(duì)管片穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)上浮應(yīng)立即停止壓注，然后采取多點(diǎn)同時(shí)放水，待水位下降、管片穩(wěn)定后再行壓注。5）每天跟蹤測(cè)量管片姿態(tài)，及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析管片姿態(tài)每日變化趨勢(shì)，研究管片是否存在上浮，以及上浮速度及上浮量。6）加強(qiáng)管片注漿管理，保證管片上部及圓曲線外側(cè)的管片空隙也被漿液填充密實(shí)。一旦出現(xiàn)管片上浮，可在管片上浮或側(cè)移處，通過打穿吊裝孔，打入注漿管進(jìn)行二次補(bǔ)充注漿，漿液可選擇使用雙漿液使其凝固速度加快，迅速填充管片背后上部間隙，阻止管片上浮和側(cè)移。7）必要時(shí)在管片脫出盾尾后，立即打穿吊裝孔，安裝約45cm長(zhǎng)32的螺紋鋼，螺紋鋼一端緊頂在礦山法隧道初支上，將其另一端焊接固定在管片吊裝孔上（吊裝孔提前安裝套絲），通過此措施可有效限制管片上浮及側(cè)移。4.5 盾構(gòu)初始試驗(yàn)段掘進(jìn)4.5.1試驗(yàn)段目的初始掘進(jìn)是相對(duì)于正常掘進(jìn)而言，隨著初始掘進(jìn)的進(jìn)行，逐步進(jìn)入隧道內(nèi)部，一般范圍為50100m，其目的是：1）結(jié)合本工程的地質(zhì)條件，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的操作方法、機(jī)械性能進(jìn)行熟悉，掌握土壓盾構(gòu)在本標(biāo)段的施工特性，盡快摸索出各種參數(shù)的正確設(shè)定方法。2）在初始掘進(jìn)段采取多種監(jiān)測(cè)手段（地面沉降、分層沉降監(jiān)測(cè)和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)等），廣泛采集信息以指導(dǎo)盾構(gòu)施工。3）通過對(duì)各種監(jiān)測(cè)信息的分析，掌握盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)和合適的同步注漿量。摸索出控制盾構(gòu)軸線的規(guī)律，熟練使用鉸接千斤頂。4）通過初始掘進(jìn)，完善施工組織設(shè)計(jì)方案；完善盾構(gòu)施工各個(gè)工種工序崗位的操作規(guī)程、作業(yè)工法。4.5.2空推與負(fù)載轉(zhuǎn)換由于盾體與隧道初期襯砌之間有一定的空隙，盾體四周沒有土體包裹，盾體旋轉(zhuǎn)僅受導(dǎo)臺(tái)的阻力，因?qū)_(tái)阻力很小，導(dǎo)致刀盤切削端墻時(shí)盾體旋轉(zhuǎn)角度很大。因此需要保持刀盤低速旋轉(zhuǎn)，并不停地改變刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向，讓其慢慢地切入端墻，防止盾體旋轉(zhuǎn)角度過大。當(dāng)盾體全部進(jìn)入土體后，因盾體被四周土體完全包裹，土體對(duì)盾體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生較大的摩擦阻力，盾體轉(zhuǎn)角明顯減小，盾構(gòu)機(jī)即處于試掘進(jìn)狀態(tài)。在盾體全部進(jìn)入土體后，轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤，減小推進(jìn)速度或停止推進(jìn)，加大所有推進(jìn)油缸的油壓，增加盾構(gòu)機(jī)總推力，控制在1000t以下，壓緊礦山法隧道內(nèi)已拼裝的管片，保持這個(gè)總推力再一次緊固所有的管片螺栓。在壓緊過程中要注重觀察每環(huán)管片受壓情況，防止因盾構(gòu)機(jī)總推力過大而將管片壓損壓裂。4.5.3初始掘進(jìn)方法1）負(fù)環(huán)管片拆除盾構(gòu)機(jī)初始掘進(jìn)的距離主要取決于平衡盾構(gòu)機(jī)推力的管片外表面與土體之間摩擦力，考慮到空推段施工，擬定為100m提供足夠的推進(jìn)反力，估算如下：F=Sf=3.1461002.0=3768t掘進(jìn)時(shí)的推進(jìn)力約1000t2000t其中：S為100m長(zhǎng)的管片外表面面積；f為管片與襯背壓漿形成的水泥土間的綜合摩擦系數(shù)，取2.0t/m2。此時(shí)可以拆除負(fù)環(huán)，為正常掘進(jìn)通風(fēng)和材料吊裝運(yùn)輸方便。2）初始段掘進(jìn)施工方法（1）盾構(gòu)施工工藝流程如圖4-5-1圖4-5-1盾構(gòu)施工工藝流程圖（2）掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間計(jì)劃盾構(gòu)掘進(jìn)施工時(shí)，將按照連續(xù)施工的原則組織施工，每天安排2個(gè)班掘進(jìn)，每班作業(yè)時(shí)間12小時(shí)；機(jī)械維修保養(yǎng)以跟機(jī)保養(yǎng)為主。計(jì)算方法如下表：表4-5-1 盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)各工序循環(huán)時(shí)間表工 序作業(yè)時(shí)間（min）備注施工準(zhǔn)備20掘進(jìn)1.5m/環(huán)為基準(zhǔn)，單組列車運(yùn)輸盾構(gòu)掘進(jìn)120180管片安裝40出碴、進(jìn)料運(yùn)輸40渣土吊出40管片、注漿材料供應(yīng)20盾構(gòu)機(jī)跟機(jī)保養(yǎng)60理論循環(huán)時(shí)間（每環(huán)）200260注：實(shí)際時(shí)間根據(jù)相應(yīng)地質(zhì)情況適當(dāng)調(diào)整。 3）掘進(jìn)參數(shù)控制（1）土倉(cāng)壓力P1始發(fā)段地層主要為硬塑殘積土，透水性弱，水土壓力按水土和算取值，按下式計(jì)算：P1=k0h式中：P1土倉(cāng)壓力k0側(cè)壓力系數(shù)水土的容重 h刀盤中心點(diǎn)處的埋深根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)位置及相應(yīng)的地質(zhì)情況，可取=20KN/m3，h=10.112.2m，k0=0.4，代入上式得：P1=80.897.6KN/（P1=0.810.98bar）。始發(fā)后，土倉(cāng)壓力逐漸從P1=0.81bar加大至始發(fā)段結(jié)束P1=0.98bar，并根據(jù)地面監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。（2）千斤頂推力F盾構(gòu)機(jī)千斤頂最大推力Fmax=39914KN（30個(gè)千斤頂），始發(fā)段開始千斤頂推力主要考慮拖車阻力、破巖推力、正面土壓及盾構(gòu)尾刷磨擦力，其中拖車阻力為680KN、破巖推力約為2000KN、正面土壓力為3160KN、盾構(gòu)尾刷磨擦力為250KN，需要總推力為6100KN。始發(fā)階段確定推力尚應(yīng)考慮管片及反力架的承受力，故在始發(fā)開始的20環(huán)左右最大推力不應(yīng)大于800t。（3）刀盤轉(zhuǎn)速n1，n2滿足轉(zhuǎn)速和扭矩曲線，且無級(jí)可調(diào)n1=04.4rpm，n2=01.6rpm，扭矩水平較高時(shí)，使用n2段，扭矩水平較低時(shí)使用n1段。（4）刀盤扭矩T正常掘進(jìn)時(shí)，扭矩應(yīng)低于最大扭矩（一般情況下刀盤的扭矩T=350t.m），當(dāng)工作扭矩達(dá)到最大扭矩時(shí)，刀盤將停止轉(zhuǎn)動(dòng)，如反復(fù)啟動(dòng)未果，即可啟動(dòng)專門開關(guān)（此時(shí)可采用脫困扭矩），使刀盤重新啟動(dòng)。（5）螺旋器轉(zhuǎn)速n3n3=022.7rpm，根據(jù)維持土倉(cāng)壓力的需要而調(diào)整。（6）掘進(jìn)速度v根據(jù)土質(zhì)、扭矩、推力和土倉(cāng)壓力等綜合確定，受土質(zhì)影響最大，盾構(gòu)設(shè)計(jì)Vmax=80mm/min，試驗(yàn)段掘進(jìn)速度一般v=1040mm/min。（7）注漿壓力P2取靜水土壓力的1.11.2倍，最大不超過3.04.0bar，且使?jié){液不會(huì)進(jìn)入土倉(cāng)和壓壞管片，并保證地面的隆陷值在允許范圍內(nèi)（+10，-30mm）。根據(jù)始發(fā)段水土壓力的計(jì)算，初步確定注漿壓力為1bar（平均壓力）。（8）注漿量V1V1是在管片與土體之間的空隙體積的基礎(chǔ)上，再考慮地層變化條件要求，1.31.8m擴(kuò)大系數(shù)確定的。一般每環(huán)的理論注漿量V14.05m3，實(shí)際每環(huán)注漿量為5.277.29m3。（9）發(fā)泡劑的摻量V2V2值主要根據(jù)土質(zhì)確定，經(jīng)驗(yàn)公式為；V2=（2060%）V土V土掘進(jìn)土方的體積（實(shí)方）V2值將根據(jù)實(shí)際的出渣情況和有關(guān)掘進(jìn)參數(shù)（如扭矩等）不斷調(diào)整。（10）左右前進(jìn)千斤頂行程差SS主要根據(jù)線路特點(diǎn)和盾構(gòu)機(jī)在水平方向偏離設(shè)計(jì)軸線的程度來確定的。S的大小確定了盾構(gòu)機(jī)方向改變的急緩程度，S的達(dá)到和保持依靠合理使用左邊和右邊的推進(jìn)千斤頂。（11）盾構(gòu)機(jī)俯仰角根據(jù)線路特點(diǎn)和盾構(gòu)機(jī)在豎直方向偏離設(shè)計(jì)軸線的程度來確定的。的保持靠合理使用上部和下部的推進(jìn)千斤頂，一般情況下，值不應(yīng)超過3mm/m。（12）盾構(gòu)機(jī)滾轉(zhuǎn)角和刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向及扭矩大小有關(guān)，可以通過改變刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向和使用穩(wěn)定器來控制，一般情況下，值不應(yīng)超過10mm/m。（13）管片與盾尾的空隙14反映了管片和盾構(gòu)機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系。對(duì)確立下一環(huán)的管片類型和掘進(jìn)參數(shù)有指導(dǎo)意義，盾尾間隙應(yīng)控制在75mm左右。（14）鉸接千斤頂?shù)氖褂脿顟B(tài)鉸接千斤頂有三種使用狀態(tài)：完全伸長(zhǎng)，自由伸縮，伸長(zhǎng)一定角度。鉸接千斤頂行程不能超過設(shè)定值(最大140mm)。4）初始掘進(jìn)參數(shù)分析初始100環(huán)也是摸索掘進(jìn)規(guī)律、優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)的試掘進(jìn)階段。因此，在始發(fā)100環(huán)的地面應(yīng)布置了較密的觀測(cè)點(diǎn)（詳見施工監(jiān)測(cè)方案），根據(jù)不同的掘進(jìn)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的地面降沉值，總結(jié)和優(yōu)化出相應(yīng)的盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)（土倉(cāng)壓力，推進(jìn)速度，總推力，排土量，刀盤扭矩，注漿壓力和注漿量等），分析其相互關(guān)系及與地層的變化關(guān)系，形成總結(jié)報(bào)告，為后期盾構(gòu)正常掘進(jìn)打下基礎(chǔ)。5）盾構(gòu)機(jī)豎直方向操作原則（1）一般情況下，盾構(gòu)機(jī)的豎向偏差宜控制在20mm以內(nèi)，傾角可控制在5mm/m以內(nèi)。特殊情況下，傾角亦不宜超過10mm/m，否則會(huì)因盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎過急引起盾尾間隙過小和管片的錯(cuò)臺(tái)破裂等問題。（2）當(dāng)盾構(gòu)機(jī)下部土體較軟或上硬下軟時(shí)，為防止盾構(gòu)機(jī)機(jī)頭下垂，適當(dāng)保持上仰姿態(tài)。（3）當(dāng)開挖面上軟下硬時(shí)，為防止機(jī)頭偏上，盾構(gòu)機(jī)則適當(dāng)保持下俯姿態(tài)。（4）操作盾構(gòu)機(jī)時(shí)，注意上部千斤頂和下部千斤頂?shù)男谐滩睿瑑烧卟荒芟嗖钸^大。6）盾構(gòu)機(jī)水平方向的控制原則（1）在直線段，盾構(gòu)機(jī)的水平軸線偏差控制在20mm以內(nèi)，水平偏角控制在3mm/m以內(nèi)，否則會(huì)因盾構(gòu)機(jī)急轉(zhuǎn)引起盾尾間隙過小和管片錯(cuò)臺(tái)、破裂等問題；（2）在緩和曲線段及圓曲線段，盾構(gòu)機(jī)的水平偏差應(yīng)控制在30mm以內(nèi)，水平偏角應(yīng)控制在5mm/m內(nèi)，曲線半徑越小控制難度越大；（3）當(dāng)開挖面內(nèi)的地層左右軟硬相差很大而且又是處在曲線段時(shí)，盾構(gòu)機(jī)的方向控制將比較困難，此時(shí)可降低掘進(jìn)速度，合理調(diào)節(jié)各分區(qū)的千斤頂壓力，必要時(shí)可將水平偏角放寬到10mm/m，以加大盾構(gòu)機(jī)的調(diào)向力度。（通過該段后立即恢復(fù)水平偏角到5mm/m以內(nèi)）。 4.6始發(fā)測(cè)量控制4.6.1盾構(gòu)機(jī)始發(fā)定位利用井口經(jīng)過聯(lián)系測(cè)量，把控制點(diǎn)投在始發(fā)井底板上，并經(jīng)過監(jiān)理工程師檢查無誤后，才能利用這些控制點(diǎn)對(duì)盾構(gòu)機(jī)始發(fā)進(jìn)行定位。通過所放樣的隧道中線及相關(guān)高程安裝盾構(gòu)機(jī)始發(fā)托架，并在始發(fā)井底板上做出可通視的控制點(diǎn)，這樣盾構(gòu)機(jī)放置于始發(fā)托架上時(shí)，對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行全面測(cè)量，計(jì)算出盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)應(yīng)滿足始發(fā)的要求。盾構(gòu)機(jī)定位剖面圖4-6-1：圖4-6-1 盾構(gòu)始發(fā)控制圖4.6.2盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量盾構(gòu)掘進(jìn)過程中的姿態(tài)測(cè)量主要以自動(dòng)測(cè)量為主，人工測(cè)量為輔，兩種方法互相校核，確保盾構(gòu)隧道掘進(jìn)方向的精確。4.6.3管片姿態(tài)測(cè)量采用平桿法測(cè)量。首先把平桿橫向水平架設(shè)于管片邊緣處，調(diào)整平竿，使之水平，然后測(cè)量出平桿中心點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后把實(shí)測(cè)坐標(biāo)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)對(duì)比，便可得出此時(shí)的水平偏差和垂直偏差，從而計(jì)算出管片相對(duì)于設(shè)計(jì)隧道中心線的水平和豎直偏差。盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)人工測(cè)量、管片姿態(tài)測(cè)量均實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)自動(dòng)化、數(shù)據(jù)傳輸自動(dòng)化和數(shù)據(jù)計(jì)算程序化。利用全站儀自身的記憶功能，把現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的三維坐標(biāo)直接存儲(chǔ)到全站儀的記憶卡上，通過與電腦的聯(lián)機(jī)后，把測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上，利用自編軟件，計(jì)算出結(jié)果。4.6.4盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量控制要求盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)實(shí)時(shí)姿態(tài)控制包括其與線路的平面偏離、高程偏離、縱向坡度、橫向旋轉(zhuǎn)和切口里程控制。均由制導(dǎo)TBM掘進(jìn)所有參數(shù)都要通過SLS-T控制、計(jì)算機(jī)管理。盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量計(jì)算數(shù)據(jù)取位精度要求應(yīng)符合下表4-6-1的規(guī)定：表4-6-1 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量計(jì)算數(shù)據(jù)取位精度要求控制盾構(gòu)機(jī)測(cè)量項(xiàng)目取位精度平面偏差(mm)1高程偏差(mm)1俯仰角()1方位角()1滾轉(zhuǎn)角()1切口里程(mm)104.6.5地面監(jiān)測(cè)初始段盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，必須對(duì)地面沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并及時(shí)反饋至地面控制室中，指導(dǎo)盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的及時(shí)調(diào)整。盾構(gòu)掘進(jìn)前根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙沉降槽和地面監(jiān)測(cè)等相關(guān)資料編制地面監(jiān)測(cè)方案報(bào)監(jiān)理工程師同意提前設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，加密監(jiān)測(cè)次數(shù)。測(cè)量成果根據(jù)及時(shí)上報(bào)地面控制室、監(jiān)理等相關(guān)管理方。4.7盾構(gòu)（常規(guī)）掘進(jìn)4.7.1盾構(gòu)掘進(jìn)流程盾構(gòu)機(jī)（常規(guī)）掘進(jìn)的總體流程詳見下圖4-7-1。管片拼裝，復(fù)擰螺栓列車裝土，進(jìn)洞開挖6m，延伸軌道列車裝料，出洞是否盾構(gòu)掘進(jìn)設(shè) 置 管 理 標(biāo) 準(zhǔn)地面監(jiān)測(cè)調(diào)整掘進(jìn)施工參數(shù)同步注漿是否到達(dá)掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制隧道測(cè)量繼續(xù)下1環(huán)的掘進(jìn)盾構(gòu)機(jī)到達(dá)洞門處理盾構(gòu)機(jī)托架、反力架安裝端頭加固，洞門止水環(huán)的安裝盾構(gòu)機(jī)始發(fā)盾構(gòu)機(jī)托架、反力架安裝盾構(gòu)機(jī)拼裝、調(diào)試端頭加固，洞門止水環(huán)的安裝洞門處理負(fù)環(huán)片拼裝圖4-7-1 盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)總體流程圖4.7.2掘進(jìn)方向控制1）采用VMT導(dǎo)向系統(tǒng)和人工測(cè)量輔助進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)機(jī)配置了VMT導(dǎo)向系統(tǒng)，能夠全天候自動(dòng)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前位置與隧道設(shè)計(jì)軸線的偏差及趨勢(shì)。據(jù)此調(diào)整控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向，使盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)始終保持在允許的偏差范圍內(nèi)。該系統(tǒng)的配置及導(dǎo)向原理見 “施工測(cè)量與監(jiān)測(cè)”。隨著盾構(gòu)推進(jìn)導(dǎo)向系統(tǒng)后視基準(zhǔn)點(diǎn)需要前移，必須通過人工測(cè)量來進(jìn)行精確定位。為保證推進(jìn)方向的準(zhǔn)確可靠，正常情況下每天進(jìn)行一次人工測(cè)量，曲線段需要適量加密，以校核自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性，確保盾構(gòu)掘進(jìn)方向的正確。2） 采用分區(qū)操作盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸控制盾構(gòu)掘進(jìn)方向根據(jù)線路軸線變化、導(dǎo)向系統(tǒng)反映的盾構(gòu)姿態(tài)信息，結(jié)合隧道地層情況，通過分區(qū)操作盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)油缸來控制掘進(jìn)方向。（1）需要調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)時(shí)，分組調(diào)整盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸的壓力；（2）在軟硬不均的地層中掘進(jìn)時(shí)，則應(yīng)根據(jù)不同地層在斷面的具體分布情況，硬地層一側(cè)推進(jìn)油缸的推力和速度適當(dāng)加大，軟地層一側(cè)油缸推力和速度適當(dāng)減少。4.7.3盾構(gòu)姿態(tài)的調(diào)整與糾偏在掘進(jìn)施工中，盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)方向可能會(huì)偏離設(shè)計(jì)軸線并超過管理警戒值，滾動(dòng)角也可能會(huì)超限，此時(shí)就需要及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、糾正偏差。1）參照上述方法分區(qū)操作推進(jìn)油缸來調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，將盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)偏差控制調(diào)整到符合要求的范圍內(nèi)。2）在曲線和變坡段，應(yīng)提前進(jìn)行預(yù)糾偏，必要時(shí)可利用盾構(gòu)機(jī)的超挖刀進(jìn)行局部超挖來糾偏。3）當(dāng)滾動(dòng)角超限時(shí)，應(yīng)采用盾構(gòu)刀盤反轉(zhuǎn)的方法糾正滾動(dòng)偏差。4.7.4掘進(jìn)渣土改良渣土改良就是通過盾構(gòu)機(jī)配置的專用裝置向刀盤面、土倉(cāng)或螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入高粘度泥漿或泡沫，利用刀盤的旋轉(zhuǎn)攪拌、土倉(cāng)攪拌裝置攪拌或螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)攪拌使添加劑與土碴混合，使盾構(gòu)切削下來的渣土具有好的流塑性、合適的稠度、較低的透水性和較小的摩阻力，并降低粘土的粘性，以確保盾構(gòu)機(jī)在不同的地質(zhì)情況下都可以順利推進(jìn)。添加劑的種類主要有：膨潤(rùn)土、聚合物和發(fā)泡劑及泡沫。具體用那種添加劑由試驗(yàn)段確定。4.7.5管片拼裝1）管片拼裝流程圖詳見下圖4-7-2。管片環(huán)成型整圓管片下井和運(yùn)輸組織管片就位管片安裝區(qū)的清理管片安裝與連接管片環(huán)脫離盾尾后的二次緊固車外運(yùn)盾構(gòu)掘進(jìn)掘進(jìn)1.5m安裝位置千斤頂收縮伸出圖4-7-2管片拼裝流程圖2）拼裝前準(zhǔn)備（1）管片在管片輸送器上按拼裝順序堆放，并檢查管片螺栓孔、止水材料、管片等的完整性。（2）盾構(gòu)推進(jìn)完成后應(yīng)符合拼裝要求，主要檢查以下三方面：a.距離：千斤頂行程滿足拼裝要求，對(duì)1.5m環(huán)寬管片而言，至少要推進(jìn)至2000mm；b.盾尾間隙：測(cè)量上環(huán)管片的盾尾間隙，結(jié)合盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)確定糾偏量及糾偏措施；c.盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)：根據(jù)平面和高程的偏差，決定后續(xù)管片的類型和糾偏措施。(3）清除上環(huán)管片和盾尾間隙內(nèi)雜物，檢查上環(huán)管片防水材料是否完好，如有損壞應(yīng)及時(shí)采取修補(bǔ)措施。(4）檢查管片拼裝機(jī)的動(dòng)力及液壓設(shè)備是否正常。(5）管片掘進(jìn)結(jié)束時(shí)，測(cè)量盾尾間隙，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)輸入VMT中，選擇最佳管片拼裝點(diǎn)位。3)拼裝作業(yè)管片拼裝一般均按照先下后上、左右交錯(cuò)、縱向插入、封頂成環(huán)的工藝進(jìn)行。1）拼裝過程中按各塊管片位置，縮回相應(yīng)位置的千斤頂，形成管片拼裝空間，使管片到位，然后伸出千斤頂完成一塊管片的拼裝作業(yè)，千斤頂操作人員在反復(fù)伸縮千斤頂時(shí)必須確保盾構(gòu)機(jī)不后退、不變坡、不變向的要求，并要與拼裝操作人員密切配合。2）逐塊拼裝管片時(shí)要注意管片拼裝標(biāo)志的準(zhǔn)確性，確保相鄰兩塊管片接頭的環(huán)面平正，內(nèi)弧面平正，縱縫的管片端面密貼。 3）最后把封口塊管片送到位，伸出對(duì)應(yīng)的盾構(gòu)千斤頂將封口塊管片插入成環(huán)，同時(shí)插入連接螺栓成環(huán)。4）安裝管片時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范，螺栓緊固嚴(yán)格執(zhí)行“三次緊固”原則，即：管片拼裝時(shí)緊固1次，拼裝第二環(huán)時(shí)緊固1次，拼裝第三環(huán)時(shí)緊固1次。5）盾構(gòu)管片拼裝過程中遇有管片損壞，應(yīng)及時(shí)按規(guī)定進(jìn)行修補(bǔ)或更換。在拼裝全過程必須保持已成環(huán)管片環(huán)面及拼裝管片各個(gè)面清潔。4.7.6盾尾注漿4.7.6.1簡(jiǎn)述采用盾構(gòu)施工法，在管片和地層之間將產(chǎn)生空隙，該空隙必須充填，否則，隧道周圍的地基會(huì)有較大變位（主要由盾尾空隙引起），因此，及時(shí)進(jìn)行背后注漿是盾構(gòu)工法中必不可少的環(huán)節(jié)。同時(shí)，壁后注漿具有提高隧道的止水性能和確保管片襯砌的早期穩(wěn)定性，是充填土體與管片圓環(huán)間的建筑間隙和減少后期變形的主要手段，也是盾構(gòu)推進(jìn)施工中的一道重要工序。壁后注漿裝置由注漿泵、清洗泵、儲(chǔ)漿罐、管路、閥件等組成，安裝在第一節(jié)臺(tái)車上。當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，注漿泵將儲(chǔ)漿罐中的漿液泵出，通過四條獨(dú)立的輸漿管道，通到盾尾殼體內(nèi)的4根同步注漿管，對(duì)管片外表面的環(huán)行空隙進(jìn)行同步注漿，在每條輸漿管道上都有一個(gè)壓力傳感器和流量傳感器，在每個(gè)注漿點(diǎn)都有監(jiān)控設(shè)備監(jiān)視每環(huán)的注漿量和注漿壓力。盾尾密封采用三道鋼絲刷加注盾尾油脂密封，確保周邊地基的土砂和地下水、襯背注漿材料、開挖面的水和泥土從外殼內(nèi)表面和管片外部之間縫隙不會(huì)流入隧道內(nèi)，確保壁后注漿的順利進(jìn)行。注漿量和注漿壓力的大小可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，手動(dòng)控制可對(duì)每一條管道進(jìn)行單個(gè)控制，而自動(dòng)控制可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有管道的同時(shí)控制。4.7.6.2注漿方式注漿方式主要分為同步注漿和二次注漿，根據(jù)其實(shí)施時(shí)期可進(jìn)行如下分類：1） 同步注漿方式同步注漿是盾構(gòu)掘進(jìn)的同時(shí)通過安裝在盾構(gòu)尾部的內(nèi)置式注漿管進(jìn)行壁后注漿的方法。盾構(gòu)向前推進(jìn)，盾尾空隙形成的同時(shí)進(jìn)行注漿，注入的漿液在盾尾空隙形成的瞬間及時(shí)起到充填作用，從而使周圍土體獲得及時(shí)支持，可有效的防止土體的塌陷，控制地表沉降。同時(shí)，同步注漿還可提高隧道的止水性能，使管片所受外力能均勻分布，確保管片襯砌的早期穩(wěn)定性。2）二次注漿二次注漿是對(duì)壁后注漿的補(bǔ)充，其目的是填充同步注漿中未填充部分和漿液固結(jié)收縮體積減小部分，處理滲漏水或處理由于隧道變形引起的管片、注漿材料、地層之間產(chǎn)生剝離狀態(tài)進(jìn)行填充注漿形成整體，提高止水效果。二次注漿一般在管片與巖壁間的空隙充填密實(shí)性差，致使地表沉降得不到有效控制的情況下實(shí)施。施工時(shí)根據(jù)地表沉降監(jiān)測(cè)的反饋信息和施工環(huán)境影響，綜合判斷是否需要進(jìn)行二次注漿。 4.7.6.3注漿設(shè)備背填注漿設(shè)備因施工規(guī)模、注漿方式等呈現(xiàn)出各種各樣的形式。本工程以同步注漿系統(tǒng)為主，二次注漿系統(tǒng)為輔，施工所需的主要設(shè)備如下：1）砂漿拌和站：以單條隧道最大日掘進(jìn)量每天12環(huán)，每環(huán)注漿填充系數(shù)最大取200%時(shí)（即每小時(shí)最大制漿量8.0m3）。在始發(fā)井右側(cè)修建一座J500砂漿拌和站，每小時(shí)生產(chǎn)能力50m3/h,滿足施工需要。為漿液運(yùn)輸方便，在始發(fā)井附近設(shè)置8m3儲(chǔ)漿灌一臺(tái)，拌和站拌制的漿液通過灰漿泵輸送至儲(chǔ)漿罐內(nèi)，滿足同步注漿需要。2）同步注漿系統(tǒng)：配備砂漿攪動(dòng)罐一臺(tái)、液壓注漿泵2臺(tái)，通過盾尾注入管口及其配套線路進(jìn)行同步注漿。同步注漿泵有相應(yīng)流量參數(shù)、壓力參數(shù)等控制器，并與盾構(gòu)操作系統(tǒng)相聯(lián)系，由專業(yè)注漿人員控制，根據(jù)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)狀況決定注漿速度和注漿壓力。3）二次注漿系統(tǒng)：由1臺(tái)液壓注漿泵、A液儲(chǔ)存箱和B液儲(chǔ)存箱及其配套線路組成，注漿可根據(jù)情況選擇使用單液漿或雙液漿。4）運(yùn)輸系統(tǒng)：同步注漿采用電瓶車運(yùn)輸漿液攪拌箱至第一節(jié)臺(tái)車，二次注漿采用現(xiàn)場(chǎng)漿液拌制。4.7.6.4注漿材料及配比1）注漿材料同步注漿采用水泥砂漿，在管片拼裝完成后進(jìn)行。主要采用水泥、粉煤灰、膨潤(rùn)土、細(xì)砂作為主要注漿材料，該漿材具有結(jié)石率高、結(jié)石體強(qiáng)度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特點(diǎn)。水泥采用不低于32.5級(jí)硅酸鹽水泥，以提高注漿結(jié)石體的耐腐蝕性，使管片處在耐腐蝕注漿結(jié)石體的包裹內(nèi)，減弱地下水對(duì)管片混凝土的腐蝕。粉煤灰采用級(jí)，膨潤(rùn)土為400目，砂粒徑不大于5mm，生活用水拌合。二次注漿主要采用水泥漿，但在隧道開挖對(duì)地表建筑物或管線影響較大地段，為即時(shí)回填空隙，減小地面沉降，可選擇速凝型的水泥水玻璃雙液漿。水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。2）漿液配比及主要物理力學(xué)指標(biāo)根據(jù)類似工程盾構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)，同步注漿使用配合比結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室砂漿配合比和前期試驗(yàn)段注漿參數(shù)綜合考慮。4.7.6.5同步注漿1）注漿壓力注漿壓力略大于該地層位置的靜止水土壓力，同時(shí)避免漿液進(jìn)入盾構(gòu)機(jī)的土倉(cāng)中。最初的注漿壓力是根據(jù)理論的靜止水土壓力確定，在實(shí)際掘進(jìn)中根據(jù)試驗(yàn)段注漿參數(shù)及所處地層情況不斷優(yōu)化。如果注漿壓力過大，會(huì)導(dǎo)致地面隆起和管片變形，還易漏漿。如果注漿壓力過小，則漿液填充速度趕不上空隙形成速度，又會(huì)引起地面沉陷。一般而言，注漿出口壓力取1.11.2倍的靜止水土壓力，注漿壓力一般不大于4bar。由于從盾尾圓周上的不同位置注漿孔注漿，考慮到水土壓力的差別和防止管片大幅度下沉和浮起的需要，各點(diǎn)的注漿壓力將適當(dāng)調(diào)整，并保持合適的壓差，以達(dá)到最佳效果。2）注漿量注漿量主要取決于注漿環(huán)間隙和相應(yīng)地質(zhì)裂隙情況，一般可按下式計(jì)算注漿量：Q=/4L(D2-d2)Q環(huán)注漿量（m3） L環(huán)寬（m） D開挖直徑（m） d管片外經(jīng)（m）填充系數(shù)1.32.5根據(jù)上經(jīng)驗(yàn)公式，帶入盾構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)可得出每環(huán)的注漿量。一般情況下填充系數(shù)取1.31.8，在裂隙比較發(fā)育的地下水量大的巖層地段，充填系數(shù)一般取1.52.5。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在全風(fēng)化帶、殘積土中填充系數(shù)取1.31.5，在強(qiáng)風(fēng)化帶、中風(fēng)化帶取1.82.15。實(shí)際施工中根據(jù)試驗(yàn)段參數(shù)和地面檢測(cè)情況綜合考慮，適當(dāng)調(diào)整。3）注漿速度注漿速度應(yīng)與掘進(jìn)速度相匹配，注漿泵的性能要滿足掘進(jìn)速度的需求， 做到“掘進(jìn)、注漿同步，不注漿不掘進(jìn)”，通過確定掘進(jìn)速度和注漿量雙重標(biāo)準(zhǔn)來控制注漿速度。盾構(gòu)完成一環(huán)掘進(jìn)的時(shí)間內(nèi)完成當(dāng)環(huán)注漿量來確定其平均注漿速度。4）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及注漿效果檢查同步注漿采用注漿壓力和注漿量雙指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)定值，注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)或規(guī)范值時(shí)，且沉降監(jiān)測(cè)符合要求時(shí)，即可認(rèn)為達(dá)到質(zhì)量要求。注漿效果檢查主要采用分析法，根據(jù)注漿壓力-注漿量-時(shí)間曲線，結(jié)合管片地表及周邊建筑物測(cè)量結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)地面檢測(cè)情況對(duì)未滿足要求的部位進(jìn)行補(bǔ)充注漿。4.7.6.6二次注漿盾構(gòu)機(jī)穿越后考慮到環(huán)境保護(hù)和隧道穩(wěn)定因素，如發(fā)現(xiàn)同步注漿有不足的地方，通過管片中部的注漿孔進(jìn)行二次補(bǔ)注漿，補(bǔ)充以前注漿未填充部分和體積減少部分，從而減少盾構(gòu)機(jī)通過后土體的后期沉降，減輕隧道的防水壓力，提高止水效果。二次注漿使用專用的液壓注漿泵，注漿前鑿穿管片吊裝孔外側(cè)保護(hù)層，安裝專用的注漿接頭。二次注漿一般根據(jù)情況選擇使用單液或雙液，二次注漿在推出5-6環(huán)后進(jìn)行，注漿壓力一般為0.20.4MPa。發(fā)現(xiàn)沉降變化較大則需從相應(yīng)位置的管片注漿孔進(jìn)行二次補(bǔ)充注漿。注漿前需在起吊孔內(nèi)裝入單向逆止閥并鑿穿外側(cè)保護(hù)層。將注漿管直接改接到吊裝孔注漿頭（裝有壓力表），即可實(shí)施管片注漿。二次注漿一般采用手動(dòng)控制。注漿范圍根據(jù)連接管長(zhǎng)度可達(dá)盾構(gòu)機(jī)后部50m。二次壓漿時(shí)必須指派專人負(fù)責(zé)，對(duì)壓入位置、壓入量、壓力值均作詳細(xì)記錄，并根據(jù)地層變形監(jiān)測(cè)信息及時(shí)調(diào)整，確保壓漿工序的施工質(zhì)量。4.7.6.7注意事項(xiàng)(1)制漿時(shí)的注意事項(xiàng)1)材料投入順序要正確，計(jì)量要準(zhǔn)確；拌和時(shí)間要連續(xù)，不能間斷；嚴(yán)格控制攪拌的時(shí)間、速度。2)使用材料要合適，杜絕使用過期、不合格的材料。(2)運(yùn)輸、注入時(shí)的注意事項(xiàng)1)使用攪拌裝置，保證漿液在運(yùn)輸過程中不出現(xiàn)分離；2)經(jīng)常檢查從注入孔到泵的輸漿管路的暢通狀況；3)掌握注入孔位置的閥門和泵的工作狀況；嚴(yán)密觀察注入壓力、注入量的波動(dòng)狀況；4)注意注入結(jié)束時(shí)從注入孔閥門的關(guān)閉到移動(dòng)輸漿管的工作順序；取下注入孔的閥門時(shí)，應(yīng)裝上柱塞；5)管片出現(xiàn)破損、上浮等現(xiàn)象時(shí)先采取封堵措施后再注漿；6)當(dāng)漿液從