第八章 盾構(gòu)隧道施工方法及技術(shù)措施

1、南京地鐵三號(hào)線土建工程D3-TA12標(biāo) 實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì) 第八章 盾構(gòu)隧道施工方法及技術(shù)措施§1 端頭加固1.1 端頭加固概述盾構(gòu)進(jìn)出洞門外土體為軟弱含水的土層，盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)出洞時(shí)，工作面將處于開(kāi)放狀態(tài)，這種開(kāi)放狀態(tài)將持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。若不提前加固處理，地下水、涌水等就會(huì)進(jìn)入工作井，就會(huì)導(dǎo)致軟弱地層不穩(wěn)定，嚴(yán)重情況下會(huì)引起洞門塌方。為確保施工安全及盾構(gòu)機(jī)順利始發(fā)及出洞，必須對(duì)洞門外土體進(jìn)行加固處理。本標(biāo)段盾構(gòu)始發(fā)及到達(dá)共有4個(gè)端頭需要加固，具體加固方法見(jiàn)表8-1-1表8-1-1 盾構(gòu)進(jìn)出洞端頭加固方法一覽表區(qū)間端頭名稱地質(zhì)情況加固方法加固范圍備注大明明發(fā)區(qū)間大明路站南 端 頭全斷面范圍內(nèi)

2、為 -1b1-2粉質(zhì)粘土850三軸攪拌樁+雙重管旋噴樁（加固體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)間雙排）橫向隧道中心兩側(cè)各6.1m，豎向?yàn)樗眄斏?m至隧底下3m，縱向拱頂及洞身6m，隧底10m。到達(dá)及調(diào)頭明發(fā)廣場(chǎng)站東端頭上部及拱頂為-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，隧道中下部及底部為-3b3-4可塑狀粉質(zhì)粘土。850三軸攪拌樁+雙重管旋噴樁（加固體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)間雙排）橫向隧道中心兩側(cè)各6.1m，豎向?yàn)樗眄斏?m至隧頂下3m，縱向9m。始發(fā)及到達(dá)明發(fā)繞城區(qū)間明發(fā)廣場(chǎng)站西端頭上部及拱頂為-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，隧道中下部及底部為-3b3-4可塑狀粉質(zhì)粘土。850三軸攪拌樁+雙重管旋噴樁（加固體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)間雙排）橫向隧道中心兩側(cè)各6.

3、1m，豎向?yàn)樗眄斏?m至隧頂下3m，縱向9m。盾構(gòu)始發(fā)繞 城接頭井拱頂為-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，斷面范圍內(nèi)為-3b3-4軟流塑狀粉質(zhì)粘土，隧底為k1g-2強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。850三軸攪拌樁+雙重管旋噴樁（加固體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)間雙排）橫向隧道中心兩側(cè)各6.1m，豎向?yàn)樗眄斏?m至隧底板處，縱向9m盾構(gòu)接收1.1.1 加固的原則 （1）根據(jù)隧道埋深及盾構(gòu)隧道穿越地層情況，確定加固方法和范圍。（2）在充分考慮洞門破除時(shí)間和方法的基礎(chǔ)上，選擇合適的加固方法和范圍，確保洞門破除和盾構(gòu)機(jī)進(jìn)、出洞的安全。1.1.2 加固要求根據(jù)始發(fā)及到達(dá)端頭地層性質(zhì)及地面條件，選擇加固方法，加固后的土體應(yīng)有良好的自立性，密封性

4、、均質(zhì)性，采用攪拌樁加固的土體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.8MPa，滲透系數(shù)k1×10-8cm/sec。（2）滲透系數(shù)1.0×10-5cm/s。1.2 端頭的施工1.2.1 施工原理旋噴法施工是利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，用高壓脈沖泵，將水泥漿液通過(guò)鉆桿下端的噴射裝置，向四周以高速水平噴入土體，借助流體的沖擊力切削土層，使噴流射程內(nèi)土體遭受破壞，與此同時(shí)鉆桿一面以一定的速度旋轉(zhuǎn)，一面低速徐徐提升，使土體與水泥漿充分?jǐn)嚢杌旌?，膠結(jié)硬化后即在地基中形成直徑比較均勻，具有一定強(qiáng)度的樁體，從而使地層得到加固。1.2.2 機(jī)械設(shè)備旋噴法施工主要機(jī)具設(shè)備包括：高壓

5、泵、泥漿泵、鉆機(jī)、漿液攪拌器、空壓機(jī)、旋噴管和高壓膠管等；輔助設(shè)備包括操縱控制系統(tǒng)、高壓管路系統(tǒng)、材料儲(chǔ)存系統(tǒng)以及各種管材、閥門、接頭安全設(shè)施等。漿液攪拌采用污水泵自循環(huán)式的攪拌罐，鉆機(jī)采用XY-100型振動(dòng)鉆機(jī)，空壓機(jī)采用SA-5150W空壓機(jī)，參數(shù)為20m3/min。1.2.3 材料要求旋噴使用的水泥應(yīng)采用新鮮無(wú)結(jié)塊42.5R普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比為1:1。稠度要適合，水泥摻入量250kg/m，粘土粉50kg/m，為消除離析，加入0.9的堿。漿液宜在旋噴前l(fā)h以內(nèi)配制，使用時(shí)濾去0.5mm的顆粒，以免堵塞管路和噴嘴。1.3 端頭地層加固施工工藝1.3.1 三軸攪拌樁施工工序定位三軸攪拌

6、機(jī)開(kāi)行到指定樁位，對(duì)中。當(dāng)?shù)孛嫫鸱黄?，?yīng)注意調(diào)整機(jī)架的垂直度；攪拌樁的樁位偏差不得大于50mm，垂直度不得大于1.5%。制備水泥漿在攪拌機(jī)定位的同時(shí)即開(kāi)始按設(shè)計(jì)確定的配合比拌制水泥漿，水泥漿的攪拌采用二次攪拌方式，灰漿拌和時(shí)間不少于2min，保證拌和均勻，不發(fā)生沉淀，放置水泥漿的時(shí)間不超過(guò)2個(gè)小時(shí)，攪拌好的水泥漿須在一個(gè)小時(shí)內(nèi)用完。外滲劑可根據(jù)工程需要選用具有早強(qiáng)、緩凝、減水、節(jié)省水泥等性能的材料，為增強(qiáng)流動(dòng)性可摻入水泥重量0.20%0.25%的木質(zhì)磺酸鈣，1%的硫酸鈉和2%的石膏，但應(yīng)避免污染環(huán)境。預(yù)攪下沉檢查無(wú)誤后開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)，以正循環(huán)方式鉆進(jìn)，為避免攪拌過(guò)程中噴漿口的堵塞，邊噴射水泥漿邊

7、攪拌下沉，下沉速度控制在0.8m/min。噴漿攪拌提升為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量，第一次提鉆噴漿時(shí)應(yīng)在樁底部停留30秒，進(jìn)行磨樁端，然后以反循環(huán)方式提升，余漿上提過(guò)程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進(jìn)行磨樁頭，停留時(shí)間為30s，提升速度要保持均勻，控制在0.5m/min。重復(fù)上下攪拌為使軟土和水泥漿攪拌均勻，采用“兩攪兩噴”的工藝，即第一次攪拌提升后可再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設(shè)計(jì)加固深度后再將攪拌機(jī)提升出地面，即完成一根三圓嵌套的加固體。移位開(kāi)行攪拌機(jī)（履帶式機(jī)架可以進(jìn)行轉(zhuǎn)向、變幅作業(yè)）到新的樁位，重復(fù)上述15步驟，進(jìn)行下一根樁的施工，注意下一根樁與上一根樁要搭接250mm，最終

8、形成一個(gè)連續(xù)的加固體。三軸攪拌樁技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表8-1-2。表8-1-2 攪拌樁施工技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)水泥摻量1315%攪拌速度3050 r/min下沉速度0.8m/min漿液流量40 L/min提升速度0.5m/min水灰比0.751.3.2 雙重管旋噴樁施工工序測(cè)量定位根據(jù)樁位坐標(biāo)用全站儀定出中心，并將中心點(diǎn)引于冠梁擋土板頂，作為鉆機(jī)定位依據(jù)。測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)地面標(biāo)高，確定樁頂及樁底標(biāo)高。對(duì)樁位進(jìn)行編號(hào)，以利于施工管理和資料整理。鉆機(jī)就位噴射注漿施工的第一道工序就是將使用的鉆機(jī)安置在設(shè)計(jì)的孔位上（此之間應(yīng)做好場(chǎng)地平整），使鉆桿頭對(duì)準(zhǔn)孔位中心。同時(shí)為保證鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求的垂直度，鉆機(jī)就位后，必須做

9、水平糾正，使其鉆桿軸線垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置。噴射注漿管的允許傾斜度不得大于1.0。鉆孔鉆孔的目的是為將噴射注漿管插入預(yù)定的地層中，采用工程地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高。鉆孔位置與設(shè)計(jì)位置偏差不得大于50mm。旋噴機(jī)就位插管地質(zhì)鉆機(jī)成孔后移開(kāi)原位，旋噴機(jī)就位對(duì)準(zhǔn)孔位插管，將噴射注漿管插入地層預(yù)定的深度，在插管的過(guò)程中，為防止泥沙堵塞噴嘴，可邊射水、邊插管，水壓力一般不超過(guò)0.8MPa，如壓力過(guò)高，則易將孔壁射塌。噴射注漿當(dāng)注射漿管插到預(yù)定深度后，由下而上進(jìn)行噴射注漿，雙重管旋噴樁施工詳細(xì)技術(shù)參數(shù)如表8-1-3。旋噴作業(yè)時(shí)，應(yīng)檢查注漿流量、壓力、旋轉(zhuǎn)提升速度以及水泥漿配比等。高壓漿液射流的壓力20M

10、pa30Mpa，流量80120L/min；空氣壓力：0.7Mpa0.8Mpa，流量1m32m3/分鐘；鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)速度：1020r/min；鉆機(jī)提升速度：1020cm/min。當(dāng)漿液初凝時(shí)間超過(guò)20h時(shí)，應(yīng)及時(shí)停止使用該水泥漿（正常水灰比1：1，初凝時(shí)間為15h左右）。鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不中斷，拆卸鉆桿繼續(xù)旋噴時(shí)，其搭接長(zhǎng)度不小于200mm。沖洗施工完畢，應(yīng)把注漿管等機(jī)具設(shè)備沖洗干凈，管內(nèi)機(jī)內(nèi)不得殘存水泥漿。通常把漿液換成水，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排出。移動(dòng)機(jī)具把鉆機(jī)等機(jī)具設(shè)備移到新孔位上，進(jìn)行下一孔位施工。表8-1-3 雙重管高壓旋噴樁施工技術(shù)參數(shù)水灰比1氣壓

11、 力0.70.8 Mpa漿噴漿壓力1020Mpa提升速度1020cm/min旋轉(zhuǎn)速度1020r/min水泥摻量550kg/m3§2 盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的選擇及操作控制2.1 掘進(jìn)機(jī)的特點(diǎn)和適用條件本標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間上部地面主要以分布低層建筑物,主干公路,高架橋組成，地面下須穿小型箱涵，無(wú)大型障礙物。根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料可知此區(qū)段穿越地層大部分為粉質(zhì)粘土，滲透性差，無(wú)高壓承壓水，因此區(qū)間選用的盾構(gòu)機(jī)為土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。 2.1.1 土壓平衡模式土壓平衡模式是在機(jī)械挖掘式盾構(gòu)前段設(shè)置隔壁形成密封土艙切削下來(lái)的土體以泥水狀態(tài)進(jìn)入密封土艙和螺旋輸送機(jī)，同時(shí)碴土需具有塑流性且要充滿密封艙。隨著盾構(gòu)的掘

12、進(jìn)密封土艙內(nèi)的碴土上產(chǎn)生壓力，此壓力與開(kāi)挖面的水，土壓平衡，保證該面的穩(wěn)定。此外碴土具有流塑性，可順利往外排除。外加劑一般采用膨潤(rùn)土或泡沫劑。該掘進(jìn)模式適用于具有流塑性，含砂量較低的軟弱粘性土。2.2 各掘進(jìn)模式的主要掘進(jìn)參數(shù)及技術(shù)措施2.2.1 技術(shù)措施（1）土壓平衡模式掘進(jìn)的技術(shù)措施：采用以齒刀、刮刀為主切削土層，以低轉(zhuǎn)速、大扭矩推進(jìn)。土倉(cāng)內(nèi)土壓力值P應(yīng)略大于靜水壓力和地層土壓力之和P0， 即P=K·P0（K介于1.01.3），并在掘進(jìn)中不斷調(diào)整優(yōu)化。土倉(cāng)壓力通過(guò)采取設(shè)定掘進(jìn)速度、調(diào)整排土量或設(shè)定排土量、調(diào)整掘進(jìn)速度兩種方法建立，并應(yīng)維持切削土量與排土量的平衡，以使土倉(cāng)內(nèi)的壓力穩(wěn)

13、定平衡。盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度主要通過(guò)調(diào)整盾構(gòu)推進(jìn)力、轉(zhuǎn)速(扭矩)來(lái)控制，排土量則主要通過(guò)調(diào)整螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)。在實(shí)際掘進(jìn)施工中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、排出的碴土狀態(tài)，以及盾構(gòu)機(jī)的各項(xiàng)工作狀態(tài)參數(shù)等動(dòng)態(tài)地調(diào)整優(yōu)化，此模式掘進(jìn)時(shí)應(yīng)采取碴土改良措施增加碴土的流動(dòng)性和止水性。2.3 碴土改良和管理在粘性大及復(fù)雜地層的盾構(gòu)施工中，根據(jù)圍巖條件適當(dāng)注入添加劑，確保碴土的流動(dòng)性和止水性，同時(shí)要慎重進(jìn)行土倉(cāng)壓力和排土量進(jìn)行管理。2.3.1 碴土改良的目的（1）使碴土具有良好的土壓平衡效果，利于穩(wěn)定開(kāi)挖面，控制地表沉降；（2）提高碴土的不透水性，使碴土具有較好的止水性，從而控制地下水流失；（3）提高碴土的流動(dòng)性，利

14、于螺旋輸送機(jī)排土；（4）防止開(kāi)挖的碴土粘結(jié)刀盤而產(chǎn)生泥餅；（5）防止螺旋輸送機(jī)排土?xí)r出現(xiàn)噴涌現(xiàn)象；（6）降低刀盤扭矩和螺旋輸送機(jī)的扭矩，同時(shí)減少對(duì)刀具和螺旋輸送機(jī)的磨損，從而提高盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)效率。2.3.2 改良的方法與添加劑碴土改良就是通過(guò)盾構(gòu)機(jī)配置的專用裝置向刀盤面、土倉(cāng)內(nèi)或螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入泡沫或膨潤(rùn)土，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，其主要目的就是要使盾構(gòu)切削下來(lái)的碴土具有好的流塑性、合適的稠度、較低的透水性和較小的摩阻力，以滿足在不同地質(zhì)條件下盾構(gòu)掘進(jìn)可達(dá)到理想的工作狀況。2.3.3 碴土改良的主要技術(shù)措施根據(jù)本工程的地質(zhì)條件和盾構(gòu)施工的經(jīng)驗(yàn)

15、，采取如下主要技術(shù)措施：（1）在富水?dāng)鄬訋Ш推渌貙硬捎猛翂浩胶饽Ｊ骄蜻M(jìn)時(shí)，擬向刀盤面、土倉(cāng)內(nèi)和螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入泡沫，并增加對(duì)螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入的泡沫量，以利于螺旋輸送機(jī)形成土塞效應(yīng)，防止噴涌。（2）在砂性土地層中掘進(jìn)時(shí)，擬采取向刀盤面和土倉(cāng)內(nèi)注入泡沫來(lái)改良碴土。泡沫注入量根據(jù)具體情況確定。（3）在塊狀結(jié)構(gòu)，泥、鈣質(zhì)膠結(jié)的泥質(zhì)粉砂巖，粉砂質(zhì)泥巖中掘進(jìn)時(shí)，由于掘進(jìn)對(duì)地層的擾動(dòng)，不易形成連續(xù)的土壓，為此采取向刀盤面、土倉(cāng)和螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入泡沫和濃度高的膨潤(rùn)土泥漿來(lái)改良碴土，維持土倉(cāng)內(nèi)土壓平衡。2.3.4 防泥餅措施當(dāng)盾構(gòu)機(jī)全斷面通過(guò)英安斑巖殘積硬塑狀粉質(zhì)粘土和硬塑殘積粉質(zhì)粘土地層時(shí)，刀盤中心區(qū)和

16、土倉(cāng)中心區(qū)容易形成“泥餅”，產(chǎn)生堵倉(cāng)現(xiàn)象，造成刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)負(fù)荷加大，排土不暢，甚至停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)造成土倉(cāng)內(nèi)溫度升高，影響主軸承密封的壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成主軸承密封老化破壞，“泥餅”現(xiàn)象往往會(huì)堵塞滾刀，使?jié)L刀發(fā)生偏磨。如果地下水較豐富，螺旋機(jī)由于排土不暢而無(wú)法形成土塞，排土口會(huì)產(chǎn)生噴涌，開(kāi)挖面就會(huì)失穩(wěn)，發(fā)生地層坍塌。2.3.5 盾構(gòu)機(jī)在粘性巖中掘進(jìn)的措施：（1）加強(qiáng)盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)的地質(zhì)預(yù)測(cè)和泥土管理，特別是在粘性土和泥質(zhì)硅膠巖石中掘進(jìn)時(shí)，更加密切注意開(kāi)挖面的地質(zhì)情況和刀盤的工作狀態(tài)。（2）在這種地層掘進(jìn)時(shí)，增加刀盤前部中心部位泡沫注入量和選擇比較大的泡沫加入比例，減少碴土的粘附性，降低“泥餅”產(chǎn)生的幾率。

17、（3）一旦產(chǎn)生泥餅，及時(shí)采取對(duì)策，必要時(shí)采用人工處理的方式清除泥餅。（4）必要時(shí)，螺旋輸送機(jī)內(nèi)也要加入泡沫，以增加碴土的流動(dòng)性，利于碴土排出。（5）出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤，添入泡沫，攪拌土倉(cāng)內(nèi)的碴土。§3 盾構(gòu)機(jī)組裝與調(diào)試3.1 組裝場(chǎng)地的布置及吊裝設(shè)備3.1.1 進(jìn)場(chǎng)組裝及吊裝設(shè)備吊裝設(shè)備為：450t吊機(jī)一臺(tái)，130t吊機(jī)一臺(tái)，80t液壓千斤頂兩臺(tái)，小型泵一臺(tái)，以及相應(yīng)的吊具、機(jī)具、管線工具等。3.1.2 盾構(gòu)機(jī)的主要參數(shù) 盾構(gòu)機(jī)技術(shù)性能參數(shù)表 表8-3-1名稱技術(shù)參數(shù)備注盾體盾構(gòu)類型土壓平衡前盾6,450mm中盾6,440mm最大工作壓力3 bar土壓艙板1個(gè)4個(gè)固定攪拌

18、棒土壓計(jì)5個(gè)氣閘人行門1個(gè)DN 600螺旋輸送機(jī)連接法蘭1個(gè)氣閘連接法蘭1個(gè)盾尾直徑6,430mm型式鉸接式油脂管數(shù)量8 個(gè)(2 x 4)DN 25密封 3排鋼絲刷和止槳板焊接式注漿口4個(gè)鉸接油缸型式被動(dòng)式180/80150數(shù)量14個(gè)千斤頂數(shù)量32 個(gè)16 x 2分組數(shù)量4組4個(gè)內(nèi)置行程測(cè)量系統(tǒng)最大推進(jìn)力42,000kN 350 bar 伸出速度80mm/min所有油缸縮回速度1,600mm/min一組油缸刀盤數(shù)量1個(gè)2個(gè)固定攪拌棒直徑6,460mm旋轉(zhuǎn)方向左/右刀具1把中心魚(yú)尾刀，16把鏟刀，76把刮刀，44把先行刀, 1 把仿形刀配有2個(gè)磨損檢測(cè)裝置。中心回轉(zhuǎn)體1個(gè)4根膨潤(rùn)土/水輸送管+

19、1條中心沖刷管和2條液壓管路刀盤驅(qū)動(dòng)裝置數(shù)量1個(gè)型式液壓回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)數(shù)量8個(gè)最大額定轉(zhuǎn)矩4,377kNm脫困扭矩5,252kNm轉(zhuǎn)速3,05rpm功率630kW主軸承型式固定式主軸承外徑2,600mm主軸承壽命10,000小時(shí)根據(jù)ISO 281 L10人閘數(shù)量1個(gè)型式 雙倉(cāng)式直徑1,600mm工作壓力 3bar人數(shù)(容納)3+2主室/緊急室管片安裝器數(shù)量1個(gè)含液壓馬達(dá)及減速箱型式中心回轉(zhuǎn)式含工作平臺(tái)抓緊系統(tǒng)機(jī)械式自由度6旋轉(zhuǎn)角度 +/- 200°比例控制縱向移動(dòng)行程2000比例控制控制裝置遙控控制螺旋輸送機(jī)數(shù)量1個(gè)伸縮式型式有軸螺旋式直徑800mm功率200kW最大脫困扭矩215

20、轉(zhuǎn)速0 到 22rpm無(wú)級(jí)調(diào)速輸送量385m³/h螺距630mm出料口門1個(gè)土壓計(jì)2個(gè)皮帶輸送機(jī)數(shù)量 1個(gè)含鋼結(jié)構(gòu)及滾筒驅(qū)動(dòng)電動(dòng)帶寬800mm最大輸送量450m³/h后配套設(shè)施臺(tái)車數(shù)量4 + 連接橋在軌道上行進(jìn),開(kāi)式結(jié)構(gòu)管片吊車1個(gè)管片喂片機(jī)1臺(tái)液壓?jiǎn)卧?個(gè)包括過(guò)濾器和油箱冷卻系統(tǒng)（泵/油冷器/閥）1個(gè)新鮮水 28°由工地提供注漿系統(tǒng) 含1臺(tái)控操作裝置，管路和設(shè)施砂漿泵2個(gè)KSP12, 2 x 10m3/h砂漿罐1個(gè)容量6m³帶攪拌器壓力傳感器4個(gè)膨潤(rùn)土儲(chǔ)存罐/泵 含管路和設(shè)施注漿泵1個(gè)10m³/h儲(chǔ)存罐1個(gè)4m³帶空氣攪拌器泡沫發(fā)生

21、裝置 泡沫發(fā)生器4個(gè)水泵1臺(tái)7m³/h泡沫泵1臺(tái)300ltr/h壓縮空氣供應(yīng)工具使用空壓機(jī)1臺(tái)55kW高壓空氣儲(chǔ)存罐1個(gè)1000ltr主驅(qū)動(dòng)裝置潤(rùn)滑泵1個(gè)盾尾油脂泵1個(gè)控制臺(tái)1個(gè)帶空調(diào)水管架1個(gè)工業(yè)水(新鮮水和用過(guò)的水) 軟管 DN80 污水泵1個(gè)排水裝置1個(gè)30m3/h高壓電纜托盤1個(gè)200m電纜容量; 不含高壓電纜通風(fēng)管儲(chǔ)存裝置1個(gè)1米風(fēng)管,100米儲(chǔ)量 (不含風(fēng)管)小型起吊裝置1個(gè)主副配電柜1個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1個(gè)1臺(tái)計(jì)算機(jī)帶海瑞克公司標(biāo)準(zhǔn)配置（中英語(yǔ)）導(dǎo)向系統(tǒng) 1個(gè)VMT 型號(hào) SLS-SL監(jiān)視系統(tǒng)1個(gè)3臺(tái)監(jiān)視器及1臺(tái)彩色顯示器滅火器5臺(tái)二氧化碳、干粉式電氣系統(tǒng)初級(jí)電壓10kV次

22、級(jí)電壓400變壓器 1,600液體型,IP 55控制電壓24V / 230V照明電壓230V閥工作電壓 24V頻率50Hz系統(tǒng)絕緣保護(hù)IP55PLC1No.西門子功率因數(shù)補(bǔ)償器1個(gè)cos phi = 0.9功率配置（摘錄)刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)630.0kW2x315kW盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)75.0kW管片安裝器45.0kW輔助設(shè)備22.0kW油過(guò)濾系統(tǒng)11.0kW齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)4.0kW螺旋輸送機(jī)200.0kW泡沫和膨潤(rùn)土發(fā)生裝置13.5kW砂漿設(shè)備37.5kW皮帶輸送機(jī)30.0kW二次通風(fēng)15.0kW空壓機(jī)55.0kW電源插座及工地用電75.0kW合計(jì)12133.1.3 盾構(gòu)機(jī)組裝本工程計(jì)劃投入一臺(tái)土壓平衡盾

23、構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工，結(jié)合本工程的地質(zhì)條件和施工特點(diǎn)，盾構(gòu)機(jī)選用由德國(guó)Herrenknecht制造的全新復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)。盾構(gòu)機(jī)進(jìn)場(chǎng)時(shí)間為2011年7月28日。中標(biāo)后2周內(nèi)完成合同的簽字，并組織生產(chǎn)。盾構(gòu)機(jī)計(jì)劃于2011年7月29日下井在明發(fā)廣場(chǎng)站右線東側(cè)開(kāi)始組裝調(diào)試。本臺(tái)盾構(gòu)機(jī)組裝調(diào)試時(shí)間安排30天。盾構(gòu)吊運(yùn)、組裝程序圖見(jiàn)圖8-3-2。圖8-3-2盾構(gòu)組裝、調(diào)試程序圖序號(hào)步驟施工順序說(shuō)明1組裝始發(fā)架、反力架盾構(gòu)運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地；組裝盾尾、焊接盾尾及盾尾密 封刷；組裝臺(tái)車，臨時(shí)托架吊入井內(nèi)；站臺(tái)內(nèi)鋪設(shè)軌道。2組裝橋架依次吊入第五、四、三、二、一節(jié)臺(tái)車；進(jìn)行橋架組裝；橋架吊入井內(nèi)。3吊裝螺旋輸送機(jī)完成橋架與后

24、配臺(tái)車的連接；螺旋輸送機(jī)吊入井內(nèi)。4吊裝支撐環(huán)螺旋輸送機(jī)后移；支撐環(huán)吊入井內(nèi)。5組裝支撐環(huán)與切口環(huán)支撐環(huán)后移；切口環(huán)吊入井內(nèi)。6組裝刀盤切口環(huán)與支撐環(huán)的連接及后移；刀盤吊入井內(nèi)。7組裝管片拼裝機(jī)、盾尾主機(jī)連接及前移；管片拼裝機(jī)及盾尾的吊入井內(nèi)及拼裝。8組裝螺旋輸送機(jī)螺旋輸送機(jī)前移；螺旋輸送機(jī)吊起及組裝。9設(shè)備連接、安裝反力架連接各臺(tái)車的管線；反力架吊入井內(nèi)；安裝反力架；盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的連接。10完成組裝、準(zhǔn)備始發(fā)完成組裝；盾構(gòu)機(jī)調(diào)試，準(zhǔn)備始發(fā)。3.2 盾構(gòu)機(jī)調(diào)試盾構(gòu)機(jī)組裝完成后，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)組裝工作逐點(diǎn)檢查，對(duì)組裝工作中的錯(cuò)、省、漏進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)糾正，重點(diǎn)對(duì)主要電路、液壓油路的連接和重要螺栓的固定進(jìn)行

25、檢查。確定各個(gè)系統(tǒng)可以運(yùn)行后，根據(jù)海瑞克提供的設(shè)備調(diào)試項(xiàng)目單的項(xiàng)目進(jìn)行逐個(gè)調(diào)試，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行逐個(gè)排除。通過(guò)調(diào)試驗(yàn)收后，等待盾構(gòu)機(jī)始發(fā)試掘進(jìn)。對(duì)始發(fā)后有荷載下的盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行再次檢查調(diào)試，同時(shí)將重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)入到設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和運(yùn)行監(jiān)督中。直到設(shè)備完全滿足施工要求，組裝調(diào)試工作完成。3.2.1 空載調(diào)試盾構(gòu)機(jī)組裝和連接完畢后，即可進(jìn)行空載調(diào)試。主要調(diào)試內(nèi)容為：液壓系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)，配電系統(tǒng)，注漿系統(tǒng)，以及各種儀表的校正。著重觀測(cè)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)和端面跳動(dòng)是否符合要求。3.2.2 負(fù)載調(diào)試空載調(diào)試證明盾構(gòu)機(jī)具有工作能力后即可進(jìn)行負(fù)載調(diào)試。負(fù)荷調(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

26、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。負(fù)荷調(diào)試時(shí)將采取嚴(yán)格的技術(shù)和管理措施保證工程安全、工程質(zhì)量和隧道線型。§4 管片安裝盾構(gòu)區(qū)間管片采用環(huán)寬1.2m的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)及左轉(zhuǎn)彎楔形環(huán)和右轉(zhuǎn)彎楔形環(huán)三種管片，楔形環(huán)的楔形量為37.20mm,管片混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50；抗?jié)B等級(jí)S10,鋼筋為、級(jí)。管環(huán)外徑6.2m，內(nèi)徑5.5m，寬1.2m,每環(huán)由6塊管片組成，砼量7.719m3。擬由南京城市地鐵實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司管片廠按以上要求進(jìn)行管片生產(chǎn)。4.1 管片安裝程序見(jiàn)圖8-4-1管片安裝工藝流程圖。盾尾清理管片止水條及襯墊粘貼管片選材、下井及運(yùn)輸盾構(gòu)掘進(jìn)掘進(jìn)一環(huán)距

27、離推進(jìn)缸頂緊就位管片管片吊裝至拼裝區(qū)管片就位管片螺栓連接管片環(huán)脫離盾尾后二次緊固縮回安裝位置油缸圖8-4-1 管片安裝工藝流程圖4.2 管片安裝方法管片由管片車運(yùn)到隧道內(nèi)后，由專人對(duì)管片類型、齡期、外觀質(zhì)量和止水條粘結(jié)情況等項(xiàng)目進(jìn)行最后一次檢查，檢查合格后才可卸下。管片經(jīng)管片吊車按安裝順序放到管片輸送平臺(tái)上，掘進(jìn)結(jié)束后，再由管片輸送器送到管片安裝器工作范圍內(nèi)等待安裝。（1）管片選型以滿足隧道線型為前提，重點(diǎn)考慮管片安裝后盾尾間隙要滿足下一掘進(jìn)循環(huán)限值，確保有足夠的盾尾間隙，以防盾尾直接接觸管片。（2）管片安裝必須從隧道底部開(kāi)始，然后依次安裝相鄰塊，最后安裝封頂塊。安裝第一塊管片時(shí)，用水平尺與上

28、一環(huán)管片精確找平。（3）安裝鄰接塊時(shí)，為保證封頂塊的安裝凈空，安裝第五塊管片時(shí)一定要測(cè)量?jī)舌徑訅K前后兩端的距離（分別大于C塊的寬度，且誤差小于+10mm），并保持兩相鄰塊的內(nèi)表面處在同一圓弧面上。（4）封頂塊安裝前，對(duì)止水條進(jìn)行潤(rùn)滑處理，安裝時(shí)先徑向插入2/3，調(diào)整位置后緩慢縱向頂推。（5）管片塊安裝到位后，應(yīng)及時(shí)伸出相應(yīng)位置的推進(jìn)油缸頂緊管片，其頂推力應(yīng)大于穩(wěn)定管片所需力，然后方可移開(kāi)管片安裝機(jī)。（6）管片安裝完后應(yīng)及時(shí)整圓，并在管片脫離盾尾后要對(duì)管片連接螺栓進(jìn)行二次緊固。4.3 管片拼裝質(zhì)量控制（1）成環(huán)環(huán)面控制：環(huán)面不平整度應(yīng)小于2mm。相鄰環(huán)高差控制在5mm以內(nèi)。（2）安裝成環(huán)后，在縱

29、向螺栓擰緊前，進(jìn)行襯砌環(huán)橢圓度測(cè)量。當(dāng)橢圓測(cè)量度大于30mm時(shí)，應(yīng)做調(diào)整。管片拼裝允許誤差見(jiàn)表8-4-1。 管片拼裝允許誤差 表8-4-1項(xiàng)目允許偏差備注環(huán)間間隙2.0mm縱縫相鄰塊間隙2.0mm對(duì)應(yīng)的環(huán)向螺栓孔的不同軸度1.0mm成環(huán)后內(nèi)徑±2mm成環(huán)后內(nèi)徑-2+6mm4.4 安裝管片注意事項(xiàng)（1）嚴(yán)格進(jìn)場(chǎng)管片的檢查，有破損、裂縫的管片不用。下井吊裝管片和運(yùn)送管片時(shí)應(yīng)注意保護(hù)管片和止水條，以免損壞。（2）止水條及襯墊粘貼前，應(yīng)將管片進(jìn)行徹底清潔，以確保其粘貼穩(wěn)定牢固。施工現(xiàn)場(chǎng)管片堆放區(qū)應(yīng)有防雨設(shè)施。（3）管片安裝前應(yīng)對(duì)管片安裝區(qū)進(jìn)行清理，清除如污泥、污水，保證安裝區(qū)及管片相接面的清

30、潔。（4）嚴(yán)禁非管片安裝位置的推進(jìn)油缸與管片安裝位置的推進(jìn)油缸同時(shí)收縮。（5）管片安裝時(shí)必須運(yùn)用管片安裝的微調(diào)裝置將待裝的管片與已安裝管片塊的內(nèi)弧面縱面調(diào)整到平順相接以減小錯(cuò)臺(tái)。調(diào)整時(shí)動(dòng)作要平穩(wěn)，避免管片碰撞破損。§5 盾構(gòu)始發(fā)及試掘進(jìn)5.1 始發(fā)流程5.1.1 盾構(gòu)始發(fā)的工藝流程圖8-5-1 盾構(gòu)始發(fā)工藝流程圖后盾系統(tǒng)由鋼反力架、1.2米負(fù)環(huán)管片臨時(shí)襯砌組成，采用通縫連接。盾構(gòu)出洞及后盾系統(tǒng)如圖8-5-2。圖8-5-2 盾構(gòu)始發(fā)及后盾系統(tǒng)5.1.2 盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)控制盾構(gòu)始發(fā)作為盾構(gòu)施工關(guān)鍵工序，對(duì)后期盾構(gòu)機(jī)能否正常掘進(jìn)起著至關(guān)重要，故始發(fā)姿態(tài)控制顯得尤為重要。始發(fā)掘進(jìn)前人工復(fù)測(cè)一次

31、盾構(gòu)機(jī)在始發(fā)托架上的正確位置，并與盾構(gòu)機(jī)VMT系統(tǒng)測(cè)量的位置相互比較，調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)后方可始發(fā)掘進(jìn)。同時(shí)仔細(xì)檢查盾構(gòu)機(jī)托架的穩(wěn)固情況，檢查防止盾構(gòu)機(jī)“栽頭”的托架施作牢固，查驗(yàn)盾尾外殼上的防扭轉(zhuǎn)裝置是否焊接牢固。始發(fā)掘進(jìn)時(shí)保持盾構(gòu)機(jī)4組推力油缸推力均衡，確保刀盤中心和盾尾中心的位移在允許的偏差范圍內(nèi)（VMT系統(tǒng)上顯示為，垂直方向0+40mm,水平方向±30mm），在始發(fā)掘進(jìn)階段盡量少采用糾偏措施。因盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入土體后即將進(jìn)入緩和曲線段，因此應(yīng)待盾體完全進(jìn)入土體后才開(kāi)始適量的糾偏。由于盾構(gòu)機(jī)和始發(fā)設(shè)施處于不穩(wěn)定的狀態(tài)下，承受重大負(fù)荷，在始發(fā)推進(jìn)初期，刀盤未接近工作面時(shí)禁止啟動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)。整

32、個(gè)過(guò)程中派專人把守觀察，發(fā)現(xiàn)異常立刻停止掘進(jìn)，并進(jìn)行處理。5.2 始發(fā)階段運(yùn)輸方案根據(jù)業(yè)主提供的施工場(chǎng)地和工作井條件以及盾構(gòu)機(jī)自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，制定盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)階段的出碴、運(yùn)輸。5.2.1 始發(fā)方案的確定根據(jù)業(yè)主提供的始發(fā)場(chǎng)地，可以利用軌排井的場(chǎng)地進(jìn)行始發(fā)，綜合考慮各方因素，現(xiàn)擬定采用全地下始發(fā)方案，即先將15號(hào)臺(tái)車依次吊入軌排井中，再將盾構(gòu)機(jī)主機(jī)吊入盾構(gòu)始發(fā)井中進(jìn)行組裝，并安裝反力架，連接各管路，進(jìn)行調(diào)試、始發(fā)。5.2.2 盾構(gòu)的出碴、運(yùn)輸布置垂直運(yùn)輸渣土和管片由兩臺(tái)龍門吊完成，1臺(tái)45噸用于出渣及下材料，1臺(tái)25噸用于地面裝卸材料。門吊行車電源采用卷筒的安裝方法，布置方式見(jiàn)盾構(gòu)始發(fā)場(chǎng)地平面布

33、置圖，附圖十一。盾構(gòu)水平運(yùn)輸用2臺(tái)電瓶車,每臺(tái)電瓶車配備兩組電池，保證施工連續(xù)進(jìn)展。電瓶充電間充電。本區(qū)間充電間內(nèi)設(shè)置HGC2712B-80/380充電機(jī)7臺(tái)，1臺(tái)作為備用。水平、垂直運(yùn)輸見(jiàn)圖8-5-3。圖8-5-3 水平、垂直運(yùn)輸示意圖5.3 步驟及技術(shù)措施盾構(gòu)始發(fā)步驟及相應(yīng)的主要技術(shù)措施如下：5.3.1 洞門鑿除大明路站南端頭始發(fā)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)為850三軸攪拌樁+雙重管旋噴樁（加固體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)間雙排），洞門鑿除分兩步進(jìn)行，采用人工風(fēng)鎬的方法鑿除，開(kāi)鑿前，搭設(shè)雙排腳手架，由上往下分層鑿除，第一步將開(kāi)挖面墻鋼筋鑿出裸露并用氧焊切割掉，然后繼續(xù)鑿至迎土面鋼筋外露為止。第二步當(dāng)盾構(gòu)機(jī)調(diào)試完畢且刀盤抵達(dá)

34、掌子面前約0.5-1m時(shí)，從下至上鑿除最后剩余的所有洞圈內(nèi)混凝土并割除所有鋼筋，迅速清理底部泥石碎塊，并檢查確定無(wú)鋼筋。5.3.2 始發(fā)托架的安裝清理基坑后，托架依據(jù)測(cè)量放樣安裝定位好?？紤]托架在盾構(gòu)出洞時(shí)要承受縱向、橫向的推力以及抵抗盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)的扭矩，所以在盾構(gòu)進(jìn)出洞之前，對(duì)始發(fā)托架兩側(cè)用H型鋼進(jìn)行加固。托架的安裝及加固見(jiàn)圖8-5-4圖8-5-4 始發(fā)托架的安裝及加固示意圖5.3.3 反力架安裝在盾構(gòu)主機(jī)與后配套連接之前，開(kāi)始進(jìn)行反力架的安裝，反力架端面應(yīng)與始發(fā)托架水平軸垂直，與車站結(jié)構(gòu)上預(yù)埋的鋼板焊接牢固，保證反力架腳板安全穩(wěn)定。反力架安裝時(shí)，首先測(cè)量反力架位置起始里程斷面的中心線，并標(biāo)識(shí)在

35、始發(fā)井側(cè)墻上，以便反力架中心定位，反力架中心隨始發(fā)托架抬高而同時(shí)抬高25mm。定位關(guān)鍵是反力架緊靠負(fù)環(huán)管片的定位平面，并與此處的隧道軸線垂直。反力架的形式見(jiàn)圖8-5-5，反力架加固的方式見(jiàn)圖8-5-6。圖8-5-5反力架的結(jié)構(gòu)型式圖8-5-6反力架的加固5.3.4 洞門防水裝置安裝在隧道貫通時(shí)，為了防止注漿漿液沿著盾構(gòu)機(jī)外殼向洞口方向流出，以及地下水過(guò)大帶動(dòng)土體顆粒流出洞門而造成事故，須在洞圈周圍安裝環(huán)行密封橡膠板止水裝置，該裝置在內(nèi)襯墻入口洞圈周圍安裝設(shè)有M20螺孔的預(yù)埋板A，預(yù)埋板A上焊接有Z字型錨固筋與主體結(jié)構(gòu)相連，用螺栓將密封橡膠板、壓緊環(huán)板B和扇形壓板栓連在預(yù)埋環(huán)板A上。裝配方法見(jiàn)圖

36、8-5-7。圖8-5-7 洞口防水裝置裝配圖5.3.5 負(fù)環(huán)管片安裝當(dāng)前述4.3.14.3.4及盾構(gòu)組裝調(diào)試等工作完成后，組織相關(guān)人員對(duì)盾構(gòu)設(shè)備、反力提供系統(tǒng)、始發(fā)臺(tái)等進(jìn)行全面檢查與驗(yàn)收。驗(yàn)收合格后，開(kāi)始將盾構(gòu)向前推進(jìn)，并安裝負(fù)環(huán)管片。（1）分別調(diào)試推進(jìn)系統(tǒng)和管片安裝系統(tǒng)，確保這兩個(gè)系統(tǒng)能穩(wěn)定工作；圖7-5-8 負(fù)環(huán)管片安裝示意圖（2）割除洞門內(nèi)的最后一層鋼筋網(wǎng)，為盾構(gòu)推進(jìn)做好準(zhǔn)備。鋼筋網(wǎng)必須在盾構(gòu)推進(jìn)之前割除完成； （3）在盾尾殼體內(nèi)安裝管片支撐墊塊，為管片在盾尾內(nèi)的定位做好準(zhǔn)備，見(jiàn)圖8-5-8；（4）從下至上一次安裝第一環(huán)管片，要注意的管片的轉(zhuǎn)動(dòng)角度一定要符合設(shè)計(jì)。偏差宜控制為：高程和平面

37、±50mm，每環(huán)相鄰管片高差5mm，縱向相鄰管片高差6mm；（5）安裝拱部的管片時(shí)，由于管片支撐不足，一定要及時(shí)加固；（6）第一環(huán)負(fù)環(huán)管片拼裝完成后，用推進(jìn)油缸把管片推出盾尾，并施加一定的推力把管片壓緊在反力架上，即可開(kāi)始下一環(huán)管片的安裝；（7）管片在被推出盾尾時(shí)，要及時(shí)的支撐加固，防止管片下沉或失圓。同時(shí)也要考慮到盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)可能產(chǎn)生的偏心力，因此支撐應(yīng)盡可能的穩(wěn)固；（8）當(dāng)?shù)侗P抵?jǐn)n掌子面時(shí)，推進(jìn)油缸已經(jīng)可以產(chǎn)生足夠的推力穩(wěn)定管片后，再把管片定位塊取掉。5.4 盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)技術(shù)要點(diǎn)（1）在進(jìn)行始發(fā)臺(tái)、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)臺(tái)、反力架和負(fù)環(huán)的安裝精度，確保盾構(gòu)始發(fā)

38、姿態(tài)與隧道設(shè)計(jì)線形符合。（2）負(fù)環(huán)管片安裝前，在盾尾內(nèi)側(cè)標(biāo)出負(fù)9環(huán)管片的位置和封頂塊的偏轉(zhuǎn)角度，管片安裝順序與正常掘進(jìn)時(shí)相同。 第一環(huán)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)管片采用錯(cuò)縫拼裝方式。負(fù)9環(huán)管片拼裝完成后，用推進(jìn)油缸把管片推出盾尾，并施加一定的推力把管片壓緊在反力架上，即可開(kāi)始下一環(huán)管片的安裝。（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。（4）在盾尾殼體內(nèi)安裝管片支撐墊塊，為管片在盾尾內(nèi)的定位做好準(zhǔn)備。安裝拱部的管片時(shí)，由于管片支撐不足，要及時(shí)墊方木進(jìn)行加固。管片在被推出盾尾時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行支撐加固，防止管片下沉或失圓。同時(shí)也要考

39、慮到盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)可能產(chǎn)生的偏心力，因此支撐應(yīng)盡可能的穩(wěn)固。（5）在始發(fā)階段由于推力較小，地層較軟要特別注意防止盾構(gòu)低頭。（6）盾構(gòu)在始發(fā)臺(tái)上向前推進(jìn)時(shí)，通過(guò)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)。（7）始發(fā)初始掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)處于始發(fā)臺(tái)上，因此需在始發(fā)臺(tái)及盾構(gòu)機(jī)上焊接相對(duì)的防扭轉(zhuǎn)支座，為盾構(gòu)機(jī)初始掘進(jìn)提供反扭矩。（8）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使用。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)生的扭矩小于始發(fā)臺(tái)提供的反扭矩。（9）盾構(gòu)始發(fā)前要根據(jù)地層情況，設(shè)定一個(gè)掘進(jìn)參數(shù)。開(kāi)始掘進(jìn)后要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)分析、反

40、饋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)。（10）盾構(gòu)組裝前在基座軌道上涂抹油脂，減少盾構(gòu)推進(jìn)阻力；始發(fā)前在刀頭和密封裝置上涂抹油脂，避免刀盤上刀頭損壞洞門密封裝置。（11）始發(fā)掘進(jìn)時(shí)采用40T龍門吊進(jìn)行出碴，洞內(nèi)水平運(yùn)輸采用小碴斗出碴。5.5 盾構(gòu)試掘進(jìn) 盾構(gòu)掘進(jìn)工序流程圖見(jiàn)圖8-5-9。圖8-5-9 盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)工序流程圖盾構(gòu)掘進(jìn)的前100m作為試掘進(jìn)段，通過(guò)試掘進(jìn)段擬達(dá)到以下目的：（1）用最短的時(shí)間對(duì)新盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行調(diào)試、熟悉機(jī)械性能，改進(jìn)盾構(gòu)的不完善部分。（2）了解和認(rèn)識(shí)本工程的地質(zhì)條件，掌握各地質(zhì)條件下復(fù)合式盾構(gòu)的操作方法。（3）收集、整理、分析及歸納總結(jié)各地層的掘進(jìn)參數(shù)，制定正常掘進(jìn)各地層操

41、作規(guī)程，為實(shí)現(xiàn)快速、連續(xù)、高效的正常掘進(jìn)打好基礎(chǔ)。 （4）熟悉管片拼裝的操作工序，提高拼裝質(zhì)量，加快施工進(jìn)度。（5）通過(guò)本段施工，加強(qiáng)對(duì)地面變形情況的監(jiān)測(cè)分析，反映盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞時(shí)以及推進(jìn)時(shí)對(duì)周圍環(huán)境的影響，掌握盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)及同步注漿量。（6）通過(guò)盾構(gòu)試掘進(jìn)施工，摸索出盾構(gòu)在相應(yīng)地層中掘進(jìn)姿態(tài)控制措施和方法。試驗(yàn)段施工中詳細(xì)記錄不同時(shí)段、不同地層所采取的不同掘進(jìn)參數(shù)的進(jìn)尺情況；相同的掘進(jìn)參數(shù)對(duì)于不同地層其進(jìn)尺和刀盤的磨損情況；以及相同的地層采取不同的掘進(jìn)參數(shù)，記錄其進(jìn)尺及刀盤磨損的情況。同時(shí)，詳細(xì)記錄注漿壓力與地層的關(guān)系。數(shù)據(jù)收集后，及時(shí)進(jìn)行分析、整理，總結(jié)出本工程隧道掘進(jìn)過(guò)程中不同的地層應(yīng)該采取

42、的掘進(jìn)參數(shù)，為工程的順利進(jìn)行提供技術(shù)依據(jù)。5.6 盾構(gòu)正常掘進(jìn)5.6.1 盾構(gòu)掘進(jìn)流程及操作控制程序盾構(gòu)機(jī)在完成前100m的試掘進(jìn)后，將對(duì)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整，為后續(xù)的正常掘進(jìn)提供條件。主要內(nèi)容包括：（1）根據(jù)地質(zhì)條件和試掘進(jìn)過(guò)程中的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)。（2）正常推進(jìn)階段采用100m試掘進(jìn)階段掌握的最佳施工參數(shù)。通過(guò)加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)，不斷地完善施工工藝，控制地面沉降。施工進(jìn)度應(yīng)采用均衡生產(chǎn)法。（3）推進(jìn)過(guò)程中，嚴(yán)格控制好推進(jìn)里程，將施工測(cè)量結(jié)果不斷地與計(jì)算的三維坐標(biāo)相校核，及時(shí)調(diào)整。將里程偏差控制在：緩和曲線、圓曲線段：X（隧道設(shè)計(jì)縱軸方向即沿里程方向）、Y（垂直隧道沿設(shè)計(jì)軸線方向）50

43、mm。（4）盾構(gòu)應(yīng)根據(jù)當(dāng)班指令設(shè)定的參數(shù)推進(jìn)，推進(jìn)出土與襯砌背后注漿同步進(jìn)行。不斷完善施工工藝，控制施工后地表最大變形量在+10，-30mm之內(nèi)。（5）盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，坡度不能突變，隧道軸線和折角變化不能超過(guò)0.4%。（6）盾構(gòu)掘進(jìn)施工全過(guò)程須嚴(yán)格受控，工程技術(shù)人員根據(jù)地質(zhì)變化、隧道埋深、地面荷載、地表沉降、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、刀盤扭矩、千斤頂推力等各種勘探、測(cè)量數(shù)據(jù)信息，正確下達(dá)每班掘進(jìn)指令，并即時(shí)跟蹤調(diào)整。（7）盾構(gòu)機(jī)操作人員須嚴(yán)格執(zhí)行指令，謹(jǐn)慎操作，對(duì)初始出現(xiàn)的小偏差應(yīng)及時(shí)糾正，應(yīng)盡量避免盾構(gòu)機(jī)走“蛇”形，盾構(gòu)機(jī)一次糾偏量不宜過(guò)大，以減少對(duì)地層的擾動(dòng)。（8）做好施工記錄，記錄內(nèi)容有：隧道掘進(jìn)的施

44、工進(jìn)度；油缸行程；掘進(jìn)速度；盾構(gòu)推力；土壓力；刀盤轉(zhuǎn)速；螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩；盾尾間隙（上、下、左、右）。同步注漿：注漿壓力；數(shù)量；注漿材料配比。5.7 盾構(gòu)掘進(jìn)方向的控制與調(diào)整5.7.1 滾動(dòng)控制采用使盾構(gòu)刀盤反轉(zhuǎn)的方法，糾正滾動(dòng)偏差。允許滾動(dòng)偏差3°，當(dāng)超過(guò)3°時(shí)，盾構(gòu)機(jī)報(bào)警，提示操縱者必須切換刀盤旋轉(zhuǎn)方向，進(jìn)行反轉(zhuǎn)糾偏。5.7.2 豎直方向控制控制盾構(gòu)機(jī)方向的主要因素是千斤頂單側(cè)推力，它與盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)變化量間的關(guān)系非常離散，主要靠人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)掌握。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)下俯時(shí)，可加大下側(cè)千斤頂推力，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)上仰時(shí)，可加大上側(cè)千斤頂推力來(lái)進(jìn)行糾偏。5.7.3 水平方向控制與豎直方向糾

45、偏原理一樣，左偏時(shí)加大左側(cè)千斤頂?shù)耐七M(jìn)壓力，右偏時(shí)則加大右側(cè)千斤頂?shù)耐七M(jìn)壓力。§6 掘進(jìn)過(guò)程中姿態(tài)控制由于隧道曲線和坡度變化以及操作等因素的影響，盾構(gòu)推進(jìn)會(huì)產(chǎn)生一定的偏差。當(dāng)這種偏差超過(guò)一定限界時(shí)就會(huì)使隧道襯砌侵限、盾尾間隙變小使管片局部受力惡化，并造成地應(yīng)力損失增大而使地表沉降加大，因此盾構(gòu)施工中必須采取有效技術(shù)措施控制掘進(jìn)方向，及時(shí)有效糾正掘進(jìn)偏差。6.1 盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制結(jié)合本標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間的特點(diǎn)，采取以下方法控制盾構(gòu)掘進(jìn)方向:6.1.1 采用自動(dòng)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)該系統(tǒng)配置了導(dǎo)向、自動(dòng)定位、掘進(jìn)程序軟件和顯示器等，能夠全天候在盾構(gòu)機(jī)主控室動(dòng)態(tài)顯示盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前位

46、置與隧道設(shè)計(jì)軸線的偏差以及趨勢(shì)。據(jù)此調(diào)整控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向，使其始終保持在允許的偏差范圍內(nèi)。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(guò)人工測(cè)量來(lái)進(jìn)行精確定位。為保證推進(jìn)方向的準(zhǔn)確可靠，擬每周進(jìn)行兩次人工測(cè)量，以校核自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)并復(fù)核盾構(gòu)機(jī)的位置、姿態(tài)，確保盾構(gòu)掘進(jìn)方向的正確。6.1.2 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)線路條件所做的分段軸線擬合控制計(jì)劃、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(guò)分區(qū)操作盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)油缸來(lái)控制掘進(jìn)方向。推進(jìn)油缸按上、下、左、右分成四個(gè)組，每組油缸都有一個(gè)帶行程測(cè)量和推力計(jì)算的推進(jìn)油缸，根據(jù)需要調(diào)節(jié)各組油缸的推進(jìn)力，控制掘進(jìn)方

47、向。在上坡段掘進(jìn)時(shí)，適當(dāng)加大盾構(gòu)機(jī)下部油缸的推力；在下坡段掘進(jìn)時(shí)則適當(dāng)加大上部油缸的推力；在左轉(zhuǎn)彎曲線段掘進(jìn)時(shí)，則適當(dāng)加大右側(cè)油缸推力；在右轉(zhuǎn)彎曲線掘進(jìn)時(shí)，則適當(dāng)加大左側(cè)油缸的推力；在直線平坡段掘進(jìn)時(shí)，則應(yīng)盡量使所有油缸的推力保持一致。6.2 盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)調(diào)整與糾偏在實(shí)際施工中，由于管片選型錯(cuò)誤、盾構(gòu)機(jī)司機(jī)操作失誤等原因盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)方向可能會(huì)偏離設(shè)計(jì)軸線并超過(guò)管理警戒值；在穩(wěn)定地層中掘進(jìn)，因地層提供的滾動(dòng)阻力小，可能會(huì)產(chǎn)生盾體滾動(dòng)偏差；在線路變坡段或急彎段掘進(jìn)過(guò)程中，有可能產(chǎn)生較大的偏差，這時(shí)就要及時(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(lái)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，糾正偏差，將盾構(gòu)機(jī)

48、的方向控制調(diào)整到符合要求的范圍內(nèi)。（2）當(dāng)滾動(dòng)超限時(shí)，及時(shí)采用盾構(gòu)刀盤反轉(zhuǎn)的方法糾正滾動(dòng)偏差。在急彎和變坡段，必要時(shí)可利用盾構(gòu)機(jī)的超挖刀進(jìn)行局部超挖和在軸線允許偏差范圍內(nèi)提前進(jìn)入曲線段掘進(jìn)來(lái)糾偏。6.3 方向控制及糾偏注意事項(xiàng)（1）在切換刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，應(yīng)保留適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔，切換速度不宜過(guò)快，切換速度過(guò)快可能造成管片受力狀態(tài)突變，而使管片損壞。（2）根據(jù)掌子面地層情況應(yīng)及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，調(diào)整掘進(jìn)方向時(shí)應(yīng)設(shè)置警戒值與限制值。達(dá)到警戒值時(shí)及時(shí)實(shí)行糾偏程序。（3）蛇行修正及糾偏時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行，如修正過(guò)程過(guò)急，蛇行反而更加明顯。在直線推進(jìn)的情況下，應(yīng)選取盾構(gòu)當(dāng)前所在位置點(diǎn)與設(shè)計(jì)線上遠(yuǎn)方的一點(diǎn)作一直線，然

49、后再以這條線為新的基準(zhǔn)進(jìn)行線形管理。在曲線推進(jìn)的情況下，應(yīng)使盾構(gòu)當(dāng)前所在位置點(diǎn)與遠(yuǎn)方點(diǎn)的連線同設(shè)計(jì)曲線相切。（4）推進(jìn)油缸油壓的調(diào)整不宜過(guò)快、過(guò)大，否則可能造成管片局部破損。（5）正確進(jìn)行管片選型，確保拼裝質(zhì)量與精度，以使管片端面盡可能與計(jì)劃的掘進(jìn)方向垂直。§7 盾構(gòu)同步注漿盾構(gòu)掘進(jìn)注漿采用盾尾同步注漿，隨著盾構(gòu)推進(jìn)，脫出盾尾的管片與土體間出現(xiàn)“建筑空隙”，該空隙用漿液通過(guò)設(shè)在盾尾的壓漿管予以充填。同步注漿的目的是為了盡快填充環(huán)形間隙使管片盡早支撐地層，防止地面變形過(guò)大而危及周圍環(huán)境安全，同時(shí)作為管片外防水和結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層。7.1 注漿材料及配比設(shè)計(jì)7.1.1 注漿材料采用水泥砂漿作為同

50、步注漿材料，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32.5R普通硅酸鹽水泥，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。7.1.2 漿液配比及主要物理力學(xué)指標(biāo)根據(jù)盾構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)，同步注漿擬采用表8-7-1所示的配比。在施工中，根據(jù)地層條件、地下水情況及周邊條件等，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)優(yōu)化確定。同步注漿漿液的主要物理力學(xué)性能應(yīng)滿足下列指標(biāo)： 同步注漿材料配比和性能指標(biāo)表 表8-7-1 水泥（kg）粉煤灰（kg）膨潤(rùn)土（kg）砂（kg）水（kg）外加劑801303812416050710934460470按需要根據(jù)試驗(yàn)加

51、入（1）膠凝時(shí)間：一般為310h，根據(jù)地層條件和掘進(jìn)速度，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)加入促凝劑及變更配比來(lái)調(diào)整膠凝時(shí)間。對(duì)于強(qiáng)透水地層和需要注漿提供較高的早期強(qiáng)度的地段，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)一步調(diào)整配比和加入早強(qiáng)劑，進(jìn)一步縮短膠凝時(shí)間。（2）固結(jié)體強(qiáng)度:一天不小于0.2MPa，28天不小于2.5MPa。（3）漿液結(jié)石率:>95%，即固結(jié)收縮率<5%。（4）漿液稠度:812cm。（5）漿液穩(wěn)定性:傾析率（靜置沉淀后上浮水體積與總體積之比）小于5%。7.2 同步注漿主要技術(shù)參數(shù)7.2.1 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

52、力確定的，在實(shí)際掘進(jìn)中將不斷優(yōu)化。如果注漿壓力過(guò)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(guò)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，注漿壓力取1.11.2倍的靜止水土壓力，最大不超過(guò)3.04.0bar。由于從盾尾圓周上的四個(gè)點(diǎn)同時(shí)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)的注漿壓力將不同，并保持合適的壓差，以達(dá)到最佳效果。在最初的壓力設(shè)定時(shí)，下部每孔的壓力比上部每孔的壓力略大0.51.0bar。7.2.2 注漿量根據(jù)刀盤開(kāi)挖直徑和管片外徑，可以按下式計(jì)算出一環(huán)管片的注漿量。V=/4×K×L×（D2-D22）式中:V 一環(huán)注漿量（m3）L 環(huán)寬（m）D1 開(kāi)挖直徑（m）D2 管片外徑（m）K 擴(kuò)大系數(shù)取1.52代入相關(guān)數(shù)據(jù)，可得:V=/4×(1.52)×1.2×（6.462-6.22）=4.656.2m3/環(huán)上面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算中，注漿量取環(huán)形間隙理論體積的1.52倍，每環(huán)（1.2m）注漿量Q=4.656.2m3。7.2.3 注漿時(shí)間和速度在不同的地層中根據(jù)需不同凝結(jié)時(shí)間的漿液及掘進(jìn)速度來(lái)具體控制注漿時(shí)間的長(zhǎng)短。做到“掘進(jìn)、注漿同步，不注漿、不掘進(jìn)”，通過(guò)控制同步注漿壓力和注漿量雙重標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定注漿時(shí)間。注漿量和注漿壓力均達(dá)到設(shè)定值后才停止