地鐵盾構施工工藝(成都中鐵)

1、場地準備電 房簽訂合同竣工退場端頭加固負環(huán)安裝監(jiān)測點埋設日常監(jiān)測零環(huán)拼裝初始值監(jiān)測洞門密封正常掘進過站/調頭/轉場隔時換刀盾構掘進附屬工程聯(lián)絡通道施做既有建（構）筑物加固場地規(guī)劃項目臨建場地平整臨電臨水設備安裝拌合站渣 坑龍門吊庫 房管片場物資庫房機電庫房盾構機進場技術策劃始發(fā)井中線測設吊機基礎加固臺車進場盾構機托架安裝主機進場盾構機反力架安裝機體組裝整機調試交通疏解大型吊機租賃分體吊裝掘進準備洞門施做成都中鐵工程公司 29 工程管理部目 錄1、前言32場地規(guī)劃32.1 臨建設施32.2 臨時設施33人力資源配置44盾構機選定、進場54.1 盾構機的選型原則54.2 盾構機的選型依據(jù)54.3

2、盾構機應具備的功能54.4 盾構機進場、吊裝65、盾構機調試、掘進65.1盾構機調試65.2 盾構機運轉65.3 盾構機的始發(fā)、調頭、過站、轉場66管片生產(chǎn)、供應66.1 管片生產(chǎn)66.2 管片存儲及運輸67盾構機正常掘進施工工藝67.1 掘進作業(yè)工序流程和操作控制程序67.2 管片拼裝67.3 同步注漿67.4 盾構換刀作業(yè)68 附屬工程施工68.1 洞門施工68.2 聯(lián)絡通道及廢水泵房施工68.3 既有建（構）筑物加固69測量和監(jiān)控量測69.1 控制測量69.2 聯(lián)系測量69.3 監(jiān)控量測6盾構法地鐵施工工藝流程 袁存防1、前言盾構法作為目前最為安全有效、品質兼優(yōu)的城市軌道施工工藝，已經(jīng)被

3、絕大多數(shù)市政工程所青睞，在21世紀中國社會、經(jīng)濟高速發(fā)展的時代，全國范圍內各大中型城市都傾向于城市地鐵及類似的市政工程的修建，因此盾構法施工在目前國內的市場不可估量。 盾構法施工糅合了傳統(tǒng)和現(xiàn)代的各項技術革新，有著固定的施工工藝流程，包含了諸多施工環(huán)節(jié)，每一個環(huán)節(jié)或工序都必須有技術含量較高的專項方案指導施工，并輔以經(jīng)驗豐富的管理操作人員，才能充分發(fā)揮盾構法施工的優(yōu)越性，實現(xiàn)工程的最大收益。現(xiàn)將盾構法地鐵施工工藝流程總結如下，各分部、分項工程施工應參考專項方案。2場地規(guī)劃2.1 臨建設施根據(jù)項目所在地政府和業(yè)主等上級主管部門的要求，確定臨建設施所需板材和樣式，圍擋等臨建應當和項目所在地同類項目一

4、致建設。生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)應該嚴格區(qū)分，并在場地內各顯著位置懸掛安全生產(chǎn)標語。生活區(qū)應該包括辦公區(qū)和住宿區(qū)，應合理規(guī)劃，辦公區(qū)要劃分會議室和辦公室，同時還要單獨確定食堂和廚房位置，絕對避免安全隱患。生產(chǎn)區(qū)應該設置進出口，并用專用圍欄和生活區(qū)隔斷，在進出口位置懸掛安全生產(chǎn)標語。生產(chǎn)區(qū)內應該合理規(guī)劃庫房和材料堆放地等。2.2 臨時設施（1） 碴坑碴坑設置于始發(fā)井旁邊，原則是利于出渣用吊機傾倒渣土，并便于土方車外運。碴土坑采用C20砼，底板及側墻厚不低于30cm。每個碴土場四周設置擋碴板，碴土場總存碴能力1500m3。（2） 管片堆放場根據(jù)盾構施工龍門吊設置情況，管片堆放場設置在吊機軌道之間，原則是利于

5、吊機吊放，同時考慮管片運輸車便于進場。正式管片堆放場的管片存放能力210塊（35環(huán)）。（3） 砂漿拌合站結合盾構施工列車編組情況及盾構施工預留口位置，將拌合站設置在始發(fā)井入口區(qū)域內。拌合站包括拌合樓、砂石料場、水泥儲存罐、粉煤灰儲存罐及砂漿儲存罐。砂漿拌合站場地全部鋼筋混凝土硬化，并施作儲存罐基礎。（4） 冷卻塔及砂漿中轉站冷卻塔及砂漿中轉站設置在始發(fā)井出口位置附近，用H型鋼或工字鋼搭設冷卻塔放置平臺。（5） 通風機通風機臨時設置在盾構始發(fā)井出口位置，根據(jù)掘進情況，在過站后可在車站口位置另行設置。（6） 充電間充電間設置在始發(fā)井附近空蕩區(qū)域，采用磚砌結構。（7）物資、機電庫房主要存放小型配件和

6、材料。（8） 材料堆放場主要堆放盾構施工用的油脂、泡沫劑、軌道、軌枕、人行踏板等。（9）小型機具堆放場主要堆放盾構施工用的備用碴車、管片車等其它施工機具。堆放場地面采用C25砼硬化。（10） 洗車槽在施工場地兩端大門位置設洗車槽，所有進出工地施工車輛必須經(jīng)過清洗干凈后，方可駛出場地。洗車槽采用下沉式，洗車槽旁設置沉淀池，洗車所排水經(jīng)沉淀池沉淀后排入市政污水管線。3人力資源配置項目部根據(jù)情況設置6部1室或7部1室，具體請見附表2。施工生產(chǎn)部負責盾構施工的組織、管理；機電設備部負責盾構法施工的各項設備保障工作；技術質量部負責施工技術方案的制定、盾構施工技術指導、量測、試驗以及相關內業(yè)資料的收集整理

7、和上報。施工生產(chǎn)部設四個盾構施工工班，兩個地面施工工班，一個臨工班，一個注漿班；機電設備部下一個維修班；技術質量部下設測量班、試驗室；項目部另應設一個渣土外運隊。4盾構機選定、進場4.1 盾構機的選型原則（1）選擇的盾構機機型和功能必須滿足標段線路條件、工期、施工條件和環(huán)境等要求。（2）選用的盾構機應具有良好的性能和可靠性。（3）類似地質、施工條件下盾構選型、施工實例及其效果。（4）盾構機制造商的知名度、良好的業(yè)績、信譽與技術服務。4.2 盾構機的選型依據(jù)（1）標段招標文件、招標設計、巖土工程勘察報告等要求，區(qū)間隧道工程地質、水文地質以及線路條件、地層沉降、工期和環(huán)境保護、施工條件等。（2）根

8、據(jù)工程特點，盾構機應配備泡沫和澎潤土注入系統(tǒng)，進行掘進中的碴土改良，實現(xiàn)盾構的土壓平衡掘進和止水固結掌子面能進入土倉進行各種作業(yè)的目的。（3）專家會議建議。4.3 盾構機應具備的功能（1）基本功能具備開挖系統(tǒng)、出碴系統(tǒng)、碴土改良系統(tǒng)、管片安裝系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測量導向系統(tǒng)等基本功能。（2）能夠在高地下水砂礫石地層長距離掘進，還需具備以下功能： 具備土壓平衡模式掘進功能； 足夠的刀盤驅動扭矩和盾構推力； 合理的、高耐磨性的刀盤及刀具設計，足夠的刀盤開口率，開口形狀及合理位置； 能承受大偏心力矩的主軸承設計，具有高的主軸承設計壽命，有效的主軸承密封及刀盤減震設計； 盾構機的鉸接系

9、統(tǒng)和盾尾密封系統(tǒng)在壓力狀態(tài)下的可靠防水密封性能；優(yōu)良的碴土改良系統(tǒng)：配備泡沫注入系統(tǒng)和澎潤土注入系統(tǒng)； 可靠的盾構機防噴涌設施： 功能完善可靠的人員倉設計；（3）具備處理大粒徑卵石和漂石的能力： 刀盤及刀具具有中硬巖切削能力：通過安裝在刀盤上的雙刃滾刀對大粒徑漂石進行破碎；刀盤和螺旋輸送機能滿足一定粒徑的卵石和破碎后的漂石的排出能力，且具有高的耐磨性； （4）特殊地段的通過能力： 穿越砂卵石地層，盾構機應具備土壓平衡掘進和保壓能力。 過高水壓地層，盾構機應具備防噴涌的能力。 過砂卵石地層刀盤、刀具要有抗磨損保護措施。（5）精確的方向控制盾構機必須具有高精度的導向系統(tǒng)，確保線路方向的正確性，盾構

10、方向的控制包括兩個方面：盾構機本身能夠進行糾偏；采用先進的激光導向技術保證盾構掘進方向的正確。（6）環(huán)境保護盾構法施工的環(huán)境保護包括兩個方面：盾構施工時對周圍自然環(huán)境的保護，即地面沉降滿足設計要求，無大的噪聲、震動等；要求盾構施工時使用的輔助材料如油脂、泡沫等不能對環(huán)境造成污染。（7）掘進速度滿足計劃工期要求。（8）設備可靠性、技術先進性與經(jīng)濟性的統(tǒng)一。4.4 盾構機進場、吊裝（1）盾構機在工廠由供應商進行主要部件組裝及調試后，將分成幾個大的部分運往施工現(xiàn)場。主要包括前盾，中盾，尾盾，刀盤，管片安裝機，以及后配套系統(tǒng)等。（2）盾構機組裝采用吊裝方式，吊裝設備主要有 1臺260t的履帶吊機，1臺

11、90t汽車吊，2臺85t液壓千斤頂以及一批鋼索吊具等。（3）吊裝時注意事項： 履帶吊機工作區(qū)鋪設20mm厚鋼板，防止地層不均勻沉陷； 組裝前應對始發(fā)基座(始發(fā)托架)進行精確定位； 大件組裝時應對始發(fā)井端頭墻進行嚴密的觀測，掌握其變形與受力狀態(tài)； 大件吊裝時用汽車吊輔助空中翻轉。（4）組裝分為兩部分： 盾構機主體及拖車的吊裝； 盾構機各部件的聯(lián)接及各種管線(電、液、氣、水等)系統(tǒng)的安裝。5盾構機調試、掘進5.1 盾構機調試（1）空載調試盾構機組裝和管線連接完畢后,即可進行空載調試?？蛰d調試的目的主要是檢查設備是否能正常運轉。根據(jù)實際測得參數(shù)與供應商所提供的進行校核。主要調試內容為：配電系統(tǒng)、液壓

12、系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、出碴系統(tǒng)，以及各種儀表的校正。（2）負載調試空載調試證明盾構機具有工作能力后，即可進行盾構機的負載調試。負載調試的主要目的是檢查各種管線及密封設備的負載能力，對空載調試不能完成的工作進一步完善，以使盾構機的各個工作系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)達到滿足正常生產(chǎn)要求的工作狀態(tài)。試掘進時間即為負載調試時間，根據(jù)情況一般定為200m。5.2 盾構機運轉盾構運轉包括組裝后的空載運轉，200m負載試運轉，正常掘進段的運轉等幾個階段。其中空載運轉項目和測試項目按與盾構供應廠家簽定的供貨合同中相關條款進行，通過空載運轉調試，證明盾構機組裝無誤后，方可進行200m帶載運轉。帶載運

13、轉是一個盾構掘進參數(shù)優(yōu)化的過程，該過程中，通過土壓平衡式盾構關鍵施工技術即開挖面穩(wěn)定和自控技術、盾尾可靠密封和同步注漿技術及盾構掘進姿態(tài)控制技術的綜合運用，為正常掘進參數(shù)的優(yōu)化集累經(jīng)驗。正常掘進是盾構機的快速掘進階段。5.3 盾構機的始發(fā)、調頭、過站、轉場根據(jù)盾構區(qū)間隧道的施工特點，盾構機在分體吊裝、整機組裝和空載調試完成后需要進行始發(fā)，同時在盾構機施工完成單個區(qū)間后，根據(jù)既有車站的建設情況和結構情況，需要進行調頭、過站和轉場等工序。盾構機的首次始發(fā)是整個標段主體結構開始施工的最關鍵工序，在始發(fā)之前必須做好以下幾項準備工作：盾構機托架和反力架安裝，盾構機托架是盾構機的始發(fā)“基座”，必須確保位置

14、準確無誤，才能保證盾構機進入預留洞口位置的精確度。反力架為盾構機掘進提供反力支撐，反力架必須牢固安裝，后側位置必須有強有力的橫撐或斜撐，一般由型鋼加工而成。端頭加固，為確保盾構機始發(fā)階段由于刀盤對既有穩(wěn)定土層的擾動，進而造成端頭位置結構坍塌或漏水等意外情況，必須對始發(fā)端頭進行加固，同時到達端頭也必須進行加固處理，根據(jù)各始發(fā)和到達端頭工程地質、水文地質、地面建筑物及管線狀況和端頭結構等綜合分析與評價，選用不同的加固措施。具體加固措施可見專項方案。洞門密封，洞口密封采用簾布橡膠和折葉式壓板密封。其施工分兩步進行，第一步在始發(fā)端墻施工過程中，做好始發(fā)洞門預埋件的埋設工作，在埋設過程中預埋件必須與端墻

15、結構鋼筋連接在一起；第二步在盾構正式始發(fā)之前，清理完洞口的碴土后及時安裝洞口密封壓板及橡膠簾布板。盾構機過站，過站工序相對簡化，只需對主機和拖車進行解體，但是盾構機主機本身和拖車之間不再進行額外解體，除非盾構機本身需要進行大幅度的維修。一般情況下，盾構機過站時，在成型車站底板位置鋪設鋼軌，盾構機采用液壓泵站等外力空載過站，后備拖車則用電瓶機車拖拉過站，然后準備重新始發(fā)。盾構機的調頭類似于過站，但是需要對盾構機和拖車進行方向扭轉，工序相對復雜，一般要在成型車站底板位置鋪設曲線鋼軌，仍需借助液壓泵站等外力，同時需要預先租賃90T以上吊機備用。盾構機的轉場是最為復雜的工序，一般是由于成型車站的結構尺

16、寸不能夠滿足盾構機機身和臺車通過，必須對盾構機刀盤、主機和各節(jié)臺車進行拆除，然后分體調出到達端頭，盾構機的解體與組裝過程相反，只是注意拆卸管線要掛好標志牌為組裝作好準備。其余與始發(fā)組裝基本相同。6管片生產(chǎn)、供應管片制作由有資質的管片加工企業(yè)承擔，管模6套，即標準環(huán)4套、左右轉彎環(huán)各1套.6.1 管片生產(chǎn)管片生產(chǎn)包括：鋼筋制作、鋼模準備、砼澆注、脫模、養(yǎng)護、儲存。管片質量控制的幾個關鍵為：管片模具定期檢查，保證管片尺寸精度；鋼筋綁扎合格，保證保護層厚度均勻，以免產(chǎn)生有力開裂現(xiàn)象；吊裝孔材質優(yōu)良，連接牢固，保證起吊安全；橡膠止水條安裝均勻、牢固，保證止水效果；成品嚴格按照規(guī)范養(yǎng)護。各種主要材料的選

17、用標準如下：水泥：選用普通硅酸鹽水泥，生產(chǎn)齡期不小于7天。砂：選用質地堅硬的中粗砂，細度模數(shù)為2.33.0，粉細物質含量不大于2%，含水率小于2%，氯離子含量不超過0.04%，可溶性硫酸鹽按重量計不超過0.4%。碎石：粒徑為520mm，質地堅硬，粉細物質含量不大于2%，壓碎性指標不超過30%，氯離子含量不超過0.03%，可溶性硫酸鹽按重量計不超過0.4%。水：采用清潔不含有害物質的自來水，注意嚴格控制水灰比，水膠比0.45。鋼筋：鋼筋表面應清潔，不得有易脫落的銹皮、油漆等污垢；鋼筋必須順直，調直后表面的傷痕及銹蝕不應使鋼筋截面積減少。6.2 管片存儲、運輸管片存儲在預制廠內，按生產(chǎn)日期和類型分

18、三層堆放，以便查找，中間用方木墊隔，以免破損；吊裝時用一臺龍門吊和一臺叉車將管片吊在平板車上，運輸至工地，工地設有臨時管片存儲場。7盾構機正常掘進施工工藝7.1 掘進作業(yè)工序流程和操作控制程序（1）參數(shù)選取掘進模式推力(t)扭矩(t·m)刀盤轉速(rpm)土倉壓力(bar)螺旋機轉速(rpm)備 注土壓平衡式12002100300420121.53.0412最常用半敞開式100018002103801.52.50.51.5612敞 開 式800150011038023.50.51.0612盾構主要工作參數(shù)表（2） 技術措施敞開式掘進的技術措施：A：采用刮刀、切刀切削為主，采用高轉速、

19、低扭矩和適宜的螺旋輸送機轉速推進。B：采用敞開模式掘進時，易產(chǎn)生掘進中的盾構機滾動和較大震動現(xiàn)象，施工中如不慎引起盾構機滾動，可使刀盤反轉來糾正。C：同步注漿時漿液可能滲流到盾殼與周圍巖體間的空隙甚至刀盤處，為避免此現(xiàn)象發(fā)生可采取適當增大漿液粘度、縮短漿液凝結時間、適當減低注漿壓力等方法來解決。D：在砂卵層巖敞開式掘進時，刀具磨損較大，溫度高，因此，應注意觀察、檢查，及時換刀，注入泡沫和膨潤土冷卻、潤滑，以降磨。半敞開式掘進技術措施：A：半敞開式掘進模式介于土壓平衡和開敞式之間，采用滾刀、刮刀混合破壞、切削砂卵層。B：為既能穩(wěn)定開挖面和防止地下水滲入，又能避免出碴時螺旋輸送機發(fā)生噴涌，壓縮空氣

20、壓力應控制在11.5bar以內。C：在該模式下掘進時，應注入泡沫對碴土進行改良。遇地層變換、涌水較大時，及時轉換模式掘進。土壓平衡模式掘進的技術措施：A：采用以切刀、刮刀為主切削土層，以低轉速、大扭矩推進。B：土倉內土壓力值P應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)，并在掘進中不斷調整優(yōu)化。C：土倉壓力通過采取設定掘進速度、調整排土量或設定排土量、調整掘進速度兩種方法建立，并應維持切削土量與排土量的平衡，以使土倉內的壓力穩(wěn)定平衡。D：盾構機的掘進速度主要通過調整盾構推進力、轉速(扭矩)來控制，排土量則主要通過調整螺旋輸送機的轉速來調節(jié)。在實際掘進

21、施工中，應根據(jù)地質條件、排出的碴土狀態(tài)，以及盾構機的各項工作狀態(tài)參數(shù)等動態(tài)地調整優(yōu)化，此模式掘進時應采取碴土改良措施增加碴土的流動性和止水性。（3）掘進方向的控制與調整由于砂卵地層中掘進、隧道曲線和坡度變化以及操作等因素的影響，盾構推進不可能完全按照設計的隧道軸線前進，而會產(chǎn)生一定的偏差。當這種偏差超過一定限界時就會使隧道襯砌侵限、盾尾間隙變小使管片局部受力惡化，并造成地層損失增大而使地表沉降加大，因此盾構施工中必須采取有效技術措施控制掘進方向，及時有效糾正掘進偏差。盾構掘進方向控制A:采用VMT隧道自動導向系統(tǒng)和人工測量輔助進行盾構姿態(tài)監(jiān)測。B:采用分區(qū)操作盾構機推進油缸控制盾構掘進方向。盾

22、構姿態(tài)調整及糾偏在實際施工中，由于地質突變等原因盾構機推進方向可能會偏離設計軸線并超過管理警戒值。在穩(wěn)定地層中掘進，因地層提供的滾動阻力小，可能會產(chǎn)生盾體滾動偏差；在線路變坡段或急彎段掘進，有可能產(chǎn)生較大的偏差。因此應及時調整盾構機姿態(tài)、糾正偏差。A：分區(qū)操作推進油缸來調整盾構機姿態(tài)，糾正偏差，將盾構機的方向控制調整到符合要求的范圍內。B：在急彎和變坡段，必要時可利用盾構機的超挖刀進行局部超挖來糾偏。C：當滾動超限時，盾構機會自動報警，此時采用盾構刀盤反轉的方法糾正滾動偏差。D：在切換刀盤轉動方向時，保留適當?shù)臅r間間隔，切換速度不宜過快，切換速度過快可能造成管片受力狀態(tài)突變，而使管片損壞。E：

23、根據(jù)掌子面地層情況及時調整掘進參數(shù)，調整掘進方向時應設置警戒值與限制值，達到警戒值時就應該實行糾偏程序。F：蛇行修正及糾偏時應緩慢進行，如修正過程過急，蛇行反而更加明顯。在直線推進的情況下，選取盾構當前所在位置點與設計線上遠方的一點作一直線，然后再以這條線為新的基準進行線形管理。在曲線推進的情況下，使盾構當前所在位置點與遠方點的連線同設計曲線相切。G：推進油缸油壓的調整不宜過快、過大，否則可能造成管片局部破損甚至開裂。H；正確進行管片選型，確保拼裝質量與精度，以使管片端面盡可能與計劃的掘進方向垂直。I: 盾構始發(fā)、到達時方向控制極其重要，應按照始發(fā)、到達掘進的有關技術要求，做好測量定位工作。（

24、4）掘進中的碴土改良在盾構施工中尤其在復雜地層盾構施工中，進行碴土改良是保證盾構施工安全、順利、快速的一項不可缺少的重要技術手段，具有如下作用： 使碴土具有較好的土壓平衡效果，利于穩(wěn)定開挖面，控制地表沉降； 使碴土具有較好的止水性，以控制地下水流失； 使切削下來的碴土順利進入土倉，并利于螺旋輸送機順利排土； 可防止或減輕螺旋輸送機排土時的噴涌現(xiàn)象； 可有效降低刀盤扭矩，降低對刀具和螺旋輸送機的磨損。如不作碴土改良，則有可能會出現(xiàn)如下問題： 在砂卵層中，盾構掘進會因碴土的流動性不好和掘進切削時的摩擦發(fā)熱，造成掘進效率降低，刀盤扭矩迅速增加，甚至無法掘進； 當?shù)叵滤容^豐富時，可能會因碴土的止水性

25、差而導致地層失水而引起地層變形加大，產(chǎn)生環(huán)境問題； 當采用土壓平衡模式掘進時會因碴土止水性差而產(chǎn)生噴涌現(xiàn)象； 當在含水、含砂豐富的地層中掘進時，會達不到土壓平衡效果而引起開挖面坍塌，造成地面變形難以控制； 在強度高的砂卵層地層掘進則會造成刀具磨損快、出碴效率低、螺旋輸送機葉片磨耗嚴重。碴土改良的方法碴土改良就是通過盾構機配置的專用裝置向刀盤面、土倉、或螺旋輸送機內注入添加劑，利用刀盤的旋轉攪拌、土倉攪拌裝置攪拌或螺旋輸送機旋轉攪拌使添加劑與土碴混合，其主要目的就是要使盾構切削下來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，以達到理想的工作狀況。添加劑主要有泡沫和膨潤土，其配比

26、和注入量根據(jù)地質條件及施工情況確定。碴土改良主要技術措施A：在含砂量大的地層中掘進，主要是要穩(wěn)定開挖面，改良土體?？煞謩e向刀盤面和土倉內注入泡沫的方法進行碴土改良，必要時可向螺旋輸送機內注入泡沫。泡沫的注入量為每立方米碴土200500L。B：在比較堅硬的砂卵地層掘進主要是要降低對刀具、螺旋輸送機的磨損，防止涌水，可向刀盤前和土艙內及螺旋輸送機內注入膨潤土泥漿的方法來改良碴土。泥漿的注入量一般為每立方米碴土注入20%30%。C:在富水地層采用土壓平衡模式掘進時，主要是要防止涌水、防止噴涌、降低刀盤扭矩，可向刀盤面、土倉內和螺旋輸送機內注入膨潤土，并增加對螺旋輸送機內注入的膨潤土，以利于螺旋輸送機

27、形成栓塞效應，防止噴涌。膨潤土添加量應據(jù)具體情況確定。NoyesyesNo設置管理基準準備工作掘 進同步注漿是否達到循環(huán)進尺管片拼裝洞內列車出洞掘進是否達到6m延伸軌線下一循環(huán)出洞列車出碴洞外列車進洞列車裝料盾構機正常掘進工藝流程圖7.2 管片拼裝（1）管片拼裝工藝 管片選型以滿足隧道線型為前提，重點考慮管片安裝后盾尾間隙要滿足下一掘進循環(huán)限值，確保有足夠的盾尾間隙，以防盾尾直接接觸管片。一般來說，管片選型與安裝位置是根據(jù)推進指令先決定，目標是使管片環(huán)安裝后推進油缸行程差較小。 管片安裝必須從隧道底部開始，然后依次安裝相鄰塊，最后安裝封頂塊。 封頂塊安裝前，應對止水條進行潤滑處理，安裝時先徑向

28、插入2/3，調整位置后緩慢縱向頂推。 管片塊安裝到位后，及時伸出相應位置的推進油缸頂緊管片，其頂推力應大于穩(wěn)定管片所需力，然后方可移開管片安裝機。 管片安裝完后及時整圓，在管片環(huán)脫離盾尾后要對管片連接螺栓再次進行緊固。noyes管片止水條、襯墊粘貼管片選型、下井和運輸管片吊機卸車、倒運管片安裝區(qū)清理管片安裝及邊接管片成環(huán)整圓復緊螺栓管片環(huán)脫離盾尾緊固螺栓進尺1.2m盾構掘進管片就位縮回安裝位置油缸油缸頂緊就位管片管片拼裝工藝流程圖（2）技術措施 嚴格進場管片的檢查，破損、裂縫的管片不用。下井吊裝管片和運送管片時應注意保護管片和止水條，以免損壞。 止水條及軟木襯墊粘貼前，應將管片進行徹底清潔，以

29、確保其粘貼穩(wěn)定牢固。施工現(xiàn)場管片堆放區(qū)應有防雨淋設施。粘貼止水條時應對其涂緩膨劑。 管片安裝前應對管片安裝區(qū)進行清理，清除如污泥、污水，保證安裝區(qū)及管片相接面的清潔。 嚴禁非管片安裝位置的推進油缸與管片安裝位置的推進油缸同時收縮。 管片安裝時必須運用管片安裝的微調裝置將待裝的管片與已安裝管片塊的內弧面縱面調整到平順相接以減小錯臺。調整時動作要平穩(wěn)，避免管片碰撞破損。 同步注漿壓力必須得到有效控制，注漿壓力不得超過限值。 管片安裝質量以滿足設計要求的隧道軸線偏差和有關規(guī)范要求的橢圓度及環(huán)、縱縫錯臺標準進行控制。7.3 同步注漿（1）注漿材料采用水泥砂漿作為同步注漿材料，該漿材具有結石率高、結石體

30、強度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特點。（2）漿液配比及主要物理力學指標水泥(kg)粉煤灰(kg)膨潤土(kg)砂(kg)水(kg)外加劑1202603812416050779460470按需要根據(jù)試驗加入同步注漿材料配比表（可在此上下浮動）（3） 注漿壓力為保證達到對環(huán)向空隙的有效充填，同時又能確保管片結構不因注漿產(chǎn)生變形和損壞，根據(jù)計算和經(jīng)驗，注漿壓力取值為0.20.5MPa。（4） 注漿量根據(jù)經(jīng)驗公式計算和施工經(jīng)驗，注漿量取環(huán)形間隙理論體積的1.21.6倍，則每環(huán)(1.5m)注漿量Q=5.27.0m3。（5）注漿速度同步注漿速度應與掘進速度相匹配，按盾構完成一環(huán)1.5m掘進的時間內完成

31、當環(huán)注漿量來確定其平均注漿速度。（6）注漿結束標準采用注漿壓力和注漿量雙指標控制標準，即當注漿壓力達到設定值，注漿量達到設計值的85%以上時，即可認為達到了質量要求。nonoyesyes注漿系統(tǒng)準備參數(shù)設計設定控制方式注 漿注漿工況分析繼續(xù)注漿注漿完成注漿效果檢查下一循環(huán)數(shù)據(jù)采集與管理采取補強注漿措施調整控制方式和參數(shù)清洗設備和管路noyes配制漿液檢驗試驗運輸漿液同步注漿工藝流程框圖7.4 盾構換刀作業(yè)在盾構掘進過程中，由于地質情況的差異、刀具加工材質等原因，掘削刀具不可避免會出現(xiàn)不同程度的磨損、破壞現(xiàn)象。刀具磨損后，盾構掘削土體的能力下降，盾構機推力、扭矩增大，推進速度減慢，甚至造成刀盤的

32、磨損。因此，合理使用刀具和換刀施工，是盾構掘進的關鍵之一。（1）換刀地點的選擇由于城市地鐵隧道一般都會穿越城市現(xiàn)有主干道，交通繁忙，人流密集，因此考慮到盾構換刀潛在的風險，一般盡量選擇在相對空曠或者非機動車道的線路位置，如閑置的院壩、隔離帶及人行道等。當然，也要根據(jù)盾構機刀具實際磨損情況來決定，如確實無法避免在主干道位置開倉換刀，應在路面加以適當圍閉。（2）掌子面的加固砂卵地層遇水式砂土易流失，造成掌子面失穩(wěn)，給換刀作業(yè)帶來一定的危險和困難，因此，在掘進過程中換刀，開倉后，需對掌子面進行加固處理，以確保掌子面穩(wěn)定。（3）換刀作業(yè)內容檢查及更換刀具的作業(yè)內容包括： 檢查刀具是否損壞及刀具的磨損情

33、況； 檢查刀盤耐磨層的磨損情況； 刀具安裝部件如楔塊、安裝塊、螺栓保護帽是否松脫或損壞； 更換已經(jīng)磨損的刀具。（4）常壓下?lián)Q刀操作規(guī)程盾構機將要抵達計劃換刀位置前的掘進采用慢速推進和慢轉刀盤的方式掘進，以減小盾構機對開挖倉工作面土體的擾動。同時采用凝固時間短的漿液進行同步注漿，并利用吊裝螺栓孔對連接橋附近的成形隧洞進行二次補注漿，以增加盾尾附近成型隧洞的穩(wěn)定性（5）帶壓換刀作業(yè)過程 noyes土倉內工作完成人(材料)進入主倉，關閉土倉密封門開啟人倉記錄設備主倉降壓主倉壓力=大氣壓力打開主倉門停止記錄器人員(材料)離開主倉noyes設備檢查開啟記錄設備人員進入主倉，關閉主倉門主倉升壓主倉壓力=土

34、倉壓力開啟土倉密封門進入土倉人員進入土倉程序框圖 人員離開土倉程序框圖（帶壓）換刀是盾構區(qū)間工藝中最具有安全風險的流程之一，因此在每次開倉換刀之前必須經(jīng)過嚴格的科學論證和程序審批，必須有監(jiān)理和業(yè)主的簽署意見，在確保萬無一失的前提下開倉進人，進倉人員也必須經(jīng)過嚴格的身體檢查，禁止帶病進倉作業(yè)，禁止值班人員玩忽職守；開倉換刀作業(yè)之前必須編制專項方案，同時籌備足夠的應急物資，必要時應該邀請高壓帶氧專業(yè)的護士或醫(yī)生現(xiàn)場為作業(yè)人員坐診觀察。8 附屬工程施工8.1 洞門施工在車站端墻與盾構隧道銜接位置，設置洞門?？紤]盾構機掘進的誤差等因素，洞門孔徑比盾構機外徑大200400mm。（1）施工步驟 洞門環(huán)拆除

35、將洞口臨時密封（折頁式壓板、簾布橡膠板等）拆除干凈，利用專用工具進行洞門環(huán)的拆除，先拆一塊鄰接塊，然后再自上而下依次拆除。砂漿鑿除采用人工手持風鎬施工，鑿至洞門圈砼內表面完全出露，清理干凈，進行下道工序施工。yes拆除洞口環(huán)管片結 束安裝止水帶綁扎鋼筋鋼筋制作立模前檢查no調 整no立 模yes模型檢查調 整no澆 筑 砼拆模、養(yǎng)護yes檢查洞門防水效果洞門環(huán)背襯注漿no模板制作砼拌合、運輸洞門施工工藝流程框圖 洞門防水施作隧道洞門主要指盾構區(qū)間隧道與車站（或豎井）連接部位及區(qū)間盾構隧道與聯(lián)絡通道的連接部位，這些部位拐角多、結構復雜、施工縫、變形縫多，是防水工作的難點。在洞門剛性接頭中設置柔性

36、填縫材料，豎向施工縫設置三道防水裝置，水平施工縫設一道遇水膨脹橡膠帶。在主體完工后，進行嵌縫作業(yè)，并注入密封劑。找平粘貼面冷粘法鋪設ECB防水卷材熱熔法鋪設SBS防水卷材鋪設密紋玻璃布五涂聚氨脂(2.5mm)綁扎鋼筋、洞門砼施工嵌縫施工止水條粘貼水膨脹型止水條涂緩膨脹劑洞門防水施工工藝流程框圖 綁扎鋼筋鋼筋在加工車間進行加工，要保證主筋圓弧準確、圓順；運至工作面進行綁扎、焊接，利用預埋鋼筋或打插筋作為固定鋼筋；靠近模板的鋼筋要綁上混凝土預制塊，以保證混凝土保護層厚度，以免發(fā)生漏筋現(xiàn)象。 立模、澆筑砼模板采用特殊加工的鋼模板，確保洞口的尺寸精度，砼表面的光潔、美觀。 拆模、養(yǎng)護（2）技術措施 洞

37、門保圓措施a、鋼模安裝精確定位后，沿徑向每36°設一徑向支撐桿，以防模板變形。b、端頭模板設斜支撐，以防跑模。c、為防止混凝土澆筑時模板上浮，在上部模板焊接支撐，頂部支撐在端墻結構上。 與車站內襯墻聯(lián)接鋼筋的錨固長度不小于400mm，保證車站與隧道剛性連接。 遇水膨脹橡膠止水條要粘貼緊密，位置準確無誤，砼灌注施工時，不能松動、破壞已粘貼牢固的遇水膨脹橡膠止水條。 嚴格按施工配合比拌制混凝土，嚴格控制水灰比，砼搗固均勻密實，確保砼質量達到設計的強度和防水等級。8.2 聯(lián)絡通道及廢水泵房施工采用降水條件下的礦山法施工，盾構隧道在通道部位設置特殊襯砌環(huán)，即開口、閉口襯砌環(huán)。施工準備結 束鉆

38、孔安裝排水管管片環(huán)加固打開通道洞口通道開挖初期支護施作防水接口處注漿二次襯砌施作檢修井聯(lián)絡通道及廢水泵房施工工藝流程框圖（1）施工步驟 首先進行施工降水，降低作業(yè)面地下水位。 打開通道洞口打開通道洞門前，先對正洞管環(huán)進行加固（以通道為中心兩邊共計十環(huán)管片）。縱向加固采用14b槽鋼，在管片起重螺母處用50螺紋及M36螺栓栓接，環(huán)向加固采用I16工鋼拱架，拱架和槽鋼間采用M27螺栓連接，鋼拱架和管片間隙以木楔背緊。 開挖通道的開挖采用臺階法，每循環(huán)開挖進尺0.61.0m。開挖采用風鎬人工開挖，在風鎬開挖困難時采用靜態(tài)爆破輔助開挖。泵房開挖待通道的施工全部完成之后再進行。采用風鎬人工分層開挖，在風鎬

39、開挖困難時采用松動爆破輔助開挖。施工過程中，邊開挖、邊及時進行初期支護，以策安全，開挖至設計底板標高后，立即組織施作防水層、現(xiàn)澆鋼筋混凝土二次襯砌。 初期支護聯(lián)絡通道及廢水泵房采用復合式襯砌，初支為噴錨網(wǎng)噴。噴砼采用濕噴方式，初噴厚度35cm，打錨桿掛網(wǎng)，再分層復噴至設計厚度。仰拱噴射防水混凝土前必須清理好基面和積水，保證仰拱無水作業(yè)。 防水施作a、回填注漿施工在和正洞連接處，采用42小導管向初支背后注水泥漿加強防水。初期支護完成后在通道口進行背后回填注漿，以固結背后松散地層及充填可能存在的空隙，并最大限度地減少地層松動和地表沉降，增強防水效果。同時回填注漿與防水結合，基本上要求初支表面無滲漏

40、，以確保防水層的施工質量，從而到達整體防水效果。b、防水層施工防水夾層采用預鋪式能與二襯滿粘的防水層。 二次襯砌砼采用商品混凝土，人工入模澆搗混凝土。鋼筋、模板制安，混凝土澆注等作業(yè)過程嚴格按規(guī)范要求進行。（2）聯(lián)絡通道防水防水施工盾構區(qū)間隧道的聯(lián)絡通道采用礦山法施工，與礦山法區(qū)間隧道采用相同的防水措施：噴射混凝土與二次襯砌間設置全包防水夾層。防水夾層采用預鋪式能與二襯滿粘的防水層。在通道開挖之前，采用小導管超前支護并注漿，在周邊形成固結地層，并配合施工降水進行聯(lián)絡通道施工。8.3 既有建（構）筑物加固(1)、既有建構筑物潛在風險盾構下穿既有建（構）筑物將引起地層損失和對既有建（構）筑物周圍土

41、體的二次擾動，導致既有建（構）筑物的不均勻沉降，存在結構變形、開裂的風險；因此，必要時，在盾構掘進到達既有建（構）筑物前必須對既有建（構）筑物周圍圍巖進行加固，提高圍巖的物理力學指標，及采取其他輔助措施改善既有建（構）筑物的受力狀況；同時，在開挖過程中建立既有建（構）筑物變形監(jiān)測系統(tǒng)，制定控制標準，根據(jù)監(jiān)測反饋數(shù)據(jù)及時調整施工方法并采取相應的應變措施。同時，盾構穿越既有建（構）筑物時做到：進行嚴密的施工監(jiān)測；嚴格控制盾構正面土壓力，出土量及推進速度，保持開挖面的平衡和穩(wěn)定；在盾構推進中恣態(tài)變化不可變化過大、過頻，以減少土層損失，降低盾構對周圍土體的擾動，并及時注漿回填管片與圍巖間間隙應。（2）

42、、既有建（構）筑物類型由于城市軌道交通地下隧道一般在市區(qū)穿行，地面一般會有以下常見的建（構）筑物：高層住宅樓（辦公樓），橋梁，河流、大型管線、人防工程，排管設施，高壓鐵塔及其他民用、軍用設施等。9測量和監(jiān)控量測9.1 控制測量（1）平面控制測量地鐵施工領域里平面控制網(wǎng)分兩級布設，首級為GPS控制網(wǎng)，二級為精密導線網(wǎng)。施工前建設單位提供一定數(shù)量的GPS點和精密導線點，施工單位根據(jù)自身需要在標段范圍內加密導線點，以滿足在施工過程中測設工作的需要。地面平面控制測量在業(yè)主交接樁后，施工單位要馬上對所交樁位進行復測，同時在業(yè)主所交樁的基礎上加密精密導線點，以方便施工。特別是在始發(fā)井附近，一定要保證有足夠

43、數(shù)量的控制點，不少于個。地下平面控制測量洞內導線控制網(wǎng)是隧道掘進的基本框架，洞內施工控制導線一般采用雙支導線的形式向前傳遞，然后將雙支導線最前點連接起來，構成附合導線的形式，以評定測量精度。如果在滿足條件的成型隧道內，應盡量構成三角控制網(wǎng)的形式進行測設。測定精度要求同于地面。洞內控制導線點一般采用在隧道最大跨度附近安裝強制對中托架，測量起來非常方便，且可以提高對中精度，同時不影響洞內運輸。（2）高程控制測量高程控制測量主要包括地面精密水準測量和高程傳遞測量及洞內精密水準測量，在一般情況下，城市地鐵領域里的精密水準測量按城市二等水準測量標準施測。地面高程控制測量在業(yè)主交樁后，應同時對已知高程控制

44、點進行復測，同時在標段范圍內加密中間高程控制點，在始發(fā)井附近不得少于1個，根據(jù)情況也可以用導線點作為高程加密點。地下高程控制測量由于成型隧道一般都需要進行水平運輸，底部鋪設了鋼軌，所以在布設洞內高程控制點時一定要確保點位不能突出最低軌面，否則很容易被電動機車破壞，但也不應過低，避免被隧道底部淤泥掩埋，造成不必要的重測。9.2 聯(lián)系測量為了確保最終的貫通精度，必須及時將地面控制網(wǎng)傳遞至地下空間，控制網(wǎng)傳遞的過程稱為聯(lián)系測量。（1）定向測量聯(lián)系測量主要有一井定向、兩井定向、鉛垂儀、陀螺經(jīng)緯儀聯(lián)合定向等方式。一井或兩井定向受地面及洞內各種因素的制約較少，而且儀器設備較為傳統(tǒng)，在地鐵隧道施工中應用較為

45、普遍。一井定向聯(lián)系測量示意圖 兩井定向聯(lián)系測量示意圖（2）高程傳遞測量高程傳遞測量一般采用懸掛鋼尺的方法，鋼尺需經(jīng)過專業(yè)鑒定，且要進行溫度和尺長改正，保證導入井下的水準點的精度。如果有斜井或通道，也可以用水準測量的方法向井下傳遞高程。如果全站儀的仰俯角不大的話還可以直接用全站儀三角高程測高差的辦法傳遞高程。 高程傳遞示意圖接收業(yè)主所交控制樁點報請監(jiān)理、業(yè)主審核控制網(wǎng)復測及加密公司、項目部二級復測豎井聯(lián)系測量報監(jiān)理、業(yè)主審核公司、項目部二級復測盾構始發(fā)段測量掘進50m、200m報監(jiān)理、業(yè)主審核洞內導線延伸、高程傳遞公司、項目部二級復測盾構到達測量到達前50m、200m報監(jiān)理、業(yè)主審核公司、項目部

46、二級復測貫通測量公司、項目部二級復測 主要測量工序流程圖9.3 監(jiān)控量測（1）監(jiān)測目的城市地鐵的修建和運行都是在城市主干道或商業(yè)、生活區(qū)域內，因此必須嚴格控制施工引起的地層沉降，以保護周圍環(huán)境、保證隧道工程安全、經(jīng)濟、順利進行。通過監(jiān)測也為在施工過程中積極改進施工方法、施工工藝和施工參數(shù)，最大限度減小地層變形，確保工程安全提供參考。施工監(jiān)測的主要目的是： 認識各種因素對地表和土體變形的影響，以便有針對性地改進施工工藝和施工參數(shù)，減小地表和土體變形，保證工程安全； 預測施工引起地表和土體變形，根據(jù)地表變形發(fā)展趨勢和周圍建(構)筑物、地下管線沉降情況，決定是否需要采取保護措施，并為確定經(jīng)濟、合理的保護措施提供依據(jù)； 檢查施工引起的地表沉降和建(構)筑物是否超過允許范圍，并在發(fā)生環(huán)境事故時提供仲裁依據(jù)； 為研究地層、地下水、施工參數(shù)和地表及土體變形的關系積累數(shù)據(jù)，為研究地表沉降及土體變形的分析預測方法等積累資料，并為改進設計提供依據(jù)。（2）重點監(jiān)測項目 普通或常規(guī)地段的監(jiān)測主要目的是探明地層和普通建筑物的變形，為決定盾構掘進時掘進速度、頂進力等施工參數(shù)提供依據(jù)。主要包括：A：地表沉隆監(jiān)測；B：地表和地中管線沉隆監(jiān)測；C：地面建筑物下沉和傾斜監(jiān)測；D：地層的水平位移監(jiān)測；E：地層的豎向位移監(jiān)測；F：地下水位監(jiān)測；