盾構(gòu)施工工藝工法

1、盾構(gòu)施工工藝工法0 前言盾構(gòu)法（Shield Method）是暗挖法施工中的一種全機(jī)械化施工方法，它是將盾構(gòu)在地中推進(jìn)，通過(guò)盾構(gòu)外殼和管片支承四周?chē)鷰r防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌， 同時(shí)在開(kāi)挖面前方用切削裝置進(jìn)行土體開(kāi)挖，通過(guò)出土機(jī)械運(yùn)出洞外，靠千斤 頂在后部加壓頂進(jìn)，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工 方法。本施工工法中所描述的盾構(gòu)分為兩類(lèi)：土壓平衡盾構(gòu)和泥水平衡盾構(gòu)。土壓平衡式盾構(gòu)是把土料 （必要時(shí)添加泡沫、 膨潤(rùn)土等對(duì)土壤進(jìn)行改良 ）作為 穩(wěn)定開(kāi)挖面的介質(zhì)，刀盤(pán)后隔板與開(kāi)挖面之間形成泥土室，刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)開(kāi)挖使泥 土料增加，再由螺旋輸料器旋轉(zhuǎn)將土料運(yùn)出，泥土室內(nèi)土壓可由刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)開(kāi)挖

2、速度和螺旋輸出料器出土量 （旋轉(zhuǎn)速度 ）進(jìn)行調(diào)節(jié)。泥水式盾構(gòu)是通過(guò)加壓泥水或泥漿 （通常為膨潤(rùn)土懸浮液 ）來(lái)穩(wěn)定開(kāi)挖面， 其 刀盤(pán)后面有一個(gè)密封隔板，與開(kāi)挖面之間形成泥水室，里面充滿了泥漿，開(kāi)挖 土料與泥漿混合由泥漿泵輸送到洞外分離廠，經(jīng)分離后泥漿重復(fù)使用。（2）本工法內(nèi)容包括 主要內(nèi)容 本工法的主要內(nèi)容包括：盾構(gòu)組裝、調(diào)試作業(yè)，盾構(gòu)始發(fā)作業(yè)，盾構(gòu)正常 掘進(jìn)作業(yè)，盾構(gòu)到達(dá)作業(yè)，盾構(gòu)過(guò)站、調(diào)頭作業(yè)，盾構(gòu)拆卸、吊裝、存放作業(yè)， 刀盤(pán)刀具的檢查與更換作業(yè)，施工運(yùn)輸作業(yè)，施工通風(fēng)及洞內(nèi)軌道、管線布置 作業(yè)，盾構(gòu)施工測(cè)量作業(yè) 10 部分。每部分按工序細(xì)分，各項(xiàng)作業(yè)按照緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)、適用條件、作業(yè)內(nèi)容

3、、作業(yè)流程及控制要點(diǎn)、作業(yè)組織、緊后工序 等內(nèi)容進(jìn)行編制。 總體施工流程圖盾構(gòu)法隧道總體施工流程圖見(jiàn)圖1施工準(zhǔn)備階段正常施工階段 收尾階段圖川.1盾構(gòu)法隧道總體施工流程圖盾構(gòu)工廠組裝調(diào)試確定盾構(gòu)來(lái)源盾構(gòu)工地運(yùn)輸 盾構(gòu)法隧道施工階段劃分及工作要點(diǎn)盾構(gòu)法施工可分為：施工準(zhǔn)備階段、正常施工階段和收尾階段。各階段工作主要工作要點(diǎn)見(jiàn)表1 。1盾構(gòu)組裝、調(diào)試作業(yè)(1)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)施工準(zhǔn)備階段完成，盾構(gòu)施工臨時(shí)設(shè)施建設(shè)完成，配套附屬工程施工完成.(2 )作業(yè)內(nèi)容盾構(gòu)組裝、調(diào)試作業(yè)內(nèi)容包括：施工準(zhǔn)備、后配套組裝作業(yè)、主機(jī)組裝作業(yè)、空載調(diào)試及驗(yàn)收作業(yè)。(3 )作業(yè)流程盾構(gòu)組裝、調(diào)試作業(yè)流程圖見(jiàn)圖1.1圖1.

4、1盾構(gòu)組裝、調(diào)試作業(yè)流程圖1.1后配套組裝作業(yè)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)施工準(zhǔn)備，拖車(chē)行走軌排安裝完成。適用條件適用盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)的組裝作業(yè)，適用于整機(jī)始發(fā) 作業(yè)內(nèi)容后配套組裝作業(yè)內(nèi)容主要包括拖車(chē)起吊、輪對(duì)安裝、拖車(chē)下井、拖車(chē)設(shè)備管線安裝、皮帶支架下井（泥水平衡盾構(gòu)無(wú)）、風(fēng)管下井、拖車(chē)后移、連接橋下 井、后配套與主機(jī)連接等。作業(yè)流程及控制要點(diǎn)（1 ）作業(yè)流程后配套組裝作業(yè)程序流程圖如圖所示。結(jié)束一圖后配套組裝作業(yè)流程圖1.2主機(jī)組裝作業(yè)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后配套組裝作業(yè)。122適用條件適用盾構(gòu)法隧道盾構(gòu)主機(jī)的安裝作業(yè)。作業(yè)內(nèi)容作業(yè)內(nèi)容包括：中體下井、前體下井連接、刀盤(pán)下井安裝、主機(jī)前移、管 片安裝機(jī)及設(shè)備梁安

5、裝、盾尾下井連接、螺旋輸送機(jī)（泥水平衡盾構(gòu)無(wú)）下井 安裝等內(nèi)容。作業(yè)流程及控制要點(diǎn)（1 ）作業(yè)流程主機(jī)組裝作業(yè)流程圖如圖所示。施工準(zhǔn)備 二 中體下井- 5 - / 64前體下井圖 主機(jī)組裝作業(yè)流程圖1.3 空載調(diào)試及驗(yàn)收作業(yè)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)組裝完成，盾構(gòu)主機(jī)、后配套機(jī)械、電氣、液壓系統(tǒng)連接完畢。適用條件適用盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)的調(diào)試作業(yè)。作業(yè)內(nèi)容主要調(diào)試內(nèi)容：分為電氣部分、液壓部分、流體（水氣油脂）部分調(diào)試。 電氣部分調(diào)試包括檢查送電、檢查電機(jī)啟動(dòng)情況、軟啟動(dòng)器和變頻器運(yùn)行狀況、 配件元器件工作情況、安全急停系統(tǒng)工作情況、傳感器工作及顯示情況檢查、 分系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置與試運(yùn)行。液壓部分包括推進(jìn)和鉸接系

6、統(tǒng)、螺旋輸送機(jī)或泥水 循環(huán)系統(tǒng)、管片安裝機(jī)、管片運(yùn)輸機(jī)、注漿機(jī)、碎石機(jī)、輔助泵站系統(tǒng)、液壓油過(guò)濾冷卻系統(tǒng)、齒輪油過(guò)濾冷卻系統(tǒng)液控閥等的調(diào)試和油液理化指標(biāo)的取樣 測(cè)試。流體部分包括內(nèi)外循環(huán)水系統(tǒng)的試運(yùn)行與功能參數(shù)檢查、空氣壓縮及調(diào) 節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行及功能參數(shù)檢查、氣動(dòng)三聯(lián)件及氣動(dòng)閥的運(yùn)行和功能檢查、油脂 系統(tǒng)的試運(yùn)行及功能參數(shù)檢查、泥水循環(huán)系統(tǒng)的試運(yùn)行及功能參數(shù)檢查、污水 排放系統(tǒng)試運(yùn)行及功能參數(shù)檢查、泡沫系統(tǒng)運(yùn)行及功能參數(shù)檢查134作業(yè)流程及控制要點(diǎn)(1 )作業(yè)流程空載調(diào)試及驗(yàn)收作業(yè)流程圖見(jiàn)圖（2）機(jī)械配備 盾構(gòu)各系統(tǒng)。圖1.3.1空載調(diào)試及驗(yàn)收作業(yè)流程圖緊后工序 盾構(gòu)始發(fā)及負(fù)載調(diào)試2盾構(gòu)始發(fā)作業(yè)

7、(1)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)盾構(gòu)組裝、調(diào)試。(2 )作業(yè)內(nèi)容盾構(gòu)始發(fā)作業(yè)內(nèi)容包括：始發(fā)臺(tái)(導(dǎo)臺(tái))安裝 /施工作業(yè)、反力設(shè)施安裝/施工作業(yè)、洞門(mén)密封安裝作業(yè)、洞門(mén)鑿除及導(dǎo)軌安裝作業(yè)、始發(fā)段掘進(jìn)作業(yè)、負(fù)環(huán)管片安裝作業(yè)、始發(fā)段注漿作業(yè)、盾構(gòu)換裝作業(yè)。(3 )施工程序盾構(gòu)始發(fā)作業(yè)流程圖見(jiàn)圖2.1結(jié)9 -束64圖2.1盾構(gòu)始發(fā)作業(yè)流程圖2.1始發(fā)臺(tái)（導(dǎo)臺(tái)）安裝/施工作業(yè)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)盾構(gòu)始發(fā)作業(yè)施工準(zhǔn)備。適用條件始發(fā)臺(tái)安裝適用于土壓、泥水盾構(gòu)始發(fā)作業(yè)。作業(yè)內(nèi)容始發(fā)臺(tái)安裝作業(yè)內(nèi)容包括：施工準(zhǔn)備、測(cè)量定位、始發(fā)臺(tái)拼裝、復(fù)測(cè)及位 置調(diào)整、始發(fā)臺(tái)固定及加固。導(dǎo)臺(tái)施工作業(yè)內(nèi)容包括：施工準(zhǔn)備、測(cè)量定位、鋼筋焊接、預(yù)埋件

8、安裝、 模板架設(shè)、混凝土澆筑、拆模及養(yǎng)護(hù)。作業(yè)流程及控制要點(diǎn)始發(fā)臺(tái)安裝作業(yè)流程及控制要點(diǎn)。（1 ）作業(yè)流程始發(fā)臺(tái)安裝作業(yè)流程圖見(jiàn)圖。測(cè)量定位圖始發(fā)臺(tái)安裝作業(yè)流程圖導(dǎo)臺(tái)施工作業(yè)流程及控制要點(diǎn)(1 )作業(yè)流程導(dǎo)臺(tái)施工作業(yè)流程圖見(jiàn)圖。測(cè)量定位模板安裝1!混凝土澆筑圖導(dǎo)臺(tái)施工作業(yè)流程圖2.2洞門(mén)鑿除及導(dǎo)軌安裝作業(yè)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)始發(fā)臺(tái)（導(dǎo)臺(tái)）安裝/施工結(jié)束后，端頭地層加固完成，地層條件較差時(shí),應(yīng)在盾構(gòu)組裝調(diào)試工作結(jié)束后進(jìn)行。適用條件主要適用于端墻為鋼筋混凝土圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除與洞門(mén)圈內(nèi)導(dǎo)軌安裝。作業(yè)內(nèi)容包括施工準(zhǔn)備、測(cè)量定位、腳手架搭設(shè)、水平探孔檢測(cè)、鑿除外層砼并割除鋼筋、鑿除內(nèi)層砼并割除鋼筋、砼清理，拆除

9、腳手架、導(dǎo)軌安裝。作業(yè)流程及控制要點(diǎn)(1 )作業(yè)流程不合格洞門(mén)鑿除及導(dǎo)軌安裝作業(yè)流程圖見(jiàn)圖 221測(cè)量定位腳手架搭設(shè)-,施工準(zhǔn)備*水平探孔檢測(cè)H_加固措施圖2.2.1洞門(mén)鑿除及導(dǎo)軌安裝作業(yè)流程圖合格1f鑿除外層砼并割除鋼筋鑿除內(nèi)層砼并割除鋼筋1F砼清理，拆除腳手架1導(dǎo)軌安裝2.3洞門(mén)密封裝置安裝作業(yè)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)始發(fā)臺(tái)(導(dǎo)臺(tái))安裝/施工作業(yè)。也可先于洞門(mén)鑿除作業(yè)進(jìn)行，但應(yīng)注意對(duì) 密封裝置的保護(hù)。適用條件適用于土壓平衡盾構(gòu)始發(fā)洞門(mén)密封裝置安裝作業(yè)。233作業(yè)內(nèi)容包括施工準(zhǔn)備、測(cè)量定位、安裝雙頭螺栓孔、安裝簾布橡膠板、安裝環(huán)形 壓板、安裝折頁(yè)壓板、緊固螺栓。作業(yè)流程及控制要點(diǎn)（1 ）作業(yè)流程洞門(mén)

10、密封裝置安裝作業(yè)流程圖見(jiàn)圖 231。圖洞門(mén)密封裝置安裝作業(yè)流程圖2.4反力架安裝作業(yè)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)始發(fā)臺(tái)（導(dǎo)臺(tái)）安裝/施工作業(yè)。般情況下，反力設(shè)施的安裝/施工還應(yīng)在盾構(gòu)主機(jī)組裝完成之后進(jìn)行242適用條件主要適用于盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)反力支撐需要，外形尺寸不得與盾構(gòu)及隧道洞口 空間相干擾，同時(shí)要求結(jié)構(gòu)合理，強(qiáng)度、剛度滿足使用要求等。243作業(yè)內(nèi)容反力架安裝作業(yè)內(nèi)容包括：施工準(zhǔn)備、測(cè)量定位、預(yù)埋件安裝、反力架底部U型梁下井、反力架剩余部件地面拼裝、地面部件下井與底部U型梁連接、螺栓緊固、復(fù)測(cè)及位置調(diào)整、反力架固定與加固。244作業(yè)流程及控制要點(diǎn)(1 )作業(yè)流程反力架安裝作業(yè)流程圖見(jiàn)圖圖反力架安裝作業(yè)流程

11、圖2.5始發(fā)段掘進(jìn)作業(yè)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝、洞門(mén)密封裝置安裝、反力架安裝適用條件適用于盾構(gòu)開(kāi)始安裝負(fù)環(huán)管片至盾構(gòu)正3環(huán)管片安裝完成的全過(guò)程。作業(yè)內(nèi)容包括施工準(zhǔn)備、盾構(gòu)推進(jìn)、姿態(tài)控制、掘進(jìn)參數(shù)控制、管片安裝、洞門(mén)密封注漿等。作業(yè)流程及控制要點(diǎn)（1 ）作業(yè)流程土壓平衡盾構(gòu)始發(fā)段掘進(jìn)作業(yè)流程圖見(jiàn)圖。泥水平衡盾構(gòu)始發(fā)段掘進(jìn)作業(yè)流程圖見(jiàn)圖。.圖土壓平衡盾構(gòu)始發(fā)段掘進(jìn)作業(yè)工藝流程圖2.6 盾構(gòu)換裝作業(yè)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn) 盾構(gòu)始發(fā)段掘進(jìn)。適用條件 盾構(gòu)換裝主要適用于盾構(gòu)后配套全部進(jìn)洞后。作業(yè)內(nèi)容 包括反力架拆除、負(fù)環(huán)管片拆除、始發(fā)臺(tái)拆除、軌道重新鋪設(shè)等。作業(yè)流程及控制要點(diǎn)(1 )作業(yè)流程盾構(gòu)換裝作業(yè)流程圖

12、見(jiàn)圖261施工準(zhǔn)備 反力架拆除洞門(mén)注漿1負(fù)環(huán)管片拆除1f始發(fā)臺(tái)拆除1F軌道重新斤鋪設(shè)圖盾構(gòu)換裝作業(yè)流程圖3盾構(gòu)正常掘進(jìn)作業(yè)(1)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)盾構(gòu)始發(fā)作業(yè)(2 )作業(yè)內(nèi)容盾構(gòu)正常掘進(jìn)作業(yè)內(nèi)容包括：盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)、碴土管理作業(yè)、同步注漿作業(yè)、管片安裝作業(yè)。(3 )作業(yè)流程土壓平衡盾構(gòu)正常掘進(jìn)作業(yè)流程圖見(jiàn)圖3.1 ,泥水平衡盾構(gòu)正常掘進(jìn)作業(yè)流程圖見(jiàn)圖3.2施工準(zhǔn)備否圖3.2泥水平衡盾構(gòu)正常掘進(jìn)作業(yè)流程圖3.1盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)施工準(zhǔn)備適用條件適用于土壓、泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)作業(yè)內(nèi)容作業(yè)內(nèi)容包括：掘進(jìn)模式的選擇、掘進(jìn)參數(shù)選擇及優(yōu)化作業(yè)流程及控制要點(diǎn)(1 )作業(yè)流程土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)模式作業(yè)流

13、程見(jiàn)圖敞開(kāi)掘進(jìn)模式作業(yè)流程圖見(jiàn)圖繼續(xù)圖3開(kāi)挖模開(kāi)掘掘進(jìn)式制制流程模式圖 '半土壓平衡掘進(jìn)模式控制流程圖見(jiàn)圖啟動(dòng)設(shè)定刀盤(pán)轉(zhuǎn)速設(shè)定千斤頂推力設(shè)定螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速>*/扭矩是否為上限 /同步注漿 丄降低螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速降低螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速不好小于控制基準(zhǔn)土壓力P1P0 =P1渣土狀態(tài)ZP（與P1增加螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速P0 > P1不好小于控制基準(zhǔn)地層沉降繼續(xù)調(diào)整設(shè)定值開(kāi)始初始化掘進(jìn)開(kāi)始 注漿開(kāi)始開(kāi)中路閥切口水壓高開(kāi)旁路閥Y再推進(jìn)掘進(jìn)中斷延時(shí)排泥流量低掘進(jìn)中斷開(kāi) P1-1,P1-2 泵設(shè)備報(bào)警Y開(kāi) P2-1,P2-2 泵延時(shí)開(kāi)啟PN閥PE泵使用PN閥使用開(kāi)啟溢流泵閥PE泵高低速選擇開(kāi)啟PE閥電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)完成流量

14、壓力設(shè)定掘進(jìn)機(jī)注漿機(jī)準(zhǔn)備完成設(shè)備報(bào)警開(kāi)盾構(gòu)內(nèi)閥泵停止啟動(dòng)刀盤(pán)1刀盤(pán)運(yùn)轉(zhuǎn)1流量壓力設(shè)定旁路掘進(jìn)V1V2開(kāi)V3閉排泥流量正常旁路狀態(tài)排泥流量LL報(bào)警延時(shí)V3V5閥關(guān)閉關(guān)閉溢流閥V3V5閥關(guān)閉停止YT+：k切口水壓恢復(fù)、泵停止N一 切口水壓HH切口水壓HH報(bào)警旁路狀態(tài)管路阻塞Y旁路狀態(tài)Y逆洗狀態(tài)旁路狀態(tài)調(diào)整槽下限掘進(jìn)完成v N掘進(jìn)泥水艙壓力正常配管正常旁路狀態(tài)停止管內(nèi)清洗再掘進(jìn)？配管正常泵停止V3V5閥關(guān)閉停止圖泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)控制流程圖1旁路狀態(tài)Y泵停止延時(shí)V3V5閥關(guān)閉3.2碴土管理作業(yè)321 土壓平衡盾構(gòu)碴土管理作業(yè)(1)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)施工準(zhǔn)備。與盾構(gòu)掘進(jìn)同步進(jìn)行。(2 )適用條件適用于不同

15、地質(zhì)條件下的土壓平衡式盾構(gòu)掘進(jìn)施工碴土管理。(3 )作業(yè)內(nèi)容作業(yè)內(nèi)容包括：施工準(zhǔn)備、碴土改良、螺旋輸送機(jī)和皮帶機(jī)出碴、碴土水 平和垂直運(yùn)輸、碴土外運(yùn)。(4)作業(yè)流程及控制要點(diǎn)作業(yè)流程碴土管理作業(yè)流程圖見(jiàn)圖321.1。施工準(zhǔn)備 1 f碴土改良設(shè)備出碴泥水平衡盾構(gòu)碴土管理（1）緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)泥水設(shè)備、盾構(gòu)調(diào)試完成，達(dá)到掘進(jìn)條件；碴場(chǎng)施工完成，達(dá)到堆碴條件。（2 ）適用條件適用于不同地質(zhì)條件下的泥水平衡式盾構(gòu)掘進(jìn)施工。（3）作業(yè)內(nèi)容泥漿制備、盾構(gòu)掘進(jìn)、泥水循環(huán)出碴、碴土泥漿分離、碴土運(yùn)輸（4）作業(yè)流程及控制要點(diǎn)作業(yè)流程泥水平衡式盾構(gòu)出碴工藝流程見(jiàn)圖，泥水循環(huán)出碴流程如圖泥漿制備圖3.221泥水平衡盾構(gòu)出碴工藝流程圖圖3.222泥水循環(huán)出碴流程圖3.3同步注漿作業(yè)緊前工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)施工準(zhǔn)備，與盾構(gòu)掘進(jìn)、碴土管理同步進(jìn)行。適用條件適用于