盾構(gòu)施工技術(shù)畢業(yè)設計說明

1、第一章設計依據(jù)及原則 11.1設計說明 11.2設計依據(jù) 21.3設計原則 2第二章工程概況 32.1工程概況 32.2地質(zhì)概況 32.3水文概況 42.4結(jié)構(gòu)設計概況 42.5防水及防蝕設計概況 4第三章盾構(gòu)掘進總體部署 53.1盾構(gòu)掘進施工總體方案 53.2施工總體安排 5第四章盾構(gòu)機設計選型 64.1 盾構(gòu)機選型 64.2工程特點及選型依據(jù) 6各部功能描述 7盾構(gòu)機輔助施工設備配置 7第五章 盾構(gòu)區(qū)間掘進施工方案 11掘進工況 11盾構(gòu)機下井吊裝、組裝及調(diào)試 11盾構(gòu)始發(fā) 15盾構(gòu)掘進 20泥水循環(huán)與處理系統(tǒng)的管理 23管片背后空隙同步注漿及管片二次注漿填充 31管片拼裝 35盾構(gòu)到達

2、38盾構(gòu)機解體 40泥水盾構(gòu)下穿小橋施工 42泥水盾構(gòu)在巖溶發(fā)育地區(qū)掘進 44泥水盾構(gòu)上軟下硬區(qū)域掘進 44盾構(gòu)帶壓開倉換刀作業(yè) 455.2盾構(gòu)區(qū)間隧道防水及防腐蝕施工組織及方法說明 56防水原則、防水重點、防水要求 56防水構(gòu)造簡述 56防水材料的技術(shù)性能 56防水施工及主要技術(shù)措施 57防腐蝕措施 64第六章排水防洪方案 656.1水害風險分析及排水防洪目的 656.2排水防洪施工措施 656.4應急準備 666.5應急響應 66第七章施工測量 68地面控制測量 68地下控制測量 68盾構(gòu)區(qū)間施工測量 69施工測量方式 71控制測量成果的檢查與檢測 71施工測量的組織和管理 71飛鵝嶺站花

3、都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間盾構(gòu)掘進施工方案第一章編制依據(jù)及原則1.1編制說明在認真研究市軌道交通九號線【施工 1標】土建工程施工項目合同文件、飛鵝嶺 站花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間設計圖紙、詳勘、補勘資料和現(xiàn)場實際的基礎(chǔ)上，針對本 工程的特點，結(jié)合我部人員在城市地鐵工程中的施工經(jīng)驗，本著“組織合理，技術(shù)先 進，經(jīng)濟可行，優(yōu)質(zhì)高效，簡明扼要，重點突出”的原則編制本標段工程施工組織設 計。其主要容由以下幾個主要部分組成：1）工程概況工程概況是在承包合同的合同條件、技術(shù)規(guī)和施工設計圖紙的基礎(chǔ)上，結(jié)合施工 現(xiàn)場調(diào)查情況，對于編制本部分相關(guān)的重要容進行的綜述。2）施工管理及資源配置針對承包合同所提出的安全、質(zhì)量、文明施

4、工和工期要求，根據(jù)施工組織中所涉 及到的施工方法，從施工現(xiàn)場管理、勞、材、機等諸方面進行資源配置優(yōu)化，提出既 符合本標段工程特點，又體現(xiàn)我部優(yōu)勢的配置方案。3）施工組織及施工方法施工組織及施工方法是本部分的核心容。在編制過程中，依據(jù)合同文件和施工設 計圖紙，結(jié)合工程特點和我部的施工能力對合同圍涉及的各單項技術(shù)按設計、施工要 求進行了細化；根據(jù)我公司的施工經(jīng)驗，從施工全局出發(fā)，以“技術(shù)先進、質(zhì)量可靠、 經(jīng)濟合理、安全有效”為原則，策劃施工方案和工期計劃，確定相應施工方法。4）施工保證措施根據(jù)本標段工程施工特點，結(jié)合我部人員的施工管理經(jīng)驗，以安全、優(yōu)質(zhì)、按期、 經(jīng)濟地完成本標段工程施工為目標，提出

5、了各項工程目標和實現(xiàn)工程目標所采取的施 工技術(shù)、質(zhì)量、安全等保證措施。1.2編制依據(jù)1）市軌道交通九號線【施工1標】土建工程合同文件及有關(guān)問題澄清的函。2）市軌道交通九號線【施工1標】飛鵝嶺站花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間施平縱斷面 圖。3）市軌道交通九號線【施工1標】飛鵝嶺站花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間隧道與車站 接口設計圖。4）飛鵝嶺車站、花都汽車城站、出入段明挖段及盾構(gòu)區(qū)間周邊建（構(gòu)）筑物及管 線調(diào)查報告。5）地下鐵道工程施工及驗收規(guī)（GB50299- 1999）2003版6）盾構(gòu)法隧道施工與驗收規(guī)（GB 50446-2008）7）地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)（GB50208-2011）8）國家及地方政府頒布的

6、有關(guān)法律、法規(guī)。1.3編制原則1）以確保安全為前提，具有可操作性。2）選擇合理施工方案，降低工程造價。3）采用先進、成熟、有效的施工方法。4）積極推廣應用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設備，保工期、保安全，優(yōu)質(zhì)高效 地完成本標段的施工任務。5）采用ISO9002質(zhì)量認證體系標準，對施工過程進行全方位質(zhì)量控制。6）采用先進科學的檢測手段，利用信息反饋指導施工。7）嚴格執(zhí)行省、市有關(guān)文明工地的標準，做好文明施工和環(huán)境保護。第二章工程概況市軌道交通九號線施工1標土建工程飛鵝嶺站花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間以飛鵝嶺 站為起點，沿風神大道向東，經(jīng)過花港大道路口后下穿風神橋、A007小河涌橋改建后箱涵、途中下穿兩個涵

7、洞及A013小橋后在九譚路口到達區(qū)間的設計終點花都汽車城站。2.1工程概況飛鵝嶺站花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間隧道雙延米4516.69m,區(qū)間起止里程Z（Y）DK0+771.800Z（Y）DK3+029.800。線路沿雙向6車道的風神大道向東前進，先后 通過花港大道口、紅棉大道路口后，到達位于風神大道上方的花都汽車城站。本區(qū)間 線路基本沿直線前進，只有兩個曲線段，在靠近飛鵝嶺站附近曲線半徑R=5000m的左轉(zhuǎn)彎曲線長149m在靠近花都汽車城站附近曲線半徑R=2000m勺右轉(zhuǎn)彎曲線長211m線路兩側(cè)多為25層建筑物，大多數(shù)為天然基礎(chǔ)。開發(fā)程度不高，對隧道有影響的建（構(gòu)）筑物主要有A003風神橋、A007

8、小橋改建后箱涵及A013小橋。飛鵝嶺站花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間線路縱斷面為V形坡，最大坡度為5%。，線路埋深為1213.5m，隧道頂覆土 67.5m。本區(qū)間隧道埋深較淺，盾構(gòu)隧道主要穿越地層 及隧道上部地層為3-1粉細砂層、3-2中粗砂層、3-3礫砂層、4N-2可塑沖洪積 粘性土層、423硬塑沖洪積粘性土層。隧道底部多為5N-2殘積粘性土 6全風化帶 7強風化帶，部分地段為4N-2可塑沖洪積粘性土層軟弱地層，需要進行地面加固。 線路圍揭示大量土洞和溶洞存在。區(qū)間設3個聯(lián)絡通道，3個聯(lián)絡通道均采用地面加固豎井開挖的方式施工。2.2地質(zhì)概況1）地形、地貌花都區(qū)呈北高南低之勢，北部為丘陵地帶，南部為廣花

9、盆地，形成東北向西南傾 斜的地形。本區(qū)間位于廣花盆地邊緣，屬于河流沖洪積平原，地勢平坦寬廣。地面高 程1020m2）地層巖性區(qū)間圍上覆地層主要為人工填筑土（ Q4m），全新統(tǒng)沖洪積（Q3+4al+pl）砂層、 粉質(zhì)粘土、下伏基巖為泥盆系上統(tǒng)帽子峰組（D3m，石炭系下統(tǒng)巖關(guān)階孟公坳組（C1ym 碎屑巖石強風化帶、中風化帶、微風化帶。以石灰?guī)r為主，巖溶發(fā)育較多，地質(zhì)災害 以巖溶塌陷為主，局部為地面崩塌。局部土洞較發(fā)育，大部分呈無充填狀態(tài)，雖然揭示數(shù)量不多，但是場地具備形成土洞的條件，需在施工中引起重視2.3水文概況本區(qū)間位于廣花盆地，地下水主要有碎屑巖類型裂隙水及碳酸鹽類裂隙水。碎屑 巖裂隙水主要

10、含水層為石炭系、第三系巖層的強風化帶和中風化帶中，巖性主要為泥 質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、頁巖、炭質(zhì)頁巖、泥巖、粗砂巖等。本區(qū)間地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微弱腐蝕性；地 下水對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。穩(wěn)定水位埋深在 0.95 m9.72m。2.4結(jié)構(gòu)設計概況盾構(gòu)法隧道采用圓形隧道限界為© 5200,管片徑© 5400,管片厚300mm線路最小 曲線半徑R2000m采用1.5m寬管片。管片拼裝采用直線環(huán)與楔形環(huán)組合的方式。區(qū)間共設3個聯(lián)通通道，均采用地面加固后豎井開挖。聯(lián)絡通道處管片采用鋼管片通縫拼 裝，一個聯(lián)絡通道左右線共需4環(huán)鋼管片，區(qū)間共需要12環(huán)鋼管片。2.

11、5防水及防蝕設計概況區(qū)間隧道防水等級為二級，每晝夜?jié)B水量不大于0.05L/m2,任意100吊每晝夜?jié)B水 量不大于0.15L/m2。隧道貫通后，隧道頂部不允許出現(xiàn)滴水。其余部分僅允許結(jié)構(gòu)表 面偶見濕漬，隧道表面潮濕面積w 2/1000總表面積，任意100吊表面積上的濕漬不超 過3處，單個濕漬的最大面積w 0.2m2。管片在密封墊溝槽設置框形彈性三元乙丙橡膠密封墊，通過被壓縮實現(xiàn)防水?；炷恋目骨治g洗漱不得低于0.8，控制水灰比和水泥用量，管片結(jié)構(gòu)不需做特殊處理， 外露鐵件需進行防腐蝕處理。第三章盾構(gòu)掘進總體部署3.1盾構(gòu)掘進施工總體方案飛鵝嶺站花都汽車城站區(qū)間左右線采用兩臺泥水盾構(gòu)相隔一個月始發(fā)

12、，由飛鵝 嶺站東端始發(fā)，花都汽車城站西端頭吊出，到達花都汽車城站后吊出。盾構(gòu)推進方向首次始發(fā)始發(fā)盾構(gòu)推進方向Af吊出盾構(gòu)始發(fā)井飛鵝嶺站花都汽車城站轉(zhuǎn)場二次始發(fā)始發(fā)f盾構(gòu)推進方向吊出區(qū)間施工工序示意圖圖3.1-13.2施工總體安排本區(qū)間盾構(gòu)隧道右線長度 2258m左線長度為2258.69m,長鏈0.69m雙線共計 4516.69m,盾構(gòu)區(qū)間附屬工程主要為3個聯(lián)絡通道（其中1#、3#聯(lián)絡通道不設廢水泵 房, 2#聯(lián)絡通道與廢水泵房合建）、盾構(gòu)始發(fā)和到達端頭加固施工以及四個洞門的施工。飛鵝嶺花都汽車城站區(qū)間盾構(gòu)掘進始發(fā)前完成舊橋的拆除重建、溶土洞處理、建筑物保護、軟弱地層處理、端頭加固和聯(lián)絡通道地面

13、加固工作，盾構(gòu)機負環(huán)拆除后 進行始發(fā)洞門施工，盾構(gòu)機過聯(lián)絡通道加固區(qū)后進行聯(lián)絡通道及泵房施工，盾構(gòu)機吊 出后進行到達端洞門施工，同時進行隧道清理工作和預留洞口施工。盾構(gòu)區(qū)間擬采用2臺泥水盾構(gòu)機施工，第一臺盾構(gòu)機于 2013年5月1日始發(fā)，第 二臺盾構(gòu)機2013年6月1日由始發(fā)。兩臺盾構(gòu)機都由飛鵝嶺站始發(fā)，至V達花都汽車城 吊出完成區(qū)間施工，區(qū)間掘進完工日期為2014年4月17日。第四章盾構(gòu)機設計選型4.1盾構(gòu)機選型本區(qū)間盾構(gòu)工程施工條件：盾構(gòu)隧道長度：左線2258n,右線2258.69m；隧道覆土厚度最小約4,最大約10m平面最小曲線半徑為2ooom最大坡度為5%o,;隧道凈空：©

14、5400mm管片外徑© 6000mm管片環(huán)寬為1.5m；計劃進度：左、右線平均月進度約 180m經(jīng)認真研究合同文件及地質(zhì)資料，采用2臺泥水加壓平衡式盾構(gòu)機進行本區(qū)間隧道施工，具備保壓系統(tǒng)裝置、人閘氣壓裝置，滿足盾構(gòu)機在各種地層下進行開艙作業(yè) 的要求。4.2工程特點及選型依據(jù)市軌道交通九號線施工1標飛鵝嶺站花都汽車城站盾構(gòu)區(qū)間隧道均為兩條圓形 隧道，徑© 5.4m,左線長度2258.69米，右線長度2258米，盾構(gòu)掘進機的選型與所穿 越的地層及周邊環(huán)境、線路走向、曲線等關(guān)系很大，選型合適與否直接關(guān)系工程的成 敗。1) 工程特點和施工條件(1) 盾構(gòu)穿越地層、線路及周邊環(huán)境的特

15、點詳見“工程概況”(2) 地層變形要求地表變形量不大于10mm/-30mm隧道推進軸線與設計軸線偏差不大于 50mm2) 選型依據(jù)和設計特點根據(jù)以上地質(zhì)條件結(jié)合工期要求，用于本區(qū)段施工的盾構(gòu)掘進機，必須具有穩(wěn)定 開挖面、平衡泥水壓力、平穩(wěn)穿越軟硬變化較大的地層，最大限度減少地表沉陷的功 能，必須具有較強的糾偏抗扭與彎道施工的能力，必須具有較好的經(jīng)濟性和較長的使 用壽命，必須確保各項作業(yè)的安全性和可靠性。結(jié)合目前、和地鐵一號線盾構(gòu)區(qū)間施 工資料，選用帶面板式刀盤的泥水平衡式(EPB盾構(gòu)掘進機，是目前在軟土地層中， 進行隧道掘進施工的一種較好機型，可以較好的控制地表的變形。綜上所述，經(jīng)過分析比較，

16、并結(jié)合國使用的經(jīng)驗，本標段選用德國海瑞克© 6280mm鉸接型泥水平衡盾構(gòu)機 421各部功能描述1) 盾體盾體鋼結(jié)構(gòu)設計能夠承受預測的水壓和土壓(較差情況預測為6 bar )0盾體為分塊設計。盾體采用螺栓連接，所有的法蘭盤都進行了機加工以保證精度： 分隔艙板將盾體分隔為兩個艙室；前艙-即開挖艙，包含刀盤于其中，并充滿了 流體；該流體通過后艙-即氣泡調(diào)壓艙的“氣墊”提供給開挖面和后艙保持“壓力平 衡”兩個艙室間的通道為隔板上防水門。而盾構(gòu)機部到壓力艙室的通道為氣閘，包括 人閘和緊急氣閘。工作人員通過這些通道就可以對刀盤進行維護作業(yè)。在艙板的后部有如下裝置：(1) 一個氣閘(2) 安裝主

17、驅(qū)動的機加工法蘭盤(3) 推進油缸前部固定裝置(4) 泥漿管接頭(5) 沖刷噴嘴(6) 水、壓縮空氣、電氣設備等連接管線(7) 連接到刀盤區(qū)域的排水系統(tǒng)的接頭(8) 應急電源接頭(9) 海瑞克公司關(guān)于減少堆積和結(jié)塊的理念：(10) 集成沖刷噴嘴的定子和轉(zhuǎn)子(11) 工作艙壁上和攪拌器上的沖刷噴嘴(12) 90°角圓形漸變(有利于物料流動)(13) 刀盤主驅(qū)動是用機械的方式通過法蘭盤與壓力艙板連接的。扭矩通過驅(qū)動 單元的扭矩箱直接傳遞到盾體上。2) 刀盤刀盤設計成盤形結(jié)構(gòu)且?guī)в泻軐掗煹倪M料口。 8根輻臂支撐的厚壁法蘭連接主驅(qū)動 裝置，并作為前盾的連接基座。8根幅臂由厚壁管制成。刀具形式

18、：(1) 軟土刀具(齒刀)：64把(2) 雙刃滾刀：14把(3) 雙刃中心滾刀：6把(4) 邊緣刮刀：16把3) 刀盤驅(qū)動系統(tǒng)刀盤驅(qū)動系統(tǒng)用以驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)，對土體進行擠壓和切削。主要由大軸承、大齒 圈、密封圈、減速器及馬達等組成。刀盤用高強度螺栓與大齒圈連接，大齒圈即為大軸承的回轉(zhuǎn)環(huán)，馬達帶動減速器 輸出軸上的小齒輪，小齒輪與大齒圈嚙合，從而驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)。大軸承既承受刀盤的 自重，又承受盾構(gòu)掘進機的推進力，是盾構(gòu)掘進機的主要組成部件。為了獲得最大的 主軸承壽命，設置有密封裝置，由加壓潤滑油系統(tǒng)來潤滑。盾構(gòu)掘進機在開挖軟弱圍巖時，采用高扭矩，低轉(zhuǎn)速的工況；當盾構(gòu)切削硬巖時， 增大流量，采用低扭矩

19、、高轉(zhuǎn)速的工況。4) 鉸接裝置為了使盾構(gòu)掘進機適應曲線段的推進，能夠靈活轉(zhuǎn)向，把盾構(gòu)掘進機設計成鉸接 式，從而易于轉(zhuǎn)彎，減小曲線超挖量；并能減少頂進管片的偏壓，提高隧道施工質(zhì)量， 也易于對掘進方向隨時進行修正。鉸接裝置使盾構(gòu)掘進機分成前后兩段，兩段之間通過鉸接千斤頂操作，可使盾構(gòu) 掘進機前后兩段繞鉸接中心沿圓弧面上下、左右回轉(zhuǎn)，滿足盾構(gòu)掘進機順利轉(zhuǎn)彎和坡 度的要求，使盾構(gòu)掘進機轉(zhuǎn)彎方便，減少曲線超挖量及對土體的擾動。盾構(gòu)掘進機鉸接處設有機械限位， 以保證盾構(gòu)掘進機推進時前后節(jié)絕對不會脫開， 并保證達到設計轉(zhuǎn)角位移要求。鉸接裝置設外兩道密封，以防泥水進入。5) 人行閘門氣壓倉在盾構(gòu)掘進封隔板處設

20、有一道人行閘門，閘門處有一氣壓倉。當在泥水平衡工況 下施工需要進入泥土密封倉排除障礙或調(diào)換切削刀具時，先將泥泥水倉充以壓縮空氣,用以疏干并支護開挖面土體，然后人員再通過氣壓倉的加、減壓過渡而出入泥泥水倉。6) 推進系統(tǒng)盾構(gòu)掘進機是通過沿中盾周邊布置的盾構(gòu)掘進機千斤頂支撐在已安裝好的管片襯 砌上所產(chǎn)生的反作用力而前進的。為了不使千斤頂端部承受管片的集中荷載，造成偏 心荷重，支座設計成鉸接式，并設置支板均勻地將力傳遞到管片的環(huán)面上。把盾構(gòu)掘進千斤頂分成若干扇區(qū)，每個扇區(qū)由一只電磁比例減壓閥控制，用來調(diào) 節(jié)各組扇區(qū)千斤頂?shù)墓ぷ鲏毫Γ瑥亩m正或控制盾構(gòu)推進的方向，使符合設計軸線的要求。7）盾尾密封盾尾

21、密封用以防止地層中的泥土、泥水、地下水和襯砌外圍注漿材料從盾尾間隙 中漏入盾構(gòu)。由三道鋼絲刷和一道彈簧鋼板組成。在每兩道密封之間注入密封材料、 油脂等，作為防高壓水措施，以提高密封效果，并可減少鋼絲刷密封件與隧道管片外 表面之間的磨擦，延長密封件的壽命。8）背襯充填與注漿系統(tǒng)采用盾構(gòu)法施工的隧道，是沿著盾構(gòu)掘進機的外殼進行開挖的，而作為襯砌的管 片則是在盾尾部組裝起來的，所以當盾構(gòu)掘進機推進時，圍巖與管片間由于盾尾的抽 脫及超挖等原因就形成了空隙，這一空隙如不加處理地擱置，不可避免上面的圍巖要 向下沉降，其結(jié)果是發(fā)生波及地表的沉陷，嚴重的會危及地表建筑物的安全，因此， 及時地進行背襯充填與注漿

22、可以起到壓實松動的圍巖，以防地表沉陷，提高隧道止水 性，防止管片漏水，將管片與圍巖一體化，確保管片襯砌的穩(wěn)定。9）管片拼裝機構(gòu)拼裝機的功能是安全且迅速地把管片組裝成設計形式，它具有伸縮臂、夾具前后 移動以及臂回轉(zhuǎn)的功能。拼裝機回轉(zhuǎn)由馬達驅(qū)動；管片的軸向平移和封頂塊的軸向移動，由平移千斤頂操 作夾持器來完成；管片的提升由液壓油缸操縱。這些液壓缸和馬達由一個獨立的液壓 泵站供油，簡化了管線布置，避免管線的機械運動。10）泥水循環(huán)泥水平衡盾構(gòu)機技術(shù)是基于流體支撐和泥漿泵系統(tǒng)。膨潤土泥漿系統(tǒng)把切削下來 的渣土從開挖艙運輸?shù)降孛嫔系姆蛛x設備（通過泥漿管路）。在分離廠，固體物料被從 膨潤土泥漿里分離出來。

23、回收的膨潤土漿泥漿經(jīng)過循環(huán)管路被泵回到開挖艙和氣壓調(diào) 節(jié)艙。在緊急狀況下，使用安裝在控制室的緊急停止開關(guān)可以關(guān)閉泥水回路。（1）TBM上的流量測量裝置流量測量裝置安裝在后配套上的進漿泥和排漿管，隨時監(jiān)測膨潤土泥漿流量。流 量監(jiān)測裝置的最大量程為850n3 /h，泥漿循環(huán)工作需求能力為500600 m3 /h。（2）液位監(jiān)視利用液位監(jiān)視器氣壓倉液位。變化可較直觀地了解氣壓調(diào)節(jié)倉工作情況，有助于環(huán)流的調(diào)節(jié)在氣壓調(diào)節(jié)艙有（最低液位限制開關(guān)和最高液位限制開關(guān)）兩個液位限制開關(guān)， 對泥漿循環(huán)自動調(diào)節(jié)，起到保護開挖艙支撐面穩(wěn)定的功能。最低液位控制點位于隔離艙板開口的上方。最高液位控制點在通道門邊的下方。

24、當液位低于最低液位控制點，排漿管球閥及排漿泵自動關(guān)閉：當液位高于最高液位控 制點，進漿管球閥及進漿泵自動關(guān)閉。（3）支撐壓力監(jiān)控支撐壓力傳感器是專門為泥漿工作條件開發(fā)的，用來測量氣壓調(diào)節(jié)艙的壓力和開 挖艙的壓力。掘進機操作司機獲取盾構(gòu)機前面的支撐壓力，通過這些信息來監(jiān)測支撐壓力從而 控制工作面的穩(wěn)定。（4）碎石機在氣墊調(diào)節(jié)倉底部安裝有顎式碎石機 ，由兩個油缸運轉(zhuǎn)。碎石機動作有三組：擺 動、自動、手動，最大碎石粒徑為 450mm。第五章 盾構(gòu)區(qū)間掘進施工方案掘進工況本區(qū)間地形呈北高南低之勢，北部為丘陵地帶，南部為廣花盆地，形成東北向西 南傾斜的地形。本區(qū)間位于廣花盆地邊緣，屬于河流沖洪積平原，地

25、勢平坦寬廣。隧道線路穿越的地層為粉細砂層、中粗砂層、沖積一一洪積粉質(zhì)土層等軟弱地層。 地層含水較豐富，選用泥水盾構(gòu)機能夠很好的控制地面的沉降，保證周邊建筑物的安 全。盾構(gòu)機下井吊裝、組裝及調(diào)試1）盾構(gòu)機下井吊裝方案（1）將盾構(gòu)機各部件運至始發(fā)井口的組裝場地，用吊車將分解后的盾構(gòu)部件吊入始發(fā)井，進行組裝及調(diào)試。為此擬計劃租用260噸吊車，80噸吊車各一臺。其中，80噸吊車將配合260噸吊車完成盾構(gòu)機的中盾、前盾、刀盤的空中轉(zhuǎn)體，然后由 260噸 吊車單獨將前盾、中盾、刀盤放入井中，完成組裝任務。盾構(gòu)機的其它部分以及后配 套設備將由260噸吊車獨立吊入井中，完成吊裝任務。（2）盾構(gòu)機整體重量和體積

26、均較大，為滿足和吊裝要求，需將盾構(gòu)機刀盤系統(tǒng)、 前盾系統(tǒng)、中盾系統(tǒng)、盾尾系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、泥漿循環(huán)輸送系統(tǒng)以及后配套系統(tǒng) 等部件分別吊裝。見下頁5.1.2 1 “盾構(gòu)機吊裝流程圖”。（3）盾構(gòu)機下井擬采用的索具是 6根直徑56mm長度8.5m,抗拉強度是1670Mpa 其最小破斷拉力是1540KN（鋼絲繩型號6X 37fc ）;4根直徑是32mm,長度17.5m（對折 使用），抗拉強度是1670Mpa,其最小破斷拉力是504KN （鋼絲繩型號6X 37fc ）;卸扣 全部采用6件50噸美制弓形卸甲。盾構(gòu)機吊裝流程圖圖（4）注意事項： 兩臺吊車的配合要默契，動作要平穩(wěn)，嚴禁速度過快，信號工要積

27、極配合，要 及時準確的發(fā)出信號。 盾構(gòu)機的起吊、組裝工作由專人指揮，統(tǒng)一行動。 為了保證盾構(gòu)機的初始定位狀態(tài)準確，要求在安裝起吊點時定位要準確，否則 將給后邊的調(diào)整工作帶來一定的麻煩。 吊裝過程中所吊部件不可出現(xiàn)大的晃動，如果出現(xiàn)要迅速消除。2）盾構(gòu)機組裝方案（1）盾構(gòu)機盾體的各部件組裝 前盾與中盾的連接 管片拼裝機與中盾的連接 盾尾與中盾的連接 刀盤與前盾的連接 泥漿循環(huán)系統(tǒng)與前盾的連接 完成盾構(gòu)機主體的組裝(2) 盾構(gòu)機后配套車架的組裝連接詳見“盾構(gòu)機后配套車架組裝連接流程圖”盾構(gòu)機后配套車架組裝連接流程圖圖(3) 盾構(gòu)機的全部組裝連接詳見“盾構(gòu)機全部組裝連接流程圖”盾構(gòu)機全部組裝連接流程

28、圖圖(4) 盾構(gòu)機的液壓管線連接 第2號車架與第1號車架的液壓管線連接 第1號車架與連接橋的液壓管線連接 連接橋與盾體的液壓管線連接 盾構(gòu)機的電氣線路連接。3) 盾構(gòu)機拆卸方案(1拆卸順序盾體全部進入接收井刀盤前盾中盾盾尾管片拼裝機橋架車架 車架2一車架3一車架4。(2)盾構(gòu)組裝及拆卸的安全保證措施 嚴格遵守起重作業(yè)安全操作規(guī)程； 每班作業(yè)前實行技術(shù)和安全交底，指定專職安全員負責日常工作； 盾構(gòu)大件的裝卸車90°翻轉(zhuǎn)由專人指揮，統(tǒng)一行動； 施工前向所有作業(yè)人員進行詳細的技術(shù)交底，明確整個作業(yè)過程及各人職責； 遵守起重作業(yè)安全操作規(guī)程及項目經(jīng)理部制定的安全操作規(guī)定； 現(xiàn)場設專職安全監(jiān)督

29、人員，負責檢查安全工作的落實與改進； 盾構(gòu)機的分解、運輸、起吊、拆卸及過站等項工作由專人指揮，統(tǒng)一行動； 卷揚機牽引作業(yè)時，車架前方嚴禁站人，以防溜車，在車架尾端加裝駐車器； 頂升移位作業(yè)時，所有千斤頂統(tǒng)一編號，并由專人負責協(xié)調(diào)指揮，現(xiàn)場設有應 急千斤頂，以備特殊情況下使用。4) 盾構(gòu)機調(diào)試方案所有的調(diào)試與驗收包含了以下各個系統(tǒng)：(1推進系統(tǒng)(2) 刀盤驅(qū)動系統(tǒng)(3) 管片拼裝機系統(tǒng)(4) 同步注漿系統(tǒng)(5) 集中潤滑系統(tǒng)(6) 盾尾密封潤滑系統(tǒng)(7) 供水系統(tǒng)(8) 壓縮空氣系統(tǒng)(9) 管片吊機系統(tǒng)(10) 泥水循環(huán)系統(tǒng)(11) 通風系統(tǒng)(12) 供電系統(tǒng)(13) 通訊系統(tǒng)(14) 導向系統(tǒng)

30、5) 分離機組裝、及調(diào)試(1) 泥漿處理設備的組裝本標段泥水壓力平衡盾構(gòu)機掘進時，采用直徑為300mm勺送漿管和排漿管來進行掘進中的泥水循環(huán)。因此，在掘進前必須對泥水處理設備進行較好的組裝，以防在掘 進時發(fā)生泥漿處理設備的滲漏甚至爆裂。(2) 泥漿處理設備的調(diào)試在盾構(gòu)機掘進前，必須對泥漿處理設備進行調(diào)試，根據(jù)始發(fā)端頭的地質(zhì)情況來對 泥漿的比重和密封倉的氣體壓力進行調(diào)整。泥漿處理設備的調(diào)試，有利于盾構(gòu)的始發(fā)， 使盾構(gòu)進入正常掘進狀態(tài)的時間減少。盾構(gòu)始發(fā)盾構(gòu)掘進機始發(fā)是盾構(gòu)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，始發(fā)流程如下圖所示：盾構(gòu)始發(fā)流程圖圖1) 盾構(gòu)掘進機始發(fā)的準備工作(1) 探孔施工在盾構(gòu)機到達前，鑿除洞門

31、前，從接受井對圍繞盾構(gòu)環(huán)對加固體進行探孔探測，探孔的布置一般結(jié)合地面加固時的抽芯來布置。探孔用水平地質(zhì)鉆機搭設支架平臺施 作，探孔時應結(jié)合端頭加固的抽芯情況來做(2) 水平注漿施工通過探孔對加固體進行檢測，如發(fā)現(xiàn)探孔中有大量水噴涌，及時采取雙液漿注漿 封堵，并進一步檢查加固體的加固效果，采取其他輔助措施進行降水施工。 孔口埋管及鉆孔施工壓漿孔鉆孔前，先在孔口位置預埋止水裝置管，孔口埋管質(zhì)量的好壞和鉆孔的施 工質(zhì)量，對注漿能否成功起著關(guān)鍵的作用?？卓诠懿捎?#169;89無縫鋼管預埋，長1.0m，鉆孔機械采用電動空心鉆，孔口連接法蘭，便于安裝止水閥，壓漿鉆孔時一旦有水涌 出便于封水。壓漿鉆孔孔徑

32、為65mm鉆孔時鉆桿從預埋鋼管中鉆入，嚴格控制鉆孔位置和角度 達到設計要求。 加固圍及鉆孔注漿原則力卩固圍：涌水探孔位置的四周加設四個鉆孔，間隔50cm鉆孔注漿原則：按設計鉆孔順序進行鉆注，不能打孔太深，遇水即注，鉆一個孔注一個孔，每孔 按照要求反復鉆注，每次鉆注不得超過 im并且嚴格控制注漿壓力，嚴格掌握注漿參 數(shù)并及時調(diào)整。 選擇雙液注漿A水泥漿濃度：水灰比1: 1，即15袋水泥攪拌成im漿液，用水750升；水玻璃 波美度：30 40Be, C: S : 1 : 1,實際注漿過程中根據(jù)進漿量變化及壓力的變化可 適當調(diào)濃或調(diào)稀一級，以確保施工質(zhì)量，施工過程中做好施工記錄。B注漿壓力：注漿終壓

33、設計值根據(jù)地面隆起情況取 35MPa注漿時要格控制注漿 壓力，防止地面隆起破壞地表結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可適當調(diào)整注漿壓力。C漿液擴散半徑：R=3- 5mD注漿結(jié)束標準：按設計達到注漿壓力，在注漿設計終壓下，持續(xù)30分鐘，并且進漿量明顯減少。多孔檢查均不出水即可。E封閉死角注漿：在檢查探孔不出水后，在洞門底部緊貼地連墻按45°方向進行死角探水封閉注漿。 鉆孔注漿設備和布置A鉆孔注漿設備鉆機選用KQJ-100型電動潛孔鉆和YT90潛孔鉆各1臺。注漿采用27GZ60/120型注漿泵2臺(25Mpa注漿量0.48m3/min )。B砂漿攪拌機2臺。 注漿站的布置漿液攪拌罐布置于地表適當位

34、置，攪拌好的漿液用管路輸送到作業(yè)場所。注漿泵 布置于洞口作業(yè)面附近，以便于操作及觀察注漿壓力作業(yè)面情況。 雙液注漿工程質(zhì)量的保證措施A鉆孔a布孔：嚴格按照施工設計圖布孔并進行復核。b鉆機定位：定位準確，鉆頭點位誤差w 20mm鉆桿垂直度誤差w 1度。c鉆孔：密切觀察鉆進尺度及溢水出水情況，出現(xiàn)涌水時，立即停鉆，先行雙液注 漿止水，再分析原因。確認止水效果后，方可繼續(xù)鉆孔。B配料計量工具必須經(jīng)過檢驗合格按照設計配方配料。C雙液注漿按照設計的雙液注漿程序施工。進漿量必須準確，嚴格控制雙液注漿壓力，雙液注漿方向并由專人操作，當壓力突然上升或從孔壁、地面溢漿以及跑漿時， 立即停止雙液注漿。應采取措施解

35、決并確保雙液注漿量。D雙液注漿完畢后，應米取措施保證不溢漿。不跑漿。E由專人負責每道工序的操作記錄。(3) 始發(fā)反力架、臨時環(huán)形鋼管片以及始發(fā)基座的安裝盾構(gòu)始發(fā)基座安裝示意圖圖 盾構(gòu)始發(fā)反力架示意圖圖(4) 盾構(gòu)掘進機的組裝、調(diào)試說明： 盾構(gòu)出洞后支撐包括反力架和負環(huán)管片，反力架由箱型鋼梁和鋼管斜撐組成， 負環(huán)管片由七環(huán)鋼筋砼開口通縫拼接。 反力架與始發(fā)井結(jié)構(gòu)底板上的預埋件焊接。 反力架通過鋼墊塊調(diào)節(jié)工字鋼至結(jié)構(gòu)側(cè)墻間距離，以便于負環(huán)管片安裝和拆 除。(5) 洞門止水裝置的安裝由于不破除車站圍護結(jié)構(gòu)連續(xù)墻，為保證盾構(gòu)刀盤不破壞洞門止水裝置，需在盾 構(gòu)組裝完成后進行始發(fā)鋼套筒安裝。鋼套筒采用螺栓

36、與洞口預埋鋼環(huán)連接。為保證盾 構(gòu)機進洞時泥水不從盾構(gòu)機外殼周圍涌出，同時保證注漿不漏漿，需要在進洞口安裝 橡膠簾布。橡膠簾布由專門廠家預制加工，每個出洞口均須安裝一個。盾構(gòu)初始掘進前應預先將橡膠簾布用螺旋掛在鋼套筒上，并用弧形鋼壓板將其固 定，然后再在弧形鋼壓板外安裝預制好的扇形鋼板，其中扇形鋼板可折疊；當盾構(gòu)機 刀盤進入洞口時，調(diào)整扇形板至盾構(gòu)機外殼的距離為10mm左右，盾構(gòu)機的殼體將橡膠簾布及扇型鋼板頂入并向彎曲，當盾尾鋼絲刷剛進入洞口露出管片時，再調(diào)整扇形板， 使其落在管片上。洞門襯墻施工時預埋洞門鋼環(huán)，鋼環(huán)外接鋼套筒，鋼套筒與盾構(gòu)外徑及管片間存 在環(huán)向空隙，為防止盾構(gòu)進出洞時土體從該間

37、隙流失，需要安裝鋼環(huán)口安裝鋼環(huán)止水 橡膠、圓環(huán)形板、扇形壓板及連接螺栓組成的密封裝置。詳見下圖:"蹴j,圖5.1.3-5洞門密圭寸圈示意圖其施工分為兩步進行：1）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，預埋件必須與端墻結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起。2）在盾構(gòu)正式始發(fā)之前，安裝鋼套筒并及時安裝洞口密封壓板及橡膠壓板。（6）組裝負環(huán)管片按設計要求經(jīng)精確測量將反力架等定位后，拼裝負環(huán)管片，為盾構(gòu)推進提供后座 反力。負環(huán)管片由8環(huán)鋼筋混凝土管片。2）盾構(gòu)掘進機始發(fā)注意事項（1）盾構(gòu)掘進機始發(fā)前要根據(jù)地層情況， 設定掘進參數(shù)。開始掘進后要加強監(jiān)測, 及時分析、反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)，動態(tài)地調(diào)整盾構(gòu)掘進

38、參數(shù)，同時注意以下事項： 在進行始發(fā)臺、反力架和首環(huán)負環(huán)管片的定位時，要嚴格控制始發(fā)臺、反力架 和負環(huán)的安裝精度，確保盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)與隧道設計線形符合。 第一負環(huán)管片定位時，管片的后端面應與線路中線垂直。負環(huán)管片軸線應與線 路的切線重合。負環(huán)管片采用通縫拼裝方式。 始發(fā)前基座定位時，盾構(gòu)機軸線與隧道設計軸線保持平行，盾構(gòu)中線可比設計 軸線適當抬咼。 盾構(gòu)在始發(fā)臺上向前推進時，通過控制推進油缸行程使盾構(gòu)機基本沿始發(fā)臺向 前推進。 始發(fā)初始掘進時，盾構(gòu)機處在始發(fā)臺上，因此需在始發(fā)臺及盾構(gòu)機上焊接相對 的防扭轉(zhuǎn)支座，為盾構(gòu)機始發(fā)掘進提供反扭矩。 在始發(fā)階段，由于設備處于磨合階段，要注意推力、扭矩的控制

39、，同時也要注 意各部位油脂的有效作用。掘進總推力應控制在反力架承受能力以下，同時確保在此 推力下刀具切入地層所產(chǎn)生的扭矩小于始發(fā)臺提供的反扭矩。（2在始發(fā)施工中，泥水不平衡的時間越長，給施工帶來的難度就越大，要使盾 構(gòu)順利出洞，除了以前所述在洞圈應設有良好可靠的密封止水裝置和在洞口加固形式 的選定上必須以滿足適應泥水平衡為前提以外，還應有以下技術(shù)要點： 出洞前做好泥水循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試； 認真配置能適應平衡洞口土體的泥水，一般以高濃度泥水為好，即提高泥漿粘 度和比重； 排除洞口段土體障礙物及影響排泥吸口暢通的雜質(zhì)；盾構(gòu)掘進1）盾構(gòu)80m試掘進盾構(gòu)出洞后，為了更好地掌握盾構(gòu)的各類參數(shù)，施工時注意對推

40、進參數(shù)的實時設 定優(yōu)化，地面沉降與施工參數(shù)之間的關(guān)系，并對推進的各項技術(shù)數(shù)據(jù)進行采集、統(tǒng)計、 分析，爭取在較短時間掌握盾構(gòu)機械設備的操作性能，確定盾構(gòu)推進的施工參數(shù)設定 圍，將開始掘進的80m作為試推段，試推階段重點是做好以下的幾項工作：（1）用最短的時間掌握盾構(gòu)機的操作方法，機械性能，改進盾構(gòu)的不完善部分。（2）了解和認識隧道穿越的土層的地質(zhì)條件，掌握這種地質(zhì)下的泥水平衡式盾構(gòu) 的施工方法。（3）通過本段施工，加強對地面變形情況的監(jiān)測分析，掌握盾構(gòu)推進參數(shù)及同步 注漿量參數(shù)。2）試掘進階段的參數(shù)確定盾構(gòu)初始掘進是從理論和經(jīng)驗上選取各項施工參數(shù)，在施工過程中根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù) 及反饋的各種信息，對施

41、工參數(shù)及時加以調(diào)整。 盾構(gòu)機出洞后，初始掘進分以下幾個階段實施。首先在盾構(gòu)機穿越加固土層后， 以日進度34m的速度推進，對密圭寸倉泥水壓力、 刀盤轉(zhuǎn)速及壓力，推進速度，千斤頂推力，注漿壓力及注漿量等，分別采用幾組不同 施工參數(shù)進行試掘進。通過地表沉降的測量和數(shù)據(jù)反饋，確定一組適用的施工參數(shù)。然后提高日進度為46m,通過施工監(jiān)測，根據(jù)地層條件、地表管線、房屋情況， 對施工參數(shù)作慎密細微的調(diào)整，以取得最佳施工參數(shù)。完成上述的工作要點后，將推進速度提高到正常的計劃進度 4環(huán)/日，但以滿足地 表沉降要求為標準，保證對建構(gòu)筑物、管線的保護為準則。通過此階段的試掘進，對隧道的軸線控制，襯砌安裝質(zhì)量均有了各

42、項具體的保證措施， 進一步掌握施工參數(shù)，能根據(jù)地下隧道覆土厚度、地質(zhì)條件、地面附加荷載等變化情 況，適時地調(diào)整盾構(gòu)掘進參數(shù)，為整個區(qū)間隧道施工進度、質(zhì)量管理奠定了良好的基 礎(chǔ)。對區(qū)間沿線建構(gòu)筑物、管線的保護也掌握了初步的規(guī)律，并以此指導全過程施工。3）盾構(gòu)正常掘進施工盾構(gòu)機的掘進由兩人操縱，盾構(gòu)掘進施工全過程受控。在推進前，工程技術(shù)人員根據(jù)盾構(gòu)機目前的姿態(tài)、地質(zhì)變化、隧道埋深、地面荷 載、地表沉降、刀盤扭矩、千斤頂推力等各種勘探、測量數(shù)據(jù)信息，正確下達每班掘 進指令，并即時跟蹤調(diào)整。盾構(gòu)機操作人員執(zhí)行指令，根據(jù)泥水平衡的原理，確認泥 水壓力的設定值，并將其輸入泥水平衡自動控制系統(tǒng)。平衡壓力的設

43、定是泥水平衡式盾構(gòu)施工的關(guān)鍵，維持和調(diào)整設定的壓力值又是盾 構(gòu)推進操作中的最重要環(huán)節(jié)，這里面包含著推力、推進速度和泥漿流量的三者關(guān)系， 對盾構(gòu)施工軸線和地層變形量的控制起主導作用，所以在盾構(gòu)施工中根據(jù)不同土質(zhì)和 覆土厚度、地面建筑物，配合地面監(jiān)測信息的分析，及時調(diào)整平衡壓力值的設定，同 時精確控制盾構(gòu)機姿態(tài)，控制每次的糾偏量，減少對土體的擾動，并為管片拼裝創(chuàng)造 良好的條件。根據(jù)推進速度、泥漿流量和地層變形的監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整注漿量，從 而將軸線和地層變形控制在允許圍。開啟刀盤，旋轉(zhuǎn)切削開挖面的土體；開啟推進系統(tǒng)，盾構(gòu)機在強大的推力作用下， 向前頂進；泥水倉下方的泥漿循環(huán)輸送系統(tǒng)將渣土源不斷地輸

44、送出來；經(jīng)地面泥處理 系統(tǒng)處理后，渣土用汽車運走。盾構(gòu)機駕駛員根據(jù)掘進指令和前一環(huán)襯砌的姿態(tài)、間隙狀況，及時、有效地調(diào)整 各項掘進參數(shù)，如推進速度、千斤頂分區(qū)域油壓、加注膨潤土泥漿等。對初始出現(xiàn)的 小偏差及時糾正，盡量避免盾構(gòu)機走“蛇”形，盾構(gòu)機一次糾偏量不能過大，以減少對地層的擾動本工程盾構(gòu)掘進全部由富有經(jīng)驗的盾構(gòu)駕駛?cè)藛T進行操作，并且在上機前進行培 訓，在取得培訓合格認可后，才能上機操作。見“掘進控制操作程序圖”。4) 盾構(gòu)推進主要參數(shù)設定(1) 平衡壓力值的設定原則根據(jù)地質(zhì)情況及隧道埋深情況理論計算切口平衡壓力：正面平衡壓力：P=K(Y h;P:平衡壓力(包括地下水)；丫： 土體的平均重

45、度；h:隧道埋深；Ko: 土體的側(cè)向靜止平衡壓力系數(shù)，一般取 0.7 ;得出盾構(gòu)在推進中的泥水平衡力。盾構(gòu)在掘進施工中將參照理論計算結(jié)合盾構(gòu)智能化輔助決策系統(tǒng)預測的方法來取 得平衡壓力的設定值。具體施工設定值根據(jù)盾構(gòu)埋深、所在位置的土層狀況以及檢測 數(shù)據(jù)進行不斷的調(diào)整。(2) 推進出土量控制盾構(gòu)掘進每環(huán)理論出土量=n /4 X D X L=n /4 X 6.282X 1.5=46.44m3/環(huán)。盾構(gòu)推進 出土量控制在98%-100%之間。即45.51 m3/環(huán)46.44m3/環(huán)。(3) 推進速度正常推進時速度控制在35cm/min之間。過建構(gòu)筑物時推進速度控制在 2cm/min 以。(4) 盾

46、構(gòu)軸線以及地面沉降量控制：盾構(gòu)軸線控制偏離設計軸線不大于土 50mm地面沉降量控制在+ 10mn 30mm5) 盾尾油脂的壓注在區(qū)間隧道掘進施工過程中，盾尾密封用以防止地層中的泥土、泥水、地下水和 襯砌外圍注漿材料從盾尾間隙中漏入盾構(gòu)。盾尾油脂通過安裝在后配套系統(tǒng)中的一個 氣控油脂泵壓注。泥水循環(huán)與處理系統(tǒng)的管理1) 泥水循環(huán)與處理系統(tǒng)泥水輸送與處理設備完全滿足盾構(gòu)掘進的需要。泥水循環(huán)與處理系統(tǒng)容如下： 流體循環(huán)與監(jiān)控設備一一每條線設置包括©300送漿管、3臺送漿泵、© 250排泥管、4臺排泥泵、1臺循環(huán)泵、© 200旁通管、逆向沖洗裝置、液壓球形閥、伸縮管 裝置

47、、流量計、密度計、壓力計、泥水盾構(gòu)機主機和中央監(jiān)視系統(tǒng) 泥水處理設備一一1次處理、2次處理設備，占地面積為 60mK 30m本工程泥水加壓平衡盾構(gòu)機的特點：不僅采用泥水加壓控制開挖面的穩(wěn)定，而且 增加了氣墊控制的方法，其作用是：使得密封倉的壓力控制變化較為均勻平緩，不 會產(chǎn)生太大的波動；氣墊裝置和壓力倉直接連接，靈敏度較高，與以往安裝在后配 套拖車的減壓閥相比，對壓力波動的反應時間較短，當密封倉的壓力產(chǎn)生變化時，通 過氣壓能更快速地傳遞到中央控制系統(tǒng)，便于及時作出調(diào)整。2) 泥水加壓盾構(gòu)機泥漿循環(huán)系統(tǒng)情況(1) 泥水加壓盾構(gòu)工法的基本原理是，經(jīng)過合理調(diào)泥水加壓盾構(gòu)基本原理整比重、壓力和流量的泥

48、漿被送入盾構(gòu)機的壓力倉，與切 削后的泥土混合后被排出，經(jīng)流體輸送設備輸送至泥水處 理站，分離出泥土，并調(diào)整泥水比重后再次循環(huán)使用，見 右圖。(2) 工作面穩(wěn)定原理泥漿的壓力與作用于工作面的土壓力、 水壓力相抗 衡，以穩(wěn)定工作面； 刀盤的平面緊貼著工作面，起到擋土作用； 泥漿使工作面形成一層抗?jié)B性泥膜，以有效發(fā)揮泥漿壓力的作用； 泥漿滲透至工作面一定深度后， 可起到穩(wěn)定工作面及防止泥漿向地層泄漏作用。 工作面對泥漿的過濾作用，因土的顆粒直徑、滲透系數(shù)等而異，但總的來說，以上相互作用可讓工作面達到穩(wěn)定。因此，施工中應加強對泥漿壓力和泥漿品質(zhì)的控制。 泥漿的濃度越高，對穩(wěn)定工作面的效果越大，但流體輸

49、送設備和泥水處理設備的負擔 也隨之增大，因此，應根據(jù)切削土體的實際情況進行適當控制。通常采用的泥漿比重 值為1.051.3， 為保證淺埋段全斷面砂層時氣密性，泥漿比重取上限值。 為保證全斷面粘土層處刀盤不結(jié)泥餅，減少廢漿量，泥漿比重取下限值，并加 入CMC添加劑增強泥漿性能，環(huán)流操作時注意切換進漿閥，通過進漿切換壓力差沖洗 刀盤，掘進一環(huán)完成后根據(jù)掘進情況(是否切口壓力波動頻繁)，先對泥水倉循環(huán)清洗 后關(guān)閉開挖倉循環(huán)。（3）中繼泵的布置送漿管的輸送對象是經(jīng)過比重調(diào)整的泥水，即使延長輸送距離送漿壓力也不會明 顯降低，相比之下，排泥管需要把切削后的泥土輸送至泥水處理站，隨著管道的延長， 泥土密度增

50、大，輸送壓力損失較大，因此，排泥管路中必須合理設置中繼泵，以防止 排泥壓力（流量）降低。本標段擬布置輸送泵的臺數(shù)為：送漿管路：P1-1、P1-2、P1-3，兩臺盾構(gòu)機共6臺排泥管路：P2-1、P2-2、P2-3、P2-4,兩臺盾構(gòu)機共8臺除每臺盾構(gòu)機自帶2臺外，其余10臺均為中繼泵。（4）旁通管的布置當遇到以軟弱土層和礫石層為主的地層時，切削后的泥土有可能造成排泥管口及 閥的堵塞，從而引起工作面泥水過多、流量不穩(wěn)等。這些現(xiàn)象很有可能對掘進效率和 工作面穩(wěn)定造成不良影響。應利用旁通循環(huán)消除排泥管的堵塞。此外，如果在掘進開始后才設定泥水輸送管路的壓力、流量，則需要把泥水直接 送入盾構(gòu)機壓力倉，這種

51、做法較危險。因此，掘進開始前，應進行一定的旁通循環(huán)， 調(diào)整好壓力、流量。（5）送排泥管路送排泥管路的作用是在盾構(gòu)機與泥水處理設備之間輸送泥漿，在掘進施工中發(fā)揮 著重要的作用。必須考慮流體輸送的安全、降低管路輸送損失以及加強耐磨性能等。本標段擬采用管徑為：送漿管為© 300mm排泥管為© 250mm3）泥漿循環(huán)系統(tǒng)管理泥水加壓式盾構(gòu)法，是用泥水加壓密閉的開挖面，不能直觀目視開挖面狀態(tài)及掘 削狀況。為此，采用綜合管理送排泥狀態(tài)、開挖面泥水寶壓力以及泥水處理設備等運 轉(zhuǎn)狀況來進行推測，以便及時處理突如其來的異常情況。如果將盾構(gòu)掘進機、送排泥 循環(huán)輸送和泵的狀態(tài)及泥水處理設備等不作

52、為一個綜合性系統(tǒng)進行管理，完全獨自運 轉(zhuǎn)，將變得毫無意義。泥水加壓式盾構(gòu)的綜合管理系統(tǒng)，不是單純的信息中心，而是 作為整體運轉(zhuǎn)所不可缺少的一個體系。將這些信息集中在一起并迅速作出反應的某一 處理稱為中央控制，操作人員的操作技能是兼下達土木、電氣、機械等綜合判斷指令 的技術(shù)于一體，并在數(shù)據(jù)分析中起到顯著的作用。（1）通過對盾構(gòu)掘進速度、泥水濃度、排泥量等有關(guān)數(shù)據(jù)的采集、分析來監(jiān)視開挖面穩(wěn)定狀況，并通過調(diào)整泥水比重、泥水壓力確保開挖面的穩(wěn)定（2）加壓和循環(huán)系統(tǒng)中央管理控制容送排泥泵的起動、停止；送排泥流量、流速；旁通管路運轉(zhuǎn)時的送泥管水壓；盾構(gòu)掘進機掘削時，為保持開挖面泥水壓的送泥水壓的控制等。管

53、沉淀臨界流速的維持是采取用電磁流量儀測定實際流量，將它和預先由管徑計 算的沉淀臨界流量的差值，通過改變泵轉(zhuǎn)速進行校正，并自動控制在沉淀臨界流速以 上的方法。此外，對于最關(guān)鍵的開挖面泥水壓力（包括送排泥水壓力）控制，送泥泵P； 是否要使用可變速泵（VS,若使用定速泵，那么在送泥管中途和返回調(diào)整槽途中就要 設有自動控制閥，隨著掘進、排泥及其它變化，由泥水壓力儀來檢測開挖面泥水壓力 的變動，自動演算與開挖面設定的水壓差?？勺兯伲?VS）泵場合，由轉(zhuǎn)速、自動控制 閥自動控制開度，通過控制送入開挖面的泥水量來控制泥水壓力，達到開挖面穩(wěn)定。 同時也能測定各泵的轉(zhuǎn)速、電流值以及確認排泥泵的增設時間。此外，根

54、據(jù)上述狀況 還可以推測管路堵塞位置。為了保持開挖面泥水壓力，閥類操作采取自動控制，由轉(zhuǎn)換程序裝置控制進行自 動管理。在節(jié)假日以及故障等停止掘削期間的開挖面泥水壓力，同樣也由開挖面泥水 壓力儀、自動控制閥和泵的自動運轉(zhuǎn)聯(lián)合裝置，自動進行控制。（3）泥水平衡控制泥水平衡控制的目的是使泥水加壓式盾構(gòu)開挖面的土體壓力達到平衡，保持開挖 面的穩(wěn)定。在盾構(gòu)施工中要使盾構(gòu)開挖面壓力絕對平衡是不可能的，因為受到盾構(gòu)掘 進速度、地層變化、掘進深度及掘進長度等多種因素干擾，必須通過監(jiān)控手段去達到 動態(tài)上的相對平衡，以求開挖面的穩(wěn)定。 泥水平衡控制對象隨著盾構(gòu)掘進速度的動態(tài)變化，切削進入泥水倉的泥土量與掘進速度亦成

55、正比變 化，其在泥水倉產(chǎn)生的壓力趨勢亦呈正比變化。隨著掘進距離的增長，在送泥水泵功 率一定的條件下，送泥管道的增長會引起送泥水阻力的增加，使進入泥水倉的送泥水 壓力下降。同時排泥水泵功率一定的條件下，排泥管道增長會引起排泥水阻力的增加， 使泥水倉壓力增加。掘進速度變化和送排泥管道增長是泥水倉壓力變化的主要干擾源。 在影響土體惡性循環(huán)的諸因素中（泥水倉壓力、掘進速度和泥水密度等），泥水倉壓力 是影響土體穩(wěn)定的主要因素。因此，泥水平衡控制的主要對象是泥水倉的壓力 泥水平衡控制原理泥水平衡控制運用單回路調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機構(gòu)（調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速和控制閥開度）與被 控對象構(gòu)成閉環(huán)路反饋，根據(jù)被控參數(shù)的測量值與給定

56、值之間的偏差，按調(diào)節(jié)規(guī)律， 對執(zhí)行機構(gòu)進行控制，以達到泥水平衡控制之目的。在不同工況條件下，調(diào)節(jié)器的設 定值、測量值、輸出控制之間的關(guān)系見下表。泥水盾構(gòu)各狀態(tài)關(guān)系表狀態(tài)調(diào)節(jié)器名稱設定值（SV）測量值（PV輸出控制停止開挖面水壓調(diào)切器開挖面水壓開挖面水壓閥門開度旁路開挖面水壓調(diào)節(jié)器開挖面水壓開挖面水壓閥門開度送泥水壓凋節(jié)器送泥水壓送泥水壓送泥泵轉(zhuǎn)速排泥流量調(diào)節(jié)器排泥水流量送泥水流量排泥泵轉(zhuǎn)速掘進開挖面水壓調(diào)切器開挖面水壓開挖面水壓送泥水壓調(diào)節(jié)器跟蹤輸入送泥水壓調(diào)節(jié)器送泥水壓送泥水壓送泥泵轉(zhuǎn)速排泥流量調(diào)節(jié)器排泥水流量排泥水流量排泥泵轉(zhuǎn)速在掘進狀態(tài)條件下，開挖面水壓調(diào)節(jié)器根據(jù)測得的開挖面水壓同設定值進行比較, 如果泥水倉壓力大于設定值，開挖面水壓調(diào)節(jié)器輸出值降低，送泥泵的轉(zhuǎn)速下降，進 入泥水