盾構(gòu)過空推段施工組織設(shè)計

1、第一章編制說明及編制原則一、編制依據(jù)盾構(gòu)法隧道施工與驗收規(guī)范（ GB50446-2008 ）；地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范（ GB 50299-2003 ）；復(fù)合地層中的盾構(gòu)施工技術(shù)竺維彬鞠世建著；深圳地鐵盾構(gòu)隧道技術(shù)研究與實踐劉建國 著；西平站 蛤地站區(qū)間隧道縱斷面及特殊地段處理措施西平站 蛤地站區(qū)間地質(zhì)勘察報告二、編制原則 堅持科學(xué)、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、合理與實用相結(jié)合的原則。 強(qiáng)化組織指揮，加強(qiáng)管理，保工期、保質(zhì)量、保安全。 優(yōu)化資源配置，實行動態(tài)管理。 采用監(jiān)控措施和信息反饋及超前預(yù)報系統(tǒng)指導(dǎo)施工。 安全質(zhì)量、文明施工、環(huán)境保護(hù)滿足政府與業(yè)主的要求。第二章工程概況一、標(biāo)段位置及范圍東莞市快速軌道

2、交通R2 線 2307 標(biāo)段位于東莞市南城區(qū)， 線路自東莞大道與西平二路口的西平站，沿東莞大道從東北往西南方向前進(jìn)，過西平三路口、穿環(huán)城路高架橋、宏北路口后到達(dá)東莞大道與宏三路口的蛤地站。標(biāo)段位置見圖2-1 所示。標(biāo)段工程全長2262.808m ，由一站一區(qū)間（西平站、西平站蛤地站區(qū)間）組成。西平站采用明挖順作法施工，西平站蛤地站區(qū)間隧道為兩條單線隧道，地面條件為雙向八車道主干道，中央綠化帶較寬闊，兩側(cè)各設(shè)有一條輔道。區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，對中間硬巖段（左線367m 、右線 260m ）則采用礦山法開挖，盾構(gòu)空載推進(jìn)襯砌。設(shè)風(fēng)機(jī)房兼礦山法施工豎井1 座、聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房1 處、單獨(dú)聯(lián)絡(luò)通道 2

3、 處。標(biāo)段工程范圍見圖2-2 所示。1東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案西平站蛤地站圖 2-1標(biāo)段工程位置圖420.2719程480+.里990程16點程0K28.里D+終0 里4點Z9程72點程程981間.點6終0程.里K0.起里里99D區(qū)7起803里6點Z39井房 點.點.8+法3程03點+終9+風(fēng)機(jī)起5終967山9房里6程1起1間道11間風(fēng) 法+法9+K道K礦K機(jī)道 點 096里0間D區(qū)通DD中風(fēng)間 山1山.2Y通YZ間通終.K2點K絡(luò)中中礦0D礦3D 區(qū)絡(luò)絡(luò)段4Z1起Z聯(lián)6+聯(lián)聯(lián)法+0間#921#1K23山 KD 區(qū)DZ西平站礦 Y蛤地站左線 1528.

4、732m左線 232.976m左線 513.399m右線 1500.108m右線 222.976m右線 492.699m盾構(gòu)段礦山段盾構(gòu)段圖 2-2標(biāo)段工程范圍圖二、設(shè)計概況根據(jù)隧道所處的環(huán)境條件、地質(zhì)條件、斷面大小及埋深情況，隧道洞身大部分穿越中微風(fēng)化花崗片麻巖，最大巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度值為117Mpa ，且部分地段上軟下硬，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)困難，故采用礦山法完成隧道開挖、初支，盾構(gòu)通過拼裝管片。左右線隧道均利用中間風(fēng)井作為施工豎井進(jìn)洞開挖。礦山法隧道內(nèi)凈空尺寸為直徑6400mm ，在盾構(gòu)機(jī)外徑6280mm 的基礎(chǔ)上考慮120mm 的盾構(gòu)機(jī)工作空間；在礦山法隧道底部60 范圍內(nèi)設(shè)有半徑 3150m

5、m ，厚150mm 的混凝土導(dǎo)向平臺，用于引導(dǎo)盾構(gòu)機(jī)按正確路線參數(shù)推進(jìn)。2東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案礦山法隧道左右線總長度484.526 米，共有 A 型、 B 型、 C 型三種斷面形式，礦山法隧道按錨噴構(gòu)筑法進(jìn)行施工，根據(jù)地質(zhì)條件情況，盾構(gòu)空推初支段分為A、B、 C 型襯砌類型進(jìn)行施工。A 型襯砌適用隧道全部處于中、微風(fēng)化地層且頂板巖層較厚段， 采用臺階法進(jìn)行開挖；B 型襯砌適用于隧道拱部范圍處于強(qiáng)風(fēng)化地層段，采用短臺階法進(jìn)行開挖；C 型襯砌適用于隧道拱部處于土層及全風(fēng)化地段，采用環(huán)形臺階法進(jìn)行開挖。其斷面形式如圖2-3 、 2-4 、2-5 所示。表

6、 2-1 復(fù)合式襯砌設(shè)計支護(hù)參數(shù)表襯砌初期支護(hù)參數(shù)輔助施工措施施工預(yù)留類型系統(tǒng)錨桿鋼筋網(wǎng)噴射砼格柵鋼架洞內(nèi)42 注漿小導(dǎo)管方法變形量全斷面注漿22 砂漿錨桿， L=2 。8 鋼筋網(wǎng)C20 網(wǎng)噴早強(qiáng)臺階法單線， 1.2m 1。2m0.25m 0.25m/30 mm5m砼，厚 0.20mA 型邊墻布置全環(huán)單層布置 32 注漿錨管，8 鋼筋網(wǎng)C20 網(wǎng)噴早強(qiáng)L=3.50.3*2.4m ，短單線0.2m 0.2m間距 0.8m/40mmL=3.0m,1 。0m 0.8m砼，厚 0.25m拱部 120 布置臺階法B 型邊墻布置全環(huán)單層布置 32 注漿錨管，8 鋼筋網(wǎng)C20 網(wǎng)噴早強(qiáng)上半斷面深孔預(yù)注L=3

7、.50.3*1 。8m ，環(huán)形臺階單線0.15m 15m間距 0.6m50mmL=3.5m,0 。8m 0.6m砼，厚 0.3m漿拱部 120 布置法C 型邊墻布置全環(huán)單層布置圖 2-3單線 A 型隧道襯砌斷面圖3東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案圖 2-4單線 B 型隧道襯砌斷面圖圖 2-5 單線 C 型隧道襯砌斷面圖4東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案礦山法隧道開挖半徑 6.9 米，初支后隧道為圓形隧道，半徑 6.4 米，盾構(gòu)機(jī)刀盤直徑 6.28 米，故盾構(gòu)機(jī)與初支面之間有 60mm 間隙。同外徑為 6 米的管片之間有 200

8、mm 間隙，用豆粒石及同步注漿填充密實。圖 2-6礦山法區(qū)間初支后斷面圖圖 2-7盾構(gòu)空推后管片拼裝完畢斷面圖三、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)本區(qū)間地形稍有起伏，屬沖積平原地貌區(qū)，地面高程11.2 24.5m ?，F(xiàn)多為交通道路及低矮住宅區(qū)。礦山法空推段隧道埋深1213.8 米，從大里程方向向小里程方向（盾構(gòu)掘進(jìn)方向）均為3 的下坡。區(qū)間范圍上覆地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填筑土，全新統(tǒng)沖洪積粉質(zhì)粘土、砂土，第四系殘積砂質(zhì)粘性土，下伏基巖為燕山期花崗閃長巖、震旦系大紺山組混合片麻巖。隧道洞身主要從殘積砂質(zhì)粘性土及混合片麻巖全、強(qiáng)風(fēng)化層中穿過，遇水極易軟化、崩解，穩(wěn)定性差；部分段落洞頂緊鄰砂層，易產(chǎn)生涌砂、流

9、砂等問題；局部地段隧道洞身穿越中微風(fēng)化混合片麻巖，中微風(fēng)化巖面附近巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，同一開挖斷面上存在上下、左右軟硬不均的普遍現(xiàn)象。洞身YDK17+861 DK19+387 、YDK19+635YDK20+134段穿越殘積土及全、強(qiáng)風(fēng)化混合片麻巖，局部隧道底部穿越中、微風(fēng)化混合片麻巖。YDK19+387 +635 段穿越中微風(fēng)化混合片麻巖。此段場地條件較好。地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。對混凝土結(jié)構(gòu)具酸性侵蝕性，環(huán)境作用等級為H1 ， CO()(2) 侵蝕性環(huán)5東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案境作用等級為 H1，建議環(huán)境作用

10、等級按 H1 考慮。根據(jù)室內(nèi)易溶鹽試驗結(jié)果， 按照巖土工程勘察規(guī)范（ GB50021-2001 ）（ 2009 年版），按 III 類環(huán)境類型及 B類地層滲透性判定，本次勘察區(qū)間范圍內(nèi)地下水位以上土層對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性。在A類環(huán)境下，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。對鋼結(jié)構(gòu)具微腐蝕性?？傮w而言，隧道掘進(jìn)條件差。第三章施工重難點一、導(dǎo)臺施工精確度控制在盾構(gòu)機(jī)空推前，已經(jīng)施工完畢混凝土導(dǎo)臺，混凝土導(dǎo)臺的施工質(zhì)量直接影響到盾構(gòu)機(jī)能否保持良好的推進(jìn)姿態(tài)，保證管片拼裝質(zhì)量，達(dá)到預(yù)期的防水效果，因此導(dǎo)臺的精確度是盾構(gòu)空推段的一個控制難點。二、盾構(gòu)機(jī)到達(dá)在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)礦山法隧道前 25m 施工時，隨著

11、刀盤前方巖土逐漸減少， 盾構(gòu)機(jī)對前方巖體及礦山法段與盾構(gòu)段接口位置的擾動也逐漸增加，設(shè)定合適的盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，是保證盾構(gòu)順利到達(dá)礦山段的關(guān)鍵，這也是本次施工的難點。三、提供盾構(gòu)機(jī)足夠的反力盾構(gòu)機(jī)在導(dǎo)臺上滑行，遇到的阻力較小，可能使管片之間的擠壓力達(dá)不到2500KN 的設(shè)計要求，從而造成隧道密封性降低，管片環(huán)之間容易漏水，因此，在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)過程中需要在刀盤前堆積適量的豆粒石并不斷補(bǔ)充，為盾構(gòu)空推提供足夠的反力。四、注漿量控制注漿量過大，會造成水泥砂漿反竄到刀盤前方，固結(jié)豆粒石堆積體，在刀盤轉(zhuǎn)動時造成盾構(gòu)機(jī)整體翻轉(zhuǎn)。注漿量過少，則起不到背后注漿的效果，不能及時穩(wěn)定管片。6東莞地鐵R2 線 2307

12、標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案第四章盾構(gòu)過礦山法區(qū)間施工方法一、方案一施工工藝流程針對本標(biāo)段特點，盾構(gòu)空推過礦山法隧道擬采用兩種方法為盾構(gòu)機(jī)提供反力，即從大里程到中間風(fēng)井（左線：ZDK19+650417.024，右線： YDK19+640413.4）為方案一，從中間風(fēng)井到小里程（YDK19+395.0370）為方案二。方案一：考慮到可以從中間風(fēng)井下料及噴漿機(jī)向管片后吹填豆粒石，故采用回填豆粒石來為盾構(gòu)機(jī)提供反力，工藝流程如圖4-1 所示。圖 4-1盾構(gòu)機(jī)過礦山法區(qū)間方案一流程圖圖 4-2盾構(gòu)機(jī)過礦山法段方案一噴射豆粒石縱剖示意圖a 、盾構(gòu)機(jī)出洞，進(jìn)入礦山法區(qū)間，盾構(gòu)機(jī)步進(jìn)安裝管片，如正

13、常掘進(jìn)相同每步進(jìn) 1.5 米拼裝一環(huán)管片，在盾構(gòu)機(jī)步進(jìn)的過程中在盾構(gòu)機(jī)前方堆積豆粒石或渣土以提供反力，以確保管片拼裝質(zhì)量，增強(qiáng)管片防水效果。7東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案b 、管片拼裝完成后要及時進(jìn)行管片與礦山法隧道初支面間的回填，背襯回填時每隔 4.5 米在盾構(gòu)機(jī)切口四周用沙袋做成圍堰，防止?jié){液外漏、豆粒石從刀盤前面流出，然后用混凝土噴射機(jī)從刀盤前方向盾構(gòu)機(jī)后方吹入粒徑為510mm 的豆粒石骨料，由于區(qū)間隧道開挖不規(guī)整，豆粒石噴填方量不完全固定。c 、在豆粒石回填后，進(jìn)行注漿作業(yè)，由于盾構(gòu)機(jī)前面是敞開的，同步注漿效果不是很理想，在管片拼裝10 環(huán)后從吊裝

14、孔檢查注漿效果，若效果不好，可通過注漿孔進(jìn)行二次注漿。d、在空推過程中，盾構(gòu)機(jī)前方豆粒石會有損失，所需補(bǔ)充的豆粒石從豎井吊裝并運(yùn)輸至掌子面。方案二：從中間風(fēng)井到小里程（YDK19+395.0370）段由于盾構(gòu)進(jìn)洞后操作人員及噴漿機(jī)具進(jìn)入刀盤前方比較困難，故選用方案二，施工示意圖如圖4-3 所示。圖 4-3盾構(gòu)機(jī)過礦山法區(qū)間方案二示意圖盾構(gòu)機(jī)推動回填的渣土，渣土在刀盤前逐漸形成密實的土柱，盾構(gòu)機(jī)達(dá)到正常推進(jìn)模式。管片與已開挖成形隧道間由回填土充填，同時開啟同步注漿進(jìn)行止水，提升至要求值后，開啟螺旋輸送機(jī)出土。如果上部渣土不能完全填滿隧道，則只開下部同步注漿系統(tǒng)，上部用豆礫石回填及注水泥漿。當(dāng)發(fā)現(xiàn)

15、管片背后填充不滿時，從吊裝孔向管片與隧道間隙中噴射豆粒石，示意圖如圖4-4 所示。隧道初襯盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向拼裝管片噴射管進(jìn)氣排氣盾構(gòu)機(jī)豆礫石盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)臺圖 4-4從隧道內(nèi)向管片背后噴填豆粒石示意圖8東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案二、主要的技術(shù)控制及措施1.盾構(gòu)推進(jìn)控制在整個礦山隧道內(nèi)推進(jìn)，關(guān)鍵點在以下的四個方面加以控制。盾構(gòu)機(jī)在未完全進(jìn)入導(dǎo)臺的推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)入礦山法隧道內(nèi)導(dǎo)臺前，對接觸混凝土導(dǎo)臺刀盤刀具進(jìn)行調(diào)整，避免刀具與導(dǎo)臺接觸。應(yīng)對盾構(gòu)各類型千斤頂進(jìn)行調(diào)整，使盾構(gòu)姿態(tài)符合要求。在推進(jìn)時，推進(jìn)速度不能過快，控制在10 20mm 范圍內(nèi)，每推進(jìn)1 環(huán)，必須進(jìn)行盾

16、構(gòu)軸線的測量，必要時，每0.5 環(huán)進(jìn)行測量，以便使盾構(gòu)以良好姿態(tài)進(jìn)入導(dǎo)臺。在推力方面，考慮到土體對盾構(gòu)殼摩擦阻力（或裹實），推力控制在50 150T 范圍內(nèi)，當(dāng)推進(jìn)速度達(dá)到要求，則此推力就為此時的推力。軸線高程坡度改變推進(jìn)在坡度改變上推進(jìn)，關(guān)鍵是控制推進(jìn)千斤頂?shù)男谐滩罴般q接千斤頂行程差，確保礦山法隧道與盾構(gòu)殼間的間隙。在推進(jìn)時，每一環(huán)必須進(jìn)行測量工作，根據(jù)測量數(shù)據(jù)，調(diào)整千斤頂行程差（區(qū)域油壓）。盾構(gòu)機(jī)在礦山法隧道未完全進(jìn)入正常盾構(gòu)推進(jìn)土體內(nèi)在這一階段推進(jìn)工作中，由于盾構(gòu)推力將逐步增大，對礦山法隧道內(nèi)的管片將產(chǎn)生一定量的位移，因此盾構(gòu)推力不能過大，一般控制在600 800T 左右，推進(jìn)速度在 1

17、0 20 范圍內(nèi)，刀盤轉(zhuǎn)速控制在1.0 1.8rpm 范圍內(nèi)，土壓控制在0.1 0.15MPa 范圍。在盾構(gòu)進(jìn)入土體前， 必須在礦山法隧道內(nèi)的管片進(jìn)行二次注漿施工，注漿材料為水泥漿，注漿壓力控制在0.1 0.3MPa 范圍內(nèi)，注漿順序為：底部推進(jìn)方向右方 推進(jìn)方向左方 頂部。礦山法隧道與盾構(gòu)隧道的接口處注漿回填由于礦山法隧道與盾構(gòu)隧道接口處，盾構(gòu)推進(jìn)時對周邊土體撓動，土體較容易坍塌，因此在該處注漿回填時，在灌注碎石后，馬上用雙液漿進(jìn)行壓注，使回填材料能在短時間內(nèi)達(dá)到一定的強(qiáng)度，防止水土流失。 雙液漿配比如表4-1 所示（ 1M 3 ）：9東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧

18、道施工方案表 4-1注漿配合比A液B液水泥（ Kg ）膨潤土（ Kg ）水（ L ）水玻璃（ L）48055720130注：混合率： 11 ，凝固時間8 12 秒。2. 盾構(gòu)軸線控制根據(jù)軸線設(shè)計半徑計算盾構(gòu)鉸接千斤頂?shù)男谐滩睿七M(jìn)千斤頂行程差，確保盾構(gòu)機(jī)沿礦山隧道軸線行走，同時在盾構(gòu)推進(jìn)前復(fù)核礦山隧道與盾構(gòu)機(jī)軸線誤差，根據(jù)誤差調(diào)整鉸接千斤頂、推進(jìn)千斤頂行程差，保證盾構(gòu)與礦山隧道間的間隙。在推進(jìn)時，盾構(gòu)推進(jìn)操作必須嚴(yán)格控制控制推進(jìn)千斤頂各區(qū)域油壓差和每推進(jìn)一環(huán)后的行程差。3. 管片拼裝管片的拼裝使用拼裝模式，考慮管片外周與盾尾間隙以及按軸線走向進(jìn)行排列。主要考慮間隙問題，如無間隙將導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)在推

19、進(jìn)過程中軸線發(fā)生偏離，即盾構(gòu)機(jī)與礦山法隧道的間隙逐漸縮小而與礦山法隧道初襯發(fā)生相碰，影響施工安全，因此管片拼裝著重于管片的選形及封頂塊安裝的位置。由于有混凝土導(dǎo)臺，所以在推進(jìn)時，保持上下推進(jìn)千斤頂油壓相等則盾構(gòu)機(jī)將沿導(dǎo)臺的導(dǎo)向行走。在軸線高程中推進(jìn)，同樣關(guān)鍵為控制盾構(gòu)盾尾與管片外圍間隙的控制，原理與平面盾構(gòu)推進(jìn)，管片拼裝模式一樣。4. 千斤頂推力的確定（ 1）因為盾構(gòu)機(jī)最大推力 37000KN, 共 30 個頂 , 每個頂?shù)淖畲笸屏s為 1233KN, 每個頂?shù)淖畲髩毫?400bar, 為保證盾構(gòu)機(jī)的正常前進(jìn)及管片止水要求， 選用 40bar的壓力，那么每個頂?shù)耐屏Υ蠹s是12.23 噸， 3

20、0 個頂大約是367 噸。盾構(gòu)機(jī)前部（刀盤 +前盾 +中盾 +尾盾）大約重為300 噸，而鋼與混凝土的摩擦系數(shù)大約為0.5 ，其摩擦力為300*0.5=150噸， 30 個頂?shù)耐屏h(yuǎn)大于摩擦力，此時在拼裝管片的過程中，盾構(gòu)機(jī)會在推力的作用下向前滑行，而此時就必然會降低頂?shù)耐屏?，甚至出現(xiàn)脫頂?shù)臓顟B(tài)，此時就很可能造成：10東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案1. 已拼裝的管片就會在重力作用下掉下來，危及拼裝人員的安全；2. 由于千斤頂?shù)耐屏ο陆?，管片之間的密封止水條就會失去作用而漏水；5. 管片防水改良及拼裝（ 1）由于盾構(gòu)在礦山法隧道進(jìn)行推進(jìn)，其推力可能達(dá)不到管片止

21、水帶的壓密要求，因此為保證管片嵌縫的防水效果，在管片離手孔30mm 處（外側(cè)）沿管片單邊增加一道的遇水膨脹止水帶，止水帶寬度： 30 1 3mm ，根據(jù)實際情況，選取止水帶的厚度。（ 2）在每安裝一片管片后，先用人工將管片連接螺桿進(jìn)行初步緊固；待安裝完一環(huán)后，再用高速氣扳機(jī)對螺栓進(jìn)行修緊。在安裝管片時，推進(jìn)千斤頂?shù)膲毫?yīng)設(shè)定為拼裝壓力（拼裝壓力： 4MPa ）。三、盾構(gòu)空推反力計算為保證盾構(gòu)機(jī)通過空推段時的管片拼裝質(zhì)量， 盾構(gòu)機(jī)前方必須提供足夠的反力，以將管片環(huán)縫隙擠壓密實，在中間風(fēng)井南側(cè)段礦山法隧道中，采用刀盤前方堆積豆粒石的來提供反力，其堆積方式為隧道半斷面堆積，共長6m ，在中間風(fēng)井北側(cè)

22、右線隧道中，由于隧道較短且盾構(gòu)一但進(jìn)洞人員進(jìn)入到刀盤前方有一定困難的情況下，采用回填水泥土的方法進(jìn)行提供反力。盾構(gòu)機(jī)空推時反力由混凝土導(dǎo)臺與盾構(gòu)機(jī)的摩擦阻力 F1 ，推動到盤前所堆豆粒石收到的摩擦阻力F2，刀盤支承豆粒石所受側(cè)向阻力 F3 ，盾尾刷與管片之間的摩擦阻力F4 和后配套拖車所需牽引力F 5 構(gòu)成?，F(xiàn)以豆粒石堆積長度為6m 計算：推進(jìn)時混凝土導(dǎo)臺與盾構(gòu)機(jī)的摩擦阻力F1=摩*W g=0.3 3410=1023KN其中： 摩 導(dǎo)臺與盾構(gòu)機(jī)的摩擦系數(shù)；Wg 盾構(gòu)機(jī)主機(jī)重量；盾構(gòu)機(jī)推動刀盤前方豆粒石受到的摩擦阻力F2=摩D2/40.5 L 粒 =0.3 （ 3.14 6.4 2 /4 0.5

23、 ）616=489.4KN式中： L 回填豆粒石的長度；11東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案粒 豆粒石的重度，取值16kg/m 3刀盤支承豆粒石所受的側(cè)墻阻力F3 =kD2/4 0.5 h粒=0.39 (3.14 6.4 2/40.5 ）6.4/2 0.5 16=160.5KN式中： k 側(cè)壓力系數(shù)。盾尾刷與管片之間的摩擦阻力（以兩環(huán)管片作用在盾尾計）F4=摩2W 管 =0.5 2200=200KN式中： W 管 每環(huán)管片的重力取200KN后配套拖車的牽引阻力F 5=摩 W 拖 =0.5 1700=850KN因此，根據(jù)以上計算，盾構(gòu)機(jī)空推時所能提供給盾構(gòu)的反作

24、用力總計為：F=F 1 +F 2+F 3+F 4+F 5 =1023+489.4+160.5+200+850=2722.9KNF 止水條達(dá)到最小防水?dāng)D壓力2500KN ，故刀盤前方堆積的豆粒石設(shè)計滿足管片環(huán)間止水效果要求。四、刀盤前方堆土（豆粒石）計算當(dāng)?shù)V山法隧道初支施做質(zhì)量較高，隧道幾乎不滲漏水時，刀盤前方可堆土（適合于中間風(fēng)井向西平站方向段礦山法隧道區(qū)間），若隧道內(nèi)滲漏水嚴(yán)重時，所堆渣土與水結(jié)合變成稀泥，在盾構(gòu)空推的時候提供不了有效反力，因此在初支效果不是很理想的情況下， 需要使用豆粒石堆積在刀盤前方，根據(jù)盾構(gòu)空推反力的計算結(jié)果，采取半斷面堆積豆粒石，堆積長度為6m ，堆積總方量為102.

25、64m 3 ，在豎井處，由于斷面擴(kuò)大，以及豆粒石在盾構(gòu)空推過程中的消耗，因此，在礦山法隧道內(nèi)每隔20m堆積 50m 3 ，豆粒石可采取人工配合機(jī)械施工，從豎井用井架垂直運(yùn)輸至井下。五、端頭墻設(shè)計端頭墻的周邊秘排三榀格柵拱架，玻璃纖維筋格柵水平設(shè)置，每個格柵橫排有四個玻璃纖維筋，外側(cè)為2 排密排的 28 的玻璃纖維筋，中間和內(nèi)側(cè)為兩排2212東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案的玻璃纖維筋，豎向排三排玻璃纖維筋，水平格柵要錨入初支250mm ，全斷面設(shè)置單層玻璃纖維筋網(wǎng)片，初噴40mm 混凝土后，掛16 玻璃纖維筋網(wǎng)，網(wǎng)片間距300 300 ，噴 800mm 厚 C

26、15 混凝土，保護(hù)層厚度40mm ，在混凝土噴射完畢后設(shè)置一道混凝土環(huán)梁，環(huán)梁鋼筋與初支拱架鋼筋焊接牢固，端頭墻加固平面圖見圖2-6 。六、導(dǎo)臺設(shè)計混凝土導(dǎo)臺位于隧道底部60 o范圍內(nèi)（見圖2-5 ），導(dǎo)臺表面與盾構(gòu)機(jī)刀盤外輪廓有 10mm 間隙，導(dǎo)臺半徑3150mm ，采用 HPB235 鋼筋、 C30 混凝土，導(dǎo)臺厚度 150mm ，礦山法隧道初期支護(hù)應(yīng)盡量保證其設(shè)計凈空，以確保導(dǎo)臺上表面的高程符合設(shè)計要求，并能保證混凝土導(dǎo)臺的設(shè)計厚度，以達(dá)到足夠的強(qiáng)度隧盾構(gòu)區(qū)間道中線盾構(gòu)掘進(jìn)方向玻璃纖維筋格柵三榀鋼格柵密排圖 4-5礦山法區(qū)間隧道導(dǎo)臺施工斷面圖圖 4-6端頭墻施工平面圖第五章質(zhì)量保證措施

27、一、導(dǎo)臺施工導(dǎo)臺施工采取分段澆筑，每段1520m ，綁扎鋼筋前將隧道初支噴射混凝土表面清理干凈，以保證導(dǎo)臺厚度及混凝土之間結(jié)合緊密，嚴(yán)格控制鋼筋保護(hù)層，澆筑混凝土?xí)r要嚴(yán)格按照設(shè)計高程施工，以保證混凝土導(dǎo)臺的高程準(zhǔn)確，導(dǎo)臺澆筑混凝土?xí)r要注意振搗到位，保證混凝土的密實性，空推過程中盾構(gòu)姿態(tài)的控制主要依賴13東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案于導(dǎo)臺的施工質(zhì)量，所以在導(dǎo)臺施工時必須保證導(dǎo)臺的軸線與隧道設(shè)計軸線重合，且鋼筋混凝土導(dǎo)臺對稱于隧道中線。二、空推段施工質(zhì)量保證措施1 、調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入礦山法區(qū)間空推段前50m ，測定管片姿態(tài)，人工測量檢查盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，校正自

28、動導(dǎo)向系統(tǒng)，測定盾構(gòu)推進(jìn)姿態(tài)偏差，開始糾偏（水平控制偏差為0，垂直偏差為 50mm ）。在此段進(jìn)行二次注漿，保證二次注漿效果，穩(wěn)定管片姿態(tài)，確保自動導(dǎo)向系統(tǒng)能精確高效的工作，同時復(fù)測礦山段斷面情況，監(jiān)測礦山段拱頂沉降及邊墻收斂，檢查端頭墻洞門尺寸，確保凈空，保證盾構(gòu)機(jī)能準(zhǔn)確安全進(jìn)入礦山法區(qū)間空推段隧道。2 、盾構(gòu)機(jī)步進(jìn)盾構(gòu)機(jī)直接掘削破除玻璃纖維筋格柵和雙液注漿加固過的C15 混凝土墻之后，步進(jìn)上提前施工完畢的混凝土導(dǎo)臺。啟動盾構(gòu)機(jī)往前掘進(jìn)，根據(jù)刀盤與導(dǎo)臺之間的關(guān)系，調(diào)整各組推進(jìn)油缸的行程，使盾構(gòu)姿態(tài)沿著線路方向進(jìn)行推進(jìn)。盾構(gòu)機(jī)推動刀盤前方的豆粒石，在刀盤前逐漸形成較為密實的豆粒石堆，管片與已經(jīng)

29、開挖成型的隧道間靠噴射豆粒石充填，同時進(jìn)行同步注漿盾構(gòu)機(jī)在礦山法隧道中步進(jìn)如圖2-2 所示。盾構(gòu)掘進(jìn)采用敞開式，掘進(jìn)推力控制在6000KN 以內(nèi)（主要以掘進(jìn)速度控制在1025mm/min來控制推力大?。?dāng)掘進(jìn)推力大于6000KN 以后，可以啟動螺旋輸送機(jī)出土，控制出土量，掘進(jìn)過程中土倉內(nèi)不加氣壓和泡沫。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)至橫通道前15m 處（ ZDK19+608.624），前方豆粒石以半斷面封堵了橫通道，此時降低掘進(jìn)速度和推力，推力控制在5000KN 以內(nèi)，掘進(jìn)速度控制在 10mm/min 左右，同時在橫通道處加大豆粒石噴入量和注漿量，在保證隧道內(nèi)豆粒石和漿液不外流的前提下，充分填實管片與橫通道之

30、間的空隙。14東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案當(dāng)盾構(gòu)機(jī)穿過中間風(fēng)井，進(jìn)入風(fēng)井向小里程段礦山法隧道，掘進(jìn)至距離端頭墻12m 的位置，在保證推力不小于4500KN 的前提下當(dāng)土倉內(nèi)土壓力大于0.22MPa時開啟螺旋輸送機(jī)出土，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入正常掘進(jìn)程序。3 、管片拼裝在管片拼裝前進(jìn)行管片檢查，確認(rèn)管片種類是否正確、質(zhì)量完好無缺、密封墊粘接無脫落，檢查各項標(biāo)準(zhǔn)合格后方允許安裝。每環(huán)管片安裝都必須經(jīng)過三次緊固，安裝時先人工進(jìn)行初步緊固，待安裝好一環(huán)后在用風(fēng)動扳手進(jìn)行進(jìn)一步緊固，在該環(huán)脫出盾尾后再次擰緊。在掘進(jìn)過程中出現(xiàn)管片裂縫或其他破損，要及時觀察、記錄并將信息反饋到盾構(gòu)

31、主司機(jī)引起注意，并選擇適當(dāng)時機(jī)進(jìn)行修補(bǔ)。4 、管片背后回填管片背后回填包括豆粒石、同步注漿和二次注漿三部分。a 、噴射豆粒石根據(jù)設(shè)計量計算，每環(huán)管片背后至少噴射8.9m 3 豆粒石充填縫隙，由于礦山法隧道開挖的不規(guī)整，每環(huán)豆粒石的用量不盡相同。為防止豆粒石和漿液向盾構(gòu)機(jī)刀盤前方流竄，每隔6m 在盾構(gòu)機(jī)切口四（不小于300 o）周用袋裝砂石料圍成圍堰，利用混凝土噴射機(jī)從刀盤前方向盾構(gòu)后方吹填豆粒石，當(dāng)盾殼頂部與沙袋頂部形成自然坡度時停止噴射。吹填豆粒石是否密實可以從管片吊裝孔進(jìn)行檢查。當(dāng)豆粒石噴填完畢，從管片吊裝孔打入鋼釬，鋼釬的一端加工成同吊裝孔同距的螺絲并固定在螺栓孔內(nèi)，另一端頂在礦山法隧道

32、初支面上，可以通過調(diào)整鋼釬的支頂長度來調(diào)節(jié)管片中心與隧道中心的偏差。每環(huán)管片按照3 點、 9 點、12 點位置布設(shè)，待管片背后注漿完成后，卸除鋼釬，做好防水封堵。b 、同步注漿利用盾構(gòu)機(jī)自身的同步注漿系統(tǒng)壓注水泥砂漿，其漿液配合比與正常掘進(jìn)時同步注漿漿液配合比相同，漿液可填充豆粒石中的縫隙，將豆粒石固結(jié)為一體，使得管片與礦山法隧道初支緊密接觸，以提高支護(hù)效果。控制注漿壓力既保證有效填充15東莞地鐵R2 線 2307 標(biāo)西蛤區(qū)間盾構(gòu)過礦山法區(qū)間隧道施工方案管片與礦山法隧道初支之間的間隙，又確保管片結(jié)構(gòu)不因注漿產(chǎn)生位移、變形和損壞，同時防止砂漿前竄至刀盤前方，固結(jié)刀盤前方的豆粒石堆積體。c、二次注

33、漿盾構(gòu)空推施工時，由于管片與礦山法隧道初支之間已經(jīng)填充了豆粒石，有可能導(dǎo)致同步注漿不充分， 因此在空推 10 環(huán)以后，間隔 6m 在管片吊裝孔處開口檢查注漿效果，根據(jù)檢查結(jié)果判定注漿效果，若注漿效果不好，則進(jìn)行雙液回填注漿，注漿壓力控制在0.20.3MPa之間。第六章盾構(gòu)空推注意事項一、防止盾構(gòu)機(jī)翻轉(zhuǎn)在盾構(gòu)機(jī)空推的過程中，由于充填的豆粒石量大，刀盤前方的豆粒石逐漸堆積壓實并與注漿回流的漿液混合固結(jié)，造成刀盤轉(zhuǎn)動困難，同時盾殼周圍填充不是很密實，與四周的摩擦力很小，當(dāng)?shù)侗P轉(zhuǎn)動時很容易造成盾構(gòu)機(jī)的滾動。預(yù)防措施：1 、盾殼周圍 45 米一道的沙袋圍堰要堆碼嚴(yán)密，在噴填管片背后時盡量填滿。2 、控制注漿壓力，減少漿液反流到刀盤前方固結(jié)豆粒石。3 、刀盤扭矩突然變大或發(fā)現(xiàn)振動，立即停機(jī)檢查，處理后再行推進(jìn)。二、反力不足導(dǎo)致管片掉落或止水條壓縮不到位嚴(yán)格計算刀盤前堆土及豆粒石的量，使得堆土能夠提供盾構(gòu)空推時止水條壓縮所需要的反力，保證管片拼裝質(zhì)量滿足止水要求。三、隧道偏離設(shè)計周線盾構(gòu)管片與礦山法隧道初支之間200mm 的間隙，比在正常掘進(jìn)時的140mm的間隙大， 當(dāng)豆粒石充填不飽滿、同步注漿不密實時，由于管片沒有得到剛性支撐，容易因為盾構(gòu)機(jī)各組千斤頂?shù)耐屏蜕扉L量不同而導(dǎo)致管片偏離隧道設(shè)計中線