盾構(gòu)施工技術(shù)畢業(yè)設(shè)計

1、 目目 錄錄第一章 編制依據(jù)及原則 .11.1 編制說明 .11.2 編制依據(jù) .21.3 編制原則 .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(shè)計概況 .4第三章 盾構(gòu)掘進(jìn)總體部署 .53.1 盾構(gòu)掘進(jìn)施工總體方案 .53.2 施工總體安排 .5第四章 盾構(gòu)機(jī)設(shè)計選型 .64.1 盾構(gòu)機(jī)選型 . .64.2 工程特點(diǎn)及選型依據(jù).64.2.1 各部功能描述.7第五章 盾構(gòu)區(qū)間掘進(jìn)施工方案 .115.1.1 掘進(jìn)工況.115.1.2 盾構(gòu)機(jī)下井吊裝、組裝及調(diào)試.115.1.3 盾構(gòu)始發(fā).155.1.4 盾構(gòu)掘進(jìn).205.1.5 泥水循

2、環(huán)與處理系統(tǒng)的管理.235.1.6 管片背后空隙同步注漿及管片二次注漿填充.315.1.7 管片拼裝.355.1.8 盾構(gòu)到達(dá).385.1.9 盾構(gòu)機(jī)解體.405.1.10 盾構(gòu)帶壓開倉換刀作業(yè).45 5.2 盾構(gòu)區(qū)間隧道防水及防腐蝕施工組織及方法說明 .565.2.1 防水原則、防水重點(diǎn)、防水要求.565.2.2 防水構(gòu)造簡述.565.2.3 防水材料的技術(shù)性能.565.2.4 防水施工及主要技術(shù)措施.575.2.5 防腐蝕措施.64第六章 排水防洪方案 .656.1 水害風(fēng)險分析及排水防洪目的 .656.2 排水防洪施工措施 .656.4 應(yīng)急準(zhǔn)備.666.5 應(yīng)急響應(yīng) .66 第七章 施

3、工測量 .687.1.1 地面控制測量.687.1.2 地下控制測量.687.1.3 盾構(gòu)區(qū)間施工測量.697.1.4 施工測量方式.717.1.5 控制測量成果的檢查與檢測.717.1.6 施工測量的組織和管理.72 第 2 頁 共 73 頁 軌道工程系上海軌道交通一號線軟土地層盾構(gòu)掘進(jìn)施工方案上海軌道交通一號線軟土地層盾構(gòu)掘進(jìn)施工方案第第一一章章 編編制制依依據(jù)據(jù)及及原原則則1.11.1 編制說明編制說明上海軌道交通一號線又稱上海地鐵一號線,閱讀土建工程施工項目合同文,盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計圖紙、詳勘、補(bǔ)勘資料和現(xiàn)場實(shí)際的基礎(chǔ)上，針對本工程的特點(diǎn)，結(jié)合我部人員在城市地鐵工程中的施工經(jīng)驗(yàn)，本著“組織合

4、理，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)可行，優(yōu)質(zhì)高效，簡明扼要，重點(diǎn)突出”的原則編制本標(biāo)段工程施工組織設(shè)計。其主要內(nèi)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)范和施工設(shè)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)的重要內(nèi)容進(jìn)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(jī)等諸方面進(jìn)行資源配置優(yōu)化，提出既符合本標(biāo)段工程特點(diǎn)，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內(nèi)容。在編制過程中，依據(jù)合同文件和施工設(shè)計圖紙，結(jié)合工程特點(diǎn)和我部的施工能

5、力對合同范圍內(nèi)涉及的各單項技術(shù)按設(shè)計、施工要求進(jìn)行了細(xì)化；根據(jù)我公司的施工經(jīng)驗(yàn)，從施工全局出發(fā)，以“技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)合理、安全有效”為原則，策劃施工方案和工期計劃，確定相應(yīng)施工方法。4）施工保證措施根據(jù)本標(biāo)段工程施工特點(diǎn)，結(jié)合我部人員的施工管理經(jīng)驗(yàn)，以安全、優(yōu)質(zhì)、按期、經(jīng)濟(jì)地完成本標(biāo)段工程施工為目標(biāo)，提出了各項工程目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)所采取的施工技術(shù)、質(zhì)量、安全等保證措施。 第 3 頁 共 73 頁 軌道工程系1.21.2 編制依據(jù)編制依據(jù)1）上海市軌道交通一號線土建工程合同文件及有關(guān)問題澄清的函。2 上海市軌道交通一號線南端閔行區(qū)莘莊站-北端寶山區(qū)福錦路站盾構(gòu)區(qū)間施平縱斷面圖。3）上海

6、市軌道交通一號線盾構(gòu)區(qū)間隧道與車站接口設(shè)計圖。4）閔行區(qū)莘莊站-寶區(qū)福錦路站,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） 地鐵盾構(gòu)施工,張冰,人民交通出版社,2011.16） 機(jī)械化盾構(gòu)隧道掘進(jìn),德B.Maidl 主編，曾慎聰、酈伯賢、胡勝利編譯，浙江大學(xué)出版社。7)盾構(gòu)施工技術(shù) ，陳饋、洪開榮、吳學(xué)松主編，人民交通出版社。8） 盾構(gòu)隧道 ，張鳳祥、朱合華、傅德明，人民交通出版社。1.31.3 編制原則編制原則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(jìn)、成熟、有效的施工方法。4）積極推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，保工期、保安全

7、，優(yōu)質(zhì)高效地完成本標(biāo)段的施工任務(wù)。5）采用 ISO9002 質(zhì)量認(rèn)證體系標(biāo)準(zhǔn)，對施工過程進(jìn)行全方位質(zhì)量控制。6）采用先進(jìn)科學(xué)的檢測手段，利用信息反饋指導(dǎo)施工。7）嚴(yán)格執(zhí)行廣東省、廣州市有關(guān)文明工地的標(biāo)準(zhǔn)，做好文明施工和環(huán)境保護(hù)。第第二二章章 工工程程概概況況上海市軌道交通一號線土建工程閔行區(qū)莘莊站-寶山區(qū)富錦路站，盾構(gòu)區(qū)間以閔行區(qū)站為起點(diǎn)，全長近 37 公里，共設(shè) 28 個車站及 2 個車輛段， （梅隴停車場，富錦路停 第 4 頁 共 73 頁 軌道工程系車場） ，途徑寶山、閘北、靜安、 （新）黃浦、徐家匯、閔行 6 個區(qū)。2.12.1 工程概況工程概況南端閔行區(qū)莘莊站-北端寶山區(qū)富錦路站盾構(gòu)

8、區(qū)間隧道雙延米 3689.00m，一號線設(shè)計時，正線在 K1+487.9 處以 500m 半徑曲線右轉(zhuǎn)彎，以 34上坡出洞，作為臨時地面正線，并在隧道內(nèi)預(yù)留了向上海南站延伸的接口。向北端寶山區(qū)前進(jìn)，本區(qū)間線路基本沿直線前進(jìn)，只有兩個曲線段，在靠近附近曲線半徑的左轉(zhuǎn)彎曲線，線路兩側(cè)建筑較多，地下水豐富。上海軌道交通一號線南端閔行區(qū)莘莊站-北端寶山區(qū)富錦路站盾構(gòu)區(qū)間線路縱斷面。2.22.2 地質(zhì)概況地質(zhì)概況地形、地貌南端閔行區(qū)莘莊為軟弱土層，20.0m 深度范圍內(nèi)有成層的砂質(zhì)粉土。本場地此層為易液化土層、本區(qū)間屬于軟弱地層，北端寶山區(qū)富錦路位于長江三角洲的沖擊平原，是在江流海潮共同作用下，以長江為

9、主的河流所帶的泥沙不斷淤積而成，整個地勢西北高、東南低屬于軟土地層。海拔 2.8m 至 4.1m 之間。呈緩坡壯傾斜。含水層分布較廣。2.32.3 水文概況水文概況本區(qū)間位于長江三角洲的沖擊平原，地下水比較豐富、閔行區(qū)第 II、III、IV,吳涇第 II、III 層含水層含水層均為咸水。寶山區(qū)一帶埋藏著燕山晚期侵入花崗巖體。上海更新新世紀(jì)時期的五期河流相堆積在本區(qū)發(fā)育良好，構(gòu)成五個承壓含水層，主要巖性為中、粗砂石夾粉細(xì)紗層碎屑巖裂隙水主要含水層為石炭系、第三系巖層的強(qiáng)風(fēng)化帶和中風(fēng)化帶中，巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂。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；與含水層相向

10、的隔水層，由以湖相堆積層為主的粘性土、粉性土組成。2.42.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計概況結(jié)構(gòu)設(shè)計概況盾構(gòu)法隧道采用圓形隧道限界為 5200，管片內(nèi)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。 第 5 頁 共 73 頁 軌道工程系區(qū)間共設(shè) 3 個聯(lián)通通道，均采用地面加固后豎井開挖。聯(lián)絡(luò)通道處管片采用鋼管片通縫拼裝，一個聯(lián)絡(luò)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。第第三三章章 盾盾構(gòu)構(gòu)掘掘進(jìn)進(jìn)總總體體部部署署3.13.1 盾構(gòu)掘進(jìn)施工總體方案盾構(gòu)掘進(jìn)施工總體方案城站區(qū)間左右線采用兩臺泥水盾構(gòu)相隔一個月始發(fā)，由

11、閔行區(qū)莘莊站站南端始發(fā)，寶山區(qū)富錦路站北端頭吊出，到富錦路站后吊出。3.23.2 施工總體安排施工總體安排本區(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(luò)通道（其中 1#、3#聯(lián)絡(luò)通道不設(shè)廢水泵房，2#聯(lián)絡(luò)通道與廢水泵房合建） 、盾構(gòu)始發(fā)和到達(dá)端頭加固施工以及四個洞門的施工。盾構(gòu)掘進(jìn)始發(fā)前完成舊橋的拆除重建、建筑物保護(hù)、軟弱地層處理、端頭加固和聯(lián)絡(luò)通道地面加固工作，盾構(gòu)機(jī)負(fù)環(huán)拆除后進(jìn)行始發(fā)洞門施工，盾構(gòu)機(jī)過聯(lián)絡(luò)通道加固區(qū)后進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通道及泵房施工，盾構(gòu)機(jī)吊出后進(jìn)行到達(dá)端洞門施工，同時進(jìn)行隧道清理工作和

12、預(yù)留洞口施工。盾構(gòu)區(qū)間擬采用 2 臺泥水盾構(gòu)機(jī)施工，第一臺盾構(gòu)機(jī)于 2013 年 5 月 1 日始發(fā)，第二臺盾構(gòu)機(jī) 2013 年 6 月 1 日由始發(fā)。兩臺盾構(gòu)機(jī)都由閔行區(qū)站始發(fā)，到寶山區(qū)站吊出完成區(qū)間施工，區(qū)間掘進(jìn)完工日期為 2014 年 4 月 17 日。 第 6 頁 共 73 頁 軌道工程系第第四四章章 盾盾構(gòu)構(gòu)機(jī)機(jī)設(shè)設(shè)計計選選型型4.14.1 盾構(gòu)機(jī)選型盾構(gòu)機(jī)選型本區(qū)間盾構(gòu)工程施工條件：盾構(gòu)隧道長度：左線 2258m，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 2000m；最大坡度為 5， ；隧道內(nèi)凈空：5400mm，管片外徑 6000mm，管片

13、環(huán)寬為 1.5m；計劃進(jìn)度：左、右線平均月進(jìn)度約 180m。經(jīng)認(rèn)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(jī)進(jìn)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(jī)在各種地層下進(jìn)行開艙作業(yè)的要求。4.24.2 工程特點(diǎn)及選型依據(jù)工程特點(diǎn)及選型依據(jù)上海市軌道交通一號線南端閔行區(qū)站盾構(gòu)區(qū)間隧道均為兩條圓形隧道，內(nèi)徑5.4m，左線長度 2258.69 米，右線長度 2258 米，盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)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(diǎn)和施工條件（1）盾構(gòu)穿越地層、線路及周邊環(huán)境的特點(diǎn)詳見“工程概況”（2）地層變形要求地表變形

14、量不大于 10mm/-30mm。隧道推進(jìn)軸線與設(shè)計軸線偏差不大于 50mm。2）選型依據(jù)和設(shè)計特點(diǎn)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(jìn)機(jī)，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 第 7 頁 共 73 頁 軌道工程系能，必須具有較強(qiáng)的糾偏抗扭與彎道施工的能力，必須具有較好的經(jīng)濟(jì)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)合目前上海、廣州、天津和南京地鐵一號線盾構(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(jìn)機(jī)，是目前在軟土地層中，進(jìn)行隧道掘進(jìn)施工的一種較好機(jī)型，可以較好的控制地表的變形。綜上所述，經(jīng)過分析

15、比較，并結(jié)合國內(nèi)使用的經(jīng)驗(yàn)，本標(biāo)段選用德國海瑞克6280mm 鉸接型泥水平衡盾構(gòu)機(jī)。4.2.14.2.14.2.14.2.1 各部功能描述各部功能描述各部功能描述各部功能描述1）盾體盾體鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠承受預(yù)測的水壓和土壓（較差情況預(yù)測為 6 bar） 。盾體為分塊設(shè)計。盾體采用螺栓連接，所有的法蘭盤都進(jìn)行了機(jī)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(jī)內(nèi)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(jìn)行維

16、護(hù)作業(yè)。在艙板的后部有如下裝置：（1）一個氣閘（2）安裝主驅(qū)動的機(jī)加工法蘭盤（3）推進(jìn)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(shè)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(yīng)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 第 8 頁 共 73 頁 軌道工程系（12）90角圓形漸變（有利于物料流動）（13）刀盤主驅(qū)動是用機(jī)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(shè)計成盤形結(jié)構(gòu)且?guī)в泻軐掗煹倪M(jìn)料口。8 根輻臂支撐的厚壁法蘭連接主驅(qū)動裝

17、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：（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(jìn)行擠壓和切削。主要由大軸承、大齒圈、密封圈、減速器及馬達(dá)等組成。刀盤用高強(qiáng)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(dá)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(jìn)機(jī)的推進(jìn)力，是盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的主要組成部件。為了獲得最大的主軸承壽命，設(shè)置有密封裝置，由加壓潤滑油系統(tǒng)來潤滑。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)在開挖軟弱圍巖時，采用高扭矩，低轉(zhuǎn)速

18、的工況；當(dāng)盾構(gòu)切削硬巖時，增大流量，采用低扭矩、高轉(zhuǎn)速的工況。4）鉸接裝置為了使盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)適應(yīng)曲線段的推進(jìn)，能夠靈活轉(zhuǎn)向，把盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)設(shè)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(jìn)管片的偏壓，提高隧道施工質(zhì)量，也易于對掘進(jìn)方向隨時進(jìn)行修正。鉸接裝置使盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)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(jìn)機(jī)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(jìn)機(jī)順利轉(zhuǎn)彎和坡度的要求，使盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)彎方便，減少曲線超挖量及對土體的擾動。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)鉸接處設(shè)有機(jī)械限位，以保證盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)時前后節(jié)絕對不會脫開，并保證達(dá)到設(shè)計轉(zhuǎn)角位移要求。鉸接裝置設(shè)內(nèi)外兩道密封，以防泥水進(jìn)入。 第

19、9 頁 共 73 頁 軌道工程系5）人行閘門氣壓倉在盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)密封隔板處設(shè)有一道人行閘門，閘門處有一氣壓倉。當(dāng)在泥水平衡工況下施工需要進(jìn)入泥土密封倉內(nèi)排除障礙或調(diào)換切削刀具時，先將泥泥水倉內(nèi)充以壓縮空氣，用以疏干并支護(hù)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(jìn)系統(tǒng)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)是通過沿中盾周邊布置的盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)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(jìn)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(shè)計成鉸接式，并設(shè)置支板均勻地將力傳遞到管片的環(huán)面上。把盾構(gòu)掘進(jìn)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?/p>

20、從而糾正或控制盾構(gòu)推進(jìn)的方向，使符合設(shè)計軸線的要求。7）盾尾密封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)。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(jìn)機(jī)的外殼進(jìn)行開挖的，而作為襯砌的管片則是在盾尾內(nèi)部組裝起來的，所以當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)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(yán)重

21、的會危及地表建筑物的安全，因此，及時地進(jìn)行背襯充填與注漿可以起到壓實(shí)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(jī)構(gòu)拼裝機(jī)的功能是安全且迅速地把管片組裝成設(shè)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(jī)回轉(zhuǎn)由馬達(dá)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(dá)由一個獨(dú)立的液壓 第 10 頁 共 73 頁 軌道工程系泵站供油，簡化了管線布置，避免管線的機(jī)械運(yùn)動。10）泥水循環(huán)泥水平衡盾構(gòu)機(jī)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

22、運(yùn)輸?shù)降孛嫔系姆蛛x設(shè)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?；厥盏呐驖櫷翝{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(jìn)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 850m/h，泥漿循環(huán)工作需求能力為 500600 m/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(hù)開挖艙支撐面穩(wěn)定

23、的功能。最低液位控制點(diǎn)位于隔離艙板開口的上方。最高液位控制點(diǎn)在通道門邊的下方。當(dāng)液位低于最低液位控制點(diǎn)，排漿管球閥及排漿泵自動關(guān)閉：當(dāng)液位高于最高液位控制點(diǎn)，進(jìn)漿管球閥及進(jìn)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(jìn)機(jī)操作司機(jī)獲取盾構(gòu)機(jī)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(jī)在氣墊調(diào)節(jié)倉底部安裝有顎式碎石機(jī) ，由兩個油缸運(yùn)轉(zhuǎn)。碎石機(jī)動作有三組：擺動、自動、手動，最大碎石粒徑為 450mm 。第第五五章章 盾盾構(gòu)構(gòu) 第 11 頁 共 73 頁 軌道工程系區(qū)區(qū)間間掘掘進(jìn)進(jìn)施施工工方方案案5

24、.1.15.1.15.1.15.1.1 掘進(jìn)工況掘進(jìn)工況掘進(jìn)工況掘進(jìn)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，地勢平坦寬廣。隧道線路穿越的地層為粉細(xì)砂層、中粗砂層、沖積洪積粉質(zhì)土層等軟弱地層。地層含水較豐富，選用泥水盾構(gòu)機(jī)能夠很好的控制地面的沉降，保證周邊建筑物的安全。5.1.25.1.25.1.25.1.2 盾構(gòu)機(jī)下井吊裝、組裝及調(diào)試盾構(gòu)機(jī)下井吊裝、組裝及調(diào)試盾構(gòu)機(jī)下井吊裝、組裝及調(diào)試盾構(gòu)機(jī)下井吊裝、組裝及調(diào)試1）盾構(gòu)機(jī)下井吊裝方案（1）將盾構(gòu)機(jī)各部件運(yùn)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

25、始發(fā)井，進(jìn)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(jī)的中盾、前盾、刀盤的空中轉(zhuǎn)體，然后由 260 噸吊車單獨(dú)將前盾、中盾、刀盤放入井中，完成組裝任務(wù)。盾構(gòu)機(jī)的其它部分以及后配套設(shè)備將由 260 噸吊車獨(dú)立吊入井中，完成吊裝任務(wù)。 （2）盾構(gòu)機(jī)整體重量和體積均較大，為滿足和吊裝要求，需將盾構(gòu)機(jī)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 5.1.21“盾構(gòu)機(jī)吊裝流程圖” 。（3）盾構(gòu)機(jī)下井?dāng)M采用的索具是 6 根直徑 56mm，長度 8.5m，抗拉強(qiáng)度是 1670M

26、pa，其最小破斷拉力是 1540KN（鋼絲繩型號 637fc） ；4 根直徑是 32mm, 長度 17.5m(對折使用)，抗拉強(qiáng)度是 1670Mpa, 其最小破斷拉力是 504KN（鋼絲繩型號 637fc） ；卸扣全部采用 6 件 50 噸美制弓形卸甲。 第 12 頁 共 73 頁 軌道工程系吊入盾尾并與中盾聯(lián)接吊入刀盤并與前盾聯(lián)接安裝泥漿輸送系統(tǒng)液壓、電氣系統(tǒng)安裝、調(diào)試吊入管片拼裝機(jī)并與中盾進(jìn)行組裝吊入車架、聯(lián)接橋依次吊入前盾、中盾組裝前盾、中盾吊入電瓶車、管片車，向后推入車站安裝聯(lián)接橋、車架部件盾構(gòu)機(jī)吊裝流程圖盾構(gòu)機(jī)吊裝流程圖 圖圖 5.1.2-15.1.2-1（4）注意事項：兩臺吊車的配

27、合要默契，動作要平穩(wěn)，嚴(yán)禁速度過快，信號工要積極配合，要及時準(zhǔn)確的發(fā)出信號。盾構(gòu)機(jī)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(jī)的初始定位狀態(tài)準(zhǔn)確，要求在安裝起吊點(diǎn)時定位要準(zhǔn)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(jī)組裝方案 第 13 頁 共 73 頁 軌道工程系（1）盾構(gòu)機(jī)盾體的各部件組裝前盾與中盾的連接管片拼裝機(jī)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(jī)主體的組裝（2）盾構(gòu)機(jī)后配套車架的組裝連接詳見“盾構(gòu)機(jī)后配套車架組裝連接流程圖” 。盾構(gòu)機(jī)后配套車架組裝連接流程圖盾構(gòu)機(jī)后配套車架組

28、裝連接流程圖 圖圖 5.1.2-25.1.2-2（3）盾構(gòu)機(jī)的全部組裝連接詳見“盾構(gòu)機(jī)全部組裝連接流程圖” 。盾構(gòu)機(jī)全部組裝連接流程圖盾構(gòu)機(jī)全部組裝連接流程圖 圖圖 5.1.2-35.1.2-3（4）盾構(gòu)機(jī)的液壓管線連接完成后配套車架連接 第 1 號后配套車架 第 2 號后配套車架 第 3 號后配套車架 第 4 號后配套車架 第 3 號與第 4 號后配套車架連接 第 2 號與第 3 號后配套車架連接 第 1 號與第 2 號后配套車架連接連接橋 連接橋與后配套車架連接第 4 號與第 5 號后配套車架連接后配套車架盾構(gòu)機(jī)主體盾構(gòu)機(jī)與連接橋連接管片輸送機(jī)完成所有盾構(gòu)機(jī)的連接 第 14 頁 共 73

29、頁 軌道工程系第 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(jī)的電氣線路連接。3）盾構(gòu)機(jī)拆卸方案（1）拆卸順序盾體全部進(jìn)入接收井刀盤前盾中盾盾尾管片拼裝機(jī)橋架車架 1車架 2車架 3車架 4。（2）盾構(gòu)組裝及拆卸的安全保證措施嚴(yán)格遵守起重作業(yè)安全操作規(guī)程；每班作業(yè)前實(shí)行技術(shù)和安全交底，指定專職安全員負(fù)責(zé)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(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，明確整個作業(yè)過程及各人職責(zé)；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(shè)專職安全監(jiān)督人員，負(fù)責(zé)檢查安全工作的落實(shí)與改

30、進(jìn)；盾構(gòu)機(jī)的分解、運(yùn)輸、起吊、拆卸及過站等項工作由專人指揮，統(tǒng)一行動；卷揚(yáng)機(jī)牽引作業(yè)時，車架前方嚴(yán)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(fù)責(zé)協(xié)調(diào)指揮，現(xiàn)場設(shè)有應(yīng)急千斤頂，以備特殊情況下使用。4）盾構(gòu)機(jī)調(diào)試方案所有的調(diào)試與驗(yàn)收包含了以下各個系統(tǒng)：（1）推進(jìn)系統(tǒng)（2）刀盤驅(qū)動系統(tǒng)（3）管片拼裝機(jī)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) 第 15 頁 共 73 頁 軌道工程系（9）管片吊機(jī)系統(tǒng)（10）泥水循環(huán)系統(tǒng)（11）通風(fēng)系統(tǒng)（12）供電系統(tǒng)（13）通訊系統(tǒng)（14）導(dǎo)向系統(tǒng)5）分離機(jī)組裝、及調(diào)試（1

31、）泥漿處理設(shè)備的組裝本標(biāo)段泥水壓力平衡盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時，采用直徑為 300mm 的送漿管和排漿管來進(jìn)行掘進(jìn)中的泥水循環(huán)。因此，在掘進(jìn)前必須對泥水處理設(shè)備進(jìn)行較好的組裝，以防在掘進(jìn)時發(fā)生泥漿處理設(shè)備的滲漏甚至爆裂。（2）泥漿處理設(shè)備的調(diào)試在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)前，必須對泥漿處理設(shè)備進(jìn)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內(nèi)的氣體壓力進(jìn)行調(diào)整。泥漿處理設(shè)備的調(diào)試，有利于盾構(gòu)的始發(fā)，使盾構(gòu)進(jìn)入正常掘進(jìn)狀態(tài)的時間減少。5.1.35.1.35.1.35.1.3 盾構(gòu)始發(fā)盾構(gòu)始發(fā)盾構(gòu)始發(fā)盾構(gòu)始發(fā)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)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：安裝盾構(gòu)始發(fā)基座始發(fā)端隧道地層加固盾構(gòu)機(jī)組裝、調(diào)試安

32、裝密封圈、調(diào)試后續(xù)設(shè)備組裝負(fù)管片、盾構(gòu)機(jī)調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)盾構(gòu)機(jī)貫入作業(yè)面盾尾通過始發(fā)井，管片后部注漿安裝盾構(gòu)反力架 第 16 頁 共 73 頁 軌道工程系盾構(gòu)始發(fā)流程圖盾構(gòu)始發(fā)流程圖 圖圖 5.1.3-15.1.3-11）盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)始發(fā)的準(zhǔn)備工作（1）探孔施工在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)前，鑿除洞門前，從接受井內(nèi)對圍繞盾構(gòu)環(huán)對加固體進(jìn)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(jī)搭設(shè)支架平臺施作，探孔時應(yīng)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(jìn)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(jìn)一步檢查加固體的加固效果，采取其他輔助措施進(jìn)行降水施工。孔口埋

33、管及鉆孔施工壓漿孔鉆孔前，先在孔口位置預(yù)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。孔口管采用 89 無縫鋼管預(yù)埋，長 1.0m，鉆孔機(jī)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。壓漿鉆孔孔徑為 65mm，鉆孔時鉆桿從預(yù)埋鋼管中鉆入，嚴(yán)格控制鉆孔位置和角度達(dá)到設(shè)計要求。加固范圍及鉆孔注漿原則 加固范圍：涌水探孔位置的四周加設(shè)四個鉆孔，間隔 50cm。鉆孔注漿原則：按設(shè)計鉆孔順序進(jìn)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(fù)鉆注，每次鉆注不得超過 1m，并且嚴(yán)格控制注漿壓力，嚴(yán)格掌握注漿參數(shù)并及時調(diào)整。

34、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 1m3漿液，用水 750 升；水玻璃波美度：3040Be，C：S ： 1：1，實(shí)際注漿過程中根據(jù)進(jìn)漿量變化及壓力的變化可適當(dāng)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：注漿終壓設(shè)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(shí)際情況，可適當(dāng)調(diào)整注漿壓力。C 漿液擴(kuò)散半徑：R=35m。 第 17 頁 共 73 頁 軌道工程系D 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：按設(shè)計達(dá)到注漿壓力，在注漿設(shè)計終壓下，持續(xù) 30 分鐘，并且進(jìn)漿量明顯減少。多孔檢查均不出水即可。E 封閉死角注漿：

35、在檢查探孔不出水后，在洞門底部緊貼地連墻按 45方向進(jìn)行死角探水封閉注漿。鉆孔注漿設(shè)備和布置A 鉆孔注漿設(shè)備鉆機(jī)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(jī) 2 臺。注漿站的布置漿液攪拌罐布置于地表適當(dāng)位置，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(yán)格按照施工設(shè)計圖布孔并進(jìn)行復(fù)核。b 鉆機(jī)定位：定位準(zhǔn)確，鉆頭點(diǎn)位誤差20mm。鉆桿垂直度誤差1 度。c 鉆孔：密切觀

36、察鉆進(jìn)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(rèn)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(yàn)合格按照設(shè)計配方配料。C 雙液注漿按照設(shè)計的雙液注漿程序施工。進(jìn)漿量必須準(zhǔn)確，嚴(yán)格控制雙液注漿壓力，雙液注漿方向并由專人操作，當(dāng)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(yīng)采取措施解決并確保雙液注漿量。D 雙液注漿完畢后，應(yīng)采取措施保證不溢漿。不跑漿。E 由專人負(fù)責(zé)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 第 18 頁 共 73 頁 軌道工程系盾構(gòu)始發(fā)基座安裝示意圖盾構(gòu)始發(fā)基座安裝示意圖 圖圖 5.1.3-35.

37、1.3-3CCAA盾構(gòu)始發(fā)反力架示意圖盾構(gòu)始發(fā)反力架示意圖 圖圖 5.1.3-45.1.3-4（4）盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的組裝、調(diào)試說明： 盾構(gòu)出洞后支撐包括反力架和負(fù)環(huán)管片，反力架由箱型鋼梁和鋼管斜撐組成，負(fù)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(yù)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(fù)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(hù)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(jìn)行始發(fā)鋼套筒安裝。鋼套筒采用螺栓與洞口預(yù)埋鋼環(huán)連接。為保證盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞時泥水不從盾構(gòu)機(jī)外殼周圍涌出，同時保證注漿不漏漿，需要在進(jìn)洞口安裝橡膠簾布。橡膠

38、簾布由專門廠家預(yù)制加工，每個出洞口均須安裝一個。 第 19 頁 共 73 頁 軌道工程系盾構(gòu)初始掘進(jìn)前應(yīng)預(yù)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(yù)制好的扇形鋼板，其中扇形鋼板可折疊；當(dāng)盾構(gòu)機(jī)刀盤進(jìn)入洞口時，調(diào)整扇形板至盾構(gòu)機(jī)外殼的距離為 10mm 左右，盾構(gòu)機(jī)的殼體將橡膠簾布及扇型鋼板頂入并向內(nèi)彎曲，當(dāng)盾尾鋼絲刷剛進(jìn)入洞口露出管片時，再調(diào)整扇形板，使其落在管片上。洞門內(nèi)襯墻施工時預(yù)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(jìn)出洞時土體從該間隙流失，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

39、置。詳見下圖：圖圖 5.1.3-55.1.3-5 洞門密封圈示意圖洞門密封圈示意圖其施工分為兩步進(jìn)行：1）在始發(fā)端墻施工過程中，做好始發(fā)洞門預(yù)埋件的埋設(shè)工作，預(yù)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(fù)環(huán)管片按設(shè)計要求經(jīng)精確測量將反力架等定位后，拼裝負(fù)環(huán)管片，為盾構(gòu)推進(jìn)提供后座 第 20 頁 共 73 頁 軌道工程系反力。負(fù)環(huán)管片由 8 環(huán)鋼筋混凝土管片。2）盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)始發(fā)注意事項（1）盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)始發(fā)前要根據(jù)地層情況，設(shè)定掘進(jìn)參數(shù)。開始掘進(jìn)后要加強(qiáng)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(jìn)參數(shù)，同時注意以下事項：在進(jìn)

40、行始發(fā)臺、反力架和首環(huán)負(fù)環(huán)管片的定位時，要嚴(yán)格控制始發(fā)臺、反力架和負(fù)環(huán)的安裝精度，確保盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)與隧道設(shè)計線形符合。第一負(fù)環(huán)管片定位時，管片的后端面應(yīng)與線路中線垂直。負(fù)環(huán)管片軸線應(yīng)與線路的切線重合。負(fù)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(jī)軸線與隧道設(shè)計軸線保持平行，盾構(gòu)中線可比設(shè)計軸線適當(dāng)抬高。盾構(gòu)在始發(fā)臺上向前推進(jìn)時，通過控制推進(jìn)油缸行程使盾構(gòu)機(jī)基本沿始發(fā)臺向前推進(jìn)。始發(fā)初始掘進(jìn)時，盾構(gòu)機(jī)處在始發(fā)臺上，因此需在始發(fā)臺及盾構(gòu)機(jī)上焊接相對的防扭轉(zhuǎn)支座，為盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)提供反扭矩。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，同時也要注意各部位油脂的有效作用。掘進(jìn)總推力應(yīng)控

41、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(yīng)設(shè)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(yīng)泥水平衡為前提以外，還應(yīng)有以下技術(shù)要點(diǎn)：出洞前做好泥水循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試；認(rèn)真配置能適應(yīng)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)；5.1.45.1.45.1.45.1.4 盾構(gòu)掘進(jìn)盾構(gòu)掘進(jìn)盾構(gòu)掘進(jìn)盾構(gòu)掘進(jìn)1）盾構(gòu) 80m 試掘進(jìn)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

42、意對推進(jìn)參數(shù)的實(shí)時設(shè)定優(yōu)化，地面沉降與施工參數(shù)之間的關(guān)系，并對推進(jìn)的各項技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計、分析，爭取在較短時間內(nèi)掌握盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備的操作性能，確定盾構(gòu)推進(jìn)的施工參數(shù)設(shè) 第 21 頁 共 73 頁 軌道工程系定范圍，將開始掘進(jìn)的 80m 作為試推段，試推階段重點(diǎn)是做好以下的幾項工作：（1）用最短的時間掌握盾構(gòu)機(jī)的操作方法，機(jī)械性能，改進(jìn)盾構(gòu)的不完善部分。（2）了解和認(rèn)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(qiáng)對地面變形情況的監(jiān)測分析，掌握盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)及同步注漿量參數(shù)。2）試掘進(jìn)階段的參數(shù)確定盾構(gòu)初始掘進(jìn)是從理論和經(jīng)驗(yàn)上選取各項施工參數(shù)，在施

43、工過程中根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及反饋的各種信息，對施工參數(shù)及時加以調(diào)整。盾構(gòu)機(jī)出洞后，初始掘進(jìn)分以下幾個階段實(shí)施。首先在盾構(gòu)機(jī)穿越加固土層后，以日進(jìn)度 34的速度推進(jìn)，對密封倉泥水壓力、刀盤轉(zhuǎn)速及壓力，推進(jìn)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(jìn)行試掘進(jìn)。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(jìn)度為 46，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(xì)微的調(diào)整，以取得最佳施工參數(shù)。完成上述的工作要點(diǎn)后，將推進(jìn)速度提高到正常的計劃進(jìn)度 4 環(huán)/日，但以滿足地表沉降要求為標(biāo)準(zhǔn)，保證對建構(gòu)筑物、管線的保護(hù)為準(zhǔn)則。通過此階段的試掘進(jìn)，對隧道的

44、軸線控制，襯砌安裝質(zhì)量均有了各項具體的保證措施，進(jìn)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(jìn)參數(shù)，為整個區(qū)間隧道施工進(jìn)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(hù)也掌握了初步的規(guī)律，并以此指導(dǎo)全過程施工。3）盾構(gòu)正常掘進(jìn)施工盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)由兩人操縱，盾構(gòu)掘進(jìn)施工全過程受控。在推進(jìn)前，工程技術(shù)人員根據(jù)盾構(gòu)機(jī)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(dá)每班掘進(jìn)指令，并即時跟蹤調(diào)整。盾構(gòu)機(jī)操作人員執(zhí)行指令，根據(jù)泥水平衡的原理，確認(rèn)泥水壓力的設(shè)定值，并將其輸入泥水平衡自動控制

45、系統(tǒng)。平衡壓力的設(shè)定是泥水平衡式盾構(gòu)施工的關(guān)鍵，維持和調(diào)整設(shè)定的壓力值又是盾 第 22 頁 共 73 頁 軌道工程系構(gòu)推進(jìn)操作中的最重要環(huán)節(jié)，這里面包含著推力、推進(jìn)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(dǎo)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(shè)定，同時精確控制盾構(gòu)機(jī)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(jìn)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范圍內(nèi)。開啟刀盤，旋轉(zhuǎn)切削開挖面的土體；開啟推進(jìn)系統(tǒng)，盾構(gòu)機(jī)在強(qiáng)大的推力作用下，向前頂

46、進(jìn)；泥水倉下方的泥漿循環(huán)輸送系統(tǒng)將渣土源不斷地輸送出來；經(jīng)地面泥處理系統(tǒng)處理后，渣土用汽車運(yùn)走。盾構(gòu)機(jī)駕駛員根據(jù)掘進(jìn)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(jìn)參數(shù)，如推進(jìn)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(jī)走“蛇”形，盾構(gòu)機(jī)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(jìn)全部由富有經(jīng)驗(yàn)的盾構(gòu)駕駛?cè)藛T進(jìn)行操作，并且在上機(jī)前進(jìn)行培訓(xùn)，在取得培訓(xùn)合格認(rèn)可后，才能上機(jī)操作。見“掘進(jìn)控制操作程序圖” 。 第 23 頁 共 73 頁 軌道工程系啟 動設(shè)定初始泥水壓力值 Po設(shè)定推進(jìn)千斤頂速度刀盤扭距是否為上限量測泥水壓力值 P1Po 與

47、 P1 互相比較檢查密封倉土壓分布理論挖掘土量（Vo）與實(shí)際排土量（V1）相比較量測地層沉降繼 續(xù)設(shè)定進(jìn)、出漿泵轉(zhuǎn)速增加進(jìn)漿泵轉(zhuǎn)速，或減少排漿泵轉(zhuǎn)速減小進(jìn)漿泵轉(zhuǎn)速，或增加排漿泵轉(zhuǎn)速隆起V1V0沉陷不均衡P1P0P1P0是否P1=P0均衡V1=V0掘進(jìn)控制操作程序圖掘進(jìn)控制操作程序圖 圖圖 5.1.4-15.1.4-1 第 24 頁 共 73 頁 軌道工程系4）盾構(gòu)推進(jìn)主要參數(shù)設(shè)定（1）平衡壓力值的設(shè)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=K0h；P：平衡壓力（包括地下水） ；：土體的平均重度；h：隧道埋深；K0：土體的側(cè)向靜止平衡壓力系數(shù)，一般取 0.7；得出盾

48、構(gòu)在推進(jìn)中的泥水平衡力。盾構(gòu)在掘進(jìn)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(yù)測的方法來取得平衡壓力的設(shè)定值。具體施工設(shè)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(jìn)行不斷的調(diào)整。（2）推進(jìn)出土量控制盾構(gòu)掘進(jìn)每環(huán)理論出土量=/4D2L=/46.2821.5=46.44m3/環(huán)。盾構(gòu)推進(jìn)出土量控制在 98%100%之間。即 45.51 m3/環(huán)46.44m3/環(huán)。（3）推進(jìn)速度正常推進(jìn)時速度控制在 35cm/min 之間。過建構(gòu)筑物時推進(jìn)速度控制在 2cm/min以內(nèi)。（4）盾構(gòu)軸線以及地面沉降量控制：盾構(gòu)軸線控制偏離設(shè)計軸線不大于50mm；地面沉降量控制在10mm30mm。5）盾尾油脂

49、的壓注在區(qū)間隧道掘進(jìn)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。5 5 5 5.1.51.51.51.5 泥水循環(huán)與處理系統(tǒng)泥水循環(huán)與處理系統(tǒng)泥水循環(huán)與處理系統(tǒng)泥水循環(huán)與處理系統(tǒng)的管理的管理的管理的管理1）泥水循環(huán)與處理系統(tǒng)泥水輸送與處理設(shè)備完全滿足盾構(gòu)掘進(jìn)的需要。泥水循環(huán)與處理系統(tǒng)內(nèi)容如下：流體循環(huán)與監(jiān)控設(shè)備每條線設(shè)置包括 300 送漿管、3 臺送漿泵、250 排 第 25 頁 共 73 頁 軌道工程系泥管、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、流

50、量計、密度計、壓力計、泥水盾構(gòu)機(jī)主機(jī)和中央監(jiān)視系統(tǒng)。泥水處理設(shè)備1 次處理、2 次處理設(shè)備，占地面積為 60m30m。本工程泥水加壓平衡盾構(gòu)機(jī)的特點(diǎn)：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：使得密封倉內(nèi)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(yīng)時間較短，當(dāng)密封倉內(nèi)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(jī)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)整比重、壓力和流量的泥漿被送入盾構(gòu)機(jī)的壓力倉，與切削后的

51、泥土混合后被排出，經(jīng)流體輸送設(shè)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(dá)到穩(wěn)定。因此，施工中應(yīng)加強(qiáng)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，但流體輸送設(shè)備和泥水處理設(shè)備的負(fù)擔(dān)也隨之增大，因此，應(yīng)根據(jù)切削土體

52、的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)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(qiáng)泥漿性能，環(huán)流操作時注意切換進(jìn)漿閥，通過進(jìn)漿切換壓力差沖洗泥水加壓盾構(gòu)基本原理 第 26 頁 共 73 頁 軌道工程系刀盤，掘進(jìn)一環(huán)完成后根據(jù)掘進(jìn)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，泥土密度增大，輸送

53、壓力損失較大，因此，排泥管路中必須合理設(shè)置中繼泵，以防止排泥壓力（流量）降低。本標(biāo)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(jī)共 6 臺排泥管路：P2-1、P2-2、P2-3、P2-4，兩臺盾構(gòu)機(jī)共 8 臺除每臺盾構(gòu)機(jī)自帶 2 臺外，其余 10 臺均為中繼泵。（4）旁通管的布置當(dāng)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(jìn)效率和工作面穩(wěn)定造成不良影響。應(yīng)利用旁通循環(huán)消除排泥管的堵塞。此外，如果在掘進(jìn)開始后才設(shè)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(jī)壓力倉，這種

54、做法較危險。因此，掘進(jìn)開始前，應(yīng)進(jìn)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(jī)與泥水處理設(shè)備之間輸送泥漿，在掘進(jìn)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(qiáng)耐磨性能等。本標(biāo)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(shè)備等運(yùn)轉(zhuǎn)狀況來進(jìn)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(jìn)機(jī)、送排泥循環(huán)輸送和泵的狀態(tài)及泥水處理設(shè)備等不作為一個綜合性系統(tǒng)進(jìn)行管理，完全獨(dú)

55、自運(yùn)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(yùn)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(yīng)的某一 第 27 頁 共 73 頁 軌道工程系處理稱為中央控制，操作人員的操作技能是兼下達(dá)土木、電氣、機(jī)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(jìn)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)中央管理控制內(nèi)容送排泥泵的起動、停止；送排泥流量、流速；旁通管路運(yùn)轉(zhuǎn)時的送泥管內(nèi)水壓；盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)掘削時，為保持開挖面泥水壓的送泥水壓的控制

56、等。管內(nèi)沉淀臨界流速的維持是采取用電磁流量儀測定實(shí)際流量，將它和預(yù)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(jìn)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(shè)有自動控制閥，隨著掘進(jìn)、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(shè)定的水壓差?？勺兯伲╒S）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(dá)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(rèn)排泥泵的增設(shè)時間。此外，根據(jù)

57、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(jìn)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(yùn)轉(zhuǎn)聯(lián)合裝置，自動進(jìn)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(dá)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?yàn)槭艿蕉軜?gòu)掘進(jìn)速度、地層變化、掘進(jìn)深度及掘進(jìn)長度等多種因素干擾，必須通過監(jiān)控手段去達(dá)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(jìn)速度的動態(tài)變化，切削進(jìn)入泥水倉內(nèi)的泥土量與掘進(jìn)速度亦成正比變化，其在

58、泥水倉內(nèi)產(chǎn)生的壓力趨勢亦呈正比變化。隨著掘進(jìn)距離的增長，在送泥水 第 28 頁 共 73 頁 軌道工程系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(jìn)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，使泥水倉內(nèi)壓力增加。掘進(jìn)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(jìn)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(yùn)用單回路調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機(jī)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

59、參數(shù)的測量值與給定值之間的偏差，按調(diào)節(jié)規(guī)律，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以達(dá)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(shè)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)系表泥水盾構(gòu)各狀態(tài)關(guān)系表 狀態(tài)調(diào)節(jié)器名稱設(shè)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)速旁路排泥流量調(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)速掘進(jìn)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(jìn)狀態(tài)條件下，開挖面

60、水壓調(diào)節(jié)器根據(jù)測得的開挖面水壓同設(shè)定值進(jìn)行比較，如果泥水倉壓力大于設(shè)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(jìn)入泥水倉的送泥水量減少，使泥水倉壓力降低。反之亦然。開挖面水壓調(diào)節(jié)器與送泥水壓調(diào)節(jié)器的輸出值互為跟蹤，能解決過渡過程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的擾動，一旦過渡過程完成，開挖面水壓調(diào)節(jié)器屏蔽跟蹤信號，送泥水壓調(diào)節(jié)器僅起信號傳遞作用。在掘進(jìn)狀態(tài)條件下，排泥水密度的變化將導(dǎo)致排泥水流量的變化。這種變化會增加開挖面水壓調(diào)節(jié)器的泥水平衡控制負(fù)擔(dān)。因此，由排泥水流量調(diào)節(jié)器穩(wěn)定排泥水流量，起到間接控制泥水平衡的作用。當(dāng)測得排泥水流量小于設(shè)定值時，排泥水流量調(diào) 第 29 頁 共 73 頁 軌道工程系節(jié)器輸出