盾構掘進作業(yè)指導書

1、盾構掘進作業(yè)指導書編制目的規(guī)范及指導盾構推進施工，使盾構推進處丁受控狀態(tài)。適用范圍適用丁地鐵工程盾構區(qū)間盾構機掘進施工。盾構掘進參數(shù)的初步設定與控制3.1 土倉壓力值P的選定盾構在掘進過程中據(jù)此取得平衡壓力的設定值，具體施工時，根據(jù)盾構所 在的位置的埋深、土層狀況及地表監(jiān)測結果進行調(diào)整。盾構掘進過程中地表隆 陷與工作面穩(wěn)定的關系以及相應技術對策見下表：表3- 1地表沉降與工作面穩(wěn)定關系及相應對策地表沉降信息工作面狀態(tài)P與PO關系措施與對策備注下沉超過基準值工作面塌陷與失水Pmaxv Po增大P值Pmax, Pmin 分別表示P的最大峰值和最小峰值隆起超過基準值支撐土壓力過大，土倉內(nèi)水進入地層P

2、min Po減小P值3.2出磴量的控制每環(huán)理論出磴量每（實方）為：（兀？D2 士 4 X L=（兀 X 6. 282） 士 4 X 1.2=37.88m3/ 環(huán)盾構推進出磴控制在 98吩100彖問，即37.12m3/環(huán)37.88m3/環(huán)。3.3掘進速度掘進速度及推力的選定以保持土倉壓力為目的，根據(jù)施工的實際情況并調(diào)整掘進速度及推力。正常情況下應為 2040mm/min3.4盾構軸線及地面沉降控制盾構軸線偏離設計軸線不大丁土 50mm地面隆陷控制在+10mm-30mm0.4%0.4%3.5盾構推進中的磴土改良一般地層土不會自然具有這些特性，從而使刀盤摩擦增大，工作負荷增加。同時，密封倉內(nèi)磴土塑流

3、狀態(tài)差時，在壓力和攪拌作用下易產(chǎn)生壓密固結 等現(xiàn)象，從而無法形成有效的對開挖倉密封和良好的排水狀態(tài)。當磴土透水性 強時，磴土在螺旋輸送機內(nèi)排出時無法形成有效的壓力遞降，土倉內(nèi)的土壓力 無法達到穩(wěn)定的控制狀態(tài)。當磴土滿足不了這些要求時，需通過向刀盤、土倉及螺旋輸送機內(nèi)注入添 加劑對磴土進行改良，采用的添加劑種類主要是泡沫或泥漿。泡沫劑的使用泡沫通過盾構機上的泡沫系統(tǒng)注入。泡沫的組成比例如下(一般為)：泡沫溶液的組成：泡沫添加劑 3%水97%泡沫組成：9095恤縮空氣和510%包沫溶液混合而成。泡沫的注入量按開挖方量計算：300600L/m3o泥漿的使用在粉性土層中推進時要考慮往土倉注入泥漿。其配

4、合比為：水：膨潤土：粉煤灰：添加劑 =4 : 1: 1: 0.1 ,加泥量為 5防20%t量。注入壓力與盾構的土倉壓力一致或略高。4施工步驟4.1盾構掘進推進階段采用100米試推階段掌握的最佳施工參數(shù)。通過加強施工監(jiān) 測，不斷地完善施工工藝，控制地面沉降。施工進度應采用均衡生產(chǎn)辦法。推進過程中，嚴格控制好推進里程，將施工測量結果不斷地與計算的三維坐標相校核，及時調(diào)整，將里程偏差控制在，緩和曲線、圓曲線 X (隧道 設計縱軸方向即沿里程方向)Y(垂直隧道沿設計軸線方向)50mm盾構應根據(jù)當班指令設定的參數(shù)推進，推進出土與襯砌外注漿同時進行。不斷完善施工工藝，控制施工后地表最大變形量在+10-30

5、mm!l|可。盾構掘進過程中，坡度不能突變，隧道軸線和折角變化不能超過4.3盾構掘進過程中的蛇行和滾動控制（5）盾構掘進施工全過程須嚴格受控，工程技術人員根據(jù)地質(zhì)變化、隧道 深埋、地面載荷、地表沉降、盾構機姿態(tài)、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。盾構機操作人 員須嚴格執(zhí)行指令，謹慎操作，對初始出現(xiàn)的小偏差應及時糾正，應盡量避免 盾構機走“蛇”形，盾構機一次糾偏量不宜過大，以減少對地層的擾動。（6）作好施工記錄，記錄內(nèi)容：a、隧道掘進一一環(huán)號掘進速度盾構正面土壓力刀盤轉速、油壓、螺旋機轉速盾構推力、千斤頂開啟數(shù)量及位置、油壓盾構內(nèi)壁與管片外側環(huán)

6、形空隙（上、下、左、右）b、同步注漿注漿壓力、數(shù)量、稠度注漿材料配比注漿試塊強度（每天取樣實驗）實際注漿與理論注漿量的白分比c、測量盾構傾斜度盾構旋速隧道橢圓度推進總距離隧道每環(huán)襯砌環(huán)軸心的確切位置（X、Y、Z）與設計軸線的偏差。d、隧道滲漏水統(tǒng)計展示圖及滲漏水量，每推進 100m提交一次給監(jiān)理工 程帥。上述記錄的副本施工單位及時提交給監(jiān)理工程師。4.2盾構在曲線地段的掘進在曲線段（包括水平曲線和豎向曲線）施工時，盾構機推進操作控制方式 是把液壓推進油缸進行分區(qū)操作，分別控制和調(diào)整推進油缸的油壓。盾構機按 預期的方向進行漸進調(diào)向運動。按盾構設計本標段曲線施工時，除通過調(diào)整推進油缸推力調(diào)整盾構機

7、掘進方向外，還采取安裝楔形塊(平曲線)和在管片環(huán) 縫粘貼石棉橡膠板的方法，使推進軌跡符合設計路線的彎道要求。在曲線段推 進時，注意以下幾點：進入彎道施工前，調(diào)整好盾構的姿態(tài)。盡量減少盾構機中心軸線和隧 道中心軸線的夾角和偏移量，避免產(chǎn)生較大的超挖量；精確計算每一推進循環(huán)的偏離量與偏轉角的大小，合理調(diào)整推進推 力、分區(qū)與組合方法；加強監(jiān)控測量工作，及時反饋信息，調(diào)整和優(yōu)化參數(shù)。根據(jù)陀螺儀導 向系統(tǒng)的測量結果，確定下次推進的糾偏量與推進組合運用方式。經(jīng)常對盾構 機的姿態(tài)進行測量，校對導向系統(tǒng)的測量并進行調(diào)整；合理的運用仿形刀，控制好超挖量。盡量使盾構靠近曲線內(nèi)側推進， 推進速度控制在3040mm/

8、min內(nèi)；為防止管片移動錯位，要求油缸推力差盡量減少，并盡量縮短同步注 漿漿液的凝膠時間，減少管片的損壞與變形，也可使千斤頂?shù)钠耐屏τ行У?起作用，確保曲線推進效果；在曲線推進的情況下，應使盾構當前所在位置點與遠方的連線設計曲 線相切。糾偏幅度每次不超過4mm對掘進參數(shù)實行動態(tài)管理，根據(jù)開挖地面情況適時的調(diào)整掘進數(shù)保證 掘進方向的準確，避免引起更大的偏差；施工中，盾構曲線走行軌跡引起的建筑空隙比正常推進大，應加注漿 量，正確選好壓注點，并做好盾尾密封；當盾構偏離曲線的設計路線時，應停止盾構推進，采取相應措施，避 免下述現(xiàn)象發(fā)生：在曲線推進過程中，出現(xiàn)管片損壞、管片螺栓折斷，接頭部 件損壞，管

9、片拼裝困難，盾構出現(xiàn)較大的滾動、蛇形等；合理選擇使用楔形環(huán)，楔形環(huán)的使用應綜合曲線要素、走向及盾構 機姿態(tài)、趨勢通過計算確定。在豎曲線上掘進時需要通過在管片環(huán)縫墊設石棉 膠板進行糾偏，進入豎曲線前，施工人員應明確所處豎曲線的曲線路徑并準備 足夠的材料。石棉橡膠的使用方法由土木工程師按設計及實際情況編制技術交 底，施工現(xiàn)場嚴格按交底施工。出現(xiàn)蛇行和滾動主要與地質(zhì)條件、推進操作控制有關。應針對不同的地質(zhì) 條件，進行周密的工況分析，制定合適的控制方案和措施。推進期間應注意以 下幾個問題：根據(jù)盾構通過地層的物理力學性質(zhì)選定合理的參數(shù)，施工過程中要不 斷檢查盾構機推進系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)及導向系統(tǒng)的工作正常進

10、行以提供正確的操 作信息：盾構機在掘進過程中要注意變換刀盤的旋轉方向，保證盾構機的滾動 變化量/ RM 6%;盾構機通過富水軟弱地層時，巖土對盾殼的環(huán)向約束性較弱，可向盾 殼壓注膨潤土懸浮液增大盾殼與地層間的摩擦力；在開挖面地層不一致的情況下，開挖面產(chǎn)生的反力變化頻繁或大小不 對稱，盾構機的姿態(tài)較難控制極易產(chǎn)生蛇行，可根據(jù)實際施工情況建立較大的 土倉壓力并降低推進速度，調(diào)整好油缸推力。同時應注意，在這樣的地層中掘 進油缸的推力大小差異一般較大，對管片產(chǎn)生的橫向力也較大，為防止管片錯 臺或破損，應縮短漿液的凝膠時間以給管片盡快提供早期的穩(wěn)定。質(zhì)量驗收標準盾構設備制造質(zhì)量，符合設計要求，整機總裝調(diào)

11、試合格，經(jīng)現(xiàn)場試掘 進50100m距離合格后正式驗收。盾構及其部件吊運中，不損壞和變形。盾構組裝時的各項技術指標應達到總裝時的精度標準，配套系統(tǒng)符合 規(guī)定，組裝完畢經(jīng)檢驗合格后使用。盾構使用中經(jīng)常檢查、維修和保養(yǎng)。盾構施工前，核對隧道沿線地質(zhì)資料，對疑難地段，必要時進行復 勘。同時查活沿線地下管線、構筑物及臨近建筑物類型，施工中采取保護措 施。盾構掘進采用井點降水和地基加固時，根據(jù)地質(zhì)和地面環(huán)境等條件確 定實施辦法，并按相應的有關規(guī)定施工。盾構掘進法施工，建立完整的測量和監(jiān)控測系統(tǒng)，控制隧道位置，對 地層及結構進行監(jiān)測，并及時反饋信息。應急預案在盾構掘進過程中比較容易出現(xiàn)的緊急情況主要有地表塌

12、陷、噴涌和建構 筑物地段地面沉降過大幾種，針對兩種情況采取不同的應急措施。6.1地表塌陷封閉地表塌陷的區(qū)域的交通，疏散人群。根據(jù)塌陷的情況回填砂礫?；靥钌暗[完成之后根據(jù)情況可進行地表注漿加固。洞內(nèi)補充注漿，可采用同步注漿補漿和二次注漿補漿兩種方法?；謴途蜻M，采用土壓平衡掘進模式，嚴格控制每環(huán)的出土量和注漿量。6.2噴涌、涌砂出現(xiàn)噴涌和涌砂現(xiàn)象時，可充分利用雙級螺旋防噴涌的特點，按照分別開 關兩級螺旋機倉門的方法防止噴涌現(xiàn)象，具體操作如下：發(fā)生噴涌時，應立即 關閉1、2級螺旋機閘門，先開2級螺旋機閘門，排空2級螺旋機內(nèi)磴土，關 閉2級閘門開一級螺旋機閘門，將土倉內(nèi)磴土排入螺旋機，然后關閉1級螺旋

13、機閘門開啟2級螺旋機閘門，如此反復操作，達到防噴涌的目的。在此操作過 程中不停止推進，并保持土倉壓力，有必要時可以向螺旋機和土倉內(nèi)注入高分 子聚合物。螺旋機操作流程入下圖：圖3- 1噴涌發(fā)生時螺旋機循環(huán)操作流程圖6.3建、構筑物區(qū)沉降較大在盾構通過地面有建、構筑物的地段前后，要對地面沉降進行嚴密的監(jiān) 測，如果發(fā)現(xiàn)沉降量較大，需按照以下的步驟來處理根據(jù)沉降速率的變化判斷是否需要封閉交通和疏散人群；根據(jù)沉降量的大小和速率的快慢判斷是否需要進行地面注漿加固或者洞 內(nèi)注漿加固；恢復掘進后，要嚴格控制盾構掘進參數(shù)，采用土壓平衡掘進模式，嚴格 控制土倉土壓、每環(huán)的出土量和注漿量。安全、環(huán)保措施7.1隧道施

14、工通風盾構隧道施工必須進行通風，并達到以下標準：通風目的是保證施工生產(chǎn)正常安全和施工人員的身體健康。必須采用機械通風。一般選用壓入式通風。按隧道計劃同時工作的最多人數(shù)需要的新鮮空氣計算需要的風量。按照“鐵路隧道施工規(guī)范” (TB10204-2002, J163-2002)規(guī)定，每人每分鐘需供應新鮮空氣 3m最小風速不小于 0.15m3/s。參照“鐵路隧道施工規(guī)范”第15.1.1規(guī)定執(zhí)行，其作業(yè)環(huán)境應符合下 列衛(wèi)生及安全標準：空氣中氧氣含量，按體積計算不得小于20%粉塵容許濃度，每立方米空氣中含有10%U上的游離二氧化硅的粉塵不得大于2mg瓦斯?jié)舛刃∮?.75%。有害氣體最高容許濃度：一氧化碳最高容許濃度為30mg/m3二氧化碳按體積計不得大于0.5%;氮氧化物(換算成N。為5mg3/ m2以下。隧道內(nèi)氣溫不得高于28C。隧道內(nèi)噪聲不得大于90dB。7.2有害氣體控制對于預計將通過存在可燃性、爆炸性氣體、有害氣體盾構隧道地段，必須 事先對這些地段及周圍的地層、水文等采用鉆探或其它方法進行預先的詳細調(diào) 查，查明這些氣體存在的范圍與狀態(tài)。應該活楚目前尚無專門對付可燃性