盾構(gòu)空推方案

1、 盾構(gòu)過礦山法隧道方案工程概況1.1間概況1.1間概況本區(qū)間設計范圍內(nèi)隧道自田貝站南端頭南行至翠竹路，左轉(zhuǎn)向東南穿越大頭嶺至大頭嶺南側(cè)，后穿過東門北路住宅小區(qū)，到達翠竹站東側(cè)端頭。本區(qū)間設計范圍里程ZDK10+165.970ZDK11+374.800（含短鏈16.138m）。全區(qū)間有盾構(gòu)開挖盾構(gòu)襯砌隧道和礦山法開挖盾構(gòu)襯砌隧道兩種隧道，其中：ZDK10+165.970ZDK10+635.000和ZDK11+022.000ZDK11+374.800為盾構(gòu)開挖盾構(gòu)襯砌隧道,ZDK10+635.000ZDK11+022.000為礦山法開挖盾構(gòu)襯砌隧道。盾構(gòu)開挖盾構(gòu)襯砌隧道長821.83mm（單洞）；

2、礦山法開挖盾構(gòu)襯砌隧道長387m（單洞）。區(qū)間在ZDK10+470.117和ZDK11+017.5處共設2處聯(lián)絡通道，在ZDK10+470.117處聯(lián)絡通道中間設區(qū)間排水泵房，在ZDK11+017.5處設礦山法施工橫通道，在橫通道端頭設施工豎井。礦山法隧道概況礦山法隧道礦山法隧道按照新奧法原理設計,隧道襯砌及支護參數(shù)主要根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面、圍巖級別、水文地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)受力特性等因素，類比同類工程，并經(jīng)計算分析及優(yōu)化綜合確定。區(qū)間結(jié)構(gòu)支護形式為初期襯砌和盾構(gòu)混凝土管片相結(jié)合，初期支護主要由超前小導管、砂漿錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土組成初期襯砌支護體系。表1襯砌類型參數(shù)表斷面類型CZ1CZ2CZ3圍巖級別

3、川級N級V級斷面型式單洞圓形斷面凈跨6400mm鋼筋網(wǎng)b6150mm*150mm噴射混凝土150mm300mm300mm格柵鋼架無主筋C22.間距1000mm主筋小22.間距750mm錨桿cp22砂漿錨桿超前小導管無C42*3.5鋼花管L=3.5m，環(huán)*縱=0.3*2.0m礦山法隧道成洞斷面見圖1.豆*3.02u豆*3.02u圖1礦山法隧道成洞斷面圖臨時豎井及橫通道井筒凈空5mx6m，井深約28.1m。豎井支護按其圍巖類別、使用要求，以及以往工程施工經(jīng)驗類比確定支護參數(shù)：初期支護分別為300mm、200mm厚的C20網(wǎng)噴混凝土與型鋼鋼架聯(lián)合支護，井壁打設申22砂漿錨桿。橫通道凈寬5m,凈高分別

4、為4.5m和8.5m,長43.91m。采用割圓拱直邊墻斷面。其中線與地鐵隧道右線線路相垂直，交點里程為YDK11+040。采用網(wǎng)噴C20混凝土，打設申22砂漿錨桿進行支護。盾構(gòu)機進礦山法隧道前的準備導臺測量及斷面超欠挖測量礦山法隧道導臺厚度150mm，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆，導臺弦長3150mm,導臺詳見圖2.導臺是盾構(gòu)機通過硬巖隧道時的下部支撐，其施工精度直接決定著盾構(gòu)機的姿態(tài)。導臺施工模板定位后必須進行測量復核，混凝土澆注后應進行標高的復測，確保導向平臺的標高施工精度在0+15mm以內(nèi)。導臺施工完成后，由測量班對導臺進行線路聯(lián)系測量，包括水平及豎直方向，誤差超過設計規(guī)范要求的，需重新施作。由于

5、礦山法隧道采用爆破施工，隧道斷面存在大量的超挖或欠挖現(xiàn)象，一旦隧道欠挖嚴重，盾構(gòu)機無法通過，后期處理難度較大。在盾構(gòu)機進礦山法隧道之前對礦山法隧道進行斷面測量，一旦欠挖影響盾構(gòu)機通過，則提前處理。隧道斷面測量采用直徑6320mm的鋼環(huán)模具進行測量，測量合格后，直徑6280mm盾構(gòu)機即可順利通過礦山法隧道。圖2導臺斷面圖“洞門處理”盾構(gòu)機到達前在礦山法隧道端頭掌子面進行鉆孔處理，以便盾構(gòu)機進入礦山法隧道時，洞口形成的斷面為光面，不至于參差不平影響盾構(gòu)掘進。具體鉆孔方法為沿隧道內(nèi)徑6400鉆孔，鉆孔深度300mm，環(huán)向間距500,鉆孔孔徑25mm。豆粒石備料盾構(gòu)機礦山法隧道空推掘進時，由于盾構(gòu)機前

6、方阻力很小，需對盾體及管片周圍噴射豆粒石，以便增大摩擦阻力，增加推力，擠緊管片止水膠條。豆粒石選擇直徑510mm，具體性能指標見表2。表2豆粒石性能指標檢驗項目檢驗結(jié)果品質(zhì)指標表觀密度/(kg/m3)2600堆積密度/(kg/m3)1320緊密密度/(kg/m3)1500含泥量/0.62.0泥塊含量/0.30.7針片狀物含量/112510mm篩孔累計篩余/120155mm篩孔累計篩余/95801002.5mm篩孔累計篩余/9995100注：豆粒石為花崗巖，粒徑為510mm豆粒石在盾構(gòu)機進入礦山法隧道前需提前備料。具體備料方量為需填充空隙的6070。豆粒石從礦山法隧道豎井用溜槽下放到井下，井下采

7、用2m3翻斗車進行水平運輸，均勻鋪到導臺兩側(cè)。進礦山法隧道前的盾構(gòu)掘進機姿態(tài)控制盾構(gòu)機進入硬巖隧道前的25m作為盾構(gòu)機到達段，根據(jù)地質(zhì)條件采用敞開模式掘進。盾構(gòu)機進入到達段時，逐步減小推力、降低推進速度，并加強出土量的監(jiān)控頻次。刀盤轉(zhuǎn)速為1.651.85r/min，盾構(gòu)機推進總推力小于800t，推進速度不大于25mm/min。盾構(gòu)機進入硬巖隧道前的最后3環(huán)采掘進速度控制在15mm/min以內(nèi)，總推力減少為600t以內(nèi)，采用小推力、低速度進入礦山法隧道。在盾構(gòu)機進入硬巖隧道前的150200m，對盾構(gòu)開挖隧道和硬巖隧道洞內(nèi)所有測量控制點進行一次整體的、系統(tǒng)的復測和聯(lián)測，對所有控制點的座標進行精密、

8、準確的平差計算。在盾構(gòu)機到達硬巖隧道前的100m、50m時應分別人工復測盾構(gòu)機姿態(tài)，及時糾正偏差，確保盾構(gòu)機順利進入接收段。盾構(gòu)機在到達段掘進過程中，應派專人負責觀察硬巖隧道段的巖面變化情況。發(fā)現(xiàn)圍巖或硬巖隧道初期支護混凝土有較大震動或變形時，應立即通知盾構(gòu)主司機調(diào)整掘進參數(shù)，防止推進力過大而造成刀盤前部圍巖的大面積坍塌。礦山法隧道內(nèi)空推盾構(gòu)機步進根據(jù)刀盤與導向平臺之間的關系，調(diào)整各組推進油缸的行程，使盾構(gòu)姿態(tài)沿設計線路方向推進。前期施工時推進速度一般控制在1540mm/min之間，工藝熟練后推進速度可達到6085m/min。下部油缸壓力略大于上部油缸壓力。盾構(gòu)推進時，派專人在盾構(gòu)機前方檢查、

9、監(jiān)測盾構(gòu)機推進情況，主要檢查硬巖隧道的開挖是否有侵入盾構(gòu)刀盤輪廓的巖石存在、盾構(gòu)前體下部與導臺的結(jié)合情況等。盾構(gòu)推進時，刀盤前方的監(jiān)測人員與盾構(gòu)主司機要緊密配合，使盾構(gòu)機沿導臺的中心進行前移，保證盾構(gòu)前移時管片受力均勻。盾構(gòu)機向前步進時，混凝土導臺必須清理干凈，以便盾構(gòu)機能在導臺上安全順利步進。管片拼裝加強管片選型工作，通過控制盾尾與管片外表面的間隙，確保管片拼裝符合設計要求。管片拼裝工藝與正常掘進時的工藝相同。選型時，根據(jù)盾尾間隙與油缸行程差，結(jié)合盾構(gòu)姿態(tài)選擇合適的管片。管片每安裝一片，先人工初步緊固連接螺栓；安裝完一環(huán)后，用電動扳手對所有管片螺栓進行緊固；管片出盾尾后，重新用扳手人工進行緊

10、固。豆粒石填充豆粒石填充采用濕噴機在刀盤前面噴射，濕噴機噴射速率應達到每小時69m3噴射豆粒石時，每隔4.5m在盾構(gòu)機的切口四周用袋裝砂石料圍成一個圍堰，圍堰范圍不小于2：0010:00的時鐘位置，以防管片背后的豆粒石、砂漿前竄。從刀盤前方向盾構(gòu)后方吹入粒徑510mm的豆粒石骨料，噴射壓力為0.250.3Mpa。噴射豆粒石過程中，非操作人員不得進入工作面，以免飛石傷人。同步注漿4.4.1同步注漿漿液性能同步注漿采用水泥砂漿。漿液初凝時間為8h，終凝時間為10.5h，施工時根據(jù)盾構(gòu)機推進過程中漿液的流動情況，適當調(diào)整漿液膠凝時間。注漿工藝同步注漿在每環(huán)管片噴射豆粒石回填后進行，與盾構(gòu)機步進同步。

11、注漿通過盾構(gòu)機自身配備的同步注漿系統(tǒng)，采用手動控制方式，由人工根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整注漿流量、速度、壓力。（1）注漿壓力：為保證對管片背后空隙的有效填充，同時防止砂漿前竄至刀盤前方，注漿壓力取值為0.050.08Mpa。（2）注漿結(jié)束標準：同步注漿時盾殼外圍是敞開的，壓力變化不大，不以壓力作為注漿結(jié)束的控制標準。當注漿量達到理論注漿量的80%以上時，即可結(jié)束注漿。在注漿過稱加強對盾構(gòu)機四周以及盾殼外部的圍堰變形的觀測，發(fā)現(xiàn)有漿液外泄，應暫時停止注漿。注漿效果檢查在盾構(gòu)機管片安裝10環(huán)后，每間隔6m（4環(huán)管片）在管片注漿孔處開口檢查注漿效果，根據(jù)檢查效果，決定是否進行補充注漿。二次注漿在盾構(gòu)機通過硬巖

12、隧道后，根據(jù)管片間滲漏水情況，采用二次注漿泵進行注漿堵水。漿液采用水泥-水玻璃雙夜?jié){。漿液配比水泥：水玻璃為1：1.注漿壓力為0.20.3Mpa，注漿流量不大于10L/min。注漿結(jié)束標準采用注漿壓力單指標控制。二次始發(fā)盾構(gòu)機即將到達盾構(gòu)段掌子面時，即對盾體周圍盡可能多的填充豆粒石，填充完畢后將刀盤前面清理干凈，包括設備及材料等。盾構(gòu)機頂?shù)秸谱用嫱瑫r開始轉(zhuǎn)動刀盤，根據(jù)滾動角變化，調(diào)整刀盤左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)方向。直至盾體進入土體，滾動角變化不大為止。6、質(zhì)量措施1、成立以項目總工任組長，盾構(gòu)主司機、值班土木工程師、測量工程師、試驗工程師、掘進班班長、注漿司機為組員的技術(shù)小組，負責施工方案的制定并提供技術(shù)指導。2、施工前對導臺、盾構(gòu)機推進、管片拼裝等關鍵工序作業(yè)進行培訓和技術(shù)交底，由值班土木工程師跟班進行指導、監(jiān)控。3、由專職質(zhì)量工程師負責各工序質(zhì)量的檢驗及施工過程的控制，嚴格工序交接班制度，嚴禁不合格工序進入下一施工流程。4、嚴格控制盾構(gòu)姿態(tài)及管片選型，以免因盾構(gòu)姿態(tài)不好，破壞導臺。5、每安裝35環(huán)，對管片姿態(tài)進行人工測量，根據(jù)測量結(jié)果結(jié)合盾尾的盾殼間隙進行管片的選型。6、確保管片與硬巖隧道初期支護間空隙的充填密實度，保證管片下半部有足夠的支撐力。7、嚴格控制同步注漿壓力，不能因太小而填充的不充分，也不能太大而