盾構空推過礦山法隧道工藝要求

盾構空推過礦山法隧道工藝要求1導臺施工

盾構機通過礦山法段，導臺支撐盾構機并為盾構機前進起導向作用，盾構機在導臺上空載推進(拆除部分邊緣刀具)并拼裝管片。在盾構機進洞前，須完成導臺施工。導臺采用C30鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成，高度20cm，強度須滿足要求，并確保導臺的高度、弧度、軸線等參數(shù)的精度，導臺斷面弧長與隧道中心夾角為60o，以保證盾體與導臺有足夠的接觸面并保持均勻接觸，防止因盾構機自重壓壞導臺。在盾構進入導臺的洞口處導臺兩側分別預埋一塊300×1000×20mm鋼板，防止盾構機步上導臺時導臺開裂。

導臺起點從盾構進入礦山隧道開始，一直施工至隧道端墻前方，在導臺尾部與端墻之間預留lm長的缺口，使盾構機刀盤在缺口處順利旋轉并切入端墻。2礦山法隧道斷面復測隧道初支與盾構導臺施工完成后，將對礦山法施工隧道進行竣工驗收。對隧道的中線和高程、超挖值、噴射混凝土質量等方面進行驗收，尤其對隧道斷面進行一次聯(lián)系測量，每隔4．5m進行一個斷面測量，每個斷面測量l0個點，形成礦山法隧道竣工測量成果，為盾構正常通過提供依據(jù)。由于盾構機刀盤外徑為6280，刀盤頂部與隧道壁只有幾十厘米間距，因此嚴禁礦山法初支侵限，對侵限部位須進行鑿除處理。

3空推前準備3.1盾構機進入空推段前止水⑴盾構機在到達空推段前50米，將盾構姿態(tài)與管片姿態(tài)及水平軸線調整到和導臺一致，軸線的垂直方向比導臺的軸線高10mm，防治盾構機盾體底部低于導臺面，而損壞導臺。⑵盾構機刀盤離導臺3環(huán)時，對當前環(huán)后第六環(huán)進行雙液漿環(huán)向封堵，盾構機刀盤出來后，立即觀察盾構與擋墻間隙有無滲漏水，如滲漏嚴重，立即在盾構機中盾的徑向孔注油性聚氨酯進行封堵。3.2刀盤部分刀具拆除由于盾構機刀盤外徑比盾構機外徑大，在盾構機到達導臺前卸掉刀盤上與導臺面接觸的邊緣刀具，避免盾構機在導臺上前進時將導臺混凝土刮起，破壞導臺。3.3豆礫石堆填⑴在空推段預先堆填2米厚豆礫石，中間低，兩則高。⑵在橫通道小里程每間隔6米儲備32m3豆礫石，用以噴射機噴豆礫石用。⑶在盾構機推上導臺前拆卸完成部分刀具后，立即將豆礫石將盾構機刀盤前堆積，長度8米，高度到拱頂。4盾構機推進盾構推進時的阻力主要為盾構機與導臺間的摩擦力，相比盾構機負載工作，空載工

作時的前進阻力很小，并且導臺已經(jīng)確定了盾構機的前進方向，為了確保盾構機沿導臺軸線前進不偏離導臺，并在導臺上保持正確的姿態(tài)，在盾構機推進時采用交叉使用豎直位置和水平位置兩組推進油缸向前推進。具體操作時使用水平兩組油缸推進30cm時，停止推進并收縮油缸，再使用垂直兩組油缸推進30cm后，停止并收縮油缸，不停地交叉使用。推進過程中要密切注意盾構機刀盤周邊與初襯、成環(huán)管片與盾尾間的問隙，使其始終處于良好狀態(tài)。5管片拼裝盾構在初襯隧洞內拼裝管片與正常盾構法施工基本相同，只因盾構在初襯隧洞內不能作大幅糾偏動作，故確定封頂塊拼裝位置顯得尤為重要。當盾尾單邊間隙縮小到45mm時，則需進行封頂塊位置調整。由于在無正面土壓力的狀態(tài)下推進，為保證管片止水帶的壓密防水效果，必須加強連接螺栓的緊固，用高速氣動扳手對連接螺栓進行復緊，尤其加強縱向螺栓(即環(huán)間連接螺栓)復緊工作。并在盾體全部進入土體后，增加盾構機總推力，壓緊礦山法隧道內已拼裝的管片，并再一次緊固所有的管片螺栓。6管片背后回填在礦山法初支與管片之間存在空隙，需采用豆礫石加注漿對空隙進行回填施工，確保空隙填充飽滿，防止管片下沉產(chǎn)生錯臺與因地下水位上升后產(chǎn)生浮力致使管片上浮。6.1豆礫石回填施工管片與初支之間空隙充填豆礫石，為滿足盾構過礦山法段管片背后豆礫石快速、高效充填的需要，豆礫石粒徑為5～10mm，采用混凝土噴射機從盾構機前方向后噴射豆礫石，填充的順序是先下部后上部，首先填充左右兩側，最后填充隧道上部。

噴射壓力為0.25～0.3Mpa，噴射管徑為直徑50毫米。噴射的豆礫石數(shù)量必須到一定的高度才能保證起到對管片的支撐作用，實踐經(jīng)驗得出最少到達時鐘2點、10點位高度。豆礫石到達此高度后，才能約束管片左右擺動，防止管片變形、錯臺。每環(huán)的噴豆礫石數(shù)量會與隧道初期支護超挖有關，一般要比理論計算出的最少量大，通過計算大約每環(huán)4.5m3。盾構機過橫通道后，將噴射機移至盾構機內

6.2注漿回填施工(見圖)第一步管片脫出盾尾后，首先通過底部管片吊裝孔作為注漿孔注水泥水玻璃雙液漿，以防管片下沉產(chǎn)生錯臺。隨著盾構掘進，支撐提供反力安裝管片后，從管片吊裝孔同步注雙液漿至lm高，將管片固定。第二步用噴射的豆礫石在管片脫離盾尾時進行管片兩側支撐，利用盾構機2＃和3＃同步注漿孔向管片背后注入水泥砂漿，同步注漿水泥漿配合比為1:1,注漿壓力控制在0.1～0.2MPa，每次同步漿液量為4～5方（施作過程中要根據(jù)實際情況適當進行調整），在同步注漿進行的同時，需密切關注

同步注漿擴散情況，必要時調整漿液配合比從而縮短漿液的凝結時間。具體注漿量應根據(jù)噴豆礫石量進行調整，原則上保證注完漿后的砂漿液面高于2點、10點位。豆礫石的孔隙率大約為48.2%左右。第三步在當前環(huán)后第5環(huán)管片上，在3點和9點位置通過管片吊裝孔注入雙液漿防止管片側移；每隔十環(huán)進行一次環(huán)向封堵，中間管片通過1點11點吊裝孔注入雙液漿，進行拱頂回填。值得注意的是，只有多次注漿才能確保管片后間隙填充密實。第四步由于管片背填注漿時，盾構機前方敞開，管片注漿效果可能不理想，須對管片進行補充注漿。每10環(huán)管片，在管片6個吊裝孔開口檢查注漿效果，若注漿效果不好，則進行補充注漿。

注漿回填施工工序

7監(jiān)測通過監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)管片有上浮或側移趨向時，除立即采取注漿措施外，必要時在管片脫出盾尾后，立即打穿吊裝孔，安裝1．5m長Ф32的螺紋鋼，螺紋鋼一端緊頂在礦山法隧道初支上，將其另一端焊接固定在管片吊裝孔上(吊裝孔提前安裝套絲)，通過此措施可有效限制管片上浮及側移。8空載與負載施工轉換段施工在隧道端墻前方，導臺與端墻之間預留有l(wèi)m長的缺口，在刀盤到達端墻前預留1米的缺口時，重新安裝所卸的刀具，并對所有刀具進行檢查。

由于盾體與隧道初期襯砌之間有一定的空隙，盾體四周沒有土體包裹，盾體旋轉僅受導臺的阻力，因導臺阻力很小，導致刀盤切削端墻時盾體旋轉角度很大。因此需要保持刀盤低速旋轉，盾構掘進切削巖層的貫入度要小，并不停地改變刀盤轉動方向，讓其慢慢地切入端墻，以防止盾體旋轉角度過大。當盾體全部進入土體后，因盾體被四周土體完全包裹，土體對盾體旋轉產(chǎn)生較大的摩擦阻力，盾體轉角明顯減小，盾構機即處于負載掘進狀態(tài)。9增大盾構機總推力壓緊管片由于盾構機在導臺上前進阻力較小，管片之間縱向壓力不能有效地壓緊管片，造成止水條壓縮量不足，管片環(huán)向接縫容易漏水。在盾體全部進入土體后，轉動刀盤，減小推進速度或停止推進，加大所有推進油缸的油壓，增加盾構機總推力，使其達到2000t及以上，以壓緊礦山法隧道內已拼裝的管片，并保持這個總推力再一次緊固所有的管片螺栓。在壓緊過程中要注重觀察每環(huán)管片受壓情況，防止因盾構機總推力過大而將管片壓損壓裂。

10措施10.1防盾構機扭轉及抬頭的措施防盾構扭轉及抬頭是盾構在礦山法隧道段掘進的難題，由于盾構殼體外部不具備設防自轉裝置條件，采取措施如下：⑴在噴射豆礫石過程中，要及時觀察刀盤下面是否有殘留豆礫石，防止豆礫石下串盾體引起盾構機抬頭。⑵在盾構機通過礦山法隧道期間，嚴禁轉動刀盤，防止盾體扭轉。⑶每拼裝完一環(huán)管片，在尾盾盾體與管片側面接口處用簽字筆畫一條線，通過觀察這條線的對接情況來判斷盾體是否扭轉及扭轉的大小，發(fā)現(xiàn)盾體扭轉時應立即停止向前掘進，及時查找原因并采取糾正措施。10喚.2防止管襲片上浮偷及側移律措施管片與佳隧道初艘支間空坊隙較大竿且不均捉勻，注育漿時操患作難度虎大，而雪且填充鎖效果差搜，從而哨導致頂順部回填岡注漿難讓以密實拿，極易蠶發(fā)生管牛片上浮盈和側移端，直接員造成管店片錯臺雅或崩角隱，嚴重碎時會侵踐入建筑攤限界。⑴加遍強管片礎注漿管粥理，一努旦出現(xiàn)怠管片上型浮或側潑移，在屯管片上潑浮或側建移處，很通過打辟穿管片柏吊裝孔宿，打入樣注漿管敵進行二維次補充失注雙液隸漿，迅獄速填充厘管片背佩后或上洽部間隙培，阻止踩管片上營浮和側泳移。⑵夢利用另吊裝咱孔排呀出地層下水拋，避恢免管煙片上礎浮管片職上浮殺是在蘋地下屋水的水浮力質作用浴下管疾片被籮抬高艱，這儲樣會傭導致銅管片棋變形蔥、錯噸臺、錦漏水線，嚴輝重者胸隧道樣超限襯。鋼量筋混有凝土努管片膨的密提度比惠水大火很多饅，產(chǎn)銜生上布浮的想原因練可通寺過以壇下浮遺力計秤算說鄰明：一環(huán)技管片隸自重G=3覽.14譜×(3仔2-2明.72敞)×1尖.5×溜25疤00k妹g/m3=20銅.14內×10摘3kg式中25康00部k掛g/瞇m3為鋼筋惰混凝土圍密度；1.拌5為一津環(huán)管服片寬俱度，垮單位m。則：念一環(huán)格管片攔浮力F=執(zhí)3.捐14勵×3趨2×靠1.瓶5×底1錯00撓0養(yǎng)kg霸/m象3=再42登.3的9×伶10類3k歪g式中1診00潛0造kg螞/m陰3為水密禽度，墾水平高挑于管片繞頂部時逆的浮力俗。從以乎上計其算可重以看至出，日當水魯位高雜于管沫片頂?shù)撞繒r懼，F(xiàn)＞G，礙即管元片所豪受到予的浮與力大對于管暴片本提身的占自重透。經(jīng)購計算餓可知雕，吵隧道肢管片夠在半礎斷面方地下尤水的駱工況授條件慣下，損隧道溝管片銹自重您與浮首力處法于平餓衡狀友態(tài)，春當液墓面高瓜出管蜂片一龜半時吳就會讓被水峰浮起幼，貼上浮堤還會頭導致然管片礙底部巴脫空艷，使展豆礫拉石與箏砂漿燃凝固李形成冬的隔章水層鉗失效槽?？梢岳阌霉芷B的吊裝世孔向隧惑道內排冰水，塔每塊管宅片均設碧一個吊匹裝孔，廁管片獄安裝完懶成后可夸以把它欄打穿作腔為注漿俘孔或排遼水孔。河根據(jù)撓初期支義護完后贈地下水拳的流量輪，排水之時間必魂須進行網(wǎng)控制，架盾構機該離開管今片50啞m后可排油水，太沈早會將令所注的籮砂漿排絹出，太恩遲則管裝片浮起嫂、底部勻脫空。匙在空推渡過