區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)、掘進、到達施工安全專項方案

區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)、掘進、到達施工

安

全

專

項

方

案

目錄

一、編制依據(jù)和范圍......................................................1

二、工程概況和地質(zhì)水文情況.............................................1

三、沿線建筑物及地下管線情況...........................................1

四、盾構(gòu)區(qū)間工程重難點.................................................2

五、本區(qū)間盾構(gòu)設(shè)備介紹.................................................3

六、施工計戈"............................................................4

七、盾構(gòu)始發(fā)掘進方案....................................................9

八、盾構(gòu)掘進方案.......................................................31

九、盾構(gòu)接收掘進施工方案..............................................59

十、盾構(gòu)施工測量及監(jiān)控量測............................................63

十一、盾構(gòu)掘進風險辨識................................................80

十二、盾構(gòu)掘進施工中質(zhì)量、安全保證措施...............................83

十三、冬季施工措施.....................................................92

十四、文明施工及環(huán)境保護措施..........................................94

十五、盾構(gòu)掘進施工應(yīng)急預(yù)案............................................97

一、編制依據(jù)和范圍

1、編制依據(jù)

1.1軌道交通工程土建標段招標文件。

1.2軌道交通工程施工設(shè)計圖紙。

1.3軌道交通工程巖土工程詳細勘察報告。

1.4《建筑變形測量規(guī)程》(JGJ8—2016)。

1.5《盾構(gòu)法隧道施工及驗收規(guī)范》(GB50446—2017)o

1.6《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)。

1.7《城市軌道交通工程測量規(guī)范》(GB50308-2017)。

1.8《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》(GB50911-2013)。

1.9《城市軌道交通地下工程建設(shè)風險管理規(guī)范》(GB50652-2011)。

1.10《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范》(GB50299-199(2003年版))。

1.11《城市軌道交通技術(shù)規(guī)范》(GB50490-2009)。

1.12我公司地鐵施工及其他類似地鐵工程的成功經(jīng)驗和科研成果。

1.13現(xiàn)場調(diào)查資料。

2、適用范圍

本方案適用于區(qū)間盾構(gòu)掘進施工。

二、工程概況和地質(zhì)水文情況

1、工程概況

2、地質(zhì)情況

3、水文情況

三、沿線建筑物及地下管線情況

1、建筑物情況

區(qū)間沿線主要建(構(gòu))筑物有：

2、管線情況

四、盾構(gòu)區(qū)間工程重難點

1、地表沉降控制

本區(qū)間盾構(gòu)機需要掘進完成706m盾構(gòu)隧道施工任務(wù)，隧道結(jié)構(gòu)沿著解放路

南北向敷設(shè)，地下管線埋深為1.4m~2.4m,地面主要為市政道路，區(qū)間主要穿越

地層黏質(zhì)粉土、粉細砂、局部含有中砂和礫砂，液化砂層。沿線建構(gòu)筑物及市

政管線地面沉降控制要求較高，所以如何控制地面沉降是本標段的重點工作。

2、區(qū)間主要風險源

基于巖土詳勘說明并結(jié)合場地實際條件，區(qū)間主要風險源見下表：

盾構(gòu)區(qū)間工程自身風險分級表

風險因素風險事件風險基本狀況描述風險控制措施當前風險等級

1、盾構(gòu)始發(fā)、接收

前均需對加固體進行檢

測，同時洞門處的地層進

行縱向探孔，若不滿足設(shè)

計要求，應(yīng)對加固體進行

盾構(gòu)始發(fā)洞門涌水、涌砂；

補強措施，確保加固體可III

盾構(gòu)接收地表沉降過大

靠的前提下方可進行下

一步施工。

2、加強與產(chǎn)權(quán)單位

之間的溝通，做好應(yīng)急預(yù)

案。

2

盾構(gòu)區(qū)間建筑物影響風險分級表

序號風險因素風險事件風險基本狀況描述風險控制措施當前風險等級

1、通過調(diào)整、優(yōu)化

班基摩阻力減小，ffi

1盾構(gòu)推進參數(shù)，建立土III

體沉降，傾斜

壓平衡，嚴格控制出土

量，確保地層損失降至

最小。

2、盾構(gòu)應(yīng)中低速均

衡勻速連續(xù)的通過。

2通道沉降變形、開裂II

3、保證同步注漿，

加強二次注漿。

4、穿越高架橋樁，

采用多孔管片，根據(jù)監(jiān)

測情況深孔注漿。

5、頂管井在區(qū)間下

穿范圍采用攪拌樁地基

加固，且盾構(gòu)管片采用

簡單基礎(chǔ)不均勻多孔管片，根據(jù)監(jiān)測情

3III

沉降、變形況深孔注漿。

6、加強監(jiān)控量測，

信息化設(shè)計。

7,產(chǎn)權(quán)單位之間的

溝通，做好應(yīng)急預(yù)案。

五、本區(qū)間盾構(gòu)設(shè)備介紹

盾構(gòu)總體性能見下表:

3

盾構(gòu)技術(shù)參數(shù)表

序號參數(shù)列表單位備注

1使用項目地鐵

標段名稱

區(qū)間里程

主要地質(zhì)條件

管片規(guī)格（外徑/內(nèi)徑-寬度/分度）

2整機

型號

開挖直徑

刀盤轉(zhuǎn)速

最大推進速度

最大推力

整機總長

主機總長

總重（主機+后配套）

工作壓力

裝機功率

水平轉(zhuǎn)彎半徑

縱向爬坡能力

3刀盤

六、施工計劃

1、施工進度計劃

1.1施工進度計劃說明

（1）區(qū)間工程計劃開工時間20年03月01日，竣工時間20年06月20

日，總工期112天。

（2）車站結(jié)構(gòu)施工全部完成，盾構(gòu)場地布置完成。

4

（3）本工程總工期不受節(jié)假日影響。

1.2具體施工計劃

具體施工計劃見下表。

區(qū)間主要節(jié)點工期

序號任務(wù)名稱工期開始時間完成時間

2、資源配置計劃

2.1勞動力安排計劃及保證措施

2.1.1勞動力安排計劃

（1）為滿足設(shè)計要求，兌現(xiàn)合同承諾，擬選用素質(zhì)較高、有類似工程施工

經(jīng)驗的項目管理人員及勞動力，并通過培訓不斷提高施工人員的綜合素質(zhì)。

（2）根據(jù)工程的規(guī)模、施工技術(shù)特性及施工工期要求，本標段區(qū)間工程施

工高峰期計劃投入人力147人，整個施工過程勞動力實行動態(tài)管理。

5

2.1.2盾構(gòu)隧道施工作業(yè)工種組成

班組t岡_I_l位/_J-每班人數(shù)班組數(shù)合計

盾構(gòu)司機144

隧

道

掘電瓶車司機248

進

二次注漿66

拼裝機操作手144

隧道內(nèi)及井口下輔助拼裝手248

井下掛鉤144

臺車尾部操作248

單（雙）梁操作248

巡道工、軌道整修22

門式起重機司機224

地面井口區(qū)域放漿224

司索工224

機電主管122

機械工326

機電維修電工326

盾構(gòu)保養(yǎng)工326

蓄電池充電工224

施丁:測量66

測量工

施工監(jiān)測44

清潔工文明施工33

合計：147

6

2.2材料供應(yīng)計劃及保證措施

根據(jù)生產(chǎn)進度計劃制定每月的材料采購計劃，主要材料選擇合格的供應(yīng)商

就近購買，所有用于本工程的材料進場以前，先向監(jiān)理工程師提交生產(chǎn)廠商出

具的質(zhì)量合格證和我方檢驗合格證書，證明材料。設(shè)備質(zhì)量符合本合同技術(shù)規(guī)

范的規(guī)定，監(jiān)理工程師批準后方可進場投入使用，盾構(gòu)施工階段主要材料計劃

統(tǒng)計見下表。

主要材料計劃統(tǒng)計表

材料名稱規(guī)格單位數(shù)量備注

襯砌管片外徑6.2m幅寬1.5m環(huán)

縱向螺栓M30,6.8級螺栓環(huán)

環(huán)向螺栓M30,6.8級螺栓環(huán)

防水條三元乙丙環(huán)

遇水膨脹橡膠密封墊遇水膨脹橡膠密封墊環(huán)

丁基橡膠防水密封膠粘帶丁基橡膠防水密封膠粘帶環(huán)

遇水膨脹橡膠密封圈遇水膨脹橡膠密封圈環(huán)

同步注漿可硬性漿液立方

二次注漿延米

管片供應(yīng)計劃表

年份月份管片需求量（環(huán)）合計（環(huán)）備注

3月

1月

20年

5月

6月

2.3機械設(shè)備配置計劃及保證措施

2.3.1設(shè)備配置原則

（1）盾構(gòu)區(qū)間根據(jù)施工技術(shù)要求和施工作業(yè)條件確定設(shè)備選型，按照施工

7

進度計劃指標配置設(shè)備，生產(chǎn)能力留有余地；同時考慮突發(fā)事件所需的工程搶

險應(yīng)急設(shè)備，為保證設(shè)備的能力，在工地設(shè)立設(shè)備維修場地，定期對機械設(shè)備

進行維修保養(yǎng)。

（2）所有用于本工程的施工機械設(shè)備，必須是類型適用、狀況良好、技術(shù)

性能能夠滿足合同要求，工作質(zhì)量令人滿意。

2.3.2項目主要設(shè)備進場統(tǒng)計表見下表

項目主要設(shè)備進場統(tǒng)計表

序號機械設(shè)備規(guī)格型號單位數(shù)量備注

1盾構(gòu)機臺1

2盾構(gòu)機臺1

3門式起重機臺1

4門式起重機臺1

5電瓶車臺1

6運渣車臺4

7砂漿車臺4

8管片車臺8

9充電機臺3

10挖掘機臺1

11液壓泵站套1

12電瓶箱6

13攪拌機臺1

14全站儀臺1

15精密水準儀臺1

16水準儀臺1

17裝載機臺1

2.3.3機械設(shè)備配置保證措施

（1）所有進場的機械設(shè)備都必須滿足施工的要求，并且具有良好的性能。

8

（2）所有機械設(shè)備的操作司機持證上崗，嚴格按照操作規(guī)程操作。

（3）所有機械設(shè)備嚴格按照保養(yǎng)手冊建立履歷檔案，按規(guī)定時間安排保養(yǎng)

計劃，合理利用保養(yǎng)時間，保證施工的連續(xù)性。

七、盾構(gòu)始發(fā)掘進方案

1、始發(fā)施工工藝流程

盾構(gòu)始發(fā)施工主要工藝流程如下圖所示：

盾構(gòu)始發(fā)施工工藝流程圖

2、始發(fā)準備工作

2.1盾構(gòu)始發(fā)場地

盾構(gòu)始發(fā)前，有計劃的進行盾構(gòu)始發(fā)場地建設(shè)。

盾構(gòu)始發(fā)場地布置圖詳見《盾構(gòu)場地布置圖》。

2.2洞門加固

區(qū)間盾構(gòu)端頭井加固采用三軸攪拌樁+旋噴包角的加固方案。盾構(gòu)始發(fā)端加

固平面尺寸為10X12.2m,接收端平面尺寸為12X12.2m,豎向高度為12.2m,

9

攪拌樁米用6850@600,旋噴樁米用小600@400,加固區(qū)插入盾構(gòu)底部為3m。加

固后的地基應(yīng)具有良好的均勻性和自立性，其無側(cè)限抗壓強度20.8Mpa,滲透

系數(shù)W1.0X10-6cm/s。盾構(gòu)始發(fā)前應(yīng)再次檢測加固地層各項指標，并進行水平

探孔試驗進行檢測，保證探孔無水流出。當檢驗不合格時需采用地面豎向注漿

加固或水平注漿等措施進行加強。

攪拌樁端頭加固平面圖

GO

10

攪拌樁端頭加固剖面圖

2.3施工降水施工

針對本工程盾構(gòu)端頭部位基坑外側(cè)地下水水位高的風險特點，在始發(fā)端頭

部位布設(shè)6眼降水井，接收端頭部位布設(shè)5眼降水井在盾構(gòu)洞門破除前開始進

行的抽水，降低土層的含水量，防止洞門破除后因地下水水位過高而出現(xiàn)突涌

事故。本工程考慮采用管井對盾構(gòu)端頭部位的地下水進行抽排，在盾構(gòu)端頭部

位形成降水漏斗，并保證在盾構(gòu)進洞時將隧道部位地下水水位降至底板底標高

以下。

11

根據(jù)一般降水施工及基坑開挖情況，結(jié)合本工程地質(zhì)特征、基坑加固情況，

同時考慮施工、技術(shù)、經(jīng)濟條件并考慮基坑開挖深度、井損、水力梯度及本地

區(qū)成井施工等眾多因素的影響，盾構(gòu)端頭井的降水井深度為24m。

始發(fā)、接收端降水井平面布置圖

B5

2.4盾構(gòu)始發(fā)前測量

盾構(gòu)始發(fā)前，按業(yè)主及公司要求，完成導線點加密、監(jiān)測點埋設(shè)、控制網(wǎng)

復(fù)測、監(jiān)測點初始值測量等外業(yè)工作，并將測量成果報公司、監(jiān)理、第三方等

單位報審，審批后實施。

2.4.1盾構(gòu)機始發(fā)設(shè)施的定位測量，其中包括盾構(gòu)導軌及反力架的安裝測量。

由于反力架和始發(fā)臺為盾構(gòu)始發(fā)時提供初始的推力以及初始的空間姿態(tài)，在安

裝反力架和始發(fā)臺時，盾構(gòu)中心坡度與隧道設(shè)計軸線坡度應(yīng)保持一致。考慮隧

道后期沉降因素，盾構(gòu)中心軸線應(yīng)比設(shè)計軸線抬高10?20mm,反力架左右偏差

控制在±10mm以內(nèi)，高程偏差控制在±5mm之內(nèi)，始發(fā)臺水平軸線的垂直方向

與反力架的夾角＜±2%。，盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計軸線豎直趨勢偏差＜1%。，水平趨勢偏

12

差＜±3%。；

2.4.2盾構(gòu)機內(nèi)參考點復(fù)測，指盾構(gòu)機拼裝竣工后，應(yīng)進行的測量工作。其

主要測量工作應(yīng)包括盾構(gòu)機各主要部件幾何關(guān)系測量等；

2.4.3自動測量導向系統(tǒng)的正確性與精度復(fù)核，主要對導向系統(tǒng)中的儀器和

棱鏡位置測量；

2.4.4盾構(gòu)機始發(fā)位置及出接收圈測量

（1）在盾構(gòu)機就位前，應(yīng)精確測量預(yù)留出洞圈的三維坐標，并與設(shè)計值比

較，洞口直徑至少測量水平和垂直兩個方向，若實測洞圈的偏移量超過規(guī)范要

求或失圓明顯，需報設(shè)計院予以確認、回復(fù)，以便盾構(gòu)機始發(fā)時做適當調(diào)整；

（2）在精確測定洞口的三維坐標后，需要確定盾構(gòu)進、始發(fā)的軸線，定出

盾構(gòu)始發(fā)位置，本標段盾構(gòu)均為直線始發(fā)，故該線盾構(gòu)進始發(fā)均采取按原設(shè)計

方位調(diào)整。

2.4.5盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)復(fù)核及計劃線輸入

盾構(gòu)始發(fā)前必須對盾構(gòu)機始發(fā)姿態(tài)進行測量校核，始發(fā)姿態(tài)測量報告作為

始發(fā)驗收條件之一。盾構(gòu)導向系統(tǒng)計劃線數(shù)據(jù)必須兩級復(fù)核、雙向確認；之后

采用獨立方式從導向系統(tǒng)內(nèi)將計劃線數(shù)據(jù)拷貝導出，最終確認其正確性）。

具體詳見《盾構(gòu)區(qū)間測量方案》。

2.5始發(fā)架、反力架固定安裝

2.5.1盾構(gòu)始發(fā)架安裝

（1）盾構(gòu)機組裝前，依據(jù)隧道設(shè)計軸線底面、洞門位置及盾構(gòu)機的尺寸，

然后反推出始發(fā)基座的空間位置（在洞門前1m左右）。施工盾構(gòu)井底板時，按

照測量放樣的基線在盾構(gòu)始發(fā)位置設(shè)置預(yù)埋件。在盾構(gòu)安裝過程中基座采用“井”

字形水平支撐進行加固，安裝位置按照測量放樣的基線，吊入井下就位焊接，

基座上的軌道按實測洞門中心向高抬升20mm居中放置，并設(shè)置支撐加固，準確

定位后將始發(fā)基座與底板預(yù)埋鋼板焊接連接；始發(fā)基座底部要墊平穩(wěn)，避免扭

曲；盾構(gòu)機主機組裝時，在始發(fā)基座的軌道上涂硬質(zhì)潤滑油以減小盾構(gòu)機始發(fā)

推進時的阻力；始發(fā)掘進時，基座兩側(cè)加三角支撐，以固定支撐負環(huán)。

13

（2）在鋼梁上設(shè)置鋼軌作為盾構(gòu)機導向軌道?；臀缓笸ㄟ^橫向和斜向

進行加固，兩邊使用橫梁與始發(fā)洞口的預(yù)埋件進行焊接加固（始發(fā)井部分地段

基座直接支撐在側(cè)墻上）。

基座剖面結(jié)構(gòu)圖

2Hz

2.5.2盾構(gòu)始發(fā)架固定

（1）始發(fā)基座安裝盾構(gòu)機組裝前，依據(jù)隧道設(shè)計軸線與洞口定出盾構(gòu)始發(fā)

姿態(tài)的空間位置，然后反推出始發(fā)基座的空間位置。始發(fā)基座的安裝注意始發(fā)

段所處的線路平、縱面條件。由于始發(fā)基座在盾構(gòu)始發(fā)時要承受縱向、橫向的

推力以及約束盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)的扭矩，所以在盾構(gòu)始發(fā)前，必須對始發(fā)基座兩側(cè)與車

14

站預(yù)埋件及鋼支撐進行連接固定，考慮到盾構(gòu)機可能叩頭的影響，始發(fā)基座的

安裝高程可根據(jù)端頭地質(zhì)情況進行適當抬高10?20mm。盾構(gòu)始發(fā)基座具有足夠

的剛度和強度，導軌必須順直。

（2）始發(fā)基座的水平位置固定原則：

始發(fā)基座的中心要與隧道縱曲線平行。始發(fā)基座支撐盾構(gòu)機的兩縱梁（導

軌），基座底部需要與始發(fā)井底面的預(yù)埋鋼板焊接在一起。防止盾構(gòu)機始發(fā)時基

座的移動。

3、盾構(gòu)反力架安裝

該反力架為南內(nèi)環(huán)街站~雙塔西街站區(qū)間左右線使用。區(qū)間左線采用直徑

6440mm土壓平衡式盾構(gòu)機掘進。區(qū)間右線采用直徑6380mm土壓平衡式盾構(gòu)機掘

進。根據(jù)本公司在其他城市軌道交通施工的成熟經(jīng)驗，認為本標段反力架采用

厚40mm和20mm鋼板焊接制作，采用直徑630mm壁厚12mm鋼管做后支撐能夠滿

足始發(fā)要求。

3.1反力架安裝過程：

3.1.1定位放線

根據(jù)方案及幾何尺寸放出反力架位置，施工范圍內(nèi)有干擾物體及時進行清

除，使反力架處于一個穩(wěn)定的平面上。

3.1.2安裝反力架

（1）反力架由4部分組成（左上、左下、右上、右下），采用門式起重機對

反力架進行安裝，順序為：右下、左下、右上、右下，下吊完成后使用導鏈進

行安裝。安裝完畢后擰緊螺栓。

（2）連接方式采用螺栓連接及焊接，焊接要求滿焊、飽滿。吊裝時注意施

工安全，待連接完畢后再松鋼絲繩。

3.1.3焊接加固

支撐與反力架之間采取焊接方式進行連接，與底板的連接步驟如下：先鑿

除底板混凝土，露出底板鋼筋，然后與鋼筋焊接成整體。頂部的支撐直接頂至

中板結(jié)構(gòu)上。

15

反力架正面示意圖

反力架側(cè)面示意圖

反力架系統(tǒng)俯視圖

16

反力架安裝示意圖

3.2盾構(gòu)反力架固定

（1）反力架的位置確定主要依據(jù)洞口第一環(huán)管片的起始位置、盾構(gòu)的長度

以及盾構(gòu)刀盤在始發(fā)前所能到達的最遠位置確定。在負9環(huán)和盾構(gòu)井結(jié)構(gòu)之間

加設(shè)反力架，在反力架后側(cè)布置鋼管斜撐。

（3）在盾構(gòu)主機與后配套連接之前，開始進行反力架的安裝。安裝時反力

架與車站結(jié)構(gòu)連接部位的間隙要墊實，以保證反力架腳板有足夠的抗壓強度。

盾構(gòu)機在推進時，監(jiān)測反力架的變形，防止變形過大而造成破壞，推進一環(huán)，

測量一次，反力架直至達到穩(wěn)定后，方可停止觀測，如變形過大，立即停止掘

進并采取加固措施，方可恢復(fù)推進。

（3）由于反力架和始發(fā)托架為盾構(gòu)始發(fā)時提供初始的推力以及初始的空間

姿態(tài)，在安裝反力架和始發(fā)托架時，反力架左右偏差控制在±10硒之內(nèi)，高程

偏差控制在±5mm之內(nèi)，上下偏差控制在±10mm之內(nèi)。始發(fā)托架水平軸線的垂

直方向與反力架的夾角＜±2%。，盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計軸線豎直趨勢偏差＜2%。，水

平趨勢偏差V±3%。。

（4）反力架底部的橫梁和立柱下端，采用6630鋼管支撐支頂在底部臺階

處，位置確定之后，再焊接固定后部兩排斜撐。斜撐采用6630鋼管支撐，反力

架上部支撐在中板結(jié)構(gòu)上。

（5）鋼管中間部位焊接環(huán)形鋼板增加抗彎強度,在環(huán)形鋼板與鋼管之間焊

17

接三角形筋板加強，焊接管縱向焊縫為V形坡口，鋼管兩頭焊接20mm厚鋼板，

與反力架豎梁和車站邊墻的預(yù)埋鋼板連接，鋼管縱向?qū)雍缚p為H級，端頭手

腿部分角焊，焊縫為H級，其余為HI級。焊接鋼管的加工精度為橢圓度不應(yīng)

大于2D/1000（D為鋼管直徑）。

（6）反力架加固完成后需進行質(zhì)量驗收并出具焊接探傷報告，驗收內(nèi)容詳

見附件反力架驗收記錄表。

（7）反力架加固質(zhì)量驗收不合格且未見焊接探傷報告的不允許使用，反力

架受力計算詳見附件反力架受力計算書。

3.3盾構(gòu)機吊裝下井、組裝、調(diào)試驗收

始發(fā)架及反力架安裝完畢后，進行盾構(gòu)機的吊裝下井、組裝及調(diào)試，為盾

構(gòu)機始發(fā)做好準備。具體詳見《盾構(gòu)機吊裝、組裝調(diào)試及吊拆施工安全專項方

案》。

3.4洞門止水簾幕安裝

（1）盾構(gòu)始發(fā)前安裝臨時防水裝置，臨時防水裝置由預(yù)埋的鋼圈、簾布橡

膠板、翻板和連接銷等組成?？梢云鸬绞┕るA段臨時的防泥水、防漏漿的作用。

（2）在安裝前，應(yīng)測量預(yù)留螺栓孔的位置偏差，如發(fā)現(xiàn)偏差過大的，應(yīng)相

應(yīng)調(diào)整環(huán)形密封橡膠板上孔的位置。安裝步驟為：密封橡膠板一安裝扇形壓板

f擰緊螺栓。

（3）因本區(qū)間地下水豐富、水壓較大，翻板安裝完畢后，用直徑8mm的圓

鋼兩根焊接在翻板上，使所有翻板連接成一體，防止水壓或洞門封堵時將翻板

擠掉，影響防水效果。

止水簾布圓鋼焊接位置示意圖

18

止水簾布安裝示意圖

始發(fā)洞門止水裝置與盾構(gòu)機位置關(guān)系圖

4、洞門破除

4.1洞門加固效果檢查

始發(fā)前進行水平抽芯檢測，檢測合格后，在洞門破除在洞門中心位置及其

它區(qū)域進行水平探孔（水平探孔數(shù)量為7個，取芯深度2.5m）,水平鉆孔穿越連

續(xù)墻，探孔布置在5米左右的圓中（盾構(gòu)隧道開挖的圓直徑為6.43米），直徑

為50mln。查看端頭井土體加固的效果，防止有涌水、漏沙等情況出現(xiàn)，每孔的流

水不超過30L/時（通過觀測流水不成線）。在加固土體檢驗結(jié)果滿足設(shè)計要求時

19

才可進入下一道施工工序，若水平取芯檢驗成果不能滿足相關(guān)要求，則需重新

進行端頭加固。待所有加固完成后方進行洞門混凝土破除?，F(xiàn)場配備木塞、棉

被等物資，以便出現(xiàn)透水現(xiàn)象時及時進行封堵。

4.2洞門破除施工平臺搭設(shè)

為保證洞門及結(jié)構(gòu)安全，洞門破除采用人工破除，故需搭設(shè)工作平臺。洞

門破除工作平臺采用648X3.5mm鋼管扣件式腳手架，雙排鋼管“田”字形搭設(shè)，

寬度0.8?1m,設(shè)3層平臺，2道剪刀撐及4道斜撐，每層平臺鋪設(shè)木板，臨邊

設(shè)置1.2m高護欄，并按照要求掛設(shè)密目網(wǎng)。洞門破除平臺搭設(shè)示意圖如下：

洞門破除平臺搭設(shè)示意圖

腳手架位于井底，故不考慮風荷載。

Sd=l.1(SGk+1.15SQk)WRd/ym

其中：Sd—荷載效應(yīng)設(shè)計值

20

SGk—恒荷載標準值產(chǎn)生的作用效應(yīng)

SQk一施工荷載標準值產(chǎn)生的作用效應(yīng)

Rd一腳手架強度設(shè)計值(冷彎薄壁型鋼管)

Ym一材料強度附加分項系數(shù)，鋼管腳手架取值如下：

ym=l.1705*(SGk+SQk)/(SGk+1.15SQk)

SGk=0.35kN/m2,施工荷載標準值SQk=3kN/m2,鋼管抗壓強度

Rd=0.205*106kN/m2,ym=1.0319.

則Sd=4.18kN/nf

Rd/ym=21.06

Sd=WRd/ym

腳手架強度達到要求。

平臺落地斜撐之間用鋼管連接限制長曲比，落地端需作用在車站結(jié)構(gòu)上。

根據(jù)計算，腳手架穩(wěn)定性滿足作業(yè)需求。由于在進行洞門破除時，盾構(gòu)機已組

裝完畢，故相關(guān)連接件可根據(jù)刀盤的位置進行調(diào)整，使其與盾構(gòu)機刀盤相連接，

達到更穩(wěn)定的效果。洞門破除操作平臺完成后，由安質(zhì)部對其進行檢查驗收，

驗收合格后方可進行洞門破除作業(yè)。

4.3洞門破除施工順序

(1)洞門破除以人工風鎬方式進行。三把風鎬同時作業(yè)，風源以12m3/min

空壓機提供。施工組織采取兩班制，24h連續(xù)作業(yè)。

(2)洞門破除時分四區(qū)依序進行，分區(qū)如圖1所示。I區(qū)為洞門下部地連

墻外側(cè)，H區(qū)為洞門頂部地連墻，IH區(qū)為洞門上部地連墻，IV區(qū)為洞門下部

剩余地連墻。破除順序為：I區(qū)一H區(qū)一IH區(qū)一IV區(qū)。

洞門破除平臺搭設(shè)示意圖

21

4.4洞門破除鋼筋割除注意事項

（1）鑿除時保留最接近土體的鋼筋，不準將鋼筋切除，待洞門混凝土全部

破除后再一次性把最靠近土體的鋼筋全部割除。

（2）氣割割除背土面鋼筋應(yīng)該先割下部，再割兩側(cè)，后割上部。切割的廢

棄鋼筋捆綁吊出豎井。使用氣割作業(yè)時，注意對洞門預(yù)埋鋼環(huán)的保護，防止燒

壞預(yù)埋鋼環(huán)等。

（3）背土面鋼筋割除完成后按塊繼續(xù)進行混凝土的破除。

（4）最后將最靠近土體的鋼筋割除，進行清理后，即可始發(fā)。

（5）鋼筋及預(yù)埋件割除須徹底，以保證預(yù)留門洞的直徑。

4.5洞門封堵預(yù)案

如果加固區(qū)土體的自立性較差，則需采取注漿加固措施。注漿計劃采用雙

液漿進行補注漿。注漿位置：沿洞圈縫斜向打入注漿管，主要在洞門開鑿的一

圈縫及幾大分塊之間打設(shè)，達到固結(jié)洞圈內(nèi)部土體的效果。注漿配比：水：水

泥:水玻璃=0.5:1:1,注漿壓力0.2-0.3Mpa,初凝時間為5T0分鐘,漿液流量

為10-15L/mino

5、始發(fā)負環(huán)管片拼裝

根據(jù)始發(fā)端頭井結(jié)構(gòu)尺寸，本區(qū)間6臺次盾構(gòu)始發(fā)后支撐均為9環(huán)負環(huán)（每

環(huán)1.2米）整環(huán)錯縫拼裝。

5.1負環(huán)管片的拼裝方法

負環(huán)管片總體施工步驟為：負9環(huán)、負8環(huán)、負7環(huán)、負6環(huán)、負5環(huán)、

負4環(huán)、負3環(huán)、負2環(huán)、負1環(huán)，其中負1環(huán)嵌入洞門鋼圈600mm,負環(huán)管片

22

拼裝采用錯縫拼裝方式，管片縱、環(huán)向均采用M24螺栓連接，管片拼裝方式均

為12點位置。每環(huán)負環(huán)管片的安裝順序為：先就位底部管片，再自下而上左右

交叉安裝，最后插入封頂管片成環(huán)。

5.1.1安裝管片定位圓鋼

因盾尾內(nèi)徑與管片外徑之間有6.6厘米間隙，在拼裝第一環(huán)負環(huán)管片時，

需要在盾尾下部盾殼內(nèi)避開千斤頂撐靴位置（導向槽位置）焊接1.5米長的“

32圓鋼4根，沿盾構(gòu)方向放置，尾部靠在盾尾刷附近。圓鋼靠近撐靴處與盾殼

點焊2個點，以方便負環(huán)管片安裝完成后將其移除。

5.1.2負9環(huán)管片的安裝

（1）由專人對管片類型、齡期、外觀質(zhì)量等情況進行進場檢驗，檢查合格

后由龍門吊將管片放在管片運輸車上，每輛平車可重疊3片，一次牽引二輛平

車運輸一環(huán)管片至安裝部位，經(jīng)管片吊車按安裝順序放到管片輸送平臺上，運

至管片安裝機位置。

（2）拼裝落底塊A2

負9環(huán)管片封頂塊F在16點位置，落底塊中線與隧道鉛垂中線重合。負9

環(huán)負環(huán)碎管片測量定位時，管片的后端面應(yīng)與線路中線垂直，在管片安裝機位

置定出隧道中線，落底塊A2中線螺母與之對應(yīng)，確保后期管片安裝角度符合設(shè)

計要求。

（3）拼裝標準塊Al、A3

A1在盾尾左側(cè)，A3在盾尾右側(cè)。每安裝一塊管片，立即將管片環(huán)向連接螺

栓插入連接孔，并戴上螺帽用電動扳手緊固。管片安裝到位后，應(yīng)及時伸出相

應(yīng)位置的推進千斤頂撐靴固定管片，防止管片傾覆，然后方可移開管片安裝機。

（4）拼裝鄰接塊Bl、B2及封頂塊F

安裝管片上部2塊鄰接塊及1塊封頂塊時，上半環(huán)沒有縱向螺栓固定管片，

所以在拼裝鄰接塊時，先將其與標準塊的環(huán)向螺栓連接。因為盾殼內(nèi)徑與管片

外徑產(chǎn)生的間隙為33mm,管片厚300mm,抬升10mm便于封頂塊的插入，所以鄰

接塊上部用單邊長為3231nm兩根L型2cm厚的鋼板勾住，鋼板焊接在盾殼上。

23

封頂塊就位后，割除L型鋼板，兩塊鄰接塊落下與封頂塊搭接密實，用螺栓連

接。

（5）負9環(huán)管片后移

負9環(huán)管片拼裝完成后，盾構(gòu)機用拼裝模式將負9環(huán)管片后推，頂靠在反

力架上，立即在反力架圓板上的B1、B2塊上部及封頂塊中間位置焊接厚度為2cm、

邊長為200mm*200mm的等邊三角鋼板，使管片脫出盾尾后不會下沉，另外，管

片脫出盾尾后立即在兩側(cè)的管片與發(fā)射架的縫隙之間塞入三角木楔（每環(huán)管片

中間及相鄰兩環(huán)管片連接處放置，共計30塊），保證管片中心在設(shè)計軸線上。

負環(huán)拼裝點位統(tǒng)計表

序號環(huán)號拼裝點位

1-916

2-85

3-710

4-612

5-51

6-46

7-311

8-23

9-111

負環(huán)管片墊設(shè)楔塊參考照片

負環(huán)管片排環(huán)圖

24

管片分塊示意圖

5.2負環(huán)管片加固

5.2.1加固前的施工準備

（1）在加固負環(huán)管片前準備好所需的材料、工具、設(shè)備，做好人員分工,

明確各自職責。

（2）由機械技術(shù)員和安全員對吊索吊具等進行檢查，合格后方能投入使用。

（3）清理盾構(gòu)井內(nèi)雜物，提供負環(huán)加固的工作場地。

5.2.2加固負環(huán)的施工步驟

（1）支墊負環(huán)管片

在拼裝好第二環(huán)負環(huán)管片后，讓盾構(gòu)機繼續(xù)向前掘進，使盾尾密封刷脫離

25

第一環(huán)管片，將150mmX100mm的三角木楔楔進負環(huán)與始發(fā)架架之間的空隙內(nèi)，

左右兩側(cè)各楔兩個木楔。

（2）緊固鋼絲繩

用2根20m618的鋼絲繩繞過負環(huán)管片頂部，將繩頭分別留在支撐架左右

兩側(cè)，每個繩頭上穿上緊線器，將緊線器的另一端緊固在支撐架上，旋轉(zhuǎn)緊線

器，將鋼絲繩拉緊。

盾構(gòu)機繼續(xù)向前掘進，重復(fù)上述步驟，直至盾尾進入洞門后，將負環(huán)管片

全部用鋼絲繩固定。

5.2.3負環(huán)管片拼裝及加固技術(shù)要求

（1）混凝土負環(huán)管片逐環(huán)在盾構(gòu)機內(nèi)安裝，利用盾構(gòu)機推進千斤頂推出，

直到頂靠在基準環(huán)上，并在推出盾殼的管片外側(cè)用鋼絲繩、木楔進行加固，以

保證將千斤頂推力均勻傳遞到反力架上和盾構(gòu)推進中管片不發(fā)生過大的位移；

（2）始發(fā)基座導軌必須順直，嚴格控制標高及中心軸線；

（3）始發(fā)前在基座鋼軌上涂抹黃油，以減少盾構(gòu)推進阻力；

（4）負環(huán)管片除臨近正環(huán)的第一環(huán)外，可不貼防水密封條，但需粘貼傳力

襯墊，螺栓不用止水墊圈；

（5）管片拼裝作業(yè)，要正確伸、縮千斤頂，嚴格控制油壓和伸出千斤頂?shù)?/p>

數(shù)量，確保拼裝時盾構(gòu)不后退。

（6）拼裝管片前應(yīng)對盾殼底部的垃圾進行清理，防止雜質(zhì)夾雜在管片間；

（7）管片拼裝手操作應(yīng)符合規(guī)程要求；

（8）要加強巡視工作，保證基準環(huán)的準確位置；

（9）在盾構(gòu)機完全進入土體前，不得調(diào)整盾構(gòu)機的姿態(tài)，保證直線進入。

6、車站軌道鋪設(shè)及道岔布置

隧道內(nèi)運輸線路除車站底板、盾構(gòu)車架后10m及道岔處為四軌，其他均為

兩軌,軌距為900mm,45t牽引機車，43kg/m鋼軌,6.25m/根。盾構(gòu)機后配套設(shè)

備行走在外側(cè)兩根鋼軌上，運輸車輛行走在中間鋼軌上，軌枕采用槽鋼加工，

軌枕間距為1.2m每根。每根槽鋼之間用。16的螺紋鋼筋焊接連成整體進行加固。

26

7、盾構(gòu)始發(fā)掘進

7.1始發(fā)掘進參數(shù)選擇

盾構(gòu)初始掘進是從理論和經(jīng)驗上選取各項施工參數(shù)，始發(fā)前須先針對地質(zhì)

情況對盾構(gòu)施工參數(shù)進行模擬計算，選取始發(fā)施工參數(shù)，盾構(gòu)主要推進參數(shù)計

算；并將計算出的盾構(gòu)掘進主要推進參數(shù)匯總?cè)缦卤硭荆?/p>

盾構(gòu)始發(fā)主要掘進參數(shù)參考值

盾構(gòu)機掘進參數(shù)表

序號項目始發(fā)接收掘進正常掘進風險源掘進

1推力500-1200t1000~1300t1200~1500t

2掘進速度5~20mm40~50mm30~50mm

3注漿壓力0.2~0.3mpa0.2~0.25mpa0.2~0.3mpa

左線4.3?5.Im3,左線4.3?5.Im3,

4注漿量左線5?5.5m3,右線3.5~4.Om3

右線2.8~3.5m3右線2.8~3.5m3

5刀盤扭矩1500?2500kn*m1500—1800kn*m1500~1800kn*m

6刀盤轉(zhuǎn)速0.6~1.3min-l0.5~1.4min-l0.6~1.2min-l

7土壓力0.08~0.lOmpa0.12~0.14mpa0.12~0.15mpa

8錢接0-l?0-2。0-lo

水:原液=97：3,溶水：原液二97：3,

9泡沫水：原液=97：3,溶液：空氣=1：10

液:空氣=1：10溶液：空氣二1：10

10螺旋機5?6~13min-l5~12min-l

左線43~47m3,右線左線43?47m3,右

11出土量左線43~47m3,右線42~46m3

42~46m3線42~46m③

施工過程中根據(jù)測量數(shù)據(jù)及反饋信息對以上初擬數(shù)據(jù)進行不斷優(yōu)化調(diào)整施

工參數(shù)，并在施工過程中對盾構(gòu)施工主要參數(shù)進行記錄，形成盾構(gòu)推進參數(shù)記

27

錄表，以便總結(jié)推進參數(shù)。

7.1.1初期試掘進長度的確定

(1)本工程盾構(gòu)機初期掘進長度均設(shè)定為100米。100米的長度考慮了下

幾個因素：

A、盾構(gòu)機和后方臺車的長度(L=80m)o

B、工作井內(nèi)井口處布置雙線道岔的需要。

C、管片與土體之間的摩擦力足以抵抗盾構(gòu)機正常掘進的推力。

(2)同時將區(qū)間的前100米作為掘進試驗段，此段由盾構(gòu)機生產(chǎn)廠家人員

操作盾構(gòu)機，通過設(shè)立試驗段，在于以下的目的：

A、熟練掌握操作方法。

B、掌握在不同地質(zhì)地層中盾構(gòu)推進的各項參數(shù)的調(diào)節(jié)控制方法。

C、測定和統(tǒng)計不同地層條件下推力、扭矩的大小；盾構(gòu)機姿態(tài)的控制特點；

注漿參數(shù)的選擇和漿液配比的優(yōu)化；同步注漿中出現(xiàn)的問題和解決方法；各種

刀具的適應(yīng)性等。

D、熟練掌握管片拼裝工藝及注漿工藝。

E、掌握施工監(jiān)測與盾構(gòu)推進施工的協(xié)調(diào)方法等。依此及時詳細分析在不同

地層中各種推進參數(shù)條件下地層的位移規(guī)律和結(jié)構(gòu)受力情況，以及施工對地面

環(huán)境的影響，并及時反饋調(diào)整施工參數(shù)，提前制定盾構(gòu)區(qū)間掘進參數(shù)組段劃分

數(shù)據(jù)。為全線順利施工做好參照。

7.1.2盾構(gòu)始發(fā)掘進過程中施工參數(shù)優(yōu)化調(diào)整控制程序如下圖所示：

盾構(gòu)掘進參數(shù)優(yōu)化調(diào)整程序圖

28

啟動

土

體

二

改

次

良

注

柒降低螺旋機車專速諛定壓力P1提高螺旋機轉(zhuǎn)遞

等

7.2始發(fā)掘進技術(shù)措施

（1）始發(fā)前在基座軌道上涂抹黃油，減少盾構(gòu)推進阻力，在刀頭和簾布橡

膠板上涂抹黃油，避免推進時刀頭損壞洞門簾布橡膠板。

（2）當盾構(gòu)進入洞圈立即進行洞圈簾布的整理工作。

（3）在始發(fā)階段，由于土體加固，始發(fā)掘進時采取低推力、低速度向前推

進，盡量減少對土體的擾動。

（4）始發(fā)初始掘進時，盾構(gòu)機處于始發(fā)基座上，因此需在始發(fā)基座及盾構(gòu)

機上焊接相對的防扭轉(zhuǎn)支座（較接附近左右各一個），為盾構(gòu)機初始掘進提供反

扭矩。在盾構(gòu)機推進過程中要對即將進入洞口的防扭支座割除打磨，以免損壞

簾布密封。

盾構(gòu)始發(fā)防扭轉(zhuǎn)支座示意圖

29

（5）始發(fā)階段要注意對推力、扭矩的控制，同時也要注意各部位油脂的有

效使用。掘進總推力控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)架提供的反扭矩。

（6）始發(fā)掘進過程中還必須對反力架進行全程監(jiān)視，如有異常立即停止推

進并及時進行加固處理，確保始發(fā)順利。

（7）盾構(gòu)始發(fā)期間，由于加固區(qū)強度高，應(yīng)慢速、小推力、小扭矩推進,

根據(jù)掘進情況逐步調(diào)整掘進參數(shù)。

7.3洞門封堵及負環(huán)拆除

7.3.1洞門封堵

（1）因本區(qū)間地下水豐富，故計劃盾構(gòu)機主體全部進入土體，且拼裝完成

4環(huán)管片即開始進行洞門封堵。此時，管片脫出盾尾約2環(huán)，先采用同步注漿方

式注入理論注漿量一半的漿液（2m3左右），少量多次，邊注漿邊掘進。待拼裝

完成8環(huán)管片后開始采用雙液漿封堵，洞門封堵注漿滲透系數(shù)按2.0控制，封

堵完畢后在管片頂部開孔查看封堵效果，如有空洞或滲漏水現(xiàn)象出現(xiàn)，再次進

行雙液漿封堵直至無空洞或滲漏水現(xiàn)象出現(xiàn)。

（2）根據(jù)洞門滲漏情況嚴格控制注漿壓力和注漿量（少量多次進行、同步

注漿壓力控制在2bar以內(nèi)），避免壓力過大擊穿橡膠板或尾刷。注漿過程中現(xiàn)

場人員全程值班監(jiān)控洞門滲漏水情況及洞門翻板穩(wěn)定情況，在二次注漿管片開

孔過程中防止管片壁后水或漿液噴出傷人。

30

（3）同步注漿漿液及二次注漿漿液配合比暫定如下表所示:

同步注漿漿液配比（kg/n?）表

水泥砂粉煤灰膨潤土水控制稠度

1006004506050012±1

洞門二次注漿漿液配比

1:1水泥漿液水玻璃（40°B6左右）與水1:1稀釋初凝控制時間

11心20s

10/

7.3.2反力架拆除

反力架拆除前洞內(nèi)管片須穩(wěn)定無位移，先割除反力架斜撐底部，對反力架

進行卸力；根據(jù)-9環(huán)管片上部卸力后的間隙情況進行-9環(huán)管片拆除，若間隙過

小則拆除部分橫撐，確保能拆除-9環(huán)管片；拆除負環(huán)管片前，將固定管片的鋼

楔子割除，以便負環(huán)拆除。負環(huán)拆除后將反力架斷開成立柱、上橫梁、斜撐、

下橫梁等部分，利用16t門吊吊裝出井。

7.3.3負環(huán)拆除

盾構(gòu)掘進82環(huán)時盾構(gòu)臺車已全部進入正環(huán)隧道，即可拆除始發(fā)井內(nèi)的負環(huán)

管片及始發(fā)架，搭設(shè)平臺鋪設(shè)軌道，以便利用端頭井垂直運輸材料，提高盾構(gòu)

掘進效率。因本區(qū)間盾構(gòu)下穿建筑物，故負環(huán)拆除時間根據(jù)施工過程中建筑物

沉降情況具體選擇。

負環(huán)拆除前完成洞門注漿封堵，同時再次確認管片螺栓擰緊，并加設(shè)6道

管片拉緊聯(lián)系條，防止管片松動滲漏水。

八、盾構(gòu)掘進方案

1、盾構(gòu)推進主要參數(shù)設(shè)定

盾構(gòu)在掘進施工中均可參照以上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監(jiān)測數(shù)據(jù)進行不斷的調(diào)整。kO

值也要根據(jù)土層實際情況及100m試推進的反饋驗證來制定。初步本標段掘進主

31

要參數(shù)設(shè)定如下:

掘進參數(shù)表

盾構(gòu)機掘進參數(shù)表

序號項目始發(fā)接收掘進正常掘進風險源掘進

1推力500—1200t1000—1300t1200—1500t

2掘進速度5~20nlm40~50mm30~50mm

3注漿壓力0.2?0.3mpa0.2~0.25mpa0.2~0.3mpa

左線4.3?5.43,左線4.3-5.Im3,左線5?5.5m3,右線

4注漿量

右線2.8~3.5m3右線2.8~3.5m33.5~4.On?

5刀盤扭矩1500~2500kn*m1500~1800kn*m1500~1800kn*m

6刀盤轉(zhuǎn)速0.6~1.3min-l0.5~1.4min-l0.6~L2min-l

7土壓力0.08~0.lOmpa0.12~0.14mpa0.13~0.15mpa

8較接0~lo07。0~l