1、盾構掘進、管片拼裝、壁后注漿、成型隧道施工方案施工方案1.1 盾構掘進2.1.1掘進流程掘進流程見圖2-1-1。2.1.2掘進模式用于本合同段掘進施工的土壓平衡盾構的開挖土倉由刀盤、切口環、隔板、土壓傳感器及膨潤土添加、泡沫注入系統組成。根據本合同段隧道地層條件，需選擇土壓平衡模式進行本合同段區間隧道的掘進。土壓平衡掘進模式中土倉壓力的保持首先需選定土倉壓力，掘進過程中通過調整推進力實現推進速度控制、通過調整螺旋輸送機轉速實現出碴量控制。具體方法如下：（1）土倉壓力值P的選定P值應能與地層土壓力和靜水壓力相平衡，設刀盤中心地層靜水壓力、土壓力之和為P0，則PKP0，K一般取1.01.3。掘進施
2、工過程中土倉壓力根據試掘進時取得的經驗參數并結合盾構所在位置的埋深、土層狀況及地表監測結果進行調整與控制。圖2-1-1 盾構掘進控制程序圖（2）推進速度控制為保持土倉壓力的穩定，掘進速度必須與螺旋輸送機的轉速相符合，同時必須兼顧注漿，確保漿液能均勻填實管片與地層的空隙，根據施工的實際情況確定并調整掘進速度控制推進油缸的推力。（3）出碴量的控制每環掘進出碴量根據試掘進段取得的參數進行控制。出碴量控制可通過推進速度與螺旋輸送機轉速來實現。2.1.3姿態控制（1）姿態監控系統盾構姿態監控通過SLS-T自動導向系統和人工測量復核進行盾構姿態監測。隨著盾構推進導向系統后視基準點需要前移，必須通過人工測量
3、來進行精確定位。為保證推進方向的準確可靠，擬每3050m進行一次人工測量，以校核自動導向系統的測量數據并復核盾構機的位置、姿態，確保盾構掘進方向的正確。（2）調整與控制盾構共16組推進油缸，分五區，每區油缸可獨立控制推進油壓。盾構姿態調整與控制便可通過分區調整推進油缸壓力事項盾構掘進方向調整與控制。（3）糾偏措施1）滾動糾偏刀盤切削土體的扭矩主要是由盾構殼體與洞壁之間形成的摩擦力矩來平衡，當摩擦力矩無法平衡刀盤切削土體產生的扭矩時將引起盾構本體的滾動。盾構滾動偏差可通過轉換刀盤旋轉方向來實現。2）豎直方向糾偏控制盾構機方向的主要因素是千斤頂的單側推力，它與盾構機姿態變化量間的關系非常離散，需要
4、靠人的經驗來掌握。當盾構機出現下俯時，可加大下側千斤頂的推力，當盾構機出現上仰時，可加大上側千斤頂的推力來進行糾偏。同時還必須考慮到刀盤前面地質因素的影響綜合來調節，從而到達一個比較理想的控制效果。3）水平方向糾偏與豎直方向糾偏的原理一樣，左偏時應加大左側千斤頂的推進壓力，右偏時則應加大右側千斤頂的推進壓力，并兼顧地質因素。（4）方向控制及糾偏注意事項1）在切換刀盤轉動方向時，應保留適當的時間間隔，切換速度不宜過快，切換速度過快可能造成管片受力狀態突變，而使管片損壞。2）根據掌子面地層情況應及時調整掘進參數，調整掘進方向時應設置警戒值與限制值。當盾構姿態接近警戒值時就應該實行糾偏程序。3）蛇行
5、修正及糾偏時應緩慢進行，如修正過程過急，蛇行反而更加明顯。在直線推進的情況下，應選取盾構當前所在位置點與設計線上遠方的一點作一直線，然后再以這條線為新的基準進行線形管理。在曲線推進的情況下，應使盾構當前所在位置點與遠方點的連線同設計曲線相切。4）推進油缸油壓的調整不宜過快、過大，否則可能造成管片局部破損甚至開裂。5）正確進行管片選型，確保拼裝質量與精度，以使管片端面盡可能與計劃的掘進方向垂直。6）盾構始發到達時方向控制極其重要，應按照始發、到達掘進的有關技術要求，做好測量定位工作。2.1.4姿態偏差要求盾構在掘進過程中應嚴格控制盾構推進軸線，在直線段和半徑不小于500m的曲線段，盾構機軸線的允
6、許偏差應為：平面5mm、高程20mm；在半徑小于500m的曲線段，盾構機軸線的允許偏差為：平面8mm、高程25mm。2.1.5質量、安全保證（1）掘進施工參數應根據工程水文地質情況作出包括掘進模式、土倉壓力、總推力、掘進速度、刀盤轉速、刀具貫入量以及碴土改良方法、碴土管理等決定，不得隨意更改相應掘進參數。（2）在施工進行期間結合地面監測反饋信息及實際施工情況進行總結分析，對掘進參數進行動態管理，在施工過程中對掘進參數進行不斷的優化。（3）掘進時應根據工程水文地質條件相適應的碴土改良方式對碴土進行改良，以保證碴土的流塑性和止水性。（4）結合地面沉降監測反饋信息，對出碴量控制標準進行調整，實現碴土
7、管理的最優化。1.2 管片拼裝2.2.1管片及止水材料管片內徑5400mm，外徑6000mm，襯砌管片分為6塊： 3塊標準塊（A型），2塊鄰接塊（B型）和1塊封頂塊（C型），環片厚度為300mm，環片寬度為1200mm。左右轉彎環管片最大楔形量為48mm。采用彎曲螺栓連接，環向共12根螺栓，縱向共16根螺栓。混凝土強度等級C50，抗滲等級S10。本區間管片止水材料采用三元乙丙橡膠擠出硫化而成的彈性橡膠密封墊，與管片間用單組份氯丁-酚醛膠粘劑粘結。2.2.2管片安裝管片安裝步驟示意圖如圖2-2-1，詳細方法如下：（1）防水材料粘貼。由管片供應組人員進行襯墊、止水條粘貼。（2）管片進場。管片除進行
8、出場質量控制外，還需由專人進行進場管片質量驗收，管片應無缺棱、掉角；無頂推貫穿裂縫和大于0.2mm寬的裂縫及混凝土剝落現象。圖2-2-1 管片安裝步驟示意圖1.2（3）運輸。以垂直和水平運輸系統進行管片運輸。（4）安裝區清理。清理管片安裝區內的水及碴土等。（5）收油缸。根據管片安裝需要，分區收回油缸，盡量較少同時收回油缸的數量。（6）管片安裝。安裝區域的油缸全部收到位后，可進行管片就位、安裝。管片安裝順序為先拼標準塊，然后拼裝鄰接塊，最后安裝封頂塊，管片安裝時由下至上左右對稱進行。（7）頂伸油缸。管片就位后，將油缸以低油壓頂推支撐在管片上。2.2.3管片拼裝允許偏差管片拼裝允許偏差見表2-2-
9、1 管片拼裝允許偏差表 序號項目允許偏差檢查頻率1襯砌環橢圓度5每環2襯砌環軸線平面位置及高程直線段及半徑不小于500m的曲線段50mm1點/環半徑小于500m的曲線段80mm3同一襯砌環內相鄰管片錯臺5mm4點/環4縱向相鄰襯砌環管片錯臺5mm4點/環2.2.4質量、安全保證（1）質量保證1）嚴格進場管片的檢查，破損、裂縫的管片不用。下井吊裝管片和運送管片時應注意保護管片和止水條，以免損壞；2）止水條及襯墊粘貼前，應對管片接觸面進行徹底地清潔，以確保其粘貼穩定牢固。施工現場管片堆放區應有防雨淋設施。粘貼止水條時應對其涂緩膨劑；3）管片安裝前應對管片安裝區進行清理，清除如污泥、污水，保證安裝區
10、及管片相接面的清潔；4）嚴禁非管片安裝位置的推進油缸與管片安裝位置的推進油缸同時收回；5）管片安裝時必須運用管片安裝的微調裝置將待裝的管片與已安裝管片塊的內弧面縱面調整到平順相接以減小錯臺。調整時動作要平穩，避免管片碰撞破損；6）同步注漿壓力必須得到有效控制，注漿壓力不得超過限值。（2）安全保證1）管片安裝進行時，非操作人員不得進入管片安裝區域，管片安裝人員也不得站立在管片安裝機上，管片安裝機操作司機在操作過程中隨時關注管片安裝區域內人員情況；2）在進行緊固螺栓時，不得移動管片安裝機，避免人員摔跌受傷；3）片安裝施工人員應觀察并使管片安裝機移動范圍內的管線放到合適的位置，避免造成管線損壞；4）
11、工過程中不得也管片安裝機進行非管片安裝的拉、推、頂操作，避免損壞設備；5）片安裝過程中操作人員使用的工具在使用完后立即放到穩妥的位置，避免工具從高處摔下損壞推進油缸等設備。1.3 壁后注漿2.3.1方式與材料壁后注漿采取同步注漿和二次補充注漿兩種方式，同步注漿通過同步注漿系統隨掘進同時注入，二次補充注漿利用補充注漿系統在盾尾后通過管片注漿孔進行。同步注漿漿液為水泥砂漿，配比見表2-3-1。二次補充注漿主要采用水泥漿，在隧道開挖對地表建筑或管線影響較大的地段，為減少地面沉降，可選擇速凝型漿液，如水泥水玻璃雙液漿等。水泥單液漿配比一般取水灰比11或11.5。水泥水玻璃雙液漿配比見表2-3-2。表2
12、-3-1 同步注漿材料配比表組別水泥（kg）粉煤灰（kg）膨潤土（kg）砂（kg）水（kg）外加劑1802603812416050779460470按需要根據試驗加入膠凝時間：一般為310h，根據地層條件和掘進速度，通過現場試驗加入促凝劑及變更配比來調整膠凝時間。固結體強度：一天不小于0.2MPa，28天不小于2.5Mpa。漿液結石率：95%，即固結收縮率5%；漿液稠度：812cm/m；漿液穩定性：傾析率（靜置沉淀后上浮水體積與總體積之比）小于5%。表2-3-2 雙液漿配比及漿液主要性質表編號水灰比A液B液（體積比）緩凝劑添加量（水泥用量）漿液密度（g/cm3）凝結時間（秒）1111101.5
13、1.4420482.3.2技術參數（1）注漿壓力保證達到對環向空隙的有效充填，同時又能確保管片結構不因注漿產生過大的變形和損壞，根據計算和經驗，注漿壓力取值為：0.30.4Mpa。（2）注漿量根據管片壁后環形空隙與地層有效填充的經驗公式計算，根據規范要求，注漿量取盾尾建筑控制空隙理論體積的1.31.8倍，則每環（1.2m）壁后注漿量：Q=4.25.8m3。（3）注漿速度同步注漿速度應與掘進速度相匹配，按盾構完成一環1.2m掘進的時間內完成當環注漿量來確定其平均注漿速度。達到均勻的注漿目的。（4）注漿結束標準采用注漿壓力和注漿量雙指標控制，即當注漿壓力達到設定值時，注漿量達到設計值的95%以上時
14、，即可認為達到了質量要求。對本設計參數還需通過監控量測進行優化，使注漿效果達到更佳。（5）效果檢查注漿效果檢查主要采用分析法，即根據P-Q-t曲線，結合掘進速度及襯砌、地表與周圍建筑物變形量測結果進行綜合分析判斷。必要時采用無損探測法進行效果檢查。當檢查表明注漿不足時，及時進行補充注漿。2.3.3質量、安全保證（1）砂漿拌制必須根據砂漿配合比進行配料和操作，在任何儲存過程中避免使砂漿靜置，防止砂漿離析或凝結影響使用；（2）施工過程中必須遵循注漿與掘進同步進行的原則，掘進必須進行同步注漿，注漿量與注漿壓力必須達到技術交底或技術方案的要求。以使注漿達到控制地面沉降同時又不因注漿壓力過大損壞管片。（
15、3）定期對注漿系統進行清洗，以保證注漿系統保持良好的工作狀態。1.4 成型隧道成型隧道分為主控項目和一般項目2.4.1主控項目隧道成型后其襯砌環表面應無缺棱、掉角；無貫穿列縫，無大于0.2mm寬的列縫及混凝土剝落現象。檢查數量：逐環檢查，并請監理單位每10環抽查1環。檢驗方法：觀察檢查、刻度放大鏡檢查，必要時進行超聲波無損檢測。2.4.2一般項目成型隧道軸線平面位置和高程的允許偏差為：直線段及半徑不小于500m的曲線段50mm，半徑小于500m的曲線段80mm。檢查數量：逐環檢查，并請監理單位每10環抽查1環。檢驗方法：使用全站儀、水準儀測量。2.4.3質量保證（1）在盾構掘進過程中，根據導向系統反映的盾構姿態信息，結合隧道地層情況，通過分區操作盾構機的推進油缸來控制掘進方向，保證盾構掘進在正確的軸線上，同時防止管片受力不均勻而產生錯臺。（2）正確進行管片選型，盡量符合盾構姿態的要求，以使管片端面盡可能與盾構的掘進方向垂直。（3）管片吊裝、運輸過程中注意對管片的保護，避免損壞管片，影響隧道的表觀質量。（4）成立專業注漿作業組，由富有經驗的注漿工程師負責現場注漿技術和管理工作，嚴格控制注漿壓力，防止注漿壓力過大損壞管片。（5）嚴格按照測量管理制度對管片進行監測，定期對VMT導向系統進行復核檢查，保證盾構在正確的軸線上掘進。
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