1、東莞市軌道交通R2線【天寶站東城站】盾構(gòu)區(qū)間土 建 工 程盾構(gòu)掘進(jìn)施工工藝1工程概況東莞市城市快速軌道交通R2線工程（東莞火車站東莞虎門站段）線路起始于石龍鎮(zhèn)西湖區(qū)，終點(diǎn)于虎門鎮(zhèn)白沙村。試驗(yàn)段2304標(biāo)土建工程施工項(xiàng)目包括下天區(qū)間盾構(gòu)吊出井天寶站區(qū)間、天寶站、天寶站東城路站區(qū)間、東城路站。下天區(qū)間盾構(gòu)吊出井天寶站區(qū)間里程范圍為右線R2YDK9+740.48R2YDK10+790.3，全長1049.82m, 左線R2ZDK9+751.44R2ZDK10+790.3，全長1038.86m，區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施工，線路縱斷面為V形坡，最大坡度為15，線路埋深為13.519m，隧道頂覆土8.514m，

2、區(qū)間隧道主要穿越在砂質(zhì)粘性土層中。線路出東寶路站后沿莞龍路向西南方向前進(jìn)，到達(dá)莞龍路與東城中路交匯路口處以R=600的半徑轉(zhuǎn)至南北走向的東城中路上，隨后進(jìn)入溫南路口位置的溫南路站，最小曲線半徑為R600m。在R2YDK10+216里程處設(shè)聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房，采用礦山法施工。區(qū)間隧道局部下穿永昌汽車維修服務(wù)中心的一棟A2淺基礎(chǔ)房屋，其余建筑物與隧道平面近距最小為4.72米，地表場地條件較好。天寶站位于東城中路和溫南路交匯處，埋設(shè)于東城中路下呈南北向布置。車站范圍內(nèi)控制管線為沿東城中路東、西兩側(cè)各一根直徑2.2m，埋深約3.5m 的給水管。車站有效站臺(tái)中心里程為R2YDK10+908.50，車站總

3、長195.7m，標(biāo)準(zhǔn)寬度19.7m，主體結(jié)構(gòu)為地下兩層單柱兩跨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，車站兩端均為盾構(gòu)始發(fā)井。車站共設(shè)置4個(gè)出入口，2組8個(gè)風(fēng)亭。車站主體采用明挖法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為800mm厚的地下連續(xù)墻+豎向3道內(nèi)支撐。附屬工程大部分采用明挖順筑法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為800950鉆孔灌注樁，樁間施工600雙重管旋噴樁止水帷幕，豎向設(shè)置兩道內(nèi)支撐；通道下穿2200東江供水管段采用礦山法施工。天寶站東城站區(qū)間里程范圍為右線R2YDK10+986R2YDK12+400.70，長1414.7m,左線R2ZDK10+986R2ZDK12+400.70，長1420.04m（長鏈5.34m），區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施

4、工，線路縱斷面為V形坡，最大坡度為26，線路埋深為13m15.5m，隧道頂覆土8m10.5m，區(qū)間隧道主要穿越在砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化混合片麻巖和強(qiáng)風(fēng)化混合片麻巖中。線路出溫南路站后，沿東城中路向南前進(jìn)，先后通過萬園東路路口、東縱路口后，到達(dá)位于東城中路和東城路口北側(cè)的東城路站。在R2YDK11+521.44里程處設(shè)1#聯(lián)絡(luò)通道，在R2YDK11+842處設(shè)置2#聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房，聯(lián)絡(luò)通道采用礦山法施工。區(qū)間線路大多沿直線前進(jìn)，最小曲線半徑R=1300m。東城路站位于東城中路與東城路的交叉路口北側(cè)，埋設(shè)于東城中路下呈南北向布置。車站有效站臺(tái)中心里程為R2YDK12+513.00，車站總長189.

5、9m，標(biāo)準(zhǔn)寬度20.7m，主體結(jié)構(gòu)為地下兩層雙柱三跨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，車站兩端均為盾構(gòu)吊出井。車站共設(shè)置了4個(gè)出入口，3組風(fēng)亭。 車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm厚的地下連續(xù)墻，內(nèi)設(shè)三道支撐的形式。車站附屬圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800950鉆孔灌注樁，樁間施工600雙重管旋噴樁止水帷幕，豎向設(shè)置兩道內(nèi)支撐。2正常掘進(jìn)施工2.1盾構(gòu)掘進(jìn)施工流程2.2參數(shù)設(shè)定和優(yōu)化根據(jù)標(biāo)段內(nèi)地質(zhì)情況，盾構(gòu)掘進(jìn)采用土壓平衡模式，可有效的保證土體的穩(wěn)定、地表建筑物和施工安全。盾構(gòu)施工參數(shù)在表中范圍內(nèi)選取，并在施工中不斷優(yōu)化調(diào)整。盾構(gòu)正常掘進(jìn)參數(shù)表掘進(jìn)模式推力(KN)扭距(KNm)刀盤轉(zhuǎn)速(rpm)土倉壓力(bar)螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)

6、速(rpm)土壓平衡800016000250040001.12.01.32.0512正常推進(jìn)階段采用100m試掘進(jìn)施工掌握的最佳參數(shù)。通過加強(qiáng)施工監(jiān)測，不斷地完善施工工藝，控制地面沉降。掘進(jìn)參數(shù)的優(yōu)化程序見圖2：盾構(gòu)參數(shù)控制程序圖。主要的參數(shù)調(diào)整優(yōu)化措施如下：采用以滾刀為主的復(fù)合刀盤切削砂卵石層，以低轉(zhuǎn)速、大扭矩推進(jìn)。適當(dāng)提高掘進(jìn)土壓力（土倉壓力設(shè)定為理論值的1.21.3倍）以防止涌水，并在掘進(jìn)中不斷調(diào)整優(yōu)化。土倉壓力通過采取設(shè)定掘進(jìn)速度、調(diào)整排土量或設(shè)定排土量、調(diào)整掘進(jìn)速度兩種方法建立，并應(yīng)維持切削土量與排土量的平衡，以使土倉內(nèi)的壓力穩(wěn)定平衡。盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度主要通過調(diào)整盾構(gòu)推進(jìn)力、轉(zhuǎn)速（扭

7、矩）來控制，排土量則主要通過調(diào)整螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)。在實(shí)際掘進(jìn)施工中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、排出的碴土狀態(tài)，以及盾構(gòu)機(jī)的各項(xiàng)工作狀態(tài)參數(shù)等動(dòng)態(tài)地調(diào)整優(yōu)化。掘進(jìn)時(shí)應(yīng)采取碴土改良措施增加碴土的流動(dòng)性和止水性，密切觀察螺旋輸送器的栓塞和出土情況以調(diào)整添加劑的摻量。推進(jìn)速度控制在2040mm/min，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和排土情況調(diào)整。螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)設(shè)定土壓力與推進(jìn)速度匹配。2.3盾構(gòu)正常段掘進(jìn)施工盾構(gòu)機(jī)在完成始發(fā)段100m掘進(jìn)后，對始發(fā)設(shè)施進(jìn)行必要的調(diào)整，調(diào)整工作包括：拆除負(fù)環(huán)管片、始發(fā)基座和反力架；在車站端頭鋪設(shè)雙線軌道；安裝通風(fēng)設(shè)施；其他各種管線的延伸和連接等。盾構(gòu)推進(jìn)由操作司機(jī)在中央控制室內(nèi)進(jìn)行。開始

8、施工時(shí)，打開出土閘門，依次開啟皮帶輸送機(jī)，螺旋輸送機(jī)和大刀盤，推進(jìn)千斤頂，調(diào)整好各斤頂?shù)挠蛪海藭r(shí)大刀盤切削土體，盾構(gòu)前進(jìn)。盾構(gòu)機(jī)根據(jù)設(shè)定的正面土壓力自動(dòng)控制出土速度或掘進(jìn)速度。盾構(gòu)機(jī)的行程、上下左右四個(gè)區(qū)域千斤頂壓力、螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速、盾構(gòu)扭轉(zhuǎn)、俯仰等參數(shù)將在顯示屏上顯示，盾構(gòu)司機(jī)及時(shí)作好參數(shù)記錄，并參照儀表顯示以及其它人工測量和施工經(jīng)驗(yàn)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和各項(xiàng)施工參數(shù)，使盾構(gòu)機(jī)始終按設(shè)計(jì)的軸線推進(jìn)。盾構(gòu)應(yīng)根據(jù)當(dāng)班指令設(shè)定的參數(shù)推進(jìn)，推進(jìn)出土與注漿同步進(jìn)行。在盾構(gòu)施工中要根據(jù)不同土質(zhì)和覆土厚度、地面建筑物，配合監(jiān)測信息分析，及時(shí)調(diào)整平衡壓力值的設(shè)定，同時(shí)根據(jù)推進(jìn)速度、出土量和地層變形的監(jiān)測數(shù)據(jù)，及

9、時(shí)調(diào)整注漿量，從而將軸線和地層變形控制在允許的范圍內(nèi)，地表工后最大變形量在+10mm-30mm之內(nèi)。盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，推進(jìn)坡度要保持相對的平衡。嚴(yán)格控制好推進(jìn)里程，將施工測量結(jié)果及時(shí)地與計(jì)算的三維坐標(biāo)相校核，及時(shí)調(diào)整。對初始出現(xiàn)的小偏差應(yīng)及時(shí)糾正，應(yīng)盡量避免盾構(gòu)機(jī)走“蛇”形，控制每次糾偏的量，盾構(gòu)機(jī)一次糾偏量不宜過大，以減少對地層的擾動(dòng)，并為管片拼裝創(chuàng)造良好的條件。本工程盾構(gòu)掘進(jìn)基本上在砂質(zhì)砂質(zhì)粘土層、全風(fēng)化混合片麻巖、強(qiáng)風(fēng)化混合片麻巖地層中，需向刀盤、土艙或螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入添加劑以使開挖土體應(yīng)具有良好的流塑狀態(tài)、低的透水性和低的內(nèi)摩擦角。為防止盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，地下水及同步注漿漿液從盾尾竄入隧道，須

10、在盾尾鋼絲刷位置壓注盾尾油脂，確保施工中盾尾與管片的間歇內(nèi)充滿盾尾油脂，以達(dá)到盾構(gòu)的密封功能。施工中須不定時(shí)的進(jìn)行集中潤滑油脂的壓注，保持盾構(gòu)機(jī)各部分的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。掘進(jìn)中的沉降控制措施：A、沿線的地面沉降觀測點(diǎn)建立以后，在掘進(jìn)開始以前應(yīng)取得初始數(shù)據(jù)，并將所有的監(jiān)測點(diǎn)清晰地標(biāo)在1：500的線路平面圖上；B、盾構(gòu)機(jī)試掘進(jìn)時(shí)，將設(shè)置較密的沉降監(jiān)測點(diǎn)，以獲得盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)與地面沉降的關(guān)系；C、掘進(jìn)過程中，盾構(gòu)機(jī)機(jī)頭前20m后30m范圍內(nèi)，每天早晚至少測量一次，范圍之外每周測一次，直至穩(wěn)定為止；D、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)適當(dāng)選用千斤頂和推力，根據(jù)地面沉降觀測成果確定土倉壓力，隨時(shí)調(diào)整掘進(jìn)方向，盡量減少蛇形和超挖；E、

11、掘進(jìn)過程中及時(shí)進(jìn)行回填注漿，保持適當(dāng)?shù)淖{壓力和注漿量，及時(shí)進(jìn)行二次注漿。施工人員應(yīng)逐項(xiàng)、逐環(huán)、逐日做好施工記錄，記錄內(nèi)容：盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)、管片拼裝、同步注漿、隧道滲漏水情況等，并將記錄的副本及時(shí)提交給監(jiān)理工程師。常見問題及處理方法：根據(jù)保護(hù)刀具、降低刀具磨損的要求，必須將刀盤扭矩控制在某一容許范圍內(nèi)，主要控制方法有：減小推力，同時(shí)也會(huì)降低掘進(jìn)速度；向開挖面、土倉內(nèi)加入土質(zhì)改良劑。若螺旋輸送機(jī)被卡住（即扭矩超限），無法正常出碴，可反復(fù)伸、縮螺桿并同時(shí)正、反轉(zhuǎn)，如低速正轉(zhuǎn)同時(shí)伸、縮螺桿，若超限則反轉(zhuǎn)同時(shí)伸、縮螺桿，如此反復(fù)，基本上都可以脫困。若啟動(dòng)刀盤時(shí)刀盤被卡住，則將部分推進(jìn)千斤頂收縮，使土壓力

12、、刀具貫入度減小即可以轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤。若鉸接千斤頂拉力較大，說明刀盤的擴(kuò)孔能力較差，則要檢查刀盤的邊緣刀是否磨損過量而應(yīng)該更換。2.4碴土改良碴土改良的作用盾構(gòu)在富水含砂地層中施工，進(jìn)行碴土改良是保證盾構(gòu)施工安全、順利、快速的一項(xiàng)不可缺少的最重要技術(shù)手段。具有如下作用：保證碴土和添加介質(zhì)充分拌合，以保證形成不透水塑流性的碴土從而建立良好的土壓平衡機(jī)理，只有碴土改良效果好才能從根本上保證掘進(jìn)過程中地表的沉降控制，同時(shí)保證預(yù)定的施工進(jìn)度；使渣土具有流塑性和較低的透水性，形成較好的土壓平衡效果而穩(wěn)定開挖面，控制地表沉降；減少全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化地層的滲透系數(shù)，使之具有較好的止水性，以控制地下水流失及防止或減輕螺

13、旋輸送機(jī)排土?xí)r的噴涌現(xiàn)象；改善渣土的流塑性，使切削下來的碴土順利快速進(jìn)入土倉，并利于螺旋輸機(jī)順利排土；改善渣土的流動(dòng)性和減少其內(nèi)摩擦角，有效降低刀盤扭矩、降低對刀具和螺旋輸送機(jī)的磨損、降低掘進(jìn)切削時(shí)的摩擦發(fā)熱，提高掘進(jìn)效率。碴土改良的方法碴土改良就是通過盾構(gòu)機(jī)配置的專用裝置向刀盤面、土倉、或螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入添加劑，利用刀盤的旋轉(zhuǎn)攪拌、土倉攪拌裝置攪拌或螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)攪拌使添加劑與土碴混合，其主要目的就是要使盾構(gòu)切削下來的碴土具有好的流塑性、合適的稠度、較低的透水性和較小的摩阻力，以滿足在不同地質(zhì)條件下掘進(jìn)時(shí)都可達(dá)到理想的工作狀況。添加劑主要有泡沫、膨潤土以及聚合物。改良劑的確定及配比、摻量各種

14、改良劑的性能指標(biāo)表性能指標(biāo)膨潤土泡沫劑工作原理利用添加的膠質(zhì)減摩效果，使開挖土塑性流動(dòng)，減少滲透性利用微細(xì)泡沫的潤滑效果使開挖土塑性流動(dòng)，減少滲透性PH值7.5107.38粘度210Pas0.0030.2 Pas適用土層砂質(zhì)粘土層、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化片麻巖層砂質(zhì)粘土層、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化片麻巖層根據(jù)國內(nèi)外成功的施工經(jīng)驗(yàn)，本工程擬采用在膨潤土漿液基礎(chǔ)上加泡沫劑，其效果比單獨(dú)改良有很大改善：顯著降低刀盤、螺旋輸送機(jī)的油壓及盾構(gòu)推力，減小刀盤扭矩，減輕砂卵石地層對盾構(gòu)設(shè)備的磨損，提高掘進(jìn)速度和設(shè)備的使用壽命。根據(jù)東莞地質(zhì)情況，初步擬定改良劑添加率2035%。如按25%（即切削1 m3 渣土需注入250 L）

15、計(jì)算，膨潤土漿液為24004000L/環(huán)、泡沫量為64007000L/環(huán)。膨潤土泥漿配合比為水：膨潤土：外加劑=1010.2，膨潤土為優(yōu)質(zhì)的鈉基膨潤土，外加劑為堿、CMC及超流化劑DAV等，泥漿坍落度控制在20cm以內(nèi)。泡沫：9095%壓縮空氣和510%泡沫溶液；泡沫溶液的組成為泡沫添加劑3%、水97%。本工程所用泡沫劑粘度不低于0.1Pas。泥漿和泡沫混合物的作用機(jī)理泥漿和泡沫混合物的作用機(jī)理主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：通過注入泥漿和泡沫，在刀盤前方形成了一層泥膜，建立起泥土壓力，為土體結(jié)構(gòu)提供水平推力，有利于形成拱結(jié)構(gòu)。泥漿和泡沫使開挖面土體的強(qiáng)度和剛度得到加強(qiáng)，提高了開挖面土體的豎向抗力，對

16、開挖面土體起到了支護(hù)作用，減少了開挖面土體失穩(wěn)的可能。砂卵石地層顆粒松散，無粘聚力，顆粒之間的傳力方式為點(diǎn)對點(diǎn)，向開挖面土體添加泥漿后，泥漿包圍在顆粒周圍，形成了一層泥膜，增加了顆粒之間的粘聚力，使得顆粒之間的傳力得到擴(kuò)散，改善了土體的受力狀況，如圖所示。另外，泡沫的體積極小，混合后泡沫的泥漿擴(kuò)散性得到增強(qiáng)，可以在刀盤的攪拌下迅速滲透到土層中，將砂卵石顆粒包裹起來，降低了土體的密實(shí)度，改善了土體的塑流性。利用泡沫優(yōu)良的潤滑性能，改善土體粒狀構(gòu)造，同時(shí)吸附在顆粒之間的氣泡可以減少土體顆粒與刀盤系統(tǒng)的直接摩擦。降低土體的滲透性，又因其比重小，攪拌負(fù)荷輕，容易將土體攪拌均勻，從而做到既能平衡開挖面土

17、壓，又能連續(xù)向外順暢排土。同時(shí)泡沫具有可壓縮性，對土壓的穩(wěn)定也有積極作用。碴土改良的主要技術(shù)措施在富水含砂地層的掘進(jìn)主要是要降低對刀具磨損、降低刀盤扭矩、螺旋輸送機(jī)的磨損，防止噴涌，采取向刀盤前和土艙內(nèi)及螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入泥漿泡沫混合物的方法來改良碴土。并增加對螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入量，以利于螺旋輸送機(jī)形成土塞效應(yīng)，防止噴涌。2.5盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制與調(diào)整由于東莞地層軟硬不均、隧道曲線和坡度變化以及操作等因素的影響，盾構(gòu)推進(jìn)不可能完全按照設(shè)計(jì)的隧道軸線前進(jìn)，而會(huì)產(chǎn)生一定的偏差。因此，盾構(gòu)施工中必須采取有效技術(shù)措施控制掘進(jìn)方向，及時(shí)有效糾正掘進(jìn)偏差。盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制采用隧道自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)和人工測量輔助進(jìn)行盾

18、構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)控通過自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)和人工測量復(fù)核進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測。該系統(tǒng)配置了導(dǎo)向、自動(dòng)定位、掘進(jìn)程序軟件和顯示器等，能夠全天候在盾構(gòu)機(jī)主控室動(dòng)態(tài)顯示盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前位置與隧道設(shè)計(jì)軸線的偏差以及趨勢。隨著盾構(gòu)推進(jìn)導(dǎo)向系統(tǒng)后視基準(zhǔn)點(diǎn)前移，通過人工測量來進(jìn)行精確定位。為保證推進(jìn)方向的準(zhǔn)確可靠，計(jì)劃3050m進(jìn)行一次人工測量，以校核自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)并復(fù)核盾構(gòu)機(jī)的位置、姿態(tài)，確保盾構(gòu)掘進(jìn)方向的正確。采用分區(qū)操作盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸控制盾構(gòu)掘進(jìn)方向盾構(gòu)機(jī)共30組推進(jìn)油缸，每區(qū)油缸可獨(dú)立控制推進(jìn)油壓。根據(jù)導(dǎo)向系統(tǒng)反映的盾構(gòu)姿態(tài)信息，盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整與控制便可通過分區(qū)調(diào)整推進(jìn)油缸壓力事項(xiàng)盾構(gòu)掘進(jìn)方向調(diào)整與控制。在

19、上坡段掘進(jìn)時(shí)，適當(dāng)加大盾構(gòu)機(jī)下部油缸的推力和速度；在下坡段掘進(jìn)時(shí)則適當(dāng)加大上部油缸的推力和速度；在左轉(zhuǎn)彎曲線段掘進(jìn)時(shí)，則適當(dāng)加大右側(cè)油缸推力和速度；在右轉(zhuǎn)彎曲線掘進(jìn)時(shí)，則適當(dāng)加大左側(cè)油缸的推力和速度；在直線平坡段掘進(jìn)時(shí)，則應(yīng)盡量使所有油缸的推力和速度保持一致。在均勻的地質(zhì)條件時(shí)，保持所有油缸推力與速度一致；在軟硬不均的地層中掘進(jìn)時(shí)，則應(yīng)根據(jù)不同地層在斷面的具體分布情況，遵循硬地層一側(cè)推進(jìn)油缸的推力和速度適當(dāng)加大，軟地層一側(cè)油缸的推力和速度適當(dāng)減小的原則來操作。當(dāng)盾構(gòu)偏離軸線時(shí)，嚴(yán)格控制盾構(gòu)低速勻速掘進(jìn)，以通過調(diào)整螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速等參數(shù)以保持前方土倉內(nèi)的土壓力，給盾構(gòu)機(jī)提供一個(gè)支撐點(diǎn)，配以千斤頂

20、的推力使盾構(gòu)機(jī)體受到一個(gè)旋轉(zhuǎn)力矩，改變其推進(jìn)方向。軸線控制技術(shù)措施根據(jù)系統(tǒng)的電腦屏幕上顯示的圖像和數(shù)據(jù)，盾構(gòu)機(jī)操作手將通過合理調(diào)整各分區(qū)千斤頂?shù)膲毫暗侗P轉(zhuǎn)向來調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，具體操作原則如下：盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)角：通過改變刀盤旋轉(zhuǎn)方向調(diào)節(jié)。盾構(gòu)機(jī)豎直方向控制原則A、一般情況下，盾構(gòu)機(jī)的豎向軸線偏差控制在30mm以內(nèi)，傾角控制在3mm/m以內(nèi)。特殊情況下，傾角不宜超過10mm/m，否則會(huì)引起盾尾間隙過小和管片的錯(cuò)臺(tái)破裂等問題；B、開挖面土體比較均質(zhì)或軟硬差別不大時(shí)，盾構(gòu)機(jī)與設(shè)計(jì)軸線保持平行；C、通過增加或減少上部和下部千斤頂?shù)氖褂糜蛪哼M(jìn)行坡度調(diào)整；D、掘進(jìn)過程中時(shí)刻注意上部千斤頂和下部千斤頂?shù)男谐滩睿?/p>

21、兩者不能相差過大，一般宜保持在20mm內(nèi)；E、合理利用鉸接千斤頂，使盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計(jì)線路更加吻合。盾構(gòu)機(jī)水平方向的控制原則A、直線段盾構(gòu)機(jī)的水平偏差控制在30mm以內(nèi)，水平偏角控制在3mm/m以內(nèi)，否則盾構(gòu)機(jī)急轉(zhuǎn)引起盾尾間隙過小和管片錯(cuò)臺(tái)破裂等問題；B、曲線段盾構(gòu)機(jī)的水平偏差控制在30mm以內(nèi)，水平偏差角控制在6mm/m內(nèi)，曲線半徑越小控制難度越大；C、由直線段進(jìn)入曲線段時(shí)，根據(jù)地層情況(其決定盾構(gòu)機(jī)的轉(zhuǎn)向難易程度)，采取一定的措施，使管片的中心軸線更好地與隧道軸線擬合；C、盾構(gòu)機(jī)由曲線段進(jìn)入直線段時(shí)，盾構(gòu)機(jī)操作原則應(yīng)同上述中的原則類似；D、當(dāng)曲線半徑較小時(shí)，可降低掘進(jìn)速度，合理調(diào)節(jié)各分區(qū)千斤頂

22、壓力，必要時(shí)可將水平偏差角放寬到10mm/m，以加大盾構(gòu)機(jī)的調(diào)向力度；E、通過增加或減少左部和右部千斤頂?shù)氖褂脗€(gè)數(shù)進(jìn)行坡度調(diào)整；F、合理利用鉸接千斤頂，使盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計(jì)線路更加吻合。盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)調(diào)整與糾偏滾動(dòng)糾偏刀盤切削土體的扭矩主要是由盾構(gòu)殼體與洞壁之間形成的摩擦力矩來平衡，當(dāng)摩擦力矩?zé)o法平衡刀盤切削土體產(chǎn)生的扭矩時(shí)將引起盾構(gòu)本體的滾動(dòng)。盾構(gòu)滾動(dòng)偏差可通過轉(zhuǎn)換刀盤旋轉(zhuǎn)方向來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)滾動(dòng)超限時(shí)，盾構(gòu)機(jī)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。豎直方向糾偏控制盾構(gòu)機(jī)方向的主要因素是千斤頂?shù)膯蝹?cè)推力，它與盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)變化量間的關(guān)系非常離散，需靠經(jīng)驗(yàn)來掌握。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)下俯時(shí)，加大下側(cè)千斤頂?shù)耐屏Γ?dāng)盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)上仰時(shí)，則加大上側(cè)千

23、斤頂?shù)耐屏磉M(jìn)行糾偏。同時(shí)考慮到刀盤前面地質(zhì)因素的影響綜合來調(diào)節(jié)，從而到達(dá)一個(gè)比較理想的控制效果。水平方向糾偏與豎直方向糾偏的原理一樣，左偏時(shí)則加大左側(cè)千斤頂?shù)耐七M(jìn)壓力，右偏時(shí)則加大右側(cè)千斤頂?shù)耐七M(jìn)壓力，并兼顧地質(zhì)因素。由直線進(jìn)入緩和曲線宜提前一個(gè)盾身的長度開始按1.5倍曲率半徑轉(zhuǎn)彎，使盾構(gòu)機(jī)的單邊推力差漸近遞增有利于保證管片環(huán)縫的拼裝質(zhì)量。在急彎和變坡段，必要時(shí)可利用盾構(gòu)機(jī)的超挖刀進(jìn)行局部超挖來糾偏。方向控制及糾偏注意事項(xiàng)在切換刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，應(yīng)保留適當(dāng)?shù)臅r(shí)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(tài)突變，而使管片損壞。根據(jù)掌子面地層情況應(yīng)及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，調(diào)整掘進(jìn)方向時(shí)應(yīng)設(shè)置

24、警戒值與限制值。達(dá)到警戒值時(shí)就應(yīng)該實(shí)行糾偏程序。蛇行修正及糾偏時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行，如修正過程過急，蛇行反而更加明顯。在直線推進(jìn)的情況下，應(yīng)選取盾構(gòu)當(dāng)前所在位置點(diǎn)與設(shè)計(jì)線上遠(yuǎn)方的一點(diǎn)作一直線，然后再以這條線為新的基準(zhǔn)進(jìn)行線形管理。在曲線推進(jìn)的情況下，應(yīng)使盾構(gòu)當(dāng)前所在位置點(diǎn)與遠(yuǎn)方點(diǎn)的連線同設(shè)計(jì)曲線相切。推進(jìn)油缸油壓的調(diào)整不宜過快、過大，否則可能造成管片局部破損甚至開裂。正確進(jìn)行管片選型，確保拼裝質(zhì)量與精度，以使管片端面盡可能與計(jì)劃的掘進(jìn)方向垂直。盾構(gòu)始發(fā)、到達(dá)時(shí)方向控制極其重要，做好測量定位工作。2.6曲線段掘進(jìn)施工技術(shù)措施本標(biāo)段在天寶路站下橋站區(qū)間盾構(gòu)隧道存在R=600m的平面曲線施工，天寶路站東城路

25、站區(qū)間最小曲線半徑為R=1300m。在曲線段地層中掘進(jìn)，無論是盾構(gòu)推進(jìn)還是管片與地層的相互作用力，都是曲線外側(cè)大于曲線內(nèi)側(cè)，隨著曲線半徑的減少，這種差異越大。 可能發(fā)生盾構(gòu)對管片有向曲線外側(cè)的分力，容易發(fā)生管片位移、擠壓破碎、漏水；盾構(gòu)軸線偏差較大；糾偏大而引起地層變形大等不良現(xiàn)象。施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)推進(jìn)速度、出土量和地層變形的信息數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整各種施工參數(shù)，以達(dá)到曲線推進(jìn)的最佳狀態(tài)。為滿足本工程的特點(diǎn)，在盾構(gòu)機(jī)上設(shè)有鉸接和仿形刀。在小半徑曲線施工中，合理開啟鉸接，可以良好地控制盾構(gòu)姿態(tài)，保證管片的拼裝質(zhì)量。盾構(gòu)刀盤邊均安裝有仿形刀，超挖范圍為50mm，施工時(shí)可根據(jù)推進(jìn)軸線情況對曲線內(nèi)側(cè)進(jìn)行適當(dāng)超

26、挖，超挖量控制在最小限度內(nèi)。軸線控制盾構(gòu)掘進(jìn)中加強(qiáng)對盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)軸線的控制。由于曲線推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)環(huán)環(huán)都在糾偏，須做到勤測勤糾，每次的糾偏量盡量小，以保證形管片的環(huán)面始終處于曲率半徑的豎直面內(nèi)。同時(shí)為控制管片的位移量和環(huán)面的平整度，以減少位移和管片碎裂現(xiàn)象的發(fā)生，從而達(dá)到有效控制軸線和地層變形的目的。由于線路的急轉(zhuǎn)彎，測量吊籃間距較小（30環(huán)50環(huán)），靠近開挖面的管片在側(cè)向壓力的作用下可能發(fā)生位移，為確保導(dǎo)線點(diǎn)的精確性，每推進(jìn)10環(huán)復(fù)測一次。出土量：為確保盾構(gòu)沿設(shè)計(jì)軸線推進(jìn)，必須嚴(yán)格控制盾構(gòu)出土量，同時(shí)根據(jù)地面監(jiān)測情況合理調(diào)整出土量。同步注漿與二次注漿由于曲線段推進(jìn)增加了曲線推進(jìn)引起的地層損失及糾偏

27、次數(shù)的增加導(dǎo)致土體受擾動(dòng)的增加，所以必須嚴(yán)格控制同步注漿量。每環(huán)推進(jìn)時(shí)根據(jù)施工中的變形監(jiān)測情況，隨時(shí)調(diào)整注漿量及參數(shù)，從而有效的對軸線進(jìn)行控制。曲線段推進(jìn)中，實(shí)際掘進(jìn)軸線為折線，曲線外側(cè)出土量大，必然造成外側(cè)土體損失，并存在施工空隙，因此同步注漿過程中須加強(qiáng)曲線外側(cè)的壓漿量，以填充施工空隙，加固外側(cè)土體，使盾構(gòu)較好的沿設(shè)計(jì)軸線推進(jìn)。推進(jìn)中除同步注漿外，還應(yīng)及時(shí)壓注早凝的雙液漿，以便在較短的時(shí)間內(nèi)將建筑空隙填滿并達(dá)到一定的強(qiáng)度，與原狀土共同作用，有效減小管片受側(cè)向壓力影響在建筑空隙范圍內(nèi)向弧線外側(cè)的偏移量。管片嚴(yán)格采取居中拼裝，從而使管片處于較理想狀態(tài)，確保管片拼裝質(zhì)量及推進(jìn)軸線控制在規(guī)范要求范

28、圍之內(nèi)。由于曲線環(huán)間的縱向張拉作用，縱向螺栓更容易松動(dòng)，所以在管片拼裝中要加強(qiáng)螺栓緊固檢查，及時(shí)做好復(fù)擰工作，必要時(shí)對隧道內(nèi)凸面縱向螺栓采用槽鋼進(jìn)行固定。推進(jìn)速度控制在2030mm/min，一方面避免因推力過大而引起的側(cè)向壓力的增大，另一方面減小盾構(gòu)推進(jìn)過程中對周圍土體的擾動(dòng)。2.7大坡度地段施工本隧道區(qū)間隧道坡度程“V”字形，坡度為422，最大為22，給盾構(gòu)推進(jìn)和隧道內(nèi)水平運(yùn)輸帶來了困難。故在這些地段施工時(shí)必須按規(guī)范要求采取以下技術(shù)措施：開挖面的穩(wěn)定：大坡度區(qū)段，圍巖的水土壓力隨著推進(jìn)而時(shí)刻變化，因此開挖面壓力也必須根據(jù)水土壓力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。另外，特別是下坡時(shí)，由于壓力倉內(nèi)的開挖土砂有可能

29、出現(xiàn)滯留而不能充分取土，所以必須慎重管理，嚴(yán)格控制開挖土量。盾構(gòu)：一般來說盾構(gòu)機(jī)的前部比較重，因此具有向前方傾斜的傾向，所以上坡度推進(jìn)時(shí)，往往加大下半部盾構(gòu)千斤頂推進(jìn)能力。另外，對于后方拖車也要防止脫車自走的措施。盾構(gòu)下坡推進(jìn)時(shí)，要防止盾構(gòu)“抬頭”，盾構(gòu)坡度每次向上糾偏幅度不得大于0.2%，嚴(yán)格控制出土量，調(diào)整土壓力設(shè)定值，確保切口土體不下沉。盾構(gòu)上坡推進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)很容易發(fā)生“上拋”現(xiàn)象。故盾構(gòu)坡度每次向上糾偏小于0.2%，調(diào)整好土壓力設(shè)定值，以切口土體不隆起或少隆起為主。管片：每環(huán)推進(jìn)結(jié)束后，必須擰緊當(dāng)前環(huán)管片的連接螺栓，并在下環(huán)推進(jìn)時(shí)進(jìn)行復(fù)緊，克服作用于管片推力產(chǎn)生的垂直分力，減少成環(huán)隧道浮

30、動(dòng)。清除盾殼內(nèi)的雜物，盡量做到盾殼內(nèi)的管片居中拼裝，同時(shí)保證環(huán)面平整度。同步注漿：作為大坡度壁后注漿材料，最好是注入后的體積變化小，強(qiáng)度很快就能超過圍巖強(qiáng)度的瞬結(jié)性材料。下坡度時(shí)，壁后注漿材料繞入開挖面的可能性很大，所以，對于注入材料的選擇、質(zhì)量管理等也必須充分注意。隧道內(nèi)運(yùn)輸設(shè)備：采用通常的軌道形式時(shí)，在大坡度區(qū)段由于電瓶車等動(dòng)力車的脫車自走、器材掉下等引起的施工事故的危險(xiǎn)性加大，對運(yùn)輸設(shè)備的安全裝置中除了通常的剎車以外，還要裝備電瓶車的多重安全制動(dòng)裝置。隧道內(nèi)排水：在急下坡區(qū)段，隧道內(nèi)排水會(huì)滯留在開挖部，須加強(qiáng)排水措施。2.8地表變形預(yù)測、控制及監(jiān)測反饋采用盾構(gòu)法施工影響地表沉降的因素很多

31、，如地質(zhì)條件、隧道埋深、土倉壓力、注漿量及注漿壓力、地下水位變化、施工多次擾動(dòng)等。為了將地表沉降控制在允許范圍內(nèi)，通過施工監(jiān)測與理論模型計(jì)算分析，合理確定注漿量、土倉壓力、控制地下水位變化等可控因素，達(dá)到控制地表沉降的目的。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和通過理論模型分析地表沉降，影響地表沉降的主要因素為開挖面土倉壓力、管片襯砌背后的注漿量和施工引起地下水位變化情況。施工前預(yù)測主要采用數(shù)值分析和施工經(jīng)驗(yàn)預(yù)測隧道施工造成的沉降量，為制定施工方案提供依據(jù)；在施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測得到的各項(xiàng)參數(shù)，對施工階段和最終的地表沉降做出預(yù)測并反饋指導(dǎo)施工。掘進(jìn)過程中的變形控制合理確定土倉壓力：根據(jù)地質(zhì)條件和地下水狀況，確定各

32、地段土倉壓力值，以保證工作面的穩(wěn)定，并在掘進(jìn)中根據(jù)反饋信息進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。保證同步注漿質(zhì)量：環(huán)形間隙是盾構(gòu)施工中引起地層變形的主要因素，盾構(gòu)施工中嚴(yán)格執(zhí)行“掘進(jìn)與注漿同步，不注漿不掘進(jìn)”的原則，加強(qiáng)設(shè)備管理，確保同步注漿不間斷進(jìn)行。同時(shí)要根據(jù)信息反饋及時(shí)調(diào)整注漿壓力、漿液配比，必要時(shí)進(jìn)行二次補(bǔ)充注漿。防止地下水流失：施工過程中如發(fā)生噴涌等現(xiàn)象，應(yīng)采取措施控制地下水的流失，關(guān)閉出料口掘進(jìn)使土倉充滿土體、注入膨潤土、泡沫改善碴土性能。必要時(shí)要進(jìn)行二次注漿以截?cái)嗨础Ｊ┕み^程中對地表沉降進(jìn)行全程監(jiān)控量測，并及時(shí)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)分析，分析引起沉降的主要原因，并根據(jù)分析結(jié)果及時(shí)將信息反饋到施工，及時(shí)調(diào)整施工參

33、數(shù)，如土倉壓力、注漿量、注漿壓力、掘進(jìn)速度等。在盾構(gòu)施工過程中施工監(jiān)控量測對控制地表沉降具有重要的指導(dǎo)作用。加強(qiáng)信息化施工組織管理，確保信息渠道暢通和信息反饋的及時(shí)性。2.9盾尾油脂的壓注本隧道工程位于高含水量、高滲透性、高水壓的地層中，為了能安全并順利地完成隧道的掘進(jìn)任務(wù)，配備良好的盾尾密封系統(tǒng)并切實(shí)地做好盾尾油脂的壓注工作。本工程采用的盾構(gòu)機(jī)的盾尾密封系統(tǒng)具有良好的可靠性和耐久性，施工過程中可在各道密封刷之間利用自動(dòng)供給油脂系統(tǒng)壓注高止水性油脂，確保高水壓作用下的止水可靠性。盾構(gòu)掘進(jìn)過程中視油脂壓力及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，當(dāng)發(fā)現(xiàn)盾尾有少量漏漿時(shí)，對漏漿部位及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)壓盾尾油脂。盾尾油脂壓注流程見下圖

34、。2.10防迷流及防腐蝕措施按防迷流腐蝕設(shè)計(jì)要求，盾構(gòu)區(qū)間采用隔離法對管片結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行保護(hù)，各管片間互相絕緣，不得有電氣連接。每環(huán)管片內(nèi)的縱向和環(huán)向鋼筋全部焊接連通，并電橋檢查鋼筋、墊圈是否接通，不通者補(bǔ)焊。單塊管片環(huán)縱向電阻不大于1.510-2歐姆。區(qū)間隧道一般每施工50環(huán)進(jìn)行一次分段測隧道的防迷流值，電阻不大于510-2歐姆。隧道貫通后測整個(gè)區(qū)間的防迷流值。據(jù)目前沿線地下水水質(zhì)和土的腐蝕性檢測成果，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。場地土對混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋以及鋼結(jié)構(gòu)均無腐蝕性。采取如下措施：管片連接構(gòu)件采用鍍鋅處理，鋼管片應(yīng)

35、涂刷防銹防腐漆。同時(shí)，結(jié)合進(jìn)一步的地質(zhì)資料（詳勘資料）確定最終的防腐蝕具體做法。2.11有害氣體監(jiān)測隧道施工時(shí)配備相應(yīng)的設(shè)備和儀器，對隧道內(nèi)施工環(huán)境監(jiān)測包括粉塵、溫度、濕度、風(fēng)量、風(fēng)速、滲漏以及甲烷、瓦斯等進(jìn)行監(jiān)測，并配有甲烷、瓦斯報(bào)警系統(tǒng)。2.12對車站結(jié)構(gòu)的保護(hù)在盾構(gòu)組裝、吊出場地布置及施工場地布置時(shí)，充分考慮車站現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的保護(hù)。特別是露出地面的結(jié)構(gòu)，采取防護(hù)網(wǎng)圍護(hù)的形式加以保護(hù)，防止車輛及施工機(jī)械對車站結(jié)構(gòu)損傷。在進(jìn)行盾構(gòu)等重型設(shè)備的吊裝前，確認(rèn)已建成結(jié)構(gòu)的承載能力滿足要求，并制定專門作業(yè)指導(dǎo)書對車站結(jié)構(gòu)加以保護(hù)。在進(jìn)行重物的垂直運(yùn)輸時(shí)，做到精心指揮，避免對結(jié)構(gòu)造成破壞。為滿足盾構(gòu)施工的

36、要求，在盾構(gòu)出洞時(shí)需建立后盾支撐（反力架）體系，施工前對后盾支撐（反力架）產(chǎn)生的反力和結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行校核。管片堆放前，對車站頂板的承載能力進(jìn)行校核。盾構(gòu)機(jī)過站施工前，結(jié)合當(dāng)時(shí)的施工情況制定嚴(yán)密的過站方案中，充分考慮對車站結(jié)構(gòu)的保護(hù)，盾構(gòu)機(jī)空推時(shí)沿預(yù)定線路行走，嚴(yán)防擦傷車站結(jié)構(gòu)。對可能影響的已建成結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測。3盾構(gòu)機(jī)及后配套設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)3.1盾構(gòu)機(jī)維護(hù)、保養(yǎng)為確保盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)施工，在施工過程中必須對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行日常保養(yǎng)工作。建立、建全盾構(gòu)機(jī)維護(hù)、保養(yǎng)制度；根據(jù)盾構(gòu)機(jī)日常維護(hù)保養(yǎng)制度，每班安排一名機(jī)電技術(shù)人員跟班作業(yè)，對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行日常維護(hù)保養(yǎng)，對盾構(gòu)機(jī)易損部件進(jìn)行檢查。盾構(gòu)機(jī)維護(hù)人員每天根據(jù)維護(hù)情況填寫盾構(gòu)機(jī)維護(hù)記錄。盾構(gòu)機(jī)操作手在掘進(jìn)過程中，及時(shí)撐控盾構(gòu)機(jī)相關(guān)參數(shù)，對出現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行匯報(bào)和處理。項(xiàng)目部應(yīng)備足盾構(gòu)機(jī)易損耗配件，在出現(xiàn)損耗時(shí)及時(shí)更換，確保盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)施工。3.2后配套維護(hù)、保養(yǎng)建立、建全后配套維護(hù)、保養(yǎng)制度；根據(jù)機(jī)械的日常維護(hù)、保養(yǎng)制度，每班安排一名機(jī)電技術(shù)人員和兩名機(jī)修工人對后配套設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，對后配套設(shè)備出現(xiàn)的問題進(jìn)行癥斷，及時(shí)修理，并根據(jù)維護(hù)、修理情況填寫維護(hù)、保養(yǎng)、修理記錄。確保盾構(gòu)掘進(jìn)施工。