1、xx地鐵四號線大學城專線綜合施工技術1工程概況xx軌道交通四號線大學城專線【侖頭大學城盾構區間】土建工程，北起侖頭后底崗盾構始發井，經侖頭村穿越侖頭海至官洲島，通過官洲站后經官洲村、官洲河等地，至大學城站結束。區間設計起訖里程YDK16+110YDK18+936.5，線路全長2826.5m。其中：YDK16+110YDK16+191.6（81.6m）為盾構始發井,YDK16+191.6YDK17+608.8和YDK17+734.7YDK18+618.8（2301.3m）為盾構法區間隧道,YDK17+608.8YDK17+734.7（125.9m）為官洲站，YDK18+632.900YDK18+

2、936.500為礦山法隧道，區間包括7個聯絡通道、兩個廢水泵房。區間線路設豎曲線4個，最小豎曲線半徑為3000m，最大縱坡為42.65。區間線路間距為12.7m15.7m，隧道拱頂覆土7m50m。盾構法施工隧道采用300mm厚管片，管片環寬1.5m，管片分塊采用一個封頂塊、兩個鄰接塊、三個標準塊即5+1模式。拼裝形式采用錯縫拼裝，管片的塊與塊之間以12根M24的環向螺栓相連，環與環間以10根M24的縱向螺栓連接； 2 工程地質環境2.1地形地貌本段侖頭后底崗盾構始發井官洲站為侵蝕剝蝕成因的低臺地，地形起伏較大，風化基巖埋深較淺，表層分布有坡積土層，低洼地段分布有少量軟土。該段地形起伏稍大，地表

3、高程一般為12.8616.68m。官洲河河床及局部低洼地段分布有少量軟土。線路主要穿越侖頭村、侖頭海河床、官洲村、官洲河河床及少量果園。侖頭村、官洲村多層居民建筑密集。2.2地質構造 大學城專線位于華南褶皺系（一級構造單元）湘桂粵褶皺帶（二級構造單元）粵中拗陷（三級構造單元）增城臺山隆斷束（四級構造單元）的東莞盆地（五級構造單元）西端。構造格架由近東西向的白堊系紅層組成的珠江向斜褶皺南翼及上元古界震旦系變質巖東西向片麻巖理褶皺（流褶皺）組成，并被北西向北亭斷裂、化龍斷裂所切割，廣三斷層在本區間貫穿，斷層以北為白堊系紫紅色泥質砂巖，以南為震旦系混合巖。斷裂構造控制著地層展布與珠江水道的形成與河網

4、空間分布。根據區域地質資料，廣三斷層走向近東南向，傾向南，傾角5080度。該斷層平面走向近東西向，破碎帶寬度約46m。地質勘察揭露的構造巖主要為碎裂巖，有少量斷層泥，根據巖礦鑒定結果，斷層帶的碎裂巖為碎裂結構、變余細砂狀結構，碎裂巖的成分有紅層和混合巖。斷層的上盤為紅層，下盤為混合巖。2.3巖土分層及其特征2.3.1 巖土層特征本標段工程地質劃分為9個巖土層，每個巖土層分別按巖土層代號、巖土名、時代成因、巖性描述如下：(1)人工填土層主要為第四系全新統人工填筑的素填土，少量雜填土。局部地段為耕土。呈灰色、棕紅、褐黃等色。該層位于地表，分布廣泛。(2)全新世海陸交互相沉積層該層共分為5個亞層，各

5、亞層的特征及分布如下：2-1A淤泥層：呈灰深灰、灰黑色，流塑，略具腐臭味，局部含腐植質及貝殼碎片。主要分布于侖頭海兩岸。該層厚度1.708.10m，平均3.55m，頂面埋深08.0m。2-1B淤泥質土層：呈灰深灰色、灰黑色，流軟塑狀，局部含腐植質及貝殼碎片，多夾薄層粉細砂。位于人工填土層下，主要分布于官洲河北岸及河床等處。該層厚度1.806.70m，平均4.83m，頂面埋深05.2m。2-2淤泥質粉細砂層：呈灰深灰色、灰白等，飽和，呈松散狀，級配一般，含淤泥質約1030%，局部較少為粉細砂。2-3中粗砂層：呈灰色、灰白色，飽和，松散，含蠔殼及少量泥質，級配較差，分布廣泛。2-4粉質粘土、粘土層

6、：呈黃色、棕紅、灰白等色，濕，可塑狀為主，成分主要為粘粒和粉粒，粘性較好，僅零星分布。(3) 晚更新世沖洪積砂層該層為陸相沖洪積形成，土性以中粗砂為主，局部為礫砂，呈土黃色、灰白色，飽和，稍密狀為主，局部中密，泥質含量較少，級配較差。零星分布。(4) 晚更新世坡積土層該層為陸相坡積形成，土性主要為粉質粘土，呈褐黃、灰黃、褐灰等色，稍濕濕，可塑狀為主，局部硬塑狀，粘性較好，局部含砂粒。(5) 殘積土層該層按其土性和狀態特征的差異可分為4個亞層：5-1可塑粉質粘土層：由白堊系紅色泥質砂巖風化殘積形成，呈褐紅、棕紅、土黃色等，濕，可塑狀，質較純，粘性較好。5Z-1可塑砂質粘性土、粘性土：由震旦系混合

7、巖風化殘積形成。呈褐黃、紫紅、棕紅等色，濕，可塑狀，含石英細礫，為砂質粘性土，局部不含石英細礫為粘性土，粘性差較，遇水易軟化崩解。5-2硬塑粉質粘土層：由白堊系紅色泥質砂巖風化殘積形成，呈褐紅、棕紅色，稍濕，呈硬塑狀，質較純，粘性好。5Z-2硬塑砂質粘性土、粘性土層：由震旦系混合巖風化殘積形成，土性主要為砂質粘性土，局部不含石英細礫，為粘性土，呈褐黃、褐紅等色，稍濕，多呈硬塑狀，粘性較差，遇水易軟化崩解。(6) 巖石全風化帶6紅層全風化帶：巖性為白堊系上統三水組西濠段泥質粉砂巖、細砂巖等，呈褐紅色，已風化成土狀，巖石組成結構已基本破壞，但尚可辨認，巖芯呈堅硬土狀。6Z混合巖全風化帶：巖性為震旦

8、系混合巖，褐黃、褐紅見灰白等色，原巖風化完全，巖芯呈堅硬狀，手捏易碎，遇水易軟化崩解。(7) 巖石強風化帶7紅層強風化帶：為白堊系上統三水西濠段地層，巖性為泥質粉砂巖、粉砂質泥巖和細砂巖，呈褐紅色、青灰色，已風化成半巖半土狀，巖石組織結構已大部分破壞，但原巖結構清晰，巖芯以碎塊狀和短柱狀為主，風化裂隙發育，裂隙面多呈灰褐色。7Z混合巖強風化帶：巖性為震旦系混合巖，呈褐黃、褐紅見灰白等色，巖石已遭強烈風化，風化裂隙發育，巖芯多呈土夾碎塊狀，手捏易碎。(8) 巖石中風化帶8紅層中等風化帶：為白堊系上統三水組西濠段地層，巖性為泥質粉砂巖和砂巖，呈青灰色、褐紅色，碎狀結構，厚層狀構造，泥質、鈣質膠結，

9、巖石組織結構部分破壞，礦物成分基本未變化，節理裂隙較發育，巖芯較新鮮，多呈短柱狀或柱狀，裂隙面具褐色風化膜，錘擊聲較脆，輕擊不易碎。8Z混合巖中等風化帶：呈黃色、褐灰、青灰色等，巖石中粗粒結構，塊狀構造，礦物成分基本未變化，節理裂隙較發育，巖芯較新鮮，多呈碎塊狀，局部短柱狀，裂隙面具褐色風化膜，錘擊聲較脆，輕擊不易碎。 (9) 巖石微風化帶9紅層微風化帶：為泥質粉砂巖、細砂巖、中砂巖和少量粗砂巖。泥質粉砂巖呈褐紅色、紫紅色，砂巖呈青灰色、褐紅色，結構清晰，少有風化裂隙，巖芯呈柱狀、長柱狀，巖石完整而堅硬，敲擊聲脆。9Z混合巖微風化帶：呈青灰色、褐灰色、少量灰白色，中粗粒結構，塊狀構造，裂隙多較

10、發育，巖芯呈短柱狀、碎塊狀為主，部分長柱狀，巖石多破碎，敲擊聲脆。2.3.2 巖土分界從巖土的物理力學性質、土石工程等級及可挖性方面綜合考慮，基巖全風化帶與殘積土層相似，已具土的屬性，因此，把6層底面定為巖土分界線，即16歸屬土類，79為巖層。在地質斷面上，以6與7間的分界線定為土、巖分界線。2.4 水文地質按地下水賦存方式劃分，本區段地下水類型主要有兩種：一種是賦存于第四系土層及全風化混合巖中的孔隙潛水，另一種為賦存于第四系砂層中的弱承壓水和基巖裂隙承壓水。按地下水含水層介質的不同，該段主要含水地層為海陸交互沉積砂層2-2，孔隙含水層及中風化混合巖帶8Z裂隙含水層，其余土層、全風化巖及微風化

11、巖含水微弱，可視為相對隔水層。本區間地下水的主要補給來源以大氣降雨為主，次為官洲河水的滲透補給。其中第四系孔隙水的主要補給為大氣降水、官洲河水及含水砂層的側向補給，流向原則上受地形控制。滲透系數的選用以抽水試驗、室內滲透試驗結果為主，滲透系數的具體選用見下表所示。主要地層滲透系數（k）選用表層 號巖土層k建議值（m/d）2-2淤泥質粉細砂0.50 2-3砂層8.03-2砂層3.0廣三斷層破碎帶1.505Z-1、-2砂質粘性土、粘性土0.0378強、中風化粉砂層0.57Z8Z強、中風化混合巖0.799Z微風化巖0.3按巖土工程勘察規范有關腐蝕性評價標準，綜合評定本段環境水對混凝土和混凝土中的鋼筋

12、均無腐蝕性。2.5 氣象水文xx地區地處亞熱帶，屬海洋季風性氣候。全年降水豐沛，雨季明顯，日照充足。夏季炎熱，冬季一般比較溫暖。年平均氣溫21.8，極端最高氣溫38.7。xx地區降水量大于蒸發量，大氣降水是地下水的主要補給來源，年平均降雨量為1694毫米；降雨量在年內分配不均勻，多集中在汛期，約占全年總降雨量的7090%，最大月雨量大部分發生在5、6月間。侖頭海寬約410m，最大水深約10.8m；官洲河河寬175.45m，水深59m，最深10m。2.6 主要不良地質2.6.1 軟土層淤泥和淤泥質土等軟土分布范圍較廣，該類土具有低強度、高壓縮性、靈敏度較高及存在震陷的特點，在震動作用下可能會產生

13、觸變現象。在隧道多數地段圍巖不為軟土，故對工程影響較小。2.6.2 砂土液化砂層分布廣泛，透水性中等，富水性好，易失穩和因排水固結造成地面沉降；在官洲河附近分布有淤泥質粉細砂層，呈松散狀，綜合判斷液化等級為中等。由于砂層之下均分布有較厚的殘積砂質粘性土，為相對的隔水層，故對工程影響較小。2.6.3 地下水侖頭盾構始發井至官洲站段地下水主要賦存于砂層、中風化混合巖中，砂層屬中等透水，其余為弱透水，隧道結構頂板在SCK17+100400段切穿砂層（屬中等透水），涌水量較大。官洲站至大學城段環境水對工程可能存在的影響主要出現在官洲河段。雖然其結構頂板以上存在46m厚的砂質粘性土等相對隔水層，但隧道外

14、水壓力較大，若施工引起圍巖一定程度的變形，在水壓力的作用下，隔水層的滲透性將因圍巖變形而增大，若因此而引起地下水與地表水直接水力的聯系，那么隧道將出現不同程度的涌水、涌土問題。另外，強風化混合巖因含水層厚度較大，隧道涌水量較大。2.6.4 巖、土的崩解混合巖殘積土、全強風化混合巖遇水具崩解性，受水影響其強度會迅速降低，穩定性較差，不利于圍巖的穩定。開挖時若不及時支護或疏干地下水，則可能引起較大范圍的坍塌失穩現象。2.6.5 侖頭后底崗硬巖根據第二次補充勘察報告結果顯示，本工程盾構過侖頭村后底崗地段中風化8Z層屬較軟巖，微風化混合巖9Z層屬較硬巖堅硬巖。此地段微風化混合巖9Z層強度變化較大，在補

15、充勘察范圍內，隧道通過處微風化混合巖9Z層強度及硬度較高的地段有兩處：右線的中間段，其天然抗壓強度單值為51.598.1MPa，平均值為78.2MPa；左線ZDK16+400段，其天然抗壓強度單值為58.5MPa77.5MPa，平均值為67.1MPa。巖石硬度大，對刀具的磨損大。3 盾構機簡況在xx軌道交通四號線大學城專線【侖頭大學城盾構區間】工程使用的是兩臺德國海瑞克產6280土壓平衡盾構機。3.1 盾構機構成盾構機由主機及后配套輔助系統構成。主機包括：刀盤、刀盤驅動、殼體、推進系統、人員倉、螺旋輸送機、管片安裝機。后配套輔助系統包括：出碴系統、碴土改良系統、管片運輸系統、同步注漿系統、液壓

16、泵站、注脂系統、控制系統、供電系統、壓縮空氣系統、水系統、通風系統。3.1.1盾構機主要構件相關參數盾構機外徑6260mm盾尾內徑6060mm盾尾間隙30mm盾構全長11655mm3.1.2盾體組成部分（1）前盾和中盾部分帶有焊接壓力壁的切割部分是刀盤驅動的基座，它將攪拌艙和工作面艙分開，它需要產生壓力以支撐隧道掌子面。切割部分還承擔刀盤接觸產生的壓力。 30個推進油缸以中部法蘭形式聯接在盾體尾部，活塞桿的一端用一個橡膠軸承聯接。 推進油缸的頂腳作用在5+1個管片上。它們可以單個控制或者按數量和壓力分成4組，頂進和控制隧道開挖作業。（2） 盾尾盾尾是一個整塊焊接結構件，它通過一個被動鉸接與前部

17、盾殼連接在一起。盾尾裝有3排密封刷，其間充滿可連續供應的密封油脂，它們與隧道外徑形成密封和潤滑。油脂泵安裝在后配套臺車上。3.1.3 刀盤刀盤是根據xx施工現場的具體地質條件進行設計制造。刀盤結構設計為帶有進料口的切割式圓盤。其開口率約為26%。帶有4條支撐臂的厚壁法蘭板支座用來聯接主驅動和刀盤。4條支撐臂結構均為厚壁鋼管，可以將油液和泡沫劑等液體供到刀盤結構上。刀盤的進料口即進碴通道有4個，這4個開口在刀盤的外邊緣是進料的主要通道，它們可以將開挖下來的渣土導入到刀盤背后的土倉里。刀盤開口最大寬度是200mm，這就保證了通過刀盤的碴土也可以通過螺旋輸送機（螺旋輸送機能通過的最大礫石直徑為210

18、mm）。在刀盤后部的中心，裝有一個旋轉接頭裝置，用來把來至于盾體內的液壓油和泡沫劑等液體供給旋轉的刀盤。3.1.4 刀具切刀安裝在進碴口的左右兩邊，且均勻間隔的布置在整個進碴口的長度范圍內。外邊緣另配備刮刀，它可以從背面更換。刀盤上配有一個行程為50mm的液壓式可延伸超挖刀。超挖刀可用于曲徑開挖。為滿足xx的地質要求，刀盤上另備有單刃和雙刃的盤形刀。刀盤的后部裝有4個攪拌棒。3.1.5 刀盤驅動刀盤驅動系統與刀盤通過法蘭盤栓接。主要部件如下：大齒圈、主軸承、密封及其支撐裝置、用于安裝刀盤法蘭盤、密封鋼環、外部和內部封閉系統、帶軸承的小齒輪，帶液壓馬達的齒輪箱刀盤驅動為液壓式，采用閉式循環系統，

19、主泵為三個流量可控液壓泵。它可以實現以不同的速度兩個方向上旋轉。3.1.6主驅動輸出功率刀盤驅動為全液壓閉式循環系統。三臺輸出功率為315kW的電機驅動三臺變量油泵，它們都安裝在后配套臺車的液壓站上。8個液壓驅動的馬達均為變量馬達。變量泵和變量馬達的結合，形成閉式恒功率系統，并使得刀盤速度可以在0-6.1rpm之間調整。刀盤最大可用扭矩是5300kNm。最大速度是6.1rpm。3.1.7 管片安裝機(1) 管片安裝機安裝在拼裝機移動橫梁上，用來安裝單層管片襯砌。它的運動與施工現場的條件特別適應，能將管片準確的放到恰當的位置上。所有動作的行程和能力儲備都經過精心計算，可以確保其動作精確到位。管片

20、安裝機的橫梁用作水平移動架。它的突緣與后部支撐架相連。盾構與拖車間所有的連接都通過管片安裝機中部的開口部分。盾體與拖車的聯結點鉸接在移動梁上。(2) 內套縮管的兩端用軛架連接在一起。軛架用作管片安裝機頭部支撐。拼裝機頭可以準確地完成管片安裝時的橫向軸的旋轉和縱向軸的上下運動以及管片的抓緊與松開。3.1.8 后配套設備3.1.8.1 結構拖車系統主要包括：運輸管片的橋吊將管片運到管片安裝機的短管片供料機軌道放置區帶有電氣和液壓元件的5個拖車。這些元件都是土壓平衡盾構操作、碴車裝運站、高壓電纜儲存、水管卷筒、通風管、控制室，背襯注漿設備、發泡劑站等所必需的。 一號拖車 一號拖車裝有下列部件：控制室

21、、同步注漿設備、管片卸貨吊機二號拖車二號拖車裝有下列部件：用于主驅動的泵驅動液壓動力站（帶4000L液壓油箱）、用于推進柱塞、管片安裝機、螺旋輸送機和附屬設備的泵驅動液壓動力站、過濾冷卻循環系統、主軸承潤滑油脂泵站、聚合物泵、發泡劑設備 三號拖車三號拖車有以下部件：配電柜、中型電壓配電裝置 四號拖車四號拖車有以下部件：變壓器、空壓機、高壓電纜卷筒 號拖車五號拖車有以下設備：支撐皮帶輸送機、水管卷筒、輔助軌道裝卸起重機3.1.8.2 螺旋輸送機螺旋輸送機安裝在刀具部分壓力壁的突緣上，從盾構的底部到皮帶輸送機的出碴點，傾斜角約為23度。它包括以下部件；安裝/連接凸緣（焊接在切割部分）、中部、出碴筒

22、、驅動、帶心螺旋、出碴筒門閥。螺旋直徑和鉆心直徑的限制，沿一邊的最大棄碴顆粒為210mm。3.1.8.3 皮帶輸送機皮帶輸送機將棄碴從螺旋輸送機出碴點運到等著的碴斗里。螺旋輸送機是一整塊帶有電驅動裝置的結構體。皮帶輸送機的主要部件：皮帶結構、排碴部分、張拉站。3.1.8.4 泡沫發生系統本系統用于泡沫的控制生產，此泡沫是作為盾構掘進的土支撐的調節媒介。通過把泡沫加到土壓盾構的開挖艙和開挖面，這種支撐媒介“塑性土”的延展性，透水性和彈性得到改善而且要求的驅動力也將減小。泡沫系統將由控制板設置或維持操作，包括：半自動控制、自動控制。3.1.8.5 注漿系統隧道與圍巖間的環形空隙將通過四根注漿管連續

23、注漿填滿，為適應不同注入量（掘進速度）之目的，整個設備根據壓力控制注入量。最小和最大注漿壓力可以預先選擇。3.2 技術參數表隧道掘進系統最高工作壓力包含后援系統在內的總長度最大推進速度3 bar約80m80 mm/min盾 構盾體總長度（不含刀盤）鋼材質量隔板上定子的數量每臺盾構機的土壓傳感器數量預留超前鉆機孔數量約7,925mmS355J2G34個5個6個前盾構部分前盾構部分的外徑（不含硬質焊敷層）前部盾構長度盾構敷層的鋼材厚度壓力隔板的鋼材厚度前盾構部分的鋼結構重量螺旋輸送機的直徑通道閘門的尺寸6.250 mm1.710 mm60 mm80 mm約570kNDN 900 mmDN 600

24、mm中間盾構部分中間盾構部分的外徑（不含硬質焊敷層）中間盾構部分的長度盾構敷層的鋼材厚度中間盾構部分鋼結構的重量6.240 mm2.580 mm40 mm約320kN尾部機殼尾部機殼的外徑（不含硬質焊敷層）尾部機殼的長度尾部機殼敷層的鋼材厚度尾部機殼鋼結構的重量6.230 mm3.665 mm40 mm約300kN人行氣閘公稱寬度通道室容積主室容積最高工作壓力.試驗壓力DN1.600mm2,1 m4,25 m3 bar4,5 bar推力缸推力油缸的數量帶行程測量系統的推力油缸的數量油缸規格行程組數350bar時的最大推力回縮速度，7個油缸最高伸出速度30個4個 220/180mm2.000 m

25、m4 約34.200 kN2.000 mm/min80 mm/min盾構鉸接油缸油缸數量油缸規格行程帶行程測量系統的推力油缸的數量250bar時，盾構鉸接油缸的總張力14個 180/80mm150 mm4個7.200 kN刀盤標稱直徑重量旋轉方向結構用鋼材開口比率格柵條泡沫注射口數量 6.280mm約 573 kN左/右S355J2G325 %Hardox 4008個刀具中心刀具雙刃滾刀數量刀具相對刀盤前端面的凸出量刀圈直徑軟巖石中心刀（可頂靠在軟土中的刀盤上進行更換）刀具數量刀具相對刀盤前端面的凸出量硬巖石刀具滾刀數量刀具相對刀盤前端面的凸出量刀圈直徑正面割刀（可頂靠在軟土中的刀盤上進行更換

26、）割刀數量刀具相對刀盤前端面的凸出量切削刀數量工具高度邊刮刀左/右工具高度超挖刀（4環碟狀）數量行程4個175 mm17”4個140 mm31個175 mm17”20個140 mm64個140 mm8個 / 8 個145 mm1個50 mm旋轉接頭泡沫通道液壓通道4個2個刀盤驅動裝置裝機功率（3x 315 kW）雙級行星齒輪轉速起動力矩力矩1力矩2945 kW8個0 6.1 1/min5.400 kNm4.500 kNm2,000 kNm拼裝機類型：液壓，浮動中心伸縮臂式拼裝機自由度數量液壓比例抓取系統縱向行程徑向行程拼裝機回轉角度 （旋轉機架）最高旋轉速度（空載）拼裝機機頭回轉角度 傾斜拼裝

27、機機頭傾斜拼裝機機頭62.000 mm1.200 mm+/- 2000 2 1/min+/- 2,5+/- 2+/- 2,5螺旋輸送機裝機功率長度螺旋輸送機的標稱直徑螺旋線螺距最高轉速 / 可連續調整最大扭矩起動力矩螺旋管處的加注開口檢查口滿載容量最大粒徑允許工作壓力檢查壓力旋向315 kW約12,290mm 900 mm630 mm0 22 1/min198 kNm225 kNm2x 4 個 / 2“600x400300 m/h210 mm4.5 bar6.75 bar左/右螺旋輸送機卸料閘門1和2缸數油缸油缸行程每道門2個 80/45 mm800 mm可伸縮螺旋輸送機缸數油缸油缸行程200

28、bar時的每缸作用力2個 160/90mm1.000 mm800 kN螺旋輸送機前閘門缸數油缸油缸行程2個 130/70mm400 mm輸送帶裝機功率長度輸送能力帶寬帶速30 kW約58m400 t/h800 mm0 2.5 m/s齒輪油供給齒輪潤滑齒輪油供給量主傳動裝置容積行星齒輪驅動裝置的齒輪油加注20 l/min220 l8x 13 l液壓油供給液壓油箱容積推力油缸供給量供給泵的供給量（刀盤驅動裝置+螺旋輸送機）刀盤驅動裝置供給量 （閉路）刀盤驅動裝置轉向油供給量 盾構關節供給量螺旋輸送機驅動裝置供給量 （閉路）拼裝機供給量螺旋輸送機閘門輔助液壓裝置供給量 液壓油箱過濾回路供給量灰漿加注

29、裝置供給量切削刀具供給量（單獨的液壓動力裝置）4,000 l180 l/min1.300 l/min3.264 l/min41 l/min23 l/min1.088 l/min245 l/min63 l/min660 l/min145 l/min41 l/min油脂供給刀盤驅動裝置與螺旋輸送機耗油量主傳動裝置的油脂桶容積尾部機殼密封復合物的消耗量尾部機殼密封復合物的桶容積約26 cm/min60 ltr.約35 ltr./ Ring200 ltr.工業用空氣 / 壓縮機裝機功率空氣壓力壓縮機能力空氣罐2x 55 kW7.5 bar10 m/min1 m工業冷卻水水量要求（作業現場）最高水流溫度

30、冷卻回路泵裝機功率工作壓力最小 40 m/h25 C30 m/h5,5 kW3 bar發泡加注點數 / 刀盤加注點數 / 壓力隔板加注點數 / 螺旋輸送機泡沫槍數量發泡劑儲存箱離心泵 / 發泡的裝機功率離心泵的最大容量液體泵裝機功率+風扇發泡劑容積泵8個4個2 x 4個4個1 m7,5 kW133 l/min0,42 kW5 - 300 l/h排水排水泵 / 盾構的供給速率驅動模式30 m/h壓縮空氣輔助通風裝機功率規格15 kW 600 mm管片起重機承載能力起重驅動裝置裝機功率提升速度行程行走驅動裝置裝機功率行走速度最大增加量2x 2,5 to2x 3 kW最大 6,3 m/min3 m2

31、x 1,2 kW最大 25 m/min+/- 5 %軌道起重機（龍門架5）功率行程2x 0,75 to.3 m管片給料機能力/管片行程總長度總寬度高度3個1.860 mm約5.220 mm約1.660 mm481 mm電控制電壓照明閥電壓系統保護（電動機）變壓器裝機功率一次電壓二次電壓頻率24 V230 V24 VIP 552.000 kVA10 kV400 V50 Hz裝機功率液壓刀盤驅動裝置 （3x 315kW）液壓螺旋輸送機驅動裝置螺旋輸送機卸料泵給料泵液壓推力油缸轉向泵拼裝機液壓系統灰漿加注液壓系統輔助液壓裝置的液壓系統液壓油過濾器和冷卻回路頂切削刀具液壓系統齒輪油多路油脂泵輔助通風液

32、體泵+風扇泡沫設備離心泵灰漿罐攪拌機壓縮機（2x 55kW)冷卻回路泵雙水管盤輸送帶其它耗電設備約總計：945 kW315 kW132 kW75 kW75 kW5,5 kW45 kW30 kW22 kW11 kW7,5 kW4 kW0,25 kW15 kW0,37 kW7,5 kW7,5 kW110 kW5,5 kW2,2 kW30 kW200 kW約 2.050 kW4 端頭加固4.1 始發端端頭加固 4.2 官州站到達端（北端）端頭加固4.3 官州站始發端（南端）端頭加固5 盾構掘進5.1洞門破除洞門破除施工工藝流程見下圖。合格端頭地層加固檢查后配套吊裝下井鑿除洞門范圍內地連墻墻身A部混凝

33、土，同步切割鋼筋盾構機吊裝下井搭腳手架鑿除地連墻B部混凝土切割第二層鋼筋及鋼筋頭盾構機始發地層加固盾構機安裝、調試完成90t吊車吊“油炮”下井不合格5.2 盾構始發5.2.1始發臺及反力架的安裝始發臺采用鋼結構形式，主要承受盾構機的重力和推進時的摩擦力以及盾構機推進時的扭力。由于盾構機重達320多噸，所以始發臺必須具有足夠的剛度、強度。此外，在始發臺的兩側每隔2m加設20a工字鋼作為橫向支撐，支撐在始發井結構的豎墻上，提高始發臺的穩定性。安裝始發臺前先由測量組在車站底板設立控制護樁，根據護樁精確定位然后由工班將始發臺安設在預定的位置上，并由測量組進行復核，在完成定位之后，將始發臺固定。在盾構機

34、主機組裝時，在始發臺的軌道上涂硬質潤滑油以減小盾構機在始發臺上向前推進時的阻力。盾構機在始發井的始發位于曲線段，宜使盾構機進入內襯墻前端面的延長線與設計隧道中心線相切，從而保證盾構機在始發井內以直線前進，又盡量靠近設計隧道中心線。根據補充地質勘探資料，洞門下部基本為微風化泥質粉砂巖，盾構中心比設計軸線高20（見下圖）。為保證盾構機掘進抵達掌子面后以及重心脫出始發臺架后不“低頭”。 反力架提供盾構機推進時所需的反力，因此反力架具有足夠的剛度和強度,安裝反力架時，用經緯儀雙向校正兩根立柱的垂直度，使其形成的平面與盾構機的推進軸線垂直，反力架的向下傾斜角度為1.2%。為了保證盾構機始發姿態，安裝反力

35、架和始發臺時，反力架左右偏差控制在10mm之內，高程偏差控制在5mm之內，上下偏差控制在10mm之內。始發臺水平軸線的垂直方向與反力架的夾角2，盾構姿態與設計軸線豎直趨勢偏差2，水平偏差3。 右線始發臺架定位檢查數據5.2.2 盾構機的吊裝該盾構機尺寸大，重量重，盾構機需要分件吊裝。由于散件的尺寸較大，及現場的施工場地復雜，須在場外組裝再轉運進吊裝現場，故此吊裝施工工藝繁多。用250t履帶式液壓吊機為主，單獨將大型設備吊裝下井；用一臺90t汽車式液壓吊機為輔，配合用250t履帶式液壓吊機進行翻身、吊裝工作。由于受始發井結構施工進度影響4#、5#臺車由5區口利用40t龍門吊從左線吊出倒入右線。這

36、樣既滿足施工技術的要求，又滿足經濟的需要。盾構機吊裝順序：后配套組裝主機組裝液壓系統安裝其它配套系統安裝。后配套組裝順序：始發臺安裝3#臺車2#臺車1#臺車4#臺車5#臺車（4#、5#臺車由5區口吊入）。主機組裝順序：鋼橋吊和起重機軌（放置在始發井內）螺旋輸送機（放置在始發井內）后體（放置在始發臺的一邊）中體安裝前體安裝刀盤安裝安裝器及安裝器導軌后體安裝螺旋輸送機安裝鋼橋吊和起重機軌后配套與主機連接反力架安裝 5.3 掘進模式的選擇及操作控制盾構機為土壓平衡式盾構機，可進行三種模式的操縱即敞開式（OPEN）、半敞開式（SEMI-OPEN）和土壓平衡式（EPB），每一種掘進模式具有不同的特點和適

37、用條件。5.3.1 敞開式掘進模式 敞開模式掘進示意圖 在敞開模式中，開挖室沒有加壓。刀盤開挖的物料落至開挖室底部，然后由螺旋輸送機排出。 在敞開模式掘進中，要求巖層的自穩能力比較好，一般在刀盤上安裝滾刀。 刀盤和螺旋輸送機的轉速均處于高速區工作，以提高刀盤的破巖及螺旋輸送機的效率。 敞開掘進同土壓平衡掘進相比，可以降低盾構機的動力消耗和機器零部件的損耗。5.3.2 半敞開式掘進模式壓縮空氣加壓掘進模式示意圖 盾構機可在氣壓平衡模式下運行，也可稱作半敞開模式。在這種情況中，開挖室中渣土高度保持正好在螺旋輸送機入口上方足夠高度，以維持開挖室里空氣壓力的密閉性。 該掘進模式處于土壓平衡模式與敞開掘

38、進模式之間，要求盾構機和螺旋輸送機的轉速處于用中間值設定。 該模式的掘進，既能很快的向土壓平衡掘進模式轉變，又能很快的向敞開式掘進模式過渡。 這種掘進模式可以向刀盤前方和土倉內注入添加劑，以減少刀盤的磨損和加快排土速度，從而減少掘進動力的消耗。5.3.3 土壓平衡掘進模式土壓平衡掘進模式示意圖5.3.3.1碴土改良碴土是維持工作面穩定的介質。為了有效維持穩定的土倉壓力和碴土排出順暢，土倉內的碴土必須具備良好的流塑性、低的內摩擦力、低的透水性。一般情況下碴土不一定具有這些特性，需要向開挖面或土倉內注入泡沫或其他添加劑，并通過刀盤和土倉內攪拌棒進行強制攪拌，使碴土具有可塑性和不透水性，螺旋機栓塞作

39、用良好、排土順暢，土倉內的壓力容易控制和穩定。5.3.3.2 挖掘開始挖掘開始于啟動刀盤旋轉和盾構機推進，用挖出的碴土充滿土倉以產生限定壓力，然后螺旋輸送機開始旋轉與掘進速率匹配并保持限定壓力。一般要依據前一挖掘階段采集的數據優化而定。刀盤開始旋轉，確定旋轉速度，推進油缸和螺旋輸送機停止運轉。一旦土倉里的土壓達到限定壓力要求，即可開動螺旋輸送機，并調整其旋轉速度以保持土倉中的限定壓力。5.3.3.3 挖掘過程中在挖掘過程中，使土倉的進土量和出土量保持平衡，就必須仔細監控土倉中的土壓和螺旋輸送機的排土量，挖掘過程中采取以下措施： 盾構機掘進速度根據保持刀盤前方穩定所需的限定壓力而設定。刀盤上還要

40、儲備足夠的動力，以處理突然發生的問題。 螺旋輸送機的轉速設定為可以排出和被挖掘泥土與注入物質相等的棄土量。在選定轉速之前，要了解螺旋輸送機在實際地層條件下的排碴效率。 當限定壓力因地層條件、螺旋輸送機排碴效率或土倉里的混合條件發生變化而變化時，就必須及時優化螺旋輸送機的轉速。 如果調整螺旋輸送機的轉速不能使限定壓力達到要求時，就改變盾構機掘進速度。5.3.3.4 開挖監控 限定壓力限定壓力有三種效果： 與地下水壓保持平衡，防止盾構機周圍的地下水循環以及大量地下水涌入土倉干擾刀盤前方的穩定。 平衡水平土壓力，防止刀盤前方坍塌。 分擔洞頂的穩定性，防止其坍塌而導致沉降，甚至危及地面。限定壓力的數值

41、選擇由地下水位和隧道的相關位置給出的靜水壓力和地層平衡壓力的最大值可以確定。一般來說，完全平衡很難做到且沒有必要，施工時要力求使設定值盡可能合理。在過高壓力下操作盾構機會導致土倉嚴重發熱，設備結構與切削刀具的嚴重磨損，以及刀盤和土倉卡殼的危險，也會造成過大的地面隆起；反之，會造成地層沉降過大或圍巖坍塌。 土壓控制盾構機的承壓隔板在不同位置安裝了土壓傳感器。在控制室里的監視屏上顯示其壓力，可幫助操作人員選擇必需的限定壓力；操作人員亦應經常檢查螺旋輸送機“栓塞”和棄土流動性的變化。如果有必要，要改變盾構機的掘進參數。 挖方量控制在整個施工過程中，操作人員必須檢查盾構機是否按開挖路徑排出泥土而沒有超

42、量。檢查出土量的一般方法是清點一個挖掘行程內裝滿泥土的礦車數量，可在一個行程結束之際才得出結果。三種掘進模式的主要工作參數 參數模式推 力（t）扭 矩（tm）刀盤轉速（rpm）土倉壓力(bar)螺旋機轉速(rpm)開敞式800150011021035無412半敞開式10001800210380130.81.6612土壓平衡式12002100300420121.63.56125.4 盾構機正常掘進施工方法5.4.1 盾構正常掘進施工準備在完成200米的試掘進后，將對始發設備進行調整，為其后的正常掘進準備條件，調整工作包括： 拆除臨時管片、始發托架和反力架； 移動后續臺車； 在盾構始發井和車站內鋪

43、設雙線軌道； 其他各種管線的延伸和連接。5.4.2 盾構機掘進控制盾構掘進由操作司機在中央控制室內進行。由工地技術人員計算初設正面土壓力+水壓力值。土壓力值根據隧道埋深、土層性質和地面超載計算。設定值約為計算值的1.051.1倍。開始施工時，在盾構機的正面及盾構體的上下方設置土、水壓力傳感器監控平衡系統。打開出土閘門，依次開啟皮帶輸送機、螺旋輸送機和大刀盤，推進千斤頂，調整好各千斤頂的工作油壓。此時大刀盤切削土體，盾構前進。盾構機根據設計的正面土壓力自動控制出土速度和掘進速度。盾構機的行程、上下左右四個區域千斤頂壓力、螺旋輸送機轉速、盾構扭轉、俯仰等參數將顯示在顯示屏上，盾構機司機及時做好參數

44、記錄，并參照儀表顯示、人工測量資料和施工經驗調整盾構機姿態和各項參數，使盾構機始終按設計的軸線推進。5.4.2.1直線段推進和地層變形的控制推力、推進速度和出土量三者的相互關系，對盾構施工的軸線和地層變形量的控制起主導作用，所以在盾構施工中要根據不同土層和覆土深度、地面建筑物、監測信息的分析及時調整土倉壓力值和注漿量的設定。同時要求推進坡度保持相對穩定，控制一次偏量，以減少對土體的擾動，為管片拼裝創造良好條件，據此達到對軸線和地層變化在最佳狀態下的控制。5.4.2.2 曲線段推進和地層變形的控制當盾構機在曲線段推進時，根據曲線的施工特點調整推力、推進速度、出土量和注漿量，并根據地層變形信息數據

45、及時調整各種施工參數，以期在盡量短的時間內將土壓平衡值和注漿量調整至曲線推進的最佳狀態。盾構的曲線推進實際上是將處于曲線的切線位置上的管片進行折線擬合。因此推進的關鍵是確保對盾構頭部的控制，由于曲線推進盾構環環都在糾偏，為此必須做到勤糾，而每次的糾偏量不能過大，管片糾偏通過盾構機SLS-T系統計算，利用封頂塊位置的轉向實現。從而達到有效控制軸線和地層變形的目的。5.4.2.3盾構掘進中的方向姿態控制由于盾構隧道巖層變化大，軟硬不均，有曲線及坡度變化，盾構機掘進時易發生方向偏差，因此在施工中應嚴格控制盾構機的姿態，并正確糾偏修正蛇行，以免產生過大的地層損失而引起地層變形。5.4.2.4盾構機產生

46、姿態偏差的原因和偏差標準 滾動偏差盾構機滾動偏差是由于刀盤切削開挖面土體產生的扭矩大于盾構機殼體與隧道洞壁之間的摩擦力矩而產生的。在8、9地層中巖層穩定性較好，盾構機殼體與洞壁之間只有部分產生摩擦力提供摩擦力矩，當此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，過大的滾動會影響管片的拼裝，也會引起隧道軸線的偏斜。一般情況下，當滾動偏差超過0.5時，應及時對滾動偏差進行糾正。方向偏差方向偏差產生的主要原因有： 小曲線上掘進時，在盾構推進過程中由于不同部位推進千斤頂參數設定的偏差易引起掘進方向的偏差； 由于盾構主體表面與地層間的摩擦阻力不均衡，開挖掌子面上的土壓力以及切削欠挖地層所引起

47、的阻力不均衡，都會引起一定的偏差； 由于開挖面巖層分界面起伏大，開挖面的巖層軟硬不一致會引起方向偏差； 受盾構刀盤自重的影響，盾構也有低頭的現象，引起豎向偏差。當盾構機的水平方向角或豎直方向角偏差大于規范值時，要及時進行糾正。5.4.3 盾構機的姿態監測方法 滾動角的監測采用電子水準儀測量高程差，進行滾動圓心角計算的方法監測。可在土倉隔墻后方對稱設置兩點（測量標志），使該兩點的連線為一水平線并且其長度為一定值L，測量兩點的高程差，即可算出滾動角。盾構機滾動測量示意圖A、B為測量標志，a、b為盾構機發生滾動后測量標志所處的新位置，Ha、Hb為測出的兩點的高程，為盾構機的滾動圓心角。=arcSin

48、（HbHa）/L如果HbHa0，那么盾構機逆時針方向滾動，如果HbHa0，那么盾構機順時針方向滾動。 豎直方向角、水平方向角的監測采用全站儀直接測量盾構機的豎直方向角、水平方向角的變化，可得到盾構的方向偏差。 自動監測盾構機帶有自動測量激光導向系統，該系統是在一固定基準點發出激光束的基礎上，計算機器的位置來工作。知道了機器位置，便可計算其對設計線路的偏差，并將信息反饋在顯示器上，操作人員通過控制系統進行調整。測量機器位置，使用目標裝置（激光靶板）和傾角羅盤裝置。激光靶板測量激光束的射入點和射入角，內置測斜儀測量機器在兩個方向的轉角。自動監測與人工監測相互輔助，可提高盾構機姿態監測的精度。5.4

49、.4盾構機姿態調整措施與方向變化 滾動偏差當盾構機滾動偏差超過0.5時，盾構機會報警，提示盾構機操作手必須對刀盤進行糾偏，盾構機滾動偏差采用刀盤反轉的方法糾正。 方向偏差控制盾構機方向的主要因素是控制推進千斤頂的推力，通過調整各推進油缸的推力來調整盾構機掘進機的姿態。一般的原則是，當盾構機出現下俯時，可以加大下側推進油缸的推力，當盾構機出現上仰時，可加大上側推進油缸的推度來糾豎直方向的偏差。但控制盾構機的方向需要有豐富經驗的操作人員實現，操作人員要根據自動導向系統量測的結果和在控制室監示器上顯示出來的盾構機當前位置和設計位置以及相關的數據和圖表，平緩地調整各分區千斤頂的推力讓盾構機接近設計線路

50、。 方向控制所采取的措施在盾構掘進機上安裝目前比較適用的SLS-T導向系統，并實現電腦程序化和自動化控制。同時采用人工測量復核，以確保掘進方向的準確。 采用人工監控，主要是控制盾構的滾動角、水平方向角、垂直方向角，也就是在盾構機上安設固定的測量控制點，以檢測盾構的偏轉。 采用自動監測，主要在盾構機上安裝STS-T激光導向系統，其采用以下基礎坐標系來精確定位和方向控制。 偏差調整滾動偏差調整：開挖掌子面推進的支撐反力由管片提供，刀盤切削土體的扭矩主要是盾殼與洞壁之間形成的摩擦力矩來平衡。在巖層較好的地層，盾殼與巖層之間也有部分摩擦力提供力矩。當摩擦力矩無法平衡刀盤切削土體產生的扭矩時，將引起盾體

51、滾動，滾動過大就會影響管片拼裝，從而引起隧道軸線偏斜。若盾殼已發生偏轉，則采用刀盤反轉，慢慢調正。 糾偏注意事項在轉換刀盤轉動方向時，應保留適當的時間間隔，切換速度應緩慢均勻；根據盾構機前的掌子面地層情況及時調整掘進參數、掘進方向，避免引起更大的偏差；對于盾構機蛇形運動的修正，應以長距離慢慢修正為原則，如果修正過急，蛇形反而會更加明顯。在直線推進的情況下，應選取盾構機當前所在位置點與設計線上遠方的一點作一直線，然后再以這條直線為新的基準點進行線形管理。在曲線推進的情況下，應使盾構機當前所在位置點與遠方點的連線同設計曲線相切。5.4.5盾尾密封脂的壓注盾尾密封脂是隧道防水的一道重要屏障，盾尾密封

52、脂的壓入由盾構機司機在控制室控制，可由注脂泵根據計算機設定壓力自動壓注，也可根據推進時間手動控制。同時注意以下幾點： 保證密封脂質量， 控制好盾構機姿態，防止盾構機猛調猛糾，盡量使盾尾與管片的間隙均勻。 注漿壓力不能過高，防止盾構機盾尾密封刷被擊穿。5.5 特殊地段施工方法5.5.1穿越建筑物的措施 在盾構機掘進到建筑群之前委托房管部門或權威部門對地面建筑物進行檢測、錄像、拍照和記錄，對其鑒定并簽字，以備后查。根據鑒定的情況再決定是否需要進行加固。并調查建筑物的基礎形式，當發現樁基侵入隧道時，處理完成后，方可通過。 在盾構機到達建筑物之前調整好姿態，嚴格線形控制，減少軸線偏差并及時糾偏，盡量減

53、小盾構糾偏量以減小對周圍土體的擾動。 在穿越建筑物群時，采用土壓平衡掘進模式，以保證地面的穩定。 在掘進過程中嚴格進行同步注漿，設定合理的注漿量和注漿壓力。準確設定土倉壓力值，嚴格控制土壓平衡確保開挖面穩定。 加強對建筑物的變形、沉降的監測，根據監測信息及時優化施工參數，盾構穿越后，仍需監測一段時間，直到沉降變形基本穩定為止。 技術人員跟班作業，及時指導、校正掘進參數，發現問題及時處理、匯報。5.5.2 盾構機在上軟下硬地層中掘進的措施盾構機穿越上軟下硬的地層是指開挖面下部分為硬巖（8Z,9Z），上部分為軟巖（6Z,7Z）,即開挖面巖石抗壓強度差別很大，巖層分界較明顯。這種“軟硬不均，上軟下硬

54、”且含水量較大地質極易引起隧道頂部軟弱而超挖，局部塌方，地表過量沉降甚至地表沉陷。主要從以下方面考慮： 以合理的刀具配置掘進軟弱不均上軟下硬的地層，避免出現推不動時才更換刀具。在軟巖地層換刀要提前加固。 在上軟下硬的含水地層里掘進，極易發生噴涌，大量的噴涌造成水土流失也是地表塌陷的重要因素之一（對噴涌問題已有專門討論，不贅述）。盾構機在這種軟硬不均，上軟下硬的地層中掘進，常出現盾構機姿態難以控制的情況，具體體現在蛇形量過大，水平和高程偏差超限（規范要求不得超過50mm），因此在此類地層中掘進應控制好推進速度，合理分配各分區千斤頂推力，避免抬頭，同時切忌大扭矩，大推力推進，發現偏差時應及時糾正，

55、不得過急過猛地糾正偏差。 采用土壓平衡模式掘進，嚴格控制出土量，及時調整進尺和出土量的關系。盾構機進入到上部為土層，下部為強風化、中風化巖層，這種情況下防止盾構機抬頭和走偏是施工控制的關鍵。及時有效地調整各項施工參數，特別是前倉壓力的設定和千斤頂推力的合理分配。為了防止盾構機抬頭，適當加大頂部千斤頂的頂推力，平衡盾構機由于前方土體上軟下硬而作用在上下千斤頂不均衡的壓力，保證盾構機平穩推進。5.5.3穿越侖頭村后底崗硬巖段施工 硬巖段巖層自穩能力好，采用敞開式掘進模式推進。 隧道穿越7、8、9地層時，為延長刀具的使用壽命，還可在施工中向刀盤前加入水或泡沫，減小刀盤扭矩，降低刀具溫度，以延長刀具壽

56、命。 隧道穿越微風化地層時，刀具磨損較多，因此在掘進過程中，需合理選擇推力，加強刀具管理，充分利用滾刀切割硬巖，及時添加泡沫減小摩擦力延長刀具壽命。 施工中，根據微風化巖強度高的特點，合理配置刀盤及刀具，同時加強設備管理，做好設備故障診斷及定期保養，提高設備利用率。5.6常見事故預防及處理措施5.6.1 防止盾構機結泥餅施工技術措施盾構機穿越易結泥餅的、地層時，盾構機掘進時就可能會在刀盤特別是刀盤的中心部位產生泥餅，當產生泥餅時，掘進速度急劇下降，刀盤扭矩也會上升，大大降低開挖效率，甚至無法掘進。施工中擬采取的主要技術措施為： 在到達這種地層之前把刀盤上的部分滾刀換成齒刀，增大刀盤的開口率。

57、加強盾構掘進時的出土管理，密切注意開挖面的地質情況和刀盤的工作狀態。 刀盤前部中心部位布置有數個泡沫注入孔，在這種地層掘進時可以適量增加泡沫的注入量，減小碴土的黏附性，降低泥餅產生的幾率。 刀盤背面和土倉壓力隔板上設有攪拌棒,以加強攪拌強度和范圍,并通過土倉隔板上攪拌棒的泡沫孔向土倉中注射泡沫,改善渣土和易性,增大渣土流動性. 必要時螺旋輸送機內也要加入泡沫，以增加碴土的流動性，利于碴土的排出。 一旦產生泥餅，可空轉刀盤,使泥餅在離心力的作用下脫落.開挖面確保穩定下可采用人工進倉處理的方式清除泥餅。5.6.2防止盾構機螺旋輸送器噴涌的技術措施由于基巖裂隙水發育，且得到珠江水系的補給，富水性好，

58、相對隔水層減弱了沙層與基巖裂隙水的水力聯系，但隔水層厚度不一致且常缺失，因此這種地層在盾構機沒有連續掘進以及同步注漿不密實形成流水通道，水壓較大，土質不良，進入土倉的渣土不具有一定的塑性（粘土礦物質含量少，密水性差），承壓水與無塑性渣土容易形成螺旋輸送器噴涌。針對這種情況擬采用下列措施： 隧道下坡并處于硬巖含水地層中必須切斷管片與圍巖間隙匯集的地下水與開挖面的水力聯系，管片處于硬巖含水層中長度越長，管片背后存儲的水力和壓力就越大，這就要求同步注漿效果必須達到完全封閉襯砌空隙并阻水，避免土倉與管片背后形成水力通道。 采取土壓平衡模式掘進，嚴格控制進尺、出土量，保證盾構機連續均衡快速通過該區域。

59、及時對盾尾密封刷添加足量的油脂，確保盾尾的密封性，防止因盾尾密封性不好發生涌水、涌沙現象。 如果發現有涌水現象，將螺旋輸送器前端退出土倉，并關閉土倉閘門。啟用保壓泵，將渣土直接泵送至渣土車。在關閉螺旋輸送器的情況下繼續掘進，讓切削下來的土體擠出土倉內的水，但要預防倉內壓力過高，造成盾構機前方隆起、冒漿和擊穿盾尾密封等事故。 加強地面監測，及時進行信息反饋。5.6.3盾構機掘進過程中管片上浮控制措施 盾構機在掘進地過程中，隧道管片位移多數情況下是管片上浮，主要受工程地質、水文地質、襯背注漿質量、盾構機姿態控制等方面的影響。 引起管片位移的因素分析 襯背環形建筑空間當管片脫出盾尾后，由于盾構掘進過

60、程中的蛇形運動，超挖以及理論間隙，管片與地層間存在一環形建筑空間，在軟巖地層中，這一環形建筑空間在管片脫出盾尾后，如果不及時進行同步注漿填充環形建筑空間，拱頂圍巖極有可能產生變形引起地表過量沉降。但這種變形消除了隧道管片與圍巖的建筑空間，有利于及時約束管片上浮的趨勢。但在硬巖地層中，管片脫出盾尾后，環形建筑空間在相對長的時間內是穩定的，如不及時填充此空間，脫出盾尾的管片是處于無約束的狀態，給管片的位移提供了可能的條件。 硬巖含水地層在透水地層中盾構機掘進形成的環形建筑空間在充滿水或初凝時間很長的漿液的情況下，假定隧道管片全部浸泡在盾構掘進形成的“圓形坑道”之中，當管片所受到的浮力大于管片本身的

61、自重，隧道管片在全斷面地下水（或未凝固的漿液）的工況下，管片本身就有上浮的趨勢。 襯背注漿工藝從注漿工藝來分析，引起管片上浮的原因有兩個，一是注漿量不足。在盾構機掘進的過程中，實際注漿量應該達到理論建筑空隙量的150200。該區間盾構開挖斷面扣除管片外徑面積每一環的理論空隙量為4.05m。考慮到運輸和管道輸送、壓注過程中的損失，進入到襯背環形建筑空間的漿液量不能完全填充密實管片與圍巖間的建筑空間，尤其是隧道頂部分。這也給管片提供了上浮空間。二是注漿壓力不足。盾尾注漿孔口的注漿壓力應大于隧道埋深處的水土壓力，考慮到現場對注漿壓力的管理和控制不能完全和理論值吻合，導致襯背漿液不能密實的充填圓形建筑

62、空隙，造成管片上浮。 控制管片上浮的措施 選擇合適的漿液性能在漿液性能的選擇上應該保證漿液的充填性、初凝時間與早期強度、限定范圍防止流失（漿液的稠度）的有機結合，才能保證隧道管片與圍巖共同作用形成一體化的構造物。盾構隧道襯背注漿的漿液配比應進行動態管理，依據不同地質、水文、隧道埋深等情況的變化而不斷調整漿液性能，以控制地表的沉降和保證管片的穩定。 控制盾構機姿態盾構機過量的蛇形運動必然造成頻繁的糾偏，糾偏的過程就是管片環面不均的過程。所以要求要盾構機掘進過程中必須控制好盾構機的姿態，盡可能的沿隧道軸線作小量的蛇形運動。發現偏差時應及時逐步糾正，不得過急過猛得糾正偏差，人為造成管片環面受力嚴重不

63、均。 管片上浮后的處理措施一旦發現管片上浮，必須立即停止盾構機掘進，對已上浮的管片通過注漿孔二次注漿，注漿順序應順隧道坡度方向從隧道拱頂至二側最后壓注拱底。當打開拱底注漿孔無滲水時，可以終止注漿。5.6.4盾構機滾動預防及處理措施 在掘進過程中，有針對性的加注泡沫減小刀盤扭矩，消除產生盾構機發生滾動的外力因素。 及時注漿，確保注漿量，采用活性漿液等措施增大盾構周邊摩擦力控制盾構滾動。 通過改變刀盤旋轉方向來糾正盾構滾動。 放慢推進速度，采用刀盤正、反轉的措施對盾構機滾動進行控制。5.6.5 注漿管堵塞預防及處理措施 堵管原因分析 漿液配合比采用同步注漿工藝進行襯背注漿，對漿液的性能要求是漿液不

64、易離析、易壓送、充填性好、早強、經濟性好。綜合平衡選擇漿液性能是確保同步注漿質量的關鍵。 漿液運輸漿液的運輸包括地面拌和站經輸送泵泵入儲料罐，再由下料管放至井下的漿液運輸車，然后運至隧道內，經砂漿泵泵入盾構機儲料罐中。由于砂漿經過多次倒運，運輸管路彎曲且運輸環節多，漿液在運送過程中靜置時間過長，極易引起漿液的離析。 注漿管路被污染工序交接和班組交接時，管路未進行清理，造成管路中殘留的漿液在管壁固結沉淀。 材料品質中粗砂粒徑不適應盾構機配置的同步注漿管路。另外砂未經過篩分，粗粒混入漿液引起管路阻塞。 盾構機同步注漿管路系統由于盾構機內空間狹窄，各種管路錯綜復雜彎頭很多，漿液長期在管路中沉積極易形

65、成漿垢。 其他機器故障停機或人為的注漿停頓都會造成漿液在管路中凝固堵管。由于隧道周邊圍巖地質和水文情況的不斷變化，圍巖滲透和擴散漿液的能力不盡相同，注漿壓力及注漿量也應隨著不同地質條件作相應的調整。不相適應的漿液配比和注漿參數也是造成堵管的原因之一。 預防堵管措施 漿液運輸管路的鋪設，要避免管路彎曲造成漿液流速緩慢而沉淀。地面儲料罐至井下漿液車中途下料要采用大口徑輸送管放漿，縮短放漿時間，同時將漿管口盡可能靠近漿液車底部，打開閘門即可依靠漿液自重放漿。 緊湊安排工序，縮短漿液在隧道內的運輸時間。在洞口和砂漿車位置設置電源插座，專供砂漿車攪拌電機用，保證砂漿車攪拌器正常連續工作，避免因施工停頓時

66、間過長而引起漿液離析。 砂漿車向盾構機儲漿罐泵漿時，降低出漿管高度，同時開啟攪拌機攪拌漿液。 在不影響其他管路及運作空間的前提下，適當改善同步注漿管路，減少彎頭、增大管徑，避免漿液在管路中沉積、堵塞。 保證盾構機及后配套設備的正常連續運行。堅決避免盾構機在推進過程中人為的停機造成同步注漿工序中斷而漿液凝固堵塞。6 盾構施工測量 測量控制的重點是：盾構機的始發姿態、掘進姿態、管片姿態。6.1 始發前的盾構姿態控制始發前的盾構姿態主要是靠盾體始發托架和反力架的的安裝精度來控制的，同時反力架的安裝精度還直接影響到環片的拼裝姿態，因此對于盾體始發托架及反力架的控制尤為重要。在進行完始發定向聯系測量后,

67、根據底板平面及高程控制點對始發托架進行定位。在盾體組裝完成前，開始進行反力架的定位。始發托架及反力架的安裝要全過程進行監控，保證始發托架和反力架的左右偏差控制在10mm之內，高程偏差控制在5mm之內，反力架的與隧道設計軸線法平面偏差2。6.2 正常掘進過程中的導向系統監控及維護盾構導向系統是隧道質量保證的重要因素之一，在掘進過程中對導向系統的監控及維護尤為重要。在掘進過程中，對VMT導向系統運行的可靠性進行定期檢查，即盾構姿態的人工檢測。盾構姿態人工檢測工作一周進行一次，同時利用環片檢測的方法每天對導向系統運行的可靠性進行檢測。除了定期對盾構姿態進行人工檢測，同時還對TCA激光站及定向棱鏡的穩

68、定性進行檢查。在始發前，導向系統的激光站及定向棱鏡安裝在始發井內，不要輕易進行改動。6.3 掘進過程中的環片檢測在掘進過程中，每天對環片姿態進行檢測，及時為后續盾構掘進設置參數提供指導，同時利用環片姿態對盾構導向系統工作的可靠性進行監控，當最后拼裝的環片（即與推進油缸鄰接的環片）姿態值與盾構姿態后參考點偏差值較大時，可以懷疑導向系統工作的可靠性，并及時進行相關的人工檢測工作。6.4 地面監測 始發井周圍房屋的監測從漁具廠車間沉降觀測成果匯總表看，累計沉降值最大點為16.5mm，最小為1mm。從整體來看沉降已基本穩定。 始發井攪拌站沉降監測通過對攪拌站沉降點進行觀測，累計沉降量最大點為12.8m

69、m，最小點為4.6mm； 始發井南端的公路始發井南端的公路即為全線監測布置的第一主斷面是橫向布設在左右線中線上的，平均每間隔5米布設了一個監測點，用0.8m直徑20mm的螺紋鋼打入土體0.75m,并用混凝土加以保護。共11個點(點號依此是GJ-0-GJ-10)。一天監測兩次,上下午各一次。通過對斷面的監測,累積沉降最大的為GJ-4沉降為9.9mm，最小GJ-0為2.1mm，都小于預警值20mm。考慮到路面經常有重型車通過對其產生的影響，可以肯定在盾構掘進的前200m，地面公路是穩定的。 加工廠廠房加工廠廠房是橫向分布在左右線線路上的(成條狀)，廠房在線路方向上的長度為6m，監測點布設在承重結構

70、上，累積沉降最大的C8點10mm，最小的點4mm，都遠遠小于預警值20mm。通過對以上四組不同的監測對象的沉降情況來看，在始發井南端的地層都很穩定，同時考慮到隧道埋深，可以推測盾構在通過侖頭村時，對地表的擾動很小，相關盾構掘進參數設置可以確保盾構施工的安全。7 隧道質量7.1 隧洞管片安裝質量控制措施管片安裝質量指滿足要求的管片安裝到了準確的位置，主要控制措施有： 止水條的位置、種類是否正確； 止水條與管片是否牢固連接； 管片是否有不符要求的裂縫、破損等缺陷； 管片的類型是否正確（標準環或左、右轉彎環）； 管片的標志是否齊全，是否已達齡期。 管片運輸中要輕吊輕放，避免碰撞。 安裝管片時要緩慢、

71、均勻，對好位置后才可上螺栓。 插入螺栓困難時，要分析原因，仔細調整位置，切忌大幅移動，強行插入。 要避免管片間有較大錯臺。要避免安裝過程中損壞止水條。管片安裝質量主要控制措施具體如下：達到齡期并檢驗合格的管片由平板車運到場地，再由龍門吊卸到專門的管片堆放區。在卸下之前將對管片逐一進行的外觀檢測，不符合要求（裂縫、破損、無標志等）的管片將被立即退回。標準和左、右轉彎管片應分開堆放，以方便吊運和存量統計。管片貼上止水條和緩沖墊后，經專人檢查合格（位置、型號、粘結牢固性等）才可吊下隧道使用。運送管片到盾構機附近后，用專門設備卸到靠近安放位置的管片輸送平臺上，掘進結束后，再由管片輸送器送到管片安裝器工

72、作范圍內。管片拼裝時先就位底部管片，然后自下而上左右交叉安裝，每環相鄰管片要均勻擺布并控制環面的平整度和封口尺寸，最后插入封頂管片成環。插入封頂管片前在其兩側均勻涂抹肥皂水作為潤滑劑以利于拼裝。管片在現場安裝前仍要進行一次檢查，在確認管片質量完好無缺和止水條粘結無脫落后，才允許安裝，管片拼裝成環時，其連接螺栓先逐片初步擰緊，脫出盾尾后再次擰緊。當后續盾構掘進至每環管片拼裝之前，對相鄰已成環的3環范圍內管片螺栓進行全面檢查并復緊。管片在盾尾內拼裝完成時，偏差控制為：高程和平面50mm；每環相鄰管片高差5mm，縱向相鄰環管片高差6mm。對掘進過程中出現的管片裂縫和其它破損，要及時觀察紀錄并提醒盾構

73、機操作手注意，并要選擇合適時間對管片進行修補。7.2 隧洞管片安裝質量情況盾構施工右線試掘進階段，隧洞掘進及管片安裝質量整體較好。隧洞在掘進拼裝前期出現了個別錯臺超標、管片破損及局部漏水現象。在出現上述情況后，對產生原因進行分析，及時調整工班在掘進時盾構機的掘進參數，并加強盾構掘進姿態、管片拼裝的選型的控制，在后來的掘進中避免了管片錯臺超標及管片破損的質量問題。對管片局部漏水進行了二次注雙液漿，對同步注漿配合比進行調整并加大注漿量，避免了漏水再發生。8 施工管理施工管理的好壞直接影響到工程是否得以順利開展，是否能在保證安全、保證質量的情況下取得最佳的經濟效益。8.1組織機構項目經理部由項目經理

74、、書記、總工程師、總機械師、總會計師組成，下設工程部、機電部、辦公室職能部門。指 揮 長 李 永 利項目經理 李 海 峰 總機械師 韓 冰總工 王新線 副總工 姚明會總會計師 郝文禮工程部 徐 亮物資部 靳建民機電部 王 成合同部 黃宏軍辦公室 林宏偉財務室 郝文禮一工班 鄭 浩二工班 談家龍三工班 劉 彪四工班 黃 勝 施工組織機構圖8.2 勞動力組織項目部機電設備部負責盾構法施工的組織、管理及設備保障工作，工程技術部負責施工技術方案的制定、盾構施工技術指導、量測、試驗以及相關內業資料的收集整理和上報。機電設備部下設四個盾構施工工班，二個地面施工工班、一個維修班；工程技術部下設量測班、試驗室

75、、一個管片維護組；項目部另設一個渣土外運隊。施工高峰期項目部總人數155人，其中管理人員26人，施工生產人員117人，后勤保障人員12人。各工班崗位人員組成如下： 盾構施工工班機電設備部下設四個盾構施工工班，1、2工班負責右線隧道施工，3、4工班負責左線施工，各線工班倒班作業并各設一名機電副部長負責現場施工的日常管理。工班作業內容為盾構機推進、管片安裝、洞內運輸、軌道及輔助設施鋪設、同步注漿和衛生清理等工作。工班作業人員組成如下表：盾構施工工班勞動力分配表 序號崗位名稱人數備注1土建工程師兼工班長12盾構機司機13管片拼裝手14注漿工25油缸操控手16管片工47電瓶車司機28調車員29洞口勤務

76、工2合 計164=64人 地面綜合施工工班地面綜合施工工班負責渣土、構件、材料和配套設備的垂直吊運、地面水平運輸及存放；注漿漿液制備；管片的裝卸、堆碼、下井；管片維護組專職負責軟木橡膠墊的粘貼和管片的保護及修補工作。各工班人員組成如下表：地面綜合施工工班勞動力分配表 序號崗位人數備注1地面工班長12龍門吊司機33攪拌站司機14裝載機司機15拌漿工26管片吊裝工27場地勤務工2合 計122=24人 維修班機電設備部下設維修班，負責現場所有設備、機器的維修保養工作。維修班勞動力分配表序號崗 位人數備注1電氣工程師兼維修班長12電氣工程師13機械工程師24機修工45電、焊工46充電工2合 計14人8

77、.3 施工管理在施工過程中，除了遵循有關規定外，還針對盾構施工的特點，制定了一些管理規定，包括盾構安全操作規程、操作手管理規定、盾構機維修保養管理制度、盾構機施工崗位職責、盾構施工作業指導程序、管片安裝質量缺陷處罰管理制度等。這些制度的建立健全為作業人員日常操作規定了標準和行動指南，為工程的安全質量進度提供了有力保障。9 幾點體會經過侖大項目的掘進施工，對盾構機及其配套設備有了較深的認識與體會，對盾構施工管理也有了一個提高。 盾構施工是一個動態管理的過程。從掘進到管片的安裝、測量與地面監測數據的相互關系，都是密不可分的統一運作過程，這就要求施工過程中實行動態管理，根據掌握的地質情況、施工和測量數據，隨時對掘進參數和施工環節做相應調整。 測量工作對盾構施工起到了真正的指導和監督作用，因此，準確、及時的施工測量與監測是盾構姿態正確與否的關鍵。 掘進參數的不同取得的結果也不同，可見合理的推力、刀盤轉速和泡沫加入是取得較快掘進速度的關鍵。對于土壓平衡盾構施工尤其重要，有效的碴土改良將起到事半功倍的效果。 不斷地從管理、技術等方面加強質量管理工作，如對操作手作進一步培訓、從盾構機姿態和管片姿態的關系深入分析、從千斤頂的推力與受力管片姿態的關系進行進一步的探討，確保隧道施工的質量達到有關的規范和設計要求。 盾構機及其配套系統的合理配置和良好的工作狀態是盾構掘進得以順利實施的關鍵。