1、目 錄1、編制依據12、右線盾構始發概況13、盾構機始發的工期部署24.1 始發基座、反力架及后盾支撐的安裝2F1200/1654.2 鑿除洞門64.3 洞門密封橡膠板安裝64.4 盾構機組裝與調試程序75、盾構機始發技術85.1 施工工藝流程85.2 掘進循環周期安排85.3 掘進參數控制及掘進模式選擇95.3.1掘進參數控制95.3.2、掘進模式選擇115.4 管片選型及拼裝115.5 回填注漿115.6 發泡系統125.7 掘進中的方向控制136、右線盾構機始發施工具體措施146.1 盾構機初始掘進146.2 盾構機接觸掌子面146.3 調整洞口止水裝置156.4 盾構掘進,安裝0-3環
2、負環管片156.5 盾尾通過洞門密封后進行回填注漿156.6 盾構掘進及永久管片安裝156.7 試掘進速度控制156.8 盾構機試掘進注意事項156.9 試掘進段管理166.10始發掘進技術要點167、右線盾構始發的重點、難點及處理177.1端頭井加固177.2 洞門密封187.3 盾構機的“叩頭”188、盾構始發質量控制198.1 管片拼裝198.2 管片襯砌背后注漿199、始發安全文明施工措施209.1 應急預案209.2 垂直運輸209.3 水平運輸201、編制依據(1)XX地鐵XX東延線工程施工圖設計技術要求;(2)XX地鐵XX東延線工程施工圖設計文件組成與內容;(3)XX地鐵XX東延
3、線工程圖紙文件編碼系統管理規定;(4)XX地鐵XX工程詳細勘察階段東延線XX路站XX站區間巖土工程勘察報告;(5)XX市地鐵XX東延線工程機電系統對土建的總體要求;(6)XX地鐵XX東延線工程地下區間防水設計通用圖(中鐵二院工程集團有限公司)(7)業主和總體下發的其他各種設計要求及文件;(8)XX路站XX站區間初步設計及招標設計;(9)地下鐵道工程施工及驗收規范2003年版(GB50299-1999);(10)地鐵設計規范(GB50157-2003);(11)地下防水工程質量驗收規范(GB50208-2002);(12)混凝土結構設計規范(GB50010-2002);(13)混凝土結構工程施工
4、及驗收規范(GB50204-2002);(14)盾構法隧道施工與驗收規范(GB50446-2008);(15)建筑地基基礎設計規范(DBJ15-31-2003);(16)地下工程防水技術規范(GB50108-2008);(17)混凝土結構耐久性設計規范(GB/T50476-2008);(18)國家、XX省及XX市現行有關規定、規程和技術規定;(19)XX地鐵有限公司XX建設分公司會議紀要“紀SJ2008075號”;(20)關于“XX地鐵XX東延線車站西端4m”的函(2/2/D02/MOO/S/WOO/LD/D503/2008)。2、右線盾構始發概況本次設計范圍為XX地鐵XX東延線XX路站XX站
5、區間隧道設計。區間采用盾構法施工,管線對施工無大的影響。區間設計起迄里程為右線XX29+030.207XX29+434.525,右線隧道全長404.327m,長鏈0.009m。;隧道穿越的地層以8-3礫質粘性土為主9-1全風化花崗巖為主。現場及井內設備布置完成及盾構機調試完后,依靠反力架和負環管片進行盾構始發,向XX站方向推進。區間隧道采用單層通用裝配式混凝土管片襯砌,管片寬度1.5m,厚度300mm,采用“3+2+1”即三塊標準塊、兩個鄰接塊、一個封頂塊組成襯砌環模式,錯縫拼裝。隧道內徑5400mm,外徑6000mm。根據隧道的施工經驗和右線地質情況及負環拆除的要求,始發段長度確定為90m。
6、即里程為ZDK29+434.525ZDK29+344.525。3、盾構機始發的工期部署始發段為XX站,為使盾構快速形成雙列掘進。掘進速度初始階段為5環/天。XX站的始發掘進長度定為90m,約12天。由于區間距離短,隧道內運輸線路采用單線制,軌距為900mm,45t電瓶車牽引,鋼軌規格為P43,6.25m/根。盾構機后配套設備走行于外側兩根鋼軌上(后配套通過后即可拆除,倒運至前方循環使用),運輸車輛走行于中間兩根鋼軌上。軌枕間距1.1m/根。為保證盾構機順利始發,需進行一系列的準備工作,主要包括:盾構施工場地布置;端頭加固;始發架、反力架及后盾支撐安裝;洞門密封的施工;盾構機下井、組裝、調試等。
7、見圖1始發前期準備流程圖。端頭加固砼鑿除、安裝洞門密封橡膠板安裝始發基座、反力架與后盾支撐刀盤接觸掌子面組裝負環管片掘進盾構機組裝調試鑿除洞門封堵砼前移就位圖1 始發前期準備流程圖4.1 始發基座、反力架及后盾支撐的安裝本始發倒梁參照盾構始發架尺寸參數而設計,采用C50鋼筋混凝土結構,倒梁內空為2M,外側高度為0.59M,內側高度為:0.50M寬度為:0.8M,長度為9M,縱筋級別為 HRB335,抗剪腹筋等級為HPB235。底板織筋為插入盾構井底板底板下20CM。在底板與盾構機的接觸面采用150*150CM的工字鋼替代混凝土接觸面,接觸面預留10CM為震蕩棒插入口。具體尺寸及配筋見下圖:盾構
8、始發倒梁設計平面圖 盾構始發倒梁配筋圖圖2 始發基座示意圖反力架的位置應根據洞門位置精確確定,反力架與鋼支撐應具有足夠的強度、剛度和穩定性,并在盾構機組裝完成后通過預埋件和鋼支撐與盾構井結構連接固定。反力架結構見圖3。圖3 始發反力架示意圖反力架和始發基座都為鋼結構件,必須滿足盾構機始發所需的強度、剛度、和定位的精度。當盾構機組裝完成后開始負環管片的拼裝,盾構機掘進時的反力通過負環管片、反力架及鋼支撐傳至盾構井主體結構上,各支撐應滿足盾構機掘進推力的要求。后盾支撐見圖4。圖4 后盾支撐和負環管片示意圖負環鋼管片起著連接負環管片與反力架的作用。鋼管片的組裝分部進行,先安裝下半環,后安裝上半環。鋼
9、管片對接后用螺栓與反力架連接,普通負環管片與鋼管片之間用管片螺栓連接。負環管片支撐于底部的三角支撐。三角支撐座落在始發臺基礎上并用螺栓與始發臺連接。三角支撐上部兩側用型鋼支撐負環管片,其空隙用木楔墊實。為防止管片位移,每環管片用1根16mm鋼絲繩箍緊,鋼絲繩用手拉葫蘆拉緊。后盾支撐計算書如下:盾構機始發時的最大推力為1000T,后盾支撐按照受力1200T設計,計算如下:F1200/1675T取荷載不均勻系數為1.2, 后盾每個支撐點H鋼受壓F1.290T1、300300H鋼強度驗算 安全系數為ns =1.4.則:sF/A90 /0.0120474.75MPasp200MPa此種情況下30030
10、0 H鋼的柔度為: 10.17由計算可知,在此種情況下300300 H鋼屬于小柔度壓桿,歐拉公式不適用,所以臨界應力采用由實驗測得的經驗公式進行計算: 查表可得,Q235鋼ss235MPa 則此壓桿穩定的極限應力為:scssa22350.0066810.172 234.3MPa NscA234.30.01204282噸F75噸 300300H鋼支撐穩定4.2 鑿除洞門盾構機始發前按設計開挖輪廓線人工鑿除連續墻砼。砼的鑿除采用“風鎬+預裂爆破”的方法分塊分層破除,鑿除部從上至下,從中間至兩邊,玻璃纖維筋切割由下至上分三段進行,并同步鑿除混凝土;鑿除范圍為預留洞門范圍內,洞門鑿除平面示意圖詳見圖三
11、圖3 洞門砼鑿除示意圖4.3 洞門密封橡膠板安裝由于洞圈與盾構外徑有一定的間隙,為了防止盾構機始發掘進的泥土、地下水從盾殼和洞門的間隙處流失,以及盾尾通過洞門后管片后部注漿漿液的流失,在盾構機始發時,需在洞門周圍安裝由橡膠簾布、扇形壓板等組成的密封裝置。洞口密封的施工分兩步進行施工,第一步是做好始發洞門預埋件的埋設工作,要特別注意的是在埋設過程中預埋件必須與車站結構鋼筋連接在一起;第二步在盾構正式始發之前,應先清理完洞口的碴土,再完成洞口密封的安裝。見如下示意圖:圖4 盾構機始發洞門密封示意圖安裝前對簾布橡膠的整體性、硬度、老化程度和圓環板的成圓螺栓孔位進行檢查,并提前加工好簾布橡膠的螺栓孔。
12、然后將洞門預埋件的螺栓孔清理干凈,最后按照簾布橡膠板、圓環板、扇形壓板的順序進行安裝。盾構機進入預留洞門前在外圍刀盤和簾布橡膠板外側涂潤滑油以免盾構機外圍刀盤刮破簾布橡膠板影響密封效果。4.4 盾構機組裝與調試程序盾構機組裝與調試程序見“圖5 盾構拼裝與調試流程圖”。組裝場地準備吊裝后盾支撐裝定位機組裝就位井下軌道及始發基座的準備后配套拖車從明挖段吊裝與管線連接主機吊裝與連接安裝反力架主機定位及與后配套連接空載調試負載調試安裝負環片安裝洞門密封圈圖5 盾構組裝調試程序圖 空載調試盾構機拼裝和連接完畢后,即可進行空載調試,空載調試主要是檢查設備是否正常運轉。主要調試內容為:液壓系統、潤滑系統、冷
13、卻系統、配電系統、變速系統、管片拼裝機、整圓器以及各種儀表的校正。 負載調試通常試掘進時間即為對設備負載調試。負載調試時將采取嚴格的技術和管理措施保證工程安全、工程質量和線型精度。負載調試待安裝好負環片、洞門鑿除和洞門密封環板完成后進行。5、盾構機始發技術5.1 施工工藝流程區間隧道施工工藝流程如圖所示。掘進準備設置合理的掘進參數掘進開始同步注漿是否達到管片鋪設需要進尺開始拼裝管片運輸渣土出洞和運送材料進洞盾構機重新支撐掘進開始延伸軌道管線否是下一循環盾構機掘進流程示意圖5.2 掘進循環周期安排盾構掘進施工時,我司將按照連續的原則組織施工,每天安排2個班掘進,每班作業時間12小時;機械維修保養
14、以跟機保養為主。 盾構始發掘進各工序循環時間表工 序作業時間(min)備 注掘進前施工準備101、每環掘進1.5m2、單組列車運輸盾構掘進3040管片安裝40出碴及碴土吊出45管片、注漿材料供應25實際停機等待時間(含管片安裝)70理論循環時間(每環)1401505.3 掘進參數控制及掘進模式選擇5.3.1掘進參數控制(1)土倉壓力P0始發段地層主要為上軟下硬底層,上為1礫質粘性土,下為1全風化花崗巖,根據埋深情況不同,確定始發時的土倉壓力按靜止土壓力計算: P1=k0h+ P2 式中:P1土倉壓力k0側壓力系數 水土的容重h刀盤頂的埋深P2調整壓力(0.10.2 bar)根據盾構機的掘進位置
15、及相應的地質情況,取=18KN/m3,h=16m,k0=0.38,代入上式得:P1=109.44KN/(P1=1.191.29bar)。由于理論和實踐存在差異,始發段為振華路段,我部根據左線始發段施工和穿越樓房的經驗,確定右線盾構機始發時,上部土倉為1.8bar。(2)千斤頂推力F盾構機千斤頂最大推力Fmax=34210KN(30個千斤頂),始發段開始千斤頂推力主要考慮拖車阻力、破巖推力、正面土壓及盾構圍刷磨擦力,其中拖車阻力為680KN、破巖推力約為2000KN、正面土壓力為3160KN、盾構尾刷磨擦力為250KN,需要總推力為6100KN。始發階段確定推力尚應考慮管片及反力架的承受力,故在
16、始發開始的20環左右最大推力不應大于800t。(3)刀盤轉速滿足轉速和扭矩曲線,且無級可調04.5rpm,初步確定為1.5 rpm(4)刀盤扭矩T正常掘進時,扭矩應低于最大扭矩(一般情況下刀盤的扭矩T=150t.m),當工作扭矩達到最大扭矩時,刀盤將停止轉動,如反復啟動未果,即可啟動專門開關(此時可達脫困扭矩),使刀盤重新啟動。(5)螺旋器轉速螺旋器轉速022rpm,根據維持土倉壓力的需要而調整。(6)掘進速度v根據土質、扭矩、推力和土倉壓力等綜合確定,受土質影響最大。vmax=8cm/min,一般v=24cm/min。(7)注漿壓力P2取靜水土壓力的1.11.2倍,最大不超過3.04.0kg
17、/cm2,且使漿液不會進入土倉和壓壞管片,并保證地面的隆陷值在允許范圍內(+10,-30mm)。根據始發段水土壓力的計算,初步確定注漿壓力為1.52.5bar。(8)注漿量V1V1是在管片與土體之間的空隙體積的基礎上,再考慮1.52.5擴大系數確定的。一般每環的理論注漿量V14.1m3,根據左線經驗確定,每環注漿量為7.5m3。(9)發泡劑的摻量V2V2值主要根據土質確定,經驗公式為;V2=(2060%)V土V土掘進土方的體積(實方)V2值將根據實際的出渣情況和有關掘進參數(如扭矩等)不斷調整。(10)左右前進千斤頂行程差DSDS主要根據線路特點和盾構機在水平方向偏離設計軸線的程度來確定的。D
18、S的大小確定了盾構機方向改變的急緩程度,DS的達到和保持依靠合理使用左邊和右邊的推進千斤頂。(11)盾構機俯仰角(pitch)根據線路特點和盾構機在豎直方向偏離設計軸線的程度來確定的。的保持靠合理使用上部和下部的推進千斤頂,一般情況下,值不應超過4mm/m。(12)盾構機滾轉角(roll)和刀盤轉動方向及扭矩大小有關,可以通過改變刀盤轉動方向和使用穩定器來控制,一般情況下,值不應超過10mm/m。(13)管片與盾尾的空隙14反映了管片和盾構機的相對位置關系。對確立下一環的管片類型和掘進參數有指導意義,盾尾間隙應控制在75mm左右。(14)鉸接千斤頂的使用狀態鉸接千斤頂有三種使用狀態:完全伸長,
19、自由伸縮,伸長一定角度。鉸接千斤頂行程不能超過設定值(10mm130mm),應控制在4080mm。5.3.2、掘進模式選擇根據始發段的地質情況,選擇土壓平衡掘進模式。該模式的核心是保持合理的土倉壓力,從而維持開挖面的穩定和控制地面沉降,控制土倉壓力的方法主要有兩種:1)在保持推進速度不變的情況下,調節螺旋輸送機的轉速或閘門開度;(螺旋機轉速減小或閘門開度減小均能達到增大土倉壓力的效果)2)在保持螺旋輸送機的轉速或閘門開度不變的情況下,增大盾構機的推進速度,亦可達到增大土倉壓力的目的。上述兩種控制方法可根據實際情況靈活選用。5.4 管片選型及拼裝(1)管片選型在確保盾構機沿著隧道設計軸線掘進的前
20、提下,選擇合適的管片類型和正確的管片安裝將是保證隧道質量的主要措施。管片選型正確主要體現在以下幾個方面:1)隧道軸線偏差很小,管片拼裝的外觀質量很好。2)上下左右的盾尾間隙比較均勻。(均控制在75mm左右)3)推進千斤頂的行程差較小。(2) 管片拼裝的質量保證措施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) 止水條及軟木襯墊粘貼前,應將管片進行徹底清潔,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。3) 管片安裝前應對管片安裝區進行清理,清除如污泥、污水,保證安裝區及管片相接面的清潔。4) 嚴禁非管片安裝位置的推進油缸
21、同時收縮。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。5.5 回填注漿(1)砂漿配合比回填漿液采用單液砂漿,主要成分及配比如下: (kg/m3)名稱砂水泥膨潤土粉煤灰水含量45035050250460470水用量根據砂的實際含水量做適當調整,漿液的初凝時間約為7h。(2)注漿壓力注漿壓力略大于各砂漿點位置的靜止水土壓力,并避免漿液進入盾構機土倉中。由于是從盾尾圓周上的四個點同時注漿,考慮到水土壓力的差別和防止管片大幅度下沉和浮起的需要,各點的注漿壓力將不同,并保持合適的壓差,以達到最佳效果。在最初
22、的壓力設定時,上部孔的壓力比下部孔的壓力略小0.5bar。始發階段注漿壓力的確定尚需考慮洞門密封能夠成承受的大小,以保證漿液不穿透密封為限。(4)初次注漿時間在拼裝完第一環后,掘進第二環的過程中,開始進行同步注漿。(5)二次注漿若盾構機通過后,地面沉降仍在發展,則需從相應位置的管片注漿孔進行二次補充注漿。二次注漿采用手動控制。注漿范圍根據連接管長度可達盾構機后部50m。5.6 發泡系統(1)使用目的為改善土體的和易性,保證土倉內土壓力的穩定性和出土的順暢,在盾構機掘進過程中,將根據土層情況使用發泡劑。(2)用量按照生產廠家的推薦意見,并參考其它類似工程經驗,結合本工程的具體地質情況,發泡劑的摻
23、入量及配合比按下式確定:1)發泡劑與溶液的比例為0.53%。2)空氣與溶液的體積比為(632):1,一般為12:1。假設發泡劑的比例為2%,溶液與空氣的比例為1:12。泡沫與掘進土體的體積比為30%,則每m3掘進土體使用的發泡劑數量如下圖所示:發泡劑 2L 水 98L 空氣 1200L 溶液 100L 泡沫 1300L 土體 3.9m3 由上可以得到每m3掘進土中使用的發泡劑數量為:2L/3.9m3=0.5L/m3水、發泡劑、空氣的混合比例及向土體中的摻入比例都將根據實際的土倉壓力狀況和出土狀況不斷調整,直至達到最佳效果。發泡系統的控制有三種模式:人工手動、半自動和全自動。5.7 掘進中的方向
24、控制確保盾構機沿著設計線路掘進是隧道施工的一個主要目標。因此,掘進中的方向控制十分重要,線路中線平面位置和高程的允許偏差宜控制在20mm。(1)控制方法及基本原則盾構機的測量導向采用德國VMT公司的SLS-T隧道掘進自動導向系統。根據VMT系統的電腦屏幕上顯示的數據,盾構機操作手通過合理調整各分區千斤頂的壓力及刀盤轉向來調整盾構機的姿態,具體操作原則如下:a.如果盾構滾角過大,則通過反轉刀盤來減小滾角值。b.如果盾構機水平向右偏,則提高右側分區的千斤頂壓力,反之,則提高左側分區的千斤頂壓力;如果盾構機豎直下偏,則提高下部千斤頂的壓力,反之亦然:(2)盾構機豎直方向操作原則一般情況下,盾構機的豎
25、向偏差宜控制在20mm以內,傾角可控制在5mm/m以內。特殊情況下,傾角亦不宜超過10mm/m,否則會因盾構機轉彎過急引起盾尾間隙過小和管片的錯臺破裂等問題當盾構機下部土體較軟(5以下)或上硬下軟時,為防止盾構機機頭下垂,適當保持上仰姿態。當開挖面上軟下硬時,為防止機頭偏上,盾構機則適當保持下俯姿態。操作盾構機時,注意上部千斤頂和下部千斤頂的行程差,兩者不能相差過大,一般控制在20mm內,特殊情況下也不能超過60mm。(3) 盾構機水平方向的控制原則在直線段,盾構機的水平軸線偏差控制在20mm以內,水平偏角控制在3mm/m以內,否則會因盾構機急轉引起盾尾間隙過小和管片錯臺破裂等問題;在緩和曲線
26、段及圓曲線段,盾構機的水平偏差應控制在30mm以內,水平偏角應控制在5mm/m內,曲線半徑越小控制難度越大;當開挖面內的地層左右軟硬相差很大而且又是處在曲線段時,盾構機的方向控制將比較困難,此時可降低掘進速度,合理調節各分區的千斤頂壓力,必要時可將水平偏角放寬到10mm/m,以加大盾構機的調向力度。(通過該段后立即恢復水平偏角到5mm/m以內)。(4)盾體脫離始發架前的方向控制在盾體脫離始發架前,盾構機的方向受始發架的限制,沿始發架的方向直線掘進,主要需注意盾體的旋轉及保證各組推力油缸的推力平衡。6、右線盾構機始發施工具體措施盾構機在初始掘進前必須完成盾構機調試、地面設備材料準備、監測點布置等
27、工作,盾構機始發掘進距離初定為90m,計劃初始掘進90m安排12天完成。初始90m也是摸索掘進規律、優化掘進參數的試掘進階段。為此,我們在始發90m的地面布置了較密的觀測點,根據不同的掘進參數所對應的地面降沉值,可以總結和優化出相應的盾構掘進參數(土倉壓力,推進速度,總推力,排土量,刀盤扭矩,注漿壓力和注漿量等),為加快正常掘進打下基礎。6.1 盾構機初始掘進始發開始時,安裝負環管片,邊安裝負環管片,盾構機邊向洞圈推進。當刀盤距離洞口還有1.5m停止,破除洞門剩余部分砼。為減少盾構始發時的推進阻力和避免刀盤上的刀頭損壞洞口密封裝置,在刀盤和洞口密封裝置上涂抹潤滑油以減小摩擦力。盾構機向洞門土體
28、逐漸靠攏,使盾構機頭部切入土體,再經刀盤旋轉切削土體,充滿盾構機土倉,開始建立正面土壓力以平衡盾構正面土壓,確保土體的位移量降至最小值。推進時,注意觀察反力架和后面支撐是否產生變形,防止位移量過大而造成破壞。為減少盾構的推進阻力,推進前,在盾構基座面上涂抹潤滑油。當盾構機刀盤到達始發里程后,首先對盾構機的姿態進行復核,以確定盾構機的平面位置、高程和中心軸線的坡度,其誤差應分別小于10mm、5mm和2。6.2 盾構機接觸掌子面破除洞門后,盾構機刀盤快速前移抵攏掌子面,啟動刀盤旋轉切削土體,建立土壓開始掘進。當盾尾進入洞門后,立即進行同步注漿。盾構機始發時,由于預留洞門直徑大于盾殼直徑,為防止盾構
29、機低頭等姿態改變,在預留洞門的下方墊設方木,確保盾構機的姿態穩定。6.3 調整洞口止水裝置當盾構機的刀尖碰壁后,及時調整活動壓板與盾構機殼體的間隙,一般為510mm,由于本端頭始發土質為礫質粘性土,土體較軟,盾構重心進入土層后可能會產生磕頭的現象,故將盾構機軸線抬高,比設計隧道軸線高20mm左右。當盾構機刀盤進入洞門后,調整止水裝置的活動壓板位置并固定,扇形壓板與盾殼預留5mm左右的間隙。6.4 盾構掘進,安裝0-3環負環管片扇形壓板調整及螺栓上緊固定后,即可送漿保壓,然后進行掘進。始發時的掘進速度應比較緩慢(35mm/min),不會對土壓平衡產生較大的波動。另外,橡膠止水簾布內層與盾構機殼體
30、之間的封閉,也需要在掘進中產生的小顆粒物填充壓實空間,使密封更為牢固。進行0-3環的管片拼裝。6.5 盾尾通過洞門密封后進行回填注漿在始發掘進過程中,當盾尾完全進入洞門后,橡膠止水簾布、壓板和管片外壁接觸時,間隙落差瞬時擴大至140mm(管片外徑為6000mm,盾構機成洞外徑為6280mm),此時應立即將壓板與洞口鋼環焊接固定,并進行回填注漿,以避免洞門間隙處產生水土流失。6.6 盾構掘進及永久管片安裝至此,盾構始發基本完成,可進行盾構掘進及永久管片安裝。6.7 試掘進速度控制(1)為控制推進軸線、保護刀盤,推進速度不宜過快,使盾構機緩慢穩步前進,推進速度控制在20mm/min。(2)盾構機啟
31、動時,盾構機操作手必需檢查千斤頂是否靠足,開始推進和結束推進之前速度不宜過快。每環掘進開始時,應逐步提高掘進速度,防止啟動速度過大。(3)一環掘進過程中,掘進速度值應盡量保持衡定,減少波動,以保證土壓穩定。(4) 推進速度的快慢必須滿足每環掘進注漿量的要求,保證同步注漿系統始終處于良好工作狀態。(5)在調整掘進速度的過程中,應保持開挖面穩定。6.8 盾構機試掘進注意事項盾構機始發前要根據地層情況,制定掘進參數。開始掘進后通過監測反饋及時調整,同時還應注意以下事項:1、始發前檢查地層加固的質量,確保加固土體強度和滲透性滿足要求。2、始發前應在基座軌道上涂抹潤滑油,減少盾構機推進阻力。3、始發前應
32、在刀頭和密封裝置上涂抹油脂,避免刀盤上刀頭損壞洞門密封裝置。4、始發托架導軌必須順直,嚴格控制其標高、間距及中心軸線。5、及時封堵洞門,以防洞口漏漿。6、嚴格控制盾構機姿態,防止旋轉、低頭或抬頭。7、嚴格控制盾構機操作,適當調節推進油缸的壓力,防止掘進方向偏離設計軸線。8、土倉壓力應與地面沉降觀測結果相對照,盡快確定合適的土倉的壓力,保持土壓平衡掘進。9、每隔10米布置一個沉降監測斷面,同時適當布置儀器,測量地層位移和水壓,測量結果及時反饋分析,摸清沉降變化規律,以此優化施工參數,指導施工。10、加強管線尤其是液壓管線、高壓電纜的保護,避免垂直運輸和水平拖拉將管線損壞。11、注漿管要及時清洗,
33、避免堵管。6.9 試掘進段管理在試掘進段施工時,施工人員必須熟練的掌握盾構機掘進的各項技術與參數,與地面、洞內檢測交流互動形成制度,實現信息化施工。在施工過程中,應注意研究掘進參數的設定方法和原理,研究地面變形與施工參數之間的關系,并對掘進時各種技術數據進行采集、統計和分析,爭取在90m內熟練掌握盾構機的操作方法,確定盾構機在各種土層中掘進施工的參數設定范圍,形成一套相對完善的盾構施工方法。此階段重點工作如下:1、用最短的時間熟悉并掌握盾構機的操作方法,熟悉機械性能,培訓合格的設備操作人員。2、結合盾構施工了解隧道土層的地質條件,掌握這種地層條件下土壓平衡盾構機的施工方法。3、通過本段施工加強
34、對地面變形情況的監測分析,掌握盾構機掘進參數及同步注漿參數。4、當掘進10-20環時,利用管片注漿孔和洞口預留注漿孔對洞口進行二次注漿,一方面防止洞口漏水,另一方面為將來井接頭的制作創造條件。5、90m掘進完成后,熟練掌握盾構機掘進技術,成型隧道滿足鋪雙軌條件后,同時確保管片摩擦力已足以提供盾構機反力,拆除始發井內的后坐和負環管片,實現正常掘進。6.10始發掘進技術要點盾構在井中始發時,主要技術要點有:1、技術交底、崗位培訓。在盾構施工前,對參加施工的全體人員分階段進行詳細的技術交底,按工作進行崗位培訓,考核合格后方可上崗操作。2、在進行盾構機基座、后盾支撐、鋼環及首環負環管片的定位時,要嚴格
35、控制盾構機基座、后盾支撐、鋼環及首環負環管片的安裝精度,確保盾構始發姿態與隧道設計線形符合。3、第一負環管片定位時,管片的后端面應盡量與線路中線垂直。負環管片軸線應與線路的切線重合。負環管片采用錯縫拼裝方式。4、始發前基座定位時,盾構機軸線與隧道設計軸線保持平行,盾構中線可比設計軸線適當抬高。5、盾構機在始發托架上向前推進時,通過控制推進油缸行程使盾構機基本沿始發托架向前推進。6、始發初始掘進時,盾構機處在始發托架上,因此需在始發托架及盾構機上焊接相對的防扭轉支座,為盾構機始發掘進提供反扭矩。7、在始發階段,由于設備處于磨合階段,要注意推力、扭矩的控制,同時也要注意各部位油脂的有效作用。掘進總
36、推力應控制在后盾支撐承受能力以下,同時確保在此推力下刀具切入地層所產生的扭矩小于盾構機基座提供的反扭矩。7、右線盾構始發的重點、難點及處理7.1端頭井加固右線始發井端頭地層情況表 表1-1部位洞門上至洞門下范圍地質隧頂覆土厚度(m)地表情況洞身范圍內地層XX站始發頭上部為硬塑狀礫質粘性土上部為可塑狀礫質粘性土下部為全風化花崗巖11硬塑狀礫質粘性土全風化花崗巖端頭加固范圍、形式及圍護結構形式 表1-2部位洞門結構形式端頭加固形式加固范圍XX站始發頭800mm厚玻璃纖維筋連續墻直徑0.4m的微型樁單線6*10M右線始發洞門加固示意圖微型樁分布圖圖1-1右線始發洞門加固示意圖7.2 洞門密封洞口密封
37、是為盾構在始發時防止背襯注漿砂漿外泄所用,所以,密封作用的好壞直接關系到水土流失的多少。進而影響端頭井地面的沉降。洞門密封的關鍵是,除了做好洞門橡膠板、扇形壓板的安裝外,還要注意,在盾尾通過洞門密封后,立即將壓板與洞口鋼環焊接固定,并進行回填注漿,為保證注漿的有效性及確保管片不因外來壓力而產生變形和損壞,必須嚴格控制注漿壓力,根據動態計算及經驗值,液漿的出口壓力應控制在切口水壓1.54.0bar范圍之內。7.3 盾構機的“叩頭”始發推進后,在盾構機抵達掌子面及脫離加固區時容易出現盾構機“叩頭”的現象,根據地質條件不同有些可能出現超限的情況。為此,通常采用抬高盾構機的始發姿態、合理安裝始發導軌以
38、及快速通過的方法盡量避免“叩頭”或減少“叩頭”的影響。8、盾構始發質量控制8.1 管片拼裝管片安裝是盾構法施工的重要環節,管片作為永久性襯砌,其安裝質量好壞直接關系到成洞質量。同時,在盾構機掘進施工過程中還要作為盾構機推進時的支座,承受盾構機推進油缸的縱向推力。因此,要求管片能在較短時間內高質量安裝完畢,以適應盾構機掘進作業循環要求。并能立即承受圍巖壓力防止地面沉降。8.2 管片襯砌背后注漿 盾構機掘進后應及時充填管片和地層間的環形空隙,控制地層下陷,并有利于增強防水能力,環形間隙主要采用注漿方式填充,按注漿的時機可分為同步注漿和二次注漿。注漿的材料、配比、參數及工藝等,依據本合同段工程的具體
39、地質水文和環境條件,并參照以往地質相似區間注漿的成功經驗確定。1、同步注漿方法同步注漿與盾構機掘進同時進行,通過注漿系統及盾尾內置注漿管向盾尾空隙壓注。采用雙泵四管同時注漿,注漿可采用自動和手動控制方式。自動控制方式即預先設定注漿壓力,由控制程序自動調整注漿速度,當注漿壓力達到設定值時,自動停止注漿。手動控制方式則由人工根據掘進情況隨時調整注漿流量。2、二次注漿由于某種原因,同步注漿效果不佳而出現管片漏水或地基沉降等現象時,需進行二次注漿。其主要作用在于控制地面的后續沉降。施工中在穿越建筑物或地下管線時用的較多。二次注漿一般在盾尾脫出5-10環后進行,注漿量根據沉降監測情況確定。二次注漿漿液采
40、用雙液漿,注漿的壓力值、壓入量和具體的壓入位置根據地層變形觀測等實際情況確定。一般注漿壓力在0.15MPa0.3MPa。漿液主要材料配比,如表二所示表二 二次注漿漿液配比表(重量比)材料水水泥水玻璃用量比10.50.159、始發安全文明施工措施9.1 應急預案1、 在盾構機頭部設置一臺真空泵,隨時抽水。并配備一臺備用真空泵,保證不因為盾構機頭部積水過多而影響盾構施工;2、 備用一臺100KW的發電機,以備停電時使用。9.2 垂直運輸施工材料及管片的吊運必須落實吊運的設備、確定吊運噸位的匹配,對吊運的索具進行配置。制訂相應的分項安全技術措施和操作規程,在吊運過程中進行監控。對起重設備的操作人員和
41、指揮人員進行交底。1、行車司機必須經過培訓、考核后合格者方能上崗。2、做好對行車、起重指揮工的安全教育及安全交底工作。3、重點強調重物下嚴禁站人,并落實措施及管理工作,專職設備員定期檢查并做好記錄(每周檢查)。 4、對起重設備的索具、鋼絲繩、卸克、土箱、管片吊鉤做到定期檢查,安全使用各種安全裝置,督促落實維修、整改工作。在吊裝預制構件或其它施工材料時,吊環和索具的安全系數K8。5、同步施工由于起重高度的限制,務必要注意起吊夾角和上下人員的安全,吊裝預制構件時,必須固定牢靠后方可脫鉤。9.3 水平運輸1、電機車司機必須經過培訓,考試合格后方可上崗作業。 2、做好對電機車司機安全教育,并做好安全交
42、底工作,防止電機車傷人,嚴格控制電機車速度。 3、井下電機車司機兼職掛鉤,同樣必須經考核合格后持證上崗。 4、嚴格執行電機車安全操作規程,加強對電機車 “連接”部位檢查制。 5、督促電機車司機做好交接班及運行情況記錄工作。 6、電機車運行過程中嚴禁搭乘電機車,做好檢查、監督工作。7、做好每日巡視檢查工作,檢查電機車運行速度、進入車架段限速及軌道端頭限位裝置安放情況。8、電機車的警鈴和信號必須齊全,進入同步施工區域必須鳴(響)信號,警告施工人員;電機車上的運輸材料必須堆放整齊并固定牢靠,以防在運輸過程中滑移,撞擊T型剛架和傷害施工人員;由于后配套拖車區域二側間距較小,進入此區域嚴禁電機車司機的手、頭超出機車外。9、施工安全區域的劃分和信號規定。青年人首先要樹雄心,立大志,其次就要決心作一個有用的人才