盾构掘进、管片拼装技术交底

技 术 交 底 书 编号：14-10-10 第1页 共11页 单位工程名称深圳北环电缆隧道土建I标南线电缆隧道分部工程名称南线区间盾构隧道交 底 部 位盾构隧道掘进、管片拼装施工技术交底交 底 日 期2014年10月15日交 底 内 容 及 附 图一工程概况深圳北环电缆隧道土建I标南线含一条主线，两条支线，主线全长3966.734m，起讫里程SK0+000SK3+966.734；中航支线长552.021m，起讫里程SZ1K0+000SZ1K0+552.021；福华支线长416.04米，起讫里程SZ2K0+000SZ2K0+416.04,设井位9座。线路起于笔架山公园力能加电站，向南下穿笋岗西路、中心公园、下穿地铁3号线、红荔路、振华路、中心公园、下穿地铁2号线，沿深南大道至彩田路，沿彩田路向北至华富三路（终点）。主线采用4880mm直径土压平衡盾构施工，管片外径4.6m，厚度300mm，环宽1.2m，共分为6块（1封顶块+2邻接块+3标准块）管片为通用环，错缝拼装，双面楔形量34mm。三元乙丙橡胶止水条防水，外涂聚氨脂防腐涂料。管片螺栓M24 5.6级每环22颗。二管片点位及构造；2.1 管片分块及编号管片分块编号表通用衬砌环封顶块邻接块标准块（F）-N（L1）-N（L2）-N（B1）-N（B2）-N（B3）-N 备注：N为模具编号管片衬砌主要设计参数表项目特征或参数备注管片衬砌结构尺寸内径4000mm，外径4600mm管片衬砌厚度300mm管片衬砌环宽度1200mm管片混凝土强度等级C50，S10管片衬砌环分块6块（1封顶块+2邻接块+3标准块）管片衬砌环类型通用型交底人复核人总 工时 间接收人技 术 交 底 书 编号：14-10-10 第2页 共11页 单位工程名称深圳北环电缆隧道土建I标南线电缆隧道分部工程名称南线区间盾构隧道交 底 部 位盾构隧道掘进、管片拼装施工技术交底交 底 日 期2014年10月15日交 底 内 容 及 附 图管片连接方式弯螺栓连接每个环缝采用10根M24纵向螺栓连接每个纵缝采用12根M24环向螺栓连接管片接缝构造管片接缝设弹性密封垫槽和嵌缝槽为满足管片接缝防水要求管片衬砌环楔形量双面楔形，楔形量34mm每环管片拼装时的方向必须严格与隧道走向一致，每一环的6个分块具有固定的顺序，示意图如下（管片小里程面）：交底人复核人总 工时 间接收人技 术 交 底 书 编号：14-10-10 第3页 共11页 单位工程名称深圳北环电缆隧道土建I标南线电缆隧道分部工程名称南线区间盾构隧道交 底 部 位盾构隧道掘进、管片拼装施工技术交底交 底 日 期2014年10月15日交 底 内 容 及 附 图正确的管片顺序以封顶块F为起点，顺时针方向依次为L1,B1,B2,B3,L2。必须按照此顺序拼装管片。管片上管片编号字体的朝向必须与隧道掘进方向一致（英文字母朝刀盘方向），在拼装过程中，必须注意。2.2 管片点位及楔形本工程管片共有10个纵向螺栓，环向等分，即相邻两个螺栓圆心角为36，因此共有10个安装点位。根据宽片分度，除了6号和12号油缸不能作为拼装点位，其他均可作拼装点位。交底人复核人总 工时 间接收人技 术 交 底 书 编号：14-10-10 第4页 共11页 单位工程名称深圳北环电缆隧道土建I标南线电缆隧道分部工程名称南线区间盾构隧道交 底 部 位盾构隧道掘进、管片拼装施工技术交底交 底 日 期2014年10月15日交 底 内 容 及 附 图本工程管片为通用环，每一环管片都带有楔形量，楔形量为34mm，根据设计可以看出，封顶块中心位置所对应的管片宽度最窄为1183mm。封顶块正对面位置B2中心为最宽1217mm。 当封顶块在水平位置时正上和正下位置对应的宽度都是1200mm。 管片结构示意图（此图为管片大里程方向）交底人复核人总 工时 间接收人技 术 交 底 书 编号：14-10-10 第5页 共11页 单位工程名称深圳北环电缆隧道土建I标南线电缆隧道分部工程名称南线区间盾构隧道交 底 部 位盾构隧道掘进、管片拼装施工技术交底交 底 日 期2014年10月15日交 底 内 容 及 附 图2.3 管片的通缝控制本工程管片采用错缝拼装，管片的通缝是由于相邻两环管片标准块的接缝在同一条直线上。由于本工程管片要求封顶块（F块）只允许拼装在偏离正上方36n18（n为整数）。并且相邻点位之间的度数为36，封顶块无纵向螺栓孔。所以封顶块只能拼装在对应双油缸位置，下一环管片转动角度只要不是36的偶数倍即可。为了便于记忆，我们将油缸进行编号，中铁168号机的油缸全部为单缸（与地铁标准盾构不同），一共12根。其中1号和6号油缸，我们在拼装过程中，不作为点位使用。剩余10根油缸。我们将这10根油缸分为2组，如下表所示，管片拼装过程中，任意相邻两环管片点位，必须在两个不同组中，这样即可保证管片不通缝。如第N环管片安装点位为3号（A组）油缸位，则下一环的管片安装点位必须在B组中综合盾尾间隙和油缸行程进行选择。拼装点位分组表A组135810B组247911管片在拼装前，应检查传力垫和止水条是否完好。如有脱落现象，现场具备修复条件的，现场修复。如若无法修复的更换管片后拼装。拼装过程中，若由于外倾角控制不到位，就会导致管片失圆，就是管片拼装成环后并非是圆形，而是椭圆形，即拼装后的管片最大外径超过4600mm，实际施工中管片不可能拼装成圆形，所有的成环管片均为椭圆形，但需要将椭圆控制在一定的范围内。现场施工中控制管片椭圆度主要为以下两种方法：1、相邻两片管片接缝尽可能平顺，接缝缝隙尽可能小。通过塞尺来控制拼装缝。2、管片拼装时采用角尺对管片安装直径进行复核，随时调整。交底人复核人总 工时 间接收人技 术 交 底 书 编号：14-10-10 第6页 共11页 单位工程名称深圳北环电缆隧道土建I标南线电缆隧道分部工程名称南线区间盾构隧道交 底 部 位盾构隧道掘进、管片拼装施工技术交底交 底 日 期2014年10月15日交 底 内 容 及 附 图三、 管片防水3.1 盾构隧道防水标准本工程区间隧道结构防水等级为二级，即结构不得有漏水，表面允许有少量湿渍，总湿渍面积不应大于防水面积的6/1000，任意100防水面积上湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不大于0.2。本工程防水采用管片混凝土自防水为主，管片环、纵接缝处采用三元乙丙橡胶和2cm宽遇水膨胀止水条进行止水，为加强角部防水，在弹性密封垫外角部覆贴自粘性橡胶贴，弹性密封材料三元乙丙橡胶和角部加强止水贴在管片出厂时已安装完成，进场后只需检查是否有脱胶，掉落的情况。现场需要安装的为遇水膨胀止水条，遇水膨胀止水条安装在三元乙丙橡胶的外侧，遇水膨胀止水条要求在管片拼装前半天左右安装，安装后不可遇水，在管片拼装时，要检查是否有止水条已破损或已遇水膨胀，并及时进行更换。四、 管片拼装施工4.1 管片类型及点位选择由于电缆隧道管片为通用环，每环管片都存在楔形量，所以在点位选择时要首先从盾尾间隙来考虑，根据168号盾构设计，理论盾尾间隙为65mm。尾刷防护钢板厚35mm，所以在点位选择时要在测量盾尾间隙后根据相对的盾尾间隙对比后再考虑。要将管片最宽的一侧拼在盾尾间隙较小的位置同时避免通缝。假设盾尾间隙合适，就要根据油缸行程来选择管片，因为油缸行程直接决定了盾构相对于前一环管片的位置关系。但是现场质检值班首先要对盾构司机进行指导掘进，具体情况要根据后面的培训资料说明。掘进过程中，A、C油缸行程差会随着线路的变化而出现差值，直线掘进时，当A、C组油缸伸长量差值34（管片楔形量时）时，可通过点位选择，予以抵消。注：油缸伸长量差值定义：工控机显示的油缸伸长量相减得到的差值。油缸行程差定义： 交底人复核人总 工时 间接收人技 术 交 底 书 编号：14-10-10 第7页 共11页 单位工程名称深圳北环电缆隧道土建I标南线电缆隧道分部工程名称南线区间盾构隧道交 底 部 位盾构隧道掘进、管片拼装施工技术交底交 底 日 期2014年10月15日交 底 内 容 及 附 图以A、C组油缸为例，即t1-t2, t1=A组油缸的伸长量变化值=L结束-L开始，同理t2也是如此。行程差的作用主要是用来保证在不同平、竖曲线时，盾构机的掘进姿态尽量与设计线路相匹配，从而能有效的控制盾尾间隙和成型隧道的轴线偏差。 4.2 管片拼装施工要点1、管片拼装时，应先安装最底块管片，然后左右对称向上安装，最后安装封顶块。2、封顶块安装前，应检查两邻两块管片是否有错台（弧面和切口方向），从而避免把管片装错方向。3、封顶块安装时，应先水平搭接2/3环宽径向推上，后纵向插入，拼装点位的油罐伸长量不应小于1500mm。4、管片拼装成环后，应逐片初步拧紧连接螺栓，脱出盾尾后再次拧紧，当后续盾构掘进至每环管片拼装之前，应对相邻已成环的3环范围内的连接螺栓进行全面检查并再次紧固。5、进洞和出洞的15环管片，拆除反力架和盾构机前应采用槽钢将其连接为一个整体。6、管片拼装时要严格控制管片错台，相邻管片环、纵缝错台不大于5mm，错台率不大于10%。4.3 管片的运输、储存、修补1、管片堆放场地地坪必须坚实、平稳，管片应按统一规划分别码放，管片堆放整齐，堆放高度不多于3层，每层之间必须采用垫木，且必须稳固，以防损伤和腐蚀。2、管片运输时应平稳、不倾倒，管片之间不碰撞。如果用叉车倒运时，叉车应采取防护措施。3、当管片由于运输、储存、施工等原因导致破损时，应及时进行修补，修补材料可选用环氧砂浆+工程胶和比原结构混凝土等级高一级的细石混凝土。修补材料应保证与原混凝土之间的粘结力，回填材料要求达到混凝土原材料的性能指标要求。4、修补施工时，将管片混凝土碎裂部分，空鼓部分彻底凿除，若管片钢筋或螺栓锈蚀， 交底人复核人总 工时 间接收人技 术 交 底 书 编号：14-10-10 第8页 共11页 单位工程名称深圳北环电缆隧道土建I标南线电缆隧道分部工程名称南线区间盾构隧道交 底 部 位盾构隧道掘进、管片拼装施工技术交底交 底 日 期2014年10月15日交 底 内 容 及 附 图应进行除锈处理。5、对于最大深度大于30mm的碎裂掉块，应在坚实的管片混凝土上植筋，并挂高强钢丝网片。6、修补部位的混凝土修补前应采用压力水充分冲洗湿润。7、缺陷部位修补完成后，应洒水养护14d以上。五、 管片背后注浆盾构隧道管片背后注浆主要分为3个部分，第一部分是盾构掘进过程中的同步回填注浆；第二部分是管片背后二次补强注浆；第三部分是止水注浆。5.1 同步回填注浆盾构掘进过程中，刀盘外径为4880mm，而管片外径为4600mm，管片拼装完成在推出盾尾后，管片外侧和岩面有14cm的空隙，同步注浆系统就是要填补这一段空隙，以防止岩面失稳导致地面下沉。同步注浆材料配合比参见实验室提供的配合比数据，严格按照试验配合比进行伴浆。注浆时应严格根据盾构掘进速度进行，若注浆速度比掘进速度快，将引起注浆压力高，浆液流窜至盾尾及掌子面等情况，注浆速度比掘进速度慢将会导致管片下层，错台，地表沉降等情况。因此实际注浆过程中，应参照盾构掘进实际长度，推算出实际注浆量。根据计算，理论上每环的注浆量为2.5m，加上超挖量和充盈量，按系数1.4进行增加，每环的注浆在3.5m，注浆压力控制在0.20.3Mpa左右。盾构掘进初期阶段，暂按3.2m进行注浆量的控制，后期根据地表沉降情况以及二次补强注浆情况进行调整。 在开始注浆(盾尾在+2环时)的第1、2、3环，应适当减少注浆量，以防止因注浆压力过大导致洞门处漏浆，第一环注浆量为1.5m，第二环注浆量为2m，第三环2.5 m，再往后则变为正常注浆量，负环拆除后对洞门五环进行补强注浆。在同步注浆浆液没有到位的情况下，严禁进行掘进施工。交底人复核人总 工时 间接收人技 术 交 底 书 编号：14-10-10 第9页 共11页 单位工程名称深圳北环电缆隧道土建I标南线电缆隧道分部工程名称南线区间盾构隧道交 底 部 位盾构隧道掘进、管片拼装施工技术交底交 底 日 期2014年10月15日交 底 内 容 及 附 图5.2 二次补强注浆在回填注浆浆液基本凝固后，由于浆液凝固会导致收缩，在管片顶部易出现空洞，容易导致地表的二次沉降以及管片背后汇水通道，因此需要进行二次补强注浆，二次补强浆液在软岩地层采用1:1水泥浆，在硬岩地层采用水泥-水玻璃双液浆，注浆压力控制在1.0Mpa以内。5.3 止水注浆若管片接缝出现渗漏水，少量的情况可以直接采用环氧树酯进行止水封堵。水量较大的情况先采用水泥-水玻璃双液浆进行注浆封堵。六、盾构掘进控制1、盾构掘进前，由土木值班工程师向掘进主司机对地质情况进行交底，由设备部和工程师共同讨论拟定盾构掘进参数，由工程部以书面形式交底于掘进司机。2、碴温控制：正常情况下，土木值班工程师每环测2次渣温，即每出2斗碴测一次，上软下硬或者掘进参数异常时，每斗测一次。测量碴温的位置为螺机出口处新鲜的渣土，测量采用红外线测温仪进行。3、盾尾间隙控制：中铁168号理论盾尾间隙为65mm，在掘进过程中，任意一组盾尾间隙的和控制在120140mm。每环拼装完成以后和拼装之前各测一次盾尾间隙，测量采用50cm角尺进行。任意一点的盾尾间隙不应小于40mm。4、每环掘进过程中，司机和质检人员应每环观察管片点位旋转情况，然后通过正反转刀盘来控制管片点位旋转，从而控制管片点位旋转，避免点位失效。5、掘进过程中，司机应按照土木值班人员的要求设定和保持土仓压力，当遇到无法保压的情况时，应停止掘进，逐级汇报。6、出碴量控制：出碴量控制的主要责任人掘进司机，掘进过程中，注意控制碴门和螺机转速从而控制出碴量。由质检配合测量出碴量，做到出碴方量和掘进行程的基本匹配，每环出碴量的偏差控制在3m3以内。 交底人复核人总 工时 间接收人技 术 交 底 书 编号：编号：14-