盾构施工安全监理细则课件

1、武汉市轨道交通21号线土建工程安全监理 盾构施工监理细则广东铁路建设监理有限公司 武汉市轨道交通21号线土建工程安全监理盾构施工监理细则 编制人： 审核人： 日 期： 广东铁路建设监理有限公司武汉市轨道交通21号线土建工程安全监理项目监理部 盾构施工监理细则一、 工程概况武汉轨道交通21号线(阳逻线)起于江岸区后湖大道站，与轨道3号线换乘，线路向东经新荣汽车客运站、黄埔新城，然后线路下穿三环线、武广高铁及其联络线，在谌家矶平安铺线路由地下线转为高架线，跨汉北河（目前为滠水河）后进入黄陂区，沿新黄武公路向东北方向，跨汉英高速、阳逻电厂专用铁路、新港铁路，穿过胜海社区毛店村，跨巨龙大道，跨泵站河后

2、基本沿汉施公路北侧行进，直至线路终点新洲金台。武汉市轨道交通21号线工程途经武汉市江岸、黄陂和新洲三个区，两端均预留延伸条件，从江岸区后湖大道至新洲区金台，线路全长33.7km，共设车站15座，分别是后湖大道站、百步亭花园路站、新荣站、黄埔新城站、谌家矶站、武湖大道站、梅教街站、武湖站、沙口站、军民村站、武生站、平江路站、阳逻开发区站、施岗站、金台站，其中地下站5座，位于江岸区，高架站10座，位于黄陂区和新洲区，在武湖汉施公路以北地块设武湖停车场，在倒水河西侧设倒水河车辆段，控制中心设于武湖停车场，全线新建2个主变电站，分别位于武湖站和施岗站附近。 二、盾构施工安全监理措施与要求盾构法隧道施工

3、安全监理重点和措施盾构技术是一种速度快、质量好、安全性能高的先进工程施工技术。采用这种设备施工的区间隧道，可以做到基本上不影响地上建筑物和交通，减少地上、地下的大量拆迁，并可有效保护地下水资源。这项具有诸多优越性的施工技术已被许多发达国家广泛采用。盾构施工技术是世界上隧道施工工法中最先进的施工技术之一，可在粘、砂、砾石、岩石等不同的地层中施工，对各种地层的适应能力极强。特别在地区地铁工程上的使用更有它突出的优越性。我公司积极组织相关人员，对世界目前地铁工程施工的先进技术和装备进行研究和探讨，参照相关资料，编制了盾构法隧道施工监理重点和措施，用以指导地铁工程隧道施工监理。1、盾构施工测量盾构施工

4、测量是隧道工程的首要控制工序，必须严格控制，真正做到精心设计、精心组织、精良装备、精心施测、确保精度。专业监理工程师对施工单位报送的工程测量施工方案进行审查批准。1.1测量依据工程所有的测量作业严格按照地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB50308-1999）及工程测量规范（GB50026-93）进行。工程测量的主要目的是盾构能够沿设计轴线前进，满足设计要求。隧道轴线左右误差在±50mm之内，高程误差在±25mm之内。1.2地面控制测量在进行控制测量前，对首级控制点进行复测，测量数值出现异常时，提交有误的数据和相应修正的数据。对有争议数据的地面进行保护，不得扰动。报权威部门

5、进行处理。1.2.1地面平面控制测量根据测区实际情况，工程地面平面控制测量拟采用精密导线测量，精密导线沿盾构隧道轴线方向布设，导线两端附合在工程首级平面控制点上，形成附合导线。1.2.2地面高程控制测量地面高程控制测量采用三等水准测量，精度稍低于精密水准测量，三等水准测量路线基本与精密导线路线相同，布设成附合水准路线，水准点两端依附与精密水准点上。如果条件允许，部分水准点可以和精密导线点重合。在竖井及盾构掉头井处，根据实际情况设置3-4个水准点。测设的水准点远离施工现场变形区外稳固的地方，布设在墙上的水准点选在永久性建筑物上。水准点间距平均300m。水准标石和标志按工程测量规范中二、三等水准点

6、标石的要求埋设。3、盾构工作井施工盾构工作井作为盾构机工作始发井,其质量直接影响到盾构机的工作精度和效益，对盾构井阶段施工的监理工作重点应严格控制洞门钢环安装、洞口土体加固、钢后背安装、地面制浆系统的布置等。3.1盾构初始掘进盾构主机机身长9.16m,台车长41m，加上台车尾部相连的软管长度，盾构机和附属的台车的整体距离60m。初始掘进的长度根据计算确定为70m。3.2钢后背安装盾构初始掘进使用的钢后背事先加工，由于始发井后背没有侧墙，故设斜向拉杆拉于底板的预埋铁上。经过计算，后背变形较小，能满足施工要求，钢后背预制成形后，由吊车吊入竖井，由测量员给出轴线位置，钢后背和下侧墙上的预埋铁点焊，后

7、背做到与下端墙紧贴，形成一体，保证足够的接触面积。两侧后背前拉后撑。安装过程中要对后背的垂直度进行测量，保证后背和盾构推进轴线垂直。3.3浆液输送3.3.1浆液输送浆液采用管道输送，以粘滞系数最大的A液和流量最大的泥浆为计算对象，输送管路用DN75无缝钢管，由于盾构机在地面以下比较深，借助液体的自流，用扬程10m的普通泥浆泵即可满足A液和泥浆输送压力和流量的要求。由于B液、泡沫、冲洗及冷却用水的粘滞系数比A液要小得多而流量又比泥浆少，浆液输送方法具体如下：A液：经普通泥浆泵加压后用DN75钢管输送；泥浆：经普通泥浆泵加压后用DN75钢管输送；冲洗及冷却用水：经普通离心水泵加压后用DN48钢管输

8、送。B液：经专用离心泵加压后用DN48钢管输送；泡沫：经专用离心泵加压后用DN48钢管输送。3.4负环管片拼装一般情况下，负环管片按照在盾壳内的正常安装位置进行拼装。在安装负环管片之前，为保证负环管片不破坏盾构机尾部的密封刷，保证负环管片在拼装好以后能顺利向后推进，在盾壳内安设厚度不小于盾尾间隙的方木，以使管片在盾壳内的位置得到保证。在盾尾密封刷的下2/3部分填塞密封油脂，以保护盾尾密封刷不被磨坏。最后一环负环为整环，拼装时应对管片的拼装质量（圆度、管片间轴向错位等）加以严格控制，从而保证正环管片质量。当盾构机尾部完全进入洞门后，将洞门扇形钢板落下紧贴管片，并上紧螺栓。3.5盾构掘进参数的确定

9、工程盾构区间段线路为双线，盾构机掘进参数先由理论公式确定，再根据掘进过程中的实际情况做调整。3.6初始掘进控制要点及注意事项3.6.1控制3.6.1.1空载推进：盾构在空载向前推进时，主要控制盾构机的推进千斤顶的行程及限制每一环的推进量。同时，检查盾构机是否与盾构机基座、出洞口发生干扰或其他异常事件，确保盾构机安全向前推进；3.6.1.2始发时盾构机姿态的控制：盾构机深入土体20m以前主要通过千斤顶的编组和铰接来控制盾构机的姿态；3.6.1.3进入洞口盾构机姿态的控制：盾构机放置在盾构机基座上，基座的中心轴线和隧道的中心轴线的切线一致，盾构机平行推进，就能保证盾构机的姿态在偏差范围内得到控制；

10、3.6.1.4管片拼装：在始发井内进行负环拼装时，要注意管片与管片之间的缝隙的变化，要保持一定的缝隙，必须保证第一环整环的圆度，第一环拼装直接影响到以后一段拼环的圆整度；3.6.1.5控制出土量：皮带机架安装前使用的是小土箱，出土量为每环15箱，在皮带机安装后使用的为正常掘进的土箱，控制出土量为8箱，才能保证一环的出土量不至于超挖，地面不会发生沉降；3.6.1.6注浆量：盾构机尾部进入土体第一环至第三环的时候，要将注浆量加大，并且采用早强注浆材料进行注浆，尽量减少洞口的地面沉降；3.6.1.7洞口管片注浆：为了保证洞口内几环管片在拆除负环管片时的稳定，在盾构机掘进到30环左右时，对洞口内10环

11、管片进行注浆，填充管片和土体间的空隙，增加管片和土体间的摩擦力，保证管片的稳定性。3.6.2注意事项3.6.2.1拼装时注意管片拼装机的信号线和油管的位置，和转动拼装机是否有刮蹭；3.6.2.2注意拼装人员的走动；3.6.2.3电瓶车司机需要进行培训和考核方能上岗；3.6.2.4油脂泵挪动时注意油脂泵保持平衡，以延长油脂泵的使用寿命；3.6.2.5油管和信号线使用钢丝绳加钢锁和橡胶皮，从地面用门式起重机进行送放；3.6.2.6吊运管片和土箱时注意井下人员的走动；3.6.2.7不要随意触动管片拼装机处的紧急关闭报警装置；3.7正常掘进3.7.1进出土盾构机各系统试运转确认正常后即可进行正常掘进，

12、首先调整土压值，根据土质确定加泥、加泡沫的量，螺旋输送机置于自动控制方式，保持土仓压力在稳定的范围内。掘进排出的土装入土箱由电瓶车运输至工作井，再由工作井处的门式起重机将土箱吊至地面的集土坑中，用装载机或挖掘机将土装入土车外弃。3.7.2加泥、加泡沫盾构司机操作盾构机掘进时，随时观察刀盘、螺旋输送机的扭矩及螺旋输送机排出的土的状态（即塑流性），对泥浆、泡沫的加入量进行调节控制；盾构施工中加泥、加泡沫的数量与土质有着极大的关系，一般说来在粘土、粉质粘土中掘进加泥的数量无需太多且加泥的浓度也不要求太大；在砂层中掘进时，由于土质的原因，地层的空隙率较大，漏失较为严重，故对加泥和加泡沫的数量及质量要求

13、较高，通常在砂层中掘进应适当的加大泥浆的浓度，另外在泥浆中适当的加入泡沫，可以较好的改善土体的塑流性，使得盾构前方土压保持稳定，较好的控制地面的隆陷。3.7.3同步注浆盾构机掘进每环至60mm左右时开始进行同步注浆，首先根据实际的推进速度确定注浆的流量，随时根据推进速度及需要注入的总量对其进行调整，当掘进至1150mm时，停止同步注浆，进行管路冲洗。3.7.4管片拼装推进一环完成后，拼装管片，首先应测量盾构与管片之间以及管片与设计轴线的关系，既而确定管片的拼装角度，然后方可拼装。3.7.5二次补注浆实时测量地面的沉降情况，根据实际情况进行二次补助浆。3.8正常掘进的监控量测盾构机的监控系统是由

14、传感器、信号线和计算机组成，根据采集到的数据控制盾构机掘进状况，掘进管理可分为三大单项：开挖管理，线形管理，同步注浆管理，其掘进管理构成如下：项目目标内容开挖管理开挖稳定、开挖排土、盾构机土压保持开挖面土压，腔体内泥沙性质，总推力，推进速度、切削转矩、千斤顶压力，搅拌转矩线形管理盾构机位置姿势纵向、横向偏移，旋转，中弯角度，超挖量，曲行量同步注浆注浆状况注浆材料注浆量，注浆压力，稠度，泌水，胶凝时间，强度，配比盾构隧道施工时，为了保证盾构沿隧道设计轴线推进，提高盾构施工的精度，保证工程质量，盾构的运行共采用了两套监控系统：3.8.1井下监控盾构机设备自带有一套监控系统，该监控系统为一套数据采集

15、系统，通过设在盾构机内的设备对盾构进行跟踪监控，它的功能是随时监控盾构机的姿态以及轴线偏差，并及时反馈到盾构机的中心控制系统，由中心控制系统对数据进行分析，通过对该反馈数据与掘进前已输入隧道轴线控制数据的分析比较，即可自行对盾构机发出指令，对盾构机的操作进行修正，使得盾构机准确的沿隧道设计轴线前进；另外系统还可以将这些数据及盾构设备状态数据反映到盾构操作台，供操作手参考；同时该系统还可以将土仓内的情况反馈至操作台可以比较直观的显示土仓内土的状态及土质的变化，以便于调整加泥及加入泡沫的数量，更好的改善泥土的塑流性。3.8.2地面监控地面监控是另外一套监控系统，它是与井下监控系统相互辅助的一套数据

16、采集系统，它的原理是将采集到的数据通过数据线路传输给地面的电脑监视器，这些数据反映地面沉降，对盾构机的开挖管理、注浆管理起到反馈作用。4、盾构机组装的监理控制要点4.1仔细审核施工单位的盾构机的组装方案，确定合理的组装工期。4.2组装过程中，施工方的人员的配置尤为重要，对电气工程师、机械工程师、电焊工、吊车司机、信号工等都有很高要求，参加组装得人员必须持证上岗。4.3根据盾构机本体各部件的外形尺寸、重量及场地面积，盾构机本体最终就位的工作竖井高程，审核施工方的吊装方式、吊机的种类、型号。4.4由于盾构机本体较重，加上吊装期间，吊机自身的重量，沿工作井周围的荷载很大，因此，需要对吊装作业区域内的

17、地面土层进行换填硬化。4.5为保证吊装安全需对吊装吊机的工作能力、索具、U型卡环、吊车的下放深度进行验算。4.6盾构机本体吊装就位并组装完毕后，要监督施工单位进行下列调试工作：4.6.1供电系统的调试：高压系统的测试：盾构机高压供电系统是保证设备正常工作的首要条件。测试的内容包括高压电缆、接头、电缆盘、高压开关柜及变压器的绝缘及功能调试。低压系统的调试：包括照明系统（含紧急照明）、动力系统、弱电供电系统4.6.2电气系统的调试：PLC控制软件、人机界面和导向系统软件的调试；各类传感器的测试和校准；各类电磁阀、流量计的检测、校准；盾构机控制系统内部电气联锁关系的测试；盾构数据采集系统的连接和测试

18、。4.6.3刀盘驱动部分的调试：包括刀盘驱动的功能调试、齿轮油系统的检查、刀盘密封油脂输送泵的检测、刀盘密封油脂泵性能的测试、刀盘驱动液压马达及行星减速齿轮的检查、仿形刀的调试。4.6.4推进系统的调试：包括各个动力系统泵阀组的调试、液压油冷却及过滤系统的测试、推进调速系统的调试、推进千斤顶功能的调试。4.6.5管片拼装机、存放机的调试：包括管片拼装机各种功能和伸缩、回转和前后移动等各种动作的测试和调试。4.6.6注浆系统的调试：包括浆液罐电机、控制面板、浆液压力传感器和注浆泵压力、流量等测试。4.6.7泡沫系统的测试：包括泡沫系统水泵、气路、泡沫发生器的功能，泡沫压力、流量以及各泡沫注入点阀

19、门启闭，泡沫发生剂发泡性能和注入管路工作情况等的测试。4.6.8导向系统的调试：盾构机的导向系统是盾构掘进时轴线控制的依据，在盾构始发前应结合盾构机组装调试测试导向系统与盾构机控制室之间的数据传递情况，测试导向系统各组成部分的工作状态，并进行导向系统的初始化工作，即利用竖井内的导线点和盾构机中体上预设的测量点精确测量导向系统后视棱镜和光靶坐标、盾构机俯仰角、转动角和偏转角等初始姿态参数并输入导向系统，以指导今后盾构掘进。在各系统分别调试完毕后，进行整机试运行，按正常掘进状态依次启动各系统，测试各系统的配合、连锁等情况，最后结合盾构始发进行带载运行。5、盾构始发段施工监理控制要点盾构始发施工包括

20、盾构掘进开始时的一连串作业，是盾构施工过程中开挖面稳定控制最难、工序最多、比较容易产生危险事故的环节，因此监理工程师严格监督控制该过程施工至关重要。初始掘进阶段应注意以下事项：5.1千斤顶总推力控制在适当的范围内。5.2盾构机进入洞门圈时，要确保密封装置的压入。5.3随着盾构机逐渐出洞，防扭转装置要逐个割除。5.4要确保盾尾密封油脂的注入达到压力要求，以保证盾尾的密封效果。5.5安装负环管片时，要保证管片和盾构机下部的合理间隙。5.6初始注浆时，选取注浆压力要综合考虑地面沉降要求和洞门密封装置的承压能力。5.7除了密贴正1环的负环外，其他负环管片可不贴密封条。初始段也是摸索掘进规律、优化掘进参

21、数的试掘进阶段。盾构机始发段的掘进施工需对各种关键施工参数进行调整、优化，为正常段施工做好准备（盾构施工参数主要包括掘进速度、刀盘扭矩、土仓土压力、盾构总推力、出土量、注浆量、注浆压力、盾尾间隙等）。盾构机掘进前，先对各种施工参数进行计算，然后根据计算结果，设定施工参数。同时在始发段的地面布置较密的观测点，根据设定施工参数的应用效果，结合地表监测的结果对各种参数进行调整、优化，使各项参数设定达到最佳状态。6、始发施工准备工作监理控制要点6.1监督施工单位始发前的技术准备工作与安全措施是否细致到位。盾构始发前，需检查核实各电缆、电线及管路的连接是否留有足够的供盾构机前进需要的余量；基座、反力架、

22、洞口密封及端头加固土体是否满足设计要求。6.2为了防止从始发钢环注浆时水泥砂浆浆液进入同步注浆的管路内，在注浆前需将同步注浆管路出口处加密封设施。6.3为防止盾构机旋转需在盾构机的两侧焊防转块，当盾构机进入始发密封后，必须割除防转块，并使割除面平整光滑。6.4盾构始发推进时，需利用临时拼装的负环管片作为后背向前推进。负环管片一般采用钢管片或旧的砼管片，由于盾构本体直径比管片外径大，在拼装完成管片出盾尾后，必须将管片抬高。一般采用钢板作为垫块抬高管片。6.5由于负环管片是盾构施工材料和出土的运输通道，为防止管片失稳，在钢管片两侧需设置支撑。6.6开洞门后要快速拼装负环管片，盾构机刀盘要始终密贴开

23、挖面，避免工作面暴露太久失稳坍塌。6.7如条件允许，负环管片尽可能拼成封闭的整环，以使盾构始发反力更加合理，如无条件拼整环，则要在反力架上加设纵、横向的顶梁，否则由于受力不合理，前十几环的正环管片极易开裂。7、盾构始发掘进施工监理控制重点7.1土压力设定：计算盾构工作井始发处的土压力，在盾构始发时应建立比计算结果稍高的土压，并维持土压力稳定，保证始发井附近的地表沉降在允许范围内。7.2始发掘进推力的计算要综合考虑下述因素决定：盾构外周（盾壳外层板）和土体之间的摩擦阻力或粘附阻力、盾构正面阻力、管片和盾壳内侧钢板之间的摩擦阻力。7.3盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速的设定首先要依据理论计算值进行设

24、定，在始发完成后的试掘进阶段可对各种参数进行对比，调整推进速度与推力、刀盘转速与扭矩的关系式，定出推进速度和转速的范围。本监理标段所在的土层，自地表以下依次为人工填土层、第四纪全新世冲洪积层和第四纪晚更新世冲洪积层。区间隧道主要穿越粘土、粉土，局部遇到粉细砂、中砂层，依据武汉地区已有盾构施工经验，推进速度初始设定应小于10mm/min，初始设定刀盘转速应小于1.0r/min。7.4盾尾注浆压力主要是受地层的水土压力的影响，注浆压力的设定以能填满管片与开挖土层的间隙为原则。浆液及其注入的效果直接关系到地面沉降，因此对注浆材料及注浆压力都有较高的要求。依据现有其它地区盾构法施工经验及武汉地区已有盾

25、构施工各种参数使用效果，初始盾尾注浆压力设定为0.20.3Mpa。7.5添加剂可以改良土体，改变开挖面土体的各项性能，根据现有的地层情况，将添加剂注入压力初始设定为0.150.2MPa。7.6洞口密封处压浆。为加强密封环对水土的密封性能及减少水土对密封装置的侧向压力，需对墙体与密封装置之间的空隙进行充填注浆。7.7盾构起步时，视掌子面土体的稳定性，需要在土仓内预先注满富有流动性的土质。7.8在盾构始发掘进的前6070m，盾构机的后配套车架由于受施工场地的限制，有可能采用分离始发的方式，将台车布置在地面上，在此阶段的施工过程中，需侧重对碴土、管片运输以及管片吊装进行合理的组织安排。7.9始发施工

26、由于受负环管片的限制，盾构上部千斤顶暂时不能使用，为此要严格调整正面土体反力并均匀使用底部千斤顶，以防止后面临时管片因不均匀受压而损坏。同时为防止盾构始发时出现低头现象，安装基座时适当将基座上抬，始发进洞掘进时合理使用下半部千斤顶，并在施工中根据土质情况将盾构机适当抬头。7.10盾尾即将离开洞口密封装置时，要及时将密封装置锁紧并进行填充压浆。7.11始发期间必须保证施工速度，才能保证工程的总体安排实现。因此，试掘进期间监理应特别加强对施工单位的施工组织落实管理。7.12盾构机始发掘进施工，将要验证各种关键施工参数计算值和经验值的适用性。盾构施工参数主要包括掘进速度、刀盘扭矩、土仓土压力、盾构总

27、推力、出土量、注浆量、注浆压力、盾尾间隙等，因此，在试掘进期间，施工单位要根据使用情况对各种施工参数进行记录、总结、分析，并依据使用效果对参数进行优化，使盾构机的性能和各项参数设定达到最佳的状态。8、盾构正常掘进监理控制要点8.1盾构施工是以掘进、碴土排运、管片衬砌为基础进行的。盾构施工监理控制是指盾构掘进过程中各项参数设定、掘进线形、注浆、管片拼装及地表沉降这几方面的控制。为强化盾构施工的管理，需严格按照盾构施工的特点组织施工。8.2盾构施工最大的特点是每循环作业在形式上类似，它采用的是定量和定位的工厂化流水线式施工。8.3为保证隧道轴线的方向，施工单位必须建立一套严密的人工测量和自动测量控

28、制系统，严格控制测量的精度，合理布设洞内的测量控制点和导线，根据工程中的实际情况合理控制测量和复核的频率。在直线施工时监理的工作要点为：8.4盾构掘进施工过程中的轴线控制是整个盾构施工过程中的一个关键的环节，盾构在施工中大多数情况下不是沿着设计轴线掘进，而是在设计轴线的上、下、左、右方向上摆动，偏离设计轴线的差值必须要满足相关规范的要求，因此在盾构掘进中要采取一定的控制程序来控制隧道轴线的偏离。8.5在掘进过程中关键是要严格控制千斤顶的行程、油压和油量，根据最新的测量结果调整盾构机及管片的位置和姿态，按“勤纠偏、小纠偏”的原则，通过严格的计算合理选择和控制各千斤顶的行程量，从而使盾构和隧道轴线

29、沿设计轴线在容许偏差范围内平缓推进。切不可纠偏幅度过大，以控制隧道平面与高程偏差而引起的隧道轴线折角变化不超过0.4%。9、管片拼装9.1管片安装本标段的管片拼装按照设计要求采用普通环；9.1.1直线段管片排版直线段时相邻环采用标准环，错缝拼装，即封顶块的位置中心在正负22.5°(顶部为0°)交替拼装。9.1.2曲线段管片排版曲线段管片是按左右转环设计的，楔形量平分为两部分，对称设置于楔形环的两侧环面。曲线施工时，可通过拼装管片的不同组合来实现所设计的曲线半径。9.1.3区间内联络通道位置处的管片安装区间隧道的联络通道与正线隧道相接处采用4环钢管片，以通封形式拼装。此时管片

30、仍为封闭的，并在洞门周边设置一圈封闭钢梁，构成一坚固的封闭框架，在联络通道施工前，先安装临时钢梁和竖向支撑，再拆除通道部位的钢管片，后进行通道的暗挖施工。此段管片安装时由于管片分块较多，因而必须注意管片间的衔接，拼装工艺与标准管片相同。9.2管片拼装质量控制管片拼装质量分析：9.2.1拼装时,由于管片环面之间及相邻两块管片间接触面达不到理想的平行状态,使得衬砌角部先受力而产生应力集中,导致管片角部破碎。9.2.2封顶块安装时,由于先行安装的5块管片圆度不够,两邻接块间的间隙太小,把封顶块强行顶入,导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎。有时未按设计要求在其两侧涂刷润滑剂,亦会导致管片破碎,破碎部位发

31、生在邻接块上部及封顶块两侧。9.2.3前一环环面不平整,块与块间有错位,导致下一环管片拼装时易产生破碎。9.2.4拼装时为抢进度,管片就位速度过快而产生碰磕,以及存在管片错缝时,易引起管片边角的破碎。9.2.5管片椭圆型隧道衬砌每环由六块管片组成,拼装成环后,其外径为6000mm,内径为5400mm。实际拼装成环后,衬砌的横向、竖向直径均有不同程度的偏差。一般衬砌拼装成环后,横向直径增大、竖向直径减小，成椭圆状。相应地,衬砌与盾构机壳之间的空隙,横向缩小、竖向增大。9.2.6盾构机姿态与管片姿态相互关系不一致。在隧道施工过程中,为控制好隧道轴线,必须逐环测量盾构姿态和管片姿态,根据测量资料及时

32、调整各项推进参数。当管片与盾构机相对关系一致,即管片与盾构机基本保持同心,管片法面与盾构机推进方向基本垂直时,管片破碎较少。在实际施工过程中,管片与盾构机的相对关系常常不能保持理想状态,当管片的环面与盾构推进方向存在夹角时,其合力作用方向部位的管片容易破碎；9.2.7推进时管片受力不均匀盾构推进时推进力通过油缸衬垫传递到管片上,油缸衬垫与管片接触部位是应力集中区。如果衬垫面不平整或者衬垫面与管片环面存在夹角,就会造成管片破碎。9.2.8同步注浆浆量分布不合理同步注浆后,隧道上部的浆液会逐渐向下部流动,形成下部浆液多而上部浆液少的状况,引起隧道上浮,上部管片(尤其是封顶块、封顶块与B型块接缝处)

33、与盾构机内壳间隙减少,推进时造成管片破碎。9.2.9管片质量运到现场的管片本身存在质量问题,如管片的保护层过厚、管片养护时间不足、管片裂缝较多、管片修补部位强度没有达到设计要求等,在施工时也容易造成管片破碎。9.2.10把好管片质量关对进入施工现场的管片,应逐块进行检查。发现管片明显存在质量问题的,应坚决退回生产厂家,不让一块不合格管片下井。同时派专人负责管片的生产,进驻生产厂家掌握管片生产情况,将施工中发现的管片质量问题,及时向生产厂家反馈,督促生产厂家改进生产工艺,提高管片质量。管片存在小的质量问题可以进行修补处理的,应在地面进行修补、并做好标识,养护到设计规定强度后再下井使用。10、注浆

34、施工10.1盾尾同步注浆盾尾同步注浆是利用盾构设备中的同步注浆系统，对随着盾构机向前推进、管片衬砌逐渐脱出盾尾所产生的间隙进行及时充填的过程。10.1.1制浆设备：本盾构工程中，制浆系统采用喷射方式使各种材料混合，当贮浆槽内无浆液时，会自动混合拌浆。该系统不仅仅是同步注浆材料的混拌，同时还将进行泥浆（泥土）材料的混制。10.1.2控制系统：同步注浆控制系统包括：千斤顶速度测定装置；注入量调节装置；自动注入率的设定装置；变速电动机；压力调节装置；记录装置；报警显示装置；A液、B液注入比例的设定装置构成；雷达监测装置。10.1.3注浆量根据以往施工经验，注浆量应控制在120%160%。二次补注浆应

35、根据地面的量测，发现未完全填充的部位及时采取措施，进行二次补浆施工；用量依据实际情况确定。10.1.4注浆压力为了使浆液很好的充填于管片的外侧间隙，必须以一定的压力压送浆液。注入压力大小通常选择为地层土压力加上0.10.2MPa的和。地层阻力强度是由土层条件及掘削条件决定的，通常在0.10.2MPa以下，但也有高达0.4MPa的情形。为了不影响盾构隧道管片的稳定性，不宜选择过高压力，根据本区间的地层土质条件注浆压力初步定为0.24MPa。10.1.5注浆速度同步注浆的一个要的就是要建立注浆速度与盾构推进的关系。如果注浆速度大于盾构推进的速度，则浆液会发生跑浆现象，甚至会穿过盾尾进入盾构机内，污

36、染拼装的工作面；如果注浆速度小于盾构前进的速度，则会在盾尾脱出的部位造成大幅度的沉降。按盾构掘进速度40mm/min，注浆速度约为0.0770.1m3/min。10.1.6同步注浆需要注意的事项10.1.6.1充分注意单、双液浆液的材料，配比、稠度等都不同的特性，壁后同步注浆系统必须在注浆压力、输送能力等方面满足同步注入两种不同性能浆液的需要，确保分别独立实现单（包括惰性）、双液注浆的功能。10.1.6.2使用搅拌装置充分搅拌均匀，避免浆液在运输过程中出现离析。经常检查注浆管，如有沉积物及时清理。注意注入孔位置的阀门和泵的工作状况。注意观察注入压力、注入量。整个注浆操作过程必须符合正确的操作顺

37、序。10.1.6.3管片出现破损、上浮等现象或当浆液从管片外漏时，应暂时停止注浆，待采取有效措施后再行注入。10.1.6.4注浆结束后，作业员必须对制浆设备、泵等进行彻底的清洗。10.1.7注浆标准及效果检查10.1.7.1注浆压力达到设计压力，注浆量达到设计注浆量的80%以上。10.1.7.2注浆效果检查主要采用分析法，即根据压力、注浆量等结合管片、地表及周围建筑物量测结果进行综合评价。10.1.7.3对拱顶部分采用超声波探测法通过频谱分析进行检查，对未满足要求的部位进行补充注浆。10.2二次补注浆在顶进过程中，确认管片同步注浆还存在空隙时，也可将管片预留的起吊盲孔凿通，并安装止浆阀，对管片

38、补充注浆。二次补注浆主要是弥补同步注浆的不足，以下三种场合需要进行二次补注浆：注浆后未充填到的部位的完全充填；注入浆液的体积缩减部分的补充注入；为了提高抗渗透效果等场合下进行的注入。10.2.1注浆孔位置二次注浆采用后方注浆方式，即从数环后方注浆孔进行壁后注浆。注浆孔的位置选择对注浆效果起重要作用，从便于施工和注浆效果两方面综合考虑。10.2.2注浆方式在隧道内，通过管片注浆孔（盾构机后方5环位置）注浆之前要先钻孔，达到预定深度后，再开始注浆。根据本区间的地层地质状况及现场的施工条件等因素，钻孔用具选择便携式薄壁金刚石钻。10.2.3注浆材料二次补注浆的材料主要采用水泥浆。但在隧道开挖对地表建

39、筑物或管线影响较大的地段，为减少地面沉降，可选择双液型浆液。水泥浆所用材料及配比见表4.1.8.4。10.2.4注浆参数二次注浆压力一般比同步注浆压力高出0.01-0.03MPa，但是还应参考隧道覆土厚度、地下水的压力及管片的强度进行准确设定。10.2.5注浆孔密封二次注浆结束后，要对每一个注浆孔进行密封，以防渗水。注浆管密封圈和注浆管盖密封圈均采用缓膨胀型遇水膨胀橡胶制品。10.2.6二次注浆需要注意的事项注浆完毕后，要冲洗枪头，使之可顺利进行下一次注浆。注意注浆孔的密封，以防渗水。10.2.7检验标准及效果对已注浆的壁后注浆材料进行取样，检查其注浆厚度、情况、强度等。壁后注浆施工具有防止围

40、岩松驰和把千斤顶推力传递到围岩的作用，因此必须进行充分的填充。在盾构工法中注浆施工是一个必不可少的重要施工环节，把握好该环节与其它施工环节的配合是盾构施工的关键。11、盾构通过后的固结沉降的控制盾构通过后，由于应力松弛影响，地层还会发生固结沉降，为此应根据地面实时监测结果进行实时控制，也就是在同步注浆后，还应根据地面的量测，及时发现环形间隙充填情况，当结构与地层变形不能得到有效控制或变形危及地面建筑物安全时，或发现地下水渗漏区段，在必要时打通吊装孔，对管片背后进行二次补注浆填充措施。二次注浆采用后方注浆方式，即从数环后方注浆孔进行壁后注浆，尤其对拱部1200范围进行地层固结注浆是十分重要的。1

41、1.1管片拼装质量控制施工中合理布置管片，保证管片与管片的接缝处折点最小;做好此段管片防水施工,才能保证壁后注浆的效果，才才能有效的控制地面隆陷。11.2避免停机过长盾构施工过程中，掘进、注浆、管片拼装、运输等环节要求协调一致，合理安排各部分的运作时间，保证连续均衡施工，避免停机时间过长，才能有效控制土压仓压力，才能有效控制地面沉降。盾构掘进穿过文物古迹及重要建筑保护区等重要地段，要做到“勤测量、稳掘进、注浆准、少纠偏”，将地面隆陷控制在安全限度内。12、盾构隧道防水工程施工12.1盾构隧道的防水原则盾构防水设计应遵循“以防为主、刚柔结合、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则。钢筋混凝土管片采

42、用防水混凝土，管片接缝采用橡胶密封垫密封止水，对螺栓孔、注浆孔等特殊部位进行防水密封处理。12.2管片结构自防水12.2.1管片的防水，以结构自防水为根本，施工缝（包括后浇带）、变形缝等接缝防水为重点，辅以附加防水层加强防水。12.2.2根据设计要求,管片本身达到抗渗等级S10以上。12.2.3管片生产在管理上制定严格、健全、科学的质保体系，加强生产过程中的质量监督计量装置的检验校核；使用高精度的模具。12.2.4防水混凝土的选料及配制严格按国家标准来配制，使用高效减水剂，严格的浇注工艺,使管片浇注密实，科学的养护条件,以达到防水要求。12.2.5管片采用蒸汽养护后，继续水中养护达到要求。管片

43、在出厂前经过检验,在0.8MPa的水压下经过6小时渗入混凝土的深度小于50mm，还要进行抗压试验和三环水平拼装验收等。严格按规范要求对管片进行抽样检漏，抽样不合格的严禁出厂。验收合格后在管片内弧面加盖验收合格章和生产日期。12.2.6加强管片的堆放，运输中的管理检查，防止管片产生附加应力而开裂或在运输中碰掉边角，确保管片完好，到现场的管片进行验收合格后，分类堆放。12.3工程质量控制12.3.1加强施工监测工作，加强盾构掘进线性控制，提高盾构掘进质量，减少轴线偏差量和纠偏力度，为管片拼装创造良好前提；12.3.2加强管片拼装施工管理，提高拼装质量，尤其是提高管面平整度使管片间的密封圈完全接合；

44、以减少管片错台；12.3.3管片拼装后及时上紧螺栓，盾构机推进用力均匀，楔形块纵向插入时要求采用减摩润滑剂；12.3.4提高同步注浆和二次补浆质量，减少沉降，使拼装好的成型管片稳固从而使接缝稳定达到防水目的。在盾尾地层和衬砌管片之间的环形空隙内及时地均匀注入适量的浆液（可以迅速凝固），浆液凝固后可以形成一道良好的防水防线；12.3.5采用的防水材料都要求具备成品质量合格证书或质量检验报告，按设计要求和生产厂的质量指标分批进行抽查，特别是水膨胀橡胶制品，必须进行抽查；12.3.6采用水膨胀橡胶防水材料，其出厂运输和存放时必须做好防潮措施，并设专门库房存放，避免失效。12.4弹性密封垫的施工12.

45、4.1做好管片制作后的检修和修补，特别是密封垫沟槽的修补；12.4.2预检防水材料，材质及规格尺寸委托有关单位进行技术指标测试，合格后方能使用；12.4.3密封垫须用足够粘结力的粘结剂固定在管片上；12.4.4封顶块两侧的防水密封垫在拼装前涂表面润滑剂，以减少楔形块在插入时弹性密封垫的摩阻力；12.4.5粘合前再次检查粘结面是否均已涂胶，整个密封垫表面应在同一平面上，谨防歪斜或扭曲；12.4.6管片角部粘贴未硫化的丁基橡胶腻子薄片。管片通缝拼装后形成的“”形缝及错缝拼装后形成“T”形缝是防水的一个薄弱环节，须在管片角部粘贴橡胶薄片，以加强防水；12.4.7用设备将密封垫夹紧。粘合后要进行养护；

46、12.4.8下井前再次检查粘结情况是否良好，有无脱翘处，若有需补粘；12.4.9运输时注意对管片及密封垫的保护，以防损伤，拼装管片前再进行一次检查，合格后方能使用；12.4.10加厚转弯环密封垫的高度保证弹性密封垫的止水效果。12.5接缝嵌缝防水衬砌管片内弧侧预留嵌缝槽，管片拼装完毕后，在预留凹槽内采用密封胶进行嵌缝密封。12.5.1嵌缝作业应在盾构千斤顶顶力范围外进行，一般安排在工作面后100m范围外进行；12.5.2先检查嵌缝槽有无冒水、滴漏、慢渗现象，如有渗水，须进行堵漏后再嵌缝；12.5.3清理嵌缝内污泥等，刷涂底料，进行基面处理，如刷涂后24小时没有填密封材料，需再刷一次；12.5.

47、4嵌缝采用单组分亲水性聚氨脂密封胶，由嵌缝枪嵌填处理。在密封胶未干前，用腻子刀刮平，环纵缝嵌缝防水及变形缝嵌缝防水做法要严格按图施工；12.5.5嵌填质量要求：填充饱满、无气孔、表面干燥快，接缝粘贴牢固。12.6连接螺栓孔、注浆孔防水12.6.1螺栓孔的密封圈采用可更换的遇水膨胀橡胶密封圈，利用压密和膨胀双重作用加强防水。施工前必须检查并确认所使用的防水材料性能，规格必须符合设计要求和施工规范的规定。12.6.2要对螺栓涂刷防锈油漆，并采用水膨胀垫圈加强防水。12.6.3施工过程中应避免螺栓位置偏向一边的现象；由于螺栓垫圈会发生蠕变而松弛，在施工中要对螺栓进行二次拧紧。12.6.4吊装孔迎水面

48、在管片中生产时预浇厚25mm的同级素混凝土，可起很好防水效果。在二次注浆结束后，清除注浆孔内残留的浆液，使用止逆阀和螺旋管塞、密封垫圈进行防水,因为密封圈会发生蠕变而松弛，在施工过程中需要对螺旋管塞进行二次拧紧。盾构掘进后，在管片和地层之间留有空隙，对于盾尾空隙，我们采用双液同步注浆和二次补浆的形式分两次进行及时填充，在管外形成一道防水层，盾构推进时，通过注浆，使得管片和地层间空隙填充后，围岩与管片形成一体，不但可以防止地面沉降，而且又形成管片外水泥浆防水保护层。同时通过二次注浆也可形成一层保护圈，既可以防止地面沉降还能有利于隧道衬砌的防水。注浆时使用合适的浆液、注浆参数、注浆工艺，在管片外围

49、形成稳定的包围圈，成为一个将管片密实包围的防水层，达到防水的目的。12.7洞门防水施工洞门防水就是盾构隧道与工作井（车站）的连接部位，是防水的重点，这些部位拐角多、结构复杂、施工缝和变形缝多；还有在盾构进出隧道时推力小，管片缺乏后座顶力，管片间压力相对小，接缝不密实，易漏水，靠近洞门的盾构区间隧道要重点对待。盾构进出洞时，采用特殊帘布橡胶圈及可靠的固定装置减少漏泥，漏水，并在洞口进行注浆，用特殊形式的止水带与遇水膨胀橡胶止水条、密封胶加强抗裂与防水。洞口临时封堵防水：12.7.1施工前检查并确认所防水材料的性能，规格必须符合设计要求和施工规范的规定。12.7.2在拆除管片前，先要从注浆孔注浆减

50、少渗水。12.7.3拆除管片后如还有渗水的部位，必须继续注浆封堵。12.7.4对止水条的基面要清理干净并保持平整干燥，遇水膨胀橡胶止水条要与基面贴牢靠，搭接足够，并涂缓膨剂。12.7.5布置钢筋时不得触碰止水条，封闭模板前仔细检查止水条的可靠性。12.7.6浇注时要避免振捣棒碰到止水条，振捣要均匀到位。12.7.7浇完混凝土后至少养护14天，在未达到规定强度前，不得拆模，以免出现渗水裂缝。12.7.8对拆模后的渗水部位进行压浆处理并施以环氧水砂浆封堵抹平。12.8特殊接口处防水施工12.8.1检查并确认所使用的防水材料的性能，规格必须符合设计要求和施工规范的规定；12.8.2对施工缝进行凿毛处

51、理；12.8.3对止水条的基面要清理干净并保持平整干燥，遇水膨胀橡胶止水条要与基面贴牢靠，搭接足够，并涂缓膨剂；12.8.4布置钢筋时不得触碰止水条，封闭模板前仔细检查止水条的可靠性；浇注时要避免振捣棒碰到止水条，振捣要均匀到位；12.8.5浇完混凝土后至少养护14天，未达到规定强度前，不得拆模，以免出现渗水裂缝；12.8.6对拆模后的渗水部位进行压浆处理并施以环氧水砂浆封堵抹平。12.9盾构工作井底板泄水孔（集水井）防水为了避免盾构工作井底板在侧墙、顶板及上覆土未施工前受到地下水的浮力作用而上浮，在底板上设计了泄水孔。结构顶板覆土之后对泄水孔做封堵处理，用微膨胀混凝土封堵钢管，并用钢板将管顶

52、焊牢。13、防腐施工13.1钢筋混凝土管片的钢筋按设计要求做好混凝土保护层，管片工厂化生产，蒸汽养护。13.2钢管片直接接触到围岩和地下水，须对其进行防腐、防锈处理。13.3对管片接头螺栓进行锌粉铬酸盐涂层防腐处理，使其使用寿命达到100年。13.4盾构隧道手孔用细石混凝土浇捣填实。13.5凡暴露于大气中的金属埋件与露件，均涂锌铬涂层。三、盾构法施工安全技术要求1一般要求：    (1)采用敞开式盾构掘进，土层中有水时，必须采取降水等控制措施。    (2)设备的电气接线与拆卸必须由电工操作，使用前应由电工检查，确认合格。 

53、   (3)穿越铁路、轨道交通、房屋等建（构）筑物时，应采取防护措施，并经管理单位同意方可施工。    (4)盾构掘进施工宜使用盾构机，施工前应根据工程与水文地质情况、设备供应情况，选择适宜的盾构机械类型。    (5)盾构施工中，渗漏、遗洒的液压油和各种浆液等应及时处理，保持作业环境清洁，且不得堵塞排污管道和污染地下水。    (6)盾构进出竖井前应对隧道洞口的土体进行加固，并完成封门施工；土体加固范围应根据地质条件和隧道埋深确定，且长度不得小于盾构长度，宽度不得小于盾构两侧外各2m

54、。    (7)盾构及其部件在吊运中应加强保护，不得损坏和变形；盾构设备在现场总装调试合格并形成文件后，应试掘进50ml00m,待确认正常后，方可正式投入使用；盾构在使用中应定期检查、维修和保养。    (8)盾构在保养和维修中严禁自行更换、改装原有配件，配件有损坏时应采用原生产企业提供的备用件或经设计部门、上级主管部门批准使用的加工件，盾构的保养和维修必须在完全停机，并采取安全技术措施情况下进行。    (9)施工过程中，必须按监控量测方案的规定，布设监测点，设专人对下列情况进行观察量测并记录，随时分析

55、，确认正常：     1)成洞管片隆陷、裂缝和变形。     2)影响区内地面和地下管线等构筑物隆陷。     3)影响区内地上建筑物的隆陷、位移、裂缝、倾斜等。    2.设备与辅助装置    (1)始发竖井上起重设备宜采用门式起重机。    (2)后背结构的安装、拆除应采用始发竖井的起重设备进行。(3)盾构设备进入接收竖井并就位后，应立即关机、断电、卸压。  &#

56、160; (4)后背结构应根据盾构最大顶力进行施工设计，经计算确定；后背结构应安装牢固、与竖井壁贴实，并与顶力轴线垂直，符合施工设计要求；拆除后背应符合下列要求：     1)拆除时，非作业人员严禁进入竖井。     2)拆除的设备和材料应及时运走或按指定地点码放整齐。     3)当成洞管片与周围土壤间的总摩擦力大于最大顶力后，方可拆除后背。     4)安装盾构设备前竖井支护结构和基座混凝土应达到设计强度；导轨安装应经验收，确认合格

57、；安装盾构设备，应采用起重机进行；高处作业应支搭作业平台；安装盾构设备必须严格按设备使用说明书的规定进行。    (5)竖井内采用组装管片传递反力时，应符合下列要求：1)组装管片端面应与隧道轴线垂直。     2)组装管片环向应圆顺，拴接应牢固。     3)组装管片应固定牢固，与后背之间应贴实。     4)位于提升口处的组装管片，应采取加强措施和防撞保护。     5)施工中应随时对管片进行检查，发现管

58、片紧固螺栓有松动，应及时紧固；发现管片有错台、劈裂、掉角和其他损坏现象，应及时更换。    (6)安装、拆除传力柱应符合下列要求：     1)装拆传力柱时，竖井内不得进行其他作业。     2)传力柱轴线应在通过盾构轴线的铅垂面上。     3)传力柱之间应连接牢固，并应安设锁定装置。     4)传力柱与盾尾管片顶接处，应安设带有柔性衬垫的弧形顶块。    (7)基座和导轨

59、施工应符合下列要求：     1)导轨应根据盾构质量选择相应的型号。     2)基座宜采用现浇钢筋混凝土结构，并与施工竖井底板连接牢固。     3)基座混凝土应达到设计强度的50，且不得低于5MPa,方可安装导轨。     4)导轨应牢固地安装在基座上，并应安装直顺，与竖井侧壁之间应支撑牢固。     5)导轨端头与封门间应留有安装、调整密封装置的操作间隙，其间隙不宜小于50cm。 

60、    6)基座应根据盾构的质量、尺寸、导轨和施工荷载进行设计，其强度、刚度应满足盾构安装、施工、拆除和检修的要求。    (8)拆除盾构设备，应符合下列要求：     1)拆除盾构设备应采用起重机进行。     2)设备拆除前必须先拆除其电气接线。     3)拆除的盾构设备，应及时运至指定地点码放整齐。     4)盾构设备具备拆除条件后，应及时拆除并撤出接收竖井。3.掘进    (1)盾构掘进前应具备下列条件：     1)封门已按规定拆除。     2)已经对作业人员进行了安全技术交底，并形成文件。     3)掘进起始段已经完成土体加固，强度达到施工设计规定的要求。     4)