土压平衡盾构始发施工工艺工法

1、土压平衡盾构始发施工工艺工法1前言1.1工艺工法概况盾构始发指盾构机从开始推进到盾构机全部进入土体 并且零环注浆封闭完成的作业过程。盾构始发一般均在具备整体始发条件下进行，但在不具 备整体始发条件的情况下，可以根据现场实际情况，将后配 套台车断开，延长相关管路，采用分体始发形式，待盾构掘 进一定长度后，再将其余台车吊入井下。盾构始发在直线上始发较多，在曲线上始发时要根据曲 线的大小，现场实际情况等通过拟合线形，计算确定始发基 座的具体位置、高程等。1.2工艺原理盾构的始发，是利用设在工作井内的临时拼装管片等承 受反力设施把盾构机由始发台上推进，从始发出口贯入围 岩、沿规定的路线开始掘进。2工艺

2、工法特点2.1始发端头土体需进行加固处理，具有一定的自稳能 力。洞门破除需分两次进行。2.2盾构基座（钢基座）、反力架等的设置、制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量满足盾构掘进方向 要求。同时要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线2.3负环管片的数量、形式等必须根据现场实际情况计 算而定，拼装时必须确保其真圆度，并防止受力后旋转、位 移。2.4盾尾进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片紧贴， 以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏，同时要适时对洞门进行 注浆封闭。2.5本工艺工法可靠、安全。3适用范围本工艺工法适用于各类地层的盾构始发阶段的施工。4主要引用标准4.1盾构区间工程施工设计图纸、地质详细勘

3、察报告和 地质补充勘察报告、施工调查报告等资料。4.2岩土工程勘察规范 （GB50021）4.3地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范（GB503074.4地下铁道工程施工及验收规范（GB5029S）4.5盾构法隧道施工与验收规范（GB50446）等国家现行有关施工及验收规范、质量技术标准。5施工方法盾构的始发，首先要对洞口端头进行处理达到一定的自 稳能力，然后凿除洞门砼，始发基座的设计加工、定位安装（砼始发台的施做），始发用反力架的设计加工、就位，支 撑系统、洞门环的安设，盾构组装，其他保证盾构推进用设 备、人员、技术准备等，直到始发推进，盾构机全部进入土 体并且零环注浆封闭完成。盾构始发分整体

4、始发、分体始发、直线始发、曲线始发 几种形式，本工法主要介绍直线始发。6工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程盾构始发施工工艺流程见图1。图1盾构始发作业流程6.2操作要点621始发前准备工作1管片准备1）尽早与管片生产厂家签定合同，制定管片生产计划， 提早生产，确保管片储备充足。2）在始发前一个月单台机准备不少于400环管片，且在一个月前完成三环拼装等一系列管片试验。2管线、建筑物调查1）在盾构始发前一个月完成沿线管线、建（构）筑物 调查，并做好记录。2）在始发前对端头 200m范围内进行二次调查。3）自调查开始，每月定期专人沿线巡视。3洞内端头准备1）洞门中心线最晚在洞门围护桩破除一半之前完

5、成。2）洞门钢环板平整度主要以端墙里程来控制，以全站 仪X坐标（里程）为准。3）盾构机始发定位时要参照洞门钢环实际位置，适当 抬头掘进。4洞门破除前需采取抽芯取样的方法检测土体加固强度 是否满足设计加固要求。在始发前要打水平探孔，确保无水 流出。5应急准备1）制定盾构始发应急预案，主要为了防止洞门凿除后 涌水、涌砂；盾构进入后涌水、涌砂；盾构离开加固区后， 同步注浆不及时，造成地面塌陷等。2）应急预案中要明确实施的组织机构、劳动力安排及 责任划分，救援物资及设备，具体施工方法等 3）需在盾构始发2天前做好各项应急准备。6设备准备对起吊场地进行检验，选择合适吊装设备。场地内吊车 摆放位置，盾构机

6、部件摆放位置，运输车辆行走路线要结合 现场实际进行模拟设计。7物资准备始发作业前要准备好钢环板、压板、橡胶帘布、钢丝绳、倒链及应急物资等物资准备。622始发洞口围护结构的切除一般在始发前10天左右开始洞口围护结构的切除。1洞门凿除一般选用人工风镐破除。对于地层条件好， 时间较紧的情况可选用机械破除。2整个施工一般分两次进行，第一次先将围护结构主体 凿除，只保留围护结构的钢筋保护层，在盾构始发前将保护 层混凝土凿除。3在凿除完最后一层混凝土之后，要及时检查始发洞口 的净空尺寸，确保没有钢筋、混凝土侵入设计轮廓范围之内。6.2.3 洞口密封洞口密封是为盾构在始发时防止背衬注浆砂浆外泄所 用，按种类

7、分有压板式和折叶式两种，其中折叶式越来越被 人们所认可。洞口密封的施工分两步进行施工，第一步是在车站结构的施工工程中，做好始发洞门预埋件的埋设工作， 要特别注意的是在埋设过程中预埋件必须与车站结构钢筋 连接在一起；第二步在盾构正式始发之前，应先清理完洞口 的碴土，再完成洞口密封的安装（见图2）。4598 (R3470)G皿折页压板式洞口密封封扇形压板式洞口密图2洞口密封形式624洞口始发导台的安装在围护结构破除后，盾构始发台端部距离洞口围岩必然 会产生一定的空隙，为保证盾构在始发时不致于因刀盘悬空 而产生盾构“叩头”现象，需要在始发洞门内安设洞口始发 导台。安设始发导台时应在导台的末端预留足够的空间，以 保证盾构在始发时，不致因安设始发导台而影响刀盘旋转。始发导台可设置钢轨导台和混凝土导台两种方法。1采用设置钢轨导台的方法施工速度快、刚度好，但在 高程控制不准，尤其是高程控制偏高的情况下会造成盾构机 和导台顶死。因此高程控制是关键。2采用混凝土导台的方法需要等强，造成掌子面暴漏时间长，但一般不会产生顶死的情况，就算高程控制偏高，由 于混凝土强度低，也不会产生太大问题。3在底部帘布被压倒的范围内要求导台顺平，无硬棱防止帘布被压裂。625始发托架、反力架的安装1反力架、负环管片位置的确定依据反力架的位置确定主要依据洞口第一环管片的起始位置、盾构的长度