盾构空推过矿山法隧道工艺要求

盾构空推过矿山法隧道工艺要求1导台施工

盾构机通过矿山法段，导台支撑盾构机并为盾构机前进起导向作用，盾构机在导台上空载推进(拆除部分边缘刀具)并拼装管片。在盾构机进洞前，须完成导台施工。导台采用C30钢筋混凝土现浇而成，高度20cm，强度须满足要求，并确保导台的高度、弧度、轴线等参数的精度，导台断面弧长与隧道中心夹角为60º，以保证盾体与导台有足够的接触面并保持均匀接触，防止因盾构机自重压坏导台。在盾构进入导台的洞口处导台两侧分别预埋一块300×1000×20mm钢板，防止盾构机步上导台时导台开裂。

导台起点从盾构进入矿山隧道开始，一直施工至隧道端墙前方，在导台尾部与端墙之间预留lm长的缺口，使盾构机刀盘在缺口处顺利旋转并切入端墙。2矿山法隧道断面复测隧道初支与盾构导台施工完成后，将对矿山法施工隧道进行竣工验收。对隧道的中线和高程、超挖值、喷射混凝土质量等方面进行验收，尤其对隧道断面进行一次联系测量，每隔4．5m进行一个断面测量，每个断面测量l0个点，形成矿山法隧道竣工测量成果，为盾构正常通过提供依据。由于盾构机刀盘外径为6280，刀盘顶部与隧道壁只有几十厘米间距，因此严禁矿山法初支侵限，对侵限部位须进行凿除处理。

3空推前准备3.1盾构机进入空推段前止水⑴盾构机在到达空推段前50米，将盾构姿态与管片姿态及水平轴线调整到和导台一致，轴线的垂直方向比导台的轴线高10mm，防治盾构机盾体底部低于导台面，而损坏导台。⑵盾构机刀盘离导台3环时，对当前环后第六环进行双液浆环向封堵，盾构机刀盘出来后，立即观察盾构与挡墙间隙有无渗漏水，如渗漏严重，立即在盾构机中盾的径向孔注油性聚氨酯进行封堵。3.2刀盘部分刀具拆除由于盾构机刀盘外径比盾构机外径大，在盾构机到达导台前卸掉刀盘上与导台面接触的边缘刀具，避免盾构机在导台上前进时将导台混凝土刮起，破坏导台。3.3豆砾石堆填⑴在空推段预先堆填2米厚豆砾石，中间低，两则高。⑵在横通道小里程每间隔6米储备32m3豆砾石，用以喷射机喷豆砾石用。⑶在盾构机推上导台前拆卸完成部分刀具后，立即将豆砾石将盾构机刀盘前堆积，长度8米，高度到拱顶。4盾构机推进盾构推进时的阻力主要为盾构机与导台间的摩擦力，相比盾构机负载工作，空载工

作时的前进阻力很小，并且导台已经确定了盾构机的前进方向，为了确保盾构机沿导台轴线前进不偏离导台，并在导台上保持正确的姿态，在盾构机推进时采用交叉使用竖直位置和水平位置两组推进油缸向前推进。具体操作时使用水平两组油缸推进30cm时，停止推进并收缩油缸，再使用垂直两组油缸推进30cm后，停止并收缩油缸，不停地交叉使用。推进过程中要密切注意盾构机刀盘周边与初衬、成环管片与盾尾间的问隙，使其始终处于良好状态。5管片拼装盾构在初衬隧洞内拼装管片与正常盾构法施工基本相同，只因盾构在初衬隧洞内不能作大幅纠偏动作，故确定封顶块拼装位置显得尤为重要。当盾尾单边间隙缩小到45mm时，则需进行封顶块位置调整。由于在无正面土压力的状态下推进，为保证管片止水带的压密防水效果，必须加强连接螺栓的紧固，用高速气动扳手对连接螺栓进行复紧，尤其加强纵向螺栓(即环间连接螺栓)复紧工作。并在盾体全部进入土体后，增加盾构机总推力，压紧矿山法隧道内已拼装的管片，并再一次紧固所有的管片螺栓。6管片背后回填在矿山法初支与管片之间存在空隙，需采用豆砾石加注浆对空隙进行回填施工，确保空隙填充饱满，防止管片下沉产生错台与因地下水位上升后产生浮力致使管片上浮。6.1豆砾石回填施工管片与初支之间空隙充填豆砾石，为满足盾构过矿山法段管片背后豆砾石快速、高效充填的需要，豆砾石粒径为5～10mm，采用混凝土喷射机从盾构机前方向后喷射豆砾石，填充的顺序是先下部后上部，首先填充左右两侧，最后填充隧道上部。

喷射压力为0.25～0.3Mpa，喷射管径为直径50毫米。喷射的豆砾石数量必须到一定的高度才能保证起到对管片的支撑作用，实践经验得出最少到达时钟2点、10点位高度。豆砾石到达此高度后，才能约束管片左右摆动，防止管片变形、错台。每环的喷豆砾石数量会与隧道初期支护超挖有关，一般要比理论计算出的最少量大，通过计算大约每环4.5m3。盾构机过横通道后，将喷射机移至盾构机内

6.2注浆回填施工(见图)第一步管片脱出盾尾后，首先通过底部管片吊装孔作为注浆孔注水泥水玻璃双液浆，以防管片下沉产生错台。随着盾构掘进，支撑提供反力安装管片后，从管片吊装孔同步注双液浆至lm高，将管片固定。第二步用喷射的豆砾石在管片脱离盾尾时进行管片两侧支撑，利用盾构机2＃和3＃同步注浆孔向管片背后注入水泥砂浆，同步注浆水泥浆配合比为1:1,注浆压力控制在0.1～0.2MPa，每次同步浆液量为4～5方（施作过程中要根据实际情况适当进行调整），在同步注浆进行的同时，需密切关注

同步注浆扩散情况，必要时调整浆液配合比从而缩短浆液的凝结时间。具体注浆量应根据喷豆砾石量进行调整，原则上保证注完浆后的砂浆液面高于2点、10点位。豆砾石的孔隙率大约为48.2%左右。第三步在当前环后第5环管片上，在3点和9点位置通过管片吊装孔注入双液浆防止管片侧移；每隔十环进行一次环向封堵，中间管片通过1点11点吊装孔注入双液浆，进行拱顶回填。值得注意的是，只有多次注浆才能确保管片后间隙填充密实。第四步由于管片背填注浆时，盾构机前方敞开，管片注浆效果可能不理想，须对管片进行补充注浆。每10环管片，在管片6个吊装孔开口检查注浆效果，若注浆效果不好，则进行补充注浆。

注浆回填施工工序

7监测通过监测，如发现管片有上浮或侧移趋向时，除立即采取注浆措施外，必要时在管片脱出盾尾后，立即打穿吊装孔，安装1．5m长Ф32的螺纹钢，螺纹钢一端紧顶在矿山法隧道初支上，将其另一端焊接固定在管片吊装孔上(吊装孔提前安装套丝)，通过此措施可有效限制管片上浮及侧移。8空载与负载施工转换段施工在隧道端墙前方，导台与端墙之间预留有lm长的缺口，在刀盘到达端墙前预留1米的缺口时，重新安装所卸的刀具，并对所有刀具进行检查。

由于盾体与隧道初期衬砌之间有一定的空隙，盾体四周没有土体包裹，盾体旋转仅受导台的阻力，因导台阻力很小，导致刀盘切削端墙时盾体旋转角度很大。因此需要保持刀盘低速旋转，盾构掘进切削岩层的贯入度要小，并不停地改变刀盘转动方向，让其慢慢地切入端墙，以防止盾体旋转角度过大。当盾体全部进入土体后，因盾体被四周土体完全包裹，土体对盾体旋转产生较大的摩擦阻力，盾体转角明显减小，盾构机即处于负载掘进状态。9增大盾构机总推力压紧管片由于盾构机在导台上前进阻力较小，管片之间纵向压力不能有效地压紧管片，造成止水条压缩量不足，管片环向接缝容易漏水。在盾体全部进入土体后，转动刀盘，减小推进速度或停止推进，加大所有推进油缸的油压，增加盾构机总推力，使其达到2000t及以上，以压紧矿山法隧道内已拼装的管片，并保持这个总推力再一次紧固所有的管片螺栓。在压紧过程中要注重观察每环管片受压情况，防止因盾构机总推力过大而将管片压损压裂。

10措施10.1防盾构机扭转及抬头的措施防盾构扭转及抬头是盾构在矿山法隧道段掘进的难题，由于盾构壳体外部不具备设防自转裝置条件，采取措施如下：⑴在喷射豆砾石过程中，要及时观察刀盘下面是否有残留豆砾石，防止豆砾石下串盾体引起盾构机抬头。⑵在盾构机通过矿山法隧道期间，严禁转动刀盘，防止盾体扭转。⑶每拼装完一环管片，在尾盾盾体与管片侧面接口处用签字笔画一条线，通过观察这条线的对接情况来判断盾体是否扭转及扭转的大小，发现盾体扭转时应立即停止向前掘进，及时查找原因并采取纠正措施。10唤.2防止管袭片上浮偷及侧移律措施管片与佳隧道初艘支间空坊隙较大竿且不均捉匀，注育浆时操患作难度虎大，而雪且填充锁效果差搜，从而哨导致顶顺部回填冈注浆难让以密实拿，极易蚕发生管牛片上浮盈和侧移端，直接员造成管店片错台雅或崩角隐，严重碎时会侵践入建筑摊限界。⑴加遍强管片础注浆管粥理，一努旦出现怠管片上型浮或侧泼移，在屯管片上泼浮或侧建移处，很通过打辟穿管片柏吊装孔宿，打入样注浆管敌进行二维次补充失注双液隶浆，迅狱速填充厘管片背佩后或上洽部间隙培，阻止踩管片上营浮和侧泳移。⑵梦利用另吊装咱孔排呀出地层下水抛，避恢免管烟片上础浮管片职上浮杀是在苹地下屋水的水浮力质作用浴下管疾片被箩抬高艰，这储样会佣导致铜管片棋变形葱、错吨台、锦漏水线，严辉重者胸隧道样超限衬。钢量筋混有凝土努管片膨的密提度比惠水大火很多馒，产衔生上布浮的想原因练可通寺过以坛下浮遗力计秤算说邻明：一环技管片隶自重G=3览.14谱×(3仔2-2明.72敞)×1尖.5×溜25疤00k妹g/m3=20铜.14内×10摘3kg式中25康00部k挂g/眯m3为钢筋惰混凝土围密度；1.拌5为一津环管服片宽俱度，垮单位m。则：念一环格管片拦浮力F=执3.捐14励×3趋2×靠1.瓶5×底1错00挠0养kg霸/m象3=再42登.3的9×伶10类3k歪g式中1诊00潜0造kg蚂/m阴3为水密禽度，垦水平高挑于管片绕顶部时逆的浮力俗。从以乎上计其算可重以看至出，日当水鲁位高杂于管沫片顶底部时惧，F＞G，碍即管元片所豪受到予的浮与力大对于管暴片本提身的占自重透。经购计算饿可知雕，吵隧道肢管片够在半础断面方地下尤水的骆工况授条件惯下，损隧道沟管片锈自重您与浮首力处法于平饿衡状友态，春当液墓面高瓜出管蜂片一龟半时吴就会让被水峰浮起幼，贴上浮堤还会头导致然管片碍底部巴脱空艳，使展豆砾拉石与筝砂浆燃凝固李形成冬的隔章水层钳失效槽。可以利勉用管片绍的吊装世孔向隧惑道内排冰水，塔每块管宅片均设碧一个吊匹装孔，厕管片狱安装完懒成后可夸以把它栏打穿作腔为注浆俘孔或排辽水孔。河根据挠初期支义护完后赠地下水拳的流量轮，排水之时间必魂须进行网控制，架盾构机该离开管今片50哑m后可排油水，太沈早会将令所注的箩砂浆排绢出，太恩迟则管装片浮起嫂、底部匀脱空。匙在空推渡过