下公区间盾构始发掘进及到达施工钢套筒始发试掘进及到达施工工艺技术

6.1钢套筒施工工艺 26.1.1钢套筒施工要点 26.1.2钢套筒的安装及加固 26.1.3反力架及支撑安装 56.1.4钢套筒的检验 66.1.5现场测试项目 76.1.6始发钢套筒基础的处理 86.1.7钢套筒检测点布置 86.1.8钢套筒分级施加预紧力 96.1.9钢套筒始发安装质量要求 106.1.10拆除工艺流程 106.2盾构始发施工工艺 116.2.1钢套筒始发施工工艺流程 116.2.2轨道铺设 126.2.3始发基座安装 146.2.4盾构机吊装、组装及调试 146.2.5盾体防扭措施 146.2.6盾尾密封油脂 156.2.7洞门密封安装 156.2.8洞门破除 156.2.9负环安装 156.2.10洞门封堵 176.3盾构试掘进段施工工艺 186.3.1始发试掘进段施工 186.3.2试掘进段施工管理措施 186.3.3始发注意事项 186.3.4始发技术要点 196.3.5试掘进参数控制 196.3.6盾构始发环控制措施 226.3.7负环管片、钢套筒及反力架拆除 246.3.8停复机管理 256.4盾构到达施工工艺 266.4.1盾构到达施工工艺流程 266.4.2接收钢套筒安装 266.4.3盾构到达施工 286.4.3.1盾构到达技术控制要点 286.4.3.2盾构接收段的掘进施工 286.4.4洞门密封及期质量检查 306.4.5接收钢套筒拆除 306.4.6盾构机拆机吊装 316.4.7近隧道洞口处管片加固 326.1钢套筒施工工艺6.1.1钢套筒施工要点盾构机吊装前，完成钢套筒底座的安装及固定，以及完成洞门过渡环和洞门引轨的焊接安装。盾构机盾体放入钢套筒后，进行盾体之间的组装。盾构机组装完成后，安装上部盖板及反力架。盾构机拼装负环，当负环顶紧反力架后，通过套筒上部加料孔填满砂并加满水封闭。切削洞门前对钢套筒进行密封试压，试验通过后即盾构机刀盘碰壁后掘削穿过连续墙。开启同步注浆，当盾构机掘进10环后，对洞门位置管片壁后进行二次补浆。盾构始发施工要点：1、为了检查钢套筒的承载能力及密封性能，回填完成后，盾构机始发前，必须对现场安装后的钢套筒进行水压力试验，水压力不小于0.25MPa；2、要严格控制盾构机测量精度和钢套筒安装精度，防止刀盘碰到钢套筒；3、在盾构机通过洞门时，掘进速度应控制在10mm/min以下，刀盘转速也不易过大，控制在1.0～1.3rad/min之间；4、盾构机掘进至正10环时，对洞门环壁后要加强补充双液注浆，做好洞门密封。6.1.2钢套筒的安装及加固1、安装前准备表6.1.2-1人员准备表岗位人数备注焊工8/电工2/机修工4/司索4/表6.1.2-2机具材料准备表机具材料名称数量备注120T吊机1台/交流电焊机3台/15寸活动扳手2把/50t机械千斤顶6个/5T手拉葫芦2个/2T手拉葫芦4个/钢丝绳若干/41mm和46mm重型套筒2套/开口及梅花扳手各8个/冲击钻1把/φ18mm和φ20mm冲击钻头各2个/氧气8瓶/乙炔4瓶/割枪2套/可读力矩扳手1把/506及422J焊条15包/直径508mm钢管2根反/力架斜撑20mm厚钢板若干/10吋钢管10条/3吋球阀9个/3吋水管若干/125mmH钢若干/M16和M18膨胀螺栓若干包/加料漏斗1个/8米竹梯2把/钢套筒到达现场之后，先将各个环进行编号，按掘进方向，靠近洞门处的是第1环，依次编号1、2、3、4，然后分上下半块。钢套筒之间先打止水胶，在装密封胶条密封，如下图所示：图6.1.2-1钢套筒之间密封为保证钢套筒内侧不与钢套筒内填充物粘合及生锈，安装前需对钢套筒内部均匀涂抹脱模剂.2、安装流程钢套筒的安装较为复杂，准备工作必须做足做细，方能保证安装过程的顺利进行。钢套筒安装流程如图6.1.2-2所示。图6.1.2-2钢套筒安装总流程图3、钢套筒加固为防止盾构始发时钢套筒受盾构扭矩增大而发生偏移、转动，需对钢套筒进行水平向的加固，采用20A工字钢对钢套筒下部两侧进行加固，工字钢一端与钢套筒焊接另一端顶至车站主体结构边墙上，钢套筒加固示意图见下图。图6.1.2-3钢套筒加固示意图6.1.3反力架及支撑安装反力架的安装采用盾构始发反力架安装方式，反力架紧贴钢套筒基准环。反力架由两根立柱和两根横梁以及水平支撑及斜撑组成，立柱与横梁采用高强螺栓连接，所有连接在设计时必须要求连接处强度不得低于母体强度。立柱计算高度为8200mm，上下各有两个横梁，计算跨度为5400mm，立柱和横梁水平截面长度为800mm、宽度为600mm，厚度为20mm的Q235钢板焊接成受力箱梁形式并加焊加劲板，反力架支撑采用φ508x12钢管进行支撑加固，斜向45°支撑于车站结构底板，水平方向采用φ508x12钢管支撑一端顶在反力架上，另一端顶在中板上。反力架底部设置4道支撑顶至底板结构。图6.1.3-1反力架安装示意图图6.1.3-2反力架斜撑预埋件中心点坐标6.1.4钢套筒的检验1、反力架支撑安装完成后，拼装-6、-5、-4三个负环，即可进行填料加压。钢套筒加压检测流程如图6.1.4-1所示。图6.1.4-1钢套筒加压检测流程图2、钢套筒始发时填料：负环拼装后，在靠近刀盘位置两米范围填充泥土，后面填充砂。在之前要在钢套筒底座连接处的钢轨上预留10-20cm的口，方便能够填充到底部。盖上C块后上方有三个开孔盖。在靠近刀盘位置的孔加入泥土，后面两个孔加入砂。为保证充分填充，在孔内缓缓注入水。3、加水、加压测试从已经开好孔的地方向钢套筒内加水，至钢套筒内加满水后，检查压力，如果压力能够达到0.25MPa。则停止加水，并维持压力稳定。如无法通过水压达到0.25MPa，则将水管解开，利用空压机打气，向钢套筒内加气压，直至压力达到0.25MPa为止，对各个连接部分进行检查，包括洞门连接板、钢套筒环向与纵向连接位置、后端盖板的连接处有无漏水，检查反力架支撑的各个焊缝位置有无脱焊情况。一旦发现有漏水或焊缝脱焊情况，必须马上进行卸压，并及时处理，上紧螺栓或重新焊接。完成后再进行加压，直至压力稳定在0.25MPa并未发现有漏点时方可进行卸压，准备盾构机始发。6.1.5现场测试项目钢套筒安装完成及试压过程中需检验如下项目，密闭试验应不小于12小时，所使用的压力表需进行标定，标定报告详见附件八：1、外观连接检查（1）钢套筒与洞门环板连接处的焊缝是否有浮焊、漏焊；（2）钢套筒与洞门环板连接处的连接螺栓是否有松动；（3）洞门环板预埋件与结构间是否有漏点；（4）钢套筒环向与纵向连接是否有螺栓松动；（5）反力架支撑是否有松动。2、试压检漏（最大加压至2.5MPa）（1）加压至0.05MPa后，各个连接位置有无渗漏点，加强紧固或加固后有无渗漏点；（2）加压至0.1MPa后，各个连接位置有无渗漏点，加强紧固或加固后有无渗漏点；（3）加压至0.15MPa后，各个连接位置有无渗漏点，加强紧固或加固后有无渗漏点；（4）加压至0.2MPa后，各个连接位置有无渗漏点，加强紧固或加固后有无渗漏点；（5）加压至0.25MPa后，各个连接位置有无渗漏点，加强紧固或加固后有无渗漏点。6.1.6始发钢套筒基础的处理由于钢套筒中心到底座底部的距离，与线路中心线到结构底板距离不一致（根据现场实测），需要对钢套筒基座进行垫高或降低处理。为防止盾构机始发栽头，基座固定时将基座抬高2cm。6.1.7钢套筒检测点布置对钢套筒及反力架进行位移、变形监测。在过渡环与钢环焊接处3、9点上方布置2个千分表，筒体3、9点即底座与B块通缝处设置两个千分表，反力架左右根支撑顶部布置1个千分表和高程监测点。中部布置一个水平监测点。在进出洞过程中，每2小时就行一次测量，并设置专职观察人员，对焊缝、压力进行观察、记录。变形量控制值为±2mm。图6.1.7-1反力架监测点布置图图6.1.7-2钢套筒监测点布置图6.1.8钢套筒分级施加预紧力液压油缸连接完成后，通过在液压泵站分别对4组油缸进行加压，加压分为3个阶段进行，第一阶段将反力增加至300t，停留10min，观察反力架设置的百分表观察反力架和钢套简的位移情况，如发现反力架或钢套简的位移出现大的变化，立即将预加反力降至0，根据反力架、钢套筒的位移情况，对钢套简、反力架支撑进行检查，必要时进行补充支撑加固，加固完成后再次将压力增加至300t,观察钢套简、反力架位移情况，在确保钢套筒和反力架的位移满足要求后，将反力增加至600t持续10min，再次观察钢套简和反力架的位移情况，如位移满足要求，将反力增加至800t观察钢套筒和反力架的位移情况。加压时一定要四组液压千斤顶同时加压，避免受力不均的情况发生。6.1.9钢套筒始发安装质量要求表6.1.9-1钢套筒安装质量要求序号项目要求1洞门检查洞门预埋环板的安装位置是否准确，是否牢固。检查过渡环与A板焊接固定是否牢靠。2套筒、反力架检查钢套筒定位测量资料，确定盾体中心线。套筒安设在预定的位置上，复核套筒中心与盾体中心是否重合。检查反力架安装是否符合施工方案要求，是否对反力架进行受力验算。检查预埋件隐蔽验收及影像资料。检查钢套筒连接的横缝、纵缝焊接质量。检查反力架刚度、斜撑安装焊接质量。3钢套筒上半圆安装检查检查钢套筒的上下半圆和节与节部分之间联结是否完好。检查钢套筒过渡连接板与洞门环板之间是否接牢固。4预加反力检查预压的过程中反力架各支撑是否牢固，钢套筒连接螺栓是否连接牢固。5钢套筒、反力架监测检查钢套筒与洞门环板连接处、反力架监测点及反力架与车站连接点周围是否已设置监测点，监测人员是否已到位。6钢套筒纵缝加固检查钢套筒四条保圆钢丝绳直径是否超过15mm，是否在钢套筒长度上均匀分布，钢丝绳两端在钢套筒下部肋板上是否牢固。6.1.10拆除工艺流程图6.1.10-1钢套筒拆除流程6.2盾构始发施工工艺6.2.1钢套筒始发施工工艺流程下村站~公明北站区间盾构机始发采用钢套筒始发代替始发基座的形式，具体见下图6.2.1-1。图6.2.1-1盾构机钢套筒始发施工流程图6.2.2轨道铺设1、马镫安装由于始发井口底板与电瓶车轨道底面存在高差，拟加工马镫以铺平始发井口处电瓶车轨枕面标高与车站底板之间的高差532mm以及与井口降板之间高差960mm，需要在下村站车站底板40米范围内安装马镫，马镫由20#A工字钢焊接而成，下台车之前铺设完成，顶部及侧面使用钢筋连接成整体，马镫间距1.2m布置，则共需安装34个马镫，其中3个高960mm马镫安装在反力架与30轴之间降板上,马镫渐变高度为2cm。图6.2.2-1马镫示意图2、轨道、轨枕铺设（1）车站内轨道所有的轨道均为P43轨道。盾构始发阶段，在车站结构段铺设1条电瓶车轨道及1条台车轨道。负环拆除后，在车站结构段安装1个道岔并铺设2条电瓶车轨道，供两列电瓶车使用。始发期间结构段铺轨，采用槽钢轨枕固定电瓶车轨道，槽钢轨枕铺设间距1.2m。（2）隧道内轨道隧道内运输线路布置为四轨双线，电瓶车行走在内侧的两条钢轨上，盾构机后配套设备行走在外侧两根钢轨上。根据配套设备情况，电瓶车行走轨道选用43Kg/m钢轨，轨距900mm；盾构后配套设备行走轨道选用43Kg/m，轨距为2180mm，台车轨枕采用20a工字钢和3mm厚的钢板制作，轨枕间距1500mm。本工程轨道连接选用铁路常用的70型扣板式扣件，所不同的是用普通M24螺栓加防转垫圈代替螺旋道钉。扣件由M24螺栓、螺母、平垫圈、弹簧垫圈、扣板、铁座、绝缘缓冲垫板、衬垫等零件组成。其连接组装如下图所示。图6.2.2-2轨枕与管片接触示意图图6.2.2-3电瓶车及台车轨道布置示意图6.2.3始发基座安装该区间盾构采用钢套筒始发，钢筒下半部具备始发基座作用。根据现场实测底板标高对钢套筒基座进行垫高或降低处理。盾构机始发为防止栽头，盾构机中线高于设计中线2cm。6.2.4盾构机吊装、组装及调试1、盾构机吊装、组装施工轨道铺设完毕后对轨道轨距进行检查，确保电瓶车和后配套台车顺利通过。具体施工顺序如下：（1）电瓶车吊装下井电瓶车用吊车从盾构始发井吊装下井，并通过施工轨道驶入车站结构段。（2）桥架、后配套台车吊装下井桥架、后配套台车采用履带吊从盾构始发井吊装下井，并用电瓶车拖入车站。（3）盾构机主体吊装下井后配套台车、连接桥吊装完毕后，将井口段马镫拆除进行钢套筒下半部安装，开始吊装盾体，盾构机以中盾、前盾、刀盘、尾盾的形式吊装下井，并进行井下组装。具体盾构机下井组装详见《下公区间盾构机下井吊装及解体吊出施工方案》。6.2.5盾体防扭措施盾构在始发进洞时，由于盾体周边无土体约束，在切削掌子面时，会受反向力矩的作用发生旋转。为防止盾构机在进洞过程中产生旋转，需对盾构机采用防扭转措施：利用钢套筒自身压力进行防扭转，盾构机钢套筒始发时所填入的水泥砂浆，在灌入钢套筒后紧贴盾构机，增加了盾构机与钢套筒之间的摩擦力，靠此摩擦力增加盾构机的防扭转效果。6.2.6盾尾密封油脂在盾尾下井安装完毕后，盾构机开始进行调试时，进行盾尾油脂涂抹工作。盾尾钢丝刷内要深层并均匀涂抹盾尾密封油脂，三排盾尾刷涂抹量以1000kg以上为宜，手涂油脂拟采用进口优质油脂。盾尾油脂能起止水、防止同步注浆浆液回流的作用，另外盾尾油脂也有减小钢丝刷的摩损作用，在涂抹盾尾油脂时，必须分开钢丝刷，在钢丝刷中部的不锈钢网及钢丝刷上要充分填满，填塞过程中由值班工程师进行过程检查，确保涂抹质量。6.2.7洞门密封安装钢套筒始发不需要橡胶帘布、折页压板等常规的洞门密封安装，而是在钢套筒安装时即将钢套筒上的过度环紧贴于洞门环板，并将过度环焊接于洞门环板上。始发前填充水和砂，进行加压试验，确保钢套筒本身以及钢套筒和洞门环板连接的严密性。6.2.8洞门破除下村站站始发端头洞门范围内围护桩采用玻璃纤维筋，因此不必进行洞门破除施工。出于保护刀具的目的，可对洞门桩体进行少量破除，使刀盘切削面平整，有利于进洞过程中对刀具的保护。6.2.9负环安装1、负环设置盾构机调试完成，拼装机可正常使用后，进行负环的拼装。负环管片为标准环管片，管片内径5.5m，外径6.2m，厚度0.35m，宽度1.5m，共计设置0环及6个负环，共计7环，管片采用错缝拼装。2、负环管片拼装方法拼装-6环前彻底的将盾尾安装部位的垃圾和积水清理干净。并在盾尾盾壳下半圆内部安设8根厚度30mm（盾构机盾尾直径为6420mm，盾构结构体钢板厚度为100mm，管片外径为6200mm，盾尾间隙30mm），长度1500mm的硬质方钢或直径30mm圆钢。保证盾尾在脱出管片时留有足够间隙。图6.2.9-1方管焊接示意图图6.2.9-2方管焊接现场照片3、第一环负环安装流程第一块负环先拼下部管片，第一块先安装A2T块，在A2T块左侧焊接一块挡板给管片定位，然后按A2T-A1T-A3T-B2T-B1T-KT的顺序进行安装。拼装上部管片时应用L字型钢板将B1、B2、A3固定到盾尾上部，使其受力后上下左右都不能移动，以便拼装K块。基本流程为：焊接A2T左侧挡板→安装A2T块→安装A1T块→焊接A1T右侧挡板→割除A2T左侧挡板→安装A3T块→焊接L字型钢板固定A3T快→割除A1T右侧挡板→安装B1T块→焊接L字型钢板固定B1T块→安装B2T块→焊接L字型钢板固定B2块→安装K块→完成整环拼装→割除所有L字型钢板。图6.2.9-3挡板和L字形钢板焊接示意图图6.2.9-4L字型钢板施工照片拼装完成后割掉L形钢板，然后正常拼装其他负环，每环负环管片环脱出盾尾后进行螺栓复紧。待拼装最后一环负环前，用推进油缸整体均匀的将上环负环推出至管片露出盾尾50cm时，然后割掉盾尾下部方钢。6.2.10洞门封堵盾构机掘进拼装完成正环第10环后，开始进行洞门封堵注浆，洞门封堵注浆采用二次注浆的工艺进行。注浆环号为0环、1环、2环进行二次注浆，以双液浆为主，每罐拌水泥4～6包，浆液初凝时间控制在30～45s，保证浆液稠度，以保证洞门封堵的效果。二次注浆配比：水：水泥=1：1，水玻璃：水=2：1，水泥浆液：水玻璃混合液=1：1，二次注浆压力不宜太大，根据洞门漏浆情况进行调整。6.3盾构试掘进段施工工艺6.3.1始发试掘进段施工本工程试掘进段长度设定为100m，通过试掘进段及时详细分析在不同地层中各种推进参数条件下得地层位移规律和结构受力状况，以及施工对地面环境的影响，并及时反馈调整施工参数，为后续施工提供详细的资料和参数，确保盾构机在该区间段安全顺利施工。试掘进段主要地层为全、强风化混合花岗岩。6.3.2试掘进段施工管理措施1、在盾构机掘进的施工管理方面，紧密结合寻求开挖面稳定、掘进姿态控制、衬砌管片安装、同步注浆的管理目的，进行全过程的动态管理。主要内容见表4.3-1：表6.3.2-1掘进管理主要内容序号项目内容1开挖面稳定管理1）设置并保持开挖面稳定的土仓压力。2）土体改良开挖面稳定管理措施3）保证进排土量的动态平衡。4）合理设定掘进参数，推力、转速、速度、和扭矩2盾构机姿态控制盾构机刀盘及盾尾的位移，中铰转角、俯仰、水平和滚动转角，超挖量和蛇形量的控制等。3衬砌管片安装1）正确选用管片和管片拼装位置。2）管片防水胶条的检查和破损情况检查。3）拼装质量控制。4同步注浆管理1）正确选用注浆配比及特性。2）注浆压力管理。3）注浆量的控制。4）注浆管路畅通。6.3.3始发注意事项（1）盾构始发采用钢套筒始发，临时管片脱出盾构机后，周围有填砂及钢套筒约束，无需采取其他措施箍紧。（2）盾构机拼装管片采用通用楔形环。安装负环前，为保证管片和盾构机下部的合理间隙，需在盾构机的下半部内壁沿纵向临时焊接8根30mm圆钢或厚度30mm槽钢。（3）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。（4）始发前确认洞门范围内无侵入的残留钢筋等异物6.3.4始发技术要点（1）在进行钢套筒、反力架和首环负环管片的定位时，要严格控制钢套筒、反力架和负环的安装精度。确保掘进轴线与洞门设计中线水平重合，垂直高于设计中线2cm。（2）第一负环管片定位时，管片的端面应与线路中线垂直。确保负环端面与反力架立面平行，上下左右无缝接触，均匀受力。负环管片采用错缝拼装方式。（3）在始发阶段，由于设备处于磨合阶段，要注意推力、扭矩的控制，同时也要注意各部位油脂的有效作用。掘进总推力应控制在反力架承受能力以下，同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩在支座承受范围内。（8）盾构始发前要根据地层情况，设定一个掘进参数。开始掘进后要加强监测，及时分析、反馈监测数据，动态地调整盾构掘进参数。（4）在盾构始发掘进时就开始进行同步注浆，在盾构机进入洞门10环后对洞门位置管片进行二次补浆。在同步注浆过程中，严控注浆量与注浆压力。每环注浆量控制在5.4方以上，注浆压力控制在0.15~0.2MPa。（10）最为关键的是盾尾组装时的手抹油脂的正确使用。手抹油脂一定要抹到位，而且用量足够。（11）掘进时机打油脂要起到完好的保压作用，在盾构机的掘进过程中时刻跟踪注脂，注脂用量要根据油脂厂家提供的数据参数进行压注，机打油脂的保压目的主要是保护盾尾，防止物体从盾尾侵入，保证盾尾密封的完好，是保证盾构机的良好运行的关键。（12）在盾构机掘进到正3环时，利用二次注浆的注双液浆的方式对盾构隧道洞内进行封闭。6.3.5试掘进参数控制盾构机推进过程中，根据不同地质、覆土厚度、地面建筑情况并结合地表隆陷检测结构及时调整土仓压力，推进速度保持相对平稳，控制好每次的纠偏量，减少对土体的扰动，为管片拼装创造良好的条件。（1）土仓压力P的设定土压力计算公式如下：式中K0为静止土压力系数，一般通过试验确定，。r为土的有效重度，单位KN/m3，H为计算点土层厚度。Q为渗透系数，rw为水的容重，hw为水位深度。据区间详勘报告本工程计算取渗透系数Q为0.272，考虑到土质渗透系数较小，采用水土合算方法进行计算：在实际施工中，一般取1.1～1.2倍的静止土压力。序号土质天然密度土体饱和容重γ（kN/m³）土体厚度hi（m）静止侧压力系数k01淤泥2.0520.52.60.382中砂2.0620.67.50.283可塑粉质黏土1.8918.90.90.454全风化砂岩夹泥1.9619.65.90.55强风化砂岩夹泥2.1521.51.50.42根据始发端土层分布，并查勘查报告各土层物理力学参数。代入公式后计算得出：P=0.142Mpa（2）推进速度在初始阶段时，推进速度要慢，一般转速小于1rpm，速度应控制在10mm/min之内，待盾构机完全进入土体后掘进速度逐渐调整为10~40mm/min。（3）出渣量控制盾构隧道每环理论出渣量V=πD2/4×L=3.14×6.482/4×1.5=49.44m³；盾构掘进时出碴量控制在97%～103%之间，即48.0m³/环～50.9m³/环。当出渣量小于48.0m³时，在下一环适当减少土仓压力，一般调整量为0.02MPa，并密切注意地表隆起情况；当出渣量大于50m³时，应立即关闭螺旋输送机，停止出渣，并关注地表沉降，如果沉降过大，则继续加大土仓压力，直到地表沉降控制在允许范围内。（4）盾构轴线及地面沉降控制掘进过程中，将施工测量结果不断与计算的三维坐标相校对，及时调整，缓和曲线、圆曲线等参数，偏差控制在±50mm以内。（5）同步注浆1）注浆量V1V1是在管片与土体之间的空隙体积的基础上，每环的理论注浆量：V1=π（R2—r2）×L=3.14×（3.242—3.12）×1.5=4.18m3。当盾构机主体进入土体后，实际注浆量按1.3~1.8倍考虑，实际注浆量为5.4~7.5m3。2）注浆压力同步注浆压力控制在0.2~0.35MPa。3）浆液初步配比初凝时间：一般为6~8h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加入促凝剂及改变配比来调整初凝时间；固结体强度:24小时不小于0.2MPa，28天不小于2.5MPa；浆液稠度8~12cm；浆液稳定性：倾析率小于5%。表6.3.5-1同步注浆材料初步配合比表水泥粉煤灰砂膨润土水外加剂12038074590465按需要根据试验加入水泥粉煤灰砂膨润土水外加剂15036045080450按需要根据实验加入水泥粉煤灰砂膨润土水外加剂200450800150500按需要根据试验加入暂定三种配合比，根据实际施工过程中掘进参数和需求调试和选用。第一种配合比在正常掘进阶段可以参照使用；第二种配合比在盾构始发及接收端可以参照使用；第三种配合比在盾构下穿建构筑物时参照试用。4）注浆开始时间盾尾全部进入土体开始进行同步注浆，刚开始注浆时安排专人在洞外观察，防止压力过大造成盾尾密封失效或地面隆起。（6）渣土改良1）泡沫掺量盾构机在掘进时，使用泡沫剂对渣土进行改良，可有效地增强渣土的流动性及止水性能，并能降低渣土内摩擦角、减小对刀具的磨损。泡沫溶液由泡沫添加剂和水组成，其中泡沫添加剂占3%~5%，水占95%~97%；泡沫由压塑空气和泡沫溶液组成，其中压塑空气占90~95%，泡沫溶液占5~10%；泡沫的注入量按开挖方量渣土情况计算，一般取经验值300~600L/m3。（7）地面监测1）监测频率开挖面距量测断面前后<2D：1～2次/天；开挖面距量测断面前后<5D：1次/2天；开挖面距量测断面前后>5D；1次/周；每个测点次数：必测项目每个测点约50次。选测项目测点次数约20次。当出现下列情况之一时，应提高相应监测项目的监测频率：①监测数据达到报警值；②隧道线路附近地面出现严重开裂；2）监测周期①初始值测定：周边地表测点布置完成后，在盾构始发前，应对其所有的监测项目进行连续三次独立的观测，取其平均值作为监测项目的初始值。②对重要工程周边环境及关键工程结构部位，施工监测宜与第三方监测同点位、同时段监测。6.3.6盾构始发环控制措施盾构始发掘进环控制措施详见表6.3.6-2表6.3.6-1盾构始发掘进环控制措施序号工序施工要点1-6环施工拼装前检查盾尾油脂，保证油脂涂抹饱满，钢丝绳及各种应急物资到位，盾尾内拼装负6环，需在盾尾下部焊接固定块，保证拼装过程中安全，拼装完成后将管片螺栓进行复紧。2-5环施工负6环拼装完成后，利用千斤顶将负5环与负6环管片整体向后推，使负6环管片与反力架紧密连接。在盾构机上做好标记，主要标记刀盘转动位置与刀盘抵达掌子面的位置。3-4环施工掘进速度控制在15mm/min以内，推力小于800t，及时注入下部盾尾油脂。刀盘到达车站连续墙前禁止转动，提前选择负环管片，对管片进行检查，并对拼装完后的管片螺栓进行复紧。4-3环施工刀盘抵达车站连续墙开始转动，刀盘转速控制在0.6rpm，注意扭矩变化，扭转控制在2000KN.m以内，掘进速控制在15mm/min以内，推力小于800t，及时注入盾尾油脂。逐渐建立土压，土压控制在0.02MPa。5-2环工掘进速度控制在15mm/min以内，推力小于800t，及时注入盾尾油脂，刀盘进入土体后，注意扭矩变化，扭转控制在2000KN.m以内，逐渐建立土压，土压控制在0.03MPa。开始对反力架进行检查与监测，对盾构周围可能碰到盾构机范围内物品进行处理。6-1环施工刀盘进入土体后，注意扭矩变化，扭转控制在2000KN.m以内，逐渐建立土压，土压控制在0.04MPa～0.05MPa，掘进速度控制在15mm/min以内，推力小于800t，及时注入盾尾油脂。安排专人观察周围洞门两侧如果发现洞门有较大漏水、漏浆，应对洞门密封进行加固处理。70环施工速度控制在10mm/min以内，土仓压力控制在0.05MPa～0.07MPa，推力控制在800t以下，刀盘扭矩控制在2000KN.m。0环推进时严格控制盾构机姿态，垂直姿态控制根据盾构机与线性曲线具体情况进行控制，左右姿态根据盾构机与钢套筒之间的间隙进行微调，推进过程中安排专人观察间隙变化，每掘进20cm量测一次，当间隙小于2cm时停止掘进，制定相应措施。81环施工推进速度10mm/min以内，土仓压力控制在0.06MPa-0.08MPa，推力控制在800t以下，刀盘扭矩控制在2000KN.m。第一环推进时严格控制盾构机姿态，姿态控制根据盾构机与线性曲线具体情况进行控制。92环施工逐渐建立土压，土压控制在0.08MPa-0.1MPa以内。严格控制推力，推力控制在900t。第二环推进时严格控制盾构机姿态，姿态控制根据盾构机与线性曲线具体情况进行控制。103环施工推进过程中逐渐建立土压，土压控制在0.1-0.12MPa，严格控制推力，推力控制在1200t以内。第三环推进过程中，需对洞门进行注浆密封，当盾尾距离钢环0.8米时，停止掘进开始注浆。注浆压力控制在0.1MPa以内，注浆量为5.4m³，分三次注入。洞门外面做好应急准备，保证洞门注浆效果。114环施工第四环掘进时逐渐建立土压，土压建立在0.12MPa左右，推力控制在1200t内。第四环掘进前，进行第2次停机注浆，与第一次停机注浆方法相同。对钢套筒、反力架进行变形监测。安排专人观察洞门，防止洞门发生漏水漏砂现象。6.3.7负环管片、钢套筒及反力架拆除反力架、钢套筒及负环管片拆除位置确定计划在盾构机掘进至66~67环（100m）时，即可拆除盾构反力架及负环。负环及反力架拆除位置计算。计算公式为：F=μπDLP0。式中：μ——管片与壁后砂浆的磨擦系数；取0.3。D——管片外径；取6.2m。L——已安装的管片长度；取100米。P0——作用于管片背面的平均土压力，取100Kpa。故管片提供的摩阻力为：F=0.3×3.14×6.2×100×100=58404KN>42550KN（盾构机额定最大推力）。盾构机始发试掘进100m完成后，拆除钢套筒、负环管片、反力架，进行马镫安装及铺设道岔作业，安装5号台车尾部的风管储存器支架，开始洞内通风。作业内容及流程如下：1、拆除钢套筒上部，钢套筒上部采用分块起吊方式，拆除及起吊过程中应缓慢，保证作业安全。2、拆除反力架后端钢支撑件、反力架斜撑，释放负环管片间的应力，准备拆除负环管片。3、负环管片的拆除采用分块起吊的方式，起吊作业由55t龙门吊完成，起吊时通过管片螺栓和加工的钢板连接在一起，起吊过程中应缓慢，保证作业安全。负环管片吊至地面后平放堆起。4、依次起吊各负环管片。吊装完成后。拆除钢套筒基座上的钢轨及轨枕，拆除钢套筒与底板的连接，起吊钢套筒基座。5、钢套筒基座起吊完成后，起吊反力架，反力架分块起吊。6、清除底板杂物，铺设轨枕，安装道岔完成换装作业。图6.3.7-1钢套筒示意图6.3.8停复机管理1、盾构停机分类盾构停机分正常停机与非正常停机。因倒班、工序正常衔接、正常检修保养而必需停机的，视为正常停机，除正常停机以外其他停机情况均视为非正常停机。2、停机程序对于正常停机情况，施工总承包单位需进行口头停机技术交底，在停机期间保证土仓压力平衡和值班人员到位，正常停机预计需超过48小时的，需按照程序上报监理、建设单位，并提供正常停机报告；如为非正常停机，停机后6小时后内需口头上报监理、建设单位，停机后12小时内按照程序上报非正常停机书面报告。3、停机报告停机报告内容包括：简要描述停机原因、停机时间、停机位置地质条件及周边环境描述、为确保安全停机期间采取的措施（包括人员安排及物资准备）、预计恢复掘进时间、恢复掘进措施等。停机报告由施工总承包单位进行填写，经监理审查后，报建设单位备案。停机期间应加强信息沟通，确保现场情况及时汇报给监理、建设单位各方，如有特殊紧急情况发生，应迅速按照有关管理办法启动应急抢险程序，并同时上报各相关单位及部门。4、恢复掘进程序具备恢复施工条件后，由施工总承包单位编制恢复掘进技术交底，经监理审查通过后下发，同时报建设单位备案。6.4盾构到达施工工艺下村站~公明北站区间盾构机接收采用钢套筒始发代替始发基座的形式，钢套筒接收就是钢套筒与洞门钢环焊接形成一个密封的整合体，通过向钢套筒内填料，使钢套筒与洞门内的土体形成一个整体，减小了盾构机接收时出现险情的几率。6.4.1盾构到达施工工艺流程图6.4.1-1盾构钢套筒接收工艺流程图6.4.2接收钢套筒安装（1）接收钢套筒安装同始发钢筒安装方式相同，接收钢套筒由筒体、过渡环及后端盖组成。过渡环与洞门钢环连接，并用弧形板将洞门与过渡环间的间隙焊接，后端盖顶在接收反力架上。（3）钢套筒反力架安装反力架的安装采用类似盾构始发反力架的安装方式，盾构接收反力架紧靠在端头井负二层环框梁和底板横梁上，通过斜撑与车站底板顶紧。反力架定好位置后，先用400t千斤顶顶推平面盖和反力架，消除洞门到后盖板的安装间隙后，反力架上下均布6道300×300mm支撑柱与后端盖平面板顶紧，支撑柱与反力架之间用支撑楔块垫实并焊接，支撑斜撑与底板预埋钢板焊接要牢固，焊缝位置要检查，确保无夹渣、虚焊等隐患。在此过程中注意检查反力架各支撑是否松动，各段法兰连接螺栓是否松动。完成后，检查各部连接处，对每一处连接安装的地方进行检验，确保其连接的完好性，尤其是对于钢套筒的上下半圆和节与节部分之间连接的检查，还要检查过渡连接板与洞门环板之间的焊接，看是否存在点焊或浮焊，若发现有隐患，要及时进行处理。图6.4.2-1接收钢套筒反力架安装示意图（4）钢套筒的过渡连接板与洞门环板的连接反力架安装成后，经过测量人员对中心线复测，确认无误后，将洞门环板与过渡连接板进行焊接，焊接方法与始发时相同。（5）密闭性检测钢套筒组装完成后，在筒体内压水检查其密闭性，气压为0.2MPa，若在12小时内，压力保持在0.18MPa上，则可满足钢套筒接收要求，如果小于0.18MPa，找出漏气部分，检查并修复其密闭质量，然后再次进行试压，直至满足试压要求为止。（6）砂浆基础在钢套筒底部60°范围内浇筑15cm厚的砂浆基础，并保证砂浆基础伸入洞门内与加固土体连接，防止刀盘出加固体时出现扎头现象。（7）填料当钢套筒检查完毕后，向钢套筒内填料。填料将整个钢套筒内填充密实，主要采用盾构机掘进出来的渣土和膨润土加水配制而成。为了将填料输送至钢套筒内，需要从地面引一条输送管道至钢套筒上，采用一条Φ609mm的管路连接，地面设置一个漏斗，将填料直接从漏斗输送至钢套筒内。6.4.3盾构到达施工6.4.3.1盾构到达技术控制要点（1）在盾构机进洞前100m和50m时，对控制点各进行一次复核测量，确保控制点精确无误，同时对进洞端洞门中线进行测量复核，确定洞门中心精确位置。根据测量结果，调整盾构机自动测量系统，在最后50环推进过程中，对隧道轴线进行多次复核，确保轴线准确，保证盾构机安全进入洞门圈。（2）盾构机在推进最后50环过程中，根据定向测量和联系测量成果，有计划地进行纠偏工作，推进纠偏严格按照少量多次的原则进行，使盾构机姿态控制在水平±15mm以内，垂直方向在+20～+30mm，以保证隧道的顺直度。（3）在盾构机推进最后50环的过程中，及时压注盾尾油脂，避免盾尾渗漏，压注量控制在60～80kg/环。6.4.3.2盾构接收段的掘进施工盾构接收段的推进施工分三个阶段。第一阶段：盾构机自贯通剩余20环开始，推进至刀盘距离接收区1m时，即贯通剩余10环时，盾构机停止掘进，检修盾构机，使盾构机处于最佳转态。在第一阶段的推进过程中需要注意以下事项；1）推进过程中严格控制推进速度和总推力，避免刀盘进刀量过大引起同步注浆分布不均匀，二次注浆时无法形成封闭环。2）在刀盘转动过程中土仓内及刀盘前加注泡沫进行刀具润滑和土体改良。3）严格把握二次注浆时间、注浆压力和注浆量，防止盾尾固结。4）合理分布注浆孔，以保证二次注浆均匀。第二阶段：盾构机刀盘进入接收区时（贯通剩余10环），倒数第20环开始进行二次补浆，二次补浆时严格控制注浆孔位置和注浆压力及注浆量。1）第二阶段推进过程中严格控制推进速度和总推力，推进速度控制在10mm/min以内，推力小于8000kN，土仓压力在0.09MPa至0.11MPa之间，在刀盘转动过程中土仓内及刀盘前加入泡沫进行土体改良。2）严格控制盾构机姿态，控制目标为水平±15mm，垂直+10～20mm之间。3）控制盾尾间隙，保证盾尾间隙的均匀，必要时安装转弯环管片进行调节。4）严格控制切口的土压力。5）推进过程连续均匀，均衡施工，保证土仓内一定土压，防止出空土仓盾构机抬头上浮。6）推进过程中加强盾尾油脂的压注，防止盾尾漏浆。7）从管片上预留的注浆孔向管片外侧注双液浆，及时施做环箍，有效封堵开挖土体与管片外壳之间的渗漏通道。8）二次注浆距离盾尾太近，会造成双液浆进入盾尾刷和同步注浆排浆孔，破坏盾尾密封刷和阻断同步注浆管道，因此钢套筒接收时双液浆选择在管片脱出盾尾5环后开始二次注浆。9）严格控制二次注浆孔位和注浆压力、注浆量，既要保证闭水环的质量，又要保证盾尾刷不被击穿。第三阶段：盾构机进入钢套筒掘进1）参数设置：推速<5mm/min；推力<4000KN，视实际推力大小，以不超过此值为原则；在钢套筒内掘进以管片拼装模式掘进。盾构机在钢套筒内掘进过程中，要确保与外界联系，密切观察钢套筒顶部的情况，一旦发现变形量超量或有渗漏时，必须立即停止掘进，及时采取补救措施。2）根据钢套筒顶部安装的压力表的读数，及时调整推进压力，避免推进压力过大。对钢套筒密封处出现渗漏状况，压力过大时，打开钢套筒后板盖上的排浆口，进行卸压。3）进套筒时姿态控制：必须以实际测量的钢套筒安装中心线为准控制盾构机姿态，要求中心线偏差控制在±20mm之内。盾构机在进入钢套筒内之后，要注意姿态控制。4）从管片上预留的注浆孔向管片外侧注双液浆，及时施做环箍，有效封堵开挖土体与管片外壳之间的渗漏通道，防止盾尾后的水进入盾尾前方。双液浆的配合比为：水玻璃：水泥浆=1:1.15，水泥浆配合比为：1:1.注浆压力为0.2～0.3Mpa。5）盾构机推到位置并完成洞门密封后，在刀盘不转情况下，出空仓内回填物。6）打开钢套筒底部的排浆管，排出剩余的浆液，并检查筒体的漏浆情况。在洞门浆液凝固后，开始拆除工作环和钢套筒7）测量与监测：盾构机到达掘进及过程加大测量频率，并复核控制点，确保盾构机到达的姿态正确，在盾构机到达前布置监测点，在端头连续墙