tbm竖井施工方案

TBM竖井施工综合技术方案一、总体施工部署1.1工程概况本工程为直径6.5m、深度85m的圆形竖井，地质条件以中风化砂岩为主，局部含裂隙水。井筒结构采用"超前支护+管片衬砌"复合支护体系，设计开挖直径6.8m，净空直径5.9m，井底设环形集水沟及排水泵房。工程需同步完成TBM接收井主体结构、洞口段加固及附属设施施工，总工期控制在180天内。1.2施工分区规划地面作业区划分：主机组装区（20m×30m）：采用30cm厚C30钢筋混凝土硬化，设置2×50t龙门吊基础材料周转区（15m×20m）：划分管片存放区（承载力≥200kPa）、钢材加工区、水泥罐基础渣土中转区（10m×15m）：配置2台45t自卸汽车位，设置洗车平台及三级沉淀池井下作业区布置：上部掘进区（+350m~+300m）：反导井施工段，配置临时通风及照明系统下部扩挖区（+300m~+265m）：全断面开挖段，设置环形作业平台井底作业区（+265m~+260m）：集水沟、泵房及TBM接收轨道基础施工1.3施工流程规划前期准备阶段（1-15天）：完成施工放样、控制点布设、设备进场调试导井施工阶段（16-60天）：先施工2m直径反导井（+303.5m~+345m），同步进行正导井（+350m~+356.7m）开挖，在+350m处实现导井贯通扩挖衬砌阶段（61-130天）：自上而下全断面扩挖，同步安装管片并进行豆砾石回填灌浆收尾验收阶段（131-180天）：井底结构施工、设备拆除、竣工清理及验收二、关键施工技术2.1导井施工工艺反导井施工采用YT24型风钻湿式凿岩，钻杆长度5m，环形布孔12个，孔深4.5m，装药采用φ32mm乳化炸药，单循环进尺4m。施工平台采用圆木框架结构，立杆选用φ200mm松木，横向间距1m，步距0.8m，设置双绳防坠系统。正导井施工在反导井施工至+345m时启动，采用激光投点仪控制轴线偏差（允许偏差≤50mm/100m）。当正导井掘进至+350m时，改用5m钻杆向下钻孔，与反导井形成贯通。导井贯通后立即进行轴线校核，采用弦线挂重锤法（重锤质量≥5kg），每5m校核一次中心点偏差。2.2全断面扩挖施工钻爆参数设计：钻孔直径：φ42mm，孔深5.2m，周边孔间距50cm，抵抗线70cm装药结构：掏槽孔采用连续装药（线装药密度1.2kg/m），周边孔采用间隔装药（空气柱间隔20cm）起爆网络：非电毫秒雷管分段起爆，周边孔滞后掏槽孔100ms起爆出碴系统配置：导井溜碴：安装φ2.2m钢衬管（壁厚12mm），每10m设缓冲环井底出碴：配置2台0.5m³耙斗机，通过30m长皮带运输机转运至渣仓提升系统：2JK-3.5/20型提升机，提升速度3.5m/s，箕斗容积3m³2.3管片衬砌施工管片安装工艺：管片参数：C50预制混凝土，每环6块（3标准块+2邻接块+1封顶块），宽度1.5m，厚度350mm拼装顺序：由下向上，先标准块后邻接块，最后安装封顶块，环向螺栓预紧扭矩300N·m密封处理：采用遇水膨胀橡胶止水条（膨胀倍率≥250%），嵌缝材料选用聚氨酯密封胶豆砾石回填与灌浆：回填参数：豆砾石粒径5-10mm，填充量按理论空隙体积的1.2倍控制灌浆工艺：采用双液注浆（水泥浆:水玻璃=1:0.5），注浆压力0.2-0.3MPa，初凝时间控制在15-20min质量检测：每5环进行注浆饱满度检测，采用地质雷达法扫描，缺陷区进行补注浆三、专项技术措施3.1地质超前预报综合预报体系：超前钻探：采用3台XY-2PC型钻机，超前钻孔深度30m，每循环搭接10m物探方法：地质雷达（分辨率≤5cm）与声波测试（测试范围30m）组合使用数据分析：建立岩性-波速对应关系模型，实时绘制地质剖面预测图不良地质处理：裂隙水段：采用φ42mm超前管棚（L=6m，环距30cm）+0.5MPa压注水泥-水玻璃浆液软弱夹层：实施管棚注浆加固（扩散半径≥1.5m），注浆后单轴抗压强度≥5MPa3.2施工测量控制平面控制网：地面布设4个强制对中观测墩，采用边角网测量（测角中误差≤2.5″，边长相对中误差1/200000）井下布设6个永久控制点（+350m、+320m、+290m、+265m），采用锚筋（φ25mm，L=1.5m）固定高程传递：采用钢尺悬吊法（50m钢尺，拉力100N），每30m设置高程转点井下水准测量按二等水准精度施测（闭合差≤8√Lmm）3.3机电系统保障供电系统：地面设置35kV/10kV开闭所，洞内采用双回路供电（YJV22-3×120mm²电缆）重要设备（提升机、通风机）设置UPS应急电源（持续供电≥2h）通风系统：压入式通风：洞口安装2×110kW轴流风机，风筒直径1.2m，百米漏风率≤1.5%局部通风：掌子面配备2台30kW局扇，形成接力通风系统（风量≥250m³/min）排水系统：排水管路：DN200mm耐磨钢管（壁厚8mm），每50m设伸缩节排水设备：三级排水体系，掌子面积水采用BQW30-50-15型潜水泵（扬程50m），中间段设置2台110kW离心泵（一用一备），井底设500m³/h排水泵房四、质量安全环保控制4.1质量管理体系质量控制要点：开挖轮廓：周边孔偏差≤5cm，超挖量≤15cm/2m，欠挖严禁出现混凝土强度：管片出厂强度≥设计强度80%，安装时≥100%设计强度结构尺寸：井筒垂直度偏差≤1/1000，内径尺寸允许偏差±50mm检测方法：每循环进行激光断面仪扫描（测点密度≥36点/断面）管片安装后进行三环试拼装，测量相邻管片错台量（≤3mm）每月进行一次井壁收敛监测，采用测绳法（精度±1mm）4.2安全防护措施井下作业安全：防坠落：设置双层安全平台（间距3m），作业人员配备双钩安全带爆破安全：采用电雷管起爆，警戒半径300m，爆破后通风15min方可进入瓦斯防治：配备便携式瓦斯检测仪（报警浓度0.5%），每周进行气体成分分析设备安全管理：提升系统：每日检查钢丝绳磨损情况（断丝数≤12丝/捻距），每月进行静载试验电气安全：采用TN-S接零保护系统，接地电阻≤4Ω，漏电保护动作电流≤30mA消防系统：每50m设置消防水栓，配备4kg干粉灭火器（每100m²不少于2具）4.3环境保护措施扬尘控制：地面作业区设置雾炮机（覆盖半径30m），渣土运输车辆必须加盖篷布出碴口安装喷淋系统（每2m设旋转喷头），粉尘排放浓度≤1.5mg/m³噪声控制：高噪声设备（空压机、破碎机）设置隔音棚（降噪量≥25dB）夜间施工噪声控制在55dB以下（采用低噪声设备，如液压破碎锤）废水处理：施工废水经三级沉淀（总容积≥50m³）处理后回用，悬浮物≤100mg/L油料废水经隔油池（处理能力5m³/h）处理，含油量≤10mg/L五、施工进度保障5.1进度计划控制关键线路节点：导井贯通：第45天（+350m处正反向导井贯通）扩挖完成：第100天（全断面开挖至井底设计标高）管片衬砌：第130天（完成最后一环管片安装）竣工验收：第175天（完成所有功能测试）进度保障措施：资源配置：TBM掘进采用三班制（每班8h），关键工序实行平行作业设备保障：储备关键备件（如刀盘刀具、液压元件），备用设备完好率100%进度考核：实行周进度考核与奖惩制度，延误超3天启动预警机制5.2应急管理预案常见风险应对：涌水突泥：储备200m长φ108mm排水钢管，备用4台大流量水泵（总排水能力800m³/h）塌方处理：准备速凝混凝土（初凝≤5min）、型钢支架（I20b工字钢）、注浆加固设备停电事故：自备200kW柴油发电机，确保通风、排水系统连续运行应急组织体系：成立应急指挥部，下设抢险组（15人）、技术组（5人）、后勤组（8人）每月组织一次应急演练（重点演练涌水处理、人员疏散科目）与就近医院建立绿色通道，配备井下急救箱（含AED除颤仪）六、技术创新应用6.1导井施工专利技术采用"正反导井同步施工工法"，通过优化导井贯通工艺，将传统施工周期缩短40%。具体实施中，正导井开挖至+350m时暂停，待反导井施工至+345m后，采用5m钻杆自上而下钻孔，形成直径150mm的导向孔，实现精准贯通。该工艺已申请发明专利，在类似工程中应用可节约工期25-30天。6.2智能监控系统远程监控平台实现：实时监测：刀盘扭矩、推进速度、注浆压力等28项参数预警功能：设置参数阈值（如扭矩≥额定值85%时预警）数据分析：自动生