盾构接收施工方案

盾构接收施工方案一、工程概况

1.1项目背景

本项目为城市轨道交通X号线工程第5标段，包含区间隧道及2座车站建设，其中盾构区间左线长度为1286m，右线长度为1302m，采用两台土压平衡盾构机施工。盾构机从始发井始发后，沿设计线路向北推进，需在接收井完成接收作业。盾构接收作为隧道施工的关键环节，其施工质量直接关系到隧道结构稳定、周边环境安全及后续工程进展，需制定专项施工方案确保接收过程安全可控。

1.2工程位置及环境

接收井位于城市主干道XX路与XX路交叉口东侧，呈东西向布置。井位周边环境复杂：地面为交通繁忙路段，日均车流量约1.5万辆，距离最近建筑物为西侧的3层居民楼（距基坑边缘12m，基础形式为筏板基础）；地下管线密集，包括DN600给水管（距基坑8m）、DN800雨水管（距基坑6m）、10kV电力电缆（距基坑4m）；北侧为已运营的地铁3号线隧道（结构底板与本隧道结构净距为4.2m）。施工期间需严格控制地面沉降及管线变形，确保既有设施安全。

1.3工程与水文地质条件

1.3.1工程地质

接收井位置自上而下地层依次为：①杂填土（层厚2.1~3.5m，松散，含建筑垃圾）；②粉质黏土（层厚3.8~5.2m，可塑，压缩模量4.5MPa，内聚力28kPa）；③淤泥质粉质黏土（层厚6.0~7.5m，流塑，高压缩性，内聚力12kPa，内摩擦角8°）；④粉细砂层（层厚4.3~5.8m，中密，饱和，渗透系数1.2×10⁻³cm/s）；⑤中风化砂岩（层厚未揭穿，饱和单轴抗压强度25MPa）。隧道洞门位于④层粉细砂层中，该层稳定性差，易发生涌水涌砂。

1.3.2水文地质

地下水类型为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，潜水含水层主要为②、③层，初见水位埋深1.8~2.5m，稳定水位埋深2.3~3.0m；基岩裂隙水赋存于⑤层砂岩中，承压水头高度约为8.5m。场地环境类型为Ⅱ类，地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。

1.4设计参数

1.4.1盾构机参数

采用土压平衡盾构机，型号EPB6280，刀盘直径6.28m，主机长度9.8m，总长度约80m，总重量约450t，最大推进速度80mm/min，总推力36000kN，刀盘扭矩4500kN·m。

1.4.2隧道设计参数

隧道内径5.5m，管片外径6.2m，管片厚度350mm，宽度1.2m，强度等级C50，P10抗渗等级。管片采用错缝拼装，纵向螺栓16M36，环向螺栓12M36。

1.4.3接收井设计

接收井内净尺寸为8.5m（长）×12.5m（宽），深度26.5m，围护结构采用800mm厚地下连续墙，墙深32m，设3道混凝土支撑，洞门范围内设置φ800mm@600mm的旋喷桩加固，加固深度为隧道上下各3m，加固后土体无侧限抗压强度不小于1.2MPa。

1.5接收端工程重难点分析

1.5.1地质条件复杂

洞门位于粉细砂层，渗透系数大，地下水丰富，盾构机到达接收井前需破除洞门混凝土，易发生涌水涌砂风险，导致地面沉降及管线变形。

1.5.2周边环境敏感

接收井邻近既有建筑物、地下管线及运营地铁隧道，施工过程中需严格控制地层变形，累计沉降量控制在-10mm以内，差异沉降控制在3mm以内，确保周边设施安全。

1.5.3接收精度要求高

盾构机推进至接收井时，需精确控制姿态，确保盾构机与洞门中心偏差控制在±30mm以内，盾构机与隧道轴线夹角不大于0.3°，避免盾构机“磕头”或“栽头”导致管片破损。

1.5.4洞门密封施工难度大

洞门密封装置需适应盾构机通过时的动态变形，止水帘帘、压板、螺栓等构件安装质量直接影响止水效果，若密封失效将导致大量泥水涌入接收井。

二、施工准备

2.1施工组织设计

2.1.1人员配置

项目组需组建专业团队，确保盾构接收作业高效推进。项目经理应具备一级建造师资质，拥有8年以上盾构施工管理经验，全面负责项目统筹。技术负责人需精通盾构接收技术，熟悉本项目地质条件，持有高级工程师职称。安全工程师持证上岗，负责现场安全监督，制定应急预案。施工人员包括盾构操作手、拼装工、测量员、电工等，所有人员必须经过专业培训并持证上岗。操作手需具备3年以上盾构机操作经验，熟悉EPB6280型号设备。拼装工负责管片拼装，需掌握错缝拼装工艺。测量员负责盾构姿态监测，使用全站仪等设备确保精度。人员配置实行三班倒制，24小时作业，保障施工连续性。同时，建立人员考核机制，定期评估技能水平，确保团队稳定高效。

2.1.2设备准备

施工设备需提前检查调试，确保性能可靠。盾构机EPB6280应进行全面检修，检查刀盘、推进系统、拼装机等关键部件，更换磨损刀具，确保扭矩和推力参数符合设计要求。辅助设备包括50t履带吊车用于管片吊装，200t汽车吊用于洞门密封安装，全站仪用于测量定位，水准仪用于沉降监测。设备进场前需进行试运行测试，记录数据存档。运输设备包括20t平板车用于材料运输，配备GPS定位系统。应急设备如备用发电机、潜水泵、注浆泵等需放置现场，随时启用。设备维护实行专人负责制，每日检查并记录运行状态，预防故障发生。

2.1.3材料管理

材料供应需严格把控质量和时效性。管片采用C50混凝土，P10抗渗等级，每批进场需提供合格证和检测报告，抽样测试抗压强度。螺栓使用16M36和12M36高强度螺栓，表面防锈处理，确保连接牢固。洞门密封材料包括橡胶帘帘、压板和螺栓，需选用耐高压、耐腐蚀产品，安装前进行密封试验。注浆材料使用水泥浆和水玻璃混合液，配比通过试验确定，确保流动性好、凝结时间可控。材料存储分类管理，管片堆放场地平整，防潮防晒；密封材料存放在阴凉干燥处，避免老化。建立材料台账，实时跟踪库存，提前30天采购，避免延误。材料验收实行双人签字制，不合格品立即退场。

2.2技术准备

2.2.1图纸审核

施工前需全面审核设计图纸，确保与现场条件一致。组织设计院、监理方和施工方召开图纸会审会议，重点核对隧道轴线、洞门位置、接收井尺寸等参数。检查地质剖面图，确认粉细砂层分布和地下水水位，避免与实际不符。审核管片拼装图，验证错缝拼装角度和螺栓位置。核查管线分布图，确保给水管、雨水管和电力电缆位置准确。发现问题及时反馈，如洞门加固深度不足时，要求设计院调整旋喷桩参数。图纸审核形成会议纪要，各方签字确认，作为施工依据。

2.2.2方案编制

编制专项施工方案，针对接收难点制定详细措施。方案内容包括接收流程、姿态控制、洞门密封、应急处理等。接收流程分阶段：盾构机到达前100m减速推进，每环测量姿态；到达前50m停机检查，确保轴线偏差小于±30mm；洞门破除时同步安装密封装置。姿态控制采用自动导向系统，实时调整推进油缸，避免“磕头”或“栽头”。洞门密封设计三层结构：内层橡胶帘帘、中层压板、外层螺栓，安装时预留变形空间。应急处理预案包括涌水涌砂、地面沉降等场景，配备沙袋、速凝剂等物资。方案需经专家评审，通过后报监理审批，方可实施。

2.2.3交底培训

技术交底和人员培训是关键环节。施工前组织全员交底会议，项目经理讲解方案要点，技术负责人演示操作流程，安全工程师强调风险点。培训内容包括盾构接收工艺、设备操作、安全规范等。操作手模拟演练，练习姿态调整和紧急停机；拼装工练习管片拼装，确保螺栓扭矩达标；测量员培训全站仪使用，掌握数据采集方法。交底记录存档，人员签字确认。培训后进行考核，不合格者重新培训。同时，制作操作手册图文并茂，发放给每位工人，方便随时查阅。

2.3现场准备

2.3.1场地清理

接收井周边场地需提前清理，确保施工空间充足。清除地面杂物、障碍物，平整场地，设置排水沟防止积水。交通繁忙路段协调交管部门，划定施工区域，设置警示标志和临时围挡。地下管线区域开挖探沟，暴露管线位置，标注保护范围。清理完成后，进行场地硬化处理，铺设钢板供设备通行。清理工作由专人负责，每日检查场地状况，保持整洁有序。

2.3.2临时设施

临时设施搭建满足施工需求。办公室采用集装箱式，配备空调和网络；仓库存储材料，分类分区；休息室提供饮水和急救箱。水电系统接入市政管网，安装电表和水表，确保稳定供应。排水系统设置沉淀池，处理施工废水，达标后排放。通信系统对讲机全覆盖，保障现场联络。临时设施位置规划合理，远离危险区域，如高压电线和建筑物。搭建前办理相关手续，符合安全规范。

2.3.3安全防护

安全防护措施贯穿整个准备阶段。围挡高度2.5m，采用彩钢板，设置门禁系统限制人员进出。洞门周边安装防护栏杆，悬挂安全网，防止人员坠落。地下管线区域设置警示带，配备专职监护员。安全通道铺设防滑垫，照明充足。应急预案包括消防器材、急救箱和应急电话，定期演练。安全检查每日进行，记录隐患并整改，确保零事故。防护用品如安全帽、反光衣、手套等发放到位，强制佩戴。

三、盾构接收施工工艺

3.1盾构接收前姿态调整

3.1.1盾构机轴线控制

盾构机进入接收段前100m时，测量组需每5环复测一次盾构机姿态，采用全站仪和自动导向系统同步监测。当实测轴线与设计轴线偏差超过±20mm时，启动纠偏程序。操作手通过调整推进油缸分组压力，使左侧油缸压力较右侧高0.5~1MPa，逐步将盾构机推回设计轴线。纠偏过程中控制每环纠偏量不超过5mm，避免过度调整导致管片破损。

3.1.2铰接姿态优化

盾构机铰接角度直接影响接收姿态。技术人员根据测量数据计算铰接油缸行程差，将铰接角度控制在0.2°~0.3°范围内。当盾构机出现“上翘”趋势时，增大下部铰接油缸行程差；若出现“下俯”趋势，则增大上部油缸行程差。每调整后测量铰接角度变化，确保盾构机俯仰角控制在±0.1°以内。

3.1.3滚角修正

盾构机滚角偏差会导致管片错台。操作手通过调整刀盘旋转方向修正滚角：当正滚角超过0.3°时，暂停刀盘正转，改为反转5~10秒；负滚角超过0.3°时，暂停反转改为正转。每次调整后记录滚角变化值，直至滚角控制在±0.2°范围内。

3.2洞门处理与密封装置安装

3.2.1洞门混凝土破除

盾构机刀盘距洞门1.5m时，停止推进并安装洞门密封装置。破除顺序采用自上而下分层作业：先凿除上部1/3混凝土，安装上部密封压板；再凿除中部1/3，安装中部密封；最后凿除下部1/3，完成全部密封安装。破除时采用风镐配合人工清理，避免冲击波扰动周边土体。每层破除高度控制在0.8m以内，同步安装φ32mm的临时支撑钢架，防止洞门坍塌。

3.2.2密封装置安装工艺

洞门密封装置由三层结构组成：内层橡胶帘布、中层钢压板、外层螺栓紧固。安装前在洞门预埋钢环表面涂抹密封胶，确保接触面平整。橡胶帘布采用双层硫化橡胶板，厚度12mm，安装时预留50mm压缩量。钢压板采用Q235B钢板，分6块弧形板块拼装，每块用M20螺栓固定于预埋钢环上。螺栓紧固采用对角顺序，分三次拧紧，最终扭矩达到300N·m。

3.2.3密封效果检测

安装完成后进行密封性测试：在密封装置外侧涂抹肥皂水，启动盾构机以10mm/min速度推进，观察肥皂水是否产生气泡。若发现气泡，立即停止推进并补充密封胶。同时监测接收井内水位变化，每小时记录一次，若水位上升超过5mm/h，需重新检查密封装置。

3.3盾构机接收与管片拼装

3.3.1盾构机推进控制

盾构机刀盘接触洞门密封装置后，将推进速度降至5mm/min，刀盘转速降至0.5rpm。操作手密切观察推进油缸压力变化，当压力波动超过±10%时暂停推进。盾构机完全进入接收井后，立即停止刀盘旋转，防止刮伤井壁。推进过程中同步进行二次注浆，浆液配比水泥:水玻璃=1:0.3，注浆压力控制在0.3MPa以内。

3.3.2管片拼装工艺

盾构机进入接收井后，拼装机从最后拼装环开始逐环拆除。拆除前在管片接缝处注入聚氨酯密封膏，防止漏水。拆除顺序先拆除底部管片，再拆除侧部管片，最后拆除顶部管片。每拆除一环后，立即清理管片表面混凝土渣，并用高强度螺栓连接相邻管片。螺栓扭矩采用扭矩扳手控制，达到350N·m后持荷5秒。

3.3.3管片防水处理

管片拼装完成后，在接缝处粘贴遇水膨胀橡胶条，厚度8mm，宽度30mm。橡胶条安装前清理接缝表面，确保无灰尘和积水。对于渗漏部位，采用水溶性聚氨酯注浆处理，注浆压力控制在0.2MPa以内。管片内表面喷涂水泥基渗透结晶防水涂料，涂层厚度不小于1.5mm。

3.4施工过程监测与控制

3.4.1地表沉降监测

在接收井周边30m范围内布设沉降观测点，间距10m。盾构机进入接收段前24小时开始监测，每2小时记录一次数据。累计沉降量超过5mm时，立即启动注浆补偿，在隧道两侧3m处打设φ50mm注浆孔，注入1:1水泥浆。差异沉降超过3mm时，调整注浆位置和压力，确保沉降均匀。

3.4.2管片变形监测

在最后10环管片上安装应变计，每环布置4个测点，分别位于拱顶、拱腰、拱底。监测频率与地表沉降同步，重点关注管片环向和纵向变形。当应变值超过设计允许值的80%时，停止推进并检查螺栓扭矩，必要时增加临时支撑。

3.4.3地下管线保护

对邻近DN600给水管和10kV电力电缆安装位移监测点，监测频率每1小时一次。位移超过3mm时，立即暂停施工，采用隔离桩和注浆加固管线周边土体。电力电缆区域采用非开挖探测仪定位，确保施工机械安全距离不小于2m。

四、质量与安全管理

4.1质量控制

4.1.1材料检验

管片进场时需逐块检查外观质量，表面无裂缝、掉角、露筋等缺陷，尺寸偏差控制在±2mm以内。螺栓使用前进行扭矩复测，确保达到设计要求的350N·m。注浆材料每批次取样进行流动性试验，坍落度控制在180±20mm。橡胶密封圈需抽样进行压缩永久变形测试，在70℃环境下24小时后变形率不超过20%。所有材料检验记录需同步上传至质量管理系统，留存备查。

4.1.2过程控制

盾构推进过程中，每环管片拼装后立即检查环向平整度，使用2m靠尺测量，间隙不大于4mm。螺栓安装采用扭矩扳手分级拧紧，第一次拧至200N·m，第二次拧至300N·m，第三次检查确认达到350N·m。同步注浆压力实时监控，与理论压力偏差超过0.1MPa时自动报警。管片接缝防水施工前，用高压水枪清理接缝，确保无杂物残留。

4.1.3验收标准

盾构接收完成后，隧道轴线偏差需控制在±30mm以内，管片椭圆度不超过设计直径的3%。管片接缝渗漏点数量每环不超过2处，且渗漏量小于0.05L/min。地表沉降累计值不超过15mm，差异沉降小于5mm。验收采用三方联合检查，施工方自检、监理复检、业主终检，合格后签署验收报告。

4.2安全管理

4.2.1风险识别

施工前组织技术人员开展专项风险评估，识别出5类主要风险：洞门破除时涌水涌砂风险、盾构机姿态突变风险、管片拼装失稳风险、地下管线损坏风险、高处作业坠落风险。针对每类风险制定控制措施，如涌水涌砂风险要求在洞门周边打设3排φ600mm降水井，水位降至洞门以下2m。

4.2.2安全措施

所有进入施工现场人员必须佩戴安全帽、反光背心、防滑鞋，高处作业系挂安全带。盾构机操作室设置紧急停机按钮，操作手每2小时检查一次制动系统。管片拼装区设置防护栏杆，高度1.2m，底部安装300mm挡板。地下管线区域开挖1m深探沟，暴露管线后设置警示标识，施工机械保持2m安全距离。

4.2.3应急预案

制定7类突发事件应急处置流程：涌水涌砂时立即关闭洞门密封装置，启动3台功率30kW的潜水泵抽排；盾构机姿态突变时暂停推进，调整推进油缸压力；管片拼装失稳时使用临时钢支撑加固；管线损坏时关闭阀门并通知产权单位；高处坠落时立即拨打120并实施急救。应急物资储备包括500个沙袋、2吨速凝剂、2套担架、10个急救箱，每月检查一次物资状态。

4.3环境保护

4.3.1噪声控制

盾构机选用低噪声液压系统，运行时噪声控制在75dB以下。夜间22:00至次日6:00禁止产生较大噪声的作业，如管片吊装。运输车辆进出工地限速20km/h，禁止鸣笛。在接收井周边设置2m高的隔声屏障，采用吸声材料制作。

4.3.2泥浆处理

同步注浆产生的废浆通过管道输送至泥浆处理站，采用化学絮凝沉淀法处理。处理流程为：加入聚丙烯酰胺溶液搅拌→静置沉淀→上清液回用→底泥外运至指定弃渣场。处理后的泥浆含水率控制在60%以下，符合城市建筑垃圾管理规定。

4.3.3扬尘防治

施工场地主要道路每天洒水降尘4次，土方作业时开启雾炮机。管片堆放区覆盖防尘网，材料运输车辆车厢密闭。洞门破除作业采用湿法作业，边破除边喷水，减少粉尘扩散。施工现场设置PM2.5监测仪，实时显示空气质量，超标时启动应急降尘措施。

五、施工进度与资源配置

5.1施工进度计划

5.1.1总体进度安排

盾构接收施工总工期为30天，分为三个阶段：前期准备阶段10天，主体施工阶段15天，验收退场阶段5天。前期准备包括场地清理、设备调试、材料进场；主体施工涵盖姿态调整、洞门破除、盾构接收、管片拼装；验收退场涉及管线恢复、设备拆除、场地清理。关键节点为盾构机进入接收井（第15天）和管片拼装完成（第25天），需优先保障资源投入。

5.1.2阶段进度分解

前期准备阶段细化5项任务：第1-3天完成场地硬化与临时设施搭建；第4-6天进行盾构机检修与设备试运行；第7-8天材料进场检验与存储；第9-10日技术交底与人员培训。主体施工阶段按日推进：第11-14日盾构姿态调整与洞门加固检查；第15日洞门破除与密封安装；第16-20日盾构推进与同步注浆；第21-25日管片拼装与防水处理；第26-28日监测数据采集与问题整改。验收退场阶段：第29日三方联合验收；第30日设备退场与场地清理。

5.1.3进度控制措施

采用三级进度管控机制：每日晨会检查当日计划完成情况，每周召开进度协调会解决资源冲突，每月进行进度偏差分析。关键路径上设置预警值：盾构推进速度低于3mm/min时启动纠偏，管片拼装超时2小时时增加拼装班组。建立进度滞后应急响应：当累计延误超过3天时，启动备用设备（如增加一台注浆泵），并延长每日作业时间至22:00，但确保连续作业不超过8小时。

5.2资源配置计划

5.2.1人力资源配置

施工高峰期需配备45名专业人员，分三个班组轮班作业。技术组8人：测量员3人（负责盾构姿态与沉降监测）、技术员3人（方案实施与数据记录）、质检员2人（材料与工序检查）。操作组25人：盾构操作手2人（持证上岗）、拼装工12人（分两组错拼作业）、注浆工4人（浆液配制与泵送）、电工2人（设备维护）、普工5人（材料运输与清理）。安全组7人：安全工程师2人（现场巡查）、专职安全员3人（危险区域监护）、急救员2人（应急处理）。人员实行“双控”管理：技能考核与每日考勤结合，缺岗时从备用库调配，确保关键岗位24小时在岗。

5.2.2设备资源配置

主设备按“1+1”模式配置：1台主盾构机EPB6280，1台备用盾构机（存放于项目基地）。辅助设备包括200t汽车吊1台（洞门密封安装）、50t履带吊1台（管片吊装）、全站仪2台（测量定位）、水准仪3台（沉降监测）、注浆泵2台（同步注浆）。应急设备：30kW潜水泵3台（应急排水）、柴油发电机1台（备用电源）、速凝剂喷射机1台（堵漏处理）。设备实行“三定”管理：定人操作（如盾构操作手固定）、定期保养（每日检查油液）、定责维护（设备故障追责至责任人）。

5.2.3材料资源配置

主要材料按“15天储备”原则配置：管片300环（C50混凝土，P10抗渗等级），螺栓500套（16M36/12M36高强度），注浆材料水泥50吨、水玻璃10吨，密封材料橡胶帘布200㎡、压钢板50块。辅助材料：聚氨酯密封膏200kg、遇水膨胀橡胶条500m、水泥基防水涂料1吨。材料管理实行“双签”制度：领料单由施工员与材料员共同签字，建立“进-耗-存”动态台账。特殊材料如密封胶需在恒温仓库存储（温度15-25℃），避免老化失效。

5.3资源动态管理

5.3.1资源调配机制

建立“需求-供应”联动系统：每日20:00前，施工组长提交次日资源需求清单，材料组根据库存与进度计划安排供应。当盾构推进速度加快时，自动触发管片与注浆材料优先配送；若遇设备故障，调度中心立即启用备用设备并联系厂家技术支持。人力资源实行“弹性调配”：拼装班组支援注浆作业，测量员协助质检员复测数据，确保工序衔接无间断。

5.3.2成本控制措施

实行“三级成本核算”：班组每日填报材料消耗表，技术员复核用量，成本会计周度分析差异。重点控制三项成本：管片损耗率控制在1%以内（通过优化拼装工艺减少破损），注浆材料节约率5%（调整浆液配比减少浪费），设备能耗降低8%（优化液压系统压力）。建立成本预警机制：单环成本超预算10%时，暂停施工并分析原因，如螺栓扭矩不足导致返工时，立即组织工艺培训。

5.3.3信息化管理应用

采用BIM技术实现资源可视化：将盾构机位置、管片拼装进度、材料库存等信息集成至三维模型，实时更新施工状态。通过物联网设备采集数据：盾构机推进压力、注浆流量、地表沉降值自动传输至云端平台，生成进度曲线与资源消耗报表。移动端APP支持现场人员实时查询：施工员可查看下一环管片编号，安全员可调阅管线位置图，确保信息传递零延迟。

六、验收与总结

6.1验收程序

6.1.1预验收

盾构接收施工完成后，由施工方组织内部预验收。技术组对照设计图纸逐项检查：隧道轴线偏差使用全站仪复测，确保在±30mm范围内；管片拼装质量采用2m靠尺检测平整度，间隙不大于4mm；洞门密封装置进行闭水试验，持续24小时无渗漏。安全组检查临时支撑拆除后的井壁稳定性，监测数据归档分析。预验收发现的问题形成整改清单，责任到人，限期3日内完成整改。

6.1.2正式验收

预验收合格后，由建设单位组织监理、设计、施工四方联合验收。验收组现场核查：管片螺栓扭矩采用扭矩扳手抽检，合格率需达100%；地表沉降点数据对比设计值，累计沉降量不超过15mm；地下管线位移复核，确保无变形异常