土压平衡盾构掘进施工工艺要点

土压平衡盾构掘进施工工艺要点——以宁波地铁盾构施工为例1一、土压平衡盾构简介二、施工工艺流程三、施工工艺参数四、质量控制措施五、验收标准六、施工经验目录2PART1土压平衡盾构简介3一、土压平衡盾构简介1、盾构选型1、据地层的渗透系数进行盾构机选型，当渗透系数小于10-7m/s时，选用土压平衡盾构机；2、当渗透系数在10-7～10-4m/s之间时，既可选用土压平衡盾构机也可以选用泥水盾构机；3、当渗透系数大于10-4m/s时，选用泥水盾构机。4、地层以各种级配富水的砂层、砂砾层为主时，选用泥水盾构，其他地层选用土压平衡盾构机。4一、土压平衡盾构简介1、盾构选型1、黏土和淤泥质土为土压平衡盾构机适用的粒径级配范围；2、粗砂、细砂区进行土质改良后可选用土压平衡盾构机。5一、土压平衡盾构简介刀盘面板借助盾构推进油缸的推力通过隔板进行加压，产生泥土压力，这一压力通过碴土及刀盘作用于整个作业面，使作业面稳定。同时用螺旋输送机排土，掘进过程中始终维持开挖土量与排土量动态平衡，维持土舱内土压力稳定在预定范围内。通过安装在土舱内的土压传感器对土舱内的土压力进行测量。为保证预定的土压力，可通过控制推进速度、螺旋输送机转速和向土舱注入添加剂来控制。2、土压平衡盾构原理63、土压平衡盾构机基本构造一、土压平衡盾构简介刀具人仓主驱动螺旋机推进油缸拼装机皮带机刀盘衬砌管片盾尾刷74、盾构法的特点一、土压平衡盾构简介优点：盾构法隧道施工属于全地下施工，不受地面交通、航道、江河、气候等条件影响，能比较经济合理的保证隧道施工安全。盾构法隧道施工推进、出土、衬砌拼装等均可实行自动化、智能化，掘进速度较快，自动化程度高，所有设备集成度较高，技术含量高。地表环境保护良好，周边环境建构筑物不受隧道施工干扰，但施工中需面对复杂的地质条件。缺点：①盾构法属于系统性工程，衬砌运输、防水堵漏、施工测量、机械设备等需综合协调；②施工过程中断面固定，不能进退，小半径与浅覆土施工难度大；③设备制造周期长，区间隧道较短时经济性差。85、场地布置一、土压平衡盾构简介盾构施工场地布置根据地铁车站现场情况优化，一般包括门吊安设，集土坑、管片、油脂、风水管、钢轨及轨枕堆放场，箱变及配电系统，小型加工区、维修区，防水材料及螺栓库房，应急物资库房，车辆出入场通道，人员进出门禁，消防设施，下井通道等。94、施工依据（1）实施性施工组织设计；（2）综合应急预案；（3）专项施工方案；（4）地质勘察、建（构）筑物、管线调查报告；（5）相关规范、标准及设计文件；A．中华人民共和国《工程建设标准强制性条文》（城市建设部分）；B．《城市轨道交通工程测量规范》（GB/T50308-2017）；C．《地下铁道工程施工质量验收标准》（GB/T50299-2018）；D．《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2018）；E．《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011）；F．《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）；G．《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2017）；（6）现有的技术水平、管理水平和机械设备装备能力及施工经验。一、土压平衡盾构简介10PART2土压平衡盾构施工工艺流程11土压平衡盾构施工主要施工工艺流程图端头加固三轴搅拌桩高压旋喷桩盾构始发洞门密封始发基座盾构组装调试反力架三角支撑导轨安装负环安装及拆除洞门凿除试掘进盾构掘进姿态控制管片拼装同步注浆盾构接收姿态测量接收基座洞门密封洞门凿除盾构接收1、土压平衡盾构主要施工工艺流程主要施工工艺要点如下图：一、工艺流程12三轴搅拌桩施工2、端头加固端头加固方式为三轴搅拌桩+高压旋喷桩，三轴搅拌桩加固采用φ850@600三轴搅拌桩施工桩间搭接250mm，强加固区水泥掺量为20%，弱加固区水泥掺量为8%，水灰比1.5。三轴搅拌桩与地下连续墙间0.4m的空隙采用φ800@600三重管旋喷桩加固，桩间搭接200mm，水泥掺量为25%，水灰比为1：1，确保加固体与围护结构无渗水通道。高压旋喷桩施工（1）工艺简介二、端头加固13（2）工艺流程旋喷桩施工流程图三轴搅拌桩施工流程图2、端头加固二、端头加固14（1）场地平整正式进场施工前，进行施工范围内管线调查，清除施工场区障碍物（导墙）。然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地“三通一平”。障碍物清除2.1、三轴搅拌桩施工工艺（2）桩位放样施工前技术员根据设计图纸标定出加固区内隧道轮廓线、加固范围、桩位等。桩机定位放线二、端头加固15（3）沟槽开挖根据放样桩位，用挖机开挖工作沟槽，沟槽宽度为1000㎜，遇有地下障碍物时，利用挖机清除，直至见到原状土为止，清障后产生过大的空洞，需用原状土回填压实，重新开挖导沟以保证三轴深搅桩机施工顺利进行。沟槽开挖（4）修建灰浆拌制系统灰浆拌制系统主要设置在水泥罐附近，为便于作业及保证注浆压力距离桩机不大于50米，主要有灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成；管线连线（两根浆管、一根气管）灰浆拌置制系统（后台）二、端头加固16（5）钻机就位在开挖工作沟槽一侧铺设桩位线绳，操作人员根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动，确保钻孔轴心就位准确，桩位偏差不大于40mm。钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆垂直度误差小于1%。钻机就位钻杆调整二、端头加固17（6）搅拌注浆根据设计所标深度，钻机在钻孔和提升全过程中，保持螺杆匀速下钻，匀速提升，同时根据下钻和提升二种不同的速度（下钻1m/min,实搅提升0.5m/min），注入定量的搅拌均匀的水泥浆液（下钻20％-30％，提升70％-80％）。并注入压缩空气在土里使水泥土翻绞，使水泥土搅拌桩在凝初前达到充分搅拌，水泥与土能充分搅拌和确保搅拌桩的质量。当钻杆到桩底位置后，应喷浆搅拌30s,在水泥浆与桩端充分搅拌后，再开始提升。施工时如因故停浆，应在搅拌头下沉至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升。若停机超过三小时，需拆卸输浆管路并清洗干净。（7）沟槽清理由于水泥浆液的定量注入搅拌孔，将有一定部分水泥土被置换出沟槽内，采用挖机将沟槽内多余的水泥土清出沟槽，待水泥土凝固后外运出去，保持沟槽沿边的平整。浆液比重测量气压力设定注浆压力设定导向杆垂直度控制二、端头加固18（8）清理沟槽内泥浆由于水泥浆液的定量注入搅拌孔，将有一定部分水泥土被置换出沟槽内，采用挖机将沟槽内多余的水泥土清出沟槽，保持沟槽沿边的整洁,待泥浆初凝后外运。（9）钻机移位单根搅拌桩完成后，桩机移位，重新对中、调平进行下根搅拌桩施工。施工顺序采用单侧挤压方式。桩与桩搭接时间间隔不宜大于24小时，若因特殊原因超过上述时间，应对最后一根桩先进行空钻留出榫头以待下一批桩搭接；如间歇时间太长（如停电等）与下一根无法搭接时，应在设计和建设单位认可后，采取局部补桩或注浆措施。单侧挤压施打示意图二、端头加固192.2、高压旋喷桩施工工艺（1）场地平整正式进场施工前，进行施工范围内管线调查，清除施工场区障碍物（导墙）。然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地“三通一平”。管线调查（2）桩位放样

施工前用全站仪标定旋喷桩施工的控制点，打桩标记，经过复测合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，保证桩孔中心移位偏差小于40mm。点位放样二、端头加固（3）钻机就位钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆垂直度误差小于0.5%；造孔前应调试水泵、空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证桩体顶底标高满足设计深度。钻杆垂直度调整20（4）钻进及试桩在钻孔机械试运转正常后，开始钻进。钻进过程中注意记录好钻杆投放节数，以保证旋喷深度的准确性。正式施工以前根据设计提供的施工参数进行试桩，根据试桩的结果调整施工参数，正式施工按试桩调整后的参数进行施工。

水泥浆配制，采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1:1，浆液比重为1.5。水泥浆充分拌制并经过滤后存入贮浆桶。浆液充分搅拌后，经滤网过滤后才能使用，防止堵塞管路；水泥浆配置完成后应放入贮浆桶，且浆液存放时间不得超过3小时，否则需要重新进行拌制方能使用。（5）旋喷提升

在钻机钻到设计深度后，插入旋喷管，接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。旋喷桩试钻二、端头加固21（6）钻机移位、回灌浆液旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位，回灌浆液。（7）加固强度指标地基加固强度指标：三轴搅拌桩加固后无侧限抗压强度（28天）不小于0.8Mpa，高压旋喷桩加固后无侧限抗压强度（28天）不小于1.0Mpa。地基加固取芯加固芯样二、端头加固22盾构始发施工流程图3、盾构始发三、盾构始发盾构始发是指盾构从组装调试，到盾构完成试掘进段施工并进入地层原状土区段的过程，主要包括端头加固、安装始发基座、盾构机下井组装、安装洞门密封、安装反力架、洞圈凿除、安装负环管片、始发段掘进等工艺。233.1始发基座

始发基座是盾构机在工作井始发时的基座，它必须能够充分承受盾构机的自重，刚度、强度、稳定性满足要求。（1）施工准备：量测始发架高度及两轨面中对中距离，复测底板前中后三个断面标高。为防止盾构始发阶段盾构扣头，将盾构始发标高抬高1~2cm，并在洞门钢环处安设导轨。（2）测量放线：①根据隧道设计轴线定出始发时盾构机确切的空间位置；②根据施工实际情况定出标高，保持始发基座与隧道设计轴线垂直，垂直趋势偏差应＜2‰，水平趋势偏差应＜±3‰。始发基座三、盾构始发（3）始发架初定位：始发架中线须和隧道中线大致重合，距洞门0.8m。测量放出的标高及平面位置将始发架进行初定位，定位完成后对始发架和底板间空隙垫400H型钢。（4）始发架位置复测：①初定位完成后，由测量组进行点位和高程复测；②对始发架位置进行核对，调整平面位置；③对始发架高程进行复测，调整始发架下垫的型钢高度。（5）始发架固定：①将始发架中心轴线调整至与隧道中线重合；②垫实后将始发架与下垫型材间焊接在一起，确保始发受力时始发架不发生位移；③始发台两侧支撑采用200型钢支撑，始发架与后侧反力架间采用400H型钢连接；④始发架结构各连接处及下垫钢板必须密实，焊牢。243.2盾构组装调试1、后配套车架下井组装：按照颠倒的次序下井（即6号至1号车架的顺序），连接各类管线；2、盾构主机部分吊装下井组装：盾构主机部分按照中盾、前盾、刀盘、下盾尾、拼装机、螺旋输送机、上盾尾的次序依次吊运下井，然后与后配套车架相接。3、调试及验收：（1）空载调试盾构机组装完毕后即可进行空载调试。空载调试的目的主要是检查设备是否能正常运转。（2）负载调试空载调试完成并证明盾构机满足初步要求后，即可进行盾构机的负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封设备的负载能力，对负载调试不能完成的调试项目进一步完善，以使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。（3）井下验收完成调试后，报请业主盾构中心按照盾构井下验收相关程序进行验收。若验收存在整改项，在盾构始发前必须完成整改销项后方可始发。盾构机吊装、组装三、盾构始发253.3洞门水平探孔水平探孔是针对隧道始发洞门加固情况的检查，在盾构机始发前开始做探孔检查洞口处加固体稳定情况，预防洞门凿除时出现掌子面坍塌或涌水现象。水平探孔共计9个，钻孔直径为50mm，钻孔深度为3米，施工时将9个孔平均分布在洞门上，中间一个孔需向旁移20cm,以避免破坏测量组放出的盾构中心点。水平探孔布置图水平探孔位置喷漆定位三、盾构始发263.3洞门水平探孔脚手架平台搭设：脚手架钢管采用Φ48、无锈蚀、无裂纹钢管，平台搭设必须牢固，为了防止倾覆两边设置抛撑；脚手架纵向水平杆间距1.5米、横向水平杆间距0.8米、步距为1.8米。在各层脚手架作业区钢管上铺满木板或者走道板，并用铁丝将其固定在脚手架上，以此作为水平探孔施工平台。探孔定位：水平探孔在R=2100mm的圆上布设4个50mm孔（相互间为90°），在R=3050mm的圆上布设4个50孔（相互间为90°）。另外一个布设在洞门中心上，偏离中心200mm靠右侧。放样时，用红油漆标出孔位，当洞门钢环支撑有影响时，可做100mm的孔位调整。钻孔就位并钻孔：根据孔位，将钻机固定在洞门的地连墙，钻杆垂直地连墙钻进。水平探孔深度为3米，若遇到地连墙鼓包处，适当加深孔深；施工过程留取芯样，孔深达到设计要求后，及时向现场值班工程师进行报检确认。水平探孔施工完成后，如果洞门凿除施工过长需要将水平探孔用木塞塞住。水平探孔施工三、盾构始发273.4洞门密封装置安装洞门密封装置在盾构机组装完毕之后进行，洞门密封装置的作用是盾构在始发时防止地层泥水和背衬注浆砂浆外泄。洞门密封装置主要包括：帘布橡胶板、折页式压板、垫圈和M20鱼尾螺栓等，施工步骤如下：①脚手架平台搭设；②螺栓孔清理；③螺栓安装、拧紧；④安装帘布橡胶板：将帘布橡胶板挂在M20螺栓上并将凸缘面向洞门侧。帘布橡胶板安装前，提前检查帘布橡胶板有无破损，若有则及时更换。帘布橡胶板每5。一个φ24螺栓孔，安装时注意帘布橡胶板孔位与洞门预埋钢板孔位一一对应；⑤安装折页压板；⑥安装垫圈、拧紧螺帽；⑦盾构始发时，刀盘涂抹黄油。洞门密封三、盾构始发283.5反力架安装盾构始发时，反力架为盾构机始发时提供反推力，因此反力架支撑体系必须具有足够的刚度和强度，确保盾构能够顺利始发。始发端反力架前端中心里程确定：D＝D洞门+（L管－L洞）+（L管×N）其中：D洞门――洞门里程L洞――与洞门重合宽度L管――管片宽度N――负环管片环数三、盾构始发反力架位置示意图293.5反力架安装

盾构始发时，反力架为盾构机始发时提供反推力，因此反力架支撑体系必须具有足够的刚度和强度，确保盾构能够顺利始发。反力架安装要求：（1）材料：Φ609钢管、400H型钢、不同厚度钢板；（2）反力架位置的确定(根据车站端头结构、联络通道中心里程、负环管片确定)；（3）调整管片楔形量；（4）反力架安装前必须确保端面平整；（5）反力架基座初步定位完成后将反力架分块吊放至车站内逐块连接牢固，在测量组的配合下对反力架进行精确定位并加固牢靠；（6）反力架安装时左右偏差＜±10mm，高程偏差＜±5mm，始发台水平轴线垂直方向与反力架的夹角＜±2‰；（7）反力架各块连接螺栓必须拧紧，且螺帽必须上下错开。三、盾构始发反力架303.6三角支撑

为防止负环管片侧向变形，保证负环管片的成圆度，采用200工字钢做三角支撑。三角支撑纵向工字钢与盾构预留2cm，防止盾构机推进时挤压型钢，当负环管片脱离盾尾及时垫钢楔子，防止管片向两侧变形。3.7始发导轨

盾构机进入洞门时，由于始发台前方距洞口土体还有近0.8m的空隙，可以在洞门密封外侧延伸导轨至洞门折页压板处，导轨高度与始发支座导轨高度平齐，安装倾角位置与基准导向轨道一致，并固定导轨；为防止盾构机向前推进后刀盘下沉，在盾构推进至洞门内时，防止盾构重心悬空造成盾构磕头现象发生，在钢环内壁顺始发托架轨道的方向安装二节平行短轨道变形。三角支撑始发导轨三、盾构始发313.8负环管片安装为保证将盾构始发时的反推力均匀传递给反力架，需安装负环管片，数量根据车站始发端头尺寸确定。负环管片安装时，测量组配合进行管片旋转测量，精确拼装第一环负环管片的位置和封顶块的偏转角度。在安装第一环负环管片前，先在盾尾盾壳上安设间隙条（方钢或钢板），等待盾构主机完全进入洞内，洞口开始进行同步注浆时，将预设间隙条拆除。管片安装时从下而上，然后依次左右对称安装。为了避免负环管片全部推出盾尾后下沉，在始发台导轨上用钢楔子垫实，使其将负环砼管片托起。在拼装负环管片前，紧贴盾构机两面安装三角支撑，三角支撑与管片间隙用木楔楔紧，确保管片安装的成圆度。负环管片的安装采用整环错缝拼装。负环管片示意图三、盾构始发323.8-1负环管片安装①管片拼装点位共16个点位如上图2所示，其中靠近反力架位置负8环管片安装将F块安装在K1点的位置，其它负环管片根据间隙合理选择点位安装；②负环管片安装均不用安装软木衬垫与止水条，只要安装时保证管片安装的成圆度即可；软木衬垫与止水条自0环管片开始安装；③在安装负环管片之前，为保证负环管片不破坏盾尾刷、保证负环管片在拼装好以后能顺利向后推进，在盾壳内底部1800范围内且避开油缸安设6根长1.2m，厚度不小于盾尾间隙的方钢或钢板，以使管片在盾壳内的位置得到保证。待掘进完成0环拼装之后方可拆钢筋或方钢。④当负环管片在推出盾尾时，及时将负环管片与始发基座导轨间的空隙、管片与临时三角支撑顶面上纵向工字钢间的空隙用木楔子垫实，然后继续将管片推出直至负环管片与反力架靠紧，最后用薄钢板将负环管片与反力架之间的缝隙填实并将垫块焊接牢固；⑤每安装一块管片，立即将管片环、纵向连接螺栓插入连接，并戴上螺帽用风动扳手紧固。管片安装到位后，及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力应大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机。整环管片全部安装完后，用风动搬手紧固所有螺栓。⑥负8环安装过程中为保证上部管片稳定、过程中需焊接“7字钩”与盾尾焊接拖住管片，保证拼装过程中安全。铁楔子大样图三、盾构始发管片拼装点位图333.8-2负环管片拆除①负环管片拆除顺序应遵循先上后下的原则；②将拆除管片的相应螺栓拆除，其余不拆除的管片螺栓保留。③负环管片拆除的顺序由反力架向洞门方向进行，环向拆除顺序为先上部三块同时拆除，再左右对称逐块拆除。④采用标准环作为负环时，在拼装时，负环可采用全部拼装为1点位，以方便后期拆除。⑤起吊钢丝绳，使钢丝绳处于拉直但管片不受拉力状态，起吊管片时，为避免管片摆动，应事先拉好风缆绳，减少摆动。负环管片拆除施工三、盾构始发拆除第一块负环管片343.9防扭装置盾构始发阶段，刀盘先接触地墙保护层砼，再切削水泥土加固体，防止刀盘旋转扭矩过大，造成盾构机转动，为了确保始发安全；始发前需安装防扭装置。

防扭装置采用T形钢板，一侧与盾壳焊接，一侧与始发架保持2cm空隙；钢板采用Q235钢，厚20mm,第一块焊接在距离刀盘4.5米位置，其余间距1.5m一道，两侧对应焊接，共焊接3道防扭装置，待盾构掘进至防扭装置距离洞门500mm时，提前割除钢板，以免破坏洞门防水装置。3.10洞门拉紧装置的安装

盾构始发段车站与区间隧道的连接构造（钢筋混凝土洞圈）未做或未达到设计强度前，为防止管片在失去后盾管片支撑或盾构推力后产生松弛导致管片环缝张开，设置进洞口处隧道纵向拉紧装置，并保持到洞门现浇钢筋混凝土保护圈达到设计强度。设置位置及方法见下图。

拉紧装置采用纵向0.5cm厚5cm宽的角钢，拉紧装置在负环管片拆除前或盾构推力卸去前进行设置安装。防扭T形钢板拉紧装置三、盾构始发353.11洞门凿除

凿除围护结构的主要目的是割掉盾构机通过范围内的钢筋，使盾构机顺利进入端头加固区。

凿除施工时在盾构机与掌子面之间按照相关规范、技术要求搭设脚手架，平台搭设必须牢固。

人工进行凿除围护结构砼，凿除按照从上往下、从中间往两边的顺序进行，凿除的范围为预留洞门轮廓线内的混凝土结构。

施工时先凿除砼保护层50mm厚，并将外层钢筋焊割掉，继续凿除至暴露出内排钢筋，再按照先下后上的顺序迅速逐块割断内排钢筋并清理干净，不允许留有钢筋头。在凿除过程中，必须连续作业，确保施工安全。

凿除施工完毕后拆除脚手架，快速拼装负环管片，使盾构机抵拢掌子面，避免掌子面暴露太久发生失稳坍塌。三、盾构始发洞门凿除363.12试掘进盾构试掘进是自始发开始至第100环，通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机始发时以及推进时对周围环境的影响，掌握盾构推进参数及同步注浆量的调整方法，为全线盾构推进提供参考依据。（1）盾构试验掘进的目的：①熟悉盾构机各项性能，完成盾构整机磨合负载运转；②熟练盾构机和配套设备各项操作，掌握盾构施工操作流程和施工顺序；③检验后配套设备的匹配能力，如垂直运输系统、水平运输系统等；④安全地通过始发段，保证地面建筑物和地下管线的安全；⑤收集数据，积累经验，为下一步正常快速的掘进施工提供参考依据和信息。（2）确定参数：①土仓压力：掘进三环后逐步加压，根据隧道埋深、土层状况及监测调整。②总推力、扭矩；③碴土改良：泡沫剂计划用量；④出碴量控制；⑤同步注浆；⑥盾构姿态调整。三、盾构始发37盾构掘进施工流程图4、盾构掘进四、盾构掘进盾构掘进施工主要内容包括试验段掘进，正常段掘进姿态控制、管片拼装、同步注浆及二次注浆等，盾构正常段掘进施工流程如图。384.1盾构姿态（1）盾构掘进姿态控制1）采用隧道自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测，30～50m人工复测2）采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向3）当盾构偏离轴线时，严格控制盾构低速匀速掘进（2）轴线控制技术措施1）盾构机滚动角：通过改变刀盘旋转方向调节2）盾构机竖直方向控制，竖向轴线±30mm，倾角±3mm/m3）盾构机水平方向的控制，水平轴线±30mm，倾角±3mm/m（3）盾构掘进姿态调整与纠偏1）滚动纠偏2）竖直方向纠偏3）水平方向纠偏4）在小半径转弯和变坡段，必要时可利用盾构机的铰接来实现姿态纠偏人工复测导向系统四、盾构掘进394.2管片拼装（1）防水材料安装

弹性密封垫、传力衬垫的安装必须按设计要求进行。

安装时应特别注意，弹性密封垫必须精确地粘贴在凹槽的正中位置，以保证管片拼装时弹性密封垫能以最大面积接触。

在存放管片进行密封垫粘贴的场地配备防雨、防潮设备，避免密封垫或软木传力衬垫淋雨、受潮而损坏。

在管片拼装前，采用空气隔膜泵排除拼装区域的废水，防止弹性密封垫和膨胀条损坏。吊装前检查防水材料粘贴四、盾构掘进404.2管片拼装（2）管片拼装本标段管片按设计采用错缝拼装方式，封顶块安装点位以满足隧道线形和盾构姿态为准。隧道采用通用环管片，双面楔形设计。封顶块安装前，应对止水条进行润滑处理，安装时先径向插入2/3，调整位置后缓慢纵向顶推插入成环。四、盾构掘进管片拼装施工流程图A.依次启动过滤冷却泵、辅助泵、推进泵、管片安装机泵；B.在主机室将盾构机工作模式转换到管片安装模式下；C.通过遥控器的控制收回第一块管片安装区域的所有油缸。D.通过遥控器的控制输送小车将第一块管片输送到安装机下方。E.管片安装机抓牢管片后将其安装到最终位置，安装过程中要进行一系列的定位调整，可以通过在遥控器上调整油缸翻转和旋转等将其准确定位。F.为定位好的管片穿上螺栓和螺帽，但暂时不拧紧。G.将推进缸伸出，顶住管片，安装管片过程中，一般把推进油缸压力调到30-40Bar。用风动扳手将螺栓紧固。414.2管片拼装（2）管片拼装在施工过程中要加强控制，为防止管片拼装时产生错台，紧固螺栓前必须认真地进行对位；管片连接螺栓必须拧紧，螺栓紧固采取多次紧固的方式。管片拼装过程中初紧一次螺栓；盾构掘进下一环时，借助推进油缸推力的作用，再一次紧固所有的螺栓尤其是纵向螺栓。管片拖出盾尾后，对所有环、纵向螺栓进行第三次复紧。盾构掘进时定期检查管片环面超前量，当超前值过大时采用改变封顶块的位置给予纠正，保证管片整环环面与隧道轴线的垂直度。管片拼装螺栓复紧四、盾构掘进424.3同步注浆为了减少和防止地表沉降，在盾构掘进过程中，要尽快在脱出盾尾的衬砌管片背后同步注入足量的浆液材料充填盾尾环形建筑空隙。根据本标段的地质及线路情况，注浆量一般为理论注浆量的1.3～1.8倍。同步注浆时要求在地层中的浆液压力大于该点的静止水压及土压力之和，做到尽量填补的同时又不产生劈裂。注浆压力过大，管片周围土层将会被浆液扰动而造成后期地层沉降及隧道本身的沉降，并易造成跑浆；而注浆压力过小，浆液填充速度过慢，填充不充足，会使地表变形增大。四、盾构掘进砂浆下料中板储浆同步注浆流程图434.4补强注浆二次补强注浆一般在管片与岩壁间的空隙充填密实性差，致使地表沉降得不到有效控制或管片衬砌出现较严重渗漏的情况下实施。施工时根据地表沉降监测反馈信息，结合洞内采用超声波或其他手段探测管片衬砌背后有无空洞的方法，综合判断是否需要进行二次注浆。二次注浆采用双液浆作为注浆材料，能对同步注浆起到进一步补充和加强作用。同时也是对管片周围的地层起到充填和加固作用。当地下水特别丰富时，需要对地下水封堵。同时为了及早建立起浆液的高粘度，以便在浆液向空隙中充填的同时将地下水疏干（将地下水压入地层深处），获得最佳填充效果，这时需要将浆液的凝胶时间调整至1min，必要时二次注浆可采用水泥-水玻璃双液浆。四、盾构掘进二次补强注浆44盾构接收施工流程图5、盾构接收五、盾构接收盾构的到达工作内容包括：盾构机定位及接收洞门位置复核测量、接收基座安装、洞门密封安装、洞门凿除等。45五、盾构接收5.1姿态测量（1）贯通前联系测量：盾构机距离贯通面150～200米时进行区间隧道贯通前联系测量。（2）盾构机姿态复核：在盾构推进至盾构到达范围时，对盾构机的位置进行准确的测量。（3）洞门中心位置复核：钢环安装完成后、盾构机到达前，对洞门钢环中心位置复核。（4）盾构姿态调整：盾构机到达贯通面前50m，按照实际的洞门钢环位置对盾构机姿态进行调整。管片姿态测量盾构机姿态465.2接收基座安装（1）底板清理

安排专人对端头井底板进行抽水及清理底部淤泥。（2）底板标高测量

测量组人员现场测得底板实际标高，技术人员根据接收架轨距及底板实际标高，计算接收架高度。（3）接收架安装

由测量组人员对接收架位置进行测量放点，将接收架吊入底板，利用吊耳、葫芦、钢丝绳等将接收架根据端头井中线位置进行移动并调整。（4）接收架轨道标高复测

接收架根据端头井中线安装完毕后，测量组根据计算标高对接收架轨道标高进行复测，现场根据复测结果进行调整。（5）接收架加固

接收架经测量组复核数据无误后，开始进行焊接加固，焊缝应饱满，且无咬肉烧伤现象接收架定位及安装五、盾构接收475.3洞门密封（1）脚手架平台搭设（2）利用脚手架钢管搭设的作业平台，及时清理预埋在洞门钢环上的螺栓孔，保证孔内无杂物，螺杆能顺利的旋入到预计位置；（3）螺栓孔彻底清理后，将M20螺栓安装、拧紧，安装的同时注意保持外露端头螺纹的完整无损坏；（4）安装帘布橡胶板。（5）安装折页压板（6）安装垫圈（7）安装M20螺栓螺帽洞门密封五、盾构接收485.4洞门凿除洞门混凝土自上而下，从中间到两边共分为9个区域，洞门钢筋自下而上，从中间到两边分为9个区域。顺序：破除50mm厚地连墙混凝土保护层→割除地连墙背土侧钢筋→凿除地连墙混凝土→割除地连墙迎土侧钢筋→清理废碴→盾构接收。施工时采用风镐从上往下、从中间往两边凿除地下连续墙50mm厚的混凝土保护层，再按照从下往上的顺序割除地连墙背土侧钢筋，继续从上往下、从中间往两边凿除混凝土至暴露出地连墙迎土侧钢筋，待盾构机调试完成，再迅速依序逐块割断地连墙迎土侧钢筋，不允许留有钢筋头，不允许洞圈范围内留有混凝土块,清理完毕后，地连墙迎土侧混凝土保护层保留不凿除。洞门清渣洞门凿除效果分块示意图五、盾构接收49四、盾构接收5.5盾构接收盾构接收前完成接收架的定位安装，一般接收标高较推进的实际标高低1~2cm，并在接收架的轨道上涂抹黄油，便于盾构机上接收架。盾构机初次上接收架需要洞外接收点、盾构主机室通话畅通，便于微调接收姿态。洞门帘布橡胶板包裹住刀盘时，按照同步注浆量继续充填空隙，每环随掘进随注入。计算好最后一环管片位置后，在该环管片脱出第二道盾尾刷进入第三道盾尾刷时停止掘进，空隙开始充填水泥浆水玻璃混合物，注入数量为盾尾后部3环管片。完成盾尾空隙充填后1小时，可打开上部注浆孔球阀检查渗漏。无渗漏时，盾尾与管片快速分离，通过单块底部管片将盾构机逐步顶至接收架拆机位置。盾构机与盾尾脱离后，快速完成接收环管片与洞门钢环封闭，最后充填注浆，完成盾构接收工作。钢板封堵洞门盾构机上接收架盾构机步进50PART3土压平衡盾构施工工艺参数51一、端头加固端头加固一般有三轴搅拌桩+旋喷桩、旋喷桩、冷冻法、注浆等方式。宁波地质稳定，端头加固方式一般采用三轴搅拌桩+高压旋喷桩。加固范围以包裹盾构主机并预留一定的封堵渗漏通道的区域为原则。一般加固范围为：横、竖向为隧道轮廓线外一倍的隧道半径，纵向不小于盾构主机长度＋（1.5～2m）。宁波地区常用盾构内径5.5m，地基加固宽度为9m，其中三轴搅拌加固为8.6m，地连墙与搅拌桩之间0.4米的缝隙采用高压旋喷桩填充。序号项目施工参数1桩径850mm2水泥掺量8%、20%3气压0.6-0.8Mpa4浆液压力0.5-1.0Mpa5实桩浆液流量下钻：330L/min提升：330L/min6下沉速度1m/min7提升速度0.5m/min8实桩每米水泥用量538kg三轴搅拌桩施工参数序号项目施工参数1桩径0.8m2孔距、排距0.45m3水泥掺量250kg/m4喷嘴直径1.8mm5浆液压力3MPa6气压0.7MPa7气流量1m3/min8旋转速度10r/min9提升速度12～14cm/min10单桩浆液用量6.4m³11单桩注浆时间137min/160min12水压25MPa旋喷桩施工参数参数要求52二、同步注浆同步注浆方量计算公式：Q=V·λ式中：Q——注入量（m3）λ——注浆率（取1.3～1.8，曲线地段及砂性地层段取较大值，其它地段根据实际情况选定）V——盾尾建筑空隙（m3）V=π（D2-d2）L/4式中：D——盾构切削土体直径（即为刀盘直径6.34m）d——管片外径（6.2m）L——单环长度（1.2m）V=π[（6.342-6.22）×1.2]÷4=1.65m3故正常段掘进时注浆量控制在2.15～2.97m3。通常同步注浆压力一般为1.1～1.2倍的静止土压力，砂性土中一般为0.2～0.5Mpa，粉性土中一般为0.2～0.3Mpa。参数要求53二、同步注浆本工程同步注浆液采用商品砂浆，具有高容重、高剪切强度的厚浆，水泥砂浆基准配合比如下表所示。该浆液通过试验确定浆液配比，泌水率≤12%，坍落度为12～14cm，浆液比重≥1.9，确保在列车震动和7度地震下不液化，暂定配合比如下表参数要求54三、管片拼装宁波轨道交通工程管片采用双面楔形通用环管片，外径6200mm，内径5500mm，环宽1200mm，厚350mm。楔形量最大37.2mm。管片按设计采用错缝拼装方式，封顶块安装点位以满足隧道线形和盾构姿态为准。封顶块安装前，应对止水条进行润滑处理，安装时先径向插入2/3，调整位置后缓慢纵向顶推插入成环。序号项

目允许偏差备注1衬砌拼装直径椭圆度偏差≤±12mm2相邻衬砌环间高差≤4mm3环、纵缝张开量≤2mm管片拼装施工参数参数要求55四、土仓压力参数要求盾构推进时应合理设定土仓压力，当盾构机掌子面压力和地层的压力达到平衡时，地层才能够保持稳定，否则会造成地层的隆起或坍塌。以宁波5号线泗前区间为例，某段隧道中心埋深12.2m，地面从上至下土层厚度为①3b淤泥质黏土5.2m，②2a淤泥4.4m，②2b淤泥质黏土2.6m。土的天然重度①3b淤泥质黏土r=17.4KN/m3,②2a淤泥r=16.8KN/m3，②2b淤泥质粘土r=17KN/m3。盾构刀盘中心位于②2b淤泥质粘土层，勘察报告内摩擦角=10.8°，粘聚力c=14.7kpa,土的侧向静止平衡压力系数k0=0.62。1）主动土压力：=(17.4*5.2+16.8*4.4+17*2.6)*0.69-2*14.7*0.83=0.119Mpa2)静止土压力：k0γh=0.62*(17.4*5.2+16.8*4.4+17*2.6)=0.129Mpa3)被动土压力计算：=(17.4*5.2+16.8*4.4+17*2.6)*1.46+2*14.7*1.21=0.34Mpa盾构掘进时计算最小土压0.12Mpa，被动土压0.34Mpa，取静止土压+0.02Mpa，故土仓压力设定值为0.15Mpa。56五、试掘进参数（1）土仓压力盾构始发过程中，土压力设定值应逐步上调，拼装完成第-1环推进0环时掘进土压设定由0MPa逐步递增至0.08MPa，直至刀盘即将出加固区，土压设定值0.15Mpa,在此期间盾构机土压设定值应均匀上调，并根据盾构机推力、刀盘扭矩、出土情况及监测数据对土压设定值作出调整。（2）出碴量的控制区间每环理论出土量（实方）为Q=3.17*3.17*π*1.2=37.86m3/环，盾构推进出碴量控制在理论出土量的98%～102%之间，即37.11～38.62m3/环（实方），折算虚方（取松散系数1.3），即48.24～50.21m3/环。（3）推进速度掘进速度及推力的选定以保持土仓压力为目的，根据施工的实际情况确定并调整掘进速度及推力。盾构初始阶段（盾构始发后15m）应适当降低掘进速度，以10～20mm/min为宜。始发段正常情况下为20～40mm/min。（4）盾构轴线及地面沉降控制盾构轴线偏离设计轴线不大于±50mm，地面隆陷控制在+10mm～-30mm。在始发掘进时，严格控制盾构机的各组油缸压力不大于70bar，盾构机总推力1000T～1300T。

参数要求57PART4土压平衡盾构质量控制措施58一、端头加固1.1三轴搅拌桩施工质量控制（1）施工准备①场地平整：管线调查、场地平整、线路布置，“三通一平”。②桩位放样：施工控制点、布设桩位。③沟槽开挖：挖机开挖、地下障碍物清除、空洞回填压实。④修建灰浆拌制系统：距离不大于50m,灰浆拌制、储存、输送设备。⑤水泥浆配置：水灰比1.5:1，浆液比重为1.37，浆液不得离析，相邻搅拌桩施工间隔不得超过24小时。原材必须经复试合格后使用。⑥钻机就位：桩位偏差≤40mm，钻杆垂直度误差＜1%。（2）搅拌注浆钻孔机械试运转正常后开始钻进，记录好钻进深度，控制好搅拌桩加固的深度范围。保持螺杆匀速下钻，匀速提升，根据速度注入水泥浆液，同时注入压缩空气使水泥土充分搅拌，确保搅拌桩的质量。施工时如遇停浆，应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5m处，恢复供浆时再喷浆搅拌提升。（3）沟槽内泥浆清理采用挖机将沟槽内多余的水泥土清出沟槽，保持沟槽沿边的整洁。（4）钻机移位单根搅拌桩完成后，桩机移位，重新对中、调平进行下根搅拌桩施工。施工顺序宜采用跳打的方式。桩与桩搭接时间间隔不宜大于24小时。591.2三重管高压旋喷桩施工质量控制（1）施工准备①场地平整：管线调查、场地平整、线路布置，“三通一平”。②桩位放样：施工控制点，布设桩位，桩孔位移偏差＜40mm。③修建排污和灰浆拌制系统：距离不大于50m,灰浆拌制、储存、输送设备；旋喷桩施工过程中将会产生10～20%的冒浆量，将废浆液引入沉淀池中处理。④水泥浆配置：水灰比1:1，浆液比重为1.5，充分拌制并经过滤后存入贮浆桶，存放时间不得超过3小时。原材必须复试合格后使用。⑤钻机就位：设备运转正常，校验钻杆长度，钻杆垂直度误差小于0.5%。（2）钻进及试桩钻孔机械试运转正常后开始钻进，记录好钻杆投放节数，正式施工以前根据设计提供的施工参数进行试桩。（3）旋喷提升在钻机钻到设计深度后，打开输浆管，接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。（4）钻机移位、回灌浆液旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位，回灌浆液。一、端头加固602.1同步注浆施工质量控制二、同步注浆注浆施工工艺标准：盾构掘进过程中，同步注浆应采用多点均匀注浆，注入流量应同掘进速度相适应，使之既能达到有效填充建筑空隙，又不会对管片成环质量产生影响，盾构注浆系统通过多个（4~6点）注浆点对盾尾管片外部建筑空隙实施同步注浆，如图所示在盾构掘进过程中，应采用双控即注浆压力达到设计最佳值、注浆量达到理论注浆量的100％以上进行控制。为达到充填密实的目的，注浆率一般应为120%～200%，并根据地层条件、隧道稳定性和环境保护要求，通过工程试验确定其合理注浆率。注浆量为：2～3.3m3/环（理论结果为1.65m3/环，系数考虑1.2～2，一般在3m3左右），注浆压力：不超过0.4Mpa。管片拼装施工参数613.1管片拼装施工质量控制三、管片拼装(1)通用环排版每环必排；(2)不能出现“大通缝”情况；(3)千斤顶行程差宜控制在50mm以内；(4)保持盾尾间隙均匀（理论值30mm），盾尾单侧间隙不足20mm时需引起重视并及时调整，并不应小于10mm；(5)管片超前量尽量与设计轴线所需超前量一致；(6)盾构姿态偏差控制在±50mm，管片坡度尽量与盾构坡度保持一致；(7)盾尾间隙要勤测，要测准；(8)管片防水材料要勤检查验收；(9)管片运输（地面门吊、井下电瓶车运输、单双梁）及拼装机必须操作规程，严防磕碰；(10)管片拖出盾尾后，对所有环、纵向螺栓进行复紧。62PART5土压平衡盾构验收标准63一、端头加固（1）端头加固质量检验①质量检验时间、内容端头加固施工质量的检验应在加固施工结束28天后，检查内容主要为：桩体强度、渗漏水、完整性等。②质量检验数量、部位检验数量为桩数的1%抽样，且数量不少于3根。检验点应布置在下列部位：荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。③检验方法检验方法采用钻孔取芯的方法取样试验，水泥搅拌桩28天无侧限抗压强度qu≥0.8Mpa，三重管高压旋喷桩28天无侧限抗压强度qu≥1.0Mpa。（2）土体加固效果验证盾构始发、接收前应在洞门位置打设9个水平探孔，探孔深度需满足穿透高压旋喷桩范围（探孔深度3m），验证土体加固效果。验证不合格采取水平注浆等方式补强直至检查合格。地面垂直取芯垂直取芯芯样检验水平探孔取芯水平取芯芯样检验64二、洞门密封装置洞门密封质量检验（1）安装帘布橡胶板时应分清帘布密封橡胶方向，鼓起末端朝向洞内；（2）预埋螺栓与帘布橡胶板上孔位一一对应；（3）压板安装后检查每块板能否正常折动，折板长度是否能满足箍紧盾壳、管片的要求；（4）螺栓进行二次紧固，检查验收；（5）避免刀盘的刀头损坏止水装置，在刀头和洞口止水装置上涂沫黄油减少摩擦力。帘布橡胶板65三、始发基座始发基座质量检验（1）盾构中心标高与设计一致，始发基座与设计高程偏差应＜2mm，水平偏差应＜±3mm；（2）所有焊缝必须饱满，不得漏焊、虚焊，焊缝高度不小于8mm；（3）与底板、墙、梁等结构可靠连接；（4）盾构始发时必须派专人观察始发架支撑体系稳定情况，如有问题及时上报值班人员，再采取加固措施。始发基座66四、反力架反力架安装质量检验（1）反力架必须精确定位，安装时左右偏差控制在±10mm之内，高程偏差控制在±5mm之内，反力架的垂直方向与始发架水平轴线的夹角＜±2‰，定位后测量组复测符合要求后方可加固；（2）反力架支撑与车站结构的连接处不得有空隙存在，以免推进过程中造成反力架变形；（3）反力架螺帽必须拧紧，连接牢固；（4）所有焊缝必须饱满，不得漏焊、虚焊，焊缝高度不小于8mm；无损检测，达到二级焊缝标准。（5）型钢必须与反力架端面垂直，且型钢两端中心不得偏心，确保型钢轴向受力；（6）盾构始发时必须派专人观察反力架支撑体系稳定情况，如有异响，支撑变形，焊缝开裂时及时上报值班人员，再采取加固措施。67五、负环管片安装负环安装质量检验（1）精确拼装第一环负环管片的位置和封顶块的偏转角度，管片安装顺序与正常掘进时相同。在安装第一环负环管片前，先在盾壳上安设钢板或方钢，等待盾构主机完全进入洞内，洞口开始进行同步注浆时，将预设间隙条拆除。（2）检查始发台导轨上钢楔子垫实情况，使其将负环砼管片托起。（3）在拼装负环管片前，检查紧贴盾构机两面安装三角支撑，三角支撑应与管片间隙用木楔楔紧，确保管片安装的成圆度。（4）负环管片的安装采用整环错缝拼装。螺栓必须全部出穿进。68六、洞门凿除洞门凿除质量检验（1）检查盾构机通过范围内的钢筋是否全部割除完毕，以及其余结构是否侵入盾构机范围；（2）凿除施工时在盾构机与掌子面之间按照相关规范、技术要求搭设脚手架，平台搭设必须牢固；（3）人工进行凿除围护结构砼，凿除按照从上往下、从中间往两边的顺序进行，凿除的范围为预留洞门轮廓线内的混凝土结构。（4）在凿除过程中，必须连续作业，确保施工安全。69七、盾构姿态盾构机姿态控制（1）采用隧道自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测，30～50m人工复测；（2）盾构机滚动角：不超过0.9度；（3）盾构机竖直方向控制，竖向轴线±30mm，倾角±3mm/m。（4）盾构机水平方向的控制，水平轴线±30mm，倾角±3mm/m。70八、防水材料粘贴管片防水材料粘贴质量检验（1）弹性密封垫、止水条、传力衬垫的安装必须按技术交底及设计要求；（2）检查弹性密封垫、止水条是否起鼓、脱胶等缺陷；（3）弹性密封垫必须精确地粘贴在凹槽的正中位置；（4）存放管片进行密封垫粘贴的场地配备防雨、防潮设备，避免密封垫或软木传力衬垫淋雨、受潮而损坏。（5）在管片拼装前，采用空气隔膜泵排除拼装区域的废水，防止弹性密封垫和膨胀条损坏。71九、管片拼装管片拼装质量检验（1）按照规范检查管片环向、径向错台；（2）管片连接螺栓拧紧检查；（3）管片螺栓穿进率是否100%；（4）隧道管片完好率达标率95%。（5）管片表面无污渍。72PART6盾构施工经验73一、管片破损盾构施工中，由于管片拼装司机操作、地层压力等原因，管片出现不同程度的破损。主要破损形式有以下几种：

管片边角碎裂纵向连接螺栓孔周边管片掉块环向螺栓孔周边管片掉块管片棱角处破损碎裂表面内部的细裂纹管片轴向裂缝1管片破损74一、管片破损

宁波1、2、3号线一期工程盾构隧道施工过程中管片出现了较多的破损、开裂现象，4号线开始，管片榫槽位