城市轨道交通工程盾构掘进施工技术指导手册

城市轨道交通工程盾构掘进施工技术指导手册盾构掘进施工准备技术准备施工前，组织技术人员对施工图纸进行会审，理解设计意图，掌握工程的重难点。依据工程地质勘察报告、设计文件等资料，编制详细的盾构掘进施工方案，明确施工工艺、参数及质量安全保证措施。对施工人员进行技术交底，使其熟悉施工流程、质量标准和安全注意事项。针对工程特点，开展相关技术培训，提高施工人员的操作技能和技术水平。现场准备完成盾构始发井和接收井的施工，并进行验收，确保其尺寸、垂直度和强度满足设计要求。在始发井和接收井内安装盾构机始发和接收的基座、导轨等设施，保证盾构机的安装和始发精度。清理施工现场，平整场地，搭建临时设施，包括材料堆放区、机械设备停放区、办公区和生活区等。接通施工用水、用电，确保施工期间的水电供应。物资准备根据施工进度计划，提前采购盾构机、管片、注浆材料、油脂等主要物资，并确保物资的质量符合设计和规范要求。对采购的物资进行检验和试验，如管片的外观质量检查、强度试验，注浆材料的配合比试验等。建立物资管理台账，对物资的出入库进行严格管理，确保物资的供应和使用有序进行。设备调试与检查对盾构机进行全面的调试和检查，包括机械系统、液压系统、电气系统、控制系统等，确保各系统运行正常。检查盾构机的刀具磨损情况，对磨损严重的刀具进行更换。调试盾构机的推进系统、铰接系统、管片拼装机等关键设备，使其达到最佳工作状态。进行模拟掘进试验，验证盾构机的性能和各项参数的合理性。盾构始发施工始发基座安装根据设计要求，在始发井内准确安装盾构始发基座。采用测量仪器对基座的位置和高程进行精确控制，确保基座的中心线与隧道设计中心线重合，误差控制在允许范围内。基座安装完成后，进行固定和加固，防止在盾构机始发过程中发生位移。洞门密封装置安装在始发井洞门处安装洞门密封装置，如橡胶帘布、扇形板等。密封装置的安装应牢固可靠，密封性能良好，能够有效防止地下水和泥沙涌入始发井。安装完成后，对密封装置进行检查和调试，确保其正常工作。盾构机吊装与组装采用大型起重机将盾构机的各个部件吊入始发井内，并按照组装方案进行组装。在组装过程中，严格按照操作规程进行操作，确保各部件的连接牢固、密封良好。组装完成后，对盾构机进行全面的检查和调试，确保其具备始发条件。洞门破除在盾构机始发前，破除始发井洞门的混凝土。破除洞门时，应采取分段、分层破除的方法，避免一次性破除面积过大导致土体坍塌。破除过程中，密切观察土体的稳定情况，如有异常及时采取措施进行处理。盾构始发推进盾构机始发推进时，应缓慢推进，逐步建立土压平衡。根据地质条件和设计要求，合理调整盾构机的推进参数，如推进速度、推力、刀盘扭矩等。在推进过程中，加强对盾构机的姿态控制，确保盾构机沿着设计中心线前进。同时，及时进行同步注浆，填充盾构机与土体之间的间隙，防止地面沉降。盾构正常掘进施工土压平衡控制根据地质条件和地面沉降要求，合理设定土仓压力。通过调节螺旋输送机的出土量和盾构机的推进速度，保持土仓压力的稳定。在掘进过程中，实时监测土仓压力的变化，如发现土仓压力异常，及时采取调整措施。同时，根据土仓内渣土的情况，合理调整泡沫剂、膨润土等添加剂的注入量，改善渣土的流动性和止水性。推进参数控制推进速度应根据地质条件、盾构机性能和同步注浆情况等因素合理确定。在软土地层中，推进速度不宜过快，以免引起地面沉降；在硬岩地层中，可适当提高推进速度。推力应根据盾构机的掘进阻力和土仓压力进行调整，确保盾构机能够顺利推进。刀盘扭矩应根据地层的硬度和刀具的磨损情况进行控制，避免刀盘扭矩过大损坏刀具。盾构机姿态控制采用测量仪器对盾构机的姿态进行实时监测，包括盾构机的轴线偏差、俯仰角、滚动角等。根据监测结果，及时调整盾构机的推进参数和铰接系统，使盾构机的姿态保持在允许范围内。在曲线段掘进时，应提前做好曲线拟合和纠偏准备，采用合理的曲线掘进工艺，确保盾构机顺利通过曲线段。同步注浆同步注浆是控制地面沉降的关键措施之一。在盾构机掘进的同时，通过注浆管向盾构机与土体之间的间隙注入浆液。注浆材料应具有良好的流动性、早期强度和抗渗性。注浆压力应根据地层条件和地面沉降要求合理确定，一般应略大于静止土压力。注浆量应根据盾构机的外径、掘进长度和地层的空隙率等因素进行计算，并根据实际情况进行调整。管片拼装管片拼装应在盾构机推进完成后及时进行。采用管片拼装机将管片准确地安装在盾构机的尾部。管片拼装应遵循从下向上、左右交替的原则，确保管片的拼装质量。在拼装过程中，应注意管片的定位和密封，保证管片之间的连接紧密、密封良好。管片拼装完成后，应及时进行螺栓紧固，防止管片松动。盾构到达施工到达前准备在盾构机到达接收井前，对接收井进行再次检查和清理，确保接收井的尺寸、垂直度和强度满足接收要求。在接收井内安装盾构机接收基座和洞门密封装置，其安装要求与始发井相同。对盾构机进行全面的检查和调试，确保其在到达过程中正常运行。盾构机姿态调整在盾构机接近接收井时，加强对盾构机的姿态控制。根据测量结果，及时调整盾构机的推进参数和铰接系统，使盾构机准确地向接收井方向前进。同时，减小盾构机的推进速度和推力，避免盾构机对接收井造成过大的冲击。洞门破除在盾构机到达接收井前，破除接收井洞门的混凝土。破除方法与始发井洞门破除相同，应注意控制破除范围和时间，避免土体坍塌。盾构机接收当盾构机刀盘接近接收井洞门时，停止推进，拆除洞门密封装置。然后，缓慢推进盾构机，使其进入接收井内。在盾构机进入接收井的过程中，应密切观察盾构机的姿态和接收井内的情况，确保盾构机安全准确地到达接收井。盾构机到达接收井后，进行解体和吊出。特殊地段施工技术穿越建筑物施工在穿越建筑物前，对建筑物进行详细的调查和评估，了解建筑物的结构类型、基础形式和现状等情况。根据建筑物的特点和盾构掘进的影响范围，制定相应的保护措施，如对建筑物进行基础加固、设置隔离桩、加强监测等。在盾构掘进过程中，严格控制推进参数和地面沉降，减少对建筑物的影响。同时，加强对建筑物的监测，及时掌握建筑物的变形情况，如有异常及时采取措施进行处理。穿越河流施工在穿越河流前，对河流的水文地质情况进行详细的勘察，了解河流的水深、流速、河床地质等情况。根据河流的特点和盾构掘进的要求，合理确定盾构机的掘进参数和施工方案。在盾构掘进过程中，加强对盾构机的姿态控制和土压平衡控制，确保盾构机安全穿越河流。同时，提高同步注浆的质量和效果，防止河水渗漏。加强对河流水位和河床变形的监测，及时掌握河流的变化情况，如有异常及时采取措施进行处理。穿越断层破碎带施工在穿越断层破碎带前，对断层破碎带的地质情况进行详细的勘察，了解断层的走向、倾角、宽度和破碎程度等情况。根据断层破碎带的特点，制定相应的施工方案，如采用超前注浆加固、加强盾构机的支护等措施。在盾构掘进过程中，降低推进速度，增加推力和刀盘扭矩，确保盾构机能够顺利通过断层破碎带。同时，加强对盾构机的姿态控制和同步注浆，防止地面沉降和坍塌。加强对断层破碎带的监测，及时掌握断层的变化情况，如有异常及时采取措施进行处理。质量控制与检测管片质量控制对管片的原材料进行严格的质量控制，确保原材料的质量符合设计和规范要求。在管片生产过程中，加强对生产工艺的控制，严格按照生产工艺要求进行生产。对管片的外观质量进行检查，如管片表面应平整、无裂缝、无蜂窝麻面等。对管片的尺寸进行检测，确保管片的尺寸符合设计要求。对管片的强度进行试验，确保管片的强度满足设计要求。注浆质量控制对注浆材料的质量进行严格的控制，确保注浆材料的性能符合设计和规范要求。在注浆过程中，严格按照注浆工艺要求进行操作，控制注浆压力和注浆量。对注浆效果进行检测，如采用超声波检测、钻孔取芯等方法，检查注浆体的密实性和强度。加强对注浆过程的监测，及时掌握注浆情况，如有异常及时采取措施进行处理。盾构机姿态控制与检测采用高精度的测量仪器对盾构机的姿态进行实时监测，定期对盾构机的姿态进行复核。建立盾构机姿态控制数据库，对盾构机的姿态数据进行分析和处理，及时发现问题并采取措施进行调整。在盾构机掘进过程中，加强对盾构机的导向系统的维护和保养，确保导向系统的准确性和可靠性。安全管理安全教育培训对所有进入施工现场的人员进行安全教育培训，提高施工人员的安全意识和自我保护能力。安全教育培训应包括安全法律法规、安全操作规程、安全事故案例分析等内容。对特殊工种作业人员进行专门的安全技术培训，经考试合格后持证上岗。定期组织安全演练，如火灾逃生演练、坍塌事故应急演练等，提高施工人员的应急处置能力。安全防护措施在施工现场设置明显的安全警示标志，如禁止标志、警告标志、指令标志等。对盾构机的操作室、电气设备等部位设置防护设施，防止人员误操作和触电事故的发生。在盾构机的进出洞口、管片拼装区等危险区域设置防护栏杆和防护网，防止人员坠落。对施工现场的临时用电、临时用水等设施进行规范管理，确保其安全可靠。安全检查与隐患排查定期对施工现场进行安全检查，包括日常检查、专项检查和季节性检查等。对检查中发现的安全隐患及时进行整改，做到定人、定时、定措施。建立安全隐患排查治理台账，对安全隐患的排查和整改情况进行记录和跟踪。对重大安全隐患应立即停止施工，采取有效的措施进行治理，确保施工安全。应急预案制定与演练制定完善的应急预案，包括盾构机故障应急预案、坍塌事故应急预案、火灾应急预案等。应急预案应明确应急组织机构、应急响应程序、应急救援措施等内容。定期组织应急演练，检验应急预案的可行性和有效性，提高施工人员的应急处置能力。对应急演练进行总结和评估，及时对应急预案进行修订和完善。环境保护噪声与振动控制选用低噪声、低振动的施工设备和工艺，如采用电动盾构机、液压破碎锤等。对施工设备进行合理布局，将噪声和振动较大的设备远离居民区和敏感区域。在施工现场设置隔音屏障，减少噪声和振动的传播。合理安排施工时间，避免在居民休息时间进行高噪声、高振动的作业。粉尘与废气控制在施工现场设置洒水降尘设施，定期对施工现场进行洒水降尘，减少粉尘的飞扬。对粉状材料的储存和运输应采取密封措施，防止粉尘泄漏。对施工车辆和机械设备的尾气排放进行监测，确保其符合环保要求。选用清洁能源的施工设备和车辆，减少废气的排放。废水与废渣处理在施工现场设置废水处理设施，对施工废水进行处理，达标后排放。对