盾构机过风井施工方案

1、2.施工方案2.1施工方案简述一般来说盾构过中间风井有三种方法：一是采用通常的盾构机过站方式，将盾构机拖至始发位置，安装反力架拼装负环使盾构机通过；二是采用拼装整环管片的形式通过；三是根据需要采用半环+整环的形式通过。根据施工难易程度本次盾构过风井拟采用拼装半环+整环管片的方式通过，盾构进入风井后将利用此机会对盾构机进行维修。2.2施工工作内容及施工顺序：盾构机过中间风井是指从盾构机顺利贯通进入中间风井（也叫进洞）到盾构从风井二次始发脱出风井（也叫出洞）的整个施工过程。其间工作内容包括：施工前准备（洞门检查、洞门环板安装、接收托架安装定位等）、进出洞洞门位置复核测量、盾构推进进洞、盾构维修、临

2、时管片拼装及加固、盾构风井二次始发等内容。施工顺序如下图示：施工前准备中间风井洞门复测盾构进洞盾构机维修管片拼装（半环）支撑加工管片上方钢管安装管环加固管片拼装（全环）盾构出洞图1 盾构过中间风井施工工艺流程图4.2盾构进洞1、在盾构机到达洞门之前，必须提前做好以下准备工作：a、安装洞门密封装置（洞门密封圈及B板在盾构机刀盘露头后安装，避免盾构机破洞时的混凝土块砸坏密封橡胶帘布）；b、在中间风井西端洞门口准备好砂袋、水泵、水管、方木、风炮等应急物质和工具；特别是作好破除围护桩的准备，保证盾构机及时进入中间风井；c、准备好双液注浆泵及水玻璃、水泥各一批；d、盾构机到达前，在接受托架导轨上预先涂抹

3、油脂，减少盾体与钢轨的摩擦力。2、在盾构机到达前50米对中间风井附近所有测量控制点进行一次整体、系统的控制测量复测和联测，对所有控制点的坐标进行精密、准确地平差计算，并对激光经纬仪复检和盾构机机头位置人工测量。盾构贯通前30米和10米对TCA托架三维坐标进行人工复测。破洞前30米盾构机姿态保持：机头水平偏差010mm，机头竖直偏差0+10mm，俯仰角、偏转角允许范围2mm/m；3、在盾构机机头进入距中间风井围护桩15米范围后，首先减小推力、降低推进速度和刀盘转速并控制出土量。无论在何种情况下，推进油缸压力不得大于100bar，且盾构机推进速度小于20mm/min。在抵达围护桩的最后三环，须进一

4、步减小推力、降低推进速度，掘进速度控制在510mm/min；4、中间风井洞门下方堆放一定量的砂包作为缓冲层，以便保护密封装置。5、盾构进入中间风井后，洞门密封圈必须用钢丝绳拉紧。4.3盾构机风井内维修右线盾构进入风井后，组织机械、电气专业人员对盾体部件进行维护和检修。计划工作内容包括：刀盘耐磨条补焊、铰接密封更换。计划用时15天，由机电部门制定具体维修方案。4.4盾构管片拼装中间风井段管片排列方式如下图：图5 管片排列示意图说明：1、管片拼装方式采取全环之间拼装2环半环（A型）管片，依次拼装排列，半环的管片必须通缝拼装。2、过风井段必须按照“管片排列方式图”进行管片选择和拼装。3、图中1与11

5、表示管片K块点位。4.5中间风井管片支撑图6 管片支撑设置示意图为保证盾构二次始发的第“零”环管片定位准确及盾构推进过程风井内临时管片不发生移位，必须做好管片支撑措施。管片支撑分为底部支撑、两侧支撑、顶部支撑三部分，详见上图。1、底部支撑：当管片脱出盾尾后，导轨与管片之间存在140mm间隙，每环垫4块木楔，防止管片下沉。2、两侧支撑：管片托架设置横向支撑，保证托架的稳定性。管片脱出盾尾后，及时用木楔固定管片与托架间的空隙，防止管片向两侧偏移。3、顶部支撑：为了防止盾构推进过程管片上浮，在整环拼装的管片顶部设置竖向型钢支撑，支撑一端顶在管片顶部，另一端固定在中间风井负六层顶板。4.6盾构在中间风

6、井内推进1、推进过程中刀盘不宜旋转，推进过程仅使用下部千斤顶（C组），推进速度控制在1020mm/min以内。2、为防止盾构机在中间风井推进过程中旋转，在盾体两侧加焊防滚楔块；3、盾构姿态由于托架固定时已确定，则盾构姿态应与托架一致。4、推进过程要注意管片螺拴一定要及时进行复紧。4.7盾构从中间风井二次始发盾构机从中间风井再次始发所用反力由管片及支撑钢管共同提供，始发阶段总推力按500吨进行设计，上半部设计推力150吨，下半部设计推力350吨，因此在始发推进过程中必须注意：1、中间风井内和出洞后5环千斤顶总推力应控制在500吨以内，速度控制在20mm/min以内。尤其上半部千斤顶总推力一定要控

7、制在150吨以内。2、推进过程中，千斤顶推力的调节应平稳，防止推力突变；3、为防止盾构机推进过程中盾体滚动，在盾体上焊接防滚楔块；4、每环管片脱出盾尾超过管环宽度一半时，在管环底部及时塞楔形方木； 5、在管环的3、9、12点位置设置方木撑以防管环整体松动；6、做好注浆工作，防止进入洞门后的最初几环管片下沉，必要时注双液浆；7、加强出洞期间地面沉降的监测；8、出洞前所拼装的管片均采用标准环，出洞时第一环（即为原1296环）K块位置应偏离顶点18（11：00位置）。5常见问题的预防和处理1、 进洞时，盾构机“撞头”盾构推进根据洞门复测时的姿态实时调整掘进姿态贯通，当接收托架标高与洞门标高一致，而刀

8、盘比盾体大，这样容易出现盾构机“撞头”现象。为了避免类似情况出现，本方案采取以下三条控制：（1）控制盾构机进洞前的姿态，机头竖直偏差控制在0+10mm；（2）进洞处，接收托架控制标高比设计标高低50mm，附图四中托架标高已对此加以考虑；（3）在进洞时导台上方离洞门5米范围内铺满砂袋，防止贯通时洞门混凝土掉下来砸伤托架。2、 中间风井出洞时，盾构机“磕头”始发推进过程，在盾构刀盘到达掌子面前，容易出现盾构机“磕头”现象。对此本方案采取如下措施：（1）托架定位时，出洞位置控制标高高于设计标高30mm；（2）在洞门内环板至堵头墙之间，浇注斜坡形素砼导台。6测量监控1、地面沉降监测：（1）盾构机离进洞

9、洞口前100-150米时，在左、右线地面隧道中线方向上一般每隔15米建立一个监测断面，在中间风井井口地面适当增加监测断面。（2）测量频率：盾构机前100米初值每天测量1次，盾构机头里程前后20米每日两次，盾构机出洞过程中加密监测，并及时反馈信息。2、隧道主控导线、水准测量：贯通前100m及50m时，对隧道主控导线、水准进行2次复核测量，保证测量托架和盾构机姿态的精度。3、测量托架和盾构机姿态人工测量：在出洞前，对测量托架仪器站和后视棱镜平面坐标和高程进行2次精密人工复核测量，对盾构机姿态进行3次人工精密测量。5、洞门圈复核测量：对中间风井洞门圈中心三维坐标进行和内径进行精密复核测量，确定洞门中

10、心水平、垂直偏移值，对盾构机出洞滑行导轨中心和高程精密测量。6、盾构机出洞前姿态参数控制：根据洞门圈水平、垂直偏移量调整盾构机刀盘中心姿态，保证顺利贯通。7、 在隧道贯通后，进行隧道贯通测量，对盾构机姿态多次人工复核；8、 在重新始发前，对始发导轨中心和高程进行精密定位：在中间风井段，盾构机与线路中心的定位关系如下图所示。考虑到始发时盾构机机头容易下行的特点，始发定位时，盾构机的始发中心宜比隧道设计中心高出30mm。7人员设备投入右线盾构过风井期间，成立盾构过风井施工领导小组，由项目经理任组长，项目总工任副组长，项目副经理、副总工负责各部门协调，特别是在风井围护桩破除期间要有技术人员现场值班，

11、确保破桩施工安全有序进行。盾构过风井期间拟投入的人力及机具设备如下：劳动力投入表序号工种名称人数（人）1围护桩破除（2班）8 2焊工53班长24测量工25电工36管理人员207充电工28管片安装69始发井地面司索工410井口协调611杂工612累计各班人数63主要施工设备表序号设备名称单位数量规格型号主要工作性能指标1电动空压机台22砼喷射机台13潜水泵台6QS2530-44KW4汽车吊台150t5电焊机台4BX30024.5KVA6气割设备套27全站仪台1莱卡TC4028精密水准仪台1苏光DSZ29洞门低压照明台1010液压千斤顶台230t8安全文明施工措施1、安全生产技术保证措施a. 对参

12、与本项工作的施工管理技术人员和工人进行专项安全交底，管理人员和工人对盾构机过中间风井需要注意的事项必须清楚明确；b. 特殊作业人员包括门吊驾驶、电机车驾驶、电工、电焊工、司索工等必须在政府指定机构进行专业培训，经考试合格后，持证上岗。特种作业必须严格执行各种安全技术操作规程，确保安全施工。c. 班组在上岗前须进行班前安全交底、上岗检查、上岗记录。d. 员工遵章守纪、佩戴标记，严惩违章指挥、违章作业。施工管理人员和操作工人戴不同颜色符合国标要求的安全帽，以示区别：施工管理人员带白色PAS防辐射的安全帽；生产班组人员戴黄色的安全帽。e、风井围护桩破除作业时，要严格执行方案所要求的破除顺序及方法，破

13、桩用的脚手架要搭设牢靠。f、应急设备及材料必须到位后，方可进行围护桩的破除，破除过程发现土体异常应及时封闭工作面。2、劳动保护安全措施a. 根据现场作业特点，项目部将给现场工人配备相应的劳保防护用品，如安全帽、水鞋、雨衣、工作服、手套、手灯、防尘面具、安全带等。b. 洞门环板及盾构机刀盘维修等高空作业的工序，作业时必须有人员监护，高处作业人员必须系好安全带，使用的梯子必须牢固并将上端头固定以防止滑动。c. 项目部设工地医疗室，出现紧急情况，做好现场救护和保卫工作，与附近人民医院协商、签定应急救护协议。3、施工现场的安全措施a. 抓好现场施工安全管理，搞好文明施工，经常保持现场电线整齐。灯明、路

14、平、无积水，严格执行JGJ5999的有关规定。b. 现场除应设置安全宣传标语牌外，危险地点悬挂危险标牌，夜间尤其是坑洞等还应设红灯示警。c. 加强风井基坑内通风，安装设置低噪音的通风设备减少遂道内的噪音和污染。d.凡进入现场的人员，均要服从项目部现场管理人员的指挥，遵守各项安全生产管理制度，正确使用个人劳动防护用品。禁止穿拖鞋、高跟鞋和光脚进入施工现场。e、测量人员等临时出入施工现场的作业人员应正确使用劳动防护用品，遵守现场的安全文明施工管理规定，预防物体打击和高处坠落事故；f、风井空间狭小，动火作业必须做到“八不四要一清理”。4、施工临时用电安全保证措施a. 在施工区、生活区和道路旁设置照明

15、系统，且保证照明亮度。在非作业地段和成洞区照明电压采用220V，在作业段采用低压照明，电压不得大于36V。b. 临时设施及变压器等外用电设施，严格遵守施工现场临时用电安全技术规范（JGJ48-88）的有关规定采取有效的安全防护措施，包括增设屏障、遮栏、围栏或保护网等。c. 在工作区内高压电力线路的架设应顺直，电杆牢固稳定，保证绝缘良好。施工中加强机具、电器设备的检查与维修，各种施工机械和电器设备均设置均设置开关箱，统一配置为 “一机一闸一漏一箱”确保施工用电安全。线路架设高度和照明度必须符合标准，严防运行机械损坏输电线路，防止机毁人伤。5、施工机械和交通车辆的安全保证a. 施工机械及应急设备在

16、使用前必须提前检查，确认设备处于可用状态，方可开始施工。严禁报废机械设备进场作业。b. 所有机械驾驶的司机必须持证上岗，驾驶执照和各种证件应按时复审。严禁无证开车或非当班司机开车。c. 对司机进行安全教育，严禁酒后开驾驶和违章操作。9施工进度计划及工期按目前进度，右线盾构预计将于2005年9月23日到达中间风井。右线盾构过风井期间的施工进度计划详见附图六：市番区间右线盾构过中间风井施工进度计划。10应急准备及处理10.1洞门围护桩破除过程，为加强对不可预见情况的预防和解决，特成立应急领导小组：由项目经理任组长，项目总工任副组长，安全员、施工技术人员、施工工长任组员。施工现场成立应急抢险队，发现

17、紧急情况立即上报应急领导小组，并立即开始抢险。10.2施工过程中，要加强监测工作和现场观测工作。有失稳征兆时，及时采取措施，防患于未然，将失稳消除在萌芽之中。10.3应急处理状态及方法：一是围护桩与桩后土体间存在地下水通道，围护桩破开后，发生涌水涌泥现象；二是破桩过程，桩后土体产生局部失稳，造成塌方，引起地表下沉，危及建筑物安全；三是堵头墙施工完成后至盾构机再次始发前期间，由于土体失水造成桩后土体失稳，导致堵头墙坍塌，引发地面沉降。1、桩后涌水、涌泥处理措施为防止围护桩后存在地下水通道，在围护桩破除前，已提前对东西侧洞门进行了超前小导管及水平袖阀管加固，充分充填可能存在的水的通路。避免桩体破除

18、后，发生涌水、涌泥现象。围护桩破除前，按方案首先进行小范围试破，若桩体破除后仍出现涌水、涌泥情况时，首先应喷射砼进行封闭，打注浆小导管进行注浆，如果水量较大，喷射砼不起作用时，埋设泄水管将水集中一处先排，并用编织袋防砂流出。其他部位喷砼封闭，纵向打设小导管进行双液注浆，最后将水封住。同时加强地面监测。如有超标沉降或沉降较显著的情况，在负四层位置施做水平袖阀管对建筑物及时进行加固。2、桩后土体局部失稳、坍塌处理措施为防止围护桩破除后，土体局部失稳、坍塌情况的发生，围护桩破除施工时，采用分段分区破除，并且在每段破除时，先进行试破，观察桩后土体的情况，根据土体状况再决定是否继续进一步扩挖，开挖到位后

19、及时封闭施工面，使施工部分的土体快速被支护起来，以避免塌方情况的出现。对施工队进行塌方预防的教育培训，并设专门的技术人员值班，把现场的情况及时反馈到项目部。加强监控量测工作，按规范要求指导施工。洞内塌方分为大面积塌方和局部小塌方两种，塌方的种类不同，处治方案亦不同。围护桩破除前，项目部将对施工队进行专项交底，并做好破桩全程的监控，保证施工队严格执行方案破除要求，避免出现大面积塌方；对于局部小塌方，为避免扩大塌方面积，要及时挂网喷射砼封闭掌子面，并增设超前小导管注双液浆，工程中将及时处理，认真的控制小塌方的发生和扩大。3、堵头墙失稳、坍塌处理措施为避免堵头墙在施工完毕后，因搁置时间过长，墙后土体

20、受水浸泡软化、失稳，导致墙体受到的侧压力增大，墙体失稳、坍塌现象的发生。一是在堵头墙施工过程中设置泄水管，以便使墙后土体承压水及时排除，达到固结土体的效果；二是在堵头墙施工完成至盾构机再次始发前，对墙体进行斜向临时支撑加固，保证墙体的稳定。加大对堵头墙的变形监测及地面监测，如有异常，及时采取加强措施。4、现场应急准备常备物资：砼喷射机及相应强制式搅拌机1台（套）。喷射混凝土材料（水泥、砂、石子）到场。电、气焊机各1套。1.0m1.0m6150150mm钢筋网片15片。双液注浆泵1台。编织袋150只及沙袋若干。方木及木板若干。 钢管及洞门支撑用工字钢到场。总之，现场出现问题时，值班人员要及时发现，不管是洞内还是地面，都要果断处治，迅速上报和组织处理，将其影响减小到最低范围。10.4 破桩过程中如发生大面积土体坍塌，应立即疏散井下工作人员和地面建筑物的居民，同时启动项目部应急预案，