取水隧洞盾構(gòu)施工技術(shù)交底一、工程概況1.1設(shè)計參數(shù)本工程為兩條平行輸水隧洞，單條建筑長度4330.6m，中心間距29.2m，起訖里程DK0+030～DK4+360.6。隧洞縱坡設(shè)計為三段式：DK0+030至DK+123.2段為40.4‰下坡，DK+123.2～DK1+754段為8‰下坡，DK1+754至終點為2‰下坡，豎曲線半徑5000m，最大埋深55.75m。采用圓形斷面結(jié)構(gòu)，管片外徑6.2m，內(nèi)徑5.5m，環(huán)寬1.5m，混凝土強度等級C50，抗?jié)B等級P12。1.2地質(zhì)條件隧洞穿越地層劃分為三段：陸域側(cè)硬巖段（DK0+030～DK1+200）：以花崗巖為主，單軸抗壓強度60～120MPa，局部存在節(jié)理密集帶海底軟巖段（DK1+200～DK3+500）：中風(fēng)化砂巖與泥巖互層，含水量30%～45%，易發(fā)生掌子面失穩(wěn)大襟島硬巖段（DK3+500～DK4+360.6）：石英砂巖為主，含孤石，最大粒徑可達3m二、施工準備2.1設(shè)備選型與調(diào)試采用土壓平衡盾構(gòu)機，刀盤直徑6.34m，配置中心滾刀（直徑432mm）、正面刮刀（硬度HRC60）及周邊刮刀。液壓系統(tǒng)工作壓力31.5MPa，總推力40000kN，刀盤最大扭矩5800kN·m。盾構(gòu)機組裝后需進行100m試掘進，驗證以下參數(shù)：刀盤轉(zhuǎn)速：硬巖段1.5～2.5r/min，軟巖段2.5～4.0r/min推進速度：硬巖段10～30mm/min，軟巖段20～60mm/min液壓系統(tǒng)油溫：40～60℃2.2始發(fā)與接收井施工始發(fā)井尺寸為18m×12m×15m（長×寬×深），采用800mm厚地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐支護體系。井內(nèi)設(shè)置反力架（承載力50000kN）、導(dǎo)向軌（安裝誤差≤±2mm）及始發(fā)密封裝置（簾布橡膠+折頁壓板）。接收井采用凍結(jié)法加固地層，凍結(jié)壁厚度≥2.5m，平均溫度≤-10℃，持續(xù)凍結(jié)時間不少于28天。三、核心施工工藝3.1盾構(gòu)掘進流程3.1.1循環(huán)作業(yè)程序刀具檢查：每掘進50環(huán)對刀具磨損量檢測，滾刀磨損量超過15mm立即更換參數(shù)設(shè)定：根據(jù)地質(zhì)剖面預(yù)設(shè)土倉壓力、推進速度等參數(shù)盾構(gòu)推進：采用分區(qū)油缸控制，上下左右四組油缸行程差≤50mm管片拼裝：錯縫拼裝，每環(huán)拼裝時間控制在30～45min同步注漿：盾尾脫離管片后立即注漿，注漿壓力滯后掌子面壓力0.1～0.2MPa3.1.2特殊地層處理孤石處理：采用刀盤超挖（超挖量300mm）+膨潤土注入（注入量200～300L/m3）涌水控制：當涌水量＞10m3/h時，啟用雙液注漿（水玻璃:水泥=1:1.5），凝固時間控制在30～60s斷層破碎帶：采用管棚支護（φ108mm超前管棚，環(huán)向間距300mm）+掌子面噴射混凝土（厚度100mm）3.2管片安裝工藝3.2.1管片選型根據(jù)隧道軸線曲率半徑選擇楔形環(huán)或標準環(huán)，轉(zhuǎn)彎環(huán)楔形量38mm。當曲線半徑R＜800m時，每5環(huán)設(shè)置1環(huán)楔形環(huán)；R≥800m時，每10環(huán)設(shè)置1環(huán)楔形環(huán)。3.2.2拼裝要點拼裝順序：底部→兩側(cè)→頂部（K塊），相鄰管片環(huán)向錯臺≤5mm，徑向錯臺≤6mm螺栓緊固：分三次緊固，初擰扭矩300N·m，復(fù)擰400N·m，出盾尾后終擰500N·m密封處理：彈性密封膠條壓縮量控制在25%～35%，嵌縫槽采用聚硫密封膠填充（深度≥20mm）3.3壁后注漿作業(yè)3.3.1注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿，配合比為：水泥漿：P.O42.5水泥:水=1:1.2（重量比）水玻璃漿：濃度35Be'，模數(shù)2.8混合體積比：水泥漿:水玻璃漿=1:0.3～1:0.53.3.2注漿參數(shù)地層類型注漿壓力（MPa）注漿量（m3/環(huán)）初凝時間（min）硬巖段0.3～0.54.5～5.560～90軟巖段0.2～0.45.5～7.030～60破碎帶0.1～0.37.0～8.515～30四、關(guān)鍵參數(shù)控制4.1土倉壓力管理4.1.1壓力設(shè)定按水土分算原則計算：P=k×(γ土-h水)×h土+γ水×h水，其中：k為側(cè)壓力系數(shù)（硬巖段0.3～0.5，軟巖段0.5～0.7）γ土為土體重度（20～22kN/m3）γ水為水重度（10kN/m3）h為埋深（m）4.1.2動態(tài)調(diào)整當監(jiān)測到以下情況時立即調(diào)整土倉壓力：地表沉降＞30mm：土倉壓力提高0.05～0.1MPa刀盤扭矩突增＞20%：降低壓力0.05MPa并檢查碴土流動性螺旋輸送機噴涌：壓力降低0.1MPa，同時加入高分子聚合物（摻量0.3%）4.2姿態(tài)控制標準控制項目允許偏差糾正措施水平偏差±50mm單側(cè)油缸推力差≤5000kN垂直偏差±50mm上下油缸壓力差≤3000kN滾動角±1.5°調(diào)整刀盤轉(zhuǎn)向（每5環(huán)換向一次）管片環(huán)橢圓度≤6‰增加縱向螺栓緊固力至600N·m4.3碴土改良技術(shù)硬巖地層：注入膨潤土泥漿（濃度8%～12%），改良后碴土流動性指數(shù)≥30s軟土地層：添加泡沫劑（發(fā)泡率10～15倍），注入量1.5～3.0m3/環(huán)高含水率地層：摻入石灰（摻量5%～8%），使碴土含水率降至25%以下五、質(zhì)量保障體系5.1隧道結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制5.1.1管片質(zhì)量驗收外觀檢查：表面裂縫寬度＜0.2mm，邊角破損面積＜50cm2強度檢測：每500環(huán)進行1組（3塊）管片抗彎試驗，破壞荷載≥2200kN抗?jié)B性能：在0.6MPa水壓下恒壓30min無滲漏5.1.2二次襯砌施工在初襯完成后60天進行，采用C30P8防水混凝土，澆筑方式為：拱頂帶模注漿：壓力0.3～0.5MPa，注漿量1.2～1.5倍理論空隙分層澆筑：每層厚度≤500mm，振搗時間20～30s，間隔時間＜2h5.2監(jiān)測與反饋5.2.1監(jiān)測項目及頻率監(jiān)測項目監(jiān)測頻率控制標準地表沉降1次/2h（掘進面附近30m）最大沉降≤50mm，隆起≤10mm隧道收斂1次/天收斂值≤50mm管片應(yīng)力1次/環(huán)壓應(yīng)力≤15MPa，拉應(yīng)力≤3MPa地下水位1次/天水位降深≤2m5.2.2數(shù)據(jù)處理建立三維監(jiān)測模型，當數(shù)據(jù)超限時啟動預(yù)警機制：黃色預(yù)警：沉降速率＞5mm/d，調(diào)整推進參數(shù)橙色預(yù)警：累計沉降＞30mm，啟動二次注漿紅色預(yù)警：沉降＞50mm或突沉＞10mm，立即停機處理六、安全保障措施6.1人員安全管理資質(zhì)要求：盾構(gòu)司機需5年以上經(jīng)驗，特種作業(yè)人員持證上崗（復(fù)審周期3年）防護裝備：進艙作業(yè)配備四合一氣體檢測儀（O2≥19.5%，CO＜24ppm）、正壓式呼吸器（供氣時間≥4h）作業(yè)時間：井下連續(xù)作業(yè)≤8h，盾構(gòu)機內(nèi)溫度＞35℃時啟動強制通風(fēng)（風(fēng)量≥300m3/min）6.2設(shè)備安全控制刀具防護：刀盤旋轉(zhuǎn)時設(shè)置警戒區(qū)（半徑5m），更換刀具前必須：土倉壓力降至0并鎖定刀盤停電掛牌艙內(nèi)通風(fēng)≥30min電氣安全：采用雙回路供電（備用電源切換時間＜15s），接地電阻≤1Ω，漏電保護動作電流≤30mA6.3有限空間作業(yè)規(guī)定進入盾構(gòu)機前室、土倉等有限空間必須執(zhí)行"三查四測"制度：查通風(fēng)、查照明、查通道測氧氣、測瓦斯、測溫度、測粉塵（粉塵濃度＜2mg/m3）七、應(yīng)急預(yù)案7.1突水突泥處置立即響應(yīng)：啟動緊急停機程序，關(guān)閉螺旋輸送機閘門土倉注入速凝漿液（水玻璃:水泥=1:1），注漿壓力0.5～0.8MPa排水措施：啟用備用排水泵（揚程≥30m，流量≥200m3/h）隧道內(nèi)設(shè)置集水井（容積50m3），安裝液位報警裝置加固處理：采用管棚+注漿加固（φ159mm管棚，L=10m，環(huán)向間距200mm）注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿，擴散半徑≥1.5m7.2火災(zāi)爆炸預(yù)防電氣防火：每100m設(shè)置消防栓（壓力≥0.3MPa），配電柜配置CO?滅火器（2具/臺）動火管理：焊接作業(yè)辦理許可證，配備看火人及滅火器材，作業(yè)后1h復(fù)查應(yīng)急疏散：隧道內(nèi)每500m設(shè)置避難硐室（容納30人，配備應(yīng)急物資：食品72h、水3L/人、急救箱）7.3應(yīng)急演練每月進行專項演練（突水、火災(zāi)等），每季度綜合演練演練內(nèi)容包括：報警程序、人員疏散（疏散時間≤15min）、設(shè)備搶修等演練后72h內(nèi)提交評估報告，針對問題修訂預(yù)案八、施工組織管理8.1進度計劃控制采用Project軟件編制四級進度計劃：總進度計劃（關(guān)鍵線路：盾構(gòu)掘進→管片安裝→二次襯砌）月計劃（掘進進尺≥200m/月）周計劃（設(shè)備維護時間≤8h/周）日計劃（單班掘進≥8環(huán)）8.2物資保障管片儲備：現(xiàn)場存儲量≥100環(huán)，堆放高度≤3層，墊木間距≤1.5m注漿材料：水泥儲備量≥500t，水玻璃≥100t，確保連續(xù)注漿不中斷備品備件：關(guān)鍵部件（主軸承、液壓泵等）備用量≥1套，響應(yīng)時間≤24h8.3環(huán)保措施碴