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文檔簡介

泥水平衡盾構掘進施工工藝中鐵隧道局集團有限公司二〇二〇年十月泥水平衡式盾構機在目前國內(nèi)穿江越海、高水壓高滲透性地層、大斷面軟土地層隧道施工中發(fā)揮著重要作用。施工所采用的泥水盾構機主要分為直排式泥水盾構及氣墊式泥水盾構。我單位參建的華南片區(qū)泥水盾構項目,因氣墊式泥水盾構機對前方開挖面及上覆土穩(wěn)定性控制精度高、安全系數(shù)高等優(yōu)勢得到青睞。本文以我單位在建的汕頭市蘇埃通道工程為依托(該工程地質(zhì)條復雜,對于氣墊式泥水平衡式盾構機掘進施工較為典型),主要從氣墊式泥水平衡盾構機施工原理,盾構掘進施工過程中的主要施工階段、重點施工工藝及操作要點施進行說明。從泥水盾構始發(fā)掘進施工、泥水盾構掘進施工及盾構接收施工三個主要施工環(huán)節(jié)進行介紹,針對每個施工環(huán)節(jié)的重要施工工序及操作要點進行重點針對性簡紹。最后對泥水盾構掘進施工過程中出現(xiàn)過的典型技術問題、技術難題進行總結反思,對泥水盾構施工的重點施工風險產(chǎn)生原因、危害、預控措施、處置措施進行簡紹,為今后類似工程提供借鑒參考。前言目錄CONTENTS

第一部分工藝簡介

第二部分工藝內(nèi)容

第四部分風險管控及經(jīng)驗總結

第三部分工藝流程及要點一、工藝簡介泥水平衡盾構掘進施工工藝簡介-工藝原理泥水平衡盾構通過向開挖倉內(nèi)加入泥漿來平衡開挖面的水土壓力,刀盤刀具的旋轉(zhuǎn)切削和推進在泥漿的環(huán)境下進行。渣土與泥漿混合通過泥漿泵抽出,新鮮泥漿是通過盾構泥漿環(huán)流系統(tǒng)進行持續(xù)補充。氣墊式泥水平衡盾構機壓力倉由泥水倉(開挖倉)和氣墊倉組成,通過調(diào)節(jié)氣墊倉的壓力及液位控制間接調(diào)整泥水倉的工作壓力,膨潤土泥漿充滿開挖倉并在開挖面形成泥膜,保持開挖面的穩(wěn)定及控制地面沉降。泥水平衡盾構掘進施工工藝簡介-施工流程泥水盾構施工總體階段分為:根據(jù)地質(zhì)勘察資料、隧道設計圖紙、周邊環(huán)境等進行盾構、泥水分離設備選型及適應性分析;現(xiàn)場盾構組裝、泥水處理場、盾構始發(fā)等土建準備工作;盾構掘進施工;盾構貫通。其中泥水盾構掘進施工按照施工階段劃分,主要分為盾構始發(fā)試掘進段、正式掘進施工段及盾構接收段施工。始發(fā)試掘進始發(fā)準備工作設備各系統(tǒng)負載調(diào)試始發(fā)掘進相關風險控制掘進參數(shù)總結優(yōu)化掘進控制指標總結人員操作正式掘進高效有序推進過程風險控制過程糾偏盾構接收接收準備工作接收掘進風險控制工欲善其事,必先利其器。綜合工程地質(zhì)情況、周邊環(huán)境、施工重難點、設計情況進行盾構設備選型,依托完善的盾構選型、適應性分析、設備監(jiān)造管理體系,充分考慮保障盾構機順利完成掘進任務的關鍵影響因素,在常規(guī)設計基礎上進行針對性設計,提高盾構設備在復雜地質(zhì)條件下的適應性。好的設備選型設計是隧道掘進施工成功的一半。序號關鍵因素盾構機針對性設計1長距離、淺覆土、高水壓海域掘進選用泥水盾構機2刀具消耗大,海底淺埋軟土帶壓進倉難,規(guī)避帶壓進倉換刀風險常壓刀盤3刀具使用性能保障刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)4基巖強度高、刀盤受沖擊和偏心載荷伸縮主驅(qū)動5帶壓進倉作業(yè)預留飽和潛水穿梭艙接口6常壓刀盤開口率較小、厚度大,易滯排結泥餅強化刀盤沖刷系統(tǒng)7孤石和基巖強度高碎石機具備高強度破碎能力和油管防磨損設計8盾構機主機重量大,易栽頭推進油缸自由分組設計9盾尾密封可靠性盾尾刷設計5道尾刷+1道止?jié){板泥水平衡盾構掘進施工工藝簡介-施工流程(盾構選型設計案例)泥水平衡盾構施掘進工工藝簡介-工藝特點泥水平衡盾構優(yōu)點壓力控制精度高,開挖面穩(wěn)定及地面沉降控制可控。對各類地質(zhì)條件的綜合適應性更強(尤其是高滲透性、高水壓地層)。刀盤扭矩、盾構推力相對較小,刀盤刀具尾刷壽命長,適用大斷面、長距離隧道。泥水管道連續(xù)輸送,施工性能良好,輸送速度快而均勻。占用隧道空間小,更便于隧道內(nèi)的結構同步施工。隧洞內(nèi)施工環(huán)境較好。泥水平衡盾構缺點泥水壓力波動較敏感,即壓力波動傳遞快,對操作人員要求高。對設備密封性、地質(zhì)探孔封堵質(zhì)量要求高,配置的倉內(nèi)沖刷管路易磨損,管控要求及風險高。需要配置泥水處理廠進行泥水處理系統(tǒng)分離處理,占地面積較大。泥漿環(huán)流出渣易滯排,影響掘進效率,滯排控制技術要求高。在經(jīng)濟方面,增加了泥水處理系統(tǒng)、泥水環(huán)流系統(tǒng),進行渣漿分離處理及廢漿處理,施工費用較高。泥水平衡盾構掘進施工工藝簡介-適用性地層滲透性當?shù)貙拥臐B透系數(shù)小于10-7m/s時,可選用土壓平衡盾構;地層滲透系數(shù)10-7m/s~10-4m/s之間時,可選土壓平衡、泥水平衡盾構;地層滲透系數(shù)大于10-4m/s時,宜選泥水平衡盾構。地層顆粒級配根據(jù)地層滲透系數(shù)與盾構的機型的關系,若地層以各種級配富水的砂層、砂礫層為主時,宜選用泥水盾構;其他地層宜選用土壓平衡盾構。地層水壓當水壓大于0.3MPa時,適宜采用泥水盾構。如采用土壓平衡盾構,螺旋輸送機難以形成有效的土塞效應,易失壓坍塌,

可通過增大螺旋輸送機的長度或采用二級螺旋輸送機。(雙模盾構)泥水平衡盾構掘進施工工藝簡介-實施依據(jù)國家和省的有關政策、法規(guī)和條例、規(guī)定國家和現(xiàn)行設計規(guī)范、施工規(guī)范、驗收標準本工程簽訂的工程承包合同、招標文件總體性實施施工組織設計設計文件地質(zhì)勘察資料(詳勘、補勘)建(構)筑物調(diào)查資料工程現(xiàn)場施工調(diào)查報告、管理策劃書、專項施工方案盾構機等設備使用說明書、圖紙現(xiàn)有的技術水平、管理水平和機械設備裝備能力及施工經(jīng)驗我單位類似工程施工經(jīng)驗、技術總結泥水平衡盾構掘進施工工藝簡介-實施依據(jù)GB18173.4-2010高分子防水材料第4部分:盾構法隧道管片用橡膠密封墊國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫.國標GB/T31061-2014盾構法隧道管片用軟木橡膠襯墊國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫.GB/T34650-2017全斷面隧道掘進機盾構機安全要求國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫.GB/T35019-2018全斷面隧道掘進機泥水平衡盾構機國家市場監(jiān)督管理總局.GB/T38901-2020纖維混凝土盾構管片國家市場監(jiān)督管理總局.GB50446-2017盾構法隧道施工及驗收規(guī)范住房和城鄉(xiāng)建設部CJ/T446-2014泥水平衡盾構機住房和城鄉(xiāng)建設部行標、作業(yè)規(guī)范、規(guī)程CJ/T164-2011盾構隧道管片質(zhì)量檢測技術標準住房和城鄉(xiāng)建設部CJ]J/T192-2012盾構可切削混凝土配筋技術規(guī)程住房和城鄉(xiāng)建設部CJJ217-2014盾構法開倉及氣壓作業(yè)技術規(guī)范住房和城鄉(xiāng)建設部JB/T11861-2014盾構機切削刀具工業(yè)和信息化部JB/T12162-2015建筑施工機械與設備盾構機術語和商業(yè)規(guī)格工業(yè)和信息化部JB/T12968-2016盾構機用變頻調(diào)速三相異步電動機技術條件工業(yè)和信息化部JB/T13707-2019全斷面隧道掘進機復合式盾構機工業(yè)和信息化部JC/T2030-2010預制混凝土襯砌管片生產(chǎn)工藝技術規(guī)程工業(yè)和信息化部NB/T10221-2019盾構始發(fā)與接收凍結法施工及驗收規(guī)范國家能源局SY/T7023-2014油氣輸送管道工程水域盾構法隧道穿越設計規(guī)范國家能源局T/CCMA0047-2016盾構機操作工

T/CCMA0063-2018盾構機操作、使用規(guī)范

T/CDSA305.16-2018盾構維護高氣壓作業(yè)規(guī)程中國潛水打撈行業(yè)協(xié)會T/CECS563-2018盾構法隧道同步注漿材料應用技術規(guī)程中國工程建設標準化協(xié).T/CECS610-2019盾構法輸水隧道結構設計規(guī)程中國工程建設標準化協(xié).T/CSPSTC42-2019盾構隧道施工測量技術規(guī)范

TB10181-2017鐵路隧道盾構法技術規(guī)程國家鐵路局TB10181-2017E鐵路隧道盾構法技術規(guī)程(英文版)國家鐵路局二、工藝內(nèi)容泥水平衡盾構掘進施工工藝內(nèi)容泥水平衡盾構掘進施工工藝內(nèi)容掘進參數(shù)控制依據(jù)主動參數(shù):刀具貫入度、推進速度、刀盤轉(zhuǎn)速;被動參數(shù):控制扭矩波動、擠壓力波動值主要管控內(nèi)控工藝要素注漿管理刀具管理建壓管理泥漿管理環(huán)流管理施工測量、監(jiān)測姿態(tài)管理設備管理同步注漿、二次補充注漿漿液配比及性能、注漿量、注漿壓力、注漿分配、注漿速率刀具配置、刀具使用情況監(jiān)控分析壓力設定、壓力調(diào)整、壓力控制泥漿性能參數(shù)控制(比重、粘度)、長時間停機泥漿置換進排漿流量、沖刷流量、停機環(huán)流測量:控制點、導向系統(tǒng)、管片姿態(tài)、人工復核監(jiān)測:地表沉降、結構變形收斂、破損及滲漏水盾構掘進姿態(tài)滾動角、管片姿態(tài)配套設備、盾構整機完好率地質(zhì)情況、設備配置地表沉降情況、地質(zhì)情況、管片上浮量地質(zhì)情況、經(jīng)驗總結、掘進參數(shù)變化情況、刀具旋轉(zhuǎn)及溫度檢測情況地質(zhì)及水文情況、地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)、水土壓力地質(zhì)情況-粒徑、粘性、密度;單位時間出渣量相關規(guī)范、文件要求設計線路、盾尾間隙、油缸行程差、規(guī)范要求相關規(guī)范要求管片拼裝防水粘貼、管片點位、拼裝精度、螺栓復緊設備管理文件地質(zhì)情況-粒徑分布、自穩(wěn)能力三、工藝流程及要點超大直徑泥水盾構始發(fā)施工共分為四個階段:盾構機下井前施工準備、盾構機組裝調(diào)試及洞門工作、盾構空推負環(huán)安裝、盾構始發(fā)建倉及試掘進。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進第二階段盾構機下井組裝調(diào)試,同時完成地面設備安裝與調(diào)試、反力架安裝、洞門密封裝置安裝、洞門破除提供盾構刀盤始發(fā)掘進密閉空間,防栽頭導軌安裝保障試掘進期間盾構姿態(tài)可控,為盾構空推及始發(fā)掘進提供條件。第一階段進行始發(fā)端頭軟弱土體加固處理,始發(fā)端頭降水,盾構始發(fā)主體結構施工及所需預埋構件導軌安裝,始發(fā)臺、圓弧導臺結構施工,保障始發(fā)洞門安全,為盾構組裝調(diào)試提供條件。第三階段進行盾構空推及負環(huán)安裝,盾構主機在始發(fā)臺導軌上滑行,盾構后配套拖車在結構底板上方導軌滑行,負環(huán)管片通過始發(fā)臺及鋼構件支撐固定保持穩(wěn)定,盾構刀盤抵攏開挖面空推結束。第四階段第四階段進行洞門密封試驗,泥水倉建倉,環(huán)流系統(tǒng)調(diào)試,盾構試掘進,盾尾通過洞門密封后盾構試掘進完成,洞門二次密封,進入正常泥水盾構掘進施工作業(yè),盾尾通過洞門密封后啟動同步注漿,泥水倉按照計算值進行建壓,對試掘進參數(shù)進行總結。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進盾構機下井準備施工階段始發(fā)掘進洞門工作及空推準備盾構機組裝調(diào)試及空推準備盾構空推負環(huán)安裝延長導軌安裝始發(fā)端頭地層加固、降水井施工主體結構施工預埋件安裝始發(fā)臺、圓弧導臺施工、卷揚機安裝盾構機組裝、調(diào)試洞門密封安裝及下部填充反力架底塊安裝始發(fā)端頭降水作業(yè)洞門破除盾尾間隙鋼墊條安裝首環(huán)負環(huán)安裝及加固盾構空推及負環(huán)安裝反力架安裝及支撐固定負環(huán)型鋼支撐體系安裝負環(huán)加固洞門密封封堵始發(fā)試掘進盾尾通過密封裝置始發(fā)掘進盾構始發(fā)建倉及效果驗證加固效果檢測洞門鋼環(huán)密實度檢測空洞處理補充加固盾構刀盤頂攏開挖面參數(shù)設定洞門二次密封始發(fā)端頭加固工序要點始發(fā)端頭加固可以單獨選擇取其中的一種工法,也可選用其組合工法。具體選用那種工法,取決于地質(zhì)、地下水、覆蓋層、盾構直徑、盾構機型、施工環(huán)境等因素,同時還應考慮安全性、施工性、成本、進度等要求。土體預加固:主要有注漿、置換、攪拌、旋噴以及冷凍等方法,常用的加固方法為攪拌樁滿堂加固+外包素墻+高壓旋噴樁接縫止水。注:當始發(fā)端頭不具備加固條件時,可采用密閉式鋼套筒始發(fā)方法,保障始發(fā)安全。對加固體質(zhì)量進行抽芯檢測:28天土體無側(cè)限抗壓強度不小于1MPa;樁身水泥土攪拌均勻、膠結較好;芯樣多呈柱狀,少量碎塊狀;樁長及范圍符合設計要求。端頭三軸攪拌樁土體加固:縱向長度不小于主機長L+3m豎向加固范圍隧道頂3-5m至隧道底3-5m;橫向隧道外3-5m。對加固體質(zhì)量進行水平探孔檢測:始發(fā)洞門水平探孔進入加固土體深度不小于2m;布孔范圍為整個始發(fā)洞門,按照上梳下密、滲透性強地層針對行布設的原則;要求探孔無明顯線流,水中無泥砂、出水量不大于40L/h。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進始發(fā)端頭降水井工序要點為進一步降低盾構始發(fā)施工洞門滲漏突泥涌水風險,需要設置降水井,降水井位置根據(jù)隧道底部地層與加固深度關系一般設置于加固體外側(cè)。在始發(fā)洞門圍護結構鑿除前對始發(fā)井端頭加固區(qū)域進行降水,降水井井底進入隧道底部以下不少于2m,降水井數(shù)量及布置根據(jù)實際地質(zhì)情況進行配置。降水井在始發(fā)端頭旋噴樁及補充注漿完成后進行施工,將水位降至隧道底部以后再進行破除洞門作業(yè)。在洞門鑿除前進行始發(fā)端頭降水觀測,觀測方法為保證動水位降到隧道底板以下1m后,對靜水位進行監(jiān)測,達到隧道底部0.5m以下。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進始發(fā)段主體結構施工及預埋件安裝工序要點泥水盾一般為整機始發(fā),盾構機下井組裝前要完成盾構機組裝范圍的主體結構及盾構組裝、始發(fā)過程中所需的預埋件。主體結構一般分為始發(fā)井、后配套段、副井口(結構凈空尺寸滿足盾構機組裝始發(fā)需求)。根據(jù)線路設計、盾構機結構尺寸、盾構主機重心位置等進行盾構始發(fā)姿態(tài)設計和盾構組裝、盾構始發(fā)所需預埋件設計,主體結構施工過程中進行預埋,主要有拖車軌道預埋鋼板、卷揚機預埋鋼板、反力架支撐預埋鋼板、負環(huán)支撐預埋鋼板、始發(fā)臺預埋鋼筋、洞門預埋鋼環(huán)、洞門預埋注漿管。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進始發(fā)臺、圓弧導臺施工、卷揚機安裝工序要點為滿足盾構組裝及始發(fā)推進需要,在主體結構完成后盾構機下井前,需要在始發(fā)井底板位置施工始發(fā)導臺,在1#拖車組裝位置設置圓弧導臺及卷揚機。其中圓弧導臺、卷揚機按照盾構機設計情況按需安裝。盾構始發(fā)導臺施工在底板上布設測量控制點,復測洞門鋼環(huán)實際位置,根據(jù)實測的數(shù)據(jù)對盾構機始發(fā)臺中心位置進行修正;依據(jù)隧道設計軸線與安裝完成的洞門鋼環(huán)定出盾構進洞姿態(tài)空間位置,反推出始發(fā)臺的空間位置,結構長度等于盾構主機長度。始發(fā)臺軸線為盾構機始發(fā)軸線,其坡度為盾構機的始發(fā)設計坡度。始發(fā)臺預埋鋼板安裝誤差不得大于±5mm。在盾構始發(fā)井主體結構完成后施工始發(fā)導臺,采用鋼筋混凝土結構形式,共分為3部分,分別為左側(cè)邊導臺、中間導臺及右側(cè)邊導臺,在對應盾構主機盾體焊接位置預留焊接通道,導臺頂部設置始發(fā)導軌,導軌與盾殼直接接觸,導軌通過焊接鋼壓板進行固定。始發(fā)導臺設計需滿足盾構機主機自重(整機最重單件)承載要求,設計時考慮盾構機重心位置,盾構機主機重心前方范圍的始發(fā)臺結構強度適當加強,考慮盾構機重心位于始發(fā)臺端部的受力最不利工況。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進始發(fā)臺、圓弧導臺施工、卷揚機安裝工序要點圓弧導臺施工根據(jù)1#拖車組裝位置及洞外(包括負環(huán))行走范圍,預先在對應的結構底板里程范圍施做C30混凝土圓弧導臺,圓弧導臺長度30m,弧面直徑為設計的管片內(nèi)徑,標高按照順延至負環(huán)內(nèi)弧標高,強度滿足拖車自重承載要求。始發(fā)掘進過程中同步在圓弧導臺上安裝口字件。以便供盾構剩余后配套拖車行走,進入盾構井之后轉(zhuǎn)換到管片內(nèi)弧面上行走。卷揚機安裝根據(jù)盾構機后配套拖車所需拖動力配置卷揚機,卷揚機安裝位置位于1號拖車組裝位置后方,卷揚機通過底座與預埋鋼板焊接及H型鋼進行固定。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進盾構機組裝調(diào)試要點依次將管片小車、盾構后配套1號拖車、盾構主機、刀盤吊入始發(fā)工作井組裝,同時在副井口吊入依次盾構后配套拖車,采用預先安裝好的卷揚機進行拖車井下移動定位;將刀盤、盾構主機、盾構后配套進行連接組裝進行整機調(diào)試。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進輔助設施構件安裝工序要點盾構機井下對接完成后進行反力架安裝及支撐固定,根據(jù)計算反力架設計滿足盾構始發(fā)最大推力承載要求,反力架橫斷面與盾構機主機橫斷面平行安裝,安裝順序為從下至上左右對稱。盾構機盾體組裝完成后進行負環(huán)支撐體系安裝,盾構機空推前在始發(fā)臺兩側(cè)安裝三角支架與主體結構共同組成負環(huán)支撐體系。H型鋼支架底部與底板預埋鋼板焊接、側(cè)面與主體結構側(cè)墻預埋鋼板焊接。三角支架頂部位于盾殼左右腰部位置并在縱向安裝固定175H型鋼,175H型鋼并與盾殼密貼,H型鋼支架間距2m,分布范圍反力架至洞門。盾構機盾尾組裝完成后在盾尾內(nèi)安裝鋼墊條,在首環(huán)負環(huán)管片安裝前,在盾尾底部180°范圍焊接鋼墊條,提供負環(huán)管片下部盾尾間隙。鋼墊條錯開推進油缸頂推范圍,數(shù)量保障每塊管片不少于2根,均勻分布,長度為盾尾加強環(huán)至油缸撐靴,鋼墊條厚度為理論盾尾間隙,放向與盾構主機軸線平行,固定方式為焊接(點焊滿足盾構機推進時不被管片拖動即可)。當盾構推力足夠穩(wěn)定管片姿態(tài)后即可割除鋼墊塊。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進洞門準備工作要點洞門準備工作主要包括在盾構機組裝及調(diào)試期間對洞門預埋鋼環(huán)背后混凝土填充密實度進行檢測、洞門密封裝置安裝、洞門破除(鋼筋混凝土地連墻圍護結構)及洞門內(nèi)延長導軌安裝。洞門預埋鋼環(huán)填充密實度檢測,在洞門鋼環(huán)外部主體側(cè)墻施工完成后盾構始發(fā)前,需對洞門鋼環(huán)背側(cè)混凝土填充密實度進行檢測,對存在空洞、填充不密實的部位進行開孔灌注混凝土、砂漿,確保洞門鋼環(huán)背側(cè)填充密實,以免在盾構始發(fā)建壓掘進過程中出現(xiàn)滲漏,影響盾構始發(fā)掘進。洞門密封安裝在盾構始發(fā)前安裝洞門臨時密封裝置,密封裝置由密封環(huán)、簾布橡膠板、折頁壓板、墊片和螺栓等組成,為防止盾構斜體始發(fā)洞門密封長度不足引起洞門漏漿,設置延長洞門,延長洞門內(nèi)設置兩道鋼絲刷。兩道鋼絲刷及兩道簾布橡膠板之間預留油脂加注孔。安裝密封環(huán)后對密封環(huán)底部施做混凝土填充洞門與始發(fā)臺前段的空隙,其尺寸和始發(fā)導臺相同。施做前將底部預留的注漿及油脂孔的注漿管及油管接出。在洞門下部簾布橡膠板后部加設彈簧鋼板或在簾布橡膠板后部加設防滲海綿。在延長洞門及洞門密封裝置安裝完成后,對各接縫進行焊接加固,洞門密封裝置勁板與延長洞門滿焊,增強洞門密封裝置整體剛度。在延長洞門與預埋鋼環(huán)接縫處加焊鋼板,對接縫位置形成有效封堵,在延長洞門與洞門密封連接位置增加“U”型卡扣,并焊接牢固,增強整體強度。始發(fā)建倉前洞門鋼絲刷密封腔體內(nèi)充填油脂,以增強密封裝置的密封效果。地面配置油脂泵,在盾構試掘進期間進行注脂作業(yè)。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進洞門準備工作要點洞門破除是對洞門范圍內(nèi)的鋼筋混凝土地梁強圍護結構進行破除,洞門破除前需完成端頭加固體檢測并進行降水,滿足要求前提下,在盾構機組裝調(diào)試期間開始洞門破除作業(yè)。采用豎向分層橫向分塊從上到下左右對稱的方式進行破除。破除作業(yè)平臺采用腳手架進行搭設,第一次破除至迎土面鋼筋位置,剩余部分待盾構機調(diào)試完成后進行第二次破除。破除前在第一層上弧段,采用水鉆取孔,提供破除臨空面。每破除一塊區(qū)域及時檢查始發(fā)洞門的凈空尺寸,嚴禁混凝土及鋼筋侵入洞門鋼環(huán)范圍內(nèi)。始發(fā)臺與洞門密封環(huán)之間搭設清碴平臺,鑿除下的混凝土碴由人工配合PC-60挖機進行裝運至吊斗,使用吊斗由吊機吊運出基坑,洞門破除期間加強基坑、破除面監(jiān)測。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進洞門準備工作要點延長導軌安裝主要目的是防止盾構機刀盤在洞門范圍空推及后續(xù)進入加固體過程出現(xiàn)栽頭。在洞門破除后設置延長導軌,布置范圍為腰部以下,以確保盾構順利水平始發(fā)。盾構延長洞門導軌位置及長度的確定:延長導軌前端(掘進方向)位置需設置在盾構主機切口后方,距離不小于50mm(具體位置需根據(jù)洞門開挖面平整情況,提前進行三維模擬盾構機頂攏至開挖面時的實際位置),延長導軌后端位置盡量距離始發(fā)導臺近,但不能影響洞門密封簾布橡膠板及折頁板的翻轉(zhuǎn)。導軌材質(zhì)、數(shù)量滿足承載要求,導軌采用植筋+焊接的方式與洞門進行連接固。進行定位后進行鉆孔植筋固定,待植筋膠凝固后,在導軌及鋼環(huán)之間焊接鋼板幫焊,以加強導軌和鋼環(huán)的整體性。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進首環(huán)負環(huán)安裝工序要點根據(jù)反力架到始發(fā)洞門的距離、正洞環(huán)與洞門位置關系計算負環(huán)數(shù)量及起訖里程。首環(huán)負環(huán)管片封頂塊點位設計為頂部位置,其他后續(xù)負環(huán)管片點位根據(jù)線路及盾構機姿態(tài)情況進行確定。盾構機調(diào)試完成后開始負環(huán)安裝。在拼裝首環(huán)負環(huán)管片第一塊管片時,首塊管片位置需提前進行放點定位,要求定位精準,拼裝準確,首塊定位安裝完成后采用槽鋼進行臨時固定牢固后繼續(xù)安裝左右相鄰塊,確保管片首塊安裝角度及位置符合設計要求。每定位完成一塊管片,立即連接緊固管片環(huán)向螺栓,并在相鄰兩塊之間焊接U型鋼板進行管片固定,固定完成后移開管片安裝機,之后依次安裝后續(xù)塊。安裝至腰部時需在負環(huán)管片前后焊接“L”型鋼板以提供管片拼裝的反力及臨時穩(wěn)定管片,保證拼裝完成的管片在未成環(huán)前不變形或下落,“L”型鋼板焊接必須保證在同一斷面上。管片拼裝成環(huán)后,將“L”型鋼板全部割除,利用盾構機推進油缸將管片緩慢推出至設定位置。首環(huán)負環(huán)管片反力架側(cè)斷面直接頂攏反力架承載面,若首環(huán)負環(huán)管片位置距離反力架有一定距離L(L<管片環(huán)寬B),在首環(huán)負環(huán)頂推至設計位置后采用鋼管支撐焊接連接首環(huán)負環(huán)及反力架,鋼支撐型號及數(shù)量需滿足始發(fā)掘進總推力的承載要求。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進泥水盾構始發(fā)-盾構空推及負環(huán)安裝盾構空推及負環(huán)安裝固定工序要點盾構空推首環(huán)負環(huán)管片拼裝定位完成后盾構開始空推,空推過程中負環(huán)管片每脫出盾尾1m停機一次對負環(huán)進行加固,加固完成后繼續(xù)空推,推進油缸行程滿足下一環(huán)負環(huán)拼裝后停止推進,進行負環(huán)管片拼裝。盾構空推推力根據(jù)盾構摩擦阻力進行計算,速度控制在5mm/min~10mm/min,各組推進油缸推力均衡分配。設置專人對后配套拖車輪對、拖車與主體結構物凈空、反力架、始發(fā)導軌進行巡視檢查,若出現(xiàn)問題,及時停機進行處理。盾構機刀盤通過洞門密封裝置時,洞門圈四周不少于6個位置進行觀察,與盾構機內(nèi)部保持聯(lián)系暢通,洞門密封折頁板翻轉(zhuǎn)不正常時立即停機處理。觀察密封板與盾構機外殼的相對尺寸與設計偏差是否在可承受范圍內(nèi),確認完畢后繼續(xù)推進。盾構機兩側(cè)有防止盾構機扭轉(zhuǎn)的防扭塊,在防扭塊脫出始發(fā)臺時停機割除,連接點要割除干凈,防止防扭塊對洞門造成損害。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進盾構空推及負環(huán)安裝固定工序要點負環(huán)安裝推進油缸行程滿足下一環(huán)管片拼裝,負環(huán)管片按照錯縫的方式進行拼裝,負環(huán)管片拼裝點位根據(jù)實際盾尾間隙、盾構機姿態(tài)、推進油缸行程差綜合考慮進行選擇,保持負環(huán)管片軸線與盾構主機軸線平行盾尾間隙良好。負環(huán)管片每拖出盾尾1m進行加固1次加固,將負環(huán)管片外弧面與始發(fā)臺導軌、支架體系型鋼之間空隙用鋼楔子墊實支撐,在左右邊導臺頂面設置H型鋼支撐,斜向支撐于負環(huán)管片,與預埋鋼板焊接牢固。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進盾構空推及負環(huán)安裝固定工序要點盾構機防扭裝置盾構機刀盤進洞切削掌子面時會產(chǎn)生巨大的扭矩,為了防止此時盾構機殼體在始發(fā)導軌上發(fā)生偏轉(zhuǎn),盾構機掘進前在始發(fā)導軌兩側(cè)的盾構機殼體上焊接防扭裝置(可采用H175雙拼型鋼、T型鋼板等),防扭裝置每隔1.5m左右在盾構機兩側(cè)各焊接一個。隨著盾構機在始發(fā)基座上向前推進,當防扭裝置靠近洞門密封時,要及時將其割除,防止其破壞洞門密封。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進盾構始發(fā)建倉工序要點盾構空推至開挖面后進行停機建倉及洞門密封嚴密性試驗,分四步進行:第一步:將氣墊倉與泥水倉連通閥關閉,并將泥水倉排氣閥打開,氣墊倉排氣閥關閉。第二步:通過泥漿環(huán)流系統(tǒng)將準備好的漿液注入倉內(nèi),倉內(nèi)泥漿液注入速度控制在每10inm上升1m左右,至倉內(nèi)泥漿液面上升至中線上2m-3m位置。第三步:對氣墊倉進行緩慢逐次加壓,每次加壓不高于0.1bar,觀察盾構機前后倉內(nèi)的液位顯示,當泥水倉最上方的排氣閥開始噴出泥漿時,將排氣閥門關閉。檢查氣墊倉液位,若液位在中心線-0.5m~+0.5m,不需調(diào)整,若在此范圍之外,啟動泥漿循環(huán)系統(tǒng),微調(diào)液位至該范圍,此時切口環(huán)頂部壓力顯示為0。第四步:低速轉(zhuǎn)動刀盤約15分鐘,同時對氣墊倉加壓至切口環(huán)頂部壓力顯示為0.1bar,打開泥水倉排氣閥,將轉(zhuǎn)動刀盤攪拌產(chǎn)生的氣體排出。再緩慢降低氣壓,直至將切口環(huán)頂部壓力緩慢調(diào)成0bar。建倉整個過程檢查洞門密封情況,若出現(xiàn)滲漏立即進行處理。當滲漏量較小不影響泥漿環(huán)流時及時封堵,若泥漿滲漏量較大,需立即停止加注泥漿、氣壓加載,查明原因處理完畢后方可繼續(xù)注入泥漿。建倉的同時向兩道密封刷之間注入密封油脂。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進參數(shù)設定及始發(fā)試掘進要點試掘進過程嚴格控制盾構機掘進參數(shù),盾構主機盾尾通過洞門密封進入地層后試掘進結束。掘進速度不宜太快5mm/min~15mm/min,扭矩控制在3000KN﹒m以下,總推力控制在反力架提供能力范圍內(nèi),刀盤轉(zhuǎn)速0.6rpm~0.8rpm。注意調(diào)整各系統(tǒng)參數(shù)、掘進參數(shù)、泥漿參數(shù)保證盾構的順利掘進。在刀盤進入素墻掘進時,注意掘進參數(shù)變化,刀盤全部進入土體后,泥水倉壓力應逐環(huán)提高至計算壓力。加強刀盤轉(zhuǎn)速、刀具貫入度、刀具線速度、推進速度及推力控制,避免刀具所受沖擊力過大造成刀具損壞、盾體發(fā)生扭轉(zhuǎn)。熟悉盾構各項性能,完成盾構整機磨合負載運轉(zhuǎn),用最短的時間對盾構機進行調(diào)試。熟練盾構和配套設備各項操作,掌握盾構施工操作流程和施工順序。通過地表變形監(jiān)測分析,反映盾構機進洞時以及推進時對周圍環(huán)境的影響,掌握優(yōu)化盾構推進參數(shù)及同步注漿量。盾構各系統(tǒng)負載調(diào)試,檢驗后配套設備的匹配能力,如泥水處理系統(tǒng)、垂直運輸系統(tǒng)和水平運輸系統(tǒng)等。熟悉管片拼裝的操作工序,提高拼裝質(zhì)量,加快施工進度。收集數(shù)據(jù),積累經(jīng)驗,為下一步正??焖俚木蜻M施工提供參考依據(jù)和信息。試掘進目的泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進參數(shù)設定及始發(fā)試掘進要點洞門二次密封盾構機向前推進過程中,待盾尾最后一道鋼絲刷完全進入密封環(huán)內(nèi)后,在密封環(huán)處安裝(0環(huán))管片外,用20mm厚鋼板加工成楔形,將最外側(cè)折頁壓板與0環(huán)管片抵緊,并與密封環(huán)焊接固定,形成二次密封,確保盾構泥水壓力平衡和提供密封效果,以保證盾構同步注漿順利實施,楔形鋼板可根據(jù)折頁壓板與O環(huán)管片之間間隙進行調(diào)整。始發(fā)掘進洞門密封裝置完全與管片外弧面搭接,在進行密封裝置檢查并加固后,停機進行注漿,實行注漿量與壓力雙重控制。注漿期間,密封裝置同步進行油脂注入,注意油脂壓力控制,待漿液封閉成環(huán)后,按照理論計算進行建壓,后續(xù)盾構機掘進進入試掘進正常狀態(tài)。掘進若通過外包素墻,素墻掘進過程中注意掘進參數(shù)控制、刀具保護,速度不易過快,尤其在素墻即將被穿越時,由于素墻剩余厚度較小,推力過大易造成混凝土破裂,產(chǎn)生大塊混凝土造成堵倉滯排。另注意建壓控制,防止刀盤出加固區(qū)過程中,引起開挖面坍塌、地表沉降塌陷。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-始發(fā)試掘進總體施工流程掘進工序流程掘進開始刀具管理注漿管理進排漿參數(shù)監(jiān)視進排漿流量開挖管理泥水管理參數(shù)管理進排漿泵壓力正常掘進結束異常停機判斷應急措施恢復掘進施工監(jiān)測姿態(tài)管理泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進掘進參數(shù)設定及控制泥水倉壓力設定及控制掘進姿態(tài)管理同步及二次注漿管片拼裝質(zhì)量控制刀具管理泥水各項指標控制開挖渣土量控制泥水環(huán)流沖刷管理防滯排管理及監(jiān)測管理泥水平衡盾構掘進管理控制重點包含始發(fā)段掘進管理、正式段掘進管理,具體管理要點如下:掘進管理環(huán)流管理泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進參數(shù)管理盾構掘進過程,掘進施工技術要求高,需密切關注盾構掘進參數(shù)變化,保障盾構機設備完好率。施工過程中不斷總結分析,加強對盾構掘進各項參數(shù)的控制、泥水管理、同步注漿及二次注漿管理、盾構掘進姿態(tài)的控制、施工監(jiān)測的管理。保障盾構施工的安全、質(zhì)量及工期要求。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進掘進參數(shù)控制要點主要針對推進速度、刀具貫入度、刀盤轉(zhuǎn)速主動控制參數(shù)進行計算設定,總推力、刀盤扭矩屬被動參數(shù),主要與開挖面軟硬程度、軟硬不均程度、推進速度、刀盤轉(zhuǎn)速、刀具磨損情況及倉底積渣(巖塊)有關。掘進過程中主要控制扭矩、擠壓力波動,并以掘進參數(shù)、刀具溫度檢測、旋轉(zhuǎn)檢測及磨損檢測數(shù)據(jù)為依據(jù),判斷掘進狀態(tài)。根據(jù)國重試驗結論及現(xiàn)場實際掘進分析研判出如下設定參考值:序號地質(zhì)刀具貫入度(mm/r)推進速度(mm/min)刀盤轉(zhuǎn)速(r/min)備注1軟土地層30.0~40.030.0~40.01.0~1.2速度高速刀盤中轉(zhuǎn)速刀具較大貫入度2砂土地層25.0~35.025.0~35.01.0~1.2速度高速刀盤中轉(zhuǎn)速刀具較大貫入度3粘性土地層10.0~15.015.0~20.01.2~1.4速度中低速刀盤中高轉(zhuǎn)速刀具中低貫入度4卵石地層20.0~30.020.0~30.00.8~1.0速度較高速刀盤中低轉(zhuǎn)速刀具較大貫入度5破碎帶地層10.0~15.010.0~20.01.0~1.2速度中低速刀盤中轉(zhuǎn)速刀具中低貫入度6軟硬不均地層3.0~5.03.0~6.00.8~1.2速度低速刀盤中低轉(zhuǎn)速刀具低貫入度7全斷面硬巖地層5.0~8.010.0~15.01.5~1.8速度低速刀盤高轉(zhuǎn)速刀具較低貫入度泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進F總推力F1泥水阻力F2刀盤擠壓力F3主機摩擦力F4刀盤大圓環(huán)摩擦力F5尾刷管片摩擦力F6拖車摩擦力盾構直徑、泥水壓力地層軟硬(標貫、抗壓強度)、推擠速度、刀具磨損損壞情況盾構直徑、主機長度、金屬與土體摩擦系數(shù)、地層土壓力、保徑刀磨損損壞情況刀盤大圓環(huán)外徑及寬度、金屬與土體摩擦系數(shù)、地層側(cè)向土壓力、保徑刀磨損損壞情況管片外徑、管片與單道尾刷接觸長度、油脂腔壓力、尾刷道數(shù)、尾刷與管片摩擦系數(shù)后配套拖車重量、后配套滾動摩擦系數(shù)泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進T刀盤總扭矩T1刀具切削扭矩T2刀盤面板摩擦扭矩T3刀盤大圓環(huán)摩擦扭矩T4主軸承周向滾子摩擦扭矩T5主軸承軸向滾子摩擦扭矩T6驅(qū)動密封摩擦扭矩巖土抗壓強度、刀具貫入度、刀具旋轉(zhuǎn)分布半徑(掘進過程扭矩波動主要來源)刀盤開口率、土體與金屬摩擦系數(shù)、開挖直徑、開挖面土壓力(同時受到倉內(nèi)積渣影響)刀盤大圓環(huán)外徑及寬度、刀盤圓環(huán)四周土體側(cè)壓力、土體與金屬摩擦系數(shù)刀盤自重、圓周滾子分布半徑、滾子摩擦系數(shù)開挖直徑、水土壓力、開口率、軸向滾子分布半徑、滾子摩擦系數(shù)外密封半徑、密封單位長度壓緊力、外密封數(shù)量、密封與金屬摩擦系數(shù)、內(nèi)密封半徑、內(nèi)密封數(shù)量刀盤空轉(zhuǎn)扭矩(同時受到倉內(nèi)積渣影響)泥水倉壓力設定及控制(1)壓力設定:海中基巖段掘進泥水倉壓力按照靜止土壓力P0進行設定,并計算壓力設定上下限,下限為主動土壓力Pa上限為劈裂壓力Pf。(2)壓力控制:掘進過程嚴格控制液位波動,保持倉內(nèi)環(huán)流順暢,液位波動值控制在±0.5m以內(nèi),液位盡量保持在中部,如液位波動超出±0.5m立即開啟旁通循環(huán)模式,并確認波動原因。(3)停機工況壓力設定調(diào)整因刀具檢查、換刀作業(yè)、設備檢修等情況需要較長時間停機時(超過24h),為保障開挖面及上覆土穩(wěn)定,將泥水壓力逐步提高0.2bar。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進

因超大開挖直徑引起的頂部與底部壓差大,在設定頂部泥水壓力P1=P3`平衡狀態(tài)時,開挖直徑越大導致底部泥水壓力與開挖面底部靜止土壓力差值越大,以本工程全斷面軟土為例:即P3`-P3=(K0(λ淤泥H1+λ淤泥質(zhì)土D)-(P1+0.12D)=K0λ淤泥質(zhì)土D-0.12D=0.14D-0.12D=0.02D若D=15m,則壓差為0.3bar①精準建壓技術:通過泥水倉壓與孔隙水壓及土體位移監(jiān)測,結合理論計算,研究出不同地質(zhì)條件的靜止水土壓力、側(cè)壓力系數(shù)取值、劈裂壓力計算公式(Pf=σ3·(1+sinφ)+c·cosφ,σ3=γz+q·(1-sinφ))確定了不同地層泥水建壓計算高度(H1+nD);實現(xiàn)泥水壓力設定精準化。②掘進過程泥水倉壓力控制技術:掘進過程中通過環(huán)流及沖刷系統(tǒng)控制技術防止壓力波動。③地表監(jiān)測—液位—壓力波動—補氣量于一體的綜合監(jiān)測信息控制。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進盾構姿態(tài)控制要點(1)測量精度控制主要測量控制措施:控制點采用強制對中(可避免對中誤差)、長邊布設控制點(提高盾構貫通精度)、主副導線測量(提高控制點精度)、利用現(xiàn)場條件布設地下控制網(wǎng)較長起算邊(提高貫通精度)。盾構導向系統(tǒng),精準計算多級復核線路DTA數(shù)據(jù)并進行輸入導出校核對比,施工中采用了人工加自動兩種方式同時進行測量(自動導向人工復核),確保測量精度。每次導向系統(tǒng)搬站進行搬站前后盾構姿態(tài)校核,偏差控制在20mm以內(nèi),若偏差值大于200mm則需對盾構姿態(tài)進行復測,查找偏差原因。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進(2)盾構掘進姿態(tài)控制要點在盾構掘進過程中,由于地質(zhì)突變等原因盾構機推進方向可能會偏離設計軸線并超過管理警戒值;在軟弱地層中掘進,因地層提供的滾動阻力小,可能會產(chǎn)生盾體滾動偏差;在淺埋全斷面軟土地層可能會出現(xiàn)盾構下沉或上漂問題;在上軟下硬地層可能出現(xiàn)盾頭下壓困難問題;在線路變坡段或急彎段掘進,有可能產(chǎn)生較大的偏差。應及時調(diào)整盾構機姿態(tài)、糾正偏差;盾構掘進姿態(tài)控制在±50mm以內(nèi)。常規(guī)控制措施分區(qū)操作推進油缸來調(diào)整盾構機姿態(tài),糾正偏差,將盾構機的方向控制調(diào)整到符合要求的范圍內(nèi)。注意事項盾構推進油缸各分區(qū)油壓調(diào)整直接影響盾構姿態(tài),確保推進系統(tǒng)完好;確保邊刀(保徑刀)完好,具有有效切削能力,尤其是在上軟下硬地層;對于存在淺埋全斷面軟土地層的盾構選型設計時注意盾構機自重、重心科學配置;管片姿態(tài)控制也能直接影響盾構機姿態(tài),嚴格點位選擇及管片進入地層后穩(wěn)定性控制,保障有效盾尾間隙;盾構導向系統(tǒng)是盾構掘進的眼睛,注意日常人工測量盾構機姿態(tài)勤檢核導向姿態(tài)。當滾動超限時,盾構機會自動報警,此時應采用盾構刀盤反轉(zhuǎn)的方法糾正滾動偏差。允許滾動偏差≤1.5o,當超過1.5o時,盾構機報警,提示操縱者必須切換刀盤旋轉(zhuǎn)方向,進行反轉(zhuǎn)糾偏。(勤環(huán)向、增加反扭矩、減少不利阻力)豎直方向糾偏:控制盾構機方向的主要因素是千斤頂?shù)膯蝹?cè)推力,當盾構機出現(xiàn)下俯時,可加大下側(cè)千斤頂?shù)耐屏?,當盾構機出現(xiàn)上仰時,可加大上側(cè)千斤頂?shù)耐屏磉M行糾偏。水平方向糾偏:與豎直方向糾偏的原理一樣,左偏時應加大左側(cè)千斤頂?shù)耐七M壓力,右偏時則應加大右側(cè)千斤頂?shù)耐七M壓力。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進注漿管理流程泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進注漿量:可用下式進行計算Q=V·λλ——注漿率(水泥砂漿取1.3~2.5;石灰砂漿取1.0~1.2)

V——盾尾建筑空隙(m3)盾構掘進注漿工序流程及要點盾構掘進注漿目的主要是控制沉降、穩(wěn)定隧道結構、輔助糾偏,漿液類型主要分為水硬性的水泥砂漿、雙液漿及惰性的石灰砂漿(厚漿),注漿方式以同步掘進為主二次補充注漿為輔。注漿量采用注漿量及壓力雙控指標,注漿效果通過管片開孔、物探方法進行驗證。漿液要求:①膠凝時間:一般為3~10h,根據(jù)地層條件和掘進速度,通過現(xiàn)場試驗加入促凝劑及變更配比來調(diào)整膠凝時間。②固結體強度:其無側(cè)限抗壓強度≥1.0Mpa;滲透系數(shù)≤1.0×10-8cm/s。③漿液結石率:>95%,即固結收縮率<5%。④漿液稠度:8~12cm。⑤漿液穩(wěn)定性:傾析率(靜置沉淀后上浮水體積與總體積之比)小于5%。注漿壓力:1.1~1.2倍靜止土壓;(P盾尾油脂>P同步注漿>P土壓)。注漿標準:注漿壓力達到設計壓力或者注漿量達到設計的85%以上。漿液類型配合比水泥(kg)細砂(kg)粉煤灰(kg)膨潤土(kg)消石灰(kg)水(kg)石灰砂漿2512903005080300漿液類型配合比水泥(kg)細砂(kg)粉煤灰(kg)(kg)膨潤土(kg)外加劑水(kg)水泥砂漿150-200845845220/495始發(fā)、接收及軟土段軟硬不均、硬巖段A1A2A3A4A5A6A7A850%30%20%厚漿重要指標為坍落度100mm左右泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進二次注漿注漿目的:抑制二次沉降、防水;注漿類型:水泥單液漿,水泥水玻璃雙液漿、其它漿液;注漿設備:一半使用雙液注漿機;注漿控制:壓力控制(一般控制在0.2~0.4MPa);多點、少量、多次。因同注漿不飽滿出現(xiàn)管片滲漏、地表沉較大問題時,進行二次補充注漿。注漿材料采用水泥漿單液漿+水泥~水玻璃雙液漿,注漿順序從底部注漿孔左右對稱向上注漿,采用間歇性注漿方法,嚴控注漿壓力防止出現(xiàn)管片變形。水泥采用P.O42.5普通水泥,水灰比采用1:1;玻美度控制在25~35be之間;水泥漿:水玻璃體積比1:1,雙液漿凝固時間為40S左右,注漿壓力宜大于注漿位置對應水土壓力0.1~0.3MPa。注漿時必須密切關注洞門密封裝置的變形情況或成型管片錯臺變化情況,出現(xiàn)漏漿或管片錯臺及時停止注漿。并將注漿孔封堵嚴密。注意:(1)同步注漿是控制盾構施工沉降的最有效的手段,要及時、足量;(2)根據(jù)不同的地質(zhì)、水文情況需要及時的調(diào)整不同注漿配合比;(3)二次注漿一定注意控制好注漿壓力,防止壓力過大管片易錯臺、破損。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進管片拼裝施工流程及要點管片選型以滿足隧洞線型為前提,重點考慮管片安裝后盾尾間隙要滿足下一掘進循環(huán)限值,確保有足夠的盾尾間隙,以防盾尾直接接觸管片。管片安裝盡量從隧洞底部開始,然后依次安裝相鄰塊,最后安裝封頂塊。封頂塊安裝前,對止水條進行潤滑處理,安裝時先搭接1200mm(管片環(huán)寬2m),徑向推入,調(diào)整位置后緩慢縱向頂推。管片塊安裝到位后,及時伸出相應位置的推進油缸頂緊管片,其頂推力大于穩(wěn)定管片所需力,然后方可移開管片安裝機。已安裝完成環(huán)管片整環(huán)需噴涂環(huán)號,以便后續(xù)施工需要。管片止水條及襯墊粘貼管片選型、下井和運輸組織管片吊機卸車、倒運管片管片安裝區(qū)的清理管片安裝與連接掘進2m盾構掘進管片螺栓復緊管片安裝就位推進缸頂緊就位管片縮回安裝部位置油缸管片拼裝流程圖管片拼裝施工流程及要點(1)盾構掘進到預定長度,且擬定安裝封頂塊位置的推進油缸行程大于2600mm時(環(huán)寬2m),盾構機停止掘進,進行管片安裝。(2)為保證管片安裝精度,管片安裝前需對安裝區(qū)進行清理干凈,無雜物。(3)管片安裝時必須從底部開始,依次安裝相鄰塊,最后插入封頂塊,管片連接方式為逆時針方向,L1與B1連接,L2與B7連接。(4)管片安裝到位后,應及時伸出相應位置的推進油缸頂緊管片,每安裝一塊管片,立即將管片縱環(huán)向連接螺栓插入連接,并用風動扳手緊固,方可移開管片安裝機。(5)管片安裝時與已安裝環(huán)管片接觸后嚴禁大幅度調(diào)整管片,避免損壞防水密封條,并應保證管片拼裝質(zhì)量,嚴禁出現(xiàn)錯臺。(6)管片拼裝必須遵守管片螺栓3次復緊制度,即管片拼裝成環(huán)后第一次復緊,盾構第二環(huán)掘進一半后第二次復緊和該環(huán)管片拖車盾尾進入地層內(nèi)后第三次復緊。(7)若管片在拼裝過程中出外弧面破損或防水部位破損需對該管片及時進行修補,若現(xiàn)場無法及時修補則需進行更換。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進管片拼裝注意事項:管片拼裝前要嚴格檢查管片類型、質(zhì)量、擺放順序及止水條質(zhì)量拼裝最底部的一塊是要清理干凈下部的雜物拼裝封頂塊是要在止水條上涂抹潤滑劑管片螺栓要進行三次緊固管片拼裝成環(huán)后(拖車盾尾前)管片類型、拼裝順序、破損情況(尤其是外弧面)檢查確認鋼筋混凝土管片驗收標準1.應在鋼筋混凝土管片內(nèi)弧面角部和端側(cè)面,標記管片型號與編號、模具編號、生產(chǎn)日期和生產(chǎn)單位名稱。2.鋼筋混凝土管片質(zhì)量應符合下列規(guī)定:①應按設計要求進行成品的結構性能檢驗,檢驗結果應符合設計要求。②混凝土強度等級和抗?jié)B等級等性能應符合設計要求。③中心注漿孔預埋件應進行抗拉拔試驗,試驗結果應符合設計要求;當設計無要求時,抗拉拔力不應低于管片自重的7倍。④鋼筋混凝土管片外觀質(zhì)量不應有嚴重缺陷;當出現(xiàn)一-般缺陷時,應采取技術措施進行處理。名稱缺陷描述缺陷等級名稱缺陷描述缺陷等級露筋管片內(nèi)鋼筋未被混凝土包裹而外露嚴重缺陷裂縫從管片混凝土表面延伸至內(nèi)部且超過設計給出的允許寬度或深度的裂縫嚴重缺陷蜂窩混凝土表面缺少水泥砂漿而形成石子外露嚴重缺陷其他少量不影響管片結構性能或使用功能的裂縫一般缺陷孔洞混凝士中出現(xiàn)深度和最大長度均超過保護層厚度的孔穴嚴重缺陷預埋部位缺陷管片預埋件松動嚴重缺陷夾渣混凝土內(nèi)夾有雜物且深度達到或超過保護層厚度嚴重缺陷預埋部位存在少量麻面、掉皮或掉角一般缺陷混凝土內(nèi)夾有少量雜物且深度小于保護層厚度一般缺陷外形缺陷外弧面混凝土破損到密封槽位置嚴重缺陷疏松混凝土局部不密實嚴重缺陷存在少量且不影響結構性能或使用功能的棱角磕碰、翹曲不平或飛邊凸肋等一般缺陷泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進管片拼裝驗收標準1.管片拼裝前,應對上一襯砌環(huán)面進行清理。2.應控制盾構推進液壓缸的壓力和行程,并應保持盾構姿態(tài)和開挖面穩(wěn)定。3.應根據(jù)管片位置和拼裝順序,逐塊依次拼裝成環(huán)。4.管片連接螺栓緊固扭矩應符合設計要求。管片拼裝完成,脫出盾尾后,應對管片螺栓及時復緊。5.拼裝管片時,應防止管片及防水密封條損壞。6.對已拼裝成環(huán)的襯砌環(huán)應進行橢圓度抽查。檢驗項目允許偏差檢驗方法檢驗數(shù)量地鐵隧道公路隧道鐵路隧道水工隧道市政隧道油氣隧道環(huán)數(shù)點數(shù)襯砌環(huán)橢圓度(‰)±5±6±6±8±5±6斷面/全站儀每10環(huán)/襯砌環(huán)內(nèi)錯臺(mm)566858尺量逐環(huán)4點/環(huán)襯砌環(huán)間錯臺(mm)677969尺量逐環(huán)管片拼裝允許偏差和檢驗方法表管片驗收標準1.應逐片檢查外觀質(zhì)量,

檢查結果應符合規(guī)范中規(guī)定;2.每生產(chǎn)15環(huán)管片應抽檢1環(huán)管片進行幾何尺寸和主筋保護層厚度檢驗,檢驗結果應符合規(guī)范中規(guī)定;3.每生產(chǎn)200環(huán)管片應進行水平拼裝檢驗1次,檢驗結果應符合規(guī)范中規(guī)定。序號

項目允許偏差(mm)1寬度±12弧長±13厚度+3,-14主筋保護層厚度設計要求或+3~-5mm序號

項目允許偏差(mm)1環(huán)向縫間隙22縱向縫間隙23成環(huán)后內(nèi)徑±24成環(huán)后外徑±6,-2鋼筋混凝土管片幾何尺寸偏差和混凝土保護層允許偏差表鋼筋混凝土管片水平拼裝檢驗允許偏差表泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進刀具管理根據(jù)工程地質(zhì)特點,如刀具具備實施監(jiān)測功能,可根據(jù)刀具旋轉(zhuǎn)、溫度情況及時的發(fā)現(xiàn)刀具的異常狀況,若未配置刀具監(jiān)測系統(tǒng),根據(jù)盾構掘進參數(shù)進行綜合判斷分析刀具使用情況。在結合以往類似工程可借鑒的施工經(jīng)驗,擬定科學合理的刀盤、刀具檢查計劃,對刀具進行有計劃的科學管理。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進地質(zhì)情況研究及類似地層刀具使用情況調(diào)研、試驗刀具配置刀具使用刀具檢查及更換刀具維修及記錄分析優(yōu)化改進措施效果驗證更優(yōu)的刀具配置及參數(shù)組合過程監(jiān)控刀具管理盾構常用刀具按其使用功能要分為分切削類和刮削類。切削類刀具以盤形滾刀為主,在隨刀盤轉(zhuǎn)動的同時,刀具通過自轉(zhuǎn)擠壓來切削巖石。按照盤形滾刀在刀盤上安裝位置的不同,可分為中心刀、正滾刀和邊滾刀;按照刀具配置的刀圈數(shù)量,可分為單刃刀、雙刃刀和多刃刀。根據(jù)不同地質(zhì)情況的需要,盤形滾刀又分為光面滾刀(標準刃寬、寬刃滾刀、重型滾刀)、鑲齒滾刀(球齒、扁齒)、耐磨覆焊滾刀、梯度硬度滾刀等。軟土、軟巖地層可進行撕裂刀與滾刀互換。刮削刀具是指只隨刀盤轉(zhuǎn)動而沒有自轉(zhuǎn)的破巖刀具,刮削刀具的種類繁多,盾構上常用的刮削刀具主要有刮刀、切刀、齒刀、先行刀、仿形刀等。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進標準刀圈寬刃刀圈重型刀圈覆焊刀圈鑲齒刀圈切刀邊刮刀刀具管理某過江泥水盾構隧道5468m,開挖直徑12.1m,常壓刀盤,掘進水壓8bar,隧底水壓9.8bar,隧道主要穿越砂層,標貫擊數(shù)大于50,砂層石英含量超過70%。刀具配置:多層刀具設計,32把常壓先行刀+42把常壓刮刀+86把帶壓刮刀+焊接式先行刀40把+10套輔臂邊刮刀+2把軟土式超挖刀。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進該工程過江隧道,在實際掘進過程中用了7月時間完成了2700m,平均掘進指標380m/月。案例泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進某復合地層泥水盾構過江隧道刀具配置案例軟土掘進狀態(tài)砂卵層、巖層掘進狀態(tài)不同地層掘進工況:異常事件地質(zhì)參數(shù)1參數(shù)2參數(shù)3參數(shù)4參數(shù)5參數(shù)6結泥餅粉質(zhì)粘土掘進速度逐漸降低推力逐漸增大扭矩變化不明顯擠壓力逐漸增大

預篩渣量減少掘進速度逐漸降低推力逐漸增大扭矩逐漸增大/

渣土溫度升高中心刀損壞軟硬不均掘進速度逐漸降低推力逐漸增大/擠壓力逐漸增大

邊滾刀損壞軟硬不均掘進速度逐漸降低推力逐漸增大扭矩逐漸增大擠壓力輕微降低

卡盾全斷面中風化砂巖掘進速度降低推力瞬間增大扭矩減小/

鉸接油缸變長無法收回卡刀盤全斷面硬巖(巖體破碎裂隙發(fā)育)//扭矩瞬間波動大、頻繁/

切刀參與破巖軟硬不均速度整體下降/扭矩瞬間波動大,整體上升刀盤擠壓力瞬間波動大

艙內(nèi)積碴黏土/軟硬不均//扭矩逐漸增大泥水倉、氣墊倉壓力波動

出碴不暢黏土/軟硬不均///泥水倉、氣墊倉壓力波動

前方突然障礙物加固體掘進速度突然降低推力突然增大扭矩瞬間波動大/

滾刀偏磨軟硬不均/推力逐漸增大扭矩逐漸增大擠壓力輕微降低

齒刀脫落軟硬不均掘進速度降低推力逐漸增大扭矩輕微降低擠壓力逐漸增大

遇孤石礫石層掘進速度波動推力突然增大扭矩瞬時增大擠壓力瞬時增大

地層變硬黏土/軟硬不均掘進速度逐漸降低推力逐漸增大扭矩逐漸增大擠壓力逐漸增大

環(huán)流系統(tǒng)堵塞黏土/軟硬不均///排漿環(huán)流流量突然減小泥水倉壓力持續(xù)增大氣墊倉液位上漲地層擊穿冒漿軟土///進漿流量大于排漿流量泥水倉壓力持續(xù)變小氣墊倉液位下降邊刮刀損壞軟硬不均掘進速度逐漸降低推力逐漸增大扭矩逐漸增大環(huán)流不暢泥水倉壓力波動頻繁

泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進刀具管理孤石、基巖段掘進過程,需要嚴格按照“有疑必檢、有損必換”的原則進行刀具管理,且遵循“低貫入度、低扭矩”的原則進行參數(shù)設定及控制,避免刀盤刀具大量異常損壞,造成在海底長時間停機換刀掌子面失穩(wěn)等風險。在施工過程建立刀具管理履歷表,不斷分析總結,進行優(yōu)化創(chuàng)新。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進泥漿環(huán)流管理泥水平衡盾構通過泥漿環(huán)流的方式將開挖下來的渣土輸送到隧道外,泥水環(huán)流系統(tǒng)是泥水平衡盾構掘進施工的重要系統(tǒng),泥水環(huán)流系統(tǒng)使用的好壞直接決定了泥水盾構掘進施工效率及開挖面、上覆土的安全穩(wěn)定性。掘進過程中泥水環(huán)流的主要控制參數(shù)為進漿流量Q進漿、排漿流量Q排漿。盾構環(huán)流流量與地層密度、掘進速度、開挖直徑、泥漿性能(進排漿比重)有關。即單位時間內(nèi)(1h)開挖出的渣土V需要的泥漿量即為進漿流量Q進漿,進漿流量Q進漿+單位時間內(nèi)(1h)開挖出的渣土V即為排漿流量Q排漿。單位時間內(nèi)(1h)開挖出的渣土V需要的泥漿量Q進漿可通過地層比重γ土、排漿比重γ排漿、進漿比重γ進漿計算出系數(shù)N,即Q進=N*VN=(γ土-γ排漿)/(γ排漿-γ進漿)Q排=Q進+V泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進泥漿環(huán)流管理氣墊式泥水平衡盾構泥水循環(huán)常用工作模式主要為旁通模式、掘進模式、長時間停機保壓模式、逆沖洗模式和管路延伸泥漿收集模式等。旁通模式:旁通模式是泥水循環(huán)系統(tǒng)的中間模式。掘進之前盾構主司機依靠調(diào)節(jié)進漿泵和排漿泵的轉(zhuǎn)速來控制進漿管和排漿管的壓力,直到達到泥水循環(huán)的最佳流量,同時將隧道內(nèi)的排漿泵/進漿泵同步調(diào)整至需要的轉(zhuǎn)速和流量。常規(guī)掘進模:進漿漿液進入氣墊倉和泥水倉,對刀盤、氣墊倉底部進行沖刷,利用泥漿門傳遞壓力,進漿漿液與開挖渣土混合成濃度適中的排漿漿液,通過排漿泵及管道輸送到地面分離設備。P2.1泵進口端布置采石箱,可篩選大粒徑石塊,有效防止泥漿泵和后續(xù)管路的堵塞。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進進漿沖刷管路(泥漿門后部沖刷、碎石機沖刷)旁通管路刀盤中心沖刷管路,P0.1泵增壓泥漿門前部沖刷管路,P0.2泵增壓出漿管路逆沖洗模式:當P2.1泵前方管路堵塞或氣墊倉底部渣土滯排時,使用氣墊倉逆沖洗模式進行疏通。泥漿環(huán)流管理泥水盾構掘進泥漿環(huán)流主要作用是將開挖下渣土及時出倉,避免出渣不暢造成掘進效率下降、倉內(nèi)滯排堵倉、泥水倉壓力較大波動等問題。進排漿流量需經(jīng)計算與掘進速度匹配,在易滯排地層(粘性土地層、巖石地層、砂卵石地層)易采用相對較大流量循環(huán),提高倉內(nèi)泥漿流速,增大環(huán)流攜渣能力,控制倉底積渣量,減少因倉底積渣的引起液位波動。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進刀盤沖刷包括:6x中心沖刷、3x主臂沖刷、6x主臂間開口沖刷、12x主臂間限徑板沖刷。共27個刀盤沖刷孔:紅色表示:6x中心沖刷藍色表示:3x圓周沖刷綠色表示:6x主臂間腋角沖刷。紫色表示:12x限徑板后方主臂間相互沖刷。泥漿環(huán)流管理另外需充分利用倉內(nèi)沖刷系統(tǒng),重點對泥漿門、碎石機、刀盤中心及開口位置進行沖刷(預防刀盤刀具結泥),掘進過程中常開倉底碎石機,增強倉底渣土攪拌,促進泥漿循環(huán)出渣,控制對開挖面及拋石周圍土體的擾動。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進泥漿管理泥漿能否在滲入土壤時形成優(yōu)質(zhì)泥膜,能否穩(wěn)定切口前方土體,除了采取其它施工技術措施外,對進漿泥水的質(zhì)量管理也是十分關鍵的。在施工中,要加強對進漿泥水的以下主要指標進行控制。泥漿配合比:膨潤土:CMC:純鹼:水=300kg:2.2kg:11kg:870kg性能參數(shù):比重:1.1~1.30、粘度:20~30、含砂量:15~25、析水量:5%、PH值:8。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進比重泥水的比重是一個主要控制指標。掘進中進泥比重不易過高或過低,前者將影響泥水的輸送能力,后者將破壞開挖面的穩(wěn)定。泥水比重的范圍應在1.1~1.3,下限為1.1,上限根據(jù)施工的特殊要求而定,在砂性土中施工、保護地面建筑物、盾構穿越淺覆層等,可達1.30。甚至可達1.35。黏度泥水的粘度是另一個主要控制指標。從土顆粒的懸浮要求來講,要求泥水的粘度越高越好,考慮到地層的自造漿能力,隨著推進環(huán)數(shù)增加,泥漿越來越濃,比重會呈直線上升,但比重的增加并非說明泥漿的質(zhì)量越來越高,若在砂性土中施工,粘度甚至會下降,因此,泥水粘度的范圍應保持在20~30s。析水度和PH值析水度是泥水管理中的一項綜合指標,它們在更大程度上與泥水的粘度有關,懸浮性好的泥漿就意味著析水量小,反之就大。泥水的析水量須小于5%,PH值須呈堿性,降低含砂量、提高泥漿的粘度、在調(diào)整槽中添加石堿,是保證析水量合格的主要手段。在砂性、粉砂性土中掘進時,由于工作泥漿不斷地被劣化,就需要不斷地調(diào)整泥水的各項參數(shù),添加粘土、膨潤土、CMC;在粘土、淤泥質(zhì)粘土中掘進時,由于粘性顆粒不斷增加,使排放的泥漿濃度越來越高,添加清水進行稀釋則成為主要手段。施工過程中存儲酸性物質(zhì)對泥漿堿性進行中和,降低環(huán)境污染。泥漿管理泥水處理場土建:包括分離設備平臺、進漿池、調(diào)整池、廢漿池、制漿池、膨化池、泵坑、清水池、碴場等。漿拌制:在制漿池內(nèi)制備泥漿,經(jīng)過攪拌裝置充分攪拌后,送入膨化池;經(jīng)過24小時膨化后進入儲漿池(拌制泥漿的配比必須根據(jù)盾構值班工程師所提供的巖層及地質(zhì)變化做適時調(diào)整)。新調(diào)制泥漿比重1.05~1.10、粘度18~25s,正常掘進泥漿比重不易大于1.3。泥水處理:由盾構排漿泵通過排漿管將泥漿(含渣土)排至地面泥水分離設備。經(jīng)過分離設備處理后排放至沉淀池,泥漿沉淀后至調(diào)整池,調(diào)整合格后至進漿池,最后由進漿泵通過進漿管泵入盾構泥水倉。一般比重1.3以上泥漿作為廢漿排至廢漿池。泥水分離設備處理含渣土泥漿主要分為三個階段:預篩分(一般分離出2mm以上粒徑渣土)、一級旋流(一般可分離0.074mm~2.0mm粒徑渣土)、二級旋流(一般可分離0.02mm~0.074mm粒徑渣土)。廢漿根據(jù)項目實際情況(綜合效率、成本、環(huán)保要求等)考慮以廢漿形式棄置、采用離心機或壓濾機處理(零排放)。主要制漿、調(diào)漿材料:水(造漿、降低泥漿比重粘度)、膨潤土(造漿、提高泥漿比重)、CMC(提高泥漿濃度,針對硬巖、帶壓進倉封堵等施工)、純堿(增加泥漿比重,適應砂層及粉質(zhì)地層)。泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進開挖渣土量控制渣土開挖量是泥水平衡盾構施工管理中的重要參數(shù)之一。根據(jù)進、排漿的流量計和密度儀測定的各種流量和密度及掘進時間,可以得出每環(huán)的實際開挖量。

合理建壓,注意掘進過程中倉內(nèi)壓力調(diào)整,做好掘進過程中參數(shù)的總結分析,結合地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)、海面水位變化情況、地質(zhì)變化情況進行建壓值調(diào)整;泥漿參數(shù)優(yōu)化調(diào)整。根據(jù)掘進過程中的不同地層的性質(zhì),做好對應泥漿參數(shù)調(diào)整。在砂質(zhì)等滲透性較大地層,注意適當增大泥漿比重,在開挖面形成有效泥膜,支撐開挖面土體。切口壓力控制,保持開挖倉壓力穩(wěn)定,掘進過程中盡量減少壓力波動,控制氣墊倉液位穩(wěn)定,對粘性較大地層加強泥漿循環(huán),避免滯排、堵倉等因素造成壓力波動大,引起開挖面坍塌。實際出渣量計算理論出渣量計算泥水平衡盾構掘進施工流程及要點-正式掘進盾構接收工藝主要有常規(guī)接收、套筒接收、水下接收等,需根據(jù)項目實際情況進行選擇,如接收段地質(zhì)情況、地表環(huán)境、盾構機設計等。超大直徑泥水盾構接收施工共分為四個階段:端頭加固、降水井施工、接收基座(導臺)施工、洞門鑿除、貫通前測量、接收段掘進。泥水盾構掘進-盾構接收第二階段洞門鑿除地下連續(xù)保護層及背土側(cè)主筋、分布筋剝除,接收基座施工保障接收段掘進盾構姿態(tài)可控,為盾構空推及接收段掘進提供條件。第一階段進行接收端頭軟弱土體加固處理,接收端頭降水,盾構接收接收基座(接收導臺)施工,保障接收洞門安全,為盾構接收提供條件。第三階段在盾構機到達前應對盾構機的位置和盾構隧道的測量控制點進行準確的測量,明確實際隧道中心軸線與隧道設計中心軸線的關系,并對盾構接收井的洞門進行復核測量,確定盾構機的貫通姿態(tài)及掘進糾偏計劃,保證盾構機安全進入洞門圈。第四階段根據(jù)不同地質(zhì)條件、覆土厚度、地面情況設定泥水壓力,選定泥水性能指標,并根據(jù)地表監(jiān)測結果及時調(diào)整泥水壓力和性能。掘進速度要保持相對平穩(wěn),并逐步減小掘進速度,按操作規(guī)程控制好掘進糾偏量,減少對地層的擾動。同步注漿量和注漿壓力根據(jù)推進速度、排漿量適當調(diào)整,并通過加強盾構通過后地表隆陷監(jiān)測確定同步注漿和盾構通過后地表隆陷的關系。盾構接收工藝主要有常規(guī)接收、套筒接收、水下接收等,需根據(jù)項目實際情況進行選擇,如接收段地質(zhì)情況、地表環(huán)境、盾構機設計等。水下接收超大直徑泥水盾構水下接收施工主要共分為四個階段:(1)到達前準備:端頭加固、降水井施工、接收基座(導臺)施工、洞門鑿除、井內(nèi)封閉、井內(nèi)回填(2)貫通前測量、接收段掘進(3)止水環(huán)施工、降水清砂施作臨時封堵洞門(4)盾構拆機及永久洞門施工泥水盾構掘進-盾構接收到達段推進洞門圈復核施作臨時封堵洞門分層降水、清砂止水效果檢測止水環(huán)施工井內(nèi)回填降水井施工洞門鑿除接收井封閉接收基座施工到達端頭加固及檢測推進至拆機位置盾構拆機、永久洞門施工盾構姿態(tài)復測地表監(jiān)測否是水下接收盾構水下到達能夠規(guī)避盾構機出洞過程洞門出現(xiàn)涌水涌沙的風險,同時在井內(nèi)推進過程提供反力,保證防水材料擠壓密實。但不能規(guī)避在施做降水清砂后洞門封堵過程的風險。水下到達施工控制核心在于保證盾構機姿態(tài)穩(wěn)定、洞門止水環(huán)止水效果良好。泥水盾構掘進-盾構接收常規(guī)接收盾構到達常規(guī)接收是目前盾構到達最常用的工藝。主要的工序有盾構機定位及接收洞門位置復核測量、地層加固及檢測、洞門破除和安裝洞門圈臨時密封裝置、安裝接收基座、推進至接收臺、盾構拆機。泥水盾構掘進-盾構接收到達端頭地基加固洞門水平探孔,加固效果檢查盾構機定位及洞門復測二次加固掘進控制刀盤抵攏地連墻洞內(nèi)二次注漿排空倉內(nèi)泥漿止水效果檢查止水注漿洞門破除盾構機步進至接收臺洞門封堵注漿及二次注漿盾構機吊出接收臺施工合格不合格不合格合格四、風險管控及經(jīng)驗總結泥水盾構掘進經(jīng)驗總結-刀盤結泥(1)掘進時加強環(huán)流與沖刷,每掘進1000mm停機循環(huán)30min,重點部位特殊關照、集中力量沖洗。(2)安裝水平高壓沖洗裝置,管片拼裝時停機沖刷,防止結泥。1、超高壓噴嘴2、超高壓鉆具3、孔口密封裝置4、推進架5、動力頭6、液壓泵站7、超高壓泵站泥水盾構掘進經(jīng)驗總結-刀盤結泥通過模型試驗,對掘進參數(shù)(貫入度、轉(zhuǎn)速等)、刀具受力分析進行綜合研究,確定破巖刀具配置和掘進效果,確認刀間距100-130mm均可正常破碎巖石,掘進速度在4-5mm/min泥水盾構掘進經(jīng)驗總結-海中高強度基巖凸起地質(zhì)問題不同推力下破巖獲得的巖渣粒徑分布情況不同刀間距條件下總推力與掘進速度之間關系曲線泥水盾構掘進經(jīng)驗總結-海中高強度基巖凸起地質(zhì)問題海上基巖凸起段盾構掘進管理重點為控制開挖面及盾構上方土體穩(wěn)定,做好刀具管理,掘進過程中控制好刀具切削基巖的貫入度及刀具線速度(刀盤轉(zhuǎn)速),以低刀盤扭矩、低刀盤轉(zhuǎn)速、低刀具貫入度為控制原則;過程中需加強泥漿環(huán)流,避免石塊堆積于艙底造成滯排,以穩(wěn)定氣墊倉液位,更好的控制倉內(nèi)壓力波動,減少對地層的擾動;基巖凸起段盾構施工易產(chǎn)生管片上浮,過程中應該嚴格控制好同步注漿作業(yè)工序,必要時進行二次注漿,盡早穩(wěn)定洞內(nèi)襯砌管片。開挖面穩(wěn)定刀具管理貫入度控制扭矩波動控制環(huán)流防滯排注漿管理掘進過程中主要控制扭矩波動,并以刀具溫度檢測、旋轉(zhuǎn)檢測及磨損檢測數(shù)據(jù)為依據(jù),判斷掘進狀態(tài)?;鶐r段掘進只要控制要點如下:(1)切口環(huán)泥水壓力控制(2)掘進速度控制(3)渣土量控制措施(4)泥水各項指標控制(5)泥水管理(6)刀具管理:刀具管理以“掘前檢查、掘時監(jiān)控、有疑必檢、有損必換”為基本原則。(7)同步及二次注漿(8)掘進姿態(tài)管理及防滯排管理泥水盾構掘進經(jīng)驗總結-海中高強度基巖凸起地質(zhì)問題(1)上軟下硬,基巖強度高,刀具易磨損和異常損壞,刀具管理是難點。(2)隧道頂部為流塑、高壓縮性、高靈敏度的淤泥和淤泥質(zhì)土,出現(xiàn)開挖面土體坍塌的風險高。(3)容易出現(xiàn)“盾構抬頭、上漂”現(xiàn)象,姿態(tài)控制難度高,盾構推進參數(shù)控制是重點。(4)上軟下硬地質(zhì)管片易出現(xiàn)上浮、錯臺、破損、滲漏。泥水盾構掘進經(jīng)驗總結-海中高強度基巖凸起地質(zhì)問題掘進參數(shù)管理地質(zhì)補勘入巖判斷大數(shù)據(jù)掘進參數(shù)分析反饋刀具管理基巖段掘進參數(shù)設定基巖渣樣分析泥漿及環(huán)流管理建壓管理聲音采集倉壓設定試驗模擬及研究分析停機管理基巖試掘進刀具配置施工準備基巖掘進要素分析地質(zhì)研判異常工況判斷姿態(tài)管理尾刷管理設備、物資、人員準備恢復掘進正式掘進組織機構及管理流程刀具旋轉(zhuǎn)曲線應急處置掘進完成注漿管理否是(1)盾構掘進基巖前進行充分的技術準備工作,通過室內(nèi)試驗模擬現(xiàn)場基巖掘進工況、前期盾構掘進技術總結,初步確定基巖掘進參數(shù)、刀具配置。(2)建立完善的海中基巖凸起段掘進施工技術管理體系,體系分為執(zhí)行層、分析反饋層、決策層三個管理層級,基巖掘進過程中實時對掘進參數(shù)進行分析反饋,對照基巖掘進各項參數(shù)指標及對應控制措施嚴格執(zhí)行。(3)盾構機采用常壓刀盤設計,提高基巖段掘進刀具更換效率,降低作業(yè)風險。刀具配置旋轉(zhuǎn)、溫度實時檢測系統(tǒng),根據(jù)反饋的刀具工作數(shù)據(jù),可第一時間判斷出問題刀具并及時更換,保障全部破巖刀具的破巖能力。(4)依托“盾構掘進施工大數(shù)據(jù)平臺”,通過大體量數(shù)據(jù)采集分析、現(xiàn)場渣樣分析、刀具破巖聲音采集分析等多種監(jiān)控分析手段,在倉外通過數(shù)據(jù)還原倉內(nèi)基巖掘進的復雜工況,基巖掘進倉內(nèi)“可視化”,利于下一步掘進控制。(5)讓盾構掘進相關信息數(shù)據(jù)化,制定基巖掘進各項參數(shù)指標及異常工況指標,針對性采取控制措施,基巖掘進遇到異常工況有依可查有法可循,做到

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