1、盾構(gòu)始發(fā)方案1. 施工方案簡要說明1.1概述本標段盾構(gòu)工程包括清河小營站西三旗站和清河小營站永泰盾構(gòu)終點井兩個區(qū)間，區(qū)間單線總長4306米。由清河小營站左線首次下井始發(fā)，掘進至西三旗站盾構(gòu)終點井解體吊出。盾構(gòu)機及后配套臺車由沈陽陸運至施工現(xiàn)場。盾構(gòu)主機于2009年9月下井組裝。掘進順序如下圖所示：1.2盾構(gòu)機簡要說明本標段采用沈陽沈重集團制造的土壓平衡盾構(gòu)機(如圖1）進行施工。盾構(gòu)機外徑為6280mm，盾體總長9500mm，盾構(gòu)總重約446t，各主要部件的尺寸及重量如表1所示盾體主機示意圖1維爾特盾構(gòu)大件明細表 名稱數(shù)量重量尺寸(mm)1刀盤142t6280*18002前盾198t6280*3

2、2003中盾188t6280*31004盾尾145t6280*45005大平臺111t6982*3906*52436搬運大梁17t8500*48007螺旋機117t12400*11008拼裝機18t6300*45009人閘倉14t5300*280010NO1A臺車112t7500*4800*380011NO1B臺車113t7500*4800*380012NO2臺車115t7500*4800*380013NO3臺車117t7500*4800*380014NO4臺車120t7500*4800*380015NO5臺車118t7500*4800*380016NO6臺車119t7500*4800*380

3、017皮帶機1套7t10000*600合計 446t1.3 組織機構(gòu)及人員分工分管領(lǐng)導阿櫟德安全消防員（1人）起重工（8人）電工（6人）輔助工（4人）鉗工（4人）管子工（4人）技術(shù)負責人王偉綜合辦公室機電主管土建主管質(zhì)檢工程師安全文明2、盾構(gòu)機始發(fā) 2.1 概述盾構(gòu)機始發(fā)是盾構(gòu)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。其主要內(nèi)容包括：進洞前土體加固、安裝盾構(gòu)始發(fā)基座、盾構(gòu)機下井安裝及調(diào)試、安裝密封膠圈、組裝負環(huán)管片、盾構(gòu)機試運轉(zhuǎn)、拆除洞門臨時墻、盾構(gòu)機出洞加壓和掘進。圖2-1 盾構(gòu)機始發(fā)流程圖2.2.1洞門的鑿除1、鑿除的位置本標段在始發(fā)或到達前將洞門端頭圍護結(jié)構(gòu)進行鑿除。洞門圍護結(jié)構(gòu)的型式為厚800鉆孔樁。鑿除洞

4、門采用人工風鎬的方法。洞門鑿除順序圖2-3、2-4 圖2-3 圖2-42、洞門砼分批拆除，先鑿除2/3，留1/3鋼筋混凝土。3、第一次鑿除時按先上后下、先中間后兩側(cè)的順序進行。鑿除順序見圖2-3。4、洞門鑿除采用人工風鎬施作，鑿除大部分混凝土和鋼筋，剩余部分待盾構(gòu)機刀盤抵達混凝土樁前約0.30.5m時迅速鑿除，鑿除順序見圖2-4。5、待盾構(gòu)機推進時迅速割除鋼筋，盡量縮短洞門土體無支撐時間。鑿除的方法采用先鑿除鉆孔樁上下左右四周混凝土和割斷鋼筋，然后通過倒鏈把樁體拔出。6、洞門鑿除過程的應(yīng)急措施：發(fā)現(xiàn)有異常情況后，迅速用木板和鋼管撐住，防止土體坍塌然后盡快從圍護墻外進行注漿加固。若土體壓力較大時

5、，迅速用預先制作好的鋼筋網(wǎng)片與圍護結(jié)構(gòu)的鋼筋焊接一起后用木板和鋼管支撐穩(wěn)定。然后在圍護結(jié)構(gòu)外圍進行注漿加固，同時在洞門里面進行注漿加固。3、始發(fā)設(shè)施的安裝本標段首次始發(fā)采用一臺盾構(gòu)機，2009年9月從清河小營站北端頭左線下井始發(fā)掘進，至西三旗盾構(gòu)終點井解體吊出3.1始發(fā)設(shè)施加固預埋件安裝沿線路頂進方向，在車站端頭盾構(gòu)始發(fā)井底板上預埋500mm500mm10mm的鋼板， 預埋件沿線路方向間距為1000mm，垂直線路方向間距3120mm。3.2始發(fā)架安裝在后配套吊入始發(fā)安裝位置后，依據(jù)隧道設(shè)計軸線定出盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)的空間位置，然后推出始發(fā)架的空間位置,始發(fā)架示意圖見圖3-1（始發(fā)架詳細構(gòu)造圖見加工技

6、術(shù)交底）。在始發(fā)臺安裝位置進行抄平，利用墊薄鋼板調(diào)節(jié)始發(fā)臺的標高，達到要求的位置。盾構(gòu)始發(fā)之前對始發(fā)臺兩側(cè)進行必要的加固，利用預埋在車站底板的鋼板與始發(fā)臺進行焊接，并利用H型鋼兩邊支撐保證左右穩(wěn)定。始發(fā)臺的安裝高程根據(jù)端頭地質(zhì)條件進行抬高2cm。始發(fā)臺示意圖(一)始發(fā)臺示意圖(二)始發(fā)臺示意圖（三） A 放大圖圖3-1 始發(fā)臺示意圖3.3反力架安裝在盾構(gòu)主機與后配套連接之前，開始進行反力架安裝。在安裝反力架時，反力架端面與始發(fā)臺水平軸垂直，以便盾構(gòu)軸線與隧道設(shè)計軸線保持平行。反力架的結(jié)構(gòu)型式見圖3-2。1、反力架加工后進行試拼裝合格并檢查平整度合格后方可使用。2、安裝反力架前，先將反力架位置定

7、位，然后分節(jié)安裝反力架部件并調(diào)節(jié)好位置。3、定位反力架，利用垂線和經(jīng)緯儀測量調(diào)整反力基準環(huán)平整度，使基準環(huán)與隧道中心線水平軸垂直，調(diào)整好后將反力架與中板和底板的預埋件焊接固定。圖 3-2 反力架的結(jié)構(gòu)型式3.4洞門的密封洞口密封采用折葉式密封壓板如圖3-3所示，其密封原理圖3-4所示。其施工分兩步進行，第一步在始發(fā)端墻施工工程中，做好始發(fā)洞門預埋件的埋設(shè)工作,預埋件必須與端墻結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起；第二步在盾構(gòu)正式始發(fā)之前，清理完洞口的碴土，完成洞口密封壓板及橡膠簾布板的安裝。圖3-3 折葉式密封壓板圖3-4始發(fā)洞口密封原理 1、安裝步驟為：1）洞門防水密封施工前，先檢查材料的完好性，尤其是簾布橡

8、膠板是否完好，徑向尼龍線密集排列和螺栓孔是否完好。2）安裝前清理完洞口的渣土和疏通預埋鋼板的孔并涂上黃油。3）將螺栓旋入預先埋設(shè)的洞門鋼環(huán)板螺孔內(nèi)。4）安裝簾布橡膠板及圓環(huán)板，并用薄螺母固定在鋼環(huán)板上。5）將扇形壓板套在裝有薄螺母等的螺栓上。6）根據(jù)盾構(gòu)穿越洞圈時及始發(fā)后的兩個階段，注意調(diào)整扇形鋼的位置。2、洞門處防水裝置安裝注意事項：1）由于簾布橡膠板和扇形壓板通過它與管片的密貼防止管片背注漿時的漿液外流，所以安裝時螺栓必須進行二次旋緊螺栓。2）防止安裝扇形壓板時損壞簾布橡膠板。3）檢查盾構(gòu)機頭外殼表面是否有凸起物，若有凸起物需清理干凈并在機頭外殼表面涂上黃油，以免撕裂簾布橡膠板和利于盾構(gòu)機

9、頂入。 3.5負環(huán)管片的拼裝盾構(gòu)機始發(fā)在反力架和洞內(nèi)永久管片之間安裝9環(huán)負環(huán)管片（全部為閉口環(huán)），反力架與臨時管片密貼，每環(huán)臨時管片分塊數(shù)與標準管片相同，依次安放在托架上。并在內(nèi)、外側(cè)采取鋼絲拉結(jié)和鋼管支撐等加固措施，以保證在傳遞推力過程中管片不會浮動變位。3.6始發(fā)的其他工作1、盾構(gòu)機在始發(fā)前對洞門加固效果檢查合格后開始掘進。2、碴土運輸準備工作就緒；3、盾構(gòu)已準確定位；4、地面監(jiān)測點已布設(shè)完畢并獲得初始成果；5、當盾構(gòu)機殼體脫離洞門密封圈后，即開始回填注漿。6、盾構(gòu)全部進入洞門后，立即封堵洞圈，緊固扇形鋼板上的鋼絲繩，緊密扇形鋼板，防止洞門漏漿。當盾尾離開洞門約3米時，對洞口壓注聚氨脂或雙

10、液漿封堵，同時啟動同步注漿系統(tǒng)及盾尾油脂系統(tǒng)，以防漿液倒灌，堵死漿管。4 盾構(gòu)機下井組裝、調(diào)試4.1組裝及吊裝設(shè)備盾構(gòu)機的組裝場地分成三個區(qū)：后續(xù)臺車存放區(qū)、主機存放區(qū)、吊機存放區(qū)；盾構(gòu)機按后配套拖車、主機依次進場組裝。吊裝設(shè)備為：300T汽車吊一臺，160T汽車吊一臺， 80T液壓千斤頂兩臺，小型泵站一臺，以及相應(yīng)的吊具、機具、工具。4.2 盾構(gòu)機組裝調(diào)試程序圖4-1 盾構(gòu)組裝、調(diào)試程序圖4.3 盾構(gòu)機組裝順序1、車站站臺層具備條件時的組裝順序組裝順序見表4-1。2、地面過渡方案站臺層不具備一次將盾構(gòu)機及后配套拖車全部組裝的條件時，采用地面組裝分體始發(fā)方案。（1）盾構(gòu)機主機全部在井下組裝。（

11、2）后配套拖車在地面組裝。（3）拖車與主機間用加長的電纜、液壓管線連接。（4）盾構(gòu)機向前掘進一定距離，將后配套臺車下井組裝。4.4 盾構(gòu)組裝措施1、盾構(gòu)組裝前必須制定詳細的組裝方案與計劃，同時組織有經(jīng)驗的經(jīng)過技術(shù)培訓的人員組成組裝班組。2、組裝前應(yīng)對始發(fā)基座進行精確定位。3、吊機工作區(qū)應(yīng)鋪設(shè)鋼板，防止地層不均勻沉陷。4、大件組裝時應(yīng)對始發(fā)井端頭墻進行嚴密的觀測，掌握其變形與受力狀態(tài)。5、大件吊裝時必須有160T以上的吊車輔助翻轉(zhuǎn)。4.5盾構(gòu)組裝安全技術(shù)措施1、盾構(gòu)機的市內(nèi)運輸委托給專業(yè)的大件運輸公司運輸。2、盾構(gòu)機吊裝由具有資歷的專業(yè)隊伍負責起吊。3、組建組裝作業(yè)班進行盾構(gòu)機組裝，指定生產(chǎn)副經(jīng)

12、理負責組織，協(xié)調(diào)盾構(gòu)機組裝工作。4、每班作業(yè)前按起重作業(yè)安全操作規(guī)程及盾構(gòu)機制造商的組裝技術(shù)要求進行班前交底，完全按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5、項目部安質(zhì)部、工地派出所具體負責大件運輸和現(xiàn)場吊裝、組裝的秩序維護，確保安全。4.6 盾構(gòu)機調(diào)試1、空載調(diào)試盾構(gòu)機組裝和連接完畢后，即可進行空載調(diào)試。主要調(diào)試內(nèi)容為：液壓系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，配電系統(tǒng)，注漿系統(tǒng)，以及各種儀表的校正。著重觀測刀盤轉(zhuǎn)動和端面跳動是否符合要求。2、負荷調(diào)試空載調(diào)試證明盾構(gòu)機具有工作能力后即可進行負荷調(diào)試。負荷調(diào)試的主要目的是檢查各種管線及密封的負載能力；使盾構(gòu)機的各個工作系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)達到滿足正常生產(chǎn)要求的工作狀態(tài)。通常試掘進時間即為對設(shè)備

13、負載調(diào)試時間。負荷調(diào)試時將采取嚴格的技術(shù)和管理措施保證工程安全、工程質(zhì)量和隧道線型。4.6盾構(gòu)機始發(fā)注意事項1、盾構(gòu)密封刷涂滿密封油脂。2、盾構(gòu)始發(fā)時緩慢推進。始發(fā)階段由于設(shè)備處于磨合階段，注意推力、扭距的控制，同時注意各部分油脂的有效使用。掘進總推力控制在反力架承受能力以下（7000KN），同時確保在此推力下刀具切入地層所產(chǎn)生的扭矩小于始發(fā)臺提供的扭矩。3、始發(fā)前在刀頭和密封裝置上涂抹油脂，避免刀盤上刀頭損害洞門密封裝置。始發(fā)前在基座上涂抹油，減少盾構(gòu)推進阻力。4、始發(fā)基座導軌必須順直，嚴格控制標高、間距及中心軸線，反力架端面與線路中線垂直。盾構(gòu)機安裝后始發(fā)前對盾構(gòu)機的姿態(tài)復測，復測無誤后才

14、開始掘進。5、防止盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)、抬頭。盾構(gòu)出洞時，正面加固土體強度較高，由于盾構(gòu)與地層間無摩擦力，盾構(gòu)易旋轉(zhuǎn)，加強盾構(gòu)姿態(tài)控制，如發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)有較大轉(zhuǎn)角，可采用大刀盤正反轉(zhuǎn)的措施進行調(diào)整。盾構(gòu)剛出洞時，掘進速度宜緩慢，大刀盤切削土體可加水降低盾構(gòu)正面壓力，防止盾構(gòu)上漂，同時加強后盾支撐觀測，盡量完善后盾鋼支撐。6、在始發(fā)階段，由于盾構(gòu)機推力小、地層較軟，調(diào)整盾構(gòu)機姿態(tài)，使用下側(cè)的千斤頂加朝上的力矩的同時向前推進，防止盾構(gòu)機低頭。7、始發(fā)初始掘進時，盾構(gòu)機處于始發(fā)臺上，在始發(fā)臺及盾構(gòu)機上焊接相對的防扭轉(zhuǎn)裝置，為盾構(gòu)機初始掘進提供反扭矩。圖4-2盾構(gòu)始發(fā)示意圖4.7盾構(gòu)機初期掘進4.7.1初期掘進長度的確

15、定（一）本工程初期掘進長度設(shè)定為100米。100米的長度考慮了下幾個因素：1、盾構(gòu)機和后方臺車的長度（維爾特: L=80m ）。2、工作井內(nèi)井口處布置雙線道岔的需要.3、管片與土體之間的摩擦力足以支持盾構(gòu)機的正常掘進。（二）將清河小營站西三旗站左線的前100米作為掘進試驗段，此段由盾構(gòu)機生產(chǎn)廠家人員操作盾構(gòu)機，通過設(shè)立試驗段，在于以下的目的:1、熟練掌握操作方法。1）掌握在不同地質(zhì)地層中盾構(gòu)推進的各項參數(shù)的調(diào)節(jié)控制方法。2）測定和統(tǒng)計不同地層條件下推力、扭矩的大小；盾構(gòu)機姿態(tài)的控制特點；注漿參數(shù)的選擇和漿液配比的優(yōu)化；同步注漿中出現(xiàn)的問題和解決方法；各種刀具的適應(yīng)性等。3）熟練掌握管片拼裝工藝

16、及注漿工藝。4）掌握施工監(jiān)測與盾構(gòu)推進施工的協(xié)調(diào)方法等。2、依此及時詳細分析在不同地層中各種推進參數(shù)條件下地層的位移規(guī)律和結(jié)構(gòu)受力情況，以及施工對地面環(huán)境的影響，并及時反饋調(diào)整施工參數(shù)，為全標段順利施工做好參照。4.7.2初期掘進模式的選擇各始發(fā)口地層基本均為粘土地層，故選擇土壓平衡推進模式。 4.7.3初期掘進時注意事項1、初期掘進段盾構(gòu)正面中心土壓初始設(shè)立根據(jù)計算確定，并根據(jù)跟蹤測量數(shù)據(jù)及時調(diào)整設(shè)定壓力，隨時做好二次壓漿的準備。2、在初期掘進階段，由于反力架會產(chǎn)生不同程度的變形，因而影響隧道成環(huán)質(zhì)量，若當管片接縫發(fā)生問題時，及時用石棉橡膠楔形料糾正，以提高成環(huán)質(zhì)量，并做好測量工作?；蛴每v向

17、拉桿固定。3、確定土壓平衡狀態(tài)下密封倉內(nèi)的土壓力，且密封倉被充滿后，開啟螺旋輸送機出土，控制排土速度來保證密封倉內(nèi)的土壓力和開挖面土壓力相平衡。4、最初的100環(huán)管片安裝保持良好的真圓度，保證盾構(gòu)始發(fā)位置的準確。如最初的真圓度保持不好，則往后誤差會越來越大，不但造成后續(xù)施工越來越困難，也會對管片本身產(chǎn)生破壞。因此最初的管片安裝必須做到以下幾點：（1）按順序及操作規(guī)范施工；（2）裝管片后及時進行回填注漿；（3）加強管片真圓度的測量。測量辦法有兩種:丈量弦長、間距控制法；通過測量盾尾封與管片之間的間隙，如各個方向的間隙基本一致，則可說明管片的真圓度較好。4.7.4 洞內(nèi)出碴、運輸及棄土外運1、洞內(nèi)

18、水平運輸1） 隧道內(nèi)軌線布置左右線隧道洞內(nèi)均采用43kg鋼軌鋪設(shè)單線運輸軌線，鋼軌中心距為900mm，鋼軌枕采用10#槽鋼制作而成的凹形軌枕，間距為1.2米，用壓板焊接固定鋼軌，在清河小營站內(nèi)鋪設(shè)道岔，道岔便于列車編組會車、渣車出渣、下材料等（隧道內(nèi)鋪單線）。運輸線路布置，本表段盾構(gòu)施工均從津赤路站始發(fā)，并從津赤路站運出渣土、運送管片等材料。2）、洞內(nèi)運輸列車編組施工中單線每環(huán)開挖量為37.2m3，按1.5的虛方系數(shù)計算, 虛方量約為55.7m3 。洞內(nèi)運輸采用重載編組列車，由于此次盾構(gòu)是分體始發(fā)，配備一列。由45T變頻電機車牽引1節(jié)，1節(jié)8m3砂漿車、1節(jié)管片車和一個臨時土斗組成，列車編組見

19、圖5-5。盾構(gòu)掘進每循環(huán)的出碴進料運輸任務(wù)可由此列車分7次完成。圖5-5 重載列車編組示意圖3、管片車1、45T電機車2、8立方砂漿車4、臨時土斗3）出碴、進料方法當盾構(gòu)機掘進時，螺旋輸送機把碴土卸到碴車內(nèi)，同時電瓶車牽引碴車緩慢前移，將碴車裝滿。然后電瓶車將裝滿的土斗運送到45t龍門吊下面，由45t龍門吊將土方吊至地面上的存土池內(nèi)，如此反復循環(huán)至一環(huán)掘完。然后將臨時土斗吊出，由管片車運送管片至盾構(gòu)機內(nèi)，進行管片拼裝。至此一環(huán)掘進拼裝完成。2、垂直運輸本標段工程的垂直運輸由1臺45T和1臺10T的龍門吊完成，45T門吊的移動方向垂直于隧道方向，負責盾構(gòu)機的進料、出碴。10T的龍門吊垂直于45T

20、龍門吊，負責盾構(gòu)的管片裝卸。3、碴土外運渣土外運集中在夜間進行，利用挖掘機將渣坑中的渣土裝入封閉式運輸汽車，然后按照業(yè)主擬定路線運輸至業(yè)主指定的棄碴點，在場地出渣門口設(shè)置洗車槽，運輸車輛出施工場地前進行清洗，計劃安排15T的帶蓋的密封性良好自卸汽車外運碴土，避免碴土在運輸中灑、漏，以免影響城市環(huán)境。圖5-6 出碴運輸、勞動力組織安排4、隧道照明為滿足長距離供電照明的需要，在隧道每500m設(shè)一低壓變壓器。10KV高壓電纜采用側(cè)壁懸掛式，懸掛方式和位置嚴格按照國家相關(guān)規(guī)范進行。380/220V照明線路布置見圖5-8。a.照明線路在隧道井口正一環(huán)處，設(shè)置一臺雙電源自動切換箱。從地面變電所接入分別來自

21、二路不同受電系統(tǒng)，來保證隧道照明的不間斷（電力電纜采用VV223252+2162接入）。b.配線方式，采用BV3162+2102五線制（即L1-L1，N，PE）。c.電箱配置,每百米配置一臺分段配電箱，供照明安裝和動力用電使用。d.燈具安裝,每6環(huán)設(shè)置電支架1只和安裝防水型40W熒光燈一只，配置10A插入式熔斷器保護。分別三相電源跳接，安裝位置見圖11-8。e.單條區(qū)間隧道貫通后，在該區(qū)間1/2距離處斷開線路，從另一端頭井接入電源，以提高線路容量。5.4 對盾構(gòu)掘進過程中突發(fā)險情的預案5.4.1 盾構(gòu)隧道過建筑物時的應(yīng)急預案1、項目部成立應(yīng)急領(lǐng)導小組，由一名項目副經(jīng)理任組長，小組成員由項目部各

22、部門負責人參加，各部門選擇有責任心的人參加應(yīng)急小組。提前對可能出現(xiàn)的險情制定應(yīng)急方案，預備應(yīng)急物資，并事先和建筑物業(yè)主建立有效的聯(lián)系，一旦出現(xiàn)險情，應(yīng)急小組人員立即就位，各負其責，立即組織實施應(yīng)急方案，排除險情。對出現(xiàn)嚴重險情或有其趨勢的房屋，迅速將建筑物內(nèi)人員疏散，設(shè)置安全警戒線，嚴禁其它人員進入警戒范圍內(nèi)，并馬上組織對房屋進行加固。2、針對建筑物自身結(jié)構(gòu)情況和以往施工經(jīng)驗，確定表5-7為盾構(gòu)通過建筑物監(jiān)測主要控制標準和采取的相應(yīng)措施。5.4.2 螺旋輸送機發(fā)生噴涌時的預案盾構(gòu)通過砂層、湖底時螺旋輸送機易出現(xiàn)噴涌，應(yīng)采取以下措施防止噴涌出現(xiàn)：1、采用土壓平衡模式掘進參數(shù)；2、加入高濃度泥漿或

23、泡沫，改善土體的和易性，使土體中的顆粒和泥漿成為一整體。 若盾構(gòu)掘進中發(fā)生意外，出現(xiàn)噴涌現(xiàn)象后采取以下措施來處理：（1）立即關(guān)閉螺旋輸送機的后門，適當向前掘進，使土倉內(nèi)建立平衡。（2）通過刀盤的轉(zhuǎn)動，將土倉內(nèi)的土體攪拌均勻。（3）然后才將螺旋輸送機的后門慢慢打開，開門度為30%，邊掘邊出土，始終保持土倉內(nèi)壓力穩(wěn)定。（4）掘進過程中向土倉內(nèi)注入泡沫劑、膨潤土等提高碴土的流動性和止水性。同時在螺旋輸送機出口栓接保壓泵碴裝置建立土壓平衡狀態(tài)。表5-7 主要控制標準和采取相應(yīng)措施序號項目控制標準采取的應(yīng)急措施備注1建筑物沉降20mm二次注漿實際根據(jù)建筑物自身的結(jié)構(gòu)情況，裂縫等情況綜合判斷。2030mm地面跟