盾构施工组织设计

1、福州市轨道交通福州市轨道交通1号线土建施工号线土建施工03合同段合同段盾构施工组织设计盾构施工组织设计汇报主要内容汇报主要内容o 工程概况o 施工总体安排 o 施工前期准备 o 盾构施工方案o 突发事件应急预案 本标段包括2站2区间。 福州火车站站斗门站区间为全地下盾构区间，上行线为1013.393m，下行线1033.491m。区间自东浦路上的福州火车站站向南，沿着华林路过二环路，在六一北路路口转西，继续西行至永辉超市门口、晋安河东侧的斗门站。华林路为现状四车道，规划路宽在六一北路路口以北50m宽，往西转向东西向的规划路宽40m。沿线经过的两侧高楼较多，主要有金辉大厦、龙城广场、怡东宾馆、顺达

2、大厦、铂金时代、新澳福大厦、南洋饭店、福城花园住楼以及世纪明珠1#、2#楼等，隧道边与建筑物基础最小间距为1.53m。 本区间段共计有三段平面曲线，曲线半径分别为300/300、600/800、300/312m，线间距从12.0m变化到16.5m；纵断面为V型坡，最大纵坡16.630，最小纵坡4，区间隧道覆土最大厚度16.1m，最小厚度9.0m。一、工程概况一、工程概况 斗门站树兜站区间为全地下盾构区间，上行线539.9m，下行线539.9m。斗门站树兜站区间自华林路晋安河东侧的斗门站西行，下穿晋安河和无名河1，直至到达五四路口的树兜站。华林路为现状四车道，规划路宽40m。沿线经过的两侧高楼较

3、多，主要有轻安大厦、金宏达中心综合楼、省第一测绘院办公楼，以及构筑物华林路晋安河桥、华林路无名桥1等，隧道边与改造后华林路晋安河桥桩基最下间距为1m。 本区间有1段平面曲线，上下行线曲线半径均为3000m，线间距13.5m，纵断面为人字坡，最大纵坡5，最小纵坡3，区间隧道覆土最大厚度10.1m，最小厚度4.028m。 一、工程概况一、工程概况标段示意图标段示意图一、工程概况一、工程概况福州火车站站福州火车站站- -斗门站区间地质剖面图斗门站区间地质剖面图一、工程概况一、工程概况1杂填土 1淤泥 粉质粘土（13）b残积土（14）全风化岩福州火车站站站斗门站区间盾构主要穿越淤泥、粉质粘土、残积土福

4、州火车站站站斗门站区间盾构主要穿越淤泥、粉质粘土、残积土层，局部下部穿越全风化花岗岩。层，局部下部穿越全风化花岗岩。斗门站斗门站- -树兜站区间地质剖面图树兜站区间地质剖面图一、工程概况一、工程概况1杂填土 1淤泥 粉质粘土j粗砂斗门站树兜站区间盾构主要穿越全断面淤泥层，局部下部穿越粉质斗门站树兜站区间盾构主要穿越全断面淤泥层，局部下部穿越粉质粘土。粘土。第二章 总体施工部署p一、工程目标p二、施工总体安排p三、施工进度计划p四、工程重难点分析及对策一、工程目标质量目标质量目标：确保本标段工程质量达到合格标准，力争优质工程。工期目标工期目标：积极响应业主对工期的要求，确保本区间2014年1月2

5、日洞通。安全文明生产目标安全文明生产目标：确保福州市 “安全生产、文明施工标准化工地”，争创福建省“安全生产、文明施工标准化工地”。环境保护目标环境保护目标：达到ISO14000系列标准，符合城市环保要求。二、施工总体安排福-斗区间：盾构机从树兜站吊出，转场至斗门站东端，下井二次始发；下行线2013年7月15日始发，上行线2013年8月15日始发，2014年1月2日完成区间双线隧道施工。区间隧道贯通后开始联络通道、泵站、洞门、手孔封堵和嵌缝等。盾构筹划：盾构筹划：本合同段采用2台盾构机完成两个区间隧道施工。斗-树区间：两台盾构机间隔1个月，从斗门站西端始发。下行线2013年3月25日盾构始发，

6、上行线2013年4月25日始发， 2013年7月15日完成区间双线隧道施工。 树兜站树兜站福州火车福州火车 站站站站 斗门站斗门站2013.8.152013.7.152013.7.152013.6.152013.4.252013.3.252013.12.32014.1.2L=539.9mL（下行线）=1033.491mL（上行线）=1013.393m三、施工进度计划1、盾构掘进进度指标、盾构掘进进度指标盾构掘进作业采用2+1班制，即2个班掘进，1个班维修保养。对通过不良地质或重要建筑物地段，需连续掘进时则将维修保养工作分配到整个掘进班中穿插进行。盾构掘进工序循环时间图盾构掘进工序循环时间图三、

7、施工进度计划不同地层盾构掘进进度指标表不同地层盾构掘进进度指标表三、工程重难点分析及对策1、工程重难点分析、工程重难点分析o 区间不良地质作用，主要为：盾构穿越长距离、全断面淤泥层时盾构姿态控制、地面沉降控制难；在粘性土中掘进时易产生刀盘结泥饼现象；涌水涌砂危险等，详细分析如下：福州火车站站斗门站区间：区间全分化岩、残积土粘性比较大，盾构掘进中极易在刀盘前及密封仓内结成泥饼；区间部分地段隧道底部有粗砂（透镜体），盾构掘进中可能造成涌水涌砂；区间部分地段掘进面存在下部为全分化岩上部为残积土以及下部为残积土上部为粉质粘土的上下、左右软硬不均的地层，易导致盾构掘进偏离中心线；地勘揭示该区间部分地段可

8、能存有孤石，孤石的处理为难点。斗门站树兜站盾构区间：区间穿越长距离、全断面淤泥层，该地层在外力作用下易扰动且强度降低，盾构掘进中不仅保持土压平衡极为困难，而且往往会出现前期沉降及盾构通过后沉降长期不收敛；区间到达端下部涉及第j砾砂层以及底部分布有、层碎卵石层，第j层为承压含水层，具有较大涌砂涌水的可能性；区间主要穿越淤泥层，浅层沼气可能造成作业人员中毒现象和下伏土层失稳，使已建好的隧道产生位移、断裂，造成无可挽回的重大经济损失。 三、工程重难点分析及对策1、工程重难点分析、工程重难点分析o 盾构区间旁穿众多建筑物福州火车站站斗门站区间旁穿建筑主要有金辉大厦、龙城广场、怡东宾馆、顺达大厦、铂金时

9、代、新澳福大厦（金诺大厦）、南洋饭店、福城花园商住楼以及世纪明珠1#、2#楼等。斗门站树兜站区间穿越建筑及河流主要有轻安大厦、金鸿达中心综合楼、省第一测绘院办公楼，以及构筑物华林路晋安河桥、华林路无名桥1等。o 盾构下穿河流斗-树区间盾构始发即穿越晋安河，确保两岸防汛墙安全，是区间盾构掘进控制重点；盾构下穿晋安河，河底覆土厚度不足5m，在高水头压力情况下，刀盘前土压平衡不容易建立，极易击穿覆土层，使掌子面与河水连通造成涌水事故，盾构掘进时盾构上浮控制难度大。o 盾构始发、到达o 联络通道施工安全控制o 孤石处理o 盾构过小半径曲线，即福州火车站站斗门站区间盾构最小平面曲线300m 三、工程重难

10、点分析及对策2、工程重难点对策、工程重难点对策o 区间不良地质作用采取对策掘进过程加强同步注浆质量控制和及时进行二次跟进补注浆，盾构每推进8环及时进行补注浆，二次补注浆以控制地面沉降和管线周围土体二次固结为准，具体注浆量根据地面沉降监测和管线沉降监测而定。借鉴本公司在杭州地区的类似工程经验，控制盾构机和管片上浮，可采取及时调整压力差及铰接进行姿态调节，上浮情况较严重时，对盾构机体增加配重的方式来防止盾构机上浮；视情况，适当的控制盾构机向下趋势大于设计轴线趋势，根据福州地铁已施工经验，轴线控制约向下3-5cm。针对易结“泥饼”的地层，采用土压平衡方式掘进,严格控制出土量, 根据需要注入水、添加剂

11、、膨润土和泡沫剂，改良渣土流动性，减少结泥饼。针对树兜站到达端端头可能存在涌水涌砂的现象，延长加固长度，增设降水井。通过调节盾构机螺旋机仓门的开口度以及向土仓壁上的添加剂注入口注入膨润土和聚合物，并向土仓中加压缩空气将水置换和凝结，降低涌水风险。 三、工程重难点分析及对策2、工程重难点对策、工程重难点对策o 盾构区间旁穿众多建筑物采取对策补充地质勘测，进一步查清隧道沿线地质条件和覆土厚度，为盾构机掘进参数的选取及辅助措施提供第一手准确资料；进入以上位置时，及时进行纠偏调整，保证较好的隧道掘进姿态。采用加泥式土压平衡盾构，优选最佳施工参数，保证开挖面稳定，加强同步注浆和必要的补压浆措施，控制构（

12、建）筑物沉降在允许范围内； 针对不同地质，随时调整盾构施工参数，减少盾构的超挖和欠挖，以改善盾构前方土体的坍落或挤密现象，降低地基土横向变形施加于建（构）筑物上的横向力。“掘进与注浆同步，不注浆不掘进”，及时填充环形间隙，并及时进行二次补强注浆，减少盾尾通过隧道外周围形成的空隙，减少隧道周围土体的水平位移，降低土体位移对周边环境的影响。加强监测，采取相应措施。对建筑物、管线、地面沉降的监测，如果发生较大变形，及时反馈，及时采取措施，调整施工参数。 三、工程重难点分析及对策2、工程重难点对策、工程重难点对策o 盾构下穿河流采取对策1、 盾构掘进控制 盾构推进通过时合理组织施工，争取连续、快速地通

13、过晋安河水底。施工期间，协调和各方关系争取关闭上游水闸，降低水位。严格碴土管理，做好理论碴土量与实际碴土量记录，保证出碴量与掘进速度的一致，避免“冒顶”突发事故的产生。施工时，严格控制掘进参数，主要为出渣量、同步注浆、土仓压力、刀盘转速、掘进速度和推力、盾构机姿态。 （1）出渣量控制 斗门站树兜站区间主要在1淤泥层盾构掘进中，1淤泥表现为软土、流塑，易产生蠕动变形。只要出渣不超量，就不会造成地面较大沉降，因此，将出渣量控制作为各项掘进参数中的重中之重加以控制。出渣量采用体积-重量双重控制，三个不同岗位的人员（盾构机操作手、渣土管理员、龙门吊司机）参与控制并形成书面文字记录。 三、工程重难点分析

14、及对策2、工程重难点对策、工程重难点对策o 盾构下穿河流采取对策（2）同步注浆控制 同步注浆的注浆压力和注浆量均为关键数据，施工中以注浆压力为控制指标，旨在保护盾尾密封刷不被击穿。根据我公司在相似地层的盾构施工经验，设定同步注浆最大压力时要根据地层的水土压力计算来确定注浆，注浆方量为： 4.015.03m3/环（系数考虑2.02.5）。同步注浆采用水泥砂浆，为防止管片上浮，可根据实际情况加入适量外加剂，减小浆液的初凝时间，快速固定管环。 （3）土仓压力控制 采用土压平衡模式掘进, 严格控制出土量,掘进中保持土压稳定，严格控制土压波动（不超过0.2bar），根据土仓内土体充满度及水气压力等进行调

15、整。（4）刀盘转速、掘进速度和推力的控制 根据我公司在相似地层掘进经验，此地层采取土压平衡掘进，需快速稳定的通过，按照3050的掘进速度与相应千斤顶推力进行匹配，刀盘转速控制在0.81.0rpm间，减少对土体扰动，施工中逐步优化。 三、工程重难点分析及对策2、工程重难点对策、工程重难点对策o 盾构下穿河流采取对策 （5）盾构机姿态的控制运用导向系统、铰接油缸和分区操控推进油缸, 控制盾构姿态, 防止盾构抬升。姿态出现偏差时，应“勤纠缓纠”， 即及时纠偏并适当降低纠偏幅度，每环纠偏量不大于3mm。 2、洞内注浆加固 过晋安河段的管片采用有预先埋设好的注浆孔的管片。在连接桥右侧的平台上放置一台双液

16、注浆泵，在管片脱出盾尾3环后进行跟进式注浆即在盾尾35环上方120度范围以内，利用管片上方三个吊装孔及预先埋设好的孔位，及时对管片上方进行注浆加固，并且每隔10环封闭一圈（实际中由于掘进与空间的限制需23环范围内封闭成环），阻止盾尾来水。 在五号台车后搭设平台对河堤进行二次补注浆（特别是地面监控量测还显示沉降的地方）。由于之前的同步注浆及跟进式二次注浆，在浆液扩散范围内泥土被胶结，在隧道轮廓线外围形成一层硬壳，因此二次补注浆应采取深孔（穿透硬壳层）注浆。结合地面监控量测如有必要可对沉降点进行前进式注浆。 三、工程重难点分析及对策2、工程重难点对策、工程重难点对策o 盾构下穿河流采取对策3、应急

17、事件处理（1）一旦产生喷涌现象，首先关闭螺旋机出土口仓门，然后在螺旋机下部排土口预留的保压泵接口法兰处接驳保压泵渣系统，保证在掘进中避免地下水和流沙的大量喷出，保持土仓内的土压稳定；通过调节盾构机螺旋机仓门的开度来改善喷涌现象；通过盾构机土仓壁上的添加剂注入口注入膨润土和聚合物，并向土仓中加压缩空气将水置换和凝结。 （2）盾构机掘进过程中,假如一旦发生塌方事故,可以采取以下技术措施进行处理:盾构机掘进时,关闭螺旋机,停止出土,保持土仓土压力,防止塌方继续扩大；如果塌方区扩大并与河水连通,首先找到河底连通处,抛填粘土，再浇注水下混凝土覆盖河底。（盾构过河前需准备足够袋装粘土，同时提前做好上游闸门

18、管理方的沟通工作，争取过河期间关闭上游水闸） 三、工程重难点分析及对策2、工程重难点对策、工程重难点对策o 盾构始发、到达采取对策端头地基加固后，必须对加固质量进行垂直抽芯和水平抽芯检查，主要检查加固体完整性、强度及渗透性。对不合格处进行注浆加固，确保盾构隧道洞口土体的稳定。隧道洞门混凝土凿除前，在洞圈范围内钻水平观测孔，观察是否出现渗漏水；如有则根据渗漏水的具体情况，采用水平注浆处理措施；盾构机始发与到达时，及时用水泥浆充填洞门处衬砌环外空隙，防止洞口出现漏水情况。洞门临时止水装置安装牢固，洞门砼快速凿除后，盾构机迅速推进入洞圈靠近土体，防止洞口加固土体暴露时间长而出现渗漏水情况。 三、工程

19、重难点分析及对策2、工程重难点对策、工程重难点对策o 联络通道施工采取对策联络通道提前做好地面旋喷桩加固，施作3口降水井。联络通道开挖前，在打开管片前，首先在联络通道中心部位钢管片上开一个探孔，联络通道中心部位确保无泥沙和水流出，方可打开钢管片开始开挖施工。钢管片打开后，开挖施工过程中，如果土体加固强度不够，应采取补充注浆加固后进行掘进。如若探孔发现加固质量未达到理想状况，联络通道施工采取打管棚、超前小导管注浆等措施。如进入隧道内水量较小，可先采用砂袋封堵，阻止水涌入隧道，同时启用排水泵，如水量较大，用沙包回填开挖面，重要电机设备进行转移，同时迅速组织人员撤离隧道，关掉隧道内照明及设备用电，并

20、及时上报项目总工程师和项目经理，对隧道沉降情况进行检测，项目总工程师和项目经理及时向驻地监理和项目工程师通报抢险情况，并商定后续措施。 三、工程重难点分析及对策2、工程重难点对策、工程重难点对策o 孤石处理采取对策孤石处理总原则：尽量在地面进行深孔爆破的方式进行处理。 施工前对线路进行详细的地质补勘，针对孤石过多的路段，进行加密勘察，争取做到提前探明孤石，并对已经探明的孤石提前采取措施处理。 注意观察盾构掘进的异常情况以及掘进参数的异常变化,判断是否碰上孤石。一旦发现推力加大时,盾构进尺缓慢或停滞不前,应立即停机,切不可贸然推进。 对直径小于20cm的孤石可直接通过螺旋输送机排出；对直径大于2

21、0cm的孤石，不能通过盾构机螺旋输送机排出的孤石，保压作业条件下人工破除孤石，破除时可采用岩石分裂机等设备。 三、工程重难点分析及对策2、工程重难点对策、工程重难点对策o盾构过小半径曲线，即福州火车站站斗门站区间盾构最小平面曲线300m掘进前进行精密计算，确定盾构机经过小半径曲线段掘进参数。对盾构机轨道进行设计，确保后配套台车顺利转弯。合理运用管片的楔形量，确保管片防水。加强盾构机维保工作，确保在转弯过程中连续掘进。 第三章 施工前期准备p一、场地布置p二、前期准备一、场地布置1、施工场面场地布置、施工场面场地布置地面所有场地均采用C25商品混凝土进行硬化，硬化厚度施工便道为20cm，非便道1

22、0cm，端头采用20cm厚C25商品混凝土（一层8钢筋网片）进行硬化。对砂浆搅拌站、砂场、渣土池、材料库房、充电房、机修房等根据场地情况，以合理、方便的原则进行布置，管片存放区待顶板施工完成进行土方回填，顶板上主施工便道距离地面20cm采用C25商品混凝土进行硬化，其余为10cm，采用人字坡向两边排水。管片车从东大门倒入场地。顶板封顶回填后设置东西二期施工便道。下井楼梯规划：斗-树区间下行线始发采用梯笼布置在上行线出土口处；上行线始发时采用东端盾构井；福-斗区间梯笼先期布置在西端盾构井处；后期在东端盾构井施作楼梯。 一、场地布置盾构施工场地规划图盾构施工场地规划图一、场地布置2、洞内场地布置、

23、洞内场地布置洞内主要是电线、风、水管路、轨道、步道的布置。p 通风根据本区间隧道长度，在始发井安装通风机，功率为55 kW * 2，高压风量1000m3/min，分成低、中、高3档风量及风速。通风机以1200风管将新鲜空气送入工作面。p 施工照明隧道照明线路采用三相五线制，选用BV325+216塑料铜芯绝缘线沿隧道壁架空敷设，高度大于2.5m。从井口开始，每隔100m设隧道照明专用配电箱一只，作为照明线路的分段开关和隧道内小动力用电设备的电源。隧道照明灯具采用40瓦日光灯。每隔9.6 m架设一只，每只灯具设熔断器，接电采用A、B、C三相跳接，要求三相负载平衡，灯具金属外壳与接地线直接连接。p

24、高压电缆布设盾构专用高压电缆用一铁架布设在走道另一侧。 一、场地布置2、洞内场地布置、洞内场地布置o 洞内排水隧道内施工时，掘进上坡地段采用自然排水，反坡地段将施工水及地下水汇集于盾尾低处，设一临时污水泵，用污水泵抽出经排水管排至盾构机内污水箱，再由污水箱内的污水泵将污水排入地面沉淀池内，最后排入市政污水管网。排水管选用80钢管。o 电瓶车轨道及盾构台车轨道布设电瓶车轨枕采用弧长1.33米，中心高0.2m的弧形钢枕与管片底紧贴，钢枕与轨道采用螺栓、压板紧扣。盾构台车的轨枕采用三角形支墩，三角支墩与轨道同样采用螺栓、压板紧扣，三角形支墩与弧形钢枕采用螺栓连接，并保证连成一体。 一、场地布置洞内场

25、地布置图洞内场地布置图二、前期准备1、盾构始发端头加固、盾构始发端头加固o 端头土体加固采用三轴搅拌桩辅助以三管旋喷桩型式，其中与车站围护结构相邻的1排结合槽壁加固同步进行，桩间搭接不宜超过12h，且在槽壁桩外侧预留空间，后期待车站主体结构变形稳定后实施旋喷桩。三轴搅拌桩桩径850mm，咬合250mm，旋喷桩桩径800mm，咬合200mm。o 加固长度为6m，宽度为洞圈延伸3m，深度范围为洞圈向上4.0m，向下3.447m， 水泥掺量20%，弱加固区自洞圈上部4m至地面，水泥掺量7%。 2、盾构到达端头加固、盾构到达端头加固o 端头土体加固采用1排三重管高压旋喷桩后接三轴搅拌桩，旋喷桩桩径80

26、0mm，咬合200mm，三轴搅拌桩桩径850mm，咬合250mm。施工时先施做外侧的搅拌桩，桩间搭接不宜超过12h。待车站主体结构变形稳定后，再施做旋喷桩。先期施做搅拌桩与车站围护结构净距在300mm500mm之间，具体取值依据机械等现场因素确定。o 加固长度为4m，宽度为洞圈延伸3m，强加固区搅拌桩深度范围为洞圈向上3m，向下3m，水泥掺量20%，弱加固区自洞圈上部3m至地面，水泥掺量7%。 二、前期准备三轴搅拌桩施工参数表三轴搅拌桩施工参数表 序号技术参数项目参数指标1水泥掺入量7%、20%2供浆流量14.8m3/h（两管）3浆液配比水：水泥=1.34泵送压力0.60.8Mpa5下沉速度0

27、.5m0.8m/min6提升速度0.5m/min728天无侧限抗压强度1.0Mpa8水泥浆的比重1.54g/cm39搅拌速度17r/min10每延米水泥用量189Kg、540Kg11成桩20m时间约65min表表5-1 5-1 三轴搅拌桩施工主要技术参数表三轴搅拌桩施工主要技术参数表二、前期准备旋喷桩施工工艺流程图旋喷桩施工工艺流程图 二、前期准备端头加固示意图端头加固示意图 第四章 盾构施工方案p一、盾构机选型p二、盾构始发方案p三、盾构掘进方案p四、盾构接收、转场方案p五、联络通道施工方案一、盾构机选型 盾构选型总的原则盾构选型总的原则盾构选型主要依据工程地质及水文地质,区间隧道设计及施工

28、条件,施工规范及相关标准,结合工程的特点和难点对盾构类型、驱动方式、功能要求、主要参数、辅设配置等进行研究,从安全性、可靠性、适用性、先进性、经济性等方面综合考虑。p 盾构类型的选择考虑到区间盾构穿越地质主要以淤泥、粘质粉土、残积土等软土层为主，极少段隧道下部穿越全分化岩，强度较低。盾构穿越地层因细颗粒含量多,碴土易形成不透水的流塑体,容易充满土仓的每个部位,在土仓中可以建立压力平衡开挖面土体,较适宜采用土压平衡盾构。p 铰接型选择普通的土压平衡盾构机，当在施工曲线隧道时，管片与盾构机盾壳形成夹角，受夹角限制，隧道曲线半径不能过小，盾构机在施工小半径隧道时，由于管片轴线与盾构机的轴线有夹角，造

29、成管片安装困难。另外在曲线施工时，盾构机依靠推进千斤顶分配不同的压力完成盾构机转弯，容易造成管片碎裂；盾壳与管片的间隙不能过小，不然会影响转弯。一、盾构机选型 盾构选型总的原则盾构选型总的原则铰接式盾构机前体能按照施工隧道曲线需要折向，后体保持不变，避免了盾构的盾壳与管片形成夹角，能保持管片与盾构机统一姿态，曲线施工依靠铰接千斤顶，不用推进千斤顶分组调整压力，管片容易安装不容易碎裂。盾壳与管片的间隙只要能满足管片安装的需要，不需要考虑盾构转弯，间隙可以略为缩小。铰接式盾构机的盾构壳与管片的间隙为25mm，间隙小避免了盾构尾部漏浆。为保证盾构机的转弯及纠偏能力，我们选择铰接式土压平衡盾构。p 加

30、泥装置选择：根据是否将挖掘出的土泥土化的添加剂注入装置，这种土压盾构就叫作加泥式土压平衡盾构。因隧道主要穿越粉质粘土、残积土地层，由于土体粘性较大，粘土含量较高，盾构掘进时，对刀盘有粘结作用，在此类地层中掘进时，刀盘中心区和土仓中心区容易形成“泥饼”，产生堵仓现象，造成刀盘转动负荷加大，也必须向开挖面喷射水、泡沫、膨润土和聚合物，改善碴土的流动性，减小刀盘面“泥饼”形成的机会。一、盾构机选型盾构选型总的原则盾构选型总的原则选型结论：根据本工程的地质条件对盾构机的要求以及公司现有资源，为能更好的满足施工要求、维修方便，在施工中采用必要的辅助方法（对开挖面添加泡沫或其他能改善土体的添加剂），最大限

31、度地满足本工程的要求。本工程采用1台日本小松公司生产的TM634PM型加泥式铰接土压平衡盾构机和1台IHI盾构机共2台盾构机。 二、盾构始发方案 始发和到达存在的质量风险 1、始发姿态控制不当导致的轴线偏移、始发姿态控制不当导致的轴线偏移 2、始发措施不当导致栽头、始发措施不当导致栽头 3、盾构机滚动、盾构机滚动 4、自动测量系统误差、自动测量系统误差 5、始发托架或反力架变形、始发托架或反力架变形 6、管片拼装错台、开裂或渗漏、管片拼装错台、开裂或渗漏 7、始发刀具损坏、始发刀具损坏 8、负环管片变形、负环管片变形 9、盾构始发或到达阶段管片松弛、盾构始发或到达阶段管片松弛 二、盾构始发方案

32、 风险应对措施风险应对措施 1、对于直线段始发的，托架中轴线可以与隧道设计轴线重合。 2、可以将盾构始发姿态调高23cm，始发托架与加固体之间设置连接导轨，防止进入加固体前栽头。 3、为防止滚动，除了在始发托架上焊接防滚动装置外，掘进过程要严格控制始发扭矩，并特别注意不能在千斤顶推力很小的情况下转动刀盘。在确认洞门连续墙的钢筋已经割除完毕以后，可以进行盾构机的试运转。由于盾构机没有进洞后周围岩土侧压力的磨擦作用，且盾构油缸的推力和掌子面通过刀盘的反力都很小，所以，在试运转时应使刀盘慢速旋转，且要正、反向旋转，防止滚动，使盾构姿态正确。 4、通过频率较高的人工复测来对自动测量系统的精确度进行复核

33、，以及时发现测量系统存在的偏差并进行纠正。盾构到达前，必须通过联系测量进行多级复核。 5、对始发托架和反力架进行认真设计，特别注意各组千斤顶推力不均的情况下反力架的受力工况，在掘进过程中，除了要控制总推力外，还要严格控制推进千斤顶各编组推力。 6、管片选型应从负环管片拼装即开始控制，通过加贴软木衬垫或石棉垫的方式，利用反力钢环或管片调整好管片与盾尾壳夹角，使管片环面与盾 二、盾构始发方案 风险应对措施风险应对措施 盾构机掘进方向法线基本垂直。 7、为减少刀具损伤，始发掘进阶段的刀盘转速和掘进速度不宜过快，尤其是刀盘刚刚接触掌子面时，采用低推力、低转速、低速度掘进。 8、做好管片连接措施，防止始

34、发或到达阶段的管片松弛。 始发防扭构盾构始发导轨盾构始发架始发防扭构件盾构机盾壳二、盾构始发方案盾构施工工艺流程图盾构施工工艺流程图二、盾构始发方案 1、下井前轨道铺设、下井前轨道铺设盾构下井以前，首先在车站内进行盾构后配套走行轨道及电瓶车走行轨道的安装铺设。根据盾构机及后配套的长度要求，后配套走行轨道铺设长度约为90m，电瓶车轨道的长度为120m，轨道采用43Kg/m钢轨，单根长度为6m，轨道之间采用轨道夹板连接。 2、始发托架的安装始发托架的安装首先依据隧道在此处的设计轴心线确定始发托架中心线，上下行线盾构机均采取直线始发，托架中心线与线路中心线重合。通过测量放线，将托架中心线刻划于始发井

35、底或端墙及侧墙上，以指示托架的安装位置。为防止盾构始发时会出现“栽头”现象，以及防止盾构机驶上导轨困难，将始发托架抬高10mm安装，托架安装采用钢板垫高找平。托架安装就位后，将托架和端头井底板预埋的钢板焊接，焊接定位之后，开始在托架上组装盾体。 二、盾构始发方案始发托架平面图始发托架平面图二、盾构始发方案始发托架安装平断面图始发托架安装平断面图二、盾构始发方案 3、反力架安装、反力架安装反力架的安装在尾盾安装完成之后、在连接桥连接之前进行。上下行线反力架安装起始位置距洞门10.2m，0环管片进入洞门600mm。反力架安装时，首先测量反力架位置起始里程断面的中心线，并刻划在始发井侧墙上，以便反力

36、架中心定位，反力架中心随始发托架抬高而同时抬高10mm。定位关键是反力架紧靠负环管片的定位平面，并与此处的隧道轴线垂直。反力架安装之前，先清理车站结构底板，找出预埋钢板，组装时反力架与始发井回填预埋的钢板焊接牢固，顶部用40b工字钢与结构中板水平支撑牢靠，中部采用600b钢管、40b工字钢以45度角与车站底板预埋钢板焊接，底部采用40b工字钢与车站底板水平支撑牢靠。 二、盾构始发方案始发托架安装平断面图始发托架安装平断面图二、盾构始发方案4、水平探孔、水平探孔洞门围护结构地下连续墙凿除前应提前打水平探孔，并安装单向阀，进行破除洞门的水量和加固效果检测。按设计要求进行水平探孔不少于9个，探孔深度

37、进入加固体大于2m。孔径要求100mm，探孔主要分别在盾构范围边缘处。 187654329端头加固水平探孔布置图端头加固水平探孔布置图二、盾构始发方案5、洞门破除、洞门破除洞门破除在完成盾构机前体和中体安装后开始，计划工期7天。凿除洞门采用人工风镐破除。洞门凿除的原则是合理分块、分层，快速凿除，确保安全。洞门凿除实施连续作业，以缩短工作时间，减少正面土体的暴露时间。围护结构地下连续墙凿除分为两层，先利用风镐从上至下凿除约50cm，分块方法及凿除顺序见下图，割掉暴露的地连墙钢筋，第二层凿除时施工顺序应由下往上，直至露出地连墙迎土面钢筋为止，并将其割掉，确保盾构钢环内所有钢筋清理完成后，将盾构机及

38、时抵拢掌子面，防止洞门坍塌。 二、盾构始发方案 124369587洞门凿除示意图洞门凿除示意图二、盾构始发方案 6、洞门密封止水装置、洞门密封止水装置本工程密封止水装置是在始发洞口预埋的圆环板上安装的，圆环板采用Q235B钢板制成，在车站结构施工时进行安装。圆环板上预留固定螺孔，帘布橡胶板通过压板、螺栓固定到洞口钢环上。洞口密封防水帘布的施工分两步进行，第一步是在车站结构的施工过程中，做好始发洞门钢环的埋设工作。要特别注意的是在埋设过程中预埋件必须与车站结构钢筋连接在一起；第二步在盾构正式始发之前，应先清理完洞口的碴土。安装前先用钢丝将圆环板的螺纹孔清理干净，并涂抹油脂，再完成洞口密封装置的安

39、装。在盾构始发过程中，机头要尽量保持与洞门同心或略抬高，同时盾构外壳表面不得有突出物，以免撕裂帘布橡胶板，机头外壳、环板表面宜涂黄油，以利盾构顺利穿越。具体参见洞门密封安装图、盾构穿越防水帘布顺序图。 二、盾构始发方案 6、洞门密封止水装置、洞门密封止水装置 洞门密封安装洞门密封安装盾构穿越防水帘布顺序图盾构穿越防水帘布顺序图二、盾构始发方案 7、负环管片的确定及安装、负环管片的确定及安装根据车站盾构井长度以及盾构机长度，本工程负环为8环，0环600mm宽度在侧墙内。盾构机始发时需要在反力架与洞口之间拼装负环。管片采用错缝拼装，负环的中心线坡度与始发段设计坡度一致。根据设计图纸上的管片理论排列

40、和负环的环数确定负环的-8环管片拼装位置。为保证盾尾间隙，在仰拱范围放置4条LBH=150010040mm钢板条，两端用角钢扶稳。盾壳内需对管片采取临时固定措施，防止管片下垂。当负8环脱离盾壳时始发托架导轨与负环外径之间的空隙内打入木楔子以支撑负环；负环管片采用18的钢丝绳和手拉葫芦环向外包加力的预紧措施保证负环管片的的稳定。 二、盾构始发方案 负环管片支撑示意图负环管片支撑示意图二、盾构始发方案 8、洞门内始发导轨的安装、洞门内始发导轨的安装因始发架与洞门之间存在一定距离，为保证盾构在始发时不至于因悬空而产生“叩头”现象，需要在始发架至洞门间延始发导轨方向设置一个防“叩头”装置。始发托架端头

41、到端墙间采用20mm厚钢板焊接成支撑，支撑上焊接43钢轨当做支撑导轨，主体结构洞门圈内采用40mm厚钢板和43钢轨焊接成导轨。 导轨安装示意图导轨安装示意图三、盾构掘进方案1、盾构机掘进工艺流程、盾构机掘进工艺流程 盾构掘进作业工序流程图盾构掘进作业工序流程图三、盾构掘进方案掘进管理的主要内容掘进管理的主要内容三、盾构掘进方案始发掘进前人工复测一次盾构机在始发托架上的正确位置，并与盾构机姿态导向系统测量的位置进行比较，调整盾构机姿态后方可始发掘进。检查盾构机托架的稳固情况，检查防止盾构机“栽头”的导轨是否施作牢固和位置得当，查验盾尾外壳上的防扭转装置是否焊接牢固。保持盾构机4组推力油缸推力均衡

42、，确保刀盘中心和盾尾中心的位移在允许的偏差范围内，在始发掘进阶段尽量少采用纠偏措施。本工程在盾构场地设置2台45T门吊进行垂直运输，满足渣土起吊、管片及施工材料的下井等。渣土由井下起吊后倒至渣土坑，管片及施工材料在负环管片未拆除前从渣土吊装口吊下放在井下编组列车上。洞内水平运输斗-树区间采用1列列车进行运输，福-斗区间采用2列列车进行运输。 三、盾构掘进方案2、浆液制作运输及同步注浆、浆液制作运输及同步注浆 同步注浆施工工艺流程图同步注浆施工工艺流程图本工程注浆材料采用水泥砂浆作为同步注浆材料，该浆液具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。 在施工中，需根据地层条件、地下

43、水情况及周边条件等，通过现场试验优化确定。 本工程同步注浆压力控制为0.10.4Mpa，二次注浆压力控制为0.40.6Mpa。 三、盾构掘进方案3、管片输送及拼装、管片输送及拼装 管片拼装流程图管片拼装流程图始发掘进时的衬砌管片安装关键是负环管片的安装。由于负环管片均为标准环，因此始发时的盾构机姿态控制一定要严格在允许范围内，负环管片的稳定直接影响盾构机出力，所以负环管片采用18的钢丝绳和手拉葫芦环向外包加力的预紧措施保证负环管片的的稳定。区间调线采用通用楔形管片作为调向措施。其不同的旋转位置，将产生不同的上、下、左、右超前量，通过不同位置管片的拼装，实现对隧道轴线的拟合。因此拼装前管片的选型

44、至关重要。 四、盾构接收、转场方案盾构区间到达端设计加固长度为4m，宽度为洞圈延伸3m。为确保安全，计划斗-树区间到达端，加固长度变更为10m，宽度和加固方法为原设计，增设3口降压井；福-斗区间到达端，因场地限制，加固长度变更为6m，宽度不变，但考虑到承压水的可能性，增设3口降水井。 1、接收井洞门凿除、接收井洞门凿除接收井洞门砼凿除前做好以下工作：当盾构逐渐接近洞门时，在洞门砼上开设观测孔，加强对砼及周围土体的变形监测，并控制好盾构推进时的出土量和推进速度。洞门混凝土凿除前需进行洞门地层加固。 四、盾构接收、转场方案 2、盾构各阶段参数控制、盾构各阶段参数控制盾构接收掘进可为四个阶段，在这几

45、个阶段中，应采取不同的施工参数的大小及控制侧重点不同。盾构过渡段掘进(进入土体加固区前30m4m)过渡段的掘进速度和土仓压力与正常段掘进一样，按常规控制，但此段施工应侧重加强注意调整盾构机的姿态，使盾构机的掘进方向尽量与原设计轴线方向一致，并且要在出洞前的20米处，使盾构机保持水平姿态前进或略微仰头姿态前进，保证出洞时正常接收，掘进时的轴线偏差应控制在20mm范围内。进站的第一阶段（进入土体加固区剩4m2m）盾构机进入加固区后，安排凿除围护结构，迎土面保留30cm厚以保护洞门区域的土体，并割断围护结构上端的钢筋。为确保凿除作业安全防止出现意外情况，洞门采取分块、由下而上的次序凿除。洞门凿除整个

46、作业过程中，由专职安全员进行全过程的监督，杜绝安全事故发生，确保人生安全，同时对洞口的密封止水装置采取措施进行保护。掘进速度由原来正常段的60mm/min减至20mm/min，土仓压力减至。 四、盾构接收、转场方案 2、盾构各阶段参数控制、盾构各阶段参数控制的情况下逐步减少压0.030.05MPa。应在密切监控地表和洞口力进站的第二阶段（进入土体加固区剩2m20cm）由于不能确定开挖时的最小土仓压力，因此在开挖过程中只能根据地质等情况使压力最小。掘进过程中，洞口尽管留有部分钢筋混凝土，但仍有可能坍塌，因此必须密切注视洞口的情况，直至洞门混凝土松动或开裂，不可能再掘进为止。此阶段速度一般为15m

47、m/min。当盾构机接近洞口30cm20cm时，应停止推进，拆除井内斜撑。当盾构停挖后，立即开始凿除剩余的混凝土和切割钢筋，并清除碎片及泥土，及时进行回填注浆，以防止进站时泥水等流入车站，造成泥土损失，影响车站结构安全。在此之前应已做好洞门密封环的安装及接收支架的准备工作。4、进站的第三个阶段（第二阶段完成至盾构机进入车站露出）盾构机继续前进并拼装管片，将剩余的围护结构推倒后，割断下部钢筋，此阶段的速度根据实际情况决定，应无压力，刀盘停止转动。此后清除坍塌下来的土体，盾构机继续推进，通过密封环后立即拉紧密封环的钢丝索，清除密封舱内的泥土。在停机后要对盾构中心进行测量，看是否满足贯通精度的要求。

48、 四、盾构接收、转场方案 3、盾构到达可能遇到的问题及处理措施、盾构到达可能遇到的问题及处理措施到达时盾构机“撞头”到达时，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，当到达托架标高与洞门标高一致，而刀盘比盾体大，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：、控制盾构机始发前的姿态，机头竖直偏差控制在0+10mm；、到达处，到达托架标高比设计标高低2-3cm；、到达时在托架上方离洞门2米范围内铺木板，防止贯通时洞门混凝土掉下来砸伤到达托架。围护结构彻底拆除后地下涌水事故围护结构彻底拆除后，为避免发生地下水沿开挖间隙涌入井内事故，盾构应立即掘

49、进并及时锁紧洞口密封装置。 四、盾构接收、转场方案 3、盾构到达可能遇到的问题及处理措施、盾构到达可能遇到的问题及处理措施零土压状态下掘进的管片拼装仓内土压降低为零后，盾构机前面失去了反作用力，千斤顶的推力也随之减小。为保证管片间紧密接触及接缝防水质量，须在最后的10环管片上安设拉杆，以辅助管片纵向压紧密封橡胶条，同时管片拼装时盾构机前部在到达架上焊接型钢挡块，通过挡块提供反作用力。盾构接收时要加强地表沉降监测工作，还应进行水位监测。 四、盾构接收、转场方案 4、盾构机解体、盾构机解体 拆 除 前 盾 下 部分 成 两 节拆 除 刀 盘拆 除 台 车 左 右 固 定 连 接 件拆 除 驱 动拆

50、 除 前 盾 上 部拆 除 人 闸 和 机 内 工 作 台拆 除 中 盾拆 除 螺 旋 机拆 除 工 作 台 中 段拆 除 台 车 车 轮拆 除 台 车 左 右 临 时 连 接 件拆 除 台 车 间 连 接拆 除 台 车 皮 带 架拆 除 的 电 缆拆 除 油 管拆 除 注 浆 管拆 除 工 作 台 后 段拆 除 台 车 间 管 线拆 除 牵 引 梁拆 除 管 片 吊 梁拆 除 皮 带 机 梁拆 除 台 车 与 主 机 之 间 的 各 种 梁拆 除 台 车 与 主机 间 的 管 线拆 除 撑 靴拆 除 盾 尾 和 拼 装 机拆 除 工 作 台 前 段盾构机解体流程图盾构机解体流程图四、盾构接收

51、、转场方案 5、盾构机转场、盾构机转场 盾构机转场流程图盾构机转场流程图五、联络通道施工 1、工程概况、工程概况福州火车站站斗门站区间在SK5+033.100处设1座联络通道，兼做废水泵站，位于直线段，线间距为12.016m，联络通道上覆土层厚度为16.1m。联络通道所处地层自上而下为：l杂填土、（13）b残积土、（14）全风化岩层、（15）散体状强风化岩（花岗岩）。隧道洞身位置为（13）b残积土，级围岩。采用矿山法施工。联络通道断面形式采用直墙拱形，内净尺寸为2.5*2.1m，洞口尺寸1.4*2.1m，泵站有效容积约20m。联络通道初期支护为25cmC20喷射早强砼，二次衬砌模筑40cmC3

52、5砼，抗渗等级不小于P10，采用PVC防水卷材全包外防水+无纺布保护层。 联络通道结构示意图联络通道结构示意图五、联络通道施工 2、地面加固施工、地面加固施工联络通道地面采用三重管高压旋喷桩加固，加固范围：联络通道两侧各3m，泵站上3m下2m。加固强度技术要求：无侧限抗压强度1.2MPa,渗透系数1.0*10-7cm/s。 三重管旋喷桩注浆施工工艺流程三重管旋喷桩注浆施工工艺流程五、联络通道施工 3、开挖及构筑施工方案、开挖及构筑施工方案施工顺序：联络通道洞口前后各6环二次双液浆注浆止水管棚钻孔及注浆架设区间隧道与联络通道接口处的临时钢支撑拆除开挖侧洞口钢管片联络通道全断面开挖施做钢筋网、格栅

53、钢架及喷射早强砼形成初期支护每0.5m循环开挖全断面（或上下导）并完成初期支护，直至完成整个联络通道的开挖及初期支护联络通道初支背后注浆。本工程联络通道和泵房合建在一处，泵房每0.5m深度全断面开挖施做钢筋网、格栅钢架及喷射早强砼形成初期支护循环完成泵房初期支护并将泵房底封闭泵房初支背后注浆。通道及泵房防水层施工通道及泵房二衬结构施工拆除区间隧道内钢支撑清理场地完成联络通道及泵房施工。 五、联络通道施工加固土体强度达到设计要求及准备工作就绪后开挖构筑工作就可正式开始，探孔后即可开管片。将两台千斤顶架在被开管片两侧，中间用一根型钢横梁同钢管片直接相连接，通过千斤顶顶推横梁向外顶推钢管片。5t葫芦

54、作为辅助拉拔管片用，一端挂住欲拆管片，一端系在对面隧道管片上，水平方向稍加力向外（隧道内）拉拔管片，要配合千斤顶操作。2t葫芦悬吊在欲拆管片的上方，一端钩住欲拆管片，以防管片拉出时突然砸落在工作平台上。 防坠手拉葫芦水平牵引手拉葫芦工作平台拉钢管片示意图拉钢管片示意图五、联络通道施工本工程开挖主要采用人工开挖，辅助采用风镐进行。由于土体采用了旋喷桩加固，因而开挖时（除喇叭口处侧墙和拱顶外）可以采用全断面一次开挖，开挖步距为0.5m。两端喇叭口处断面较大，为减轻开挖对隧道变形的影响，每循环开挖量控制在0.5m。开挖断面超挖不大于30mm，开挖中心线偏差不大于20mm。初衬厚250mm，采用钢筋网、格栅钢架、喷射混凝土联合支护。钢筋网为8150150全断面单层布置；格栅钢架主筋直径22，间距0.5m；钢架内侧每隔0.5m焊接22纵向连接筋；挂网及格栅钢架完成后分层喷射C20早强砼至设计厚度，完成1个循环过程。联络通道底板二次衬砌一次施作，拱部和边墙二衬分2段进行，联络通道门洞混凝土分2次浇注。混凝土浇筑由砼输送泵输