盾构机掘进作业指导手册

1、盾 构 机 掘 进 作 业 指 导 书1. 编制目的 12. 编制依据 13. 适用范围 24. 施工准备 24.1场地准备 24.2设备与材料准备 24.3技术准备 25. 施工方法 2 J '| i ： ! I5.1 土压平衡盾构工法特点 25.2工艺程序 26. 工艺流程 26.1盾构试掘进 2欢迎共阅2.1地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999 2003年版）2.2建筑变形测量规范（JGJ8-2007）2.3城市轨道交通工程测量规范（GB5038-20082.4城市测量规范（CJJ8-99）2.5工程测量规范（GB50026-20072.6盾构法隧道施工与验收规范

2、（GB50446-20082.7盾构区间相关文件资料。2.8宁波市轨道交通（地下）工程关键工序验收管理程序（甬轨指200957 号）2.9盾构推进质量问题处置规定（甬轨201242号）3. 适用范围适用于土压平衡盾构机的隧道施工。4. 施工准备4.1场地准备始发井内的物料已清理，管线按规划布置合理，不影响掘进。4.2设备与材料准备4.3技术准备5. 施工方法区间掘进采用土压平衡盾构，出渣进料均采用有轨运输，工作井处采用龙门吊垂直吊运。y' j.°5.1 土压平衡盾构工法特点5.1.2根据土压变化调整出土和盾构推进速度，易达到工作面的稳定，减少了地表下沉。5.1.3对掘进土量和

3、排土量能形成自动控制管理，机械自动化程度高、施工速度快。5.2工艺程序6. 工艺流程6.1盾构试掘进经过数环负环管片的推进后，刀盘已经抵拢掌子面，即可开始刀盘驱动系统和刀盘本身的负载调试和试掘进了。盾构始发时进入加固体时若刀盘扭矩过大，可通过在刀盘前方加水等方式降低加固体强度，便于盾构推进。，并观察反力架是否发生过大变形或移位。6.2始发掘进从正式进洞的第一环正数管片开始，到盾构机后配套系统完全进洞，负环管片拆除，系统完欢迎共阅全达到设计生产能力为止，这一施工阶段称为始发掘进始发掘进要完成如下的工作内容：注浆压力控制在1.5bar以内。在始发掘进结束前，注浆系统应该达到完全的工作能力；要有规划

4、。626反力架、负环管片的拆除反力架、负环管片的拆除时间根据设计图纸确定，影响因素主要是管片与注浆体之间摩擦力、盾构始发掘进推力、埋深。一般情况下，掘进 100m以上（同时前50环完成掘进7日以上），可以 根据工序情况和工作整体安排，开始进行反力架、负环管片拆除。6.3掘进工艺盾构始发掘进完成后，盾构隧道进入正常掘进阶段。正常掘进阶段的重点在于对工程地质、水文地质的变化，地表、地下监测数据的分析，盾构掘进参数的调整等多因素进行综合分析研究，I.-1 ;确保盾构在不同地质条件下，不同地表环境条件下安全推进。6.3.1 土压平衡工况的掘进特点土压平衡工况掘进时，是将刀具切削下来的土充满仓室，然后利

5、用土仓内泥土压与作业面的土压和水压相抗衡，与此同时，用螺旋式输送机排土设备进行与盾构推进量相应的排土作业，掘进过程中，始终维持开挖土量与排土量的平衡，以保持正面土体稳定，并防止地下水土的流失而引起地表过大的沉降。f j / / X、X 6.3.2盾构掘进作业工序流程6.3.3操作控制程序掘进参数表序号掘进参数1始发端头段泥灰土、粉质粘 土粘土层、强 风化土层备注1推力800020000KN7000-12000KN9000-12000KN2扭矩3000-3600KN.m2600-3500KN.m2800-3400 KN- m掘进100m后适当调整参 数3推进速度0.5 1cm/min1 2cm/

6、min1 2cm/min4土仓压力0.10 0.12MPa0.12 0.15MPa0.08 0.10MPa6.3.5 土压力控制在盾构掘进中，保持土仓压力与作业面压力（土压、水压之和）平衡是防止地表沉降、保证 建筑物安全的一个很重要的因素。6.3.5.1 土仓压力值P的选定欢迎共阅1、P值选定P值应能与地层土压力和静水压力相抗衡，设刀盘中心地层静水压力、土压力之和为P0,则P二KXP0, K一般取1.01.3，在地层掘进过程中根据地质和埋深情况以及地表沉降监测信息进行反馈和调整优化，一般通过装置在密封土舱内的土压计检测读出。2、土压力P0设定与管理方法(1) 理论估算，经验判断，确定一个较理想

7、的P0值；较为合适的土压力P0范围是：(水压力十主动土压力)< P0< (水压力+被动土压力)。P0以相应的静止土压力为中心在此范围内作波动。(2) 精心操作，认真量测，及时反馈信息，根据出土量与地表沉降数据对P0相应调整；(3) 对已定P0进行动态管理，以适应连续推进情况。3、地表沉降与工作面稳定关系以及相应措施对策地表沉降与工作面稳定关系以及相应措施对策见下表：地表沉降信息工作面状态P与Po关系措施与对策备注下沉超过基准 值工作面坍陷与 失水PmaxV Po增大P值Pmax Pmin分别表 示P的最大峰值 和最小峰值隆起超过基准 值支撑土压力过 大，土仓内水进 入地层Pmin

8、> P0减小P值635.2 土仓压力P值的保持主要通过维持开挖土量与排土量的平衡来实现。可通过设定掘进速度、调整排土量或设定排 土量、调整掘进速度两条途径来达到。6.3.6排土量的控制排土量的控制是盾构在土压平衡工况模式下工作时的关键技术之一。碴土的排出量必须与掘进的挖掘量相匹配，以获得稳定而合适的支撑压力值，使掘进机的工I作处于最佳状态。当通过调节螺旋输送机的转速仍不能达到理想的出土状态时，可以通过改良碴 土的塑流状态来调整。控制程序如下图：6.3.7碴土管理在土压平衡工况模式下碴土应具有以下特性：良好的塑流状态；良好的粘一软稠度；低的内 摩擦力；低的透水性。一般地层岩土不一定具有这些

9、特性，从而使刀盘摩擦增大，工作负荷增加。同时，密封仓内 碴土塑流状态差时，在压力和搅拌作用下易产生泥饼、压密固结等现象，从而无法形成有效的对 开挖仓密封和良好的排土状态。当碴土具有良好的透水性时，碴土在螺旋输送机内排出时无法形 成有效的压力递降，土仓内的土压力无法达到稳定的控制状态。当碴土满足不了这些要求时，需通过向刀盘、混合仓内注入添加剂对碴土进行改良，采用的 添加剂种类主要是泡沫或膨润土。对加泥或加水式土压平衡式盾构，需在施工前详细了解与分析工程所遇的地质情况，初步确 定盾构推进中加入泥、水，添加剂的浓度和数量，并在施工中根据工作面稳定情况和螺旋机出土 状况对添加材料进行调整，以适应盾构正

10、常工作的需要。加入的制泥材料一般有粘土、膨润土等，其浓度及使用量一般如下表:制泥材料浓度使用量土质类别浓度（%最大使用（m）砂土层15300.3砂砾层30 500.3-.白色砂质沉积层20 300.2砂质粉土层5150.16.4首推100环后掘进盾构机在完成前100环的试掘进后，按宁波市轨道交通（地下）工程关键工序验收管理程序（甬轨指200957号）要求进行验收。通过分析前100环掘进质量，对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。主要内容包括：6.4.1根据地质条件和试掘进过程中的监测结果进一步优化掘进参数，做到施工进度均衡，地面沉降得到有效控制。.-:I I«n 、”

11、jr6.4.2推进过程中严格控制中线平面位置和高程，允许偏差均为土50mm坡度不能突变，隧道轴线和折角变化不能超过 0.4%。发现偏离应逐步纠正，不得猛纠硬调。6.4.3盾构掘进施工全过程须严格受控，工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息，正确下达每班掘进 指令，并即时跟踪调整。推进出土与衬砌背后注浆同步进行。不断完善注浆时间和注浆量的控制，确保沉降满足设计要求。6.4.4盾构机操作人员须严格执行指令，谨慎操作，对初始出现的小偏差应及时纠正，应尽 量避免盾构机走“蛇”形，盾构机一次纠偏量不宜过大，以减少对地层的扰动。6.

12、4.5做好施工记录，内容主要包括：6.4.5.1隧道掘进欢迎共阅包括施工进度、油缸行程、掘进速、里程、盾构推力、土压力、刀盘、螺旋机转速、盾构内壁与管片外侧环形空隙（上、下、左、右）。645.2 同步注浆包括注浆压力、数量、稠度、注浆配比、注浆试块强度（每天取样试验）。645.3测量包括盾构倾斜度，隧道椭圆度，管片姿态（按照20环/天进行测量，及时统计汇总、分析总结管片上浮及偏移情况，通过调整同步注浆材料及掘进参数来控制管片上浮，尽量减小管片上浮 对盾构掘进产生的不利影响。），推进总距离，隧道每环衬砌环轴心的确切位置（X、Y、Z）。每天 测量盾构机位置前30m后50m的沉降，必要时采用二次补浆

13、控制；导向系统每次移站后须人工 复核导线的准确性，每月进行一次导线坐标的联系测量。6.4.6确保土压平衡的技术措施I ":二/I 、#.6.4.6.1拼装管片时，严防盾构机后退，确保正面土体稳定。6.4.6.2同步注浆充填环形间隙，使管片衬砌尽早支承地层，控制地表沉陷。6.4.6.3切实作好土压平衡控制，保证掌子面土体稳定。646.4利用信息化施工技术指导掘进管理，保证地面建筑物的安全。6.4.6.5在掘进时向开挖面注入泡沫或膨润土，使搅拌后的切削土体具有止水性和流动性， 既可使碴土顺利排出地面，又能提供稳定开挖面的压力。6.4.7泡沫的注入无论盾构机通过砂性土还是在粘性土地层， 都

14、可以通过向土仓内注入泡沫来改善碴土的性状， 使碴土具有良好的流塑性。泡沫的加入还可以起到防水的作用，防止盾构机发生喷涌和突水事故。 但由于泡沫的用量和价格都比较高，所以只有在加泥不满足要求以及发生喷涌、突水的情况下才 使用。当泡沫注入后，可以将螺旋输送机回缩，控制好盾构机推力将盾构机刀盘进行空转，使泡沫充分地和土仓内的碴土拌和，使泡沫剂在改善碴土性状和止水方面发挥最大的功效。6.5特殊地段掘进施工6.5.1曲线地段及坡度掘进在曲线段（包括水平曲线和竖向曲线）施工时，盾构机推进操作控制方式是把液压推进油缸 进行分区操作，使盾构机按预期的方向进行调向运动。曲线段施工时，采用安装楔形环与伸出单 侧千

15、斤顶的方法，使推进轨迹符合设计线路的弯道要求。在曲线段推进时，要注意以下几点：进入弯道施工前，调整好盾构的姿态；精确计算每一推进循环的偏离量与偏转角的大小，根据盾尾间隙和掘进线形，选择合适类型的管片拼装，合理选配推进千斤顶的数量、推进力、分区与组合进行推进；将每一循环推进后的测量结果记入图中与设计曲线相对照，确定是否修正下次推进的偏转量 与方位角；合理选择超挖量，尽量使盾构靠近曲线内侧推进，将推进速度控制在2030mm/mir内，或将每一循环分成几次推进，从而减小管片的受力不均；为防止管片的外斜，必须保证管片背后注浆的效果，使千斤顶的偏心推力有效地起作用，确保曲线推进效果，减少管片的损坏与变形

16、；当盾构偏离曲线的设计线路较大时，停止盾构推进，采取相应措施，避免下述现象发生：在曲线推进过程中，出现管片损坏严重、管片螺栓折断，接头部件损坏，管片拼装困难、隧道衬砌 超限等问题。I ./ 匚I1I根据掌子面地层情况及时调整掘进参数调整掘进方向避免引起更大的偏差。蛇行的修正以长距离慢慢修正为原则，如修正得过急，蛇行反而更加明显。在曲线推进的情况下，使盾构当前所在位置点与远方的一点进行线路拟合，使隧道衬砌不超限。纠偏幅度每环不 超过10mm在曲线施工中，盾构曲线走行轨迹引起的建筑空隙比正常推进大，必须加大注浆量，正确选好压注点，并做好盾尾密封装置的技术措施。'-I、1 'F I液

17、压推进油缸的分区表油缸分区直线左转右转上仰下俯A工作工作工作工作B工作工作工作工作C工作工作工作工作D工作工作工作工作液压推进油缸的分区图在软土中推进，加强对施工参数的优化，通过施工参数的合理调整，确保隧道稳定和控制地面沉降。在淤泥质土层中推进时，由于土层较软，掘进推力和刀盘扭矩都较小，虽然推力还有较大的富裕，但不能采取增大推力加快掘进速度，将掘进速度平稳保持在20mm/min左右。合理安排施工进度，保持盾构施工的平稳和连续，不能出现盾构机搁置时间较长的情况，避 免盾构机头部下沉。若盾构机出现长时间搁置时，应多推进i020cm保证掌子面土压稳定和千欢迎共阅斤顶处于受力状态，搁置时须及时注入膨润

18、土，防止盾构注浆管路堵塞。若同步注浆中含有水泥 等成分，停机后每隔46小时重复打入盾尾油脂，防止残留水泥浆在盾尾中硬化，致使盾尾刷弹 性减弱，出现盾尾漏浆不良现象。土进入软土掘进调整各区的油压差以改变盾构千斤顶的合力位置和方向。6.5.4穿越构筑物盾构穿越构筑物的控制措施贯穿于盾构到达前、穿越过程及通过后。6.5.4.1盾构机到达前，在对建筑物详细调查的基础上，有针对性地地确定重点需保护的建 筑物，对建筑物采取预保护措施。6.5.4.2盾构穿越过程中，加强对建筑物沉降、倾斜、裂缝等的监测，根据监测结果采取注 浆保护等措施，确保建筑物安全；对桩基侵入隧道的建筑物采取桩基托换保护后，盾构机通过时I

19、 "：!_/” I X '孑$对确认侵入隧道的桩基部分是素砼时，盾构机直接切削而过。6.5.4.3盾构机通过建筑物后，继续加强监测，根据监测结果有针对性地采取相应保护措施。6.6蛇行和滚动控制在盾构推进过程中，蛇行和滚动是难以避免的。出现蛇行和滚动主要与地质条件、推进操作控制有关。针对不同的地质条件，进行周密的工况分析，并在施工过程中严格控制盾构机的操作， 减少蛇行值和盾构机的滚动。当出现滚动时采取正反转刀盘方法来纠正盾构机姿态。盾构机推进 时还需注意以下几个问题：6.6.1工作面的地层结构及物理力学特性的不均匀性；6.6.2推进系统性能的平衡性、稳定性；6.6.3监控系统的

20、敏感性，可靠性和稳定性；6.6.4富水软弱地层对盾壳的环向弱约束性；6.6.5通过软硬变化地层时的刀盘负载与盾壳约束条件的不对称性（包括进接收的类似情况）； 对于以上问题要通过实际的掘进施工不断地积累施工经验，并在施工过程中做记录，探索出 各种问题对盾构机掘进的影响程度，并把比较严重的问题作为施工中的重点问题进行研究解决， 为下次掘进类似地层提供支持。6.7碴土改良与防泥饼措施6.7.1概述国内外的盾构施工经验表明，在盾构施工中尤其在复杂地层盾构施工中，进行碴土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速施工的一项不可缺少的重要技术手段。6.7.2碴土改良的方法与添加剂碴土改良就是通过盾构机配置的专用装

21、置向刀盘面、 土仓或螺旋输送机内注入泡沫或膨润土， 利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与土碴混合，其主要目 的就是要使盾构切削下来的碴土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力， 以满足在不同地质条件下采用不同掘进模式掘进时都可达到理想的工作状况。6.7.3碴土改良的主要技术措施在盾构选型时，合理配置刀盘刀具，增大刀盘开口率等方法来防止泥饼形成。泡沫的注入量为每环3550L左右。在砂层和其它含水地层采用土压平衡模式掘进时，拟向刀盘面、土仓内注入泡沫剂，并增加 对螺旋输送机内注入的膨润土，以利于螺旋输送机形成土塞效应，涌水较大时，注入高分子聚合 物防止

22、喷涌。6.8盾构姿态控制6.8.1始发姿态控制对盾构机方向控制的影响因素关键是地质情况，盾构机始发后有以下几个地需要对盾构机的 姿态进行严格的控制。一是盾构始发后穿过端头后 ，将进入相对软弱的地层，地层由 “硬”变 “软”。二是盾构位于曲线半径地段。同时，盾构掘进不可能完全按照设计的隧道轴线前进，其掘进线路不可能是一条光滑曲线而 是由折线拟合而成。在不断修正的过程中将会产生一定的掘进方向偏差。同时盾构表面与地层间 的摩擦不均匀，开挖面上的土压力以及切口环切削欠挖地层所引起的阻力不均衡，也会引起一定 的方向偏差。当这种偏差超过一定限界时就会使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力恶 化，并造成

23、地层损失增大而使地表沉降加大。因此在始发中应严格控制盾构机的姿态，并正确纠 偏和修正蛇行，以免产生过大的地层损失而引起过大的地层变形。盾构始发通过端头加固地段后，盾构机由改良加固后的土层进入原状土层，是由硬土层至软 土层（软土层或砂层）的掘进过程。在由硬至软的过程中，由于盾构机重量主要集中在刀盘和前 体的原因，易产生的栽头现象。在这种情况下掘进，将盾构机姿态抬头050mm以保持盾构机向 上运动的趋势。在含水地层中，适当加大盾构上部推进油缸推力，使盾构稍微往偏下方向走，以抵消水的浮力对管片上浮的作用。6.8.2姿态监测方法以盾构机自带的自动导向系统进行盾构姿态监测。为校核自动导向系统的准确性，每

24、50环进行两次人工测量。6.8.3姿态调整措施6.831滚动偏差调整由于盾构机未进入土层时，壳体与始发基座钢轨磨擦力小，考虑到反扭矩的因素，刀盘应缓 慢加力，使扭矩、推力缓慢慢增大，并在盾构机壳体上焊接角钢与盾构井底板相连，以防盾体转 动，并随着盾体的前进依次切除。当盾构机滚动偏差超过0.5 °时，盾构机会报警，提示盾构机操作手必须对刀盘进行纠偏， 构机滚动偏差采用刀盘反转的方法纠正。6.8.3.2方向偏差调整根据线路条件所做的分段轴线拟合控制计划、导向系统反映的盾构姿态信息，结合隧道地层 情况，通过分区操作盾构机的推进油缸来控制掘进方向。控制盾构机方向的主要因素是控制推进I &qu

25、ot;:xS-. I 、 Q # 芒千斤顶的推度，通过调整各推进油缸的推度来调整盾构机掘进机的姿态。盾构机的推进油缸分区 为五个，其分区图如下图所示。推进油缸采用一台电液比例调速泵供油，将每个区域的推进油缸编为一组，每组油缸设一个 电磁比例减压阀，用来调节各组推进油缸的工作压力，借此控制或纠正掘进机的前进方向。其中4、8、12、16位置的油缸安装有位移传感器，通过油缸的位移传感器我们可以知道油缸的伸出长 度和盾构的掘进状态。14只铰接油缸连接中体及盾尾，沿圆周方向均布四只行程传感器监测四个 方位油缸的行程，以了解盾构机折弯状况并提供管片选型依据。掘进中铰接油缸处于被动状态， 对于盾构机的调向没

26、有影响。通过对油缸的分区操作，达到调节推进方向的目的。其原理如下：在上坡段掘进时，适当加大盾构机下部油缸的推力和速度；在下坡段掘进时则适当加大上部 油缸的推力和速度；在左转弯曲线段掘进时，则适当加大右侧油缸推力和速度；在右转弯曲线掘 进时，则适当加大左侧油缸的推力和速度；在直线平坡段掘进时，贝U应尽量使所有油缸的推力和 速度保持一致。根据自动导向系统量测的结果和在控制室监示器上显示出来的盾构机当前位置和 设计位置以及相关的数据和图表，平缓地调整各分区千斤顶的推度，能够让盾构机尽可能靠近设 计线路掘进。6.8.3.3竖直方向控制措施1、盾构机的竖向轴线偏差应控制在 土 20mr以内，倾角控制在土

27、 3mm/r以内。特殊情况下，倾 角亦不宜超过±10mm/m否则会引起盾尾间隙过小和管片的错台破裂等问题。2、开挖面土体比较均质或软硬差别不大时，盾构机与设计轴线保持平行。欢迎共阅3、当盾构机遇到上硬下软的地层时，为防止盾构机机头下坠，适当加大底部千斤顶的推力4、当开挖面上软下硬时，为防止机头偏上，可适当增大顶部千斤顶的推力。5、 操作盾构机时，还应注意上部千斤顶和下部千斤顶的行程差，两者不能相差过大，一般宜 保持在土20mr内，特殊情况下不宜超过6cm,否则说明盾构机竖直方向调整过急。6、盾构机通过凸形竖曲线顶点进入下坡段时，后方的管片受推进千斤顶向上的分力易上浮，凹形竖曲线顶点后

28、方的管片受向下的分力易下沉，此时盾构机刀盘应缓慢加力，使推力缓慢增大，以避免过大的推力造成管片及盾构机的竖向偏差。7、 当开挖断面内地层上下软硬差距很大时， 即使千斤顶的压力和盾构机的倾角达到很大，仍 无法将盾构机的姿态调整到合理位置，此时应考虑更换刀具或者在硬岩部位使用超挖刀。6.834水平方向的控制措施1在直线段，盾构机的水平偏差可控制在 土20mr以内，水平偏角可控制在土3mm/r以内，否I ":二/尸 / I XX-贝U会因盾构机急转引起盾尾间隙过小和管片错台破裂等问题；2、 在缓和曲线段及圆曲线段，盾构机的水平偏差应控制在土 30mr以内，水平偏角应控制在± 5m

29、m/r内，曲线半径越小控制难度越大；由直线进入缓和曲线宜提前一个盾身的长度开始按1.5倍曲率半径转弯，使盾构机的单边推力差渐近递增有利于保证管片环缝的拼装质量。3、 由直线段进入缓和曲线段或圆曲线段时， 根据地层情况（其决定盾构机的转向难易程度）， 调节好各分区油缸千斤顶的行程和推力，使管片的中心轴线更好地与隧道轴线拟合；4、盾构机由曲线段进入直线段时，盾构机操作原则应同第三步的原则类似；5、当开挖面内的地层左右软硬相差很大而且又是处在曲线段时，盾构机的方向控制将比较困难，此时可降低掘进速度，合理调节各分区的千斤顶压力，必要时可超挖刀；6、当第5条中的操作原则仍无法将盾构机的姿态调到合理位置时

30、，将考虑在硬岩区域使用J 亠 " 一一 I超挖刀。6.9管片安装管片止水条及安装方法型为前提型重点考虑管片安组后盾尾间隙要满足下一循环掘进限值,6.9.1管片安装程序管片选型以满足隧道线型为前提，重点适的盾尾间隙，以防盾尾接触并挤压管片，造成管片破损。理，倒安!管先径向插入2/3，调整位置后缓慢纵向顶推盾构掘管片安装必须从隧道底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块 "管封顶块安装前，应对止水条掘进1.0 m1管片安装区的迎共阅缩回安装部位置插入。管片块安装到位后，应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力应大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机。管片安装完后应

31、及时进行连接螺栓紧固，并在管片环脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二次紧固。6.10同步注浆注浆的作用是防止土体松驰和下沉，减少地表沉降；保持隧道村砌的早期稳定；提高衬砌接缝防水性能。6.10.1注浆方式采用盾尾同步注浆方式及时注入单液浆填充环形建筑空间。即在盾构机推进时，通过安装在盾尾内的4条内置式注浆管向管片与地层间的环形建筑空间注入填充浆液。每条管上有高压力表和I ：二/I 、:#阀门，该管通过软管与盾构机1#拖车上配置的4台砂浆泵分别相连，砂浆泵可手动控制，也可自动 控制。由于盾构管片所受的水土压力不同（顶部的管片略低于底部的管片），所以在同步注浆时可 通过手动控制来调节各注浆管的注浆压力

32、。6.10.2注浆设备浆液由盾构始发场地内设置的专用浆液搅拌站拌制（浆液搅拌站生产能力达60 m3/h ）而成。通过输送管道直接泵送到1#拖车上的储浆罐内以待运输至井下并泵送至盾构机配置储浆罐。同步注浆采用盾构机上的同步注浆设备进行注浆，二次注浆采用一套独立的双液注浆设备。6.10.3注浆材料及配合比选择为保证浆液质量，施工中根据始发时地层的实际情况选择浆液配合比，选择和易性适宜的浆液，使之达到易于压送、不离析、不沉淀、不堵管。其物理性能应达到：浆液的充填性好；浆液和易性好离析少；浆液初凝时间短早期强度高（理论上讲越快越好，以及快约束和稳定管 片。但初凝时间太短容易造成注浆管种堵塞），浆液硬化

33、后的体积收缩率小，以更好固定管片；浆液稠度合适，以不被地下水稀释。同步注浆浆液配比选择隧道同步注浆浆液配合比根据设计确定，并要与主要穿越地层适应。单液水泥砂浆性能指标可参考如下：水泥砂浆初凝时间：45小时；水泥砂浆1d龄期强度：0.5Mpa, 28d龄期强度达到2.0 Mpa ；水泥砂浆稠度：浆液的稠度在软弱土层宜选择偏大以利控制管片上浮。水泥砂浆基准配合比按下表进行试配，以达到上述性能要求。每立方米水泥砂浆材料用量表（kg）水泥细砂（M=2.0）粉煤灰膨润土水减水剂150890280373252.56.11二次注浆当发现注浆不足或注浆效果不理想时，要采用二次补强注浆来满足工程质量要求。二次补

34、强 注浆根据不同的地层情况、地表沉降监测情况和管位移变化监测情况选择材料和浆液配比，二次 补强注浆选择单液注浆。单液注浆每立方浆液配比、浆液性能指标见下表。二次补强注浆浆液配比水泥（kg）粉煤灰（kg）细砂（kg）膨润土（ kg）减水剂（kg）水（Kg）220448980402.5300二次注浆浆液性能指标凝固时间一天抗压强度七天抗压强度二十八天抗压强度v 10小时> 0.5MPa> 2.5MPa> 10MPa6.12注浆管理一般从设在管片上的注浆孔进行注浆，特殊的是通过设置在盾构上的注浆孔进行同步注浆。6.12.1以不偏压为原则，从下往上对称压注；6.12.2特殊情况下先填

35、充建筑空隙大的部位；6.12.3安装井保护盾尾密封材，按要求压注盾尾密封油脂，定期检查并更换密封材，防止盾”» i- °尾跑浆。亠- -I I6.12.4注浆压力和数量：注浆压力选择以能充填建筑空隙为原则，根据相应部位的土压力，水压力、泥浆压力以及衬砌的强度选择合适的压力，一般出口处压力为0.10.3MPa,压浆量考虑到其渗透、加压单侧挤入、脱水、超挖等因素，多取为建筑空隙的150%250%对注浆的管理一般结合地表沉降进行压力与数量的综合管理。6.13出碴进料运输系统6.13.1运输组织及方式盾构隧道施工时掘进1.2m后拼装一环管片，在盾构掘进过程中进行同步注浆，如此循环进

36、行。 每环土方采用一列车一次运出至盾构工作井后吊出，每环管片及同步注浆浆液采用一列车运至盾 构工作位置。出土进料洞内采用编组有轨运输，盾构始发井内内设置双线轨道，隧道内设置单线轨道运输， 正常掘进阶段采用两列车运输。在盾构工作井位置由设在地面上的龙门吊进行垂直运输。6.13.2生产、井内运输能力配套分析及配置临时设施配置主要考虑盾构隧道施工时的出土进料运输能力是否能满足盾构掘进进度的需要，按盾构正常掘进阶段的最大施工能力配置。6.13.2.1盾构掘进工况1、每环掘削土方一环土方为37.9m3 （实方），重约59t，考虑到虚方系数、掘进时掺加泥浆、泡沫等因素，渣土体积按6om计算。2、管片管片重

37、约16t/环，管片三块标准块总重约 9.6t。3、同步注浆量：约3nV环。注浆量根据建筑空隙、土层等因素决定，并在推进过程中不断结合实际效果进行调整。盾构正常掘进阶段按每天8环（每环1.2m，计9.6m/天）计算，则掘进土方量约480/天（虚 方），需管片8环/天，同步注浆浆液24m/天。6.13.2.3井内运输能力配置1、出土每环土方用五辆碴车一次运出，每车土重约18.6t，每个碴车重约13t左右（容积约17用），总重约31.6t。2、进料（1）管片：每环采用两辆管片车运入，堆高不超过2 m（2）同步注浆浆液：每环采用一辆浆液车运入，容积为8用。3、编组以上总计八辆运输车，合并编组后采用一辆

38、40t电瓶车牵引，列车长度约56m （盾构机后续台车及皮带输送机长度设计时已考虑列车长度要求）。6.13.3垂直运输最大起吊重量为31.6t，采用45t龙门吊提升。根据盾构工作井尺寸及考虑到集碴场地及弃 土外运条件，龙门吊沿与线路垂直方向布设，倒土采用悬臂单侧。由于盾构隧道正常掘进期间的出土进料能力较大，配置两台 45t龙门吊，以满足正常施工需要。6.13.4其它设施配置6.1341电瓶车、蓄电池和充电器采用40t电瓶车牵引，配备2台电瓶车，分别承担两组列车的运输。每台牵引电瓶车配备一组三个蓄电池箱和三个充电柜。充电器和蓄电池都布置在车站底板上，蓄电池的卸装依靠一台电动葫芦简易桁吊完成。每组蓄

39、电池的充电时间为68小时，可使用112小时，即每班换一次电池，基本可以满足工作需要。6.13.4.2 密圭寸土方运输车：配备足够的 812m3的专用密圭寸土方车弃土外运。6.13.4.3轨道运输结构钢轨：采用38kg/m铁路用轨，按运输平面布置图铺设。为方便从盾构工作井吊放和依据盾构机前方移动时的驳接段落模数，单根钢轨长度为6.25m。轨枕：采用H型钢（200X 150）为轨枕，铺设间距为1.2m 一根，隧道内直接架空于管片之上， 站内直接铺在底板上，高差采用钢板垫块或采用槽钢调整。I . -; I6.13.5洞内运输线路布置6.13.5.1在隧道内设置单线，在车站内合适处设置会车双线。试验掘

40、进阶段采用设岔线由左 线盾构工作井出土进料。6.13.5.2列车的重车速度5km/h，空车速度25km/h。当最大运距为3000mi时，运输时间为23min （重车）或7min （空车），采用两组编组列车运输，运输能力能满足需要。6.13.6 出土及弃土盾构掘进出土采用斗车通过洞内运输线路由电瓶车牵引至工作井处，由工作井处45t龙门吊提升至地面，将渣土暂时堆弃在工作井附近的集土槽内；夜间在业主规定的时间内集中用专门设计的全封闭自卸汽车将渣土运至固定的弃土场内。装土工作由挖掘机完成。施工中合理安排弃土作业，施工场地外的弃土场运输路线与业主及有关部门协调安排，确保 外运弃土按计划有步骤地进行。弃土

41、外运专人负责组织安排，场地内、外统一调度，协调内外关 系，组织安排出土车辆运输。施工中考虑每天可运土时间、运输路线及运距等计算需用的自卸汽车的数量，自卸汽车的调用实行动态管理，即通过各个时期的出土量确定自卸汽车数量。配备足够的自卸汽车外运弃土。7. 主要机具及设备盾构隧道工程的机具设备包括两大部分，一是盾构机械本身及其附属设备，另一是隧道施工常用设备。7.1 土压平衡式盾构机械及附属设备表7.2盾构隧道施工一般设备表7.3注意事项8. 劳动力组织土压平衡式盾构施工技术要求高，专业性较强，要求工种多，且由于其特殊性，现场需配备土建工程师、机械工程师、电气工程师和测量工程师。作业人员考虑一天24小

42、时连续作业，每作业班配备人员见下表：工作项目工种人数备注盾构司机机修工2衬砌拼装井下工3机械维修机修工1电气维修电工2包括数据米集电焊电焊工1拌浆普工2注浆井下工2/,j-井下运输普工2井下测量测量工2井口运输起重工- 2料具普工1当班负责施工员1总计219.质量控制要点及检查标准9.1材料进场检验及存储9.2盾构机推进姿态控制9.3成品保护J 护'',II9.4质量标准9.4.1盾构机初期的定位误差：高程误差不大于20mrp水平位置误差不大于20mm与隧道设计轴线的角度误差v 2%o。9.4.2正环管片的平整度：5mm水平及高程偏差v 50mm9.4.3负环管片掘进时，要严格

43、控制推进油缸的行程差，保证行程差小于25mm9.5初始掘进注意事项9.5.1初期掘进期前，对前方地层的地质情况充分了解，不能一概而论，要根据土质情况选择恰当的模式。9.5.2初期掘进段盾构正面中心土压初始设立根据计算确定，并根据跟踪测量数据及时调整设定压力，随时做好二次注浆的准备。9.5.3在初期掘进阶段，由于反力架会产生不同程度的变形，因而影响隧道成环质量，若当 管片接缝发生问题时，及时用石棉橡胶楔形料纠正，以提高成环质量，并做好测量工作。或用纵 向拉杆固定。9.5.4确定土压平衡状态下密封仓内的土压力，且密封仓被充满后，开启螺旋输送机出土，控制排土速度来保证密封仓内的土压力和开挖面土压力相

44、平衡。9.5.5最初的100环管片安装保持良好的真圆度，保证盾构始发位置的准确。如最初的真圆 度保持不好，则往后误差会越来越大，不但造成后续施工越来越困难，也会对管片本身产生破坏。因此最初的管片安装必须做到以下几点：按顺序及操作规范施工；装管片后及时进行回填注浆；:ZjI 、 ' /r /加强管片真圆度的测量。9.6管片安装质量保证措施9.6.1严格进场管片的检查，破损、裂缝的管片不用。下井吊装管片和运送管片时应注意保护 管片和止水条，以免损坏。9.6.2止水条及软木衬垫粘贴前，应将管片进行彻底清洁，以确保其粘贴稳定牢固。施工现场 管片堆放区应有防雨设施。粘贴止水条时应对其涂缓膨剂。9

45、.6.3管片安装前应对管片安装区进行清理，清除如污泥、污水，保证安装区及管片相接面的清洁。9.6.4严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩。9.6.5管片安装时必须运用管片安装机的微调装置将待装的管片与已安装管片块的内弧面纵 面调整到平顺相接以减小错台。调整时动作要平稳，避免管片碰撞破损。9.6.6同步注浆压力要进行有效控制，注浆压力不得超过限值，避免管片产生渗漏，破坏止水 条。9.6.7管片安装质量应以满足设计要求的隧道轴线偏差和有关规范要求的椭圆度及环、纵缝错台标准进行控制。9.7同步注浆施工注意事项9.7.1停止注浆后，应及时用膨润土浆液清洗注浆管道， 保持管壁润滑

46、良好，防止残留在注浆 管中的浆液凝结引起管道堵塞。9.7.2对使用完浆液的浆液运输车、 储浆罐、浆液输送管路进行清洗，防止浆液结块。避免在下次注浆中残留的浆液结石带入注浆管道造成堵管。9.7.3拌合用砂必须经过筛分后方可投入使用，防止粗粒材料进入注浆管道堵塞。浆车放浆口 位置放置细筛，防止较大颗粒进入浆车堵塞管路的情况。9.7.4经常维修注浆系统的阀门，使它们启闭灵活。9.7.5 一旦发生管路堵塞，立即将堵塞的管道拆进行清理，不得停留过长时间，防止浆液结块 难于清理。9.7.6随时根据地层的变化情况对浆液配比进行动态管理，选择适应的注浆材料和浆液配比；9.7.7针对不同的地质情况选择不同的注浆

47、压力和注浆量，注浆压力不得超过400Kpa.，否则将造成对管片和盾尾的损害。9.7.8应注意防止管片端面回浆，要及时注入密封油脂和检查盾尾钢丝刷板， 发现尾钢丝刷板 损坏应及时更换。10.安全措施10.1盾构施工准备阶段安全保证措施10.1.1应根据隧道功能、隧道内径以及穿越地层、地面建筑物、地下构筑物等条件，进行盾 构机选型；10.1.2为确保盾构施工的安全，必须在各作业点之间设有便捷可靠的通讯设备；10.1.3盾构施工前应编制施工组织设计，其主要内容应包括：工程及地质概况；盾构掘进施 工方法和程序；进接收、联络通道等特殊段的技术措施；工程主要质量指标及保证措施；施工安 全和文明施工要求；施

48、工进度网络计划；主要施工设备和材料使用计划等；10.1.4做好环境调查，并对下列环境条件调查内容实地勘察核实：土地使用情况一一根据报告和附图，实地勘察调查土地利用情况、各种建筑物和构筑物的使用功能、结构形式、基础类型与隧道的相对位置等；道路种类及路面交通情况；工程用地情况一一主要对施工场地及材料堆放场地、弃土场、运土路线等做必要的调查；施工用电和给排水设施条件。地下障碍物调查报告中，对隧道经过地区有无相遇阻碍物或位于施工范围内的各种设施必须 进行详细调查，其内容应包括：地下构筑物的结构形式、基础形式及其埋深，以及与隧道的相对 位置等；煤气管道、上下水电力和通讯电缆等位置、管道材质及接头形式，被

49、侵蚀程度；及其与 隧道的相对位置等；地下废弃构筑物、管道及临时工程残留物等；在砂土层施工时，因其为富含水地层，必须进行详细的施工勘察，制定相应的施工方法和应变措施；盾构施工前应由工程技术负责人和生产负责人向施工管理人员、作业班长、盾构司机等作全 面的安全、技术交底。作业班长应向作业人员进行操作交底；箱变、配电间设有两路电源，且相互切换应迅速、方便、安全。若施工地区无两路电源时， 我单位配备适当容量的自备电源，以供照明及连续使用的施工设备用电；垂直运输设施的运输能力应与盾构施工所需的材料、设备供应量相适应。所有的起重机械、机具要按安全规程要求定期检查维修与保养。10.2盾构始发、推进安全保证措施

50、为保证质量和安全，必须做到：注浆不能保证时不能掘进；没有方向测量时不能掘进；严格 执行土木工程师提出的土压指令，控制每个掘进循环的出土量，出土量突现异常时要马上报告， 及时分析处理。I ":” I X ' /V10.2.1端头地层加固后，检查确认土体无侧限抗压强度和渗透系数达到设计要求，方可开凿 洞壁砼和开始盾构推进；1022负环管片应与反力架密实贴紧，其环面应与掘进轴线垂直。在负环管片开口段应有足够的开口尺寸和稳固的支撑系统；10.2.3洞口封门拆除后必须尽快将盾构推入洞内，使盾构切口环切入土层，以缩短正面土体暴露时间。在洞口封门拆除前应做好拆除后能及时掘进、拼装的准备工作

51、；10.2.4在盾构始发段的推进中，根据控制地面变形要求在地面上沿盾构轴线和与轴线垂直的 横断面上，布设地表位移测量标志点；在每环推进中跟踪测量地表隆陷变化，并通过调整推力、 推进速度、盾构正面压力、推进坡度、注浆压力、注浆数量等施工参数，以使地面沉降位移尽量 减少；从而为下一步盾构推进取得施工参数和施工操作经验；10.2.5在掘进过程中应掌握和记录好实际平衡土压力、推进速度、出土量、千斤顶工作油压 或各区域千斤顶工作油压等施工参数。隧道衬背注浆要与掘进同步；并认真做好注浆位置、注浆 量、注浆压力等记录；10.2.6根据工程对隧道变形及地表变形的控制要求选用同步注浆、二次补强注浆甚至三次注 浆的工艺，注入的浆液应按地层性质、地面超载条件、变形控制要求合理选定；10.3注浆安全要求10.3.1注浆人员必须经过专门培训，并熟练掌握有关作业规程；10.3.2严禁在不停泵的情况下进行任何修理；10.3.3注浆泵及管路内压力未降至零时，不准拆除管路或松