盾构机出洞方案

1、一、编制依据 错误!未定义书签二、工程概况 错误!未定义书签三、水文及地质 错误！未定义书签四、施工总体部署与进度安排 错误!未定义书签五、盾构的到达施工 错误！未定义书签盾构到达施工工艺流程 错误!未定义书签到达施工前的准备工作 错误!未定义书签到达时盾构的推进 错误!未定义书签六、盾构的调头施工 错误!未定义书签调头前准备 错误!未定义书签盾构调头作业流程 错误!未定义书签盾构机调头 错误!未定义书签七、施工技术保证措施 错误!未定义书签八、安全保证措施 错误！未定义书签九、应急预案 错误!未定义书签工文区间盾构机到达、调头施工方案一、编制依据1、地下铁道工程施工及验收规范 （GB5029

2、9-1999 （2003年版）。2、盾构法隧道施工与验收规范（GB50446-2008。3、沈阳地铁盾构施工技术要求（暂行）沈地铁司发20082号。4、沈阳地铁工程重大危险源管理办法沈地铁司发 200962号。5、关于进一步加强盾构施工安全管理工作的通知沈地铁司发200963号。6、沈阳地铁盾构施工相关设计文件。二、工程概况工文区间线路是自工业展览馆站出发，沿青年大街由北向南至文体路站为止，区间隧道为单洞单线圆形断面，右线起点设计里程为K12+,左线起点设计里程为K12+,终点设计里程为K13+,区间右线长度为，左线长度为。本区间设两 个联络通道，设置里程分别为K12琲口 K13+23。本区间

3、盾构从文体路站右线始发， 到达工业展览馆站调头后再从工业展览馆站左线始发，最终从达文体路站左线吊 出。三、水文及地质本区间地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水主要含水层厚度，主要赋存在中粗砂、砾砂及圆砾层中，由于左右线到达井均采用降水井人工降水，稳定水 位埋深将达到管片结构1m以下。区间右线到达工业展览馆站时管片埋深米， 从地质剖面图上来看，到达掘进 段穿越地层主要为砾砂与中粗砂层，地层自上而下分别是：0为杂填土，21m为砾砂，21为中粗砂。区间左线到达文体路站时管片埋深米， 从地质剖面图上来看，到达掘进段穿 越地层主要为砾砂层，地层自上而下分别是： 0为杂填土，为中粗砂，为砾 砂，为圆砾，为砾

4、砂。工遍土工w安然if巫比土质习直修支僻站垣三科主质空理血图I：1, ：£%，：-，f ”，-四、施工总体部署与进度安排工文区间右线在工业展览馆站出洞，出洞后盾构主机在盾构井内旋转至左线 始发位置；盾构后配套台车先在盾构井内旋转 180° ,然后在16轴17轴问（此 位置上反梁后浇）滑移至左线相应位置，具体顺序为：先将连接桥及1号拖车）滑移至左线与盾构主机相连，然后按 5号拖车一4 号拖车3,号拖车 2号拖车顺序依次由北至南摆放在左线上，最后与 1号拖车相连成一整体，进入 始发工序。始发阶段列车组从 8轴9轴间（此位置上反梁后浇）的道岔往返于 左右线；负环拆除后道岔改设在

5、16轴17轴间。左线盾构掘进所需的管片、注 浆材料及所出的渣土仍从原文体路站右线端头井进出。工文区间左线在文体路站出洞，出洞后按刀盘、前盾、中盾、尾盾、连接桥、1号拖车、2拖车、3拖车、4拖车、5拖车的顺序将盾构吊出。根据地铁指挥部最新的总体工期安排及工文区间的实际进展情况，预计2010年6月30日到达工业展览馆站进行调头，并于2010年8月1日进入左线二次始 发，2011年11月30日到达文体路站完成此区间的掘进。五、盾构的到达施工盾构到达施工工艺流程盾构到达施工工艺流程如下图所示。图5-1盾构到达施工工艺流程图到达施工前的准备工作5.2.1 出洞处地面加固盾构出洞时，洞口段地层须预先进行加

6、固处理以保证盾构机出洞的安全。加周后的地层应具备良好的均匀性和自立性。此次盾构进出洞加固采用地面旋喷注浆加固。设计对地基加固强度指标为： 无侧限抗压强度qu为左右，渗透系数小于1X 10-8cm/s。试验结果表明，本 端头加固效果满足要求。5.2.2到达前的端头降水水泵。4900盾构右线到达端目前的水位为地下 17m而管片结构距地面以下，为保证右线出洞及左线始发时水位在结构以下，需降 8m深的水位，为此在到达端四周布设了 4眼40m深（直径为）的降水井，每口井内放置 1个160方/小时的潜水泵（见下图）。盾构到达前15天开始进行降水，确保盾构无水出洞P _中5加排水管共28皿二二右JD3060

7、0mm管直径为400mm3每口井内放入160方/小时的一、一一一 :_ _（jT） 0岁淫187. 15'卢.a，G 2普撑水管共4上脸曰：1kH =一-Q?）-, 注：1.圆圈位置表示降水井位置2.降水井深40m钻孔直径接收架安装451字钢支撑接受架纵剖面图4。字钢支撑接受架接受架横剖面图接收架安装前先在其底部满铺2cm厚的钢板。由于接收架在盾构出洞时要承 受纵向、横向的推力以及约束盾构滚动的扭矩。所以在盾构出洞进入接收架之前， 必须对接收架进行必要的加固。接受架东、西两侧焊接在底部预铺的钢板上，防 止盾构滚动；接受架北侧用5跟45工字钢支撑在盾构井北端结构混凝土上，防 止盾构推进时

8、接受架往北滑移（如上图所示）。接收架的安装高度可根据盾构机从中心出洞位置进行反算，实际摆放高度比其低2-3cm。对接收架安装位置的要求主要是为了保证盾构机出洞以后刚好落在 接收架上。为此，接收架射安装最终要保证的尺寸为导轨上表面中心的轴线位置。接收架为钢结构，预制成根（见上图）接收架位置由测量工程师按照设计标 高，轴线放出基线，安装时按测量放样的基线，吊入井下就位，并再次经过复核 在误差范围内后加设钢支撑加固。接收架定位时，要严格控制接收架的中线，使 其与盾构机出洞前的姿态与趋势相匹配。接收架安装工艺流程图见图5-3。盾构到达接收架前，在接收架轨道上涂抹一层润滑油，以减小盾构机与接收 架之间的

9、摩擦力。图5-3接收架安装工艺流程图5.2.4、 刀盘出洞导轨的安装为了防止盾构出洞时“叩头”现象发生，在凿除连续墙混凝土前，用 2根 43钢轨在接受架与连续墙之间安设出洞导轨，导轨的坡度及方向与接受架保持 一致。5.2.5、 盾构姿态的调整破洞门前盾构允许偏差为土 10mm仰角允许差范围控制在2mm/m避免出现 俯角姿态。VM田向系统所显示的盾构位置偏差控制在土 20mm倾向偏差控制在 34mm/n内。同时要求做好钱接千斤顶行程的控制，避免千斤顶出现最大或最 小行程的极限状态。对于 S-368 土压平衡盾构来说，钱接千斤顶的最大行程为 150mm上下部位较接千斤顶的行程控制在4060mm左右

10、部位较接千斤顶的行程控制在4080mm同时需要注意的是控制盾尾间隙，尽可能保证盾尾间隙均等， 对本台盾构来说就是四边尽量控制在75mm根据测量洞门中心的三维坐标，检查洞门的变形情况，确定出洞姿态。5.2.6、 洞口连续墙的凿除盾构始发井围护结构采用800mm?的连续墙，盾构进出洞门的破除主要针对 该部分结构。洞门破除的外径定为小6600mm见图5-5连续墙凿除施工工序图考虑到每块混凝土的重量同时为了保证混凝土凿除时的安全， 将凿除区域横 向设3个分隔带、竖向设2个分隔带，共分为12块。洞门凿除只针对分隔带进 行，分隔带区域范围内的混凝土待周边的钢筋切除后用手拉的产吊走。图5-4混凝土结构拆除分

11、区图洞门破除主要分2个步骤：1、连续墙分隔带处A部分破除（见图5-6）;2、连续墙分隔带处B部分的破除（见图5-6）。凿除前在靠近端头墙处搭设脚手架，各分割区的位置内凿开小200mm勺洞（注 意保留钢筋），以便观察渗水情况。若仍有渗水现象发生，则采取局部采用高压 注浆堵漏，方可进行拆除工作。盾构机进入接收架图5-5连续墙凿除施工工序图盾构到达前100m左右开始对连续墙分隔带处 A部分（40cm厚）破除，采用 人工手持风镐按照由上到下分，从两边往中间的顺序进行。在凿除混凝土的同时 一并用氧气、乙快将露出的钢筋切断。图5-6连续墙凿除A B分部示意图加固后的洞口处土体在尚未切割的墙钢筋的支护下不会

12、失稳。 在盾构机中心 刀距墙20cm时，采用人工手持风镐逐步凿除剩余的 B部混凝土，凿除自下而上 有序地进行，先凿除中部区域中心刀圆洞的混凝土， 最后凿除洞圈范围两侧的混 凝土。全部连续混凝土凿除后，采用人工快速切割剩余的钢筋。顺序为由下而上，先中间后两侧。当全部钢筋切割完毕（在以隧道轴线为圆心的小6600mm勺范围内,不允许留有钢筋头），拆除脚手架，清理出钢筋等异物，然后推动盾构机进入洞 门，即完成了整个隧道洞门的破除工作。到达时盾构的推进5.3.1、 贯通前测量与盾构姿态的调整盾构到站前，要对洞内所有的测量控制点进行一次整体的、 系统的控制测量 复测，对所有控制点的座标进行精密、准确的平差

13、计算。在盾构到站前的最后一 次测量系统搬站中，以精密测设并经过平差的地面导线点和水准点为基准， 用测 量二等控制点的办法精确测量测站、 后视点的座标和高程（测量经纬仪和后视棱 镜的座标和高程），每一测量点的测量不少于 4个测回。在到达前200m进行联测，盾构到达前50米地段即加强盾构姿态和管片测量， 根据复测结果及时纠正偏差，并结合实测的车站洞门位置适当调整隧道贯通时的 盾构刀盘位置；确保盾构机按设计线路从到达口进入车站接收架上。盾构进站时其刀盘平面偏差允许值：平面&± 10mm高程010mm5.3.2、 到达前的掘进隧道轴线标高测量盾构掘进开始*参数调整盾构参数设定土仓压力

14、 螺旋机转速 刀盘转速 顶进速度 盾尾油脂密封 土仓加泥地质水文新资料沉降监控测量土质及化否是注浆参数设定盾尾注浆二次注浆及压力否|L参数选正确土压、出土量盾构进入到达段后，首先减小推力、降低推进速度和刀盘转速，控制出土量 并时刻监视土仓压力值，避免较大的地表隆陷。贯通前56环，进一步降低盾构掘进推力，掘进推力维持在 400t左右，推进油缸压力不大于 40bar。在掘进 的同时，要注意维持土仓内的压力值，一般情况下维持在bar ,出土量控制在41方左右。无论何种情况下，推进油缸压力均不能大于 60bar （特别是在管片安 装时）。在贯通前的最后3环，要求掘进速度控制在 510mm/min、注浆

15、注浆压力控制在bar ,注浆量控制在方/环。停机时间如大于2小时应及 时清洗注浆管路，单班掘进停机时间派专人清洗注浆管路预防堵管。（3）、最后几环管片的安装当隧道贯通后，一般还需要安装 5-6环管片才能够完成区间隧道的管片安 装。同时，随着隧道的贯通，盾构在前方没有了反推力，将造成管片之间的环缝 连接不紧密，容易漏水，在最后几环管片安装时，根据现场实际情况，采用以下 应对措施。1 ）在刀盘前方的预定位置，设置支挡，以防盾构刀盘向前滑动。2）盾构机出洞拆除前要及时在洞内最后 10环范围内，环向布设6道不小 于14b槽钢进行纵向拉紧联系，待后浇环梁浇注后再拆除联系条3）管片安装完毕需要用扳手拧紧所

16、有纵向和横向螺栓，且在下一环掘进完 毕后再次紧固螺栓。4）严格按照操作规程拼装管片，同时防止管片之间出现错台。5）每环应在掘进大于管片环宽 50cm时开始安装管片，保证管片特别是封 顶块的安装质量。6）管片安装前要保证止水条不破坏，不预膨胀，并及时清理干净管片上因注浆掉落的磴土及砂浆等杂质。管片安装完毕后应将注浆塞拧紧牢固7）待盾尾离开管片后，迅速焊接扇形钢板，并用快速凝固的砂浆进行注浆， 保证洞口的管片衬背注浆迅速凝结。（4）、二次注浆盾尾拖出后很容易造成管片与车站结构之间漏浆、漏砂等，因此在盾尾即将 离开洞门环时要停止推进，开始通过吊装孔对最后三环管片进行双液注浆。 保证 洞口的管片背衬注

17、浆迅速凝结。5.3.3、 洞口密封环的安装盾构到站前加工好12块外弧半径为， 内弧半径的扇形钢板，钢板厚度为 8mm 12块钢板焊接成为一个整体组成一个外半径为的圆环板。盾构脱离洞口 后，最后一环管片的预埋钢板与圆环板焊接密实，防止补浆时浆液外流。在盾构机出洞时，很有可能因为刀盘推动，损坏帘布橡胶板或致使扇形压板 发生移位，产生洞口漏浆，甚至可能发生水土流失。 所以在盾构机出洞时要注意 对帘布橡胶板的防护和及时的调整洞口扇形压板。5.3.4、 盾尾出洞二次注浆等强后，拆除帘布橡胶上的钢丝纯，如无漏浆、漏砂等现象，则开 始慢速向前推进。推进时注意将机具，人员安排到安全位置，并派专人及时清理预埋钢

18、环四周注浆料，避免掉落下来的大块注浆料砸伤人员、机具。盾尾推出帘5.3.5、 cm后，停止推进，清理注浆料、拆除报废管片，开始进行拆机工作。六、盾构的调头施工调头前准备1）中板预埋件：左右线中板上分别预埋三排吊环（10吨）间距为1米，组 装反力架、钢环以及拆除负环管片时使用。2）底板预埋件：两侧预埋卷扬机地锚，底板站厅层预埋反力架斜支撑连接 件。3）盾构井底板内铺设5mnffl砂、满铺20mm勺钢板，并将接缝进行满焊，铺 设或焊接时必须保证接缝的平整， 如有错台必须进行打磨处理。用以降低盾构调 头平移时的摩擦阻力，利用两台20吨的卷扬机和100T卧式千斤顶作为调头时的 动力。4）安装洞口密封止

19、水环。盾构主机的接收采用盾构始发所使用的始发架作为盾构的接收架，并且在始发架底部采用 20mm勺钢板进行焊接封闭，以保证盾 构调头时底部有足够的支撑面，焊接时必须保证焊缝平整，错台部位进行打磨处 理。5）型钢拖架制作：型钢支架起到一个放置连接桥和后配套 5节台车的作用, 拖架上安装轨道，具结构尺寸应满足连接桥调头、后配套台车支撑的需要。6）在车站底板上铺设盾构后配套调头的轨道。盾构调头作业流程图6-1盾构调头施工流程图1）盾构严格按照到达站各项技术要求顺利进入工业展览馆站的盾构井，并 推进至接收架上。2）将主机与设备桥脱离，设备桥前端利用自制门架支撑，同时拆除皮带输送机3）将接收架和主机盾壳通

20、过焊接连为一体， 并在盾壳两侧焊接4个支撑座， 并在钢板上推磨黄油以减少摩擦力。4）采用千斤顶将主机连同接收托架平移至盾构井西侧的中部，再用倒链和 千斤顶一起将盾构平移至盾构井中部，利用千斤顶将盾构进行180。旋转。5）主机调头后平移至左线盾构井东侧靠北位置处，保证后配套及连接桥在 盾构井内调头有足够的空间。6）安装后配套接收拖架，同连接桥相同，用卷扬机及倒链将后配套调转， 并拖到车站右线内，依次类推，将1、2、3、4、5号拖车及连接桥拖到右线车站 内。7）首先把连接桥、1号台车在1516轴间调转并拖到左线车站内，并与盾 构主机相连；接着把5、4、3、2号台车依次反拖回来再拖到车站左线，各节台

21、 车依次连接。8）安装反力架、钢环和负环管片，连接主机与后配套之间的结构与管线， 铺设道岔及轨线。9）整机调试，拼装负环管片并始发。盾构机调头盾构主机调头：盾构机向前推进至接收架上，并将主机与设备桥脱离， 设备桥前端利用自制门架支撑，同时拆除皮带输送机、连接管线，将接收架和主机盾壳通过焊接连为一体，并在盾壳两侧焊接4个支撑座。拆除接收架底部的垫 板，并在底部钢板上放置80mnH钢的滚杠，减少移动阻力，利用 4个150吨的 液压千斤顶将主机连同接收架顶开。将主机连同接收架回落至底部钢板滚杠上， 利用两台卷扬机及倒链将接收架连同盾构主机拖至端头井中部并调头，调头后平移至始发线，再调整盾构高度和位置

22、。通过千斤顶的推动把接收架移动到左线始 发架的设计位置。在移动中注意防止盾构机转体，到达左线后通过测量复核，把盾构机及其始发架固定好。盾构机及其螺旋输送机结构尺寸为12*米，（其对角线长度为米）考虑富余两边各 50厘米，因此要求结构宽度在米以上，盾构井结 构尺寸为*米，故可以满足调头及其移动要求。盾构机调头必须保证走行区域基 本水平，且中间没有障碍物，同时预埋好倒链支点，支点可以是预埋在底板上的图6-2盾构调头接受架及垫层示意图盾构后配套拖车调头步骤(1)安装后配套设备桥接收平台。(2)设备桥与一号拖车断开并移至设备桥调头区进行调头，利用卷扬机及 倒链将简易支架及设备桥一起调转并移至盾构机主机

23、后面。(3)依次将后配套拖车拖至拖车调头区进行调头，并转运到设备桥后部连 接。(4)连接管线。(5)安装反力架、钢环。(6)盾构机调试、始发，掘进中的磴土及材料的运输通过左右线的临时轨线转运，开始返回掘进施工图6-3盾构主机调头作业步骤图6-4盾构后配套调头走行示意图后配套调头走行示意图（-）口不.X , ifir后配套调头走行示意图（：）0SX aiwM E至后配套调头走行示意图（三）O5S , SSS C量后配套调头走行小意图(五)QS2 : 丁三 e 笆 gs§ASS后配套调头走行示意图(A)七、施工技术保证措施1）纠偏要逐步完成，每一环纠偏量不能过大。2）在到达段掘进施工时，

24、要严格控制盾构推力（土仓压力），降低推进速度 和刀盘转速，保证车站结构的安全以及避免较大的地表沉降。3）在盾构距离车站端头墙30米时，选择合理的掘进参数，逐渐放慢掘进 速度，控制在20mm/min以下，推力逐渐降低，缓慢均匀地切削洞口土体，以确 保到达端墙的稳定和防止地层坍塌。4）盾构进入到达段后，加强监测，及时分析、反馈信息以指导盾构掘进。5）根据盾构到达姿态调整接收基座的位置，使盾构顺利推到接收基座上而 不破坏盾尾密封钢丝刷和拉损管片衬砌。6）由于盾构到达掘进推力减小，使管片的环间缝隙增大，给防水带来一定 的难度。施工中采取复紧螺栓和在洞门段将最后十环管片用型钢纵向连接的方法 来减小管片环

25、间缝隙以提高管片防水效果。7）到达前6环的注浆材料配合比要进行调整，必要时可通过盾构壳体设置 的孔向盾壳外注入特殊的止水材料，以防涌水、涌泥而引起地层坍塌。8）当盾尾脱离洞门后，及时采用快硬性浆封堵管片与洞门钢环间的空隙， 避免地层水土的流失从而加大地表沉降。八、安全保证措施1）施工严格执行工程机械基本安全操作规程。2）确保为凿除洞门搭设的脚手架严格按照规范搭设。3）通过力学计算及分析，合理配备吊运重物的钢丝绳索具。4）所有人员严格遵守各级安全规章制度及公司各项安全操作规程。凡参与 施工作业人员应严格遵守安全交底中的相关。5）特殊工种作业人员必须持有效上岗证件上岗，严禁无证操作。6）高处临边作

26、业在无任何安全措施的情况下， 必须正确配带安全带，（安全 带的挂靠点必须牢靠，高挂低用）。7）严禁施工人员交叉作业，上部作业人员严禁向下部抛掷物体，上下物件 传递必须有防坠落措施。8）施工现场确保有足够的照明设施。用电设备严格按一机一箱一闸、两级 保护的标准规定进行操作。9）进入施工现场的各类施工设备必须性能完好，确保符合安全使用规定，10）在盾构刀盘开始接触连续墙并开始出洞的过程中，洞门附近不得有人， 直到盾构完全进入并处在停滞状态。11）盾构机上下升降调整时，应尽量同步操作各台千斤顶。12）盾构机调头时，必须专人指挥，统一行动，确保安全。13）盾构刀盘距离贯通里程小于10米时，在掘进过程中

27、，要派专人负责时 刻观察出洞洞口的变化情况。如发现加固的混凝土或连续墙有较大的震动时， 立 即通知主司机进一步降低盾构推力、 刀盘转速以及推进速度，避免由于刀盘前部 土体太薄，造成刀盘前部形成坍塌。14）盾构贯通前后，应通过降低推进速度、降低刀盘转速、调整刀盘转动方 向等方法使刀盘尽量靠近或到达贯通岩面， 停机后清除洞口磴土，割除洞口最后 的支撑结构。隧道贯通之后，要使盾构尽快全部出洞，避免盾构在洞口长时间停 留，以保证洞口地段围岩稳定。15）在盾构主机出洞时，设备桥及管片安装机下部严禁站人， 以防隧道上部 砂浆脱落伤人。16）盾构出洞后对所有设备进行一次全面的检修， 对刀盘及螺旋输送机进行 加固或更换处理，确保盾构左线始发的顺利进行。九、应急预案盾构出洞阶段存在的危险源主要有：（1）推进过程中，施工参数控制不当引起地面塌方（2）洞门连续墙凿除过程中，洞门渗漏为了确保顺利出洞