盾构始发技术交底课件

1、盾构始发技术交底 B3.12工程名称奥体中心站河海大学站区间交底部位奥体中心站河海大学站区间工序名称盾构始发施工交底提要：1.工程概况；2.盾构始发地基加固；3.备用降水井；4.盾构始发施工；5. 盾构始发施工技术措施；6.质量保证措施；7.安全文明施工。交底内容：1、工程概况1.1设计概况本标段包括两站两区间，合同工程范围为：市民广场站、市民广场站奥体中心站区间、奥体中心站、奥体中心站河海大学站区间。市民广场站位于晋陵路与锦绣路交叉口；奥体中心站位于晋陵北路与龙锦路交叉口。区间隧道沿晋陵路布置，自晋陵路与锦绣路交叉口开始，至晋陵北路与河海路交叉口结束。本此技术交底范围为：奥体中心站河海大学站

2、区间上行线盾构始发施工。区间设计概况项目名称奥体中心站河海大学站区间设计概况地理位置位于常州中心城区，沿晋陵北路敷设起终点里程SK26+346.288SK27+254.412区间长度(米）上行线908.124m，757环，下行线895.642m，747环曲线半径左转下行线R400m、上行线410m纵坡2-22-5.72924-2埋深范围9.516.1m线间距1416m联络通道、泵站1个联络通道（兼泵站）施工工法区间采用盾构法施工；联络通道及泵站采用冷冻法加固地层，矿山法施工。管片片外径6200mm、内径5500mm、宽度1.2m，釆用通用楔形环，双面楔形量37.2mm本标段采用通用环衬砌环类型

3、，隧道内经5500，管片幅宽1.2m，厚度350，管片采用6分块，其中一块小封顶块，两块邻接块和三块标准块，封顶块（F）管片圆心角为20°，标准块管片3块(分别为B1、B2、B3)圆心角为67.5°，邻接块管片左右各一块（分别为L1、L2），圆心角为68.75°，纵向接头为16处，按22.5°等角度布置；联络通道处区间隧道采用钢管片和钢筋混凝土管片组成的复合型管片环。管片环缝和纵缝均采用5.8级或6.8级M30“U型”螺栓连接，环向管片间设2个单排螺栓，纵向设16个螺栓，管片中心处设一个吊装孔，兼作二次注浆孔。管片环纵缝采用三元乙丙橡胶密封条止水，管片与

4、周围土体间隙采用同步注浆填充。1.2工程地质奥体中心站河海大学站区间隧道主要穿越的地层为：1粉砂夹粉土层、2粉砂层、3粉砂夹粉土层、2粉质粘土层、3粉质粘土层。盾构始发涉及地层主要为1粉砂夹粉土层、2粉砂层。奥体中心站北端头井地质剖面图1.3周边建构筑物始发车站周边建筑物概况本工程两段区间分别从奥体中心站南、北端头井始发，车站位于常州中心城区晋陵北路与龙锦路交叉口处，跨龙锦路沿南北向敷设于晋陵北路下方。其车站北侧有常发豪庭花园、华美达国际酒店，距离车站北端头井分别为45.52m、28.42m；南侧有及欧迪办公楼、常州市新北区实验中学，距离车站南端头井分别为26.75m、21.33m。区间盾构始

5、发对四座建（构）筑物基本无影响。奥体中心站临近建构物情况表序号建筑物名称层数建筑物情况1豪庭花园19层位于车站西北侧，距离车站北端头井约45.52m。2欧迪办公楼4层欧迪办公楼：独立承台基础，基础底埋深2.5m。位于车站东南侧，距离车站西端头井约26.75m3华美达国际酒店18层华美达酒店：基础为500PHC管桩，桩长8.5m，桩底标高-9.312.0m。位于车站东北侧，距离车站端头井约28.42m4新北区实验中学图书馆4层新北区实验中学：独立承台基础，基础底埋深1.52.5m，部分区域采用500粉喷桩进行加固。位于车站西南侧，距离车站主体基坑约21.33m奥体中心站与建构（筑）物位置概况图1

6、.4始发段地下管线情况奥体中心站北端头井始发段管线统计表序号管线直径(mm)管线走向管线埋设位置备注1给水管DN500沿晋陵北路方向车站北面沿晋陵北路布置，埋深约0.5米，距离区间隧道约10.0米2雨水管d600北端头井北侧横跨晋陵北路车站北端头井盾构始发段，埋深约2.4米，距离车站北端头井26米30米3污水管d500/d1600沿常发国际豪庭围墙敷设车站北风井旁，埋深约2.0米/5.0米，距离始发段隧道最小净距13.0米，距离车站北端头井22.7米4通讯管8110 L40北端头井北侧横跨晋陵北路车站北端头井盾构始发段，埋深约1.0米，距离车站北端头井23米24米5电力管2200MPP L43

7、北端头井北侧横跨晋陵北路车站北端头井盾构始发段，埋深约1.0米，距离车站北端头井约17.0米6电力管2200MPP L43西侧沿晋陵北路方向车站西面沿晋陵北路布置，埋深约1.0米，距离区间隧道约7.4米7燃气管中压B 钢管 DN400东侧沿晋陵北路方向车站东面沿晋陵北路布置，埋深约2.3米，距离区间隧道约10.8米2、盾构始发地基加固为保证盾构始发、破除端头围护结构时隧道端头土体的自稳和防水要求，需在盾构始发前对洞口地基进行加固处理。根据设计要求本标段盾构始发地基加固采用三轴搅拌桩加固，搅拌桩与车站围护结构（连续墙）间夹心层500mm采用双重高压旋喷桩加强止水帷幕止水，增加加固区与车站结构的整

8、体性。按设计要求，盾构始发地基加固区搅拌桩采用850600三轴搅拌桩加固，靠近车站端头夹心层采用单排800350三重高压旋喷桩加固。加固一区搅拌桩水泥掺入量取20%,加固二区搅拌桩水泥掺入量取7%，采用P.O-42.5R普通硅酸盐水泥。各加固区加固范围详见下图。 奥体中心站北端头井洞门加固平、纵断面示意图3、备用降水井施工为保证盾构始发安全，每个端头井设置降水井3口。井点管的埋设是降水的关键工序，插入降水井后需在其与孔壁之间迅速填灌粗砂滤层，以防孔壁坍塌，管口应用粘土封口。降水井在使用前必须进行抽水试验，保证其能正常运行并验证其降水能力。降水井应在地基加固完成后施工，避免高压水泥浆液破坏降水井

9、。打设洞门探孔时若有渗漏水，应及时采取施工降水，将水头降至隧道底0.5m以下后方可始发，并对探孔进行封堵。盾构始发过程中若出现洞门漏水情况，立即开启降水井，开启降水井时，应加强对周边环境、管线、建筑物的监测，确保施工安全。4、盾构始发施工盾构工作井沿轨道中心长12.5m，负环管片共9环，每环1.2m，0环进入钢环0.45m。负环中0环-8环全部采用错缝满环拼装，其中0环封顶块拼装在12点钟位置。每环负环管片脱离盾尾后采用一根钢丝绳绕管片外径拉紧，确保管片的真圆度。管片安装顺序为：先就位底部管片，再左右安装，每环相邻管片应控制环面平整度和封口尺寸。负环管片排列示意图（1）第一环（-8环）封顶块拼

10、12点方向，拼装L1、L2块前须准备4块“L”形钢板。焊接后须值班人员对焊缝质量进行检查，合格后进行拼装，拼装时拼装范围内严禁站人，拼成环后割除“L”形钢板，并用上下左右4个千斤顶缓慢往后顶。（2）目前盾构机所处状态，帘布板包住切口，拼装完成-5环，推进第-4环610mm，中心刀顶上加固土体，刀盘距加固土体约420mm，如下图。每环负环管片脱出盾尾用4个木楔夯入，并用废弃铁块夯入焊接在钢轨上（每环2个），防止负环下掉位移。（3）推进第-4环行程1030mm，刀盘顶上加固土体，如下图，此时应开始启动刀盘，确认超挖刀关闭缩回。注意观察刀盘扭矩，值班技术人员注意观察盾构始发基座、反力架及侧滚限位块情

11、况，并在进入洞门前割除，若发现异常立即停机处理。刀盘充分旋转，电流较小并无异常时开始推进，推进速度不超过1cm，注意推力及刀盘扭矩突变过大停推不停刀盘，刀盘电流正常后继续推进，防止刀盘卡住。（4）推进-1环行程1110mm左右，龟壳前端切刀即将进入洞门，值班人员密切观察龟壳情况，提前将相应位置翻板拆除收捡好，并在龟壳前端涂抹小油脂或盾尾油脂，保护帘布板。观察龟壳前端有无严重挤压帘布板，有无损坏帘布板迹象，同时准备封堵材料，防止龟壳空隙漏水漏砂等。同步注浆管龟壳进入帘布橡胶板后，在位于盾构机4个龟壳位置分别平插2根注浆管，每根注浆管应先安装好球阀，推进过程中洞门周围如有漏水漏砂情况，可利用这8根

12、注浆管注入双液浆或者聚氨酯进行堵漏。（5）拼装完成+1环，推进+2环1451mm时盾构机即将完全进入洞门帘布板，在即将通过翻板时须对洞门各个方位进行监控，特别是盾构上部，发现问题立即加固，防止间隙过大翻板翻转失效，并将龟壳处翻板装上。（6）拼装完成+3，+1环已脱出盾尾，此时利用盾构机同步注浆管进行注浆，浆液采用同步浆液，以填充+1环管片与洞门之间的空隙。注浆量不大于6.0m³，推进+4+8环时每环注浆量约1.62.0m³，根据现场情况实时调整，注浆压力不大于0.3MPa，一次性注完，防止堵管。注浆时注意观察洞门情况，发现异常停止注浆并进行封堵并停止注浆。（7）盾构掘进至+

13、8环时，+6环脱离盾尾，停止掘进，对出洞口处+1、+2环进行二次注浆，以后每掘进2环及进行一次二次注浆，注浆环号与与盾尾水平距离为5环，直至加固区内管片（+1+8环）全部进行二次注浆，二次注浆由底部向上依次压注，并按“多点、均匀、少量、多次”的原则有序进行。每环注浆量控制在2m3。注浆压力不宜大于0.3Mpa，注浆时注意观察洞门帘布橡胶板情况，发现异常停止注浆并进行封堵并停止注浆。在二次注浆的同时间隔进行同步注浆，保证同步注浆管内压力大于二次注浆压力。注浆材料采用双液浆即：水玻璃+水泥浆。浆液配比：水泥浆水灰比为1：1；水玻璃与水按1：1.5进行稀释。注入时浆液与水玻璃体积比为水泥浆：水玻璃=

14、4：1。（8）土压力设定盾构始发过程中，土压力设定值应逐步上调，拼装完成第-1环推进0环时时掘进土压设定由0MPa逐步递增至0.05MPa，直至刀盘即将出加固区，土压设定值0.21MPa（此为刀盘中心土压）,在此期间盾构机土压设定值应均匀上调，并根据盾构机推力、刀盘扭矩、出土情况及监测数据对土压设定值作出调整。盾构在加固区域掘进过程中每掘进一环及时对盾构机刀盘前方地面沉降进行监测，根据监测数据及时调整土压力设定值。盾构在始发阶段100环范围类应及时根据盾构掘进参数及监测情况调整土压力设定值，并及时进行数理分析，为后续正常段掘进参数选择提供可靠的依据。盾构始发段掘进土压力设定值详见下表：奥体中心

15、站北端头井盾构始发阶段土压力设定建议值序号掘进状态土压力设定建议值备注1推进+1环，盾构刀盘距加固区边缘4.433.23米00.05MPa2推进+2环，盾构刀盘距加固区边缘3.232.03米0.050.12MPa3推进+3环，盾构刀盘距加固区边缘2.030.83米0.120.20MPa4推进+4环，盾构刀盘距加固区边缘0.830米0.21MPa5掘进+5+64环0.22MPa6掘进+65+100环0.23MPa（说明：上表为理论计算值，在实际掘进过程中应根据盾构机各项掘进参数、出土量、监测情况等相关数据进行调整。）（9）因始发盾构姿态问题，盾构司机及土木技术人员必须环环谨慎，控制好盾构姿态。勤

16、纠偏、少量纠偏，切勿大意。同时监控洞门情况，发现问题灵活处理，及时汇报。5、盾构始发技术措施（1）盾构始发工艺流程盾构始发施工流程图（2）盾构始发掘进技术措施1) 盾构机进入加固区时，必须密切注意刀盘油压的变化，如果刀盘扭矩上升较快，宜降低刀盘转速，可向前舱加水以润滑切削面。2) 始发掘进速度控制在1.0cm2.0cm/min。刀盘转速控制在0.81.2rad/min。遵循“低推力、低刀盘转速，减小扰动”的原则，确保盾构始发施工的安全性。同时加强后盾反立架的变形观测，防止盾构上浮。正面土压力设定值应由0Mpa向设计压力渐进，由加固段进入正常段时达到设计压力，并根据水泥土加固情况、出土量情况及监

17、测数据做适当调整。3) 在掘进+3环，并且盾尾完全通过洞口止水装置，开始进行同步注浆。同步注浆与掘进同步，压力尽量小，避免浆液压坏卷帘板，压力控制在0.3Mpa左右，注浆量控制在1.62.0m3/环左右，计算公式：×（3.182-3.12）=1.6m³。同时注意观察洞门帘布橡胶板情况，发现异常停止注浆并进行封堵并停止注浆。同步注浆从盾尾设置的4个孔位同时注浆，为防止管片上浮，而且考虑浆液的流动性，上部每孔的压力应比下部每孔的压力略大0.05Mpa。同步注浆液采用高容重、高剪切强度的厚浆，水泥砂浆基准配合比如下表所示。该浆液凝胶时间短，以便在填充地层的同时能尽早获得浆液固结体

18、强度，保证开挖面安全并防止漏浆；并确保在列车振动和7级地震下不液化。同步注浆浆液配合比表材料名称水泥砂水膨润土粉煤灰规格P.C32.5细砂自来水钠基级用量（Kg/m³）1008002701004004) 初期掘进阶段由于反力架不同程度变形和调整块加工精度的影响，会影响管片成环精度，因此临时环拼装管片纠偏利用封顶块管片选择不同点位组合来进行纠正。作为临时后盾管片，也要确保安装精度，环、纵向螺栓全部紧固到位。5) 出土量控制盾构始发施工过程中严格控制出土量，不得超过理论出土量（每环理论出土量p/4×D2×Lp/4×6.372×1.238.24m3/

19、环），即不得超过38.24m3。掘进过程中每向前掘进200mm，由现场值班技术员查看实际出土量是否与理论出土量吻合，当实际出土量大于理论出土量时，开挖面存在超挖现象，此时应该适当建立土压，直至实际出土量与理论量吻合。6) 土体改良由于粉土、粉砂的内摩擦角相对较大，导致盾构刀盘切削难度也相应加大。因此在施工中，根据盾构施工参数考虑采用土体改良的措施，来确保盾构出土正常。土体改良的作用土体改良是为了保护刀盘以及保证盾构螺旋出土机的正常出土，在推进过程中可每隔一定距离在盾构前方及螺旋机内压注泡沫剂或膨润土。粉土、粉砂层土体虽然含水量大，但一经挤压，水分流失，粉土、粉砂就会变得结实，使土仓进土困难，推

20、进时大刀盘油压急剧增大。为改善大刀盘传动轴承在刀盘转动过程中所受的扭矩，采用在刀盘正面和土仓内加注泡沫剂或膨润土来降低土体强度，有利于降低大刀盘扭矩。土体改良的方法采取土体改良的措施，推进中每隔一定距离在盾构机前方压注泡沫剂或膨润土浆液。改善碴土的止水性，提高碴土的流动性，确保土仓内碴土处于塑性状态。压注膨润土改良土体，使得出土时的粘粒含量达20%。每推进一环,加入一定浓度的泡沫剂或膨润土浆液。通过控制螺旋输送机，形成土塞，起到良好的密封、保压以及防喷的作用。泡沫剂或膨润土浆液可以在刀盘正面注入，通过刀盘后翼的搅拌，从螺旋机排出。当螺旋机油压过高，也可以在螺旋机中注入适量的膨润土浆液。压注泡沫

21、剂或膨润土浆液时，应观察螺旋机的排土状态及正面土体的沉降状况，确保正面土体稳定。砂性土的渗透系数较大，即孔隙水压增加较快，同时消散也较快，而两者的时间差，为疏干的时效。因此，千斤顶速度应与之相配合，从而使盾构推进速度达到较好的状态。实际推进时，通过压注量的调整，了解正面的疏干效应，并反馈指导泡沫剂或膨润土浆液的具体压注量。膨润土浆液配合比： 膨润土：水0.25：1。6、质量保证措施（1）盾构掘进质量控制掘进质量是指盾构机能按设计方向掘进，保证隧道线路的准确性，主要的控制措施有：1) 掘进前明确设计线路的各项参数，通过测量，判断出盾构机的当前位置，并根据掘进前的各项监测成果，确定下次掘进的各项参

22、数；在确认各项准备工作完成后，才能根据指令开始掘进。2) 盾构操作司机严格按照规程进行操作，严禁违规操作；严格按主管工程师的指令进行参数的选择和操作。3) 掘进过程中，值班人员全过程监视盾构机的掘进，根据实际情况随时发出指令。技术人员现场24小时值班，以保证随时解决问题。4) 每环推进过程中，严格控制平衡土压力，使切口正面土体保持稳定状态，以减少对土体的挠动。采取信息反馈的施工方法对盾构推进进行质量控制，在盾构推进工程中进行跟踪沉降观测，并及时反馈沉降数据，为调整下阶段的施工参数提供依据。通过对实测数据与施工参数的收集和整理，形成一套较为完善的盾构施工智能数据库来指导施工。5) 必须及时地掌握

23、盾构机的方向和位置，严格对盾构机进行姿态控制，确保隧道施工实际偏差控制在50mm以内。推进测量管理应在每推进一环后进行，通过对测量数值的分析计算，及时地发布操作指令，通过调整盾构千斤顶的组合适时纠偏。6) 根据不同的情况，通过优化盾构掘进参数、注浆材料优化和注浆量的控制、二次注浆等施工手段，将地表沉降控制在+10mm-30mm。（2）同步注浆质量控制1) 同步浆液采用商品浆液，浆液进场后及时检查浆液配比及相关参数，检查盾尾的密封性，保证浆液不泄漏；保证注浆管路的畅通。所用砂须细砂。2) 做好注浆设备的维修保养，注浆材料的供应，保证注浆作业顺利连续不中断的进行。注浆跟推进同步进行，且注浆速度应与

24、推进速度相适应，四个泵同时注浆；注浆饱满程度由注浆压力和注浆量双重控制。3) 停止注浆后，应及时清洗浆液运输车、储浆罐、浆液输送管路，保持管壁润滑良好，防止残留的浆液凝结引起管道堵塞等。（3）管片安装质量控制1) 管片运输中要轻吊轻放，避免碰撞。2) 安装前专人检查管片及其防水材料：止水条的位置种类是否正确，止水条与管片是否连接牢固，管片是否有不合要求的裂缝、破损等缺陷，管片的类型是否正确(标准环或左、右转弯环)，管片的标志是否齐全，是否已达龄期。3) 根据高程和平面的测量报表和管片间隙，及时调整管片拼装的姿态，并严格控制管片成环后的环、纵向间隙。安装管片时要缓慢、均匀，对好位置后才能上螺栓，如果插入螺栓困难时，要分析原因，仔细调整位置，切忌大幅度移动，强行插入；另应避免损坏止水条，避免管片间有较大错台。4) 直线段采用管片环面上粘贴楔形低压棉胶板的方法进行