盾构分体始发

1、精品文档一、盾构区间施工安排本标段盾构机从G3工作井始发向G2盾构井方向掘进。到达G2盾构吊出井后解体吊出撤场。二、设计概况G3-G2区间起讫里程：K2+208.077-K5+508.426，区间全长3300.349m。区间最小平曲线半径400米，最大纵坡1.771%，顶覆土厚度10.124.4m。区间采用1台土压盾构机，从G3盾构工作井向G2盾构工作井推进。G3盾构井始发端地层：2-1层粉质粘土、2-2层含砂粉质粘土、2-1层含泥粉细砂；G2盾构井接收端地层：3层中风化基岩；区间主要穿越地层：1层粉质粘土、2-1层粉质粘土、2-2层含砂粉质粘土、1层粉质粘土、2-1层含泥粉细砂、砾砂、2-2

2、含泥圆砾、卵石、1层全风化基岩、2层强风化基岩、3层中风化基岩等。区间特点G2-G3盾构区间隧道线路附近有一条港华高压天然气管线，区间下穿高压天然气管线2次，2次下穿中间区域与天然气高压管线并行，并行长度约2539m，最小平面间距11m。2次下穿位置约在里程K5+398与K2+859处，竖向间距约4.4m19.4米。管材为DN620mm钢管，埋深约37米。盾构掘进管线沉降变形要求高。G3盾构井概况G3始发井南端头设置13m×7.5m的盾构机下井口，用于盾构机和后配套台车的吊装下井组装。在始发井北端头设置6.8×7.5m的出土口，用于分体始发掘进阶段的渣土吊运。如下图：三、始

3、发段概述盾构始发是指在始发竖井内利用临时组装的管片、反力台架等设备，使台架上的盾构机推进，从井壁上的到达口处入地层，并沿着规定路线掘进的一系列作业。本工程先进行右线始发，鉴于始发场地局限，盾构机始发不能按照正常始发方案进行，盾构机部分台车必须位于地面。以延伸管线实现始发，经过台车转接使盾构机设备正常连接和正常掘进，进行两次始发。四、盾构机概况本区间采用一台辽宁33土压平衡盾构机始发掘进。该盾构机适宜复合地层、泥岩、砂岩、砂卵石、软土等土层的掘进施工；盾构机掘进最小曲率半径250m，最大坡度50；盾构机设备总重量约为450T，盾体刀盘长度为9.07m，包括后配套总长73m，分为盾构机主机和后配套

4、设备两大部分，后配套设备分别安装在7节后续台车上；盾构机盾尾间隙29mm，最大掘进速度10cm/min，最大推力36000KN。盾构机刀盘直径648m，共有34把17寸单刃滚刀，2把18寸单刃滚刀,4把双刃中心滚刀,共44刀刃。图4-1 盾构机主体图图4-2 刀盘配置图第三章 盾构始发施工安排一、分体始发组织G3盾构井始发有效纵向长度仅有44米长，采用的辽宁33公司的6480 mm土压平衡式盾构机由盾体、桥架和7辆后续台车组成，总长 73.07m，不能满足盾构机的整体始发，计划将盾体+1#台车+2#台车+3m临时皮带出土口下井，3#7#台车置于基坑西侧地面，接长2#台车与3#台车管线进行分体始

5、发。盾构机的具体尺寸如表 1-1。表1-1 盾构机盾体及台车长度盾构机构造长/米盾构机构造长/米盾体9.074#台车7连接桥105#台车81#台车76#台车72#台车87#台车103#台车7总长73.07根据台车长度及后配套设备长度，计划将盾构始发划分为四个阶段1、 分体始发阶段(0-40m)：后配套采用电瓶车+渣土车+管片车，浆车与管片车互换，推进至40m时，下井后续5节台车转接，完成分体始发段。精品文档2、 始发第二阶段(40-60m)：台车转接完成，后配套采用电瓶车+渣土车+管片车，浆车与管片车互换。3、 始发第三阶段(60-155m)：后配套采用电瓶车+渣土车+浆车+管片车，轨道需调整

6、。始发至155m，拆除负环、洞内铺设道岔。4、正常掘进阶段：盾构吊装口投入使用，后配套采用满列编组，洞内双道岔。井口轨道布置图洞内轨道布置图盾构机分体始发就必须要对盾构机原设备进行必要的改造和增加部分设备。 后配套设备布置及设备改造。盾构机的改造直接影响到盾构机始发的安全、效率、功能，故对盾构机改造应根据以下原则 ： 最大限度利用盾构机原有设备，减少对原有设备的改造和取消不必要的设备 ； 满足始发竖井的空间和材料垂直运输通道的要求 ； 有利于盾构机的下井安装及始发阶段掘进完成后其余台车的下井； 从经济及能耗的角度考虑尽量减少井下台车与台车之间连接管线长度 ； 能够快速完成始发阶段掘进 ； 不占

7、用地面必要的工作面； 尽量利用现有龙门吊作为垂直运输设备。盾构机分体式始发摆放图 图1-2 盾构机分体式始发摆放图1、盾构机的安装。分体始发的盾构机安装与完整始发安装基本一样 ，只是在安装的过程中应根据工作井的空间来考虑设备安装步骤，避免由于设备安装空间不够而造成安装困难。另外增加的连接管线应与原备同一规格型号。 2、将电缆和管路分开放置，在掘进过程中及时延放2#、3#台车之间的连接管线，防止拉断管线。3、掘进40米后，将37号台车下井转接，恢复盾构机原有设备，进入正常始发掘进。二、始发流程盾构始发主要工作内容：场地布置、端头土体加固、洞门凿出、始发托架浇注及安装、施工轨道铺设、盾构机组装、反

8、力架安装、洞门密封、管片生产、负环管片拼装等。图2-1 盾构始发流程盾构始发端头加固水平探孔检测加固效果始发托架安装盾构机下井组装、分体管路连接盾构机空载调试安装反力架洞门密封负环管片安装、盾构机负载调试 洞门第 一次凿除洞门第二次凿除盾构掘进、管片拼装盾尾通过洞门密封后的注浆第四章 盾构始发准备一、始发线型及参数盾构始发段平面为直线，竖向为0.1%下坡。二、周边环境核查、监测盾构始发前应对始发段隧道范围内的所有地下管线、地面建构筑物进行核查。并提交地下管线调查报告、地面建筑物调查报告、地质补堪报告。盾构始发前一个月完成始发段前300米布监测点的布置并取监测点初始值。三、施工场地布置施工场地布

9、置主要包括场地围蔽、消防通道及消防设备布置、施工临时供电系统、场地排水系统及污水防治、供水系统、生产、办公、生活区布置等，已提交施工场地布置图。四、始发端头土体加固根据始发井西端头的水文地质情况，采用素连续墙进行端头加固，隧道埋深为11.68m，盾构始发端头9m范围内采用素连续墙加固。已于2008年3月施工并抽芯检验完毕。五、洞门凿除在盾构机始发前一周，对洞门进行第一次凿除，破除范围为：保留连续墙外层钢筋及保护层砼。 破除方法：采用风炮将碎裂的混凝土凿除，切除内层钢筋，凿除顺序如下图：图5-1 洞门凿除顺序图第一次凿除时按先下后上、先中间后两侧的顺序进行。留外层钢筋及混凝土保护层。第一次凿除中

10、出现土体裸露，且出现流水，则迅速初喷砼，封闭裸露部位，且仰拱部位用砂浆抹成半径3250mm的弧形面。第二次凿除要等待盾构机推进前1天迅速凿除内排钢筋混凝土，达到无残留钢筋的要求后，喷射混凝土封闭全掌子面，尽量缩短洞门土体裸露时间。洞门凿除过程的应急安全预案：发现洞门土体有坍塌预兆，如：开裂、鼓肚、掉碎石块等，迅速撤退作业人员，将刀盘推向掌子面，顶住土体，确保洞门掌子面稳定，在土仓内割除残留钢筋后，开始始发掘进。 洞门凿除施工安全要求 电焊工、架子工等所有特殊工种必须持证上岗； 距洞口2m处，设立安全警戒线； 在剔除洞门上不稳定的网喷混凝土块时，注意有无大块下滑，如有大块滑移迹象，及时通知值班技

11、术人员，现场分析有无安全隐患； 对检测孔24小时现场观测，如果有泥沙或大水流出，用事先准备好的棉纱和木屑封堵检测孔； 作业人员佩带好安全帽、安全带、工作服、绝缘鞋、防护罩等； 二次凿除后，如果盾构机不能及时始发，派专人观测洞门土体变形情况，同时作好地面沉降监测，如果地面沉降超过30mm，启动应急措施； 文明施工和环保要求 注意及时清理现场的垃圾；确保噪音在6:00-22:0小于75dB，22:00-6:00小于55dB。六、始发托架施工第一步：利用吊车将托架吊下井。第二步：根据测量提供的隧道中线及水平线，对安装的托架进行检测、调整，保证始发托架的中心线与线路中心一致，满足设计位置要求。第三步：

12、托架调整完毕，采用四周加工字钢的方式固定。始发托架安装见下图七、盾构机及后配套台车吊装下井、组装、调试1）下井原则凡不影响到运输和下井工作的零部件，应连同各自的台车运输、下井（必须做好连接部位紧固牢靠）。凡对下井有影响的台车零部件应拆下，在该车下井后，随即下井并马上按要求组装。（2）施工方法吊车平稳的将构件从台车吊到地面后，需采用抬吊方式翻身构件进行吊装。构件翻身时260T履带吊与100T汽车吊将构件平衡吊起，构件吊至12m高时，吊住构件尾部的100T汽车式吊车缓慢下钩，使构件自然下垂，此时260T履带吊完全吊稳构件（详见盾构吊装方案）。（3）吊装及组装工序1）吊装始发架始发托架长9.8m，端

13、头井预留孔洞长为11.5m，能满足始发架的整体（始发架两块在井上连接好为一体）吊装下井要求，用70T汽车式吊车吊装始发架下井。始发架下井后的中心与钢环的中心在一条线上，与始发的要求尺寸完全符合，满足始发条件。2）吊装及组装台车盾构井至文园站区间台车下井及组装在始发架上及盾构井底板铺设轨道至另一端端墙，钢轨间距以保证电瓶车和台车可以在上面顺利运行，轨道铺好后把电瓶车吊下井放在轨道上，为保证台车顺利方便后移提供动力。2#车5#车停放在地面，1#车先下井，待盾构掘进至38环时，再从小里程吊装孔依次吊入2#车5#车。考虑到井口的尺寸,台车采用260T履带式吊车单机吊装。台车的皮带架和二次通风机及风管在

14、地面按图纸组装好，可以前后左右移动。为避免台车的体积大，在空中的摆渡大、抖动大的问题，用4根长度相等的钢丝绳将台车自带的四个吊耳吊起，在起吊时先试吊一下保证绝对安全才起吊，起吊后的台车应呈水平状态，台车与钢丝绳线夹角约70°。吊车通过旋转和起落臂杆缓慢移动到井口，吊车缓慢下钩，使台车就位，当台车与轨道接触后用电瓶车把它后移到需要的位置，用防滑楔楔住。3）吊装桥架桥架吊装下井前应吊一节管片车下井，为了保证桥架后移方便，桥架下井后在管片车上焊接好钢支架与桥架出土口焊接，焊接处满足支撑桥架的重量和后移的强度及刚度。4）吊装螺旋输送机将螺旋输送机吊入井下放在预先准备好的管片小车上，用管片小车

15、将螺旋输送机后移至桥架位置。待盾构机的中盾、前盾、刀盘、管片拼装机下井组装完毕后，再将螺旋输送机进行组装。先用导链吊住螺旋输送机的后端，缓慢的从拼装机的内圆斜插入，再用导链吊住螺旋输送机的前端位置缓慢的推到前盾螺旋输送机法兰处，把螺旋输送机的法兰和前盾的法兰螺栓孔位及定位销完全对准后，再穿入拉伸预紧螺栓，按拉伸力由低到高分两次预紧螺栓,预紧完毕后，再用预紧专用工具（液压扭矩扳手）复紧一遍。5）吊装中盾中盾包括推进油缸、人闸、支架，重100T。中盾吊装机型选用260T履带式吊车和90T汽车式吊车，当平板车把中盾运到工地，停放到吊装最佳位置，中盾是竖直放在平板车上的, 选择合适的位置系上两条起吊平

16、衡索，先把盾构部件微微吊起，然后将平板车开走，再提升260T履带式吊车一侧的4个吊点，慢慢放下中盾一侧的2个翻身吊点，使部件翻至水平位置，260T履带式吊车通过旋转、起落臂杆把中盾缓缓吊到距始发井1m处停止，此时一定要保证中盾的水平和垂直及满足始发条件参数，缓慢的放在始发架上，然后用千斤顶将中向后推，预留前盾安装空间。在盾体两侧上焊接牛腿，在始发架上装上活动牛腿。6）吊装前盾前盾包括主驱动器，重44T。用260T履带式吊车把前盾缓缓吊到距始发井1m处停止，此时一定要保证前盾的水平和垂直及满足始发条件参数，缓慢放在始发架上。在盾体两侧上焊接牛腿。推到中盾处与中盾进行组装（组装螺栓必须按规定检测其

17、扭矩）。组装完成后，用80T的分离式液压千斤顶将前盾、中盾推向开挖端，保证刀盘下井组装距离。7）吊装刀盘刀盘包括刀具和回转接头，重33T。刀盘起吊也需采用抬吊方式翻转刀盘。用260T履带式吊车将刀盘竖直吊稳，刀盘下井后，将其慢慢靠向前盾，回转接头穿过主轴承，在土舱里焊接两个耳环，用两个2T的导链拉住刀盘，把前盾和刀盘的螺栓孔位及定位销完全对准后，再穿入拉伸预紧螺栓，按拉伸力由低到高分两次预紧螺栓,预紧完毕后，再用预紧专用工具（液压扭矩扳手）复紧一遍。8）吊装盾尾管片拼装机及拼装机梁在工厂组装好后，运输到场地直接下井。用260T履带式吊车把拼装机梁平衡吊起，拼装机梁应呈水平，拼装机梁重量和体积相

18、对较小，比较容易吊装和组装，螺栓按拉伸力由低到高分两次预紧螺栓，预紧完毕后，再用预紧专用工具（液压扭矩扳手）复紧一遍。在组装拼装机梁时，找准机械装配位置尺寸，上好该固定位置的螺栓及销子。中盾和盾尾十二点位置焊接两个耳环，做好准备工作后，把盾尾用备好的80T的分离式液压千斤顶慢慢推,将中盾和盾尾十二点位置焊接好的两个耳环用10T的导链拉，三点步调一致把盾尾装入中盾并且连接好，再把三道密封刷组装好。9）组装螺旋输送机利用手动葫芦和路轨小车将螺旋输送机推进刀盘、前体、中体、盾尾内，用多个手动葫芦安装螺旋输送机。将螺旋输送机前端头收回至圆筒内.在90T与260T的履带吊配合下，倾斜着将前端头伸入主机内

19、部，用手拉葫芦将前端头吊在盾尾内壁预先焊接好的吊耳上，这样可以撤除前端头的吊机。这样慢慢送进，直到用10T的手拉葫芦更换下另一个吊机。前端头圆筒处的法兰与前体对接，并安装联接螺栓。10）吊装始发反力架反力架的高约7m，宽约7m，对盾构机部件来说是小件，按照组装程序吊装。当反力架组装完毕后，全面进行盾构机及反力架的检查，检查完毕准备始发。 盾构机的调试盾构机始发掘进前进行全面系统调试，确保盾构机处于完好待机状态。盾构机吊装下井组装、调试时间从始发前一个月进行，时间为20天。调试项目见下表：序号项目内容结论1刀盘两档正反转2螺旋机伸、缩、转动3进出土闸门开启、关闭4推进千斤顶伸、缩5管片拼装机正、

20、反转及轴向移动6保圆器张、缩7喂片机托举及轴向移动8管片输送机轴向移动、起重机动作9人闸2.5bar试压10泡沫试喷全部喷孔11盾尾油脂试注12储浆罐转动螺旋叶片13注浆泵启动14皮带输送机启动15VMT显示16冷却循环水开启17空压机启动18油脂泵启动八、洞门密封环预埋及安装在基坑端头内衬结构施工时，预埋洞门钢环板A，在洞门第二次凿除前安装橡胶帘布，钢环板B及扇形压板。安装帘布橡胶板及B环板，通过预埋在洞门圈上部的两个吊环，用导链将橡胶帘布及B环板起吊至洞门圈范围内，再对橡胶帘布及B环板进行安装。安装顺序为：先安装橡胶帘布，再安装B环板，橡胶帘布安装时要从洞门顶部开始装起，从上到下依次将洞门

21、圈范围内的螺栓穿入橡胶帘布及B环板上的螺栓孔,再将扇形压板套在螺栓上，最后将洞门范围内的螺帽拧紧，待拼装完零环后，将扇形压板口圈缩小，拧紧螺帽。A环板制作由我项目部完成，制作时完全按照交底图纸说明进行；注意构件的平整度、中心安装设计位置以及垂直度的要求，严格控制构件的精确度以确保正常使用。 图8-1 洞口各构件装配图 图8-2扇形压板详图九、配套设施布置 配套设施包括45T龙门吊、浆液搅拌站、水循环冷却塔、通风机、充电机、污水泵、碴车、管片车、运浆车、装载机、辅助汽车吊、柴油发电机组、污水三级沉淀池。 设施布置及施工时间安排详见施工场地布置图。十、管片生产根据实际管片生产情况，预计到盾构始发前

22、管片厂管片库存能够达到800环，满足盾构始发初期掘进需求。十、负环管片拼装盾构机始发时在反力架和零环管片之间安装负环管片（全部为闭口环），安装8环负环管片，质量及规格与标准管片相同，在外侧采取钢丝拉结和木楔支撑等加固措施，以保证在传递推力过程中管片不会旋转浮动。十一、电力系统（冯通）盾构始发井场地内分别设1台4000KVA高压开关柜和2台500KVA的变压器，4000KVA变压器供两台盾构机施工用电，2台500KVA变压器供围护结构、附属工程及生活用电，另外在现场配备1台250KW的发电机做为备用。施工现场的供电系统主要包括配电房和发电机房。配电房向外与10KV输电线路相接，其中2路直接送到左

23、右线盾构机内，2路通过配电房内的2个变压器电压转化为380V/220V，分别供其它施工设备和照明使用。供电系统见图12-1图12-1 盾构施工场地供电系统图第五章 盾构始发掘进一、初期掘进 本工程初期掘进长度设定为100米。100米的长度考虑了下几个因素： 盾构机和后方台车的长度。 轨道的布置需要。管片与土体之间的摩擦力足以支持盾构机的正常掘进。 盾构左线始发所需要的长度。 初期掘进为盾构施工中技术难度最大的环节之一，不可操之过急，要稳扎稳打。 始发托架上掘进：平推时，轨面上涂抹黄油，推力小于300t，对始发架和反力架进行监测。对洞门密封进行检查。 初始隧道段掘进：刚切削土体时刀盘转速不宜过大

24、，增加泡沫的用量，不要出土逐步建立土压平衡。推力小于600t，刀盘转速1.0转/min，速度15-20mm/min。二、碴土运输为保证盾构始发段的出土，在始发井东端头处，分别于始发井中板和顶板左右跨各预留两个规格为9.3×6. m的临时出土口。碴土用运输列车运送到临时出土口，龙门吊吊出到碴坑内，并用自卸汽车外运出土。盾构完成初期掘进进入正常掘进后，将出土口前移到盾构吊入井，同时设置道岔，加快施工速度。三、管片拼装管片由管片车运到场地后，由专人对管片类型、龄期、外观质量和止水条粘结情况等项目进行最后一次检查，检查合格后才可卸入管片堆放场地。管片经管片吊车按安装顺序放到管片输送平台上，掘

25、进结束后，再由管片输送器送到管片安装器工作范围内等待安装。负环管片不存在防水问题，因此采用通缝拼装。其余管片采用错缝拼装。 管片选型以满足隧道线型为前提，重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值，确保有足够的盾尾间隙，以防盾尾直接接触管片。 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。 安装邻接块时，为保证封顶块的安装净空，安装第五块管片时一定要测量两邻接块前后两端的距离，并保持两相邻块的内表面处在同一圆弧面上。 封顶块安装前，对止水条进行润滑处理，安装时先径向插入2/3，调整位置后缓慢纵向顶推。 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，其顶推力大于

26、稳定管片所需力，达到规定要求，然后方可移开管片安装机。 管片安装完后及时整圆，并在管片脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二次紧固。四、始发测量监测详见始发井施工测量及施工监测方案。五、初期掘进时注意事项 初期掘进前，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。 盾构机正面中心土压力根据计算确定，并根据跟踪测量数据及时调整设定压力，随时做好二次压浆的准备。 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，及时用纠正，以提高成环质量，并做好测量工作。 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，以

27、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平衡。 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； 拼装管片后及时进行同步注浆； 加强管片真圆度的测量。测量办法有两种:丈量弦长、间距控制法；通过测量盾尾间隙，如各个方向的间隙基本一致，则可说明管片的真圆度较好。六、负环管片、反力架的拆除盾构完成始发掘进以后开始对负环管片、反力架进行拆除，准备正常掘进。将轨道铺设双轨，并在隧道内架设道岔。 将反力架后座与车站结构分离，采用切割反力架后撑的型钢，并用千斤顶顶开后，将反力架和车站结构分离100mm左右。 将反力架与负环分离约100mm左右。 分块拆除反力架并调出井口。 第六章 安全控制措施 一、盾构始发安全注意事项 盾构机密封刷处已涂满密封油脂。 盾构机始发时应缓慢推进。始发阶段由于设备处于磨合阶段，注意推力、扭距的控制，同时注意各部分油脂的有效使用。掘进总推力控制在反力架承受能力以下（600t），同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于始发架提供的扭矩。 始发前在刀头和密封装置上涂抹油脂，避免刀盘上刀头损害洞门密封装置。始发前在始