盾构始发作业指导书

1、 盾构始发作业指导书1、使用范围本作业指导书适用于盾构始发施工。2、施工工艺盾构始发是指盾构从组装调试，到盾构完全进入区间隧道并完成试掘进为止的一系列施工过程，其工艺流程见下图。盾构始发工艺流程3、施工方法（1）、始发架制作及安装始发架简述始发架是盾构机在工作井始发时座落的基座，它必须能够充分承受盾构机的自重。由于受盾构机自重及端头井井口大小的限制，盾构机需拆分成几部分分别吊入井内，在始发架上前后移动进行装配。为此，始发架的大小还要能够保证盾构机的移动安装，始发架对于盾构出洞初期管片拼装及最终管片的精度有很大的影响，为了确保精度，始发架上的盾构机须对准洞门中心，与隧道轴线一致。始发架台的制作依

2、据隧道设计轴线，定出始发时盾构机、始发台和反力架确切的空间位置。由于始发架在盾构始发时承受纵向、横向的推力以及抵抗盾构扭转的扭矩，因此需要对始发台两侧进行必要的加固，因管片与盾尾间存在间隙，需要用型钢支撑，管片与管片托架、导轨间用楔形木楔紧，始发架与车站结构间用型钢支撑支牢固，始发架底板与车站底板预埋件焊接牢固等。根据端头井尺寸，设计始发架的尺寸（见下图）。由于始发架在盾构始发时要承受纵向、横向的推力以及抵抗盾构旋转的扭矩。所以在始发架安装时，必须进行必要的加固。在盾构井底板结构施工时，预埋了12块60602cm的钢板，始发架与预埋钢板焊接连接；用工字钢连接到始发架与盾构井侧墙或底板上翻梁上进

3、行横向加固。始发横向示意图始发架纵向示意图始发架的安装始发架的中心轴线与隧道的中心线的水平投影线要求重合。始发架轨道的中心线高程根据盾构机和始发基座的尺寸定。始发架轨道中心线高程的理论计算公式为：H =h-h1h始发架处隧道中心线高程h1隧道中心线至始发架轨道平面中心线的高差根据直角三角形直边计算公式：h1=（R盾2-（L轨距/2）2）1/2R盾盾体外壳半径L轨距始发架两条轨道中心线的水平距离实践施工中为了防止地表沉降和刀盘下沉的影响，将始发架比理论标高提高5cm，盾构始发架直接安放在始发井底板上，在底板始发基座两边预埋钢板用来与始发基座焊接连接。（2）、盾构机吊装、组装及调试盾构机吊装、组装

4、a盾构机组装调试程序见下图盾构机组装调试程序示意图b盾构机组装顺序盾构井底板放置的始发台精确定位后及后配套拖车处的轨道铺设完成后，方可进行盾构的下井组装。各节拖车下井顺序为五号拖车四号拖车三号拖车二号拖车一号拖车连接桥。拖车下井后由电瓶机车牵引至指定的区域，一号拖车停放在组装井一边，待连接桥下井后与其连接。主机下井顺序为：螺旋输送机前体中体刀盘安装机盾尾。中体、前体、刀盘、盾尾、螺旋输送机用250t履带吊机和160t汽车吊机配合下井。反力架与负环管片的下井、安装、定位。主机后移与前移的后配套连接，然后连接液压和电气管路。盾构组装顺序示意见下图。组装后配套拖车组装设备桥吊装螺旋输送机组装前体与中

5、体刀盘组装组装管片安装机、盾尾盾构机调试a空载调试盾构机组装和连接完毕后，即可进行空载调试，空载调试的目的主要是检查设备是否能正常运转。主要调试内容为：液压系统、润滑系统、冷却系统、配电系统、注浆系统以及各种仪表的校正。电气部分运行调试：检查送电检查电机分系统参数设置与试运行整机试运行再次调试。液压部分运行调试：推进和铰接系统螺旋输送机管片安装机管片吊机和拖拉小车泡沫、膨润土系统和刀盘加水注浆系统皮带机等。b负载调试空载调试证明盾构机具有工作能力后即可进行负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力；对空载调试不能完成的工作进一步完善，以使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正

6、常生产要求的工作状态。通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。负载调试时将采取严格的技术和管理措施保证工程安全、工程质量和线型精度。盾构机组装所需机具、工具、材料见下表盾构机组装所需机具、工具、材料表序号名 称型号规格单位数量备 注1液压扭力扳手把1用于紧固螺栓2液压泵站（1）台1供液压扳手使用3拉伸预紧扳手把1用于紧固刀盘螺栓4液压泵站（2）台1供拉伸预紧扳手使用5氧气乙炔割具套26千斤顶分体式台220T,50T7推进油缸80T根2用于推动主机等8液压泵站（3）待定台1供推进油缸使用9大撬棍根8作辅助用10小撬棍根8作辅助用11倒链2T个212倒链5T个213倒链10个614电焊机台2包括面罩

7、、电焊手套等15空压机台1包括连接软管30米16重型风动扳手把2包括套筒1套17卧式千斤顶1T或1.5T台1装铰接密封用18砂轮机把2包括砂轮片若干块19插线板套320注脂管路套121活动人梯架222普通工具内六角扳手12、14、17mm套223风动扳手工具300KG套124加油机1套安全保证措施a施工前应进行详尽的技术交底，对大型吊车的结构、性能、所选工况、平面布置、地基处理以及设备的规格、质量、平面摆放位置和工艺方法、工艺程序、工具设置、过程控制都要交底清楚，力求使施工人员都能有清楚的理解，特别是班组长要求透彻理解。进行安全技术交底时，要求所有的施工人员包括起重机司机均必须参加，且要有书面

8、见证资料。b吊车组车结束后应组织相关人员检查，合格方可进行吊装作业。c禁止任何非指挥人员参与指挥，参加作业的人员必须具有相应的上岗证。d大型吊车站位应与方案相符合，吊车支腿要牢靠，用路基板或道木支垫支腿。路基板铺设应规整。e吊装前必须向有关部门进行申请，得到批准签字后方可吊装。f所有相关人员必须到施工现场，吊装过程中遇到意外情况时，应慎重研究对策，禁止盲动。g吊车站位处地基应进行专门、慎重处理，并经有关人员确认。h施工中所用的机索具应按本方案、起重工操作规程、实用起重吊装手册的有关要求执行。吊装所用的全套机索具应有质保书、产品合格证，并置于技术、设备、安全的有效管理之中。另外机索具设置要合理，

9、标准要高。按要求设置有困难需要变更，须经过方案编制人确认，并按原程序上报审批。i吊装过程中，应有统一的指挥信号，参加施工的全体人员必须熟悉此信号，以便各操作协调动作。j吊车及运输车辆进出场地要求垫实，必要时用钢板或路基板进行局部铺垫。k在作业时应设立吊装警戒线，关键位置设专人看守，非工作人员严禁进入吊装区域。l吊装前应组织各专业人员进行联合细致检查，及时发现和消除安全隐患。m在方案实施过程中，安全部门要严格把关，加强安全监督管理，明确各自职责，责任到人。n对所选用的吊装机索具应在每天使用前作认真的检查，以确保其完好无损。o所使用的钢丝绳要经过严格检查，特别强调对曾使用过的钢丝绳的检查，注意发现

10、被电焊打过的、严重锈蚀的、断丝断股的、被火焊烤过的或扭结的痕迹，避免出现大的漏洞，造成重大闪失。p设备吊装过程中，应确保指挥信号准确、畅通。遇到问题时应特别注意要有统一的指挥和良好的现场秩序。q当阵风风速超过10.8m/s（六级）或光线不明或操作人员无法辨认指挥信号时严禁进行吊装作业r在设备吊装的整个施工过程中，特别强调个人的自身保护意识和安全部门的专业监督，避免人身事故的发生。s未尽事宜，应遵守起重工操作规程和大型设备吊装工程施工工艺标准中的有关规定执行。(3)、反力架安装反力架、负环管片位置的确定反力架为钢结构，用来提供盾构推进时所需的反力，根据始发井的位置，确定负环数，并因此确定反力环前

11、端面里程为：D反力架=D洞门-L管*N-L钢（盾构掘进方向由小里程向大里程）其中：D洞门洞门里程；L管管片长度m；L钢钢环宽度；N负环管片环数。安放反力架之前，先对底板进行清理，当反力架安放置设计位置后，精确测量定位，使之与盾构机的设计轴线保持垂直。反力架安装反力架及支撑系统的安装：首先用全站仪测定竖向倾角和水平位置，然后将反力架整体组装，并由门吊配合校正其水平位置、倾角和高程，经测量无误后焊接牢固。安装反力架时，左右偏差控制在5mm以内，高程偏差控制在5mm以内，倾角偏差控制在2以内，盾构姿态与设计轴线竖直趋向偏差小于2，水平趋向偏差小于2。反力架的固定反力架提供盾构推进时所需的反力，因此反

12、力架需具有足够的刚度和强度。将反力架放在始发井中，调整好位置以后，与主体结构间用609钢管支撑，为防止推进过程中反力架上浮，在结构中板上设置型钢抗浮支撑。盾构反力架安装质量的好坏直接影响始发掘进时隧道的质量，其中反力架的竖向与设计轴线的垂直是主要因素。所以反力架安装必须注意以下事项：a反力架中心高程放样反力架中心的安装采用水准仪配合全站仪进行。其中全站仪架设于盾构出洞端的圈梁轴线点上，后视另一轴线点，将轴线点投向反力架中心标志处，指挥反力架左右平移，直至与轴线重合；然后用水准仪测量中心标志的绝对高程，指挥反力架上下移动，达到设计的高程值，反力架直接支撑在底板上，施工底板混凝土时严格控制标高，由

13、于反力架的中心不是影响始发掘进的主要因素，安装时，反力架的中心误差控制在10mm以内。b反力架与轴线及自身垂直放样反力架中心放样完成后，须使反力架面在竖直方向上垂直，且此面与盾构设计轴线垂直。放样时，首先使用水平尺使反力架在竖直方向上基本垂直。然后使用全站仪将轴线引入始发井底部，在靠近反力架处的设计轴线上设站，后视另一轴线点，全站仪置0，旋转90，在始发井侧墙一侧放样两点，然后用倒镜在始发井另一侧墙处同样放样两点。放样后，须再旋转全站仪180，检查是否与起初放样的点位于同上平面内，分别在侧墙上方及下方的两点间拉线，用直尺准确量出反力架不同部位与线之间的距离，以任一点为基准，调节反力架，使反力架

14、表面与线组成的现面平行（线任意一部位到反力架表面的距离相等），使反力架处竖相垂直且反力架面与设计轴线垂直。(4)、洞门凿除洞口槽壁砼凿除及处理盾构调试完成后，在确保盾构运转状态良好的情况下，开始凿除洞门。洞门凿除施工脚手架设计凿除洞门时应在洞圈内搭设脚手架,脚手架搭设见下图脚手架搭设示意图洞口土体加固效果检查及技术措施在凿除洞门前应先凿5个(上、下、中、左、右)观察洞，观察洞外土体加固情况，是否达到设计所要求的强度、渗透性、自立性等技术指标，只有全部指标满足施工规范要求，方可进一步凿除。如果加固区土体的自立性仍较差，则需采取注浆加固措施。注浆可采用双液浆进行补注浆。注浆位置：沿洞圈分缝斜向打入

15、注浆管，主要在洞门开凿的一圈分缝及几大分块之间打设，从而达到固结洞圈内部土体的效果。注浆配比：水：水泥：水玻璃0.5：1：1,注浆压力为0.20.3Mpa，初凝时间为510分钟，浆液流量为1015L/min。洞口槽壁砼凿除洞口槽壁砼采取人工高压风镐凿除。连续墙厚度为1000mm,凿除工作分二层进行，先凿除外层650700mm，割除外层钢筋及预埋件，留350300mm厚砼及外排钢筋，并在每块砼上设一只吊点。凿除最后一层厚砼前，应把盾构顶进离洞圈80cm左右的距离。外层凿除工作先上部后下部。钢筋及预埋件割除须彻底，以保证预留门洞的直径。里层槽壁凿除方法是将其分割成9大块，具体做法是在洞门凿两条竖槽

16、和两条横槽及环槽。具体参考下图洞门凿除示意图上述准备工作结束，进行最后一层洞门的凿除工作。凿除时采用方木（2020）撑在外层砼块与盾构机大刀盘之间。然后按照先下后上的顺序逐块割断外排钢筋，吊出混凝土。洞门凿除要连续施工，尽量缩短作业时间，凿除结束后马上清理洞口内的砼块及其它杂物，随后进行盾构空转推进。凿除砼块吊离拆除脚架，改搭临时易拆操作平台；钢筋割断应先下部后上部，先中间后二侧，割一块吊一块。合理安排割断顺序，使用长割具，防止砼块倾倒。砼块吊离应先上部后下部，尽可能缩短砼块吊离工作时间，防止土体塌方，吊离完毕盾构机须迅速进入洞门。整个作业过程中，由专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故隐患，

17、确保人身安全，同时安排专人对洞口上的密封装置做跟踪检查，起到保护作用。(5)、洞门密封安装由于洞口与盾构、洞口与管片之间存在空隙，易造成地下水、泥浆、开挖面的土砂等流出，另外，待盾尾通过后当进行第一次壁后注浆时尾易出现浆液流出。因此，须在洞口安装密封系统，该系统由洞门圈预埋钢环板、帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈等组成。盾构出洞密封系统装置见下图。盾构出洞密封系统装置示意图密封系统安装前须对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核，确保其与洞圈上预留螺孔位置一致。拼装顺序为：帘布橡胶板圆环板扇形板，自上而下进行。拼装时圆环板的压板螺栓应可靠拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止盾构进洞

18、后同步注浆浆液泄漏。当盾构刀盘进入洞口时，调整扇形板及橡胶帘布板使之向内弯曲紧贴至盾构外壳上；当盾尾通过后，调整扇形板,使扇形板滑到管片的外周处,并进行固定,防止其翻转。(6)、负环管片安装负环管片包括负环钢管片和负环混凝土管片。负环钢管片起到连接负环混凝土管片和反力架的作用。负环管片采用整环错缝拼装，目的是提高管片的成圆度和管片安装时的安全。根据盾构井结构尺寸及盾构机主机长度综合考虑，其中0环插入结构内500mm。负环混凝土管片拼装由管片拼装机在盾尾内按顺序拼装成型，用连接螺栓连接固定。在安装负环管片之前，为保证负环管片不破坏盾尾尾刷、保证负环管片在拼装好以后能顺利向后推进，在盾壳内安设厚度

19、不小于盾尾间隙的方木（或型钢），以使管片在盾壳内的位置得到保证。由于负环管片的拼装精度将直接影响到正式管片的拼装精度，因此，尽可能的将负环管片拼装成真圆形。第一环负环的位置对整个隧道管片的质量影响很大，因此需要准确定位，拼装负环时，第一块管片的位置可在盾尾画出线条标记，拼装手根据画线给管片定位。第一环负环管片拼装成圆后，用45组油缸完成管片的后移，管片在后移过程中，要严格控制每组推进油缸的行程，使每组推进油缸的行程差小于10mm，保证管片的断面与设计线路垂直。在管片的后移过程中，要注意不要使管片从盾壳内的方木（或型钢）上滑落。每拼一环管片由千斤顶推出盾尾，在管片脱离盾尾时及时用木楔垫实管片与导轨之间的间隙，并用钢丝绳把负环管片与始发基座捆绑牢固，直至盾构处于出洞前位置。盾构出洞时，由于基准导轨与前方加固土体之间有一定的间隙（即盾构始发井内衬、围护结构厚度加施工间隙），为防止盾构前移的过程中出现“磕头”现象，在洞圈内安装两根导向接长轨道，安装倾角位置与基准导轨一致。盾构进入洞门前在刀盘和帘布橡胶板外侧涂润滑油以减少摩擦力，防止破坏帘布橡