盾构区间实施性施工组织方案

目录一、工程概况 11、工程范围及主要工程量 11.1地理位置 11.2主要工程范围及数量 11.3盾构隧道钢筋砼管片 21.4盾构隧道防水 22、工程地质与水文地质 22.1工程地质 22.2盾构隧道所处地层地质情况 2二、盾构的设备的适应性（选型）及各工作系统 31、盾构的设备的适应性 32、盾构机选型 53、盾构机功能描述 64、盾构施工配套设备 25三、盾构进出洞施工方案及应急预案 251、进、出洞端头土体加固 251.1端头地质情况 251.2加固方案 251.3加固土体质量检验 262、盾构始发施工 262.1洞门凿除 272.2始发设施的安装 272.3负环管片安装 272.4始发掘进注意事项 283、应急预案 28四、区间联络通道的施工方案 291、地层加固 291.1加固范围及质量要求 292、开挖与衬砌 332.1施工流程 332.2连接螺栓复紧和钢管片接缝焊接 332.3管片预应力支架安装 332.4联络通道/泵站土体开挖 342.5初期支护 342.6防水工程 352.7二次衬砌 353、联络通道施工监测 363.1监测项目及方法 363.2监测频率 36五、特殊地层施工技术措施 371、技术措施 372、突发事件应急预案 38六、盾构区间的周边环境及保护措施 381、周边环境 382、主要保护措施 392.1、施工前的准备 392.2、施工过程控制 392.3、实时监测 403、过建筑物及交叉线施工方案 383.1施工方案 383.2、制定变形监测方案 39盾构区间实施性施工组织方案一、工程概况1、工程范围及主要工程量1.1地理位置杭州地铁1号线【九堡东站～乔司南站盾构区间及地下明挖段、U型槽段】（22号盾构）沿线穿越九堡镇、乔司镇及临平镇，从九堡站(K28+634)开始沿九沙大道下方往东走，并逐渐向北偏转，穿越德胜路后，于桩号K30+280（右）出地面。1.2主要工程范围及数量九堡东站～乔司南站地下区间里程为K28+630～K30+280（右），总长1650m。包括：（1）隧道洞口段里程范围为K30+050～K30+280，长230m（右），为明挖箱形U型槽结构；（2）洞口与盾构段过渡段里程范围为K29+833.2～K30+050（右），长216.8m，为明挖隧道；（3）K30+050（右）处设1座雨水泵房，为明挖结构；（4）盾构段里程范围为K28+630～K29+820（右），长1190m，盾构外径6.2m，左线盾构隧道长1190m，盾构外径6.2m；（线间距、埋深、曲线半径要素等）（5）K29+220（右）处设不置1座联络通道兼废水泵房,为暗挖结构。其大致情况见图1-1《工程范围示意图》。图1-1工程范围示意图1.3盾构隧道钢筋砼管片（1）管片环设计为3+2+1模式，即3块标准块、2块邻接块和一块封顶块，分标准环、左转弯环、右转弯环三种形式，采用C50、S10钢筋砼预制，宽度1200mm，厚度350mm。管片的块与块间以2根M30的环向螺栓连接，环与环间以16根M30的纵向螺栓连接。（2）联络通道与正线隧道相接处采用特殊管片环，为钢管片。（3）管片制作和拼装精度要求1）单块管片的允许误差：宽度±0.3mm；弧、弦长±1.0mm；外半径±02mm；内半径±1mm；环向螺栓孔孔径及孔位±2）整环拼装的允许误差：相邻环的环面间隙≤1.0mm；纵逢相邻块块间间隙≤1.0mm；衬砌对应的环向螺栓孔不同轴度小于1mm；3）推进时轴线误差≤50mm；4）衬砌拼装成环的水平、竖向直径偏差≤3‰D。1.4盾构隧道防水（1）本标段结构防水等级为二级标准，即隧道顶部不允许滴漏，其他部位不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不大于总防水面积的6/1000，任意100m2上的湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积0.2m2。整条隧道每昼夜平均渗漏量≤0.05L/m2，任意100m2每昼夜渗漏量≤（2）防水设计以管片砼自身防水、管片接缝防水、隧道与其他结构接头防水为重点。（3）管片采用C50高强度砼制成高精度管片，抗渗等级采用S10。（4）管片接缝之间预制密封沟槽和嵌缝槽，设高弹性三元乙丙橡胶密封垫或遇水膨胀橡胶条(表面涂缓膨胀剂)，管片角部加贴橡胶薄片加强防水，螺栓孔设可更换的遇水膨胀橡胶密封圈，嵌缝为氯丁乳胶水泥和聚硫密封胶嵌填密封。2、工程地质与水文地质2.1工程地质工程沿线地势平坦，地表高程在4.20～6.99m之间。按地质时代、成因类型及其工程特性，结合区域地质资料，上部主要为钱塘江近代冲积、沉积的粉砂性土，下部为陆～海相软、硬土层交替沉积地层，底部基岩埋深一般在40.4～64.4m左右。场地勘探深度以内可分为划为15个大层及若干亚层。2.2盾构隧道所处地层地质情况（1）隧道掘进范围内主要为③2、③3、③6、③7和③9层,区间结构持力层为③层这层粉砂土，粉性土的透水性较好，易引起流砂、管涌等不良地质现象。（2）河流：区间桩号K29+751.7（右）处有一规划河道九沙河，河宽12m左右，河床底高程2.2m。河道施工不对盾构隧道产生影响。具体见表1-6《盾构隧道通过地层详表》。表1-6隧道通过地质条件详表里程上覆地层洞身地层下卧地层备注K28+630～K28+700③2砂质粉土层③5砂质粉土层③6粉砂③6粉砂层③7粘质粉土夹粉质粘土层盾构隧道K28+700～K28+982.40③2砂质粉土层③2砂质粉土层③5砂质粉土层③5砂质粉土层③6粉砂盾构隧道K28+982.40～K29+119.8③2砂质粉土层③2砂质粉土层③5砂质粉土层③6粉砂③6粉砂盾构隧道K29+119.8～K29+296.00③5砂质粉土层③5砂质粉土层③6粉砂③6粉砂盾构隧道K29+296.00～K29+820③5砂质粉土层③5砂质粉土层③6粉砂③7粘质粉土夹粉质粘土层③6粉砂层③7粘质粉土夹粉质粘土层盾构隧道二、盾构的设备的适应性（选型）及各工作系统1、盾构的设备的适应性（1）软土及砂层的适应性a盾构具有完善的土压平衡掘进的功能，当地层不稳定时可以在此模式下进行掘进；盾构在土仓压力隔板的不同高度位置安装了五个土压传感器，可以对土仓内不同高度的土压随时进行监控；螺旋输送机的出土速度可以无级调速。盾构在土压平衡模式下掘进时有严格的土仓压力管理规定，通过控制系统可以对土仓压力、掘进速度、螺旋输送机出碴速度等参数进行全自动或手动控制；盾构在土压平衡模式下掘进时可以有效的控制地表沉降。盾构机在开挖舱壁上安装表观密度计及低限报警装置，以监测开挖舱表观密度，防止掌子面渣土出空。b当盾构通过粘土层时刀盘以齿刀为主，特别是中心齿刀安装后可以增大刀盘中心的开口，刀盘的开口率可以达到31％，比较适合软土顺利流入土仓。再通过刀盘中心的四个膨润土注入孔向掌子面中心直接注入适量的膨润土，增加刀盘中心粘性土的流动性，即可以有效的防止刀盘中心泥饼的产生；c针对本项目的地层存在大量的沙层，透水率超过10－3M/S，针对这问题，我们将使用膨润土来改善渣土的透水性和流动性。使开挖出来的渣土具有：良好的塑性，粘～软的稠度，内部磨擦低，透水性低使用膨润土盾构机的碴土改良系统既可以注入膨润土或泥浆。添加材料既可以通过中隔板注入土仓内，也可通过布置在刀盘面上的膨润土孔直接注入开挖面。通过调整这些添加材料的注入，可以达到很好的碴土改良的效果。d螺旋输送机的转速为0～22rpm，在此转速范围内可以无级调速，从而可以实现在土压平衡模式下盾构出碴量的控制。螺旋输送机中部有600mm的长度没有螺旋叶片，当碴土通过此段时因堆积而形成土塞，对防止喷涌有一定的效果。根据施工需要还可以向螺旋输送机内注入膨润土来堵水和防止喷涌发生。e当盾构机突然停电时螺旋输送机的后门可以自动关闭以防止在软土地段施工时可能发生的危险。在正常施工过程中操作人员也可以控制螺旋输送机的后门开度。（2）特殊地段的适应性a过建筑物密集区盾构通过建筑物密集区时施工的关键是能够控制盾构刀盘前方土压与地层的水、土压力的平衡以及注浆量和注浆压力的保证，减少对地层的扰动，同时能够控制出碴量来减少地层的水土流失，达到控制地表沉降、保护地表建筑物的目的。IHI盾构配置先进Trimble5603激光导向系统来精确监控盾构机的姿态，并通过分组油缸的不同推力组合来适时调整盾构机的状态，保证盾构不会对地层产生较大的扰动。盾构机的同步注浆系统也是保证地面建筑物安全的重要措施之一，在施工中应保证同步注浆系统的注浆量和注浆压力来防止地层下沉。盾构可以采用完全的土压平衡模式进行掘进。盾构还设置有保压泵碴系统接口，当土舱压力较大、地层水较多时，可以安装此系统使盾构在一定的土压下进行掘进。c砂层掘进本标段隧道大部分断面通过粉细砂层、粘土地层。盾构在砂层中可以采用全土压平衡模式掘进，开挖舱内碴土的位置一定要尽可能的高，并通过加注膨润土、聚合物等来进行碴土改良，以降低刀盘的驱动扭矩并得到较好的封水效果。在盾构前体隔板上安装有表观密度计，可以有效防止开挖舱渣土位置过低。开挖过程中还应该加强出碴量的监控，做到出碴量和理论计算值以及盾构的掘进长度相适应，杜绝过量出渣。d小曲线半径线路掘进本标段线路最小转弯半径为R395.4m，盾构的铰接部分为球形铰接机构，通过理论计算盾尾间隙也能够适应R350m的曲线。当通过小曲线段时，还可以用超挖刀将曲线内侧的的土体适当超挖来辅助盾构进行小曲线段调向。2、盾构机选型选形依据不同类型的盾构适用的地质类型也是不同的。盾构的选型必须做到针对不同的的工程，不同的地质特点进行针对性设计，才能使盾构更好的适应工程。工程地质条件决定必须选择密闭型盾构，盾构的主要类型有敞开式和密闭式两大类，密闭式又可以分为泥水式、土压平衡式、复合型盾构等。其中开敞式主要应用于地层稳定、不含或含少量地下水，地面情况比较简单的隧道施工，其成本低，功能相对简单。而本标不稳定地层较多，地面建筑物及管线多，防止地层下沉是施工的重点控制项目，所以在此标段中只能选择密闭型盾构，即可以选择土压平衡盾构或泥水平衡盾构。地层渗水性对盾构选型的影响地层水严重影响地下工程的施工安全，也是决定盾构选型的重要因素之一。下图表明地下水对盾构选型的参考示意图。此图也表明，土压平衡盾构和泥水的地层适应性在一定的范围内是重叠的，即在渗水系数为10-7～10-4m/s的范围内，对两者都是比较适应的。但是在渗水系数小于10-7m/s时就不适宜采用泥水盾构，而当渗水系数大于10粉细砂粉细砂卵石层粗砂砾层中细砂砾层粉细砾层粗砂泥砂粘土地层渗水性与盾构选型-10泥水盾构土压平衡盾构透水系数(m/s)-1-10-1-10-2-10-3-10-4-10-5-10-6-10-7-10-8-10-9-10-10-10-11图2-1地层渗透系数与盾构选型关系示意图本标段部分隧道位于水位线的下面，但整体上看地层渗水系数不大（局部最大为1.1×10-4m/s，此处隧道大部分在地下水位线以上，绝大部分地层的渗水系数为10-6所以根据本标段的工程条件、地质特点、工期及施工要求，结合类似工程盾构的选型经验和杭州地铁既有盾构工程的盾构类型，在本工程宜采用土压平衡盾构。3、盾构机功能描述盾构机结构描述我们拟采购的IHI盾构是一台具备多种功能于一体的综合性设备，它集合了盾构施工过程中的开挖、支护、出土、注浆、导向等全部的功能，盾构施工的过程也就是这些功能合理运用的过程。土压平衡盾构在结构上包括刀盘、盾体、人舱、螺旋输送机、管片安装机、整圆器、管片小车、皮带输送机机和后配套拖车等；在功能上包括开挖（主驱动）系通、推进系统、出碴系统、管片拼装系统、液压系统、电气控制系统、供水供电系统、冷却系统及附属功能装置（激光导向、姿态控制装置、壁后注浆装置、后方台车、集中润滑装置、铰接装置、通风装置、碴土改良装置、）及其他一些重要装置如盾壳、人闸等组成。（见2-2盾构全图）。盾构机实现掘进的主要运动包括刀盘的旋转和推进千斤顶的推进，盾构通过刀盘的旋转实现对开挖面上岩土的切割破碎，借助推进千斤顶的推力实现盾构机不断向前推进，同时提供破岩的正面压力和维持开挖面稳定。刀盘掘削下来的碴土通过刀盘的开口槽进入土舱，由前端伸入土舱下部的螺旋输送机将碴土输送到皮带输送机上，皮带输送机把碴土输送到碴土运输车，再由碴土运输车、吊车将碴土运出隧道。推进千斤顶推压拼装好的管片衬砌环，受管片衬砌环的反向推力，为盾构机的前进提供推进力。图2-2盾构机总体结构示意图配套的盾尾同步注浆装置，在盾构机向前推进的同时，向管片衬砌环脱出盾构机盾尾后形成的空隙即管片与隧道洞壁之间的环状间隙加注配制好的水泥砂浆，以达到固定管片和稳定围岩地层防止地面沉降的目的。盾构机主机按结构可分为：盾体由前体（切口环）、中体（支撑环）和后体（盾尾）三大部分组成，盾构机组成结构图和后配套拖车结构图。（见图2-3盾构机主体图）前体分隔开挖区和人员工作区，依靠前体的密封舱壁，盾构机和开挖面之间构成一个土舱，用于堆积刀盘切削下来的碴土，通过对这些碴土进行加压、压力传递，使压力作用在开挖面上，维持开挖面的稳定。同时还能够保护在土舱内作业人员的安全。前体的舱壁上安装有土压传感器，还在不同高度位置上设置了许多管口，可以用于注入各种添加材料、压送气体。人闸气压舱入口和螺旋输送机取土口也开设在前体的隔板上。前体隔板中心为主轴承的安装座孔，上下部为人闸气压舱、螺旋输送机提供安装法兰。中体的内部焊接有加强环和H架，在中体内布置推进缸支座和管片安装机架。管片安装机支架通过相应的法兰面和管片安装机梁连接起来。在中体前部的盾壳上焊接了带球阀的实施超前钻孔的预留孔，可在需要时对软弱地层实施超前加固。中体通过铰接油缸和盾尾相连，这种中折机构可使盾构在较小曲线半径线路上进行掘进，便于通过曲线段而不至于进行过多的超挖，壳体的铰接环上设置有铰接密封，能够保证开挖过程中地下水不会由此处进入到盾构内部。前盾与中盾的连接是一种被动式铰接连接。铰接接头为机械加工形式，前体与中盾之间配有可调密封条和遇水膨胀紧急密封。铰接油缸行程和压力由数字显示在控制室。后体包括：钢结构壳体；钢丝密封刷，密封能力为4.5bar；双铰接密封，由填料密封和紧急膨胀密封组成；注脂管路，每条注脂管都连接到前腔和后腔（焊接在盾尾中）注浆管路，直径50mm整合在盾尾，注浆管设计有清洗窗口以防堵塞。图5-5盾构机主机图（2）刀盘结构特点结构设计：整个刀盘为焊接结构面板式，在刀盘上焊接了安装各种刀具的刀座。刀盘和主驱动通过一个较厚的中心铸钢件扭力臂式法兰盘联接，以传递足够的扭矩和推力，可以正反向旋转，正反向切割效果相同。刀盘标称直径6360mm，刀盘厚度450mm，刀盘总重约20t。为了保证刀盘的整体结构强度和刚度，刀盘的周边和中心部件在制造时采用先栓接后焊接的方式连接，刀盘采用中间支撑、面板式结构，受力布局合理。刀盘的强度和刚度均满足要求。开口槽为沿盘面十子线对称分布八个长条扇形孔型开口槽，相邻两列开口槽处背向布置两列作用方向相反的刮刀，开口尽量延伸靠近刀盘的中心位置，开口槽壁板设计成与盘面钢板倾斜（后扩张八字）的型式，。刀盘开口有利于碴土平顺地进入土舱，提高掘进效率。刀盘设计为面板式结构，有较阔的开口槽，刀盘刀具采用齿刀便于切割和清除土碴，刀具配置能适应各种淤泥、砂土、粘土地层等。刀盘开口率40%（见图2-4刀盘全图），根据施工经验，本标段在隧道掘进过程不考虑换刀。2-4图刀盘全图后配套台车盾构的拖车用以安放液压泵站、注浆泵、砂浆罐及电气设备等。拖车行走在钢轨上，拖车之间用拉杆相连。每节拖车上的安装设备如下表。皮带机从五节拖车的上面通过，在5号拖车的位置出卸碴。绝大部分的液压管、水管、膨润土管及油脂管从拖车内通过到过盾构主机。如下表2-1所示：在拖车的一侧铺设有人员通过的通道。拖车和主机之间通过一个连接桥连接，拖车在主机的拖动下前进。刀盘装在盾构机的最前面，直接与开挖面接触，设置超挖刀二把（其中一把备用），专门用于盾构曲线施工和盾构姿态的修正。表2-1拖车安装设备左侧台车右侧台车NO.1台车·同步注浆注入设备·运转操作室NO.2台车·加泥材注入设备·控制盘NO.3台车·同步注浆管清洗设备·液压泵单元·液压阀类·比给脂用泵单元·盾尾油脂供应用泵NO.4台车·油箱·液压泵单元·高压变压器NO.5台车·电缆(用户)·电缆(用户)在刀盘面板及周围最易磨损处，覆以耐磨钢板或交叉堆焊硬质合金，以增加刀盘的耐磨性；刀盘中心装有回转接头和管路，以便连接超挖刀液压管路和泥浆管路。刀盘的外径设计为6360mm，比前盾体外径6340mm（含5mm厚硬质堆焊层）大20mm，盾体呈前大后小锥形，便于盾构在推进时减少盾壳与围岩的摩擦；刀盘转速为0.25～1.3rpm，由变频电机无级调速。在8个变频电机驱动下，通过减速器、大小齿轮、主驱动轴承、中间式支撑传递动力给刀盘，系统的总功率440KW切削土体。刀盘采用面板式结构，刀盘开口率40%，切削下来的泥土碎石由开口槽进入泥土舱，在泥土舱内由装在刀盘后壁和密封隔板上的搅拌棒对其进行强制搅拌，使其塑流性和不透水性达到最佳状态，经伸在泥土舱底部的螺旋输送机输送出去。泥土舱内设有5个土压传感器和泥浆、膨润土及水的注入口，当切削下来的碴土塑流性和不透水性差不适于碴土的排放时，排土量小于开挖进土量，开挖量与排土量的动态平衡被打破，无法保证碴土舱内的压力与开挖面土压和水压的平衡，土舱压力升高影响开挖面稳定，应及时注入碴土改良添加剂，经搅拌混合提高碴土塑流性和不透水性，使碴土能顺利的排出，利于压力平衡调节，确保刀盘开挖的顺利进行。推进功能描述推进功能由推进系统来完成。推进系统由推进油缸、油压系统、控制系统组成。沿支承环圆周均匀地安装了22个推进油缸，油缸布置与管片分别对应，油缸活塞伸出推压管片前端面靠管片的反力实现对盾构的推进。油缸和油压系统是盾构推进的动力装置。油缸分上下左右四组进行控制，如图2-5所示。通过调整各组的推进力的大小来控制掘进方向，推进油缸行程为1300/1950mm，满足1200mm管片的拼装要求。排土功能描述排土功能主要由螺旋输送机、皮带输送机及运碴车辆来完成。螺旋输送机的作用是出碴和调节土舱压力。螺旋输送机螺旋轴从土舱下部伸入土舱取土，通过出土闸门卸在皮带输送机上。土压平衡模式掘进时，可以通过调节出土闸门的开度和螺旋机的转速来实现对土舱内压力的调节。螺旋轴采用驱动端固定，取土端浮动的支承形式。取土端的外壳底部焊接有耐磨合金条，螺旋叶片边缘焊有耐磨合金块，叶片受碴土摩擦的一面堆焊有硬质合金条纹，使螺旋输送机具有较好的耐磨性能。螺旋输送机后部的出土闸门由液压缸控制，可以通过它控制螺旋输送机的排土量，在土压平衡模式掘进时，可起到调节土舱压力的作用。前筒体的侧面开有一个维修门，方便螺旋机的维修和障碍物的排除。螺旋输送机的前后筒体上各开有2个注入孔，必要时可以加注添加剂，降低碴土的粘性，减少出土阻力，提高出土效率。螺旋输送机由液压马达驱动，螺旋输送机螺杆上的螺旋片分为两段，中间段没有螺旋片，如图5-7所示。由螺旋输送机前段螺旋片排送上来的软土在此段不再受到向上的输送动力，降低上传速度，形成一段较密实的土塞，当有涌水发生时能起到封堵作用，可以有效防止螺旋输送机出土口产生喷涌。在地质水文资料显示有可能产生水涌的地段。图2-5图2-5螺旋输送机叶片螺旋输送机可满足直径为200mm管片拼装功能描述管片拼装系统由管片拼装机、管片输送机构组成。在完成一次掘进循环后，一部分推进油缸回缩，为下一环第一片安装管片留出足够的安装空间。其余推进油缸和上一环拼装好的管片仍保持接触支撑，继续对盾构提供支撑力，以防止盾够机由于失去支撑力后受前方土压作用而后退造成掌子面支撑力减弱而坍塌。管片吊机从管片车上运输管片至管片输送机上，通过输送机构将管片输送到管片拼装机下。管片拼装机通过夹紧机构将管片夹起，完成管片的粗定位和微调整定位，盾构推进千斤顶支撑端推压管片到位，再通过螺栓连接方式完成管片间的连接和环间的连接。管片拼装机为环形结构，由盾构支承加强圈上的二根横梁支承，拼装机可在横梁上移动；拼装机的平移、伸缩由液压油缸操纵控制，如7-11结构示意图。拼装机有6个自由度，确保管片的旋转、升降、移动、俯仰、側倾和摇摆的各基本动作而进行最终的定位。其油缸举升行程和纵向移动行程分别为1100mm和800mm，完全可以满足1200mm管片拼装。管片拼装机具有自动锁定功能，即当液压系统失压时，液压马达上的制动器可以实现自动锁定。管片拼装机不受推力油缸靠近和加压产生的运动及外力的影响。整个管片拼装机的工作可采用手控和遥控进行。管片输送机构每次可存放三片管片。油压控制系统功能描述油压控制系统根据施工要求合理配置，主要用于推进系统、螺旋输送机、管片拼装机及铰接装置等，集中供油装置设在拖车上。供油装置设有过滤系统，其过滤精度达4微米。日本IHI公司使用不易自燃的液压油，并使用4层钢丝编制的高压胶管，可以有效防止因高压系统泄漏发生火灾的危险。电气控制系统功能描述电气控制系统由高压电缆、变压器、配电盘等组成。配置在便于操作、检查、维护的位置，均具有防水、防滴、防潮、防尘和防振的特点，具有接地保护、安全警报、自动互锁、漏电保护、过电流、短路保护等功能，可实现高压电缆的快速收放，保证供电的安全。所有电缆是H07-cables(难燃，不含PVC)。盾构机报警系统盾构控制系统由PLC和1台监控计算机组成主机系统，配有专门的数据获取处理软件，远程监控终端分布在盾构内及后方台车上，每台远程终端配置小型PLC，主机和远程终端的通信采用总线方式。盾构工作分盾构掘进、管片拼装和停机三个阶段，盾构掘进时，可采用自动控制模式和手动控制模式，即根据推进速度及土仓压力自动或手动改变螺旋输送机转速以改变排土量来维持土压平衡的控制模式。盾构配置必需的传感器，主要有土压传感器、土舱碴土的表观密度监测装置、油压仪、行程仪、螺旋输送机测速仪（弃土自动秤量）、闭路电视系统等，还配有压力、温度继电器。监控计算机采用触摸式，以掘进施工操作、管理、监视为目的，主要功能有数据显示、数据保存、数据处理、数据设定、报警等。所有的主要设备均设有预先报警、安全互锁系统及远程控制功能，保证安全无故障操作。当土舱压力低于稳定掌子面设定压力时，土压传感器信号经主控计算机处理给出报警信号，对推进压力进行调整。螺旋输送机排土时通过安装其上的两个土压传感器给出的信号，经主控计算机处理，当排碴土超过上限时给出报警信号，及时处理。螺旋输送机排碴口安装闭路电视系统（1个彩色摄像系统和1个彩色监视系统），可方便地在控制室直观观察出土的表面性状，对异常情况进行及时处理。当泥土仓碴土表面密度低于下限时，检测装置的信号经计算机处理，及时给出报警信号，作出必要调整，满足正常掘进施工要求。计算机屏幕为直观菜单显示，有多幅画面供盾构司机选择，控制室设在后方台车上，带空调设施。盾构机导向系统导向系统采用Trimble5603光波自动定位隧道导向系统，由PC机、隧道掘进软件、激光经纬仪、棱镜、控制盒、调制解调器、激光发射器、电缆等组成，能对盾构在掘进中的姿态位置、水平和垂直偏差进行监测控制、显示，并能及时报警，操作人员可以及时的根据导向系统提供的信息，快速、实时地对盾构的掘进方向及姿态进行调整，保证隧道掘进沿设计路线推进。所有被监控对象的资料均可由隧道掘进软件进行分类组合，以图表、数据的形式显示出来。通过数据采集系统收集到的信息，可以实现对盾构机状态的实时信息化管理。通过互联网、拔号及计算机可以将当前的盾构机掘进状态数据传送至业主、监理、设计及施工等相关部门，为整个工程的信息化管理提供重要信息来源。盾构机碴土改良系统泥浆系统主要由注浆泵、储浆箱、管道、阀等组成，安放在后方台车上。泥浆由泥浆泵泵出，经管道通到前面的刀盘、密封土舱和螺旋输送机内，对土碴进行改良。泥浆的注入可实现手动控制和自动控制。泥浆续加装置有泥浆罐、管道、泥浆泵组成，可向储浆箱中进行补充添加，保证储存量可供正常使用。碴土改良注入口设计：刀盘面板上共有5个膨润土注入口，膨润土注入口也可以用来加注膨润土、泥浆。刀盘面版上的膨润土喷口经过了优化设计，如图2-6所示。单向阀单向阀清洗口泡沫管路 图2-6刀盘膨润土喷头示意图膨润土管路和喷头处的结构为三通加单向阀形式，即使发生喷头堵塞也易于在刀盘后面疏通。盾构机壁后注浆系统壁后注浆装置由注浆泵(1台)、清洗泵、储浆槽、管路、阀件等组成，安装在后配套台车上。当盾构掘进时，注浆泵将储浆槽中的浆液泵出，通过四条独立的输浆管道，通到盾尾壳体内的4根同步注浆管（备用4根同步注浆管），对管片外表面的环行空隙进行同步注浆，其作用首先是防止地层变形，其次是提高隧道整体防水性能，确保管片衬砌的早期稳定性。在每条输浆管道上都有一个压力传感器，在每个注浆点都有监控设备监视每环的注浆量和注浆压力；而且每条注浆管道上设有两个调整阀，当压力达到最大时，其中一个阀就会使注浆泵关闭，而当压力达到最小时，另外一个阀就会使注浆泵打开，继续注浆。注浆量和注浆压力的大小可以实现自动控制和手动控制，手动控制可对每一条管道进行单个控制，而自动控制可实现对所有管道的同时控制。盾尾密封采用三道钢丝刷加注油脂密封，确保壁后注浆的顺利进行。盾构机安全开仓系统（人闸）在盾构机中心设有一道人闸舱，舱体由钢板卷制成圆筒式结构，为双室结构（3人），装有前后两道闸门，当需要进入泥土密封舱内排除故障或者更换刀具时，应先将泥土密封舱内充以压缩空气用以支护开挖面土体，然后人员与材料再通过预备舱、人闸舱变压过渡(加、减压)而出入泥土密封舱。双室结构右边的主舱用作进出土舱的正常通道，左边的预备舱在紧急情况下使用。工地提供人闸所需的压缩空气，紧急氧气设备，内燃空气压缩机和空气过滤设备。姿态控制装置系统姿态控制装置是控制盾构在已定空间轴线的允许偏差范围内前进的关键装置，主要通过调整盾构推力大小和合力作用点位置以及设置在刀盘的超挖装置（超挖刀）来控制。在盾构掘进时，利用控制盾构纵坡以控制盾构的高程位置，利用千斤顶伸出差值控制盾构平面位置，通过控制系统进行监测来控制盾构的姿态，而超挖装置则由一个油缸千斤顶和一个超挖刀构成，外伸量用油缸千斤顶的行程调整，调整范围在0～125mm，利用角度传感器可在任意的角度上进行盾构外径的部分外挖或超挖，确保盾构在曲线施工、方向修正时的姿态。液压系统盾构的液压系统包括推进系统（包括铰接系统）、螺旋输送机、管片安装机及辅助液压系统。推进系统（包括铰接系统）.管片安装机及辅助液压系统泵站安装在四号拖车上.螺旋输送机液压系统泵站安装在三号拖车上。铰接装置铰接装置在盾构的前盾和中盾之间，是一个活动的铰接体，铰接油缸行程和压力由数字显示在控制室，便于盾构小半径曲线掘进和掘进方向纠偏，铰接角度为任意方向2度，铰接密封采用内外两道密封，为保证盾构前体、中体绝对不会脱开。铰接油缸共有16个，可满足施工要求。润滑系统润滑系统包括三大部分：主轴承密封系统，盾尾密封系统和主机润滑系统。三部分都以压缩空气为动力源，靠油脂泵油缸的往复运动将油脂输送到各个部位。主轴承密封可以通过控制系统设定油脂的注入量（次／分），并可以从外面检查密封系统是否正常。盾尾密封可以通过PLC系统按照压力模式或行程模式进行自动控制和手动控制，对盾尾密封的注脂次数及注脂压力均可以在控制面板上进行监控。当油脂泵站的油脂用完后油脂控制系统可以向操作室发出指示信号，并锁定操作系统，直到重新换上油脂。这样可以充分保证油脂系统的正常工作。通风系统通风装置由风管贮存箱、辅助通风机、风管及消音装置等组成，实现隧道主风管的延伸，通过辅助通风机及风管将新鲜空气压送到盾构主机位置，可调节机内的温度，改善工作环境。4、设备供应商日本IHI公司盾构机技术性能参数表2-2盾构机主要尺寸、技术性能和参数表盾构性能和参数序号位置项目名称参数备注1适应工作条件地层土质种类粉质粘土、粉土，局部为粉砂、淤泥质粘土、粉砂、细砂最小曲率半径150m最大坡度4％2盾构整体总长8705mm总重约330吨包括后配套开挖直径φ6360mm前盾外径φ6340mm中盾外径φ6340mm尾盾外径φ6340mm前盾盾壳厚度40mm中盾盾壳厚度40mm尾盾盾壳厚度40mm盾尾间隙30mm装备总功率约792.2kW最大掘进速度6cm/min最大推力37730kN盾尾密封3道钢丝刷土压传感器土仓胸板上下左右4个油压传感器最大工作压力刀盘密封0.8MPa，铰接密封0.8MPa，盾尾刷密封0.4MPa最大设计压力刀盘密封1MPa，铰接密封1MPa，盾尾刷密封0.7MPa包括后配套总长60.405m3刀盘形式辐条加面板式驱动形式变频电动机驱动主驱动最大承受压力（bar）开挖、超挖直径（mm）开挖φ6360、超挖直径φ6590超挖直径理解为超挖刀全伸125mm最大转速1.3rpm扭矩5147kN-m(100%)脱困扭矩6176kN-m(120%)扭矩系数α＝20.2(100%)α＝24.2(120%)驱动功率55×8＝440kw刀盘开口率40%超挖刀形式油缸形式最大超挖量125mm超挖刀数量2刀盘对复合地层的适应性能适应各种软土层及小于10MPa的风化岩刀间距布置全断面切削中心刀类型鱼尾刀形式滚刀的数量及轴向转动力矩本工程不需要配置滚刀各种刀具的高差设置切削刀80mm，先行刀110mm4铰接装置型式推进油缸固定在中体最大行程差垂直、水平垂直：230mm水平：230mm上下、左右铰接连接全部采用油缸铰接最大转角垂直、水平垂直：±1.00水平：±1.50能满足最小150m的曲率半径数量油缸16只5砂浆搅拌器叶片直径φ835mm同步注浆搅拌箱转速26.7rpm搅拌容量4.1m功率11kW6润滑系统供脂距离100m盾尾油脂泵采用气动形式油脂泵供脂流量0.9L/min供脂压力90kgf/cm27管片安装器类型园盘型转速0.3/0.9rpm提升能力216kN径向行程700mm轴向行程1000mm旋转角度左右200度回转功率37kW油缸功率11kW8推进油缸推力（t.f）175行程（mm）2150数量（台）22工作压力（kgf/cm2）3309铰接油缸回缩力（t.f）200行程（mm）230数量（台）16工作压力（kgf/cm2）35010人闸形式双闸直径φ1750mm工作压力3（kgf/cm2）11螺旋机形式有轴式直径φ711.2mm出碴量191m3功率2×45＝90kW扭矩38.9kNm最大转速18rpm双层闸门配置双层闸门保压泵配置接口2皮运输机运输量500m3运送速度170m/min皮带宽度800mm驱动形式电动机驱动13变压器干式树脂高压变压器1050KVA14冷却系统由于采用变频电机驱动，因此只对油箱进行冷却。冷却泵功率1.5kW，冷却水量20L/min15同步注浆系统A液泵流量280L/min×压力5.5MPa×功率30kwB液泵流量20L/min×压力1.5MPa×功率1.5kw清洗用泵流量100L/min×压力5MPax功率15kw16膨润土系统水泵：流量133L/min×0.8MPa×功率7.5kw膨润土泵：流量5L/min×0.9MPa×功率0.75kw17膨润土注入系统流量170L/min×压力2.5MPa×功率15kw×2台18盾尾油脂系统流量0.9L/min×8.8MPa19数据采集系统该系统可以通过PLC采集盾构机上的传感器数据，包括刀盘、盾体、注浆、碴土运输、温度、后配套操作、测量值综述和错误信息等20导向系统配备有由美国Trimble公司生产的5603光波自动全站仪，导向精度3秒。带21超前注浆系统前壳体上安装10个固定注浆口,胸板上安装8个摆动注浆口。22随机通风系统1套功率11kw轴流风机储气风管，硬管70m23通讯系统地面配置2个显示屏，1个电脑主机。24供电系统1套25压缩空气系统45kw螺杆式空压机2台，流量7.5m326皮运输系统皮带宽800mm、输送速度170m/min、输送量500m3/h、功率27电缆卷盘没配置28水管卷盘没配置29后续台车5台30变频电机驱动8台55kW，4、盾构施工配套设备盾构法施工除了正确选择合适类型的盾构机外，还需合理的配置工作能力与盾构匹配的辅助施工设备，发挥整体效能，主要包括：轨道运输设备、垂直提升设备、砂浆搅拌设备、通风设备等。三、盾构进出洞施工方案及应急预案1、进、出洞端头土体加固1.1端头地质情况本工程盾构井在K29+820（右）为明挖结构；K28+634为盾构出井处。始发和到达端头隧道穿越的地层为③层这层粉砂土，粉性土的透水性较好，易引起流砂、管涌等不良地质现象，因此需要进行端头加固。加固后土体强度需要达到以下指标：无侧限抗压强度Qu≥0.5Mpa，渗透系数K≤1X10-10米/秒。同时由于加固区与非加固区土体软硬程度有差异，为避免端头井加固区与非加固区间的不均匀沉降宜在其间设置变形缝。(补充：盾1.2加固方案加固区间分为两部分初步加固与补充加固。初步地基加固范围一般为洞口周围3米，加固长度为盾构出洞外9米，盾构进洞外10米，拟施工水泥土搅拌桩。加固盾构进出洞口端头土体初步加固完成，盾构井围护结构强度达到设计要求后，对于加固体和围护结构之间约30cm左右的加固盲区，施工一排300毫米旋喷桩补充加固，见图3图3-1端头补充加固范围示意图1.3加固土体质量检验1.施工完后采用轻便触探器静力触探、钻取土样等方法对桩身质量和桩身强度进行检验，钻孔位避开隧道轮廓。检验桩的数量不少于已完成桩数的2%，且不少于3根。检验桩位在桩间的搭接部位，具体位置由监理工程师指定。所有试验、检验报告及时交监理工程师审查，在得到书面通知后方可进行下一道工序的施工。1.加固后的土体具有良好的防水性，以使盾构机在土压平衡状态未建立阶段的施工安全。土体加固完后，在预留洞门处凿九个孔，孔深3.5m,保证透水量小于0.03m3/d1.通过对所取芯样的观察，判断所加固土体的匀质性。2、盾构始发施工盾构始发主要内容包括：端头地层加固、安装盾构机始发基座、盾构机就位、组装、安装反力架、安装洞门密封帘布橡胶板、拼装负环管片（含钢环、钢支撑）、盾构机试运转，洞门处理、盾构机加压贯入作业面和掘进等。采用安装反力架和拼装负环管片的方案，始发流程见图2-1《盾构始发流程图》。NoNo端头加固安装始发基座盾构机组装、空载调试端头洞门凿除安装反力架盾构机推进盾构负载调试安装负环盾尾通过洞口密封注浆回填盾构掘进和管片安装图2-1盾构始发流程图2.1洞门凿除本区间出洞或进洞前先打探孔检查洞口处加固体稳定情况，确认稳定时开始进行洞门端头围护结构凿除。为了避免洞门凿除对车站结构产生扰动，洞门凿除时分九块进行，洞门钢筋混凝土凿除分块见图2-2《洞门凿除示意图》。露出内外钢筋，割除内排钢筋，保留外排钢筋，在每块混凝土中间开凿一个吊装孔，清理干净洞门圈底部的混凝土块后按先下后上顺序逐块割除外排钢筋（外排钢筋割除时要注意将侵入开挖轮廓线的钢筋割除干净），吊出所有的混凝土块。2-2洞门凿除示意图2.2始发设施的安装（1）始发基座安装盾构机组装前，依据隧道设计轴线与洞口定出盾构出洞姿态的空间位置，然后反推出始发基座的空间位置。始发基座的安装注意始发、到达段所处的线路平、纵面条件。由于始发基座在盾构始发时要承受纵向、横向的推力以及约束盾构旋转的扭矩，所以在盾构始发前，必须对始发基座两侧固定，加固的方式见图2-3《盾构始发基座加固示意图》。考虑到盾构机可能叩头的影响，始发基座的安装高程可根据端头地质情况进行适当抬高10～20mm。盾构始发基座具有足够的刚度和强度，导轨必须顺直图2-3盾构始发基座加固示意图（2）反力架安装在盾构主机与后配套连接之前，进行反力架的安装。由于反力架为盾构始发时提供反推力，在安装反力架时，反力架端面应与始发台轴线垂直，以便盾构轴线与隧道设计轴线保持平行。安装时反力架与盾构井结构连接部位的间隙要垫实，以保证反力架脚板有足够的抗压强度，其结构见图2-4《反力架结构示意图》。（3）洞门密封本工程中盾构机始发洞门密封采用折叶式压板，见图2-5《洞门折页压板示意图》。其施工分两步进行，第一步在始发端墙施工工程中，做好始发洞门预埋件的埋设工作。在埋设过程中预埋件必须与端墙结构钢筋连接在一起；第二步在盾构正式始发之前，清理完洞口的碴土，完成洞口密封固定板、折叶压板及洞门帘布橡胶板的安装，洞门临时密封以及防水装置见图2-6《盾构始发洞门防水装置图》。图2-4反力架结构示意图图2-5洞门折叶压板示意图图2-6盾构始发洞门防水装置图2.2.3盾构始发、到达段，车站与区间隧道的连接构造（钢筋混凝土洞圈）未做或未达到设计强度前，为防止管片在失去后盾管片支撑或盾构推力后产生松弛导致管片环缝张开，设置近洞口处隧道纵向拉紧装置，并保持到洞门现浇钢筋混凝土保护圈达到设计强度。设置位置及方法见图2-7《始发、到达洞内拉紧装置示意图》。拉紧联系条采用[14b槽钢，拉紧装置在后盾管片拆除前或盾构推力卸去前进行设置安装，设置环数为洞口10环。图2-7始发、到达洞内衬砌拉紧装置示意图2.3负环管片安装负环管片包括负环钢管片和负环砼管片。负环钢管片为350mm厚，内径为5500mm，外径为6200mm在拼装第一环负环管片时，在盾尾管片拼装区180°范围内用木条填垫盾尾内侧与管片间的间隙，见图2-8《负环管片定位示意图》。在盾构机内拼装好整环后利用盾构机推图2-8负环管片定位示意图进千斤顶将管片缓慢推出盾尾，此时利用门吊将拼装好的整环钢管片吊至盾尾，并将钢管片同推出盾尾的负环管片用螺栓连接。为了避免负环管片全部推出盾尾后下沉，在始发基座导轨上点焊圆钢，以填充始发支座轨道与管片外侧的空隙，使圆钢将负环管片托起。第二环负环以后管片将按照正常的安装方式进行安装。随着负环管片的拼装负环钢管片将靠在反力架上，负环钢管片同反力架采用焊接的形式连接牢固。随着负环的进一步拼装，盾构机快速地通过洞门进行始发掘进施工。2.4始发掘进注意事项（1）在进行始发基座、反力架和首环负环管片的定位时，要严格控制始发基座、反力架和负环的安装精度，确保盾构出洞的轴线与设计线路重合；（2）第一环负环管片定位时，管片的后端面与线路中线垂直。负环管片轴线与线路的切线重合，负环管片采用错缝拼装方式；（3）始发前在基座轨道上涂抹油脂，减少盾构推进阻力，在刀头和帘布橡胶板上涂抹油脂，避免推进时刀头损坏洞门帘布橡胶板；（4）在始发阶段，由于地层受加固影响相对较硬，而盾构始发基座相对不会变形，要特别注意盾构机姿态控制，尽量避免盾构机低头与偏离。由于盾壳与地层间无摩擦力，盾构易旋转，宜加强盾构姿态测量，如发现盾构有较大转角，可以采用刀盘正反转的措施进行调整。始发掘进时采取低推力、低速度向前推进，尽量减少对土体的扰动；（5）盾构在始发基座上向前推进时，通过控制推进油缸行程使盾构机基本沿始发基座向前推进；（6）始发初始掘进时，盾构机处于始发基座上，因此需在始发基座及盾构机上焊接相对的防扭转支座，为盾构机初始掘进提供反扭矩。在盾构机推进过程中要对即将进入洞口的防扭支座割除打磨，以免损坏帘布密封；（7）在始发阶段要注意推力、扭矩的控制，同时也要注意各部位油脂的有效使用。掘进总推力控制在反力架承受能力以下，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台提供的反扭矩；（8）始发掘进过程中还必须对后盾支撑进行全程监视，如有异常及时进行处理加固，确保出洞顺利。3、应急预案因施工控制影响，地层加固不均或不到位，在砂层中易发生涌水、涌砂,因此在加强加固施工管理的同时，还必须对可能的突发情况进行准备。（1）对于盾构到达突发险情采取“及时堵漏，紧跟加固，迅速进洞，灵活组织”的原则。（2）洞门凿除过程中，如果发现掌子面有渗水时要先对渗水进行探明分析，确定是否需要喷射混凝土封堵，再进行注水泥-水玻璃双液浆堵水。（3）洞门凿除后，掌子面出现涌水、涌砂时，首先利用砂袋将涌水、涌砂部位封堵，然后在涌砂部位四周打孔，向掌子面喷射素混凝土，再向地层中注双液浆，增加土层的稳定性与粘聚性。同时对漏水部位进行防水处理，注聚氨酯材料进行堵水。（4）如用上述办法封堵不成功时，可用模注100＃砼进行封堵，从而确保沉降。（5）一旦出现涌砂、涌水后，立即通知监测组加强对隧道上方与两侧的监控，并及时反馈信息，组织专人加强对地表设施的输导与保护，及时从地表或洞门四周注浆以补充地层损失，减小地表下沉，阻止险情的进一步扩大。（6）在险情得到控制后要迅速开展盾构进洞或出洞工作，使隧道快速封闭，再次对因险情产生的隐患进行处理。四、区间联络通道的施工方案联络通道/泵房采用“地面深层搅拌桩加固，隧道内开挖构筑”的施工方案。即：在地面采用搅拌桩机进行深层搅拌桩加固后，采用矿山法进行旁通道及泵站的开挖构筑施工，地层加固在地面进行，开挖构筑施工均在区间隧道内进行，其主要施工顺序见下图4-1《联络通道及泵房施工工艺流程图》。1、地层加固1.1加固范围及质量要求加固范围：联络通道及泵站开挖轮廓线外围径向3m范围以内的土体部分，具体见4－2《联络通道及泵站加固区示意图》，经加固后的土体应有良好的匀质性和自立性、密封性。施工前的准备工作施工前的准备工作搅拌桩加固防水施作开挖及初期支护钢筋混凝土结构施工竣工验收区间隧道贯通图4-1联络通道及泵房施工工艺流程图图4-2联络通道及泵站加固区示意图2、开挖与衬砌2.1施工流程搅拌桩加固后的联络通道/泵站在上下行线全部贯通后进行开挖，开挖从一端向另一端进行。开挖衬砌的施工流程为：施工准备→防护门安装→钢管片接缝焊接→隧道预应力支撑安装→打开洞口钢管片→通道开挖与临时支撑→喷射砼找平→防水层施工→通道钢筋砼内衬施工→集水井开挖与临时支撑→集水井钢筋砼内衬施工→壁后充填注浆→二次衬砌达到设计强度、地表沉降稳定后拆除隧道内预应力支撑→复紧特殊衬砌环内的连接螺栓。2.2连接螺栓复紧和钢管片接缝焊接在拆除钢管片开洞前，利用扭矩扳手将旁通道前后共10环管片的纵向和环向连接螺栓进行复紧，包括钢管片和砼管片间的连接螺栓，扭矩需达到300N·M。此外将未拆除钢管片的环、纵缝进行焊接连接，提高钢管片门架结构的刚度和整体稳定性。焊接前应首先对拼装缝进行除锈除垢处理，避免虚焊。2.3管片预应力支架安装为了保证旁通道拆除钢管片时管片的稳定，减小旁通道处管片变形，保证旁通道处管片受力体系转换过程中结构的稳定。在拆除钢管片前对旁通道处不拆除的钢管片和砼管片架设预应力支架进行支护处理，管片预应力支撑见图4-3《管片预应力支撑图》，每榀支架有7个支点，由5个32t螺旋式千斤顶提供预应力，施加预应力时每个千斤顶要同时慢慢平稳加压，每个千斤顶以压实支撑点为宜。施工过程中要定期检查千斤顶压力情况，发现异常情况应及时处理。图4-3管片预应力支撑图2.4联络通道/泵站土体开挖在开挖前安装好防护门，从钢管片预留注浆孔打探孔观察加固土体质量，确信达到设计要求后拉开钢管片开始开挖。联络通道采用正台阶法人工开挖，开挖步距为0.3～0.5m，台阶长度2～3m。喇叭口处考虑到断面较大，该处采取分断面开挖，缩短支护时间。开挖顺序见图4-4《联络通道/泵站开挖顺序示意图》。通道部分开挖完成后先进行该段永久支护施工，然后再进行集水井的开挖衬砌施工。图4-4联络通道/泵站开挖顺序示意图2.5初期支护初期支护采用型钢拱架，外侧挂钢筋网片，钢筋网片搭接不小于15cm，并用铁丝扎紧。型钢支架为全封闭支护结构，为防止通道底板上鼓，支架加设底梁。支架间距为0.3～0.5m，为增加支架的稳定性，相邻两排支架间用支撑杆相互连接。集水井的临时型钢支架为矩形且上下支架间用Ф16圆钢吊挂，支架间距为0.5m。立好钢支架后施工20cm喷射混凝土。2.6防水工程在初期支护和永久支护层之间铺设EVA防水板和无纺布缓冲层。防水板采用无钉铺设，施作前先对临时支护进行处理使基面平顺并达到净空要求后，用射钉将垫圈和无防布固定于基面上，然后铺设EVA防水板，再铺设一层无防布作为保护层，防水板之间采用搭接双焊缝焊接。对于旁通道砼衬砌与钢管片的连接处埋设遇水膨胀橡胶条和预埋注浆管。水膨胀橡胶止水条是用粘接剂沿着支护断面内侧直接粘到隧道管片上，粘接前对管片采用特殊溶剂进行清洗，粘贴必须牢固可靠，不能留有空隙。在砼衬砌后通过预埋注浆管注浆以止水。2.7二次衬砌为保证施工安全，二次衬砌施工分两步，既通道部分开挖完成后先衬砌该部分，然后再进行集水井的开挖和衬砌。2.钢筋间排距严格按结构设计图纸进行绑扎，钢筋搭接部分调直理顺、绑扎牢固，搭接部分长度符合设计要求。为了保护混凝土保护层的厚度，在钢筋与模板之间设置不低于设计强度的混凝土垫块。垫块埋设铁丝并与钢筋扎紧，垫块间互相错开，均匀设置。在通道施工中，与钢结构搭接处的钢筋与钢结构进行丁字形焊接，钢筋焊接时应在被焊钢筋与防水层之间临时垫设防火板，防止将防水板烧穿。2.模板采用具有足够的强度、刚度和稳定性，能承受混凝土浇筑和振动时引起的压力而不移位变形，其表面光洁平整，接缝严密不漏浆，以保证混凝土的表面的质量。2.结构混凝土采用商品砼，抗渗等级S10。混凝土均匀下料，同时适时检查混凝土下料高差。控制好振动棒的插入深度，避免少振、漏振，防止跑模现象。为确保施工安全，集水井在通道结构完成后开挖，挖至设计深度后先浇筑集水井底板然后一次完成集水井的钢筋砼浇筑施工。2.利用预埋的注浆管进行壁后注浆（充填模筑混凝土与初支之间的空隙），为确保壁后注浆充填密实性，采用压力控制，注浆压力为0.4～0.6MPa，浆液采用具有微膨胀和高强度的超细型TGRM浆液，注浆泵采用手压泵。3、联络通道施工监测3.1监测项目及方法本工程旁通道、泵站主要位于流变质土层中，根据各区间旁通道地表环境状况，采用了搅拌桩加固辅助措施。旁通道进行土体加固和开挖过程中，不可避免地引起一定范围内土体位移和土压的变化，从而使隧道和地表产生相应的位移（垂直方向和水平方向）和变形、引起周围建筑物以及路面的沉降，通过工程监测可以及时了解施工对隧道及地表环境影响和施工工作面周围加固土体的变化情况，掌握工程质量信息，指导工程施工，是确保工程施工质量、施工安全，对工程进行动态管理的一个重要手段。3.1.1地表沉降监测在施工区上部地面布设地表沉降和管线沉降监测点，地表沉降点沿通道的中线，每隔5m布设一个纵向观测点，通道正上方每2m设置1个测点，监测范围为50m，管线沉降点布设在通道施工影响区内。3.1.2旁通道结构变形监测在旁通道内部拱顶处布设拱顶下沉点、两侧壁布设收敛量测点。其断面布置见旁通道变形测点断面图4-5《旁通道变形测点断面图》。3.1.3隧道变形监测区间隧道在旁通道前后50m范围内每5m设一个断面进行管片变形监测，每个断面设图4-5旁通道变形测点断面图置1个沉降测点和两对水平收敛测点。3.2监测频率在开挖期间，对地表变形监测点和旁通道、隧道变形监测点的监测频率为每天1～2次，衬砌结束后每两天1次，直到变形趋于稳定为止。五、特殊地层施工技术措施始发和到达端头隧道穿越的地层为③层这层粉砂土，砂层无隔水层或相对隔水层，地层含水量大，地下水丰富。由于砂层的涌水量大和不稳定性，盾构掘进对地层的扰动，施工中极易发生地面隆起或涌水和坍塌，引起螺旋输送机出口喷涌，螺旋输送机排土困难，盾构超挖，盾构偏位等现象，从而引起较大的地表沉降。1、技术措施1.1将整盘刀具更换成合金刀，并将刀具启动扭矩调低，避免在砂层内偏磨，影响掘进速度。1.2根据掘进前试验结果，砂层掘进采用注入膨润土加高分子聚合物，提高碴土的流动性；每环掘进前检查膨润土及聚合物、膨润土剂注入系统。1.3盾构机产生喷涌时，把第一级螺旋机门关闭，打开第二级螺旋机的卸水阀，让水自动排出，循环操作直到正常为止；1.4控制好同步注浆时间（掘进450mm开始直到结束）、压力（3.0～5.0bar），保证管片背后注浆的饱满；1.5盾构土仓内设置压力计，盾构掘进时，严格控制土仓内碴土状况、土压力及出土量，防止造成超挖及掌子面坍塌及击穿地面；1.6加强地表及建（构）筑物沉降变形观测，及时对地层进行加固，防止对建筑物的破坏；1.7此段隧道覆土深度为5.4米～14.6米，盾尾注浆的压力应控制在3.5bar左右（首次注浆压力低于1.5bar），最大不应超过5.0bar，终浆压力最小不应小于3.0bar，每环的注浆量应不小于5.5m3，看注浆压力而定；首次注浆时如出现漏浆，需在漏浆点注入水玻璃：水=1：1～1.5（体积比）的水玻璃溶液，保证洞门密封完好；1.8严格控制出土量，每环控制在70m3左右，最多不能超过80m3,如果出现6斗土已装满，但是千斤顶的行程未能达到1800mm时，停止螺旋机出土，继续掘进达到拼管片为止。下一环开始就要憋土保压在1.8bar以上，视刀盘扭距而定。停机前也要憋土保压在1.8bar以上，防止掌子面坍塌。1.9测量班组必须每天做好地面监测，在隧道中心顶部每隔10m钻孔并打钢筋(4m)作监测点,管片沉浮监测；1.10保持土压平衡，始发时仓体上部土压力应大于1bar；1.11注意铰接千斤顶行程的控制，一般控制应在40～80mm（铰接千斤顶的最大行程是1401.12始发台按比隧道设计坡度大3％（即27‰）的坡度设置，此时盾构机出加固体后刀盘标高高于设计标高5.4cm，以此避免盾体进洞后下沉超限。2、突发事件应急预案在施工监测的过程中，某些监测项目一旦超标，立即会同有关方面根据监测情况制定有效措施，保护好地面建（构）筑物的安全。2.1地面塌方应急措施：立即停止盾构掘进，并保持土仓压力，派专人现场保护，疏通交通，围警示带，组织人力装、堆沙袋控制为止。2.2路面沉降应急措施：立即停止盾构掘进，并保持土仓压力，有效控制地表继续沉降，组织人员对地面钻孔注浆加固。（水泥:粉煤灰:水:砂：1:1:2:3）2.3对已拼装成形的盾构隧道，在沉降区内进行管片背后补注浆，在此期间提高监测频率，及时绘制变形曲线图，以便根据变形发展情况采取相应措施。六、盾构区间的周边环境及保护措施1、周边环境区间沿线所经过的片区多为城市待开发区，从九堡东站出来大约300m长的范围存在较多1～3层农居，多为砖混结构，其中最小覆土厚度为6.5m，最大覆土厚度为10.5m，其余位置多为农田。工程地面情况见表6-1《22号盾构区间地表现状统计表》。具体位置见附图：表6-122号盾构区间地表现状统计表序号里程段地面现状数量备注1k28+630～k28+956.1民房322层2k28+956.1～k29+249.1田地3k29+249.1～k29+285.7民房62层4k29+285.7～k29+449.1田地5k29+449.1～k29+608民房182层6k29+608～k29+861田地7k29+861～k29+883.5民房42层已拆8k29+883.5～k30+220田地9k30+220～k30+260民房33层10k30+260～k30+280田地2、主要保护措施根据沿线环境保护要求及盾构法施工特点，施工过程中主要从盾构操作方面