第八章盾构隧道施工办法及技术措施

{企业管理制度}第八章盾构隧道施工办法及技术措施第八章盾构隧道施工方法及技术措施§1端头加固1.1端头加固概述盾构进出洞门外土体为软弱含水的土层，盾构机在进出洞时，工作面将处于开放状态，这种开放状态将持续较长时间。若不提前加固处理，地下水、涌水等就会进入工作井，就会导致软弱地层不稳定，严重情况下会引起洞门塌方。为确保施工安全及盾构机顺利始发及出洞，必须对洞门外土体进行加固处理。本标段盾构始发及到达共有4个端头需要加固，具体加固方法见表8-1-1表8-1-1盾构进出洞端头加固方法一览表区间端头名称地质情况加固方法加固范围备注大明～明发区间大明路站南端头明发广场站东端头全断面范围内为④-1b1-2粉质粘土上部及拱顶为②-2b4淤泥质粉质粘土，隧道中下部及底部为②-3b3-4Φ850三轴搅拌桩+双重管旋喷桩（加固体与围护结构间双排）Φ850三轴搅拌桩+双重管旋喷桩（加固体与围护结构间双横向隧道中心两侧各6.1m，竖向为隧顶上3m至隧底下3m，纵向拱顶及洞身6m，隧底10m。横向隧道中心两侧各6.1m，竖向为隧顶上3m至隧顶下3m，纵到达及调头始发及到达可塑状粉质粘土。排）向9m。上部及拱顶为②-2b4淤Φ850三轴搅拌桩+横向隧道中心两侧各明明发广场泥质粉质粘土，隧道中双重管旋喷桩（加固6.1m，竖向为隧顶上盾构发站西端头下部及底部为②-3b3-4体与围护结构间双3m至隧顶下3m，纵始发～可塑状粉质粘土。排）向9m。绕城区间绕城接头井拱顶为②-2b4淤泥质粉质粘土，断面范围内为②-3b3-4软～流塑状粉质粘土，隧底为k1g-2强风化泥质粉砂岩。Φ850三轴搅拌桩+双重管旋喷桩（加固体与围护结构间双排）横向隧道中心两侧各6.1m，竖向为隧顶上3m至隧底板处，纵向9m盾构接收1.1.1加固的原则（1）根据隧道埋深及盾构隧道穿越地层情况，确定加固方法和范围。（2）在充分考虑洞门破除时间和方法的基础上，选择合适的加固方法和范围，确保洞门破除和盾构机进、出洞的安全。1.1.2加固要求根据始发及到达端头地层性质及地面条件，选择加固方法，加固后的土体应有良好的自立性，密封性、均质性，采用搅拌桩加固的土体无侧限抗压强度不小于0.8MPa，渗透系数k≤1×10-8cm/sec。（2）渗透系数＜1.0×10-5cm/s。1.2端头的施工1.2.1施工原理旋喷法施工是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀，具有一定强度的桩体，从而使地层得到加固。1.2.2机械设备旋喷法施工主要机具设备包括：高压泵、泥浆泵、钻机、浆液搅拌器、空压机、旋喷管和高压胶管等；辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门、接头安全设施等。浆液搅拌采用污水泵自循环式的搅拌罐，钻机采用XY-100型振动钻机，空压机采用SA-5150W空压机，参数为20m3/min。1.2.3材料要求旋喷使用的水泥应采用新鲜无结块42.5R普通硅酸盐水泥，浆液水灰比为1:1。稠度要适合，水泥掺入量250kg/m，粘土粉50kg/m，为消除离析，加入0.9％的碱。浆液宜在旋喷前lh以内配制，使用时滤去＞0.5mm的颗粒，以免堵塞管路和喷嘴。1.3端头地层加固施工工艺1.3.1三轴搅拌桩施工工序①定位三轴搅拌机开行到指定桩位，对中。当地面起伏不平，应注意调整机架的垂直度；搅拌桩的桩位偏差不得大于50mm，垂直度不得大于1.5%。②制备水泥浆在搅拌机定位的同时即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，水泥浆的搅拌采用二次搅拌方式，灰浆拌和时间不少于2min，保证拌和均匀，不发生沉淀，放置水泥浆的时间不超过2个小时，搅拌好的水泥浆须在一个小时内用完。外渗剂可根据工程需要选用具有早强、缓凝、减水、节省水泥等性能的材料，为增强流动性可掺入水泥重量0.20%～0.25%的木质磺酸钙，1%的硫酸钠和2%的石膏，但应避免污染环境。③预搅下沉检查无误后开动搅拌机，以正循环方式钻进，为避免搅拌过程中喷浆口的堵塞，边喷射水泥浆边搅拌下沉，下沉速度控制在0.8m/min。④喷浆搅拌提升为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，然后以反循环方式提升，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30s，提升速度要保持均匀，控制在0.5m/min。⑤重复上下搅拌为使软土和水泥浆搅拌均匀，采用“两搅两喷”的工艺，即第一次搅拌提升后可再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面，即完成一根三圆嵌套的加固体。⑥移位开行搅拌机（履带式机架可以进行转向、变幅作业）到新的桩位，重复上述1～5步骤，进行下一根桩的施工，注意下一根桩与上一根桩要搭接250mm，最终形成一个连续的加固体。三轴搅拌桩技术参数见表8-1-2。表8-1-2搅拌桩施工技术参数项目参数项目参数水泥掺量13～15%搅拌速度30～50r/min下沉速度≤0.8m/min浆液流量40L/min提升速度≤0.5m/min水灰比0.751.3.2双重管旋喷桩施工工序①测量定位根据桩位坐标用全站仪定出中心，并将中心点引于冠梁挡土板顶，作为钻机定位依据。测量现场地面标高，确定桩顶及桩底标高。对桩位进行编号，以利于施工管理和资料整理。②钻机就位喷射注浆施工的第一道工序就是将使用的钻机安置在设计的孔位上（此之间应做好场地平整），使钻杆头对准孔位中心。同时为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后，必须做水平纠正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。喷射注浆管的允许倾斜度不得大于1.0％。③钻孔钻孔的目的是为将喷射注浆管插入预定的地层中，采用工程地质钻机钻孔，钻至设计标高。钻孔位置与设计位置偏差不得大于50mm。④旋喷机就位插管地质钻机成孔后移开原位，旋喷机就位对准孔位插管，将喷射注浆管插入地层预定的深度，在插管的过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过0.8MPa，如压力过高，则易将孔壁射塌。⑤喷射注浆当注射浆管插到预定深度后，由下而上进行喷射注浆，双重管旋喷桩施工详细技术参数如表8-1-3。旋喷作业时，应检查注浆流量、压力、旋转提升速度以及水泥浆配比等。高压浆液射流的压力20Mpa~30Mpa，流量80～120L/min；空气压力：0.7Mpa～0.8Mpa，流量1m3～2m3/分钟；钻机旋转速度：10～20r/min；钻机提升速度：10～20cm/min。当浆液初凝时间超过20h时，应及时停止使用该水泥浆（正常水灰比1：1，初凝时间为15h左右）。钻杆的旋

转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆继续旋喷时，其搭接长度不小于200mm。

⑥冲洗施工完毕，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排出。⑦移动机具把钻机等机具设备移到新孔位上，进行下一孔位施工。表8-1-3双重管高压旋喷桩施工技术参数水灰比1气压力0.7～0.8Mpa浆喷浆压力10～20Mpa提升速度10～20cm/min旋转速度10～20r/min水泥掺量550kg/m3§2盾构掘进机的选择及操作控制2.1掘进机的特点和适用条件本标段盾构区间上部地面主要以分布低层建筑物,主干公路,高架桥组成，地面下须穿小型箱涵，无大型障碍物。根据工程地质和水文地质资料可知此区段穿越地层大部分为粉质粘土，渗透性差，无高压承压水，因此区间选用的盾构机为土压平衡盾构机。2.1.1土压平衡模式土压平衡模式是在机械挖掘式盾构前段设置隔壁形成密封土舱切削下来的土体水状态进入密封土舱和螺旋输送机，同时碴土需具有塑流性且要充满密封舱。随着盾构的掘进密封土舱内的碴土上产生压力，此压力与开挖面的水，土压平衡，保证该面的稳定。此外碴土具有流塑性，可顺利往外排除。外加剂一般采用膨润土或泡沫剂。该掘进模式适用于具有流塑性，含砂量较低的软弱粘性土。2.2各掘进模式的主要掘进参数及技术措施2.2.1技术措施（1）土压平衡模式掘进的技术措施：①采用以齿刀、刮刀为主切削土层，以低转速、大扭矩推进。②土仓内土压力值P应略大于静水压力和地层土压力之和P0，即P=K·P0（K介于1.0～1.3），并在掘进中不断调整优化。③土仓压力通过采取设定掘进速度、调整排土量或设定排土量、调整掘进速度两种方法建立，并应维持切削土量与排土量的平衡，以使土仓内的压力稳定平衡。④盾构机的掘进速度主要通过调整盾构推进力、转速(扭矩)来控制，排土量则主要通过调整螺旋输送机的转速来调节。在实际掘进施工中，应根据地质条件、排出的碴土状态，以及盾构机的各项工作状态参数等动态地调整优化，此模式掘进时应采取碴土改良措施增加碴土的流动性和止水性。2.3碴土改良和管理在粘性大及复杂地层的盾构施工中，根据围岩条件适当注入添加剂，确保碴土的流动性和止水性，同时要慎重进行土仓压力和排土量进行管理。2.3.1碴土改良的目的（1）使碴土具有良好的土压平衡效果，利于稳定开挖面，控制地表沉降；（2）提高碴土的不透水性，使碴土具有较好的止水性，从而控制地下水流失；（3）提高碴土的流动性，利于螺旋输送机排土；（4）防止开挖的碴土粘结刀盘而产生泥饼；（5）防止螺旋输送机排土时出现喷涌现象；（6）降低刀盘扭矩和螺旋输送机的扭矩，同时减少对刀具和螺旋输送机的磨损，从而提高盾构机的掘进效率。2.3.2改良的方法与添加剂碴土改良就是通过盾构机配置的专用装置向刀盘面、土仓内或螺旋输送机内注入泡沫或膨润土，利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与土碴混合，其主要目的就是要使盾构切削下来的碴土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力，以满足在不同地质条件下盾构掘进可达到理想的工作状况。2.3.3碴土改良的主要技术措施根据本工程的地质条件和盾构施工的经验，采取如下主要技术措施：（1）在富水断层带和其它含水地层采用土压平衡模式掘进时，拟向刀盘面、土仓内和螺旋输送机内注入泡沫，并增加对螺旋输送机内注入的泡沫量，以利于螺旋输送机形成土塞效应，防止喷涌。（2）在砂性土地层中掘进时，拟采取向刀盘面和土仓内注入泡沫来改良碴土。泡沫注入量根据具体情况确定。（3）在块状结构，泥、钙质胶结的泥质粉砂岩，粉砂质泥岩中掘进时，由于掘进对地层的扰动，不易形成连续的土压，为此采取向刀盘面、土仓和螺旋输送机内注入泡沫和浓度高的膨润土泥浆来改良碴土，维持土仓内土压平衡。2.3.4防泥饼措施当盾构机全断面通过英安斑岩残积硬塑状粉质粘土和硬塑残积粉质粘土地层时，刀盘中心区和土仓中心区容易形成“泥饼”，产生堵仓现象，造成刀盘转动负荷加大，排土不畅，甚至停止转动，同时造成土仓内温度升高，影响主轴承密封的寿命，严重时会造成主轴承密封老化破坏，“泥饼”现象往往会堵塞滚刀，使滚刀发生偏磨。如果地下水较丰富，螺旋机由于排土不畅而无法形成土塞，排土口会产生喷涌，开挖面就会失稳，发生地层坍塌。2.3.5盾构机在粘性岩中掘进的措施：（1）加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理，特别是在粘性土和泥质硅胶岩石中掘进时，更加密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态。（2）在这种地层掘进时，增加刀盘前部中心部位泡沫注入量和选择比较大的泡沫加入比例，减少碴土的粘附性，降低“泥饼”产生的几率。（3）一旦产生泥饼，及时采取对策，必要时采用人工处理的方式清除泥饼。（4）必要时，螺旋输送机内也要加入泡沫，以增加碴土的流动性，利于碴土排出。（5）出现长时间停机时，适当转动刀盘，添入泡沫，搅拌土仓内的碴土。§3盾构机组装与调试3.1组装场地的布置及吊装设备3.1.1进场组装及吊装设备吊装设备为：450t吊机一台，130t吊机一台，80t液压千斤顶两台，小型泵一台，以及相应的吊具、机具、管线工具等。3.1.2盾构机的主要参数盾构机技术性能参数表表8-3-1名称技术参数备注盾体盾构类型土压平衡前盾6,450mm中盾6,440mm最大工作压力3bar土压舱板1个4个固定搅拌棒土压计5个气闸人行门1个DN600螺旋输送机连接法兰1个气闸连接法兰1个盾尾直径6,430mm型式铰接式油脂管数量8个(2x4)DN25密封3排钢丝刷和止桨板焊接式注浆口4个铰接油缸型式被动式180/80~150数量14个千斤顶数量32个16x2分组数量4组4个内置行程测量系统最大推进力42,000kN@350bar伸出速度80mm/min所有油缸缩回速度1,600mm/min一组油缸刀盘数量1个2个固定搅拌棒直径6,460mm旋转方向左/右刀具1把中心鱼尾刀，16把铲刀，76把刮刀，44把先行刀,1把仿形刀配有2个磨损检测装置。中心回转体1个刀盘驱动装置4根膨润土/水输送管+1条中心冲刷管和2条液压管路盾构机技术性能参数表表8-3-1名称技术参数备注数量1个型式液压回转驱动液压马达数量8个最大额定转矩4,377kNm脱困扭矩5,252kNm转速3,05rpm功率630kW主轴承型式固定式主轴承外径2,600mm主轴承寿命10,000小时根据ISO281L10人闸数量1个型式双仓式直径1,600mm工作压力3bar人数(容纳)3+2主室/紧急室管片安装器数量1个含液压马达及减速箱型式中心回转式含工作平台抓紧系统机械式自由度6旋转角度+/-200°比例控制纵向移动行程2000比例控制控制装置遥控控制螺旋输送机数量1个伸缩式型式有轴螺旋式直径800mm功率200kW最大脱困扭矩215转速0到22rpm无级调速输送量385m/h螺距630mm出料口门1个土压计2个皮带输送机数量1个含钢结构及滚筒驱动电动带宽800mm最大输送量450m/h后配套设施台车数量4+连接桥在轨道上行进,开式结构管片吊车1个管片喂片机1台液压单元1个包括过滤器和油箱冷却系统（泵/油冷器/阀）1个新鲜水28°由工地提供注浆系统含1台控操作装置，管路和设施盾构机技术性能参数表表8-3-1名称技术参数备注砂浆泵2个KSP12,2x10m3/h砂浆罐1个容量6m³带搅拌器压力传感器4个膨润土储存罐/泵含管路和设施注浆泵1个10m/h储存罐1个4m³带空气搅拌器泡沫发生装置泡沫发生器4个水泵1台7m/h泡沫泵1台300ltr/h压缩空气供应工具使用空压机1台55kW高压空气储存罐1个1000ltr主驱动装置润滑泵1个盾尾油脂泵1个控制台1个带空调水管架1个工业水(新鲜水和用过的水)软管DN80污水泵1个排水装置1个30m3/h高压电缆托盘1个200m电缆容量;不含高压电缆通风管储存装置1个1米风管,100米储量(不含风管)小型起吊装置1个主副配电柜1个数据采集系统1个1台计算机带海瑞克公司标准配置（中英语）导向系统1个VMT型号SLS-SL监视系统1个3台监视器及1台彩色显示器灭火器5台二氧化碳、干粉式电气系统初级电压10kV次级电压400变压器1,600液体型,IP55控制电压24V/230V照明电压230V阀工作电压24V频率50Hz系统绝缘保护IP55PLC1No.西门子功率因数补偿器1个cosphi=0.9功率配置（摘录)刀盘驱动系统630.0kW2x315kW盾构推进系统75.0kW管片安装器45.0kW辅助设备22.0kW油过滤系统11.0kW齿轮润滑系统4.0kW盾构机技术性能参数表表8-3-1名称技术参数备注螺旋输送机200.0kW泡沫和膨润土发生装置13.5kW砂浆设备37.5kW皮带输送机30.0kW二次通风15.0kW空压机55.0kW电源插座及工地用电75.0kW合计12133.1.3盾构机组装本工程计划投入一台土压平衡盾构机进行施工，结合本工程的地质条件和施工特点，盾构机选用由德国Herrenknecht制造的全新复合式盾构机。盾构机进场时间为2011年7月28日。中标后2周内完成合同的签字，并组织生产。盾构机计划于2011年7月29日下井在明发广场站右线东侧开始组装调试。本台盾构机组装调试时间安排30天。盾构吊运、组装程序图见图8-3-2。图8-3-2盾构组装、调试程序图序号步骤施工顺序说明①盾构运输到施工场地；1组装始发架、反力架②组装盾尾、焊接盾尾及盾尾密封刷；③组装台车，临时托架吊入井内；④站台内铺设轨道。①依次吊入第五、四、三、二、2组装桥架一节台车；②进行桥架组装；③桥架吊入井内。3吊装螺旋输送机①完成桥架与后配台车的连接；②螺旋输送机吊入井内。4吊装支撑环①螺旋输送机后移；②支撑环吊入井内。5组装支撑环与切口环①支撑环后移；②切口环吊入井内。6组装刀盘①切口环与支撑环的连接及后移；②刀盘吊入井内。7组装管片拼装机、盾尾①主机连接及前移；②管片拼装机及盾尾的吊入井内及拼装。8组装螺旋输送机①螺旋输送机前移；②螺旋输送机吊起及组装。设备连①连接各台车的管线；9接、安装反力②反力架吊入井内；③安装反力架；架④盾构机设备的连接。10完成组装、准备始发①完成组装；②盾构机调试，准备始发。3.2盾构机调试盾构机组装完成后，技术人员应当对组装工作逐点检查，对组装工作中的错、省、漏进行现场纠正，重点对主要电路、液压油路的连接和重要螺栓的固定进行检查。确定各个系统可以运行后，根据海瑞克提供的设备调试项目单的项目进行逐个调试，对出现的问题进行逐个排除。通过调试验收后，等待盾构机始发试掘进。对始发后有荷载下的盾构机进行再次检查调试，同时将重点逐步转入到设备的维护保养和运行监督中。直到设备完全满足施工要求，组装调试工作完成。3.2.1空载调试盾构机组装和连接完毕后，即可进行空载调试。主要调试内容为：液压系统，润滑系统，配电系统，注浆系统，以及各种仪表的校正。着重观测刀盘转动和端面跳动是否符合要求。3.2.2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。负荷调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力，使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正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。负荷调试时将采取严格的技术和管理措施保证工程安全、工程质量和隧道线型。§4管片安装盾构区间管片采用环宽1.2m的标准环及左转弯楔形环和右转弯楔形环三种管片，楔形环的楔形量为37.20mm,管片混凝土强度等级为C50；抗渗等级S10,钢筋为Ⅰ、Ⅱ级。管环外径6.2m，内径5.5m，宽1.2m,每环由6块管片组成，砼量7.719m3。拟由南京城市地铁实业集团有限公司管片厂按以上要求进行管片生产。4.1管片安装程序见图8-4-1管片安装工艺流程图。管片止水条及衬垫粘贴盾构掘进管片选材、下井及运输掘进一环距离盾尾清理管片吊装至拼装区管片就位缩回安装位置油缸

推进缸顶紧管片螺栓连接

就位管片管片环脱离盾尾后二次紧固图8-4-1管片安装工艺流程图4.2管片安装方法管片由管片车运到隧道内后，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，检查合格后才可卸下。管片经管片吊车按安装顺序放到管片输送平台上，掘进结束后，再由管片输送器送到管片安装器工作范围内等待安装。（1）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。（2）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。安装第一块管片时，用水平尺与上一环管片精确找平。（3）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（分别大于C块的宽度，且误差小于+10mm），并保持两相邻块的内表面处在同一圆弧面上。（4）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。（5）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，其顶推力应大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机。（6）管片安装完后应及时整圆，并在管片脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二次紧固。4.3管片拼装质量控制（1）成环环面控制：环面不平整度应小于2mm。相邻环高差控制在5mm以内。（2）安装成环后，在纵向螺栓拧紧前，进行衬砌环椭圆度测量。当椭圆测量度大于30mm时，应做调整。管片拼装允许误差见表8-4-1。管片拼装允许误差表8-4-1项目允许偏差备注环间间隙≤2.0mm纵缝相邻块间隙≤2.0mm对应的环向螺栓孔的不同轴度≤1.0mm成环后内径±2mm成环后内径-2～+6mm4.4安装管片注意事项（1）严格进场管片的检查，有破损、裂缝的管片不用。下井吊装管片和运送管片时应注意保护管片和止水条，以免损坏。（2）止水条及衬垫粘贴前，应将管片进行彻底清洁，以确保其粘贴稳定牢固。施工现场管片堆放区应有防雨设施。（3）管片安装前应对管片安装区进行清理，清除如污泥、污水，保证安装区及管片相接面的清洁。（4）严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩。（5）管片安装时必须运用管片安装的微调装置将待装的管片与已安装管片块的内弧面纵面调整到平顺相接以减小错台。调整时动作要平稳，避免管片碰撞破损。§5盾构始发及试掘进5.1始发流程5.1.1盾构始发的工艺流程始发端头地层加固安装始发基座洞门第一次凿除盾构机组装安装反力架/洞门密封盾构机连接/空载调试安装负环管片洞门第二次凿除始发掘进、负荷调试盾尾通过洞门密封后进行注浆回填盾构掘进与管片安装图8-5-1盾构始发工艺流程图后盾系统由钢反力架、1.2米负环管片临时衬砌组成，采用通缝连接。盾构出洞及后盾系统如图8-5-2。图8-5-2盾构始发及后盾系统5.1.2盾构始发姿态控制盾构始发作为盾构施工关键工序，对后期盾构机能否正常掘进起着至关重要，故始发姿态控制显得尤为重要。始发掘进前人工复测一次盾构机在始发托架上的正确位置，并与盾构机VMT系统测量的位置相互比较，调整盾构机姿态后方可始发掘进。同时仔细检查盾构机托架的稳固情况，检查防止盾构机“栽头”的托架施作牢固，查验盾尾外壳上的防扭转装置是否焊接牢固。始发掘进时保持盾构机4组推力油缸推力均衡，确保刀盘中心和盾尾中心的位移在允许的偏差范围内（VMT系统上显示为，垂直方向0～+40mm,水平方向±30mm），在始发掘进阶段尽量少采用纠偏措施。因盾构机进入土体后即将进入缓和曲线段，因此应待盾体完全进入土体后才开始适量的纠偏。由于盾构机和始发设施处于不稳定的状态下，承受重大负荷，在始发推进初期，刀盘未接近工作面时禁止启动刀盘旋转。整个过程中派专人把守观察，发现异常立刻停止掘进，并进行处理。5.2始发阶段运输方案根据业主提供的施工场地和工作井条件以及盾构机自身结构的特点，制定盾构始发掘进阶段的出碴、运输。5.2.1始发方案的确定根据业主提供的始发场地，可以利用轨排井的场地进行始发，综合考虑各方因素，现拟定采用全地下始发方案，即先将1～5号台车依次吊入轨排井中，再将盾构机主机吊入盾构始发井中进行组装，并安装反力架，连接各管路，进行调试、始发。5.2.2盾构的出碴、运输布置垂直运输渣土和管片由两台龙门吊完成，1台45吨用于出渣及下材料，1台25吨用于地面装卸材料。门吊行车电源采用卷筒的安装方法，布置方式见盾构始发场地平面布置图，附图十一。盾构水平运输用2台电瓶车,每台电瓶车配备两组电池，保证施工连续进展。电瓶充电间充电。本区间充电间内设置HGC2712B-80/380充电机7台，1台作为备用。水平、垂直运输见图8-5-3。图8-5-3水平、垂直运输示意图5.3步骤及技术措施盾构始发步骤及相应的主要技术措施如下：5.3.1洞门凿除大明路站南端头始发井围护结构为Φ850三轴搅拌桩+双重管旋喷桩（加固体与围护结构间双排），洞门凿除分两步进行，采用人工风镐的方法凿除，开凿前，搭设双排脚手架，由上往下分层凿除，第一步将开挖面墙钢筋凿出裸露并用氧焊切割掉，然后继续凿至迎土面钢筋外露为止。第二步当盾构机调试完毕且刀盘抵达掌子面前约0.5-1m时，从下至上凿除最后剩余的所有洞圈内混凝土并割除所有钢筋，迅速清理底部泥石碎块，并检查确定无钢筋。5.3.2始发托架的安装清理基坑后，托架依据测量放样安装定位好。考虑托架在盾构出洞时要承受纵向、横向的推力以及抵抗盾构旋转的扭矩，所以在盾构进出洞之前，对始发托架两侧用H型钢进行加固。托架的安装及加固见图8-5-4图8-5-4始发托架的安装及加固示意图5.3.3反力架安装在盾构主机与后配套连接之前，开始进行反力架的安装，反力架端面应与始发托架水平轴垂直，与车站结构上预埋的钢板焊接牢固，保证反力架脚板安全稳定。反力架安装时，首先测量反力架位置起始里程断面的中心线，并标识在始发井侧墙上，以便反力架中心定位，反力架中心随始发托架抬高而同时抬高25mm。定位关键是反力架紧靠负环管片的定位平面，并与此处的隧道轴线垂直。反力架的形式见图8-5-5，反力架加固的方式见图8-5-6。车站-3层地坪盾构中心线车站-4层地坪图8-5-5反力架的结构型式图8-5-6反力架的加固5.3.4洞门防水装置安装在隧道贯通时，为了防止注浆浆液沿着盾构机外壳向洞口方向流出，以及地下水过大带动土体颗粒流出洞门而造成事故，须在洞圈周围安装环行密封橡胶板止水装置，该装置在内衬墙入口洞圈周围安装设有M20螺孔的预埋板A，预埋板A上焊接有Z字型锚固筋与主体结构相连，用螺栓将密封橡胶板、压紧环板B和扇形压板栓连在预埋环板A上。装配方法见图8-5-7。图8-5-7洞口防水装置装配图5.3.5负环管片安装当前述4.3.1～4.3.4及盾构组装调试等工作完成后，组织相关人员对盾构设备、反力提供系统、始发台等进行全面检查与验收。验收合格后，开始将盾构向前推进，并安装负环管片。（1）分别调试推进系统和管片安装系统，确保这两个系统能稳定工作；（2）割除洞门内的最后一层钢筋网，为盾构推进做好准备。钢筋网必须在盾构推进之前割除完成；（3）在盾尾壳体内安装管片支撑垫块，为管片在盾尾内的定位做好准备，见图8-5-8；（4）从下至上一次安装第一环管片，要注意的管片的转动角度一定要符合设计。偏负环管片差宜控制为：高程和平面±50mm，每环相邻管片高差5mm，纵向相邻管片高差6mm；（5）安装拱部的管片时，由于管片支撑管片定位垫块不足，一定要及时加固；盾尾壳体（6）第一环负环管片拼装完成后，用推进油缸把管片推出盾尾，并施加一定的推力把管片压紧在反力架上，即可开始下一环管图7-5-8负环管片安装示意图片的安装；（7）管片在被推出盾尾时，要及时的支撑加固，防止管片下沉或失圆。同时也要考虑到盾构推进时可能产生的偏心力，因此支撑应尽可能的稳固；（8）当刀盘抵拢掌子面时，推进油缸已经可以产生足够的推力稳定管片后，再把管片定位块取掉。5.4盾构始发掘进技术要点（1）在进行始发台、反力架和首环负环管片的定位时，要严格控制始发台、反力架和负环的安装精度，确保盾构始发姿态与隧道设计线形符合。（2）负环管片安装前，在盾尾内侧标出负9环管片的位置和封顶块的偏转角度，管片安装顺序与正常掘进时相同。第一环负环管片定位时，管片的后端面应与线路中线垂直，负环管片采用错缝拼装方式。负9环管片拼装完成后，用推进油缸把管片推出盾尾，并施加一定的推力把管片压紧在反力架上，即可开始下一环管片的安装。（3）始发前基座定位时，盾构机轴线与隧道设计轴线保持平行，盾构中线可比设计轴线适当抬高。（4）在盾尾壳体内安装管片支撑垫块，为管片在盾尾内的定位做好准备。安装拱部的管片时，由于管片支撑不足，要及时垫方木进行加固。管片在被推出盾尾时，要及时进行支撑加固，防止管片下沉或失圆。同时也要考虑到盾构推进时可能产生的偏心力，因此支撑应尽可能的稳固。（5）在始发阶段由于推力较小，地层较软要特别注意防止盾构低头。（6）盾构在始发台上向前推进时，通过控制推进油缸行程使盾构机基本沿始发台向前推进。（7）始发初始掘进时，盾构机处于始发台上，因此需在始发台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。（8）在始发阶段由于设备处于磨合阶段，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。掘进总推力应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。（9）盾构始发前要根据地层情况，设定一个掘进参数。开始掘进后要加强监测，及时分析、反馈监测数据，动态地调整盾构掘进参数。（10）盾构组装前在基座轨道上涂抹油脂，减少盾构推进阻力；始发前在刀头和密封装置上涂抹油脂，避免刀盘上刀头损坏洞门密封装置。（11）始发掘进时采用40T龙门吊进行出碴，洞内水平运输采用小碴斗出碴。5.5盾构试掘进盾构掘进工序流程图见图8-5-9。开始设备管理开挖掘进同步注浆否是否达到掘进循环基准是编组列车出洞管片衬砌环拼装编组列出卸渣装料延伸轨道编组列出进洞下一环掘进开始图8-5-9盾构掘进作业工序流程图盾构掘进的前100m作为试掘进段，通过试掘进段拟达到以下目的：（1）用最短的时间对新盾构机进行调试、熟悉机械性能，改进盾构的不完善部分。（2）了解和认识本工程的地质条件，掌握各地质条件下复合式盾构的操作方法。（3）收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数，制定正常掘进各地层操作规程，为实现快速、连续、高效的正常掘进打好基础。（4）熟悉管片拼装的操作工序，提高拼装质量，加快施工进度。（5）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机进洞时以及推进时对周围环境的影响，掌握盾构推进参数及同步注浆量。（6）通过盾构试掘进施工，摸索出盾构在相应地层中掘进姿态控制措施和方法。试验段施工中详细记录不同时段、不同地层所采取的不同掘进参数的进尺情况；相同的掘进参数对于不同地层其进尺和刀盘的磨损情况；以及相同的地层采取不同的掘进参数，记录其进尺及刀盘磨损的情况。同时，详细记录注浆压力与地层的关系。数据收集后，及时进行分析、整理，总结出本工程隧道掘进过程中不同的地层应该采取的掘进参数，为工程的顺利进行提供技术依据。5.6盾构正常掘进5.6.1盾构掘进流程及操作控制程序盾构机在完成前100m的试掘进后，将对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。主要内容包括：（1）根据地质条件和试掘进过程中的监测结果进一步优化掘进参数。（2）正常推进阶段采用100m试掘进阶段掌握的最佳施工参数。通过加强施工监测，不断地完善施工工艺，控制地面沉降。施工进度应采用均衡生产法。（3）推进过程中，严格控制好推进里程，将施工测量结果不断地与计算的三维坐标相校核，及时调整。将里程偏差控制在：缓和曲线、圆曲线段：X（隧道设计纵轴方向即沿里程方向）、Y（垂直隧道沿设计轴线方向）＜50mm。（4）盾构应根据当班指令设定的参数推进，推进出土与衬砌背后注浆同步进行。不断完善施工工艺，控制施工后地表最大变形量在+10，-30mm之内。（5）盾构掘进过程中，坡度不能突变，隧道轴线和折角变化不能超过0.4%。（6）盾构掘进施工全过程须严格受控，工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息，正确下达每班掘进指令，并即时跟踪调整。（7）盾构机操作人员须严格执行指令，谨慎操作，对初始出现的小偏差应及时纠正，应尽量避免盾构机走“蛇”形，盾构机一次纠偏量不宜过大，以减少对地层的扰动。（8）做好施工记录，记录内容有：①隧道掘进的施工进度；——油缸行程；——掘进速度；——盾构推力；——土压力；——刀盘转速；——螺旋机转速、扭矩；——盾尾间隙（上、下、左、右）。②同步注浆：——注浆压力；——数量；——注浆材料配比。5.7盾构掘进方向的控制与调整5.7.1滚动控制采用使盾构刀盘反转的方法，纠正滚动偏差。允许滚动偏差≤3°，当超过3°时，盾构机报警，提示操纵者必须切换刀盘旋转方向，进行反转纠偏。5.7.2竖直方向控制控制盾构机方向的主要因素是千斤顶单侧推力，它与盾构机姿态变化量间的关系非常离散，主要靠人的经验来掌握。当盾构机出现下俯时，可加大下侧千斤顶推力，当盾构机出现上仰时，可加大上侧千斤顶推力来进行纠偏。5.7.3水平方向控制与竖直方向纠偏原理一样，左偏时加大左侧千斤顶的推进压力，右偏时则加大右侧千斤顶的推进压力。§6掘进过程中姿态控制由于隧道曲线和坡度变化以及操作等因素的影响，盾构推进会产生一定的偏差。当这种偏差超过一定限界时就会使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力恶化，并造成地应力损失增大而使地表沉降加大，因此盾构施工中必须采取有效技术措施控制掘进方向，及时有效纠正掘进偏差。6.1盾构掘进方向控制结合本标段盾构区间的特点，采取以下方法控制盾构掘进方向:6.1.1采用自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测该系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等，能够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏差以及趋势。据此调整控制盾构机掘进方向，使其始终保持在允许的偏差范围内。随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠，拟每周进行两次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。6.1.2采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向根据线路条件所做的分段轴线拟合控制计划、导向系统反映的盾构姿态信息，结合隧道地层情况，通过分区操作盾构机的推进油缸来控制掘进方向。推进油缸按上、下、左、右分成四个组，每组油缸都有一个带行程测量和推力计算的推进油缸，根据需要调节各组油缸的推进力，控制掘进方向。在上坡段掘进时，适当加大盾构机下部油缸的推力；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力；在左转弯曲线段掘进时，则适当加大右侧油缸推力；在右转弯曲线掘进时，则适当加大左侧油缸的推力；在直线平坡段掘进时，则应尽量使所有油缸的推力保持一致。6.2盾构掘进姿态调整与纠偏在实际施工中，由于管片选型错误、盾构机司机操作失误等原因盾构机推进方向可能会偏离设计轴线并超过管理警戒值；在稳定地层中掘进，因地层提供的滚动阻力小，可能会产生盾体滚动偏差；在线路变坡段或急弯段掘进过程中，有可能产生较大的偏差，这时就要及时调整盾构机姿态、纠正偏差。（1）参照上述方法分区操作推进油缸来调整盾构机姿态，纠正偏差，将盾构机的方向控制调整到符合要求的范围内。（2）当滚动超限时，及时采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。在急弯和变坡段，必要时可利用盾构机的超挖刀进行局部超挖和在轴线允许偏差范围内提前进入曲线段掘进来纠偏。6.3方向控制及纠偏注意事项（1）在切换刀盘转动方向时，应保留适当的时间间隔，切换速度不宜过快，切换速度过快可能造成管片受力状态突变，而使管片损坏。（2）根据掌子面地层情况应及时调整掘进参数，调整掘进方向时应设置警戒值与限制值。达到警戒值时及时实行纠偏程序。（3）蛇行修正及纠偏时应缓慢进行，如修正过程过急，蛇行反而更加明显。在直线推进的情况下，应选取盾构当前所在位置点与设计线上远方的一点作一直线，然后再以这条线为新的基准进行线形管理。在曲线推进的情况下，应使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。（4）推进油缸油压的调整不宜过快、过大，否则可能造成管片局部破损。（5）正确进行管片选型，确保拼装质量与精度，以使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。§7盾构同步注浆盾构掘进注浆采用盾尾同步注浆，随着盾构推进，脱出盾尾的管片与土体间出现“建筑空隙”，该空隙用浆液通过设在盾尾的压浆管予以充填。同步注浆的目的是为了尽快填充环形间隙使管片尽早支撑地层，防止地面变形过大而危及周围环境安全，同时作为管片外防水和结构加强层。7.1注浆材料及配比设计7.1.1注浆材料采用水泥砂浆作为同步注浆材料，该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。水泥采用32.5R普通硅酸盐水泥，以提高注浆结石体的耐腐蚀性，使管片处在耐腐蚀注浆结石体的包裹内，减弱地下水对管片混凝土的腐蚀。7.1.2浆液配比及主要物理力学指标根据盾构施工经验，同步注浆拟采用表8-7-1所示的配比。在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验优化确定。同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标：同步注浆材料配比和性能指标表表8-7-1水泥（kg）粉煤灰（kg）膨润土（kg）砂（kg）水（kg）外加剂80～130381～24160～50710～934460～470按需要根据试验加入（1）胶凝时间：一般为3～10h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，进一步缩短胶凝时间。（2）固结体强度:一天不小于0.2MPa，28天不小于2.5MPa。（3）浆液结石率:>95%，即固结收缩率<5%。（4）浆液稠度:8～12cm。（5）浆液稳定性:倾析率（静置沉淀后上浮水体积与总体积之比）小于5%。7.2同步注浆主要技术参数7.2.1注浆压力注浆压力略大于该地层位置的静止水土压力，同时避免浆液进入盾构机的土仓中。最初的注浆压力是根据理论的静止水土压力确定的，在实际掘进中将不断优化。如果注浆压力过大，会导致地面隆起和管片变形，还易漏浆。如果注浆压力过小，则浆液填充速度赶不上空隙形成速度，又会引起地面沉陷。一般而言，注浆压力取1.1～1.2倍的静止水土压力，最大不超过3.0～4.0bar。由于从盾尾圆周上的四个点同时注浆，考虑到水土压力的差别和防止管片大幅度下沉和浮起的需要，各点的注浆压力将不同，并保持合适的压差，以达到最佳效果。在最初的压力设定时，下部每孔的压力比上部每孔的压力略大0.5～1.0bar。7.2.2注浆量根据刀盘开挖直径和管片外径，可以按下式计算出一环管片的注浆量。V=π/4×K×L×（D2-D22）式中:V——一环注浆量（m3）L——环宽（m）D1——开挖直径（m）D2——管片外径（m）K——扩大系数取1.5～2代入相关数据，可得:V=π/4×(1.5～2)×1.2×（6.462-6.22）=4.65～6.2m3/环上面经验公式计算中，注浆量取环形间隙理论体积的1.5～2倍，每环（1.2m）注浆量Q=4.65～6.2m3。7.2.3注浆时间和速度在不同的地层中根据需不同凝结时间的浆液及掘进速度来具体控制注浆时间的长短。做到“掘进、注浆同步，不注浆、不掘进”，通过控制同步注浆压力和注浆量双重标准来确定注浆时间。注浆量和注浆压力均达到设定值后才停止注浆，否则仍需补浆。同步注浆速度与掘进速度匹配，按盾构完成一环掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度。7.2.4注浆结束标准及浆效果检查采用注浆压力和注浆量双指标控制标准，即当注浆压力达到设定值，注浆量达到设计值的85%以上时，即可认为达到了质量要求。注浆效果检查主要采用分析法，即根据压力-注浆量-时间曲线，结合管片、地表及周围建筑物量测结果进行综合评价。对拱顶部分采用超声波探测法通过频谱分析进行检查，对未满足要求的部位，进行补充注浆。7.3同步注浆方法、工艺图8-7-1同步注浆示意图壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆槽、管路、阀件等组成，安装在第一节台车上。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，对管片外表面的环形空隙中进行同步注浆，见图8-7-1。注浆系统准备数据采集与管理计划图表注浆参数设计浆液配置不控制方式设定检测试验合格注浆浆液运输图8-7-2管片衬砌背后同步注浆工艺流程及管理程序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，另外盾尾密封采用三道钢丝刷加注盾尾油脂密封，确保周边地基的土砂和地下水、衬背注浆材料、开挖面的水和泥土不会从外壳内表面和管片外周部之间缝隙流入盾构里，确保壁后注浆的顺利进行。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。注浆工艺流程及管理程序见图8-7-2。7.4对管片上浮的控制（1）采用快凝浆液注浆，尽快封闭管片与地层的间隙，防止隧道上浮。（2）同步注浆注意注浆的同步性和均匀性，根据总的方量计算，每100mm需注入的33---40个冲程量，注浆时均等注入空隙，同时做到上部的两个注浆管的注浆量要为总的注浆量的3/4。（3）在同步注浆的基础上，结合聚氨脂注浆在隧道周围形成环箍，每隔10m打一道环箍，使隧道纵向形成间隔的止水隔离带，以减缓、制约隧道上浮。（4）加强测量和监测的频率，并及时调整盾构姿态，适当将轴线降低掘进。7.5同步注浆的注意事项（1）在开工前制定详细的注浆作业指导书，并进行详细的浆材配比试验，选定合适的注浆材料及浆液配比。（2）制订详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆质量控制程序，严格按要求实施注浆、检查、记录、分析，及时做出P（注浆压力）－Q（注浆量）－t（时间）曲线，分析注浆速度与掘进速度的关系，评价注浆效果，反馈指导下次注浆。成立专业注浆作业组，由富有经验的注浆工程师负责现场注浆技术和管理工作。（3）根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果，及时进行信息反馈，修正注浆参数和施工工艺，发现情况及时解决。（4）做好注浆设备的维修保养，注浆材料供应，定时对注浆管路及设备进行清洗,保证注浆作业顺利连续不中断进行。（5）每环掘进之前，都要确认注浆系统的工作状态处于正常，并且浆液储量足够，掘进中一旦注浆系统出现故障，立即停止掘进进行检查和修理。（6）二次注浆在管片出盾尾5环后，对管片的建筑空隙进行二次注浆，整个区间每隔10环注浆一次，重要区段应按实际情况进行加密。处于砂性土层中的隧道，为了防水及沉降要加大注浆量，特别是C块及B块的注浆量提高到1～2m3/孔。§8盾构机的维护保养盾构机是盾构工程的关键机械，必须要维持盾构机的正常使用，才能保证工程的工期和隧道质量。因此必须按照规定的盾构机维护保养制度认真合理地维护盾构机，保证设备完好率和利用率。现拟定本标段盾构机的维护保养内容如下：8.1最初的维护操作最初的维护操作表8-8-1组成部分部件开始的维护操作液压系统所有的液压油过滤器替换所有的液压油过滤器。刀盘轮驱动装置行星齿轮传动装置在50小时之后对油进行更换。启动前:测试旋转和油位压缩空气源螺旋压缩机启动后:测试泄漏和压缩机温度1周后:测试泄漏和压缩机温度，旋紧电气连接8.2使用前和使用后的维护作业使用前和使用后的维护作业表8-8-2组成部分部件使用前和使用后的维护作业注释人闸装置纸带记录器操作实验，确保充分的纸和打印机笔尖，拉出送纸器。人闸装置电话、应急电话压力表操作实验，必要时更换有缺陷的设备。人闸装置加热元件系统清洗加热装置并进行操作测试。盾构人行气闸门的密封检查、清洗、必要时更换损坏的密封。在超压操作之前和之后实施8.3必需的维护作业必须的维护作业表8-8-3组成部分部件必需的维护作业注释刀盘轮超挖刀头刀具检查磨损和裂缝，必要时进行更换。把检查结果记录在维护表中刀盘轮驱动装置最高温度检测器除去最高温度检测器上的污染物和/或沉淀物。根据污染情况确定时间间隔螺旋输送机磨损管片、磨损管子对磨损管片和磨损管子进行肉眼检查。注意:在使用蒸汽喷射和隧道掘进机整机所有部件清洁该设备高压水装置前应注意不要让轴承、轴端子、液压机构、齿轮、电缆和轴承销被高压水损坏。冷却回路膨胀罐充入制冷剂后检查制冷冷却回路热交换器用压缩空气清洗热交换器的冷却散热片8.4日保养和日检查日保养和日检查表8-8-4组成部分部件每日的维护作业注释盾构盾尾从底部除去残留的泥浆、杂质、石头、水和金属零件。在每个建环之前，底部的清理不彻底或未清理会导致盾尾密封的损坏。盾构盾尾的润滑脂系统控制阀的操作测试。盾构盾构脂润滑的泵装置借助于压力计，检查脂润滑泵装置。盾构/压缩空气隧道掘进机上所有空根据需要排除水，清洗过设备气洁净装置滤器，更换和加入油。刀盘轮旋转联接密封检查泄漏室是否有泄漏的液体。当液体泄漏时，立即停止掘进。刀盘轮驱动装置主传动装置检查油位，必要时填充润滑油。检查泄漏舱是否有液体泄漏。刀盘轮驱动装置驱动密封润滑点测试所有的润滑接头，润滑内密封。清除内密封处的污物和液体。螺旋输送机驱动密封检查泄漏舱是否有液体泄漏。检查直管排水、所有滚轮螺旋输送机输送机整机的旋转，刮板和边缘导板的磨损和裂缝。拼装机拼装机轨道检查轨道和轮子，必要时进行清扫。拼装机头旋入轴对损坏和裂缝进行可视检查。组成部分部件每日的维护作业注释拼装机/管片吊机报警灯和报警喇叭操作测试。后援系统/压缩空气源压缩机检查冷冻液液位和收集器部件后援系统/喂片机清扫喂片机后援系统/喷浆泥浆泵一般的可视检查，检查液压油、水、电源、润滑和压力阀缸。后援系统/液压系统液压油箱检查油位高度，需要时添加。后援系统/膨润土膨润土泵检查填塞料箱的填料是否紧密。必要时，重新调整或更换。不要给填塞料箱加太大的应力。后援系统/供水水过滤器检查压头，如大于1.5巴就更换滤芯。后援系统/润滑脂润滑脂泵对维护单元的空气驱动检查油位。参阅来自IST公司的维护文件。液压系统所有液压管道测试气密性，检查软管做号擦损记号，测试泄漏。所有部件马达和泵检查轴承的噪声、温度和密封，需要时更换。8.5周保养和周检查周保养和周检查表8-8-5组成部分部件每周的维护作业注释盾构盾构底部的推力缸润滑球形板/滑板杆的底侧盾构对超挖刀隔开液压装置肉眼检查，噪声检查，油位检查，需要时添加。盾构/压缩空气设备压缩空气调节设备激活旁路压缩空气调节器刀盘轮旋转接头润滑接头四周的轴承加润滑脂，必要时用手操作。维护时间间隔根据油污染的刀盘轮驱动装置主传动装置测试油的污染和含水量程度决定，否则每季度维护1次。刀盘轮驱动装置行星齿轮肉眼检查，噪声检查，油检查螺旋输送机输送油位检查，需要时添加。螺旋输送机轴承珠，输送机滑动，远程控制润滑组成部分部件每周的维护作业注释加润滑脂:枢轴承、小齿轮、主动轮、左/右横动装置、滑拼装机润滑脂加注点板横动装置、液压油缸的铰接孔、在对中的润滑接头上的拼装机头的旋转接头。拼装机头旋入轴使用超声波扫描，检查有无损坏和裂缝。对损坏和紧密性进行一般检管片处理站管片起重设备查，给所有的轴承和钢索加润滑脂。管片处理站喂片机给所有的轴承和滑动表面加润滑脂。泥浆输送系统输送带清洗滑轮和惰轮，检查输送带，查油位。后援系统/压缩空气源螺旋压缩机检查油位，测试泄漏和压缩机温度，检查压缩冷冻液的污染情况。检查所有的夹具，测试轴间后援系统/喷浆系统泥浆泵隙和旋转轴密封和滑动刀盘轮。从滑动和旋转缸对接头加润滑脂。后援系统/液压系统油箱油位开关的运行测试，肉眼检查，噪声检查，油位检查液压系统所有的液压油缸润滑球面轴承和/或球面。检查滤油器，在漏油处更换O液压系统所有的滤油器形圈，检查滤芯的污染指标，按开关。8.6月保养和月检查月保养和月检查表8-8-6组成部分部件每月的维护作业注释盾构锁压力墙壁的门给铰链上的润滑接头加润滑脂。盾构/压缩空气源维护单元测试污染情况刀盘轮驱动装置行星齿轮传动装置检查螺钉紧固件。刀盘轮驱动装置行星齿轮传动装置检查冷却水的流量。螺旋输送机螺旋管用超声波扫描检查螺纹管的厚度。拼装机拼装机轴承检查轴承的紧固螺栓。盾构/后援系统事故吊车，液罐吊车和起重装置润滑电缆绞盘、链和轴承。后援系统/紧急灯如有，采用电池测试负荷水平和容量。后援系统/压缩空气源螺旋压缩机更换油和滤芯，检查皮带。后援系统轮子场合润滑调节螺栓和轮皮带。后援系统/灌浆系统泥浆泵给控制杆和接头加润滑油。检查工作零件，出力柱塞紧固件和螺栓。液压系统所有的液压蓄能器检查氮气的压力，如果必要的话，进行补充。一般的目测检查，检查传动装置油泥浆输送系统输送带的高度，如果必要的话，给轴承加润滑油，增加皮带的张力。8.7季度保养和季度检查季度保养和季度检查表8-8-7组成部分部件每季度的维护作业注释刀盘轮驱动装置主传动装置对油进行测试，测试污染物和水的含量。刀盘轮驱动装置行星齿轮检查油的质量，如果需要，对油进行更换。盾构/后援系统提升装置检查载重链的变形和磨损，检查悬架吊耳的裂缝和变形。液压系统液压油箱对油进行测试，测试污染物和水的含量。后援系统/压缩空气源螺旋压缩机旋紧电气连接，更换进气过滤器和油过滤器，测试溢流阀。后援系统/膨润土膨润土泵润滑轴承8.8每半年的维护保养和检查每半年的维护保养和检查表8-8-8组成部分部件每半年的维护作业注释盾构/能源供应电缆盘检查传动油位，检查链的松紧和链的润滑。刀盘轮驱动装置主传动装置更换齿轮油。刀盘轮驱动装置行星齿轮更换油(在2500小时之后)。后援系统/压缩空气设备溢流阀利用吹空气通过溢流阀，对溢流阀进行清洁。液压装置的电驱动马达电动马达如果可以使用注油器，给轴承加润滑油。液压装置所有的过滤器更换过滤器的滤芯。泥浆输送系统输送带检查工作零件，在护罩下进行清洁工作。所有的部件所有的起重机检查电器开关工具和装置。8.9每年的维护保养和检查每年的维护保养和检查表8-8-9组成部分部件每年的维护作业注释后援系统/灌浆系统泥浆泵由工作人员进行安全性检查。检查滑动枢轴的密封。更换空气过滤器，检查整套设备有无损后援系统/压缩空气源压缩机坏，检查分离器的浮动机构，更换油。泥浆输送系统输送带更换齿轮油。检查联接头和水龙头连接的紧固性。使电气设备变压器用干燥的压缩空气或氮气吹掉变压器上的灰尘。所有的部件所有的起重机由专业人员进行操作的安全性检查。§9刀具的更换9.1盾构刀具更换原因刀具是切削土体的主要工具。刀具布置在刀盘上，根据其位置和工作原理，可分为滚刀、齿刀和边缘刮刀三种。滚刀主要用来切削岩层（〈7〉以上地层），齿刀主要用于切削土层（〈6〉以下地层），刀具的锋利和磨损程度将直接影响到盾构机的掘进效率。刀具检查和更换分为定期和不定期。定期检查是指根据具体地质情况和掘进长度而定，在地质情况变化时和经过长距离的掘进后预先确定在安全的地方进行刀具的检查和更换；不定期检查主要依据盾构掘进状态，比较各种掘进参数，如发现异常的情况后应立即对刀具进行检查，发现需要进行刀具更换则在最近处的安全地方进行刀具的更换。在换刀前要在拟换刀地点进行补勘调查，必要时进行地面加固处理。本标段盾构隧道穿过的地层主要为流朔～软所～硬朔粉质粘土，掘进过程中要时刻注意地层的变化，及时检查、更换刀具，合理选择更换刀具的地点。9.2刀具更换时间和地点的确定根据盾构掘进的速度、刀具的磨损程度、地面环境情况和地层条件等因素来决定刀具的更换时间和更换地点。9.3刀具磨损量的预测本标段盾构隧道穿过的地层主要为流朔～软所～硬朔粉质粘土，此地层对刀具的磨损相对较小，但也应注意地层中的粉、砂粒对刀具的长距离磨损，通过对刀具磨损量的预估再结合地层情况和现场探勘，确定检查和更换刀具的地点。刀具磨损量估算公式δ=K•π•D•N•L/V其中δ:磨损量（mm）（最外周部）；K:磨损系数（mm/km）D:盾构外径（m）；N:刀盘转速（rpm）L:推进距离（km）；V:推进速度（m/min）根据经验和对该地层的判断计算，在粉质粘土层地段，磨损系数k值取15mm/km～25mm/km，刀盘转数为3rpm，推进速度取60mm/min，磨损量警戒值按20mm考虑，推算出掘进390m～650m需要检查和更换刀具.根据地层情况和现场探勘，确定更换和检查刀具的地点。9.4刀具检查和更换的主要程序9.4.1常压开仓换刀具若地层稳定或在经过加固稳定的地层处开仓，可进行常压换刀，一般过程如下：⑴更换刀具前一周储备好预计需要更换的刀具和准备好换刀工具。⑵停止掘进前，做好检查和换刀的各项准备工作和预防措施。⑶开仓前，通过螺旋输送机排空土仓内的土并通过人闸内的泄压孔将土仓内压力降为0bar。⑷开仓严格按照人闸安全操作规程操作。⑸检查刀具。对刀盘清洗后，逐个检查刀具，并做好记录。⑹根据刀具和刀盘磨损情况，确定换刀的类型和编号。⑺换刀原则：按拆一把换一把的换刀顺序，以便土仓周边土层发生变化时可及时恢复掘进。⑻试转和复紧。在刀具更换完成并经工程师检查后，关闭仓门（稳定地层可先不关闭）。试转刀盘若干圈或在地层允许的情况下适量掘进1-2环后，再安排人员进入土仓复紧刀具，确认刀具螺栓坚固后，退出土仓，关闭仓门。⑼恢复掘进。开始阶段将刀盘转速和千斤顶推力要由小到大逐渐增加，避免因幅度过大造成对刀具的损坏。9.4.2带压换刀刀具检查与跟换尽量选择在稳定地层中进行，若无法避开在不稳定地层段换刀具，且不具备地层加固条件，则采取带压作业换刀具。在不稳定地层中采用压气作业方式检查或更换刀具时，为了确保安全，防止气压突发性降低，应在作业之前，向盾尾密封刷各腔之间注入由CONDAT公司生产的“specialjointingcompound”聚合物类似于香口胶，在4.5kg/cm2及以下的水压环境中，遇水会与之发生化学反应，可在几秒形成一层胶状物填充空隙，加强了盾尾的密封性能。带压刀具检查和更换程序参见图8-9-1。⑴刀具检查前开挖面地层处理设备检查确保预备仓和主仓压力门关闭土仓内作业完毕开启记录设备人员进入预备仓人员进入主仓关闭密闭门人员进入土仓关闭主仓门关闭预备仓主仓降压预备仓升压

否主仓升压

否主仓压力是否等于土仓压力否主仓压力是否等于土仓压力主仓压力是否等于大气压力是

是是开启土仓密闭门开启压力门土仓开启主仓门人员离开主仓关闭压力门进入土仓内作业进入土仓内作业停止记录设备打印进仓记录图8-9-1带压刀具检查和更换程序①为加强地层的稳定和减少加气压过程中的气体漏失，在停机开仓前1天开始加气建立并稳定前方工作压力。②在停机开仓前排土作业，降低土仓内土面，保证土仓闸门能够打开。在排土过程中继续观察并稳定前方工作压力。土面降低完成和土压稳定后，即完成对开挖面土体的地层处理。⑵试压处理①土仓内试压首先，用水清洗两根连通土仓与变送器连接的软管。清洗完后，启动空压机，将控制调节器的气管球阀打开，并将调节器打到自动档，将所应达到的土压设置好，然后打开向土仓内加气的球阀，开始向土仓内加气。土仓内的试验压力分为0.03Mpa、0.05Mpa、0.09Mpa几个阶段分别进行试验，最终将土仓内的压力设定为0.1Mpa，并长时间保压。②人闸内试压a.将人闸密封门关好，各个气阀关好，并认真检查。b.启动空压机准备向舱内加压。c.按照加压方案，对人闸分阶段加压。加压时间要求控制。直至舱内压力基本稳定后，停止加压。d.在稳压的情况下，机械工程师细心观察，检查人闸的气密性。如有漏气马上做密封处理，以保证加压工作正常进行。c.按“洗仓”方案对舱内进行换气处理，此过程注意保持舱内压力不变。e.将料闸密封门关好，然后给料闸加压。整个加压过程尽可能在短时间内完成。当料闸内的压力与人闸的压力基本相等时，打开两者之间的阀门，使两者的压力完全一样。f.根据减压方案进行减压时,时间可以相应减少。当压力表读数达到0.02Mpa时，注意要放慢减压速度。当压力表的示数为零时，打开人闸、料闸的密封门。h.清理人闸内部物品，保持仓内清洁。i.查看人闸、料闸的压力记录仪的加压曲线，判断人闸、料闸的工作及加压、减压过程是否正常。(3)刀具检查过程中的气压控制①土仓内气压控制通过人闸外与土仓闸板相连的空气调节、控制阀组进行控制，具体步骤如下：a.仓闸板与变送器连接管路的清洗将两者之间的连接管路拆除，同时将闸板上的球阀打开，用工业用水清洗，之后，连接好管路，通以工业气体，用其将闸板上的喷嘴、管路中残留的工业水吹净，之后关闭闸板上的球阀。b.空气调节、控制阀组的气压压力的设定分别打开两条工业用气管路的控制球阀，调节空气过滤单元的减压阀，使其减压后的压力为0.4Mpa,调节其后的减压阀，使其减压后的压力为0.12～0.