浙江粉砂粉质粘土地层盾构区间及冻结法联络通道等附属工程施工组织设计

目录HYPERLINK\l"_Toc330563580"1编制说明④增大注浆量，填补粉砂层空隙，减少隧道后期漏水、沉降。5盾构进、出洞粉砂、淤泥质粉质粘土地层中盾构进、出洞施工，易发生涌水涌砂现象，施工风险大。①采用地面旋喷的加固方式，控制好加固质量；②洞门止水装置（始发采用双层）质量保证；③盾构进出洞段提前调整好姿态；④盾构推进时根据总推力和刀盘扭矩的变化及时调整推进参数；=5\*GB3⑤根据土层、土质及加固体厚度及时调整土仓压力的设定；⑥加强进出洞施工期间洞门上方土体位移监测和水土流失情况的观测；⑦钻设3口降水井应急；=8\*GB3⑧做好施工应急预案及施工应急物资准备。6盾构站内调头盾构机在XX站站内调头施工①根据XX站场地情情况，提前编编制盾构调头头方案，合理理安排施工工工序。②将车站、盾构机、基基座、轨道、固固定托架、移移动托架、反反力架等按相相应比例在AutoCCAD软件中绘制制成形，模拟拟车站盾构调调头，并对整个模模拟过程的可可行性进行深深入研究，确确定方便、快快捷且经济的的最佳施工方方式和路线。③做好物资、设备准准备，并准备备好应急预案案、应急物资资。④提前对施工人员进进行安全技术术交底，盾构到达前做好调调头准备。7盾构穿越XX河盾构隧道穿越改移移后XX河①盾构穿越时根据上上覆土压力和和水深情况计计算和控制好好土仓压力、注注浆压力，控控制好盾构姿姿态；②盾构推进控制好盾盾尾与管片之之间的间隙，盾盾尾油脂压注注要保质保量量；③盾构推进注意刀具具、各种设备备的保养，确确保推进过程程中运行良好好；④盾构穿河施工尽可可能避开汛期期；⑤采用双回路供电系系统；⑥施工期间加强监测测，根据数据据及时调整盾盾构掘进参数数；⑦加大同步注浆、二二次注浆量，保保证沉降满足足要求；⑧盾构采用3道钢丝丝刷，推进过过程中控制好好油脂压注量量。8盾构下穿XX站11、4号出入口、1号线出段线线明挖段近距离下穿构筑物物，与1号出入口底底板最小净距距仅2.6m，与汇水池池底最小净距距仅1.3m。距明挖段段不详。①在穿越施工前对需需穿越的1、4号出入口和和明挖段线与与隧道之间的的关系进行详详细分析，根根据实际情况况确定穿越前前、穿越中的的土仓压力压压力设定，和和穿越中、穿穿越后注浆压压力，既要保保证盾构的顺顺利掘进，又又需确保构筑筑物不受影响响。土压力和和注浆压力预预设定值需精精确到每环；；②严格控制盾构出土土量，同时视视监测情况合合理调整出土土量；③盾构穿越前调整好好姿态，加强强对推进轴线线的控制，穿穿越中减小纠纠偏量；④盾构推进速度控制制在2cm/mmin以内，匀速速推进,减少土体扰扰动；⑤推进过程中在进行行同步注浆时时停止盾构上上部注浆，加加大下部压浆浆量，注浆量量根据土层设设定，确保合合理填补施工工空隙，且保保证结构不受受影响；⑥增加下穿区域内管管片注浆孔，以以备出现沉降降时补浆；⑦在穿越构筑物上布布置监测点，在在盾构临近和和穿越过程中中对出入口和和明挖段进行行全程、全方方位监测。8盾构下穿沪杭高速速公路交通流量大，沉降降控制要求高高①穿越前根据高速公公路路基填土土高度计算穿穿越段的土仓仓压力和注浆浆压力。②盾构推进速度控制制在2cm/mmin以内，匀速速推进；③严格控制盾构出土土量，同时视视监测情况合合理调整出土土量；④穿越期间同步注浆浆要及时、均均匀、足量，确确保建筑空隙隙及时和足量量充填；⑤增加下穿区域内管管片注浆孔，以以备必要时补补浆；⑥施工期间加强监测测，采用特殊殊监测手段，根根据数据及时时调整盾构掘掘进参数；⑦与沪杭高速管理部门门建立联动机机制，确保穿穿越期间的运运行和施工安安全。10盾构上跨1号线正正线联络通道道兼泵房土仓压力和盾构本本体质量造成成构筑物沉降降、破坏①在穿越前根据周边边环境及与1号线联络通通道相对关系系适当调整土土仓压力，避避免盾构掘进进时水平向土土仓压力对既既有结构产生生挤压，造成成影响；②穿越施工前对盾构构机械进行全全面整修，避避免在联络通通道上方出现现停机。③穿越段适当提高推推进速度，减减少盾构机在在联络通道顶顶部的停留时时间；④穿越过程中的同步步注浆停止盾盾构下部注浆浆，加大上部部压浆量，适适当减小注浆浆压力，必要要时二次补浆浆；⑤联络通道内布置变变形监测点，穿穿越过程中全全程全方位监监测，确保动动态施工。⑥必要情况下对联络络通道和泵站站进行洞内加加固。3工程部署3.1施工流向向安排本区间工程隧道采采用1台盾构机施施工，从XXX车辆基地出出入段线明挖挖端头井始发发，先施工入入段线，至XXX站东端盾盾构井后盾构构机调头，施施工出段线，返返回出入段线线端头井后解解体退场。具具体见图3.1-1。联络通道兼泵站联络通道兼泵站到达2012.10.5始发彭埠站七堡车辆基地约915m调头图3.1-1施工工流向图3.2施工平面面布置3.2.1布置置原则1、施工场地不超出规规定的施工用用地范围，以以满足施工生生产和现场管管理为主，尽尽量减少对道道路交通、居居民生活、及及周边标段施施工的干扰；；2、方便施工组织，确确保节点工期期要求，并合合理考虑机械械设备的充分分利用；3、在施工过程中，施施工场地的布布置根据场地地情况及施工工需要及时进进行调整；4、生活及办公场所所尽量做到相相对固定，生生活、生产区区域分开，做做到经济合理理、简洁美观观，有利于安安全生产；5、严格按照业主及XXX市有关部部门的要求、规规定进行场地地平面布置。3.2.2平面面布置说明1、平面布置根据业主提供施工工用地范围，结结合场地的现现场情况及工工程的施工特特点考虑，作作如下布置：：(1)生活区：本标段项目部设在在XX车辆基地地场地周边空空地内，，该该场地内主要要布置办公室室（含业主监监理办公室）、生生活用房、卫卫浴、食堂、医医务室等，并并布置施工班班组办公生活活场地。(2)生产场地布置：本标段共设置一个个工区，施工工场地充分利利用围挡内场场地，并拆除除车辆段靠河河侧围挡，围围挡外推，在在河上搭设施施工平台，场场地主要布置置了盾构施工工需要的管片片场、拌合站站、集土坑等等。(3)施工场地采用全封封闭围挡措施施，在主要出出入口设大门门。(4)施工便道采用200cm厚的钢筋砼砼结构，其它它均采取15cm厚素砼全部部地坪硬化。(5)按照防火防爆的有有关规定设置置危险品库等等临时性构筑筑物，易燃易易爆物品堆放放间距和动火火点与氧气、乙乙炔的间距符符合规定要求求。临时设施区按规定定配足消防器器材：危险品品仓库等重点点部位配备足足够数量种类类合适的灭火火机。重点仓仓库或部位等等每25m²建筑面积配配备一只灭火火器，非重点点仓库，宿舍舍等建筑区域域每100m²建筑面积配配备2只灭火器。消防设备配备合理理，性能完好好可靠。消防防栓、消防器器材周围畅通通不得堆物，消消防器材安排排专人负责维维护管理。⑹施工用水使用发包包人提供的1个50mm～80mm管径的施工工用水接驳口口，接口安装装Φ100mm自来水主管管道贯穿整个个施工区域；；⑺施工用电使用发包包人在施工现现场提供的1个10Kv配电点，在在盾构机掘进进前两个月接接收发包人提提供的盾构机机所需配电点点，按安全及及文明施工要要求自行铺设设变压器出线线后的电力线线路；3.2.3平面面布置1、管片堆放场地：：设在XX车辆基地地出入段线明明挖端头井左左右两侧，用用于堆放衬砌砌管片和管片片防水处理场场地，32t龙门吊机行行走覆盖整个个管片堆放场场地，便于管管片起吊运输输。2、集土坑：设在始始发井口西南南侧附近，面面积125m²，地面下深4.5m，地面上高0.5m，总设计堆堆土高度5.0m，总存土量625m³，渣土坑采采用壁厚300～600mm的钢筋混凝凝土结构，龙龙门吊机行走走侧面覆盖碴碴土坑长度方方向。3、拌合站：设在始始发井口东北北侧，附近设设置水泥罐、粉粉煤灰罐，以以及膨润土库库和砂石料堆堆放场。4、材料存放场：面面积100m²，主要堆积积泡沫剂、踏踏板、43kg钢轨及轨枕枕等工程材料料。5、配电柜及充电间间：在始发井井口东北侧设设配电柜（二二级箱），从从变压器处引引来电源。在在顶板上两个个盾构井口间间设充电间，面面积60m²。6、水池、三级沉淀淀池：设于工工作井北侧，场场地施工用水水通过100mm管道引至水水池，由水池池向盾构机及及拌合站供水水。回收的废废水通过三级级沉淀池过滤滤后排入城市市管道。施工场地布置详见见附表五施工总平面面图。3.3临时设施建建设3.3.1施工围围挡拆除XX车辆段靠靠河侧围挡后后，将围挡外外推至XX路边缘，封封闭施工，竣竣工后恢复场场地原围挡及及绿化。临时生产设施临时生产设施主要要包括：试验验室、材料堆堆放场地、施施工用风、水水、电线路的的布置、变配配电柜、水池池、三级沉淀淀池、注浆材材料拌合站等等。施工前按按照平面图和和施工计划及及时完成临时时设施的建设设，以满足生生产需要。3.3.3临时道道路及现场场场地硬化为了方便施工，按按要求对施工工现场内的道道路、施工场场地、生活区区域进行硬化化，地坪质量量应符合XXX市的有关规规定，施工道道路、施工场场地、生活区区应保持清洁洁，对地坪、车车辆冲洗要设设置排水系统统，将污水沉沉淀后排放。因施工场地狭窄且且临河施工，为为施工方便，施施工时将占用用工地与改移移后XX河间绿地地，在改移后后的XX河上搭设设施工便桥一一座，便桥材材料计划使用用军用梁，该该便桥兼做施施工场地，围围挡外移至XXX路边缘，施施工完毕后将将施工场地恢恢复原貌，便便桥范围见附附图五：施工工总平面图。施工现场给排水1、施工供水施工供水由业主提提供的φ50mm～80mm总水管引进进，根据本项项目用水需求求，引至各用用水点。工地地现场给水主主管路采用φ100mm，沿施工围围挡附近敷设设，盾构给水水主管路采用用DN100（4英寸），为为了便于用水水，给水主管管路沿线按需需设置给水阀阀门，阀门采采用DN25（1英寸）带接接管的阀门。2、施工排水及污水水排放在工地上建立有效效的排水系统统，并与地区区的排水系统统沟通。施工工现场设置以以砖砌排水明明沟、集水池池（三级沉淀淀）为主的临临时排水系统统，施工污水水经明沟引流流、集水池沉沉淀滤清处理理达标后，间间接排入市政政排污系统。砖砌排水沟流水面面用M5水泥砂浆抹抹面，排水沟沟穿越道路时时埋管或加盖盖板。工地汽车出入口均均设置冲洗槽槽，并用水枪枪将外出的汽汽车冲洗干净净，确保出入入车辆不对外外部环境产生生污染。隧道内及洞内作业业面排水采用用气动隔膜泵泵加上Φ100胶皮排水管管的抽排水方方式，把洞内内污水由作业业面排到洞口口处，再由潜潜水泵及泥浆浆泵抽至井口口上部的排水水沟内以保证证洞内干燥清清洁。3.4盾构隧道施施工运输系统统1、水平运输⑴列车编组及渣斗隧道始发后，正常常掘进时隧道道内采用两列列编组运输：：每一列为一一节35T车头拖两节节渣斗、一节节运浆车、一一节管片车、一一节运料车，并并备用一个车车头。⑵浆车浆车的容量为5mm³，考虑浆液液流失等消耗耗，满足注浆浆需求量。⑶管片车及运料车配备两节管片车可可以将六块管管片分两次运运进盾构机内内。编组的备用底盘用用于运输油脂脂、轨道等物物料。⑷轨道隧道内采用单线运运输，轨距为为762mm，在洞口安安装道岔，实实现始发井内内双线运输，钢钢枕为20A工字钢制作作，布置间距距为0.8m。钢轨采用24kg//m钢轨。2、轨道铺设行走轨的铺设在进进场之后进行行,用38Kg钢轨铺设外外侧两钢轨，用24kg钢轨铺设中间两条钢轨，最外侧轨道走行后配套台车，中间两轨走行运输列车，轨道在站内沿洞门向XX车辆段车站内铺设75米。为了始发出渣的顺顺畅：计划在在轨道75米位置连接接一个对称道道岔，利用端端头井双线出出渣及下管片片。道岔处轨轨道延伸到端端头洞门。3、垂直运输每环渣土的重量为为1800kg//m³(渣土比重)×39.007m³=70.3T，每个渣斗斗的自重为2.8T，每斗土的的重量约为117.6T，总重为约约为20.44T，配备1台大龙门吊吊载重为32T/55T。该龙门吊同时用于于管片等物料料的卸车。3.5隧道通风系系统在隧道内，考虑到到作业人员的的呼吸和盾构构机产生的热热量的扩散，以以改善隧道内内作业环境为为目的，设置置通风设备。隧隧道内新鲜空空气量满足工工作人员每人人每小时供应应不低于30m³的标准，同同时满足隧道道中氧气含量量按体积不小小于20％，相对湿湿度为65%～80%之间。因此，本标段隧道道内通风采用用两台SDFF(A)-№6.5/222kW型隧隧道轴流风机机压入式通风风，风筒直径径800mm。风机技术术参数见表3.5-1。3.5-1技术术参数风量(m3/min)风量(m3/min)高效风量(m3//min)电机功率（kw）303~585640～5320039622×2风机安装在地面盾盾构井口边，风风筒布置在隧隧道拱顶，根根据检测工作作面空气质量量及温度情况况，调整通风风时间。根据据理论计算机机施工经验，本本通风设计满满足工作要求求。经过通风H2S、CH4以及其他有有毒或有害气气体等浓度不不超过有害身身体健康的浓浓度，易燃气气体浓度不超超过最小爆炸炸浓度的10%，通风设备备噪音不超过过75分贝。为防止沼气的危害害，施工中，经经常检测洞内内气体，发现现有害气体超超标，立即加加强通风，降降低有害气体体浓度，同时时，严格各项项安全操作要要求，防止出出现火化及明明火。3.6隧道断面面布置隧道断面布置主要要考虑合理利利用空间，并并考虑到安全全因素。具体体布置见图3.6-1。1、车架轨枕轨枕选用20H钢钢制作，每环环布置。2、电机车轨道在轨枕上布置一般般常用的24kg电机车轨道道，用于盾构构掘进材料运运输。3、人行走道出于安全考虑，在在左下方管片片上制作人行行走道架，上上面搁走道板板，走道板要要固定牢靠。4、隧道照明采用36V安全电压，灯灯具选用配有有防水灯头的的开启式照明明器，在隧道道左上方间隔隔7环布置一个个灯架，照明明电缆和灯具具通过瓷瓶固固定在上面，同同时每隔14环设置一个个应急照明灯灯。5、管路隧道右下方每隔44环安装一个个托架，上面面铺设给排水水管路。6、通风管在上方每隔8环布布置一个吊架架，供通风管管道、动力电电缆固定之用用。7、隧道内通讯在照明灯具支架上上安装2×1.5一对的电话话线路，通过过设置在井口口、测量转换换平台、盾构构机头处的电电话进行通讯讯联系。图3.6-1隧道道断面布置示示意图8、隧道内消防隧道内每50m设设一组消防器器，配电箱及及各车架均设设消防器。每每100m设一个消防防水阀门。3.7施工进度度计划本工程招标文件中中要求总工期期为458日历天，计计划开工日期期为2012年8月10日，计划竣竣工日期为2013年11月10日。经我部仔细研究、分分析，结合本本公司承建类类似工程的经经验和实力，确确定本工程施施工总工期：：2012年8月10日开工，2013年11月9日完成本次次招标文件中中规定的施工工任务。本标段施工总体计计划，见附表表四：计划开开、竣工日期期和施工进度度网络图。HYPERLINK\l"_Toc224292644"1、施工进度参数的的选定根据本工程的地质质特点以及盾盾构机性能，初初步计划工序序循环时间、掘掘进指标如下下：盾构始发、到达阶阶段平均每天天按4环计算，正正常掘进阶段段平均每天按按8环计算，盾盾构始发考虑虑30天，盾构吊吊出及收尾考考虑30天；联络通通道安排在盾盾构区间掘进进完成后进行行。2、工期保证措施⑴技术管理保证①盾构机按计划到场场。目前盾构构机已调试完完毕，存放在在深圳组装车车间，可根据据车站施工进进展及时进场场。②施工中重点解决盾盾构在粉砂层层地层中的掘掘进研究，成成立由盾构专专家组成的科科技攻关小组组，就碴土改改良和控制沉沉降作专项研研究。③盾构掘进过程中坚坚持机电工程程师和土建工工程师跟班作作业，做到及及时发现问题题，及时解决决，尤其是在在盾构出现异异常的初期能能做到及时准准确判断，从从而避免问题题严重化，影影响工期。④提前做好盾构通过过建筑物等特特殊地段的施施工技术措施施和应急预备备方案，做到到超前考虑，超超前准备。提前与既有有建构筑物产产权单位协调调，签订穿越越施工保护协协议。⑤加强工班工序间的的衔接，减少少人为的影响响，实行工班班交接班制度度，对上班存存在的影响进进度的问题及及时交接、及及时处理，认认真研究和总总结盾构掘进进参数、轨道道布置、列车车编组、地下下与地面班组组间的协调，持持续不断的提提高工作效率率。⑥根据施工总进度的的要求，分解解月、周、日日施工生产计计划，建立生生产调度、分析会会议制度，对对照检查，找找差距、找原原因、完善管管理，促进施施工。⑦严格施工监控量测测信息反馈管管理，及时指指导施工技术术方案和施工工方法的调整整，减少因意意外事故而影影响盾构掘进进。⑧加强日常施工资料料的收集和整整理，分析整整理并提供有有参考价值的的可行数据，为为下一步施工工提供重要的的改进依据。⑵设备物资保证①加强盾构机及配套套设备的维护护保养，充分发发挥施工机械械的优势，提提高其完好率率、利用率以以提高生产作作业的效率。②根据施工生产计划划编制材料供供应计划，超超前订货加工工，同时严把把原材料质量量关，防止因因不合格材料料而影响工期期。③加强与渣土外运单单位的协调，确确保满足施工工进度。④做好施工物资采购购供应工作，特特别是管片、特殊管片、注浆材料、泡沫剂、膨润土、盾构机用油脂、轨道、风水管线和盾构机配件的采购供应，保障施工正常进展。3.8资源配置置1、组织机构及人员员为优质安全的实现本本工程目标，我公司将组建“XX地铁1号线XX车辆段出入段线盾构区间工程项目经理部”，按一个项目经理部和一个工区的两级模式管理。成立由集团技术经济负责人牵头的专家顾问组，并联合高等院校、科研机构成立施工难题科研攻关组，组织机构如图3.8-1。技术质量部技术质量部项目经理项目总工程师综合办公室计划财务部物资设备部安全环保部项目副经理盾构工区专题攻关组专家组图3.8-1项目目部组织机构构图为了优质、高效的的完成本标段段的施工任务务，根据工程程特点，结合合总体施工计计划和工程量量，科学合理理的配置劳动动力资源，见见图3.8-2：劳动力投投入柱状图。图3.8-2劳动动力投入柱状状图2、材料、机械及仪仪器设备投入入项目物资材料实行行“统一管理，集集中采购，优优化配置，严严格核算”的管理模式式。坚持一个个“早”字，即“早准备、早早上场、早施施工”。⑴施工准备阶段尽快快编制施工材材料及周转材材料进场计划划，订立材料料供应协议；；⑵做好外委试验规划划。⑶根据总体进度计划划、工程量和和施工场地条条件等，合理理的配备施工工机械，重点点在出土、盾盾构设备的选选择，详见附附表一拟投入本标标段的主要施施工设备表。4区间施工方案与工工艺4.1设备选型型及设计4.1.1设备选选型1、盾构机的选型原原则盾构机选型是优质质、安全、快快速建成盾构构隧道的关键键工作之一。盾盾构机主要遵遵照以下原则则进行选型：⑴选择的盾构机机型型和功能必须须满足本标段段线路条件、工工期、施工条条件和环境等等要求。⑵选用的盾构机按本本标段的地质质条件，进行行有针对性的的设计与制造造，要求其性性能与本标段段内的工程地地质、水文地地质条件相适适应。⑶选用的盾构机应具具有良好的性性能和可靠性性。⑷类似地质、施工条条件下盾构选选型、施工实实例及其效果果。⑸盾构机制造商的知知名度、良好好的业绩、信誉与技术服务。2、拟选盾构机应具具备的功能此标段施工采用的的泥土加压式式土压平衡盾盾构机，其应应具备功能如如下：⑴基本功能具备开挖、出碴、碴碴土改良、管管片安装、注注浆、动力、控控制、测量导导向等基本功功能。⑵满足微承压水下的的盾构掘进本工程中场地承压压水主要为中中部第④4层砂质粉土土夹粉质粘土土、第⑥3层砂质粉土土中赋存的微微承压水，盾盾构在掘进过过程中，一旦旦由于对周围围土体出现较较大的扰动，即即可能导致掘掘进面位置处处承受较大的的水压，这要要求盾构机螺螺旋输送机能能配置应急设设备、盾尾密密封等处能耐耐水压，保证证在此条件下下的可靠性。同同时，刀盘主主轴承必须具具备良好的密密封性能。⑶满足粉砂及淤泥质质粉质粘土条条件下掘进条条件①具备土压平衡模式式掘进功能。②足够的刀盘驱动扭扭矩和盾构推推力。③合理的、高耐磨性性的刀盘及刀刀具设计，足足够的刀盘开开口率，开口口形状及合理理位置，刀盘盘刀具可靠，尽尽可能减小故故障率。④能承受大偏心力矩矩的主轴承设设计，具有高高的主轴承设设计寿命，有有效的主轴承承密封及刀盘盘减震设计。⑤应具备优良的碴土土改良系统。⑷盾构机应配置适于于地层压力的的气闸及系统统，可安全进进行换刀作业业。⑸应具备高水压下防防螺旋输送机机喷涌技术。⑹应具备在粉砂及硬硬塑粘土地层层中掘进的刀刀具减磨、减减粘技术，防防止刀盘扭矩矩过大发生刀刀盘被卡的现现象。⑺精确的方向控制盾构机必须具有高高精度的导向向系统，确保保线路方向的的正确性，盾盾构方向的控控制包括两个个方面：一是是盾构机本身身能够进行纠纠偏；二是采采用先进的激激光导向技术术保证盾构掘掘进方向的正正确。⑻环境保护盾构法施工的环境境保护包括两两个方面：首首先是盾构施施工时对周围围自然环境的的保护，即地地面沉降满足足设计要求，无无大的噪声、震震动等；其次次要求盾构施施工时使用的的辅助材料如如油脂、泡沫沫及添加材料料等不能对环环境造成污染染。⑼掘进速度满足计划划工期要求根据计划工期安排排，整个标段段计划工程平平均月进度最最快为200m，要求盾构构机具备300m/月的掘进能能力。⑽设备可靠性、技术术先进性与经经济性的统一一盾构选型及设计应应该按照可靠靠性第一，技技术先进性第第二，经济性性第三的原则则进行。3、选定型号根据地质及工期要要求决定选用用1台日本川崎TY64440-mm型加泥式土压压平衡盾构，该该盾构可以满满足区间穿越越的粉砂、淤淤泥质粉质粘粘土土层施工工，该型盾构构设计覆土条条件为5m～40m完全可以满满足本工程的的埋深要求。该盾构装备适应高高水压可防止止挖削土体的的喷涌；在皮皮带输送机处处测定土量，监监控进入的土土体量，在盾盾构机上方设设置3处土体沉沉降探测装置置，监控上方方的空隙量，在在操作界面中中显示空隙状状态，在挖削削同时进行同同步注浆，在在机器后方防防止沉降。从从而保持开挖挖面稳定、减减少周边土体体扰动、保护护环境安全。根据本隧道的工程程特点，盾构构机应配备泡泡沫和澎润土土注入系统，进进行掘进中的的碴土改良，实实现盾构的土土压平衡掘进进和止水固结结掌子面能进进入土仓进行行各种作业的的目的。施工操作的性能：：该型盾构机机施工的安全全和可操作性性较高。最大大设计坡度为为44‰满足本工程程最大坡度34‰的要求。最小小转弯半径完完全满足本工工程300m的最小曲线线半径。技术先进及经济合合理性：该盾盾构性能卓越越，已在上海海、XX等地广泛泛应用，其总总体性能已得得到大量工程程的实绩证明明。针对本工程做以下下设计：⑴为保证掘进面稳定定、土体切削削的流畅性、减减少刀具、刀刀盘的磨损，刀刀盘开口率设设计为40%；⑵作为防止沉降的措措施，在皮带带输送机处进进行土量测量量，在监视土土量的同时，在在盾构机上方方设置3处土体沉沉降探测装置置，监控上方方的空隙量，以以监视土体塌塌陷情况；⑶为适应土质的变化化，刀盘采用用变频式电机机驱动；⑷为防止刀盘过度深深入土体而设设置联锁等安安全措施；⑸配备加泥注入装置置、泡沫注入入装置（刀盘盘前6孔）以加入入适合土质的的加泥材料；；⑹浆液拌制选用自制制搅拌设备，盾盾构注浆泵采采用德国SCHWIING泵；⑺千斤顶根据隧道埋埋深等参数设设定。4.1.2盾构构机设计特点点与主要参数数1、设计特点TY6440-mm盾盾构机的设计计具备以下特特点：⑴可以能满足开挖土土层从砂层到到软土层的土土压式平衡盾盾构。⑵刀盘结构为辐条式式，便于刀具具的布置及受受力，结构坚坚固、强度高高、刚性大、耐耐磨程度高，刀刀盘开口率40％。⑶刀盘的设计及刀具具的配置选择择及布局要求求合理，必须须具有足够的的寿命。⑷盾构机采用8台775kW变频电动机机驱动，具有有较大的扭矩矩和多档转速速，可适应不不同地层的掘掘进需要。⑸具有良好可靠的加加泥、泡沫注注入系统，用用于开挖面、土土仓及螺旋机机中土体改善善。⑹螺旋输送机采用有有轴式螺旋输送机机，后部尾部部处排土，具具有二道闸门门，且螺旋输输送机前端叶叶片及前筒体体堆有耐磨材材料，抗磨性性能优越。⑺螺旋输送机可配置置防喷的保压压泵装置。⑻具有良好可靠的同同步注浆注入入系统，能及及时充填管片片与地层的间间隙，减小沉沉降。同步注注浆注入系统统即可以采用用单液浆，也也可以采用双双液浆。⑼管片拼装机通过辅辅助措施可以以在盾尾密封封刷位置进行行管片安装，便便于在隧道内内实现盾尾密密封刷的更换换。⑽具有双仓式气压人人行闸设计，设设置土仓自动动调压装置，保保证更换刀具具的便利及人人员的安全，以以适应河底或建、构筑筑物下的换刀刀及处理障碍碍物要求。⑾盾构机主机的密封封装置（刀盘盘驱动密封及及盾尾密封等等）在较高水水土压力状态态下具有良好好的密封功能能。⑿电气和液压元件质质量可靠、响响应迅捷，防防水性能好，适适应隧道内的的高温、高湿湿工作环境。⒀具有应对紧急突发发事件的能力力，设置有遇遇到异常情况况发生时能自自动报警，且且设置急停按按钮。如紧急急停电时螺旋旋机出土闸门门可以通过操操作台边上的的开关关闭，并并且在主机内内及操作室内内的操作台上上各有1个紧急停止止开关。⒁控制系统的自动化化程度高且具具有连锁功能能，减少了劳劳动强度和错错误操作的发发生。⒂盾构机具有故障自自诊断及故障障内容显示功功能，方便维维修人员的检检修。⒃具备高精度的盾构构机导向测量量系统，确保保盾构施工的的精度。2、盾构机主要参数主要技术参数见表表4.1-1所示。表4.1-1主要要技术参数表表序号位置项目名称出厂参数1盾构整体机体总长8700mm盾壳厚度70mm（40++30mm）盾尾间隙30mm装备总功率1053.35kkW最大掘进速度80mm/minn盾尾密封3排钢丝刷2刀盘开挖、超挖直径6440mm驱动型式电动变频驱动开挖范围全断面盾构机最大转速2.25rpmm最高扭矩额定5040kNNm，最高60488kNm，脱困75600kNm扭矩系数23.073仿形刀型式液压式最大超挖量120mm数量14传感器土压传感器4个液压传感器4个(推进系统)、1个个(螺旋输送系系统)序号位置项目名称出厂参数5润滑系统各阀件性能双重管线润滑系统统（自动//自动)中心回转接头1个用来传输液压油油×2系统+泥浆×6系统驱动部密封4层密封×3（4）排排供脂距离盾构及台车油脂泵供脂流量1170cm³//h供脂压力可调盾尾油脂200kg桶油脂脂泵6管片拼装器类型圆筒型转速高1.5转/minn、低0。4转/min提升能力117.7KN径向行程670mm轴向行程750mm7液压油缸推进油缸顶力（kN）1750行程(mm)2200数量（台）20工作压力(MPaa)34.3最高压力(MPaa)34.3管片拼装器提升油缸顶力（kN）117.7行程(mm)670数量（台）2工作压力(MPaa)13.7最高压力(MPaa)21管片拼装器平移油缸顶力（kN）53行程(mm)750数量（台）2工作压力(MPaa)13.7最高压力(MPaa)21管片拼装器保持油缸顶力（kN）53行程(mm)70数量（台）2工作压力(MPaa)13.7最高压力(MPaa)21仿形刀油缸顶力（kN）196序号位置项目名称出厂参数8液压马达管片拼装器回转正常压力(MPaa)13.7扭矩(kN·m))112数量（台）2螺旋机正常压力(MPaa)13.7扭矩(kN-m))最高104数量（台）1工作压力(MPaa)13.7最高压力(MPaa)21*电驱动电机*扭矩(kN-m))额定5040最高6048脱困7560电机数量（台）8工作电源380V输出功率75kW序号位置项目名称出厂参数9液压泵掘进排量95L/min工作压力34.3MPa转速1450转/分数量（台）1管片拼装器装的回回转排量82L/min工作压力13.7MPa转速1450转/分9液压泵数量（台）1仿形刀排量30L/min工作压力13.7MPa转速1450转/分数量（台）1螺旋机排量245×2L/mmin工作压力14MPa转速1450转/分数量（台）23、盾构机相关设计计图纸川崎土压平衡盾构构机形象图4.1-11、4.1-2，盾构刀盘盘见下节。4、主要针对性设计计由于土压平衡盾构构在国内，尤尤其是在华东东地区使用较较多，本标书书中对土压平平衡盾构共有有的、常规的的设备及性能能不做赘述，仅仅就针对本标标段的工程特特点与水文地地质情况所做做的针对性设设计及特点进进行介绍，如如表4.1-2所示。表4.1-2盾构构的针对性设设计设计部分针对性设计及意图图刀盘刀具刮刀、切削刀切削削粉砂、加固土土、淤泥质粘粘土盾尾密封考虑微承压水环境境盾构施工的的风险，盾尾尾密封采用三三道钢丝刷螺旋输送机考虑盾构施工的可可能发生的喷喷涌事故，设设置2道液压控制制闸门，两个个加泥加水口口，且在出口口部预留应急急法兰与球阀阀添加剂注入口刀盘正面及土仓内内分别设置4个加泥加水水口注浆系统除配置两套同步注注浆系统外，在在切口环和支支承环后部设设置2道应急注浆浆孔有害气体监测根据本标段可能遇遇到的沼气的的情况，在盾盾构机内设置置有害气体监监测装置5、刀盘和刀具本区间盾构主要穿穿越粉砂、淤淤泥质粉质粘粘土，对于此此类地层，仅仅配置刮刀和和切削刀也可可满足掘进要要求，但带来来的问题则是是刀盘扭矩较较大，掘进速速度减缓，且且需采用向刀刀盘前方注水水、注泡沫等等措施降低机机器消耗。结合本单位在类似似地层的工程程经验，确定定盾构刀盘采采用辐条式，刀刀具在软土地地层中正常配配置的刮刀。盾盾构刀盘设计计图见图4.1-3。图4.1-3盾构构刀盘设计图图⑴刀盘刀盘开口率约为440%，其中刀盘盘正面的开口口尺寸可满足足各种粒径的的土体进入土土仓经由螺旋旋机排出；刀盘内侧（土仓侧侧）设计有搅搅拌棒，随刀刀盘一起转动动，可加速土土体流动；刀盘的转动为双速速电机驱动，采采用多级减速速传动，使刀刀盘能承受较较大冲击力，适适应在软土层层图3-3盾构机后配套设备图掘进；图3-3盾构机后配套设备图图4.1-1盾构机形象图图4.1-1盾构机形象图图4.1-2盾构机形象图图4.1-2盾构机形象图装配一把仿形刀，伸伸长范围12cm，主要用于于软土层曲线线段或轴线纠纠偏时超挖。⑵刀具基本结构为辐条式式，在辐条内内配置刮刀，辐辐条端部配备备切削刀具。切切削刀具可以以方便地从刀刀盘土舱内更更换。6、盾尾密封盾构穿河施工与正正常区段最大大的区别是盾盾构掘进土层层上方一定范范围内为河水水，无论盾构构穿越的土层层渗透系数如如何，均有可可能在盾构施施工中的不确确定因素作用用下，使河水水与掘进面或或盾尾贯通，因因此在穿河隧隧道盾构设计计之初必须对对盾尾密封进进行充分的考考虑。盾尾密封层数的多多少，主要从从盾尾密封的的使用时间及及高水压作用用下的止水性性能来考虑，盾盾尾层数越多多盾尾密封防防水性能越好好。采用最多多的是三层密密封（三道钢钢丝刷）。影响盾尾密封防水水性能主要可可分为盾尾密密封的设计和和施工技术两两个方面的因因素。其中施施工技术水平平可以在施工工的过程中不不断提高。而而盾尾设计一一旦完成就很很难改变，若若设计时没有有充分高水压压对盾尾密封封的影响，在在后期施工中中很难对其进进行修改，容容易引起盾尾尾漏奖、漏水水，给盾构施施工带来风险险。所以盾尾尾设计（盾尾尾刷层数）必必须合理。根据以往盾构施工工经验，为应应付盾尾密封封可能发生大大量漏水的险险情，有时也也在盾尾刷之之间安装紧急止水装置置，图4.1-44为加有紧急急止水装置的的三层盾尾密密封。图4.1-4三层层盾尾密封图图本工程土压平衡盾盾构在穿越改改移后XX河，在选选择盾构防水水措施时需考考虑到最不利利情况。同时时因隧道沿线线可能存在浅浅层沼气，压压力未知，这这也给盾尾密密封提出很高高要求。这种种水压和气压压同时存在情情况下，对盾盾尾密封的作作用机理尚不不明确。为防防止盾尾发生生渗漏，必须须保证其具有有优良的密封封性能。结合合表上述几方方面的分析结结果，本穿河河土压平衡盾盾构采用3道盾尾刷（3道钢丝刷，可可耐0.4MMPa以上上的水压），以以保障盾构顺顺利穿越河流流。7、螺旋输送机螺旋输送机主要用用于输送刀盘盘切削下来的的渣土。通过过改变螺旋机机的转速，调调节出土量，控控制掘进面土土压。螺旋输输送机采用低低速大扭矩液液压马达直接接驱动螺杆旋旋转，径向出出土形式，在在螺旋机出土土口安装滑动动闸板门，为为了防止供电电系统故障等等紧急情况下下的泥水倒灌灌，系统设有有应急储能器器，作为紧急急关闭闸门的的动力源。在隧道的施工中，螺螺旋机也是控控制可能在掘掘进面出现的的高压水和沼沼气喷涌这两两风险控制的的关键所在，根根据本工程的的水文地质情情况，本工程程螺旋机针对对性设计如下下：⑴螺旋机的壳体上设设有2个加泥加水水口，用来改改善土体流动动性。必要时时可通过两加加泥加水孔进进行纳基膨润润土或高分子子聚合物等的的加注，充填填、密实螺旋旋机，使其快快速起到土塞塞效应，防止止和控制水气气土结合，从从螺旋机处发发生喷涌现象象；⑵设置2道液压控制闸门，一一旦发生喷涌涌，可立即关关闭螺旋机，截截断水气土等等喷涌通道；；⑶在螺旋机上部预留留应急孔法兰兰与螺旋机间间增设球阀，若若出现喷涌现现象持续，无无法按正常恢恢复施工时，通通过关闭球阀阀，法兰盘上上外接保压泵泵，进行恢复复施工。螺旋输送机及机筒筒加泥口如图图4.1-5和4.1-6所示。图4.1-5螺旋旋输送机图图4.1-66螺旋机上加加泥加水口图图8、添加剂注入口除了上述在螺旋机机上设置2个加泥加水水口外，在刀刀盘正面设置置了4个以及在土土舱设置4个加泥加水水口，以改良良刀盘正面渣渣土和土仓内内的渣土。刀刀盘正面加纳纳基膨润土及及泡沫注入口口等，除改良良渣土外，还还能起到一定定的保护刀盘盘、刀具作用用。9、注浆系统⑴同步注浆系统注浆系统为自带液液压控制系统统的注浆系统统，它由双杆杆泥浆泵、浆浆液储浆桶，注注浆的流量可可通过泵的流流量的大小来来进行控制和和调节，在回回路中带有4套装置。为为保证盾构在在施工中的安安全，配置两两套同步注浆浆系统，如图图4.1-7所示。图4.1-7同步步注浆系统示示意图⑵应急注浆系统在切口环和支承环环后部设置2道应急注浆浆孔。第一道道6个，第二道8个，如图3.2-8所示。在发发生施工风险险，需盾构前前端紧急注浆浆时（盾尾渗渗漏严重、气气压换刀时气气从盾构外向向后漏气、盾盾构机姿态不不好时等），均均可进行应急急注浆。预留注浆孔位置示示意见图4.1-8。预留应急注浆孔预留应急注浆孔图4.1-8预留留注浆孔位置置示意图10、有毒有害气体监监测装置本工程施工时，在在盾构机的螺螺旋输送机出出口、盾尾和和第一节车架架处设置固定定式自动报警警有毒有害其其他监测装置置。另外，在在隧道施工面面及成形隧道道内再配置1台手持式有有害气体监测测仪器（可监监测沼气、一一氧化碳、硫硫化氢和氧气气的浓度），3台手持式沼沼气监测仪器器。手持式监测仪器在在有毒有害气气体段施工时时，进行人工工24小时的监测测。所有监测测设备在施工工前必须到位位，并经检验验合格后投入入使用。另考考虑到第一、第第二、第三节节车架电器设设备较多，且且较接近沼气气涌出源，故故除第一节车车架已放置了了固定式自动动监测报警装装置外，在第第二和第三节节车架间固定定放置一把移移动式手持有有害气体监测测仪器，作为为该区域特定定的检测设备备。沼气固定监测仪如如图4.1-9所示。图4.1-10为盾盾构驾驶舱内内的沼气报警警装置。表4.1-3沼气固固定监测仪安安放位置。图4.1-11为TTN4手持式多气气体检测报警警仪。图4.1-9沼气气固定监测仪仪图图4.1-110盾构驾驶舱舱内的沼气报报警图表4.1-3沼气气固定监测仪仪安放位置仪器编号位置仪器编号位置备注1号螺旋输送机出土口口前上方2号1#车架右侧头部3号螺旋输送机出土口口上方4号盾构机里面H钢右右上侧5号2#车架右侧上部6号1#车架左侧前面7号3#车架左侧前面8号3#车架左侧尾部图4.1-11TTN4手持式多气气体检测报警警仪4.1.3盾构构机部件性能能描述盾构是一种集多种种功能于一体体的综合性设设备，它集合合了盾构施工工过程中的开开挖、出土、支支护、注浆、导导向等全部的的功能。不同同形式的盾构构其主机结构构特点及配套套设施也是不不同的，对盾盾构来说，盾盾构施工的过过程也就是这这些功能合理理运用的过程程。加泥式盾构即以膨膨润土、粘土土等矿物为主主添加材料，改改良盾构切削削下来土体的的施工方法。在结构上包括刀盘盘、盾体、人人舱、螺旋输输送机、管片片安装机、整整圆器、管片片小车、皮带带机和后配套套拖车等；在功能上包括开挖挖系统、主驱驱动系统、推推进系统、出出碴系统、注注浆系统、油油脂系统、液液压系统、电电气控制系统统、激光导向向系统及通风风、供水、供供电系统等。下面根据这些部件件或系统在盾盾构施工中的的不同功能特特点来分别进进行说明。1、盾体盾体是用钢板焊接接而成的圆型筒体，在在内部焊有筋筋板、环板等等一些加强板板，具有足够够的耐土压、水水压的强度和和刚度，抵挡挡周围土体压压力。盾体由由前体、中体体和盾尾三大大部分组成，盾盾构机前体前前部安装有刀刀盘，盾构机机本体内安装装有刀盘驱动动装置、推进进油缸、螺旋输送机机、拼装机、气气压人行闸、工工作平台、电电气系统、液液压、同步注注浆、加泥及及添加剂管路路等装置。并并可保护在盾盾构机内工作作的人员和设设备的安全，盾构机壳体体的基本参数数见表4.11-4。表4.1-4盾构构机壳体参数数表直径开挖直径64400mm；本体的外径径，后胴为Φ6400mmm，前胴为Φ6410mmm。长度8700mm盾尾密封钢丝刷三道掘进速度0～8cm/min（20个油缸同时时伸）总推力35000KN2、刀盘驱动系统刀盘驱动形式采用用变频电机驱驱动方式，该该部分是盾构构机的最关键键部件，特别别是刀盘密封封、大轴承的的可靠性、安安全性、寿命命是至关重要要的。刀盘驱驱动部(包括密封、大大轴承、小齿齿轮、减速机机变频电动机机组)作为一个整整体组装调试试后再用螺栓栓固接在盾构构机壳体上，这这样更能保证证刀盘密封与与传动的可靠靠性与安全性性，并且转场场、拆卸、安安装方便。盾构机刀盘驱动装装置见图4.1-112。图4.1-12刀盘盘驱动装置3、管片拼装系统管片通过单轨梁的的电动葫芦将将管片从管片片运输车上吊吊起，将管片片放在存放区区，在拼装的的时候再用双双轨梁将管片片吊起放置到到管片拼装机机下方，通过过拼装机完成成管片的拼装装。⑴管片运输机从第一节车架到拼拼装机下部设设置管片运输输单轨和双轨轨梁，配置行行走小车、单单轨梁3.2t电动环链葫葫芦一只，双双轨梁3.2t2只，都采用用链轮链条行行走，设置限限位装置防止止小车滑落。管片拼装机整体外外形为一圆环环状，旋转角角度范围为±210°。除旋转外外，其余动力力和油箱等装装置均安装在在拼装机悬伸伸臂上，主要要用于管片的的拼装。管片片拼装机具有有6个自由度，包包括前后移动动、旋转运动动、伸举运动动和绕管片自自身的三轴旋旋转运动，盾盾尾间距30mm。管片拼装系统见图图4.1-113，管片拼装装机参数见图图4.1-5。表4.1-5管片拼拼装机参数表表形式盘式环型油马达驱动动回转角度速度210°左右0.4/1.55rpm提升行程平移行程0～670mm0～750mm推力提升力53kN117.7kN图4.1-13拼拼装系统示意意图4、螺旋输送机在本工程中，考虑虑到在河底掘掘进施工，所所以采用对止止水性更为有有利的轴式螺旋输送机，出土土口在螺旋机机尾部设置了了二道闸门。螺旋径800mmm，螺旋间距距650mmm，螺旋机扭扭矩最大1004kN·m，螺旋机排排土容量最大大370m³/h，螺旋机机配备动力775kw×2台，共计计150kww。螺旋机结构构如图4.1-114所示。图4.1-14螺旋旋机结构示意意图②皮带输送机宽800mm，速度度最大1000m/minn，排出容量量最大4000m³/h。5、盾尾密封和油脂注注入系统盾尾密封设在盾构构机壳体最尾尾部，能防止止粉土、水及同同步注浆材的的侵入。采用用耐久性好的的3层钢丝刷。设置气动油脂注入入系统，在盾盾构机推进过过程中根据需需要向盾尾钢钢丝刷中注入入油脂。在水水压较高的情情况下，盾构构机在推进过过程中需不间间断地向盾尾尾钢丝刷中注注入具有一定定压力的油脂脂，防止盾尾尾钢丝刷反转转。由于油脂脂的不断充填填，可以获得得充足的止水水效果。盾尾尾油脂的注入入，通过泵的的间歇运转和和注入阀的开开关来实现。盾尾油脂注入系统统操作界面见见图4.1-115。6、同步注浆系统川崎公司为了满足足国内各施工工单位对壁后后注浆的不同同要求以及由由于各工程地地质条件的不不同需要采取取单液或双液液注浆的情况况，在设计盾盾构机壁后注注浆系统时，采采用了既能单单液注浆也能能双液注浆的的设计，开发发了同步注浆浆系统。同步步注浆速度可可以满足工程程要求。注浆系统为自带液液压控制系统统的注浆系统统，注浆的流流量可通过调调节泵的流量量的大小来进进行控制和调调节，在回路路中带有清洗洗装置。注浆系统示意图44.1-166所示。图4.1-15盾尾尾油脂注入系系统操作界面面图4.1-16注浆浆系统示意图7、添加剂、聚合物、泡泡沫注入系统统为了能更好地改善善土质，可通过过加泥系统向向开挖面注入入添加剂或发发泡剂。由于于添加泡沫剂剂对淤泥质粘土层层地层具有很很好的效果，可可以有效地提提高施工效率率，需要根据据不同的地质质情况和使用用效果来决定定添加哪种添添加材料，川川崎公司在盾盾构机中引入入了添加剂、聚聚合物、泡沫沫注入系统。在在刀盘面板及及土仓内面板板上各设有4个注入口。盾构施工添加剂、聚聚合物、泡沫沫注入系统工工作原理图见见图4.1-117。图4.1-17添加加剂、聚合物物、泡沫注入入系统工作原原理图8、监测、测量与控控制系统盾构采用PLC集集成控制、监监测；操作室室可于地面进进行远程连接接，工作人员员能通过远程程机对盾构机机提供远程维维护、监控掘掘进并保留掘掘进工程的数数据。导向系统如下图44.1-188所示。图4.1-18导导向系统概念念图9、双仓人行闸土仓自自动压力调整整装置为了防备意外事态态发生，在密密封隔仓的胸胸板中央部位位安装了双仓仓式气压人行行闸装置，分分主仓和副仓仓，通过法兰兰连接在前体体的结构上，人员可以通通过人行闸出出入土仓。人人行闸额定使使用压力为0.3Mppa，最大压力力为0.45MMPa以上。主仓仓长度为1.65m，直径为φ1.0m，能保证二二人的空间，副副仓950mmm×13000mm×15500。舱内设有有4个土压力传传感器。盾构人行闸及土仓仓自动压力调调整装置图见见图4.1-119。图4.1-19人人行闸及土仓仓自动压力调调整装置图9、数据采集系统该系统共有：掘进进监视、实时时信息、历史史信息、实时时曲线、环报报表和动力设设备六个子系系统。掘进监视：显示盾盾构掘进机的的工作状态和和工作参数。实时信息：罗列了了盾构设备重重要的报警信信息和状态事事件的信息。历史信息：每条历历史信息事件件记录包含事事件日期、事事件时间、事事件名称、事事件动作值、事事件数值五项项内容，通过过输入环号的的方式进行选选择。实时曲线：主要用用于处理实时时数据，通过过趋势曲线形形式形象地显显示实时数据据，给施工人人员修正盾构构掘进参数提提供帮助。环报表：报表功能能通过后台应应用程序实现现。动力设备：显示动动力设备运行行情况。盾构操作室可于地地面进行远程程连接，工作作人员能通过过远程机对盾盾构机提供远远程维护、监监控掘进并保保留掘进工程程的数据。土压平衡盾构数据据采集系统如如图4.1-200所示。图4.1-20数数据采集系统统4.1.4泡沫添添加剂和盾尾尾油脂品牌本标段盾构穿越沪沪杭高速公路路、地铁1号线出段线线明挖段等构构筑物，且下下穿河，盾构构对地层的扰扰动控制要求求严格，为保保证盾构顺利利掘进，必须须优选盾构机机使用的土仓仓泡沫添加剂剂、盾尾刷、盾盾尾油脂的品品牌，严格控控制产品质量量。1、盾构机土仓泡沫沫添加剂的作作用⑴减少盾构机机械的的磨损。土压压平衡盾构在在摩擦性较大大土体中掘进进时，与土体体发生作用的的刀具极易磨磨损，通过在在刀盘上注入入泡沫材料，可可以降低土体体的摩擦性，减减小刀具的磨磨损；⑵调整土仓内土体塑塑性流动性，维维持正面土压压平衡。土压压平衡盾构法法掘进过程中中，土仓内土土体性质如何何，将直接影影响盾构的顺顺利掘进，切切削后的渣土土具有良好的的塑性流动性性，不但可以以能够使开挖挖面维持较好好的支护压力力，而且保证证排土顺利进进行。在盾构构掘进中，由由于地层的变变化，未经处处理进入土仓仓的土体通常常难以获得希希望的流动性性，使土仓内内容易发生“泥饼”、“堵塞”等问题，严严重影响掘进进效率。泡沫沫的注入可以以有效解决上上述问题；⑶降低渣土的透水性性。土压平衡衡式盾构机在在强透水层施施工时，开挖挖面过高的水水压力会导致致盾构机螺旋旋输送机出口口发生地下水水大量流失，严严重时会发生生喷涌。影响响掘进顺利进进行，注入泡泡沫可以有效效降低渣土的的渗透性，有有效防止掘进进中喷涌的发发生；⑷降低切削渣土的内内摩擦力。良良好的泡沫剂剂改良土体后后减少刀盘、螺螺旋输送机的的磨损，降低低刀盘扭矩，防防止机器能耗耗过高发热而而发生故障。2、盾尾油脂的作用用当选用金属刷的盾盾尾密封时，必必须用盾尾油油脂来堵塞刷刷子线材之间间的间隙及金金属刷中的网网式薄板中的的网眼。盾尾尾油脂是盾尾尾密封钢丝刷刷达到封闭地地下水、泥土土和压浆材料料最为关键的的填充剂。盾盾尾油脂由特特殊油脂、长长纤维、矿粉粉填充料以及及抗离析外掺掺剂等混合而而成．外观上上呈油膏状，手手触摸之有部部分黏滞感觉觉。目前已有的盾尾的的密封油脂的的技术指标对对比见表4.1-6。表4.1-6盾尾尾的密封油脂脂的技术指标标对比表技术要求上隧牌CONDAT三菱商事宁政远321JP9-2089943FIXTSG66CONDATRR89稠度kgf/cm²≥240322260230～255250250±10255～265挥发性,％≤2.51.0<2－－－≤3下垂值,mm030－－－水冲损失量无少量－≤5％2.0～3.0**0≤7％可泵性打出油脂可－－－40～45g/m抗渗性,MPa－－0.8－<2.0*－比重－－1.33－－1.62～1.668生物降解－－－－100％－3、选定采用的品牌范范围结合产品性能及本本单位在已有有盾构工程中中的使用效果果，经综合比比选，确定土土仓泡沫添加加剂和盾尾油油脂的品牌。土仓泡沫添加剂、盾尾油脂品牌范围见表4.1-7。表4.1-7品牌范范围产品名称品牌型号厂家或产地土仓泡沫添加剂CONDAT（康康达特）CLBF4/ADD_10000L康达特（上海）化化学制品有限限公司（法国国产）ELCO(埃尔科科)ELCOSF--301B广州澳润合成材料料厂（新西兰兰）盾尾油脂CONDAT（康康达特）WR89-2500康达特（上海）化化学制品有限限公司（法国国产）ELCO(埃尔科科)泵送型广州澳润合成材料料厂（新西兰兰）4.1.5盾构构检修及保养养1、盾构设备保养制制度⑴所有操作人员必须须持证上岗；；⑵所有操作人员必须须严格按各岗岗位的操作规规程正确操作作；⑶设备保养人员每天天按“维修保养操操作日点检卡卡”中的内容对对设备进行保保养；⑷设备保养人员在完完成第3条的前提下下，于每周二二按“维修保养操操作周点检卡卡”中的内容对对设备进行全全面保养，并并填写“维修保养操操作周点检卡卡”；⑸设备保养人员在完完成第4条的前提下下，于每月的的第一个周二二按“维修保养操操作月点检卡卡”中的内容对对设备进行维维修保养，并并填写“维修保养操操作月点检卡卡”；⑹设备保养人员还须须对点检卡中中未列出的机机、电设备进进行定期保养养；⑺点检卡中的各项数数据必须如实实填写，按期期交给盾构项项目经理部，所所有设备保养养及施工人员员都有责任做做好盾构设备备的保洁工作作。2、盾构设备维修制制度⑴设备维修人员必须须持有培训合合格证；⑵施工人员在施工过过程中若发现现设备运转情情况异常或设设备故障，应应及时通知维维修人员尽快快修理，并填填写“设备故障报报修单”，不得使设设备带伤运行行；⑶设备维修人员接报报后应尽快对对设备进行修修理，更新或或购买零部件件，须经盾构构项目经理部部认可；⑷在盾构机上装配修修复的零部件件，须经盾构构项目经理部部认可并出示示修复件的测测试合格证；；⑸设备维修人员在修修复工作完成成后应及时填填写“盾构机故障障情况记录表表”；⑹设备保养人员在完完成第5条的前提下下，于每月的的第一个周二二按“维修保养操操作月点检卡卡”中的内容对对设备进行维维修保养，并并填写“维保养操作作月点检卡”。4.2实施性沿沿线障碍物排排查措施为确保盾构的安全全掘进，在施施工前，根据据业主提供的的地质资料和和相关的图纸纸，对区间沿沿线障碍物进进行排查：1、地下障碍物排查查主要采用从从已知到未知知的排查方法法，利用走访访和调查相结结合的方法对对线路进行详详细的实地调调查，记录存存在地下障碍碍的可疑地点点；2、对可疑地点重点点排查，到XXX城建档案案馆和相关部部门查阅相关关图纸，了解解障碍物的有有关资料；3、影响盾构施工的的地下障碍物物多为钢筋砼砼桩基，结构构与周围土层层之间物性差差异大，可采采用磁感应法法、单道地震震映像法等物物理勘测方法法，确定其结结构尺寸和平平面位置。4.3区间盾构构施工主要技技术措施本工程采用一台盾盾构机施工，在在XX车辆段出出入段线盾构构始发井组装装、调试，安安排25个工作日，始始发掘进，到到达XX站后调头头，调试后掘掘进返回XXX车辆段出入入段线端头井井，拆除盾构构机。4.3.1盾构掘掘进施工本工程盾构掘进流流程（详见图图4.3-1盾构推进施工流程图）图4.3-1盾构推推进施工流程图4.3.1.1盾构机的组组装及调试1、盾构机组装⑴劳动力安排盾构组装作业班分分两个组：一个机钳液压压组和一个电电气组，组装装劳动力安排排见表4.33-1。⑵设备安排盾构吊装设备计划划有：300t履带吊1台，120t汽车吊1台，150t液压千斤顶4台，以及相相应的其它工工具、机具和和吊具。⑶组装工具、材料组装用工具、材料料见表4.33-2。表4.3-1盾构构组装劳动力力计划表序号班组、工种班次人数备注一机钳液压1141机械工程师1带班人员2起重工43钳工44液压工25辅助工3二电气176电气工程师1带班人员7电工28辅助工4合计21表4.3-2盾构构组装工具、材材料计划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拉伸预紧扳手把1用于紧固刀盘螺栓栓3油泵台2和液压、预紧扳手手配套4风动扳手1/2吋、1吋把各15扭力扳手450Nm、18800Nm把各26棘轮扳手1/2吋、1吋把各27重型套筒扳手套18内六角扳手英制套29内六角扳手22mm、30mmm把各210开口扳手＜42mm套211开口扳手≥42mm套112管钳200、300、450、600、900把各113普通台虎钳200个114撬棍L=1.2m、LL=0.5mm根各8作辅助用15导链1t、3t、5t、10t个各216吊带1.5t、3t、5t条各217千斤顶5t、10t、16t个各218卧式千斤顶1t或1.5t台119推进油缸50t根2用于推动主机等20高压油泵台2供推进油缸使用21氧气乙炔割具套222电焊机台2包括面罩、电焊手手套等23空压机台1包括连接软管300m24电动盘式砂光机SIM100B把425电动盘式砂光机SIM230B把226弯轨机台127轨道小车台128液压小推车台129加油机套130注脂管路套131活动人梯架232油枕1.2m根3033插线板套334电工工具套235钢丝绳Φ16、Φ20，L=10m根各6⑷组装场地本工程盾构组装结结合盾构机运运输同步进行行，盾构机运运输进场即开开始进行地面面拼装，各分分部构件在地地面组装好后后整体吊运下下井，下井后后再作部件与与部件之间的的连接与组装装。组装场地地为XX车辆段出出入段线盾构构始发场地。⑸盾构机组装顺序盾构组装、调试施施工流程见图图4.3-2所示。始发井底板放置的的始发台精确确定位及后配配套拖车处的的轨道铺设完完成后，方可可将盾构主机机吊运下井组组装。后配套拖车组装顺顺序：拖车起起吊→轮对安装→拖车下井→皮带机架下下井→风管下井→拖车后移。各节拖车下井顺序序为：六号拖拖车→五号拖车→四号拖车→三号拖车→二号拖车→一号拖车→连接桥。组装场地的准备组装场地的准备后配套拖车主机吊装与连接主机定位及与后配套连接安装反力架空载调试安装负环管片负载调试井下轨道及始发基座的准备吊机组装就位图4.3-2盾构构组装、调试试程序框图主机下井顺序为：：螺旋输送机机→前体→中体→刀盘→安装机→盾尾。盾构机组装顺序见见图4.3-3。图4.3-3a盾盾构始发托架架组装图4.3-3b组组装后配套拖拖车图4.3-3c连连接桥下井组组装图4.3-3d吊吊装螺旋输送送机图4.3-3e吊吊装盾体图4.3-3f刀刀盘组装图4.3-3g组组装螺旋输送送机、设备连连接、安装反反力架图4.3-3h完完成组装、调调试、始发前前示意图⑹组装技术措施①盾构组装前必须制制定详细的组组装方案与计计划，向所有有参加组装的的人员进行技技术交底，同同时组织有经经验的经过技技术培训的人人员组成组装装班组。②组装前应对始发基基座进行精确确定位。③履带吊机工作区应应铺设钢板，防防止地层不均均匀沉陷。④大件组装时应对始始发井端头墙墙进行严密的的观测，掌握握其变形与受受力状态。⑤对于机械部件的组组装，组装前前需要弄清其其结构及安装装尺寸的关系系，螺栓连接接紧固的具体体要求等机械械安装的基本本常识，同时时自始至终保保持清洁的习习惯。⑥组装前必须检查泵泵、阀等液压压件的封堵是是否可靠，如如有可疑情况况，必须进行行现场清洗，管管件在组装前前如没有充满满油液，也必必须进行严格格清洗。⑦对于高低压设备和和电气元件的的安装，严格格执行制造厂厂所提供的有有关标准和我我国电力电气气安装的有关关规定和标准准。⑧组装前必须对所使使用设备、工工具进行安全全检查，杜绝绝一切安全隐隐患，保证组组装过程的安安全顺利进行行。⑨大件吊装时必须有有120吨以上的吊吊车辅助翻转转。⑺组装安全措施①盾构机的市内运输输委托给专业业的大件运输输公司运输。②盾构机吊装由具有有资质的专业业队伍负责起起吊。③组建组装作业班承承担盾构机组组装工作，指指定生产副经经理负责组织织、协调盾构构机组装工作作，机电总工工程师技术负负责，机电工工程师跟班作作业，保证组组装质量。④每班作业前按起重重作业安全操操作规程及盾盾构机制造商商的组装技术术要求进行班班前交底，完完全按有关规规定执行。⑤项目部安质部和办办公室保安员员具体负责大大件运输和现现场吊装、组组装的秩序维维护，确保施施工的安全和顺利。2、盾构机调试⑴空载调试盾构机组装和连接接完毕后，即即可进行空载载调试，空载载调试的目的的主要是检查查设备是否能能正常运转。主主要调试内容容为：液压系系统，润滑系系统，冷却系系统，配电系系统，注浆系系统，以及各各种仪表的校校正。电气部分运行调试试：检查送电电→检查电机→分系统参数数设置与试运运行→整机试运行→再次调试。液压部分运行调试试：推进系统统→螺旋输送机→管片安装机→管片吊机和和拖拉小车→泡沫、膨润润土系统和刀刀盘加水→注浆系统→皮带机等。⑵负载调试空载调试证明盾构构机具有工作作能力后即可可进行负载调调试。负载调调试的主要目目的是检查各各种管线及密密封的负载能能力；对空载载调试不能完完成的工作进进一步完善，以以使盾构机的的各个工作系系统和辅助系系统达到满足足正常生产要要求的工作状状态。通常试试掘进时间即即为对设备负负载调试时间间。负载调试试时将采取严严格的技术和和管理措施保保证工程安全全、工程质量量和线型精度度。4.3.1.2盾构推进前前准备1、技术交底、岗位位培训在盾构施工前，对对参加施工的的全体人员按按阶段进行详详细的技术交交底，按工种种进行岗位培培训，考核合合格后方可上上岗操作。2、地面准备工作⑴在盾构推进施工前前，按常规进进行施工用电电、用水、通通风、排水、照照明等设施的的安装工作。⑵施工必需材料、设设备、机具备备齐，以满足足本阶段施工工要求，管片片、连结件等等准备有足够够的余量。⑶井上、井下建立测测量控制网，并并经复核、认认可。⑷车架安置到位，电电缆、管路等等接至井下。3、井下准备工作⑴盾构基座就位盾构基座为钢结构构预制成榀，盾盾构基座位置置按设计轴线线准确放样，安安装时按照测测量放样的基基线，吊入井井下就位焊接接。两根轨道道中心线与基基座上的盾构构必须对准洞洞门中心且与与隧道设计轴轴线反向延长长线基本一致致，并对基座座加设支撑加加固。⑵盾构反力架制作在最后一环负环和和井壁结构之之间加设钢反反力架，钢后后靠采用2根双榀70＃H钢，钢后靠靠与井壁结构构之间灌注水水泥砂浆，使使混凝土管片片受力均匀，环环面平整。后后盾支撑设置置完成后，在在盾构推进时时，应注意观观察后靠的变变形，防止位位移量过大而而造成破坏。在在后靠设置变变形观测点，开开始时每推进进一箱土测量量一次，待后后靠变形较稳稳定时每环测测量一次，直直至后靠稳定定后方可停止止观测。后靠靠如变形过大大，应立即采采取加固措施施。4、导向轨制作洞圈内盾构支座制制作需满足支支撑盾构机出出洞时的本体体重量，并起起到一个导向向作用。支座座材料采用43Kg//m重型轨道，共共布置2根，准确位位置为盾构基基座上2根43Kg//m重型轨道在在洞圈上的延延伸段。5、洞门的密封装置安安装由于工作井洞圈直直径与盾构外外径存有一定定间隙，为了了防止盾构出出洞时及施工工期间土体从从该间隙中流流失，在洞圈圈周围安装橡橡胶帘布带、环环板、铰链板板等组成的密密封装置，并并设置注浆孔孔，作为洞口口防水堵漏的的预防措施。6、盾尾油脂为确保盾尾的密封封防水效果，在在盾构调试结结束后，向盾盾尾钢刷之间间涂抹盾尾油油脂，油脂涂涂抹要均匀、密密实。7、负环拼装第一环开口环后部部与型钢后靠靠存在的间隙隙，用高标号号砂浆进行充充填，使混凝凝土管片受力力均匀，环面面平整。第1环负环管片片拼装是控制制管片拼装质质量的第一步步，管片的环环面必须按轴轴线高程和平平面放样的位位置，校正到到垂直于设计计轴线的位置置。为保证管管片脱出盾尾尾后不产生变变形，在管片片外弧面加设设支撑，予以以固定。8、盾构进出洞加固处处理本区间隧道有4个个洞口，分别别为XX站洞口2个，XX车辆段出出入段线端头头井洞口2个。盾构进出出洞时洞门处处地层较软弱弱，盾构进、出出洞前，需进进行端头加固固。同时由于于加固区与非非加固区土体体软硬程度有有差异，为避避免端头井、加加固区与非加加固区间的不不均匀沉降宜宜在其间设置置变形缝。加固区经加固后土土体强度需达达到以下指标标：无侧限抗压强度qqu28≥0.8MPPa，渗透系数数不应大于1×10-88m/s，土体粘聚聚力c≥300kppa，内摩擦角φ≥30º。土体加固要求具有有良好地均匀匀性、自立性性、密封性，以以保证盾构进进出洞时洞门门打开的安全全。盾构出洞洞前对井外地地基加固效果果进行取芯和和样测实验验验收，若达不不到上述指标标，采取补加加固措施，在在符合要求的的情况下再进进行施工。出出洞地基加固固在盾构吊装装下井前（出出洞前约35天）完成。⑴进出洞地基加固范范围依据招标文件及施施工图纸要求求，盾构进出出洞洞门土体体加固方式采采用地面三重重管高压旋喷喷加固的施工工形式，加固固范围洞周≥3m、到达纵向≥9m，桩径为8000mm，搭接接200mmm。如图4.3-4所示。图4.3-4XXX车辆段出入入段线洞门土土体加固示意意图⑵加固要求为确保盾构进出洞洞安全，在进进出洞施工前前，必须对加加固土体进行行检测，当加加固强度、渗渗透性、自立立性等技术指指标达到设计计要求后，方方能进行施工工，否则必须须采取补加固固措施。在凿凿除洞门混凝凝土前，须在在洞门中心及及周边布置若若干观察孔，以以进一步观察察加固效果，在在确认加固良良好的情况下下，开始凿除除洞门混凝土土。⑶质量控制出洞地基加固是盾盾构施工过程程中的关键节节点。加固质质量的好坏直直接影响到环环境安全以及及施工工期等等因素。为确确保地基加固固质量，从以以下几方面进进行控制：①选择技术过硬的地地基加固施工工队伍②严格把好加固范围围、钻机就位位的放样、测测量关③切实把好材料质量量关，及时做做好材料的复复试工作④专业技术人员244小时控制加加固施工各项项参数并认真真做好记录⑤严格控制浆液配比比和水泥掺入入量⑥现场施工做到及时时记录、及时时整理，发现现问题及时汇汇报、处理⑦施工时，严格遵守守操作规程，班班长和技术员员严格进行质质量自检⑧认真做好地基加固固的质量检验验工作施工结束，准确、整整齐、完整地地收集好加固固资料并及时时上报现场监监理，配合做做好加固施工工质量抽检工工作。4.3.1.3盾构机始发发及试掘进1、盾构始发流程盾构始发流程见图图4.3-55。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4.3-5盾构构始发流程框框图⑴混凝土洞门凿除盾构调试完成，在在确保盾构运运转状态良好好的情况下开开始凿除洞门门。在洞圈内内搭设钢制脚脚手架（详见见图4.3-6《洞圈内脚脚手架布置图图》）。在洞门中心心及周边布置置若干观察孔孔，以测定土土体的加固情情况。在确认认加固良好的的情况下，分分九块凿除洞洞门混凝土(详见图4.3-7《混凝土分分块图》)，首先暴露露出内、外排排钢筋，割去去内排钢筋，保保留外排钢筋筋，并在每块块混凝土中间间凿出一个吊吊装孔，然后后按照先下后后上的顺序逐逐块割断外排排钢筋，吊出出混凝土。洞洞门凿除连续续施工，尽量量缩短作业时时间，以减少少正面土体的的流失量。整整个作业过程程中，由专职职安全员进行行全过程监督督，杜绝安全全事故隐患，确确保人生安全全，同时安排排专人对洞口口上的密封装装置做跟踪检检查，起到保保护作用。图4.3-6洞圈圈内脚手架布布置图图4.3-7混凝凝土凿除分块块图凿除施工完毕后拆拆除脚手架，快快速拼装负环环管片，使盾盾构机抵拢掌掌子面，避免免掌子面暴露露太久发生失失稳坍塌。⑵始发设施的安装①始发基座安装在洞门凿除完成之之后，依据隧隧道设计轴线线定出盾构始始发姿态的空空间位置，然然后反推出始始发台的空间间位置，始发发台的安装高高程可根据端端头地质情况况适当进行抬抬高。由于始始发台在盾构构始发时要承承受纵向、横横向的推力以以及约束盾构构旋转的扭矩矩，所以在盾盾构始发之前前，必须对始始发台两侧进进行必要的加加固，基座结构见图图4.3-88。图4.3-8始发发基座结构示意意图②反力架安装在盾构主机与后配配套连接之前前，进行反力力架的安装。由由于反力架为为盾构始发时时提供反推力力，在安装反反力架时，反反力架端面应应与始发台轴轴线垂直，以以便盾构轴线线与隧道设计计轴线保持平平行。安装时时反力架与车车站结构连接接部位的间隙隙要垫实，以以保证反力架架脚板有足够够的抗压强度度，其结构见见图4.3--9。图4.3-9反力力架结构示意意图③洞门密封安装根据我公司XX地地区的施工经经验及拟建场场地地质情况况，在盾构进进出洞施工时时易发生涌水水涌砂现象，施施工风险大。洞门止水装置始发发采用双层形形式，弧形插插板间安装气气囊和高密海海绵作为止水水屏障。洞门门止水装置见见图4.3-110。图4.3-10洞洞门止水装置置示意图钻设3口降水井应急，并并做好施工应应急预案及施施工应急物资资准备。⑶负环安装负环管片为预制混混凝土管片。负负环管片为3350mm厚，内径为5500mmm，外径为6200mmm的混凝土预预制圆环，负负环管片起到到连接反力架架的作用。在拼装第一环负环环管片时，在在盾尾管片拼拼装区180°范围内用木木条填垫盾尾尾内侧与管片片间的间隙（见见图4.3-111《负环管片片定位示意图图》）。在盾盾构机内拼装装好整环后利利用盾构机推推进千斤顶将将管片缓慢推推出盾尾，此此时利用门吊吊将第二环管管片吊至盾尾尾，拼装后将将管片同