盾构区间始发接收施工专项方案资料

盾构区间始发接收施工专项方案II类）三、施工进度计划3.1编制原则以安全生产、创优为目标，在保证总工期进度的前提下，做到合理利用资源投入，力求均衡生产。3.2总体进度指标龙虎塘站～北郊中学站区间计划：2015年12月20日开始进场，2016年10月28日前完成。3.3施工进度计划根据招标文件施工进度，以及总的工期计划，特制定本区间分部分项工期计划目标如下：表3-1分部分项工程工期安排一、龙虎塘站～北郊中学站名称工期开始时间完成时间1、始发端端头土体加固302、左线盾构组装调试323、左线盾构掘进施工1074、右线盾构组装调试325、右线盾构掘进施工976、接收端端头土体加固507、联络通道施工120四、人员、机械设备、材料、场地计划4.1人员组织计划图4-1人员组织机构4.2设备计划xx市轨道交通1号线TJ-12标段盾构区间配备两台盾构机，相应配备二台龙门吊、四辆电瓶车、一套储浆站、循环水箱等盾构配套设备。表4-1盾构机参数表盾构参数表序号项目参数列表单位备注1使用项目xx市轨道交通1号线TJ-12标段标段名称龙虎塘站～北郊中学站区间里程SK31+687.36～SCK32+455.220主要地质条件龙～北隧道盾构掘进范围内土层自上而下主要为①1杂填土、③1粘土、③2粉质粘土、⑤1粉砂夹粉质粘土、⑤2粉砂、⑥2粉质粘土、⑦1粘质粉土、⑦2粉质粘土。项目管片规格（外径/内径-宽度/分度）Φ6200/5500-1200/22.5°mm最小曲线半径R=1000m2整机型号中铁装备29号、30号开挖直径φ6420mm刀盘转速0-3rpm最大推进速度80mm/min最大推力3400T最大扭矩6900KN*m整机总长80m主机总长（含刀盘）9.2m总重（主机+后配套）500T适用管片规格（外径/内径-宽度/分度）Φ6200/5500-1200/22.5°mm最大工作压力3bar最大设计压力6bar装机功率1290kw水平转弯半径250m纵向爬坡能力±35‰4.3盾构后配套设备计划4.3.1龙门吊根据施工方案和现场需求需安装2台MG45t/15t-25mA6双梁门式起重机，用于现场的杂料、渣土、管片等的吊运作业。起重机实际安装跨度25m，45t小车安装在跨中，主梁总长37.75m。起重机主梁采用箱梁焊接结构形式，共两列，其间距8.4m，主梁与支腿采用高强螺栓连接，主梁设天车导电架和走台。支腿采用双刚结构，高度9.5m。起重机总体布置见图4-2。图4-2起重机总体布置图4.3.2起重机主要部件重量及所用汽车吊的起吊参数表4-2起重机主要部件重量及汽车吊的起吊参数对照表序号名称数量重量t汽车吊臂长m汽车吊作业半径m汽车吊额定载荷t所用吊车大小1导电架侧主梁12735.61221.22个100t吊车2爬梯侧主梁125.535.61221.22个100t吊车3下横梁2835.61616100t吊车4刚性支腿3335.61616100t吊车5刚性支腿1535.61221.2100t吊车645t小车13631.21053200t吊车7端梁2335.61216100t吊车4.3.3后配套台车1.45t电瓶车满电状态放置轨道末端，始发台上临时轨道铺设与轨道对接。2.盾构机的后配套设备组装方法遵循台车即到即组装原则，台车进场顺序为4号台车、3号台车、2号台车、1号台车、设备桥（由于地下底板条件有限，5号台车具备条件后在进行安装）；4号台车进场停放在汽车吊工作范围内并下井，并用电瓶车托至轨道末端；3号台车、2号台车、1号台车用同样的方法移到轨道内；用汽车吊将准备好的管片车放置井下，设备桥吊装下井，并用已经准备好的型钢支架将设备桥通过焊接方式固定在管片车上。4.4材料计划龙虎塘站～北郊中学站管片使用计划及其配套材料需求如下表。表4-3龙～北区间各类型管片数量表代号名称数量代号名称数量[P5]出洞环2[P3]深埋衬砌环110[P6]进洞环2[P3]Z深埋衬砌注浆环60[P1]浅埋衬砌环240[P4]B超深埋变形缝后一环0[P1]Z浅埋衬砌注浆环78[P4]BZ超深埋变形缝后一环注浆环12[P2]中埋衬砌环480[PTZ1]联络通道（泵站）处左开洞特殊衬砌环2[P2]Z中埋衬砌注浆环34[PTZ2]2[P2]B中埋变形缝后一环4[PTZ3]2[P2]BZ中埋变形缝后一环注浆环8[PTZ4]2共计1278

表4-5管片配套材料需求表序号材料名称规格防水类型数量1高模量聚氨酯建筑密封胶嵌缝/接缝0.84m³2氯丁胶乳快硬水泥接缝/嵌缝14m³3丁腈软木衬垫封顶块：弧长1/650mm,弧长2/620mm，厚6mm，宽110mm变形缝120邻接块L1、L2：弧长1/1124mm,弧长2/1083mm，厚6mm，宽110mm720标准块B1/B2：弧长1/650mm,弧长2/620mm，厚6mm，宽110mm720标准块B3：弧长1/650mm,弧长2/620mm，厚6mm，宽110mm4804丁基橡胶薄板厚1.5,宽50mm，长75mm*2密封垫防水1440个5遇水膨胀止水胶接缝/嵌缝0.32m³6管片螺栓密封圈φ42×φ323632环7遇水膨胀挡水条20*3变形缝60环8遇水膨胀挡水条20*4变形缝3632环9塑料保护罩φ80×φ50×70手孔封堵101696个10硫铝酸盐超早强（微膨胀）水泥手孔封堵50t11管片螺栓M30/5.8级101136套12管片螺栓M30/6.8级1680套

五、施工准备5.1地面主要设施施工5.1.1龙门吊轨道基础根据龙虎塘站现场布置及盾构施工需要，安装2台45t-25.0m门式起重机，以供车站、盾构施工时材料的垂直运输。由于车站南侧施工场地较窄，为保证南侧施工便道畅通以南侧扩大端地连墙中心线为基本，由西向东方向铺设龙门吊轨道，龙门吊跨距为25m，车站北侧龙门吊基础以南侧扩大端地连墙中心为准保证龙门吊25m跨距，扩大端处龙门吊基础向西延伸6米，后出土口处龙门吊基础向东延伸10米，本次施工龙门吊基础全长为300m。（单侧长度为150m）。图5-1龙虎塘站西端头龙门吊示意图1、龙门吊基础混凝土采用C30商品混凝土。2、扩大端龙门吊基础以南侧地连墙为基面施工，标准段基础基槽开挖宽度为1.2m深度为1m，标准段基槽底部宽1m，需做20cm厚C20混凝土垫层。3、龙门吊基槽处理：根据前期场地硬化土质情况，部分龙门吊基础基槽范围内存在大面积淤泥，范围约为地下2m，在基槽开挖时根据开挖地层情况对其进行换填，换填采用石灰+车站开挖弃土（重量比3:7）灰土拌合必须均匀，回填时每层摊铺厚度不得大于30cm，并用打夯机夯实，每层夯实次数为6-8次，回填至基槽垫层底标高。3、为保证龙门吊中心吊点在吊装口正上方，龙门吊轨道基础超出端头边缘各3m。龙门吊基础采用矩形截面梁形式，宽600mm，高800mm。4、预埋螺栓采用型号为M20，纵向间距500mm，横向间距210mm，与基础钢筋进行焊接连接，上部外露100mm，埋入部分不小于300mm。用以固定龙门吊轨道。5.1.2集土坑为满足日出土量的需要，现场设置1个临时弃土坑。集土坑采用钢筋混凝土结构。集土坑长65m，宽19m，高3m，总存储量约为3700m³。集土坑在主体结构顶板防水施工完成并且凿除混凝土支撑后施工，地面以下采用挡墙。内侧钢筋采用Φ25@150，外侧钢筋Φ16@150，分布筋Φ12@150，拉筋梅花型布置Φ8@600*600，模板使用对拉螺栓固定，外侧使用方木固定，内侧使用脚手架支撑。图5-2挡土墙示意图表5-1挡土墙钢筋表5.1.3浆液站盾构区间布设一个浆液站，布置好材料堆放场地，做好除尘密封设施，减少环境污染。浆液站预埋件提前完成预埋固定，待满足安装条件后进行安装。浆液站仓桶与地面连接处预埋钢板，钢板厚20mm，锚固段500mm。5.1.4洞门加固效果的检测在盾构进洞加固范围内的加固体强度通过28天抗压强度进行检测，其无侧限抗压强度不小于0.8Mpa。5.1.5施工监测点初值始发前，在始发段的地表和穿越的建筑物、构筑物及管线上布设监测点。测量3次取平均值作为初始值。5.2盾构始发端头土体加固为了确保盾构始发时的施工安全以及各地层的稳定，本标段始发时需要对端头土体进行加固。5.2.1技术措施1）车站基坑开挖前和盾构始发前对工作井端头一定范围采用搅拌桩加旋喷桩进行加固。2)靠近车站端头采用双排Φ800@500三重管旋喷桩，搅拌桩采用Φ850@600三轴搅拌桩。3）加固范围：盾构始发加固长度为10m，宽度和高度范围均为盾构钢环外径外侧不小于3m,另外钢环顶以上3m至地面高度范围采用搅拌桩弱加固。4)经加固的土体应有很好的均质性、自立性，无侧限抗压强度不小于0.8MPa，渗透系数小于10-7com/s。5)区间隧道施工前应检测加固区土体是否满足设计要求。5.2.2施工工艺指标1）本区间车站进、出洞范围全部或部分处于粉砂层中。2）盾构始发土体加固法：采用Φ850三轴搅拌桩加固，搅拌桩与围护间500mm空隙采用Φ800三重管旋喷桩加固。在加固区外侧打设若干应急深井点，作为到达盾构的应急措施，开启降水井时，应加强对周边环境、建筑物的检测，确保结构安全。3）三轴搅拌桩加固指标：加固一区的水泥掺量为7%，加固二区的水泥掺量位20%，采用P42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比宜为1.2～1.5。4)三重管旋喷桩加固指标：实桩水泥掺量为35%，水泥采用P42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比0.7～1.0。加固一区的强度不低于原状土的强度，加固二区土体加固强度指标：无侧限抗压强度qu≥0.8MPa，渗透系数≤10-7com/s，同时确保加固土体的均匀性，密封性和自立性。旋喷桩加固强度指标同搅拌桩。5）由于洞门位于砂性土层中，施工时用同时考虑降水或冻结等辅助措施。图5-3始发端头土体加固平面、剖面图（单位mm）图5-4始发端头加固立面示意图5.3井下准备5.3.1基座的安装清理基坑后始发基座依据隧道设计轴线安装定位好。基座与底板预埋件焊接，两侧通过型钢连接固定至侧墙。基座上的盾构机中心标高及为区间管片中心标高。安装的允许误差：基座安装轴线应与计算始发轴线一致，方向偏移不大于16″，始发洞门处水平偏差为-5mm～+5mm，竖直方向的偏差为-5mm～+8mm。始发基座的中心轴线应与隧道设计轴线一致，同时还需要兼顾盾构机进洞姿态。始发基座的轨面标高除适应于线路情况外，适当抬高20mm，以防止盾构进洞后下沉严重影响成型环竖向线型。图5-5基座示意图图5-6盾构机位置布置剖面图5.3.2反力架安装在盾构主机就位后，开始进行反力架的安装。反力架端面应与始发基座水平轴垂直。反力架与盾构始发井结构上预埋的钢板焊接牢固，保证反力架脚板安全稳定。反力架支撑与车站结构紧密接触，盾构推力通过反力架传递到车站结构上。（1）反力架结构设计根据车站的结构形式，通过分析和计算，制作了专供本次始发的反力架。反力架主要采用40mm和20mm厚钢板制作，立柱一侧顶在扩大端与标准段接头侧墙处，另一侧通过焊接斜撑固定在标准段底板的预埋件上。反力架整体通过M24螺栓（8.8级）连接，各部件内部通过焊接连接而成，出厂前均做二级探伤试验保证合格。反力架支撑杆采用钢板通过高强螺栓和焊接而成，材质为Q235钢材。图5-7反力架立面图、侧面图（2）反力架装置的加工反力架在专业加工厂严格按照设计图纸加工，采用螺栓定位，现场焊接连接，要求确保其与管片接触侧的梁面在一个平面内，工厂试组装验收合格后方可运往现场，加工误差必须符合设计要求。（3）反力架安装盾构反力架安装质量的好坏直接影响初始掘进时隧道的质量，其中反力架的竖向与设计轴线的垂直是主要因素，反力架中心与盾构机中心重合，所以反力架安装必须注意以下事项：1）反力架中心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进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，由于反力架的中心不是影响初始掘进的主要因素，安装时，反力架的中心误差控制在15mm以内。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一平面内，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。2）反力架安装技术要点A.测量班测量放样准确到位，所用测量方法和工具必须满足安装精度要求。B.所有构件必须在实测到位后才能进行下一步的安装操作。C.构件间的连接必须满足强度和精度要求。5.3.3反力架受力计算书反力架所有材料选用Q235，焊接采用气保焊和埋弧焊，焊接材料选用ER50-6和ER50-6，各板间焊接一律采坡口焊，角焊缝高度12mm。后撑采用双拼800*300H型钢，与反力架采用法兰连接，螺栓孔的直径为26mm，连接螺栓采用M24*130高强螺栓(8.8级)。与管片接触面平整度的精度为2mm。5-8反力架力学模型1.反力架强度验算根据“6.3盾构始发施工参数取值”中盾构推力计算，盾构始发最大推力为1413.54t，验算反力架时，选取反力架最大承受能力F=1500T计算。盾构始发掘进时，盾构反力通过混凝土管片传递到门式框架上，作用线荷载长度为L=πD=3.14×（6.2+5.5）/2=18.369m作用于反力架上的均布线荷载为q=15000/L=817KN/m弯矩如下图所示，立柱的根部弯矩最大值Mmax=2543KN.m立柱的弯曲截面系数WZ=3.42×10-2m3弯曲应力σ=Mmax/W=74.4Mpa<[σ]=235Mpa立柱满足强度要求。弯矩如下图所示，立柱的根部弯矩最大值Mmax=1843KN.m上横梁的弯曲界面系数为WZ=2.16×10-2m3弯曲应力σ=Mmax/W=85.3Mpa<[σ]=235Mpa上横梁满足强度要求。5-9反力架各构件弯矩图2.反力架支撑强度验算作用在反力架上的作用力，通过支撑传给车站结构，支撑长度较小，安轴向受力模型计算。反力架有6处与结构接触，计算时，采取最不利支撑为验算对象，其最大反力Fy=4486.3KN。N=σA=2.674×10-2×215=5749KN>4486.3KN强度满足使用要求。3.混凝土结构前度验算支撑与预留在混凝土中的钢板焊接，对钢板周围混凝土的进行验算。钢板尺寸为800×800mm。f=Fy/A=4486.3/0.64=7Mpa<混凝土轴心抗压强度设计值19.1mpa。盾构始发对主体结构不会产生破坏。由于进洞下坡,盾构机对反力架有向上的推力,反力架的立柱顶在结构的圈梁下,保证了反力架不会被拔起。5.3.4洞门密封（1）洞门密封装置组成由于始发接收井洞口预埋钢环与盾构机外壳及管片外壳之间均存在一定的间隙，为了防止盾构始发接收时水土从间隙中流入竖井，从而引起工作面土体坍塌，需在洞口环圈处设置密封装置。本工程洞门密封装置采用常规的橡胶帘板式密封装置，包括洞口预埋钢环、帘布橡胶板、钢压板、圆环板及连接螺栓组成。图5-10洞口预埋钢环示意图图5-11帘布橡胶板、翻板尺寸详图(2)盾构洞门密封装置的安装洞门密封装置中心应位于盾构实际始发中心线上，误差不大于10mm，密封胶板与洞门井壁紧密接触，螺母紧固有效。为了防止盾构施工时帘布翻转，在环板加焊钢筋。盾构固定螺栓帘布橡胶密封板预埋钢环板折叶压板盾构固定螺栓帘布橡胶密封板预埋钢环板折叶压板预埋钢环板固定螺栓预埋钢环板固定螺栓折叶压板固定螺栓预埋钢环板折叶压板固定螺栓预埋钢环板注浆浆液注浆浆液折叶压板折叶压板管片管片管片管片始发前状态管片拼装后的状态盾构进入隧道时状态始发前状态管片拼装后的状态盾构进入隧道时状态图5-12洞门密封示意图5.3.5始发洞门内导轨的安装洞门范围清理完成后开始始发洞门内导轨安装工作。要求其与盾构的接触面光滑；安装轴线与始发基座轴线一致，误差不大于5mm；安装坡度与基座坡度一致，盾构推进前在其上表面涂满黄油，以减少其受力。图5-13导轨结构形式图5.3.6始发端准备工作为了保证盾构龙虎塘站安全始发，北郊中学站安全接收，盾构进入加固区后，严密监控盾构掘进参数，注意盾构掌子面的变化，做好各项准备。1.制定切实可行的盾构始发接收方案和技术安全交底；2.对盾构操作手、技术人员以及施工员现场交底；3.始发接收时派专人观察掌子面情况，专人巡视路面；4.始发接收端需先施工探孔，探测地下水的状况；5.盾构始发到达前应检查端头土体加固质量及止水效果，确保加固质量满足要求；6.盾构始发接收期间，安排领导值班，洞内洞外信息畅通，根据现场情况及时调整盾构掘进参数；7.制定各种情况发生的应急预案；8.始发到达前，在风道内准备好砂袋、水泵、水管、方木、风镐等应急物资和工具；准备好洞内、洞外的通讯联络工具和洞内的照明设备。5.3.7始发端水平探孔施工为了满足盾构施工止水要求，盾构始发前应按端头加固方案对加固止水效果进行水平探孔检查。施工方法（1）值班工程师现场将孔位放样并用喷漆标出，孔位分布见下图：图5-14水平探孔孔位平面布置示意图（2）采用岩心钻按照确定的点位进行钻孔，钻孔深度为1.5-1.8米，孔径为50mm；（3）观察岩心情况，孔内有无流水及涌砂现象。2.施工要求（1）将掌子面表面平均分布9个水平探孔，以检查地下水位及注浆封水情况；（2）探孔位置要求平均分布于掌子面表面并且不能分布在围护桩结构上，中间一个孔偏离洞门中心下侧20cm，避免将测量组放出的洞门中心点破坏，具体位置由值班工程师确认；（3）水平探孔要求孔深要满足要求，以便更好检查加固体加固效果；（4）探孔过程中出现有流水、涌沙立即用木楔子和棉球进行封堵，并及时通知工程部。如流水、流沙量较大，则需注双液浆进行堵水。；（5）如果钻孔时遇到钢筋则将稍微移动钻孔位置。xx市轨道交通1号线TJ-12标龙虎塘站~北郊中学站盾构区间始发接收施工专项方案六、盾构始发施工方案6.1始发顺序本区间先利用一台盾构机进行下行线（左线）掘进，然后进场第二台盾构机进行上行线（右线）掘进。6.2盾构始发工艺流程始发端加固始发端加固及效果检查安装盾构始发基座及反力架盾构掘进机组装调试安装帘布橡胶板、调试后续设备组装负环管片、盾构机试运转盾构机贯入掌子面加压、掘进（拼装负环管片）盾尾通过始发洞门、背衬回填、注浆图6-1始发流程示意图6.3盾构始发施工参数取值盾构始发施工前首先须对盾构机掘进过程中的各项参数进行设定，施工中再根据各种参数的使用效果及地质条件变化在适当的范围内进行调整、优化。须设定的参数主要有土压力、推力、刀盘扭矩、推进速度及刀盘转速、出土量、同步注浆压力、添加剂使用量等。6.3.1土压力设定1）始发段（始发100环内）盾构机中部水静止水土压力计算pe1——盾构中部的垂直土压。pe1＝γ×h1γ为土的平均容重，γ=1.88t/m3；h1为盾构机中部到地面距离：12.77~14.90mpe1＝2.4~2.8barpe2——盾构中部水压。pe2＝γ1×h2γ1为水的容重，γ1=1t/m3；h2为始发段盾构机中部到地面距离：9.87~12.00mpe2＝1.0~1.2bar土仓压力值计算土仓压力P=（pe1+pe2）*λ+pe3λ——侧压系数，取0.33pe3——经验值，取0.1bar则，土仓压力P=1.2~1.4bar。6.3.2始发掘进推力的计算地层参数按《岩土勘察报告》选取，于勘探期间测得的水位一般为2.9m-3.5m，水土压力需分别考虑。选取可能出现的最不利受力情况埋深断面进行计算。根据洞门的纵剖面图，及埋深不大，在确定盾构机拱顶处的竖向压力Pe时，可直接取全部上覆土体自重作为上覆土地层压力。土压平衡式盾构机的掘进总推力F，由盾构与地层之间的摩擦阻力F1、刀盘正面推进阻力F2、盾尾内部与管片之间的摩擦阻力F3组成即按公式F=F1+F2+F3(1)盾构地层之间的摩擦阻力F1计算可按公式F1=*D*L*CC—凝聚力，单位t/m2取C=4.5t/m2L—盾壳长度，9.2mD—盾体外径，D=6.4m得：F1=*D*L*C=3.146.49.24.5=831.97t(2)盾构机前方的推进阻力F2水土压力计算D——盾构壳体计算外径，取6.4m；L——盾构壳体长度，9.2m；pe1——盾构顶部的垂直土压。qfe1——盾构机拱顶受的水平土压；qfe1＝λ×pe1pe2——盾构底部的垂直土压。qfe2——盾构底部的水平土压。qfe2＝λ×pe2qfw1——盾构顶部的水压qfw2——盾构底部的水压P0为地面上置荷载，P0=2t/m2；λ——侧压系数，取0.33；γ为土容重，γ=1.88t/m3；计算qfe1、qfe2、qfw1、qfw2pe1＝γh+P0＝20.85t/m2pe2＝(Pe+γ.D)λ＝26.79t/m2qfe1＝0.33×20.85＝6.88t/m2qfe2＝0.33×26.79＝8.84t/m2qfW1＝(9.57-2.9)＝6.67t/m2qfW2＝6.67+6.4=13.07t/m2作用于盾构外周和正面的水压和土压见图6-2所示。按水压和土压分算公式计算，将以上各项代入公式得：F2=570t图6-2盾构机受力示意图(4)盾尾内部与管片之间的摩阻力F3 F3=μc.ωs式中：Ws、μC为两环管片的重量（计算时假定有两环管片的重量作用在盾尾内，当管片容重为2.5t/m3，管片宽度按1.2m计时，每环管片的重量为19.3t），两环管片的重量为38.6t考虑。μC=0.3ωs——压在盾尾内的2环管片的自重F3=0.3×2×(3.14/4)(6.22－5.52)×1.2×2.5=11.57t计算盾构机的总推力FF=F1+F2+F3F=831.97+570+11.57=1413.54t盾构总推力为1413.54t。施工时以此理论计算值为目标值控制盾构千斤顶总推力，并根据具体情况做相应调整。6.3.3刀盘扭矩盾构的切削刀盘扭矩主要由土体的剪切阻力产生，其经验公式如下：由于盾构机穿越的地层为上部为粘土，下部为粉砂，故α取1.2扭矩T≈1.2×6.43=315t•m施工时以此值为目标值控制刀盘切削。6.3.4盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速的设定盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速与盾构机的性能密切相关，同时也受工程地质及水文地质条件的影响。始发伊始，对参数设定首先要依据理论计算值进行设定，在始发完成后的试掘进阶段可对各种参数进行对比，调整推进速度与推力、刀盘转速与扭矩的关系式，定出推进速度和转速的范围。在本始发段中，隧道洞身范围内地层主要为粉砂及粉砂夹粉土，由于处于始发掘进阶段，推进速度初始设定15～20mm/min，初始设定刀盘转速应小于1.5r/min。6.3.5出土量的设定本工程使用的管片外径为6200mm，环宽为1200mm。刀盘的直径为6420mm，每环的出土量C=π*L*(D/2)2D—刀盘直径；L—管片环宽；代入计算式计算出每环出土量为38.85m3，由于渣土中有泥水，在运输组织设计中，按38.06～50.51m3考虑。每环出土量直接反应了盾构机在掘进施工过程中的超挖情况，当超挖较多时，会使出土量骤增。在掘进过程中，必须严格控制每环的出土量，并作好记录。6.3.6添加剂使用在盾构施工中，使用泡沫作为渣土改良用添加剂，其作用是：1）减小旋转输送机的扭矩，降低刀盘温度；2）增强土体气密性、止水性，保证开挖面稳定；3）与土体拌和均匀，使开挖土具有良好的流动性，增强土体可排性。添加剂注入量：刀盘前：约3％～5％的理论开挖量密封仓：约5%的理论开挖量添加剂注入压力：需控制参数为刀盘前的注入压力，以平衡开挖面的水压力为宜。在本区段内设定注入压力初始设定为0.15～0.2MPa。6.4负环管片拼装盾构始发推进时，需利用负环管片作为后背向前推进。本工程负环管片一共设置8环，全为封闭管片。负环管片采用砼管片，环宽均为1.2m。盾构调试完成后马上进行负8和负7环管片的拼装，负8和负7环管片的拼装完成后，在对洞门密封装置、导轨进行检查经确认无误后，继续拼装负环管片直至将盾构刀盘顶至始发工作面，以免工作面暴露太久失稳坍塌。负环管片拼装时应注意如下事项：1.负环管片采取错缝拼装的方式并K块位于16号位，应确保负环管片的成圆度；图6-3负环管片拼装示意图2.安装第一环管片时必须准确的确定第一块管片的位置，以确保洞内正环管片点位的正确，便于进行其后的管片选型与线型调整。同时，还需在封顶块安装前对邻接块管片进行支托确保施工安全，正环拼装完成后，应在反力架上对应于邻接块的位置焊接两根h=100的工字钢，确保管片不失圆；3.负环管片拼装时随盾构机向前推进，在露出盾尾的管片与始发台及侧撑之间加垫木楔子和钢楔子，以支托管片，使其保持稳定，木楔子与钢楔子交错使用。4.由于盾构本体直径比管片外径大250mm，在管片拼装完成出盾尾后，必须在盾构始发基座轨面与管片之间设置125mm高具有足够强度和刚度的垫块支撑管片，本工程采用115mm钢滑靴垫实，滑靴与管片之间的缝隙再用钢板或薄木楔塞紧,每环负环管片须垫两对该垫块。图6-4负环管片与始发基座间空隙处理示意图图6-5滑靴示意图5.负8环管片拼装负8环管片拼装采取盾构拼装机拼装。管片拼装前先在管片拼装位置的下方的盾壳上焊5根20槽钢，长1.5m，间距1.5m，其中一根处于正下方位置，所有推进千斤顶的油缸均不伸出，负8环管片拼在槽钢上，避免负环管片推出盾尾时卡在盾尾密封刷上。负环封闭管片拼装时封顶块位于正上方（16号位），拼装时先将该标准环的A1型管片放在正下方，待位置调正后在前后两端面各用两根钢筋焊接定位以防拼装其余管片时该管片移位，然后拼装A2、A3管片，再拼B1、B2管片，最后拼装封顶块。拼装A2、A3、B1、B2管片前要在其前后侧的盾构壳体上焊好吊环，拼装时每块管片定位后立即拧好环向连接螺栓并在两侧用10mm直径的钢丝绳穿过管片纵向连接螺栓孔与预先焊好的吊环相连，通过手拉葫芦紧固定位，以防管片转动和倾覆。该环管片拼装完成经检查质量符合要求后，将A1型管片的定位钢筋割除，并打磨平整，同时解除A2、A3、B1、B2管片的侧向定位连接，割除吊环将其打磨平整。6.负7环管片的拼装启动盾构推进千斤顶将负8环管片推出1.2m,当管片出盾尾时须用已加工好的方钢垫块及薄钢板将管片与基座轨道间的间隙垫实，垫块分布每500mm一对，随管片从盾尾移出随垫垫块。推移负7环管片时，要缓慢推移，要缓慢推移，盾构各推进千斤顶行程一致。7环管片与负8环管片采取通缝拼装，负7环管片的各型管片拼装顺序与负8环管片相同。待各推进千斤顶油缸全部缩回后将盾构壳体上所焊的槽钢割除并打磨平整。图6-6负环管片垫块示意图7.负6环、负5环管片拼装当负7环管片拼装完成后启动盾构推进千斤顶将已拼好的管片推出直至负8环管片与反力架密贴，然后先用薄钢板将管片与反力架之间的缝隙垫实，再将管片与反力架焊接定位牢固，然后安装好钢管片的横撑。推移负7环管片时，要缓慢推移，盾构各推进千斤顶行程一致。待洞门的密封装置安装、洞门内混凝土的凿除、导轨的安装等工作全部结束并经检查验收合格后，继续伸长推进千斤顶将盾构向前推进，同步拼装负6环、负5环管片，直至盾构刀盘与盾构始发工作面密贴为止。负环管片均为通缝拼装。所有的管片在轴向和径向均用螺栓相互连接。8.负环管片的加固形式由于负环管片是盾构施工材料和出土的运输通道，为防止管片失稳，用φ20mm的钢丝绳把负环管片捆绑为一体并与始发基座连接牢固，同时在管片的两侧设置支撑。图6-7两侧焊接型钢托架的图纸6.5始发洞门的凿除通过对洞门四周和中心开孔进行深探，观察渗水情况，满足加固要求后进行洞门凿除工作。为防止洞门完全破除后土体失稳危及车站及隧道安全，当盾构机刀盘距地下连续墙1m时，开始采用人工凿除方式破除围护结构。待围护结构最后一层主筋外露后，盾构向前顶进距离围护结构最后一层主筋50cm时，开始割除围护结构钢筋。1.洞门凿除之前应寻找盾构机中心点，凿除由外侧向内侧、自上往下凿除，并切割钢筋，同时注意以下方面：1）破除前要仔细检查断面大小，并且要全部清除所有杂物，防止止水橡胶帘布进洞时被洞门圈残留的混凝土渣刮伤；（2）为防止洞门凿除后产生渗水、坍塌等情况，必须备齐足够的补强、堵漏及水泵等材料和机具，必要时采取挂网锚喷措施，防止端头土体塌方。（3）在洞门凿除过程中，必须加强变形监测活动。围护结构凿除顺序如下图，由上往下分层凿除，首先将开挖面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。凿除完成后净空尺寸不得小于6700mm。图6-8洞门凿除顺序示意图洞门凿除前需先打钻孔探明前方的水量检测，探孔主要分布在洞门四周，中间布置一个，穿过钻孔桩即可，检查无渗漏水后对各孔进行注浆封堵，封堵后观察无渗漏水即可凿除洞门。当加固土体达不到设计要求，采用压密注浆的方式进行补充加固，可以从地面钻孔和洞门垂直钻孔进行注浆加固。2.洞门凿除过程的应急措施：发现有异常情况（小范围塌方）后，迅速用木板和钢管撑住，防止围护结构外土体坍塌然后尽快向围护结构外进行注浆加固。6.6始发端加固体的切削本区间始发端端头加固左右线采用搅拌桩加旋喷桩进行加固，盾构机在加固区内掘进，应采取低推力、高转速，以较小的贯入度慢速切削通过加固区。刀盘保持较高转速（1.5-2.0r/min），同时为刀盘注入较多泡沫（少量气体），以润滑刀具及降低掌子面温度。贯入度保持在3～5mm/r以内，盾构掘进通过时，要求做好洞门防水密闭措施，防止洞门涌水、涌砂。6.7盾构始发施工过程在盾构始发时，盾构机的1～6#后配套台车均在车站底板内，始发阶段后配套台车将与盾构本体同步前进。6.7.1盾构推进1）刀盘转动（1）刀盘起动时，须先低速转动，待油压、油温及刀盘扭矩正常，且土仓内土压变化稳定后，再逐步提高刀盘转速到设定值。盾构机出加固区前，为克服地层土体强度的突变，防止地面沉降过大，必须提高土压力，并根据反馈的信息对土压力设定值及时做出调整。（2）刀盘起动困难时，应正、反转动刀盘，待刀盘扭矩正常后，开始正常掘进。（3）在操作过程中，应严密监控刀盘扭矩、油压及油温等参数，若其中某参数报警时，应立即停机。需查明原因，进行修理，待该参数恢复正常后方可继续掘进。（4）刀盘转动时，盾构机盾体会出现转动现象。当盾构机侧倾较大时，应反方向转动刀盘，使盾构机恢复到正常姿态。一般每推进一环刀盘调整一次旋转方向。2）千斤顶顶进（1）在掘进过程中，各组千斤顶应保持均匀施力，严禁松动千斤顶。考虑到盾构机自重，掘进过程中盾构机下部千斤顶推力应略大于上部千斤顶推力。（2）在始发的曲线段掘进施工中，千斤顶行程误差应控制在50mm内，且单侧推力不宜过大，以防挤裂管片。3）出土（1）出土时的操作顺序为开启皮带运输机，然后开启出土口，开螺旋输送机。出土口在刚开启时不宜过大，须先观察出土情况，如果无水土喷泄现象，可将出土口开启至正常施工状态。（2）螺旋输送机转速和敞口的大小应由土压决定，当仓内土压略大于设定值时，方可进行出土作业。（3）排出的碴土以疏软但不松散、潮湿但不析水为最佳。如出现水土分离或土质过干现象，需向螺旋输送机内注入土体改良添加剂。4）推进控制在初始阶段施工时，刀盘一般转速小于1.5rpm，速度应控制在15～20mm/min。在盾构机掘进的同时，可向切口注入舱内土体添加剂，以改良土体，降低刀盘扭矩。盾构机在导轨上推进时，对脱出盾尾的管片，应及时用木楔填充空隙，同时利用管片支架固定管片。盾构掘进施工过程中的轴线控制是整个盾构施工过程中的一个关键的环节，盾构在施工中大多数情况下不是沿着设计轴线掘进，而是在设计轴线的上、下、左、右方向上摆动，偏离设计轴线的差值必须要满足相关规范的要求，因此在盾构掘进中要采取一定的控制程序来控制隧道轴线的偏离。为保证隧道轴线的方向，必须建立一套严密的人工测量和VMT自动测量控制系统，严格控制测量的精度，合理布设洞内的测量控制点和导线，根据工程中的实际情况合理控制测量和复核的频率。在掘进过程中关键是要严格控制千斤顶的行程、油压和油量，根据最新的测量结果调整盾构机及管片的位置和姿态，按“勤纠偏、小纠偏”的原则，通过严格的计算合理选择和控制各千斤顶的行程量，从而使盾构和隧道轴线沿设计轴线在容许偏差范围内平缓推进。切不可纠偏幅度过大，以控制隧道平面与高程偏差而引起的隧道轴线折角变化不超过0.4%。5）盾构掘进中遇有下列情况之一时，应立即停止掘进，待查明原因并恢复后，方可继续掘进。（1）刀盘扭矩、土仓土压突变；（2）出土量明显超过理论值；（3）盾构自转角度过大；（4）盾构位置偏离过大；（5）盾构推力较预计的差别大；（6）可能发生危及管片防水、运输及注浆遇有故障等。6.7.2管片拼装本程中采用了预制混凝土管片作为衬砌环，管片外径6200mm，内径5500mm，每环管片长度1200mm，管片采用“3A+2B+1C（楔块）”错缝拼装，管片接缝采用EPDM橡胶弹性密封垫防水。1）工艺流程管片的选择管片清理管片运输就位管片拼装2）操作方法（1）管片选择通用环管片在使用时必须预先根据盾构机的位置及盾尾间隙大小选定管片的拼装位置，管片的拼装依据主要有以下两条，在管片拼装分析时要综合分析确定，缺一不可。A.盾构千斤顶与铰接千斤顶的行程差管片拼装的总原则是拼装的管片与盾尾的构造方向应尽量保持一致。对铰接的盾构而言，管片拼装后千斤顶的行程差最好为铰接千斤顶的行程差。B.管片拼装前后管片外表面与盾壳内面的间隙在盾构机尾部设有三道密封刷，用于保证在施工过程中不会有水土进入隧道，在盾构机掘进的同时，将向密封刷补充油脂，确保盾构机密封性能，在密封刷前端设有保护块用于保护密封刷不受损害，如果盾尾间隙过小，在管片脱出盾尾时，将产生较大变形，影响成型隧道的质量；同时，过小的盾尾间隙也将直接损坏盾构机的密封刷。（2）管片清理在管片型号确定后，对要吊装的管片表面进行清理。清理时应特别注意将管片四周的橡胶密封垫表面擦拭干净，以保证管片拼装后的防水质量。而且在拼装过程中要随时清除盾尾拼装部位的垃圾。（3）管片运输垂直运输：由龙门吊将管片从地面运输至施工竖井内，放置于管片运输平板车上。隧道内水平运输：用电瓶车将管片运输至盾构后配套内。管片在盾构后配套等待期间，管片表面应覆盖苫布，以避免被碴土污染。后配套内的运输：运输前须将管片吊点与管片行车连接牢固，再由管片行车将管片运输至管片拼装区。（4）管片拼装应按管片拼装方案确定的顺序进行拼装。一般先拼装底部管片，然后自下而上左右交叉安装，最后拼装楔形块。拼装中每环管片应均布摆匀并严格控制环面高差。管片拼装前，先在每块片管片螺栓孔位置做好标记，以便于管片的定位。管片拼装时，应先将待拼管片区域内的千斤顶油缸回缩，满足管片就位的空间要求。在进行管片初步就位过程中，应平稳控制管片拼装机的动作，避免待拼管片与相邻管片发生摩擦、碰撞，而造成管片或EPDM橡胶弹性密封垫的损坏。管片初步就位后，通过塞尺与靠尺对相邻管片相邻环面高差进行量测，根据量测数值对管片进行微调，当相邻管片环面高差达到要求后，及时靠拢千斤顶，防止管片移位。千斤顶顶紧后进行管片连接螺栓的安装。前一块管片拼装结束后，重复上一步骤，继续进行其它管片的拼装。3）管片拼装施工要求为保证管片拼装质量及施工进度，施工时必严格按照如下要求进行管片拼装的施工：（1）为加快拼装施工速度，应在出土结束前事先把管片运进拼装区，若管片在本环施工完成前未进入拼装区，要在土车出来后，立即把管片车运至拼装区，以便为下一步施工做好准备；另外，为保证管片在掘进过程中不被泥土污染，也不宜提前将管片备好。（2）同时必须注意管片定位的正确，尤其是第一块管片的定位会影响整环管片拼装质量及与盾构的相对位置，尽量做到对称。（3）管片拼装要严格控制好环面的平整度及拼装环的椭圆度。（4）每块管片拼装完后，要及时靠拢千斤顶，以防盾构后退及管片移位，在每环衬砌拼装结束后及时拧紧连接衬砌的纵、环向螺栓，拧紧时要注意检查螺栓孔密封圈是否已全部穿入，不得出现遗漏。在该衬砌脱出盾尾后，应再次拧紧纵、环向螺栓。在进入下一环管片拼装作业前，应对相邻已拼装成型的3环范围内的隧道的管片连接螺栓进行全面检查并复紧。（5）封顶块防水密封垫应在拼装前涂润滑剂。（6）在管片拼装的过程中如果需要调整管片之间的的位置，不能在管片轴向受力时进行调整，以防止损坏防水橡胶弹性密封垫。6.7.3盾尾同步注浆根据本区间地质条件及设计要求，初步拟用两组浆液配比，一组采用新型大比重单液浆（俗称厚浆），另一组采用水泥浆液。同步注浆液浆所需满足以下要求：泌水率≤3%，浆液1天的强度≥0.1MPa，28天强度R28≥1.0MPa，并确保在列车震动和7度地震下不液化，该浆液通过试验确定浆液配比，为满足施工要求，可适当调整浆液配合比。拟定同步注浆配比如下：配比1石灰粉煤灰砂膨润土水10040080050540配比2水泥粉煤灰砂膨润土水24020080066483依据本区间线路埋深及地质情况，初始盾尾注浆压力设定为0.2～0.3MPa。盾尾同步注浆理论量为每环5.2m3，根据不同的地质条件相应的控制注浆量。同时要求同步注浆速度必须与盾构推进速度一致。6.7.3二次注浆为了防止同步注浆不能很好的填补管片背后的空隙，在连接桥右侧的平台上放置一台气动注浆泵，在掘进的同时进行二次注双液浆。二次注浆也与掘进同步。双液浆的配比为：（150kg水泥＋100kg水）＋（400L水玻璃＋600L水）。注入速率：V水泥浆液:V水波璃浆液＝3：16.7.5运输组织使用2台龙门吊进行垂直及水平运输，后配套台车与垂直运输设备之间的隧道内水平轨道运输，从后轨排井垂直运输材料及管片、碴土。1）碴土的运输从始发开始工作面碴土的运输均是经螺旋输送机排至后配套台车架的皮带输送机上，经皮带输送机转运后直接排入土斗，土斗容积18m3，土斗放置于土斗车上，利用电瓶车拉至吊装口，用龙门吊吊至地面集土坑，通过翻转架将碴土翻入集土坑，再经铲车转装，通过运土卡车运至弃土场。始发推进初始，由于推进速度较小，每条线配备一台电瓶车。2）管片运输每环推进结束，碴土运至地面后，开始管片的运输。运输管片的板车与碴土运输板车共用。每车放3块管片。吊放管片前，板车上要垫好垫木，确保管片放置稳定、安全。3)材料运输材料运输共用碴土运输板车，一般在铺轨期间进行轨枕、轨道等施工辅助材料的运输。6.7.6铺轨1）轨道材料采用20#B工字钢做轨枕，长3.0m。轨道为6m长的43kg/m的中翼工字钢钢轨。本工程轨道连接选用铁路常用扣件，用普通M24螺栓加防转垫圈代替螺栓旋道钉。扣件由M24螺栓、螺母、平垫圈、弹簧垫圈、扣板等零件组成。2）钢轨的运输堆放钢轨分批运到工地。钢轨运送到工地后，堆放在临时材料存放区，洞内需延长轨道时，用龙门吊将钢轨吊装在平板运输车上，运送到铺轨处。3）轨道铺设随着盾构的向前推进，轨道需不断向前延伸。当盾构推进4环后，开始进行第一次轨道延伸。以后原则上每推进5环延一次轨，每次延伸6m。。轨道铺设一般在盾构检修、保养时进行。轨道铺设要求：（1）轨枕水平、稳定。轨枕间距1.2m，要求分布均匀，间距误差不大于50mm;（2）轨道顺直，接头间隙控制在1-2mm,错台控制在2mm以下；（3）轨距误差控制在3mm以内；（4）轨道连接及固定零件齐全，紧固有效4）轨道的维修保养（1）轨枕轨枕在制作时一定要按照设计尺寸精确加工，加工完成后复查尺寸无误后投入使用。轨枕在铺设时要确保每根轨枕两端与管片内面面接触。（2）保养施工中要对轨枕进行定期检查、保养，主要手段就是保持轨枕水平、稳固。发现轻枕间距或轨枕水平发生变化，立即进行调整恢复。（3）钢轨及扣件及时保养维修对于保证运输安全，杜绝运输事故有着极其重要的作用。钢轨检查内容主要有：A.查看轨面是否有裂缝、凹坑；B.钢轨接缝是否有伤、缺损或者接缝过宽；C.钢轨扣件及接头夹板是否松动、缺损；D.轨距及钢轨线形是否发生变化；6.7.7管线延伸随着盾构机向前推进，冷却水管、高压电缆需同步不断向前延伸。每班由专人负责管线延伸。每次推进盾构前必须对管线进行检查，确保其能满足盾构正常推进的需要。6.8负环管片及反力架的拆除盾构完成100m初期掘进以后开始对负环管片、始发基座和反力架进行拆除。1.拆除临时管片之前，将洞门附近的管片用6根［18槽钢沿隧道纵向拉紧，并注意拧紧螺栓，防止管片松弛。2.将反力架后座与始发竖井结构分离，采用切割反力架后撑的型钢，并用千斤顶顶开后，将反力架和始发竖井结构分离100mm左右。3.拆除其它负环各连接螺栓，分别吊出井口。4.分块拆除始发托架和反力架并调出井口。6.9始发掘进技术要点1.要严格控制始发基座、反力架和负环的安装定位精度，确保盾构始发姿态与设计线路基本重合。2.第一环负环管片定位时，管片的后端面应与线路中线垂直。负环管片轴线与线路的轴线重合，负环管片采用通缝拼装方式。3.盾构机轴线与隧道设计轴线基本保持平行，盾构中线比设计轴线适当抬高2～3cm。4.盾构在基座上向前推进时，各组推进油缸保持同步。5.初始掘进时，盾构机处于基座上。因此，需在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，防止盾体发生转体。6.始发阶段，设备处于磨合期。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基座提供的反扭矩。7.盾构进入洞门前把盾壳上的焊接棱角打平，防止割坏洞门防水帘布。8.时刻注意帘布及翻板的情况以防翻转。6.10地表沉降控制在盾构法施工中，地表沉降控制是根据反馈信息进行施工参数的优化，从而减少地表沉降。地表沉降控制的网络关系图如下：生产控制中心生产控制中心盾构机控制室地表沉降监测图6-9地表沉降控制网络关系地表沉降监测的反馈数据及盾构机控制室的施工参数将统一汇总到生产控制中心，生产控制中心依据各种参数的设定与地表沉降控制效果进行总结、分析，研究各种参数与地表沉降关系，并下达施工指令，优化盾构掘进的施工参数达到控制地表沉降的目的。当盾构机通过重要建筑物或者地表沉降值突变时，生产控制中心将同时下达加强监测力度的施工指令。地表沉降的控制可分为正常掘进施工时和停机期间的地表沉降控制措施。6.10.1掘进时的地表沉降控制措施地表沉降可以通过控制施工参数和加强施工管理实现，在本工程中正常施工时将采用的地表沉降控制方法如下：1）为减小开挖土体的移动必需按要求设定土压力大小，土压力计算已有许多成熟的计算方法，在施工前预先计算，施工中严格管理，使土压略大于在计算值（一般大于计算值0.02～0.04Mpa）。掘进过程加强对土压的管理，在停机前也应进行处理，以保证在停机过程中，土压维持的时间较长，停机期间应有专门的值班人员对土压力进行监视，并做好记录，当土压有变化时，还应当采取相应的措施使土压恢复。2）严格控制注浆量在施工过程中对注浆应加强管理，注浆操作是盾构施工中的一个关键工序。为防止土体挤入盾尾空隙，必需严格按照“确保注浆压力，兼顾注浆量”的双重保障原则，并且在实际平均注浆量的合理范围内波动。注浆操作必需有专人完成，在每环掘进完成后必需对注浆量进行记录，当发现注浆量变化较大时，应进行认真分析其原因，通过加大注浆压力等方法补注，当补注不能进行时必需及时进行二次补浆。3）尽量减少盾构推进方向的改变在盾构机推进过程中严格执行“勤纠偏、小纠偏”的原则，严禁大幅度纠偏，尽量减少因施工原因产生的盾构推进方向的改变；当盾构机在曲线段行进或仰头、低头推进过程中必须严格控制超挖方向，保证出土量在合理的范围之内。盾构机的行进方向与盾构操作手的作业水平有直接关系，当盾构操作手熟练程度较高时，能够很好的按照“勤纠偏、小纠偏”原则进行掘进，否则不能正确实施这一原则，当这种情况出现后，大纠偏将造成较大超挖。因此，在通过重要建（构）筑物及危旧建筑时施工时，应由熟练的盾构操作手完成。4）严密观察土质状况地下水位变化是必然的，施工中要注意挖掘出土体的质量监控。施工过程中应杜绝水土分离现象的出现，当土体中因地层中含水量较大时，应提高设定的压力，增大加气量，这样在平衡土压力提高的同时，可以暂时避开开挖面的地下水，保证挖掘出土的质量，在粘土中施工时，应使用泡沫改善出土质量。5）施工中减少对地层的扰动盾构施工对地层的扰动主要由盾构机千斤顶的推力及刀盘旋转产生，因此施工中应加强盾构机的保养维修，确保盾构机的性能正常；在掘进同时应加强对添加剂使用情况的检查，不断优化添加剂的注入率和膨胀率，以达到最佳的使用状态；当土压力突变时，认真分析变化原因，采取相应措施，尽可能减小对地层的扰动。6）保证拼装质量隧道管片的变形量与管片拼装的质量有紧密联系，所以在施工过程中，一定要强化拼装施工的管理，减小错台，保证一次紧固结实，在每环掘进过程中，适时对螺栓进行二次紧固，在拼装下一环管片前，对上一环管片进行第3次紧固。7）信息化施工管理在施工的同时，在施工现场配备一套监视系统，在地面控制室可以对施工的整个过程进行很好的控制。在地面控制室还有一台与盾构机控制室操作面板相同的实时监控计算机，可以随时观察盾构机的各种状态，及时发现问题，进行处理。施工过程中有大量的施工数据需要记录，而且及时对采集的数据进行分析、总结。特别是监测的数据结果更应当分析，以便通过优化各种施工参数对地表沉降进行控制。6.10.2停机前及停机期间的地表沉降控制措施施工期间盾构机因为各种原因需要停止施工，为控制停机期间的地表沉降，必需采取一定的措施：1）停机前采取措施在盾构机停机前，为加强开挖面的气密性，减少因土舱内漏气而造成的土压力降低，必需对开挖面进行改良处理。在停机前加注膨润土浆液。为提高掘进时的土压，使膨润土浆液能较深地渗入地层中，在开挖面形成一层比较厚的优质泥皮。在浆液中添加纯碱，添加量按每方浆液加纯碱1kg，改善浆液性能，提高膨润土浆液的粘稠度，进而提高开挖面的稳定性，改善开挖面的密封性。同时停机前所建立的土压应比正常工作时高0.05Mpa。另外，为保证壁后注浆充填密实，在最后一环施工时必需保证注浆用量，在推进完成后，应维持注浆压力在设定压力5小时以上，才能确保注浆有效。2）停机期间采取措施在停机期间，土压力会随时间的推移而降低。因此，必须有专职人员对盾构机前方的土压力值进行记录，保证土压力在计算土压力以上，当土压力低于计算值时可将盾构机少量前进重新建立土压力，但推进过程中必需进行注浆，或者向土仓内注入膨润土浆液。这两种方法各有优缺点，前者一种方法实施较困难，土压维持更为有效；后一种方法较易实施，但建立的土压力容易消散较快。因此，可根据实际需要选择不同的方案，进行土压力的恢复。一般长时间的停机可采取前者，而短时间，则应当先择后一种方案。另外，长时间的停机在许多方面对盾构法施工是不利的，过长时间的停机将造成很大的危害。因此，施工中应尽量避免，合理安排工期，保证盾构施工的连续性。6.11始发阶段划分1、第一掘进阶段范围为:洞门区域和土体加固区域。具体施工参数及技术措施见下表：掘进速度（mm/min）5～10土仓中部土压（bar）1.0~1.2、推力（KN）6000～12000泡沫剂使用量5%开挖量同步注浆量（m3/环）0~5.2出土量（m3/环）38～50技术措施1、采取小推力、高转速（1.5~2.0r/min），以较小的贯入度(3-5mm/r)慢速研磨切削通过洞门围护结构。2、对地面进行实时监测，排专人盯控后靠情况，并建立地面、后靠与操作室实时联络通道，确保参数及时准确得到调整。3、刀盘推过止水帘布时派专人盯控刀盘通过帘布情况，防止盾构刀盘割伤橡胶密封圈。4、盾构进洞后及时将洞口密封好，防止洞门处涌水涌砂。5、始发负环错缝拼装或施做负环支撑，紧固负环螺栓，防止负环椭变严重，影响正环隧道质量。2、第二掘进阶段范围为:出加固区后100环。施工参数及技术措施见下表：掘进速度（mm/min）20～30土仓中部土压（bar）1.2~1.4推力（KN）8000～13000泡沫剂使用量3~5%开挖量同步注浆量（m3/环）5.2出土量（m3/环）38～50技术措施1、在粉砂地层中掘进，严格控制出土量避免拱顶过大变形，加强同步注浆及二次注浆；控制泡沫剂的使用量以改善土体的流动性和土仓温度，减少刀具磨损。2、做好施工监测，根据监测结果及时调整施工参数。3、始发前100环作为试验段，在确保施工安全和质量的前提下做好试验段各项试验参数确定工作，总结试验段参数规律，为后续施工做好指导。

七、盾构接收施工方案7.1盾构到达接收施工盾构机接收其主要内容包括：洞口的土体加固、安装盾构机接收基座、盾构机磨桩、拼装管片、盾构机上基座，封堵洞门，回填注浆、盾构解体吊装。具体盾构接收施工工艺流程如下图所示。洞口土体加固洞口土体加固洞门中心复核盾构基座施工盾构接收参数设定盾构刀盘顶桩安装洞门帘布盾构机磨桩探孔施工监控测量及地面巡查盾构机进入基座（脱离洞口）脱离洞门回填注浆盾构机解体吊装图7-1盾构接收施工工艺流程图7.2盾构机到达前的准备工作7.2.1盾构机定位及接收洞门位置复核测量在盾构推进至盾构到达范围时，要加强监控量测，即要随时监测，尤其是轴线的测量，编制专项测量方案，对盾构机的位置进行准确的测量，明确成洞隧洞中心轴线与隧洞设计中心轴线的关系，同时对接收洞门位置进行复核测量，确定盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划。在考虑盾构机的贯通姿态时注意两点:一是盾构机贯通时的中心轴线与隧洞设计轴线的偏差，二是接收洞门位置的偏差。综合这些因素在隧洞设计中心轴线的基础上进行适当调整。纠偏要逐步完成，每一环纠偏量不能过大。在检查加固效果的同时，竖井内进行基座预埋件的布置，具体布置图如下图7-2所示，由于是直线出洞，故同排两侧预埋件的平面平行于洞门平面：图7-2基座预埋件示意图注：预埋件为2cm的钢板，尺寸为400*400mm，单侧6个预埋件7.2.2接收基座的安装清理基坑后始发基座依据隧道设计轴线安装定位好。基座与底板预埋件焊接，两侧通过型钢连接固定至侧墙。基座上的盾构机中心标高及为区间管片中心标高。安装的允许误差：基座安装轴线应与计算始发轴线一致，方向偏移不大于16″，始发洞门处水平偏差为-5mm～+5mm，竖直方向的偏差为-5mm～+8mm。接收基座的中心轴线应与隧道设计轴线一致，同时还需要兼顾盾构机出洞姿态。接收基座的轨面标高除适应于线路情况外，适当降低20mm，以便盾构机顺利上基座。为保证盾构刀盘贯通后拼装管片有足够的反力，将接收基座以盾构进洞方向+5‰的坡度进行安装。要特别注意对接收基座的加固，尤其是纵向的加固，保证盾构机能顺利到达接收基座上。图7-3基座示意图图7-4盾构机位置布置剖面图7.2.3洞门密封的安装为防止盾构机进洞时推出的渣土损坏帘布橡胶板，洞门防水装置在洞门第一次破除，渣土被完全清理干净后安装。安装技术措施同始发。在盾构接收时，为了防止洞内水和回填注浆沿着盾构机外壳向洞口方向流出，盾构机入口洞圈周围安装环行密封橡胶板止水装置，详见图7-5，该装置在内衬墙入口洞圈周围安装设有M20螺孔的预埋板，用螺栓将帘布橡胶板、圆环板和扇形压板栓连在预埋环板上。图7-5洞门止水装置图当盾构机沿推进方向掘进时，带铰接的扇形压板被盾构机带动向顺时针方向转动，并支撑密封橡胶板，封闭在Φ6400mm的盾体外径处，止住水向接收井内流入。当盾体通过洞门密封装置后，橡胶帘布紧缩，压住扇形压板，防止水流沿管片外径向接收井内流入，同时也防止同步注浆浆液外溢。在盾构机出洞后可将圆环板、扇形压板、密封橡胶帘布和螺栓拆除。洞门密封装置安装时，需注意橡胶帘布及扇形压板的安装方向。橡胶帘布端头的凸起方向与盾构掘进方向相同。盾构机进入预留洞门前在外围刀盘和帘布橡胶板外侧涂润滑油以免盾构机刀盘挂破帘布橡胶板影响密封效果。7.3盾构接收土体加固为了确保盾构接收时的施工安全以及各地层的稳定，本标段接收需要对端头土体进行加固。（1）技术措施1）盾构接收前需对工作井端头一定范围采用搅拌桩和旋喷桩进行加固。2)靠近车站端头（0.5m）采用双排Φ800@500三管旋喷桩，其余（11.5m）搅拌桩采用Φ850@600三轴搅拌桩。3）加固范围：盾构接收土体加固长度为12m，宽度和高度范围均为盾构钢环直径外侧不小于3m,另外隧道顶以上3m至地面高度范围采用搅拌桩弱加固。4)经加固的土体应有很好的均质性、自立性，无侧限抗压强度不小于0.8MPa，渗透系数小于10-7com/s。5)区间隧道施工前应检测加固区土体是否满足设计要求。（2）施工工艺指标1）本区间车站进、出洞范围全部或部分处于粉砂层中。2）盾构进出洞地基加固法：采用Φ850三轴搅拌桩加固，搅拌桩与围护间500mm空隙采用Φ800三重管旋喷桩加固。在加固区外侧打设若干应急深井点，作为到达盾构的应急措施，开启降水井时，应加强对周边环境、建筑物的检测，确保结构安全。3）三轴机搅拌桩加固指标：加固一区的水泥掺量为7%，加固二区的水泥掺量位20%采用P42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比宜为1.2～1.5。4)三重管旋喷桩加固指标：实桩水泥掺量为35%，水泥采用P42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比0.7～1.0。加固一区的强度不低于原状土的强度，加固二区土体加固强度指标：无侧限抗压强度qu≥0.8MPa，渗透系数≤10-7com/s，同时确保加固土体的均匀性，密封性和自立性。旋喷桩加固强度指标同搅拌桩。5）由于洞门位于砂性土层中，施工时用同时考虑降水或冻结等辅助措施。11501150图7-4接收端头土体加固平面图（单位mm）11501150图7-5接收端头土体加固剖面图（单位mm）图7-6接收端头加固立面示意图7.4洞门破除7.4.1洞门凿除方法当接收端加固体检验合格且盾构机刀盘顶进至接收端地下连续墙时，开始凿出围护结构。采用人工使用风镐凿除围护结构。围护结构凿除顺序如图7-7，由上往下、由外侧向内侧分层分块凿除，为缩短洞门围护破除时间，先破除一半结构，安装止水帘布，然后破除另一半结构。凿除完成后净空尺寸不得小于6700mm。1.洞门凿除应注意以下方面：（1）破除前要仔细检查断面大小，并且要全部清除所有杂物，防止盾构机进洞时被洞门圈残留的混凝土渣刮伤；（2）为防止洞门凿除后产生渗水、坍塌等情况，必须备齐足够的补强、堵漏等材料，必要时采取抽水泵进行抽水。（3）在洞门凿除过程中，必须加强变形监测活动。图7-7洞门凿除的顺序7.4.2水平探孔分析洞门凿除前需先打钻孔探明前方的水量以及流砂检测，探孔主要分布在接收端四周，中间布置一个，穿过钻孔桩和止水墙即可，具体探孔位置见图7-8，检查无渗漏水后对各孔进行注浆封堵，封堵后观察无渗漏水即可凿除洞门。当加固土体达不到设计要求，采用压密注浆的方式进行补充加固，可以从地面钻孔和洞门垂直钻孔进行注浆加固。图7-8探孔布置图7.4.3脚手架搭设1.脚手架所使用的钢管、扣件及零配件等须统一规格，证件齐全，杜绝使用次品和不合格品的钢管。材料管理人员要依据方案和交底检查材料规格和质量，履行验收手续和收存证明材质资料；2.使用钢管质量应符合GB/T700中Q235-A级钢规定，应采用现行《直缝电焊钢节》〈GB/T13793〉或《低压流件输适用焊缝钢筋》（GB/T3090）中规定的3号普通钢筋）的要求，切口平整，严禁使用变形、裂纹和严重锈蚀钢管。3.脚手架基础必须平整夯实，具有足够的承载力和稳定性，立杆下必须放置垫座和通板。架子上施工，必须持有《特种作业人员操作证》的专业架子工进行，上岗前必须进行安全教育考试，合格后方可上岗；4.在脚手架上作业人员必须穿防滑鞋，正确佩戴使用安全带，着装灵便；5.进入施工现场必须佩带合格的安全帽，系好下颚带，锁好带扣；6.本工程属于高空作业，作业时必须系合格的安全带，系挂牢固，高挂低用；7.脚手板必须铺严、实、平稳。不得有探头板，要与架体拴牢；8.架上作业人员应作好分工、配合，传递杆件应把握好重心，平稳传递；9.作业人员应佩带工具袋，不要将工具放在架子上，以免掉落伤人；10.架设材料要随上随用，以免放置不当掉落伤人；11.本工程脚手架搭设要求平台采用φ48架子管搭设，立杆共设5根，立杆横距1.2米，横杆共设6根，第一层距基础0.5米,第二层横杆～第六层横杆步距1.2米，横杆后部与刀盘连接，立杆和横杆搭设完成后设置两根剪力撑,并打上斜撑。施工平台满铺5cm厚木板。在平台上周围设置1.2m高围栏，并挂设安全防护网。连接架子管的卡子必须拧牢固,平台上的木板必须纵向用木板连接钉牢。7.4.4风镐作业1.各部管道接头必须紧固，不漏气。胶皮管不得缠绕打结，并不得用折弯风管的办法作断气之用，也不得将风管置于胯下；2.风管通过过道，须挖沟将风管下埋，其上侧作硬性防护，严防重型车辆压坏；3.风管连接风包后要试送气，检查风管内有无杂物堵塞。送气时，要缓慢旋开阀门，不得猛开；4.风镐操作人员应与空压机司机紧密配合，及时送气或闭气；5.钎子插入风动工具后不得空打。7.5加固区盾构掘进7.5.1止水加固措施盾构接收段加强防水止水措施的实施，除同步注浆和二次注浆加固止水加固外，对到掘进出洞80m内每五环做一次止水环的处理，为了阻断隧道纵向水力联系，避免水量过大导致盾构机不能正常完成接收段。7.5.2贯通掘进注意事项1.由于盾构到达时推力较小，洞门口附近的管片，环与环之间连接不够紧密，因此，做好洞口附近10环管片的螺栓紧固工作，并做好管片纵向拉紧联系梁的安装，直至盾构进入到达井、洞圈处理结束并在混凝土达到设计强度后方可拆除。2.盾构机到站前50米的地段，要对洞内所有的测量控制点进行一次全面的、系统的控制测量复测，并与到达车站洞门中心位置和高程进行联测，对所有控制点的坐标进行精密、准确的平差计算。并加强地表沉降监测的频次，及时反馈信息以指导掘进。3.在盾构贯通后安装的几环管片，必须保证注浆饱满密实，防止引起管片下沉、错台和漏水。并通过管片的二次注浆孔，注入双液浆进行封堵。注浆的过程中要密切关注洞门的情况，一旦发现有漏浆的现象立即停止注浆并进行处理。4.当盾构前体盾壳被推出洞门时通过压板卡环上的钢丝绳调整折叶压板使其尽量压紧帘布橡胶板，以防止洞门泥土及浆液漏出。在管片拖出盾尾时再次拉紧钢丝绳，使压板能压紧橡胶帘布，让帘布一直发挥密封作用。5.在盾构机刀盘距洞门掌子面0.5m时应开始减排土仓中的碴土，减小对洞门及端墙的挤压。6.盾构机到站前要加强对车站结构的观察，观察人员和盾构机主司机应建立畅通的联络渠道，确保信息的沟通和掘进参数的及时的调整；7.盾构到达时各工序衔接要紧密，盾构机应以最快的速度到站，避免土体长时间暴露，发生危险。7.6盾构接收接收期间主要措施：1.盾构接收前检查端头土体加固质量，确保加固质量满足设计要求。2.盾构机到站前50米的地段，要对洞内所有的测量控制点进行一次全面的、系统的控制测量复测。3.根据盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划进行推进，纠偏要逐步完成，每一环纠偏量不能过大。4.在盾构机距离端头墙20m时，选择合理的掘进参数，逐渐放慢掘进速度，控制在20mm/min以下，推力逐渐降低，缓慢均匀地切削洞口土体，以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌。5.盾构进入接收段后，加强地表沉降监测，及时反馈信息以指导掘进。6.盾构机刀盘距离贯通里程小于10m时，在掘进过程中，专人负责观测出洞洞口的变化情况，始终保持与盾构机司机联系，及时调整掘进参数。7.接收前，在洞口内侧准备好砂袋、水泵、水管、方木、风炮等应急物资和工具。8.橡胶帘布内侧涂抹油脂，避免刀盘刮破帘布而影响密封效果。9.在拼装的管片进入洞门10～15m后，浆液改为快硬性浆液。10.在盾构贯通后安装的几环管片，一定要保证注浆饱满密实，并且一定要及时拉紧，防止引起管片下沉、错台和漏水。盾构机推出后，立即用粘土砖将管片与洞门圈之间的缝隙封堵，将洞门圈封闭，同时对加固区管片分多次进行补浆，同时安排专人对洞门圈漏浆情况进行检查。当漏浆时，减小注浆压力，直至不能注入为止，大量漏浆为止。注浆压力控制在0.4MPa以内。7.7盾构机的拆卸及吊出当磨桩的混凝土全部清除完毕后，盾构机即推出洞门圈，用接收架接收后，进行盾构机的拆卸。7.7.1拆卸场地布置及吊装设备盾构完成区间盾构隧道掘进任务后，需吊出井拆解，主体机身拆卸后从盾构吊出井吊出地面，后配套拖车通过电瓶车拖回盾构始发井后吊出。大件、后配套拖车的吊卸由260t履带吊完成。拆卸主要设备如下：设备260t履带吊150t液压千斤顶数量127.7.2拆卸顺序1）拆卸场地风、水、电等工作的准备到位。2）盾构机械构件部分、液压部分、电气部分标识。3）盾构机进洞。4）主机与后配套的分离，拆解液压电气管线。5）主机拆卸：刀盘→螺旋输送机→盾尾→管片安装机→前体→中体。6）中体、前体、刀盘、盾尾、螺旋输送机由260T履带吊机拆卸、翻转。7）拆卸井内后配套拖车行走轨道铺设完成后，方可进行后配套的拆卸吊出。8）后配套的拆卸：连接桥→一号拖车→二号拖车→三号拖车→……。9）连接桥拆卸：拆卸时由260t履带吊出井。10）拖车间拆解管线和连接杆，拖车由电瓶机车牵引至拆卸井，再由250t履带吊机吊出。7.7.3拆卸的技术措施1）盾构拆卸前必须制定详细的拆卸方案与计划，同时组织有经验的经过技术培训的人员组成拆卸班组。2）履带吊机工作区应铺设钢板，防止地层不均匀沉陷。3）大件拆卸时应对车站端头墙进行严密的观测，掌握其变形与受力状态。4）拆卸前必须对所有的管线接口进行标识（机、液、电）。5）所有管线接头必须做好相应的密封和保护，特别是液压系统管路、传感器接口等。6）盾构机主机吊耳的布置必须使吊装时的受力平衡，吊耳的焊接必须由专业技术工人操作，同时必须有专业技术人员进行检查监督。大件运输车辆就位大件运输车辆就位拆卸场地准备吊机组装就位后配套拖车拆解主机拆解与吊离大件倒运或运输主机与后配套分离图7-9拆卸流程图7.7.4拆卸的安全保护措施1）盾构机的运输、吊卸由具有资历的专业大件吊装运输公司负责。2）项目部指定生产副经理负责组织、协调盾构机拆卸工作，并组建专业班组。3）每班作业前按起重作业安全操作规程及盾构机制造商的拆卸技术要求进行班前交底，完全按有关规定执行。

7.8接收阶段划分掘进速度（mm/min）20～25土压（MPa）0.06～0.08推力（KN）8000～10000同步注浆量（m3）5.2出土量（m3）38～50技术措施1、加强地面监测，根据地面监测情况及时调整施工参数。2、每五环做一次止水环的处理，为了阻断隧道纵向水力联系，避免水量过大导致盾构机不能正常完成接收段3、对整个控制测量系统进行复核、复测，加大盾构机导向系统复测频率，加大洞内导线测量频率，确保隧道线型符合设计要求。1、第一阶段范围为：到达加固体前50环。具体施工参数及技术措施见下表：2、第二掘进阶段范围为:土体加固区域。具体施工参数及技术措施见下表：

距离桩体距离掘进参数4~102～4m1～2m掘进速度（mm/min）15～2510～205～10土压（MPa）0.06～0.080.05～0.060.03～0.04推力（KN）6000～80005000～70003000～5000同步注浆量（m3）5.25.25.2出土量（m3）38～5038～5038～50技术措施1、采取小推力、高转速（1.5~2.0r/min），以较小的贯入度(3-5mm/r)慢速切削加固体。2、对地面进行实时监测，并建立地面与操作室实时联络通道，确保参数及时准确得到调整。3、刀盘推过止水帘布时派专人盯控刀盘通过帘布情况，防止盾构刀盘割伤橡胶密封圈。4、盾构出洞后及时将洞口密封好，防止洞门处涌水涌砂。5、做好洞口附近10环管片的螺栓紧固工作，并做好管片纵向拉紧联系梁的安装工作。八、施工质量保证措施8.1质量保证体系1、建立以项目经理为组长，总工程师为副组长的质量保证体系。2、质量管理小组负责定期召开质量分析会议，检查分析质量目标的执行情况。3、质量保证体系。质质量保证体系组织保证制度保证施工保证质量领导小组成员：项目经理项目总工项目副经理部门负责人质检工程师试验工程师质量施工测量试验材料设备核算宣教进行日常质量管理，负责组织协调督促、检查和综合各部门各级质量活动并进行质量跟踪验证。组织技术交底和落实，确保按计划保质保量完成任务，进行图纸会审，编制施工计划，组织隐检、预检和验收。搞好工程控制测量和复测，保证施工测量精度。做好材料进场的验收和检验，负责现场试验工作。实行以管好、用好、维修好机械设备为中心的质量责任制，做好设备检查鉴定，填好运行记录，确保过程能力。依据质量状况，进行资金发放，有权不发放不合格工程的有关资金