始发掘进技术交底

项目施工技术交底书

交底项目：盾构始发、掘进技术交底

技术父底记录

（轨道交通工程）

交底提要盾构始发、掘进技术交底

技术交底内容：

一、适用范围

本交底适用于盾构始发、掘进技术交底。

二、工程概况

2.1工程概述

本标段含两站两区间。

2.2隧道管片设计

本区间盾构隧道的断面形式为圆形断面，其结构形式为单层衬砌预制装配式混凝土管片，

管片衬砌内径为5500mm,外径为6200mm,混凝土管片强度为C50,抗渗等级为P12,管片厚

度为350mm,管片衬砌宽度为1500mm,管片为通用楔形环，最大楔形量为40mm；管片衬砌

环采用错缝拼接，每环管片由3个标准块、2个邻接块和一个封顶块组成；管片之间的环向接

缝和纵向接缝均采用弯螺栓连接。

2.3工程地质及水文地质

2.3.1工程地质

区间主要穿越主要地层有③22层粉质黏土、③52层细砂，始发端头细砂高程为88.56〜92.86

（层厚4.3m,隧道中心高程为90.748）,接收端头细砂高程为89.55〜91.45（层厚1.9m,隧

道中心高程为91.552）。区间隧道顶最大埋深约17.4m,最小埋深约10.5m。

区间主要穿越地层有③21层粉质黏土、③22层粉质黏土、③33层黏质粉土、③52层细砂，始

发端头细砂高程为87.07〜93.07、94.37-103.67（层厚6m和9.3m,隧道中心高程为91.984）,

始发接收细砂高程为91.39〜94.09、101.29-105.29（层厚2.7m和4m,隧道中心高程为

93.436）。区间主要位于粉质黏土、细砂地层。区间隧道顶最大埋深约16.2m,最小埋深约10.2m。

2.3.2场地类别及地震动参数

根据勘探成果及《郑州市地震安全性评价报告》：拟建场地建筑抗震地段划分属一般地段。

抗震设防烈度7度区，抗震设防地震动分档为0.15g,抗震设防地震动加速度反应谱特征周期

分区为0.40s区，场地类别为H类，设计地震动加速反应谱特征周期Tg为0.40s。

2.3.4特殊岩土及不良地质

拟建场地附近无活动断裂，未发现滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等

地质灾害。拟建区间场地范围内对工程有不利影响的特殊岩土除有填土分部外，未发现膨胀土、

湿陷性黄土等其他特殊性岩土分部。本场地粘性土层，砂类土内均含有钙质结核，尤其是在场

地埋深30m以下的地层，局部较多，具有分部不稳定、含有物复杂，胶结程度不规则等特点，

在盾构施工中易对盾构机刀盘进行磨损，破坏，对施工会产生不利影响。

2.4盾构机选型

本区间右线选用罗瓦特盾构机，开挖直径6480mm,最大推进速度为100mm/min,最大推力

为34001,最大扭矩为4887kN・m；区间左线选用三菱盾构机，开挖直径为6370mm,最大推进速

度为92mm/min,最大推力4000t,最大扭矩为4053KN・m。

三、施工总体部署

3.1施工筹划

区间隧道采用两台土压平衡盾构机从果园南路站大里程端相错约一个月时间始发，掘进

至太白路站小里程端将盾构机解体吊出转场至大里程端，后配套站内过站至大里程端进行二

次始发，到达星火路站北端头解体、吊出。

盾构机吊出转场

撤场

后配套站内过站

撤场”后配套站内过站

盾构机吊出转场

盾构区间施工示意图

3.2施工场地布置

车站主体结构施工的南端头作为盾构区间施工场地，区间施工场地设置在车站现有围挡

范围内，地面主要布置渣土池、管片存放区、搅拌站系统、16t和45t龙门吊等。地面渣土池

设置在轨排井南侧，渣土池尺寸为：4m义19.7mX50m,总容量为3840m\管片存放区设置在

盾构井北侧，管片存放区尺寸为：24mx34m,可用于存放40环管片；搅拌站系统设置在场地

西南角，采用全封闭式，搅拌站系统尺寸为：18mX33m；16t龙门吊主要用于管片、材料等运

输工作，45t龙门吊主要用于渣土运输等工作。

3.3施工用水用电

盾构施工用水：本隧道施工用水采用降水井抽水。

盾构施工用电：盾构施工用电为1台500KVA、1台630KVA、两个1600KVA高压接驳点，

对应现场500KVA、630KVA变压器设置4台一级柜配电柜，提供盾构后配套设备临时用电，两

个1600KVA高压接驳点供应两台盾构机用电。现场为380V低压供电，采用TN-S系统供电，

采用三级配电，二级防护。

3.4工期计划

盾构始发工期安排计划表

累计天数

序号工作内容时间

(d)

1盾构组装第1天〜第15天15

2盾构调试第16天〜第18天3

3反力系统安装第16天〜第18天3

4负环拼装第19天〜第20天2

5洞门凿除第19天〜第23天5

6盾构始发第24天1

7总工期24

四、盾构始发

4.1盾构始发工艺流程

盾构始发与始发前各项准备工作紧密相联，为保证盾构顺利始发，须对整个过程进行合

理部署，具体包含如下内容：

1）端头井始发段土体加固；

2）安装盾构机始发基座，盾构机就位、组装、调试，安装反力架；

3）洞口围护桩混凝土凿除及处理；

4）安装洞门密封帘布；

5）负环安装及始发掘进；

6）始发过程中洞门注浆；

7）洞门封堵。

4.2端头加固与降水

4.2.1端头土体加固

为保证盾构机安全进、出洞，隧道进、出口土体须具有良好的自立性及密实性，因此需对

洞口土体采用地基加固。

区间盾构始发及接收端头采用A800@550二重管高压旋喷桩。每个洞口加固范围宽度为

12.2m,长度为10m,实桩加固深度为隧道底部3m至隧道顶上部3m范围，共12.2m,空桩部分

一直到地面。

区间盾构始发及接收端头采用A850@600三轴搅拌桩+A800@500高压旋喷桩加固。每个洞

门位置加固宽度为12.2m,长度为10m,实桩加固深度为隧道底下3m至隧道顶上3m范围，共

12.2m,空桩部分一直到地面。搅拌桩加固体和围护桩之间布置一排A800@500高压旋喷桩。

4.2.2端头降水

盾构始发和接收时，水位需保持在底板下不小于1.0m,为安全起见，降水井施工前，需确

定现场实际水位，根据实际水位合理调整降水井数量及降水时间，确保盾构始发和接收无水作

业。

区间始发端头降水井采用果园南路车站原有降水井4口，2口位于车站盾构井底板左右线,

2口位于地面加固区域两侧，另外在加固区域中部施做2口降水井备用，盾构始发时，提前72h

进行抽水，观测地下水位是否已降至底板下1.0m。符合要求后方可进行下一步施工，当盾构机

盾尾全部进入洞门时，继续观测水位变化，当洞门注浆加固密封结束，方可停止抽水。果园南

路站车站施工阶段，现有4口降水井已将地下水位降至盾构井底板1m以下，现有4口降水井

能满足降水要求。

区间接收端头及太〜星区间始发、接收端头在加固外侧和中部施做6个降水井（其中2口

作为备用降水井，），盾构始发时，提前72h进行抽水，观测地下水位是否已降至底板下1.0m。

符合要求后方可进行下一步施工。

4.3始发基座的安装

4.3.1始发基座结构

盾构始发基座采用钢结构形式，主要承受盾构机的重力与及推进时盾构机产生的摩擦力和

扭转力。结构设计考虑盾构前移施工的便捷和结构受力，以满足盾构在组装时对主机进行向前

移动的需要。区间右线采用罗瓦特盾构机，盾构机刀盘直径为6480nlm,盾构机重量为290t（包

含刀盘、前盾、中盾及尾盾）；区间左线采用三菱盾构机，盾构机刀盘直径为6370mm,盾构机

重量为（包含刀盘、前盾、中盾及尾盾）重达237t,因此始发基座必须具有足够的刚度、强度

和稳定性。

始发基座设计全长10.5m,宽4.9m,轨道距离基座底部距离0.72m,为满足始发基座安装要

求，盾构井底板采用C30混凝土回填51.3cm。

4.3.2始发基座的安装

盾构机组装前，依据隧道设计轴线、洞门位置及盾构机的尺寸，然后反推出始发基座的空

间位置。始发架基座安装位置按照测量放样的基线，吊入井下定位加固结实，基座上的轨道按

实测洞门中心居中放置。在盾构机主机组装时，在始发基座的轨道上涂硬质润滑油以减小盾构

机在始发基座上向前推进时的阻力。

4.4反力架及支撑系统

4.4.1系统组成

系统由钢反力架、钢支撑及负环管片临时衬砌组成。负环管片临时衬砌由7环+0环组成，

负环K块采用4点位与12点位左右错缝拼装。

4.4.2反力架及支撑系统安装

反力架安装时，首先测量在反力架位置起始里程断面的中心线，并刻划在始发井侧墙上，

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。定位的关键是反力架紧靠负环

管片的定位平面与此处的隧道轴线垂直。反力架与车站结构连接部位的间隙要垫实并与底板上

预埋钢板焊接牢固，以保证反力架脚板有足够的抗压强度。

反力架底部的横梁和立柱下端，采用双拼H400型钢支撑；位置确定之后，再焊接固定后

部斜撑，斜撑采用6609圆钢支撑；考虑到反力架立柱上端尺寸为：600（宽度）X800（厚度），

中板设置抗剪槽，中板厚度为40cm,剪槽高度为20cm,宽度为20cm,剪槽上部采用3拼20工

字钢+2cm厚钢板支撑反力架立柱与中板，剪槽下部缝隙通过塞钢板填缝密实。

4.5导轨安装

因洞门宽度为主体结构的宽度，在盾构机进洞的过程中，防止盾构机刀盘下沉，在洞门密

封圈内侧铺设两根导轨，导轨高度略低于始发支座导轨，长度不得损坏洞门密封，并要焊接牢

固，防止盾构机掘进时将其破坏，而影响盾构的正常掘进。导轨位置以始发基座滑轨延伸对应

的位置为准。

4.6盾构机始发姿态设计

由于盾构主机离开加固区域前不能够进行调向，为了保证盾构隧道不超限，根据主体结构

以及盾构隧道线路设计，对盾构机始发姿态严格按照始发段线路及坡度进行定位，为防止盾构

机出加固体后“栽头”，盾构机沿线路纵坡提高2〜3cm。

4.7盾尾油脂涂抹

本标段两台盾构机均配有3道盾尾刷，人工手涂油脂填充，填充完成后进行验收，验收合

格后再进行负环拼装。

4.8负环管片安装

负7环管片与反力架基准环间采用特殊螺栓连接，负环与负环间采用K块在4点位与12

点位左右错缝拼装；负7环管片利用盾构机的管片拼装机在盾尾内整环拼装后，利用盾构机千

斤顶将负7环管片推出盾尾，并与基准环连接牢固。其他负环管片安装与整洞掘进管片拼装相

同。

当继续拼装负环管片时，盾尾内的负环管片将陆续移出，在每环管片推出盾尾后，在管

片外的始发基座轨道上用木制楔子及时进行支垫，将管片压力均匀的传递给托架。每环管片

加设2个木楔子。为了负环管片安装稳定和承担掘进时的推力，每环管片采用钢丝绳，钢丝

绳卡子紧线工具，组装成紧箍负环管片绳具，绳具两端钩在始发托架上，将管片环箍紧。

4.9密封装置安装与洞门破除

4.9.1密封装置安装

为了防止盾构始发掘进时泥土、地下水等从盾壳与洞门的间隙处流失，在盾构始发时需安

装洞门临时密封装置，密封由帘布橡胶、圆环板、翻板、垫片和螺栓等组成。施工分两步进行,

第一步在始发端墙施工过程中，埋设好始发洞门预埋钢环；第二步在盾构始发前着手安装翻板、

橡胶帘布，安装时，圆环板螺栓应拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止盾构始发后同步注浆浆

液泄漏。安装完后，在洞门破除过程中应注意对橡胶帘布的保护。

盾构机进入预留洞门前在刀盘外围和帘布橡胶板外侧涂润滑油脂防止盾构机刀盘磨损帘

布橡胶板影响密封效果。

4.9.2洞门破除

在凿除洞门前应先布设9个（米字型）观察洞，对洞门加固土体进行钻芯取样，检验地层加

固后土层的自稳性和渗透性。孔径4cm,孔深2m,以钻穿围护桩结构至旋喷桩加固位置为宜。

各孔出水量的总和不得大于0.03m3/d,观察洞无泥砂流出等异常现象发生，确保万无一失后，

方可破除洞门。

平台采用“48架子管搭设，立杆共设双排，立杆横距1.8米，横杆第一层距底板0.2米,

第二层横杆〜第五层横杆步距1.5米，立杆和横杆搭设完成后设置两道剪力撑，并设置抛撑，

施工平台满铺脚手板；在平台上周围设置1.2m高围栏，并挂设安全防护网和踢脚板；连接架

子管的扣件必须拧牢固，平台上的脚手板必须固定牢固，洞门破除脚手架搭设平台如下图所示:

在确认加固良好的情况下，分9块凿除洞门混凝土（见图4-2混凝土分块图），洞门内有

围护桩，果园南路站始发井端头围护桩设计直径为800nlm,太白路站始发、接收端头及星火路

站接收端头围护桩设计直径为1000mm,共分两阶段进行洞门凿除。待盾构调试完成，具备始发

条件后，从上至下依次凿除果园南路站围护桩内侧500mm混凝土（太白路站始发、接收端头及

星火路站接收端头围护桩内侧700mln）,并割除内排钢筋，然后再对剩余3001nm混凝土进行分

块凿除，清理干净落在洞圈底部的混凝土碎块，然后按照先下后上的顺序逐块割断外排钢筋，

割除工作保证预留洞门轮廓线范围内围护结构钢筋全部切断，切口平整，以避免盾构刀盘被围

护结构的钢筋挂住。凿除施工完毕后拆除脚手架，快速拼装负环管片，使盾构机抵达掌子面，

避免掌子面暴露太久发生失稳坍塌。

洞门凿除保持连续施工，尽量缩短作业时间，以减少正面土体的流失量。整个作业过程中，

由专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故隐患，确保施工安全，同时安排专人对洞口上的

密封装置做跟踪检查。

4.10始发试掘进施工

4.10.1盾构始发施工参数取值

1）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，负环管片采用错缝拼装方式。

（3）盾构机轴线与隧道设计轴线基本保持平行，盾构中线可比设计轴线适当抬高2〜

3cm。

（4）盾构在始发基座上向前推进时，各组推进油缸应保持同步。

（5）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。

（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

所产生的扭矩小于始发台提供的反扭矩。

（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。

果〜太〜星区间盾构始发试掘进参数表

刀盘改良方改良方同步

掘进同步注浆

土压扭矩推力转速式泡沫式膨润出渣量注浆

部位速度量

BarKN•mtr/mi量土量方/环压力

mm/min方/环

n以环nf7环Bar

始发

0.5-2500"58.0'60.

段10-20<1000<1.230\

0.6300056.3~7.5

10米

（右线）（右线）

试掘

56.2~58.3.8~4.5

进段0.6-3000"1000"ri.

20~405046（左线）2~4

1001.3380014005

（左线）

米

4.10.2洞口密封处压浆

1）洞门密封

拼装完+3环后，进行洞口密封。当盾构刀盘进入洞口时，调整翻板及橡胶帘布板使之向内

弯曲紧贴至盾构外壳上；当盾尾通过后，调整翻板，使其滑到管片的外周处，然后采用2cm厚

钢板固定翻板，防止其翻转，开启盾尾注浆，注入双液浆封堵洞圈，第一次盾尾注浆压力控制

在1〜3bar。

为有效封堵盾构始发洞门，盾构机在掘进3〜10环过程中应加大同步注浆量，同时逐步增

大盾尾注浆压力至设计值，同步注浆压力控制在2〜4bar,右线每环同步注浆量宜控制在7m'以

上，左线每环同步注浆量宜控制在4.2n?以上，且同步注浆过程中，为确保施工安全及洞门密

封装置的有效性，应采取以下措施：

（1）盾构掘进3〜10环过程中，安排专人观察始发洞门处是否有浆液窜出，一旦发现浆

液从洞门处窜出，则立即通知盾构司机停止注浆，同时，采用棉絮和方木将漏浆处堵实并等待

5〜lOmin后再进行掘进注浆。

（2）盾构司机应根据漏浆的位置适当调整注浆点位，并适当降低同步注浆压力，防止洞门

处再次漏浆。

（3）盾构掘进3〜10环过程中，安排专人观察洞口段管片有无异常，防止因同步注浆压

力过大造成管片错台。

2）二次注浆

为加强始发洞门封堵效果，待盾构机掘进完成10-20环后，可根据需要对洞门钢环预留

注浆管、管片吊装孔对第1环及第2环补注双液浆，注浆顺序从下至上、注浆孔位间隔错开，

二次注浆过程中须安排专人观察始发洞门处有无异常，一旦有浆液从洞门处流出，则应更换注

浆点位。

4.11始发防“栽头”及防扭转措施

盾构机始发时，由于盾体重心靠前，盾构机前端进入土体后，后部盾体不受到土体的约束,

容易出现“栽头”和盾体扭转现象，为防止盾构姿态出现较大偏差，可采取相应措施：

1）始发架定位时，前端适当抬高2〜3cm。

2）始发架前端安装马凳，延长始发时托架对盾体的支撑距离。

3）在车站内衬墙上安装导轨，进一步减小盾体的“栽头”趋势。

4）适当增大上下两组推进油缸的油压差，减小盾体的“栽头”趋势。

5）在盾体和托架上焊防扭块，防止盾构机刀盘切削土体时，盾体出现扭转现象。

6）刀盘正反转交替进行，抵消盾体的滚动角。

4.12渣土改良

1）方法：

盾构掘进始发段时的渣土改良方法包括向刀盘、土仓及螺旋输送机添加泡沫剂、膨润土和

水，果〜太及太〜星区间始发段地层砂层居多，为增加改良效果同时适当加入泡沫及膨润土进

行渣土改良。具体为：

泡沫通过盾构机上的泡沫系统注入。泡沫的组成比例如下（一般为）：

泡沫溶液的组成：泡沫添加剂3除水97虬

泡沫组成：90〜95%压缩空气和5〜10%泡沫溶液混合而成。泡沫的注入量按开挖方量及渣

土实际情况计算：盾构加固区10m范围内泡沫添加剂每环用量约30L,盾构出加固区至试掘进

100m范围内泡沫添加剂每环用量约50Lo

膨润土加入量设定为每环约4m）

施工中渣土改良措施应根据具体情况，本着经济、合理、有效的原则进行综合考虑，并在

实践中摸索经验，以达到快速、安全、经济的目的。

2）渣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

或膨润土，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）在黏性土地层中掘进时，拟采取向刀盘面和土仓内注入泡沫来改良渣土。泡沫注入量

根据具体情况确定。

（3）在块状结构，泥、钙质胶结层中掘进时，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渣土，维

持土仓内土压平衡。

4.13掘进流程及操作控制

盾构掘进及操作流程作业工序见图4-3、4-4o

在盾构始发时，盾构机的后配套台车全部布置在车站站台层内，始发阶段后配套台车将与

盾构本体同步前进，在此阶段的施工过程中，需侧重对渣土、管片运输以及管片吊装、浆液运

输进行合理的组织安排。

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。

（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，盾构机会出现侧倾现象。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）在掘进施工中，千斤顶行程差应控制在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打开螺旋输送机，然后开启出土口，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，当仓内土压大于设定值时，方可进行出

土作业。

（3）排出的渣土以疏松但不松散、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

在初始阶段时，推进速度要慢，转速小于L2r/min,速度控制在10〜20mm/min以内。待

刀盘通过土层加固区后速度逐渐调为20〜40mm/min。在盾构机掘进的同时，可向舱内注入土体

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，及时用钢

垫及薄钢板垫实其与导轨之间的空隙。

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）盾构推力较预计的大；

（6）可能发生危及管片防水、运输及注浆遇有故障等。

盾构作业工序流程图

渣

土

改

良

控

制

土

压

力

控

制

掘

进

速

度

控

制

监

视

盾构机操作控制程序图

4.14同步注浆及壁后二次注浆

1）方式与材料

壁后注浆采取同步注浆和二次补充注浆两种方式，同步注浆通过同步注浆系统随掘进同时

注入，二次补充注浆利用补充注浆系统在盾尾后通过管片注浆孔进行。

同步注浆浆液为水泥砂浆，配比见表5-4。二次补充注浆主要采用水泥浆，在隧道开挖对

地表建筑或管线影响较大的地段，为减少地面沉降，可选择双液浆，注浆材料为普通硅酸盐

水泥和水玻璃（浓度为35Be）,水泥浆:水玻璃（体积比）=1:L根据现场搅拌容器，水泥浆

液拌制比为，水泥：水=150kg:150L。

缓凝剂添加量为水泥用量的0-1.5%,拌制完成浆液密度为1.44g/cn?左右，浆液初始凝

结时间控制在20〜48秒，二次补浆配比见表5-5o

同步注浆材料配比表

水泥粉煤灰膨润土砂

组别水(kg)外加剂

(kg)（kg）（kg）(kg)

1150350100800450按需要根据试验加入

二次补浆配比表

A液：B液缓凝剂添加量浆液密度凝结时间

组别水灰比

（体积比）（水泥用量％）（g/cm3）（秒）

11:11:10-1.51.4420〜48

2）设备配置

搅拌站：RTS60Y砂浆搅拌站1座，搅拌能力60m'/ho

同步注浆系统：每台盾构机上配备液压注浆泵2台，注浆能力2X24m3/h,4个盾尾注入

管口及其配套管路。

二次注浆采用自备的KBY-50/70双液注浆泵，二次注浆注浆管及孔口管自制，其加工应具

有与管片吊装孔的配套能力，能够实现快速接卸以及密封不漏浆的功能，并配备泄浆阀。

运输系统：砂浆罐车（8n）3）,带有自搅拌功能和砂浆输送泵。

3）技术参数

（1）注浆压力

同步注浆压力取值为：0.20~0.4MPa,二次注浆压力控制在0.6〜0.8MPa。

（2）注浆量

根据公式计算和相关技术要求，区间右线注浆量瓢=6.3〜7.5m7环，区间左线注浆量Q左

=3.8〜4.5n?/环。

（3）注浆速度

同步注浆速度应与掘进速度相匹配，按盾构完成一环L5m掘进的时间内完成当环注浆量

来确定其平均注浆速度。达到均匀的注浆目的。

（4）注浆顺序

同步注浆通过管片预留注浆孔在盾构机推进的同时压注，在每个注浆孔出口设置压力传感

器，以便对各注浆孔的注浆压力和注浆量进行检测与控制，从而实现对管片背后的对称均匀压

注。补强注浆应先压注可能存在较大空隙的一侧。

4.15管片拼装

本工程中采用预制管片衬砌，管片外径6200mni,内径5500mm,每环管片长度1500mm,管

片采用双面通用环，直线段左右错缝拼装，缓和曲线及圆曲线采用连续同侧错缝拼装，管片接

缝采用橡胶止水条防水。

管片拼装精度要求表

序号项目允许偏差（mm）

1隧道轴线平面位置±50

2隧道轴线高程±50

3管片成环后直径椭圆度±5%oD(31)

4相邻管片（环与环、块与块）间的径向错台5

5相邻环片环面错台6

6环向缝间隙0〜2

7纵向缝间隙0〜2

4.16运输组织

垂直运输均采用布置在车站盾构吊装口与出渣口上的的龙门吊进行，后配套台车与垂直运

输设备之间的隧道内水平运输由电瓶车牵引板车进行。掘进施工中每条线配备2台电瓶车，列

车采用渣土车（4个）+砂浆车（1个）+管片车（2个）式编组。

1）渣土的运输

始发开始工作面渣土的运输是经螺旋输送机出土口采用渣土车出土，渣土斗容积为18m

利用电瓶车拉至预留出土口，用龙门吊吊至地面渣土池，通过翻转架将渣土翻入渣土池，再经

挖机转装，通过运土卡车运至弃土场。

2）管片运输

每环推进结束，渣土运至地面后，开始管片的运输。运输管片的板车每车放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。管片吊运顺序要与拼装顺序相协调。

3）材料运输

材料运输共用管片运输板车，一般在铺轨期间进行轨枕、轨道等施工辅助材料的运输。

4)浆液运输

浆液从地面搅拌站自流至砂浆运输车内，由砂浆运输车运至后配套台车的储浆罐内。

5)铺轨

(1)轨道材料

本工程采用43kg钢轨，其中电瓶车轨道为6m/根，盾构台车轨道3m/根；轨枕采用150H型

钢；采用鱼尾板连接轨道，轨道与轨枕采用小压板固定。

(2)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4-5环延一次轨，每次延伸6米。轨道铺设一般在管片拼装时进行。轨

道铺设要求：

a、轨枕水平、稳定。轨枕间距1m,要求分布均匀，间距误差不大于50mm;

b、轨道顺直，接头间隙控制在卜2mm，错台控制在2mm以下；

c、轨距为900mln,误差控制在3mm以内；

d、轨道连接及固定零件齐全，紧固有效。

(3)管线延伸

随着盾构的向前推进，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。

4.17洞内管线

洞内管线主要有：运输轨道、高压、照明电缆、循环水管、排污水管、人行踏板、通风管

等。如下图4-5洞内管线布置图。

本盾构隧道通风选用型号30*2kw变频风机。采用直径中1000mm拉链式软风管，以保证通

风效果。

洞内管线布置示意图

根据盾构施工的特点，隧道内布置“三管三线一走道”，三管即在隧道右侧布置排污管路、

循环水管、通风管等，其中循环冷却水管采用2X①100mm的镀锌钢管，排污水管中100的镀

锌钢管，每隔4m用支架固定。①1000mm拉链式帆布通风管，每隔3m用吊架固定。

4.18负环拆除

始发掘进至100m时，拆除负环。负环拆除时需要停止掘进，将反力架、始发台、负环管片

拆除，重新布置轨线施工。负环拆除时注意事项如下：

拆除负环前，首先对前10环管片采用扁铁或槽钢+木楔子进行拉紧。

负环拆除每次只能拆除一块，从邻接块开始拆除；0环管片在洞门环梁施工前拆；

每块管片拆除前先凿开吊装螺栓孔，由管片外侧向内侧安装钢丝绳将管片绑紧；

最先拆除第一环管片时，先用吊车吊好管片，吊稳后，拆掉所有的连接螺栓，再以门吊缓

慢匀速的将管片吊起。

4.19洞内有害气体检测及预防

本项目使用的盾构机本身自带两套气体检测装置，每套装置均能检测氧气、一氧化碳、二氧化

碳、甲烷及硫化氢气体。两套气体检测装置一套安装在人闸附近，另一套安装在设备桥上的出

渣口附近，这样可以对盾构掘进前方有无有害气体进行有效检测。盾构机上自带一台通风机，

通过直径为600mm的风管将盾构机前端的气流循环。同时采用一台30*2KW的变频风机通过直

径为1000mm的拉链式风管往隧道内进行送风，这样就可以保证隧道内通风循环。

五、盾构掘进

5.1正常掘进参数选择

根据前100m试掘进参数分析结果，对比理论计算，确定正常掘进段对应地层情况的土仓

压力、掘进速度、推力、扭矩、出渣量等系列参数。

5.2渣土改良和管理

在正常掘进段主要为黏土地层，拟定只使用泡沫剂进行渣土改良，加入量为50L每环。

5.3盾构掘进姿态调整与纠偏

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。

区间掘进过程中存在半径为450m圆曲线、下穿中石油加油站、侧穿16号线车站以及下穿

污水管及居民房等风险源，盾构推进姿态控制具体措施如下：

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：

（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。

（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。

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）在急弯和变坡段，必要时在轴线允许偏差范围内提前进入曲线段掘进来纠偏。

（3）当滚动超限时，就及时采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。

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甚至开裂。

（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。

5.4管片拼装

盾构隧道管片衬砌环内直径为5500mm,外直径为6200mm,厚度为350nlm,环宽为1500mm,

管片采用双面通用环，直线段4点及12点左右错缝拼装，缓和曲线及圆曲线采用连续同侧错

缝拼装，管片接缝采用橡胶止水条防水。

预制钢筋混凝土管片强度等级C50,抗渗等级P12,连接螺栓强度等级为6.8级，特殊衬

砌环管片及型钢为Q235。

1）防水材料的安装

（1）弹性密封垫、自粘性橡胶薄板、传力衬垫的安装按设计要求进行，避免错用漏用。

（2）在弹性密封垫粘贴安装前清除管片上预留凹槽接触面的灰尘，防止安装后剥离、脱

落。安装时应特别注意，弹性密封垫必须精确的粘贴在凹槽的正中位置，以保证管片拼装时弹

性密封垫能以最大面积接触。

（3）在存放管片进行密封垫粘贴的场地配备防雨、防潮设备，避免密封垫或软木传力衬垫

淋雨、受潮而损坏。

（4）在管片拼装前，若因故导致弹性密封垫损坏或水膨胀条发生了预膨胀，则必须重新更

换弹性密封垫。

2）拼装顺序以及安装方法

本标段管片按设计采用错缝拼装方式，拼装时先拼装底部，按左右对称顺序逐块拼装，最

后拼装封顶块。封顶块拼装时先以搭接800mm的位置径向推上，然后再纵向插入。

管片安装方法：

（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循环掘

进限值，确保有合适的盾尾间隙，以防盾尾接触并挤压管片，造成管片破损。

（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