盾构标始发阶段施工方案样本

目录一、概况 21、工程概况 22、地质水文状况 22.1工程地质 22.2水文地质 4二、总体施工方案 5三、工期安排 51、总体时间安排 52、各工序时间安排 6四、劳动力组织 6五、各部施工方案 71、始发洞门破除 71.1、施工工艺流程 71.2、施工办法 71.3、设备及人员安排 81.4、工期安排 82、始发反力架与托架设计、安装与加固 82.1、施工工艺流程 82.2、施工方案 83、负环管片安装与加固 93.1施工流程： 103.2施工准备： 103.3负环安装环节： 103.4管片拼装； 114、导向槽施工 115、洞门防、止水施工 126、始发掘进参数控制 177、掘进姿态控制 197.1、盾构机产生姿态偏差因素 197.2、盾构机姿态监测办法 197.3、盾构机姿态调节办法 208、同步注浆施工 239、监控量测 259.1、监测目及内容 259.2、测点布置原则 279.3、测点布置 279.4、沉降监测精度设计 2810、测量控制办法 2911、管片拼装 3112、运送组织 3212.1、管片堆放及运送 3212.2、运送系统 34六、安全保证办法 35七、质量保证办法 36八、环保办法 36一、概况1、工程概况广州市轨道交通二、八号线延长线工程盾构6标段【大洲停车场出入段线】盾构区间土建工程包括一种盾构区间，两个明挖区间段，位于广州市番禺区钟村镇大洲村与石壁三村范畴内，东起拟建广州新客站，北止于大洲停车场。出入段从新客站站后顺接引出，线间距5米，两线并行向西，以R＝300米半径曲线向北偏转，变线间距为13米，然后穿越宽为50米石壁涌，把线间距从13米变为4.8米，同步起坡出地面，入场线里程RDK0+154.321～RDK1+802.360，长1648.039米。其中RDK0+290.899～RDK1+415.727为盾构段，长1124.828米，别的为明挖段；出场线里程为CDK0+154.302～1+778.894,长1624.592米，其中CDK0+294.648～CDK1+439.399为盾构段，长1144.751米，别的为明挖段，盾构段共计长2269.579米，明挖段长约501.526米。大洲停车场出入段线盾构段涉及1个盾构区间，2个联系通道及4个洞门等附属工程。盾构隧道设计为两条内径φ5.4m单线隧道，线路里程为RDK0+290.899～RDK1+415.727、CDK0+294.648～CDK1+439.399，隧道单线总长2269.579m，隧道底板普通埋深在10.82m～12.35m（联系通道与废水泵房合建处埋深在21.29m），采用2台盾构机掘进。依照招标设计及补充地质勘察资料，区间隧道通过最硬岩层单轴极限抗压强度为53.40MPa。线路线间距4.8始发端头地层加固采用φ550深层搅拌桩+旋喷桩方式加固。盾构区间隧道配备两台复合式土压平衡盾构机，左右线各1台。盾构掘进划分三个阶段，即实验掘进段、正常掘进段和到达掘进段，即从大洲停车场盾构始发井始发后75m作为实验掘进段，在盾构到达前50m段作为到达掘进段，别的地段作为正常掘进段。2、地质水文状况2.1工程地质本标段盾构掘进由东向西进行，依照补充地质钻探资料显示，始发处大沙东站西端头地层自上而下依此为：〈1〉人工填土、〈2-2〉淤泥质中砂层、〈4-2〉淤泥质粉质粘土、〈5-2〉粉质粘土、〈7〉红层强风化地层。其中盾构穿越地层为：〈7〉、〈8〉地层。端头及始发实验段地质状况详见插图1：右线盾构始发端头地质纵剖面图。插图2：左线盾构地质纵断面图。插图1：右线始发端头地质横断面图（YDK0＋290.899～365.899）插图2：左线盾构始发地质纵剖面图（CDK0＋294.648～369.648）各地层岩性分别为：<1>人工填土层不同地段揭示有种植土、杂填土、素填土等，杂色，黄褐色、灰黄色、灰黑色、棕黄色，欠压实，湿-稍湿，富水性弱。<2-2>淤泥质粉砂层呈深灰色、浅灰色、灰黑色等，饱和，松散～稍密，分选不均含中细砂，局部夹薄层淤泥质土及粉质粘土，含少量有机质及腐木碎片。<4-1>粉质粘土呈褐色、浅灰色等，呈可塑状，局部软塑，土质较均匀，粘性较好，局部夹薄层状中细砂，无摇震反映，光泽反映稍光滑，干强度和韧性中档。进行原则贯入实验17次，实测击数4～12击，平均7.4击。<5-2>残积类硬塑状粉质粘土为白垩系含砾粗砂岩、泥质粉砂岩、泥质砂岩、砂岩等风化残积形成，呈棕红色、暗红色等，硬塑状，无摇震反映，光泽反映稍光滑，干强度和韧性中档，遇水软化。<7>岩石强风化带重要岩性为含砾粗砂岩、泥质粉砂岩、泥质砂岩、砂岩、砾岩等，呈棕红、暗红、褐红色等，原岩组织构造大某些已破坏，构造尚清晰，钙质或泥钙质胶结，节理裂隙很发育，岩质极软，岩芯呈半岩半土状，局部碎块角砾状夹砾岩，锤击易碎，遇水软化。2.2水文地质依照区间补充地质勘察报告，区间地下水按赋存方式重要分为第四系松散孔隙潜水、层状基岩裂隙水（白垩系碎屑岩）。（1）第四系松散层和全风化带中孔隙潜水第四系含水地层重要以海陆交互沉积砂层淤泥质砂<2－2>及冲洪积砂层<3－2>为主，普通潜水较丰富，属弱～中档透水水地层；依照其赋存条件普通为潜水特性，对局部埋深较大，上覆土层较厚地段具微承压性特点。对于第四系人工填土层，由于其成分复杂，松散，透水性不均匀，渗入性相对较好；坡残积及全风化岩普通为弱透水性；对于淤泥和淤泥质土层及冲洪积土层透水性差，普通为相对隔水层。（2）层状基岩裂隙水基岩裂隙水重要赋存于强、中风化带岩层基岩裂隙中，基岩裂隙水迳流条件受基岩裂隙发育限度、填充状态及连通性制约，补给较为稳定，具微承压性质。红层基岩裂隙以风化节理裂隙为主，多呈闭合-微张状，且裂隙多被泥质填充，普通而言，地下水在基岩中赋存量较小，迳流条件差，透水性弱。但基岩裂隙发育限度不一，其富水性和透水性存在明显差别性，局部裂隙发育且连通性较好地段，仍有地下水富集也许。依照《广州市轨道交通二、八号线延长线工程大洲停车场出入段线详细勘察阶段岩土工程勘察报告》中对地下水腐蚀性评价成果，勘区内地下水水质对混凝土构造均不具腐蚀性，对钢筋混凝土构造中钢筋无腐蚀性，对钢构造具（PH、Cl-+SO4-2）型弱～腐蚀性。二、总体施工方案依照总体施工筹划，我部拟先行始发施工左线，待左线盾构掘进50m后再行始发施工右线。大洲停车场盾构始发地层加固采用搅拌桩+旋喷桩注浆施工方案，即在〈1〉、〈2-2〉、地层采用搅拌桩加固；以保证在盾构始发时，凿除车站围护桩后前方土体自稳和较好防水性能。洞门凿除分两次进行，一方面第一步：在后配套拖车下井完毕后、盾构机吊装下井前，先破除洞圈范畴内围护桩桩身钢筋混凝土，破除砼直到露出靠内侧持续墙主筋为止；然后第二步：在盾构机组装完毕，具备始发条件后，割除持续墙剩余钢筋，钢筋割除后，盾构机迅速靠上洞门土体，以防土体因暴露时间过长引起坍方、涌水现象。负环管片采用通缝拼装，封顶块选取安装在11点位位置，每环管片脱出盾尾后采用木楔与钢丝绳紧固。三、工期安排1、总体时间安排依照总体施组安排，我部先行始发施工左线，右线待左线进洞50m后再行始发。左线：02月16日～03月12右线：02月16日～03月16日为始发准备阶段，计30天，2、各工序时间安排1）左线：①端头地层加固：10月01日～10月10日，计10②运送轨道布置及管线安装：02月16日～02月21④始发基座安装：02月18日～02⑤盾构机下井组装、调试：02月28日～03⑥反力架安装及洞门凿除：02月20日～2月29⑦负环管片安装及盾构机负载调试：03月05日～03⑧始发时间：03月2）右线：①02月18日②始发时间：暂定为03月31四、劳动力组织本区间盾构工程由项目经理部下属盾构作业工区负责施工，盾构作业工区由盾构掘进组、运送作业组、辅助作业组构成，人员编制105人。掘进作业采用三班制：每个班安排7小时掘进，1小时定期维护保养，其他检查、保养工作分派到每个循环作业中穿插进行。每班作业人员共计35人,详细作业层人员构成见插图4：施工作业层人员构成示意图。五、各部施工方案1、始发洞门破除1.1、施工工艺流程插图5：洞门凿除施工顺序1.2、施工办法洞门凿除前一方面用钢管搭设一简易平台，简易平台搭设保证人工手持风镐能凿除洞门范畴内砼，平台搭设3层，钢管伸入到洞门内，利于人工手持风镐能凿除洞内持续墙砼。在始发端精确测量定位出隧道洞门中心线，对洞口进行放样开凿。采用人工凿除，洞门凿除时，对洞门进行井字形分格，采用凿眼机对洞门圈内持续墙进行凿孔，凿孔后人工手持风镐将持续墙一格一格凿除，先凿除井格上混凝土和接近车站一边钢筋，最后一排钢筋暂不切割，待盾构机安装调试完毕具备始发条件后，由下而上切割洞门井格上钢筋，待洞门最后一排钢筋拆除完毕后，盾构机迅速靠上洞门土体，以防土体因暴露时间过长引起坍方、涌水现象。洞门凿除见插图5：洞门凿除施工顺序,洞门凿除分块见插图6：洞门围护构造凿除分块示意图。1.3、设备及人员安排现场配备风镐6-8把，9m3柴油空压机2台，通风设备1套，以及照明灯具一批。依照本工程状况，施工中拟投入现场管理人员2人，施工人员12人，每天提成两班持续作业。1.4、工期安排依照我部盾构始发时间安排，左线筹划于03月01日开始对左线洞门进行破除，于3月10日完毕，工期为10天。右线筹划于2、始发反力架与托架设计、安装与加固2.1、施工工艺流程施工准备基面解决托架吊装 调节反力架、基准环吊装调试不合格 合格 使用2.2、施工方案2.2.1施工准备始发托架和反力架制造验收应在盾构机到达前完毕，托架和反力架按照钢构造国标设计、制作、验收。1)完毕盾构始发站轨道、电力、照明、消防、辅助设施配套工作。2)组织好盾构垂直起吊下井通讯指挥系统。3)清除地面及井下场地多余物体，保证吊装场地和空间需求；吊机设定场地硬化，已经完毕地基加固；所有吊车摆设和汽车通道铺设20mm钢板。4)井口安装固定防护栏，在起吊范畴设施工禁区。5)依照始发车站实际状况及托架和反力架安装规定，提前对始发车站底板进行测量、对底板进行找平，以便安装托架时定位固定。且将标高抬高2cm。以便盾构机在进洞后位置精确。6)电焊机1台，调节千斤顶2-4台，调节垫片、方木，旧钢轨等组装用工具、料具准备充分。7)安装人员必要具备安装经验，并通过专业培训，经考试合格方可上岗。2.2.2、1）托架入井安装、调节及固定第一步：运用吊车将托架分部吊下井，并于井下栓接完毕。第二步：依照测量提供隧道中线及水平线，并且对安装托架进行检测、调节，保证始发托架中心线与线路中心一致，满足设计位置规定。第三步：托架调节完毕，采用四周加工字钢方式固定。托架安装示意图见附图。反力架和基准环安装、调节和固定在盾构机主机等下井在托架上安装好后，将反力架和基准环由下至上分别吊入井下进行组装。第一步：先将反力架下横梁吊到井下，进行拼装，再将侧梁和上部吊入与下部组装在一起。第二步：将基准环下半部吊入井下与反力架进行连接，再将基准环上半部吊入与反力架和基准环下半部连接，经测量检查、调节使基准环中心与反力架中心重叠，然后把她们连接组装固定好。第三步：依照测量成果对反力架进行水平方向和轴线方向调节，使反力架和基准环中心线与隧道轴线一致。第四步：对反力架进行焊接固定。第五步：对反力架背面与底板1501mm焊接H型钢3、负环管片安装与加固本工程负环管片安装采用六块方案，一块封顶块（K块，15O），两块邻接块（B、C块，64.5O），三块原则块（A1、A2、A3块，72O）。管片拼装方式采用错缝拼装方式，管片封顶块位于隧道竖向轴线偏左18O位置上。管片安装顺序先就位底部管片，再自下而上左右交叉安装，每环相邻管片应控制环面平整度和封口尺寸，最后插入封顶管片成环。负环管片安装示意图见附图。3.1施工流程：施工准备负环管片吊装错缝拼装伸出千斤顶管片位置调节复紧连接螺栓3.2施工准备：1、根椐测量，调节盾构机及始发托架，反力架，轨道等机具，保证中心位置与隧道设计中心位置一致。2、准备沙袋、水泵、水管、方木、型钢，钢丝绳、千斤顶等加固物资和工具。3、准备洞内、洞外通讯联系工具和洞内照明设备。4、管片在预制厂通过质检后，合格，由专门平板运送车将其运至施工现场暂时存储。堆放上下两块管片之间要垫上垫木。5、管片安装前将管片、连接件备齐，盾尾杂物清理干净，检查管片拼装机举重臂等设备运转正常后方可进行管片安装。6、始发基座、托架、反力架等机具安装加固到位，其强度，刚度，抗弯度满足盾构推力规定。3.3负环安装环节：1、由15t龙门吊将管片放在管片运送车上，每辆平车可重叠3片，一次牵引二辆平板车运送一环管片至安装部位，由专人对管片类型、龄期、外观质量等状况，进行最后一次检查，检查合格后才可卸下，经管片吊车按安装顺序放到管片输送平台上，运至隧道管片安装机位置。2、安装第一环管片（T6），并用千斤顶后推，使之与基准环相连。3、收回千斤顶，安装第二环负环管片（T5）。4、盾构推动第三环，当行程为1.5M时,盾构机与密封装置接触。5、当行程为2.0M时,停止推动,安装T4环。6、在掘进T3环时，推动行程为80cm，刀盘开始切削（洞内土体），并逐渐布满土仓。7、掘进T2时，开始用螺旋机出土，并保证仓内压力0.1Mpa。8、当安装完T0后，开始掘进永久第一环。3.4管片拼装；1、将操作盘上掘进模式转换为管片安装模式，此时千斤顶可用盾构机内控制盘控制。2、收回第一块管片安装区域内千斤顶。3、安装器卡住管片输送上管片后经旋转和平移，将第一块管片送到安装位置。4、将第一块管片与上一环在径向和环向对齐后，运用安装器纵向移动压缩到位。5、此时用水平尺将第一块管片与上一环管片精准找平。6、伸出千斤顶，插入并拧紧纵向螺栓。7、松开安装器，准备起吊第二块管片。8、收回第二块管片安装区域千斤顶。9、第二块管片与上一环管片和第一环管片大体对准后，并微调对准各螺栓孔。10、伸出千斤顶，插入并拧紧纵向螺栓。11、同样办法安装第三、四、五块管片。12、第四、五块管片为封顶块相邻块，为保证封顶块安装净空，安装第五块管片时一定要测量两相邻块先后两端距离（应分别不不大于488mm和959mm，且误差不大于+10mm），并保持两相邻块内表面处在同一圆弧面上。13、在两相邻块侧面和封顶块两侧面均匀涂抹润滑剂。14、封顶块先径向居中压入安装位置，搭接长度不大于1.2m（故普通规定千斤顶行程不不大于1800mm时才停止掘进），调准后再沿纵向缓慢插入。如遇阻碍应缓慢抽出后进行调节。禁止强行插入和上下大幅度调节，以免损坏或松动止水条。15、伸长千斤顶，插入并拧紧纵向和环向螺栓。16、移动保圆器并撑紧。17、将操作盘上管片安装模式转换成掘进模式。18、掘进下一环。在掘进过程中，对脱出盾尾管片螺栓进行多次复紧。4、导向槽施工为避免始发施工时盾构机由钢性托架进入端头围岩时盾构机也许会发生“栽头”现象，在车站内衬墙位置设立一C30砼导向槽。导向槽宽度为50cm，距离洞门环板为20㎝，范畴为洞门600范畴。详细见插图8：导向槽施工正、侧面图插图8：导向槽施工正、侧面图5、洞门防、止水施工盾构机初始掘进时，由于始发井内衬墙预留孔洞直径为6620mm，盾构机前体直径为6250mm，因此当盾构机前体进入内衬墙后，将会在内衬墙与盾构机前体机壳间形成185mm空隙。洞口段重要为〈1〉、〈2-2〉、〈4-1〉、〈5-2〉、〈7〉、等海陆交互相沉积淤泥质土、砂、软-塑状粉质粘土和硬塑状基岩残积层构成，隧道洞身重要为〈5－2〉残积类粉质粘土层和<6>、<7>全、强风化岩层构成。为了防止在始发掘进时水和土体从间隙处流失，需增设暂时密封装置。1）、依照三号线、五号线施工经验及本工程实际状况，洞口密封采用简便有效橡胶密封帘配折叶式密封压板。帘布橡胶板是由氯丁橡胶加棉纱线、尼龙线复合而成，通过它和管片密贴来防止盾尾过洞前渗漏水以及盾尾过洞后管片背后注浆时浆液外流。折叶式压板压紧帘布橡胶板，保证帘布橡胶板在注浆压力下不翻转。折叶式密封压板详见插图10：盾构始发扇形压板侧视图、插图11：盾构始发扇形压板正视图。2）、密封装置施工分两步进行：第一步：在始发端墙施工工程中，做好始发洞门预埋钢环板埋设工作。在埋设过程中钢环板必要通过钢筋接驳器与端墙构造钢筋连接在一起。预埋钢环板详请见插图插图12：洞门预埋钢板图。第二步：在盾构正式始发之前，清理完凿除洞门碴土，修平洞圈范畴内外露钢筋头及凹凸不平砼面后，依次在洞圈安装橡胶帘布环状板、折页式压板等构成密封装置，作为盾构始发施工阶段暂时防水办法,洞门止水装置详见插图9：盾构始发洞门止水装置图。3）、洞口暂时止水分为两个阶段：第一阶段：盾构机始发掘进时,由于盾构机机体(前中体+盾尾)长7.6米，盾尾尚未过洞，该过程将持续到CDK0＋302.248，洞门防水办法完全依赖于由橡胶帘、压板构成暂时止水装置。由于洞口段受预埋钢环和盾构机机体安装时偏心影响，橡胶帘与盾构机壳体圆心不重叠，从而导致橡胶帘受力不均。过大土压力会导致橡胶帘变形，导致密封性能下降而引起水土流失，此时应将橡胶帘布重新调节，使其与盾壳密合。调节后仍不能止水时，应对盾壳外空隙注浆封堵，注浆孔采用盾构机中体机壳前端预留6个超前地质钻探孔进行，由于盾头与洞门橡胶帘均处在密封状态，浆液不会外流，通过注浆实行了该段防水堵漏。注浆过程详见插图插图13：洞门防水图。第二阶段：盾尾过洞后，及时运用盾尾四条注浆管对管片外围空隙进行同步注浆，同步注浆后依然存在渗漏水时应进行二次补强注浆。二次补强注浆采用独立双液泵进行，浆液采用水泥、水玻璃双浆液，水泥:水玻璃体积比为1:1，渗水量较大时浆液初凝时间不不不大于20s。4）、安装密封装置注意事项①安装前应先测量预埋钢环偏心量及圆度，其复合偏差不得超过50mm；②盾构机外壳须保持光滑，以利于保证密封效果；③为了避免刀盘在推动过程中割伤橡胶密封环，应在橡胶密封环相应侧面涂黄油；④安装密封环时注意其上凸缘朝向。插图9：盾构始发洞门止水装置图插图10：盾构始发扇形压板侧视图插图11：盾构始发扇形压板正视图插图12：洞门预埋钢板图插图13：洞门防水图6、始发掘进参数控制始发掘进参数控制见下表始发掘进控制程序图始发掘进控制程序图7、掘进姿态控制7.1、盾构机产生姿态偏差因素1）、滚动偏差盾构机滚动偏差是由于刀盘切削开挖面土体产生扭矩不不大于盾构机壳体与隧道洞壁之间摩擦力矩而产生。在盾构机尚未进入土层时，磨擦力更小，仅靠机体自重而产生与钢轨磨擦力；在端头加固地段，由于土层稳定性较好，盾构机壳体与洞壁之间只有某些产生摩擦力提供摩擦力矩，当此力矩无法平衡刀盘切削土体产生扭矩时将引起盾构本体滚动，过大滚动会影响管片拼装，也会引起隧道轴线偏斜。2）、方向偏差方向偏差产生重要因素有：①盾构机始发由刚性始发基座进入相对软弱土层时，会产生“低头”现象。②始发段内开挖面岩、土层分界面起伏大，开挖面地层软硬不一致会引起竖向偏差；掌子面左右侧地层软硬不一还会引起水平偏差。③受盾构刀盘自重影响，盾构也有低头现象，引起竖向偏差。④盾构机通过竖曲线顶点进入下坡段时，易引起盾构机竖向偏差。⑤在曲线上掘进时，在盾构推动过程中由于不同部位推动千斤顶参数设定偏差易引起水平方向偏差；⑥由于盾构主体表面与地层间摩擦阻力不均衡，开挖掌子面上土压力以及切口环切削欠挖地层所引起阻力不均衡，都会引起水平及竖直方向偏差；当盾构机水平方向角或竖直方向角偏差不不大于规范值时，要及时进行纠正。7.2、盾构机姿态监测办法依照三号线、五号线施工经验，结合本标段区间隧道详细状况，拟采用SLS-T隧道自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测。本工程盾构机带有自动测量激光导向系统，该系统配备了导向、自动定位、掘进程序软件和显示屏等，可以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偏差以及趋势。据此调节控制盾构机掘进方向，使其始终保持在容许偏差范畴内。随着盾构推动导向系统后视基准点需要前移，必要通过人工测量来进行精准定位，为保证推动方向精确可靠性，拟每周进行两次人工测量，以校核自动导向系统测量数据并复核盾构机位置、姿态。保证盾构掘进方向对的。人工辅助测量进行盾构姿态监测办法如下：1）、滚动角监测采用电子水准仪测量高程差，进行滚动圆心角计算办法监测。可在切口环隔墙后方对称设立两点（测量标志），使该两点连线为一水平线并且其长度为一定值L，测量两点高程差，即可算出滚动角。见插图14：盾构机滚动测量示意图。插图14：盾构机滚动测量示意图A、B为测量标志，a、b为盾构机发生滚动后测量标志所处新位置，Ha、Hb为测出两点高程，α为盾构机滚动圆心角。α=arcSin[（Hb－Ha）/L]如果Hb－Ha＞0，那么盾构机逆时针方向滚动，如果Hb－Ha＜0，那么盾构机顺时针方向滚动。2）、竖直方向角、水平方向角监测采用全站仪测量盾构机切口环后方隔墙及中体后方铰接处断面中心点三维座标与线路设计中线座标变化，可得到盾构机方向偏差。7.3、盾构机姿态调节办法1）、滚动偏差调节由于盾构机未进入土层时，壳体与始发基座钢轨磨擦力小，考虑到反扭矩因素，刀盘应绶慢加力，使扭矩、推力绶慢增大，并在盾构机壳体上焊接角钢与车站底板相连，以防盾体转动，并随着盾体迈进依次切除。当盾构机滚动偏差超过0.5°时，盾构机会报警，提示盾构机操作手必要对刀盘进行纠偏，盾构机滚动偏差采用刀盘反转办法纠正。2）、方向偏差调节依照线路条件所做分段轴线拟合控制筹划、导向系统反映盾构姿态信息，结合隧道地层状况，通过度区操作盾构机推动油缸来控制掘进方向。控制盾构机方向重要因素是控制推动千斤顶推度，通过调节各推动油缸推度来调节盾构机掘进机姿态。为此，盾构机推动油缸已提成五个区，油缸分区详见插图15：推动油缸分区示意图。插图15：推动油缸分区示意图推动油缸采用一台电液比例调速泵供油，将每个区域推动油缸编为一组，每组油缸设一种电磁比例减压阀，用来调节各组推动油缸工作压力，借此控制或纠正掘进机迈进方向。其中3、8、16、21、27位置油缸安装有位移传感器，通过油缸位移传感器咱们可以懂得油缸伸出长度和盾构掘进状态。14只铰接油缸连接中体及盾尾，沿圆周方向均布四只行程传感器监测四个方位油缸行程，以理解盾构机折弯状况并提供管片选型根据。掘进中铰接油缸处在被动状态，对于盾构机调向没有影响，通过对油缸分区操作，达到调节推动方向目。其原理如下：在上坡段掘进时，恰当加大盾构机下部油缸推力和速度；在下坡段掘进时则恰当加大上部油缸推力和速度；在左转弯曲线段掘进时，则恰当加大右侧油缸推力和速度；在右转弯曲线掘进时，则恰当加大左侧油缸推力和速度；在直线平坡段掘进时，则应尽量使所有油缸推力和速度保持一致。依照自动导向系统量测成果和在控制室监示器上显示出来盾构机当前位置和设计位置以及有关数据和图表，平缓地调节各分区千斤顶推度，可以让盾构机尽量接近设计线路掘进。(1)、盾构机竖直方向控制办法：①为防盾构机由刚性始发基座上进入土层时低头现象，预先将始发基座标高提高20mm，并将坡度增大1‰。②普通状况下，盾构机竖向轴线偏差应控制在±20mm以内，倾角应控制在±3mm/m以内。特殊状况下，倾角亦不适当超过±10mm/m，否则会引起盾尾间隙过小和管片错台破裂等问题。③开挖面土体比较均质或软硬差别不大时，盾构机应与设计轴线保持平行。④当盾构机遇到上硬下软地层时，为防止盾构机机头下坠，恰当加大底部千斤顶推力。⑤当开挖面上软下硬时，为防止机头偏上，可恰当增大顶部千斤顶推力。⑥操作盾构机时，还应注意上部千斤顶和下部千斤顶行程差，两者不能相差过大，普通宜保持在±20mm内，特殊状况下不适当超过6cm，否则阐明盾构机竖直方向调节过急。⑦盾构机通过凸形竖曲线顶点进入下坡段时，后方管片受推动千斤顶向上分力易上浮，凹形竖曲线顶点后方管片受向下分力易下沉，此时盾构机刀盘应缓慢加力，使推力缓慢增大，以避免过大推力导致管片及盾构机竖向偏差。⑧当开挖断面内地层上下软硬差距很大时，虽然千斤顶压力和盾构机倾角达到很大，仍无法将盾构机姿态调节到合理位置，此时应考虑更换刀具或者在硬岩部位使用超挖刀。(2)、盾构机水平方向控制办法：①在直线段，盾构机水平偏差可控制在±20mm以内，水平偏角可控制在±3mm/m以内，否则会因盾构机急转引起盾尾间隙过小和管片错台破裂等问题。②在缓和曲线段及圆曲线段，盾构机水平偏差应控制在±30mm以内，水平偏角应控制在±5mm/m内，曲线半径越小控制难度越大。③由直线段进入缓和曲线段或圆曲线段时，依照地层状况（其决定盾构机转向难易限度），调节好各分区油缸千斤顶行程和推力，使管片中心轴线更好地与隧道轴线拟合。④盾构机由曲线段进入直线段时，盾构机操作原则应同第三步原则类似。⑤当开挖面内地层左右软硬相差很大并且又是处在曲线段时，盾构机方向控制将比较困难，此时可减少掘进速度，合理调节各分区千斤顶压力，必要时可将水平偏角放宽到±10mm/m，以加大盾构机调向力度。⑥当第5条中操作原则仍无法将盾构机姿态调到合理位置时，将考虑在硬岩区域使用超挖刀。3、纠偏注意事项①在转换刀盘转动方向时，应保存恰当时间间隔，切换速度应缓慢均匀。②依照盾构机前掌子面地层状况及时调节掘进参数、掘进方向，避免引起更大偏差。③对于盾构机蛇形运动修正，应以长距离慢慢修正为原则，如果修正过急，蛇形反而会更加明显。在直线推动状况下，应选用盾构机当前所在位点与设计线上远方一点作始终线，然后再以这条直线为新基准点进行线形管理。在曲线推动状况下，应使盾构机当前所在位置点与远方点连线同设计曲线相切。8、同步注浆施工1）、同步注浆盾构机刀盘开挖直径为6280mm，管片外径为6000mm，当管片在盾尾处安装完毕后盾构机向前推动，管片与土层之间形成建筑间隙，迅速采用浆液材料填充此环形间隙，此工艺即为同步注浆工艺，当前同步注浆采用单液浆液。其目在于：（1）、防止和减少地层沉陷，保证环境安全。（2）、保证地层压力较为均匀地径向作用于管片，限制管片位移和变形，提高构造稳定性。（3）、作为隧道第一防水层，加强隧道防水。2）、注浆方式采用盾尾同步注浆方式及时注入单液浆填充环形建筑空间。即在盾构机推动时，通过安装在盾壳4条内置式注浆管向盾尾环形建筑空间注入填充浆液材料。每条管上有高压力表和阀门，该管通过软管与4台砂浆泵分别相连，砂浆泵可手动控制，也可自动控制。同步注浆完毕后，运用声波探测，对未注满处运用管片吊装孔进行二次补注单液浆(在砂质地层中应尽量一次性注满)3）、注浆材料及配合比选取为保证浆液质量，施工中应依照始发时地层实际状况选取浆液配合比，特别是和易性适当浆液，达到易于压送、不离析、不沉淀、不堵管。注浆材料采用单液水泥砂浆。浆液配比（依照始发时实际地质状况进行调节）及性能指标如下：（1）、同步注浆浆液配比采用单液水泥砂浆填充管片外环形间隙，初步拟定每立方浆液配比及性能指标如下：同步注浆浆液配比（每方材料含量）水泥（Kg）砂（Kg）粉煤灰（Kg）水（Kg）粘土（Kg）减水剂（Kg）150600400400355同步注浆液液凝固时间为6～10个小时。（2）、二次补强注浆浆液配比当发现注浆局限性或注浆不抱负时，要采用二次补强注浆来满足工程质量规定。二次补强注浆依照始发时地层状况选取材料和浆液配比，二次补强注浆每立方浆液配比拟定如下：水泥（Kg）砂（Kg）粉煤灰（Kg）水（Kg）膨润土（Kg）减小剂（Kg）220750400300505二次补强注浆浆液性能指标凝固时间一天抗压强度七天抗压强度二十八抗压强度＜10小时＞0.5MPa＞2.5MPa＞10MPa4）、注浆设备浆液由地面专用浆液搅拌设备拌制，由浆液车输送至洞内储浆罐储藏备用，同步注浆采用配属于盾构机上同步注浆设备进行注浆。5）、注浆参数拟定注浆压力注浆压力是注浆施工重要控制指标,理论上对于自稳性差地层，注浆压力应与开挖面水土压力之和平衡，事实上，注浆压力应比理论值稍大。依照本工程始发地段地质水文状况及隧道埋深，注浆压力控制在0.5Mpa左右。（二）、同步注浆量盾构机在推动过程中，除了排出洞身断面上土体外，还存在着其他方面土体损失，这些土体损失重要来源于如下几种方面：一是盾尾管片安装后形成空隙；二是曲线地段推动超挖引起土体损失；三是盾构机纠偏产生土体损失；四是盾构机蛇形运动产生土体损失。这些额外某些土体损失是通过同步注浆来获得补偿平衡。同步注浆注浆量由理论计算而来，即盾壳建筑空隙体积乘以1.5～2.0系数。每环同步注浆量计算如下：Q=K×V（K为注浆率，取1.5）V=п×（D2-d2）×L/4D为盾构机切削外径（D=6280mm）d为管片外径（d=6000mm）则V=4.05m3 Q=6.07m注浆量应依照地表隆陷监测状况进行调节和动态管理。9、监控量测9.1、监测目及内容1）、监测目①初步理解盾构隧道施工中地表隆陷状况及其规律性。②初步理解施工过程中不同深度地层沉降和水平移位状况。③初步理解施工过程中地下水位变化状况。④初步理解管片变形状况。⑤指引现场施工，保障施工正常进行。2）、监测内容①地面沉降、隆陷变形机理a、开挖时土、水压力不均衡：由于盾构机推动量与排土量不等，使开挖面土压力、水压力与压力仓压力产生不均衡，导致开挖面失去平衡状态，从而发生地基变形。当土压力+水压力<压力仓压力时，地基隆起；反之下沉。b、盾构推动时对围岩扰动：盾构壳体与围岩摩檫和围岩扰动，特别是蛇行修正和曲线推动时进行超挖，是会产生围岩松动引起地基下沉或隆起。c、盾尾（建筑空间）发生和壁后注浆不充分，使受盾壳支承围岩朝着盾尾空隙变形（应力释放引起弹性变形）而产生地基下沉。粘性土地基中壁后注浆压力过大将引起地基隆起。d、管片螺栓紧固局限性，衬砌变形、变位。e、地下水位下降，地基有效应力增长引起固结沉降。由上述可知，盾构施工引起地表变形重要可分为五种类型，各种类型沉降、隆陷产生因素与机理见下表。盾构施工引起变形因素与机理沉降、隆陷类型重要因素应力扰动变形机理先期沉降地下水位减少孔隙水压力减少，围岩有效应力增长压缩和压密、下沉盾构开挖面沉降或隆起工作面处施加压：过多隆起，过小沉降围岩应力释放、扰动负荷土压力弹塑性变形盾构通过时沉降施工扰动，盾构与围岩（土体）间剪切动，出碴扰动压缩盾尾空隙引起沉降围岩（土体）失去支撑，管片背后注浆不及时应力释放弹塑性变形后续沉降构造变形、地层扰动、空隙水压下降等土体固结压缩和蠕变下沉地层受扰动而引起应力变化是产生位移重要因素。对于盾构区间始发阶段，上表五种沉降都会产生。②地面沉降监测在盾构进场时开始进行该项监测。盾构始发时，因盾构土仓压力、注浆压力过大及土仓压力过小、地层损失过大，地下水位,掘进时对土体扰动等因素导致地面沉降监测。按变形测量规程中测站高差中误差≤0.5mm精度规定，采用精密水准仪、铟钢尺由高程监测网控制水准点按国家二等水准测量技术规定对监测点进行逐点量测。地面布设高程监测控制网，按至少三个固定点作为基准点且基点保证不在施工影响范畴之内。依照基准点，测定工作点和观测点。据监测点高程变化值，通过数据解决分析，计算实际沉降值，并分析产生因素，保证隧道施工安全状况。盾构始发阶段是监测重要阶段，并其隧道埋深相对较小，因而地层变形相对会较大，应对以上各项监测内容进行严密监测。盾构始发时破除洞门时，应在洞门位置设立各种监测点，进行土体水平及垂直位移监测，并在地面上相应位置设立地表沉降监测点，并将点位加密，保证监测资料精确，以保证盾构始发正常进行。9.2、测点布置原则=1\*GB3①按监测方案在现场布设测点，当实际地形不容许时，在接近设计测点位置设立测点，以能达到监测目为原则。=2\*GB3②为验证设计参数而设测点布置在设计最不利位置和断面，为指引施工而设测点布置在相似工况下最先施工部位，其目是为了及时反馈信息，以指引施工和修改设计。=3\*GB3③地表变形测点布置既要考虑反映对象变形特性，又要便于采用仪器进行监测，还要有助于测点保护。=4\*GB3④测点布置应于盾构掘进通过前完毕，以便及时反馈信息。=5\*GB3⑤测点在施工过程中一旦被破坏，应及时在本来位置或在尽量接近本来位置补设测点，以保证监测资料持续性。9.3、测点布置在不受地铁施工影响相对稳定位置，埋设至少3个地面基点。基点采用钢筋砼深埋作为水准点，埋设深度应不不大于1米，以粗螺纹钢埋设，并用混凝土灌溉。监测点采用在地表挖30cm~50cm桩坑浇入混凝土，混凝土内插入专用不锈钢沉降测头，其测头为半球形，测头露出混凝土约2cm至3cm。1）、地面沉降点布置依照测点布设原则及地面地质状况，于线路里程YDK30+550左右设立主测断面一种，设立11个量测点，地面测点项突出地面4mm（详见插图16），进行各项监测。并于线路中线上每隔5m设立一种沉降观测点。在车站施工场地内测点在布设时应破除场地地面砼（破除时应注意场地内地下管线保护），测点应布置在土层中，以使监测数据能对的反映施工状况。插图16：隧道始发段地面沉降监测点布置图9.4、沉降监测精度设计1）、测量精度在施工期间，地表沉降、隆起观测等，都要严格按照国家二等测量规范(GB12897)精度进行。别的量测项目参照国家有关规范拟定量测精度。各项监测项目精度见表1：表1监测精度表监测项目精度地面沉降监测精度±1.0mm土体分层沉降监测精度±1.0mm2）、量测频率各项监测项目在施工前测得稳定初始值，并且不少于两次，各项监测工作频率见表2：表2监测项目技术及频率规定监测项目监测仪器测点布置监测频率监测项目地表隆起、沉降精密水准仪视地质条件和周边状况拟定，在监测断面和隧道中线布置开挖面距量测断面先后<2D开挖面距量测断面先后<5D开挖面距量测断面先后>5D隧道三维精密水准仪、全站仪、收敛计每20m设一断面1~2次/d1次/2d1次/周注：D—隧道开挖宽度当各监测项目变化值达到控制值70%，视为警戒值，及时告知设计、监理，共同研究，查明因素，及时采用有效办法。3）、监测控制值和预警值①地面隆陷监测控制原则：地表容许隆陷值为+10/-30mm；4）、监测数据解决及分析评价本监测工程采用日本先进地铁施工过程监控量测数据解决软件NATM.VB.3D解决监测数据并进行数据分析，以数值和图形图表等各种形式描述各项监测项目变化趋势。依照各个量测项目采集数据，进行数据解决，并运用反分析办法，运用计算机对量测数据进行解析分析，得出设计、施工合理性和问题点，提供作为变更设计和施工办法根据。如下为可以提供参照和决策解析成果：测点沉降变化时程变化图。依照监测数据分析成果进行下列分析，提供作为变更设计和施工办法根据，实现监测主线目。（1）随时把握施工安全性，提供解析成果及评价周报、月报。（2）对解析成果进行理论分析。①依照监测数据分析成果，确认、评价地下水位变化对施工影响；②依照监测数据分析成果，确认、评价施工办法合理性，探讨优化施工办法。（3）依照监测数据分析成果，提供完整监测成果分析报告书，总结评价该始发区段设计、施工合理性、经济性，以资后来类似工程在规划、设计及施工阶段参照。10、测量控制办法盾构掘进重要是要对的控制盾构机形态、位置，使其严格按照设计线路向前掘进。掘进时必要严格控制：测量盾构机位置（相对于线路盾构机位置）；测量盾构机形态（相对于倾斜角，上下偏移和左右偏向盾构机位置）。盾构机相对于设计线路位置运用经纬仪，激光定位仪和自动水平尺测量，而盾构机形态则用测锤，倾斜仪（倾角计，偏向计）水平尺，回转罗盘等检查。对盾构机掘进方向有上下和左右影响几种方面是：土壤阻力，推动操作，机器特性，土层变化，管片刚度等。特别是在始发掘进阶段或在软粘土层中，盾构机容易以“鼻子向下”形式向前掘进。这种现象一经发现及时把机器位置作相应调节。1）、盾构机形态控制测量插图17：盾构掘进控制测量在盾构掘进过程中，盾构机形态控制测量采用如下办法：测量办法示意见插图17：盾构掘进控制测量示意图。插图17：盾构掘进控制测量依照隧道内布设导线点，选定平面坐标参照点（C、D点），然后在D点上架设激光经纬仪。架在参照点上激光经纬仪将向盾构机上拟定两个目的点（A和B）投射激光束，从而得到角度值θ1、θ2和距离L1、L2。然后依照C、D点坐标可推算出A和B两点坐标。这种测量能精确测出盾构机位置误差和偏向误差。插图18：盾构掘进简易测量办法图由于掘进和管片安装工作在一种工班施工过程中要持续进行，上述测量虽然精确但却耗时，因而可以采用插图18盾构掘进简易测量办法所示简易办法。在目的板上量出X1和X2，依照安装管片数量可计算出机器方向和位置。插图18：盾构掘进简易测量办法图2）、管片安装测量插图19：管片安装测量为了按照设计线路对的安装管片，参照机器位置明确管片位置，运用这种控制办法在机器右边/左边/顶部/底部测量千斤顶冲程和盾尾限界差别（见插图19管片安装测量示意图中X和L），在当班施工过程中可得到精确成果。插图19：管片安装测量11、管片拼装管片拼装采用错缝拼装，由于错缝比通缝拼装最大正、负弯矩增长，相应轴力则减少，单点变形量错缝比通缝拼装减少。而错缝拼装由于纵向接头引起衬砌圆环咬合伙用，刚度增强而产生变形被相邻管片约束，内力加大，空间刚度加大，衬砌圆环变形量减小，对隧道防水有利。插图20：盾构管片错缝安装布置展开示意图管片拼装采用先纵后环法，错缝安装管片，错缝方式见插图插图20：盾构管片错缝安装布置展开示意图布置展开示意图。环节与办法管片吊装运送采用大～文区间15t龙门吊将管片放在井下管片运送车上，运至管片安装机位置；管片安装环节见插图21：管片安装环节示意图。详细办法如下：①管片进场。管片除进行出场质量控制外，由专人进行进场管片质量验收。②防水材料粘贴。由管片供应组人员进行衬垫、止水条粘贴。插图21：管片安装环节示意图1.5③插图21：管片安装环节示意图1.5④安装区清理。清理管片安装区内水及碴土等。⑤收油缸。依照管片安装需要，分区收回油缸，尽量较少同步收回油缸数量。⑥管片安装。安装区域油缸所有收到位后，管片就位、安装。管片安装顺序为先拼原则块，再装邻接块，最后安装封顶块，管片安装时由下至上左右对称进行。⑦顶伸油缸。管片就位后，将油缸以低油压顶推支撑在管片上。⑧螺栓紧固。每块管片安装就位后，及时进行环、纵向螺栓连接，并进行初紧。所述逐块安装，整环安装完毕后，再次进行螺栓紧固。待管片脱出盾尾后进行第三次螺栓紧固。12、运送组织12.1、管片堆放及运送1）、管片堆放①管片脱模后运至堆放场继续养护存储，管片堆放场地要坚实平整。②管片应搁置在柔性垫条上，管片与管片之间必要要有柔性垫条相隔，垫条摆放位置要均匀、厚度要一致。③管片应平卧堆放整洁，管片叠放不能超过三层。2）、管片运送①从管片厂装运管片管片从管片厂预制好，依照施工规定将管片装运到施工现场进行吊装和安装。从管片厂装运管片应注意如下几点：a装运管片时，总高度要限制在3.6m之内。车上管片必要底座支承并用绳索捆牢，以免运送途中发生错动而损坏。b运送道路必要平整坚实，有足够路面宽度与转弯半径，并要依照路面状况掌握行车速度。c依照管片重量、尺寸及工地详细状况选取合理运送车辆和装卸机械，选用桥式起重机和龙门式起重机。d依照吊装顺序及时配套供应管片。管片应平稳起吊，轻吊轻放，作业过程发出信号要清晰明确。e管片装卸车时，应缓慢、平稳地进行，管片应逐件搬运，起吊时应加垫木或软物隔离，以防受到损坏。f管片垫点和装卸车时大吊点，无论装车或卸车堆放，都应按设计位置进行，满足管片受力状况。叠放时，管片之间垫木要在同一垂直线上，垫木厚度要相等。g禁止人员在起重臂和已吊起重物下停留和行走。h使用两根以上绳扣吊管片时，绳扣间夹角如不不大于100°，应加设卡环以防止绳扣滑行。i挂吊管片时，必要保证吊钩、吊索钩稳、挂正才起吊，发出信号清晰明确。j管片应轻吊轻放，吊运过程应保持平稳。②始发阶段吊装运送管片按设计规定经精准测量定位后，组装反力架和负环管片，为盾构推动提供后座反力，反力架和负环管片布置，接近反力架一环为基准环，基准环为钢管片，别的负环管片为与隧道管片相似混凝土管片。负环管片为：基准环、-6环、-5环、-4环、-3环、-2环、-1环和0环。并且0环伸入车站内衬墙≥500mm，盾构机始发后，管片从1环开始安装。始发阶段负环安装过程为：反力架和基准环一起安装吊装井龙门吊吊装负环管片到井下管片拖车上运送管片到盾构机盾尾盾尾吊装管片并采用葫芦拖运管片到管片安装机管片安装机安装管片。12.2、运送系统1)、运送方案始发阶段运送系统配备环绕出碴、吊装管片和供料等施工需要。在出土井口布置了45t龙门吊机、40⑴由皮带输送机送碴到拖车尾部出料口弃碴装入碴土车后，由电瓶车牵引至始发井出土口，再由地面45t龙门吊机提高至地面，卸碴于站内40⑵管片从出土井口通过45t龙门吊机下料，将管片吊装在管片车上，然后通过编组列车运送到盾构机双轨梁位置，通过双轨梁拉到管片安装机，安装管片。⑶注浆液运送流程为：注浆液拌和站拌制将浆液输送到顶板浆液罐里作暂时储存备用采用管道输送注浆液到浆液车里通过机车把浆液车运到1号拖车注浆系统浆液槽旁通过浆液输送泵将注浆液转移到拖车上浆液槽里，为注浆作准备通过操作注浆系统对隧道进行注浆。阐明：底板上设立浆液罐配备有电动搅拌装置，以防备浆液罐中注浆液凝固现象。2)、运送轨道布置①运送轨道布置状况a运送轨道内轨距（钢轨内侧）为900mm，采用43kg/m钢轨；盾构机后备车架轨道走行在外侧轨道上，外轨中心轨距为2080mm，采用43kg/m钢轨；编组列车在内轨上运营。B始发井内轨枕采用20号H型钢（200×100×7mm），轨枕长为3400mm，轨枕间距为1000mm～隧道内轨枕采用H型钢（194×150×9mm），梯形状：上边为2500mm，下边为1540mm，轨枕间距为800mm。c始发阶段采用单线运送轨道；盾构机进入正常掘进状态后，依照出碴及供料需要，在始发井内布设双线会车道。3)、弃土外运采用1台液压挖掘机装碴，运送采用专用密封运碴汽车，该项工程采用分包形式进行(分包给有资质公司)，外运弃土严格遵守广州市淤泥排放关于规定，弃土外运时间尽量安排在晚10点至凌晨5点，正常状况下当天应运出当天掘进土渣，出完集土坑内土方，以保证不影响工程正常施工。4)、运送设备配备①洞内水平运送设备配备隧道每环掘进土石方量V按下式计算：V=π/4×D2×L×K1=π/4×6.282×1.5×1.3=69.66式中：V——每环掘进土方量D——刀盘外径（m）L——管片宽度（m）K1——松方系数普通状况下为1.5，在此取1.5管片同步注浆量计算：V1=π/4×T×K2×(D2-d2)=π/4×1.5×1.5×(6.282-62)=6m式中：V1——每环掘进土方量D——刀盘开挖直径（m）d——管片外径T——管片宽度（m）K2——扩散系数，取1.5盾构机始发阶段运送系统配备环绕出碴、供料等施工需要。在充分考虑始发阶段