盾构施工手册标准化施工要点

中铁隧道集团有限企业企业原则

盾构原则化施工手册

QB/CTGXX-XX-XXXX

总则

本盾构工程项目原则化施工管理手册（如下简称“手册”），是根据国家有关法律法

规、《中华人民共和国职业分类大典》、《职业技能鉴定工种》、《盾构法隧道施工及验收

规范》等行业原则规范、集团企业现行管理制度及企业内部项目成本考核原则编制而成。

本手册作为集团企业对盾构工程原则化施工管理体系及现场检查日勺重要根据，请各

单位在施工管控过程中，在满足国家、地方及业重规定原则的基础上遵照执行。

本手册共分为三个部分，分别为项目操作岗位工作原则、盾构法隧道机械设备配置

原则、盾构法隧道作业原则。每一部分为一原则化模块，每个模块内容根据自身特点设

置，以“图、表”形式为主，辅以简短的文字阐明，便于理解使用。

本手册第一部分，重要规范了项目操作层各关键岗位的任职条件、指令来源、操作

设备、工作责任、重要工作内容、重要工作权限、重要工作流程，便于现场施工用工管

理；手册第二部分，重要以表格形式分类别、分施工作业线给定了有关日勺机械设备配置

种类，辅以简朴日勺使用原则，重要作为第三部分原则化资源配置中设备配置数量参照使

用；手册第三部分，重要对盾构工程各工序、常用施工工法从施工准备到过程控制、资

源配置，直到检查验收进行了系统规范。以到达现场施工规范化的目日勺。

企业倡导和鼓励各单位采用新技术、新工艺、新材料，各单位在施工过程中需不停

总结经验、积累资料，以利于本手册日勺不停完善。

3盾构正常掘进作业

(1)紧前工序到达原则

盾构机始发作业

(2)作业内容

盾构正常掘进作业内容包括：盾构掘进作业、渣土管理作业、同步注浆作业、管片

安装作业。

(3)作业流程

土压盾构正常掘进作业流程图见图3.1,泥水盾构正常掘进作业流程图见图3.2

否

图3.1土压盾构正常掘进作业流程图

图3.2泥水盾构正常掘进作业流程图

3.1盾构掘进作业

紧前工序到达原则

施1：准备

3.1.2合用条件

合用于土压、泥水盾构掘进作业

3.1.3作业内容

作业内容包括：掘进模式的选择、掘进参数选择及优化

3.1.4作业流程及控制要点

（1）作业流程

土压平衡盾构掘进模式作业流程见图3.1.1-3.1.3。

①敞开掘进模式作业。

设定刀盘转速

设定千斤顶推力V--------------

一

设定螺旋机转速减小推力

I八

扭矩是否为\是

上限

否）

出渣堵塞

注入添加料

状态

继续

图3.1.1敞开掘进模式控制流程图

②半敞开掘进模式作业

继续

图3.1.2半敞开掘进模式控制流程图

③

启动

设定刀盘转速

设定「斤顶推力

设定螺旋机转速

扭矩是否是

为上限

降

低

同

螺

调

步

整

旋

注

设

机增加螺旋机转速

浆

定

转

值

速

PO=P1P0>Pl

不好不好

渣土状态

小于控制基准小于控制基准

地层沉降

继续

图3.L3土压平衡掘进模式控制流程图

A

图3.1.4泥水盾构掘进控制流程图

（2）作业控制要点

表3.1.1盾构掘进作业控制要点表

序号作业项目控制要点备注

当采用土压平衡模式时，刀具切削下

1、适应用于学子面不能自

来的渣土充斥土舱，与此同步，螺旋

稳、土体压力较大或地下水

输送机进行与盾构推进量对应的排土

土压丰富且地下水压力不小于

平衡作业，在掘进过程中一直维持开挖土

12bar。隧道全断面或上部处

模式量与排土量的1平衡来保持舱内渣土H勺

在不稳定地层和强风化地

土压力并运用土舱内渣土的土压力与

层中或处在断裂构造带中

学子面的土压和水压平衡，维持学子

以及也许有较大涌水时。

面的土体稳定并防止地下水涌出。

适应用于学子面可以在长

采用半开敞式掘进时，刀盘后欧1土舱

时间自稳但地下水较丰富，

内下半部分是岩渣，上半部分是压缩

地下水压力在广2bar之间

半敞空气，空气压力与掌子面的土压和地

的状况下。硬岩地段或局部

2开模下水的压力保持平衡，以防止学子面

处在强风化或一部分处在

式时坍塌或地下水H勺涌出。

全风化岩层、软岩地层。尤

半敞开式掘进H勺切削硬岩的能力远远

其是当硬岩存在，在下水丰

好于土压平衡模式掘进。

富又不不小于0.2MPa时。

土压

敞开式掘进模式是在非土压平衡的状

盾构J

机模态下掘进，土舱内H勺空气压力为常压，

式选不需要在开挖舱内建立土压或气压平

择衡以支撑工作面口勺土体压力和水压适应用了学子面可以在长

敞开

3力。这种掘进模式具有较强的切削和时间自稳且地下水少的地

模式

破碎硬岩日勺能力，岩渣通过刀盘上日勺质条件下。

卸渣口进人刀盘后H勺土舱内，并在土

舱的底部汇集，然后通过伸入士舱底

部的螺旋输送机传送出去。

流水模式是指在盾构机的前部刀盘后

侧设置隔板，它与刀盘之间形成泥水1、合用围岩硬度较高（抗

掘进压力室，将加压H勺泥水送入泥水压力压35Mpa以上）（如：岩石

水

泥

模式室，当泥水压力室充斥加压的泥水后，层），自稳性好（如：粘性

构

盾

选择泥水

模

4机通过加压作用和压力保持机构，来到土层），地面沉降规定不高。

模式

选

式达开挖面的稳定。盾构推进时由旋转2、地下水含量较少，裂隙

择

并刀盘切削下来日勺土砂通过搅拌装置搅水较少。

拌后形成高浓度泥水，用流体输送方3、无特殊地质构造。

式送到地面。

5“D”气垫模式它由空气和泥水双重系统构1、合用围岩较软，渗透系

序号作业项目控制要点备注

模

式

成。在盾构机的泥水室内，装芍一道数较大等，自稳性差，地面

1气

半隔板，将泥水室分割成两部分，在沉降规定较高。

垫

模

式)半隔板的前面充斥压力泥浆，半隔板2、地下水含量大，裂隙水

背面在盾构轴线以上部分加入压缩空量大。

气，形成气压缓冲层，气压作用在隔3、地质特殊构造。

板背面的泥浆接触面上。由于在接触

面上的气、液具有相似口勺压力，因此

只要调整空气压力，就可以确定开挖

面上对应的支护压力。

根据岩层硬度、推力、刀具的磨损状

推进

6况和刀盘转速等，确定合理的贯入量

速度

和掘进速度。无论是在硬土地层中，还是

7扭矩宜在低扭矩状况下推进在软土地层中，盾构机推进

根据盾构机的特性、岩层硬度、推进速度与总推力之间近似线

速度、刀具磨损、泥水土压力或土压

形关系，刀盘扭矩与推进速

力大小设定、各类摩擦力状况饰定合

度之间近似呈指数形式增

8推力理的推力，但最终作用在每把滚刀上

的力不能超过刀具所规定的正面压力长。

和侧面推力。防止刀具和设备过载损

坏。

选根据岩层硬度、推力、刀具的磨损

刀盘状况、贯入度和掘进速度等，价定合

9

转速理的刀盘速度，硬岩段掘进刀盘转速

一般采用低转速。

1、选择掘进土压力时重要

考虑地层土压力、地下水压

力（孔隙水压力），并考虑预

备压力；

2、土仓内U勺土压力可以维

通过选择合理的掘进速度和排渣量或持刀盘前方的围岩稳定，不

压力泥水循环，到达仓内压力的平衡，压

19致于因土压偏低导致土体

设定力可通过计算和实际状况进行3佥证，坍塌、地下水流失；

以保证合适的水土压力。3、为了减少掘进扭矩、推

力，提高掘进速度，减少土

体对刀具的磨损，土仓内的

土压力应尽量得低，以使掘

掘进参数调整进成本最低。

及优化

1、纵坡纠偏i=（i盾-i衬）

W［i］；i为盾构与管片相

盾构机姿态控制是一项系统的控制工对坡度；i盾为盾构推进后

掘进作，波及的内容非常多，影响向原因实际纵坡；i衬为已成隧道

11姿态也较为复杂，在掘进过程中规定盾构管片纵坡；［i］为容许坡度

控制机的姿态误差控制在±30mm以内,趋差值。

势控制在±5mm以内。2、平面纠偏ALVSXtan

a；a为盾构与衬砌容许『、J

水平夹角；S为两腰对称的

序号作业项目控制要点备注

千斤顶的中心距（mm）;△L

为两腰对称千斤顶伸出长

度的容许差值加皿）。

3.1.5作业组织

（1）人员配置

表3.1.2盾构掘进作业作业劳动力组织表

序号工种数量备注

1值班工程师（土木）1

2盾构主司机1

3.1.6紧后工序

管片安装

3.1.7考核原则

表3.2.6盾构掘进作业质量检查原则表

受检单位:

与否符合原则

序检查备

项目根据检查原则是否

号频次注

(V)（原因）

盾构机适应性

分析

1掘进模式选择满足技术交底规定

技术交底

GB50416-2023

技术交底满足规范及

2推进速度

GB50446-2023技术交底规定

技术交底满足规范及

扭矩每环检查

GB50446-2023技术交底规定

一次

技术交底满足规范及

3掘进参数选推力

GB50446-2023技术交底规定

择及优化

技术交底满足规范及

4刀盘转速

GB50446-2023技术交底规定

技术交底满足规范及

5压力设定

GB50446-2023技术交底规定

6掘进姿态控技术交底满足规范及

制GB50446-2023技术交底规定

检杳人签字:受检方签字:

3.2渣土管理作业

3.2.1土压平衡盾构渣土管理作业

(1)紧前工序到达原则

施工准备。与盾构掘进同步进行。

(2)合用条件

合用于不一样地质条件下的土压平衡式盾构掘进施工渣土管理。

(3)作业内容

作业内容包括：施工准备、渣土改良、螺旋输送机和皮带机出渣、渣土水平和垂直

运送、渣土外运。

(4)作业流程及控制要点

①作业流程

图.1渣土管理作业流程图

②作业控制要点

渣土管理作业控制要点见表3.

表.2渣土管理作业控制要点

序号作业项目控制要点备注

出渣中尽量减少和防止喷渣。计算设计巴渣理论出渣量公式：PnD2L/4,

量，根据不一样地层，乘以对应R勺堆积密度P-堆积密度松散系数，取值

1设备出渣

松散系数，得出理论出渣量，在掘进过程中范围根据试验测定

控制出渣量。D-刀盘直径L-管片宽度

根据地层不一样地质、含水量和渣土温度和

干湿度，合适加入压缩空气、泡沫剂、不，

2渣土改良根据需要添加膨润上、添加剂等，通过刀盘

和螺旋输送机搅拌产生流塑性很好的渣二，

输送出仓外至皮带机上。

渣土水平运电瓶车严禁超速行驶，停车须在两端安装阻

3

送车器。

门吊作业时须做到机车调车员、起重装卸机

渣土垂直运

4械操作工由司索工统一指挥。门吊应对每车

送

渣土进行称重，并记录

渣场容量有限，须将渣土由挖机装至出渣车

5渣土外运队，做到安全、及时、高效、环境保护、统

一管理，满足生产需要。

(5)作业组织

①人员配置

表3.2.1.2劳动力组织表

序号工种名称人数备注

1值班工程师(土木)1

2盾构主司机1

3机车司机2

4机车调车员2

5司索工2每班配置

6起重装卸机械操作工2

7土石方机械操作工1

8养道工2

9汽车司机若干

合计13

②机械配置

表3.2.1.3施工机械表

序号机具名称数量备注

1电瓶车2

2渣土矿车由每节矿车容量和每环出渣量确定

3门吊1

4挖机1

5运渣自卸汽车若干台

③生产效率

表3.2.1.4生产效率表

序号工序单位人工备注

1渣土水平运送作业1环由洞内运送距离、安全交底确定

2渣土垂直运送作业1环由洞口洞深、安全交底确定

④材料消耗

表3.2.1.5材料消耗表

序号工序单位材科机械备注

燃油：X升/小时，由机车功率、

1挖机装渣升挖机

台班工时确定

燃油：X升/小时，由机车功率、

2自卸机车运渣升自卸汽车

台班工时确定

（6）紧后工序

管片安装

（7）考核原则

渣土管理作业质量检查原则见表3.2.1.6

表3.2.1.6渣土管理作业质量检查原则表

受检单位:

与否符合原则

序检查备

项目根据检查原则是否

号频次注

(V)（原因）

岩土分类原则、

1设备出渣满足技术交底规定

技术交底

2渣土改良技术交底满足技术交底规定

3渣土水平运送技术交底满足技术交底规定每环检查

渣土垂直运送技术交底满足技术交底规定

4渣土外运技术交底满足技术交底规定

检查人签字；受检方签字:

泥水盾构渣土管理

(1)紧前工序到达原则

泥水设备、盾构机调试完毕，到达掘进条件；渣场施工完毕，到达堆渣条件。

(2)合用条件

合用于不一样地质条件下H勺泥水平衡式盾构掘进施工。

(3)作业内容

泥浆制备、盾构掘进、泥水循环出渣、渣土泥浆分离、渣土运送

(4)作业流程及控制要点

①作业流程

泥水平衡式盾构出渣工艺流程见图，泥水循环出渣流程如图。

图泥水盾构出渣工艺流程图

图泥水循环出渣流程图

②作业控制要点

泥水盾构渣土管理控制要点见表3.2.2.1。

表泥水盾构渣土管理控制要点表

序号项目控制要点备注

根据学子面地层的地质状况，添加足量的

清水、膨润土和添加剂，充足搅拌混合，

泥浆制备参数的规

1试验测定后，根据以往施工经验和试验结

定

论，确定合适目前地层掘进的泥浆黏度和

比重等泥浆参数，制备足量的J泥浆；根据

掘进状况深入调整泥浆参数

保证土仓和气仓压力、气仓液位的稳定，

掘进作业泥浆环流流量、输浆泵压力稳定，出渣持

续，各项掘进参数满足技术交底规定

通过刀盘转速等掘进参数、泥浆比重等泥

浆参数，保证渣土粒径可以轻松通过格

栅；及时检查泥浆管壁厚，当泥浆管厚度

2泥水循环规定不满足施工规定或者被磨穿漏浆时，及时

进行泥浆管补焊加厚工作，必要时更换泥

浆管：当渣土输送距离过长时，及时增长

泥浆输送接力中继泵。

P-堆积密度松散

出渣量公式:PnD2L/4,系数，取值范围根

3出渣量控制掘进中认真查看渣土性状、出渣状况，防据试验测定，D-刀

止出渣量过少或者过大。盘直径，L-管片宽

度

根据地层地质选用合适的掘进参数，保持

气压仓液位稳定；泥浆环流需保证出浆流

最不小于进浆流量，流量差由掘进速度和

泥浆流量与掘进规

L出渣状况确定,约50~30()n」，掘进速度越

定

快则规定泥浆流量越大，若碰到砾石、硬

岩或孤石时须常常使用碎石机对较硬渣

土进行破碎。

(5)作业组织

①人员配置

表劳动力组织表

序号工种名称人数备注

1机车司机2

2机车调车员2

3司索工2

4起重装卸机械操作工2

5土石方机械操作工1

6汽车司机若干

7值班工程师(土木)1

8泥水处理班班长1

9泥水处理操作工4

10泥水管道工2

11焊工2

14普工工4

②机械配置

表施工机械表

序号机具名称数量备注

1电瓶车2

2泥浆输送接力泵由泥浆渣土输送距离确定

3泥水设备1套

4挖机1台

5运渣机车若干台

6电焊机2台

③生产效率

表生产效率表

序号工序单位人工备注

1泥浆制备100m31小时

2泥水循环出渣1环由掘进状况确定

3泥浆管延伸2根0.5小时

④材料消耗

表材料消耗表

材料机械备

序号工序单位

注

清水、膨润土、添加剂：由现场试验、

1泥浆制备100m3不一样地质掘进经验和实际交底状况确搅拌机

定

燃油：X升/小时，由机车功率确定自卸汽

2渣土外运升

车

焊条：由焊接长度确定

3泥浆管补焊10cm电焊机

钢板：由磨损状况确定

(6)紧后工序

管片安装

(7)考核原则

泥水盾构渣土管理质量检查原则见表

表3.2.2.6泥水盾构渣土管理质量检查原则表表

受检单位：

序项目根据检查原则与否符合原则检查备

号是（J）否（原因）频次注

试验结论及不一样地层掘进经

1泥浆参数技术交底

验

每环

2泥浆管壁厚技术交底满足技术交底规定

检查

3渣土性状地质勘探资料岩土分类原则

4出渣量技术交底满足技术交底规定

过程

5泥浆管焊接焊接规范焊接质量满足技术交底规定

检查

3.3同步注浆作业

紧前工序到达原则

施工准备，与盾构掘进、渣土管理同步进行。

3.3.2合用条件

合用于盾构隧道同步注浆作业。

作业内容

作业内容包括：施工准备、砂浆生产、砂浆运送、注浆、注浆系统清洗,

作业流程及控制要点

（1）作业流程

同步注浆作业流程见图。

图同步注浆作业流程图

（2）作业控制要点

同步注浆作业

表同步注浆作业规定表

序号作业项目控制要点备注

同步注浆材料除应满足强度规定外，还应满足流动性、可填

充性的规定；同步注浆浆液初步配比可根据施工规定、施工

1施工准备

进度、浆液胶凝时间等进行配置。注浆材料应检测合格，满

足设计规范规定。

浆液配合比严格按工程师告知配合比配制；原材料计最误

差要控制在规范规定范围内；投料次序按水、水泥、砂依

2砂浆生产

次进行；搅拌时间控制在2分钟左右；选择适合工程进度

的搅拌机、配料系统及材料储存罐。

浆液搅拌好后，下放到编组列车中的砂浆运送罐与其他列

车同步进入掘进工作面，随即通过拖车上的1砂浆泵将运送

罐中的浆液注入拖车上的贮浆罐；运送、贮存时间不适宜

3砂浆运送

过长（不至发生初凝），若需运送、贮存时间较长时，则考

虑加缓凝剂；若发生沉淀、离析现象，应进行二次搅拌；

砂浆在运送与贮存过程中不得随意加水。

同步注浆同步对盾尾预置的4个注浆孔进行压注，在每个

注浆孔出口设置分压器，以便对各注浆孔B勺注浆压力和注

浆局进行检测与控制，从而获得对管片背后的对•称均匀压

4同步注浆注；同步注浆在地层匀均和盾构巩姿态很好时，4个注浆

孔应均衡注入；可根据地层状况及盾构机姿态，调整各点

注浆压力、注浆速度、注浆量。注浆施工时，要时刻观测

压力及流量变化，并根据注浆状况及时调整施工参数。

检查与否到达规定的注浆压力与注浆量，如未到达应迅速进

5效果检杳

行补充同步注浆。

6注浆系统清洗作业完毕后，搅拌机、运送罐、泵、注浆管路一定要及时

清埋洁净，原则每班清埋一次。

作业组织

（1）人员配置

表同步注浆作业劳动力组织表

序号工种数量备注

1值班工程师（土木）1

2搅拌站司机1

3土石方机械操作工1

4机车司机2

每班配置

5机车调车员2

6注浆司机1

7普工3

合计11

（2）机械配置

表同步注浆作业机械设备配套表

序号机械名称数量单位备注

1砂浆生产搅拌罐1台搅拌站配套

2装载机1辆

3电瓶车1辆同步负责渣土和管片运送

4砂浆运送罐1台

5砂浆贮浆罐1