盾构始发掘进接收施工方案

1 1.1编制原则 11.2编制依据 1 22.1工程概况 22.1.1A站～B站 22.1.2B站~C站 22.1.3A站~D站 2 32.2.1工程地质 32.2.2水文地质特征 42.3周边环境及管线 6 62.5工程设计参数 62.5.1技术标准 6 62.6工程重点、难点 62.6.1工程重点 2.6.2工程难点 8 3.3总体施工计划 3.3资源配置 3.3.1人力资源配置 3.3.2机械、物资准备 4.1.2洞内场地布置 4.2前期准备 24.2.1技术准备 4.2.2施工生产准备 4.2.3管片生产准备 4.3盾构机各项参数 4.4区间监测点布设 5.3吊装设备 6.1.3反力架的安装 6.3水平探孔 6.2洞门凿除 6.5.3负环管片拼装 6.7渣土坑顶板荷载检算 6.7.1荷载计算 6.7.2、工点情况 36.7.6挠度验算 6.7.8结论与建议 45 7.3.1总体流程图 7.3.3同步注浆 7.3.5注意事项 7.3.6二次注浆 7.4.1总体施工流程图 7.4.2管片输送 7.4.3管片拼装 7.4.5管片存放及修补 7.5轨道安装、拆卸 7.5.1轨排铺设工艺流程 7.5.2注意事项 7.6掘进参数设定 8.1.2盾构各阶段参数控制 4 8.2.1盾构解体 8.2.2盾构转场 9.2管片接缝防水 5 13.3.4不合格分项(工序)处理规定 14.1施工目标 14.3.5办公室 14.3.6后勤 14.3.7盾构队 14.5.1扬尘控制 6 14.5.3光污染控制 14.6.3周转材料 14.6.5节能措施 14.7.2卫生防疫 15.1应急领导机构 11.1编制原则1、保护环境，施工场地布置最优。按照**市政府、发包人对本工程的环境保护要求，精心组织，严格管理。把施工对环境的影响降低到最低程度，使**地铁建设达到一流的资源节约型、环境友好型要求，创建文明施工标准化工地。2、严格贯彻“安全第一”的原则，针对风险细化安全技术措施，预防和杜绝安全事故的发生。施工生产活动始终把人的健康安全放在首位，严格执行GB/T28001-2001职业健康安全管理体系，认真编制施工安全技术方案，加强过程控制，落实保证措施，保证安全生产投入，实现安全生产。3、确保建设方要求的工程质量和工期，并严格按照ISO9000标准质量体系进行质量程序控制，对施工过程实行动态管理。4、加强施工管理，提高生产效率，降低工程造价。5、坚持科学性、先进性、经济性、合理性及实用性相结合，采用先进的施工技术、科学的组织方法，合理的安排顺序，推动企业技术进步，实现经济效益与社会效益的双丰收；6、符合**市绿色施工要求。1.2编制依据1、**市轨道交通*号线工程(一期)*标施工招标文件；2、**市轨道交通*号线工程(一期)*标施工合同；3、**市轨道交通*号线工程(一期)*标盾构区间隧道工程设计文件；4、**轨道交通工程建设安全风险技术管理体系；5、施工现场调查资料；6、我公司现有的施工技术、管理水平、人员设备配套能力及资金投入能力；7、依据的主要有关工程施工规范、规程、验收标准如下：8、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308-20089、《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-199922.1工程概况平曲线，最大半径为3000米，最小为1200米，线间最大间距为19.1米，最小约为11.9米，纵断面为V型坡，最大纵坡为20‰,最小为4‰,区间最大覆土厚度为14.2米，最小厚度为段，线间距12.8米，联络通道上覆土层厚度约15.1米。等汽车销售公司及加油站；福峡路现状宽约50m,中央绿化带宽约3m,西侧为中石化天天加间距为13.5~13.6m;纵断面为V型坡，最大纵坡17‰,最小纵坡15‰,区间隧道覆土最大下行线长约994.233m,线路平面最小平曲线半径R-9字型，最大坡度20%。在线路最低处，里程SK16+183.362处设一座联络通道及泵站。隧道衬32.2.1工程地质1、地理环境及地形**市位于**省东南沿海，介于北纬25°20'～26°30′,东经118°40'～120°之间。本地区属中亚热带湿润季风气候，全年温和湿润、雨量充沛。冬无严寒，夏季炎热。多年平均气温为19.6℃,月平均气温最高为29.6℃,月平均气温最低为6.2℃.多年平均降雨量为1359.6mm,降雨集中在6～10月，降雨量为952mm,占全年降雨量的70%,其中月最大降雨量581.3mm,月最小降雨量为0mm。7月中旬至9月下旬盛行台风，占全年出现次数的80%,年均5.4次，台风常常带来丰富的雨水。**境内地势由西北向东南倾斜，西北部分别为戴云山脉和鹭峰山脉的延伸部分，为中低山地，东南部为**盆地和沿海冲积平原。**盆地由平原、丘陵和山地组成，区域地貌在全国地貌区划属闽浙侵蚀构造火山岩中-低山亚区，盆地边缘属侵蚀剥蚀中-低山地形。盆地内有剥蚀垅状丘陵、残山。构造侵蚀作用是本区地貌发育、发展的最基本要素。区内地貌形态归纳为如下几个地貌单元：侵蚀剥蚀中低山、侵蚀丘陵、堆积平原。拟建场地位于**盆地，属闽江下游冲淤积平原，地形较平坦，地面高程一般为6.60~2、地形岩性主要为(4)粉SK17+389～SK17+536.9,掘进面主要土层为(5)1淤泥质土，局部为(4)粉质粘土、(7)粉质粘土、(5)1淤泥质土以及(14)全风化花岗岩，掘进面土层性质较好；SK17+536.9~SK17+745主要为(4)j中砂、(5)1淤泥质土、(5)2细砂夹淤泥、(5)3淤泥质土夹细砂、 (7)粉质粘土等土层，掘进面土层性质较差，掘进过程中可能存在涌水危害；SK17+745~粉质粘土夹细砂，局部进入(4)粉质粘土、(5)1淤泥质土，土层性质较好。4该区间根据工程地质层划分原则，将勘探深度范围内的地基土划分为14个工程地质层，18个工程地质亚层，本区间盾构掘进地层主要为(3)1、(3)2、(4)、(4)a、(4)j、(5)1、(5)2、(5)3层，其中区间隧道掘进穿越的岩土层：SK18+044～SK18+174、SK18+288～SK18+547,主要为(4)粉质黏土、(3)1淤泥、(5)1淤泥质土夹砂、(4)j中砂、(5)2中砂、(5)3淤泥质土等，盾构掘进过程中存在的风险主要为盾构底部的软土和砂层的涌水；SK18+174～SK18+288、SK18+547～SK18+745.3,掘进面主要土层为(3)2粉砂夹淤泥，(4)粉质粘土、(4)j中砂，(5)2中砂等，盾构掘进过程中存在的风险主要为地下水的突涌。区间隧道通过及影响范围内地层中(3)1淤泥、(5)1淤泥质土夹细砂、(5)3淤泥质土为软土，流塑，易产生蠕动变形；(4)粉质黏土、(7)粉质粘土，可塑，为硬土层，性质较好；(4)j中砂、(5)2细砂夹淤泥，为饱和砂土，松软，富含承压水，易产生涌水、涌砂，极易坍塌变形。由于盾构推进时所遇地层引发的问题主要有：①、(3)1层淤泥、(5)1淤泥质土、(5)3淤泥质土夹细砂含水量高，孔隙比大，渗透性差，呈流塑状，且具有压缩性高，强度低等工程力学性质特点。在外力作用下易扰动且强度降低，盾构掘进中不仅保持土压平衡极为困难，而且往往会出现前期沉降及盾构通过后沉降长期不收敛。②、砂性土(4)j中砂、(5)2细砂夹淤泥，富含承压水，在水力作用下极易产生流砂、坍塌等现象，导致掘进面不稳定，对隧道盾构的施工产生较大的不利影响，尤其应注意砂土层突发性的的涌水和流砂会引起地面沉降，严重时会随着地层空洞的扩大引起地面的突然坍塌。③、盾构掘进全断面地层存在上下或左右软硬不同的特征，掘进断面软硬不均，易导致盾构掘进偏离中心线，施工时应以注意，碎石保持盾构的稳定性。2.2.2水文地质特征1、地表水场地附近无地表水体分布。2、地下水根据地下水含水层介质、水动力特征及其赋存条件，场地范围内与工程有关的地下水可分为松散岩类孔隙潜水、孔隙承压水及基岩裂隙水三类。5第四系松散岩类孔隙潜水主要赋存于浅部的杂填土及上层粘性土、残坡积层土中，含水层介质渗透性变化大。填土层以碎块石为主时，富水性、渗216m/d(0.1～0.25cm/s);当填土成分主要黏性土混少量碎石时、富水性、透水性及渗透性较差，渗透系数建议取4.32～8.64m/d(5.0*10³~1.0*10⁴cm/s);黏性土层透水性较弱，多为微透水层。含水层水量较小，水位随季节性变化，变幅一般小于1.0m,勘察期间测得稳定水位埋深为1.20～4.30m,高程为5.43～11.79m.场地内孔隙潜水主要接受大气降水竖向入渗补给和地表水的侧向水入渗补给，多以蒸发方式排泄；表部填土富水性、透水性及渗透性变化大，与地表水联系密切，主要接受地表水、管道渗漏水和大气降水的补给。场地内松散岩类孔隙承压水主要赋存于(4)j中砂、(5)2细砂夹淤泥、(7)j粉砂，含水层主要分布于场地南二环路以南地段。场地内的(3)1淤泥、(4)粉质黏土为微透水层成为以(4)j中砂、(5)2细砂夹淤泥为含水层介质的承压含水层组的隔水顶板，下部的(5)1淤泥质土、(5)3层淤泥质土夹细砂层为微透水层，成为该含承压含水层的相对隔水底板，含水层厚1.50～6.40m根据S15CC1抽水试验资料，该含水层承压水测压水头埋深为3.00m,高程为3.75m,渗透系数为11.72m/d(1.36*10²cm/s),为强透水层。(7)j承压含水层上部的(5)1淤泥质土、(5)3层淤泥质土夹细砂、(7)粉质黏土以微透水性为主，组成承压含水层的顶板，下部的(8)1淤泥质土、(10)粉质黏土，为微透水层，组成该承压含水层的隔水底板，含水层厚变化大，最大达14.20m。根据S15CC2孔抽水试验资料，承埋深为3.88m,高程为2.87m,渗透系数为2.94m/d(3.40*10⁻⁵cm/s),属弱透水层。承压水含水层富水性较好，受侧向或层间越流补给或排泄，地下水动态变化较小，水位基本不变。基岩裂隙水赋存于场地内的(16)碎块状强风化及(17)中等风化带中，由于裂隙张开和主要受岩性和地质构造控制。基岩裂隙水含水介质透水性及富水性一般较弱，节理裂隙密集发育及构造发育地段，富水性较好，透水性较强；补给来源主要为含水层侧向补给和上部含水层的垂直补给，具弱承压性。场地内南二环路北侧基岩埋深稍浅，南侧埋深较大，除个别地段外，埋深均大于结构底板，基岩裂隙水对本工程影响较小。根据判断，场地地下水中潜水对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋在6干湿交替条件下具中腐蚀性，长期浸水条件下具微腐蚀性，对钢结构具中腐蚀性。地下水中的(4)j层孔隙承压水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具中腐蚀性；(7)j层孔隙承压水对混凝土结构具强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具中腐蚀性。2.3周边环境及管线**市轨道交通1线号工程(一期)A站～B站区间布置于则徐大道下，起于则徐大道与连江南路交叉路口北侧的则徐广场，终于则徐大道中石化后坂加油站附近，道路宽约35米，为城市主干道。1、垂直下穿6处规划合流污水管(φ500、φ400、φ2200、φ500、φ400、φ1600,最小竖向净距4.8m)后到达B站。3、上行线平行下穿管线主要有DX69×55、YSDN400、DX97×55、JSDN600。2.4工期要求开工日期：2012年6月30日完工日期：2014年7月20日2.5工程设计参数安全等级为一级，结构使用年限为100年；防水等级为二级，不允许漏水，结构表面可有少量湿渍；抗震设防烈度7度，抗震等级为三级。结构运营阶段抗浮安全系数≥1.1,施工阶段抗渗安全系数≥1.05。管片检漏标准为0.8MPa水压维持3小时的条件下，管片外背渗水高度≤5cm。钢筋砼管片：砼强度等级为C55,抗渗等级为P10;钢管片材料：钢材-Q235,焊条-E50;2.6工程重点、难点72.6.1工程重点1、控制周边地表沉降，确保建筑物及管线安全隧道线路盾构施工下穿主要干道、桥梁及排水沟，同时旁穿邻近保护建筑物、有众多居民小区及道路和地下管线等建筑物(构筑物)基础，确保建筑物及管线安全是本工程重点。盾构机通过建筑物(构筑物)基础、地下管线时，施工控制不当易引起建筑物倾斜、不均匀沉降，导致房屋开裂，管线断裂。为消除施工隐患，确保施工安全，施工期间应采用信息化管理，严格按照盾构机土压平衡工况操作并及时进行加强同步注浆，严格控制盾构推进速度、土仓压力、刀盘转速、出土量、压浆量及压浆压力等参数，还将采取二次补充注浆、加强监控量测等措施。施工中通过加密监测点和增加监测频率加强监测，利用监测数据及时衡而引起大的地表隆起和沉降，施工过程中根据监测情况进行微调。(2)、掘进速度和总推力的控制，正常推进时，推进速度为3~5cm/min,在下穿管线时，速度降至2cm/min,以减少总推力，降低正面土压对管道的影响，减少刀盘所受的扭矩，使刀盘对土体进行充分的切削，防止偏挖以减轻盾构与土层的摩擦，降低对土体的扰动，减小隧道与土体之间的建筑间隙，从而有效的控制土体沉降，使盾构均衡匀速的通过管线。“蛇形”,对周围的土体扰动很大，因此在穿越前必须保证盾构和管片的姿态正常。穿越过程中，盾构机及管片纠偏幅度严格遵循“少纠多次”的纠偏原则，这(5)、盾构通过后的一段时间内继续监测，并进行二次补充注浆，注浆按照“少量多次”的原则，持续至监测显示基础沉降稳定为止。(6)、盾构穿越建筑物(构筑物)基础、地下管线时，在建筑物(构筑物)基础、地下管线周边提前埋设可以反复注浆的注浆花管，盾构穿越基础时，若变形量达到警戒值，除在隧道内加强同步注浆和二次双液注浆外，同时进行地面跟踪注浆来调正和控制基础的沉降和倾2、消除不良地层危害8淤泥质土、(5)2细砂夹淤泥、(5)3淤泥质土夹细砂、(7)粉质粘土等土层，掘进面土层性质较差，掘进过程中可能存在涌水危害。管片尽量做到居中拼装，以防盾构与管片之间的建筑空隙过分增大，降低盾尾密封效果，引发盾尾漏泥、漏水；定时、定量、均匀压注盾尾油脂；优化同步注浆浆液配比，合理掌握注浆压力，以免浆液进入盾尾，损坏盾尾密封装置，降低密封性能；对盾尾刷进行保养、维护，在盾构机每次始发前均对尾刷进行检查及更换；严格控制出土量，原则上按理论出土量出土，可适当欠挖，保持土体密实；设两道螺旋机闸门，一旦发生地下水喷涌，立即关闭。A站～B站区间多段穿越(4)j中砂层、(5)2中砂层，渗透系数较高，施工中易产生砂层突涌现象。采用气泡剂进行砂土改良，使整个土仓的土体成为一种"塑性流动状态",使土渗透率降低、较高的含水率、较低的内摩擦角；施工中做好盾尾、螺旋输送机系统的密闭工作。受车站设计条件限制，盾构到达B站后无法直接进行过站作业，,需要拆机和装机，装、拆机和大件吊运过程需精心组织，否则极易发生设备损坏及其它不安全因素。2.6.2工程难点1、盾构穿越软硬不均土层从场地地层条件分析，隧道穿越段岩土层分布不均，由于穿越面在线路上存在上软下硬现象及下软上硬现象，易引起盾构施工在前进线路方向的偏移。本次选用的铰接式土压平衡盾构机既具有开挖软土又具有破碎中风化泥质粉砂岩层的能力，在进入上软下硬的地质时，注意爬坡现象，要控制好掘进轴线、盾尾与管片四周之间的间隙要均匀、推进油缸总推力及4个分区的压力选择要适合地质情况，并可结合铰接装置的使用。推进速度根据所处岩层的单轴抗压强度选定，如果掘进速度较慢，会造成开挖面失稳引起前上方的土体坍塌，如果掘进速度过快，会造成刀具所受载荷过大及受力不均引起刀具的同时，采用土压平衡的模式掘进，根据开挖面的情况，选择相应的土压并加以严格控制；也可采用混合模式，在向土仓内注满膨润土后注入压缩空气，来保持开挖面上方土体的稳定。9强化信息施工，不断优化盾构施工参数，优化合适的注浆浆液，加强同步注浆以及必要时的补压浆，注意后部加强止水措施，封堵盾尾，并加强隧道监测。必要时对盾构头部和密封仓内的注浆孔向头部和密封仓注入发泡剂，改良土体。(1)、结合地质资料，提前探明软硬不均土层的位置和区域。(2)、调整千斤顶的压力差，对软、硬地层区域的千斤顶数量进行调整，使硬区域的千斤顶的推力大于软区域的千斤顶的推力，通过试推测量出偏转量，以此为准调整好压力差。(3)、其它辅助措施：①更换刀具，以适应软硬地层；②利用超挖刀对硬地层进行超挖，以减少推进阻力；③利用铰接千斤顶调整盾构姿态；④利用刀盘正反转等措施，对盾构的旋转进行控制。(2)、严格控制土仓压力及出土量，防止超挖及欠挖；(3)、盾构姿态变化不可过大、过频，每次纵坡变化小于0.2%;(4)、同步注浆要求做到及时、适量，部分区段考虑使用缓凝浆；(5)、如沉降超过报警值时，及时采取跟踪注浆等措施控制建、构筑物的变形量。2、淤泥质土防盾构下沉根据详勘资料，(3)1、(5)1、(5)3、(8)1层的地基承载力较弱，对于盾构施工极为不利。(1)、严格控制盾构姿态，防止盾构叩头和冒顶；应尽量减少震动，避免造成盾构下沉；盾构施工时选择合理的掘进参数，快速通过；适当缩短浆液胶凝时间保证同步注浆质量，减少地层损失，以控制地表沉降。(2)、采用增加预埋注浆管特殊管片隧道内注浆加固措施。加固里程为A站～B站区间SK16+884～SK17+168.5、SK17+389～SK17+536.9、SK17+674.9～SK17+754,加固长度共1023m(单延米);加固位置为隧道底部120°范围内，外扩1.5m。如下图所示：隧道内注浆加固示意图3、盾构在全风化花岗岩层掘进本标段A站～B站区间地质断面情况，中心里程约为SK17+226.8～SK17+273.8盾构隧道掘进段全断面分布(14)全风化花岗岩层。花岗岩风化土中存在的球状风化核，俗称“孤石”,由于其埋藏分布及大小是随机的，很难通过地质钻探探明其分布情况。孤石形状各异，直径从几十公分到几米，岩石单轴抗压强度可以达到100Mpa以上。本项目因以软土为主，配置软土刀具，并不具备切除任何形式孤石的能力。即便是配置滚刀的刀盘，盾构推进过程中，很容易出现孤石不能被滚刀破碎，在刀盘前滚动，刀具磨损非常严重，刀圈崩断，刀座、刀盘变形等情况，严重损坏刀具和刀盘。并且盾构机姿态难以控制，掘进非常困难并频繁卡刀盘，掘进震动大，对保护地面建筑物十分不利。同时孤石通常存在于自稳能力不好的残积层，洞内基本上无条件直接进行处理，更换刀具极为困难。因此盾构在存在孤石的花岗岩残积层中掘进，将面临极大的施工风险。对策如下：(1)、在盾构掘进前采用物探和地质钻探相结合的方式进行补勘，准确掌握岩层在地下水平和竖直平面内的分布情况，在盾构到达该地层之前进行提前处理，排除掘进障碍，把风险降到最低。(2)、掘进过程中注意观察盾构机掘进的异常情况以及掘进参数的异常变化，判断是否遇到孤石。一旦发现推力加大、盾构进尺缓慢或停滞不前，应立即停机。(3)、以低进速和高旋速掘进球状风化岩体，随时监测刀具和刀盘的受力状态，确保其不超载和刀盘受力不均产生变形，如果刀盘卡住，可缩回刀盘调整后重新掘进。(4)、若球状风化岩在软地层中和刀盘一起转动，可利用钻机超前对周围软地层进行加固，然后进行掘进。如果上述方法不能奏效，必须采取带压进舱的方式人工破除，项目本身需要做好这方面的技术储备和劳动力储备以及相应的安全措施。4、盾构下穿河流本合同段盾构下穿规划跃进河、下濂浦河。规划河床底标高2.74m。隧道下穿，与河底河床底标高2.5m。隧道下穿，与驳岸最小垂直净距约3.2m,与河底最小垂直净距约4.5m。由于河床处盾构覆土薄，土质软，施工时若措施不当，会造成盾构或隧道上浮、覆盖土冒顶或坍塌，盾构掘进中须采取如下控制：由于河道部分土质和地下水状况很复杂，在河床部分与驳岸相比，水压力与覆土压力变化更大。为保证开挖面的稳定和上部土体不开裂，根据相对位置的土质情况、地下水位、覆土厚度、上部负载等条件计算出土压力，并作为盾构推进时设定土压。在盾构掘进过程中，由覆土厚度、土质状况计算出理论设定值，根据信息反馈数据进行调整。如果土压力控制不当，对土体扰动过大，会造成河底隆起或沉降，从而形成流水通道，砂层在水流作用下，形成流体进入土仓，随着土仓压力增大，形成喷涌现象。因此穿越河道时，设定合理的土压力，尽量减少对隧道围岩的扰动，降低渣土中水的比例，向土体加入足量的膨润土浆液和高分子泡沫剂等改善渣土的和易性，同事加强设备的维护和保养，保证盾构平稳快速通过。盾构进入河床浅覆土地段，盾构接近河跨中央覆土荷载减小，开挖面压力的波动范围也相应缩小，因此，控制盾构土仓压力的波动范围控制在-0.02～+0.02Mpa之间。盾尾密封是为了防止地下水和注浆液渗入盾构机，确保盾构机开挖面的稳定和盾构正常掘进。管片拼装不居中、密封油脂注入量少、同步注浆压力过大，容易造成盾尾漏水漏砂。盾构过河道施工时，为防止因盾尾钢丝刷的损坏或其它原因，造成泥浆或河水涌入盾构及盾尾漏浆必须采取有效措施。盾构在掘进或停止掘进时，须保持盾尾油脂压力。提高浆液质量，严格控制初凝时间，在注浆过程中合理掌握注浆压力，使注浆量、注浆流量与掘进速度等施工参数形成最佳参数匹配。如果盾构机出现涌水、漏砂，首先减少或停止同步注浆，降低盾尾的外部压力，并及时在渗漏处加注优质油脂。调整盾构机和管片姿态，减少渗漏处的盾尾间隙。配制初凝时间较短的双液浆，采用壁后注浆堵住漏浆通道，今早降低盾尾处浆液压力。盾构穿越河流时，如果盾构姿态控制不当，盾构机出现蛇形排动现象，导致铰接油缸和推进油缸行程差过大，盾构铰接处出现漏水、漏砂现象。此时，先缩小各油缸行程差，改善铰接状态，继续向前推进直至流砂减少甚至停止为止。如果流砂不止且有增大趋势，打开铰接处聚氨酯注入空，向铰接处注聚氨酯，及时封水，并对铰接处进行维修处理。管片漏水虽然管片安装有防水材料，但由于管片破碎、止水材料粘贴质量不好，管片拼装式拧紧度不够等原因，管片仍然会出现渗漏水现象。如果出现管片渗漏水，通过管片的注浆孔注入水硬性注浆材料，进行二次注浆，对管片的环缝和纵缝进行嵌缝处理，嵌缝材料一般采用遇水膨胀的止水材料嵌入管片内侧预留的槽中，以达到堵漏的目的。管片上浮盾构在河底下浅覆土中掘进，由于覆土浅且地下水丰富，拼装完成的管片脱出盾尾后，由于地下水的浮力作用，管片会产生上浮，从而使隧道轴线偏离原设计轴线。为防止管片上浮超标，对盾构机进行负高程控制，确保盾构掘进过程中管片的轴线和隧道设计轴线一致。控制同步注浆压力，保证盾构上方土体稳定，压浆引起的泥水压力不大于盾构顶部的垂直压力。严格控制同步注浆压力，并在注浆管路中安装安全阀，避免压力过高而顶破覆土。施工中加强监控，在覆土层较薄的条件下，超量出土会引起河底沉降，形成漏斗通道，危及盾构施工安全。盾构停止掘进时，不超挖，按理论计算量出土，保持开挖面土体的密实；盾构密封仓设定的土压力随盾构顶部覆土变化而相应变化。盾构停止掘进时，控制千斤顶位置不后缩，避免因盾构正面土压力降低造成河底坍塌。因此，盾构在穿越河流时推进速度控制在2-5cm/min以内；调整盾构切口、盾尾偏差值；在盾构穿越过程中必须严格控制切口土压力，同时严格控制与切口土压力有关的施工参数，如推进速度、总推力、出土量等，尽量减少土压力的波动；严格控制盾构纠偏量；保证盾构机处于良好姿态，减少对土层的挤压和扰动。3.1总体施工顺序**地铁*号线08合同段盾构区间施工顺序为由A南端头井始发至B站北端头井，上行线主机转场至B站南端头井，后配套直接过站至B站南端头井，下行线受B站结构影响，主机及后配套均拆除调转至B站南端头井，均由B站南端头井始发至C站北端头井。拆除盾构机和后配套转场至A北端头井，均由A站北端头井始发至D南端头井。上、下行线先后一个月进行施工。3.2管理组织机构图(1)、工程管理部：负责本项目的施工技术管理、配备工程施工的各类资源，配合专家咨询组进行科研开发，为项目提供可靠的技术保障。(2)、安全环保部：负责本项目实施过程的安全控制和管理。(3)、质量监察部：负责本项目实施过程的质量控制和管理。(4)、工程经济部：负责本项目施工进度计划、合同、计量的管理。(5)、物资设备部：根据材料、设备配置计划进行设备、物资采购和管理。(6)、财务会计部：负责本项目的财务管理，保证工程所需资金的筹集和使用。(7)、工地试验室：负责本项目工程的试验与检测工作。(8)、综合办公室：负责本项目经理部各部门的协调，办理日常事务工作。(9)、设备维保班组：负责盾构机、龙门吊、电瓶车、渣土车等日常的维修和保养工作。(10)、盾构作业队：负责两台盾构机的日常掘进、指挥、调度工作，保证盾构机正常高效的掘进速度。3.3总体施工计划附表3-1:上、下行线工作名称时间开始时间结束时间上行线A站南端头井上行线下井组装调试2012年6月20日2012年9月18日2012年9月19日2013年2月15日上、下行线工作名称时间开始时间结束时间盾构机出井调转至B站南端头井2013年2月16日2013年4月16日B站~℃站上行线掘进2013年4月17日2013年9月13日站北端头井2013年9月14日2013年11月12日2013年11月13日2014年5月11日盾构机解体离场，洞门施工，隧道清理2014年5月12日2014年6月10日下行线A站南端头井下行线下井组装调试2012年7月20日2012年10月18日2012年10月19日2013年3月17日盾构机出井调转至B站南端头井2013年3月18日2013年5月16日2013年5月17日2013年10月13日站北端头井2013年10月14日2013年12月12日2013年12月13日2014年6月10日盾构机解体离场，洞门施工，隧道清理2014年6月11日2014年7月10日详见《**地铁*号线08合同段盾构区间施工进度计划表》3.3资源配置3.3.1人力资源配置两台盾构由3个队管理，地面设1个综合队，洞内2台盾构机设2个队，设队长3名，每个作业队设2个施工班组，详见附表3-2、3-3。附表3-2:一、盾构作业队：负责掘进、管拼、出土及顺序工种每班作业人数4个班合计1出渣土282下管片及下料283电瓶车司机284信号工285司索工286管线轨道组37管片拼装组48电工149安全员14一、盾构作业队：负责掘进、管拼、出土及顺序工种每班作业人数4个班合计CC室(机械)14CC室(土木)14班长14盾构队队长12小计附表3-3:二、设备维保班组：负责搅拌站、龙门吊、加工组、二次注浆组、维修组、下管片及材料顺序工种每班作业人数2个班合计1搅拌站司机122筛砂、上料243龙门吊司机244维修组85二次注浆组486加工组57电工128地面信号工129下管片及下料48地面综合队长11小计3.3.2机械、物资准备盾构后配套设备、主要材料预计进场时间1、后配套设备：附表3-4:设备名称规格单位数量进场时间1搅拌站座12012年8月2龙门吊台12012年8月3龙门吊台12012年8月4充电机台92012年8月设备名称规格单位数量进场时间5电瓶车辆42012年8月6渣土车节2012年8月7浆液车节52012年8月8管片车节82012年8月9人车10座节22012年8月通风机台22012年8月始发架座22012年8月反力架座22012年8月摇臂钻台12012年8月电焊机台32012年8月双液注浆泵台22012年8月污水泵台82012年8月静音发电机台12012年8月油泵台12012年8月千斤顶台22012年8月千斤顶台22012年8月千斤顶台22012年8月液压泵站台12012年8月切割机台12012年8月钻床台2012年8月2、主要材料附表3-5:顺序材料名称规格单位数量进场时间1管片1.2米环2012年9月至2013年1月2管片螺栓套2012年9月至2013年1月3管片框形橡胶密封套2012年9月至2013年1月4管片传力衬垫套2012年9月至2013年1月顺序材料名称规格单位数量进场时间5密封胶桶2012年9月至2013年1月6盾尾油脂进口(康达特)桶2012年9月至2013年1月7盾尾油脂国产桶2012年9月至2013年1月8润滑油脂0号(进口)桶2012年9月至2013年1月9液压油美孚46号桶2012年9月至2013年1月泡沫剂国产桶2012年9月至2013年1月风筒布直径1.2米米2012年9月至2013年1月钢轨43号米2012年9月至2013年1月道叉6号(单开)套42012年9月至2013年1月高压电缆米2012年9月至2013年1月高压电缆快速接头套82012年9月至2013年1月硬铜线25mm2单芯(黄)米2012年8月至2013年2月硬铜线25mm2单芯(绿)米2012年8月至2013年2月硬铜线25mm2单芯(红)米2012年8月至2013年2月硬铜线16mm2单芯(淡米2012年8月至2013年2月硬铜线16mm3单芯(绿黄双色)米2012年8月至2013年2月节能照明灯套2012年8月至2013年2月应急照明灯套2012年8月至2013年2月进洞钢环套42012年8月至2013年2月扇形折页套42012年8月至2013年2月橡胶防水帘布套42012年8月至2013年2月弧形钢枕30KG/根套2012年8月至2013年2月步道块2012年8月至2013年2月镀锌钢管中50米2012年8月至2013年2月型钢吨2012年8月至2013年2月4.1.1施工地面场地布置情况场、膨润土棚布、水泥罐和粉煤灰罐设南端头井西侧，其中水泥罐和粉煤灰罐不能布设在隧道正上方。变压器布设在现场东侧围墙旁，距离大门北侧25米。渣土坑车站顶板上，距离南端头井41.6米。管片堆场在南端头井北侧，充电房和充电池在渣土坑南边。渣土坑、管片堆场、充电池等均在龙门吊正下方，方便以后施工的吊装、运输。管片存放区待顶板施工完成进行土方回填，距离地面20cm采用商品混凝土进行硬化，采用人字坡向两边排水管片车从东大门倒入场地。(参见附图4-1施工场地布置图)附图4-14.1.2洞内场地布置洞内主要是电线、风、水管路、轨道、步道的布置。1、通风2、施工照明高度大于2.5m。从井口开始，每隔100m设隧道照明专用配电箱一只，作为照明线路的分段开关和隧道内小动力用电设备的电源。隧道照明灯具采用40瓦日光灯。每隔9.6m架设一只，每只灯具设熔断器，接电采用A、B、C三相跳接，要求三相负载平衡，灯具金属外壳与接地3、高压电缆布设盾构专用高压电缆用一铁架布设在隧道左侧。米接1台潜水泵用于增加水压。进水管与盾构内的水管采用软管连接。隧道内施工时，掘进上坡地段采用自然排水，反坡地段将施工水及地下水汇集于盾尾低处，设一临时污水泵，用污水泵抽出经排水管排至盾构机内污水箱，再由污水箱内的污水泵将污水排入地面洗车池内，最后排入市政污水管网。排水管选用φ80钢管。6、电瓶车轨道及盾构台车轨道布设电瓶车轨枕采用弧长1.33米，中心高0.2m的弧形钢枕与管片底紧贴，钢枕与轨道采用螺栓、压板紧扣。盾构台车的轨枕采用三角形支墩，三角支墩与轨道同样采用螺栓、压板紧扣，三角形支墩与弧形钢枕采用螺栓连接，并保证连成一体。7、人行过道布设在隧道右侧设人行过道，过道长2.36m,宽0.5m,扣在三角架上，三角架与管片螺栓连接，每2环设1个三角支架，三角支架设一栏杆，栏杆高度不小于1.2m。栏杆用麻绳连接。洞内电线、风、水管路、轨道、步道的具体布置(参见附图4-2洞下布置图)。风管风管洞内照明高压电缆附图4-24.2前期准备4.2.1技术准备1、技术室熟悉并审核施工设计图纸、学习有关规程规范，掌握施工工艺。2、按照施工设计图纸、有关规程规范，并结合施工方案对工班进行技术交底和安全技术交底。3、施工前确定施工中各项技术控制措施，提前做好各项准备工作，以保证工程质量。4、盾构始发前，首先对相临车站的控制点进行联测。5、加强对施工技术人员进行培训，掌握施工中要点和难点。6、施工前对区间线路周边管线、建筑物进行调查，并做好监测点布设工作。4.2.2施工生产准备本标段盾构进、出洞时，所穿越的地层较好，均为淤泥、粉质粘土为主，渗水系数较低，仅B站南、北端头井靠近洞门位置存在约250m左右的中砂。1、端头加固盾构施工前，对始发井和接收井端头进行旋喷桩加固，采用一排三重高压旋喷桩中800@600+三轴搅拌桩中650@400,施工时先做搅拌桩，再做旋喷桩；加固长度分别为4、6、9米，加固宽度为盾构洞圈延伸3米，深度为洞圈向上3米，向下3米；对加固区的检验要求三轴搅拌桩参数见下表：附表4-1序号实测项目允许偏差检查方法1桩位偏差钢尺测量2垂直度经纬仪3桩长测钻杆长度4桩径钢尺量钻头尺寸附表4-2序号检查方法1钻孔垂直度允许偏差实测或经纬仪测钻杆2钻孔位置允许偏差尺量3钻孔深度允许偏差尺量4桩体直径允许偏差开挖后尺量5桩身中心允许偏差开挖桩顶下500mm处用尺量，D为设计桩径6水泥浆液初凝时间不超过20小时7水泥土强度试验检验盾盾构始◎线心心线二二三轴搅拌桩06500450加圆区烟区加圆区附图4-32、端头井降水为确保盾构机进、出洞安全，需在盾构区间两侧及中间各设置2口疏干井，共计4口，孔径要求600mm,全断面滤水管，深度低于加固深度3m,在盾构进、出洞时24小时抽水，保证盾构穿越加固区时处于无水作业，加固土体渗透系数≤1.0×10⁻'cm/sec。我项目部根据施工设计图纸，再结合地勘资料，为以防万一，将在B站南北端头井设置疏干井，布置详见附图4-4。话话构始友甲千东行行线中心线二二一非三页骨高发管8000600φ干井三轴投拌6508450千井附图4-43、始发井底部混凝土的回填。4、轨道铺设、始发基座、反力架安装，编制始发方案。5、砂浆搅拌站的安装、调试。6、盾构机配电柜的安装、线路的引入。7、盾构机的吊装、组装、调试，具体编制吊装、组装方案。8、盾构司机培训、电瓶车培训、龙门吊司机培训、管拼手等特殊工种培训及取证，工4.2.3管片生产准备1、管片设计盾构隧道采用管片拼装式衬砌，管片外径6.2m,内径5.5m,厚350mm,环宽1.2m。钢筋混凝土管片衬砌，每环管片由6片组成，采用3+2+1通用环形式(3块标准块，2块邻接块和1块封顶块)。管片每环纵缝设12根M30螺栓连接，环缝设16根M30螺栓连接。管片均采用错缝拼装。钢筋混凝土管片设计强度为C55,抗渗等级P10。管片接缝(纵缝、环缝)由挡水条与弹性密封垫组成双道防水线，挡水条的材质为遇水膨胀橡胶；弹性密封垫由三元丙橡胶挤出硫化而成；接缝螺栓孔设置螺栓孔密封圈防水，材质为遇水膨胀橡胶。2、管理组织机构(组长)(副组长)(副组长)(副组长)(工程部)(安质部)(机物部)试验工程质检工程驻厂代表物资组附表4-31盾构千斤顶伸长顶进速度(整体运动)2单位面积上的装备推力3总推力4操作控制所有油缸伸长类型5压力控制组4组控制：各油缸也可单独控制附表4-41基本挖掘直径2盾构机外径(前盾)盾构机外径(中盾)盾构机外径(后盾)3盾尾管片空隙内径4盾尾空隙5总长度(不包括工作台和螺旋输送机)6盾壳前部厚度中部厚度后部厚度材质(前部和中部)中等硬度钢JISSS-400材质(后部)中等硬度钢JISSS-4007盾尾密封钢丝刷润滑油脂自动(12个注入口)8盾构机身的分割前盾：整体中盾：整体盾尾：整体9铰接部位装置最大铰接角度垂直：1.0°水平：1.9°铰接方向任意方向铰接推力3、刀盘设备附表4-51支持类型中间支撑(开口率43.3%)2驱动类型电机驱动(变频)3装备扭矩高扭矩模式高速度模式4转速5转动方向顺时针和逆时针6超挖设备类型液压油缸驱动仿形刀装备数量2最大超挖量附表4-61类型2驱动类型液压马达驱动3装备扭矩4转动速度5排土闸门径向出土6排土能力7其它装置排土闸门液压控制螺旋叶片伸缩行程1000mm,液压控制入口闸门液压控制8蓄能器(由于闸门紧急关闭)60L×21MPa×1台5、拼装设备附表4-7类型环状类型1管片重量最大4.2吨/块2旋转速度0.3/1.5rpm(两个档位)3提升力4推力5平移行程6警告灯及信号喇叭1个7旋转角度顺时针和逆时针210°(带限位开关)6、电源设备附表4-8出力电极数(P)电压×频率数量备注推进41铰接41拼装机41仿形刀41出力电极数(P)电压×频率数量备注螺旋机41附表4-9用途类型排放量工作压力数量备注推进系统柱塞泵1一铰接系统柱塞泵1拼装机系统柱塞泵1与螺旋机闸门系统共用仿形刀系统柱塞泵1一螺旋机回转系统柱塞泵1一附表4-10用途容量(L)数量Quantity总容量(L)备注推进系统1与其他系统共用7、液压油缸附表4-11用途推力行程工作压力数量总推力备注推进一铰接一拼装机提升2一拼装机平移1一拼装机支撑74一—仿形刀2一一螺旋机出土闸门1一螺旋机前闸门2一一螺旋机伸缩油缸4一用途推力行程工作压力数量总推力备注壁后注浆口开闭油缸4一一牵引油缸18、液压驱动马达附表4-12用途输出轴向扭矩工作压力数量备注拼装机旋转2带制动器螺旋输送机驱动2一9、驱动减速马达附表4-13用途输出轴向扭矩输出功率极数电压频率数量备注刀盘63.5～22.74(额定频率)变频电机附表4-14宽度×高度×长度左侧右侧1号车A液泵A液箱控制室2号车B液箱和B液泵、泡沫箱、排污箱集中润滑油脂泵，盾尾密封油脂泵，空压机、蓄能器3号车膨润土泵液压动力站4号车膨润土箱变频柜宽度×高度×长度左侧右侧5号车水箱、水泵控制柜6号车空压机、储气罐、过滤器高压柜7号车水管卷盘电缆存放11、其它附表4-151注脂泵油脂泵操作电动类型驱动方式电机驱动额定流量操作压力电机功率电压油脂罐数量1套2供脂泵泵额定流量操作压力电机功率电压储脂桶200L/桶数量②、带球阀的加泥、加泡沫注入管附表4-16位置尺寸数量备注刀盘辐条1.5英寸5一仓壁2英寸6一螺旋机2英寸2一附表4-17位置尺寸数量备注仓壁6一前盾体6上部中盾体8全周附表4-18注浆材料单双液型管路位置盾尾壳板内部A液管尺寸直径1.5英寸B液管尺寸直径3/8英寸清洗水管尺寸1英寸出浆口内径出口关闭油缸数量4套附表4-19用途规格数量备注1液压管线3/8英寸×21MPa4仿形刀2油脂管线3/8英寸×21MPa2仿形刀3泥浆及泡沫注入管线11/2英寸×1MPa5刀盘辐条附表4-20刀头类型数量备注1刮刀宽：115mm、高：230mm、长：150mm6宽：115mm、高：230mm、长：250mm2边缘刮刀宽：115mm、高：550mm、长：230mm3内周先行刀刀头类型数量备注4外周先行刀5270度滚刀/保径滚刀处先行刀46仿形刀1液压驱动7中心鱼尾刀1一8周边保护刀6宽：80mm、高：80mm、长：450mm9刀盘背面保护刀6耐磨板焊接在刀盘外圈⑦、盾尾刷自动油脂注入装置附表4-21规格备注1注入泵一2驱动方式气动一3空气压力一4分配器12个—5分配器的空气软管20A×25m×1根一6至主机的供脂软管50A×25m×1根—7空气压缩机610L/min×8.5bar×160(×1台7.5kW×4P×380V×1台一8油脂箱搬运用的葫芦吊手动式⑧、皮带输送机附表4-22规格1数量1套2型式3铰轴连接型3长度约50m4皮带宽度规格5输送速度约140m/min6输送能力7驱动电机37kW×4P×380V×50Hz×1台⑨、人闸附表4-23规格备注1类型—2内径一3长度大约2.9m一4工作压力最大0.3MPa一5数量一附表4-24规格备注1储气罐2.4m3×1个No.6台车左侧2空气调节器1套流量及压力3过滤器1套No.6台车左侧①、管片运输装置附表4-25规格备注1型式双梁+电葫芦一2数量一3运输能力不小于100kN一4行走电机2.2kW×4P×380V×2台一5提升电机3.5kW×4P×380V×2台.⑩、导向系统(自动测量系统)附表4-26数量备注1目标靶(棱镜类型)3台主机内2照射靶(棱镜类型)1台隧道中3工控机1台操作室4控制盘1台操作室5全站仪1台一4.4区间监测点布设区间在地表以及周边建筑物布设监测点，应按照设计要求，在盾构掘进前布设完成。线路纵向地表沉降观测点应沿线路3~5环间距布设；横向地表沉降观测断面设置一般50m间距，其中进出洞90m范围内为30m间距；应按隧道沿线环境保护重点要求设置，观测范围一般不少于中线两侧10m(大于隧道底埋深),测点间距2~5m。五、盾构机吊装、组装及调试5.1吊装机械结构及性能简介针对本盾构最大部件重量和工作井的尺寸以及场地状况，在确保施工安全的基础上从经济角度与吊装、吊拆机械设备移动方便角度上综合考虑，在工地现场吊装选用1台250t履带吊与1台130t汽车吊。250t履带吊单机吊装作业，130t汽车吊用以配合250t履带吊吊装设备翻身。5.2场地条件盾构主体由250t履带吊与1台130t汽车吊吊至井下组装，吊装时吊车最大作业半径在9m左右，根据场地实际情况，满足吊装作业要求。5.3吊装设备计。采用四个吊点，每吊点最大承重为26.25T,应选用型号为6×37+1-170kg/mm2-60.0mm、长度为14m的钢丝绳一付，查资料可知其破断拉力为266.5T,安全系数k=266.5/26.25=10.5>8,满足安全起吊要求。卸扣选用：须选用55t以上卸扣。吊耳：吊耳材料为Q235A,h=40mm,d=100mm,L=320mm,其允许应力为：156.7Mpa。5.4吊装翻身方法吊车平稳将构件从车厢吊到地面后，地面铺上6500mm*6500mm范围的枕木或300mm厚的方木，防止盾构机翻转与地面接触时发生变形。翻转时需采用抬吊方式翻转构件进行吊装。构件翻转时250吨吊车与130吨吊车将构件平衡吊起，130吨吊车保持平衡，250t吊车缓慢提升，构件自然下垂，此时250吨吊车完全吊稳构件。5.5吊装及组装工序流程刀盘、前盾、中盾、盾尾、牵引梁、管片吊梁、皮带机梁、工作台后段、1#台车—7#台车可以由运输车辆直接运到吊装场地内，由250t履带吊和130t吊车进行翻身吊装。吊装的工艺流程为：组装前准备工作→→台车下井(倒序7至1号台车)→→将台车全部拉入车站内→→连接桥下井并与一号台车连接，另一端固定在管片车的支架上后移→→牵引梁分别下井并使台车相连→→工作平台后段下井放在管片车上→→螺旋机后部下井放在管片车上后移→→拆除始发基座上的临时轨道及型钢→→盾构中盾下井就位→→中盾后移至基座尾部→→前盾下井就位→→中盾前移并与前盾相连→→整机后移让出刀盘安装位置→→刀盘下井并与前盾相连→→盾体整体前移至最前端→→吊装螺旋输送机前部→→盾尾下井就位→→工作平台前段安装在中盾上→→吊装螺旋输送机后部→→平台中段及后段组装→→皮带机及管线路具体盾构机吊装、组装与调试详见《盾构机吊装、组装与调试方案》。盾构机始发过程为：施工准备(洞门加固质量检测)→洞门破除→安装止水帘幕→盾构机前进→负环的拼装→盾构机姿态的调整→进洞前止水帘幕的封闭→拼装正环→掘进100m→6.1盾构始发施工准备6.1.1盾构下井前轨道铺设盾构后配套以及电瓶车等设施是行走在轨道之上的。盾构下井以前，首先在车站内进行盾构后配套走行轨道及电瓶车走行轨道的安装铺根据盾构机及后配套的长度要求，后配套走行轨道铺设长度约为110m,电瓶车轨道的长度为135m,轨道采用38Kg/m钢轨，单根长度为12.5m,轨道之间采用轨道夹板连接。钢轨下采用热轧槽钢作为钢枕。[100型槽钢主要铺设在车站底层轨行区内，两组轨道(后配套设备及电瓶车)长约80m,轨枕长度为3100mm,轨距2700mm,考虑电瓶车的总长度，路轨总长度约为135m,轨枕长度采用1300mm,轨距900mm,轨枕间距为1m,钢轨与钢枕之间采用标准6.1.2始发基座的安装盾构始发基座按图纸进行制作和安装，制作和安装误差要符合要求。在盾构机始发基座组装之前，根据始发基座的高度、宽度及长度要求，结合盾构外径尺寸以及始发洞口中心、隧底标高要求，根据实际测量得到的的偏差进行调整，最终确定始发基座在盾构井中的空间位置。同时根据确定的位置，在基座下至底板的净空制作钢结构支承始发架。6.1.3反力架的安装反力架高8.1m宽6.6m,厚0.6m,分块加工，现场组装。反力架安装之前，先清理车站结构底板，找出预埋钢板，组装时反力架与始发井回填预埋的钢板焊接牢固，顶部用40b工字钢与结构中板水平支撑牢靠，中部采用中630钢管、40b工字钢以45度角与车站底板预埋钢板焊接，底部采用40b工字钢与车站底板水平支撑牢靠。环所构机附图6-1安装过程中在测量组的配合下对反力架进行精确定位，使之与盾构机的中心轴线保持垂制在±10mm之内。始发台水平轴线的垂直方向与反力架的夹角<±2%,盾构机姿态与设计轴线竖直偏差<±2%,水平趋势偏差<±3%。为了保证盾构推进时反力架横向稳定，用型钢对反力架进行横向的固定。见反力架安装侧面图(附图6-1)。6.3水平探孔洞门围护结构地下连续墙凿除前应提前打水平探孔，并安装单向阀，进行破除洞门的水按设计要求进行水平探孔不少于9个，探孔深度进入加固体大于2m。孔径要求100mm,探孔主要分别在盾构范围边缘处(详见附图6-2),若发生透水现象，需采取封堵加固措施，确保始发时无地下水作业。封堵采用木塞和棉纱，将探孔堵住，在洞门的渗漏水初步封堵完成后，在端头地面钻孔和洞门垂直钻孔，采用压密注浆的方式对端头进行重新补充加固，直到土体加固效果达到设计要求，然后再水平探孔检查加固效果。如果封堵效果不理想，无法有效控制渗漏，出现水土流失，应马上向监理部和指挥部汇报情况，同时根据渗漏的原因，应启动应急预案，先启动项目部级别的应急抢险程序，动用应急抢险物资，进最大能力展开自救。若项目部级别还无法控制险情，指挥部协调抢险队阿特拉斯钻机进场，在端头井地面钻孔，钻孔沿端头井布设一排，间距1.5m,钻孔深度超过三轴搅拌桩1m,钻孔完成后开始压注油溶性的聚氨酯，将洞门进行封堵。在阿特拉斯钻孔完成后，在原加固区再钻孔，孔深到结构底面1m,间距2m,利用压浆机向孔内压送水泥浆，对漏水地层孔隙进行填充、封堵，直6-2端头加固水平探孔布置图6.2洞门凿除1、洞门凿除的原则是合理分块、分层，快速凿除，确保安全。2、在洞门口搭设钢管脚手架。为确保围护结构的稳定，施工前已先进行洞门水平超前3、洞门凿除实施连续作业，以缩短工作时间，减少正面土体的暴露时间。整个作业过程中，由专职安全员进行全过程的监督，杜绝安全事故发生，确保人生安全，同时对洞口的4、围护结构地下连续墙凿除分为两层，先利用风镐从上至下凿除约50cm,分块方法及凿除顺序见附图6-3,割掉暴露的地连墙钢筋，第二层凿除时施工顺序应由下往上，直至露出地连墙迎土面钢筋为止，并将其割掉，确保盾构钢环内所有钢筋清理完成后，将盾构机及时抵拢掌子面，防止洞门坍塌。6-3洞门凿除示意图6.3洞口密封止水装置洞口密封的目的是为了防止盾构始发造成洞门水土流失、以保证注浆效果。盾构始发时，φ6700mm预留洞口与盾构壳体形成环形的空隙将达到115mm。为防止盾构始发时水土流失而影响开挖面土体压力的建立及开挖面土体的稳定，必须设置性能良好的密封止水装置，以确保盾构始发施工安全顺利。本工程密封止水装置是在始发洞口预埋的圆环板上安装的，圆环板采用Q235A钢板制成，在车站结构施工时进行安装。圆环板上预留固定螺孔，帘布橡胶板通过压板、螺栓固定到洞洞口密封防水帘布的施工分两步进行，第一步是在车站结构的施工过程中，做好始发洞门钢环的埋设工作。要特别注意的是在埋设过程中预埋件必须与车站结构钢筋连接在一起；第二步在盾构正式始发之前，应先清理完洞口的碴土。安装前先用钢丝将圆环板的螺纹孔清理干净，并涂抹油脂，再完成洞口密封装置的安装。在盾构始发过程中，机头要尽量保持与洞门同心或略抬高，同时盾构外壳表面不得有突出物，以免撕裂帘布橡胶板，机头外壳、环板表面宜涂黄油，以利盾构顺利穿越。具体参见6-4盾构穿越防水帘布顺序图。预埋钢预埋钢轩板密封柜进洞前状忘固定螺栓折叶压板树所理鹅所理鹅霍构进润时状志o注浆紫波管片固定螺栓折叶压板商6-4盾构穿越防水帘布顺序图6.4涂刷盾尾密封油脂在拼装负环之前，盾尾钢丝刷内要填充盾尾密封油脂，盾尾油脂能起止水、防止同步注浆浆液回流的作用，另外盾尾油脂也有减小钢丝刷的摩损作用，所以在拼装第一环管片时一定要填满盾尾密封油脂，并且在管片组装前，要分开钢丝刷，在钢丝刷中部的不锈钢网及钢6-5盾尾油脂填充图6.5负环管片确定及安装盾构设计的长度LTBM=8.435m,根据A站始发井长度LAS=12.5m,设计负1环管片进入内衬墙宽度L1=0.4m,刀盘离内衬墙宽度L2=0.6m(方便凿除洞门),管片环宽WS=1.2m。N为负环管片环数。负环管片安装见附图6-6。8环-7环-6环-5环-4环-3环-2环-1环1环2600600附图6-6:负环管片安装在安装井内的始发时最少负环管片环数确定N=int(LTBM+L1+L2)/WS)+1根据上述公式，确定A、B站负环管片需要8环。6.5.3负环管片拼装盾构机始发时需要在反力架与洞口之间拼装负环。管片采用通缝拼装，负环的中心线坡度与始发段设计坡度一致。根据设计图纸上的管片理论排列和负环的环数确定负环的-8环管片拼装位置。-8环的位置定位非常重要，管片车运送第一块B2型管片运至拼装机下方后按2、为保证盾尾间隙，在仰拱范围放置4条L×B×H=1500×100×40mm钢板条，两端用角钢扶稳，并保证千斤顶后推负环时，负环管片不会从薄木板上滑落，在拼装过程中如有与管片接触的情况，可将木板稍作削薄，拼装完成第二环以后可以拆除。六个自由度),然后吊起管片安装。5、穿上螺栓，拧紧螺帽(只安装环向螺栓)。7、待负8环成环后，用千斤顶将此环整体后推，千斤顶伸长速度不宜太快。8、管片输送器继续输送负7环管片至安装位置并重复以上步骤，拼装成整环并用纵向螺栓与负8环连为一体。9、当负8环脱离盾壳时始发托架导轨与负环外径之间的空隙内打入木楔子以支撑负环；必要时用钢丝绳加法兰螺栓或导链在负环管片背面箍紧，以提高负环管片的刚度。钢丝绳钢丝绳60°附图6-7:负环管片支撑示意图10、当负6环拼装完毕后，盾构机刀盘切入土体，之后的负环拼装与初始掘进段管片拼6.6洞门内始发导轨的安装因始发架与洞门存在之间一定距离，为保证盾构在始发时不至于因悬空而产生“叩头”现象，需要在始发架至洞门间延始发导轨方向设置一个防"叩头"装置。导轨采用38Kg/m钢轨制作，长度根据实际情况进行确定，一端焊接在φ6700mm洞环仰拱内侧，另一端与围护结构钢筋焊接固定。6.7渣土坑顶板荷载检算荷载分析时可考虑不同工况，此处选用以下较不利的一种情况考虑。1、顶板自重：800mm厚的现浇钢筋混凝土板，按23×0.23=18.4kN/m2考虑；2、顶板上可变荷载：堆2.5m高的渣土，按50kN/m2考虑；3、倒土时产生的动荷载：假定渣土荷载为自由落体，一车土的重量为30t,自3m高度倒下，倒下时占用的面积大约为5m2。选用《公路桥涵设计通用规范》(JT-GD60-2004)中提供的冲击荷载系数0.35,则动荷载为0.35×30×10/5=21kN/m2。总荷载q=18.4+50+21=89.4kN/m²。我项目部将长时间占用A车站顶板，用于堆置渣土，预计使用时间为两年。渣土从位于2.5m左右高的位置倒下，堆置高度为2.5m。该计算书的目的是验算长时间堆载和动荷载对车车站顶板纵向24.6m,横向19.2m,高0.8m。顶板中间有两排立柱，将顶板宽度方向分成3段，每段宽度6.4m。6.7.3验算单元的选取因车站顶板中间有两排立柱，将顶板横向分为3段，缩短了板的长度，视中间立柱为支座，选取单位宽度为梁体单元，假定纵向为一片板梁，由板梁直接承受荷载。按附图6-8选取1000mm×3200mm的计算单元，板单元内的配筋附图6-9所示。附图6-8附图6-9附图6-9车站顶板及选取的计算单元示意图品品附图6-10计算单元配筋示意图由上面的计算单元可知：3、单元内受拉和受压钢筋均采用HRB335级，根据板内配筋并查表可知f=f'=300N/mm²,A=A'=3695mm²;6.7.4单元最右端处正截面受弯承载力验算,h=800-54=746mm。0123附图6-11弯矩图因为M=1171.5kN·m>M=237kN·m,则可以认为截面受弯承载力满足要求，长时间6.7.5混凝土裂缝最大宽度验算在一般环境情况下，只要将钢筋混凝土结构构件的裂缝宽度限制在一定的范围以内，结构构件内的钢筋并不会锈蚀，对结构构件的耐久性也不会构成威胁。因此，可以按下面的公按荷载效应标准组合并考虑长期作用的影响计算的最大裂缝宽度；用适用于各种受力构件正截面最大裂缝宽度的统一计算公式式中，αa—构件受力特征系数，受弯构件为α=2.1;V钢筋应变不均匀系数，按公式计算，其中纵向受拉钢筋配筋率(M为承受荷载标准组合时最大弯矩值);将各参数代入公式(3),得到最大裂缝宽度为6.7.6挠度验算受弯构件的挠度验算，应满足式中，f—挠度限值，按规范中取f=I₀/200=6300/200=31.5mm;f一根据最小刚度原则B采用的刚度进行计算的挠度；S—与荷载形式、支承条件有关的挠度系数，取1、计算有关参数参数的意义同最大裂缝宽度验算的参数，参数值如下：2、根据最小刚度原则采用的刚度B的计算3、挠度验算挠度满足要求，结构不会受影响6.7.7斜截面承载力验算板类构件通常承受的荷载不大，剪力较小，因此，一般不必进行斜截面承载力的计算，也不配箍筋和弯起钢筋。但是，当板上承受的荷载较大时，需要对其斜截面承载力进行验算。车站顶板由于在上面堆有2.5m的渣土，并且伴有渣土车向顶板倒土时的动荷载，可以认为板上承担的荷载较大。其斜截面的受剪承载力验算同样选取前面的计算单元，并按下列公式计算：将各参数代入公式(3);得到斜截面的受剪承载力V=892.96kN斜截面极限受剪承载力标准值由V=892.96kN<V=230.25kN可知，斜截面的受剪承载力满足要求，不会影响顶板结6.7.8结论与建议对车站顶板选取单元进行验算，结果表明板的承载力能够满足长时间堆载和动荷载的要求，并且板中部的挠度、弯矩、最大裂缝宽度以及斜截面的受剪承载力均能满足要求。通过验算表明，车站顶板能够长时间堆载2.5m厚的渣土，并能同时承受渣土车倒土时的动荷载。在施工过程中，只需避免渣土堆积过高而形成集中荷载，就不会对顶板结构造成七、盾构正常掘进施工7.1盾构施工工艺流程图凤7.2盾构机掘进与出土通过对前100米的初始掘进所获取的相关数据，在开始正常掘进之前，需要在控制室的PC上对掘进的各种参数进行设定，此数值在一般情况下设定后不需修改，如遇到特殊情况再进行修改。具体设定项目如下：1、输入推进参数：设置管片拼装机的工作压力值设置牵引后配套车架油缸的最大牵引力值设置管片拼装机红色/蓝色油缸的最大旋转角度2、输入温度参数：设置液压油箱油温油温报警和警告值设置齿轮油箱油温油温报警和警告值设置刀盘液压系统泄露油油温报警和警告值设置螺旋输送机液压系统泄露油油温报警和警告值设置每一个压浆注入管路开始工作压力值设置刀盘的最大工作压力设置前舱的1～4润滑部位和后舱的1～4润滑部位活塞冲程次数设置前舱的1～4润滑部位和后舱的1～4润滑部位润滑时间设置润滑打开的最长持续时间值设置监控压力、距离模式、盾尾密封设置铰接油缸最小位置行程值设置泡沫液体的流量(半自动模式下)。设置FER(发泡率)(半自动模式下)。设置总流量的百分比(自动模式下)。设置添加剂的百分比(半自动模式下)。设置FIR(自动模式下)。8、输入土压和螺旋输送机参数：设置螺旋输送机启动值启动通风系统启动冷却水系统启动滤清器系统启动润滑系统启动推进油泵启动辅助系统油泵启动主轴承润滑启动刀盘1号、2号驱动油泵启动螺旋输送机油泵选择刀盘转速1或2,选择刀盘的旋转方向启动皮带机通过电位器启动刀盘(并确定转速)打开螺旋输送机闸门(根据舱内土压而定)选择推进模式启动螺旋输送机启动泡沫系统或膨润土系统(必要时)2、盾构掘进停止顺序停机顺序与开机顺序相反。需要特别确认螺旋输送机闸门、泡沫系统或膨润土系统已关7.2.3盾构机掘进1、参数的确定P值与地层土压力和静水压力相平衡，设刀盘中心地层静水压力、土压力之和为P0,PO=γ·h(γ-土体的平均重度，h-刀盘中心至地表的垂直距离),则P=K·PO,K—土的侧向静止土压力系数。具体施工时，根据盾构所在位置的埋深、土层状况及地表监测结果进行调整。每环理论出碴量(实方)为39.7m3/环，盾构推进出碴量控制在98%～102%之间，即38.9m3/环~40.5m3/环。掘进速度及推力的选定以保持土仓压力为目的，根据施工的实际情况确定并调整掘进速度及推力。正常情况下为40～60mm/min。盾构轴线偏离设计轴线不大于±50mm,地面隆陷控制在+10mm～-30mm。在始发掘进，严格控制盾构机的各组油缸压力不大于70bar,盾构机总推力小于600T,刀盘扭矩压力小于90bar。2、推进及姿态控制①应用盾构自动导向系统②合理编组千斤顶，大体如下：要将盾构向左转动，A组千斤顶伸长量要大于其它三组千斤顶。要将盾构向右转动，C组千斤顶伸长量要大于其它三组千斤顶。要将盾构向上转动，B组千斤顶伸长量要大于其它三组千斤顶。要将盾构向下转动，D组千斤顶伸长量要大于其它三组千斤顶。③根据盾构自动导向系统显示的盾构机转动方向，调整盾构机刀盘的旋转方向：要将盾构机顺时针转动，刀盘应逆时针转动。要将盾构机逆时针转动，刀盘应顺时针转动。3、土压力控制在盾构机正常掘进时应设置适宜的土压，并维持土压力稳定，保证正常掘进时附近的地表沉降控制在要求范围内。本工程区间隧道上层土质自立性较差，容易被扰动，所以施工时的土压控制尤为重要。施工时主要从以下几方面来控制：(1)、螺旋输送机转数控制，最大为26rpm。(2)、千斤顶推进速度控制，一般控制在6cm/min。(4)、取土量、超挖量的控制。(5)、地面沉降监测数值。掘进前按照地质情况、水文情况、隧道的埋深测算出理论静水压力和地层土压力之和PO,盾构在掘进过程中据此取得平衡压力的设定值，土仓内土压力值P应略大于静水压力和地层土压力之和PO,即P=K·PO(K介于1.0～1.3),并在掘进中根据盾构所在位置的埋深、土层状况及地表监测结果不断调整优化，随着推进时产生的地面沉降、排土状况、刀盘扭距等情况及时修正土压值，做到信息化施工。盾构司机要严格按照推进指令上的数据控制土压，发现问题，及时与技术部门联系。4、正常掘进推力控制盾构机正常掘进的推力主要由下述因素决定：盾构外周(盾壳外层板)和土体之间的摩擦阻力或粘附阻力、盾构正面阻力、管片和盾壳内侧钢板之间的摩擦阻力、后配套台车牵引力等。盾构司机根据施工中具体情况合理控制掘进推力。5、盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速的控制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。始发开始，对参数设定首先要依据理论计算值进行设定，在始发完成后的正常掘进阶段可对各种参数进行对比优化，调整推进速度与推力、刀盘转速与扭矩的关系式，确定出最优的推进速度和转速范围。6、盾尾注浆压力分析与取值盾尾注浆压力主要是受地层的水土压力的影响，注浆压力的设定以能填满管片与开挖土层的间隙为原则。注浆压力的计算参考规范中的公式并在施工过程中通过测试和试验来确定和优化参数。7、土体改良添加剂可以改良土体，本区间使用的添加剂为泡沫、膨润土以改变开挖面土体的各项性能。盾构机在刀盘、土仓、螺旋输送机设置了添加剂注入口。添加剂可以减少盾构机机械的磨损调整土仓内土体塑性流动性；降低渣土的透水性；降低刀盘扭矩，防止机器能耗过高发热而发生故障；降低切削渣土的内摩擦力，减少刀盘、螺旋输送机的磨损降低刀盘扭矩；防止机器能耗过高发热而发生故障。添加剂注入压力初始设定为0.2～0.4Mpa,根据实际的地层情况进行调整参数。泡沫剂的使用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%,水97%。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碴土实际情况计算：一般300～600L/m³。膨润土泥浆的使用配合比为：水：膨润土：粉煤灰：添加剂=4:0.7:3:0.1,加泥量为5%～20%出土量。注入压力比盾构的土仓压力略高。8、盾构掘进轴线控制为保证隧道轴线的方向，建立一套严密的人工测量和自动测量控制系统，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。在直、曲线施工时采取如下措施：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。在掘进过程中关键是要严格控制千斤顶的行程、油压，根据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