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1、施工准备盾构工作井施工地面辅助设施施工土体加固施工盾构机下井组装盾构始发和初始掘进盾构机运输盾构正常掘进盾构机接收盾构机调头（解体）管片二次注浆、嵌缝结束左线施工管片生产、运输联络通道施工盾构施工工艺流程图第5章 主要施工方案、施工方法及施工工艺5.1 盾构施工工艺流程图5.2 盾构机极其后配套设备性能参数 （略）5.3 盾构工作井施工5.3.1 洞口钢环安装为了满足盾构机出洞的需要，在车站墙体内需安装洞口钢环。洞口钢环内径为6500mm，宽度为400mm，钢环法兰宽为200mm。钢环外环面和法兰背面点焊12锚固钢筋，外环面和法兰背面锚固筋数量为各72根，锚固筋之间的夹角为5。钢环在加工场加工
2、成上下两个半圆形，于施工现场进行组装，整体吊入车站墙体安装。钢环安装误差10mm，钢环外露表面涂刷红丹二度，并将钢环中钢筋与内衬墙主筋搭接焊接，焊接高度不小于6mm，长度不小于30mm。钢环示意图如下：洞口钢环示意图1-15.3.2 反力架、调头预埋件安装根据本工程施工部署，盾构掘进分别利用东四站、灯市口站、东单站盾构竖井进行始发及调头施工，其中始发4次，调头2次。为配合盾构机在盾构竖井内的施工，需要在车站站体内预埋钢构件。预埋件数量及位置见附图。5.3.3 工作井布置始发阶段和正常掘进阶段盾构工作井的布置见下图：5.4 地面辅助设施施工5.4.1 龙门吊安装施工5.4.1.1 龙门起重机行走
3、梁及其基础施工龙门起重机行走梁及其基础布置见下图：龙门起重机基础平面图东四站范围内行走梁设置为配合盾构掘进施工，盾构竖井口需安设一台龙门起重机（起重吨位40吨）。因龙门起重机运行需要及东四站场地限制，在场地内需设置跨站起重机行走梁两条，其中一条为钢筋混凝土行走梁，另一条为钢行走梁，见附图。两条行走梁在横向上采用钢筋混凝土支墩支撑牢固，防止侧移。车站范围外行走梁设置车站外龙门起重机基础示意图车站范围外龙门起重机轨道布设在现浇基础上，基础地沟为长条形，挖深至坚实土层，回填夯实，并浇注100mm混凝土垫层。两层钢筋混凝土为长条形基础，配筋直径为1820，捆绑成格子笼式长条形骨架，基础型式如下图：钢行
4、走梁基础施工为保证钢行走梁正常运行，在车站围护结构帽梁之上应施作钢行走梁基础。该基础结构尺寸为660012501100mm，东四车站东西两侧各设一个。该基础与车站围护结构帽梁采用植筋连接，与钢行走梁采用一端螺栓连接、另一端加横约束，纵向为滑动结构，见附图。5.4.1.2 龙门起重机安装1、起重机的安装概况 本机起重量Q=40/10t，跨度S=17.25m，起升高度H=轨上9m，轨下23m，悬臂4.8m，大车轨道长度共110m，大车供电为电缆卷筒。2、安装前的准备安装现场的选择安装现场应有足够的面积和空间，是否有防碍架设起重机的物件（如电线和各种管道等）必要时应事先把它拆除和采取临时措施。以便满
5、足起吊的需要，场地应有电源以备接通焊机和其它电动工具。设备和工具的准备本期工程需焊机2台、氧气、乙炔2套，5吨手拉葫芦8台，钢丝绳、地锚、梯子和其它吊具及吊车的75吨2台。材料的准备所用的钢轨、夹板、压板、车档用的材料，固定支腿用的支撑材料以及焊条、氧气、乙炔、棕绳和其它材料，按实际用量要备足。人员的安排本期工程需钳工4名、铆焊工4名、电工2名、起重工2名、工程师2名、安全负责人1名，其它附助工4名。安装工期清理现场，开箱验收1天、轨道安装4天、桥架组装检验复查2天、安装地梁、立支腿1天、吊装主梁、吊装小车、吊装附件以及操纵室的吊装3天、其它组装1天、电器安装2天、调试自检1天。3、安装的工艺
6、过程轨道的安装首先清理工作现场，对承轨梁基础进行测量，找平放线轨道上位、固定调直、车档安装。轨道的安装标准备要符合GB50278-98起重设备安装工程施工及验收规范的规定，全行程高低差不大于10毫米，接头的左、右、上三面位移不应大于1毫米，接头间隙不应大于2毫米，跨度偏差不应大于5毫米，同跨处平行轨道的标高相对差不应大于10毫米。起重机的安装架设安装前应会同制造单位一起开箱，按照随机所带的装箱单、清点核对所交货物的数量是否相符，随机文件是否齐全、核对无误后,当场签字。组装和架设时，所有人员严格按照操作规程施工，严禁违章作业。先把两个主梁按工作位置放在垫架上，用连接螺栓固定，固定螺栓时用500毫
7、米的力矩搬手、加力20即可。然后进行测主梁的对角线、跨度、上拱度、主梁旁弯，安全符合标准后，方可架设。主梁复检后，进行安装地梁，把地梁固定在安装好的轨道上，测量对角线、跨度、垂直度，符合标准后，固定牢固，然后立四条支腿，每立一条要用手拉葫芦和拦风绳固定，测量跨度和垂直度，两条支腿的倾斜度是否符合规定，测量合格后，固定牢固。在支腿四周，搭脚手架，脚手架应牢固，架板应防滑。然后吊装，主梁、U型梁和小车以及附件和操纵室进行固定焊接。电器的安装安装前，应详细熟悉电器原理图、配线图、电器总图和有关技术文件，了解操纵原理和各元件的作用，以便准确安装和迅速处理安装过程中出现的问题，检查各电器元件的绝缘性能，
8、用兆欧表测量其绝缘电阻，如低于0.8兆欧，应进行干燥处理，经检验合格后，才能安装使用。起重机上所带电设备的外壳、电线管均应有可靠接地，小车轨道、操纵室等均应有与主梁焊接接地，降压变压器低压侧的一端应接地，接线地线可用截面不小于75平方毫米的扁钢、10平方毫米的铜线，起重机上任何一点到电网的中性点间的接地电阻不大于4欧，主回路和控制回路的绝缘电阻不小于0.8兆欧。电器调整电器原件的调整、限位开关的调整、电器线路的调整、安全保护电路的检查调整，电动机运转方向的调整。调试和自检在对电器线路进行全面的检查和调整并确认无误后，合上所有刀开关，使各机构的主回路和控制回路全部接上电源，首先在空负荷情况下逐个
9、起动各机构进行试验，观察各机构是否正常，只有在空载运行正常的情况下，才允许负载试验，条件许可时进行静载试验，动载试验合格后认真填写自检报告，上报当地技术监督部门进行验收，在验收过程中，积极配合技术监督部门的验收工作，合格后办理移交手续。4、检测标准及主要依据检测依据标准通用门式起重机（GB/T14406-93）起重机安装工程施工及验收规范（GB50278-98）电器装置安装施工及验收规范（GB50256-96）主要检测仪器经纬仪、钢卷尺、弹簧秤、万用表、钳流表、兆欧表、力矩搬手、钢直尺、线锤、钢丝、等高块等。5.4.2 塔吊安装施工5.4.2.1 塔吊基础施工对于最终达到预定高度的塔机来说，选
10、用什么样的基础最好，由现场条件、地面压力来决定。根据本工程的实际情况，塔机基础选用50050001350mm的混凝土基础，该基础座落于现场原有塔机基础之上，利用原有基础的底脚螺栓相连接（为保证围护桩的稳定性，要求地铁车站建成后保留上面的水平支撑）。固定角钢安装不适当会使塔机出现严重事故（如塔身节不垂直，变形等），因此务必保证固定角钢安装的精确度，该角钢使用塔机厂家提供的角钢。固定角钢必须按混凝土基础中心线对称安装，按塔身尺寸要求构成2m的正方形。角钢采用600mm的L200220的角钢，在任何情况下都要注意固定角钢鱼尾板的尺寸（150mm）。塔机基础配筋及角钢位置见下图。5.4.2.2 塔吊立
11、塔施工1、现场考察及立塔准备有关人员要对安装塔吊的现场进行考察，要了解施工现场有关情况。现场上空有无高压线、地下有无暗沟、管道、涵洞、地下电缆等有关资料。立塔场地要求要平整。安装塔吊需一辆辅助汽车吊，它的起重性能要与所吊部件相适应，需要在安装和装配程序、安装队道路场地有很好配合。必须有专业的拆装人员，持证上岗，安全帽、防滑鞋、安全带等防护工具佩带齐全。在安装过程中，要努力减少对周围环境的噪声影响，噪声应低于国家标准，对周围树木、草坪不得刮、碰、踩、塌，注意周围环境卫生，做到环保施工。塔吊的安装由具有资质的专业队伍施工。2、立塔立塔工艺流程：固定基础及固定角钢过度节顶升套架上下支座及回转支撑塔顶
12、司机室平衡臂起重臂配重顶升标准节。固定基础及固定角钢固定角钢的安装十分重要，必须保证四个支脚的同一高度尺寸的四个销孔的中心线应在同一平面内，四个孔两两之间的绝对值0.3，固定角钢主角钢垂直于基础公差1/100，基础表面平整，平面度公差在2m2m平面内100cm，浇筑过程中应使用移动式溜槽。砼应分层浇筑，每层厚度不大于30cm，上层砼在下一层砼初凝前浇注完成。砼浇筑要连续进行，避免施工接缝。砼振捣采用50振捣棒，呈梅花形布点，移动间距不得超过30cm。振捣棒应垂直自然插入，不得扰动钢筋模板，提棒时要缓慢，防止在振捣中心形成空隙。振捣标准为表面泛浆、平坦，不再冒气泡，石子不再下沉为止。砼养护的时间
13、不得小于7d。2、卸土架安装卸土架示意图卸土架形式如图：地梁施工结束之后，暂不进行安装，待盾构下井之后再将卸土架按预定位置焊接于地梁预埋件上，焊接应牢固可靠，焊缝满足规范要求3、弃土坑主体结构施工弃土坑的开挖根据本工程的具体情况，弃土坑决定采用机械开挖，预留20cm人工清底。弃土坑深5m，结构平面尺寸为14.27.8m，考虑到结构深度、施工要求及放坡，所以开挖上口尺寸为18.510m。弃土坑不得超挖，超挖部分不得用虚土回填，应按规范处理。垫层施工弃土坑底浇注10cmC10混凝土垫层，混凝土垫层采用1010cm方木支模，平板夯振捣密实。钢筋绑扎钢筋绑扎分为两部分，先绑扎底板钢筋，待底板混凝土浇注
14、完毕之后再进行侧墙钢筋的绑扎。钢筋绑扎要求同地梁钢筋绑扎。模板支立弃土坑模板支立分为两部分，一部分为底板模板，另一部分为侧墙模板，其中侧墙模板又根据混凝土浇注高度分次支立。模板支立要求同地梁模板施工。混凝土浇注混凝土浇注分为底板混凝土浇注和侧墙混凝土浇注两大部分，因弃土坑深度大于4米故应分两次浇注，混凝土浇注要求同地梁混凝土浇注。4、肥槽回填模板拆除后，应先将坑底的有机物和施工垃圾清除干净，方可进行回填。使用蛙式夯压机，分层夯实，每层虚铺厚度不得超过20cm，控制方法为在弃土坑结构侧面弹线，注上层次。夯实时应结构两侧同步进行。采用灌砂法测回填密实度，合格后，方可进行下层回填。5、砖墙砌筑土方回
15、填结束后，在弃土坑结构上砌筑50cm高砖墙，防止雨水灌入。5.5 土体加固施工见土体加固专项施工方案。5.6 盾构机吊装、下井、组装施工5.6.1 洞口破除车站围护结构包括两部分，一部分为车站墙体；另一部分为车站围护桩。5.6.1.1 车站墙体破除盾构出洞时需穿越地铁车站墙体，车站墙体为700mm厚钢筋混凝土结构，根据车站承包商进度计划，在盾构下井时车站墙体已经完成。为了后期后浇环梁的施工及盾构出洞的需要，在墙体内盾构穿越位置需埋设钢筋接驳器及钢环，因此要求车站承包商在施工该部位的墙体时预留洞圈位置，即支立环形模板，洞口内不浇注混凝土。洞口位置示意图如下图所示：洞口示意图5.6.1.2 车站围
16、护桩破除车站围护桩桩径为1000mm，间距1500mm。采用人工凿除，在凿除过程中应分层渐进，具体过程为：先在洞圈一侧打试探孔，观察土体情况，如满足要求则进行分块凿除。按照下图分块顺序依次将各桩凿除，钢筋全部割断。清理检查，并将所有护壁混凝土及钢筋清理干净。5.6.2 安装翻板止水翻板示意图通过M24螺栓将帘布橡胶板、圆环压板等连接到洞口预埋止水钢环的螺母内，并旋紧，如图所示：5.6.3 始发托架安装1、始发架在加工厂加工完毕后，分几部分运抵工地现场，在现场地面拼成两块后吊装到始发井底板上。始发架结构型式见附图。2、由测量人员对始发架在底板上的位置进行定位，始发架调整就位后再由测量人员进行高程
17、复核，确保盾构机在始发架上组装完毕后中心与隧道中心重合。3、经测量人员复核无误后，把始发架焊接固定在底板预埋件上。4、固定后再一次检查盾构始发架的位置，符合要求方可使用，不符合要求继续调整，直到符合要求。5.6.4 盾构机及后配套台车解体、下井、组装5.6.4.1 投入设备385吨吊车，220吨吊车，25吨吊车各一台。其中，220吨吊车将配合385吨吊车完成盾构机的中盾、前盾、刀盘的空中转体，然后由385吨吊车单独将中盾、前盾、刀盘放入井中，完成组装任务。盾构机的其它部分以及后配套设备将有220吨吊车独立吊入井中，完成吊装任务。拟采用的索具是6根直径是56mm，长度8.5m，抗拉强度是1670
18、Mpa，其最小破断拉力是1540KN（钢丝绳型号637fc）；4根直径是32mm, 长度17.5m(对折使用)，抗拉强度是1670Mpa, 其最小破断拉力是504KN（钢丝绳型号637fc）；卸甲全部采用6件50吨美制弓形卸甲。5.6.4.2 吊装方案东侧洞口为始发洞口，由于始发洞口站台方向只允许使用15.5m的站台隧道区间，此长度不足以容纳4节后备台车，所以需将1至3节台车放置西侧洞口下方的站台隧道中。但是由于西侧洞口的尺寸6.55.4m，后备台车的最大长度是10.71m，最小不可解体长度8.76m，后备台车无法从西侧洞口吊入竖井，所以，预放入西侧洞口的三台后备台车均需从东侧洞口逐一放下，然
19、后在竖井下平移到西侧洞口，再移入站台隧道中，逐一完成连接。由于后备台车的最大长度是10.71m，东侧洞口尺寸是9m，所以后备台车不能整体吊入竖井，而将后备台车解体为最小不可解体长度8.76m，然后分块吊入，再在井下组装；第4台后备台车放在地面上。1、吊装前的井下准备工作： 由于始发竖井底板与车站站台隧道有1620mm的高程差，考虑到盾构机的后备台车需移入站台隧道，所以需将1620mm 的高程差找平，使后备台车的移动轨道保持在同一平面。拟采用在竖井内填砂夯实，填砂深度1382mm，在砂土层的上方铺设木轨枕后，架设轨道。为不使始发机座埋入砂中，填补始发机座后部长度和在始发竖井中预留初期掘进的积水坑
20、，需砌50的砖墙，然后填砂夯实，具体做法见图。 竖井内的轨道铺设完毕后，将电动机车吊入东侧洞口，然后将机车驶入站台隧道中待命。 将两台管片车分别吊入竖井，置于后备台车横向移动的两条轨道上（此两台管片车用于后备台车由东侧洞口转向西侧洞口）。2、后备台车的吊装（用220吨吊车）： 盾构机的第3号后备台车（不包括皮带输送机）吊入东侧竖井，置于预先放在平移轨道上的两台管片车上。 3号后备台车的皮带输送机吊入竖井，安放在3号后备台车上方并完成安装。 3号后备台车沿平移轨道平移至西侧洞口下方。 用4个20吨千斤顶将3号后备台车顶起，离开其下部的管片车，然后将2个管片车从3号台车下部推出（回到东侧洞口下方，
21、准备第2台后备台车的吊入）。 拆去3号台车下方3m长的平移钢轨，然后逐渐放松4个千斤顶，使3号后备台车缓慢的降落在通往站台隧道的钢轨上。 将3号后备台车推到站台隧道最远端。 将第步中拆除的平移钢轨从新安装。 与3号后备台车的吊装方法一样，将2号后备台车（不包括皮带输送机和超出台车后部的电机等组件）吊入竖井放在用作平移的管片车上并将2号台车的皮带输送机吊入井中完成安装。完成安装后将2号后备台车平移至西侧洞口下方，用千斤顶顶起2号台车，撤出管片车，拆去3m长短轨，将2号台车轻轻放在轨道上，将2号台车向洞门方向尽可能移至最远端。 2号后备台车的电机等组件通过西侧洞口放入井中，与2号后备台车尾部相连接
22、。 将完成组装的2号后备台车推向站台隧道中与3号后备台车完成连接。 与上述方法相同，将1号后备台车放入站台隧道中与2号后备台车完成连接。 将平移后备台车时使用的两台管片车吊上地面。 将东侧洞口下方的临时轨道和枕木拆除。 在盾构机将要落座的钢轨表面涂以足够的润滑脂（按落座的顺序分段涂抹）为下一步盾构机的组装做好准备工作。3、盾构机的吊装：吊装注意事项：了保证盾构机的初始定位状态准确，要求在安装起吊点时定位要准确，否则将给后边的调整工作带来一定的麻烦。385吨和220吨两台吊车的配合要默契，动作要平稳，严禁速度过快，信号工要积极配合，要及时准确的发出信号。吊装过程中所吊部件不可出现大的晃动，如果出
23、现要迅速消除。盾构机的吊装准备始发托架的安装见施工组织设计5.5.3吊车占位见附图（盾构机的吊装将采用385吨吊车和220吨吊车配合作业）盾构机的吊装（使用385吨和220吨吊车配合作业）吊装盾构机的中体（中体的重量81吨，轴线长度3.2m）l 385吨吊车使用的4根直径56mm的钢丝绳挂在盾构机中体外侧的4个吊耳上，另将220吨吊车使用的2个直径56mm的钢丝绳挂在盾构机中体底部内侧的2个吊耳上，这6根钢丝绳的长度是8.5m。l 在盾构机中体的中部系上2个牵引绳备用l 两台吊车配合工作，在统一的指挥下将盾构机的中体水平提起，待盾构机中体离开地面约2m后，220吨吊车暂停，385吨吊车继续缓慢
24、提升，将被吊部件逐渐竖起。将用在220吨吊车上的钢丝绳逐渐放松，此时，去掉用在220吨吊车上的钢丝绳，然后由385吨吊车将中体单独作业移至洞口上方，调整盾构机入井姿态，为争取盾构机入井后，尽量不使吊机做转向或变幅的动作（因为井下环境的狭窄,转向或变幅会引起所吊中体产生晃动，这种晃动难以控制，容易发生事故）。l 待盾构机中体平稳没有晃动后，平稳缓慢的将中体徐徐放入井中，当盾构机将到达机座时，停止下降，仔细调整中体的姿态，对正中体就落机座上的准确位置，待中体稳定后将中体缓慢放在基座上。 吊装盾构机的前体（前体的重量85吨，轴线长度3m）l 吊装盾构机前体的过程与吊装盾构机中体的过程相同。l 当盾构
25、机的前体将要到达基座时，待盾构机的前体在空中停稳后，逐渐移向事先落在基座上的中体前部，平稳缓慢的将中体和前提逐渐贴和，然后使前体平稳的落在基座上，调整前体使中体与前体的连接螺栓孔对正。l 完成中体与前体的连接。吊装盾构机的刀盘（刀盘重量46吨，轴线长度1.5m）l 吊装方法与中体、前体的方法相同。l 当完成刀盘安装后，利用液压千斤顶将已完成组装的这一盾构机主体向洞门方向顶推，直到盾构机的刀盘进入洞门接触到开挖面。l 撤去顶推用的液压千斤顶。l 在始发基座上铺设临时枕木和钢轨，与站台隧道中的轨道相连接。l 将两台管片车先后吊入井中并落在轨道上，在管片车上垫好枕木备用。此后的吊装均将采用220吨吊
26、车完成吊装吊入螺旋输送机（螺旋输送机重量21吨，长度12m）l 由于螺旋输送机的长度为12m，洞口长度为9m，螺旋输送机的长度超出洞口长度3m，所以螺旋输送机应与地面成60度夹角的姿态吊入竖井。l 将螺旋输送机缓慢的平放在事先预备好的两台管片车上，然后利用事先停放在站台隧道中的牵引机车将螺旋输送机移至竖井洞口的后方，为拼装机的安装让出洞口位置。l 拆去始发机座上的暴露在洞口正下方的临时枕木和钢轨。吊装管片拼装机和行走梁（管片拼装机和行走梁的重量26.5吨，轴线长度5.5m）l 将管片拼装机和行走梁在地面上拼装成一体。l 将管片拼装机和行走梁整体吊入竖井与盾构机中体后部的H梁对接完成相关的安装。
27、吊入盾尾（盾尾的重量28.5吨，轴线长度3.6m）l 将盾尾在地面上拼装成整环，然后将盾尾吊入竖井与中体尾部连接。l 将4中拆除的枕木和钢轨从新恢复铺设，为安装螺旋输送机做好准备。安装螺旋输送机l 将前面移至站台隧道中的螺旋输送机再次移至洞口下方，从新系好钢丝绳，由于螺旋输送机正确安装后的轴线将与地面成23度夹角，所以系挂钢丝绳时应调整钢丝绳长度使螺旋输送机的轴线与地面尽量接近23度夹角。l 在盾构机中体的后部预先准备两台5吨的手拉葫芦。l 将螺旋输送机吊起，使螺旋输送机的前部逐渐接近螺旋输送机的安装孔，利用两台5吨手拉葫芦相配合将螺旋输送机的前部插入安装孔并完成螺栓连接。其他l 将两台管片车
28、中的一台吊上地面，将另一台移至站台隧道中备用，拆去始发机座上的临时钢轨和枕木l 拆去始发机座的后半部。l 安装反力架和反力环。l 连接盾构机和后备台车的临时管线。l 将4号后备台车在地面上摆放就位。l 架设始发机座后部的轨枕与钢轨。盾构机下井组装见下图：5.6.5 盾构机前移1、盾构机的中体、前体和刀盘组装完成后用千斤顶将其前移，为安装管片拼装机、螺旋输送机和盾尾以及反力架及反力环作准备。2、前移的速度要尽量快，刀盘靠到土体上后千斤顶要继续保压以平衡土体压力。5.6.6 反力架安装当完成了盾尾的拼装后将始发基座的后半部分解体吊出地面，为反力架安装让出位置。反力架由横撑、竖撑、斜撑3部分组成（反
29、力架结构型式见附图），其中横撑考虑到不同的竖井尺寸，由可拆卸的两部分组成。1、在地面以上将反力架的上、下横梁及两根立柱拼装成一个整体（全部是螺栓连接），水平放置，反力架的正面向上。2、将反力环没有螺栓孔的一面面向反力架，平放在水平放置的反力架上，准确的调整反力架的中心位置，并保证反力环的楔形处于正确位置。经反复校正中心定位及楔形定位后将反力环焊接在反力架上。3、用汽车吊将反力架吊入竖井，竖立在事先安装好的反力架预埋件上，经专业测量人员测量校正反力架的水平、前后的高度，确保反力环的中心与隧道的中心线重合，反力环的平面与隧道中心线垂直以后将反力架的立柱与预埋铁焊接，严格控制焊口焊接质量，保证焊接强度符合设计要求。4、下放斜撑，定位并用螺栓固定到横撑和竖撑上。5、将横撑自由端与车站内预埋铁焊接牢固。5.7 盾构掘进参数5.7.1 土压计算： 土压： 水压： 土体自重：侧向摩擦力+rBD/2) 计算简图如下：