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1、广东省建筑业新技术应用示范工程应用成果 盾构法施工总结 广 东 水 电 二 局 股 份 有 限 公 司 深 圳 地 铁 2 号 线（蛇 口 线）东 延 段 工 程 土 建2226 标段 二一一年六月 1 目 录 一、工程概况.2 二、常规土压平衡盾构施工方法.3 三、盾构法与矿山法组合掘进技术.8 四、盾构叠线施工技术.11 五、质量保证措施.20 六、总结.24 2 一、工程概况 1、分项概况 盾构法属于盾构掘进与管片拼装分部工程内，其分项包括：盾构掘进、管片拼装、壁后注浆共三项分项工程。2、地理位置及周边环境【大剧院站东门站区间】位于深南东路底下，线路呈东西走向。区间隧道从大剧院站往东沿深
2、南东路前行，下穿宝安南路人行隧道、16m 宽暗渠、布吉河桥、和平人行天桥、和平路立交桥、广深铁路立交、建设路立交桥、建设路人行 天桥，下穿一号线老街站至国贸站区间，再下穿人民南人行天桥、东门中路人行隧道，到达东门南站。3、工程概况【大剧院站东门站区间】隧道左右线总长 3302.857m，右线全长 1651.429m，左线全长 1651.428m，均为地下线路。区间隧道线路平面上左线有 5 个曲线段，右线有 4 个曲线段，隧道最大平曲线半径为 3000m，最小平曲线半径为 450m；线间距 12.24 25.35m，隧道轨面埋深约 19.252 36.118m；隧道纵坡为“”形坡，隧道最大纵坡为
3、 26.808，最小纵坡为 2，竖曲线左右线各 5 处。区间左、右线隧道分别采用维尔特和海瑞克6280mm复合式土压平衡盾构机进行施工，盾构掘进断面6280mm，拼装管片外径6000mm、内径5400mm。矿山法隧道左右线开挖长 904 米，盾构空推拼装管片通过。左、右线盾构从大剧院站平行始发，到达东门站前 120m变为叠加隧道出洞，右线（下洞）先于左线（上洞）始发和到达。左、右线隧道上下净距为 2m。区间平面图如下：重叠段位于深南东路北侧人行道下方，地面建筑物有振华大厦、富丽华大酒 大 剧 院东门站 重叠隧道 矿山法空推段 3 本工程运用了常规土压平衡盾构技术、盾构机过矿山法隧道技术及叠线盾
4、构施工技术等新技术。使用新工艺新技术见下表：序号 使用新技术名称 应用部位 应用数量 备注 1 1.4.3 盾构法 区间隧道 2398 米 土压平衡法 二、常规土压平衡盾构施工方法、施工流程 、掘进施工、正式掘进施工阶段采用试掘进阶段所掌握的最佳施工技术参数，结合具体的地质情况，通过加强施工监测，不断完善施工工艺，控制地面沉降 、掘进之前由工程部土木工程师下达掘进指令与管片指令，主司机应严盾 构 掘 进测点坐标输入RSS安装密封止水条拧紧管片螺栓吊运下井电瓶车运输就位质量检验抹孔嵌缝管片出厂现场管片检验及掘进速度况设定土仓压力根据地面沉降情安装管片管片位置调整同步注浆千斤顶推进到位地面沉降监测
5、门吊提升出井反铲装车外运卸入弃碴坑皮带运输机运输螺旋输送机出土电瓶车运输碴车装碴根据RSS调整盾构机姿态 盾构法施工工艺流程图 4 格按照掘进指令上的各种参数进行掘进，拼装管片应按照管片指令上所注明的管片布置形式进行安装。、掘进过程中，应根据 RSS 系统给出的坐标值严格地控制好盾构机地姿态，当盾构机的水平位置或高程偏离设计轴线 20 时，便要进行盾构机姿态的纠偏。且在纠偏过程中，每一循环盾构机的纠偏值水平方向不超过 9，竖直方向不超过 5。、掘进过程中，严格控制和记录好各组油缸的行程。在直线段，各组油缸的行程差每循环不能超过20。、盾构机在停止掘进时，土仓内应保持相应的压力，以防止在安装管片
6、或停机时，掌子面发生坍塌。、在掘进过程中，盾构机的趋势不能突变，每一个循环盾构机的水平和高程的趋势改变量不能超过2。、在每个循环掘进之后，必须由土木工程师对盾尾间隙进行测量。将测量数据记录下来并将其输入RSS系统，通过 RSS系统计算后预测出下几环管片的布置形式。、背衬注浆与掘进应同时进行，背衬注浆是控制地表沉降的关键工序，所以应严格做到没有注浆就不能掘进。、盾构掘进施工全过程须严格受控，工程技术人员应根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、刀盘扭矩、油缸推力、盾尾间隙、油缸行程等各种测量和量测数据信息，正确下达每班的掘进指令及管片指令，并即时跟踪调整。盾构机主司机及其他部位操
7、作人员必须严格执行掘进指令以及管片指令，细心操作，对盾构机初始出现的偏差应及时纠正，绝对不能使偏差累积，造成超限。盾构机纠偏时，纠偏量不要太大，以避免管片发生错台和减少对地层的扰动。、施工人员应逐日、逐项、逐环做好施工记录，记录内容。、背衬注浆及二次补强注浆 本标段的背衬注浆采用同步注浆的方式，即注浆与盾构掘进同时进行，通过同步注浆系统及盾尾的注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行。同步注浆与盾尾空隙形成在瞬间产生，从而使周围岩体获得及时的支撑，可有效地防 5 止岩体的坍陷，控制地表的沉降。在采用 EPB模式掘进时，由于地层稳定性差，采用同步注浆方式的重要意义更为明显。、注浆的目的与原则
8、 1）、使管片与周围岩体的环形空隙尽早建立注浆体的支撑体系，防止洞室岩壁坍陷与地下水流失造成地层损失，控制地面沉降值。2）、尽快获得注浆体的固结强度，确保管片衬砌的早期稳定性。防止长距离的管片衬砌背后处于无支承力的浆液环境内，使管片发生移位变形。3）、作为隧道衬砌结构加强层，具有耐久性和一定强度。充填密实的注浆体将地下水与管片相隔离，避免或大大减少地下水直接与管片的接触，从而作为管片的保护层，避免或减缓了地下水对管片的侵蚀，提高管片衬砌的耐久性。、注浆材料、配比与性能指标 根据不同的注浆方式和注浆部位，注浆材料及配比、性能指标如下表。注浆材料配比和性能指标表 注：水泥采用 425#普通酸硅盐水
9、泥。注浆的浆液采用惰性浆液，初凝时间为 8 小时左右。抗压强度大于 1.2Mpa，施工前提供试验配合比报告。同步注浆采用盾构机后配套附带的同步注浆系统，补强注浆采用自备的注浆泵，补强注浆管路系统及孔口管自制，与管片吊装孔的配套，并配有泄浆阀。、注浆设备配套 浆液在洞外拌制，采用自行设计的自动搅拌站，拌制好的浆液自流至储浆罐中待注。、主要注浆参数 1）、注浆压力 注浆方式 配 比 备注 水（kg）水泥（kg）细砂（kg）粉煤灰（kg）膨润土（kg）同步注浆 355 120 779 380 60 一般段 355 180 779 310 55 洞口段 补强注浆 100 100 单液或双液 6 为充分
10、充填盾构施工产生的地层空隙，避免由此引起的地表沉陷，影响地表建筑物与地下管线的安全；同时避免过大的注浆压力引起地表有害隆起或破坏管片衬砌，并防止注浆损坏盾尾密封。理论上注浆压力略大于地层土压与水压，一般同步注浆可由同步注浆控制系统根据地层特点与掘进状态自动控制，一般压力控制在 0.15 0.25MPa，补强注浆压力控制在 0.25 0.4MPa。2）、注浆量 同步注浆量根据盾构施工背衬注浆注浆量经验计算公式：QV 其中：指注浆率（一般取 130%180%）V 盾构施工引起的空隙（m3）V=（D2-d2）L/4 L 回填注浆段长即预制管片每环长度（预制管片每环长 1.5m）将实际数据代入得：Q3
11、.14(6.26262)1.5/4 1.3(或 1.8)得出每环注浆量为 4.9 6.8m3环（1.5m），一般情况下为 5.0m3左右。补强注浆量具体由现场试验确定（以压力控制为主，原则上不超过 4kg/cm2）。3）、注浆速度 同步注浆速度与掘进速度相匹配，即 V=10 V0（D2-d2）/4 其中：V0为掘进速度（cm/min）根据经验补强注浆可控制在 1025L/min 以内，以获得对岩层较为均匀的渗透。4）注浆顺序 为了使环形间隙能较均匀地充填，并防止衬砌承受不均匀偏压，采用左右对称注浆。同步注浆同时对盾尾预置的 2 个注浆孔进行压注，在每个注浆孔出口设置分压器，以便对各注浆孔的注浆
12、压力和注浆量进行检测与控制，从而获得对管片背后的对称均匀压注。补强注浆先压注可能存在大的空隙一侧、或软岩、或节理裂隙较发育的一侧。5）注浆控制程序 注浆工艺是实现注浆目的，保证地面建筑物、地下管线、盾尾密封及衬砌管片安 7 全的重要一环，因此必须严格控制，并依据地层特点及监控量测结果及时调整各种参数，确保注浆质量和安全，做到万无一失。、注浆质量保证措施 在开工前制定详细的注浆作业指导书，做到操作性、规范性和实用性。1）、注浆前进行详细的浆材配比试验，选定合适的注浆材料及浆液配比，保证所选浆材配比、强度、耐久性等物理力学指标符合业主和设计要求。2）、制订详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆质量控制
13、程序，严格按要求实施注浆、检查、记录、分析，及时做出 P（注浆压力）Q（注浆量）t（时间）曲线，分析注浆效果，反馈指导下次注浆，并及时报告业主和监理及现场工程师。3）、成立专业注浆作业组，由富有经验的注浆工程师负责注浆技术工作。4）、根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果，及时进行信息反馈，修正注浆参数设计和施工方法，发现情况及时解决。5）、做好注浆设备的维修保养，注浆材料供应，保证注浆作业顺利连续不中断进行。、管片拼装、管片的堆放及运输 管片在出厂时须经过严格的质量检验，达到设计强度、复合设计要求的管片才能容许出厂。管片进场后，堆放不得超过三层，并在每层之间搁置点处安置方木垫，每
14、层之间应上下对齐，凡有缺角、损边、麻面的管片不得用于井下拼装。管片通过地面上的 15T 龙门吊将管片吊放在管片运输车上，运至管片安装机位置。、管片的起吊、移动和拼装 用管片单轨吊机先将管片从运输车上取下，用双轨吊机按管片安装顺序吊运至拼装机能拾取的位置。管片运输机将管片输送给拼装机。管片拼装时先就位底部管片，然后自下而上左右交叉安装，每环相邻管片均布摆匀并控制环面平整度和封口尺寸，封顶管片先搭接 1200mm径向推上，然后纵向插入成环。管片拼装中应保持盾构稳定状态，并防止盾构后退和已拼装管片受损。在管片拼装机钳牢管片操作过程中，施工人员退出管片拼装范围。8、管片间的螺栓连接 成环管片均有纵、环
15、向螺栓连接，环向螺栓每环配 12 枚，纵向螺栓每环配10 枚。其连接的紧密度将直接影响到隧道的整体性能和质量。因此每环拼装结束后应及时拧紧纵、环向螺栓，在推进下一环时，应在油缸的推力作用下，复紧纵向连接螺栓。、管片拼装的质量控制 管片拼装允许偏差为：高程和平面50mm；每环相邻管片平整度 4mm；纵向相邻环环面平整度 5mm；衬砌环直径椭圆度 5；管片混凝土最大允许裂缝宽度为 0.2mm。、管片拼装的注意事项 1）、管片衬砌环的纵缝不齐或各块管片超前、不等将影响环面的平整度，造成衬砌环碎裂，拼装要求环面不平度小于 3mm；施工中经常检查环面是否垂直于隧道设计轴线，环面上下左右超前量小于 20m
16、m。2）、为提高成环轴线精度或调整管片在曲线上的衬砌，可运用相邻环高差来弥补，但要避免过量，控制在 4mm以内（每 4 环）。此曲线段要贴设不同厚度的石棉橡胶板，便于曲线顺利过渡。3）、衬砌成环后，在纵向螺栓拧紧前进行衬砌环直径椭圆度的测量，当椭圆度大于 5时，进行调整。4）、在拼装管片时，油缸的回缩和复位应根据管片拼装的顺序依次进行，不得把油缸一次性全部缩回，或等管片拼装完毕后一次性复位。三、盾构法与矿山法组合掘进技术 1、概述 本区间右线 YDK31+840 YDK32+153、YDK32+198.6YDK32+420和左线ZDK31+830ZDK32+153、ZDK32+207.2ZDK
17、32+420段隧道穿越中风化、微风化地层，岩石强度最高达 120mp，盾构机掘进施工效率较低。为了加快工期，设计在该地段采用了矿山法+盾构法相结合的施工技术：先人工钻爆矿山法形成净空直径6400 的隧道，然后盾构机空推拼装管片通过。2、主要施工技术 9 盾构过矿山法隧道剖面结构如下图所示：盾构过矿山法隧道剖面图 、导台施工 矿山法隧道施工完成后在隧道底部施工一导向平台。导台支撑着盾构机并为盾构机前进起导向作用，盾构机在导台上空载推进并拼装管片。导台砼强度等级 C30，厚 150mm，导台断面圆弧与隧道中心夹角为 60。每延米导台砼量为 0.253m3。1）导台施工顺序 铁路桥以西矿山法隧道：从
18、矿山法隧道西端里程 ZDK31+830（YDK31+840）处往东施工至 1#、2#竖井横通道 ZDK32+143；再从矿山法隧道东端里程ZDK32+153（YDK32+153）处往西施工至 1#竖井横通道 YDK32+143 处。铁路桥以东矿山法隧道：从矿山法隧道西端里程 ZDK32+207.2（YDK32+198.6）处往东施工至 3#竖井横通道 ZDK32+329.5；再从矿山法隧道东端里程 ZDK32+420（YDK32+420）处往西施工至 3#竖井横通道 ZDK32+329.5处。2）施工分段：每 30 米作为一个施工段。3）砼供应和运输：采用商品砼，砼通过竖井井架葫芦吊垂直运输采
19、到井底，再用汽车从竖井底运输到工作面，人工用斗车运送砼入仓。10 4）浇筑方法：在浇筑段外周安装模板，并测放浇筑面标高，人工按设计园弧断面摊铺砼，砼坍落度控制在 1012cm，再采用振动棒振捣密实，最后人工修整符合设计断面要求。、盾构空载推进 盾构机空载推进依据刀盘与导向平台间的关系，调整各组油缸的行程，使盾构姿态沿设计方向推进。开始段推进速度控制在 1540mm/min，熟练后控制在 6085mm/min，总推力约 300t，下部油缸压力略大于上部油缸。曲线段，计算出盾构机每进一环的偏转角与铰接油缸行程差和推进油缸行程差。盾构推进前复核钻爆隧道与盾构机轴线误差，并调整铰接油缸、推进油缸，保证
20、盾壳与钻爆隧道间的间隙，确保盾构按隧道轴线推进。、安装管片 管片安装从隧道底部开始，先安装标准块，依次安装相邻块，最后安装封顶块。封顶块安装时先径向插入约 6/7 管片宽度，调整位置后缓慢纵向顶推。管片块安装到位后，及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，然后移开管片安装机。、管片背后豆砾石充填及注浆 矿山法隧道净空直径6400，管片外径6000，管片与隧道初衬之间有20cm宽的环形空隙，在盾构向前推进的同时喷射豆砾石充填，并同步注入水泥浆，使管片脱离盾尾时，由于豆砾石对管片的支撑，防止管片下沉产生错台，并增加盾构向前推进的摩擦力。管片背后同步注浆，使管片与地层紧密接触，提高支护效果。每环管片豆砾
21、石充填量为 5.84m3，采用 510mm大小的花岗岩。3、施工方法：、采用砼喷射机吹豆砾石，喷射机布置在盾构刀盘前方约 15 米处，附近堆放豆砾石，豆砾石通过竖井葫芦吊垂直运输和洞内汽车水平运输到喷射地点，压缩空气从竖井外压缩机通过管道提供，盾构往前推进两环，吹填豆砾石两环，吹填前先将盾构刀盘与隧道初支的空隙处用袋装砾石封堵，防止吹填时豆砾石和浆液流出。按照从里到外、从下到上的吹填方法把盾体外的空隙填满，喷管操作人员站在焊接在刀盘上的施工平台上。11、同步注浆采用水泥浆，水泥浆水灰比 1：10.5：1，注浆压力现场灵活控制，以将豆砾石填充饱满、密实为原则。水泥浆初凝控制在 8h、终凝控制在
22、12h 左右。施工时根据浆液的流动情况，适当调整浆液水灰比以及胶凝时间。、盾构在 3#竖井横通道以西矿山法隧道空推时，由于盾构前方隧道无施工通道，施工人员、压缩空气管道改从人闸室进入。提前将豆砾石每隔20 米左右堆放在隧道内，不足部分从盾构人闸室输送豆砾石。、管片外侧二次注浆 管片顶部豆砾石往往很难一次注浆充填密实，留有少量空洞，当管片脱出盾尾等第一次注浆凝固后，每隔 4 环打穿 B或 C环管片吊装孔，检查第一次注浆效果，及时进行第二次注入水泥。四、盾构叠线施工技术 1、概述 盾构隧道到达东门站前120m变为叠加隧道出洞，右线（下洞）先于左线（上洞）始发和到达。重叠段里程（Z）YDK32+99
23、6.162(Z)YDK33+116.162（管片环号：10201100），左、右线隧道上下净距为 2m。重叠段位于深南东路北侧人行道下方，地面建筑物有振华大厦、富丽华大酒店，重叠段隧道顶部距地面埋深约 9.33m9.67m。重叠隧道左线主要处于全风化花岗岩、强风化花岗岩片麻岩中、全风化凝灰质粉砂岩、强风化凝灰质粉砂岩地层中，局部地段（10501075 环）隧道地质为上软下硬，洞身上部为强风化凝灰质粉砂岩，下部为中风化凝灰质粉砂岩。重叠隧道右线 10201078 环为全断面中风化花岗岩片麻岩和微风化花岗岩片麻，10791088 环为上软下硬，洞身上部为，下部为 中风化凝灰质粉砂岩，1089110
24、1 环为全断面强风化凝灰质粉砂岩。地下水类型主要是上层滞水、孔隙承压水、基岩裂隙水和岩溶裂隙水，水量一般。12 重叠隧道地质剖面图 2、主要施工技术、对下洞采用满堂红钢管支架进行加固 1）扣件式满堂红钢管支架布置 由于重叠隧道净距只有 2m，设计对右线（下洞）叠线段管片采取了加大配筋的措施，在此基础上，为了确保左线（上洞）盾构掘进施工时右线成型隧道的安全，拟采取扣件式钢管搭设满堂支架对下洞进行支撑加固，待盾构机通过后再拆除，根据隧道的地质条件以及目前施工进度情况，同时考虑电瓶车能通过钢架运输材料的条件，按照支撑稳固、安装拆除方便快捷且经济合理的原则进行钢管支架设计。钢管支撑布置详见附图。102
25、0103010401050106010701080109011002.0m 13 2）钢管支架验算 本计算利用有限元分析软件midas GTS模块针对钢架加固对左线盾构隧道进行二维施工阶段分析模拟左线施工对右线产生的影响。本计算假设盾构同步注浆是及时和饱满的，未盾构施工扰动、以及刀盘推力对地层参数的影响。计算模型：土体模型采用摩尔库伦理想弹塑性本构模型，盾构管片和加固钢结构支架均采用线弹性模型，计算模型如下：计算模型图 14 为较好的模拟左线隧道施工对右线隧道影响，将左线隧道按实际施工工况进行模拟。盾构设备自重及竖向施工荷载约 370t=3700KN，作用长度 10.7m，计算按均匀作用在管片
26、宽度上均布荷载，地面超载按 20kpa 考虑。通过施工工况的模拟分析，可以得左线盾构施工对右线已施工完毕隧道影响。模拟盾构工况各步骤结果见下图，各工况位移情况如下:步骤一：右线隧道施工 右线隧道施工（位移）步骤二：右线隧道架设支撑，为了更好的表达上线（左线）隧道施工时对已完成下线（右线）隧道的影响，在此工况对位移进行清零。架设支撑 15 步骤三：左线施工 左线施工（位移）第四步：左右线施工完毕终态 上线（左线）施工工况，下线（右线），受力状况 16 左线施工（轴力）左线施工（弯矩）结果分析：上部左线隧道施工过程中，在掘进过程中螺旋机出土后，右线隧道顶部荷载减少，对下部右线隧道沉降产生一定影响，
27、主要体现为下线（右线）整体稍许上浮。在上部左线隧道施工完毕后，由于盾构机自重及施工荷载卸载，下部右线隧道有也有上浮趋势。17 通过增加内支撑结构传递荷载，盾构变形有所减少，在左线施工过程中，整个右线隧道受力在允许范围之内。钢管支架加固施工顺序 左线（上洞）盾构机到达重叠隧道前，先安装好右线（下洞）重叠段前 20环（10201039 环）钢管支架，当左线盾构机掘进至位于右线已安装好 20 环钢管支架上方中心位置，即盾构机刀盘到达 1033 环时，左线盾构机每向前每掘进一环，钢管支架同步向前延伸一环（可将最后一环钢管支撑拆除安装到最前面一环，重复利用钢管），始终使左线（上洞）盾构机掘进始终处于下洞
28、 20 环钢管支撑加固区域的中心位置，以保护下洞的安全。如下图所示：、钢管脚手架搭设 1）、立杆 立柱的纵横向间距为按图所示。顶托梁采用 100100 木方，可调支撑托节点。立杆脚部设置横向扫地杆，纵向扫地杆应采用直角扣件固定距底托不大于 200mm 处，横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。立杆上的对接扣件应交错布置：两相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500mm；各接头中心至主节点的距离不小于步距的1/3。1020103010401050106010701080109011002加固区域共80环20环钢支撑 18 2
29、）、纵向水平杆 纵向水平杆应设于立杆内侧，其长度不小于 3 跨。纵向水平杆接长采用对接扣件连接，对接扣件应交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不小于 500mm，各接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3。纵向水平杆作为横向水平杆支座，用直角扣件固定在立杆上。支架同一步中，纵向水平杆应四周交圈，用直角扣件与内外角部立杆固定。满堂红钢管支顶体系平面布置应确保水平杆连续设置。3）、横向水平杆 主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件连接，且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm，横向水平杆与管片接触的顶托梁
30、采用 100100 木方，可调支撑托节点。横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。4）、斜撑 斜采用搭接方式连接，且搭接长度不少于 1m，等间距设置 3 个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至杆端距离不应小于 100mm，斜撑与管片接触的顶托梁采用 100100 木方，可调支撑托节点。5）、扣件安装 扣件规格必须与钢管外径（48）相同。螺栓拧紧力不应小于 40N.m，且不应大于 65N.m。在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于 150mm。对接扣件开口应朝上或朝内。各杆件端伸出扣件盖板边缘的长度不应小于 100mm。4）、支顶架搭设质
31、量要求 支架搭设基本要求：横平竖直、整齐清晰，图形一致连接牢固，受荷安全不变形。19 立杆垂直偏差其偏心距不大于 25mm。水平杆的水平偏差：纵向水平杆的水偏差不大于 30mm。横向水平杆的水平偏差不大于 30mm。支架的步距，主杆横距偏差不大于 25mm。扣件紧扣力一般控制在 4555N.m内，不得低于 45N.m或高于 60N.m。3、施工进度计划 根据目前盾构施工进度情况，右线盾构刀盘预计在 2010 年 8 月 8 日进入加固区，在 2010 年 8 月 15 日出洞，考虑到钢架底座与盾构台车及电机车轨枕共用，钢架施工安排如下：1）钢架底座安装：2010 年 8 月 8 日2010 年
32、 8 月 15 日；2）前 20 环（10201039 环）钢管支架安装：计划在右线（下洞）盾构机出洞后开始安装，且必须在左线盾构到达加固区前完成，时间安排在 2010 年 8月 15 号2010 年 8 月 25 日。3）10401101 环钢管支架安装：随着左线盾构掘进速度逐环拆除再安装，计划时间安排：2010 年 9 月 2 日2010 年 9 月 20 日。4、劳动组织安排 钢管支撑安装人员组织见下表，分两班作业：钢管支撑安装劳动组织安排表 项目 技术员 质检 安装工 焊工 电工 安全 合计 人数 2 2 12 2 2 2 22 5、对下洞的监测 1）监测目的及内容：成型管片的纵向垂直
33、位移监测，水平偏移监测、管片净空收敛。2）监测布点 水平收敛位移测点布置断面和拱顶下沉测试断面相同，每个断面布置 2 对测点，详见断面测点布置详见下图。3）量测方法：成型管片的纵向垂直位移监测；采用水准测量的方法测量遂道底正下方固定位置的高程变化量。监测精度与地表监测相同。20 4）测量频率 1)、开挖面距测量目标前后2B时，1 次/d；2)、开挖面距测量目标前后5B时，1 次/2d；3)、开挖面距测量目标前后5B时，1 次/1 周。5）数据处理 每次量测提供各测点本次收敛和累计收敛报表，并结合工况绘制收敛时程曲线及收敛数据曲线，并应进行数据处理或回归分析，必要时对收敛变化量大而快的测点绘制沉
34、降速率曲线。依据回归分析、预测净空收敛变化最终值；以收敛时间曲线为基础，根据收敛、收敛速率等分析、评定隧道的稳定性。五、质量保证措施 施工全过程质量保证、组织系统保证和工程质量保证三个施工现场的质量保证体系，形成一个明确任务、职责及权限、互相协调、互相促进的有机体系。对现场施工中的关键问题，薄弱环节采取针对性的措施和方法，加以重点控制和管右线洞内测点布置图 左线右线1234 21 理，以保证达到规定的质量标准。1、掘进控制程序 在盾构掘进中，保持土仓压力与作业面压力（土压、水压之和）平衡是防止地表沉降，保证建筑物安全的一个很重要的因素。土仓压力值 P 的选定。P 值应能与地层土压力和静水压力相
35、抗衡，设刀盘中心地层静水压力、土压力之和为 P0，则 PK P0，K 一般取 1.01.3，在地层掘进过程中根据地质和埋深情况以及地表沉降监测信息进行反馈和调整优化。地表沉降与工作面稳定关系以及相应措施对策见下表。地表沉降与工作面稳定关系以及相应措施与对策 土仓压力 P 的保持，主要通过维持开挖土量与排土量的平衡来实现。可通过设定掘进速度、调整排土量或设定排土量、调整掘进速度两条途径来达到。排土量的控制 排土量的控制是盾构在土压平衡工况模式下工作时的关键技术之一。理论上螺旋输送机的排土量 QS 是由螺旋输送机的转速来决定的，当推进速度和 P 值设定，盾构机可自动设置理论转速 N：QS=VSN
36、VS设定的每转一周的理论排土量 QS与掘进速度决定的理论碴土量Q0相当，即：Q0=AVn0 A切削断面面积 n0松散系数 V推进速度 通常，理论排土率用 K=QS/Q0表示。理论上，K 等于 1 或接近 1，这时碴土就具有低的透水性且处于良好的塑流状态。事实上，地层的土质不一定都具有这种特性，这时螺旋输送机的实际出土地表沉降信息 工作面状态 P 与 P0关系 措施与对策 备 注 下沉超过基准值 工作面坍陷与失水 PmaxP0 增大 P值 Pmax、Pmin分别表示 P的最大峰值和最小峰值 隆起超过基准值 支撑土压力过大，土仓内水进入地层 PminP0 减小 P值 22 量就与理论出土量不符，当
37、碴土处于干硬状态时，因摩阻力大，碴土在螺旋输送机中的输送遇到的阻力也大，同时容易产生固结、阻塞现象，实际排土量将小于理论排土量，则必须依靠增大转速来增大实际出土量，以使之接近 Q0。这时 Q0QS，K1。当碴土柔软而富有流动性时，在土仓内高压力的作用下，碴土自身有一个向外流动的能力，从而使实际排土量大于螺旋输送机转速决定的理论排土量，这时，Q0QS，K1，必须依靠降低螺旋输送机的转速来降低实际排土量。当碴土的流动性非常好时，由于输送机对碴土的摩阻力减小，有时还可能产生碴土喷涌现象，这时，转速很小就能满足出土要求，K 值接近于 0。碴土的排出量必须与掘进的挖掘量相匹配，以获得稳定而合适的支撑压力
38、值，使掘进机的工作处于最佳状态。当通过调节螺旋输送机的转速仍不能达到理想的出土状态时，可以通过改良碴土的塑流状态来调整。支撑介质碴土具有的特性 在土压平衡工况模式下碴土应具有以下特性：1）、良好的塑流状态 2）、良好的粘软稠度 3）、低的内摩擦力 4）、低的透水性 一般地层岩土不一定具有这些特性，从而使刀盘摩擦增大，工作负荷增加。同时，密封仓内碴土塑流状态差时，在压力和搅拌作用下易产生泥饼、压密固结等现象，从而无法形成有效的对开挖仓密封和良好的排土状态。当碴土具有良好的透水性时，碴土在螺旋输送机内排出时无法形成有效的压力递降，土仓内的土压力无法达到稳定的控制状态。当碴土满足不了这些要求时，需通
39、过向刀盘、混合仓内注入添加剂对碴土进行改良，采用的添加剂种类主要是泡沫或膨润土。2、隧道衬砌质量控制、管片制作质量的好坏，直接关系到隧道施工质量。为保证隧道施工质量，首先应加强衬砌管片验收的质量管理。、拼装成环质量控制 施工时必须严格控制管片拼装精度。管片成环后（刚出盾尾时）直径允许偏 23 差10，相邻环间拱底块环向相对值3，纵缝张开2，相邻环的环面间隙 1，相邻环管片允许高差 4。、管片密封圈、传力衬垫均应按设计的要求粘贴，堆场内应有防雨布遮盖管片。、管片运抵现场应出具质保书，工地质量员应进行逐块验收，不符合质量标准的管片不能用于施工。、管片应分类分区堆放。管片用的垫座，应包裹橡胶，吊放管
40、片应轻吊轻放，防止管片现场损坏。管片有缺损部应及时补修至符合要求后方可使用。、管片下井及拼装过程中，应避免碰撞，管片缺损部位应及时进行修补。、封顶块纵向插入时要保证横向开口尺寸，严禁强行将封顶块插入，避免管片密封圈损坏。、管片密封圈粘贴应该正确，质量符合设计要求，防止脱落和胶带外露。3、隧道轴线控制、在盾构推进施工的整个期间，必须及时地掌握盾构机的方向和位置，严格对盾构机进行姿态控制，是确保隧道施工实际偏差控制在 50 以内的首要条件，进而认真地进行推进测量管理。、推进测量管理应在每推进一环后进行。通过室内对测量数值的分析计算，及时地发布操作指令，适时纠偏。对初始出现的小偏差以二分之一允许值的
41、标准纠正，避免误差累积，是保证工程轴线实际施工精度的前提。4、管片拼装质量控制、环向、纵向螺栓在盾尾中拼装时必须全部穿进拧紧。所有螺栓应在推好一环，千斤顶加缩后复拧一次，务必使螺母垫圈与管片埋件压紧，并对直径偏差控制小于 10。、在盾构推进中应留意四点同步压浆的压力、流量均衡性，防止衬砌环发生失圆。24 大东区间右线盾构始发实拍照片 盾构管片拼装实拍照片 六、总结 本工程通过以上新工艺新技术应用，取得了显著的社会效益及经济效益。表现在：25 序号 使用新技术名称 社会效益 经济效益 备注 1 盾构法 成功下穿深南大道、运营地铁 1 号线、广深铁路、各类公路桥、人行天桥、布吉河等重要构筑物；施工过程未发生任何负面的社会投诉和干扰，确保工期目标实现