隧道盾构始发方案

中交第一航务工程局有限公司3#盾构井佛城西路站站盾构区间盾构始发专项方案工程名称：南京市城市快速轨道交通地下市政工程04合同段3#盾构井佛城西路站区间编制单位： 中交一航局城市交通工程有限公司 第二项目经理部 编 制 人： 胡 超 技术负责： 刘 刚 报送日期：2012年06月TA04-1标3#盾构井佛城西路站区间隧道 盾构始发专项方案 中交一航局城 中交一航局城市交通工程 45 目 录1工程概况11.1工程位置和范围11.2工程环境11.2.1周边道路与地面交通11.2.2周边建筑物建筑物11.2.3地下管线及构筑物21.2.4气候条件21.3工程地质及水文地质21.3.1工程地质21.3.2水文地质51.4设计概况51.4.1区间隧道设计概况51.4.2始发井设计概况62编制依据及说明62.1编制依据62.1.1甲乙双方签订的合同名称及文号62.1.2设计文件的名称及文号62.1.3主要应用规范、规程及标准名称72.1.4相关的职业健康安全及环保标准82.2编制说明83施工计划93.1施工进度计划93.1.1施工筹划93.1.2临时设施施工安排103.1.3盾构始发进度计划103.2人力需求计划113.2.1人力资源配置113.2.2 班组人员需求计划123.3设备、机具配置及材料需求计划143.4与上隧同井始发协调计划143.4.1基本情况153.4.2同井始发步骤164始发工艺技术184.1始发步骤194.2施工准备194.2.1技术交底194.2.2地面准备204.3井点降水204.4托架及反力架安装214.4.1托架安装214.4.2反力架安装224.4.3安装质量标准234.4.4主要安装措施234.5轨道铺设及电瓶车车头下井244.6 盾构吊装244.7盾构调试及验收244.7.1盾构调试254.7.2盾构验收254.8样孔开设264.9洞门凿除264.10 安装止水装置及盾体防扭装置274.10.1安装止水装置284.10.2安装防扭装置284.11负环拼装294.12盾构切入土体304.13洞门封堵304.13.1洞门封闭304.13.2洞门注浆314.14壁后注浆324.14.1 注浆目的324.14.2 注浆方式324.14.3 同步注浆324.14.4 二次补强注浆344.14.5 注浆主要参数354.14.6 注浆效果检查364.14.7 同步注浆质量保证措施364.15始发施工主要参数的确定364.15.1平衡压力值的设定364.15.2 推进出土量的确定374.15.3 推进速度的确定374.15.4同步注浆量的确定375施工安全保证措施385.1 技术保障措施385.1.1安全防护措施385.1.2安全用电措施385.2施工监测395.2.1地表沉降监测布点395.2.2隧道内监测点布设395.2.3监测要求395.3应急预案405.3.1组织机构405.3.2职责405.3.3发生突发事件上报程序425.3.4应急机械设备配备425.3.5 应急材料的配备435.3.6应急措施436始发安全组织保障446.1安全管理组织机构446.2安全管理人员职责456.3特种作业人员持证情况457计算书及相关图纸467.1计算书467.1.1 反力架支撑计算书467.2 附图467.2.1 场地布置图467.2.2 监测布置图468方案编制及审核人员信息461工程概况1.1工程位置和范围3#盾构井佛城西路站盾构区段位于南京市江宁区，线路自3#盾构井处（3#盾构井与区间分界里程为YDK29+715.019）。沿将军大道南下到达佛城西路站（右线起始里程为YDK27+993.861），线路走向及地理位置下图所示：图1.1-01 工程位置和范围示意图1.2工程环境1.2.1周边道路与地面交通本工程沿将军大道由北向南掘进，将军大道两旁住宅小区多，有英华技术学院等院校，交通繁忙，行走车辆较多。图1.2-01 地面交通及地面道路示意图1.2.2周边建筑物建筑物3#盾构井兼中间风井位于将军路与太三路交叉路口南侧，东侧为为挪威森林07、10、12栋住宅楼，西侧为南京英华学校运动场。1.2.3地下管线及构筑物在3#盾构井佛城西路站区间端头井南侧有部分管线，始发时应注意监控保护。具体描述见下表。表1.2-01 与隧道有关管线调查管线名称规格距地面距离(m)距隧道顶距离(m)与隧道关系结构形式走向污水管D7003.866.34平行砼南北雨水管D10002.647.56平行砼同上路灯电缆380V0.49.8平行沟槽同上1.2.4气候条件江宁地区极端最高气温45.6，极端最低气温-6.2，出现在1月。总降水量1037.6毫米，全年大于0.1毫米降水日119天，梅雨期为6月21日7月12日，梅期22天，属正常范围。梅雨期间降水相对偏多。年日照时数2099.8小时，年无霜期225天。由于地铁工程受到气象因素影响的情况不大，所以本工程的施工天数就是正常的日历天数。1.3工程地质及水文地质1.3.1工程地质3#盾构井南侧左线始发段隧道全断面位于-4e、J1-2x-2c、J1-2x-3c。隧道中心标高+2.966m，地面标高+16.200m，顶覆土约10.200m。-4e含砾粉质粘土不均匀夹粉细砂，遇水易形成坍塌；J1-2x-2c强风化粉细砂岩，砂土状夹碎块状，局部破碎状中风化粉细砂岩，遇水易软，易坍塌和掉块。J1-2x-3c 中风化细砂岩，强度高开挖不易变形，为透水地层。3#盾构井位置图1.3-01左线始发地质剖面3#盾构井位置图1.3-02 右线始发地质剖面始发段各地层特征及物理力学指标如下表1.3-01、1.3-02、1.3-03所示表1.3-01 始发段各地层特征层 号地层名称特征描述厚度(m)最小最大-1杂填土灰黄、灰白色等杂色，稍湿，结构松散，主要为公路路面及砂石垫层，局部地段为粉质粘土夹碎砖石组成，偶夹淤泥质土0.202.00-2b2-3素填土灰黄、灰色、杂色，稍湿湿，软可塑状粉质粘土组成，夹有少量碎石，局部可见植物根茎。0.507.90-1b1-2粉质粘土黄褐色、灰黄色、深灰色，饱和，可硬塑，中压缩性，无摇振反应，切面较光滑，干强度中等，韧性中等。可见少量铁锰质结核及灰绿色次生粘土团块。0.3010.80-4e含砾粉质粘土灰黄色，黄灰、灰褐色，饱和，中密实，中压缩性，主要由粉质粘土混砾石组成，成分复杂。砾石含量一般1020，局部富集段超过30%，粒径多为13cm，少数达5cm，呈次棱角状次圆状，成分多为石英质、硅质，分布不均。局部地段为粉细砂夹砾石，混粉质粘土。0.204.70J1-2x-2c强风化粉细砂岩紫红、暗红色、灰色，灰黄色，风化剧烈，岩石结构已基本破坏，岩芯多呈砂土夹碎块状。0.408.70J1-2x-3c中风化粉细砂岩紫红色、局部灰白、青灰，灰黄色，风化中等，砂质结构，岩石风化中等，岩石结构较完整，裂隙发育，岩芯呈短柱状-长柱状，采芯率85100%。该层局部夹泥质粉砂岩及粉砂质泥岩，偶有漏浆现象。其中DJQ6Z30及DJQ6Z32地段15.0022.00米段岩体较破碎。4.2043.10表1.3-02 各地层物理力学指标统计表层 号地层名称压缩模量E1-2(Map)内聚力不固结不排水C(Kappa)内摩擦角不固结不排水()渗透系数（10-6com/s)-2b2-3素填土5.64（100）-1b2-3粉质粘土6.0844.03.78.71-3b3-4粉质粘土5.5033.82.77.21-1b1-2粉质粘土8.1363.55.31.85-4e含砾粉质粘土8.0314.0（200）J1-2x-c强风化粉细砂岩（15.0）（35.0）（10.0）J1-2x-3c中风化粉细砂岩（0.2）表1.3-03 各地层物理力学指标统计表(续)层号名称统计指标抗压强度天然泊松比弹性模量软化系数抗剪强度块体密度frECMPa103MPaMPa度（g/cm3）天然饱和J1-2x-2c强风化粉细砂岩区间值4.09.08平均值6.300.852.44J1-2x-3c中风化粉细砂岩区间值1.5551.200.4931.10.110.190.27426.70.210.570.734.7242.149.12.262.60平均值15.2010.00.159.220.432.3047.52.45标准值14.679.641.9647.1注：黄色表示隧道穿越土层。1.3.2水文地质本工点场地地下水主要为孔隙潜水及微弱承压水，其中孔隙潜水主要赋存于-2b2-3素填土中。-2b2-3素填土，松软，由软-可塑状粉质粘土组成，夹碎块及植物根茎，厚度不均，富水性较好，透水性一般。微弱承压水主要分布在-4e含砾粉质粘土及强风化基岩中，勘察时测得弱承压水水头标高约9.50米，含水层厚度相对较小（个别钻孔揭示厚度较大），且分布不均、富水性一般、水量一般，水位变化主要受地下水侧向迳流补给影响。其余土层属于微透水层，为相对隔水层。根据钻探揭示，土岩结合面上土层的含水量略高，且局部混合土夹有粉细砂，状态略差。始发地段地质剖面图如下：1.4设计概况1.4.1区间隧道设计概况本工程包括3#盾构井佛城西路站盾构区段左、右两条隧道，采用盾构法施工。沿小里程向大里程方向（即佛城西路站向3#井盾构井方向），左侧隧道为左线，右侧隧道为右线。区间设计起止里程左线为：ZDK27+993.861ZDK29+715.019，其中左线总长1721.158m，右线起止里程为YDK27+993.861YDK29+719.400，右线总长1725.539m。线性设计如表1.2-01所示：表1.4-01 3#盾构井佛城西路站区间设计线性区间平面线竖面线长度（m）半径（m）长度（m）坡度或半径（m）左线289.525直线段1120.269-5.09右线297.173直线段1124.65-5.091.4.2始发井设计概况车站主体维护结构采用10001200的混凝土灌注桩，外侧为800的双重管旋喷射桩止水，内侧为C30混凝土内衬墙体结构。始发工作井尺寸如下表：表1.4-02 本工程始发工作井尺寸3#盾构井外边缘长度（m）外边缘宽度（m）隔壁厚度（m）内衬厚度（m）井口尺寸（m）南侧22.915.41.00.710.57.52编制依据及说明2.1编制依据2.1.1甲乙双方签订的合同名称及文号南京至高淳城际快速轨道南京南站禄口机场段施工项目框架协议书总包方：上海隧道工程股份有限公司分包方：中交一航局城市交通工程有限公司2.1.2设计文件的名称及文号2.1.2.1南京至高淳快速轨道南京南站至禄口机场段工程施工图设计/第五篇 区间，佛城西路站胜太路站区间/第一册/第一分册 区间隧道/第一部分 平纵断面、洞口、端头加固。工程号：D6-S-SJ-57-GZY-004；（设计单位：广州地铁设计研究院有限公司2012年3月）。2.1.2.2南京至高淳快速轨道南京南站至禄口机场段工程施工图设计/第五篇 区间，佛城西路站胜太路站区间/第一册/第一分册 区间隧道/第二部分 管片结构与配筋。工程号：D6-S-SJ-57-GZY-003；（设计单位：广州地铁设计研究院有限公司 2012年2月）。2.1.2.3南京至高淳快速轨道南京南站至禄口机场段工程施工图设计/第五篇 区间，佛城西路站胜太路站区间/第一册 第四分册 防水，工程号：D6-S-SJ-57-GZY-002；（设计单位：广州地铁设计研究院有限公司 2012年2月）。2.1.2.4南京至高淳快速轨道南京南站至禄口机场段工程施工图设计/第五篇 区间，佛城西路站胜太路站区间/第一册/第三分册区间构筑物/第3.3册 结构(第二部分 3#风井主体结构)工程号D6-S-SJ-57-GZY-00599；（设计单位：广州地铁设计研究院有限公司）。2.1.2.5佛城西路站胜太路站区间岩土工程详细勘察报告(江苏南京地质工程勘察院）。2.1.2.6南京至高淳城际快速轨道南京南站至禄口机场段TA04标总进度计划表（机场线TA04标项目经理部）。2.1.2.7 南京机场线3#盾构井-佛城西路站区间施工组织设计。2.1.3主要应用规范、规程及标准名称2.1.3.1 工程应用的主要规程、规范见下表。表2.1-01 主要应用的规程、规范名称表序号类别规范名称编号1国家地下铁道施工及验收规范GB50299-19992003年版2国家建设工程施工现场供用电安全规范GB50194-933国家地下铁道、轻轨交通工程测量规范GB50308-19994国家盾构法隧道施工与验收规范GB50446-20085国际地下工程施工及验收规范GBJ208-19836国家地下防水工程质量验收规范GB50208-20022.1.3.2 主要应用的标准见下表。表2.1-02 主要应用的标准名称表序 号类 别标准名称编号1国 家建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-20012行 业轨道交通土建工程施工质量验收标准QGD-005-20053行 业轨道交通隧道工程施工质量验收标准QGD-007-20054行 业轨道交通盾构隧道工程施工质量验收标准QGD-008-20055行 业轨道交通防水工程施工质量验收标准QGD-012-20056行 业轨道交通轨道工程施工质量验收标准QGD-016-20052.1.4相关的职业健康安全及环保标准2.1.4.1 以GB/T28001职业健康与安全管理体系为标准，保证施工生产活动主体的健康安全符合标准和有关法律要求；2.1.4.2 以ISO14000系列环境保护体系为标准，保证施工过程中各项活动符合国家和深圳市有关环保法律、法规要求；2.1.4.3 以南京市城市文明施工、消防安全、综合治理等有关条例、规定为标准，组织施工生产，使施工活动与南京市政府、市民要求有机统一起来。2.1.5 中交一航局及一航局城交公司有关施工技术质量工程管理文件。2.2编制说明2.2.1 满足业主对各里程碑工期和总工期的要求。2.2.2 满足和响应合同文件强制要求和各项技术标准。2.2.3 确保工程自身安全和施工安全为前提，同时确保管线、道路和邻近建(构)筑物安全的条件下，以控制地表沉降值不超过规定值为标准，进行施工部署，制定施工方案、方法及技术措施。2.2.4 最大限度地减少对交通及周边环境的影响。2.2.5 严格执行国家、江苏省和南京市对施工企业文明施工、环保、安全、卫生及健康等有关管理条例的要求，树立良好的工程形象和社会形象。2.2.6 严格按照公司已认证的质量、环境、职业健康安全体系文件运行。2.2.7 坚持优化技术方案，推广应用新技术、新材料、新工艺、新设备。2.2.8 采用ISO9001质量标准全方位控制施工过程，采用监控系统和信息反馈系统指导施工，各种技术难题超前进行研究，以预防为主。2.2.9 本专项方案按照公司文件“2012-20关于印发中交一航局城市交通工程有限公司危险性较大的分部分项工程安全管理规定的通知”编写。3施工计划3.1施工进度计划3.1.1施工筹划 图3.1-01 工程总体筹划图第一台盾构2012年7月25日从3#盾构井南侧端头井右线始发，向南掘进1725.539m，2013年2月23日到达佛城西路站。接收后进行解体、起吊，完成该盾构的掘进施工任务。盾构接收后开始洞门施工作业。第二台盾构2012年7月30日从3#盾构井南侧端头井左线始发，向南掘进1721.158m，2013年2月28日到达佛城西路站，接收后进行解体、起吊，完成该盾构的掘进施工任务。盾构接收后开始洞门施工作业。根据总包方的总体安排，要求始发井作业队伍交付时间如下：图3.1-02 始发井交付示意图据此项目部将盾构始发的各项工作做了详细的安排，力争确保始发节点，安排如下。3.1.2地面设施施工安排表3.1-01临时设施施工安排计划表序号项目名称工期起止时间备注1临电布设22012.06.202012.06.212用水施工22012.06.202012.06.213活动房建设82012.06.222012.06.294门式起重机及砂浆站基础52012.06.202012.06.25含砼养护时间14天5充电池32012.06.302012.07.26门式起重机安装82012.06.262012.07.350T、16T,含调试7搅拌站搭设62012.07.152012.07.21含调试8渣土坑52012.07.132012.07.173.1.3盾构始发进度计划科学严密组织施工，通过优化施工组织方案，强化管理力度，采用先进技术等措施，确保左、右线按期始发。始发阶段主要工序计划安排如下表：表3.1-02盾构始发施工进度计划表序号工序名称工期起止时间备注1右、左线盾构始发托架及反力架安装22012.07.22012.07.32右线盾构主机下井、组装62012.07.042012.07.093左线盾构主机下井、组装62012.07.072012.07.124右、左线车站底板照明、轨枕铺设32012.07.062012.07.085北端头井架设车架吊入平台12012.07.86右线台车下井32012.07.92012.07.117左线台车下井32012.07.122012.07.148右线盾构组装、调试、验收132012.07.122012.07.249左线盾构组装、调试、验收152012.07.152012.07.2910样孔开设12012.07.1711右线洞门外侧60cm破除42012.07.182012.07.2112右线手抹盾尾油脂22012.07.222012.07.2313右线止水装置安装32012.07.222012.7.2414右线-8环-7环拼装12012.07.2415右线盾构始发12012.07.2516左线洞门外侧60cm破除42012.07.232012.07.2617左线手涂盾尾油脂22012.07.272012.07.2818左线止水装置安装32012.07.272012.07.2919左线-8环-7环拼装12012.07.2920右线封门注浆12012.07.2921左线盾构始发12012.07.3022左线封门注浆12012.08.043.2人力需求计划3.2.1人力资源配置本工程盾构区间工程投入2台盾构机，据此组建一个项目经理部，领导班子由项目经理、项目总工和生产经理组成；下设工程部、物设部、安保部、计财部和综合办公室；成立两个掘进队、一个维修队、一个保洁队和一个加工队。项目经理生产经理项目总工综合办公室物设部安保部计财部工程部掘进班维修队保洁队加工队图3.2-01 盾构工区组织机构图掘进班由掘进白班和掘进夜班构成，含四个掘进班组。维修队由两个班组构成，即白班加夜班。负责设备的维修保养工作。保洁队由一个班组构成，负责施工现场及生活区的文明施工。加工队由一个班组构成，负责日常用件的加工。3.2.2 班组人员需求计划班组人员配置见下表3.2-01。表3.2-01班组人员组成表洞内作业班组：掘进、管拼、出土及二次注浆顺序工种每班作业人数合计职工分包小计职工人数分包人数1信号工兼看土工1122下管片及下料3363电瓶车司机2244管线轨道组2245管片拼装组4486CC室（机械）1127二次注浆组4488小计11617232地面作业:负责搅拌站、龙门吊、下管片及材料顺序工种每班作业人数合计职工分包小计职工人数分包人数1搅拌站司机1122筛砂、上料3363龙门吊司机2244地面信号工2245小计8816地面加工组、设备维保组、文明施工组顺序工种每班作业人数合计职工分包小计职工人数分包人数1地面加工组3362设备维修及调试55103文明施工组2244小计101020技术室（土木）：负责2台盾构机的土木技术与监测顺序工种作业人数合计职工分包小计职工人数分包人数1技术主管1112地面工程师2223测量工程师4444资料员1116小计888技术室（机械）：负责2台盾构机的机械技术顺序工种作业人数合计职工分包小计职工人数分包人数1机械主管1112内业1113小计222其他人员顺序工种作业人数合计职工分包小计职工人数分包人数1材料员123222后勤人员156153小计3710373.3设备、机具配置及材料需求计划表3.3-01 盾构始发施工主要设备计划表序号设备名称数量规格型号进场时间备注1盾构机2台64307月2日2电机车4台JXK-257月8日第一部，其余按照现场情况进场4砂浆运输车4 台7 m37月25日一台，其余按现场进度进场5管片车8节30T7月23日进场一部，其余按现场进度安排6充电机12台KC150A-380V07月08日7门式起重机1台50T6月30日8门式起重机1台166月26日9砂浆搅拌站1套JS5007月14日10水泵6台150S787月10日11内燃发电机1台/7月1日12挖掘机2台6月20日轨道梁制作13运输车1台6月20日，一台运渣14电焊机2台6月20日15气割气焊设备6套6月20日表3.3-02 盾构始发施工主要材料计划表1WR89油脂15桶250kg/桶7月21日机打2WR90油脂6桶250kg/桶7月21日手涂3高压电缆400米YJV223*95mm27月10日盾构机接电4镀锌管800米DN100mm6月25日供水5走道板400块0.527月10日6缆绳500米15mm7月1日7钢轨600米43kg6月23日底板布置及行车轨道8管片20环1.2m7月7日，进场2环，其余在7月23日前进场9连接件200套M307月23日10防水材料200套2mm7月23日11水泥10TPO32.56月30日进场2T，其余在7月28日进场充电间砌筑及封门注浆12粉煤灰50T二级7月25日进场同步注浆13膨润土20T钙基7月25日进场14石灰20T7月25进场15砂20方/7月24日进场16砌块6方2006003006月30日进场充电池制作3.4与上隧同井始发协调计划3.4.1基本情况3#盾构井总长110m，上下两层，顶面设有2个轨排井及2个出土口。我方从南侧端头井始发，向佛城西路站掘进，对方由北侧端头井始发，向胜太路方向掘进，详细情况如下图所示。我方盾构机总长77.8m，对方盾构机总长80m。图3.4-01 概况示意图图3.4-02 3#盾构井平面图3.4.2同井始发步骤3.4.2.1 南侧端头井交付我方后，我方即开始相关准备工作，盾构主体由南侧端头井吊入，待3#盾构井结构整体交付后，由北侧端头井吊入车架，然后进行安装调试。盾构机电机车轨道图3.4-03 盾构机及轨道示意图3.4.2.2 我方将电瓶车轨道铺至北侧端头井，利用对方门式起重机和渣土坑出土。我方需对方7月25日前将门式起重机、渣土坑等安装完成。在此期间我方机车编组采用一部电机车交替牵引一部管片车、砂浆车、渣土车。3.4.2.3 待盾构推进12m时，我方可改由出土口出土，列车编组采用一部电机车牵引2部土箱车，1部砂浆车及两部管片车，待盾构逐步推进，我方逐步增加土箱车数量，提升效率。在此期间我方需对方协助由出土口出土，采用的渣土斗均由上海隧道提供。3.4.2.4 盾构机向前推进34m后，我方位于轨排井上方门式起重机吊点可用，此时可采用我方设备。图3.4-04 门式起重机工作位置示意3.4.2.5 待我方车架完全进入隧道并距离洞门有15m距离时（共掘进93m），可拆除负环（拆负环的同时,对方铺设如下图中蓝色轨道），快速安装好道岔（位置如3.4-05所示）。道岔下井后，对方由我方端头井吊入车架（时间3天），在此期间我方停止掘进并配合对方吊入车架，车架吊入后对方组装和调试盾构机，我方立即安排将道岔与下图中的红色轨道连接（该轨道安排在拆除负环之前完成），连接后继续推进至对方始发（期间我方只能利用始发井做垂直运输）。图3.4-05 对方调试设备时，我采用轨道示意图3.4.2.6 对方始发后，利用我方端头井出土，我方门式起重机配合。掘进12m后，具备利用轨排井出土条件，此时对方利用自有门式起重机作业。待对方车架全部进入隧道后，对方蓝色轨道位置调整，我方两条轨道同时使用。此时利用两组大配置电机车编组掘进提高效率（大配置电机车编组：1部电机车、4节或3节土箱车、1部砂浆车、2节管片车。）我方轨道对方轨道道岔图3.4-06 底板双轨布置示意图对方在隧道内铺设两组，一列电机车可停放在隧道内道岔，因此底板上对方只有一列车，如下图：道岔隧道内停放的电机车道岔图3.4-07 对方道岔布置示意图3.4.2.7 我方两列车轨道只有一列车轨道位于轨排井下，因此另一股轨道只能用作停车。具体作业流程：如A电机车在隧道内掘进时，则B电机车在轨排井下方轨道上出土、下浆、下管片，完成后停在另一轨道上等A电机车出来，A电机车出来后，B电机车驶入隧道内，A电机车重复B电机车步骤。4始发工艺技术4.1始发步骤施工准备前期准备井点降水 托架反力架安装轨道铺设及电瓶车车头下井盾构主体吊装盾构刷焊接盾构吊装连接桥下井与主体连接 台车下井连接盾构调试及验收手抹盾构油脂洞门止水装置安装样孔开设盾构始发洞门凿除负环管片拼装盾体进入土体洞门封堵注浆图4.1-01 盾构始发流程图4.2施工准备4.2.1技术交底在始发施工前，对参加施工的全体人员按阶段进行详细的技术交底，按工种进行岗位培训，考核合格后方可上岗操作。4.2.2地面准备4.2.2.1 在盾构推进施工前，按常规进行施工用电、用水、通风、排水、照明等设施的安装工作。4.2.2.2 盾构机验收合格。4.2.2.3 施工必须材料、设备、机具备齐，以满足本阶段施工要求，管片、连接件等准备有足够的余量。4.2.2.4 井上、井下建立测量控制网，并经复核、认可。图4.2-01 测量控制网4.2.2.5 确定地表监测点布置完成并取得初始值。4.2.2.6 井点降水满足要求。4.3井点降水在盾构始发前在端头井处布置3口降水井，2口观测井，在盾构始发时保证地下水位在隧道底部以下1米处。图4.3-01 降水井及观测井布置图4.4托架及反力架安装4.4.1托架安装本项目需安装托架4次，分别为左线始发托架安装、左线到达接收托架安装、右线始发托架安装和右线到达接收托架安装。盾构始发托架为钢结构，其位置按设计轴线准确放样，安装时按照放样的基线吊入托架，井下就位并焊接至端头井底板预埋件上，托架中心应与洞门中心或隧道设计轴线重合。具体安装流程如下：图4.4-01 托架安装流程图4.4.2反力架安装在负8环和3#盾构井结构之间加设反力架，反力架与管片之间灌注高标号水泥砂浆，使混凝土管片与反力架环面平整，受力均匀，同时在反力架后侧布置钢管斜撑。盾构机在推进时，监测反力架的变形，防止变形过大而造成破坏，推进一环，测量一次，反力架直至达到稳定后，方可停止观测，如变形过大，立即停止掘进并采取加固措施，方可恢复推进。具体安装流程如下：图4.4-02 反力架安装流程图图4.4-03 托架定位图图4.4-04 反力架定位图4.4.3安装质量标准4.4.3.1 托架水平轴线的垂直方向与反力架的夹角2；盾构姿态与设计轴线竖直趋势偏差2；水平趋势偏差3。4.4.3.2 反力架左右偏差控制在10mm之内；高程偏差控制在5mm之内；上下部前后偏差控制在10mm之内。4.4.4主要安装措施4.4.5.1 依据盾构井洞门中心确定托架中心线，托架轨面坡度为-3.9（前部抬高，防止低头），通过测量放线，将托架中心线和托架轨面中心点位置刻划于井底、端墙、侧墙上。4.4.5.2 将托架吊运下井定位后，采用钢板与型钢垫高至设计位置。4.4.5.3托架安装就位后，采用型钢将托架沿四周井壁支撑并焊接牢固。4.4.5.4 依据盾构井洞门钢环中心确定反力架中心线，在盾构井端墙与侧墙做出标记。4.4.5.5 待盾构机壳体全部下井之后，安装反力架至图纸要求的位置。4.4.5.6 将反力架底部与盾构井底部预埋钢板焊接固定，再将反力架顶部与盾构井中板预埋钢板用18#工字钢焊接固定。4.4.5.7 托架与反力架之间的空隙采用HW200200热轧H型钢连接，型钢上部焊接钢轨，钢轨下部需垫高以满足管片脱出盾尾时的高度，型钢连接部分下部用1605mm钢管支撑并加固。4.4.5.8 反力架底部横梁及立柱与盾构井底板台阶之间的空隙，加焊型钢垫块。4.4.5.9 在盾构井结构施工时预埋钢板，然后与反力架长斜撑下部焊接固定。4.4.5.10 钢管支撑采用60916mm钢管。反力架设置完成后，盾构推进时，在反力架设置变形观测点，观察反力架的变形，防止变形量过大而造成破坏。开始时每推进一环测量一次，直至反力架稳定后方可停止观测。如反力架如变形过大，盾构立即停止掘进采取加固措施，待加固牢固后恢复掘进。4.5轨道铺设及电瓶车车头下井托架和反力架的下半部分安装就位后，在其后方铺设间距900mm的43轨道。具体铺设要求见“3.4与上隧同井始发协调计划”。铺设完成后，吊入一台电瓶车车头，为台车移动就位做好准备。4.6 盾构吊装盾构主体由南侧端头井吊入，待3#盾构井结构整体交付后，由北侧端头井吊入车架，然后进行安装调试。具体吊装过程见盾构机吊装方案。4.7盾构调试及验收4.7.1盾构调试盾构组装完成后，调试包含以下各个系统：表4.7-01 盾构机调试系统表序号系统名称序号系统名称1推进/铰接系统11刀盘驱动系统2螺旋输送机系统12管片拼装机系统3管片输送机系统13注浆系统4刀盘主轴承齿轮油、润滑油路系统14工业用气系统5土仓保压系统15人闸系统6泡沫系统16皮带输送机系统7管片吊机系统17膨润土系统8盾尾油脂油路系统（含抹油脂）18螺旋输送机主轴承润滑油路系统9通风系统19供电系统10通讯系统20导向系统具体调试过程见盾构机吊装方案。4.7.2盾构验收盾构吊装完成后，对盾构机进行验收，验收主要内容如下表所示：表4.7-02 盾构机验收项目验收项目序号验收内容验收要求外观验收1刀具数量齐全、刃口完好、安装正确2焊缝焊缝均匀饱满，无缺陷3外形尺寸盾构外壳长度和直径符合要求4尾刷排列整齐有序5电气设备内外清洁，电缆无破损和油污验收1刀盘转速正转和反转满足要求2超挖刀数量和行程满足要求3推进千斤顶数量、行程、油压、伸缩时间满足要求4螺旋输送机转速、油压、闸门开关满足要求5拼装机回转角度和速度满足要求6注浆系统满足正常使用（用水替代）7盾尾油脂满足正常使用8双梁葫芦走行和起升构件正常，满足正常使用9皮带机启动和停止正常，满足正常使用10泡沫系统喷出正常11电气系统仪器仪表显示、漏电开关保护、警报系统等能正常使用4.8样孔开设始发前，在洞圈范围按“米”字型开设9个直径60mm的样孔，沿洞圈周围的样孔需根据灌注桩的实际位置定位，最好选在桩身处，深入桩后土体。在钻孔之前需要需要准备9根带尖头的圆木楔子，如若发现漏水涌泥现象则立即塞住孔口。样孔开好后，保证现场24小时有人值班时，发现异常情况，及时汇报相关人员进行组织处理。根据观测样孔可知端头井土体稳固情况，如果无大量的涌水涌泥现象发生，可以判断土体稳固，可以始发掘进。图4.8-01样孔布置图4.9洞门凿除本区间隧道洞门前桩体采用玻璃纤维筋代替钢筋，依据设计文件，盾构可直接切削桩体，但在切削之前需在桩体上开设样孔，观察土体的稳固性，如果土体稳固可直接切削，不稳固则需要采取降水及注浆等措施后再始发。项目部采取事先控制的发方法，即始发前在端头处预先制作降水井，待始发时，保证水位在隧道底部1m下，为顺利始发做好准备。图4.9-01脚手架搭设虽然盾构机可直接切削桩体，但是为了保护洞门止水装置，即在盾构刀盘开始切削桩体时，已经脱离了止水帘布，需对洞门桩体进行破除外侧60cm厚度。图4.9-02 洞门桩体破除示意图工作井维护结构形式为1000钻孔灌注桩，灌注桩外侧采用三轴搅拌桩做止水帷幕，洞门凿出时需注意对桩间土体的保护，减少土体暴露的风险。在盾构上靠前，为防止盾构低头，在桩体脚部堆放碎石垫块，如上图。4.10 安装止水装置及盾体防扭装置4.10.1安装止水装置由于3#盾构井南端头井洞圈直径与盾构外径存有18.5cm的间隙，为了防止盾构始发时及施工期间土体从该间隙中流失，在洞圈周围安装橡胶止水帘布、环板、铰链板等组成的密封装置，作为洞口防水堵漏的预防措施，如图：图4.10-01 洞门止水装置图将20的螺栓分别拧入洞圈螺栓孔（72个），要求螺栓端面接触至螺栓孔底部。在安装过程中，注意保护止水帘布和铰链板，防止损坏。安装完成后，需全部对螺栓复紧，确保止水功能。洞门破除后安装好止水帘布和止水翻版，并在止水帘布上涂抹好黄油，减少盾构机对止水帘布的摩擦力。4.10.2安装防扭装置盾构机刀盘进洞切削掌子面时会产生巨大的扭矩，为了防止此时盾构机壳体在始发导轨上发生偏转，可以在始发导轨两侧的盾构机壳体上焊接防扭装置（采用I18工字钢加工而成），防扭装置每隔2.0米在盾构机两侧各焊接一个。随着盾构机的前行，当防扭装置靠近洞门密封时，将之割除。防扭装置见图4.10-02。图4.10-02 盾构始发防扭装置示意图4.11负环拼装由8环负环管片拼装而成闭口环。管片采用错缝拼装，具体有三种拼装形式。负8环封顶块位于最上方，然后2点与16点交替拼装，在管片拼装过程中，控制好管片的踏步、张角、整圆度和碎裂。负8环管片拼装是控制管片拼装质量的第一步，管片位置必须按设计的轴线高程和平面位置定位。拼装前，盾尾下部焊接6根管片定位筋，用以保证盾尾间隙及在管片推出时保护盾尾刷，定位拉筋可采用30mm30mm的方钢。由于负8环无法与之前的管片通过螺栓连接固定，因此首环负环的上半圆管片拼装时，必须加焊L型手枪板（2cm钢板）对两侧的B1、B2块进行临时固定，待第一环负环整环拼装完成后割除。为保证管片脱出盾尾后不产生变形，在管片外弧面加设支撑，加以固定，用14#槽钢及160圆钢斜撑在盾构井下侧梁体上。由于负8环管片与反力架之间存在一定的间隙，需要加设10块型钢垫块，用M40水泥砂浆充填，使混凝土管片环面平整，受力均匀。 图4.11-01手枪板示意图 图4.11-02负环管片的斜撑负7环开始进行正常拼装，拼装点位为16号点和2号点。从负5环开始，出盾构报表。在盾壳上标注盾构机进入土体的相关尺寸。盾构推进过程中，安排专人观察对车架轨道、轮子、高压电缆，反力架与车架的位置，以防发生意外。拼装-2环时，将盾尾内的6根30x30mm方钢全部取出，进入正常拼装状态。管片安装三元乙丙橡胶止水条，提前检查使用效果。0环管片为带有背覆钢板的管片。每环管片拼装完成后，需全部复紧管片螺栓，包括后几环管片，防止管片错位现象。在负环管片脱出盾尾时，及时安放钢契块、每环管片安放4个（左右各2个）。在安放过程中，不可用力敲击，导致管片上浮，管片与托架轨道的间隙应为110mm。4.12盾构切入土体为避免刀盘上的刀头损坏洞口密封装置，在刀头和密封装置上涂抹黄油以减少摩擦力。尾钢刷中必需充满盾尾油脂。当盾构刀盘鼻尖即将靠上桩体时，建立正面初始土压平衡。为保证盾壳顺利进入洞圈，盾构千斤顶的使用基本以下部为主，千斤顶行程差值维持原状，确保在盾构前移的过程中盾壳与基座的接触良好。盾构推进过程中，观察托架和四周支撑是否变形，盾壳和轨道是否有夹角。当盾构机在托架轨道上移动时，应该轨道上盾构机下部安装防转装置，防转装置进入洞圈前必须割除。盾构机先慢速旋转刀盘，并慢速靠近并逐渐切入土体。注意转角，且经常注意刀盘的正、反转。4.13洞门封堵4.13.1洞门封闭当盾尾脱离工作井内壁结构时，可进行洞门封堵工序。采用快凝快硬硫酸铝盐水泥(旋窑，双快-20)将止水帘布和翻板等装置与管片粘结成一整体，以防止水土从间隙中流失。必要时将整个洞门圈与0环焊接成一个密封整体。见下图：成环后的密封整体洞门圈与0环管片焊成整体 图4.13-01 洞门封堵4.13.2洞门注浆当盾构顺利完成始发后，对洞门及时进行注浆填充，确保洞门安全。注浆时，利用管片上的预埋注浆孔。注浆时注意以下几点：4.13.2.1 实际浆液量的控制主要依据注浆压力，一般不超过0.3MPa；在止水帘布不出现异常的情况下，尽量将建筑空隙全部填满。4.13.2.2 注浆的过程中必须观察洞门圈情况，防止止水帘布和铰链板外翻。如发现有外翻现象，及时加固铰链板。注意观察管片情况，管片是否出现碎裂、漏浆等现象，并及时停止并采取措施。4.13.2.3 根据地面监测情况随时调整注浆量，从而使地层变形稳定。4.13.2.4 始发前，用盾尾油脂将盾尾的注浆管填塞（防止封门注浆时将注浆管堵塞），当正1环管片脱出盾尾时，即开始洞门的封门注浆，浆液采用双液浆，封门注浆完成后，可开始同步注浆，随后根据地表监测数据进行二次注浆，在补注浆时应依据“多点、均匀、少量、多次”的原则进行注浆，减小注浆时对土体的扰动。图4.13-02 洞门注浆4.14壁后注浆4.14.1 注浆目的管片衬砌背后注浆是盾构施工中的一项十分重要的工序，其目的主要有以下三个方面：4.14.1.1 及时填充盾尾建筑空隙，支撑管片周围岩体，有效地控制地表沉降；4.14.1.2 凝结的浆液将作为盾构施工隧道的第一道防水屏障，增强隧道的防水能力；4.14.1.3 为管片提供早期的稳定并使管片与周围土体一体化，有利于盾构掘进方向的控制，并能确保盾构隧道的最终稳定。4.14.2 注浆方式在盾构掘进过程中，通过盾尾注浆管在掘进的同时进行注浆的同步注浆。必要时，在管片脱出盾尾后，通过管片上预留的注浆孔进行补强的二次注浆。4.14.3 同步注浆能够及时填充管片与地层间环形空隙、控制地层变形、稳定管片结构、控制盾构掘进方向，加强隧道结构自防水能力，对建筑空隙采用盾尾内置的注浆管进行同步注浆。4.14.3.1 同步注浆材料采用水泥、粉煤灰、砂子按设计比例配成的浆液作为同步注浆材料。4.14.3.2 同步注浆浆液配比及主要物理力学指标本工程同步注浆拟采用表4.14-01所示的初步配比。在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验优化确定。表4.14-01 同步注浆材料初步配比表材料粉煤灰(T)黄砂(T)膨润土(kg)石灰水(kg)1m3浆液0.31.18500.09T适量注：上表中的配合比为初步配合别，在施工过程中还应根据具体拌制情况和注浆工艺，以及地面监测情况来进行调整。4.14.3.3 同步注浆浆液的主要物理力学性能满足下列指标：（1）胶凝时间：一般为310h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，进一步缩短胶凝时间，获得早期强度，保证良好的注浆效果。（2）固结体强度：一天不小于0.2MPa（相当于软质岩层无侧限抗压强度），28天不小于2.5MPa（略大于强风化岩天然抗压强度）。（3）浆液结石率：95%，即固结收缩率5%。（4）浆液稠度：812cm（5）浆液稳定性：倾析率（静置沉淀后上浮水体积与总体积之比）小于5%。注浆配比以上述物理力学为指标为标准进行配合比设计，在盾构施工前完成设计和检验，并按照报检程序向监理部上报，获得认可后实施。在施工过程中逐步进行配比优化，在保证物理力学指标的同时，提高浆液的抗稀释能力。4.14.3.4同步注浆方法与工艺同步注浆与盾构掘进同时进行，通过同步注浆系统及盾尾的内置4根注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，采用两泵四管路（四注入点）对称同时注浆，见图4.14-01同步注浆示意图。图4.14-01 同步注浆示意图注浆可根据需要采用自动控制或手动控制方式，自动控制方式即预先设定注浆压力，由控制程序自动调整注浆速度，当注浆压力达到设定值时，自行停止注浆。手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆流量，以防注浆速度过快，而影响注浆效果。4.14.4 二次补强注浆二次补强注浆一般在管片与围岩间的空隙充填密实性差，致使隧洞变形得不到有效控制或管片衬砌出现渗漏的情况下才实施。施工时采用隧洞监测信息反馈，结合洞内测管片衬砌背后有无空洞的方法，综合判