【正文】 盾構掘進施工方案盾構掘進施工方案 盾構100m試掘進施工盾構開始掘進的100m稱為試掘進段。通過試掘進段擬達到以下目的：（1）用最短的時間對盾構機進行負載調(diào)試。（2）了解和認識本工程的地質(zhì)條件，掌握該地質(zhì)條件下土壓平衡的施工方法。（3）收集、整理、分析及歸納總結各地層的掘進參數(shù)，制定正常掘進各地層操作規(guī)程，推力、推進速度和排泥量三者的相互關系，實現(xiàn)快速、連續(xù)、高效的正常掘進。（4）熟悉管片拼裝的操作工序，提高拼裝質(zhì)量，加快施工進度。（5）通過本段施工，加強對地面變形情況的監(jiān)測分析，反映盾構機出洞時以及推進時對周圍環(huán)境的影響，掌握盾構推進參數(shù)及同步注漿量。（6）通過對地層推進施工，摸索出在盾構斷面處于各地層中，盾構推進軸線的控制規(guī)律。（7）通過試掘進段的試驗項目：注漿液的配合比，添加劑的類型和用量，盾構推進的各種參數(shù)，施工模式的選擇。（8）驗證不同巖層對刀盤、刀具的磨損量，結合推力、刀盤轉(zhuǎn)速等，確定最優(yōu)的參數(shù)，并計算換到點。 盾構正常段的施工 掘進模式的選擇土壓平衡盾構機具有敞開式、半敞開式及土壓平衡三種掘進模式，土壓平衡模式又分為普通土壓平衡、加泥土壓平衡模式。為了獲得理想的掘進效果、保證開挖面穩(wěn)定、不發(fā)生涌水、涌砂及坍塌等事故，有效控制地表沉降及確保地面建筑物安全，必須根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇不同的掘進工況。本標段區(qū)間隧道主要穿越地層32中粗砂層、42B淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、5Z2砂質(zhì)黏性土、6Z全風化花崗片麻巖、7Z強風化花崗片麻巖、8Z中風化花崗片麻巖、9Z微風化花崗片麻巖、F斷層破碎帶，地質(zhì)較復雜，因此盾構機在推進過程中采用土壓平衡模式。通過試掘進段的掘進選定了七個施工管理指標來進行掘進控制管理:a、土倉壓力；b、推進速度；c、總推力；d、排土量；e、刀盤轉(zhuǎn)速和扭矩；f、注漿壓力和注漿量；g、加泥量和加泥配比，其中土倉壓力和同步注漿量是主要的管理指標。（1）土壓平衡模式①適應的工況a、洞身處于淤泥質(zhì)粉砂、泥質(zhì)粉砂巖等自穩(wěn)定性差的地層。b、當?shù)貙涌赡苡休^大涌水、涌砂時。②土壓平衡模式的實現(xiàn)土壓平衡模式掘進時，是將刀具切削下來的土體充滿土倉，由盾構機的推進、擠壓而建立起壓力，加泥土壓平衡模式時通過添加膨潤土泥漿等外加劑使土倉內(nèi)形成可塑狀泥土，利用這種泥土壓與作業(yè)面地層的土壓、水壓平衡。同時利用螺旋輸送機進行與盾構推進量相應的排土作業(yè)，始終維持開挖土量與排土量的平衡保持壓力，以保持開挖面土體的穩(wěn)定。③土壓平衡模式下土倉壓力的控制方法土倉壓力控制采取以下兩種操作模式：a、通過螺旋輸送機來控制排土量的模式:即通過土壓傳感器檢測，改變螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速控制排土量，以維持開挖面土壓穩(wěn)定的控制模式。此時盾構的推進速度人工事先給定。b、通過推進速度來控制進土量的模式:即通過土壓傳感器檢測來控制盾構千斤頂?shù)耐七M速度，以維持開挖面土壓穩(wěn)定的控制模式。此時螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速人工事先給定。掘進過程中根據(jù)需要可以不斷轉(zhuǎn)化控制模式，以保證開挖面的穩(wěn)定。④掘進中排土量的控制排土量的控制是盾構在土壓平衡模式下工作的關鍵技術之一。根據(jù)對渣土的觀察和監(jiān)測的數(shù)據(jù)，要及時調(diào)整掘進參數(shù)，不能出現(xiàn)出渣量與理論值出入較大的情況。一旦出現(xiàn)，立即分析原因并采取措施。理論上螺旋輸送機的排土量QS是由螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速來決定的，掘進的速度和P值設定后，盾構機可自動設置理論轉(zhuǎn)速N。QS 根據(jù)渣土車的體積刻度來確定。QS應與掘進速度決定的理論渣土量Q0相當，即：Q0=AVn0A切削斷面面積n0松散系數(shù)V推進速度通常理論排土率用K =QS/Q0表示。理論上K值應取1或接近1，這時渣土具有低的透水性且處于好的塑流狀態(tài)。事實上，地層的土質(zhì)不一定都具有這種性質(zhì)，這時螺旋輸送機的實際出土量與理論出土量不符，當渣土處于干硬狀態(tài)時，因摩擦力大，渣土在螺旋輸送機中輸送遇到的阻力也大，同時容易造成固結堵塞現(xiàn)象，實際排土量將小于理論排土量，則必須依靠增大轉(zhuǎn)速來增大實際排土量， 以使之接近Q0，這時Q0＜QS，K＞1。當渣土柔軟而富有流動性時，在土倉內(nèi)高壓力作用下，渣土自身有一個向外流動的能力，從而渣土的實際排土量大于螺旋輸送機轉(zhuǎn)速決定的的理論排土量，這時Q0＞QS，K＜1。此時必須依靠降低螺旋輸送機轉(zhuǎn)速來降低實際出土量。當渣土的流動性非常好時，由于螺旋輸送機對渣土的摩阻力減少，有時會產(chǎn)生渣土噴涌現(xiàn)象，這時轉(zhuǎn)速很小就能滿足出土要求。渣土的出土量必須與掘進的挖掘量相匹配，以獲得穩(wěn)定而合適的支撐壓力值，使掘進機的工作處于最佳狀態(tài)。當通過調(diào)節(jié)螺旋輸送機轉(zhuǎn)速仍達不到理想的出土狀態(tài)時，可以通過改良渣土的可塑狀態(tài)來調(diào)整。⑤土壓平衡模式的技術措施a、進行開挖面穩(wěn)定設計，控制土壓力，采用土壓平衡模式掘進，嚴格控制出土量，確保土倉壓力以穩(wěn)定開挖面來控制地表沉降。b、向土倉和刀盤面注入泥漿和泡沫，形成隔水泥膜，防止水從地層中滲出，提高土倉內(nèi)渣土的稠度來改善渣土的止水性以及在螺旋輸送機上安裝止水保壓裝置，以使土倉內(nèi)的壓力穩(wěn)定平衡。c、選擇合理的掘進參數(shù)，確?？焖偻ㄟ^，將施工對地層的影響減到最小。 d、定期使螺旋輸送機的正反來回轉(zhuǎn)，保證螺旋輸送機內(nèi)暢通不發(fā)生堵塞。e、適當縮短漿液膠凝時間，保證注漿質(zhì)量。f、向土倉和刀盤注入泡沫和水改善土體的流動性，防止泥土在土倉內(nèi)粘結。(2)半敞開模式及敞開模式半敞開模式及敞開模式主要在穩(wěn)定性較好的巖層中掘進施工。本合同段隧道大部分地段在粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土地層中通過，部分通過微風化巖層，隧道從巖石中、微風化巖層中通過時，盾構機掘進時根據(jù)現(xiàn)場具體情況可以嘗試采用半敞開模式掘進,既可以減小刀具的磨損,又能較為容易地施加推進力。硬巖段盾構掘進除選擇好掘進模式外,重視刀具管理和外加劑系統(tǒng)科學合理的使用尤為關鍵。 渣土改良和管理在粘性大及復雜地層的盾構施工中，根據(jù)圍巖條件適當注入添加劑，確保渣土的流動性和止水性，同時要慎重進行土倉壓力和排土量進行管理。(1)渣土改良的目的①使渣土具有良好的土壓平衡效果，利于穩(wěn)定開挖面，控制地表沉降；②提高渣土的不透水性，使渣土具有較好的止水性，從而控制地下水流失；③提高渣土的流動性，利于螺旋輸送機排土；④防止開挖的渣土粘結刀盤而產(chǎn)生泥餅；⑤防止螺旋輸送機排土時出現(xiàn)噴涌現(xiàn)象；⑥降低刀盤扭矩和螺旋輸送機的扭矩，同時減少對刀具和螺旋輸送機的磨損，從而提高盾構機的掘進效率。（2）改良的方法與添加劑種類渣土改良就是通過盾構機配置的專用裝置向刀盤面、土倉內(nèi)或螺旋輸送機內(nèi)注入泡沫或膨潤土，利用刀盤的旋轉(zhuǎn)攪拌、土倉攪拌裝置攪拌或螺旋輸送機旋轉(zhuǎn)攪拌使添加劑與渣土混合，其主要目的就是要使盾構切削下來的渣土具有好的流塑性、合適的稠度、較低的透水性和較小的摩阻力，以滿足在不同地質(zhì)條件下盾構掘進可達到理想的工作狀況。添加劑的種類主要有：膨潤土、聚合物和發(fā)泡劑及泡沫。具體用那種添加劑由試驗段確定。（3）渣土改良的主要技術措施根據(jù)本工程的地質(zhì)條件和盾構施工的經(jīng)驗，采取如下主要技術措施。①在砂質(zhì)粘性土、粉質(zhì)粘性土和全風化巖地段的掘進中，主要是要穩(wěn)定開挖面，防止刀盤產(chǎn)生泥餅。擬采取分別向刀盤面和土倉內(nèi)注入泡沫的方法進行渣土改良，必要時可向螺旋輸送機內(nèi)注入泡沫。泡沫的注入量為每立方米渣土300600升。同時，還可采用滾片式割刀與刮刀混合破巖削土，增大刀盤開口率等方法來防止泥餅形成。②在中風化、微風化混合巖地段的掘進主要是要降低對刀具磨損、螺旋輸送機的磨損，防止涌水，擬采取向刀盤前和土倉內(nèi)及螺旋輸送機內(nèi)注入泥漿的方法來改良渣土。泥漿的注入量一般為每立方米渣土注入20%30%。 ③在砂土地層中掘進時，主要是保持土倉內(nèi)的壓力平衡，以穩(wěn)定開挖面，控制地層沉降，擬采取向刀盤面和土艙內(nèi)注入泡沫來改良碴土。泡沫注入量根據(jù)具體情況確定。④本標段地質(zhì)報告未顯示富水地層，如遇到富水地層時，可采取措施：在富水地段和其它含水地層采用土壓平衡模式掘進時，主要是要防止涌水、防止噴涌，擬向刀盤面、土倉內(nèi)和螺旋輸送機內(nèi)注入膨潤土，并增加對螺旋輸送機內(nèi)注入的膨潤土，以利于螺旋輸送機形成土塞效應，防止噴涌。膨潤土添加量應據(jù)具體情況確定。（4）防泥餅措施隧道穿越砂質(zhì)粘性土、粉質(zhì)粘性土時，盾構掘進時可能會在刀盤尤其是中心區(qū)部位產(chǎn)生泥餅，當產(chǎn)生泥餅后，掘進速度急劇下降，刀盤扭矩也會上升，大大降低開挖效率，甚至無法掘進。施工中擬采取的主要技術措施：加強盾構掘進時的地質(zhì)預測和泥土管理，特別是在粘性土中掘進時，更加密切注意開挖面的地質(zhì)情況和刀盤的工作狀態(tài)。在這種地層掘進時，增加刀盤前部中心部位泡沫注入量和選擇比較大的泡沫加入比例，減少渣土的粘附性，降低泥餅產(chǎn)生的機率。一旦產(chǎn)生泥餅，及時采取對策，必要時采用人工處理的方式清除泥餅。必要時螺旋輸送機內(nèi)也要加入泡沫，以增加渣土的流動性，利于渣土的排出。防止泡沫管堵塞，泡沫質(zhì)量要好。 管片驗收與拼裝本工程采用管片主要設計參數(shù)： 管片內(nèi)徑：；管片厚度：300mm；管片外徑：；管片寬度：；分 塊 數(shù)：6塊，一塊封頂塊（K塊），兩塊鄰接塊（B、C塊），三塊標準塊（AAA3塊）。 管片生產(chǎn)本合同段管片預制生產(chǎn)由我單位進行招標后產(chǎn)生，管片生產(chǎn)廠家必須有生產(chǎn)資質(zhì)，并在廣州地鐵應用過，在進場后組織管片生產(chǎn)廠家進行招標生產(chǎn)，并提出生產(chǎn)計劃滿足我單位施工需要。管片生產(chǎn)應符合以下要求。管片制作的各個工序必須經(jīng)過質(zhì)檢工程師自檢合格后，報監(jiān)理檢驗合格后，方可開始下道工序施工。管片骨架制作（1）鋼筋制作嚴格按照設計圖紙要求加工，不得隨意更改。（2）鋼筋的表面潔凈，不得有銹皮、鱗落、油漆等污垢。（3）生產(chǎn)使用的鋼筋必須順直，凡經(jīng)調(diào)直處理的鋼筋表面不得有傷痕。（4）成型的鋼筋骨架通過試生產(chǎn)，經(jīng)檢驗合格后方可成批下料加工。（5）管片弧形鋼筋骨架其落料和成型尺寸必須正確，并在合格的靠模中定位、焊接。模具清潔噴/涂脫模劑放鋼筋籠模具組裝尺寸檢查上預埋件和模具潤滑油澆筑砼拱背光面水養(yǎng)鋼筋下料鋼筋籠制作鋼筋籠驗收合格不合格砼檢查合格不合格廢棄砼拆模管片檢查管片修整標記管片養(yǎng)護不合格廢棄管片場地存儲運至工地安裝防水材料下井拼裝管片不合格修補或返廠合格 管片生產(chǎn)施工工藝流程圖（6）鋼筋進入彎弧機時保持平穩(wěn)、勻速，防止平面翹曲，成型后表面不得有裂紋。（7）嚴格按照配筋單配料，各種規(guī)格的鋼筋分類堆放。（8）鋼筋骨架單片焊接成型，必須在靠模內(nèi)進行，，搭接長度不小于30mm。（9）焊接成型時，焊接處不得有缺口、裂縫及較大的金屬焊瘤，鋼筋端部的扭曲、彎折予以校直或切除。（10）焊接不得出現(xiàn)咬肉、氣孔、夾渣現(xiàn)象，焊接后的氧化皮及焊渣須清理干凈。成型骨架起吊運輸需與行車工密切配合，必須垂直起吊，不準斜吊，鋼筋骨架吊裝采用橫擔式專用工具，確保骨架在吊裝過程中不產(chǎn)生變形。鋼筋骨架制作成型后，按規(guī)定要求進行實測檢查，檢查中發(fā)現(xiàn)的個別脫焊、漏焊及時予以補焊，檢查合格后，認真做好記錄，掛好標識牌并分類堆放，由專職質(zhì)檢員對其進行檢查，檢查合格后在標識牌上蓋上合格章。預埋件所用的材料、加工精度、焊接高度、長度，嚴格按照設計圖紙加工。外加工預埋件在成品進廠時必須由技術質(zhì)量部進行質(zhì)量檢驗，要有合格證書。其抽檢比例10%，做好記錄，若不合格則應全數(shù)檢驗，不合格預埋件予以剔除不用。組模及鋼筋骨架入模（1）在鋼模合攏前，先查看一下模底與四塊側(cè)模接觸處是否干凈，然后合上端頭板，合上兩面?zhèn)劝?，擰定位螺栓，先中間后兩頭，打入定位銷，檢查端板與側(cè)板一定要密貼旋緊。（2）模具組裝完畢后，必須對鋼模的內(nèi)凈寬度進行快速檢查，檢測誤差必須在規(guī)定的偏差范圍內(nèi)，班組自檢合格后，必須經(jīng)過專職檢驗員復驗，合格后方可進入下道工序，并做好記錄。（3）入模的鋼筋骨架必須經(jīng)檢查合格。（4）鋼筋骨架搬運、入模采用橫擔式專用工具，確保骨架不變形。（5）鋼筋骨架的隔離器采用專用塑料支架。選用標準：應符合厚度、承受力和穩(wěn)定性要求，支架顏色同管片混凝土保持一致，并經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗認可。（6）鋼筋骨架入模后，檢查底部、兩端、兩側(cè)的混凝土保護層主筋的混凝土保護層控制在要求的范圍內(nèi)，管片中的預埋件錨固鋼筋與管片的主筋焊接牢固，預埋件按要求定位準確。（7）環(huán)向、縱向芯棒安裝前清除雜物，表面涂脫模劑，斜墊圈涂黃油。（8）縱向、環(huán)向預留孔加強螺栓鋼筋就位時固定在構造鋼筋上，并確保與預留芯棒、鋼模側(cè)（端）板等部件保持足夠的間隙。（9）管片中預埋件每根錨固筋必須與管片的主筋焊接牢固。若兩者直接搭接有困難可另加連接筋，將其兩端分別與鋼筋骨架、錨筋搭焊。芯棒入模安裝到位后必須用斜插銷固定，所有芯棒不準敲擊?；炷翝仓?）混凝土振搗采用附著式振搗器振動成型。開啟附著式振搗器，直到混凝土與側(cè)板接觸處不再有噴射狀氣、水泡、構件表面均勻為止。（2）混凝土分層次灌注，注意使用混凝土在模具內(nèi)勻布。（3）成型后的管片外弧面的混凝土收水應根據(jù)氣溫間隔一定時間后進行。間隔時間一般以管片外弧面混凝土表面已達到初凝來控制。收水必須使管片外表面壓實抹光且保證外弧面的平整和順。（4）在收水過程中，為保證管片邊口處密實，收水工需用鐵板壓管片的邊口處。（5）鋼模內(nèi)側(cè)面和端面螺栓孔芯棒既要便于脫模又要防止塌孔，砼初凝前轉(zhuǎn)動一下芯棒，但嚴禁向外抽動，當混凝土初凝后再次轉(zhuǎn)動芯棒，視混凝土結硬程度抽出芯棒。（6）當芯棒拔出后，須將芯棒洗刷干凈并涂上機油，放在指定的地方備用。（7）混凝土從出料到入模的時間最長不得超過60分鐘，若超過規(guī)定時間則不能使用，同樣混凝土料在鋼模內(nèi)（因其他故障原因）未振搗好，也不得超過90分鐘（在故障時間內(nèi)立即報告），立即采取其他措施。管片養(yǎng)護（1）管片前期養(yǎng)護采用小隔間蒸汽養(yǎng)護。（2）管片蒸養(yǎng)必須嚴格分靜養(yǎng)、升溫、恒溫、降溫等四個