【文章內容簡介】 2）用量 按照生產廠家的推薦意見，并參考其它類似工程經驗， 結合本工程的具體地質情況，發(fā)泡劑的摻入量及配合比按下式確定： 1）發(fā)泡劑與溶液的比例為 ～ 3%。 2）空氣與溶液的體積比為（ 6~32） :1，一般為 12:1。 假設發(fā)泡劑的比例為 2%，溶液與空氣的比例為 1： 12。泡沫與掘進土體的體積比為 30%，則每 m3掘進土體使用的發(fā)泡劑數(shù)量如下圖所示： 由上可以得到每 m3 掘進土中使用的發(fā)泡劑數(shù)量為： 2L/=水、發(fā)泡劑、空氣的混合比例及向土體中的摻入比例都將根據(jù)實際的土倉壓力狀況和出土狀況不斷調整，直至達到最佳效果。 發(fā)泡系統(tǒng)的控制 有三種模式：人工手動、半自動和全自動。 發(fā)泡劑 2L 水 98L 空氣 1200L 溶液 100L 泡沫 1300L 土體 掘進中的方向控制 確保盾構機沿著設計線路掘進是隧道施工的一個主要目標。因此，掘進中的方向控制十分重要，線路中線平面位置和高程的允許偏差宜控制在177。 20mm。 （ 1）控制方法及基本原則 盾構機的測量導向采用德國 VMT公司的 SLST隧道掘進自動導向系統(tǒng)。根據(jù)VMT系統(tǒng)的電腦屏幕上顯示的數(shù)據(jù)，盾構機操作手通過合理調整各分區(qū)千斤頂?shù)膲毫暗侗P轉向來調整盾構機的姿態(tài)，具體操作原則如下： ，則通過反轉刀盤來減小滾角值。 偏，則提高右側分區(qū)的千斤頂壓力，反之，則提高左側分區(qū)的千斤頂壓力；如果盾構機豎直下偏，則提高下部千斤頂?shù)膲毫?，反之亦然? （ 2）盾構機豎直方向操作原則 ①一般情況下，盾構機的豎向偏差宜控制在177。 20mm 以內，傾角可控制在177。5mm/m 以內。特殊情況下，傾角亦不宜超過177。 10mm/m，否則會因盾構機轉彎過急引起盾尾間隙過小和管片的錯臺破裂等問題 ②當盾構機下部土體較軟（ 5 以下）或上硬下軟時，為防止盾構機機頭下垂，適當保持上仰姿態(tài)。 ③當開挖面上軟下硬時，為防止機頭偏上，盾構機則適當保持下俯姿態(tài)。 ④操作盾構機時，注 意上部千斤頂和下部千斤頂?shù)男谐滩?，兩者不能相差過大，一般控制在177。 20mm 內，特殊情況下也不能超過 60mm。 （ 3） 盾構機水平方向的控制原則 ①在直線段，盾構機的水平軸線偏差控制在177。 20mm 以內，水平偏角控制在177。3mm/m 以內，否則會因盾構機急轉引起盾尾間隙過小和管片錯臺破裂等問題； ②在緩和曲線段及圓曲線段，盾構機的水平偏差應控制在177。 30mm 以內，水平偏角應控制在177。 5mm/m 內，曲線半徑越小控制難度越大； ③當開挖面內的地層左右軟硬相差很大而且又是處在曲線段時，盾構機的方向控制將比較困難，此時可降低掘進速 度，合理調節(jié)各分區(qū)的千斤頂壓力，必要時可將水平偏角放寬到177。 10mm/m，以加大盾構機的調向力度。（通過該段后立即恢復水平偏角到 5mm/m 以內）。 （ 4）盾體脫離始發(fā)架前的方向控制 在盾體脫離始發(fā)架前，盾構機的方向受始發(fā)架的限制，沿始發(fā)架的方向直線掘進，主要需注意盾體的旋轉及保證各組推力油缸的推力平衡。 右 線盾構機始發(fā)施工具體 措施 盾構機在初始掘進前必須完成盾構機調試、地面設備材料準備、監(jiān)測點布置等工作，盾構機始發(fā)掘進距離初定為 90m，計劃初始掘進 90m 安排 12 天完成。 初始 90m 也是摸索掘進規(guī) 律、優(yōu)化掘進參數(shù)的試掘進階段。為此，我們在始發(fā)90m 的地面布置了較密的觀測點，根據(jù)不同的掘進參數(shù)所對應的地面降沉值，可以總結和優(yōu)化出相應的盾構掘進參數(shù)（土倉壓力，推進速度，總推力，排土量，刀盤扭矩，注漿壓力和注漿量等），為加快正常掘進打下基礎。 盾構機 初 始 掘進 始發(fā)開始時，安裝負環(huán)管片，邊安裝負環(huán)管片，盾構機邊向洞圈推進。當?shù)侗P距離洞口還有 停止，破除洞門剩余部分砼。為減少盾構始發(fā)時的推進阻力和避免刀盤上的刀頭損壞洞口密封裝置，在刀盤和洞口密封裝置上涂抹潤滑油以減小摩擦力。 盾構 機 向洞門土體逐 漸靠攏，使盾構機頭部切入土體，再經刀盤旋轉切削土體，充滿盾構機土倉，開始建立正面土壓力以平衡盾構正面土壓，確保土體的位移量降至最小值。 推進時，注意觀察反力架和后面支 撐是否產生變形，防止位移量過大而造成破壞。為減少盾構的推進阻力，推進前，在盾構基座面上涂抹潤滑油。 當盾構機刀盤到達始發(fā)里程后，首先對盾構機的姿態(tài)進行復核，以確定盾構機的平面位置、高程和中心軸線的坡度，其誤差應分別小于 177。 10mm、 177。 5mm 和 2‰ 。 盾構機 接觸掌子面 破除洞門后，盾構 機刀盤快速前移抵攏掌子面，啟動刀盤旋轉切削土體，建立土壓開 始 掘進。當盾尾進入洞門后，立即進行同步注漿。 盾構機始發(fā)時，由于預留洞門直徑大于盾殼直徑，為防止盾構機低頭等姿態(tài)改變，在預留洞門的下方墊設方木，確保盾構機的姿態(tài)穩(wěn)定。 調整洞口止水裝置 當盾構機的刀尖碰壁后，及時調整活動壓板與盾構 機 殼 體的間隙，一般為 5～10mm，由于本端頭始發(fā)土質 為礫質粘性土 ， 土體較軟， 盾構重心進入土層后可能會產生磕頭的現(xiàn)象， 故將盾構機軸線抬高，比設計隧道軸線高 20mm 左右。 當盾構機刀盤進入洞門后，調整止水裝置的活動壓板位置并固定，扇形壓板與盾殼預留 5mm 左右的間隙。 盾構 掘進，安裝 0～ 3 環(huán)負環(huán)管片 扇形 壓板調整及螺栓上緊固定后，即可送漿保壓，然后進行掘進。始發(fā)時的掘進速度應比較緩慢（ 3～ 5mm/min） ，不會對 土壓 平衡產生較大的波動。另外，橡膠止水 簾 布內層與盾構機殼 體之間 的 封閉 ， 也需要在掘進中產生的小顆粒物填充壓實空間，使密封更為牢固。進行 0～ 3 環(huán)的管片拼裝。 盾尾通過洞門密封后進行回填注漿 在始發(fā)掘進過程中，當盾尾完全進入洞門后，橡膠止水 簾 布 、 壓板和管片外壁接觸時，間隙落差瞬時擴大至 140mm（ 管片外徑為 6000mm，盾構 機 成洞 外徑為 6280mm），此時應 立即將壓板與洞口 鋼 環(huán) 焊接固定，并進行回填注漿，以避免洞門間隙處產生水土流失。 盾構掘進及永久管片安裝 至此，盾構始發(fā)基本完成，可進行盾構掘進及永久管片安裝。 試掘進速度控制 (1)為控制推進軸線、保護刀盤，推進速度不宜過快，使盾構 機 緩慢穩(wěn)步前進，推進速度控制在 20mm/min。 (2)盾構 機 啟動時，盾構 機操作手 必需檢查千斤頂是否靠足，開始推進和結束推進之前速度不宜過快。每環(huán)掘進開始時，應逐步提高掘進速度，防止啟動速度過大。 (3)一環(huán)掘進過程中，掘進速度值應盡量保持衡定，減少波動，以保 證 土壓穩(wěn)定。 (4) 推進速度的快慢必須滿足每環(huán)掘進注漿量的要求，保證同步注漿系統(tǒng)始終處于良好工作狀態(tài)。 (5)在調整掘進速度的過程中，應保持開挖面穩(wěn)定。 盾構機 試掘進 注意事項 盾構機始發(fā)前要根據(jù)地層情況，制定掘進參數(shù)。開始掘進后通過監(jiān)測反饋及時調整，同時還應注意以下事項： 始發(fā)前檢查地層加固的質量，確保加固土體強度和滲透性滿足要求。 始發(fā)前應在基座軌道上涂抹潤滑油，減少盾構機推進阻力。 始發(fā)前應在刀頭和密封裝置上涂抹油脂，避免刀盤上刀頭損壞洞門密封裝置。 始發(fā) 托架 導軌必須順直，嚴格 控制其標高、間距及中心軸線。 及時封堵洞門，以防洞口漏漿。 嚴格控制盾構機姿態(tài)，防止旋轉、低頭或抬頭。 嚴格控制盾構機操作，適當調節(jié)推進油缸的壓力，防止掘進方向偏離設計軸線。 土倉壓力應與地面沉降觀測結果相對照，盡快確定合適的土倉的壓力，保持土壓平衡掘進。 每隔 10米布置一個沉降監(jiān)測斷面，同時適當布置儀器，測量地層位移和水壓， 測量結果及時反饋分析，摸清沉降變化規(guī)律，以此優(yōu)化施工參數(shù)，指導施工。 加強管線尤其是液壓管線、高壓電纜的保護，避免垂直運輸和水平拖拉將管線損壞。 1注漿管要及時清洗，避免堵管。 試掘進段管理 在試掘進段施工時，施工人員必須熟練的掌握盾構機掘進的各項技術與參數(shù)，與地面、洞內檢測交流互動形成制度，實現(xiàn)信息化施工。在施工過程中，應注意研究掘進參數(shù)的設定方法和原理，研究地面變形與施工參數(shù)之間的關系，并對掘進時各種技術數(shù)據(jù)進行采集、統(tǒng)計和分析，爭取在 90m 內熟練掌握盾構機的操作方法，確定盾構機在各種土層中掘進施工的參數(shù)設定范圍，形成一套相對完善的盾構施工方法。此階段重點工作如下： 用最短的時間熟悉并掌握盾構機的操作方法，熟悉機械性能，培訓合格的設備操作人員。 結合盾構施工了解隧道土層的地質條件，掌握這種地層條件下土壓平衡盾構機的施工方法 。 通過本段施工加強對地面變形情況的監(jiān)測分析，掌握盾構機掘進參數(shù)及同步注漿參數(shù)。 當掘進 1020 環(huán)時，利用管片注漿孔和洞口預留注漿孔對洞口進行二次注漿，一方面防止洞口漏水，另一方面為將來井接頭的制作創(chuàng)造條件。 90m 掘進完成后， 熟練掌握盾構機掘進技術， 成型隧道滿足鋪雙軌條件后，同時確保管片摩擦力已足以提供盾構機反力，拆除始發(fā)井內的后坐和負環(huán)管片，實現(xiàn)正常掘進。 盾構在井中始 發(fā)時，主要技術要點有： 技術交底、崗位培訓。在盾構施工前，對參加施工的全體人員分階段進行詳細的技術交底，按工作進行崗位培訓，考核合格后方可上崗操作。 在進行盾構機基座、后盾支撐、鋼環(huán)及首環(huán)負環(huán)管片的定位時，要嚴格控制盾構機基座、后盾支撐、鋼環(huán)及首環(huán)負環(huán)管片的安裝精度，確保盾構始發(fā)姿態(tài)與隧道設計線形符合。 第一負環(huán)管片定位時，管片的后端面應盡量與 線路中線垂直。負環(huán)管片軸線應與線路的切線重合。負環(huán)管片采用 錯 縫拼裝方式。 始發(fā)前基座定位時，盾構機軸線與隧道設計軸線保持平行，盾構中線可比設 計 軸線適當抬高。 盾構 機 在 始發(fā)托架 上向前推進時，通過控制推進油缸行程使盾構機基本沿始發(fā) 托架 向前推進。 始發(fā)初始掘進時，盾構機處在 始發(fā)托架 上，因此需在 始發(fā)托架 及盾構機上焊接相對的防扭轉支座，為盾構機始發(fā)掘進提供反扭矩。 在始發(fā)階段，由于設備處于磨合階段，要注意推力、扭矩的控制，同時也要注意各部位油脂的有效作用。掘進總推力應控制在后盾支撐承受能力以下，同時確保在此推力下刀具切入地層所產生的扭矩小于盾構機基座提供的反扭矩。 右 線盾構始發(fā)的重點、難點及處理 右 線始發(fā)井 端頭地層情況表 表 11 部位 洞 門上５ｍ至洞門下３ｍ范圍地質 隧頂 覆土厚度（ m） 地表 情況 洞身范圍內地層 XX 站始發(fā)頭 上部為 83硬塑狀礫質粘性土 上部為 82可塑狀礫質粘性土 下部為 91全風化花崗巖 11 83硬塑狀礫質粘性土 91全風化花崗巖 端頭加固范圍、形式及圍護結構形式 表 12 部位 洞門結構形式 端頭加固形式 加固范圍 XX 站始發(fā)頭 800mm 厚 玻璃纖維筋 連續(xù)墻 直徑 的 微型樁 單線 6*10M 右線 始發(fā)洞門加固示意圖 微型樁分布圖 圖 11 右 線 始發(fā)洞門加固示意圖 洞門密封 洞口密封是為盾構在始發(fā)時防止背襯注漿砂漿外泄所用，所以，密封作用的好壞直接關系到水土流失的多少。進而影響端頭井地面的沉降。洞門密封的關鍵是，除了做好洞門橡 膠板、扇形 壓板的安裝外，還要注意， 在 盾尾通過洞門密封后，立即將壓板與洞口 鋼環(huán) 焊接固定，并進行回填注漿 ， 為 保證注漿的有效性及確保管片不因外來壓力而產生變形和損壞，必須嚴格控制注漿壓力，根據(jù)動態(tài)計算及經驗值，液漿的出口壓力應控制在切口水壓 ～ 范圍之內。 盾構機的“叩頭” 始發(fā)推進后，在盾構機抵達掌子面及脫離加固區(qū)時容易出現(xiàn)盾構機 “叩頭 ”的現(xiàn)象，根據(jù)地質條件不同有些可能出現(xiàn)超限的情況。為此，通常采用抬高盾構機的始發(fā)姿態(tài)、合理安裝始發(fā)導軌以及快速通過的方法盡量避免 “叩頭 ”或減少 “叩頭 ”的影響。 盾構始發(fā)質量控制 管片拼裝 管片安裝是盾構法施工的重要環(huán)節(jié)，管片作為永久性襯砌， 其安裝質量好壞直接關系到成洞質量。同時，在盾構機掘進施工過程中還要作為盾構機推進時的支座，承受盾構機推進油缸的縱向推力。因此，要求管片能在較短時間內高質量安裝完畢，以適應盾構機掘進作業(yè)循環(huán)要求。并能立即承受圍巖壓力防止地面沉降。 管片襯砌背后注漿 盾構機掘進后應及時充填管片和地層間的環(huán)形空隙，控制地層下陷，并有利于增強防水能力，環(huán)形間隙主要采用注漿方式填充，按注漿的時機可分為同步注漿和二次注漿。 注漿的材料、配比、參數(shù)及工藝等，依據(jù)本合同段工程的具體地質水文和環(huán)境條件，并參照以往地質相似區(qū)間注漿的 成功經驗確定。 同步注漿方法 同步注漿與盾構機掘進同時進行，通過注漿系統(tǒng)及盾尾內置注漿管向盾尾空隙壓注。采用雙泵四管同時注漿，注漿可采用自動和手動控制方式。自動控制方式即預先設定注漿壓力，由控制程序自動調整注漿速度，當注漿壓力達到設定值時，自動停止注漿。手動控制方式則