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[廣東]地鐵工程右線盾構(gòu)始發(fā)施工方案(中鐵建)【最新】(編輯修改稿)

2025-04-09 06:46 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2)用量 按照生產(chǎn)廠家的推薦意見(jiàn),并參考其它類似工程經(jīng)驗(yàn), 結(jié)合本工程的具體地質(zhì)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(shè)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(jìn)土體的體積比為 30%,則每 m3掘進(jìn)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(jìn)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(shí)際的土倉(cāng)壓力狀況和出土狀況不斷調(diào)整,直至達(dá)到最佳效果。 發(fā)泡系統(tǒng)的控制 有三種模式:人工手動(dòng)、半自動(dòng)和全自動(dòng)。 發(fā)泡劑 2L 水 98L 空氣 1200L 溶液 100L 泡沫 1300L 土體 掘進(jìn)中的方向控制 確保盾構(gòu)機(jī)沿著設(shè)計(jì)線路掘進(jìn)是隧道施工的一個(gè)主要目標(biāo)。因此,掘進(jìn)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(gòu)機(jī)的測(cè)量導(dǎo)向采用德國(guó) VMT公司的 SLST隧道掘進(jìn)自動(dòng)導(dǎo)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(gòu)機(jī)操作手通過(guò)合理調(diào)整各分區(qū)千斤頂?shù)膲毫暗侗P(pán)轉(zhuǎn)向來(lái)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài),具體操作原則如下: ,則通過(guò)反轉(zhuǎn)刀盤(pán)來(lái)減小滾角值。 偏,則提高右側(cè)分區(qū)的千斤頂壓力,反之,則提高左側(cè)分區(qū)的千斤頂壓力;如果盾構(gòu)機(jī)豎直下偏,則提高下部千斤頂?shù)膲毫Γ粗嗳唬? ( 2)盾構(gòu)機(jī)豎直方向操作原則 ①一般情況下,盾構(gòu)機(jī)的豎向偏差宜控制在177。 20mm 以內(nèi),傾角可控制在177。5mm/m 以內(nèi)。特殊情況下,傾角亦不宜超過(guò)177。 10mm/m,否則會(huì)因盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎過(guò)急引起盾尾間隙過(guò)小和管片的錯(cuò)臺(tái)破裂等問(wèn)題 ②當(dāng)盾構(gòu)機(jī)下部土體較軟( 5 以下)或上硬下軟時(shí),為防止盾構(gòu)機(jī)機(jī)頭下垂,適當(dāng)保持上仰姿態(tài)。 ③當(dāng)開(kāi)挖面上軟下硬時(shí),為防止機(jī)頭偏上,盾構(gòu)機(jī)則適當(dāng)保持下俯姿態(tài)。 ④操作盾構(gòu)機(jī)時(shí),注 意上部千斤頂和下部千斤頂?shù)男谐滩?,兩者不能相差過(guò)大,一般控制在177。 20mm 內(nèi),特殊情況下也不能超過(guò) 60mm。 ( 3) 盾構(gòu)機(jī)水平方向的控制原則 ①在直線段,盾構(gòu)機(jī)的水平軸線偏差控制在177。 20mm 以內(nèi),水平偏角控制在177。3mm/m 以內(nèi),否則會(huì)因盾構(gòu)機(jī)急轉(zhuǎn)引起盾尾間隙過(guò)小和管片錯(cuò)臺(tái)破裂等問(wèn)題; ②在緩和曲線段及圓曲線段,盾構(gòu)機(jī)的水平偏差應(yīng)控制在177。 30mm 以內(nèi),水平偏角應(yīng)控制在177。 5mm/m 內(nèi),曲線半徑越小控制難度越大; ③當(dāng)開(kāi)挖面內(nèi)的地層左右軟硬相差很大而且又是處在曲線段時(shí),盾構(gòu)機(jī)的方向控制將比較困難,此時(shí)可降低掘進(jìn)速 度,合理調(diào)節(jié)各分區(qū)的千斤頂壓力,必要時(shí)可將水平偏角放寬到177。 10mm/m,以加大盾構(gòu)機(jī)的調(diào)向力度。(通過(guò)該段后立即恢復(fù)水平偏角到 5mm/m 以內(nèi))。 ( 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(gòu)機(jī)的方向受始發(fā)架的限制,沿始發(fā)架的方向直線掘進(jìn),主要需注意盾體的旋轉(zhuǎn)及保證各組推力油缸的推力平衡。 右 線盾構(gòu)機(jī)始發(fā)施工具體 措施 盾構(gòu)機(jī)在初始掘進(jìn)前必須完成盾構(gòu)機(jī)調(diào)試、地面設(shè)備材料準(zhǔn)備、監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置等工作,盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)距離初定為 90m,計(jì)劃初始掘進(jìn) 90m 安排 12 天完成。 初始 90m 也是摸索掘進(jìn)規(guī) 律、優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)的試掘進(jìn)階段。為此,我們?cè)谑及l(fā)90m 的地面布置了較密的觀測(cè)點(diǎn),根據(jù)不同的掘進(jìn)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的地面降沉值,可以總結(jié)和優(yōu)化出相應(yīng)的盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)(土倉(cāng)壓力,推進(jìn)速度,總推力,排土量,刀盤(pán)扭矩,注漿壓力和注漿量等),為加快正常掘進(jìn)打下基礎(chǔ)。 盾構(gòu)機(jī) 初 始 掘進(jìn) 始發(fā)開(kāi)始時(shí),安裝負(fù)環(huán)管片,邊安裝負(fù)環(huán)管片,盾構(gòu)機(jī)邊向洞圈推進(jìn)。當(dāng)?shù)侗P(pán)距離洞口還有 停止,破除洞門(mén)剩余部分砼。為減少盾構(gòu)始發(fā)時(shí)的推進(jìn)阻力和避免刀盤(pán)上的刀頭損壞洞口密封裝置,在刀盤(pán)和洞口密封裝置上涂抹潤(rùn)滑油以減小摩擦力。 盾構(gòu) 機(jī) 向洞門(mén)土體逐 漸靠攏,使盾構(gòu)機(jī)頭部切入土體,再經(jīng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)切削土體,充滿盾構(gòu)機(jī)土倉(cāng),開(kāi)始建立正面土壓力以平衡盾構(gòu)正面土壓,確保土體的位移量降至最小值。 推進(jìn)時(shí),注意觀察反力架和后面支 撐是否產(chǎn)生變形,防止位移量過(guò)大而造成破壞。為減少盾構(gòu)的推進(jìn)阻力,推進(jìn)前,在盾構(gòu)基座面上涂抹潤(rùn)滑油。 當(dāng)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)到達(dá)始發(fā)里程后,首先對(duì)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)進(jìn)行復(fù)核,以確定盾構(gòu)機(jī)的平面位置、高程和中心軸線的坡度,其誤差應(yīng)分別小于 177。 10mm、 177。 5mm 和 2‰ 。 盾構(gòu)機(jī) 接觸掌子面 破除洞門(mén)后,盾構(gòu) 機(jī)刀盤(pán)快速前移抵?jǐn)n掌子面,啟動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)切削土體,建立土壓開(kāi) 始 掘進(jìn)。當(dāng)盾尾進(jìn)入洞門(mén)后,立即進(jìn)行同步注漿。 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)時(shí),由于預(yù)留洞門(mén)直徑大于盾殼直徑,為防止盾構(gòu)機(jī)低頭等姿態(tài)改變,在預(yù)留洞門(mén)的下方墊設(shè)方木,確保盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)穩(wěn)定。 調(diào)整洞口止水裝置 當(dāng)盾構(gòu)機(jī)的刀尖碰壁后,及時(shí)調(diào)整活動(dòng)壓板與盾構(gòu) 機(jī) 殼 體的間隙,一般為 5~10mm,由于本端頭始發(fā)土質(zhì) 為礫質(zhì)粘性土 , 土體較軟, 盾構(gòu)重心進(jìn)入土層后可能會(huì)產(chǎn)生磕頭的現(xiàn)象, 故將盾構(gòu)機(jī)軸線抬高,比設(shè)計(jì)隧道軸線高 20mm 左右。 當(dāng)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)進(jìn)入洞門(mén)后,調(diào)整止水裝置的活動(dòng)壓板位置并固定,扇形壓板與盾殼預(yù)留 5mm 左右的間隙。 盾構(gòu) 掘進(jìn),安裝 0~ 3 環(huán)負(fù)環(huán)管片 扇形 壓板調(diào)整及螺栓上緊固定后,即可送漿保壓,然后進(jìn)行掘進(jìn)。始發(fā)時(shí)的掘進(jìn)速度應(yīng)比較緩慢( 3~ 5mm/min) ,不會(huì)對(duì) 土壓 平衡產(chǎn)生較大的波動(dòng)。另外,橡膠止水 簾 布內(nèi)層與盾構(gòu)機(jī)殼 體之間 的 封閉 , 也需要在掘進(jìn)中產(chǎn)生的小顆粒物填充壓實(shí)空間,使密封更為牢固。進(jìn)行 0~ 3 環(huán)的管片拼裝。 盾尾通過(guò)洞門(mén)密封后進(jìn)行回填注漿 在始發(fā)掘進(jìn)過(guò)程中,當(dāng)盾尾完全進(jìn)入洞門(mén)后,橡膠止水 簾 布 、 壓板和管片外壁接觸時(shí),間隙落差瞬時(shí)擴(kuò)大至 140mm( 管片外徑為 6000mm,盾構(gòu) 機(jī) 成洞 外徑為 6280mm),此時(shí)應(yīng) 立即將壓板與洞口 鋼 環(huán) 焊接固定,并進(jìn)行回填注漿,以避免洞門(mén)間隙處產(chǎn)生水土流失。 盾構(gòu)掘進(jìn)及永久管片安裝 至此,盾構(gòu)始發(fā)基本完成,可進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)及永久管片安裝。 試掘進(jìn)速度控制 (1)為控制推進(jìn)軸線、保護(hù)刀盤(pán),推進(jìn)速度不宜過(guò)快,使盾構(gòu) 機(jī) 緩慢穩(wěn)步前進(jìn),推進(jìn)速度控制在 20mm/min。 (2)盾構(gòu) 機(jī) 啟動(dòng)時(shí),盾構(gòu) 機(jī)操作手 必需檢查千斤頂是否靠足,開(kāi)始推進(jìn)和結(jié)束推進(jìn)之前速度不宜過(guò)快。每環(huán)掘進(jìn)開(kāi)始時(shí),應(yīng)逐步提高掘進(jìn)速度,防止啟動(dòng)速度過(guò)大。 (3)一環(huán)掘進(jìn)過(guò)程中,掘進(jìn)速度值應(yīng)盡量保持衡定,減少波動(dòng),以保 證 土壓穩(wěn)定。 (4) 推進(jìn)速度的快慢必須滿足每環(huán)掘進(jìn)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(diào)整掘進(jìn)速度的過(guò)程中,應(yīng)保持開(kāi)挖面穩(wěn)定。 盾構(gòu)機(jī) 試掘進(jìn) 注意事項(xiàng) 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)前要根據(jù)地層情況,制定掘進(jìn)參數(shù)。開(kāi)始掘進(jìn)后通過(guò)監(jiān)測(cè)反饋及時(shí)調(diào)整,同時(shí)還應(yīng)注意以下事項(xiàng): 始發(fā)前檢查地層加固的質(zhì)量,確保加固土體強(qiáng)度和滲透性滿足要求。 始發(fā)前應(yīng)在基座軌道上涂抹潤(rùn)滑油,減少盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)阻力。 始發(fā)前應(yīng)在刀頭和密封裝置上涂抹油脂,避免刀盤(pán)上刀頭損壞洞門(mén)密封裝置。 始發(fā) 托架 導(dǎo)軌必須順直,嚴(yán)格 控制其標(biāo)高、間距及中心軸線。 及時(shí)封堵洞門(mén),以防洞口漏漿。 嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài),防止旋轉(zhuǎn)、低頭或抬頭。 嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)操作,適當(dāng)調(diào)節(jié)推進(jìn)油缸的壓力,防止掘進(jìn)方向偏離設(shè)計(jì)軸線。 土倉(cāng)壓力應(yīng)與地面沉降觀測(cè)結(jié)果相對(duì)照,盡快確定合適的土倉(cāng)的壓力,保持土壓平衡掘進(jìn)。 每隔 10米布置一個(gè)沉降監(jiān)測(cè)斷面,同時(shí)適當(dāng)布置儀器,測(cè)量地層位移和水壓, 測(cè)量結(jié)果及時(shí)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(dǎo)施工。 加強(qiáng)管線尤其是液壓管線、高壓電纜的保護(hù),避免垂直運(yùn)輸和水平拖拉將管線損壞。 1注漿管要及時(shí)清洗,避免堵管。 試掘進(jìn)段管理 在試掘進(jìn)段施工時(shí),施工人員必須熟練的掌握盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的各項(xiàng)技術(shù)與參數(shù),與地面、洞內(nèi)檢測(cè)交流互動(dòng)形成制度,實(shí)現(xiàn)信息化施工。在施工過(guò)程中,應(yīng)注意研究掘進(jìn)參數(shù)的設(shè)定方法和原理,研究地面變形與施工參數(shù)之間的關(guān)系,并對(duì)掘進(jìn)時(shí)各種技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計(jì)和分析,爭(zhēng)取在 90m 內(nèi)熟練掌握盾構(gòu)機(jī)的操作方法,確定盾構(gòu)機(jī)在各種土層中掘進(jìn)施工的參數(shù)設(shè)定范圍,形成一套相對(duì)完善的盾構(gòu)施工方法。此階段重點(diǎn)工作如下: 用最短的時(shí)間熟悉并掌握盾構(gòu)機(jī)的操作方法,熟悉機(jī)械性能,培訓(xùn)合格的設(shè)備操作人員。 結(jié)合盾構(gòu)施工了解隧道土層的地質(zhì)條件,掌握這種地層條件下土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的施工方法 。 通過(guò)本段施工加強(qiáng)對(duì)地面變形情況的監(jiān)測(cè)分析,掌握盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)及同步注漿參數(shù)。 當(dāng)掘進(jìn) 1020 環(huán)時(shí),利用管片注漿孔和洞口預(yù)留注漿孔對(duì)洞口進(jìn)行二次注漿,一方面防止洞口漏水,另一方面為將來(lái)井接頭的制作創(chuàng)造條件。 90m 掘進(jìn)完成后, 熟練掌握盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)技術(shù), 成型隧道滿足鋪雙軌條件后,同時(shí)確保管片摩擦力已足以提供盾構(gòu)機(jī)反力,拆除始發(fā)井內(nèi)的后坐和負(fù)環(huán)管片,實(shí)現(xiàn)正常掘進(jìn)。 盾構(gòu)在井中始 發(fā)時(shí),主要技術(shù)要點(diǎn)有: 技術(shù)交底、崗位培訓(xùn)。在盾構(gòu)施工前,對(duì)參加施工的全體人員分階段進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底,按工作進(jìn)行崗位培訓(xùn),考核合格后方可上崗操作。 在進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)基座、后盾支撐、鋼環(huán)及首環(huán)負(fù)環(huán)管片的定位時(shí),要嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)基座、后盾支撐、鋼環(huán)及首環(huán)負(fù)環(huán)管片的安裝精度,確保盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)與隧道設(shè)計(jì)線形符合。 第一負(fù)環(huán)管片定位時(shí),管片的后端面應(yīng)盡量與 線路中線垂直。負(fù)環(huán)管片軸線應(yīng)與線路的切線重合。負(fù)環(huán)管片采用 錯(cuò) 縫拼裝方式。 始發(fā)前基座定位時(shí),盾構(gòu)機(jī)軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線保持平行,盾構(gòu)中線可比設(shè) 計(jì) 軸線適當(dāng)抬高。 盾構(gòu) 機(jī) 在 始發(fā)托架 上向前推進(jìn)時(shí),通過(guò)控制推進(jìn)油缸行程使盾構(gòu)機(jī)基本沿始發(fā) 托架 向前推進(jìn)。 始發(fā)初始掘進(jìn)時(shí),盾構(gòu)機(jī)處在 始發(fā)托架 上,因此需在 始發(fā)托架 及盾構(gòu)機(jī)上焊接相對(duì)的防扭轉(zhuǎn)支座,為盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)提供反扭矩。 在始發(fā)階段,由于設(shè)備處于磨合階段,要注意推力、扭矩的控制,同時(shí)也要注意各部位油脂的有效作用。掘進(jìn)總推力應(yīng)控制在后盾支撐承受能力以下,同時(shí)確保在此推力下刀具切入地層所產(chǎn)生的扭矩小于盾構(gòu)機(jī)基座提供的反扭矩。 右 線盾構(gòu)始發(fā)的重點(diǎn)、難點(diǎn)及處理 右 線始發(fā)井 端頭地層情況表 表 11 部位 洞 門(mén)上5m至洞門(mén)下3m范圍地質(zhì) 隧頂 覆土厚度( m) 地表 情況 洞身范圍內(nèi)地層 XX 站始發(fā)頭 上部為 83硬塑狀礫質(zhì)粘性土 上部為 82可塑狀礫質(zhì)粘性土 下部為 91全風(fēng)化花崗巖 11 83硬塑狀礫質(zhì)粘性土 91全風(fēng)化花崗巖 端頭加固范圍、形式及圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式 表 12 部位 洞門(mén)結(jié)構(gòu)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(mén)加固示意圖 微型樁分布圖 圖 11 右 線 始發(fā)洞門(mén)加固示意圖 洞門(mén)密封 洞口密封是為盾構(gòu)在始發(fā)時(shí)防止背襯注漿砂漿外泄所用,所以,密封作用的好壞直接關(guān)系到水土流失的多少。進(jìn)而影響端頭井地面的沉降。洞門(mén)密封的關(guān)鍵是,除了做好洞門(mén)橡 膠板、扇形 壓板的安裝外,還要注意, 在 盾尾通過(guò)洞門(mén)密封后,立即將壓板與洞口 鋼環(huán) 焊接固定,并進(jìn)行回填注漿 , 為 保證注漿的有效性及確保管片不因外來(lái)壓力而產(chǎn)生變形和損壞,必須嚴(yán)格控制注漿壓力,根據(jù)動(dòng)態(tài)計(jì)算及經(jīng)驗(yàn)值,液漿的出口壓力應(yīng)控制在切口水壓 ~ 范圍之內(nèi)。 盾構(gòu)機(jī)的“叩頭” 始發(fā)推進(jìn)后,在盾構(gòu)機(jī)抵達(dá)掌子面及脫離加固區(qū)時(shí)容易出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī) “叩頭 ”的現(xiàn)象,根據(jù)地質(zhì)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(gòu)機(jī)的始發(fā)姿態(tài)、合理安裝始發(fā)導(dǎo)軌以及快速通過(guò)的方法盡量避免 “叩頭 ”或減少 “叩頭 ”的影響。 盾構(gòu)始發(fā)質(zhì)量控制 管片拼裝 管片安裝是盾構(gòu)法施工的重要環(huán)節(jié),管片作為永久性襯砌, 其安裝質(zhì)量好壞直接關(guān)系到成洞質(zhì)量。同時(shí),在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工過(guò)程中還要作為盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時(shí)的支座,承受盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸的縱向推力。因此,要求管片能在較短時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量安裝完畢,以適應(yīng)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)作業(yè)循環(huán)要求。并能立即承受?chē)鷰r壓力防止地面沉降。 管片襯砌背后注漿 盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)后應(yīng)及時(shí)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(qiáng)防水能力,環(huán)形間隙主要采用注漿方式填充,按注漿的時(shí)機(jī)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(zhì)水文和環(huán)境條件,并參照以往地質(zhì)相似區(qū)間注漿的 成功經(jīng)驗(yàn)確定。 同步注漿方法 同步注漿與盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)同時(shí)進(jìn)行,通過(guò)注漿系統(tǒng)及盾尾內(nèi)置注漿管向盾尾空隙壓注。采用雙泵四管同時(shí)注漿,注漿可采用自動(dòng)和手動(dòng)控制方式。自動(dòng)控制方式即預(yù)先設(shè)定注漿壓力,由控制程序自動(dòng)調(diào)整注漿速度,當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí),自動(dòng)停止注漿。手動(dòng)控制方式則
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