【導(dǎo)讀】深圳市城市軌道交通7號(hào)線BT項(xiàng)目7304-1標(biāo)?；蕧徔诎墩尽｀徴尽辔舱緟^(qū)間。盾構(gòu)機(jī)始發(fā)與掘進(jìn)施工方案

　　

【正文】 （ 9）發(fā)泡劑的摻量 V2 V2 值主要根據(jù)土質(zhì)確定，經(jīng)驗(yàn)公式為 ： V2=（ 20~60%） V 土 V 土 —— 掘進(jìn)土方的體積（實(shí)方） V2 值將根據(jù)實(shí)際的出渣情況和有關(guān)掘進(jìn)參數(shù)（如扭矩等）不斷調(diào)整。 （ 10）左右前進(jìn)千斤頂行程差 ?S ?S 主要根據(jù)線路特點(diǎn)和盾構(gòu)機(jī) 在水平方向偏離設(shè)計(jì)軸線的程度來(lái)確定的。 ?S 的大小確定了盾構(gòu)機(jī)方向改變的急緩程度， ?S 的達(dá)到和保持依靠合理使用左邊和右邊的推進(jìn)千斤頂。 （ 11）盾構(gòu)機(jī)俯仰角α (pitch) α根據(jù)線路特點(diǎn)和盾構(gòu)機(jī)在豎直方向偏離設(shè)計(jì)軸線的程度來(lái)確定的。α的保持靠合理使用上部和下部的推進(jìn)千斤頂，一般情況下，α值不應(yīng)超過177。 4mm/m。 （ 12）盾構(gòu)機(jī)滾轉(zhuǎn)角β (roll) 深圳地鐵 7 號(hào)線 BT 項(xiàng)目 73041 標(biāo)皇福赤區(qū)間 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)與 掘進(jìn)施工方案 第 19 頁(yè) 共 60 頁(yè) β和刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向及扭矩大小有關(guān)，可以通過改變刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向和使用穩(wěn)定器來(lái)控制，一般情況下，β值不應(yīng)超過177。 10mm/m。 （ 13）管片與盾尾的空隙δ 1~δ 4 反映了管 片和盾構(gòu)機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系。對(duì)確立下一環(huán)的管片類型和掘進(jìn)參數(shù)有指導(dǎo)意義，盾尾間隙應(yīng)控制在 75mm 左右。 （ 14）鉸接千斤頂?shù)氖褂脿顟B(tài) 鉸接千斤頂有三種使用狀態(tài)：完全伸長(zhǎng)，自由伸縮，伸長(zhǎng)一定角度。鉸接千斤頂行程不能超過設(shè)定值 (10mm~130mm)，應(yīng)控制在 40~80mm。 掘進(jìn)模式選擇 根據(jù)始發(fā)段的地質(zhì)情況，選擇土壓平衡掘進(jìn)模式。該模式的核心是保持合理的土倉(cāng)壓力，從而維持開挖面的穩(wěn)定和控制地面沉降，控制土倉(cāng)壓力的方法主要有兩種： （ 1）在保持推進(jìn)速度不變的情況下，調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速或閘門開度； (螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速減小或閘門開度減小均能達(dá)到增大土倉(cāng)壓力的效果 ) （ 2）在保持螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速或閘門開度不變的情況下，增大盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)速度，亦可達(dá)到增大土倉(cāng)壓力的目的。 上述兩種控制方法可根據(jù)實(shí)際情況靈活選用。 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 100m，計(jì)劃初始掘進(jìn) 100m安排 25 天完成。 初始 100m 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) 100m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)。為減少盾構(gòu)始發(fā)時(shí)的推進(jìn)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(rùn)滑油以減小摩擦力。 盾構(gòu)機(jī)向洞門土體逐漸靠攏，使盾構(gòu)機(jī)頭部切入土體，再經(jīng)刀盤旋轉(zhuǎn)切削土體，充滿盾構(gòu)機(jī)土倉(cāng)，開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。 深圳地鐵 7 號(hào)線 BT 項(xiàng)目 73041 標(biāo)皇福赤區(qū)間 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)與 掘進(jìn)施工方案 第 20 頁(yè) 共 60 頁(yè) 當(dāng)盾構(gòu)機(jī)刀盤到達(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 進(jìn)入 洞門后，盾構(gòu)機(jī)刀盤快速前移抵?jǐn)n掌子面，啟動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)切削土體，建立土壓開始掘進(jìn)。當(dāng)盾尾進(jìn)入洞門后，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 圓礫、強(qiáng)風(fēng)化、中等和微風(fēng)化巖，巖層較硬。盾構(gòu)切削巖層后受力不均，會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) 的現(xiàn)象， （軟土中為防止磕頭現(xiàn)象， 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)刀盤進(jìn)入洞門后，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。 安裝負(fù)環(huán)管片 本工程 負(fù)環(huán)管片 為鋼筋混泥土管片，其 厚 度 為 300mm，內(nèi)徑為 5400mm，外徑為 6000mm，負(fù)環(huán)管片采用通縫拼裝方式 ，共拼裝 7 環(huán)負(fù)環(huán)管片。 在拼裝第一環(huán)負(fù)環(huán)管片前，在盾尾管片拼裝區(qū)下部 180176。 范圍內(nèi)縱向臨時(shí)焊接 6 根長(zhǎng) 、 40mm直徑的鋼管做墊塊，保證盾尾內(nèi)側(cè)與管片間的合理間隙，見圖 55。在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)拼裝好整環(huán)后利用盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)千斤頂將管片緩慢推出盾尾 （外推約 545mm 負(fù)環(huán)管片與基準(zhǔn)環(huán)密貼） ，由于始發(fā)支座軌道與管片外側(cè)有125mm 的空隙，為了避免負(fù)環(huán)管片全部推出盾尾后下沉，在始發(fā)臺(tái)導(dǎo)軌上點(diǎn)焊圓鋼，或架設(shè)管片托架，以填充始發(fā)支座軌道與管片外側(cè)的空隙，將負(fù)環(huán)混凝土管片托起。為了保證負(fù)環(huán)管片能 與反力架鋼負(fù)環(huán)完全接觸并不發(fā)生錯(cuò)位， 在負(fù)環(huán)的 5 點(diǎn)位和 7 點(diǎn)位外側(cè)焊接兩塊鐵板， 同時(shí)用木楔子填設(shè)三角架與負(fù)環(huán)管片的間隙，用以防止管片的的下沉。同時(shí)可以防止因管片下沉造成的 管片螺栓孔與鋼 環(huán)的螺栓孔的錯(cuò)位。精度可以控制在 177。10mm 之內(nèi)。第二環(huán)負(fù)環(huán)以后管片將按照正常的安裝方式進(jìn)行安裝。 隨著負(fù)環(huán)管片的拼裝負(fù)環(huán)鋼管片將很快靠在反力架上，負(fù)環(huán)進(jìn)一步拼裝，盾構(gòu)機(jī)快速地通過洞門進(jìn)行始發(fā)掘進(jìn)施工。 深圳地鐵 7 號(hào)線 BT 項(xiàng)目 73041 標(biāo)皇福赤區(qū)間 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)與 掘進(jìn)施工方案 第 21 頁(yè) 共 60 頁(yè) 圖 72 負(fù)環(huán)管片定位示意圖 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。根據(jù)始發(fā)井長(zhǎng)度和管片及反力架長(zhǎng)度確定負(fù)環(huán)管片為 7 環(huán)，進(jìn)行 6～ 0 環(huán)的管片拼裝。 詳細(xì)尺寸位置關(guān)系見附件 1 盾尾通過洞門密封后進(jìn)行回填注漿 在始發(fā)掘進(jìn)過程中，當(dāng)盾尾完全進(jìn)入洞門后，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 ，待盾尾進(jìn)入洞門三環(huán)后開始回填注漿，以避免洞門間隙處產(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，推進(jìn)速度不宜過快，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，開始推進(jìn)和結(jié)束推進(jìn)之前速度不宜過快。每環(huán)掘進(jìn)開始時(shí)，應(yīng)逐步提高掘進(jìn)速度，防止啟動(dòng)速度過大。 （ 3） 一環(huán)掘進(jìn)過程中，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)速度的過程中，應(yīng)保持開挖面穩(wěn)定。 垂直方向和水平方向運(yùn)輸 負(fù)環(huán)管片管片定位墊塊盾尾殼體深圳地鐵 7 號(hào)線 BT 項(xiàng)目 73041 標(biāo)皇福赤區(qū)間 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)與 掘進(jìn)施工方案 第 22 頁(yè) 共 60 頁(yè) 在 車站軌排井、盾構(gòu)井 上方 沿車站平行方向 各設(shè) 一臺(tái) MG45t/，滿足材料下井和渣土外運(yùn)等盾構(gòu)施工中的垂直運(yùn)輸 （初步方案） 。 盾構(gòu)始發(fā)階段采用單線制運(yùn)輸，由于區(qū)間距離長(zhǎng)，隧道內(nèi)運(yùn)輸線路采用雙線制，軌距為900mm， 45t 電瓶車牽引，鋼軌規(guī)格為 P43， 。盾構(gòu)機(jī)后配套設(shè)備走行于外側(cè)兩根鋼軌上（后配套通過 后即可拆除，倒運(yùn)至前方循環(huán)使用），運(yùn)輸車輛走行于中間兩根鋼軌上。軌枕間距 。兩根內(nèi)軌軌距為 900mm，用以運(yùn)行運(yùn)輸車輛；兩根外軌軌距 2080mm（鋼軌中心距），用以運(yùn)行盾構(gòu)機(jī)后配套臺(tái)車。詳細(xì)如下圖 10 所示。 圖 73 軌道運(yùn)輸圖 （車站） 圖 73 軌道運(yùn)輸圖 （隧道） 掘進(jìn)過程中，軌道延伸方式如下：本盾構(gòu)區(qū)間隧道用軌枕為 150H 鋼加工而成，具有重量輕，穩(wěn)定性好，便于搬運(yùn)等特點(diǎn)，所以軌枕的鋪設(shè)直接由人工搬運(yùn)到位，運(yùn)輸車鋼軌由管片小車運(yùn)送到盾構(gòu)機(jī)橋架臺(tái)車下，再用雙軌梁吊運(yùn)至前方與軌枕相連，盾構(gòu)機(jī) 后配套臺(tái)車行走鋼軌由第 4臺(tái)車后面的小型起吊裝置吊到管片車上，運(yùn)送到橋架臺(tái)車臺(tái)車下，再用雙軌梁吊運(yùn)至前方與軌枕相連。 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)。開始掘進(jìn)后通過監(jiān)測(cè)反饋及時(shí)調(diào)整，同時(shí)還應(yīng)注意以下事項(xiàng)： （ 1） 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。 深圳地鐵 7 號(hào)線 BT 項(xiàng)目 73041 標(biāo)皇福赤區(qū)間 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)與 掘進(jìn)施工方案 第 23 頁(yè) 共 60 頁(yè) （ 2） 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。 （ 3） 始發(fā)前應(yīng)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。 （ 4） 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 。 （ 5） 及時(shí)封堵洞門，以防洞口漏漿。 （ 6） 嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，防止旋轉(zhuǎn)、低頭或抬頭。 （ 7） 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。 （ 8） 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)。 （ 9） 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。 （ 10） 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。 （ 11） 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 100m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： （ 1） 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。 （ 2） 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。 （ 3） 通過本段施工加強(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)。 （ 4） 當(dāng)掘進(jìn) 10~20 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。 （ 5） 100m 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 反力架 和負(fù)環(huán)管片，實(shí)現(xiàn)正常掘進(jìn)。 始發(fā)掘進(jìn)技術(shù)要點(diǎn) 盾構(gòu)始發(fā)時(shí)，主要技 術(shù)要點(diǎn)有： 深圳地鐵 7 號(hào)線 BT 項(xiàng)目 73041 標(biāo)皇福赤區(qū)間 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)與 掘進(jìn)施工方案 第 24 頁(yè) 共 60 頁(yè) （ 1） 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。 （ 2） 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。 （ 3） 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。 （ 4） 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。 （ 5） 盾構(gòu)機(jī)在 始發(fā)托架 上向前推進(jìn)時(shí)，通過控制推進(jìn)油缸行程使盾構(gòu)機(jī)基本沿始發(fā) 托架向前推進(jìn)。 （ 6） 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。 （ 7） 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。 綜述： 始發(fā)時(shí)，優(yōu)先選用下部千斤頂，推力增加要遵守循序漸進(jìn)原則。負(fù)環(huán)管片脫出盾構(gòu)機(jī)后，周圍無(wú)約束，在推力作用下易變 形，為此在管片兩側(cè)用型鋼加固，并用鋼絲繩將管片和始發(fā)架箍緊；當(dāng)盾構(gòu)機(jī)外殼脫離洞門密封圈后，及時(shí)進(jìn)行同步注漿； 盾構(gòu)穿過洞口土體加固段時(shí)，土層由硬至軟，要加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)機(jī)的方向控制，并根據(jù)地層情況和地面建筑物的情況，綜合確定始發(fā)試掘進(jìn)的參數(shù)。始發(fā)階段宜采用小推力、低速度、微調(diào)向、低壓力的掘進(jìn)模式。始發(fā)