【導(dǎo)讀】xx市軌道交通1號(hào)線一、二期工程。盾構(gòu)區(qū)間施工方案

　　

【正文】 、 盾構(gòu)推進(jìn)前的施工準(zhǔn)備 、 區(qū)間端頭井加固施工 為了保證盾構(gòu)進(jìn)出洞的安全，隧道進(jìn)出洞口土體必須要有良好的自立性和密實(shí)性，使盾構(gòu)進(jìn)出洞時(shí)洞口土體不坍塌，地下水不涌入洞內(nèi)。當(dāng)盾構(gòu) 洞門土體不能自穩(wěn)時(shí)，就必須對(duì)臨近洞門一定范圍內(nèi)的土體進(jìn)行加固，各洞口土體加固范圍見(jiàn)表。 表 331 洞口土體加固表 洞口位置 地面 標(biāo)高(m) 洞口中心標(biāo)高(m) 加固寬度 (m) 加固厚度 (m) 加固 高度 （ m） 加固 土層 加固方法 云谷 路 站 盾構(gòu) 進(jìn) 洞 K25+ 12 8 12 粘土②粘土③ 旋噴 盾構(gòu)出洞 K25+ 12 6 12 粘土②粘土③ 旋噴 南寧 路站 盾構(gòu) 出 洞 K25+ 12 6 12 粘土③ 旋噴 盾構(gòu)進(jìn)洞 K25+ 12 8 12 粘土③ 旋噴 南寧 路站 盾構(gòu)出洞 K25+ 12 6 12 粘土③ 旋噴 盾構(gòu)進(jìn)洞 K25+ 12 8 12 粘土③ 旋噴 貴陽(yáng) 路站 盾構(gòu) 進(jìn) 洞 K26+ 12 8 12 粘土③ 旋噴 盾構(gòu)出洞K26+ 12 6 12 粘土③ 旋噴 盾構(gòu) 始發(fā) 、 接收 前對(duì)井外地基加固進(jìn)行驗(yàn)收，加固強(qiáng)度達(dá)到施工要求后，才能進(jìn)行進(jìn) 始發(fā)或接收 施工，如檢查后發(fā)現(xiàn)土體加固的強(qiáng)度未達(dá)到預(yù)期要求，或加固體不均勻、存在加固盲區(qū)時(shí)，應(yīng)采取另行注漿、打設(shè)臨時(shí)鋼板樁等措施，保證盾構(gòu)進(jìn)、出洞過(guò)程的安全。 盾構(gòu)始發(fā)、接收井地基加固采用高壓旋噴的加固方式 ， 以保證加固段與洞門地連墻密貼 ， 確保盾構(gòu)機(jī)安全始發(fā)與到達(dá)。 加固方式擬采用Ф 600@400 的旋噴樁加固，采用雙重管工藝。 加固要求： （ 1） 加固土體在加固 28 天后無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度 ～ 。 （ 2） 滲透系數(shù) ≤ 107cm/s。 、 地面準(zhǔn)備工作 （ 1）平整場(chǎng)地，搭建好生產(chǎn)、辦公的臨時(shí)設(shè)施、辦公室、試驗(yàn)室。 （ 2）將施工用電源、水源接入施工現(xiàn)場(chǎng)，布置好施工現(xiàn)場(chǎng)的各用電點(diǎn)及施工區(qū)域的照明，做好生活廢水和施工范圍內(nèi)的排水工作。 （ 3）施工必需材料、設(shè)備、機(jī)具齊全，以滿足本階段施工要求，管片、連接件等準(zhǔn)備有足夠余量。 （ 4）井上、井下建立測(cè)量控制網(wǎng)，并經(jīng)復(fù)核、認(rèn)可。 （ 5）車架安置到位，電纜、管路等接至井下。 、 洞門密封裝置安裝 盾構(gòu)在 始發(fā) 過(guò)程中，由于工作井穿墻洞與盾構(gòu)外沿之間存在較大 空隙，為防止盾構(gòu)出洞時(shí)地下水、土體、漿液大量從洞口外面通過(guò)此建筑間隙大量涌入井內(nèi)，影響開(kāi)挖面土體的穩(wěn)定及盾構(gòu)內(nèi)的施工，給環(huán)境造成破壞且引起施工安全問(wèn)題， 因此必須設(shè)置安全、可靠、性能良好的密封止水裝置，確保盾構(gòu)切口初始土壓平衡的正確建立和施工安全。 圖 34：盾構(gòu)始發(fā)洞門防水裝置圖 盾構(gòu) 始發(fā) 前應(yīng)在洞圈周邊安裝由簾布橡膠圓環(huán)板、圓環(huán)壓板、翻板以及連接銷等組成的出洞密封止水裝置 （如圖 34） 。盾構(gòu) 始發(fā) 時(shí)，盾構(gòu)機(jī)往前推進(jìn)，將簾布橡膠板及翻板往洞圈內(nèi)翻卷，利 用簾布橡膠板的彈性使簾布橡膠板與盾構(gòu)機(jī)外殼以及后續(xù) 的 0 環(huán)管片外壁密貼，從而起到防水、防砂作用。安裝前對(duì)簾布橡膠的整體性、硬度、老化程度和圓環(huán)板的成圓螺栓孔位進(jìn)行檢查，并提前加工好簾布橡膠的螺栓孔。 、 盾構(gòu)機(jī)發(fā)射架 安裝 盾構(gòu)發(fā)射架為盾構(gòu)機(jī)在工作井始發(fā)時(shí)座落的基座，為鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制成品，能充分承受盾構(gòu)機(jī)自重。 發(fā)射架對(duì)于 始發(fā) 初期拼裝的管片及其最終管片拼裝的精度有很大的影響。為了確保精度，發(fā)射架上的盾構(gòu)機(jī)必須對(duì)準(zhǔn)洞門中心且與隧道設(shè)計(jì)軸線一致。按設(shè)計(jì)軸線對(duì)發(fā)射架的位置、方向、高度等進(jìn)行正確測(cè)量、放樣后再進(jìn) 行加工制造施 工，安裝時(shí)按照測(cè)量放樣的基線吊入井下就位 對(duì) 接，并對(duì)基座加設(shè)支撐加固。 考慮到盾構(gòu)機(jī)的自重荷載，可能會(huì)造成盾構(gòu)基座變形，造成盾構(gòu)機(jī)的中軸線與設(shè)計(jì)軸線產(chǎn)生偏差。在盾構(gòu)基座安放固定時(shí)，將盾構(gòu)基座的高度在設(shè)計(jì)高度的基礎(chǔ)上抬高 20mm。 始發(fā)架總圖2 0 0 H 型鋼每間隔1 m支撐在車站側(cè)墻2 0 0 H 型鋼每間隔1 m 支撐焊接在車站底板預(yù)埋鋼板上車站底板車站側(cè)墻 圖 35：盾構(gòu)基座圖及加固圖 、 盾構(gòu)機(jī)的吊運(yùn)及裝配 （ 1）盾構(gòu)機(jī)組裝的總體安排 盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)始發(fā)井內(nèi)組裝，先將后續(xù)臺(tái)車下井并拖入端頭井后部的車站主體結(jié)構(gòu)內(nèi)，然后將盾構(gòu)機(jī)本體分塊吊下井并進(jìn)行拼裝，最后將后續(xù)臺(tái)車與盾構(gòu)機(jī)本體的聯(lián)系梁、油路、電路 和泥漿管路進(jìn)行連接，將皮帶輸送機(jī)安裝完并粘接好皮帶，盾構(gòu)機(jī)可以進(jìn)行總體調(diào)試。 在組裝開(kāi)始前，制定詳細(xì)的盾構(gòu)機(jī)組裝方案、技術(shù)要求、注意事項(xiàng)，并對(duì)參加組裝的人員進(jìn)行相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)。在組裝過(guò)程中組裝人員詳細(xì)填寫(xiě)組裝記錄和技術(shù)總結(jié)，組裝記錄作為重要的技術(shù)資料保存。 （ 2）盾構(gòu)機(jī)組裝的準(zhǔn)備工作 盾構(gòu)機(jī)進(jìn)場(chǎng)前，要作好組裝場(chǎng)地的準(zhǔn)備工作，包括場(chǎng)地硬化，場(chǎng)地風(fēng)、水、電的配套。特別在吊裝盾構(gòu)機(jī)的吊機(jī)的工作區(qū)域要進(jìn)行加固處理。同時(shí)對(duì)盾構(gòu)機(jī)始發(fā)井組裝位置進(jìn)行詳細(xì)檢查并對(duì)不合格的位置進(jìn)行加固，保證盾構(gòu)機(jī)組裝的正常進(jìn)行。 組裝 前必須準(zhǔn)備好組裝所需設(shè)備、工具、儀器及水電的供應(yīng)，保證組裝過(guò)程的安全順利進(jìn)行。盾構(gòu)機(jī)最大部件重約 95t，需要租用 100t 拖車運(yùn)輸、 500t 汽車吊和 200t 汽車吊互相配合吊裝。 （ 3）組裝步驟 ① 發(fā)射架安裝就位； ② 鋪設(shè)臺(tái)車軌道； ③ 后續(xù)臺(tái)車 及連接橋 按逆次序吊下井，拖入端頭井后部的車站主體結(jié)構(gòu)內(nèi)； ④ 將盾構(gòu)機(jī)本體分塊吊下井，次序?yàn)槁菪斔蜋C(jī) → 中盾 → 前盾 → 刀盤(pán) → 管片拼裝機(jī) → 盾尾，各件拼裝后及時(shí) 組裝 連接； ⑤ 將后續(xù)臺(tái)車與盾構(gòu)機(jī)本體的 連接橋 、油路、電路和泥漿管路 等 進(jìn)行連接； ⑥ 皮帶輸送機(jī)安裝，并粘接好皮帶； ⑦ 盾構(gòu)機(jī)總體調(diào)試。 （ 4）盾構(gòu)機(jī)本體組裝安排如下： 首先進(jìn)行組裝的準(zhǔn)備工作，將盾構(gòu)機(jī)的組裝和始發(fā)架安裝就位，同時(shí)根據(jù)施 工開(kāi)始時(shí)的盾構(gòu)機(jī)的工作方向確定盾構(gòu)機(jī)的組裝位置。 ① 將螺旋輸送機(jī)吊運(yùn)至始發(fā)井內(nèi)的電機(jī)車的平板車上，然后 拖入端頭井后部的車站主體結(jié)構(gòu)內(nèi) 。 ② 用 500t 汽車 吊和 200t 汽車吊配合將 中盾 放置在始發(fā)架上。 ③ 用 500t 汽車 吊和 200t 汽車吊配合將 前盾 放置在始發(fā)架上。 ④安裝中盾上的定位銷，用 500t 汽車吊和 50t 液壓油缸將中盾與始發(fā)架軌道上的前盾對(duì)接并緊固螺栓。 ⑤用 200t 汽車吊和 50t汽車吊配合將刀盤(pán)翻身下井，用一個(gè) 5t手拉葫蘆牽引刀盤(pán)與前盾對(duì)接。 ⑥依次下井中盾內(nèi)平臺(tái)，管線，附件等并緊固螺栓起吊管片安裝機(jī)軌道梁與中盾進(jìn)行對(duì)接并緊固螺栓。 ⑦用兩臺(tái)汽車吊配合將管片拼裝機(jī)翻身套入管片拼裝機(jī)軌道內(nèi)并固定，防止拼裝機(jī)在軌道上翻轉(zhuǎn)。 ⑧ 將主機(jī)推進(jìn)至出洞位置。 ⑨用兩臺(tái)汽車吊配合將盾尾翻身并與中盾對(duì)接。 ⑩安裝螺旋輸送機(jī)。 （ 5）就位調(diào)試 進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)調(diào)試前首先對(duì)盾構(gòu)機(jī)的電器設(shè)備和油路詳細(xì)檢查，確認(rèn)設(shè)備正常后進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)空載調(diào)試，空載調(diào)試的目的主要是檢查各個(gè)設(shè)備是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。主要調(diào)試內(nèi)容為 ：電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)以及各種儀表的校正。空載調(diào)試確認(rèn)正常后，再進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)的負(fù)載調(diào)試，負(fù)載調(diào)試的主要目的是檢查各種管線及密封設(shè)備的負(fù)載能力，對(duì)空載調(diào)試不能完成的工作進(jìn)一步完善，使盾構(gòu)機(jī)的各個(gè)工作系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)達(dá)到滿足正常生產(chǎn)要求的工作狀態(tài)。 、 反力架 安裝 盾構(gòu)反力架由鋼立柱、上 下“ 八字 ” 撐 、基準(zhǔn)環(huán)及 后座 支撐 組成，為鋼結(jié)構(gòu) 預(yù)制成品 ， 設(shè)置在端頭井站臺(tái)層側(cè)與負(fù)環(huán)管片之間。其長(zhǎng)度考慮到負(fù)環(huán)管片端部的位置 (7 環(huán) )，根據(jù)各個(gè)車站的情況，按照設(shè)計(jì)圖紙調(diào)節(jié)其長(zhǎng)度，使正 式管片（ 0環(huán)）在車站端頭井內(nèi)襯墻 40～ 80cm左右。 101234567反力架后座支撐( Φ 6 0 9 鋼管)后座反力架( 8 0 0 m m 厚)2 3盾構(gòu)發(fā)射架止水簾布反力架后座支撐( Φ 5 0 0鋼管)后座反力架( 8 0 0 mm 厚)盾構(gòu)發(fā)射架止水簾布盾構(gòu)反力架圖盾構(gòu)反力架側(cè)面圖（左）盾構(gòu)反力架側(cè)面圖（右）反力架后座支撐Φ 6 2 5 0 盾構(gòu)機(jī)101234567 2 3Φ 6 2 5 0 盾構(gòu)機(jī) 圖 36：反力架、負(fù)環(huán) 布置圖 反力架的裝配與盾構(gòu)發(fā)射架一樣，對(duì)于管片的拼裝精度及拼裝進(jìn)度有很大的影響，因此反力架要在精確測(cè)量、定位后，分塊在井內(nèi)組裝 鋼立柱 、 下“ 八字 ”撐、 上“ 八字 ” 撐 、基準(zhǔn)環(huán) 及 后座支撐 ， 并進(jìn)行各項(xiàng)加固工作 。 、 延伸軌道及導(dǎo)向軌制作 在盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)安裝調(diào)試好后，在盾構(gòu)基座與洞圈之間制作安裝延伸軌道，并進(jìn)行加固，以防止盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)及負(fù)環(huán)管片造成其損壞或變形。 在洞圈內(nèi)相應(yīng)的位置按相應(yīng)的高度安裝導(dǎo)向軌，以防止盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)出現(xiàn) “ 磕頭 ” 現(xiàn)象，同時(shí)導(dǎo)向軌的高度不能高于盾構(gòu)通過(guò)時(shí)的高度，以免盾構(gòu)通過(guò)時(shí)卡刀盤(pán)及盾殼。以及導(dǎo)向軌距洞圈口的距離要大于鉸鏈板翻轉(zhuǎn)的范圍，以防止盾構(gòu)通過(guò)時(shí)鉸鏈板翻轉(zhuǎn)后壓在導(dǎo)向軌上而阻礙盾構(gòu)推進(jìn)。 、 盾尾鋼絲刷內(nèi)盾尾油脂填充及負(fù)環(huán)拼裝 在盾構(gòu)機(jī)安裝調(diào)試好后，在三道盾尾鋼絲刷內(nèi)的填塞滿盾尾油脂，以使盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)盾尾鋼絲刷與管片外弧間完全密封。 根據(jù)千斤頂距后靠反力架的距離進(jìn)行負(fù)環(huán)拼裝，使盾構(gòu)機(jī)反作用力于后靠反力架上，以利于盾構(gòu)出洞時(shí)順利推進(jìn)，同時(shí)要保持刀盤(pán)距洞圈有 80cm左右的距離。 、 鑿除洞門 圍 護(hù)樁 盾構(gòu)調(diào)試完成，在確保盾構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)良好的情況下開(kāi)始鑿除洞門圍護(hù)樁。 盾構(gòu)始發(fā)前，需從始發(fā)洞口的圍護(hù)樁間空隙處對(duì)加固土體進(jìn)行取芯，觀察洞外土體加固情況，如果加固區(qū)土體的自立性仍較差，則仍需采取注漿加固措施。 盾構(gòu)機(jī)腳手架腳手架說(shuō)明：本圖尺寸單位為 mm 。 圖 37：洞門破除時(shí)洞圈內(nèi)腳手架布置圖 鑿除洞門圍護(hù)樁時(shí)應(yīng)在洞圈內(nèi)搭設(shè)腳手架（如圖 37），腳手架擬采用Ф 48鋼管每間隔 1m進(jìn)行搭設(shè)，腳手架需下部墊實(shí)，腳手架側(cè)面須用斜撐將其撐實(shí)，正面與盾構(gòu)機(jī)撐實(shí)，橫撐上面均鋪設(shè)木板，并與橫撐固定。然后用風(fēng)鎬對(duì)洞門圍護(hù)樁進(jìn)行粉碎性鑿除。先從下往上鑿除鉆孔灌注樁保護(hù) 層，割除露出的半圓柱的鋼筋。然后從上往下鑿除混凝土，為了安全起見(jiàn)，防止加固土體出現(xiàn)漏水、漏砂、坍塌現(xiàn)象發(fā)生，不一次性鑿至外半圓鋼筋，先從上往下鑿除約柱體一半厚混凝土。 待該部分混凝土鑿除完畢后，開(kāi)始安裝簾布橡膠板和鉸鏈板。查看加固土體無(wú)異常，再鑿除剩余部分混凝土至外半圓鋼筋，鑿除結(jié)束后，割除所有鋼筋，馬上清理洞口內(nèi)的混凝土塊及其它雜物，隨后進(jìn)行盾構(gòu)推進(jìn)。 、 負(fù)環(huán)掘進(jìn)、拼裝 在盾構(gòu)機(jī)初期掘進(jìn)時(shí)，為了使盾構(gòu)機(jī)的推力從后方傳遞至反力架再傳遞到車站結(jié)構(gòu)，在盾構(gòu)機(jī) +1 環(huán)與反力架間需拼裝負(fù)環(huán)管片 （如圖 36） 。 南寧 路 站 端頭井工作井縱向長(zhǎng)度為 13m， 盾構(gòu)后座由 7 環(huán)負(fù)環(huán)管片拼裝而成，拼裝數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際施工時(shí)各盾構(gòu)出洞端頭井狀況進(jìn)行調(diào)整。 負(fù)環(huán)管片在正式掘進(jìn) 100m后 拆除、整修，用于下一區(qū)間的初期掘進(jìn)。 、 盾構(gòu) 始發(fā) 掘進(jìn) 盾構(gòu) 始發(fā) 是盾構(gòu)利用在端頭井內(nèi)臨時(shí)設(shè)置的鋼構(gòu)件和臨時(shí)管片作后背，向前推進(jìn)。從鑿除的預(yù)留洞口向洞外的加固土中貫入，沿著設(shè)計(jì)軸線方向，向前推進(jìn)的一系列作業(yè)。盾構(gòu)出洞是整個(gè)隧道施工中技術(shù)難度大，工序較復(fù)雜，又有一定風(fēng)險(xiǎn)的施工階段。 當(dāng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入洞圈后馬上進(jìn)行洞圈橡膠簾布的整理工作，固定鉸鏈擋 板。為避免刀盤(pán)上的刀頭損壞洞口密封裝置，在刀頭和密封裝置上涂抹黃油以減少摩擦力。 初 始發(fā) 時(shí)盾構(gòu)迅速上靠，用刀盤(pán)切削加固土體，穿越加固區(qū)。盾構(gòu)出加固區(qū)后，為防止正面土質(zhì)變化而造成盾構(gòu)突然 “ 磕頭 ” ，將平衡壓力值設(shè)定略高于理論值，并按工況條件在盾構(gòu)正面加 入泡沫劑等材料 以改良正面土體，根據(jù)地層變形量等信息對(duì)平衡壓力設(shè)定值、推進(jìn)速度等施工參數(shù)作及時(shí)調(diào)整。 當(dāng)盾尾全部出 端頭井 后，固定好扇型板，啟動(dòng)盾尾注漿，填充盾尾后 空隙 ，隨后開(kāi)始掘進(jìn)，并進(jìn)行同步注漿。 、 盾構(gòu)初期掘進(jìn)施工 、 土壓力設(shè)定 平衡壓力 值的設(shè)定原則： 正面平衡壓力： P=k0?h。其中 P為 平衡壓力（包括地下水） ， ?為 土體的平均重度（ KN/m3） ， h為 隧道埋深（ m） ， k0為 土的側(cè)向靜止平衡壓力系數(shù) 。 盾構(gòu)在掘進(jìn)施工中均可參照以上方法來(lái)取得平衡壓力的設(shè)定值。具體施工設(shè)定值根據(jù)盾構(gòu)埋深、所在位置的土層狀況以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷的調(diào)整。 k0值也根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)確定。 、 出土量控制 每環(huán)理論出土量＝ ?/4D2L＝ ?/4＝ 46m3/環(huán)。 盾構(gòu)推進(jìn)出土量控制在 98％～ 100％之間。即 ～ 。 、 盾構(gòu)正式掘進(jìn) 、 掘進(jìn)管理 （ 1）土壓力設(shè)定 盾構(gòu)施工要使掘進(jìn)中的開(kāi)挖面穩(wěn)定，對(duì)周邊天然土層的干擾控制到最小限度，盾構(gòu)同時(shí)還能穩(wěn)定地掘進(jìn)，并對(duì)地表的影響控制到最小。 土壓平衡式盾構(gòu)工法中，開(kāi)挖面的穩(wěn)定是通過(guò)管理開(kāi)挖面土倉(cāng)中充滿泥土的土壓來(lái)確保