区间盾构施工工法

6、区间盾构施工工法6.1盾构组装与调试程序1)盾构组装顺序示意图见下图2) 盾构调试（1）空载调试盾构组装和连接完毕后，即可进行空载调试，空载调试的目的主要是检查设备是否能正常运转。

调试内容为：液压系统，润滑系统，冷却系统，配电系统，注浆系统，进、排泥浆系统以及各种仪表的校正。

电气部分运行调试：检查送电→检查电机→分系统参数设置与试运行→整机试运行→整机再次调试。

液压部分运行调试：推进系统→管片安装机→管片吊机和拖拉小车→泥浆系统→注浆系统。

（2）负载调试空载调试证明盾构具有工作能力后即可进行负载调试。

负载调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力；对空载调试不能完成的工作进一步完善，以使盾构的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。

通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。

负载调试时将采取严格的技术和管理措施保证工程安全、工程质量和线型精度。

6.2盾构隧道洞门施工根据施工总体进度安排，洞门工程在盾构隧道掘进完成后施工。

采用人工拆除盾构始发、到达防水装置，安设洞门防水设施，人工配合机械绑扎、焊接洞门钢筋并与洞门预埋环焊接，人工立设洞门钢模，泵送商品砼灌注洞门砼。

6.2.1 洞门预埋环的制作与安装6.2.1.1洞门预埋环的制作洞门预埋环是为满足盾构进出洞临时封堵洞门端头要求的环状钢板。

环状钢板的内径进出洞时为6800mm和外径进出洞时7100mm。

为了环板能够牢固的嵌入端墙结构内，须将洞口预埋钢环中的不少于12根（均布）的φ16钢筋与车站主钢筋搭接焊接，两端焊接高度6mm，长度30mm，环板加工成型后，待相关工程施工时及时预埋其中。

6.2.1.2洞门预埋环的安装盾构始发、到达井端墙绑扎钢筋至洞门位置时，将已分块制作好的环状钢板精确定位后焊接在端墙钢筋上，然后立设端墙和洞门模板，浇筑砼。

在施作过程中应保证：板位置的纵向偏差不得大于5mm，环板必须牢固地嵌入砼且单面紧靠模板，灌注砼时不得松动而影响使用；盾构出洞、进洞前，在洞门预埋好的环板上依次安装螺栓、帘布橡胶板、环状板及折页式压板，最后拧紧螺母；洞门施工时将洞门钢筋与内墙预埋钢筋焊接起来，搭接长度不小于5d，然后立模浇注洞门混凝土。

6.2.2洞门衬砌及防水施工洞门衬砌施工前先要拆除洞口环管片，按设计铺设防水层，安装遇水膨胀橡胶止水带，绑扎钢筋，确保洞门钢筋与端墙结构连接牢固，立模后浇筑砼。

洞门施工完成后，根据洞门防水效果情况决定是否向洞门管片背衬补压浆以提高洞门防水性能。

洞门施工工艺流程见下图。

6.3隧道进出洞方案盾构工程的出洞（始发）与进洞（到达）施工，在盾构隧道施工中处于非常重要的位置。

为了在拆除盾构工作井的盾构端头临时墙时保持地层的稳定，防止在盾构出洞完全进入地层之前与防止盾构进洞完全脱出地层之后其周围流出地下水和泥砂造成端头失稳，需要考虑地层条件、水文条件、隧道埋深及周边环境等因素对盾构进出洞端头进行相应处理。

6.3.1端头地层加固方案采用旋喷桩加固，详细施工方法见3、旋喷桩施工工法。

6.3.2加固效果检查及补救措施 1）强度检查端头加固完成后，进行钻孔取芯试验以检查加固效果。

钻孔取芯试件无侧限抗压强度应达到σcu ＝1MPa ，内聚力C=0.5MPa 。

2）渗水量检查洞门施工工艺流程图结束洞门环管片背衬注浆在盾构始发或到达前，在加固区钻水平孔和垂直孔检查渗水量，以检查加固土体的止水效果。

水平孔分布于盾构隧道上、下、左、右部和中心处各一个，深8m，其渗水量总计不大于10L/min。

垂直孔在加固区前端布2个孔和施工中钻孔误差较大的部位布设1个，其渗水量不大于2L/min，且水位不高于隧道中心标高。

检查孔使用后，采用低强度水泥砂浆封孔。

3）补救措施如果加固效果不满足要求，根据检查结果和地层条件采取压密注浆进一步进行加固。

必要时采取管井降水辅助措施。

6.3.3隧道出洞6.3.3.1隧道出洞总体施工方案盾构出洞掘进后，通过在负环管片和盾构隧道的管片内设置高架的后配套拖车轨枕（Ⅰ450工字钢）以0.2％坡度调整逐渐将后配套行走到预定部位。

在盾构完成试验段200m掘进后，拆除始发井内的负环管片、反力架等。

在盾构始发时，管片、管线、砂浆等材料由预留输送口用32T门式吊机吊入隧道内，由电瓶车牵引编组列车将管片、管线、砂浆运抵工作面。

泥浆管道及电缆线路均从预留口接入隧道内盾构工作面。

在拆除负环管片后，盾构隧道进排泥管线均移至盾构工作井，轨线管片等材料从盾构工作井吊入，砂浆从预留口放入编组列车的砂浆车内。

盾构在切入土体时，为确保利用上部千斤顶，整体向前推进，负环管片设置为全环闭口环，错缝拼装。

拼装负环管片前先安装反力架和负环钢环。

盾构始发方案示意见下图。

盾构始发方案示意图为防止盾构始发时侧翻失稳，在盾构左右两侧设置防翻支撑，支撑底部与始发基座相连，上部支撑在盾构壳体上。

为防止负环管片失圆，造成盾构始发时管片与洞门圈间隙不均，在防翻支撑上设置纵向工字钢，在工字钢上设置钢楔块支撑管片，防止负环管片失圆。

6.3.3.2盾构始发流程图始发流程框图6.3.3.3盾构始发步骤1）洞门凿除洞门需要在始发或到达前将洞门端头围护结构进行凿除。

为了避免洞门凿除对始发井产生扰动，围护结构钢筋砼的凿除分两步进行：第一步：以手持风镐从上至下分五个层次凿除洞门范围内的连续墙外部混凝土和钢筋，保留最内层钢筋，做到在始发或到达之前对端头地层的保护。

第二步：待盾构始发时抵拢掌子面和到达时盾构抵拢围护结构时，割除围护结构内层钢筋，再开始掘进。

2）洞门防水装置安装洞门防水装置由帘布橡胶板、圆环板、固定板、压板、垫板和螺栓等组成。

在洞门凿除工作完成后，将前述构件按顺序安装在车站施工时预埋的洞门圈钢环上。

为防止盾构推到达门圈时刀盘损坏帘布橡胶板，在帘布橡胶板外侧涂抹一定量的油脂。

随盾构向前推进需根据情况对洞门密封压板进行调整，以保证密封效果。

3）负环管片安装当盾构组装调试等工作完成后，组织相关人员对盾构设备、反力提供系统、始发台等进行全面复查与验收。

验收合格后，开始将盾构向前推进，并安装负环管片。

6.3.3.4主要施工参数控制1）切口泥水压由于盾构始发端头进行了加固，切口水压设定不宜过高。

初步设定值为1.0kg/cm2，待实际施工时作适当调整。

2）推进速度为确保盾构能正常切削碳素纤维砼和土体加固区，防止排泥管路吸口堵塞、控制推进轴线、保护刀盘，始发时实际推进速度不宜过快，使盾构缓慢稳步前进，推进速度在碳素纤维砼段掘进速度控制在1～3mm/min，在主机全部进入加固区前掘进速度控制在3～5mm/min，在盾构脱离加固区后可逐步提高掘进速度到40mm/min。

始发掘进时，要随时观察刀盘扭矩变化情况，及时调整推进速度。

3）轴线控制始发施工中，由于同步注浆不能及时进行，盾构正面泥水极易后窜，引起盾构“上浮”。

为此，盾构始发后应及时采取同步注浆，以防止隧道“上浮”。

为了达到有效防止隧道“上浮”的要求，在始发段第一次进行同步注浆后，为确保洞门处的注浆效果，在同步注浆浆液凝固后，及时进行洞门补压浆，补压浆的部位布置在盾构隧道上半部。

同时，推进轴线应略低于设计轴线，推进轴线垂直方向确定为-20 mm。

4）泥水平衡建立泥水平衡盾构施工前，配制一定比重、粘度、足够量的泥水供盾构循环使用，在盾构始发前，在泥浆槽里要制备施工所需的浆液，第一次造浆量为600m3。

盾构在始发洞口时建立泥水平衡，要求洞门有较好止水条件，即防止建立泥水平衡时大量泥水涌入于井内，保证泥水仓的水压平衡与稳定，要求洞门临时密封装置的密封效果。

洞门临时密封装置由于受到不均等的洞口建筑空隙的影响，能承受泥水压力较低，在不影响泥水系统正常输送平衡条件下，将泥水仓压力控制在不超过盾构中部高度的水压，随着推进距离增长，洞门段进行同步注浆和补充注浆后，逐步增加泥水压力，达到正常的泥水平衡控制。

5）盾构始发其它注意事项①在进行始发基座、反力架和负环钢环定位时，要严格控制始发基座、反力架和负环的安装精度，确保盾构始发姿态与设定线路重合。

②第一环负环砼管片定位时，管片的后端面应与线路中线垂直。

负环管片轴线与隧道中线重合。

为减小负环管片的失圆影响，负环管片采用错缝拼装方式，且外部设支撑钢楔撑紧。

③始发前应在基座轨道上涂抹油脂，减少盾构推进阻力，在盾构刀盘外圈、外圈刀具和帘布橡胶板上涂抹油脂，避免推进时刀具损坏洞门帘布橡胶板。

④在始发阶段，由于车站围护结构和加固后的地层强度较高，盾壳与地层间基本无摩擦力，盾构始发容易发生刀盘摆动和盾构扭转。

始发掘进时采用低推力、低转速、低速度向前推进，减小盾构扭转和摆动幅度，加强盾构姿态检测，必要时刀盘反转纠偏，同时在盾构上焊接防扭桩防止盾构始发时扭转，在盾构推进过程中对即将进入洞口的防扭支座割除打磨，以免损坏帘布密封。

⑤盾构在始发台上向前推进时，通过控制推进油缸行程和选择合适的管片拼装位置使盾构基本沿始发台向前推进，以保证盾构按预定位置进入加固区。

⑥在始发阶段由于设备处于磨合阶段，要注意推力、扭矩的控制，同时也要注意各部位油脂的有效使用。

掘进总推力应控制在反力架承受能力以下，同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于始发台提供的反扭矩。

⑦始发掘进过程中还必须对始发基座、反力架、负环管片和洞门密封和地表等进行全程监视，如有异常及时进行处理，确保始发顺利。

6.3.4盾构200米试掘进采用一台泥水平衡盾构掘进，泥水压力的设定是泥水平衡盾构施工的关键，维持和调整压力值又是盾构推进操作中的重要环节，其中包括推力、推进速度和出土量三者的相互关系，以及对盾构施工轴线和地层变形量的控制也很重要。

因此，盾构试掘进过程中，要根据不同地质条件、覆土厚度、地面情况设定泥水压力，选定泥水性能指标，并根据地表隆陷监测结果及时调整泥水压力和性能。

在试掘进段的掘进速度要保持相对平稳，并逐步增大到速度40mm/min，按操作规程控制好掘进纠偏量，减少对土体的扰动。

在空旷地带选择多组不同的泥水压力和泥水性能指标试掘进，并加强地表隆陷观测，得出泥水压力设定与地表隆陷的关系。

同步注浆量和注浆压力要根据推进速度、出碴量适当调整，并通过加强盾构通过后地表隆陷监测确定同步注浆和盾构通过后地表隆陷的关系。

试掘进段加强盾构隧道的轴线控制，掌握盾构纠偏的主要施工参数。

6.3.5盾构正常掘进盾构掘进作业流程否掘进操作控制流程A掘进控制流程图6.3.5.1施工控制标准1）隧道防水控制标准盾构隧道防水施工是直接影响隧道设计100年的使用年限的重要因素之一，因此，隧道防水施工极为关键。

我公司将借鉴国外同类施工案例和历年来从事的城市地铁、市政、水利等盾构工程的施工经验，按有关规范的要求，严格控制防水材料的选用及施工工艺，以满足设计与运营的要求。