隧道盾构掘进施工主要工艺

隧道盾构掘进施工主要工艺

1、盾构始发与到达掘进技术

1.1 始发掘进

所谓始发掘进是指利用临时拼装起来的管片来承受反作用力，将盾构机推上始发台，由始发口贯入地层，开始沿所定线路掘进的一系列作业。本工程中每台盾构机都要经过两次始发掘进，第一次是盾构机组装、调试完后从三元里站始发，第二次是盾构机通过广州火车站后二次始发。

1.1.1 始发前的准备工作

（1）始发预埋件的设计、制作与安装

盾构机始发时巨大的推力通过反力架传递给车站结构，为保证盾构机顺利始发及车站结构的安全，需要在车站的某些位置预埋一些构件。同时盾构机盾尾进入区间后为减小地层变形需要立即进行回填注浆，为了防止跑浆也需要在车站侧墙上预埋构件以实现临时封堵。

三元里车站始发预埋件大样及预埋位置如图：隧盾-施组-SD01、02所示。

（2）洞门端头土体加固

三元里车站隧道端头上覆2米厚〈8〉类土（岩石中等风化带），开挖后侧壁基本稳定。始发前不对端头进行加固。

（3）端头围护桩的破除

始发前需要对洞门端头围护桩予

以拆除，确保盾构机顺利出站。三元里

站端头围护桩厚1.1米，洞门预留孔直

径6.62米。计划对围护桩进行分块拆除

如图7-1-1。

环形及横向拉槽宽度50cm，竖向

拉槽宽度20cm，竖向槽沿围护桩接缝凿

除。

盾构机推进前割断连接钢筋，拉开

钢筋砼网片，清理石碴并处理外露钢筋

头，避免阻挂盾壳。围护桩拆除后，快

速拼装负环管片，盾构机抵拢工作面，避免工作面暴露太久失稳坍塌。拉槽

图7-7-1 凿除分块示意图

1.2 盾构机始发流程

盾构机始发前首先将反力架连接在预埋件的位置，吊装盾构机组件在始发台上组装、调试；然后安装400宽的负环钢管片，盾构机试运转；最后拆除洞门端墙盾构机贯入开挖面加压掘进。

盾构机始发流程见下图：

盾构机始发时临时封堵操作工艺流程如下：

盾构机通过后临时封堵防止跑浆原理如图：隧盾-施组-SD03。

1.3 盾构机始发掘进

（1）试验段掘进

1）三元里站试验段掘进

从三元里站起前100米隧道作为掘进试验段，通过试验段掘进熟练掌握在不同地层中盾构推进各项参数的调节控制方法，掌握管片拼装、环形间隙注浆等工艺。同时通过监控量测分析地表隆陷、地中位移规律，及时反馈信息调整施工参数，为下一阶段正常掘进提供参考依据。

2）掘进试验大纲

a、盾构机掘进参数设定、统计分析与结论

表7-1-1 盾构掘进施工记录表

表7-1-2 盾构管片拼装记录表

表7-1-3 不同地层中盾构掘进参数设定数值表

表7-1-4 盾构实际掘进参数统计表

表7-1-5 盾构机最佳掘进参数统计分析结果

b、地表隆陷及建筑物变形监控量测

试验段地表监测点布置，原则上沿隧道轴线每隔8米布置一个测点；横向每30米布置一个断面，每个断面布置10～13个测点。根据沉降槽特点，测点布置中间间距小，向两侧逐渐增大间距。

试验段地表监测点布置图，监测频率及监测实施方法见【越～三区间隧道】盾构工程监控量测施组。

c、各种操作工艺的熟悉、补充及完善改进

管片拼装工艺、同步注浆及辅助材料填加工艺、盾构机姿态控制纠偏防转工艺、盾构机的保养维修工艺、碴土的运输起吊、倾卸工艺等。试验段掘进中根据实际操作情况对以上各种操作工艺的作业指导书进行进一步的修订、完善，以便指导下一步的盾构施工。

工程名称：广州地铁二号线【越～三区间隧道】盾构工程盾构机械类型：复合式土压平衡盾构设计每环长度：1.5米

施工单位：隧道局一处盾构公司工班长：技术负责人：

工程名称：广州地铁二号线【越～三区间隧道】盾构工程盾构机械类型：复合式土压平衡盾构管片设计每环：1.5m 管

施工单位：隧道局一处盾构公司工程负责人：

工程名称：广州地铁二号线【越～三区间隧道】盾构工程盾构机械类型：复合式土压平衡盾构管片设计每环：1.5m 管片设计每

施工单位：隧道局一处盾构公司土木技术负责人：

工程名称：广州地铁二号线【越～三区间隧道】盾构工程盾构机械类型：复合式土压平衡盾构管片设计每环：1.5m 管片设计每

施工单位：隧道局一处盾构公司班组别：值班工程师：

表7-1-5 盾构机最佳掘进参数统计分析结果

工程名称：广州地铁二号线【越～三区间隧道】盾构工程盾构机械类型：复合式土压平衡盾构管片设计每环：1.5m 管片设计每

施工单位：隧道局一处盾构公司机电技术负责人：土木技术负责人：

3）负环管片开口拼装及加固处理措施

盾构机始发时由于后配套设备未正常工作，负环管片拼装不能利

2）反力架和临时钢管片

反力架和临时钢管片均从三元里车站拆除下来后转移至广州火

向前推进时负环管片不会失稳。

b、始发前基座定位时，盾构中心坡度与隧道设计轴线坡度保持一致，考虑隧道后期沉降因素，盾构中线可比设计轴线抬高10～20mm。同时对基座加支撑防止基座移动。

c、防止盾构机旋转、上飘。由于盾构机与地层间无摩擦力，盾构易旋转，应加强盾构姿态测量，如发现盾构有较大转角可以采用大刀盘正、反转的措施进行调整，同时推进速度要慢。

11.4.2到达掘进

到达掘进是指盾构机沿所定线路推进到竖井边，然后从预先准备好的大开口处步入车站或竖井内的一系列作业。

1、到达前的准备工作

（1）洞门土体加固

本工程中两次到达前均需要对洞门端头土体进行加固。

图11—5 越秀公园站北端头地质情况

火车站北端头隧道上部约1/3从〈5-2〉残积土中通过，且残积土层较厚见图11—4，为防止盾构到达时发生围岩坍塌、失稳，计划对端头地层进行加固。加固方案如下：

采用自钻式注浆锚杆注浆加固，浆液采用CS 双液浆，注浆压力控制在0.6～0.8Mpa 。加固范围见下图：

越秀公园站北端位于解放北路和流花路交汇口，北侧紧临广州市

体育馆，越秀公园站盾构到达端处的隧道上半部埋置于〈6〉全风化细粒花岗岩中，下半部埋置于

〈7〉强风化花岗岩中，上覆

6m 厚砂质粘性土和7m 厚淤

泥质土及细砂。洞身上半部岩

层〈6〉已成风化成土柱状，

岩石组织结构已基本破坏，其

自稳性很差（见图11—5）。

并且，因受到车站工作井

施工的扰动，岩层已遇水软化

松弛，强度降低。为了有效地

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3.

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图11-4 火车站北端头地层加

固示意图