盾构掘进施工

2）竖井的准备及到达口导轨的安装 到达前在洞口中心处开一Φ1.0 米的观察孔来检查盾构机的到达位置，同时在洞 圈安装好导轨确保盾构到达姿态正确。
加固段 盾构机
围内 护墙 桩
竖井
支撑
0.3
2.5
10米
图 11—7 盾构到达围护桩拆除加固
3）盾构机进入到达段后，首先减小推力、降低推进速度和刀盘转速，控制出土 量并时刻监视土仓压力值，避免较大的地表隆陷。待盾构机接近洞门端墙时从到达 口观测孔探测盾构机位置，当盾构机掘进至距端墙 0.5 米的处时停止掘进，彻底拆除 维护桩后连续掘进并拼装管片。盾壳进入到达口后施作洞圈封堵工作，盾尾脱出后 下拉压板至第二螺栓孔位置，实现封堵作用如图：隧盾-施组-SD06。
片循设计每环：6 片
环
节 序
盾构掘进
号 循环节
时间
起至里 年月日时
程
至
年月来自百度文库时
循环节处 地质描述
管理拼装 时间
年月日时 至
年月日时
管片拼装
螺栓连接数量
高程（m）
设计 纵环
实际 纵环
设计 实际
管片设计每环：1.5m
平面 相邻管片 记
位置偏 差（mm）
平整度最 大偏差 （mm）
事
管
记录 者
施工单位：隧道局一处盾构公司
盾尾同步注浆
下拉压板
盾尾通过始发口
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。
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，
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 环：6 片
掘进参数
其它参数
地层编号
地质描述
〈9〉
岩石微风化带
工况
刀盘 转速 r/min
千斤 顶编 组
千斤 顶推 力
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。
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。为了有效地防止围岩
采用自钻式注浆锚杆进行钻孔和注浆，注浆浆液采用 CS 双浆液。注浆压力按
10
3.15
2.5
图 11—6 越秀公园站北端头加固 方案 0.6～0.8MPa 控制。 （2）洞门密封环的预埋与围护桩的破除 洞门密封环尺寸和形式同三元里车站和广州火车站，预埋位置如图：隧盾-施组 -SD05。 盾构机到达前先行安排凿除围护桩，凿除方法与始发时相同。不同的是到达时 围护桩不凿穿，保留 30cm 厚以支挡工作面，到达后再行凿除。到达时为避免围护桩 撕裂破坏，可在竖井内加设斜撑加固，如图 11-7 所示。 2、到达掘进 （1）到达掘进 一般到达段是指盾构机到达前 15 米段。 1）盾构姿态和隧道线形测量 盾构机到达前 50 米地段即加强盾构姿态和隧道线形测量，及时纠正偏差确保盾 构顺利地从到达口进入车站。盾构机进站时其切口平面偏差允许值：平面≤±20mm、 高程≤±50 mm，盾构坡度较设计坡度略大 0.2%。到站所有测量数据须报测量监理 单位复核验正。
（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
拉槽
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
t
螺旋 输送 机转 速 r/min
掘进 速度
cm/min
土仓 压力 bar
注浆 压力 MPa
注浆
量 m3
膨润 土填 加量 m3
泡沫 剂填 加量 m3
其它
材料 m3
备注
〈8〉
岩石中风化带
〈7〉
岩石强风化带
〈6〉
岩石全风化带
〈5-2〉
残积土
软硬互层，地下水 丰富
施工单位：隧道局一处盾构公司
机电技术负责人：
表 7-1-1 盾构掘进施工记录表
工程名称：广州地铁二号线【越～三区间隧道】盾构工程
循
循 环
施 施工日
盾构掘进
环 节 序 号
节 起 至 里 程
工 期年月
班 组 别
日时 至
掘 进 速
年月日 度
时
地 质 描 述
千千
斤斤 顶顶 编顶 组力
盾构机械类型：复合式土压平衡盾构 片设计每环：6 片
管片拼装
压浆
出 土 量
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
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：
表 7-1-4 盾构掘进参数统计表
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 环：6 片
循 环 节 序 号
循环 节起 至里 程
盾构掘 进时间 年月日 时至 年月日
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用管片吊机和 管片拼装机。如何拼装管片保证盾构机始发正确姿态至关重要。本工程中始发前负 环管片的拼装拟采用 15T 吊机和人工辅助安装，负环管片采用通缝开口拼装，邻接 块和封顶块不予拼装如图 2-2 所示：
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
10
3.15 2.5
2.5
图 11-4 火车站北端头地层加固 示意图
时
循环节处地质 情况
地层 编号
描述
刀盘 转速 r/min
千斤 顶编 组
掘进参数
千斤 顶推 力
t
螺旋 输送 机转 速 r/min
掘进 速度
cm/min
土仓 压力 bar
注浆 压力 MPa
其它参数
工
注浆
量 m3
膨润 土填 加量 m3
泡沫 剂填 加量 m3
排况 土选 量择 m3
备注
施工单位：隧道局一处盾构公司
安装井
图 11—2 负环拼装示意图 负环管片四周施作临时支撑连接在车站结构上，确保负环管片受压时的线形和 稳定。对于开口的负环管片，盾构机在推进前千斤顶和管片之间要加设方木或型钢 来承受和传递盾构机的推力，保证盾构机的姿态正确。 （2）广州火车站始发掘进 1）广州火车站始发预埋件 如图：隧盾-施组-SD04。环板大样尺寸同三元里车站。 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车站使用。三元 里～广州火车站区间贯通后立即拆除负环管片、反力架及始发平台，地面运输至火 车站从设备吊装孔掉入车站内安装使用。 3）广州火车站南端头土体加固
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。
年 月 日 时
年 月 日 时 至
拼 装 时 间
拼 装 质 量
年 月 日 时
年 月 日 时 至
时 间
材压 料浆 及压 配力 比
设计每环长度：1.5 米 管
压
浆 数 量
压 浆 质
记事
记录 者
量
m3 Pa
施工单位：隧道局一处盾构公司
工班长：
技术负责人：
表 7-1-2 盾构管片拼装记录表
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
第一节 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。
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。 广州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
班组别：
工程负责人：
表 7-1-3 盾构掘进参数设定值
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 环：6 片
掘进参数
其它参数
地层类别
地质描述
〈9〉
岩石微风化带
工况 选择
open
刀盘 转速 r/min
千斤 顶编 组
千斤 顶推 力
坍塌，增强土体自稳性，防止地
下水流入，确保盾构安全到达，
保证建筑物(广州市体育馆)的安 全，在盾构到达前对左右线端头隧
图11—5 越秀公园站北端头地质情况
道围岩先作加固处理。
2.5
采用在工作井中向隧道方向水平超前静压注浆加固方案。加固范围取隧道全断 面开挖轮廓线外 2.5m 范围内土体，加固长度为 16m 见图 11—6。
t
螺旋 输送 机转 速 r/min
掘进 速度
cm/min
土仓 压力 bar
注浆 压力 MPa
注浆
量 m3
膨润 土填 加量 m3
泡沫 剂填 加量 m3
排土
量 m3
备注
〈8〉
岩石中风化带
open
〈7〉
岩石强风化带
EPB
〈6〉
岩石全风化带
EPB
〈5-2〉
残积土
EPB
软硬互层，地下水 semi-
丰富
open
广州火车站南端头隧道处于 〈8〉号土地层中，如 2-3 图所示， 根据车站施工情况来看，地层基本 稳定，二次始发前不再对车站端头 进行加固。
南端头
北端头
4）围护桩的破除
同三元里车站
5）始发注意事项及应急处措
施 a、盾构机始发时负环管片周
图 11-3 广州火车站南北端头地 质情况
围没有约束，必须在管片四周尽可能地加上各种支撑，保证盾构机向前推进时负环
安装反力架、始发台
始
盾构机组件的吊装
发
准
备
工
作
组装临时钢管片、
盾构机试运转
端头地层加固 检查开挖面地层
拆除端头维护桩
拆
除
端
头 围
盾构机贯入开挖面加压掘
护
进（拼装临时管片）
桩
盾尾通过入，压板加
掘
固、壁后回填注浆
进
盾构机始发时临时封堵操作工艺流程如下：
安装螺栓、橡胶帘布板及钢压板
上拉压板，置于盾构机通过位置
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
图 7-7-1 凿除分块示意图
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。
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：