泥水平衡盾构机施工方案

针对本项目的特性技术方案简述
施工技术篇
一、工程概述
二、总体施工部署及施工思路
2.1 初步施工安排
2.2 总体计划
2.3 工程管理目标
2.4 施工的前准备工作
2.5 施工组织管理
2.6 项目施工总体思路及工艺
2.7 施工总平面图布置规划
三、重点、关键和难点工程的施工方案、工艺及其措施简述
3.1 重点、关键和难点工程分析及应对措施
3.1.1 城市中心区的和谐施工
3.1.2 交通疏解、管线改迁及征地拆迁对工程前期推进影响大
3.1.3 盾构始发与到达施工难度大
3.1.4 基坑安全施工
3.1.5 顶管施工重难点分析及应对措施
3.1.6 泥水盾构刀盘、刀具设计
3.2 本项目主要工程施工方案及工艺简述
3.2.1 竖井（工作井）施工
3.2.2 顶管施工
3.2.3 盾构施工
3.2.4 管道功能性试验
3.2.5 其他附属及机电安装工程
四、交通疏导方案规划
4.1 交通疏导原则及规定
4.2 交通疏解实施程序
4.3 交通疏解方案
五、地下管线及其他地上地下设施的保护加固措施
5.1 地下管线保护措施
5.2 建构筑物保护措施
六、施工保障措施
6.1 施工质量保障措施
6.1.1 质量目标
6.1.2 质量保证体系
6.1.3 质量保证制度
6.1.4 主要工程施工质量控制措施
6.2 施工安全保障措施
6.2.1 安全目标
6.2.2 安全保证体系
6.2.3 安全保证制度
6.2.4 主要工程施工安全控制措施
6.3 应急预案
6.3.1 应急救援中心的职责
6.3.2 信息报告及处理
6.3.3 应急决策及响应
6.3.4 应急救援的资源配置
6.4 文明施工及环境保护措施
6.4.1 管理体系
6.4.2 文明施工措施
6.4.2 环境保护措施
七、本项目拟配备的机械设备情况
三、重点、关键和难点工程的施工方案、工艺及其措施简述
3.2 本项目主要工程施工方案及工艺简述
3.2.3 盾构施工
针对本项目穿湖段套管采用泥水平衡盾构法施工，套管采用d4000mm钢筋混凝土管；套管施工完成后施工套管内不锈钢支架并敷设双排压力管，压力管材质为聚乙烯管道。

3.2.3.1 施工工艺流程
泥水平衡盾构机施工工艺流程如下图所示。

图3.2-31 泥水平衡盾构机施工工艺流程图
3.2.3.2 盾构安装调试
盾构机组装调试工艺流程：施工准备→场地硬化、清理→吊车站位→电瓶车、管片小车下井→台车下井→连接桥下井→中盾翻身下井→前盾翻身下井并与中盾连接→刀盘翻身下井安装→尾盾下部下井并与中盾定位连接→拼装机下井安装→后方平台下井安装→盾尾上部下井定位→盾体焊接→连接桥安装→台车连接→管线连接安装→大电接入、调试并检验→整机调试试验。

图3.2-32 拖架安装及刀盘吊装示意图
图3.2-33 反力架安装及负载调试示意图
3.2.3.3 盾构机始发与试掘进
（1）工艺流程
始发工艺流程见图3.2-34所示。

（2）按照设计要求对端头进行加固，加固多采用旋喷、深沉搅拌或注浆等方式辅以井点降水进行加固，通常上下左右各取3m ；
（3）水平探孔检查，宜在盾构组装调试前30天对掌子面超前水平探孔，探孔全断面布置且不少于9孔，深度为3m ，直径φ100mm；如加固效果不佳宜补注浆液加固；
（4）始发托架的安装依据隧道设计轴线、洞门钢环实际位置及盾构的尺寸，确定始发架的空间位置，始发架中轴线应与盾构始发轴线重合；
图3.2-34 盾构机始发与试掘进工艺流程图
（5）反力架安装时，保证纵向轴线应与隧道设计轴线重合，反力架端面应与始发台轴线垂直，垂直度应控制在±20mm之内，反力架分上下两部分安装，下半部分在盾构机组装之前定位焊接牢固，上半部分在盾构机组装完成之后进行；
（6）洞门凿除时，根据围护结构厚度，先凿除其外层混凝土，凿除工作先上部后下部，暴露出的钢筋并割去，再由上至下凿除余下混凝土；凿除过程中必须保护好洞门止水密封帘布；
（7）延长钢环安装的长度根据刀盘长度、洞门钢环长度以及止水帘布折角长度确定；
（8）始发前必须对泥水站进行调试，泥水指标通过实验获得；
（9）负环安装时，设置防扭装置；首环负环安装时，须在落地块（B2）下部预垫钢筋，大小根据盾尾间隙确定；首环封顶前需采用“L”型钢板将两临接块固定，预防坠落；
（10）盾构机推进破洞时，必须严格控制推进速度，过程中必须安排专人全程
监护，出现突发状况时，应立即通知司操人员停机处理。

图3.2-35 始发洞门施工及洞门延长钢环安装示意图
3.2.3.4 盾构掘进
（1）工艺流程
盾构工艺流程见图3.2-36所示。

图3.2-36 盾构掘进工艺流程图
（2）参数设置：根据始发试掘进阶段掌握的各项技术参数，并结合隧道断面地质情况、覆土深度、水土压力及周边环境等，确定最优掘进参数。

掘进过程中，合理调整掘进速度，推进油缸分区压力、刀盘转速、刀盘扭矩、切口水压、泥浆流量等掘进参数，确保盾构机各项指标控制在设计/理论控制值范围内；
（3）姿态控制：掘进过程中盾构姿态会产生一定的偏差，导致成型隧道偏离轴线。

在操作盾构机时应根据盾构机姿态并结合管片姿态合理调整盾构机掘进参数，坚持“勤纠，少纠”的原则，及时纠偏，尽可能保证盾构机姿态拟合设计轴线，确保成型隧道线型在规范、设计范围内；
（4）泥浆指标控制：泥浆的比重、粘度及含砂率是泥浆性能的三个重要指标，其决定了它稳定开挖面和携带渣土的能力，必须每天监测测试泥浆的指标，通过调制将泥浆指标控制在合理范围内；
图3.2-37 泥浆处理流程图
（5）盾尾油脂压注：选择合适的注入模式及频率，控制盾尾未刷腔体压力；
（6）同步注浆：严控砂浆配合比、注入率，注浆流量与掘进速度相匹配，注浆完毕后，必须对注浆管进行清洗，以防堵管；
（7）管片拼装：正确选择管片类型、拼装点位；
（8）测量：定期测量盾构机及管片姿态，及时换站；
（9）地面监测：按照监测方案布点，定期监测，实时掌握地面沉降情况；下穿重要建（构）筑时，加大监测频率，加强巡视；
（10）设备维保：加强管理，日常检查以及护养工作易损件配充足。

图3.2-38 盾构参数及盾构姿态控制图
图3.2-39 同步注浆及二次注浆施工图
3.2.3.5 盾构接收
（1）采用改良端头土加固接收的方式施工，工艺流程如下图所示。

图3.2-39 改良端头土加固接收施工工艺流程图
（2）改良端头土体接收：该接收方法适宜端头地质稳定，不含水或少水地层；盾构机在进入加固体后逐步降低切口水压，抵达洞门围护桩（墙）前压力降为0，并向泥水仓注入清水反复循环，将泥水仓及泥水管道内泥浆携带完毕；之后凿除洞门，如为玻璃纤维筋围护桩（墙），则直接转动刀盘破洞；
（3）测量：盾构机刀盘距离洞门100m左右时，需对进行贯通测量，必须保证隧道内各布点坐标准确以及盾构姿态、管片姿态的实际状态，通过测量结果调整盾构掘金参数及姿态控制；盾构机接收阶段应加大监测频率，将监测数据及时反馈到监控中心，监控中心根据监测数据合理优化掘进参数；
（4）姿态调整、参数控制：贯通测量后，根据盾构机姿态以及接收托架或钢套筒轴线、高程坐标等确定盾构机姿态控制目标值，盾构机接收阶段应适当降低掘进速度，通过参数设置及时纠偏，坚持“勤纠偏，少纠偏的原则；
穿越加固区施工：加工区内刀盘转速控制在0.8～1.0r/min，推进速度控制在10～20mm/min以内。

要密切注意刀盘油压、螺旋机油压等参数；
（5）止水环施作：在盾构接收前通过对管片的各个注浆孔逐个注入双液浆形成止水环，以阻断盾构后方渗漏通道。

可根据注浆压力及时调整注浆量，压住顺序从下到上；
（6）最后几环管片的安装：刀盘露出洞门后，加快最后几环管片拼装速度。

盾构机进洞前洞内最后10-15环管片范围内，环向布设6道不小于10b槽钢进行纵向拉紧。

管片安装完毕需用风动扳手拧紧所以纵向和环向螺栓，且在下一环掘进过程中再次紧固螺栓；
（7）接收洞门封堵：盾构完全脱出洞门钢环后，进行洞门封堵。

保证各处缝隙封闭，形成完好密封。

同时，通过管片吊装孔对最后三环管片进行双液注浆，注浆的过程中要密切关注洞门的情况，一旦发现有漏浆的现象应立即停止注浆并进行封堵处理。

确保洞门口注浆密实，洞门圈封堵严密。

图3.2-39 接收端头加固及出洞施工示意图
3.2.3.6 盾构拆解
盾构机拆卸工艺流程：施工准备→刀盘拆除→管线拆除→台车、连接桥脱离→盾尾上部拆除→工作平台拆除→拼装机盾尾下部中前连接桥、车按顺序吊出工作井。

图3.2-39 主机与后配套台车分离及尾盾与中盾分离示意图
图3.2-40 调出盾尾及拆除拼装机示意图
3.2.3.7 管片预制
本项目管片预制采用委托专业预制场预制，工艺流程如下图所示。

图3.2-41 管片预制施工工艺流程图。