地铁工程区间盾构施工方案

地铁工程区间盾构施工方案1盾构隧道施工1.1端头加固⑴端头地质情况通过详细的分析各盾构井端头的地层情况，对建国路站、中河路站的盾构始发井、接收井的端头地层进行加固，共需加固进出洞端头4座。

隧道覆土及洞身分别为：建国路站端头井隧道覆土主要为：①1杂填土、①2素填土、②2砂质粉土、③3砂质粉土夹粉砂、③6砂质粉土夹粉砂、③7砂质粉土、④2淤泥质粉质粘土、⑥1淤泥质粉质粘土；中河路站端头井隧道覆土主要为：①1杂填土、①2素填土、②1粉质粘土、③3砂质粉土夹粉砂、③5砂质粉土夹粉砂、③6砂质粉土夹粉砂、④2淤泥质粉质粘土、④3淤泥质粉质粘土夹粉土、⑥1淤泥质粉质粘土。

⑵端头加固方案盾构始发、到达端头采用Φ850@600三轴搅拌桩+Φ800@600双管旋喷桩进行加固。

建国路站上行线方向加固长度为始发端头15m、到达端头9m；搅拌桩加固深度为隧道底下3m至地面高度范围内，始发端均为搅拌桩强加固，到达端隧道顶以上3m至地面段采用搅拌桩弱加固；旋喷桩加固深度为隧道底下3m至地面高度范围内。

中河路站端头加固长度均为9m，加固深度为隧道底下3m至地面高度范围内，搅拌桩加固隧道顶以上3m至地面段采用搅拌桩弱加固。

搅拌桩强加固水泥掺量不小于20%，搅拌桩弱加固水泥掺量8%，水灰比1.2～1.5；旋喷桩加固水泥掺量不小于35%，水灰比0.7～1.0。

加固后的土体其无侧限抗压强度qu≥1MPa，渗透系数≤1×10-8cm/sce。

施工前打设3～5口降水井，根据情况适当降水，保证盾构始发、到达安全。

建国路站西端头井与中河路站东端头井地基加固平面及剖面见图1~4。

1.2盾构机进场及组装与调试⑴盾构机的组装与调试(1)、盾构机组装调试顺序盾构机组装调试程序见图5所示。

(2)、盾构机组装的总体要求Φ850@600搅拌桩加固下行线线路中心线Φ850@600搅拌桩加固Φ800@600双重管旋喷桩加固上行线线路中心线盾构推进方向3号风亭图 1建国路站西端头井加固平面图Φ850@600搅拌桩加固Φ800@600双重管旋喷桩加固图2 建国路站西端头井加固剖面图Φ850@600搅拌桩加固下行线线路中心线Φ850@600搅拌桩加固Φ800@600双重管旋喷桩加固上行线线路中心线盾构推进方向图3 中河路站东端头井加固平面图Φ850@600搅拌桩加固Φ800@600双重管旋喷桩加固图4 中河路站东端头井加固剖面图①盾构组装前必须制定详细的组装方案与计划，同时组织有经验的经过技术培训的人员组成组装班组。

②组装开始前把组装方案向所有参加组装的人员进行技术交底，便于理解和执行。

组装前编制有关的基础知识读本并对职工进行培训。

③对于机械部件的组装，组装前需要弄清其结构及安装尺寸的关系，螺栓连接紧固的具体要求等机械安装的基本常识，同时自始至终保持清洁的习惯。

④清洁工作直接关系到液压件工作寿命。

组装前必须检查泵、阀等液压件的封堵是否可靠，如有可疑情况，必须进行现场清洗，管件在组装前如没有充满油液，也必须进行严格清洗。

⑤对于高低压设备和电气元件的安装，严格执行制造厂所提供的有关标准和我国电力电气安装的有关规定和标准。

图5 盾构机组装调试程序图⑥组装前必须对所使用设备、工具进行安全检查，杜绝一切安全隐患，保证组装过程的安全顺利进行。

该项工作是组装过程中极为重要的内容。

⑦组装前应对始发基座进行精确定位，吊机工作区应铺设钢板，防止地层不均匀沉陷。

⑧大件组装时应对始发井端头墙进行严密的观测，掌握其变形与受力状态。

(3)、组装的具体安排①建国路站～中河路站区间2014年10月12日开始井内施工准备及旋喷桩地基加固；17号盾构机于2014年10月21日开始井下组装；2014年12月1日开始掘进，2015年2月24日盾构机到达中河路站；2015年3月31日完成中河路站调头工作；2015年6月24日返回建国路站；2015年8月7日完成盾构机吊出工作。

②组装对大件运输的总要求是首先组装的部件先行运输，设备的组装顺序可借签我单位以往盾构机组装的经验，再结合施工场地的具体情况合理安排盾构机的组装顺序。

1、盾构机组装⑴劳动力安排盾构组装作业班分两个组：一个机钳液压组和一个电气组，组装劳动力安排见表1。

⑵设备安排盾构吊装设备计划有：300t履带吊1台，120t汽车吊1台，150t液压千斤顶4台，以及相应的其它工具、机具和吊具。

⑶组装工具、材料组装用工具、材料见表2。

表1 盾构组装劳动力计划表表2 盾构组装工具、材料计划表⑷组装场地本工程盾构组装结合盾构机运输同步进行，盾构机运输进场即开始进行地面拼装，各分部构件在地面组装好后整体吊运下井，下井后再作部件与部件之间的连接与组装。

组装场地为建国路站盾构始发场地。

(6)、盾构机组装安全保护措施①盾构机的运输委托给专业的大件运输公司运输。

②盾构机吊装由具有资历的专业队伍负责起吊。

③组建组装作业班承担盾构机组装工作，指定生产副经理负责组织，协调盾构机组装工作。

表3 盾构组装顺序表车站部分步骤一：组装始发台步骤二：组装后配套拖车车站部分车站部分步骤三：吊装设备桥步骤四：螺旋机吊装车站部分车站部分步骤五：前体吊装步骤六：组装中、前体④每班作业前按起重作业安全操作规程及盾构机制造商的组装技术要求进行班前交底，完全按有关规定执行。

⑤项目部安质部、工地派出所具体负责大件运输和现场吊装、组装的秩序维护，确保安全。

⑥应根据300t履带吊机对地基承载力的要求，对其工作区域进行处理，如浇筑钢筋混凝土路面、铺设钢板等，防止地层不均匀沉陷。

(7)、盾构机调试①盾构机设备分系统调试盾构机组装和连接完毕后，即可进行盾构机分系统调试，分系统调试的目的主要是检查盾构设备各系统是否能正常运转。

主要调试内容为：液压系统、润滑系统、冷却系统、主驱动、配电系统、注浆系统、自动导向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→再次调试。

机械液压部分运行调试：推进系统→螺旋输送机→管片安装机→管片单、双梁吊机→泡沫、膨润土系统和刀盘加水→注浆系统→皮带机等。

②整机调试在分系统调试完成后，证明盾构机各系统都能正常工作，进行盾构机整机调试。

整机调试的目的是检查盾构设备各系统之间的连锁保护、急停按钮、限位开关、安全阀等安全装置能否正常工作，整机持续运行8个小时以上检查盾构机设备运行是否稳定。

1.3盾构始发⑴盾构始发流程盾构始发流程见图6所示。

图6 盾构始发流程图⑵洞门凿除共有4座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（如图7示）。

第一步：从上至下分五个层次凿除外部混凝土和钢筋，预留内层钢筋，从而做到在始发或到达之前对端头地层的保护。

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

⑶始发设施的安装(1)、始发台安装在洞门凿除完成之后，依据隧道设计轴线定出盾构始发姿态空间位置，然后反推出始发台的空间位置。

由于始发台在盾构始发时要承受纵向、横向的推力以及抵抗盾构旋转的扭矩。

所以在盾构始发之前，必须对始发台两侧进行必要的加固。

加固的方式见图6。

始发台的安装高程根据端头地质情况进行适当抬高。

(2)、反力架与负环钢环安装在盾构主机与后配套连接之前，开始进行反力架的安装。

反力架端面应与始发台水平轴垂直，以便盾构轴线与隧道设计轴线保持平行。

反力架与盾构始发井连接部位的间隙要垫实，保证反力架脚板安全稳定。

(3)、洞门密封洞口密封采用折叶式密封压板如图7所示，其密封原理如图8所示。

其施工分两步进行，第一步在始发端墙施工工程中，做好始发洞门预埋件的埋设工作。

预埋件必须与端墙结构钢筋连接在一起；第二步在盾构正式始发之前，清理完洞口的碴土，完成洞口密封压板及橡胶帘布板的安装。

⑷始发掘进技术要点(1)、在盾尾壳体内安装管片支撑垫块，为管片在盾尾内的定位做好准备。

管片安装见9所示。

图6 始发台加固示意图 图9 洞门折叶压板示意图11-2-20 洞门折叶压板 图8 始发台加固示意图管片拼装后的状态(2)、安装前，在盾尾内侧标出第一环管片的位置和封顶块的位置，然后从下至上安装第一环管片，安装时要注意使管片的位置与标出位置相对应转动角度一定要符合设计，换算位置误差不能超过10mm 。

11-2-22 管片安装示意图 图11管片安装示意图(3)、安装拱部的管片时，由于管片支撑不足，要及时加固。

第一环负环管片拼装完成后，用推进油缸把管片推出盾尾，并施加一定的推力把管片压紧在反力架上，即可开始下一环管片的安装。

(4)、管片在被推出盾尾时，要及时进行支撑加固，防止管片下沉或失圆。

同时也要考虑到盾构推进时可能产生的偏心力，因此支撑应尽可能的稳固。

(5)、当刀盘抵拢掌子面时，推进油缸已经可以产生足够的推力稳定管片后，再把管片定位块取掉。

(6)、在始发阶段要注意推力、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。

1.4盾构试掘进盾构开始掘进的100m称为试掘进段，通过试掘进段拟达到以下目的：⑴用合理的最短时间对盾构机进行调试，进一步完善盾构机的各项性能。

⑵了解和认识本工程的地质条件，掌握该地质条件下复合式盾构的施工方法。

⑶收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数，制定正常掘进时各地层操作规程，实现快速、连续、高效的正常掘进。

⑷完善各工序之间的衔接，掌握盾构设备的各项操作要领，提高施工质量，加快施工进度。

⑸通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机出洞时以及推进时对周围环境的影响，掌握盾构推进参数及同步注浆量。

⑹通过对试掘进地层推进施工，摸索出在盾构断面处于各地层中，盾构推进轴线的控制规律。

1.5盾构正常掘进盾构机在完成前100m的试掘进后，将对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。

主要内容包括：⑴根据地质条件和试掘进过程中的监测结果进一步优化掘进参数。

⑵正常推进阶段采用100m试掘进阶段掌握的最佳施工参数。

通过加强施工监测，不断地完善施工工艺，控制地面沉降。

施工进度应采用均衡生产法。

⑶推进过程中，严格控制好推进里程，将施工测量结果不断地与计算的三维坐标相校核，及时调整。

将里程偏差控制在： X（隧道设计纵轴方向即沿里程方向）＜±50mm、Y（垂直隧道沿设计轴线方向）＜±50mm。

⑷盾构应根据当班指令设定的参数推进，推进出土与衬砌背后注浆同步进行。

不断完善施工工艺，控制施工后地表最大变形量在+10，-30mm之内。

⑸盾构掘进过程中，坡度不能突变，隧道轴线和折角变化不能超过0.4%。