盾构分体始发

一、盾构区间施工安排

本标段盾构机从G3工作井始发向G2盾构井方向掘进。到达G2盾构吊出井后解体吊出撤场。

二、设计概况

G3-G2区间起讫里程：K2+208.077-K5+508.426，区间全长3300.349m。区间最小平曲线半径400米，最大纵坡1.771%，顶覆土厚度10.1～24.4m。区间采用1台土压盾构机，从G 3盾构工作井向G2盾构工作井推进。

G3盾构井始发端地层：⑤2-1层粉质粘土、⑤2-2层含砂粉质粘土、⑦2-1层含泥粉细砂；

G2盾构井接收端地层：⑩3层中风化基岩；

区间主要穿越地层：⑤1层粉质粘土、⑤2-1层粉质粘土、⑤2-2层含砂粉质粘土、⑦1层粉质粘土、⑦2-1层含泥粉细砂、砾砂、⑦2-2含泥圆砾、卵石、⑩1层全风化基岩、⑩2层强风化基岩、⑩3层中风化基岩等。

区间特点

G2-G3盾构区间隧道线路附近有一条港华高压天然气管线，区间下穿高压天然气管线2次，2次下穿中间区域与天然气高压管线并行，并行长度约2539m，最小平面间距11m。2次下穿位置约在里程K5+398与K2+859处，竖向间距约4.4m～19.4米。管材为DN620mm钢管，埋深约3~7米。盾构掘进管线沉降变形要求高。

G3盾构井概况

G3始发井南端头设置13m×7.5m的盾构机下井口，用于盾构机和后配套台车的吊装下井组装。在始发井北端头设置6.8×7.5m的出土口，用于分体始发掘进阶段的渣土吊运。如下图：

三、始发段概述

盾构始发是指在始发竖井内利用临时组装的管片、反力台架等设备，使台架上的盾构机推进，从井壁上的到达口处入地层，并沿着规定路线掘进的一系列作业。本工程先进行右线始发，鉴于始发场地局限，盾构机始发不能按照正常始发方案进行，盾构机部分台车必须位于地面。以延伸管线实现始发，经过台车转接使盾构机设备正常连接和正常掘进，进行两次始发。

四、盾构机概况

本区间采用一台辽宁33土压平衡盾构机始发掘进。

该盾构机适宜复合地层、泥岩、砂岩、砂卵石、软土等土层的掘进施工；盾构机掘进最小曲率半径250m，最大坡度50‰；

盾构机设备总重量约为450T，盾体刀盘长度为9.07m，包括后配套总长73m，分为盾构机主机和后配套设备两大部分，后配套设备分别安装在7节后续台车上；

盾构机盾尾间隙29mm，最大掘进速度10cm/min，最大推力36000KN。

盾构机刀盘直径6．48m，共有34把17寸单刃滚刀，2把18寸单刃滚刀,4把双刃中心滚刀,共44刀刃。

图4-1 盾构机主体图

图4-2 刀盘配置图

第三章盾构始发施工安排

一、分体始发组织

G3盾构井始发有效纵向长度仅有44米长，采用的辽宁33公司的Ф6480 mm土压平衡式盾构机由盾体、桥架和7辆后续台车组成，总长 73.07m，不能满足盾构机的整体始发，计划将盾体+1#台车+2#台车+3m临时皮带出土口下井，3#~7#台车置于基坑西侧地面，接长2#台车与3#台车管线进行分体始发。盾构机的具体尺寸如表 1-1。

表1-1 盾构机盾体及台车长度

根据台车长度及后配套设备长度，计划将盾构始发划分为四个阶段

1、分体始发阶段(0-40m)：后配套采用电瓶车+渣土车+管片车，浆车与管片车互换，推进至40m时，下井后续5节台车转接，完成分体始发段。

2、始发第二阶段(40-60m)：台车转接完成，后配套采用电瓶车+渣土车+管片车，浆车与管片车互换。

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3、始发第三阶段(60-155m)：后配套采用电瓶车+渣土车+浆车+管片车，轨道需调整。始发至155m，拆除负环、洞内铺设道岔。

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4、正常掘进阶段：盾构吊装口投入使用，后配套采用满列编组，洞内双道岔。

井口轨道布置图

洞内轨道布置图

盾构机分体始发就必须要对盾构机原设备进行必要的改造和增加部分设备。

㈠后配套设备布置及设备改造。盾构机的改造直接影响到盾构机始发的安全、效率、功能，故对盾构机改造应根据以下原则：

⑴最大限度利用盾构机原有设备，减少对原有设备的改造和取消不必要的设备；

⑵满足始发竖井的空间和材料垂直运输通道的要求；

⑶有利于盾构机的下井安装及始发阶段掘进完成后其余台车的下井；

⑷从经济及能耗的角度考虑尽量减少井下台车与台车之间连接管线长度；

⑸能够快速完成始发阶段掘进；

⑹不占用地面必要的工作面；

⑺尽量利用现有龙门吊作为垂直运输设备。

盾构机分体式始发摆放图

图1-2 盾构机分体式始发摆放图

1、盾构机的安装。分体始发的盾构机安装与完整始发安装基本一样，只是在安装的过程中应根据工作井的空间来考虑设备安装步骤，避免由于设备安装空间不够而造成安装困难。另外增加的连接管线应与原备同一规格型号。

2、将电缆和管路分开放置，在掘进过程中及时延放2#、3#台车之间的连接管线，防止拉断管线。

3、掘进40米后，将3~7号台车下井转接，恢复盾构机原有设备，进入正常始发掘进。

二、始发流程

盾构始发主要工作内容：场地布置、端头土体加固、洞门凿出、始发托架浇注及安装、施工轨道铺设、盾构机组装、反力架安装、洞门密封、管片生产、负环管片拼装等。

图2-1 盾构始发流程

第四章 盾构始发准备

一、始发线型及参数

盾构始发段平面为直线，竖向为0.1%下坡。 二、周边环境核查、监测

盾构始发前应对始发段隧道范围内的所有地下管线、地面建构筑物进行核查。并提交地下管线调查报告、地面建筑物调查报告、地质补堪报告。

盾构始发前一个月完成始发段前300米布监测点的布置并取监测点初始值。 三、施工场地布置

施工场地布置主要包括场地围蔽、消防通道及消防设备布置、施工临时供电系统、场地排水系统及污水防治、供水系统、生产、办公、生活区布置等，已提交施工场地布置图。 四、始发端头土体加固

根据始发井西端头的水文地质情况，采用素连续墙进行端头加固，隧道埋深为11.68m ，盾构始发端头9m 范围内采用素连续墙加固。已于2008年3月施工并抽芯检验完毕。 五、洞门凿除

在盾构机始发前一周，对洞门进行第一次凿除，破除范围为：保留连续墙外层钢筋及保护层砼。

㈠ 破除方法：采用风炮将碎裂的混凝土凿除，切除内层钢筋，凿除顺序如下图：

说明：1、洞门凿除分块进行。 2、洞门凿除顺序严格按图进行。洞门凿除顺序图DM-012

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9说明：1、阴影部分表示 保留外排钢筋和保

2、剩余部分为第洞门凿除位置图DM

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图5-1 洞门凿除顺序图

第一次凿除时按先下后上、先中间后两侧的顺序进行。留外层钢筋及混凝土保护层。第一次凿除中出现土体裸露，且出现流水，则迅速初喷砼，封闭裸露部位，且仰拱部位用

砂浆抹成半径3250mm 的弧形面。第二次凿除要等待盾构机推进前1天迅速凿除内排钢筋