盾构机出洞施工方案

上海地铁2号线西延伸工程

虹桥临空园区站至北新泾站区间隧道盾构机始发施工方案

编制：孙野飞

审核：张杰

批准：陈友建

中铁十九局集团

上海地铁2号线西延伸线工程项目部

二OO四年七月二十日

目录

1、工程概况 (1)

2、地质状况 (1)

3、施工准备 (2)

3.1地面施工准备 (2)

3.2井下准备工作 (2)

3.2.1 盾构发射托架及反力架安装 (2)

3.2.2 盾构设备的安装和调试验收 (3)

3.2.3 洞口始发导轨的安装 (6)

4、盾构出洞施工 (6)

4.1后盾支撑的安装 (6)

4.2洞门混凝土的凿除 (6)

4.2.1 脚手架的搭设 (6)

4.2.2 洞门混凝土的凿除 (7)

4.3洞门密封装置的安装 (8)

4.4盾构出洞 (9)

4.5出洞口处理 (10)

5、盾构出洞测量 (10)

5.1盾构上标志的测量 (10)

5.2观测台精度 (10)

5.3盾构报表的测量 (10)

6、盾构始发应急处理措施和注意事项 (11)

7、盾构出洞监测措施 (12)

8、质量保证措施 (12)

8.1质量标准及依据 (12)

8.2具体标准 (13)

8.3施工过程质量控制 (13)

8.4管片拼装质量控制 (14)

9、安全与文明施工措施 (15)

1、工程概况

虹桥临空园区站~北新泾站区间隧道工程是上海市轨道交通2号线西延伸工程的一个组成部分，起始于虹桥临空园区站东端头井，止于北新泾站西端头井，起止里程为K3＋735.511~K4+849.356，全长1113.845m。本工程施工采用一台日本小松公司制造的土压平衡盾构机，在虹桥临空园区站东端头井下井，沿上行线往东推进至北新泾站，在北新泾站西端头井调头后，沿下行线往西推进之虹桥临空园区站。

2、地质状况

本区间隧道覆土厚度约为6.6m~14.9m不等，由勘探资料可知，本工程盾构主要在③1层淤泥质粉质粘土、④层淤泥质粘土、⑤1-1层粘土中穿越。灰色淤泥质粉质粘土属滨海～浅海相沉积，流塑欠均匀，局部夹较多薄层粉砂，层理紊乱、高压缩性土；灰色淤泥质粘土属滨海～浅海相沉积，流塑、均匀夹少量极薄层粉性土层底见贝壳碎层，高压塑性土；灰色粘土属滨海、沼泽相沉积，流塑、尚均匀，夹极薄层粉土，含极少量半腐植物根茎及泥钙质结核高压缩性土。隧道所穿越的主要土层的地基土的物理力学性质见下表。

主要土层的地基土的物理力学性质表

3、施工准备

3.1 地面施工准备

根据业主所提供的现场允许使用范围，结合实际需要，进行现场平面施工布置（详见施工现场平面布置图）。

（1）在盾构推进施工前，按常规进行施工用电、用水、通风、排水、照明等设施的安装工作。

（2）施工必须材料、设备、机具备齐，以满足本阶段的施工需求，管片及管片连接件等准备要有足够的余量。

（3）井上、井下建立测量控制网，并经复核、认可。

（4）对隧道沿线的建筑物、以及盾构将要穿越的需保护的管线布置沉降监测点，在施工前对轴线沿线建筑物作详细踏勘，掌握其原始情况。

3.2 井下准备工作

3.2.1 盾构发射托架及反力架安装

盾构机托架为钢结构预制成榀，盾构基座位置按洞口实际中心位置和设计轴线准确放样，将预制好的盾构托架和反力架吊入工作井内，按照测量放样的基线，先将盾构托架焊接在预埋件上，但考虑到盾构出洞轴线为+2‰直线和加固区的盾构资态控制，确保盾构推进运动轨迹符合施工要求，故盾构托架按0‰安放，以确保出洞段施工轴线；基座焊接好后，需进行加固支撑，确保其强度和刚度；盾构调试与检修时，进行反力架的安装。安装反力架时，在负一层楼板上用型钢搭设三角支架，利用搭设的三角支架结合手拉倒链作为提升支架，进行反力架准确定位。安装时要精确定位，定位精度要控制在±5mm之内。在完成反力架的定位之后，反力架与车站结构连接部位的间隙一定要用钢板垫实，以保证车站结构与反力架脚板有足够的抗压强度。

3.2.2 盾构设备的安装和调试验收

盾构机本身自重约260T，分解为5块，最大块重约80T。综合考虑吊车的起吊能力和工作半径，安排1台200T和1台100T汽车吊进行吊装任务。

3.2.2.1准备工作

（1）测量控制点从地面引到井下底板上。

（2）在盾构始发井下安装钢制托架；在始发井后的70m车站内铺设盾构机台车行走钢轨，并将钢轨延伸至托架上。

（3）准备好10T气动葫芦、手动葫芦若干、两台100T液压千斤顶及泵站、电焊机、气割等盾构安装辅助工具。

（4）地面吊车将盾体各部分倒运到位。

（5）100T和200T吊车在始发井端头就位。

3.2.2.2安装盾构机后续台车

（1）将盾构机第五节后配套台车吊入始发井，放置在始发托架的钢轨上，拖入虹桥临空园区站内，再按同样的程序将第四节台车拖入虹桥临空园区站内。

（2）依次吊入第三节、第二节、第一节台车与连接桥，相互联接，将连接桥前端用H钢制作的临时支撑撑住。

（3）拆除始发托架上铺设的台车行走钢轨，校准始发托架位置。

3.2.2.3吊装盾构机盾体

（1）利用200T和100T吊车将中盾体翻身，由200T吊车将中盾体吊入盾构井，放置在始发托架上。

（2）利用200T和100T吊车将前盾体翻身，由200T吊车将前盾体吊入

盾构井，放置在始发托架上，利用液压千斤顶前移中盾，与前盾连接并安装。

（3）利用200T吊车将刀盘吊入盾构井内。在吊车配合下，前移前盾与刀盘连接并安装。

（4）前移盾体及刀盘，将刀盘顶入内衬墙。

（5）吊入管片拼装机导轨，与中盾连接。

（6）吊入管片拼装机，依次套入拼装机导轨上，并拆除导轨下方V形梁。

（7）吊盾尾下井，摆放在始发托架上。

（8）推出螺旋输送器，利用吊车与气动葫芦、手动葫芦配合，将螺旋输送机插入前盾内；安装拼装机V形梁。

（9）利用液压千斤顶后移盾体，与盾尾连接。

（10）安装盾构机发射反力架，后移盾构机与反力架贴近，依次安装负环管片，将盾构机前移。刀盘至内衬墙1.5m时，盾构机停止移动，洞门混凝土凿除后开始移动盾构机贴近土体。

3.2.2.4联接

（1）联接盾体各部分之间的连接管线。

（2）联接后配套台车、连接桥之间的连接管线。

（3）盾体与后配套设备之间用管线连接，由专业技术人员进行盾构机始发前的调试验收。

3.2.2.5 负环管片及反力架的的拼装

在安装反力架和始发托架时，要保证负环管片的高程和圆心与盾构机盾壳的中心偏差小于±5mm，同时要保证XF块位置精确处于12点位置。

工作井内沿隧道方向长13.1m，安装9环负环管片（管片宽1.2m），考虑