1、正本xx工程管道沟槽开挖施工组织设计方案编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位： 编 制: 审 核： 批 准： 目 录一、编制依据61.1、编制依据66）适用于本工程的标准、规范、规程。61.2、编制原则62）施工区段合理划分，施工进度安排均衡、高效。67）加强施工管理，提高生产效率，降低工程造价。61.3、编制范围6二、工程简介72.1工程位置72.2工程设计概况71）XX站72）XX路站73）XX站XX站区间84）XX站XX路站区间85）XX路站XX站区间82.3工程环境102.3.1地面交通及周围环境102.3.2地下管线情况12三、盾构始发重要性及2、关键技术施工方法 133.1施工前准备工作13技术准备工作133.2盾构始发施工工艺18盾构始发工序流程图181) 始发端头的地层加固处理202) 盾构基座制作及安装21）盾构井下前轨道铺设231) 洞门凿除242) 洞口密封止水装置243）洞门内始发导轨的安装264）反力架、始发台的定位与安装265）负环管片确定及安装276）负环管片支撑277）负环管片拼装283.3、盾构掘进主要控制参数301）土仓压力P1302）千斤顶推力F303）刀盘转速n304）刀盘扭矩T305）螺旋器转速306）掘进速度v307）注浆压力P2318）注浆量V1319）泡沫掺量V23110）左右前进千斤顶行程差DS33、111）盾构机俯仰角3112）盾构机滚转角3113）管片与盾尾的空隙143214）铰接千斤顶的使用状态323.4、盾构机方向控制321) ROBOTEC 盾构自动导向测量系统简介32（1）精度比较33（2）同其他测量系统的比较34（3）ROBOTEC系统的特点34（4）系统组成352)盾构机姿态控制373)盾构机竖直方向控制原则374)盾构机水平方向的控制原则383.5、管片选型及安装391）管片选型392）管片安装403）管片防水体系413.6、盾尾回填注浆441）注浆目的442）注浆方式441) 注浆装置采用盾尾板外置型，设置4处；453) 确保掘进速度为10cm/min时注入率为130%4、；453）砂浆供应464）砂浆配合比465）注浆量476）注浆压力477）二次注浆483.7、施工测量及盾构机方向控制481）施工测量482）掘进中的方向控制493.8、沉降控制措施496） 地面沉降值变化较大时，加密观测和主要技术人员现场值班。503.9、运输系统501） 工作流程502）地面运输系统配置513）地下运输系统配置523.10、始发架、反力架的拆除53F=Df0E0543.11、发泡系统541）使用目的542）用量553.12、初始掘进阶段应注意以下事项557）临时管片可不贴密封条，但需贴缓冲垫，螺栓不用止水垫圈。56四、始发突发事件的预防和处理措施561) 盾构基座变形5625、) 反力架支撑位移或变形573) 洞门密封破坏574) 洞门破除后盾构靠上去前产生涌土575) 始发段轴线偏离设计58五、盾构始发安全生产保证措施585.1、技术保证措施585）遵章守纪、佩戴标记，严惩违章指挥、违章作业。595.2、劳动保护安全措施595.3、施工现场的安全措施594）加强洞内通风，安设低噪音的通风机减少洞内的噪音污染。595.4、用电安全保证措施601）在施工区、生活区和道路旁设置照明系统，且确保照明亮度。603）在生活区严禁私接乱拉照明线。605.5、施工机械的安全保证603）定期对司机进行安全教育，严禁酒后驾驶。60六、文明施工616.1防止噪音污染616.2 防止对大6、气污染61 一、编制依据1.1、编制依据1）xx地铁6号线一期工程土建施工01合同段招标文件及相关招标设计图纸。2）xx地铁6号线一期工程土建施工01合同段招标文件补遗书。3）现场踏勘所掌握的情况资料。4）我单位现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力。5）我单位多年从事铁路、地铁工程、城市轨道交通工程及市政工程的施工经验。6）适用于本工程的标准、规范、规程。1.2、编制原则1）在充分理解设计图纸及认真踏勘现场的基础上采用先进、合理、经济、可行的施工方案。2）施工区段合理划分，施工进度安排均衡、高效。3）保护环境，保护文物，文明施工。施工全过程对环境破坏最小、占用场地最少，并有较周密的环7、境保护措施。4）严格贯彻“安全第一”的原则，针对风险细化安全技术措施，预防和杜绝安全事故的发生。5）确保建设方要求的工程质量和工期，并严格按照ISO9000标准质量体系进行质量程序控制，对施工过程实行动态管理6）坚持优化技术方案和推广应用“四新”成果，加强科技创新和技术攻关，应用新技术、新材料、新工艺、新设备，以提高工程质量，加快施工进度，降低工程成本。7）加强施工管理，提高生产效率，降低工程造价。1.3、编制范围本标段编制范围包括地铁6号线一期工程的XX站XX站区间（K18+540.677K20+304.523）、XX站XX路站区间(K20+523.624K21+575.163）、XX路站X8、X站区间（K22+132.188K25+538.399）。二、工程简介2.1工程位置XX站位于XX北路与XX交叉的十字路口，车站沿XX北路跨路口东西方向布置。XX路站位于XX北路与XX路交叉的十字路口，车站沿XX北路跨路口东西方向布置。XX站XX站区间、XX站XX路站区间、XX路站XX站区间均为与XX北路下方沿东西方向走势。2.2工程设计概况1）XX站XX站是xx地铁6号线一期工程第十六座车站，位于XX北路于XX路交叉的十字路口，车站沿XX北路跨路口东西方向布置。盾构机始发时，后配套台车靠侧墙一侧走道板及栏杆必须拆除，保证不影响盾构机正常掘进。建议盾构机在到场组装时，暂时不装右侧走道板及栏杆，9、等到盾构机整体掘进进入隧道后在进行组装。盾构始发井场地布置图详见附图:XX站场地布置图和XX路二期场地布置图。2）XX路站XX路站是xx地铁6号线一期工程第十七座车站，位于XX北路于XX路交叉的十字路口，车站沿XX北路跨路口东西方向布置。车站设置一个始发井口和一个出土口。其功能和XX站的相同，不在详述。3）XX站XX站区间XX站XX站区间线路均沿XX北路道路下方行进，沿线控制性建（构）筑物较多，主要有东四环中路的XX桥、人行天桥，道路两侧有多处住宅楼。整个区间隧道采用盾构施工。其中右线隧道起止里程k18+540.677k20+304.523，全长是1763.846m。左线隧道起止里程为K18+10、609.577K20+304.523，全长是1694.946m。4）XX站XX路站区间XX站XX路站区间线路均沿XX北路道路下方行进，沿线控制性建（构）筑物较多，主要有XX北路下穿京包铁路箱涵、人行天桥，道路两侧有多处住宅楼。整个区间隧道采用盾构施工。其中右线隧道起止里程k20+523.624k21+575.163，全长是1051.539m。左线隧道起止里程为K20+523.624K21+573.726，全长是1050.102m。5）XX路站XX站区间XX路站XX区间线路沿XX北路南侧行进, 沿线控制性建（构）筑物主要有南侧XX雅筑2栋25层商住楼，距离地铁建构较近，最近点约7.5m。 其中右11、线隧道区间起止里程k22+133.950k25+538.399,全长3404.449m。左线隧道区间起止里程k22+132.188k25+538.399，全长3406.211m。由于整个区间隧道很长，所以在区间内设置了4座联络通道和一个中间风井。盾构机达到风井后，进行盾构机整体过站，过站后继续掘进。在风井用C20混凝土导台浇筑在东、西两侧分别预留10m、11.8m长的位置，西侧作为接收基座预留，东侧作为始发基座预留。西侧盾构接收基座下混凝土浇筑高度为557mm，东侧盾构始发基座下混凝土浇筑高度为605mm。中间混凝土导台的高度为978mm，导台长度为13.3m。 始发导台图弧形导台4.5m宽，12、圆弧中点到底板的距离为978mm，圆弧的圆心角为60度，导台两侧至底板的高度为1380mm。其图见附图：弧形导台示意图。由于过站后相当于盾构机始发，所以风井井口在盾构机整体进入隧道前不能使用，所有掘进用物资的运输和渣土的运出均需从XX路站始发井口和出土口，这样施工进度将会有所减慢。当盾构机整体从风井进入隧道后，风井井口就可以吊运物资和处渣土了。2.3工程环境2.3.1地面交通及周围环境1）XX路站XX路站位于XX北路于XX路交叉的十字路口，车站沿XX北路跨路口东西方向布置。路口东北象限现状为银帆西雅图商业开发项目（弘泰集团），上部为商业开发，目前此处基础结构正在施工。西北象限为已建成的金泰国益13、大厦为16层（局部19层）商务大厦，大厦南侧距XX北路道路红线约10m，大厦东侧距XX路道路红线约30m，珠江罗马嘉园等住宅小区，为正在建的高层建筑。西南象限为已拆迁完成的XX会所空地（东端）及正在建设的XX路住宅小区（西端）。东南象限为一层的商业民宅、XX路信托商城和住宅小区，及xx星牌建材厂铁路专用线。2）XX站XX站位于XX北路于XX路交叉的十字路口，车站沿XX北路跨路口东西方向布置。车站位所处路口东北象限为已拆迁完毕的空地（拟建为晨光家园商住楼）和东岸小区；西北象限为农民日报社大楼、八里庄北里小区；西南象限主要有八里庄南里小区; 东南象限主要为XX北里小区。站位附近XX北路南侧较为空旷14、，对设置出入口风亭较为有利。3）XX站XX站区间XX站XX站区间线路均沿XX北路道路下方行进，沿线控制性建（构）筑物较多，主要有东四环中路的XX桥、人行天桥，道路两侧有多处住宅楼。4）XX站XX路站区间XX站XX路站区间线路均沿XX北路道路下方行进沿线，控制性建（构）筑物较多，主要有XX北路下穿京包铁路箱涵、人行天桥，道路两侧有多处住宅楼。5）XX路站XX站区间（地下部分）XX路站XX站区间（地下部分）线路沿XX北路南侧行进, 沿线控制性建（构）筑物主要有南侧XX雅筑2栋25层商住楼，距离地铁建构较近，最近点约7.5m。2.3.2地下管线情况1）XX站XX站区间XX站XX站区间沿XX北路由西向15、东掘进。沿线主要有延静里小区、双兴小区、xx联合大学商务学院办公楼、中央音乐学院附中、八里庄南里小区的居民住宅楼等建筑物，住宅楼最近距离仅4.6m。构筑物有东四环XX桥、XX公园退水渠和人行天桥等。隧道在XX桥南下穿，桥体为7跨简支梁结构，采用桩基础，距隧道6.610.5m；退水渠为地下暗渠，结构为2个4.0*2.5m的暗沟，埋深2.0m，沟底距隧道顶约14m，人行天桥采用桩基础，距隧道最近距离仅0.55m。隧道主要下穿4条主要管线：垂直下穿1400*1200mm热力沟，距隧道顶9.08m；平行下穿DN1200上水管，管底距隧道顶8.65m10.2m ，下穿长度为290.25m；垂直下穿24016、0*2000mm热力沟，距隧道顶5.83m ；垂直下穿4400*2800 mm热力沟，距隧道顶2.8m。2）XX站XX路站区间XX站XX路站区间段沿XX北路由西向东掘进。沿线穿越人行天桥，左线结构外皮距天桥桥桩0.902.29m，桩底低于隧道底0.44m；侧穿XX北里21层高楼，结构外皮距高楼9.109.27m,高楼底距结构顶大约13.7m;侧穿XX会所楼群，结构外皮距主楼17m,距离地下室最近处为7.7m;平行下穿2150雨水管和1200污水管，污水管管底埋深3.23.7m,管底距隧道顶最小为4.815.9m,平行下穿长度为104m;雨水管管底埋深4.20m,管底距隧道顶11.314m，平行17、下穿长度为225m。3）XX路站XX站区间XX路站XX站区间沿XX北路由西向东掘进。沿线有XX雅筑小区25层居民楼、星牌建材厂、五环路两侧平房、5-6层商务楼、4栋14层XX北路52#院居民楼等建筑物，以及建材厂、排水沟、XX排水沟过路涵、东五环白家楼桥等构筑物。白家楼桥长360m，为10跨T梁简支桥、桩基础，桩基距隧道最近距离12.7m。沿线有一条规划热力隧道，在区间完成后施工。三、盾构始发重要性及关键技术施工方法 3.1施工前准备工作技术准备工作 根据业主提供的工程定位资料和测量标志资料，对所给导线网、水准网及其它控制点进行复测；同时测设施工过程中使用的加密桩，并将测量成果书报请监理工程师18、及业主审查、批准。熟悉图纸，组织技术人员对图纸进行会审和地面建筑物调查。机械物质准备工作盾构后配套设备、主要材料预计进场时间一、后配套设备： 顺序设备名称规格单位数量进场时间1搅拌站30m3/h座12009年8月2筛砂机台12009年8月3龙门吊45T/15T台22009-5-7月4龙门吊16T台32009-5-8月5电瓶车45T辆42009年8月6充电机KC01-100/275台92009年8月7渣土车17方节122009年8月8浆液车6方节52009年8月9管片车长3.7米，宽1.4米节82009年8月10人车10座节22009年8月11清洗机高压台12009年10月12通风机60000m19、3/h台22009年12月13始发架座22009年8月14反力架座22009年8月15摇臂钻7632台12009年9月16电焊机BX-500台32009年9月17双液注浆泵KBY-50/70台22009年9月18铲车ZL40辆12009年8月19污水泵65LS16*4台82009年9月20静音发电机300kw台12009年9月21油泵75MPa台12009年9月22千斤顶200T台22009年9月23卷扬机45T台12009年9月24叉车16T辆12010年9月25液压手摇式叉车5T台22009年9月26汽车起重机450T台12009年9月27汽车起重机200T台12009年9月28汽车起重机20、100T台12009年9月29汽车起重机50T台12009年9月30汽车起重机25T台12009年9月31盾构组装工具套12009年9月二、材料：顺序材料名称规格单位数量进场时间1管片1.2米环103822009年8月至2011年5月2管片螺栓M24531套2906962009年8月至2011年5月3管片框形橡胶密封套103822009年8月至2011年5月4管片传力衬垫套103822009年8月至2011年5月5密封胶桶100002009年8月至2011年5月6盾尾油脂进口（康达特）桶1002009年8月至2011年5月盾尾油脂国产桶9002009年8月至2011年5月7润滑油脂0号（进口）21、桶10002009年8月至2011年5月液压油美孚 46号桶502010年2月至2011年5月21泡沫剂国产桶10002009年8月至2011年5月8风筒布直径1米米40002009年12月至2010年2月9钢轨43号米80002009年8月至2010年2月10道叉6号（单开）套22009年9月12高压电缆UGEFP：350+1*25米35002009年8月至2010年2月13高压电缆快速接头套82009年8月至2010年2月14硬铜线35mm2单芯（黄)米18002009年8月至2010年2月15硬铜线35mm2单芯（绿)米18002009年8月至2010年2月16硬铜线35mm2单芯（红)22、米18002009年8月至2010年2月17硬铜线16mm2单芯(淡蓝）米18002009年8月至2010年2月18硬铜线16mm3单芯(绿黄双色）米18002009年8月至2010年2月19节能照明灯40W套7202009年8月至2010年2月20应急照明灯套722009年8月至2010年2月22进、出洞钢环套162009年7月至2010年2月23压板、扇形折页套42009年7月至2010年2月24橡胶防水帘布套162009年7月至2010年2月25弧形钢枕25KG/根套35002009年7月至2010年5月26步道2.4米0.5米块16672009年9月至2010年5月、人员配备盾构工区班23、组人员组成方案二：两台盾构由3个队管理，地面设1个综合队，2台盾构机设2个队。一、设队长3名二、洞内作业班组：掘进、管拼、出土及文明施工。1、2号机各设一名队长。顺序工种每班作业人数4个班合计职工民工小计职工人数民工人数1出渣土2242下管片及下料2243电瓶车司机2284信号工（跟车）2285管线轨道组1454166管片拼装组1454167同步注浆组1148电工1149安全员11410CC室（机械）11411CC室（土木）11412班长11413盾构队队长11214小计1312255040三、地面综合班:负责搅拌站、龙门吊、加工组、二次注浆组、维修组、下管片及材料顺序工种每班作业人数2个班合24、计职工民工小计职工人数民工人数1搅拌站司机1122筛砂、上料2243铲车司机1124龙门吊司机2245维修组628626二次注浆组135267加工组145158电工1129地面信号工11210下管片及下料44813地面综合队长11114小计1727402225四、技术室（土木）：负责2台盾构机的土木技术与监控量测顺序岗位职工1技术主管12地面工程师23测量工程师44资料员25驻厂工程师26小计11五、技术室（机械）：负责2台盾构机的机械技术顺序岗位职工1技术主管12值班工程师23维保工程师14内业15小计5六、其他人员：顺序岗位职工民工1材料员22后勤人员423保洁人员24小计64工期安排右线25、盾构机构件进场 2009年10月10日2009年10月15日右线盾构机组装调试日期计划 2009年10月16日2009年11月5日右线进洞掘进100m完成 2009年11月6日2009年11月25日左线盾构机构件进场 2009年10月10日2009年10月15日左线盾构机组装调试日期计划 2009年10月16日2009年11月5日左线进洞掘进100m完成 2009年11月6日2009年11月25日3.2盾构始发施工工艺盾构始发工序流程图安装龙门吊临时用电龙门吊司机培训端头加固加固区取芯车站二衬施工完毕试验配合比比合格复测洞门的位置安装止水装置配置充电装置电瓶车、后配套运输车辆到位电瓶车司机培训26、组装后配套确定盾构姿态组装盾构主机安装底座连接盾构机安装反力架 安装负环辅设钢轨期洞门凿除除管片拼装司机培训注浆司机培训盾构司机培训取得操作证洞门凿除完毕盾构机前移安装负环复核调整姿态盾构掘进拼装正环环掘进100米 同步注浆、复核调整姿态拆除负环、正式掘进盾构始发前洞上及洞下施工准备1) 始发端头的地层加固处理 由于盾构机在进出车站盾构井接口这些部位掘进时，扰动了原有地层，可能造成地层沉陷或涌水，危及地面安全和施工安全，因此，必须根据地层性质及施工特点，对端头地层提前进行相应的加固处理。土体加固采用旋喷桩，桩径为600mm。前四排孔间距500mm，行距430mm；四排后孔间距600mm，行距627、00mm；外围一排旋喷桩直径600mm，间距500mm。加固范围为6m12m。旋喷桩加固材料选42.5R普硅水泥和一定掺量的外加剂制成的水泥浆，水灰比1.0，比重1.50。施工中先由地质钻机钻设导孔至设计深度，然后进行高压喷射作业，利用高压水冲切土体，把水泥浆注入地层中，起到加固作用。在盾构始发之前，一般要根据洞口地层的稳定情况评价地层，并采取有针对性的处理措施。选择加固措施的基本条件为加固后的地层要具备最少一周的侧向自稳能力，且不能有地下水的损失。在破除洞门前，需先打水平探孔检查地层加固效果。2) 盾构基座制作及安装盾构始发基座按图纸进行制作和安装，制作和安装误差要符合要求。在盾构机始发基座28、组装之前，根据始发基座的高度、宽度及长度要求，结合盾构外径尺寸以及始发洞口中心、隧底标高要求，根据实际测量得到的的偏差进行调整，最终确定始发基座在盾构井中的空间位置。同时根据确定的位置，在基座下至底板的净空制作钢结构支承始发架。（1）十青区间：由于始发竖井底板与车站站台隧道有1350mm的高程差，把始发基座放到始发井口的下方之后，始发基座的最高点（盾体滑行钢轨面）仍然与站台隧道底板有380mm左右的高程差，考虑到盾构机的后配套车架需移入站台隧道，所以需将380mm 的高程差找平，（计划用C30的素混凝土回填），使后配套车架的移动轨道与站台隧道底板保持在同一平面。高差找平采用回填混凝土，高度根据29、井底标高、洞门偏差和预抬量等确定.（2）青褡区间： 盾构机由XX路到达青褡区间中间风井，在风井西侧采用接收架进行接收，然后通过风井结构底板施做弧形导台及预埋件过站到达东端始发井。）盾构井下前轨道铺设盾构后配套以及电瓶车等设施是行走在轨道之上的。盾构下井以前，首先在车站内进行盾构后配套走形轨道及电瓶车走行轨道的安装铺设。根据盾构机及后配套的长度要求，后配套走行轨道铺设长度约为110m，电瓶车轨道的长度为135 m，轨道采用43Kg/m钢轨，单根长度为12.5m，轨道之间采用轨道夹板连接。钢轨下采用热轧槽钢作为钢枕。100型槽钢主要铺设在车站底层轨行区内，两组轨道（后配套设备及电瓶车）长约80m，30、轨枕长度为3170mm，轨距2700mm，考虑电瓶车的总长度，路轨总长度约为135m，轨枕长度采用1370mm，轨距900mm，轨枕间距为1m，钢轨与钢枕之间采用标准扣件进行固定；盾构始发基座上铺设5块临时管片的标准块，铺设间距为1000mm，每块管片上铺设两根轨枕，临时轨道铺设、固定与洞内相同。隧道施工电瓶车行走轨道采用弧型钢枕和三角支墩的方式.盾构机下井组装及调试见专项方案盾构始发前准备1) 洞门凿除在洞门口搭设钢管脚手架。本工程采用风镐先将洞门最内外排钢筋至车站结构的部分作粉碎性凿除处理。凿除砼之前，先在竖墙上按设计尺寸画出6500mm洞门的轮廓线。凿除时分两层进行。第一层在盾构机组装之31、前，先凿除洞门内、外排钢筋至车站结构部分的钢筋混凝土，为确保凿除作业安全，出现意外情况时以便及时封堵，剩下部分采取分块、由下而上的次序凿除，共分六块。在盾构（包括始发施工的一切相关设备）定位安装及调试完成后，在确保盾构运转状况良好的情况下开始凿除最后一排钢筋、砼块等。洞门凿除实施连续作业，以缩短工作时间，减少正面土体的暴露时间。整个作业过程中，由专职安全员进行全过程的监督，杜绝安全事故发生，确保人生安全，同时对洞口的密封止水装置采取措施进行保护。2) 洞口密封止水装置洞口密封的目的是为了防止盾构始发造成洞门水土流失、以便保证背填注浆效果。盾构始发时，6500mm预留洞口与盾构壳体形成环形的建筑32、空隙将达到160mm。为防止盾构始发时水土流失而影响开挖面土体压力的建立及开挖面土体的稳定，必须设性能良好的密封止水装置，以确保盾构始发施工安全顺利。本工程密封止水装置是在始发洞口预埋的圆环板上安装的，圆环板采用Q235A钢板制成，在车站内衬施工时进行安装。圆环板上预留固定螺孔，密封止水装置的帘布橡胶板是固定到洞口钢环上。洞口密封防水帘布的施工分两步进行，第一步是在车站结构的施工过程中，做好始发洞门钢环的埋设工作，要特别注意的是在埋设过程中预埋件必须与车站结构钢筋连接在一起；第二步在盾构正式始发之前，应先清理完洞口的碴土。安装前先用攻丝将圆环板的螺纹孔清理，并涂抹油脂，再完成洞口密封的安装。在33、盾构始发过程中，机头要尽量保持与洞门同心或略抬高，同时盾构外壳表面不得有突出物，以免撕裂帘布橡胶板，机头外壳、环板表面宜涂黄油，以利盾构顺利穿越。盾构穿越防水帘布顺序。3）洞门内始发导轨的安装盾构始发穿越洞门时，盾壳与洞门外圈有一定的空隙，为保证盾构在始发时不至于因悬空而产生“叩头”现象，需要在始发洞门内安设一段导轨。安设导轨时应预留足够的空间，以保证洞门密封完好。导轨采用43Kg/m钢轨制作，纵向布设长1000mm，一端焊接在6500mm洞门钢环仰拱内侧，另一端与围护结构钢筋焊接固定。4）反力架、始发台的定位与安装盾构机始发时产生的推力通过反力架传递给车站结构，为确保盾构机顺利始发，需要安装34、反力架，反力架采用型钢制作。反力架分上下两部分安装，安装反力架时要确保反力架高度符合负环管片对应的要求，中线符合负环管片以及隧道中线的要求，安装时反力架支撑与车站结构连接部位的间隙要垫实，以保证反力架脚板有足够的抗压强度。由于反力架、始发架为盾构始发时提供初始的推力以及初始的空间姿态，在安装反力架、始发架时，反力架左右偏差控制在10mm之内，高程偏差控制在5mm之内。始发架水平轴线的垂直方向与反力架的夹角2，盾构姿态与设计轴线竖直趋势偏差2，水平趋势偏差3。5）负环管片确定及安装TS6150BI6150盾构长度LTBM8.25m，根据XX站、XX路站安装井长度LAS及反力架位置，设计第零环管片35、起始里程DK1S，洞口维护结构在完成第一次凿除后的里程DKF，管片环宽WS1.2。DR为反力架端部里程，N为负环管片环数。在安装井内的始发时最少负环管片环数确定N（DKF-DK1SLTBM）WS (环) 其中：DK1S-K20+521.875 DKF-K20+523.675根据上述公式，确定XX站需安装负环管片8环，XX路站安装负环管片8环。管片经检验合格后，使用龙门吊行车，平稳地吊往井下，每次吊运管片只能吊运一片，地面指挥确认井下无人站立和行走后，方可指挥司机进行运作，同时按下报警器，在隧道内有信号工指挥，示意有重物进入施工井口。6）负环管片支撑负环管片支撑系统采用钢结构反力架，负环管片拼装36、为直线通缝拼装，拼装时遵循管片端面与反力架环面保持平行的原则。本工程始发负环管片数量：XX站为8环，XX路站为8环，根据始发里程可定出反力架位置。支撑系统必须具有足够的强度和刚度。在安装反力架时，必须严格以里程控制，反力架两立柱的支座，采用预埋钢板螺栓连接的方式，控制其表面标高，并且在支座上弹出反力架里程控制线。两立柱用经纬仪双向校正垂直度。采用加设钢垫片的方法调整反力架环面，使它形成的平面与-8环管片的平面严格吻合，且-8环与反力架用螺栓连接或直接与反力架接触。7）负环管片拼装盾构机始发时需要在反力架与洞口之间拼装负环。负环的中心线坡度应与始发段设计坡度一致。根据设计图纸上的管片理论排列和负37、环的环数确定负环的-8环管片拼装位置。8环的位置定位非常重要，管片车运送第一块A2型管片运至拼装机下方后按以下步骤拼装：（1）根据管片安装顺序，将需安装管片位置的千斤顶缩回到位，空出管片拼装空间位置。（2）为保证盾尾间隙，在仰拱范围放置4条LBH=150010040薄木板，两端用角钢扶稳，并保证千斤顶后推负环时，负环管片不会从薄木板上滑落，在拼装过程中如有与管片接触的情况，可将木板稍作削薄，拼装完成第二环以后可以拆除。（3）用管片安装有线遥控器操作，安装头须与管片调整好相对位置（通过调整安装头上的六个自由度），然后吊起管片。（4）将管片旋转至最终的正确位置上，并在盾壳内对管片采取临时固定措施。38、 （5）穿上螺栓，拧紧螺帽（只拧环向螺栓）。（6）依次拼装A型管片、B型管片、C型管片；安装B1管片、B2管片时在盾壳内采取临时固定措施，防止管片下垂。（7）待8环成环后，用千斤顶将此环整体后推，千斤顶伸长速度不宜太快。（8）管片输送器继续输送负7环管片至安装位置并重复以上步骤，拼装成整环并用纵向螺栓与负环第一环连为一体。（9）当8环脱离盾壳时始发托架导轨与负环外径之间的空隙内打入木楔子以支撑负环；必要时用钢丝绳加花蓝螺栓或拉链葫芦在临时管片背面箍紧，以提高负环管片的刚度。（10）当6环拼装完毕后，盾构机刀盘切入土体，之后的负环拼装类似于初始掘进段管片拼装。盾构始发负环管片布置图。3.3、盾构39、掘进主要控制参数1）土仓压力P1主要取决于刀盘前的水土压力，一般取刀盘高度2/3处的水土压力为参考，实际操作时，可根据地质情况、隧道埋深及地面监测情况进行及时调整。一般在P1=0.1-0.25MPa范围内取值。2）千斤顶推力F确定推力需考虑以下因素：（1）盾构机推进需克服的摩擦力（2）克服刀盘前的水土压力（3）掘进速度（4）管片的承受能力（6）最大扭矩（5）控制掘进方向最大推力Fmax=38500KN（22个千斤顶同时使用），掘进时总推力控制在9000KN3）刀盘转速n满足转速和扭矩曲线，共分为5个档位，刀盘转速n=0-1.42 rpm。4）刀盘扭矩T正常掘进时，扭矩应低于最大扭矩。当工作扭矩40、达到最大扭矩时（5620kN*m），刀盘将停止转动，如反复启动未果，即可启动专门开关（此时可达脱困扭矩7300KN*m），使刀盘重新启动。5）螺旋器转速n=0-21rpm，根据维持土仓压力的需要而调整。6）掘进速度v根据土质、扭矩、推力和土仓压力等综合确定，受土质影响最大。vmax=100mm/min，一般v=40-60mm/min。7）注浆压力P2P2是在注浆处的水土压力的基础上相应提高0.1-0.2MPa，且使浆液不会进入土仓和压坏管片，并保证地面的隆陷值在允许范围内（+10，-20mm）。8）注浆量V1V1是在管片与土体之间的空隙体积的基础上，再考虑1.4倍扩大系数确定。一般每环的注浆量41、V12.89m3。当盾构机主体进入土体后，同时确保防水帘布与压板能起到防水作用后，即开始进行同步注浆。9）泡沫掺量V2V2值主要根据土质确定，经验公式为；V2=（2060%）V V掘进土方的体积（实际土方）V2值将根据实际的出渣情况和有关掘进参数（如扭矩等）不断调整。10）左右前进千斤顶行程差DSDS主要是根据线路特点和盾构机在水平方向偏离设计轴线的程度来确定的。DS的大小确定了盾构机方向改变的急缓程度，其达到和保持这种程度是靠合理使用左边和右边的推进千斤顶来实现的。11）盾构机俯仰角根据线路特点和盾构机在竖直方向偏离设计轴线的程度来确定的。的保持靠合理使用上部和下部的推进千斤顶。12）盾构机42、滚转角与刀盘转动方向、扭矩大小有关，可以通过改变刀盘转动方向来控制，一般情况下，值不应超过0.50。13）管片与盾尾的空隙1414可通过人工测量得到，它反映了管片和盾构机的相对位置关系，对确定下一环的管片类型和掘进参数有指导意义。正常情况下，1=2=3=4=30mm。14）铰接千斤顶的使用状态铰接千斤顶有三种使用状态：完全伸长，自由伸缩，伸长一定角度。完全伸长时，盾体成直线。自由伸缩时，盾构机前体将相对于中后体自由活动。伸长一定角度时，盾构机前体与中后体保持一个固定角度。3.4、盾构机方向控制 1) ROBOTEC 盾构自动导向测量系统简介图1 人工测量示意ROBOTEC测量：通过测量设置在盾43、构机中心轴线上方固定位置上的三个棱镜的绝对坐标（一般设置在人工测量前后标的附近，前标位置两个，后标位置一个），根据这三个棱镜与盾构机切口和盾尾的相对位置关系，推算出切口和盾尾的绝对坐标。然后将切口和盾尾的绝对坐标与设计轴线相比较得出盾构机的偏离情况，即平面偏差和高程偏差。从而达到通过控制盾构姿态来指导隧道掘进的目的。图2 ROBOTEC自动导向测量示意（1）精度比较盾构姿态测量是盾构推进测量的主要内容，是工程质量达到要求及隧道贯通的根本保证，控制盾构姿态必需的关键数据有：纵向坡度、横向转角、水平偏差值、高程偏差值、切口里程。其中后三项数据获得的关键是前后标距离和角度的测量。所以决定精度的关键是44、以下四个方面：坡度与转角：人工测量时，通过读取设置在盾构机内固定位置的坡度板上的刻度值得出；自动测量是通过设置在盾构上的倾斜仪自动得到。距离：人工测量时，在新观测台搭建后用全站仪测量当时的前后标距离，其后的距离则通过每推进一环后加上管片的宽度来累积计算；自动测量时，每时每刻通过全站仪测量，得到精确的距离。角度：人工测量时，使用经纬仪，通过人眼观测并人工读取刻度盘上的角度值；自动测量全站仪自测精度1秒级，通过二极管发射激光信号自动对中瞄准自动读数，消除了人眼观测时的对中误差和观测误差。测量次数比较：人工测量时，每完成掘进一环后进行观测，时间大概在10分钟左右。其中很多时后是在拼装管片的时候测量，45、此时由于千斤顶的收缩，盾构机姿态其实是有变化的。自动测量时，在掘进中连续测量（每测一回约耗时50秒），同时保存盾构在每环推完之后的瞬时测量姿态，比人工测量能够更好的指导掘进。（2）同其他测量系统的比较相对于VMT（SLS-T），ZED等测量系统而言，虽然在工作原理上有一定的类似，但是ROBOTEC系统还是有其突出的优越性的：不用接收靶，直接使用凌镜，减少了一层换算关系，从而提高了精度；凌镜很小巧，在盾构机中安装起来灵活方便；更换测量台速度快且方便；软件界面友好，简单易学，方便施工人员掌握、使用。（3）ROBOTEC系统的特点使用高精度的测量仪器（1秒）操作性良好的界面用和人工相同的两点法来测量46、在短时间内高精度的进行位置计算在看不到目标时，自动检测其他的目标，进行尽可能的测量通过各种设定，可以在施工现场发挥最佳状态可以在盾构操作室里进行现场操作，实时把握盾构的姿态可以显示盾构掘进的蛇行线路将所有测量结果用图表显示，一眼就可以把握变化状态（4）系统组成系统主要有全站仪、棱镜（有挡板保护，测量时挡板自动打开）、数据线、各种接口设备、操作软件组成。其组成结构如下图：图3 系统组成自动型全站仪是由瑞典的Trimble公司提供的，型号是Trimble 5603，它是全站仪中的骄傲，又称测量机器人。目前广泛应用在地形测量、工业测量、自动引导测量、变形监测等工作中。例如，对大坝、边坡、地铁、隧道47、桥梁、超高层建筑进行大范围无人值守全天候、全方位自动监测；地籍测量、数字化成图、GIS数据字库；在地下开挖隧道、路桥铺设；汽轮机叶片形变测量，以及风洞实验测试等。Trimble 5603自动型全站仪具有自动照准、锁定跟踪、联机控制等功能。Trimble 5603应用ATR模式自动目标识别，当全站仪发送的红外光被反射棱镜返回并经全站仪内置的CCD相机判别接受后，马达就驱动全站仪自动转向棱镜，并自动精确测定；由于全站仪自动精确照准，减少了人员照准误差，提高了观测精度。在LOCK模式下，能自动锁定反射棱镜，即使棱镜的移动速度达到5m/s时（100m处），信号也不会中断。利用跟踪测量模式能实时测得动48、态数据。同时通过通讯电缆在线控制仪器运转，在变形监测中实现无人值守。Trimble 5603自动型全站仪机内应用程序象一组配套的工具，适用于不同用途的测量。配备了这些应用程序使全站仪如虎添翼，极大的发挥了它的功能。瑞典的Trimble公司的Trimble 5600系列全站仪加上日本演算工房（enzan）提供的ROBOTEC软件构成的自动测量系统，在盾构推进中可以实现无人值守及自动测量的功能。采用该系统进行变形监测具有以下特点和优点：可以自动进行气象改正；实现连续24小时自动监测，实时数据处理，提供图形；内有线性变换和赫尔默特变换等，消除和减弱各种误差；提供测点三维坐标等。总之，由于自动全站仪的49、以上特殊功能，使其在我们盾构姿态测量中表现的游刃有余，简洁方便，大大减轻了测量工作量。2)盾构机姿态控制根据ROBOTEC系统的电脑屏幕上显示的数据，盾构机操作手将通过合理调整各分区千斤顶的压力及刀盘转向来调整盾构机的姿态，具体操作原则如下：如果盾构机滚角过大，可通过反转刀盘减小；如果盾构机水平向右偏，则应提高右侧分区的千斤顶压力，如果盾构机竖直下偏，则应提高下部千斤顶的压力，反之亦然；3)盾构机竖直方向控制原则(1)一般情况下，盾构竖向偏差可控制在20mm以内，倾角可控制在 3mm/m以内。特殊情况下，倾角亦不宜超过10mm/m，否则会因盾构机转弯过急引起盾尾间隙过小和管片的错台和破裂等问题50、；(2)开挖面土体比较均质或软硬上下差别不大时，盾构机应与设计轴线保持平行；(3)当盾构机下部土体较软或上硬下软时，为防止盾构机机头下垂，应适当保持上仰姿势（即倾角为正）；(4)当开挖面上软下硬时，为防止机头偏上，盾构机适当保持下俯姿态（即倾角为负）；(5)操作盾构机时，还应注意上部千斤顶和下部千斤顶的行程差，两者不能相差过大，一般宜保持在50mm内，特殊情况下不宜超过60mm, 否则说明盾构机转弯过急；由于竖曲线的半径一般都较大，影响盾构机竖直方向控制的主要因素是地层特点；4)盾构机水平方向的控制原则(1)在直线段，盾构机的水平轴线偏差应控制在50mm以内，水平偏角可控制在3mm/m以内，否51、则会因盾构机转弯过急引起盾尾间隙过小、管片的错台和破裂等问题； (2)在缓和曲线段及圆曲线段，盾构机的水平偏差可控制在30mm以内，水平偏角可控制在5mm/m内，曲线半径越小控制难度越大；(3)由直线段进入曲线段时，应根据地层情况（其决定盾构机的转向难易程度）在直线段末端1020m范围内提前转弯。内转幅度可根据曲线半径和盾构机的转向性能综合确定，一般控制在2030mm范围内；(4)盾构机由曲线段转入直线段掘进时，盾构机操作原则应同(3)中的原则类似，即盾构机应在曲线末端1020m范围内提前外偏，外偏幅度可根据曲线半径和盾构机的转向性能综合确定，一般控制在2030mm范围内；(5)当开挖面内的地52、层左右软硬相差很大而且又是处在曲线段时，盾构机的方向控制将比较困难，此时应降低掘进速度，合理调节各分区的千斤顶压力，必要时可将水平头角放宽到10mm/m，这将有助于加大盾构机的调向的力度；由于水平曲线的半径比竖曲线要小，故影响盾构机水平方向控制的主要因素是线路特性和地层特点。3.5、管片选型及安装1）管片选型在确保盾构机沿着隧道设计轴线掘进的前提下，选择合适的管片类型和正确地管片安装将是保证隧道质量的主要措施，否则可能造成以下不良后果：a导致管片错台、破损及裂缝等缺陷。b导致隧道渗水或漏水。c使管片走向与盾构机掘进方向不协调，导致盾构机操作困难和下一环管片安装困难（因盾尾间隙过小）增大了对盾尾53、刷的破坏。管片采用三种类型进行组合：标准环、左转弯、右转弯。每环管片由3块标准块2块相邻块和封顶块组成，根据盾构机推进千斤顶的分布，设计上要求管片错缝拼装，一般情况下封顶块的位置偏离正上方22.5度，在曲线模拟和施工纠偏时标准环、楔形环封顶块根据需要偏离正上方22.5度的整数倍角度，但不宜大于90度。对标准环而言，封顶块可以在此范围内的任何一个位置；对于左右转环而言，封顶块的位置将决定管片在空间的转向。选择正确的管片必须综合考虑以下因素：1）线路特点2）推进千斤顶的行程差（左右和上下）3）盾尾间隙（上、下、左、右）4）盾构机掘进方向与设计轴线的相对关系5）错缝拼装根据上述因素，可以在该环掘进前54、预先确定该环管片类型，完成该环掘进后，再根据最新的数据进行微调（一般情况下，管片类型不变，封顶块位置可能有变）。左右转弯环、管片可以转换使用，管片安装时，须避免管片通缝。 圆曲线及缓和曲线采用转弯环和标准环组合拟合，曲线半径越小，转弯环的比例越大，通过调整转弯环和标准环的组合比例及转弯环内封顶块的位置，可以有效地拟合不同特点的曲线。管片选型正确主要体现在以下几个方面：1）隧道轴线偏差很小，管片拼装的外观质量很好。2）上下左右的盾尾间隙比较均匀。3）推进千斤顶的行程差较小。直线段主要采用标准环拟合，但当盾尾间隙过小或线路需要纠偏时，也将使用转弯环进行调整。在ROBOTEC自动导向系统中，还专设了55、管片选型的软件（ Ring selection Software）完成一环掘进，在盾构机操作手的操作下，该软件能自动根据千斤顶行程、盾尾间隙和已装管片的类型等基础数据预测出未来若干环的管片类型（一般情况下，预测110环）。2）管片安装达到龄期并检验合格的管片由预制场运到始发场地，再由龙门吊卸到专门的管片堆放区。在卸下之前将对管片进行逐一的外观检测，不符合要求（裂缝、破损、无标志等）的管片将被立即退回。标准和左、右转弯管片应分开堆放，以方便吊运和存量统计。管片贴上止水条和缓冲垫后，经专人检查合格（位置、型号、粘结牢固性等）才吊下隧道使用。每环管片分三次吊到两节拖卡上，管片之间用方木垫隔，拖卡上也56、预先安放了方木垫块。管片运到盾构机附近后，由专门设备卸到靠近安放位置的管片输送平台上，掘进结束后，再由管片输送器送到管片安装器工作范围内，并被从下到上依次安装到相应位置上。当最后一块插入块安装紧固后，一环管片即安装完毕，可以进行下一环的掘进。管片在现场安装前仍要进行一次检查，在确认管片质量完好无缺和止水条粘结无脱落后，才允许安装，管片安装后要尽量拧紧各个方向的螺栓，在下一环的掘进中，还应对上一环的连接螺栓再次拧紧。管片拼装应满足规范规定的允许偏差。对掘进过程中出现的管片裂缝和其它破损，要及时观察记录并提醒盾构机操作手注意，并要选择合适时间按批准的方案对管片进行必要修补。管片拼装允许偏差为：高程57、和平面50mm，每环相邻管片平整度4mm；纵向相邻环环面平整度5mm；衬砌环直径椭圆度5。3）管片防水体系盾构区间防水设计体系表防水体系管片砼自防水砼抗渗等级P10裂缝控制裂缝宽度不大于0.2mm，且不得有贯通裂缝。耐腐蚀要求砼的抗侵蚀系数不小于0.8。接缝防水管片接缝、手孔及吊装孔（注浆孔）不得渗水。注浆防水同步注浆及二次注浆盾构进出洞防水帘布橡胶板隧道后浇环梁防水止水条+注浆管（1）、管片混凝土结构自防水、盾构管片砼强度等级为C50，抗滲等级为P10防水砼，耐腐性的设计要求：管片砼的抗冻融指标DF0.6（即300次快速冻融循环后，动弹性模量与初始值之比不得小于0.6）；砼碳化能力（以理论计58、算值）100年；砼抗氯离子侵蚀（氯离子扩散系数）不大于10-8cm2/s。、每立方砼中各类材料的总碱量（Na2O当量）不得大于3千克；每立方砼中外加剂总碱含量（Na2O当量）不得大于1千克。、按有关规定严格控制砼中氯离子含量，最大氯离子含量应0.06。、选用C3A和C3S少的水泥；其中C3A的含量不大于8。、选用低水热化水泥，水胶比不宜大于0.38.、防水砼的水、砂、石应符合地下工程防水技术规范（GB50108-2008）规定。（2）、管片接缝防水 、衬砌管片外弧侧面沿管片四周设置一道封闭的防水弹性密封垫。 、衬砌管片内弧侧在预留的嵌缝槽内进行嵌缝密封。 、防水材料的外形和尺寸精度要求： 环缝59、与纵缝弹性密封垫： a、材料：由EPDM橡胶挤出硫化成型。 b、形状：角部棱角分明的框形橡胶圈。 c、尺寸精度： 成品尺寸的允许误差如下：长度允许误差：纵向(+3mm-5mm),环向（+5mm-10mm）;高度允许误差：0.5mm；宽度允许误差：1mm；接头允许误差：1mm（相对高差）；弹性密封垫的环、纵向长度尺寸应由施工单位与弹性密封垫的供应厂家根据管片的实际尺寸与EPDM橡胶的特性试安装后确定。变形缝弹性密封垫：a、材料：由环缝弹性密封垫与遇水膨胀橡胶复合成型。b、形状：角部棱角分明的框形橡胶圈。c、尺寸精度：环缝EPDM弹性密封垫的尺寸允许误差同上。 遇水膨胀橡胶的尺寸允许误差如下： 长60、度允许误差：纵向纵向(+3mm-5mm),环向（+5mm-10mm）；高度允许误差：0.5mm； 宽度允许误差：0.5mm； 与EPDM橡胶在宽度方向上的粘接允许误差：0.5mm；接头允许误差：0.5mm（相对高差）。（3）、螺栓孔及吊装孔（注浆孔）防水螺栓孔防水采用遇水膨胀橡胶密封圈作为螺孔密封圈，利用其压密和膨胀的双重作用加强螺孔防水；管片肋腔的螺孔应放置锥形倒角的螺孔密封圈沟槽，螺孔密封圈的外形应与沟槽相匹配。拱底块浇捣道床混凝土范围内的手孔均预留不做填充处理；180度以下，道床混凝土以上范围内的手孔充填掺有硫铝酸盐微膨胀水泥的C15细石混凝土；180度以上（包括180度部位手孔），采用61、塑料保护罩。（4）、注浆防水、管片壁后注浆采用同步注浆技术及时充填管片与围岩之间的空隙，以达到防水及控制地层沉降的效果，同步注浆一般采用水泥砂浆。（预定进出洞门时注双液浆）、根据管片裂缝、接缝渗漏水的情况，还应利用管片吊装孔（注浆孔）强化二次注浆，二次注浆一般采用水泥浆。、注浆饱满程度应结合注浆量，注浆压力综合而定。一般注浆量为计算体积的1.52.0倍，注浆压力一般为1.11.2倍的静止土压，施工中应根据地层特征进行调整。3.6、盾尾回填注浆1）注浆目的盾构机的刀盘开挖直径为6180mm，管片外径为6000mm，因此，当盾构机盾尾脱出管片后，在土体与管片之间将形成一道宽度为9cm的空隙。如果不62、及时进行回填，隧道上方的土体将有可能塌陷下来，从而引起地面的超限沉降。注浆除防止地面沉降外，还有增强防水和限制管片变形的作用。2）注浆方式进、出洞的注浆方式考虑到进、出洞的风险极大，为了减小施工风险和提高洞门封堵质量，所以采用A、B液的双液注浆法。其中，A、B液加注系统各配置2台注入泵，变频电机控制。两系统输出端均配有流量计、压力传感器，实时监控泵源流量，反馈主操控室。并根据盾构机掘进速度及开挖面积编写PLC程序自动控制变频电机，调节浆液供给量。 其特点如下： 、系统采用压力与注入饱和量同时控制的方式，以确保注浆质量。、控制方式为自动和手动，此系统管路主要由注入、清洗管路组成。、盾构壁后注浆方63、式为：外包式，注入口配有油压驱动自动切换清洗装置。清洗水经由注入管流回盾构机内。注入管路可被拆分，同时可以方便地分别对某一系统进行清洗。其主要规格如下：1) 注浆装置采用盾尾板外置型，设置4处；2) 注入系统采用双液型（同时具有单液注浆功能），在盾尾出口处混合；3) 确保掘进速度为10cm/min时注入率为130%；4) 后配套台车上的浆液罐有5 m3的容量，可适应从地面设备用台车或管道2种方法的运输（单液注浆时只需台车运输，地面设备在我方的供货范围外）。图:注入管结构正常掘进时注浆方式本台盾构机注浆系统也具备注单液浆的功能。当盾构机顺利始发后，正常掘进过程采用同步注单液浆的方式。运输方式采用64、砂浆车运输。其原理和同步注双液浆的方法相同，再次不在详述。3）砂浆供应砂浆在地面搅拌好后，通过溜管装入拖卡上的砂浆斗中。砂浆斗被运到砂浆罐旁时，先接通砂浆斗搅拌器的电源搅拌35min后，通过后续台车上的砂浆转运泵将砂浆转移到砂浆罐中。4）砂浆配合比回填浆液采用单液砂浆，主要成分及配比如下（1m3）：（此配合比仅作参考） 单位：kg名称砂水泥膨润土粉煤灰水含量80020070300400浆液的初凝时间约为10h，24h抗压强度为0.5MPa，3天抗压强度为2MPa，28天抗压强度为6MPa。(配合比仅作参考)上述砂浆配比仅为参考配比，实际运用中将根据地质特点和注浆效果，因地制宜研制适宜的砂浆配比65、，进行相应调整。5）注浆量根据刀盘开挖直径和管片外径，可以按下式计算出一环管片空腔的注浆量。V=/4KL（D12-D22）式中：V 一环注浆量（m3）L 一环距离（m）D1 刀盘外径（m）D2 管片外径（m）K1 扩大系数取1.4代入相关数据，可得：V=/41.21.4（6.1802-6.02）=2.891 m3在开始新一环的掘进前，可以得到上一环的注浆总量，通过清零后，可以开始下一环的注浆。6）注浆压力注浆压力应略大于各注浆点位置的静止水土压力，并避免浆液进入盾构机的土仓中。最初的注浆压力是根据理论的静止水土压力确定的。在实际掘进中将不断调整。如果注浆压力过大，会导致地面隆起和管片变形，还易66、漏浆。如果注浆压力过小，则浆液填充速度赶不上空隙形成速度，又会引起地面沉陷。一般而言，注浆压力可取1.11.2倍的静止水土压力，最大不超过0.4MPa。由于是从盾尾圆周上的四个点同时注浆，考虑到水土压力的差别和防止管片大幅度下沉和浮起的需要，各点的注浆压力将不同，并保持合适的压差，以达到最佳效果。在最初的压力设定时，下部每孔的压力应比上部每孔的压力略大0.05-0.1MPa。7）二次注浆若盾构机通过后地面沉降仍在发展，则需从相应位置的管片注浆孔进行二次补充注浆。注浆前需在起吊孔内装入单向逆止阀并凿穿外侧砼。必要时在后续台车，布置有一台双液注浆泵，以根据需要进行管片二次注浆。3.7、施工测量及盾67、构机方向控制1）施工测量(1)测量控制网的建立收到提供的测量基准资料后，项目部测量组已着手测量控制网的建立。测量仪器包括1”级全站仪1台、精密水准仪2台、投点仪一套。工作包括：a对施工区段内的地铁地面控制网进行检测（包括首级GPS网点、二级GPS加密网点、精密导线点、高程控制点等），并将检测结果及时报业主和监理工程师以获批准。b在地面控制网检测无误后，将进行地面施工控制网的布设（平面控制网和高程控制网）。c通过联系测量，将地面施工控制点经盾构工作井引入到车站底板上，为隧道施工提供井下测量基准网。随着盾构机的掘进，将在洞内陆续建立其它测量控制点。在整个施工过程中，将定期对上述施工控制网进行检测复68、核。(2)施工测量的内容施工测量是保证隧道顺利贯通的重要措施，主要包括以下内容：a 盾构机安装定位测量：指盾构机始发托架、反力架等的定位。b 盾构机内标志的测量：指盾构机始发前的定位测量。c 掘进测量：主要指洞内施工导线测量、洞内控制导线测量、水准控制测量、开挖面环片法面偏差测量、隧道中线测量、盾构机姿态的测量等。自动导向系统的使用并不排除对上述项目的人工测量。2）掘进中的方向控制确保盾构机沿着设计线路掘进是隧道施工的一个主要目标。因此，掘进中的方向控制十分重要。由盾构机制造商安装的传感器分别测量推进千斤顶和中折千斤顶左、右、顶、底四个位置的伸长量，并将结果传到控制室内的计算机中。盾尾间隙通过69、人工测量得到。这些数据通过电缆传到控制室内计算机中。上述各项测量结果可以不断地以数据和图表形式反映到控制室内的操作屏幕上，及时指导盾构机操作手进行操作。结合专门的管片排列软件，每环掘进结束后，还可以自动确定未来若干环需要安装的管片的型式，从而指导管片的吊装和运输。为确保该自动导向系统的准确性，将利用人工测量对其进行定期检查和不定期抽查（尤其是在掘进初期），避免因系统自身原因而引起施工误差，从而保证整个隧道的贯通。3.8、沉降控制措施根据以往经验，较软地层最不利断面处的地面沉降值可控制在20mm以下，较硬地层的沉降可控制在10mm范围内。因此，沉降值均在规范允许范围内。在施工过程中将采取以下措施70、控制沉降：1）沿线的地面沉降观测点建立以后，在掘进开始以前应取得初始数据，并将所有的监测点清晰地标在1:500的线路平面图上；2）盾构机初始掘进的100m范围内，将设置较密的沉降监测点，以获得盾构机掘进参数与地面沉降的关系；3）掘进过程中，一般情况下为盾构机机头前10m后20m范围内，每天早晚至少测量一次，范围之外每周测一次，直至稳定为止；4）盾构机掘进应小心谨慎，要适当选用千斤顶推力，要根据地面沉降观测成果确定掘进方式（土压平衡和非土压平衡）和土仓压力，要随时调整掘进方向，尽量减少蛇形和超挖；5）掘进过程中要及时进行回填注浆，保持适当的注浆压力和注浆量，必要时要及时进行二次注浆；6） 地面沉71、降值变化较大时，加密观测和主要技术人员现场值班。3.9、运输系统1） 工作流程运输系统由地面运输系统和地下（隧道内）运输系统组成。地面运输系统主要包括龙门吊、管片运输车、运泥车和挖掘机。地下运输系统主要指轨道运输列车。管片、钢轨、油脂、发泡剂等运输车工地地面堆场龙门吊浆液工作井下管道有轨运输列车掘进现场管片吊、输送器转运泵工作位置运输系统的主要作用是将掘进需要的材料（管片、浆液、钢轨、油脂、发泡剂等）运到掘进现场，并将掘进排出的渣土等运到地面，具体运输流程参见下图：材料运进流程示意图掘进渣土螺旋机皮带机渣土斗其他材料设备或弃物有轨运输列车工作井下龙门吊地面渣土场材料设备堆场运泥车弃土场材料运出72、流程示意图2）地面运输系统配置(1)移动式龙门吊在车站顶板上方沿线路方向布置了一台16t龙门吊和一台45t龙门吊。16t龙门吊布置在车站顶上，跨越两个井口，主要负责管片、钢轨、临时材料的吊运（包括管片卸车），最大可同时吊起三块管片； 45t龙门吊布置在车站中后部的出土口上，主要负责碴土斗的吊运、倒卸和电瓶车电池的更换等。(2)管片运输车组织2辆管片运输车，负责将管片从管片厂运到施工现场，每辆车可运输2环管片。每天的管片运入量将根据实际进度确定，一般范围为1020环/天。(3)土方运输车组织专用密封土方车，负责将土方从现场的碴土场运到弃土场，在政策允许范围内，碴土外运将抓紧进行。当出现特殊情况造73、成土方积压时，将采取临时增加运输力量或设置临时碴土堆放场地的办法紧急抢运，切实做到不影响隧道掘进。(4)碴土挖掘机在现场配置1台挖掘机，负责碴土的归堆整理及装车外运。3）地下运输系统配置地下运输系统主要由牵引机车、碴土托卡车、管片托卡车、砂浆车等组成。(1)牵引机车采用兰州立盛达铁路新技术有限责任公司生产的45t直交流蓄电池机车4台，分别担当列车牵引动力。每台牵引机车配备两套蓄电池，一套为正常使用，另一套为替换备用。同时配备充电器，充电时间小于使用时间，完全可以保证替换。充电器和蓄电池布置在车站中后部出井口的附近，并通过龙门吊进行电池的卸装，从而减少更换电池对掘进运输的影响程度。(2)碴土拖卡74、及碴土斗碴土拖卡采用凹型平板矿车，前后都有转向架，上置容积为17m3碴土斗。(3)管片运输车管片运输车采用凹型平板运输矿车，每车可装载三片管片。(4)浆液运输车利用专用砂浆车并带卧式电动搅动叶片的浆液斗。(5)轨枕及轨道采用20A和16的工字钢及8mm厚的钢板制作成弧型轨枕，铺设间距为1.0m，隧道内轨枕可直接放置在管片上，必要时并与临近螺栓固定。车站内轨枕直接铺在地板上，钢轨间用鱼尾板连接，钢轨与轨枕连接时采用弹性垫圈。轨道安装时将采用弯轨器、轨距测量仪等专门的铺轨工具，以保证铺轨质量。在曲线弯道处，将通过适当抬高轨枕外侧高度以实现外轨超高、使用相应弯规和加强轨枕固定等办法克服轨道变形。同时75、为了加强钢轨连接，在所有钢轨接头处将布置加密轨枕。其图见附图7：弧形钢枕与三角支墩图3.10、始发架、反力架的拆除初始100m也是摸索掘进规律、优化掘进参数的试掘进阶段。为此，我单位将在始发100m范围内的地面上布置较密的观测点，以便根据不同的掘进参数所对应的地面降沉值，总结和优化出相应的盾构掘进参数（土仓压力、推进速度、总推力、排土量、刀盘扭矩、注浆压力和注浆量等），从而为早日正常掘进打下基础。由于受设备磨合等因素的影响，初始阶段的掘进速度较缓，计划8环/天，完成初始掘进约需12天。反力架、负环管片的拆除时间根据洞口地段的围岩条件、背衬注浆的砂浆性能参数和盾构的始发掘进推力决定。理论当盾构机76、掘进100m时，管片与土体之间的摩擦力能够满足盾构掘进所需要的推进力（当然包括盾构机主机和后配套全部进入区间隧道、负环管片拆除工序工作的安排的时机结合来决定）一般情况下，要根据管片与围岩之间的摩擦力的大小来决定（管片与围岩之间存在着摩擦力、背衬注浆材料与管片的胶着力、注浆材料与管片之间的咬合力。胶着力因砂浆早期强度低，咬合力因管片背面比较光滑，二者都可以忽略不计），当盾构掘进推力小于管片与围岩之间的摩擦阻力后，即可根据工序情况和工作整体安排，开始进行反力架、负环管片拆除。管片与围岩之间的摩擦力计算公式为： F=Df0E0式中：F为管片与围岩之间的摩擦力； D为管片的直径； f0砂浆与围岩之间的77、摩擦系数，一般取0.10.15； E0隧道中间位置的松弛土压力。我们的经验数据是掘进100m以上（同时前50环管片完成掘进7日以上），可以根据工序情况和工作整体安排，开始进行反力架、负环管片的拆除。3.11、发泡系统1）使用目的为改善土体的和易性，保证土仓内土压力的稳定性和出土的顺畅，在盾构机掘进过程中，将根据土层情况使用发泡剂。使用发泡剂的优点有：(1)可以降低土体的内摩擦角从而降低刀盘的扭矩。(2)可以减少土体与盾构机刀盘及结构间的粘着力，从而降低摩擦量。(3)可以降低土体的渗透性。(4)可以降低土体间的粘着力，减少土仓中土体压实结密的可能性。(5)增强土体的流动性，从而使其容易充满土仓和78、螺旋输送机的全部空间，对开挖面实行密封，以维持开挖面的稳定性。相对于膨润土材料、发泡剂还具有以下优点：(1)重量轻，易与土体混合，搅拌容易。(2)泡沫会随时间自然消失，碴土易还原到初始状态。(3)不会污染隧道下部，也不需专门的分离设备。(4)发泡剂本身具生物性，对周围环境不会产生污染。2）用量发泡系统的工作原理主要是：发泡剂（液体）与水按一定的比例混合后，与一定比例的压缩空气在起泡器中生成泡沫后，注入盾构机前部的土体中（或注入螺旋输送机中）。发泡系统的控制有三种模式：手动、半自动和全自动，现分述如下：(1)手动：用人工在控制盘上分别调节空气和溶液的流量。(2)半自动：预先设定空气与溶液的比例及79、泡沫的流量（每条管路分别设置），当一环掘进结束开始安装管片时注入自动停止，与掘进速度无关。(3)全自动：预先设置空气与溶液的比例、泡沫与土体的比例、发泡剂百分比及各条管路的泡沫分配比例，发泡系统将根据掘进速度自动启动和停止。上述预先设置值将在菜单形式下用键盘输入，详细操作参照操作手册的有关章节。3.12、初始掘进阶段应注意以下事项1）临时管片脱出盾构机后，周围无约束，在推力作用下易变形，为此将在管片两侧用型钢支撑并在始发托架导轨与负环外径之间的空隙内打入木楔子加固，必要时用钢丝绳将管片和始发架箍紧。2）千斤顶总推力控制在1000t以内（不超过反力架的设计荷载）。优先选用下部千斤顶，推力增加要遵80、循渐进原则。3）盾构机穿越洞门密封时，要注意密封装置的压入情况，若橡胶带外翻，则要停止推进，对其采取加固措施，确保密封效果。4）要确保盾尾密封油脂的注入达到压力要求，以保证盾尾的密封效果。5）安装负环时，为保证管片和盾构机下部的合理间隙，需在盾构机的下半部内壁沿纵向临时设置4-6根35mm方木。6）初始注浆时，选取注浆压力要综合考虑地面沉降要求和洞门密封装置的承压能力。如果洞门处漏浆严重，可以考虑适当掺注水玻璃以加速砂浆硬化固结。7）临时管片可不贴密封条，但需贴缓冲垫，螺栓不用止水垫圈。8）盾构机在未完全进入门洞前，应在壳体上焊接防扭转装置，并随盾构机的推进逐次切除。四、始发突发事件的预防和处81、理措施1) 盾构基座变形预防：基座定位轴线与隧道设计轴线大体一致；基座框架结构的强度、刚度能克服始发段穿越洞门、加固土体所产生的推力；合理控制盾构姿态；基座底面与始发井底板间要垫平垫实，保证接触面积满足要求。处理：发生变形时，停止推进，查找变形原因，进行相应的加固；如基座变形严重，盾体在其上又无法修复或加固，只能采取措施使盾构脱离基座，创造工作条件后对基座进行修复加固。2) 反力架支撑位移或变形预防：推进时合理控制总推力，且合理编组千斤顶，使之均匀受力；对各构件进行强度、刚度校核，受压构件还要作稳定性验算。各连接点应采用合理的连接方式保证连接牢靠，各构件安装要定位精确，并确保电焊质量以及螺栓连82、接强度；处理：发生位移或变形时，停止推进，查找变形原因，进行相应的加固；推进时合理编组千斤顶，控制推进速度和总推力等。3) 洞门密封破坏预防：严格按相关图纸制作、施工洞门；正确安装洞门密封；对接触面涂抹油脂；处理：盾构穿越洞门密封时，缓慢推进并适时调整；对已破坏的密封进行填充或补焊；必要时实施双液注浆。4) 洞门破除后盾构靠上去前产生涌土预防：根据地质条件，制定合理土体加固方案，并在破洞前打探孔，确保加固效果良好的情况下实施；破除进度与盾构调试进度一致，避免脱节；制定合理破除方案，确保安全、快速施工，避免土体暴露时间过长；处理：创造条件使盾构尽快靠上洞门，对洞门圈进行注浆封堵。5) 始发段轴线83、偏离设计预防：正确设计端头加固方案，设计合理的加固方法和强度；合理设定盾构土压；正确操控盾构，提高设备完好率。处理：合理控制盾构姿态和管片选型，必要时改变注浆方法配合盾构纠偏。五、盾构始发安全生产保证措施5.1、技术保证措施1） 所有工程在开工前必须编制有安全技术的施工组织设计（包括施工用电施工组织设计）及技术复杂的专题方案，必须严格审核批准手续程序。2）每一工序开工前，在技术交底的同时，必须进行安全交底，所有制定的施工方案必须有安全注意事项和安全保证措施。3）特殊作业人员包括门吊驾驶、电机车驾驶、电工、电焊工、司索工等必须在政府指定机构进行专业培训，经考试合格后，持证上岗。操作证按时复审，特84、种作业必须严格执行各种安全技术操作规程，确保安全施工。4）班组在上岗前须进行班前安全交底、上岗检查、上岗记录，每周举行一次安全活动。对班组的安全活动，要有考核措施。5）遵章守纪、佩戴标记，严惩违章指挥、违章作业。5.2、劳动保护安全措施1）根据现场作业特点，我们将给现场工人配备相应的劳保用品，如安全帽、水鞋、雨衣、工作服、手套、手灯、防尘面具、安全带等。2）对于高空作业的工序，在作业区周围布设安全网，施工竖井的步行楼梯要设置拦档，为保证井下作业人员的安全，在楼梯的外侧亦须布设安全网。3）施工现场应设工地医疗室，出现紧急情况，做好现场救护和保卫工作，与附近医院协商、签订应急救护协议。5.3、施工85、现场的安全措施1）抓好现场管理，搞好文明施工，保持现场整洁。灯明、路平、无积水。2）生活区、砂浆站、加工场，要符合防水要求，切实做好防洪、防火、防中毒、防淹等工作，防止事故的发生。 3）现场除应设置安全宣传标语牌外，危险地点悬挂危险标牌，夜间尤其是坑洞等还应设红灯示警。4）加强洞内通风，安设低噪音的通风机减少洞内的噪音污染。5）施工场地的料库、及龙门吊等，设置防雷、防静电设施，防止雷击。6）凡进入现场的人员，均要服从管理人员的指挥，遵守各项安全生产管理制度，正确使用个人防护用品。禁止穿拖鞋、高跟鞋和赤脚进入施工现场。5.4、用电安全保证措施1）在施工区、生活区和道路旁设置照明系统，且确保照明亮86、度。2）临时设施及变压器等外用电设施，严格遵守有关规定采取防护措施，包括增设屏障、遮栏、围栏或保护网等。3）在生活区严禁私接乱拉照明线。4）在工作区内高压电力线路的架设应顺直，电杆牢固稳定，保证绝缘良好。施工中加强机具、电器设备的检查与维修，各种施工机械和电器设备均设置漏电保护器确保用电安全。线路架设高度和照明度必须符合标准，严防运行机械损坏输电线路，机毁人伤。5.5、施工机械的安全保证1）施工机械应定期保养、经常检查，确保机械作业的正常进行。严格大修、中修和日常检修的制度，严禁报废机械进场作业。2）所有机械驾驶司机必须持证上岗，驾驶执照和各种证件应按时复审。严禁无证开车或非当班司机开车。3）87、定期对司机进行安全教育，严禁酒后驾驶。4）洞内施工人员服饰必须配有夜视反光标识，施工人员洞内必须行走在临时通道上，严禁在轨道上行走。5）机车在隧道内行驶必须配备电铃警报器，遇到行人时必须鸣铃示警，机车运行过程严禁载人，待车期间机车司机不得随意离开驾驶室，不得看报闲聊，必须集中精力。6）电瓶车轨道末端须加设铁靴，防止电瓶车脱轨造成事故。7）任何人员不得在井下抽烟，不得带进任何火源。8）井下设置灭火器，以防发生火灾。六、文明施工6.1防止噪音污染 噪音排放标准：土方施工：昼间75dB，夜间55dB结构施工：昼间75dB，夜间55dB装修施工：昼间65dB，夜间55dB 现场扬尘排放达标：现场施工扬88、尘排放达到xx市粉尘排放标准规定的要求。 运输遗洒达标：确保运输无遗洒。 生活及生产污水达标排放：生活污水中的COD达标（COD=300mg/L） 施工现场夜间无光污染：施工现场夜间照明不影响周围社区。 最大限度防止施工现场火灾、爆炸的发生。 固体废弃物实现分类管理，提高回收利用量。 项目经理部最大限度节约水电能源消耗。 节约纸张消耗，保护森林资源。 混凝土抗冻剂氨味排放达标。6.2 防止对大气污染施工阶段，定时对道路进行淋水降尘，控制粉尘污染。建筑结构内的施工垃圾清运,采用搭设封闭式临时专用垃圾道运输或采用容器吊运或袋装，严禁随意凌空抛撒，施工垃圾应及时清运，并适量洒水，减少粉尘对空气的污染89、。水泥和其他易飞扬物、细颗粒散体材料，安排在库内存放或严密遮盖，运输时要防止遗洒、飞扬，卸运时采取码放措施,减少污染。现场内所有交通路面和物料堆放场地全部铺设混凝土硬化路面，做到黄土不露天。在出场大门处设置洗车池，车辆进出均经过洗车池,严防车辆携带泥沙出场造成道路的污染。6.3 防止对水污染确保雨水管网与污水管网分开使用，严禁将非雨水类的其它水体排进市政雨水管网。现场内基础降水的清洁水，在合理使用后，经导向管排入室政务水管线；施工现场厕所设化粪池，将厕所污物经过沉淀后排入市政的污水管线。现场交通道路和材料堆放场地统一规划排水沟，控制污水流向，设置沉淀池，污水经沉淀后再排入市政污水管线，严防施工污水直接排入市政污水管线或流出施工区域污染环境。加强对现场存放油品和化学品的管理，对存放油品和化学品的库房进行防渗漏处理，采取有效措施，在储存和使用中，防止油料跑、冒、滴、漏污染水体。