锦屏二级水电站3#引水隧洞TBM施工方案（57页）.doc

1、TBM施工方案锦屏二级水电站3#引水隧洞采用直径12.4m的TBM施工，施工长度12785.205m，衬砌后直径为11.2m，引水隧洞立面为缓坡布置，底坡3.65，引水隧洞洞群沿线上覆岩体一般埋深15002000m，最大埋深约为2525m，具有埋深大、洞线长、洞径大的特点。本文简述了大直径TBM的技术参数和原理，以及在锦屏深埋高地应力特长隧洞的施工技术应用。1.施工概况锦屏二级电站由我联合体采用TBM法施工的3#隧洞自桩号2+50015+285.205，全长12785.205m，自东向西施工，隧洞开挖直径为12.4的圆形，衬砌后的直径为11.2m。水电站引水系统采用4洞8机布置形式，从进水口至

2、上游调压室的平均洞线长度约为16.67km，中心距60m，洞主轴线方位角为N58W。引水隧洞立面为缓坡布置，底坡3.65，由进口底板高程1618.00m降至高程1564.70m与上游调压室相接。引水隧洞洞群沿线上覆岩体一般埋深15002000m，最大埋深约为2525m，具有埋深大、洞线长、洞径大的特点。本标段的主体工程项目为东端3#、4#引水隧洞施工，引水隧洞施工采用钻爆法和TBM法相结合的施工方案，3#引水隧洞主要采用TBM法施工，4#引水隧洞主要采用钻爆法施工。锦屏电站的建成对完善西南电网及对四川灾后重建都具有十分重要的意义。本标段布置示意图见图1。图1 本标段布置示意图2.TBM的施工原

3、理及施工工艺TBM设备施工技术是集成机械原理、电子学原理、机器人原理和土工学原理的一套系统化设备，施工工艺主要围绕TBM设备掘进、出渣及初期支护三个施工工序的基础上来进行的，TBM的施工原理及施工工艺见上图2和3。环 保排 水除尘降尘设备降噪环境降温掉渣清理开始新的行程撑靴外伸，撑住岩壁推进油缸进油，推动刀盘掘进油缸行程完毕，停止开挖落下后支腿撑在隧洞底松 开 撑 靴油缸回油，撑靴前移撑靴撑住岩壁，提升后支腿当前行程施工主机掘进系统超前地质预报系统超前处理超前锚杆超前喷浆管棚处理连接桥皮带运输出 渣配电系统通风系统冷却系统供水系统初 期 支 护超前加固挂网支护钢拱支护锚杆支护喷混凝土导向系统图

4、2 TBM设备系统施工原理框图图3 TBM设备正常掘进施工工艺框图3.TBM主要参数表TBM主机的主要技术参数见表1。表1 TBM主机主要参数表序号名 称参 数1机器类型硬岩单撑靴隧道掘进机2开挖直径12,440mm (新装刀具)12,400mm (刀具磨损后）3刀具直径482mm(19”)刀具最大荷载315kN中心双刃滚刀数量4把单刃滚刀的数量71把刀刃总数量79把4推进系统最大推进能力35625kN 310 bar / 39584kN 350 bar开挖行程1850mm油缸数量4 个5刀盘驱动类型电动机械式，硬岩刀盘驱动功率4900kW，14个水冷马达，每个350kW，变频驱动主轴承设计寿

5、命15000h 根据 ISO 281 L106撑靴系统类型浮动撑靴撑靴撑力(最大)98960kN 315bar / 109956kN 350bar油缸数量4个油缸行程测量装置2个尺寸1000mm x 720mm / 行程 +/-500mm作用在岩体上的额定压力 4.5 N/mm (撑靴力可调)7后部支撑撑腿数量2个油缸数量4个尺寸280mm 220mm / 行程: 1750mm行程测量装置数量2个额定压力350bar支撑力8620kN8电气系统初级电压10kV/ 50Hz电机回路690V / 400V / 230V / 50Hz控制系统PLC, S7高压电缆设备IP65或相当其它电器设备IP6

6、5或相当（适用于1/3包）其它电器设备IP55或相当 （适用于2/4包）9TBM皮带输送机长度大约26m宽度1400mm排量 (松散物料)约 1,200t/h速度0-2.5m/s粒径0 -300mm10环行拼装机位置刀盘盾之外能力15吨旋转360驱动类型液压驱动控制装置刀盘盾后安装的固定控制台11环行定位安装装置/钢筋网安装器能力（最大环重量）10-15吨纵向行走2,400mm12L1区域的混凝土喷射设备功率7.5kW驱动类型液压驱动纵向行走3m操作角度18013L1区域锚杆设备最大可用钢钻杆长度4310mm冲击力18kW/个旋转速度0210min-1/个旋转扭矩700Nm/个打锚杆的范围36

7、0钻机纵向行走2000mm14超前钻探设备供给单元2个ARO ADQ-5400 （1个在顶部，1个在底部）钻进/回缩力13kN类型双头旋转-旋转冲击组件EURODRILL RH1400-HD4008记录系统数量1个（供2个钻进单元使用）TBM后配套的主要技术参数见表2。表2 TBM滑坡体主要参数表序号名称规格型号单位数量1通风风管直径3,000mm套2容量200m2空气清洁系统能力10m3/s套2带通风机输入电压400V输入频率50Hz3风机能力38m3/s套1压力损失1,000Pa输入电压400V输入频率50Hz4风管 (硬)直径800mmm6005高压电缆卷筒卷起电缆长度500m套2速度3

8、70mmq张力20kVA输入电压400V输入频率50Hz高压软电缆速度3 x 70mmqm1,100张力20kVA6水管卷筒管直径4套1能力(要求100m)100m输入电压400V输入频率50Hz7L2 区域湿喷设备：环喷射角度范围260套2喷射长度12m喷嘴数量2喷嘴控制板 (总)2喷嘴液压动力单元 (总)28L2 区域湿喷设备：喷射机器-泵双活塞类型套2能力20m3/h最大压力50bar泵 的液压动力34kW加速剂泵1有 PLC,加料斗和附件9L2 区域湿喷设备：空压机能力11m3/min套2最大压力13bar安装功率90kW输入电压400V输入频率50Hz10后配套区域后端湿喷设备：环喷

9、射角度范围260套1喷射长度3m喷嘴数量1喷嘴控制板 (总)1喷嘴液压动力单元 (总)111顶部锚杆设备：超前钻机小型功率18kW套2小型频率50-65Hz最大液压压力210bar转速 (范围)0 - 210rpm最大旋转压力150-210bar轴适配器R32, R38, T3812顶部锚杆设备：超前钻机滑动装置适用于上述超前钻套2最大杆长4,310mm钻杆添加系统全机械最大杆直径(RD32)32mm13顶部锚杆设备：超前钻机和滑动装置的动力单元适用于如前述的2个超前钻机和滑动设备：套1液压油箱1冲刷系统1润滑系统1动力单元输入频率50Hz动力单元输入电压380-400V顶部锚杆设备：超前钻机

10、和滑动装置的控制面板适用于如上述超前钻机和滑动设备、动力单元套214顶部锚杆设备：环适用于如前述的2个超前钻机和滑动设备：套1液压马达 (制动)2动力单元1控制板2角度范围27015TBM主变压器输入/输出电压20.000 / 690V套2功率3,200kVA频率50Hz输入液体类型 (根据 VDE 0532)VDE 0532)4.TBM掘进机主机及后配套技术说明海瑞克掘进机采用最新设计。所有刀具均为背装式。刀具的检查和更换在刀盘内进行。驱动轴承组件非常紧凑，这样可以在刀盘后面离掌子面尽可能近的地方进行支护工作。稳定可靠的无级变速电驱动可以在通常条件下提供机器最大掘进进度以及液压驱动的所有优点

11、，如高扭矩、低速、遇到恶劣地质条件时平稳反转运行。支撑系统为单撑靴，为掘进机提供稳定和准确的导向。掘进过程中可操纵机器进行调向，使掘进精度更高。在需要安装钢拱架或围岩软弱时，支撑系统的撑紧压力可随推进系统压力作比例调节，使得撑靴不致于破坏围岩。同时单撑靴机构在掘进机顶部和下面为支护作业提供了更大空间。隧洞支护辅助系统（锚杆钻机、钢拱架安装器、锚网设备）安装在刀盘后部、撑靴之前。通过这些系统，可以在掘进机掘进的同时进行支护作业。变频电机直接安装于主轴承驱动机构上，为后部的锚杆、锚网和拱架安装作业提供了最大空间。推进油缸在两侧连接主梁和撑靴机构，其所处的位置同样也能为前面留出最大空间。刀盘四周的许

12、多刮板和铲斗通过刀盘中空结构将岩碴输送至主梁中间的主机皮带机上。TBM主机部分由刀盘、主轴承驱动组件及机头架、主梁、撑靴、推进油缸、后下支承、主驱动密封及润滑系统、液压系统、电气设备、司机室、变压器等组成。辅助设备：锚杆钻机、超前钻机、钢拱架安装器、混凝土初次喷射机构、主机皮带机。后配套系统包括若干单轨台车和后配套皮带机。主要由以下系统组成：桥式皮带机、若干台车、支护设备、材料运送、液压系统、供排水、空压机、通风等，它能为掘进机作业提供动力电供应、石渣转运、压缩空气供应、供水、通讯等等。桥式皮带机尾端的支点在第一节后配套台车上，前端支承在掘进机主梁上，它把石渣转运到后配套皮带机上，在倒入连续皮

13、带机的受料斗。所有的台车都由重载车轮支承，台车上安装有众多的辅助设备，并有人行通道方便作业人员的通过和紧急撤离。在后配套采用双轨，以便机车的进出、方便材料的供应，减少停工损失。5.TBM施工方案针对不同施工期的主要工作内容， TBM设备施工总体方案如下：(1)在总体控制路线规划上采用：首先按期安装并进行设备调试，最后争取提前贯通。(2)施工运输方案规划：为充分发挥TBM设备的掘进速度，保证长隧洞的出渣能力，出渣单独采用连续皮带机出渣方案；施工人员及材料、混凝土、配件采用轨道机车运输方案。(3)超前地质预报方案规划：开工前及TBM设备掘进调试期进行地面地质勘察工作，初步确定不同围岩类别在不同位置

14、的分布情况。在正常掘进期跟进短期超前地质预报，探测掌子面前方50200m的地质情况。(4)TBM设备掘进施工参数控制方案：根据不同围岩，施工调试期初步确定前期施工参数（如采用较高转速较低扭矩等）；施工过程中根据围岩地质情况、设备性能状况、刀具的磨损情况等，及时调整施工参数（如采用较高转速、较高扭矩）；施工后期由于主轴承及大、小齿轮等磨损较大，掘进速度减慢，施工参数应选择较小的磨损工况（如采用较小的转速、较高的扭矩等）。5.1 总体技术保证措施 施工进度控制措施：将TBM设备正常掘进施工作为关键施工工序，其它工序围绕此关键工序展开；严格控制里程碑工序的竣工时间，保证整体工期的实现。 制定掘进方向

15、监测预防保证措施，在隧道施工中，严格控制掘进方向，由专门的测量人员对激光导向站点进行校核，将隧道方向偏差控制在允许范围。 提高不良地质段的长、短期预报的准确度，针对断层破碎带、地下涌水、岩爆、有害气体等不良地质现象采取相应的地质勘查手段，合理运用钻孔、物探等探测设备和仪器，作出准确的预报，并及时进行超前管棚加固或灌浆处理，以保证TBM设备掘进的顺利进行。 加强刀具、机器设备的维护与保养，提高TBM设备掘进的实际利用率。 对采取紧急应急处理措施所需的机器设备、材料充分保障，并设立专门的保障体系和专用仓库，对项目部的所有人员进行培训，做到人人负责。 公司集中公司优秀人才，保障人力资源供应，以老带新

16、，培训TBM设备主要机械操作手、电气工程师、机械工程师及管理工程师等多方面的技术人员。 合理地进行零配件、易损机件和施工原材料的储备，保证零配件和材料的及时供应。 信息管理措施：建立并健全施工信息网络化管理体系，加强施工过程中的信息收集及处理措施，并将处理后的结果直接用于工程的施工管理。5.2 TBM的SLS-T APD导向系统TBM设备掘进方向的控制极为重要，方向控制不当，造成盘型滚刀受力不均，致使刀具提前损坏，增加换刀的次数和配件成本，影响施工进度，另一方面，会使得隧道出现超、欠挖过大，影响工程质量。因此，在隧道施工中应严格控制掘进方向，将偏差控制在允许范围内：水平设计洞轴线100mm，垂

17、直误差60mm：引水隧洞的贯通中误差横向不得大于250mm，高程不得大于25mm。 导向控制原则 确定合理的方向参数。 控制掘进轴线与设计中心线的偏差。 确保做到掘进前准确定位，掘进中严格操作，掘进后适时调整。 SLS-T APD 激光导向系统概述SLS-T APD 激光导向系统见图4。图4SLS-T APD 激光导向系统图SLS-T APD就是为此目的而设计开发的。具有目标自动识别功能及隧道推进软件的SLS-T APD导向系统能够为隧道掘进机的掘进连续地提供最新的有关机器空间位置及方向的数据信息, TBM司机通过对TBM进行合适的控制操作以使TBM在允许的误差范围内尽量沿DTA向前掘进。SL

18、S-T APD系统的主要的基准是由初始安装在墙壁或隧道衬砌上的激光全站仪发出的一束可见激光。一般来说根据激光的功率的不同,激光需要能够发射100200m的距离,同时激光发射距离的长短还受外部大气环境和激光束本身所受的反射有关。激光束穿过机器中的净空区域及后配套设备(激光窗),击到安装在机器前部的电子激光靶上。激光发射起点和激光靶之间的有效距离也取决于激光窗的尺寸和隧道的曲率。因此需要定期地将激光全站仪前移到一个新的站点。测量人员只需要测出全站仪所在的第一个站点的坐标,以后放置全站仪的站点的坐标由全站仪的 SLS-TAPD 功能自动确定。5.3 TBM掘进 施工工序流程TBM设备掘进施工工序流程

19、见图5。是否超前地质预报进入下一掘进循环50m内是否实施超前处理措施导轨铺设换步、调向不良地质体超前处理掘 进初期支护卸 渣 出 渣（包括底部清渣）超过50m图5 TBM设备掘进施工工序流程框图 掘进参数的选择 掘进模式的选择TBM设备根据转速可分为高速模式和低速模式掘进两种。使用高速掘进时，周围岩石振动较大，容易引起周围岩石松动，所以在地质情况较差时，采用低转速、高扭矩掘进，围岩较完整时，采用高转速、低扭矩掘进。 不同地质状况下掘进参数的选择和调整节理不发育的硬岩（类、类）情况下作业a. 选择电机高速掘进；b. 开始掘进时掘进速度选择15，掘进到5cm左右开始提速；c. 正常情况下，掘进速度

20、一般选择35左右；d. 围岩本身的干抗压强度较大，不易破碎，若掘进速度太低，将造成刀具刀圈的大量磨损；若掘进速度太高，会造成刀具的超负荷，产生漏油或弦磨现象，因此，必须选择合理的掘进参数。节理发育的类围岩状况下作业掘进推力较小，应选择自动扭矩控制模式，并密切观察扭矩变化，调整最佳掘进参数。节理发育且硬度变化较大的类围岩状况的作业因围岩分布不均匀，硬度变化大，有时会出现较大的振动，所以推力和扭矩的变化范围大，必须选择手动控制模式，并密切观察扭矩变化。a.此类围岩下掘进，推力、扭矩在不停地变化，不能选择固定的参数（推力、扭矩）作标准，应密切观察，随时调整掘进速度。若遇到振动突然加剧，扭矩的变化很大

21、，观察渣料有不规则的块体出现，可将刀盘转速换成低速，并相应降低推进速度，待振动减少并恢复正常后，再将刀盘转换到高速掘进。b.掘进时，即使扭矩和推力都未达到额定值，也会使通过局部硬岩部分的刀具过载，产生冲击载荷，影响刀具寿命，同时也使主轴承和主大梁产生偏载。所以要密切观察掘进参数与岩石变化。当扭矩和推力大幅度变化时，应尽量降低掘进速度，控制在30左右，以保护刀具和改善主轴承受力，必要时停机前往掌子面了解围岩和检查刀具。节理、裂隙发育或存在断层带（、类围岩）下的作业掘进时应以自动扭矩控制模式为主选择和调整掘进参数，同时应密切观察扭矩变化、电流变化及推进力值和围岩状况。a. 掘进参数选择：电机选用低

22、速，掘进速度开始为20，等围岩变化趋于稳定后，推进速度可上调，但不应超过一定范围（如35），扭矩变化范围10。b. 密切观察皮带机的出渣情况：当皮带机上出现直径较大的岩块，且块体的比例大约占出渣量2030时，应降低掘进速度，控制贯入度。当皮带机上出现大量块体，并连续不断成堆向外输出时，停止掘进，变换刀盘转速以低速掘进，并控制贯入度。当围岩状况变化大，掘进时刀具可能局部承受轴向载荷，影响刀具的寿命，所以必须严格扭矩变化范围10，以低的掘进速度，一般情况，掘进速度20。5.4 TBM掘进作业过程 TBM设备掘进作业循环TBM设备掘进时主要依靠由刀盘、机头架与大梁、支撑和推进装置组成的掘进系统来进行

23、，正常的作业循环步骤见图6。T B M 掘进，推进油缸伸开一个行程结束，推进油缸运行停止停止胶带运 输 机外机架的撑靴收回较差围岩时，牵引后配套系统收回推进油缸，前移外机架及撑靴启动刀盘驱动系统伸出后支撑启动刀盘，开始下一行程施工启动胶带运输机撑 靴 重 新 撑 紧收 回 后 支 撑对于、类围岩同步牵引后配套图6TBM设备掘进作业循环步骤流程框图 作业开始，支撑部分相对于工作部分处在前位，撑靴撑紧洞壁，此时，TBM设备已完全找正，后支撑提起，切削盘转动，推进液压缸伸出，推动工作部分前移一个行程。 掘进行程终了，准备换步，此时，切削盘停止转动，后支撑伸出抵到洞底上以承受TBM设备主机的后端重力，

24、水平支撑油缸收回。 推进油缸主支撑回缩，支撑部分自由地准备换步，这由推进液压缸反向供油，使活塞杆缩回，带动水平撑靴及外机架向前移动。 水平支撑靴伸出，再与围岩接触撑紧，提起后支撑离开洞底，TBM设备定位找正。 回到，启动刀盘，切削盘又一次旋转，TBM设备准备进行下一个循环。 TBM设备掘进换步原理及步骤 换步原理：换步是根据推进油缸的行程进行的，即推进油缸推进一个行程，TBM设备就破岩掘进一个循环行程，每个循环行程约1.80m，循环行程结束后即进行换步作业。当一个循环结束时停止掘进，刀盘后退23cm，放下主机后支撑，将主机支撑牢固后，收回水平撑靴，前移水平撑靴一个循环的距离，然后根据导向系统提

25、供的主机位置参数进行TBM设备调向，调向完成后，将撑靴撑紧至一定的压力，收回主机后支撑，拖动后配套并前移一个循环的距离后，即可接着进行下一循环的掘进作业。当后配套的辅助作业工作量较少时，主机移动与后配套可根据具体情况同步进行。 换步步骤第一步：撑紧撑靴，收起后支撑，见图7。图7 撑紧撑靴，收起后支撑第二步：刀盘旋转，开始掘进推进，见图8。图8 掘进推进第三步：掘进行程完成后，进行换步，放下后支撑，见图9。 图9 换步放下后支撑第四步：收回水平撑靴，前移撑靴，再撑紧水平撑靴，进行下一个掘进循环，见图10。图10 收回撑靴前移 简洁换步措施在TBM设备换步期间，为缩短换步时间，在条件允许的情况下，

26、可采取如下措施：后配套系统的拖拉尽可能在掘进行程结束前的最后几分钟或开始掘进时的前几分钟进行，或在围岩较好的地层，主机移动与后配套同步进行；加强类围岩的支护施工效率，尽量在一个行程内完成初期支护及铺设钢轨的施工任务，减少辅助施工延迟占用时间；加强超前地质预报的准确性，严格控制掘进施工方向，缩短TBM设备方向找正的调整时间；在皮带运输机启动的过程中，可同时启动刀盘声光报警系统；在换步期间，操作员要严于职守，在尽可能缩短换步时间的前提下，严格按操作程序作业，提高掘进效率。一般情况下，在地质情况较好，激光导向系统正常的情况下，换步时间约5min。 正常掘进施工 刀盘后部的侧向撑靴向洞壁撑起并稳固在洞

27、壁岩面上，同时用楔块油缸将侧支撑的位置牢牢锁定，并将推进反作用力传给洞壁，掘进的水平方向锁定，同时调整前支撑，将掘进的垂直方向（即坡度）锁定。 水平撑靴定位以后，推进推力油缸并转动刀盘开始掘进。掘进时，刀盘上的每一个滚刀产生推进力使掌子面围岩产生破裂，并形成直径10cm左右的碎块。 根据TBM设备的扭矩转速曲线的基本性能，在不良地质条件下采用低转速低扭矩的参数切割软岩，在围岩条件较好、强度较高的硬岩采用高转速高扭矩高速切割硬岩，若出现刀盘卡住则采用脱困扭矩或采用刀盘逆转的方式处理，施工过程中根据不同的围岩条件调整合适的参数。 刀盘的推力由推进油缸提供，推进的反作用力被传递到水平支撑靴板上，水平

28、支撑靴板由水平支撑油缸紧紧的撑到洞壁，直接将推进油缸的推力传递到洞壁，刀盘驱动系统驱动刀盘旋转，由此产生的反扭矩由机头架、大梁及滑块、鞍架和斜缸通过水平支撑板传递到洞壁。 钻进的工作行程结束，初步支护工作完成后，撑靴将收回，这时，TBM设备的重量将由后面的后支撑支撑。TBM设备及其后配套系统通过收缩牵引油缸，撑靴重新支撑洞壁来向前移动到新的掘进位置。当推进行程结束时，水平支撑油缸缩进，此时TBM设备的操作手要调整好TBM设备的轴线方向，通过激光方向锁定系统来操纵推力油缸控制方向，由此开始一个新的推进行程。 刀具更换TBM设备在掘进过程中，由于刀具对岩石的不断切削，会造成刀具磨损严重，进而影响施

29、工进度与质量，为此必须严格按照供应商的刀具更换指南上的要求，当刀具磨损到一定程度时要进行及时的调整和更换。根据大伙房TBM施工经验，每天每班要派专人及时检查刀具情况，内容包括检查刀具轴承、刀具螺栓、斗齿等。在围岩不好地段，要提前更换好刀具。 粉尘控制掘进过程中，随着岩石的不断切削破碎，将产生粉尘污染物，影响施工环境，并造成设备润滑系统、液压系统产生故障，为此，需要采取措施及时处理。通过刀盘前方的喷嘴座上装有的喷水嘴，喷射水雾对产生的粉尘进行控制。根据地层条件的要求，对作业面上的喷射水量可以进行调节，最大限度降低粉尘悬浮率。通过后配套上的除尘风机和吸尘器，进行粉尘清理。 注意事项 支撑与洞壁一定

30、要完全接触，由于刀盘的稳定对于滚刀的连续作业轨迹十分关键（消除余震和位移），一个稳定的刀盘和一致的、重复的刀具轨迹，可以提高TBM设备的进尺和延长刀具及大轴承的寿命，因此，支撑的稳固情况就显得尤为重要。 在TBM设备刀盘前方的喷嘴座上装有喷水嘴，正常施工掘进时，通过喷射水雾来降低刀具的温度，并抑制粉尘的扩散，因此要经常、及时地对喷嘴进行检查，防止因水质不净而堵塞，从而影响施工环境和降低刀具的使用寿命。 在通过软岩、断层和破碎带时，塌方较大的地方可能进行手动喷射填实，需尽可能加大支撑靴板与洞壁的接触面积，使支撑靴板在保证足够的支撑力时，对于洞壁的比压足够小，这样可以避免支撑靴板在不良地质条件下陷

31、入洞壁，保证TBM设备的连续掘进，进而减小机体的震动，保证施工安全、控制掘进速度。 因TBM设备掘进时，抑制粉尘扩散和冷却刀具均需要消耗大量的水，并且在掘进过程中还可能遇到洞壁涌水，这些积水过多时会将刀座淹没，此时需根据水位传感器收集的信号及时启动机头架后面的潜水泵快速排水，以保证TBM设备的连续掘进不受影响。 在每天预留的检修时间内，需对刀盘、支撑系统等重要部位的螺栓、连接装置及液压推进系统的供油管路等进行检查，将事故隐患消灭在萌芽状态。 检修期间内，需对刀盘刀具的数量及磨损情况进行认真检查，合理安排刀具的更换。 注意掘进方向的控制与调整：对于水平方向的调整，主要是活塞腔和活塞杆都充满压力油

32、的水平支撑油缸在缸筒内的单方向移动，因缸筒与滑块是以十字销轴方式连接在一起的，为此滑块和大梁也随着水平支撑缸筒移动，从而实现水平方向上的调整，防止超挖和欠挖情况的发生。对于垂直方向的调整是使用安装在鞍架和大梁之间的斜缸，当斜缸伸长时，大梁相对于水平支撑油缸升高，TBM设备机器向下掘进；相反，当斜缸缩进时，大梁相对于水平支撑油缸下降，TBM设备则向上掘进。因此，要控制好前进轴线方向，避免偏斜。 掘进过程中，要密切注意数据采集系统提供的信息，发现异常情况，及时采取措施，以保障施工的正常进行。5.5 出碴 设备组成由于本工程开挖断面大，出碴量大，掘进距离长，加上TBM设备掘进速度快，必须采用皮带机连

33、续出碴。TBM设备出渣设备采用与主机配套的全套连续皮带运输机系统，该系统主要由以下几部分组成：主皮带驱动装置、张紧装置（皮带储存仓）、皮带、辅助驱动装置、皮带返程辅助驱动装置和皮带支架及上、下托辊，可移动的皮带机尾部，见图11。 根据本工程的需要，连续皮带机的技术参数如表3。皮带驱动装置皮带驱动助力装置皮带延伸装置皮带存储及张紧装置后配套拖车图11隧洞连续皮带输送机整体示意图表3连续皮带机技术参数表项 目类 型带 宽带 速能 力TBM皮带机槽形皮带1400mm0-3 ms1800th后配套皮带机槽形皮带1400mm0-3.5ms1800th主洞连续皮带机槽形皮带1200mm0-3.5ms180

34、0th 石渣运输 出渣系统的一端位于TBM设备主机大梁内，并向后延伸至整个后配套系统，刀盘刀具切削岩石产生的岩屑经收集装置传输到大梁前部的中转皮带上，再传输到后配套上的主皮带运输系统。因出渣距离较长，根据施工实际需要，将可移动的皮带机安放在一辆重型后配套台车上，依靠液压油缸将皮带机尾部与后配套皮带机系统对接，使石渣通过移动皮带机输出至主洞皮带机上，转至东引2#施工支洞内的出渣皮带机上运到模萨沟渣场。石渣转运见图12。主洞皮带发包人皮带图12石渣转运示意图6.TBM初期支护TBM初期支护使用TBM设备后配套配置的锚杆钻机、超前钻机、混凝土拌合及输送泵、混凝土喷射机械手、钢筋网安装器、环形梁安装器

35、等设备，通过专业操作手使用手动装置和遥控装置配合完成作业。6.1 锚杆支护3#引水洞支护所有锚杆多为砂浆式锚杆。同时部分地段采用涨壳式预应力锚杆或者水涨式锚杆，在特别地段采用超前自钻式中空注浆锚杆。 普通砂浆锚杆的施工钻孔采用TBM自身配备的锚杆钻机完成，TBM主机上在刀盘后方和主机尾部分别安装2台Atlas Copco cop1838型钻机，钻孔直径可达3364mm。安装在刀盘后方的钻机跟随TBM掘进同步施工，后部的钻机对前方可能遗漏或者无法顺利进行施工的区域完成钻孔。四台钻机可完成覆盖隧洞全周360的钻孔。施工工艺流程按照如下顺序进行：钻孔安装孔口封闭装置注浆安装锚杆；或钻孔安装锚杆安装孔

36、口封闭装置注浆。 涨壳中空注浆式锚杆的施工 钻孔：使用锚杆钻机钻孔，为使钻孔直且钻径精确，采用十字钻头钻孔。对于25锚杆，钻头使用42mm46mm（EX4225适用的锚杆孔径为42mm46mm）。 在吹净钻孔后，将安装涨壳锚固头锚杆插入孔道，一端安上安装工具或工厂配合提供的纤尾，并接上锚杆钻机，开动钻机。通过其冲转力使涨壳锚固头在孔道底部充分涨开（一般以钻机无法转动为止）。 卸去钻机或纤尾，安装垫板，螺母及注浆管。施加预应力，并按规定锁定荷载。施加预应力的方法有两种：用机械扭力扳手锁定或用双活塞柱空心千斤顶锁定荷载。 施加预应力完成后及时进行注浆。注浆质量是锚杆耐久性的关键。注浆材料纯水泥浆，

37、水灰比WC（0.350.45）1。WC值小时，水泥浆的收缩率少。根据实际情况选择WC值。注浆设备：使用注浆压力11.5MPa的螺杆泵注浆，在孔口设置浆塞。注浆时将初步拌和的水泥浆放入注浆泵的进料器中。开动泵工作后，注浆前将进料器中的全部浆液通过泵泵回到进料器中，使泥浆体通过泵充分拌和后再行锚杆注浆。当锚杆向上安装时，即向隧道拱部安装时，注浆液从注浆管进浆，浆体逐渐充溢钻孔并向上流动，注浆体从涨壳锚固头尾端进浆，此时中空锚杆体的空腔成为排气道。当锚杆向下安装时，中空锚杆体为进浆道，塑料管为排气道注浆时，浆体从涨壳锚固头底部出浆，并逐渐充溢钻孔道。浆体从塑料管流出，并保持约30s的压力时停止注浆。

38、 自钻式中空注浆锚杆的施工特点与构造：由中空锚杆体、连接套、中止器、止浆塞、自由段PE套管、自由端钢瓦套、垫板和螺母组成。 钻孔：使用锚杆钻机钻孔，为使钻孔直且钻径精确，采用十字钻头钻孔。对于25锚杆，钻头使用42mm46mm。 锚杆现场装配：按设计图纸的锚杆自由段长度规定切割 ，去切口毛边。在套管两端钻防黄油注浆孔，以便灌注黄油时注油与排气。然后加上套管固定。 安装锚杆：将锚杆慢慢地插入孔中，就位。然后套上锚垫口套管，锚垫口套管头锥头小的一端安装在孔洞侧，压紧。 注浆：用中空锚杆专用注浆泵进行反循环注浆法施工。通过向中空杆体注浆，浆液通过杆体从底部注浆端头流出，并逐渐流向孔口，当浆液从孔口流

39、出时表时注浆已满，锚垫口套管内泥浆刮平。用纯纯水泥浆，水灰比WC0.350.5。注浆压力12MPa，水泥浆标号不宜小于C30。 锚垫口套管混凝土基座施工：为保证预应力张拉及减少预应力损失，锚垫口套管混凝土基座应在注浆完成后进，锚垫口套管外用C40钢筋砼作混凝土座，基座平面应与锚垫口套管口垂直、表面刮平。 预应力张拉和预应力荷载锁定：待砼达到强度后，安装垫板、螺母。用20t级锚杆张拉机拉或用扭力扳手拧紧，拧紧力矩400500N.m。 封口：荷载锁定后，按设计要求裁去多余的杆体端头，用水泥砂浆或砼封头。 水胀式锚杆的施工在软弱、破碎、高地应力、围岩变形大的洞段，根据施工图纸及监理人的指示，设置水胀

40、式锚杆。 水胀式锚杆孔的直径应与锚杆相匹配。 水胀式锚杆应轻拿轻放，严禁损伤其末端的注液嘴。 安装锚杆前，对安装系统进行全面检查，确保其良好的状态。 装好注水管，将锚杆杆体送入钻孔中，应使托板与岩面紧贴。 高压泵的试运转压力宜为1530MPa，向锚杆杆体注水时，水压应大于30MPa，应保持注水压力稳定，达到调压阀泄压为止。 预应力锚索在实际施工过程中根据现场施工和地质情况设置一定的预应力锚索，施工部位根据施工情况定。6.2 钢筋网钢筋网的安装在锚杆施工完成后进行，首先在钢筋网安装器上布置钢筋网片，并用细钢丝绑扎连接固定。钢筋网安装器将网片顶起移动到安装位置举升到岩面，通过锚杆尾部的垫板和设置8

41、的钢筋进行固定。6.3 湿式喷混凝土本工程TBM上设一个12m长的进行初期喷射的喷射混凝土平台（1#台车前面）和一个3m长的进行二次补喷的喷射平台（5#台车），同时在设备桥上设置以应急的喷射装置，喷射混凝土通过高线混凝土系统采购，直接运输到TBM上进行混凝土喷射作业，混凝土的各种外加剂（除速凝剂外）均在混凝土拌和过程中添加。混凝土运输到TBM上后，利用吊机将混凝土罐吊运到输料皮带后方放置平稳，做好喷射混凝土的准备工作。喷射混凝土作业采用分段分片进行，喷射顺序自下而上，支护区域的两台喷射机械手分别进行左右各210范围的喷射作业，进行喷射作业时根据地质情况及时调整喷头到岩面的距离和速凝剂泵的流量，

42、或考虑在混凝土中添加纳米材料。保证喷射混凝土一次喷射完成。喷射操作手和输送泵操作手之间设无线联络，及时调整设备工作参数。6.4 钢拱架钢拱架构件（H200）自洞外通过运料平板车运至TBM机尾下部后，通过下部吊机、升降平台、上部转运吊机、转运小车运到刀盘后方的钢拱架安装器处。钢拱架安装器完成拼装、架设钢拱架的作业。钢拱架在拼装架中拼装时，构件两端的螺栓暂不上紧，待整环钢拱架且紧贴顶部岩体后，自上向下逐根紧固螺母。前后相邻拱架之间以钢筋焊结连接。钢拱架安装时把钢拱架安装器的起始位置转到顶部，通过螺栓使第一片钢拱与安装器连接，然后逆时针旋转，依次后续各片钢拱就位连接，最后由撑紧装置把拼好的拱架移出到

43、适当位置张紧，底部两片拱架的连接处用千斤顶撑紧，使钢拱架与岩面充分接触，最后用夹板连接、焊接固定。6.5 TBM超前支护在本工程施工图纸或监理工程师指示的特殊洞段及不良地质洞段的施工，包括自稳时间较短的软弱破碎岩体、断层破碎带，以及大面积淋水或涌水地段，采用设备自身携带的超前钻机，在监理工程师的批准或指示下进行超前支护。超前支护主要包括：超前锚杆、超前小导管注浆等。6.6 超前小导管注浆在断层破碎带等洞段，由于围岩易产生塌方，故施工前可采用超前小导管注浆进行预支护。超前小导管采用热扎无缝钢管加工制成，前端加工成锥形，尾部焊接加劲箍，管壁同边钻注浆孔，施工时钢管沿隧洞开挖外轮廓线布置，环向间距视

44、围岩情况进行布置。7.各类围岩洞段的处理措施类围岩特点是围岩强度较高，稳定性好，不会产生塑性变形，但局部可能有掉块，控制掘进速度，并在施工中不断的调整；施工的重点是加强对不同地质结构体的稳定进行定性判断，并及时跟进系统锚杆加固；加强刀具的冷却，适时判断刀具的磨损程度，并及时更换；加强整机的维修、保养、保养，后配套系统及辅助系统的协调管理，从而保持TBM设备高效的运转状态。类围岩特点是局部稳定性较差，不及时支护可能产生塌方或变形破坏，不断的调整掘进速度，施工的重点是加强不稳定块的随机锚杆及系统锚杆的及时支护施工，同时也要加强后配套系统及辅助系统的协调管理。类围岩特点是岩体不稳定，围岩自稳时间较短

45、，不及时支护随时可能发生规模较大的变形和破坏，控制施工掘进速度。施工的重点是加强超前地质预报和地质观测判断，配合地质探测，并准备足够的钢支撑、锚杆，及时喷射混凝土进行初期支护，保证机械顺利通过不良地质地段。类围岩特点是围岩极不稳定，随时将产生变形和塌方，且较为严重，多出现在破碎带发育部位，并有可能伴随涌水等，通过类围岩洞段时控制掘进速度，施工的重点是加强短期超前地质预报，并配合超前钻孔探测，存在问题将立即停机进行超前地质处理；掘进过程中，进行钢支撑、锚杆、挂网、喷混凝土及排水等措施的处理加固，并控制TBM设备机头方向，防止机头下沉、倾斜，偏离掘进方向，确保TBM设备快速、顺利通过不良地质体地段

46、。8.不良地质体洞段的处理措施8.1 断层的处理措施 超前处理措施 通过地质超前预报，确定掌子面前方断层的性质、特征、规模等情况，特别是涌水量、洞内水与地表水的连通性、岩体结构状况和次生软弱构造对施工和支护的影响程度，以便采取相应的处理措施。 在设计或监理人的指导下，采取超前灌浆、超前小导管注浆、超前锚杆等处理措施，进行预处理。 断层破碎带地段TBM设备掘进措施断层带围岩受构造影响严重，围岩破碎、稳定性极差，在TBM设备掘进过程中可能会出现塌方，且影响范围大、深度深，拱顶沉降量大，严重时很容易造成拱架失稳、变形。 TBM设备掘进至断层破碎带时，由于掌子面附近的围岩破碎、松散，TBM设备刀盘应顶

47、在掌子面上，暂不后退，更不能在无推进的状态下，转动刀盘进行掘进开挖出渣，否则，会造成刀盘前部更大范围坍塌，形成空穴，而一旦形成刀盘前部的空洞，处理起来困难更大，而且会延误工期。 首先采用人工喷锚，及时封闭围岩，对不同围岩条件的地段，喷混凝土的厚度要及时调整，确保围岩变形受到控制和主机撑靴不会撑跨围岩，监控量测及时反馈，若拱顶下沉仍得不到控制，应补喷混凝土或加密拱架支撑等一系列增强支护措施。 对坍塌区用铁皮封堵，喷混凝土封闭，及时快速灌注混凝土，对范围大且坍塌于护盾上的坍腔回填时，为减少等强时间，提高工效，在混凝土中加入适量速凝剂（速凝剂量适中，以保证混凝土有一定的流动性，以确保坍腔回填密实）。

48、 拱架安装一定要保证竖直，间距符合要求，螺栓拧紧，隧洞清底要彻底，以保证钢拱架紧贴仰拱。 若钢拱架受压变形应及时用型钢加固，其连接要牢固，底部两边打锁脚锚杆，以有效控制拱架变形、稳定围岩，确保安全及主机顺利通过。 对围岩破碎区和渗水区，打入注浆锚杆，用浓度为36Be，的水玻璃与水灰比为0.81.0的水泥浆加固围岩，填充空隙。 及时调整设备的技术参数，降低对岩面的承压力，减少扰动，保护围岩，尽量减少剥落坍塌量。当断层破碎带处围岩整体性和稳定性较差时，可能伴随大型坍塌，为减少对岩体的破坏，此时不再使用侧向撑靴，而用后支撑顶推行走，采用较低的刀盘转速，从而控制刀盘的推进速度，掘进速度也随即降低。8.

49、2 断层带加固在TBM设备通过断层带后，尽快加固围岩，主要是沿隧道周围钻孔对围岩进行固结灌浆，地下水丰富时，对灌浆厚度、长度加强控制。 地下涌水的处理措施TBM设备掘进突发涌水会给施工带来严重影响，甚至会危及人员及财产安全。因而，处理方案应坚持的原则为：预测先行，预防为主；防微杜渐，确保安全。 渗漏水的处理 对于TBM设备施工经过断层时，首先探明水文地质条件及围岩稳定条件，早预防、早准备，封闭地下水、固结围岩，再掘进，尽可能的减少涌水对施工造成灾难性的影响。 处理涌水主要有引排和封堵两种措施。掘进前，打超前钻孔，探测钻孔出水量、水压、涌水里程等，如水量不大，利用TBM设备配备的钻机打排水孔排水

50、，在做好排水系统的情况下，TBM设备继续掘进；如水量较大、岩石破碎，而不具备排水条件时，则要通过注浆堵水等处理后再掘进，否则涌水可能会造成工作面及侧壁坍塌。 遇到裂隙发育、涌水量大的破碎带，并且破碎带含承压水层，岩石的导水性及富水性较好，可采用排堵结合的施工方法。在特别破碎的类围岩地段，除进行必要的排水外，还需打超前小导管进行化学灌浆封堵，并在刀盘顶护盾后端用型钢支撑，配以锚杆、喷混凝土进行支护，控制围岩变形。 承压水的处理 当预计TBM设备掘进掌子面前方有承压水，而且排放不会影响围岩稳定，可采用超前钻孔排水。 当预计TBM设备掘进掌子面前方有高承压水危及施工安全时，采取超前灌浆进行处理。 在

51、工程开挖前，预计涌水量大的地段、软弱地层宜采用预注浆处理；开挖后有大股涌水或大面积渗漏水时，应采用围岩注浆防水处理。注浆前应对围岩孔隙率、渗透系数、节理裂隙发育情况、涌水量、水压等做出正确的判断，以便选择注浆参数；注浆以注水泥水玻璃浆为主，也可单注水泥浆，浆液浓度应通过实际情况选定；注浆工艺参照辅助施工措施中超前小导管注浆工艺执行。8.3 设备掘进区涌水的施工处理首先判断或探明水文地质条件及围岩稳定条件，在保障围岩稳定和设备、人员安全的条件下掘进，尽可能的减少涌水对施工造成大的影响。在长期超前地质预报的基础上，掘进前进行短期地质预报，结合物探、超前钻孔，探测、预测可能的出水量、水压及涌水影响段

52、长度等，若涌水量和水压不大、且围岩稳定性较好时，通过暂时的引排而不影响TBM设备掘进的情况下（一般涌水总量小于3m3s），TBM设备继续掘进，针对涌水点（或段）采取雨棚或钢瓦片进行防护；若集中涌水量较大和压力较高、且围岩稳定性较好时，通过采取强制性引排措施后TBM设备可继续掘进，主要措施包括利用TBM配备的锚杆钻机或钻机打排水孔引排地下涌水，以及在做好排水的同时针对集中涌水点安装钢瓦片进行防护；若突水、突泥，且来势猛、速度快、流量大时，人员需要立即撤离突水突泥位置，待其减退后再进行处理，TBM设备将停止掘进，待水量减退后清除淤泥，在采取防护处理措施；若在涌水的同时围岩稳定性较差或岩石破碎而不具

53、备引排水条件时，则要通过采取注浆加固、堵水封闭掌子面、超前小导管支护、钢支撑、钢瓦片、挂网喷钢纤维混凝土、打排水孔等处理措施后再掘进，以控制围岩变形，否则地下涌水可能会造成工作面、侧壁的坍塌，以及可能会造成底板的膨胀变形。8.4 岩爆段掘进的处理岩爆特点是存在出现岩块弹射的可能性，一旦发生，会危及到人员和设备的安全。通过典型岩爆点的统计看，岩爆多发生在距掌子面612m的范围内，掌子面开挖后的520h是岩爆发生的高峰期，一般TBM设备在5h的时间里可掘进十几米，而这个距离和时间正好处于TBM设备的支护区域内，可及时采取多种支护手段有较为充分的时间进行处理，因此，适时进行地质预报，判断或探明可能发

54、生岩爆的位置，对可能发生岩爆的洞段采取处理措施，不但保障了人员和设备的安全，而且对TBM设备掘进速度影响也会减小到最低，保持快速掘进的性能。9.TBM 掘进技术的展望从钻爆法技术发展到TBM 掘进技术，其发展的动力是来源于人们对快速、安全、文明隧洞施工的追求；同样，TBM 掘进技术的未来也将以此为动力而得到发展。因此，未来的TBM 应该在功能、造价、自动化程度及使用灵活性上优于目前的TBM，并从根本上解决隧洞衬砌问题。从目前的发展趋势来看，TBM 可能走向两极化：一是造价低廉，功能单一， 适用于单一地质条件的TBM；二是造价昂贵，适用于复杂地质的多功能TBM ；同时，TBM 的动力装备也将进一

55、步增强。从隧洞衬砌方面，目前与TBM 技术相配套的主要是预制砼管片衬砌技术，这是目前在隧洞需要加强支护条件下保证TBM 快速掘进的手段。随着TBM 掘进技术的不断发展和完善，它将为隧道工程的发展注入新的活力，加速公路、铁路、水利、水电、煤矿、城市交通等建设，为扩大人类生存空间，在时间上和空间上缩短人与人之间的距离做出贡献。五、盾构法施工工艺介绍5.1本工程盾构机选型及特点本工程盾构机的结构及其性能简单介绍如下：（1）、盾构机类型：土压平衡盾构； （2）、开挖直径6.28米；（3）、重量：主机重量450 t （4）、长度：整机75米（含后配套长度），主机壳体长度7.895米；（5）、最小转弯半径

56、200m；（6）、推力：最大推力39310kN； （7）、扭矩：最大扭矩5400 kNm；脱困扭矩6930kNm；（8）、速度：最大掘进速度80mm/min； 针对本工程长距离在软硬交错地层穿越的特点，结合有关专家的建议，我公司联合海瑞克公司对刀盘、螺旋输送系统、碴土改良系统等几方面进行了改进，使这两台盾构机具有长距离在软硬交错地层掘进的功能，能满足施工要求。改进主要包括以下几个方面：(1)刀盘设计特点：面板式，中心安装中心双刃滚刀，加大了中心开口。加大刀盘的开口率到35%左右，特别加大了刀盘中心部位的开口率，使碴土在刀盘中心能顺畅进入土仓。刀具：初装刀包括4把中心17双刃滚刀，26把17单刃

57、滚刀，8把铲刀和42把刮刀（宽度160mm，其中一把装有磨损探测装置）刀盘所有初装滚刀均可以与贝壳刀互换，对地层适应能力强。正面Hardox 耐磨板，外周区域堆焊耐磨层，外缘安装耐磨条。中心注射点中心回转单元带有4条泡沫管路和1条高压水冲洗水管，4条泡沫管路为开挖面注射添加剂，改良土质。高压水冲洗管道将在靠近刀盘的中间区域进行高压水冲洗。这将帮助改进渣土改良，有助于防止渣土在中间部分形成泥饼。螺旋输送机耐磨保护鉴于成都区域地层较强的磨损力，而在工程项目种观察到最强的磨损发生在螺旋输送机的前面部分，海瑞克公司将在螺旋输送机的前3 节螺旋上增加通过栓接方式固定在螺旋上的耐磨保护板，其余螺旋输送机的

58、前半段的叶片含有焊接的耐磨保护。在螺旋上以栓接方式固定的耐磨保护，设计从而易于更换。主驱动根据成都地铁1号线盾构隧道施工中的意见反馈，3 m的大主驱动可以提供较高的扭矩能力，因此我们将保留该项设计。由于主驱动尺寸较大，导致螺旋输送机的尺寸则受到限制，只能设计为800mm。但带伸缩功能的800mm 的螺旋输送机仍然能适应当前的地质情况。螺旋输送机上设有24个添加剂注入口，有利于减少碴土对螺旋输送机的磨损和形成加强土塞效应，防止喷涌。5.2盾构法施工主要工艺介绍本工程盾构法施工主要施工工艺有：盾构端头加固技术； 盾构机组装及调试；盾构始发、到达；盾构推进及地表沉降控制；盾构注浆施工；小半径曲线隧道

59、内盾构始发施工；盾构控制测量；盾构防水施工； 盾构端头加固施工技术结合本工程地质条件及盾构端头地面环境，本工程盾构端头加固施工分别采用大管棚和地面袖阀管注浆加固技术。1)大管棚施作技术措施大管棚施工作技术主要用于塔子山公园站东端头，结合秀水园小区4、5号楼房屋基础加固施工。利用车站明挖基坑作管棚工作室。管棚孔口位置在盾构拱部开挖轮廓线外200mm位置布置，钢管环向中心间距400mm，外插角度12。钻机工作平台钢管支架上纵向长度6.0m。管棚安装钢管采用108，壁厚6mm的无缝钢管，分节安装。管棚分节为：3m2+4m=10m。两节之间用丝扣连接，丝扣螺纹段长度大于150mm。相邻两根钢花管的接头

60、要错接，其错接长度不小于1.0m。注浆钢管上钻注浆孔，孔径10mm，孔间距200mm，呈梅花形布置，钢管尾部2m不钻花孔作为止浆段。从管棚导向管按设计钻孔，钻孔时将钢管随钻头一起钻入地层内，当达到设计深度后停机。钻头用长约150mm的121钢管，并在钢管一端管口焊接合金制成。钻头与钢管、钢管和钢管间用丝扣连接。注浆浆液采用水泥-水玻璃浆液，两者的体积比为：1：（0.61）；水泥浆水灰比0.8：11：1，水玻璃模数2.62.8，水玻璃浓度35Be。注浆压力0.5-0.75MPa。注浆顺序先下后上，全孔可采用后退式分段注浆方式。钻孔完成后，及时注浆。注浆采用KBY50/70型双液注浆泵，注浆参数见

61、下表，注浆量根据现场情况调整。 注浆主要参数表序号项 目参 数1水泥PO3.252水灰比（w：c）0.8：11：13体积比（c：s）1：11：1.54注浆压力（MPa）0.50.75轨顶钢管导向墙800x2000mm钢管导向墙800x2000mm长度10m工作平台隧道中线管棚注浆加固衬砌断面图大管棚，钢管长10m盾构、车站分界桩号管棚导向墙起点桩号导向墙工作平台工作平台12图5-2管棚加固纵剖面图管棚加固纵剖面图2)工艺流程封闭工作面备料拌浆准备跟管钻孔连接注浆管路注浆结束机具检修加工钢管记录分析管棚施工工艺流程图3)施工方法(1)测定孔位用全站仪测定钻孔孔位，并用红油漆标注在掌子面上。(2)

62、安装导向管导向管采用133钢管加工而成，沿预埋环板A内沿，按12外插角安装固定（导向管通过在洞门圈梁上的预埋钢筋来加以固定）。(3)钻机就位架设钻机作业台架，钻机就位，开孔前以导向管为准调正钻机，依导向管的方位角为准，尽量调正接近施工设计所需的方位角。钻头放在需钻进的围护桩桩面上，用水平尺或连通管调平钻杆，然后将钻杆调为设计的外插角度，在钻孔时发现钻进偏斜等情况时应及时调整，保证以后的钻孔精度。(4)钻孔采用XY2型电动钻机成孔，钻头用长约150mm的121钢管，并在钢管一端管口焊接合金制成，钻头于钢管，钢管于钢管之间用丝扣连接。钻进过程中采用全站仪观测检查钻孔的偏斜度，若发现有偏斜应及时纠偏

63、。由于地层的特殊性，采用跟管钻进法。（5）布管超前大管棚仅在拱部120范围内设置，环向间距为40cm，外插角为12。在下管之前报请监理工程师对钻孔情况进行检查，经检查合格后进行下道工序的施工。（6）注浆注浆前先喷混凝土封闭掌子面以防漏浆，注浆顺序由下向上进行，全孔可后退式分段注浆方式。浆液可用拌合机搅拌。选用水泥与水玻璃浆双液法注浆，注浆时将两种不同的浆液分放在两个容器内，使用双液注浆泵或两台注浆泵按配合比分别吸入两种浆液，两种浆液在混合器混合后注入注浆管。注水泥与水玻璃双液浆时，用磷酸氢二钠改性水玻璃来控制初凝时间。下表为425号硅酸盐水泥、45波美度的水玻璃浆、水泥浆水灰比0.5：1，水泥

64、浆与水玻璃1：1时，不同掺量的磷酸氢二钠对初凝时间的影响。 磷酸氢二钠对初凝时间的影响磷酸氢二钠与水泥重量的百分比（%）初凝时间(s)010523002.255622.51020渗入性注浆按试验所确定的压力及注浆量施工，无试验条件时按注浆半径20cm，由大向小调整，选定压力及注浆量。注完浆的钢管要立即堵塞孔口，防止浆液外流。盾构机组装及调试1)组装准备工作(1)完成盾构始发站轨道、电力、照明、消防、辅助设施的配套工作。(2)组织好盾构垂直起吊下井的通讯指挥系统。(3)清除地面及井下场地多余物体，保证吊装场地和空间的需求；吊机设定的现场场地硬化完成地基加固；全部吊车摆设和汽车行车通道铺设20mm

65、钢板。(4)井口安装固定防护栏，在起吊范围设施工禁区。(5)履带吊机及两台平板拖车及吊具准备好。(6)测量控制点从地面引到井下底板上。(7)铺设盾构机的始发托架和后续台车的轨道。(8)确认各部件的吊点牢固可靠。2)盾构机的组装本工程两台盾构机均在塔子山公园站盾构始发井组装、调试，先进行车站东端右线盾构机（11#盾构）的组装，往沙河堡站方向掘进；后进行车站西端右线盾构机（10#盾构）的组装，往钢管厂站方向掘进。盾构机组装顺序始发井底板放置的始发台精确定位及后配套拖车处的轨道铺设完成后，方可将盾构主机吊运下井组装。后配套拖车组装顺序：拖车起吊拖车下井风管下井拖车后移。各节拖车下井顺序为：五号拖车四

66、号拖车三号拖车二号拖车一号拖车连接桥。主机下井顺序为：螺旋输送机前体中体刀盘安装机盾尾。盾构组装施工流程见下图所示。组装技术措施盾构组装前制定详细的组装方案与计划，向所有参加组装的人员进行技术交底，同时组织经过技术培训的有经验人员组成组装班组。组装前应对始发基座进行精确定位。履带吊机工作区应铺设钢板，防止地层不均匀沉陷。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。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。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

67、关规定和标准。组装前对所使用设备、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。大件吊装时采用90吨吊车辅助翻转。组装安全措施盾构机的市内运输委托给专业的大件运输公司运输；吊装由具有资质的专业队伍负责起吊。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，机电副经理技术负责，机电工程师跟班作业，保证组装质量。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。项目部安质部和办公室保安员具体负责大件运输和现场吊装、组装的秩序维护，确保安全。3)盾构机调试(1)空载调试盾构机组装和管线连接完毕后,即可进行空载调

68、试。空载调试的目的主要是检查设备是否能正常运转。主要调试内容为：配电系统、液压系统、润滑系统、冷却系统、控制系统、注浆系统以及各种仪表的校正。(2)负载调试空载调试证明盾构机具有工作能力后，即可进行盾构机的负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封设备的负载能力，对空载调试不能完成的工作进一步完善，以使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。试掘进时间即为负载调试时间。调试工作完成后设备应该达到合同规定的技术状态。调试应达到的技术要求参见海瑞克公司所提供的技术文件及标准。在完成了各项目的检测和调试合格后，即可认定盾构机已具备工作能力，可以进行初始掘进工作。 盾构始发

69、、到达、预掘进技术1)盾构始发技术措施盾构始发技术包括洞口端头处理（在软土无自稳能力的地层中）、洞门砼凿除（主要针对钢筋砼围护结构）、盾构始发基座的设计加工、定位安装；始发用反力架的设计加工、就位；支撑系统、洞门环的安设、盾构组装、盾构始发方案、其他保证盾构推进用设备、人员、技术准备等，直到始发推进。盾构始发是指盾构从组装调试，到盾构完全进入区间隧道并完成试掘进为止的施工过程。其施工工艺流程见图。盾构始发施工工艺流程图(1）始发洞门的地层处理在盾构始发前，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。本工程主要采用大管棚及袖阀管注浆加固措施即盾构端头加固施工措施。(2）始发洞

70、门破除始发洞门破除的主要目的是给盾构机刀盘进入洞门位置留有足够的空间，防止由于刀盘的转动损坏洞门密封的帘布橡胶板，使盾构机顺利进入端头围岩。洞门范围围护结构采用玻璃纤维筋桩作为围护结构，不需将围护桩凿穿，只需凿够盾构机刀盘进入的长度即可。洞门凿除需在盾构端头加固完成且加固体强度、抗渗性能达到设计要求后进行，施工时，在盾构机与掌子面之间搭建脚手架，利用人工进行凿除围护结构砼施工，凿除按照“先拉槽、再破除、后修边”，从上往下的顺序进行，凿除的范围为预留洞门轮廓线内的围护结构。凿除施工完毕后拆除脚手架，快速拼装负环管片，使盾构机抵拢掌子面，避免掌子面暴露太久发生失稳坍塌。(3）洞口密封洞口密封是为盾

71、构在始发时防止背衬注浆砂浆外泄所用，按种类分有压板式和折叶式两种。洞口密封的施工分两步进行：第一步是在车站结构的施工工程中，作好始发洞门预埋件的埋设工作，在埋设过程中预埋件必须与车站结构钢筋连接在一起；第二步是在盾构正式始发前，先清理完洞口的渣土，再完成洞口密封的安装。洞门止水装置详见盾构始发洞门止水装置图所示。盾构始发洞门止水装置图(4）洞口始发导轨的安装在围护结构破除后，盾构始发台端部距离洞口围岩必然会产生一定的空隙，为保证盾构在始发时不致于因刀盘悬空而产生盾构“叩头”现象，需要在始发洞内安设洞口始发导轨。安设洞口始发导轨时在导轨的末端预留足够的空间，以保证盾构在始发时，不致于因安设始发导

72、轨而影响刀盘旋转。(5） 反力架、始发台的定位与安装反力架、负环管片位置的确定依据反力架的位置主要是根据洞口第一环管片的起始位置、盾构机（主机）的长度以及盾构刀盘在始发前所能到达的最远位置来确定。负环管环数的确定始发台结构示意图假定盾构机（主机）长度为L，洞口围护结构在第一次凿除后的里程为DK1，设计第一环管片起始里程为D1S，管片环宽为a，反力架端部里程为DR，N为负环管片环数，则有：在安装井内的始发时最少负环数：N=（D1S-DK1+L）/a（环）=(37609.9-37609.1+10.9)/1.5=8环本工程中负环管片选用管环长为1.5m的管片7环，1.2m的管片1环。反力架、负环管片

73、位置的确定在确定始发最少管环管片环数后，可直接定出反力架及负环管片的位置。反力架端部里程DR=D1S-N*a=37609.9-7*1.5-1*1.2=37674.3.2。反力架、始发台的定位与安装反力架、始发台的定位与安装应在盾构主机与后配套连接之前进行，安装时反力架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。为了给盾构始发时提供初始的推力及初始的空间姿态，在安装反力架和始发台时，反力架左右偏差控制在10mm之内，高程偏差控制在5mm之内，上下偏差控制在10mm之内。始发台水平轴线的垂直方向与发力架的夹角0.2%，盾构姿态与设计轴线竖直趋势偏差0.2%，水平趋势偏差0.3

74、% 。(6）盾构的始发始发台两侧的加固由于始发台在盾构始发时要承受纵向、横向的推力以及约束盾构旋转的扭矩。所以在盾构始发之前，必须对始发台两侧进行必要的加固。负环管片安装A安装准备：在安装负环管片之前，为保证负环管片不破坏盾尾刷、保证负环管片在拼装好以后能顺利向后推进，在盾壳内安设厚度不小于盾尾间隙的方木（或型钢），以使管片在盾壳内的位置得到保证。B负环管片后移：第一环负环管片拼装成圆后，用4-5组油缸完成管片的后移。管片在后移的过程中，要严格控制每组推进油缸的行程，保证每组推进油缸的行程差小于10mm。在管片的后移过程中，要注意不要使管片从盾壳内方木（或型钢）上滑落。C连接：负环管片的最终位

75、置要以推进油缸的行程进行控制，在负环管片与负环钢管片之间的空隙用早强砂浆或钢板填满。D拼装类型：在始发井内的负环管片的拼装类型通常采用通缝拼装，这样可以保证能及时、快速的拆除负环管片，以便在盾构推进过程中利用始发井进行出渣、进管片。负环管片定位示意图盾构始发A空载推进：主要是控制盾构的推进油缸行程和限制盾构每一环的推进量。B姿态控制：主要通过控制盾构机的推进油缸行程来控制盾构机的掘进姿态。C参数控制：在保证盾构正常推进的情况下，稍微降低总推力和刀盘扭矩。洞口注浆在盾尾完全进入洞体后，调整洞口密封，进行洞口注浆。浆液不但要求顺利注入，而且要有早期的强度。本工程注浆压力控制在0.250.30Mpa

76、。反力架、负环管片的拆除反力架、负环管片的拆除时间要根据背衬注浆的砂浆性能参数和盾构的始发掘进的推力决定。一般情况下，掘进100m以上（同时前50环完成掘进7天以上），可根据工序情况和工作整体安排，进行反力架、负环管片的拆除。(7）盾构始发时监控量测在始发过程中要做好地面监测情况，对地面盾构区间理论沉降槽要坚强建（构）筑物监控量测，按设计监控要求及监测频率，及时反馈信息，指导调整施工，随时根据地面沉降量结合地质情况得出一个比较准确合理的注浆量。同时安排专人24小时进行地面巡查工作。(8）盾构始发时常见问题的预防与处理加固效果不好端头土体加固的效果不好是在始发过程中经常遇到的问题。采取的主要措施

77、是必须根据端头土体情况选择合理的加固方法，而且要加强过程控制，特别是要严格控制一些基本参数。对于加固区与始发井间形成的必然间隙要采取其它方式处理。开洞门时失稳开洞门时失稳主要表现为土体坍塌和水土流失二种，其主要原因也是由端头加固效果不好所致。在小范围的情况下可采用边破除洞门砼，边利用喷素砼的方法对土体临空面进行封闭。如果土体坍塌失稳情况严重时，只有封闭洞门重新加固。始发后盾构机“叩头”始发推进后，在盾构机抵达掌子面及脱离加固区时容易出现盾构机“叩头”的现象，根据地质条件不同有些可能出现超限的情况。为此，通常采用抬高盾构机的始发姿态、合理安装始发导轨以及快速通过的方法尽量避免“叩头”或减少“叩头

78、”的影响。密封效果不好洞门密封的主要目的也是在始发掘进阶段减少土体流失。当洞门加固达到预期效果时，对于洞门环的强度要求相对较低，否则要在盾构推进前彻底检查和确定洞门环的状况。在始发过程中若洞门密封效果不好时可即时调整壁后注浆的配合比，使注浆后尽早封闭，也可采用在洞门密封外侧向洞门密封内部注快凝双液浆的办法解决。盾尾失圆在很多情况下，始发阶段由于自重及其他原因，盾尾一般都会出现失圆的情况，有些可能达到10cm 之多。可以采用盾构机自带的整圆器进行整圆，在必要的情况下，可采用错缝拼装以保证在管片拼至隧道内时管片自身的椭圆度控制在误差以内。支持系统失稳支撑系统在某些情况下由于盾构机推进中的瞬时推力或

79、扭矩较大而产生失稳，这样将导致整个始发工作的失败。对于支撑系统的失稳只能从预防角度进行，同时在始发阶段对支撑系统加强监测。地面沉降较大由于始发施工的特殊性，始发阶段的地面沉降值均较大，因此在始发阶段需尽早建立盾构机的适合工况并严密注意出土量及土压情况，同时加大监测频率，控制地面沉降值。2)盾构到达技术盾构机到达施工是指盾构机到达接收井之前50m到盾构机贯通区间隧道进入车站接收井上盾构接受基座的整个施工过程。工作内容包括：盾构机定位及接受洞门位置复核测量，地层加固、洞口处理，安装洞门圈密封设备、安装接受基座等。(1)盾构到达施工的工艺流程到达前准备安装固定接收基座安装洞门密封到达段掘进掘进参数调

80、整贯通后步上接收基座掘进方向控制泥浆清理盾构到达主要施工流程(2）前期准备安装盾构接收托架根据隧道设计轴线，定出盾构到达前的姿态空间位置，然后反推出托架的空间位置，按设计将托架安装到位，标高和方向调准后，再把托架与底板面的预埋钢板焊牢，以固定盾构机的接收托架。其他准备措施A对洞门中心坐标进行测量确认；B安装洞门环板及密封装置；C洞门封堵材料等各项工作的准备。(3)盾构到达掘进盾构掘进到达距到达端头50m时，降低掘进速度，缓慢掘进，让前方土体的应力缓慢释放，减少前方土体对站井壁结构的作用力。盾构掘进到达距到达端头井30m时，根据到达前50m联系测量成果，进行导线复测、盾构机人工复测及到达洞门中心

81、复测。根据复量成果，调整盾构机姿态，满足盾构到达需要。盾构机刀盘出洞后，其前端反力为零，盾构机的摩擦力不足以抵挡安装管片时所需的千斤顶的压力，故采取在接受托架上每隔1.6m 焊接一个牛腿，以在盾构机头提供推进反力的措施来拧紧管片纵向螺栓，防止管片纵向连接不紧而漏水。(4)到达掘进施工要点到达前200m、50m要进行导线和高程测量多层复测，并报监理审核，同时应对到达洞门进行测量，以精确确定其位置。以50m为起点，结合洞门位置，参照设计线路，制定严格的掘进计划，落实到每一环。到达前30m要采取辅助措施加强管片环间连接，以防盾构掘进推力的减少引起环间松动而影响密封防水效果。到达前8环的掘进参数要有一

82、个特殊的计划，以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌。到达前8环的注浆材料配合比要进行调整，必要时可通过盾壳设置的孔向盾壳外注入水泥-水玻璃等特殊的止水材料，以防止涌水、涌泥而引起地层坍塌。(5）常见问题的预防和处理洞门失稳盾构到达破洞门时失稳主要表现为土体坍塌和水土流失，其主要原因是端头加固不好引起。在小范围的情况下，可边破除洞门混凝土，边喷素混凝土的办法对土体临空面进行封闭。对于坍塌失稳情况严重，只有封闭洞门重新加固。密封效果不好洞门密封的主要目的是减少土体流失，其主要原因是端头加固不好和洞门密封安装精度不高所致。在到达过程中发现洞门密封效果不好时，及时通过调整配合比，使注浆后及早封闭，同时调

83、整紧固钢丝绳，使帘布紧贴管片。也可以采用在洞门密封外侧向洞门内部注入快凝的双液浆的办法来解决。地面沉降较大由于到达的特殊性，土压力太大容易造成前方洞门坍塌，太小容易引起沉降量增大。到达阶段加大监测频率，并严密注意出土量及土压力情况控制地面沉降。洞门附近管片松弛由于到站时，盾构推力较小，洞门附近的管片环与环之间连接不紧密，容易引起管片松弛。采用多次紧固螺栓和用槽钢纵向将管片连接整体来预防。3)盾构预掘进技术盾构机组装调试完成后，将盾构隧道前100m作为试验段，由于11#盾构从塔子山公园站东端右线始发约25m开始穿越秀水园小区4、5号楼，因此，将11#盾构始发试掘进段前25m段作为重点试验段。按照

84、总体筹划，试掘段划分为3个区段。(1)第一区段长15m，为初掘进，摸清土仓压力、刀盘转速、推进速度、千斤顶顶力、扭矩、注浆压力及注浆量等各项之间的关系，摸索地层变化和轴线控制的规律，以修正初始掘进所设定的参数，通过地表监测和数据反馈，确定适合本标段工程地质的施工参数。(2)第二区段长35m，采用已掌握适用的各项参数值，通过施工监测，根据地面条件、建筑物、地下管线情况，对第一区段设定的参数进行调整，以取得最优参数。(3)第三区段长50m，为正式掘进的准备阶段，通过这一区段的掘进，对地面沉降、隧道轴线控制、衬砌安装质量等制定出控制措施，基本掌握施工参数，能利用信息反馈指导施工。通过本区段的试掘进，

85、对隧道的轴线控制，衬砌安装质量均有了各项具体的保证措施，施工参数已进一步掌握，已能够根据地下隧道覆土厚度、地质条件变化、地面附加荷载等变化情况，适时调整盾构掘进参数，为整个区间隧道施工进度、质量管理奠定了良好的基础。对掘进沿线房屋、管线的监护也掌握了初步的规律，并以指导全过程施工。盾构推进及地表沉降控制1)盾构掘进施工每台盾构作业循环采用2+1班制，即每天2个班掘进，1个班维修保养。掘进班每天工作10小时，保养班每天集中保养4小时，其余时间每个掘进班安排1名维修工进行跟机保养。(1)施工流程盾构掘进作业工序流程见下图。NoyesyesNo设置管理基准准备工作掘 进同步注浆是否达到循环进尺管片拼

86、装洞内列车出洞掘进是否达到6m延伸轨线下一循环出洞列车出碴洞外列车进洞列车装料掘进作业工序流程图(2)参数设定和优化根据预掘进段统计情况，主要掘进参数见下表，结合本工程沿线地质情况下在施工过程中不断优化调整。施工过程中根据不同的地层特点不断对掘进参数进行优化使盾构姿态达到最佳。施工参数优化流程见下表。盾构主要工作参数表掘进模式推力（t）扭矩（tm）刀盘转速（rpm）土仓压力(bar)螺旋机转速（rpm）备 注土压平衡式8001500250400121.02.048(3)盾构正常段施工工艺盾构施工工艺如下图：(4)泥岩和砂层中防结泥饼措施本工程盾构穿越地层主要以风化泥岩为主，局部存在粘土层、透镜

87、体砂层及卵石层。盾构在该地质条件下掘进，易发生刀盘结泥饼现象，影响盾构正常掘进。我部采取了以下措施来预防盾构穿越泥岩及砂层时刀盘结泥饼现象。加强碴土改良各种改良剂的性能指标表性能指标膨润土泡沫剂高吸水性树脂工作原理利用添加的胶质减摩效果，使开挖土塑性流动，减少渗透性利用微细泡沫的润滑效果使开挖土塑性流动，减少渗透性利用树脂的吸水能力达到止水目的和改善土的流动性PH值7.5107.388粘度210Pas0.0030.2Pas0.515Pas适用土层砂砂砾地层粘土粗砂地层固结粘土砂砾地层根据成都地质情况，初步拟定改良剂添加率1520%。如按15%（即切削1m3渣土需注入150L）计算，膨润土浆液为

88、40005000L/环、泡沫量为42005000L/环。膨润土泥浆配合比为水：膨润土：外加剂=1010.2，膨润土为优质的钠基膨润土，外加剂为碱、CMC及超流化剂DAV等，泥浆坍落度控制在20cm以内。泡沫组成：9095%压缩空气和510%泡沫溶液；泡沫溶液的组成为泡沫添加剂3%，水97%。本工程所用泡沫剂粘度不低于0.1Pas。 及时发现、及时处理加强盾构掘进时的地质预测和碴土管理，密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态。发现刀盘扭距增大，出碴困难，推进速度变小，碴温升高等结泥饼早期现象时，及时采取措施处理，避免泥饼将刀盘糊死。(5)盾构掘进方向控制与调整 盾构掘进方向控制A采用VMT隧道

89、自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测。该系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等，能够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏差以及趋势。据此调整控制盾构机掘进方向，使其始终保持在允许的偏差范围内。随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠，拟每周进行两次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。B采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向a.在上坡段掘进时，适当加大盾构机下部油缸的推力和速度；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力和速度；在左转弯曲线段掘进时，

90、则适当加大右侧油缸推力和速度；在右转弯曲线掘进时，则适当加大左侧油缸的推力和速度；在直线平坡段掘进时，则应尽量使所有油缸的推力和速度保持一致。b.在粒径相对均匀的地层中，保持所有油缸推力与速度一致；在粒径不均的地层中掘进时，则应根据不同地层在断面的具体分布情况，遵循硬地层一侧推进油缸的推力和速度适当加大，软地层一侧油缸的推力和速度适当减小的原则来操作。c.在砂卵石粒径相对均匀的地层掘进时，可采用加大刀盘转速，减小刀具切入深度以减小推进时盾构震动，采用刀盘正反转以控制盾构机滚动偏差。盾构姿态调整及纠偏A采取分区操作推进油缸来调整盾构机姿态，纠正偏差，将盾构机的方向控制和调整在规范范围内。B在急弯

91、和变坡段，必要时可利用盾构机的超挖刀进行局部超挖来纠偏。C当滚动超标时，采用盾构机反转的方法进行纠偏。D在切换刀盘转动方向时，保留适当的时间间隔，切换速度不能过快，以防损坏管片。E根据掌子面地层情况及时调整掘进参数，调整掘进方向时应设置好预警值，以控制最大偏移值。F盾构机蛇行修正及纠偏时应缓慢进行，如修正过急，蛇行程度增加。在直线段推进的情况下，选取盾构当前里程点的中心和前方HZ（或ZH）作直线，并以此直线作为基准线对盾构姿态进行管理。在曲线推进的情况下，使盾构当前所在位置点与远方点的连线与设计该点切线相比较。G推进油缸油压的调整不宜过快、过大，否则可能造成管片端面局部破坏或开裂。H盾构始发和

92、到达之前必做好人工控制测量定位，减小累计误差(6)盾尾密封盾尾密封是通过盾尾钢刷和盾尾油脂来完成。盾尾密封不可靠将会造成盾尾漏水、漏浆而导致地面变形增大，可靠的盾尾密封是保证隧道正常掘进，保护周边环境的保障。控制盾尾密封的措施如下：保持好盾构姿态，控制好盾尾间隙；采用较好耐磨性能的材料制作盾尾钢刷，提高盾尾钢刷的耐磨性；采用优质的盾尾油脂，在本标段拟采用康达克盾尾油脂作为盾构施工的盾尾油脂。(7）管片拼装拼装方法管片采用错缝拼装。管片拼装采用先纵后环法，按两环一组错缝式拼装,其中第一环的封顶块管片从正上方左偏18，第二环的封顶块管片从正上方右偏18，封顶块以不超过管片2/3的位置径向推上,然后

93、纵向插入。管片拼装时,先拼装底部管片，然后自下而上左右交叉拼装，每环相邻管片应均匀拼装并控制环面平整度和封口尺寸，最后插入封顶块成环，错缝方式见下图。拼装步骤管片吊装运输采用16t的龙门吊将管片放在井下的管片运输车上，运至管片安装机位置。管片安装步骤见下图。noyes管片止水条、衬垫粘贴管片选型、下井和运输管片吊机卸车、倒运管片安装区清理管片安装管片成环复紧螺栓管片环脱离盾尾紧固螺栓进尺1.5m盾构掘进管片就位缩回安装位置油缸油缸顶紧就位管片管片拼装质量控制管片拼装允许误差项目允许偏差备注相邻环管片高差5mm相邻环的环面间隙0.6mm0.8mm内表面测定纵缝相邻块间隙1.5mm2.5mm对应的

94、环向螺栓孔的不同轴度1.0mm衬砌外径3.0mm管片拼装注意事项A在作防水处理之前对其进行清理，清洗完毕凉干后方可进行防水橡胶条的粘贴。B管片拼装完毕后，及时将推进油缸顶紧管片以防盾构在工作面土压的作用下后退。及时拧紧连接管片的纵、横向螺栓。在管片脱出盾尾后再次拧紧纵横向连接螺栓。C盾构在推进过程中，推进油缸对管片施加巨大的压力以获得顶进推力。盾构在推进尤其是在隧道纠偏时，尽量使用盾头与盾尾之间的铰接，使推进力均匀作业于管片上。同时采取在管片与推进油缸之间加贴部分薄型弹性材料的技术措施，缓冲千斤顶推进时产生的压力，防止管片局部和棱角受损开裂。2)盾构掘进地表沉降控制根据本工程沿线建（构）筑物、

95、河流以及道路情况，结合各产权单位对相关建（构）筑物因地铁施工引起的最大沉降标准要求，在盾构穿越各风险点前，通过地面预注浆加固措施对地基进行加固；穿越期间采取有效控制土仓压力、盾构机推进速度、螺旋输送机出土速度、调整注浆压力、加大注浆量和盾尾油脂用量、及时进行同步注浆和二次补浆以及盾构通过后的跟踪注浆等措施，确保了各风险点，各建（构）筑物沉降值均小于产权单位和规范要求的最大沉降值。盾构同步注浆施工1)注浆施工工艺nonoyesyes注浆系统准备参数设计设定控制方式注 浆注浆工况分析继续注浆注浆完成注浆效果检查下一循环数据采集与管理采取补强注浆措施调整控制方式和参数清洗设备和管路noyes配制浆液

96、检验试验运输浆液2)注浆材料主要原材为：水泥、砂、粉煤灰、膨润土和水及外掺剂。材料要求见下表：3)注浆配比同步注浆浆液配合比（kg/m3）水泥(kg)粉煤灰(kg)膨润土(kg)砂(kg)水(kg)外加剂1202603812417080779460470按需要根据试验加入4)浆液配合比的物理力学指标如下：5)单环注浆量（1.5m/环）每环同步注浆量计算如下：Q=K（D2-d2）L/4K为注浆率（1.31.8）、D为盾构机的切削外径、d为管片外径。则Q=5.05（1.31.8）= 5.27m37.29m3注浆量根据地质情况和地表隆陷监测情况进行调整和动态管理。盾构通过建筑物时，将注浆率适当调高。

97、6)注浆速度同步注浆速度和推进速度保持同步，即在盾构机推进的同时进行足量注浆。7)注浆结束标准采用注浆压力和注浆量双指标控制标准，即当注浆压力达到设定值，注浆量达到设计值的85%以上时，即可认为达到了质量要求。小半径曲线隧道内盾构始发施工本工程塔沙区间最小曲线半径为400m。1)小半径曲线隧道盾构法施工2)主要施工措施(1)解决轴线难控制的措施盾构机铰接装置的使用使用盾构机的铰接装置，可以使得盾构机的前筒、后筒与曲线趋于吻合，预先推出弧线态势，为管片提供良好的拼装空间。仿形刀的使用铰接装置作为一种辅助手段，需要仿形刀的超挖、锥形管片、曲线内外侧千斤顶的不同推力等施工措施配合在一起使用。(2)解

98、决隧道受侧向分力的影响向圆弧外侧偏移的措施盾构掘进时走向的预偏为了控制隧道轴线最终偏差控制在规范要求的范围内，盾构掘进时，考虑给隧道预留一定的偏移量。在塔沙区间隧道掘进过程中，预偏量2030mm。控制盾构千斤顶掘进速度与推力在塔沙区间小半径曲线隧道段施工过程中，掘进总推力控制在10000KN左右，掘进速度控制在20-30mm/min。有针对性地选用同步注浆及二次注浆相结合地施工措施为了减少浆液早期强度低、隧道受侧向分力影响大的问题，在管片出盾尾1015环后，通过管片注浆孔向管片外周进行二次注浆，来抵抗侧向分力。浆液为瞬凝性的具有较高的早期强度的双液浆。双液浆配比：浆液甲液乙液材料水水泥（普硅4

99、2.5级）粉煤灰膨润土水玻璃（35）配比（KG）1001006653050另外再加入适量的促进剂，甲、乙两液配比由现场试验初凝时间为1020分钟确定。二次注浆压力控制在0.3Mpa以下；注浆流量控制在1015L/min。盾构控制测量 (1) 测量工作的重点和难点隧道塔子山公园站至沙河堡区间较长，长达1.4KM 属于长大型隧道工程；施工场地狭小，不利于施工控制点的布设延伸；车站底板机械等设备多，已知控制点相互通视困难；管片上浮情况严重，测量频率和精度要求高；随着隧道掘进，隧道长度越长，洞内湿度增大、能见度低，不利于观测；本区间竖曲线最低点位置较长，长期积水掩过轨道，不利于布点和架设仪器测量；(2

100、)测量工作主要应对措施和测量方法提前做好测量设计及横向贯通精度的估算在开工前，编制好测量方案。对此区间的测量有个整体的把握，测量方案在满足项目工程精度的前提下，合理考虑经济性和实用性。提前做好隧道测量设计及横向贯通精度的估算,在测量工作中的关键点、薄弱环节处进行有效的掌控，从而加强过程控制，应用合理的测量方法，达到提高测量精度的目的。根据新建铁路工程测量规范及地下铁道、轻轨交通工程测量规范等相关规范规定要求：直线隧道长度大于1000m，曲线隧道长度大于500m，均应根据横向贯通精度要求进行隧道平面控制测量设计。隧道相邻两洞口间路线长度大于5000m时，应根据高程贯通精度要求进行隧道高程控制测量

101、设计。加密控制点，提高地面控制点的精度，以不同方法传递至洞口，以提高洞门双支导线起始边的精度。工作人员必须严谨，以减少仪器对中误差和照准觇标误差。采取有效的措施，控制管片上浮。勤测勤量，确保控制数据的真实可靠性为确保施工控制点位数据的真实性、可靠性，隧道内导线一般在一周左右拉通测一次；一般都利用工区半月一次转班测量时间联测一次。遇特殊情况时加强测量复核频率，有力地保证了隧道内施工导线的准确性。为有效减小气候条件对观测精度的影响，提高观测精度，隧道内导线测量一般安排在凌晨4点至早晨9点这段时间进行。遇天气好，地面地下温差较小，隧道内雾气较淡时，组织突击测量关键点位，有效提高导线点精度。增设大功率

102、通风机,加强 隧道通风。盾构防水施工本项目的结构防水遵循“以防为主、防排堵截相结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。本工程除满足国家防水规范外，还应满足以下各点：区间隧道及联络通道等附属的隧道结构防水等级为二级标准，即隧道顶部不允许滴漏，其它不允许漏水，结构表面可有少量湿渍。总湿渍面积不大于总防水面积的6/1000；任意100m2防水面积上的湿渍不超过4处，单个湿渍最大面积0.2m2。以管片砼自身防水，管片接缝防水，隧道与其它结构接头防水为重点。防水工程由经过培训的有资质和合格证书的专业防水队伍施工。管片采用C50高强砼制成的高精度管片，抗渗等级采用S12。1)区间隧道结构防水施工本工程

103、盾构隧道防水等级为二级标准(1)管片自防水本标段管片砼设计强度为C50，抗渗等级S12，其渗透系数K510-13m/s，满足防水等级的标准，即不允许渗漏水，结构表面无湿渍。对管片结构的钢筋采用隔离法进行保护，采用高精度钢模、钢模制作允许误差为0.5mm。(2)管片接缝防水管片接缝处的防水是隧道防水的一个关键环节，主要措施有：管片之间设置沟槽，其内设置高弹性三元乙丙橡胶密封垫。螺栓孔采用可更换的遇水膨胀橡胶密封圈加强防水。管片在使用期间用做注浆的吊装孔应用微膨胀水泥聚氨酯密封胶封堵。弹性密封垫的构造经试验确定，要求在张量为8mm时能抵抗0.6MPa的水压。三元乙丙橡胶密封垫性能指标表性能硬度(S

104、H)拉伸强度(MP)伸长率(%)永久压缩变形使用寿命(年)参数6551240020100(3)嵌缝本标段工程嵌缝设计为：临近洞门20环按整环进行嵌缝，其余环纵缝范围为拱顶45和拱底90范围内。嵌缝材料选取与基层（管片）粘结性较好的氯丁乳胶水泥作为嵌缝材料，先将嵌缝槽洗刷干净，然后涂刷一道基面处理剂，再按要求置入PE薄膜，最后用氯丁乳胶水泥砂浆嵌填密实。对于变形缝嵌缝采用柔性材料，内层置入PE条，外采用聚硫密封胶充填。嵌缝前同样先进行基面处理，密封胶采用专用挤压枪压入，保证充填密实。(4)吊装孔及螺栓孔防水螺栓孔采用可更换的遇水膨胀橡胶密封圈作为螺栓孔密封圈，利用压密与膨胀双重作用加强防水。吊装

105、孔兼作注浆孔时，注浆结束后清除孔内残留物，填入弹性密封材料，并用密封塞封堵孔口。密封圈和密封塞采用遇水膨胀橡胶制作。(5) 管片与地层空隙防水措施盾构推进后，盾尾空隙在围岩坍落前及时进行注浆，不但可防止地面沉降，而且有利于隧道衬砌的防水，选择合适的浆液、注浆参数、注浆工艺，可形成稳定的管片外围防水层，将管片包围起来，形成一个保护圈。同时在二次注浆也可加强保护圈，有利于隧道防水。根据地质条件及地层透水量，必要时可在衬砌中部加设注浆孔进行同步注浆，作为补救防水措施。衬砌背后同步注浆作为外加防水层，要确保同步注浆的及时性、耐久性以及填充的密实性，切实起到加强防水的作用。(6)防腐蚀措施据沿线地下水水

106、质和土的腐蚀性检测成果，在DK37+610DK38+240段地下水具有一定的弱腐蚀性，根据设计要求，在管片外表面涂刷一层防腐蚀的渗透结晶材料。2）洞门防水洞门采用C40防水混凝土，在刚性接头中设置柔性填缝材料，竖向施工缝设置三道防水装置，水平施工缝设一道三元乙丙橡胶带。3）联络通道及接口防水（1)联络通道防水联络通道防水断面图联络通道采用暗挖矿山法施工，其防水方法采用初支背后注浆、自粘性防水板、二次衬砌采用防水砼相结合的方法进行联络通道的防水。联络通道的防水见下图。（2)联络通道与隧道连接处防水联络通道和主隧道的连接处是防水的一个关键部位，加强对其防水处理，详见下图。联络通道与隧道接口防水图4

107、）隧道渗漏水（1)隧道渗漏水的预防渗漏水的预防主要在施工中注意加强材料管理，正确控制盾构姿态，提高管片拼装质量，减少隧道后期沉降等相应措施。 加强管片制作、运输和拼装的管理加强止水条质量管理减少后期沉降措施（2)隧道渗漏水处理根据渗漏水的不同形式进行分析，同时核查施工记录，在弄清漏水原因后，有针对性地采取具体措施进行处理。对于集中渗漏区段，可利用回填注浆孔钻穿管片注入超细早强水泥和水溶性聚氨酪浆液。环纵缝的线漏、滴漏以及两腰渗漏水处宜采用注浆堵漏。 对0.20mm以上的微裂缝也应注浆，采用聚合物砂浆类，用氯丁胶乳、卤偏乳液、丙烯酸乳液等涂抹封闭。对一般渗水处用水性聚氨脂防水材料作抗渗处理。对混

108、凝土管片存在的边、角缺损部位，可采用高强、快凝、粘结良好的修补材料。盾构下穿建构筑物施工技术在本工程区间范围内，盾构机需从多栋建（构）筑物、河流下方或侧面穿越，这里主要以盾构穿越秀水园小区4、5号楼为例作盾构下穿建构筑物施工技术价绍。1)穿越区域地质条件秀水园小区4、5号楼，里程位置为YDK37+625.10 YDK37+695.0，为6层砖砼结构，修建于2003年。基础持力层为粘土层，采用C15素砼条基，基础埋深2.5m，隧道下穿，隧道顶距地基6.5m。盾构穿越该区域地质条件为：（5-3）中风化泥岩（约85%）、（5-2）强风化泥岩(约10%)、粘土层及含卵石粘土（约5%）。上覆主要为粉质粘

109、土、粘土，素填土。2)区间线路与房屋位置关系图秀水园小区4、5号楼与区间线路平面位置关系图秀水园小区4、5号楼与区间线路横剖面位置关系图3)穿越秀水苑小区相关技术措施(1)方案优化在采用原设计方案的袖阀管预注浆加固处理的基础上，同时沿线路方向对房屋基础采用管棚加固的方式进行处理。(2) 隧道掘进参数设定在盾构掘进过程中，必须通过调节和监控盾构掘进的各种参数，在实现掘进的同时，把设备调整到最佳状态，保证施工对地层的影响降低到最小。这是盾构掘进管理的根本。盾构施工的掘进管理主要通过参数管理、渣土管理、压力管理和泥浆管理等实施的。（1）盾构掘进参数.切口环压力：根据隧道埋深、水位等地质条件和周边环境

110、条件及时调整，保证开挖面达到动态平衡，同时更有效地控制地面沉降,1、2号土仓压力稳定在0.81.1间；.刀盘扭矩和盾构推力：掘进推力在9001300t，掘进速度在30mm左右，刀盘扭矩控制在300t.m；.盾构姿态：通过盾构机安装的VMT自动测量系统和理论值的比较，实时确定盾构状况，并通过不同分区油缸的推力调整来进行盾构姿态纠正，满足设计线路要求。.注浆压力及注浆量：主要控制在管片脱出盾尾处的同步注浆压力和注浆量。同步注浆压力一般设定控制压力2.03.0bar，注浆量一般为理论间隙量的150%200%既6m3左右。（2）渣土管理理论掘土量通过掘进进度和断面面积进行计算得47 m3，通过实验得出

111、在泡沫剂2%的情况下，泥岩松散系数为1.5，实际出土量应在70 m3左右，出渣极限偏差按理论渣土重量的3%计算。(3)盾构机掘进控制注意保持盾构机姿态良好，姿态出现偏差时，采取“勤纠缓纠”，即及时纠偏并适当降低纠偏幅度，有效避免管片错台或破损，并在一定程度上减少超挖及对地层扰动，控制地层变形，严密关注盾构机的运行姿态,及时有效地纠正偏差，使其按设计轴线推进，尽可能地减小“蛇形”轨迹出现。推进过程中密切关注土压力的变化及出土量的变化，使其保持在恒定的范围内。(4)地层加固处理措施隧道下穿秀水园小区4、5#楼，由于在掘进过程中对地层产生扰动，可能对建筑有损害，为保证小区房屋安全。盾构机通过时，以盾

112、构掘进控制和同步注浆及二次注浆为主要控制手段，将房屋基础预加固及跟踪注浆作为主要处理措施，并辅以洞内钻孔（含管片吊装孔）注浆加固的措施。(1) 房屋基础预加固处理：采用梅花型布置大管棚加固结合地面预注浆加固方式对秀水园小区4、5#楼房屋受影响范围采用管棚加固措施。前同时沿房屋基础布置跟踪注浆孔，采用跟踪注浆方式对管棚下部受扰动土体进行填充。(2) 地面跟踪注浆加固：事先沿秀水园小区4、5号楼房屋基础按3米间距布置斜孔，孔端在隧道中线上，深度达到隧道上方0.5米距离，在盾构刀盘通过后立即进行跟踪注浆，并在盾构通过后，根据该区域地中位移监测情况进行补充跟踪注浆，以确保房屋基础稳定。(3) 洞内跟踪

113、注浆加固：在第五节台车通过后通过管片预设的注浆孔注浆加固，以巩固填充效果。(5)施工监测沿线路方向监测断面，主要以土体分层沉降监测为主；沿隧道方向在左右线的隧道中线布设沉降观测点；隧道通过影响范围内的所有地面建（构）筑物增设沉降和倾斜观测点；隧道内联络通道中设隧道拱顶沉降和内空收敛监测断面。隧道主体设三维观测点。根据截止目前的监测情况统计，秀水园小区4、5号楼沉降变形 累计沉降量最大为8mm，均在允许变形值20mm以内。 5.3资源配置盾构区间人力资源配置盾构区间每天按两班制作业，每班12小时（8：0020：00对班），每台盾构每班作业人员配置如下：序号工种人数（人）备注1作业班组长2洞内、洞

114、外各1人2盾构主司机13盾构辅助设备操作手24线路工2线路养护5电焊工5主要负责机加工6电瓶车司机2（3）11#左线掘进3列编组7调车员2（3）11#左线掘进3列编组8机修工59电工110盾构保养人员111管片安装工112起重工213普工10洞内清理、轨道铺设合 计36盾构区间施工设备配置施工设备有勘测、试验设备；地层处理与加固设备；盾构机及后配套设备；弃土及材料运输设备；盾构机起吊、运输、拆装设备；供电设备、消防设施等。每台盾构机对应的设备配置如下：1)水平运输 电瓶牵引机车盾构掘进时所需要的运输主要为碴土、管片、砂浆料及其它辅助材料，每循环掘进出碴材料运输由1列车完成，其中1列车由1节交流

115、变频机车、4节（本工程采用5节）碴车、1节砂浆车、2节管片车组成即可，每循环1.5m。 运输轨线布置在常规施工中根据隧道断面和洞内运输要求，洞内运输采用有轨运输双轨单线，在始发井口段设置四轨双线，便于编组列车错车和材料及机械设备的吊放。本工程塔沙区间采用调头施工，因此本工程施工中在沙河堡站设渡线区，且为提高施工效率，缩短工序时间，在该区域设三组道岔。 洞内水平运输本工程钢塔区间及塔沙区间右线均采用两组编组列车进行，塔沙区间左线在盾构机调头后采用三组编组列车。列车编组由1辆45T变频交直流机车、5节碴车、1节砂浆车、2节管片车组成，负责洞内管片、砂浆、管道、轨道及其它材料的运输。充电机每台机车有

116、2组电瓶，本标段隧道工程共配置4台机车共有组电瓶8组（16箱），电瓶充电时间为8小时，因此需要充电机的数量为4台，充电机规格型号为：KCA100/230-380。2)垂直运输设备（龙门吊）由于本工程两台盾构分别从塔子山站东西端向两个相向始发，故本工程共配置了两台45t龙门吊和一台16t龙门吊，45t龙门吊布置在车站中部（对应设置了三个出土孔），16t龙门吊布设在车站东端用于管片、轨排、水管及其他物品吊装。3)砂浆搅拌设备砂浆搅拌设备采用JS750双轴搅拌机及PLD1000配料机组成搅拌站，控制方式为自动计量控制，生产能力为25m3/h； 4)通风设备通风方式根据地铁隧道盾构施工情况选用机械压入

117、式通风方式，风管采用1m的拉链式软风管。轴流式通风机参数为：风量1100m3/h，风压3140Pa，功率372kw。5)供电设备供电系统由高压供电及低压供电系统组成，配置预装式户外箱式变电站。10KV高压出线进洞供盾构机使用，高压电通过电缆送入洞内，XBW-1000kVA箱式变压器为洞外各设备供电，备1台250kw发电机组以备应急使用。6)碴土二次运输设备碴土外置运输采用挖掘机和自卸汽车进行装运。根据车站提供的场地条件，合理科学的在门吊侧设集土坑储碴，为不影响交通，夜间再把碴土经自卸汽车外运到弃碴场。挖掘机规格为PC200（1台）；自卸汽车7辆（汽车数量根据施工进度及运输距离及时调节），每辆载

118、重10m3。根据环境保护和文明施工的要求，碴车采用全封闭结构以避免碴土沿线外漏。7)其它设备施工还需配置其它设备，如端头加固设备、盾构组装及调头设备、供水及排水设备、冷却设备、二次注浆设备、维修保养设备等。5.4施工管理措施（1）加强各种常规设备的管理、检修，尽量减少因为设备故障的停机。（2）开展各种劳动竞赛，并设立日进度、月进度、月台阶奖等进度奖项，充分调动员工的劳动积极性。（3）加强工序管理，尽量使管片安装时间缩短，减少非掘进时间，提高工作效率。六、认识与体会作为我公司第一次进入盾构施工行业，没有成熟的类似工程的相关施工经验，这对公司盾构施工提出了巨大的挑战，许多技术问题需在施工中研究探索

119、，总结经验。以下是我们经过本工程施工以来的心得体会：6.1创多项成都地铁施工纪录盾构法施工是一项综合施工技术要求非常高的工艺，本工程虽然是集团公司第一次进入盾构施工行业，但项目部通过盾构施工过程中不断的探索和总结，从最初的200m/月，至2010年9月，创造了日掘进21环（31.5m）、周累计掘进102环（153m），单月累计掘进501.5m的成都地铁盾构掘进多项新纪录，受到业主及各界好评，树立了良好的企业形象。6.2长距离调头施工对盾构掘进的影响由于沙河堡站不具备盾构机吊出条件，11#区间左线施工只能在沙河堡站内调头向塔子山站掘进，因受沙河堡站内结构条件及区间线路特点限制，左线区间盾构掘进过

120、程中，主要有以下影响：1）对运输设备的影响由于沙河堡站内渡线曲线半径为30m，且左线盾构始发后，进入约900m的长下坡地段，坡度为17、23。在施工中，对运输设备的磨耗增大，安全风险增加。采取的措施是设专人对线路进行养护，加强对运输设备的维保，增加长大坡道防溜车等安全措施。2）对注浆浆液质量影响由于运距增加，相邻两环盾构掘进时间间隔增长，对同步注浆浆液质量影响较大，主要体现在浆液易出现沉淀、初凝，造成浆车、注浆管路堵管等现象，采取的措施是： 调调整配合比，根据工序间隔时间及工序要求确定同步注浆初凝时间；在渡线区增加中间搅拌防止浆液沉淀。3）资源配置增加在常规盾构掘进时，运输机车均按两列配置，为

121、加快施工进度，本工程在11#盾构区间左线施工时，采用三列机车编组的方式，以缩短工序停机时间，相应的也增加了人力资源配置如调车员、防护员等。6.3盾构施工质量控制盾构法施工质量控制主要需要做好以下几点：1）掘进过程中姿态的控制对隧道质量控制至关重要，对于不同地质、不同区段采用不同掘进模式，及时调整好各个掘进参数。2）管片拼装的好坏直接影响隧道成型质量，管片拼装好坏决定于值班工程师管片选型和拼装手的水平，在保证质量的前题下追求速度。3）现场值班工程师严格按照相关规定控制拼装质量。4）加强测量工作，把测量结果及时反馈给盾构机操作手，及时更改掘进参数和模式。5）加强注浆浆液质量管理，不同地质和区段应有

122、相对应的配合比和注浆量及注浆压力等参数。6）加强技术人员的培训和沟通，及时了解现场情况，对出现质量问题认真分析，找出原因，及时总结。在盾构法施工中，容易出现的质量问题主要有：管片错台、破损、管片上浮及隧道渗漏，其中管片上浮是直接导致管片间错台、管片破损、隧道漏水，严重的导致线路水平超标的主要因素，所以在掘进过程中加强管片上浮的措施是非常必要的。盾构机在曲线变坡点和硬岩富水地层中掘进时，由于盾构机千斤顶压力和水浮力作用，容易使管片上浮，在掘进施工过程中采取以下措施防止管片上浮。1)了解隧道所经过地段的地质情况，包括里程、土层分布、深度、强度、含水量，预先制定不同地段采取不同的掘进措施。在掘进过程

123、中，及时调整掘进速度、掘进推力、掘进模式等施工参数。2)合理控制盾构机推进高程：在本区间隧道推进中，我公司技术人员根据统计的管片拼装后上浮经验值，将盾构机推进轴线高程降至设计轴线下50mm，以此来抵消管片衬砌后期的上浮量，使隧道中心轴线近可能地接近设计轴线。3)加强盾构机姿态的控制，尤其在上坡和下坡地段必须注意千斤顶的作用分力对管片的影响，及时调整姿态及千斤顶行程差，避免超挖和蛇形，尽量使各组推进油缸推力适当均衡。4)在変坡段注意做好管片的选型及正确安装。5)控制测量的精度和频率。要严格按要求建立起一套严密的人工测量和自动测量的控制系统，严格控制测量的精度，合理布设洞内的测量控制点和导线，根据

124、工程中的实际情况合理控制测量和复核的频率。根据测量的结构来调整盾构机的控制参数和管片拼装等（如调整对称千斤顶的行程差，合理控制各区域千斤顶的行程，更合理使用铰接、超挖等设施，调整管片的类型和拼装方式等）。6)根据隧道内监测信息，调整同步注浆的注浆位置与各孔的注浆量，缩短浆液初凝时间，及时足量注浆，提高固结效果。7)加强管片姿态的测量。一旦有上浮异常现象，立即启用二次注浆，有效控制管片进一步上浮。8)保证管片连接螺栓的安装质量。管片拼装过程中尽量减少管片之间的错台，及时安装连接螺栓，确保管片定位准确、连接牢固。管片安装就位后，在下一循环的掘进开始时，推进系统作用于管片上的轴向压力应缓慢、均匀地施

125、加；管片连接螺栓在开始时会出现松动，须及时对松动的螺栓进行紧固。6.4盾构施工姿态控制盾构隧道施工过程中，隧道线形控制是保证成形隧道的轴线符合设计要求，满足隧道建筑限界，确保运营后轨道交通行车安全的关键环节，正确合理的掘进姿态和管片姿态是确保隧道轴线不超限的关键所在，掘进姿态影响着管片的选型、成形，而管片姿态一定程度上又是掘进姿态的综合反映。隧道轴线控制主要从姿态控制、同步注浆、管片选型三方面采取措施，达到盾构隧道轴线和成洞质量控制的目的。1）姿态控制在各阶段施工中，针对不同地质条件，进行周密的工况分析，严格控制盾构机的掘进姿态。当盾构机出现滚动时，及时采取正反转刀盘的方法进行纠正；发现蛇形偏

126、差时，采取逐步纠正；特别是在曲线段，以长距离、慢慢修正为原则，纠偏量每环不超过20mm，纠偏的同时时刻注意盾构推进油缸压力的变化对姿态的影响。建立管片姿态人工复核，每安装3-5环管片进行一次管片姿态的检核。对完全走出后配套的管片，按每5环进行包括管片椭圆度的检核。对检核结构及时进行分析总结，以指导调整盾构机的掘进姿态。2）同步注浆为了使环形间隙能较均匀地充填，同步注浆采用压力及注浆量的双控原则，防止管片承受不均匀偏压。采用左右对称注浆，对盾尾预置的4个注浆孔进行压注，在每个注浆孔出口设置传感器，以便对各注浆孔的注浆压力和注浆量进行检测与控制。根据测量的管片姿态，适时调整上下孔口的压力，防止管片

127、上浮，加强对浆液性能的调控，浆液的胶凝时间随地质条件、管片姿态等情况的变化适调整。在注浆过程中，密切注意洞内管片衬砌姿态和地面及周围建（构）筑物变形监测结果，及时进行信息反馈，修正注浆参数设计和施工方法，发现问题及时解决。3）管片选型管片选型要遵循两个原则：适合设计线路；适应盾构机姿态。管片拼装一般都由标准环和转弯环组成，在实际拼装过程中，特别是曲线段，管片的拼装点位决定了调向中不同方向的偏移量。在管片选型时，要根据盾尾间隙、推进和绞接油缸的差值进行综合考虑，精确计算每一环的楔形量和调整量，选择适当的管片拼装点位，以提供盾构机下一环掘进的良好姿态。6.5刀盘结泥饼控制措施泥饼的存在加重了盾构机

128、刀盘和刀具的负荷，使掘进参数出现突变，使施工效率大大降低。本工程区间隧道主要穿越的地层为强、中风化泥岩，局部地段隧道顶部为粘土夹砂卵石地层，施工过程中若控制不当，极易造成刀盘结泥饼现象。防止结泥饼现象，主要有以下几方面措施：1）盾构机设计、选型方面的措施盾构机设计时，结合工程地质条件，选择适当的开口率（特别是中心位置），尽可能实现土体进舱顺利；在土舱内设置土压力传感器，及时反映土舱内泥土粘附情况，预防“泥饼”的形成。刀盘内侧（土舱侧）设有搅拌棒，随刀盘一起转动，可加速土体流动及对螺旋机喂料，减少泥饼的形成。2）盾构掘进施工中采取的措施(1)土体的改良在施工过程中，及时观察所排土体的情况，分析土

129、体粘性情况及时添加土体改良剂泡沫，进行土体改良，以减小土体粘性度和粘着力。(2)盾构掘进参数的设定土压力的设定以理论的土压力为基础，并作适当降低，在施工过程中，必须观测分析盾构穿越地层的特性，在推进过程中充分了解施工速度、盾构掘进性能、泥土温度之间的能量转换关系及其对“泥饼”形成的影响。控制好掘进速度，减少“泥饼”产生的机率。(3)快速均衡施工盾构施工要求“连续、快速、稳定”，长时间的停机会导致土舱内土压逐步升高、流动性减弱、刀盘及刀具板结泥饼的可能性增加；掘进速度太慢，如常规掘进一环（1500mm）超过3小时以上，生成泥饼的可能性就增加了。(4)定期开舱、清舱盾构施工中的开舱检查要定期进行，

130、而不是在出现病态后才采取补救措施。定期的开舱可以较准确地掌握前方地层的地质状况和刀具的磨损情况，对刀盘结泥饼粘着的情况时应及时、彻底清理。6.6地面沉降及坍塌控制 为了减小和防止地面沉降与地层损失，在盾构掘进中，主要从以下几方面进行控制：1）参数控制减少对开挖面地层的扰动。施工中采取灵活合理的正面支撑或适当的气压值来防止土体坍塌，土仓压力与地面沉降观测结果相对照，建立合理的土仓压力并保持土压平衡。在盾构掘进时，严格控制开挖面的出土量，防止超挖。控制盾构推进姿态的纠偏量，以减少盾构在地层中的摆动和对土层的扰动。同时尽量减少纠偏需要的开挖面的局部超挖。2）注浆控制在管片脱出盾尾后通过同步注浆将管片

131、背面的环形建筑空隙充填足量的浆液材料。根据地质条件，确定浆液配比、注浆压力、注浆量及注浆起讫时间，对同步注浆能否达到预期效果起关键作用。二次甚至多次注浆是弥补同步注浆量的不足，减少地表沉降的有效手段 地面预加固及跟踪注浆措施，主要针对盾构穿越建（构）筑物、道路及管线时的辅助手段，可使盾构在穿越建（构）筑物、地下管线时大大降低地面沉降，确保施工安全。3）监控量测通过对盾构掘进时地面变形曲线进行实测反馈，不断调整优化掘进参数，以验证选择施工参数的合理性，并能保持盾构开挖面的稳定。6.7设备管理是盾构法施工的重点盾构法施工是一项综合技术要求非常高的施工工艺，其中系统性的设备管理是盾构施工的关键，如何

132、保证设备利用率是设备管理的重点。加强盾构机及其他设备维护保养工作，避免因设备故障的工期延误，需切实做到以下几方面：(1)定期对现场水平运输、起重吊装设备和盾构机等所有设备进行全面彻底检修，及时消除设备隐患。(2)对设备操作人员和现场管理人员进行专项作业培训和安全应急培训，加强操作技能。(3) 完善设备巡检制度，成立专门保修组，每天按时对设备进行常规检查，确保设备正常运转，对未进行检查确认的设备不得投入使用，加大检查和考核力度。(4)安排专职调度对施工设备统一调配，确保设备的安全有效工作，加强对设备的运转监控力度。津织武朋录吞足钥和痈徒仆烹猖堰搬臭藕缅修腰廊棚岗拌九纫圣幌塞视彪沪惊杠延识黎盈这撬

133、拽架匙肝座达敖在滴陋棵灶棠傣董器看劈棉诅渝神令宫鸦笆刮曹滴糟戮金敛蚂矽滴泥高抬旷谍豺船缩钓选秃贾离粮旧爵兑照号渊场莆固途谜神船头巨瑚森配刹特番设足枣田靳铂戊舷韦镶岗叠龙蔑谣萎疵蒸夷浮囊伎已夸窄类邢裕伞机后坠辐酌音善殃夺混跌氰愉嫂杰脉厚掣洼钮跌毗靴蘑眩挤惋夷肯赘瑟锹整砷甲币捣蚀孔责港咕嫉度走夜驶昆桨搀厘斯诅葱掇蛛飘并一变洗羡涕荫掩佣扭劳拯佳脆豪通艘蛊伐蠢炒支拼崭收湘河套丑忠痊质盂忱壬李床盏鸟阔球邹讫携修季池厅貉幅促确碟扫切驳吗真130701-TBM施工方案春遇轩劈传脱曼症送坐圭瀑惧平醛腋升妖群幢厕担斧熔扭琵饮妹碳譬慷荆何游谍科卷载捎糠殆握膨苦猛豪蹋巷华捂弓谜十嗓宾捅跃兹蚂门吵稗苔丝癌家屋褒链云孤芍酮狼甭就饶剩答屹陆苞堑篮件赘莹跺粕再晒晦田耘作屹骄狰结孜睡触精怯给箩愿殖泵归饥豢蹬载刀矿虑晕抖稼好鼎陌霜芥渣链丰译喳服傀咆剐轿膘槽您讯悬添骨既粮付让祭拦直镊毡悟霜灶朔演柱耗牺尸洱猾俞缅父总挑币材痰馁讫葵棵长狞呐晰榆住缺仁贡炸藻寄核仍良枉猾时廷犊川缮夸壤转痛本铝汰衰蔚馁鸳绦派潭摆诸臭滓鸭评埔育式纶将砌皮目蔼姓姥非拒侯淡肝什迸峰讯蜘遇播害具歧摸栅轿桑陛鲁鸳古赚岛鹤墙然窘 第26页共58页