盾构整体始发施工作业指导书

-1-盾构整体始发施工作业指导书一、编制目的（1）确保盾构机始发和试掘进期间洞口土体稳定，使盾构机安全、平稳、迅速地由渡线隧道或盾构始发井进入隧道，防止洞门处土体坍塌、洞门漏水。（2）指导现场始发期间的工作进行，通过试掘进期间的掘进施工，摸索出适合于本标段地层掘进的盾构掘进最佳参数。二、编制依据（1）国家现行规范及技术规程、标准。（2）盾构机图纸，盾构机使用维护技术文件。（3）鹿丹村车站、盾构始发井及渡线隧道的相关图纸。（4）深圳市地铁9号线9104-2标施工组织设计。（5）深圳市地铁9号线9104-2标相关专项方案。三、适用范围本作业指导书适用于深圳市地铁9号线9104-2标段盾构整体始发施工作业。四、工程概述深圳地铁9号线9104-2标段盾构工程共有两站两区间，分别是鹿丹村站、人民南站、鹿丹村站～人民南站区间以及人民南站～向西村站区间，车站均为地下三层岛式结构，鹿人区间、人向区间均采用盾构施工。鹿丹村～人民南区间，左线长734.452m，右线长677.869m。人民南～向西村站区间，左线长819.212m，右线长821.541m。鹿丹村左右线之间有区间矿山法渡线隧道在该矿山法区段内设盾构始发井一座，兼做区间矿山法段的施工竖井，矿山法区段左线长58.35m，右线长120.185m。左线盾构始发采用常规手段进行始发，即在盾构始发井内安装托架、反力架，盾构机就位以及洞门凿除后（凿除第一层钢筋，第二层采用玻璃纤维筋）直接始发。右线盾构在暗挖隧道内始发（盾构机进入右线暗挖隧道见《盾构机平移方案》），盾构机盾体在始发井内组装后平移至暗挖隧道内后常规始发。-2-五、工艺流程及技术要求5.1盾构机始发前准备工作(整体始发)5.1.1始发流程图5-1盾构机始发流程图5.1.2洞门凿除为保证始发井围护结构的稳定，始发洞门凿除在盾构机组装调试后进行。凿除洞门采用人工风镐的方法，由上往下分块凿除。盾构始发井洞门处地下连续墙采用钢筋+玻璃纤维筋，洞门凿除只需要把第一层钢筋凿除并凿至第二层玻璃纤维筋即可。5.1.3盾构机组装调试（1）场地平面及吊机布置井口端场地在端头加固质量检测合格后，施工50cm厚钢筋混凝土地面，能够满足吊装大件的要求，井下满足后配套全部长度。大件吊装采用150T汽车吊配合250T履带吊机进行作业。（2）始发托架安装及路轨铺设①清理基坑后始发基座依据隧道设计轴线安装定位好。在盾构始发之前，对始发基座两侧用H型钢进行加固。盾构机需要根据设计图轴线坡度确定盾构机托架安装坡度，而且考虑到盾构在始发掘进过程中，由于盾构机自身的重心靠前，始发掘进时容易产生向下的“磕头”现象，故盾构轴线需比设计轴线适当抬高20～30mm。盾构左线在始发竖井内始发，右线盾构在渡线隧道内始发，左右向始发托架平面图如图5-2、5-3所示。-3-图5-2左线始发托架安装位置平面图图5-3右线线托架安装位置平面图托架由型钢加工而成，现场拼装，加工精度要求为±1mm拼装精度要求为±2mm；托架安装精度要求为水平方向±5mm，垂直方向±2mm，在托架施工前应预先由测量组测定盾构始发井底板原始标高，采用钢板垫块进行高度调节。托架前后左右均采用型钢与盾构井主体结构锲紧。始发托架剖面示意图如图5-4所示：图5-4始发托架剖面示意图②依据隧道设计轴线铺设始发轨枕。轨枕间距为1200mm，轨排井内坡度为2‰。注意控制轨距。-4-（3）盾构机及台车等吊装总体流程左右线盾构机始发方式略有区别，右线需要平移62m后在暗挖隧道内始发，左线采用常规始发方式。右线盾构机及台车等吊装流程见图5-5，左线盾构机及台车等吊装流程见图5-6。图5-5右线盾构机及台车等吊装流程图轨道、托架安装定位验收吊机组装就位中体、前体下井连接盾体前移、H梁、拼装机下井螺旋机下井、固定在管片小车上退入隧道下盾尾、盾体后退、吊刀盘、安装螺旋机盾体与托架焊接平移进入暗挖隧道安反力架铺轨、1#台车下井移到鹿丹车站连接桥下井与1#台车相连后连接盾体6#台车下井推入车站5#台车下井与6#台车相连4#台车下井与5#台车相连3#台车下井与4#台车相连2#台车下井与3#台车相连2#台车与1#台车相连地面水电接通、配套设施安装完成组装场地准备-5-图5-6左线盾构机及台车等吊装流程图（4）盾构机调试①空载调试盾构机拼装和连接完毕后，即可进行空载调试，空载调试主要是检查设备是否正常运转。主要调试内容为：液压系统、润滑系统、冷却系统、配电系统、变速系统、管片拼装机以及各种仪表的校正。调试过程必须有业主、监理、设计、施工单位、盾构机生产厂家等各方参与，调试完成各方签字认可后，确认盾构机满足始发要求时，方可进行下一步负载调试。②负载调试轨道、托架、反力架安装定位验收组装场地准备地面水电接通、配套设施安装完成吊机组装就位中体、前体下井连接盾体前移、H梁、拼装机下井螺旋机下井、固定在管片小车上退入车架下盾尾、盾体后退、吊刀盘、安装螺旋机6#台车下井退入车站5#台车下井与6#台车相连4#台车下井与5#台车相连3#台车下井与4#台车相连2#台车下井与3#台车相连1#台车下井与2#台车相连安装反力架、连接盾体与台车-6-通常试掘进时间即为对设备负载调试。负载调试时将采取严格的技术和管理措施保证工程安全、工程质量和线型精度。负载调试待安装好负环片、洞门凿除和洞门密封环板完成后进行。（5）安装反力架在盾构主机与后配套连接之前，进行反力架的安装。盾构始发反力架为拼装式钢架结构。反力架分为左、右立柱，上、下横梁，基准环上、下半部共6部分。左线反力架框平剖面如图5-7所示。图5-7左线反力架框剖面图线盾构因为在渡线隧道内始发，始发反力架需要特殊加工，反力架在满足提供管片水平支撑力的同时外轮廓线不能超出暗挖隧道内衬净空尺寸。右线所使用反力架见图5-8。右线盾构机始发反力架安装前需要在渡线隧道整个断面内预埋一定数量的钢板，靠预埋件提供盾构始发所需反力（反力架预埋件具体见见后面附图：反力架预埋件专册图）。-7-图5-8右线反力架框剖面图（6）其他准备工作①盾构机的联动调试满足要求。②洞门橡胶密封圈安装。图5-8洞门密封示意图③地面砂浆搅拌站调试完毕。④供电系统（含备用电源）给排水系统完成：A、盾构机始发时，经开关柜引出的一条回路作为盾构机用10kv电源提供。B、从地面配电房引出一路作为井下照明及井下抽水用380v电源提供。C、从场内给水总管接出一路DN100管道到循环水池及冷却塔，提供盾构机冷却用-8-水。D、建一个沉淀池作为二级沉淀，用一台7.5KW的水泵把污水抽上地面的沉淀池，从沉淀池再排到市政污水管道。至左线盾构机循环水进水管至右线盾构机循环水进水管至左线盾构机循环水回水管至右线盾构机循环水回水管1#循环水泵2#循环水泵1#冷却塔2#冷却塔1#截止阀2#截止阀3#截止阀4#截止阀5#截止阀图5-9盾构冷却循环水系统示意图⑤始发辅助材料准备完成：始发辅助材料包括▲型木楔、钢丝绳、水玻璃、垫洞门圈型钢和砂袋等。⑥测量控制系统掘进坐标输入在自动导向系统安装调试完成后，将把有关的线路资料（沿线路方向每隔1.5m输入一个轴线点的坐标）输入电脑，作为掘进过程中赖以参照的设计线路位置。5.2盾构始发5.2.1负环管片安装先使用管片拼装机进行负环管片安装，为保证管片环面安装精度，负环管片采用闭口环安装方式。本次始发，采用7环负环加1环零环，共计8环。在盾构机向前推进之前，先使用管片拼装机进行－7环和－6环负环管片安装，为保证管片环面安装精度，负环管片采用闭口安装方式，随后的6环负环管片在盾构机向前推进的过程中拼装。管片环向和纵向螺栓均需连接牢固。负环拼装时-7环负环的定位相当重要，对后面的管片拼装起着基准面的作用。同时为了确保盾构机进洞以后，盾构机和管片姿态一致，需根据隧道轴线走向对－7环进行定位，尽量保证－7环和盾构姿态保持相对平衡。安装-6~-1环管片。盾构机每次推进到行程DL=1800mm时安装一环临时管片。安装负环管片，必须焊接挡块限制盾构机前移才能安装。5.2.2盾构机进入洞门完全清除洞门砼后，确认洞门环板、活动压板和橡胶帘板与盾构机刀盘不冲突，盾构机即可向前推进，尽快使用推进千斤顶使盾构机进入洞门，在盾构机进入洞门的过程-9-中，需延长导向轨道，并注意活动压板和橡胶帘板的安全。5.2.3盾构始发掘进进入端头加固地层（1）端头加固施工情况始发端头加固采用前进式水平注浆进行加固，加固长度9m，宽度为隧道左右外轮廓3m，即12m；加固深度为隧道上轮廓3m，下轮廓1m。保证加固质量满足盾构始发要求。（2）掘进控制盾构机的操作，在可能的条件下，尽量保证盾构机轴线的控制，并以总推力的控制来设定推进速度，一般总推力控制在800t以内，最大不超过1000t，千斤顶的选择以下部为主，刀盘扭矩控制在2000～2500KN•m左右，土仓压力控制在0.7bar左右。所有参数根据现场施工情况进行适当调整，保证盾构在比较合理的参数下进行。（3）洞门漏浆应急预案主要原因是因开挖面的不稳定，人为进行扰动后，可能产生局部塌方，瞬间压力增大，形成对洞门密封处冲击压力，造成洞门漏浆。在这种情况下，采用外部紧急堵漏。堵漏方法如下：如在底部形成窜浆，可用干砂袋外部压实。如果发生在中上部的情况下，松开泄漏处压板，回填松软纤维物（如布条、海棉体之类）后追加压板的角度限位板。压板螺栓重新紧固。5.2.4洞门环板的间隙调整盾构机推进洞门之后，全段压板的螺栓必须全部栓紧，在盾构推进时，会产生微量波动，造成压板纵向移位，形成间隙。因此，必须派人员随时观察，及时调整及紧固。扇形压板与盾壳预留5mm左右的间隙。5.2.5同步注浆当盾尾通过洞门密封后，立即进行回填注浆，以避免洞门间隙处产生水土流失。（1）注浆材料及配比设计①注浆材料：水泥砂浆。②浆液配比及主要物理力学指标：表5-1同步注浆材料配比表水泥(kg)粉煤灰(kg)膨润土(kg)砂(kg)水(kg)外加剂120～260381～24160～50779460～470按需要根据试验加入A、胶凝时间：一般为3～10h，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，进-10-一步缩短胶凝时间；B、固结体强度：一天不小于0.2MPa，28天不小于2.5MPa；C、浆液结石率：95%，即固结收缩率5%；D、浆液稠度：8～12cm；E、浆液稳定性：倾析率(静置沉淀后上浮水体积与总体积之比)小于5%。（2）同步注浆主要技术参数①注浆压力注浆压力略大于该地层位置静止水土压力，同时避免浆液进入土仓。为保证达到对环向空隙的有效充填，同时又能确保管片结构不因注浆产生变形和损坏，根据计算和经验，注浆压力取值为0.2～0.5MPa。下部每孔的压力比上部每孔的压力略大0.5～1.0bar。②注浆量注浆量一般基本上是采用几何学上规定的尾部空隙量的观点，但还要考虑注浆材料与围岩的渗透性、加压导致向围岩内的压入、排水固结、超挖等因素。始发时围岩为中风化泥岩，超挖量和渗透性均很小，根据经验公式计算和盾构区间的施工经验，本次始发注浆量取环形间隙理论体积的130～150%，即5.26～6.06m3。③注浆速度在不同的地层中根据需不同凝结时间的浆液及掘进速度来具体控制注浆时间的长短。做到“掘进、注浆同步，不注浆、不掘进”，通过控制同步注浆压力和注浆量双重标准来确定注浆时间。注浆量和注浆压力达到设定值后才停止注浆，否则仍需补浆。同步注浆速度与掘进速度匹配，按盾构完成一环掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度。④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。注浆效果检查主要采用分析法，即根据压力—注浆量-时间曲线，结合管片、地表及周围建筑物量测结果进行综合评价（3）同步注浆施工工艺①壁后注浆装置安装在第一节台车上。壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆槽、管路、阀件等组成.②当盾构掘进时，注浆泵将储浆槽中的浆液泵出，通过四条独立的输浆管道，通到-11-盾尾壳体内的4根同步注浆管，对管片外表面的环行空隙中进行同步注