盾构隧道掘进技术交底

技术交底书编号：2011年2月22日工程名称上海地铁十三号线二标工程部位名称丰~祁区间盾构工程工程工序名称盾构掘进1编制依据：（1）上海市轨道交通13号线一期工程施工设计图纸。（2）相关规范、标准及文件：A.国家和上海市颁布的有关工程建设的方针、政策、规范、规程；B.《地铁设计规范》（GB50157-2003）；C．《城市轨道交通设计规范》(DGJ08-109-2004)(上海市工程建设设计规范)；D．《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）；E.《市政地下工程施工及验收技术规程》(DGJ08-236-2006)；F.《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）；G.《地铁隧道工程盾构施工技术规范》（DG/TJO8-2041-2008）；E.中华人民共和国国家标准《工程测量规范》（GB50026-2007）。（3）适用于本工程的合同文件及有关的国家及上海市技术规范、规程、标准、法规文件等。（4）《上海地铁十三号线一期工程实施性施工组织设计》。（5）现有的技术水平、管理水平及施工经验。2交底内容：1、本项目地质条件较为复杂，隧道所经过的地层有④层淤泥质粘土、⑤1-1层粘土及第⑤1-2层粉质粘土之中。第④层、第⑤层土均属高含水量、高压缩性、低强度、低渗透性的饱和软粘性土，具有较高的灵敏度和触变特性，在动力作用下极易破坏土体结构，使土体强度骤然降低，变形量增加，因此在盾构掘进过程中应适当控制速率，避免对土体产生过大挠动，减少施工后期沉降，所以全体工程技术人员必须有充分的思想准备，必须认真学习相关的地质资料，做到心中有数，要有充分的地质突变的思想准备。2、本区段建筑物分布较为集中，丰~祁区间主要控制节点，金丰新村1#楼6层框架结构，与隧道平面位置9.3米，穿越段隧道覆土约11米，金丰新村2#~4#与隧道平面距离4.1米，穿越段隧道覆土约13.5米，金丰新村5#~9#与隧道平面最小距离7.4米，穿越段隧道覆土约17米，金丰新村街面房局部位于隧道上方，穿越段隧道覆土约17米，对地面沉降的控制是一项艰巨的任务，盾构机穿过建筑物是本项目的一大难点，见表1-1，表1-2。建（构）筑物名称建（构）筑物概况以随道相对位置关系建筑物允许沉降（mm）控制土体损失地面允许变形（mm）金丰新村1#楼6层框架结构200×200方桩，桩长18m桩顶标高2.4m，桩底标高-15.6m。与隧道平面位置9.3米，穿越段隧道覆土约11米。-101%-21～+5金丰新村2#～4#楼6层框架结构，条形基础，基础底埋深2.0m，底标高1.8m。与隧道平面距离4.1米，穿越段隧道覆土约13.5米。-100.6%-12～+5金丰新村5#～9#楼6层框架结构，条形基础，基础底埋深2.0m，底标高1.8m。与隧道平面最小距离7.4米，穿越段隧道覆土约17米。-101%-15～+5金丰新村街面房2层砖混结构，条形基础。局部位于隧道上方，穿越段隧道覆土约17米。-100.6%-10～+5表1-1项目里程工程量备注丰~祁连山南路盾构区间主体上行线K3+849.603~K4+892.0661042.463m单线延米下行线K3+849.603~K4+892.0661045.405m单线延米附属旁通道K4+361.6621个与泵站合建洞门4个其它永久工程表1-23、丰~祁区间主要管线：（1）金沙江路上主要管线有雨污水/2200/4.5（新郁路~丰庄路），丰庄路~花家浜路为1800/4.6，花家浜路~泾阳路1650/4.2，上水/铸铁/1000/1.6。（2）金沙江路丰庄路口主要管线雨污水/水泥/1350/4.6，上水/铸铁/500/0.8，金沙江路花家浜路口主要管线雨污水/水泥/1200/4.3，因此在施工前应加强对沿管线的调查，施工时应对主要管线进行监测保护，对于直径2000的污水管施工前应有针对性保护措施，并经过专题评审。4、盾构在推进过程中必须根据建筑物实际情况制定相应保护方案，并获得相关部门认可。5、全体工程技术人员必须认真学习施工组织设计、结构设计图纸、盾构机原理及操作手册、维护规程。6、盾构机的始发1)始发托架和反力架必须定位准确，并与车站结构牢固连接，始发托架高度一般比理论计算高度高2~3cm，反力架的位置应根据负环管片的环数、盾构机长度和联络通道的长度来确定，盾构尾部端面离反力架基准环的距离以120~300mm为宜。2)由于盾构机在始发托架上不能转向，在曲线上始发时应将盾构机定位在曲线的割线上，具体方向应根据不同的曲线半径来定，总的原则是使掘进误差最小。3)盾构机必须做好防滚动措施，盾构进入地层之前应及时切掉防滚动钢板。4)刀盘进入地层之前为防止刀盘下沉应从人闸向前仓充填一定量的碎石。5)负环管片螺栓必须拧紧，负环管片外围用钢丝绳箍紧。6)应对端头地面进行沉降监测。7)–7~+5环千斤顶推力宜控制在600吨以内，速度控制在40-60mm/min以内。8)保持土压平衡。丰庄站站始发时地质情况较好，仓体上部土压力可设为0.1~0.4bar。9)做好注浆工作，防止进入洞门后的最初几环管片下沉，必要时采用双液注浆。10)始发时的刀具布置应根据地层情况灵活掌握。丰庄站始发时地质相对较软，在试掘进过程中操作手要根据推进实际情况，取得最佳掘进参数。7、盾构到达1)准确计算出在推进到多少环、千斤顶行程为多少时刀盘穿透洞门。2)凿除车站端头围护结构，保留外侧钢筋，待盾构露头以后再凿除剩余钢筋。3)按洞门实际高程和位置安装接收托架。4)在盾构机达到前50米、前10米均需进行主控导线复检，激光经纬仪复检和盾构机头位置人工测量。破洞前盾构机偏差允许偏差±10mm，俯仰角允许偏差范围±2mm/m。破洞时，盾构机推进速度小于20mm/min，推力小于1000吨并逐渐减少。5)特别注意的是应做好最后7~8环的注浆，管片螺栓必须多次复紧，必要时采用双液注浆，不允许出现管片下沉或质构机下沉导致管片下沉。当刀盘破洞并上了接收托架以后，在托架设置挡块，为管片安装提供足够的千斤顶反力。6)为了防止漏浆，洞门密封圈必须用钢绳拉紧。7)洞门下方必须堆放一定量的沙包作为缓冲层以便保护密装置。8)盾构贯通时必须以实测洞门中心为贯通中心点，刀盘中心位置以人工测量和自动测量的平均值为准。9)刀盘中心高程应严格控制，以高出接收托架5cm左右为宜，接收托架前端应做成斜面以便能使机器顺利上托架。10)设置安全围护和警示标志。11)加强端头地面沉降观测。12)每次贯通必须有专门的贯通方案和交底。8、过联络通道1)联络通道特殊管片均采用标准环混凝土管片，因此应准确计算出哪一环该装特殊管片，在接近联络通道时应调整好盾构机的姿态，确保在联络通道处能装两环标准管片。2)左线特殊管片环的K块应在对应点位置，右线K块也应在对应位置，左线需开口的是B2块，右线需开口的是B1块。3)为了确保特殊管片F块的位置，可能对前面的管片拼装进行调整，如需提前通缝拼装两环管片，始发时通过计算确定第一环负环管片的F块位置以免中间再进行调整。4)特殊管片应做好记号，在管片内侧标出开洞的大概位置，以免混淆。5)本工程特殊管片有两种不同开口位置，应根据设计道床的不同要求开口。9、掘进控制：这里为一般规定，具体参数应遵照每天的指令。1)穿越建筑物下时总推力一般宜控制在800～1000吨以内，其它地层总推力不宜超过1000~1200吨。单组千斤顶油压宜控制在100bar以内，最大不宜超过140bar。2)刀盘扭矩宜控制在3700kN·m(246bar)以内，不宜超过4377kN·m(290bar)。3)刀盘转速1~3转/分钟。4)掘进速度宜控制在6cm/min以内。5)仓体压力，一般情况地层下可以半开胸掘进，即保持下半部有一定土压力，上半部可以空腔或稍有压力；其它地层应保持土压平衡掘进。在不能确认土质的情况下，在掘进结束时应保持土仓内一定的压力。6)螺旋出土器的转速（0~19rpm）、扭矩(max150bar)、出土口大小应与掘进速度、仓体压力相适应，保证出土顺畅。7)泡沫材料中发泡济与水的比例为2~6%，空气与溶液比例为10:1～20:1，泡沫的注入量应视具体情况而定，原则是保证仓体土压力正常，刀盘和螺旋机扭矩正常，仓体温度正常（小于60℃），出土干湿合理，出土顺畅，一般情况下为掘进土方量的20～60%。8)导向系统显示盾构机位置偏差应控制在±20mm以内，倾向（TENDENCY）偏差应在3~4mm/m以内。9)当盾构机偏离理论轴线较大时，纠偏和俯仰角的调整力度一般应控制在5mm/m，不得猛纠猛调。10)曲线段施工时，管片易往曲线外侧发生偏移，因此一般让盾构机向曲线内侧偏移一定量，一般根据曲线半径的不同，取10~30mm，本项目最小曲线半径为800m，可控制在30mm以内，即掘进进入缓和曲线线前，应将盾构机水平位置偏离调整至±0mm，右转弯掘进逐步增加至+20mm，左转弯掘进逐步增加至-20mm，上述数据仅做参考，准确数据应据测量管片实际偏移值进行适当调整。11)盾尾油脂的注入量应控制在每环28~40kg之间，换油脂时应排干空气，避免油脂泵中充有空气而导致空泵。12)在软硬不均的地层中应控制好盾构机姿态，应适当降低推进速度和推进压力，提高转速，保持仓体有合适的土压力。13)注意铰接千斤顶行程的控制，一般控制应在40~80mm（铰接千斤顶的最大行程是140mm），避免最大行程和最小行程的出现，同时注意盾尾间隙的控制，尽可能保持盾尾间隙的均等（盾尾间隙75mm）。14)当盾构机停顿时间较长时，每天应将盾构机推动少许，避免盾尾被砂浆固结。15)操作人员应要据SLS-T导向系统显示的数据不断调整盾构机千斤顶油压以确保正确的掘进姿态，严禁在掘进过程中擅离岗位。16)操作人员和地面监视人员应密切注视盾构机的各种信息和参数，特别是各种警告信息并及时处理机电故障。17)在未得到批准前操作人员不得在没有导向系统的情况下盲目推进。18)导向系统出现故障或异常现象应及时向测量人员报告。19)有关盾构机过桩群、过浅基础建筑物和其它物殊地层时将有更详细的指令工技术交底。10、管片的选型和安装1)管片型号应根据盾尾间隙和千斤顶行程来确定，左、右转弯的管片可以合起来拼成直线。2)各种管片的转向、型号、安装顺序，F块位置都应打印成图过塑后挂于操作室供工程师参考。3)管片在吊入并下井前应检查管片有无缺损，吊装孔是否完好，孔内是否有异物，止水条是否贴粘完好，缓冲垫和泡沫条是否粘贴好。型号是否正确等。4)管片在吊装下井时运输及最终放上管片输送器上应小心轻放，管片放上管片输送器上时应摆正平着放下，避免边缘受损。5)管片在吊装前应保持清洁特别是止水条上不应有泥沙。6)安装第一块管片时应用长的水平尺顺着隧道轴线放在前一环管片上，确保两环管片在同一平面上。7)严格控制管片之间的平整度，最大错台应小于4mm。8)安装B块或L块时应用卷尺量测F块空间大小是否合适，允许误差±5mm。9)安装F块前应在F块和B、L块的相邻边止水条涂润滑剂，以便顺利插入，原则上应使用洗洁精，不得使用油脂。10)不管盾构机姿态如何，管片环应保持与盾尾有均匀的间隙，即上下左右确均为75mm。11)螺栓的安装要在管片螺栓孔对齐后进行，不得用铁锤强迫打入，更不允许打烂手孔。所有螺栓必须用气动扳手上紧到扭矩为300N·m，在千斤顶推进过程中和推进完成后应对最新安装的4环管片进行复紧，其它管片也应该经常检查并复紧。12)管片安装时严禁将所有千斤顶同时松开。13)保圆器应放正，加压时应控制加压速度，不可扩张太快，以免破坏管片。11、注浆1)保证原材料的质量，确保正确的配合比，搅拌要充分，地面砂浆搅拌站出浆口应安装过滤网，避免粗砾石和大块团混入砂浆中，浆浆液性能指标见表11-1。2)注浆量：每环的注浆量约2.7m3～3.6m3。3)注浆压力：取静水压力的1.1~1.2倍，约0.1～0.4Mpa,一般2~3kgf/cm2(bar)，下部孔的压力比上部孔略大（0.5kgf/cm2左右）。4)每环掘进的