地铁盾构法隧道施工技术方案

地铁盾构法隧道施工技术方案

地铁盾构法隧道施工技术方案

工流程图

1-1盾构法隧道施工流程图

图1盾构隧道施工流程图

1・2盾构始发流程图

图2始发流程图

2.盾构机下井

盾构机从盾构工作井吊入，每台盾构机本身自重约200t,分解为5块，最 大块重约60to综合考虑吊机的起吊能力和工作半径，安排1台200t和一台 40t汽车吊机进行吊入任务。盾构机下井拼装顺序见图3。

图3盾构机下井拼装示意图

在吊入盾构机之前，依次完成以下几项工作：

1. 将测量控制点从地面引到井下底板上： 2. 铺设后续台车轨道；

3. 依次吊入后续台车并安放在轨道上；

4. 安装始发推进反力架，盾构管片反力架示意图见图4； 5. 安装盾构机始发托架，盾构始发托架示意图见图5。

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图4盾构管片反力架示意图

3 •盾构机安装调试

3.1盾构机的安装主要工作

1. 盾构机各组成块的连接；

2. 盾构机与后续设备及后续台车之间各种线路、管线和机械结构的连接。 3. 盾构机内管片安装器、螺旋输送器、保园器的安装； 4. 台车顶部皮带机及风道管的连接； 5. 刀盘上各种刀具的安装。 3.2盾构机的检测调试主要内容

1•刀盘转动情况：转速、正反转；

2. 刀盘上刀具：安装牢固性、超挖刀伸缩； 3. 较接千斤顶的工作情况：左、右伸缩；

4. 推进千斤顶的工作情况：伸长和收缩； 5. 管片安装器：转动、平移、伸缩； 6. 保园器：平移、伸缩； 7. 油泵及油压管路；

&润滑系统；

9. 冷却系统； 10. 过滤装置； 11•配电系统；

12.操作控制盘上各项开关装置、各种显示仪表及各种故障显示灯的工作情

况。

盾构机在完成了上述各项目的检测和调试后（具体应遵照盾构机制造厂家 提供的操作手册进行），即可判定该盾构机已具备工作能力。

4 •盾构进洞

1•盾构进洞前50环进行贯通测量，以确定盾构机的实际位置和姿态。此后 的

掘进不允许有大的偏差发生，逐渐按偏差方位调整盾构机姿态和位置，满足 盾构进洞尺寸要求。这一调整应在盾构刀盘进入洞前加固土前完成，以避免盾 构进洞发生意外。

图6盾构进洞示意图

2. 洞圈内混凝土分六块凿薄，洞门中心穿孔释放应力。盾构机距井壁混凝土 5

米之后掘进中逐步降低正面土压力，最后盾构机头部贴紧井壁时，正面土压 力降为

零。为降低盾构正面压力对洞门墙体推力，可适当打开洞门中心释放扎 使洞前土进入井内以降低盾构集中推力。

3. 洞圈内混凝土分块吊除，盾构机继续推进，当盾构刀盘伸出洞口时应立即

封堵上一道弧形止水钢板。盾构机继续推进，最后就位于接收架上。衬砌安装 至洞口后，再安装一道止水钢枫,然后用快干水泥封堵缝隙，并对洞圈内空 隙压注水泥浆充填，防止渗漏和塌方。

5 •盾构掘进 5-1盾构初始掘进

5.1.1盾构初期掘进必须完成的准备工作有

1 •洞门范围内的车站围护结构墙已被凿除; 2 •洞门橡胶密封圈安装到位; 3 •反力架安装到位 4•临时管片准备就绪； 5. 渣土运输准备工作就绪； 6. 盾构已准确定位；

7. 地面监测点已布设完毕并获得初始成果； 8. 盾尾密封刷已涂满密封油脂。

5.2盾构正常推进 5.2.1准备

在完成初始掘进及试验长度段，根据试验反馈参数，将对始发设备进行调 整，为其后的正常掘进准备条件，调整工作包括：

•拆除临时管片、始发托架和反力架； •移动后续台车； •在车站内铺设双线轨道； •其它各种管线的延伸和连接。

5.2.2掘进

盾构掘进由操作司机在控制室内进行，由工地技术人员经计算初设正 面土压力值。土压力值根据隧道埋深、土层性质和地面超载计算。设定值约为 计算值的1.05-1.1倍。开始施工时，在盾构机的正面及盾构体的上下方设置土、 水压传感器监控平衡系统。打开出渣闸门，依次开出渣管道机械，螺旋机和大 刀盘，推进千斤顶，调整好各千斤顶工作油压。此时大刀盘切削土体，盾构前 进。

5.2.3出渣、进料运输

进入正常掘进后，出渣、进料的运输将直接影响着掘进的速度。采用泥水 平衡盾构，出渣及进料都采用管道运输，必须保证管道的畅通及配套设备的正 常运转，同时要保证相关配件的贮备齐全。隧道的掘进中，同步注浆的浆液拌 制泵送均在工作井地面上，浆液的输送采用管道泵送，在掘进的过程中，每前 进40m左右接一次输送管，始终保证注浆工作顺序进行。

5.2.4测量、掘进中的方向控制和纠偏

以业主给定的坐标点，每个区间组成地面坐标和基准点建立控制网， 根据平面控制网点投影到工作井下，尽可能利用盾构工作井或车站度，设较远 二个精度高的控制点，再向隧道内引设导线点。导线点设于隧道中的吊蓝上， 高程控制点传递至隧道内，隧道上部吊蓝每隔30~60m设置一个。根据导线点 来测量盾构机及隧道衬砌与设计轴线相对偏差。

5.2.5注浆

盾构机掘进过程中形成的管片与土体之间的空隙将采用浆液回填，浆液是 通过设在后续台车上的注浆泵，经由盾构机尾部的四个注浆孔注入空隙的，注 浆与掘进保持同步，更好地防止地面沉降并在管片周围形成稳定的防水层和保 护层。

5.2.6防水施工

•管片上的弹性密封垫要粘贴牢固，并且材料的种类和位置符合设计要求, 尤其要注意管片角部的材料粘接要闭合牢固。

•在管片吊运过程中要避免触碰密封垫，发现脱落时要及时粘贴上去，在 管片安装前，要安排一道检査程序。

•盾构机操作要均衡（尤其在转弯处）。避免盾构机方向变化中角度较大 导致管片出现较大的错台，从而影响密封垫搭接和密贴。

•要及时对管片背后的孔隙进行回填注浆，出现接缝渗水时要及时进行二 次注浆。

•在紧固管片螺栓时，要确认止水垫圈的完好性。

6 •管片运输和衬砌拼装施工 6.1管片运输

管片生产厂制作的管片，达到设计强度C50后，再经试拼测试等各项指标 达到设计要求，并经外观检验合格，由平板车运到化工研究所内的施工场地， 在现场经验收合格后，再由龙门吊卸到专门的管片堆放区分环堆放，对现场检 査验收时发现的不符合要求（裂缝、破损、无标志等）的管片将立即退回。为 防止管片堆放时损伤，在硬质地面上设置垫木可专用支架，要求堆放管片不能 超过3块，管片之间必须加垫木。衬砌使用前分别在衬砌上粘贴橡胶止水框、 丁晴软木板，根据纠偏需要再粘贴石棉橡胶板。橡胶止水框为遇水膨胀型橡胶。 管片弧面刷高性能环氧树脂，增加管片防渗漏和防硫。

这些均需经专人检査合格（位置、型号、粘结牢固性等）方可吊下隧道使 用。在雨季应设专门的防雨设施，以确保雨季施工不受影响。

6.2管片拼装

管片通过井上行车（门吊）吊于井下的平板车上，用电瓶车送至盾构机台 车下，利用横梁上电动葫芦吊送至拼装机下。安装时分别回缩对应千斤顶，自 下而上逐块安装衬砌。安装同时穿进连接螺栓，最后一块封顶块安装时先搭接 1/3,再纵向插入，注意均匀分布，尤其转弯和纠偏不能装错一切管片，并注意 角度的正确使用。

安装紧固后，一环管片即安装完毕。管片安装后要尽量拧紧各个方向螺栓, 在下一环的掘进中，还应对下一环的连接螺栓再次拧紧。

衬砌安装时，起重工同时分工安装台车前轨道。钳工接长进水管，泥浆工 灌满泥浆转驳车，电工延长高压电缆、安装照明灯等，测量工在衬砌安装前， 测盾构姿态，安装后，测衬砌方位以及间隙等，并用多种方法测定盾构姿态， 确保数据可靠，供盾构操作工使用。

6.3管片拼装工艺流程图

图7管片拼装工艺流程图

6.4管片拼装质量控制

为保证装配式结构良好的受力性能，提供符合计算假定的结构工作条件， 拼装必须达到下列精度：

整环拼装的允许误差：相邻环的环面间隙10mm；纵缝相邻块块间间隙为

1.5mm；衬砌对应的环向螺栓孔不同轴度小于1mm。

推进时轴线误差W50mm。

7 •盾构出洞

在现场及井内设备布置完成及盾构机调试完后，沿上行线进行盾构出洞施 工。为保证出洞施工的安全和质量，准备工作必须细致，施工方案必须周密到 位。 当盾构上行推进到达a端时，设置接收架以接收盾构机进洞。接收架高低必须 经最后测定盾构机的实际髙低来调整。见图8。

到站时

图8盾构到站示意图

8•盾构机解体、外运

盾构机进洞到达工作井后，通过移动托架平移到盾构井孔位置，盾构机在 此解体，解体前拆除所有经编号后管线及联接处，切断高压电源，回收最缆到 末节台车上。清除盾构土仓内泥土，按盾构切口环、支撑环和盾尾三部分对原 焊缝逐段割断，盾尾钢环再分上下两半分割以便留出空间进行切环和支撐环分 离，解体后由地面的200T起重机吊出。

8.1具体拆卸顺序为

1. 在出口井中安放盾构基座，为减少盾构滑移阻力，在盾构基座面上涂沫 油

脂：

2•拆除刀盘的边刀和高位切割刀，以防轨道损伤刀具；

3. 缓缓将盾构主机推入基座轨面上，依次拆除刀盘、切口环、支承环、盾 尾

并从井下吊出；

4. 将螺旋输送机、运输管道以及后续设备等依次从井下吊出。

当完成盾构吊拆及隧道内的其它工作之后，对盾构进出工作井留孔进行封 闭，作为顶部防水、分层夯填土恢复地貌。

8.2盾构拆卸的安全保证措施

1•严格遵守起重作业安全操作规程和本单位安全操作规定；

2. 每班作业前实行技术和安全交底，指定专职安全员负责日常安检工作； 3. 盾构大件的装卸车等由专人指挥，统一行动。

9 •施工监测

监测方案以安全检测为目的，根据工程项目确定监护对象（建筑物、管线、 隧道等），针对监测对象安全稳定的主要指标进行方案设计。了解施工过程中 地层不同深度的垂直变位和水平变位情况，了解施工过程中地下水位的变化情 况，了解围岩与结构物的相互作用力以及管片的变形情况，从而指导现场施工, 保障建筑物、构筑物及地下管线的安全，保证施工安全、施工质量。