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盾構施工調研報告篇一
1 6.1 概述..................................................................................................................................36 2 6.2 泥水盾構掘進管理要點..................................................................................................36 3 6.3 掘進控制流程..................................................................................................................36 4 6.4 對開挖土量管理..............................................................................................................37 5 6.5 泥水管理..........................................................................................................................38 1 6.5.1 泥水壓力管理......................................................................................................38 2 6.5.2 泥水性能管理......................................................................................................39 3 6.5.3 泥 水分離處理系統管理......................................................................................43 第七節 管片拼裝........................................................................................................................45 7.1 概述...................................................................................................................................45 7.2 管片拼裝程序...................................................................................................................46 7.3 拼裝前的準備...................................................................................................................46 7.4 管片拼裝作業...................................................................................................................46 7.5 管片拼裝質量控制...........................................................................................................47 7.6 質量保證措施...................................................................................................................47 第八節 壁后注漿........................................................................................................................48 1 8.1 概述..................................................................................................................................48 2 8.2 注漿工藝流程..................................................................................................................48 3 8.3 同步注漿..........................................................................................................................49 4 8.4 二次補強注漿..................................................................................................................50 5 8.5 注漿控制措施..................................................................................................................51 1 8.5.1 注漿壓力..............................................................................................................51 2 8.5.2 注漿量..................................................................................................................51 3 8.5.3 注漿速度及時間..................................................................................................51 4 8.5.4 注漿順序..............................................................................................................52 5 8.5.5 注漿結束標準......................................................................................................52 6 8.6 注漿質量保證措施..........................................................................................................52 7 8.7 注漿效果檢查..................................................................................................................52 第九節 隧道防水........................................................................................................................53 1 9.1 防水標準與原則..............................................................................................................53 2 9.2 管片自防水......................................................................................................................53 3 9.3 管片接縫的防水..............................................................................................................54 4 9.4 管片拼裝縫嵌縫防水......................................................................................................55 5 9.5 連接螺栓孔、注漿孔、管片手孔防水..........................................................................56 6 9.6 注漿加強防水..................................................................................................................57 7 9.7 聯絡通道/ / 泵站防水........................................................................................................57 8 9.8 洞門防水..........................................................................................................................57 9 9.9 質量保證措施..................................................................................................................58 第十節 盾構到達........................................................................................................................59 1 10.1 盾構到達施工程序........................................................................................................59 2 10.2 到達前施工準備工作....................................................................................................59 3 10.3 盾構機定位及接收洞門位置復核測量........................................................................59 4 10.4 洞門防水裝置安裝........................................................................................................60 5 10.5 接收基座的安裝............................................................................................................60 6 10.6 盾 構進洞段的掘進........................................................................................................60 7 10.7 盾構到達技術要點........................................................................................................60 8 10.8 盾構進洞施工注意事項................................................................................................61 第十一節 盾構拆卸....................................................................................................................61 1 11.1 盾構機拆卸程序............................................................................................................61 2 11.2 拆卸順序........................................................................................................................62
3 11.3 盾構機拆卸要點............................................................................................................62 第十二節 盾構調頭、過站及二次始發.....................................................................................63 1 12.1 盾構調頭........................................................................................................................63 1 12.1.1 概述....................................................................................................................63 1 12 2.1.2 盾構調頭作業要點............................................................................................63 3 12.1.3 現場準備工作....................................................................................................64 4 12.1.4 不采用延長管線進行盾構調頭的程序............................................................64 5 12.1.5 采用延長管 線進行盾構調頭的程序................................................................64 2 12.2 盾構過站........................................................................................................................65 1 12.2.1 概述....................................................................................................................65 2 12.2.2 盾構過站施工流程............................................................................................66 3 12.2.3 盾構過站技術措施............................................................................................66 3 12.3 盾構二次始發................................................................................................................67 第十三節 刀具更換....................................................................................................................67 1 13.1 概述................................................................................................................................67 2 13.2 刀具管理流程................................................................................................................68 3 13.3 換刀作業技術措施........................................................................................................68 4 13.4 常壓 換刀........................................................................................................................69 5 13.5 帶壓換刀........................................................................................................................69 1 13.5.1 帶壓進倉作業程序............................................................................................70 2 13.5.2 帶壓進倉作業要點............................................................................................70 6 13.6 刀具的維修....................................................................................................................71 7 13.7 刀具磨損的統計分析....................................................................................................71 第十四節 特殊地段施工............................................................................................................72 14.1 概述................................................................................................................................72 14.2 特殊地段施工要點........................................................................................................72 14.3 特殊地段的針對性施工措施........................................................................................72 14.3.1 淺覆土層施工..............................................................................................................72 14.3.2 小半徑曲線施工..........................................................................................................73 14.3.3 大坡度區段施工..........................................................................................................73 14.3.4 地下管線區段施工......................................................................................................74 14.3.5 地下障礙物處理..........................................................................................................74 14.3.6 穿越建（構）筑物施工..............................................................................................74 14.3.7 小凈距隧道施工..........................................................................................................75 14.3.8 穿越江河地段施工......................................................................................................75 14.3.9 穿越砂卵石及大孤石地段..........................................................................................75 14.3.10 穿越地質條件復雜地段施工....................................................................................76 14.3.11 穿越砂層、淤泥層段施工........................................................................................76 14.3.12 有害氣體段施工........................................................................................................76 第十五節 施工運輸....................................................................................................................77 1 15.1 洞內水平運輸................................................................................................................77 2 15.2 垂直運輸........................................................................................................................77 3 15.3 碴土外運........................................................................................................................78 第十六節 施工通風及 洞內管線布置.........................................................................................78 1 16.1 施工通風........................................................................................................................78 2 16.2 管線布置........................................................................................................................78 第十七節 盾構施工地表變形預測、控制及監測反饋.............................................................78 1 17.1 地表變形預測................................................................................................................79 2 17.2 掘進過程中的變形控制................................................................................................79 3 17.3 施工監測和信息反饋....................................................................................................80
第十八節 進排泥管道堵塞的預防及處理措施.........................................................................80 1 18.1 進排泥管道堵塞的預防措施........................................................................................80 2 18.2 進排泥管道堵塞的處理措施........................................................................................81 3 18.3 接管排污處理................................................................................................................81 第十九節 施工測量和監控量測................................................................................................82 19.1 施工測量.........................................................................................................................82 19.1.1 測量控制程序...................................................................................................82 2 19.1.2 主要測量項目及方法........................................................................................83 3 19.1.3 測量質量保證措施............................................................................................85 19.2 監控量測.........................................................................................................................86 1 19.2.1 概述....................................................................................................................86 2 19.2.2 監測目的............................................................................................................86 3 19.2.3 監測內容及方案................................................................................................87 4 19.2.4 監測控制標準....................................................................................................91 5 19.2.5 監測反饋程序....................................................................................................92 6 19.2.6 監測管理體系和保證措施................................................................................94
盾構施工技術調研 第一節 概述 1.1 概述 盾構施工法是“使用盾構機在地下掘進，在護盾的保護下，在機內安全的進行開挖和襯砌作業，從而構筑成隧道的施工方法”。按照這個定義，盾構施工法是由穩定開挖面、盾構機掘進和襯砌三大部分組成。
初期的盾構法是用手掘式或機械開挖式盾構機，結合使用壓氣施工方法保證開挖面穩定，進行開挖，在地下水較豐富的地區，用注漿法進行止漏，而對軟弱地層，則采用掌子面封閉式施工。經過多年對盾構技術的研究開發和應用，已演變成現在非常盛行的泥水平衡式和土壓平衡式兩種盾構機。這兩種機型的最大優點是在開挖功能中考慮了穩定開挖面的措施，將盾構施工法中的三大要素的前兩者聯系融為一體，無需輔助施工措施，就能適應地質情況變化范圍較廣的地質條件。
盾構法施工的概貌如圖所示。在隧道某段的一端建造豎井或基坑，將盾構安裝就位，盾構從豎井或基坑的墻壁開孔出發，在地層中沿著設計軸線，向另一豎井或基坑的設計孔壁推進。盾構推進中所受到的地層阻力，通過盾構千斤頂傳至盾構尾部已經拼裝好的襯砌管片上。盾構機是這種施工方法中主要的施工機具。
圖 1 盾構法施工概貌圖
現代盾構集機、電、液、傳感、信息技術于一體，具有開挖切削土體、輸送土渣、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能。盾構已廣泛應用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電隧道工程中。
1.2 盾構法施工優缺點 盾構法與傳統地鐵隧道施工方法相比，具有以下優點：
（1）地面作業少，隱蔽性好，因噪音、振動引起的環境影響小；（2）自動化程度高、勞動強度低、施工速度快；（3）因隧道襯砌屬工廠預制，質量有保證；（4）穿越地面建筑群和地下管線密集的區域時，周圍可不受施工影響；（5）穿越河底或海底時，隧道施工不影響航道，也完全不受氣候影響；（6）對于地質復雜、含水量大、圍巖軟弱的地層可確保施工安全；（7）在費用和技術難度上不受覆土深度影響。
盾構法施工主要存在以下不足：
（1）施工設備費用較高；（2）覆土較淺時，地表沉降較難控制；（3）用于施工小曲率半徑隧道時，掘進較困難。
第二節 施工準備 2.1 概述 盾構法隧道施工是一項綜合性的施工技術，施工方法的確定關鍵在于全面掌握與工程有關的資料。在施工之前，必須具備下列資料：
（1）工程地質和水文地質勘察報告；（2）施工沿線的環境、地下管線和障礙物等的調查報告；（3）施工所需的設計圖紙資料和工程技術要求文件；（4）工程施工合同文件、分包合同文件、監理合同文件。
2.2 前期調查（1）工程地質及水文地質調查。收集了解工程勘察的已有資料，熟悉施工
段的工程地質和水文地質情況。
（2）地表地貌及建（構）筑物調查。隧道施工前必須對地表地貌及地面建（構）筑物進行現場踏勘和調查，調查道路和交通流量、地面建筑物及文物等，調查范圍視具體工程情況而定，必要時可對施工影響范圍內的重要建（構）筑物進行詳細調查和鑒定。
（3）地下管線和地下構筑物調查。隧道施工前必須對地下管線和地下構筑物進行調查，調查地下障礙物、地下構筑物及地下管線等，調查范圍視具體工程情況而定，必要時可進行物探和施工詳勘。
（4）環境保護要求調查。隧道施工前必須對工程環境保護要求進行調查，調查范圍視具體工程情況而定。
2.3 技術準備（1）盾構掘進施工前應編制施工組織設計，并經審批。
（2）根據工程及盾構機性能特點，進行必要上崗前的技術培訓。
（3）隧道施工前必須進行技術交底。
（4）特殊地段的施工必須編制專項施工方案。
（5）按工程特點和環境條件，做好測量及監測量測的準備工作。
2.4 設備、設施準備 2 2.4.1 盾構選型及配套設施（1）盾構選型及配套設施應根據隧道功能、隧道外徑、長度、埋深和地質條件、沿線地形、地面建筑物、地下構筑物、地下管線等環境條件及周圍環境對地層變形的控制要求，結合開挖和襯砌等諸多因素，經綜合分析后確定；（2）盾構及配套設施應在專業廠家制造，其質量必須符合設計要求。整機制造完成后應經總裝調試合格方可出廠，并應提供盾構機質量保證書。
（3）根據盾構機類型、掘進方法及隧道施工中各項工藝的要求，設置必要的其它輔助設施；（4）應設置符合工程需要的漿液站，泥水盾構應設置相應的泥水處理裝置，并符合環境保護要求；（5）選擇合理的水平及垂直運輸設備；（6）供電設備必須滿足盾構法施工的要求。
2 2.4.2 盾構始發、接收井內設施的準備
（1）始發井內盾構基座必須滿足盾構組裝、試運轉及始發所需條件；（2）接收井內的盾構基座應保證安全接收盾構機，并能進行檢修盾構機、解體盾構機的作業或整體移位；（3）設置滿足始發要求的反力架；（4）設置滿足始發和接收要求的洞圈密封裝置。
2.5 作業準備（1）盾構始發和接收時，應視地質和現場等條件對工作井洞門外的一定范圍內的地層進行必要的地層加固，并對洞圈間隙采取密封措施，確保盾構始發和接收安全。
（2）盾構施工場地布置應根據現場條件、施工工藝要求和周圍環境合理規劃滿足工程施工所需要的管片堆放場地、渣土存放場地、拌漿站及材料設備堆放場地等。
（3）進場前應做好測量控制樁的交樁，并根據控制樁及相關資料完成初始姿態的確定。
第三節 盾構機的組裝與調試 3 3..1 1 組裝與調試程序 盾構組裝一般宜按下列程序進行：組裝場地的準備→始發基座安裝→行走軌道鋪設→吊裝設備準備并就位→將后配套各部件組裝成拖車總成（包括結構、設備、管路等）→將連接橋與后配套組裝聯結→主機中體組裝→主機前體組裝→刀盤組裝→主機前移，使刀盤頂至掌子面→管片安裝機軌道梁下井安裝→管片安裝機安裝→盾尾安裝→反力架及反力架剛環的安裝→主機與后配套對接→附屬設備的安裝及管路聯結。
盾構組裝調試程序見圖 3-1。
圖 3-1 盾構組裝、調試流程 2 3.2 盾構的組裝 1 3.2.1 組裝前的準備 盾構組裝之前應做好如下準備工作：
（1）根據盾構部件情況、現場場地條件，制定詳細的盾構組裝方案。
（2）根據最大部件尺寸和最重部件規格選擇盾構組裝設備，做好組裝場地的準備工作、安裝好盾構始發基座及井下的其他準備工作。
（3）根據盾構部件情況，準備好組裝需用的吊裝設備、工具、材料等。
盾構組裝場地一般分為三個區，即后配套拖車存放區、主機及配件存放區、起重機存放區。
吊裝設備一般采用履帶起重機一臺、汽車起重機一臺、液壓千斤頂兩臺以及相應的吊具，它們的噸位和能力取決于盾構最大部件的重量和尺寸。
2 3.2.2 盾構機組裝順序 盾構始發一般采取整體始發。盾構組裝時，先將后配套各節拖車依次放到井下已經鋪設好的盾構井后的明挖隧道內軌線上組裝，后將盾構主機吊到始發井的 組裝場地的準備 后配套拖車吊裝與管線連接 主機吊裝與連接 主機定位及與后配套連接安裝反力架空載調試 安裝負環管片 負載調試 井下軌道及始發 基座的準備 吊機組裝就位
始發架上進行組裝。
始發臺精確定位后及后配套拖車處的軌道鋪設完成后，方可進行盾構的下井組裝。下井順序如下（1）電瓶機→管片小車。
（2）后配套拖車組裝順序：拖車起吊→輪對安裝→拖車下井→皮帶機架下井→風管下井→拖車后移。
（3）各節拖車下井順序為從后到前的順序，如盾構有五節拖車時，其下井順序為：五號拖車→四號拖車→三號拖車→二號拖車→一號拖車→連接橋。拖車下井后由電瓶機車牽引至指定的區域，待連接橋下井后與其連接。
（4）連接橋（也稱設備橋）下井：一般連接橋總長大于盾構吊入井的凈長度，下井時需由汽車起重機（或龍門吊機）與履帶吊機配合傾斜下井。下井后與一號拖車由連接銷連接，前端支撐在管片小車的工字鋼架上，該鋼結構在現場施焊。
（5）主機下井順序為：螺旋輸送機→前體→中體→刀盤→安裝機→盾尾。
（6）中體、前體、刀盤、盾尾、螺旋輸送機用履帶起重機和汽車吊機配合下井。
（7）反力架與負鋼環管片的下井、安裝、定位。
（8）主機后移與前移的后配套連接，然后連接液壓和電氣管路。
盾構組裝順序示意見圖 3-2～3-11 所示。
始發臺盾構支撐架盾構支撐架吊裝圖 圖 11-2-7 始發臺組裝 圖 3-2 始發臺組裝
圖 圖 11-2-8 組裝后配套拖車 拖 車 ⅰ拖 車 ⅱ拖 車 ⅲ拖 車 ⅳ拖 車 ⅴ 圖 3-3 組裝后配套拖車 圖 圖 11-2-9 組裝 連接橋 橋 拖車ⅳ拖車ⅲ拖車ⅱ拖車ⅰ 圖 3-4 組裝連接橋 圖 圖 11-2-10 吊裝螺旋輸送機 拖 車ⅲ拖 車ⅱ拖車 ⅰ螺旋 輸 送 機吊裝 螺 旋輸 送 機 圖 3-5 吊裝螺旋輸送機
螺旋輸送機拖車ⅰ拖車ⅱ拖車ⅲ圖 圖 11-2-11 吊 吊 裝前體 圖 3-6 吊裝前體 圖 圖 11-2-12 組裝前體與中體 前體中體拖車ⅲ拖車ⅱ拖車ⅰ螺旋輸送機 圖 3-7 組裝前體與中體 圖 圖 11-2-13 刀盤組裝 前體 中體螺旋輸送機拖車ⅰ拖車ⅱ拖車ⅲ 圖 3-8 刀盤組裝
盾尾前體 中體螺旋輸送機拖車ⅰ拖車ⅱ拖車ⅲ圖 圖 11-2-14 組裝管片安裝機、盾尾 圖 3-9 組裝管片安裝機、盾尾 圖 圖 11--2 2--1 15 5 組裝螺旋輸送機、設備連接、安裝反力架 圖 3-10 組裝螺旋輸送機、設備連接、安裝反力架 圖 圖 11--2 2--1 16 6 完成組裝、調試、始發 前 示意圖 圖 3-11 完成組裝、調試、始發前示意圖
有的時候，由于現場豎井條件限制，不能采用盾構整體始發，而采用延長管線的方式進行盾構始發。盾構組裝時，后配套設備（部分或全部）先置于地面，主機掘進一定距離后，后配套跟進組裝。
例如，廣州軌道五號線楊萁站~珠江新城站區間盾構施工時，采用管線延長的方式進行盾構始發。始發階段前 50m 掘進階段，盾構機的 2、3、4、5 號拖車放在地面，采用延長管線將 1 號拖車與 2 號拖車連接完成前 50m 的掘進：延長管線長 100m，主要為液壓管線、動力電纜及少量控制電線。前 50m 掘進時在螺旋輸送機出土口直接出碴，前 50m 采用 1 節電瓶車+1～4 節小碴車（管片車上放置 5m 3 簡易碴車組成）+1 節管片車的編組方式進行水平運輸，16t 門吊負責下管片材料，40t 門吊出碴。50m 掘進完成后，拆除延長管線，把 1 號拖車和 2 號拖車重新進行管線連接，調試后進行正常的盾構掘進。
3 3.2.3 盾構組裝技術措施（1）盾構組裝前必須制定詳細的組裝方案與計劃，向所有參加組裝的人員進行技術交底，同時組織有經驗的經過技術培訓的人員組成組裝班組。
（2）組裝前應對始發基座進行精確定位。
（3）履帶起重機工作區域應進行處理，如澆筑鋼筋混凝土路面、鋪設鋼板等，防止地層不均勻沉陷。
（4）大件組裝時應對始發井端頭墻進行嚴密的觀測，掌握其變形與受力狀態，保證始發井結構安全。
（5）大件吊裝時必須有大型吊車輔助翻轉。
（6）對于機械部件的組裝，組裝前需要弄清其結構及安裝尺寸的關系，螺栓連接緊固的具體要求等機械安裝的基本常識，同時自始至終保持清潔的習慣。
（7）清潔工作直接關系到液壓件工作壽命。組裝前必須先檢查泵、閥等液壓件的封堵是否可靠，如有可疑情況，必須進行現場清洗，管件在組裝前如沒有充滿油液，也必須進行嚴格清洗。
（8）對于高低壓設備和電氣元件的安裝，嚴格執行制造廠所提供的有關標準和我國電力電氣安裝的有關規定和標準。
（9）組裝前必須對所使用設備、工具進行安全檢查，杜絕一切安全隱患，保證組裝過程的安全順利進行。該項工作是組裝過程中極為重要的內容。
（10）組裝對大件運輸的總要求是首先組裝的部件先行運輸，再結合施工場地的具體情況合理安排盾構機的組裝順序。
（11）在運輸的同時進行設備的組裝工作以減緩工作場地的壓力，考慮運輸和臨時場地安排的矛盾，需要在工作現場準備一定的緩沖存儲場地，對場地的要求按照設備和現場的情況予以綜合考慮。
4 3.2.4 盾構組裝安全措施（1）盾構機的運輸委托給專業的大件運輸公司運輸進場。
（2）盾構機吊裝由具有資歷的專業隊伍負責起吊。
（3）組建組裝作業班組，承擔盾構機組裝工作，由生產副經理負責組織、協調盾構機的組裝工作，機電總工程師技術負責，機電工程師跟班作業，保證組裝質量。
（4）每班作業前按起重作業安全操作規程及盾構機制造商的組裝技術要求進行技術交底，嚴格按有關規定執行。
（5）專人具體負責大件運輸和現場吊裝、組裝的秩序維護，確保安全。
3 3..5 2.5 盾構 組裝注意事項（1）組裝前必須熟知所組裝部件的結構、連接方式及技術要求。
（2）組裝工作必須本著由后向前、先下后上、先機械后液壓再電氣的原則。
（3）對每一拖車或部件進行拆包時必須做好標記，注意供應商工廠組裝標記，如：vrt→表示隧道掘進方向，nl2 表示 2 號拖車，l 表示左側，r 表示右側。
（4）液壓管線的連接必須保證清潔，禁止使用棉紗等易脫落線頭的物品擦拭。
（5）組裝過程中嚴禁踩踏、扳動傳感器、儀表、電磁閥等易損部件。
（6）組裝場內的氧氣、乙炔瓶必須定點存放、專人負責。
（7）組裝工具必須由專人負責，專用工具必須嚴格按照操作規程進行使用。
（8）對盾構機所有部件的起吊，必須保證安全、平穩、可靠，嚴禁違規操作。
（9）必須認真填寫交接班記錄并作好技術總結。
（10）在機器上需進行焊接時，焊把線與焊點的距離不允許超過 1m，嚴防燒壞機器上的精密元件。
3 3.3 盾構的調試 盾構的調試按階段分為工廠調試和施工現場調試。其中現場調試又分為井底空載調試和試掘進重載調試。工廠調試階段的工作是對設計、制造質量及主要功能進行調試。井底空載調試階段的工作是在盾構吊到井底后按照井底調試大綱對 1 3.3.1 空載調試 盾構機組裝結束后,即可進行空載調試。空載調試的目的主要是檢查設備是否能正常運轉。主要調試內容為：配電系統、液壓系統、潤滑系統、冷卻系統、控制系統、注漿系統以及各種儀表的校正。
電氣部分運行調試：檢查送電→檢查電機→分系統參數設置與試運行→整機試運行→再次調試。
液壓部分運行調試：推進和鉸接系統→螺旋輸送機→管片安裝機→管片吊機和拖拉小車→泡沫、膨潤土系統和刀盤加水→注漿系統→皮帶機等。
2 3.3.2 負載調試 空載調試完成證明盾構機具有工作能力后，即可進行盾構機的負載調試。負載調試的主要目的是檢查各種管線及密封設備的負載能力，對空載調試不能完成的工作進一步完善，以使盾構機的各個工作系統及其輔助系統達到滿足正常生產要求的工作狀態。通常試掘進時間即為負載調試時間。負載調試時將采取嚴格的技術和管理措施保證工程安全、工程質量和線型精度。
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盾構施工調研報告
盾構施工各崗位職責
盾構法隧道施工監理工作要點
施工調研報告
盾構隧道崗位職責