土压平衡盾构隧道施工技术.pdf

1、土压平衡盾构隧道施工技术土压平衡盾构隧道施工技术中铁工程装备集团技术服务有限公司中铁工程装备集团技术服务有限公司前言 盾构法施工一般包括：盾构整体筹划、组装调试、盾构法施工一般包括：盾构整体筹划、组装调试、盾盾构始发构始发、盾构隧道掘进盾构隧道掘进、盾构到达盾构到达、盾构解体吊出等过程。、盾构解体吊出等过程。盾构施工工艺图盾构施工工艺图前言第二部分：盾构始发第二部分：盾构始发第四部分：盾构到达第四部分：盾构到达第三部分：盾构正常掘进第三部分：盾构正常掘进第一部分：盾构施工准备第一部分：盾构施工准备第五部分：第五部分：质量通病与防范措施质量通病与防范措施目 录第六部分：工程事故案例第六部分：工程

2、事故案例目录盾构施工准备盾构施工准备主要包括以下几个方面：盾构施工准备主要包括以下几个方面：u技术准备技术准备u物资准备物资准备u人员准备人员准备u场地准备场地准备盾构施工准备一、技术准备一、技术准备n 了解工程条件，包括水文地质条件，施工场地条件，了解工程条件，包括水文地质条件，施工场地条件，管片运输与渣土消纳条件，噪音影响，供电、供水、管片运输与渣土消纳条件，噪音影响，供电、供水、排污条件，民扰、扰民问题，拆迁占地等；排污条件，民扰、扰民问题，拆迁占地等；n 地面建筑物与地下管线调查，地下管线必须逐一现场地面建筑物与地下管线调查，地下管线必须逐一现场核实；在盾构掘进前必须进行地下空洞探测；

3、核实；在盾构掘进前必须进行地下空洞探测；n 编制施工组织设计和临时用电施工组织设计；编制施工组织设计和临时用电施工组织设计；n 风险源识别与分析，编制专项方案（包括工程自身风风险源识别与分析，编制专项方案（包括工程自身风险和盾构开仓检查、换刀带来的风险）险和盾构开仓检查、换刀带来的风险）盾构施工准备n 编制项目进度计划（特殊地层必须考虑刀盘、刀具检编制项目进度计划（特殊地层必须考虑刀盘、刀具检修以及由其引起的施工占地协调、管线改移等对整个修以及由其引起的施工占地协调、管线改移等对整个工程工期的影响）；工程工期的影响）；n 制定盾构施工过程管理措施与控制目标；制定盾构施工过程管理措施与控制目标；

4、n 编制盾构施工辅助工程专项施工方案（包括盾构机及编制盾构施工辅助工程专项施工方案（包括盾构机及龙门吊、砂浆搅拌站等大型设备运输、组装及解体方龙门吊、砂浆搅拌站等大型设备运输、组装及解体方案、盾构始发和接收端头加固方案、始发与接收方案、案、盾构始发和接收端头加固方案、始发与接收方案、联络通道和其他附属工程施工方案、渣土坑施工方案、联络通道和其他附属工程施工方案、渣土坑施工方案、盾构防水等方案、需要中途进行刀盘刀具检修的还需盾构防水等方案、需要中途进行刀盘刀具检修的还需编制专项方案）编制专项方案）n 建立质量保证体系与绿色、环保、文明施工体系建立质量保证体系与绿色、环保、文明施工体系盾构施工准备

5、二、物资准备二、物资准备n 盾构机及大型运输、吊装设备选用盾构机及大型运输、吊装设备选用n 盾构施工配套垂直运输设备、水平运输设备选型与采购盾构施工配套垂直运输设备、水平运输设备选型与采购（龙门吊、电瓶车、管片车、渣土车等），需注意点（龙门吊、电瓶车、管片车、渣土车等），需注意点 制造与采购周期制造与采购周期 电瓶车的选择必须考虑多个工程的使用以及隧道纵坡对电瓶车的选择必须考虑多个工程的使用以及隧道纵坡对其牵引力的影响其牵引力的影响n 砂浆制备与泵送设备（搅拌站、砂浆输送泵、砂浆车）砂浆制备与泵送设备（搅拌站、砂浆输送泵、砂浆车）盾构施工准备n 盾构始发、过站、接收用钢结构（反力架、反力环、基

6、盾构始发、过站、接收用钢结构（反力架、反力环、基座、过站小车）座、过站小车）n 盾构机后配套管线及运输通道（供水管、排水管、盾构盾构机后配套管线及运输通道（供水管、排水管、盾构机供电电缆、隧道内照明、轨道、枕木、走道板等）机供电电缆、隧道内照明、轨道、枕木、走道板等）n 盾构配件及耗材（刀具、常用配件、盾尾密封油脂、泡盾构配件及耗材（刀具、常用配件、盾尾密封油脂、泡沫、膨润土、润滑油脂等）沫、膨润土、润滑油脂等）n 现场临时用电、临时用水材料，应急发电设备现场临时用电、临时用水材料，应急发电设备n 场地内装载、搬运设备（装载机、叉车、挖掘机）场地内装载、搬运设备（装载机、叉车、挖掘机）n 工地

7、通用机械（空压机、电焊机、切割机等）工地通用机械（空压机、电焊机、切割机等）盾构施工准备三、人员准备三、人员准备n 建立组织机构建立组织机构n 制定岗位职责制定岗位职责n 管理人员安全教育、业务培训管理人员安全教育、业务培训n 作业工人安全教育、业务培训作业工人安全教育、业务培训n 持证上岗持证上岗n 所有人员签订劳动合同，办理工伤等各项保险所有人员签订劳动合同，办理工伤等各项保险盾构施工准备四、施工现场准备四、施工现场准备盾构施工场地布置应统筹考虑，协调合理，绿色施工。盾构施工场地布置应统筹考虑，协调合理，绿色施工。主要包括：垂直运输系统、拌浆系统、临时水电系统、排主要包括：垂直运输系统、拌

8、浆系统、临时水电系统、排水系统、消防系统、弃土坑、管片存放场及其他设施等。水系统、消防系统、弃土坑、管片存放场及其他设施等。盾构施工准备盾构施工准备第六部分：工程事故案例第六部分：工程事故案例第四部分：盾构到达第四部分：盾构到达第三部分：盾构正常掘进第三部分：盾构正常掘进第二部分：盾构始发第二部分：盾构始发第五部分：第五部分：质量通病与防范措施质量通病与防范措施目 录第一部分：盾构施工准备第一部分：盾构施工准备目录盾构始发盾构始发一、始发阶段工作内容一、始发阶段工作内容 始发技术包括始发端头处理，洞门凿除，盾构始发始发技术包括始发端头处理，洞门凿除，盾构始发基座的设计加工、定位安装，反力架的设

9、计加工、就位，基座的设计加工、定位安装，反力架的设计加工、就位，洞门密封洞门密封 的安装，盾构组装调试，其他保证盾构推进用的安装，盾构组装调试，其他保证盾构推进用设备、人员、技术准备等。设备、人员、技术准备等。盾构始发盾构始发始发流程始发流程盾构始发盾构始发二、始发准备工作二、始发准备工作1、洞门凿除、洞门凿除（1 1）、始发洞口的地层处理）、始发洞口的地层处理 在盾构始发之前，一般要根据洞口地层的稳定情况在盾构始发之前，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。地层处理一般评价地层，并采取有针对性的处理措施。地层处理一般采取如采取如“固结灌浆固结灌浆”、“冷冻法冷冻法”

10、、“插板法插板法”等措施等措施进行地层加固处理。选择加固措施的基本条件为加固后进行地层加固处理。选择加固措施的基本条件为加固后的地层要具备最少一周的侧向自稳能力，且不能有地下的地层要具备最少一周的侧向自稳能力，且不能有地下水的损失。常用的具体处理方法有搅拌桩、旋喷桩、注水的损失。常用的具体处理方法有搅拌桩、旋喷桩、注浆法，浆法，SMWSMW工法、冷冻法等。选择哪一种方法要根据地层工法、冷冻法等。选择哪一种方法要根据地层具体情况而定，并且严格控制整个过程。具体情况而定，并且严格控制整个过程。盾构始发盾构始发 （2 2）、洞门的取芯检测）、洞门的取芯检测 盾构始发前需在洞门上开盾构始发前需在洞门上

11、开1616个观察孔，观察是否有个观察孔，观察是否有渗漏水现象，若有渗漏水现象，马上封堵观察孔，采用渗漏水现象，若有渗漏水现象，马上封堵观察孔，采用冷冻法加固的洞门，继续冷冻，延长冻结时间。采用旋冷冻法加固的洞门，继续冷冻，延长冻结时间。采用旋喷桩加固的洞门，采用注浆法止水，直至观察孔不再渗喷桩加固的洞门，采用注浆法止水，直至观察孔不再渗漏水为止。漏水为止。芯样的连续芯样的连续性，芯样的性，芯样的强度测试。强度测试。观察取芯孔观察取芯孔等，建议取等，建议取样孔的位置样孔的位置在桩与桩的在桩与桩的搭接处。搭接处。盾构始发盾构始发盾构始发盾构始发（3 3）、始发洞口维护结构的凿除）、始发洞口维护结构

12、的凿除 整个施工一般分两次进行，第一次先将围护结构主整个施工一般分两次进行，第一次先将围护结构主体凿除，只保留维护结构的钢筋保护层，在盾构始发前体凿除，只保留维护结构的钢筋保护层，在盾构始发前将保护层混凝土凿除。将保护层混凝土凿除。在凿除完最后一层混凝土之后，要及时检查始发洞在凿除完最后一层混凝土之后，要及时检查始发洞口的净空尺寸，确保没有钢筋、混凝土侵入设计轮廓范口的净空尺寸，确保没有钢筋、混凝土侵入设计轮廓范围之内。围之内。盾构始发盾构始发220066202200875496213盾构始发盾构始发2、始发托架的安装、始发托架的安装 在洞门凿除完成之后，依据隧道设计轴线定出盾构在洞门凿除完成

13、之后，依据隧道设计轴线定出盾构始发姿态的空间位置，始发托架安装原则为盾构机轴心始发姿态的空间位置，始发托架安装原则为盾构机轴心线必须与隧道轴心线重合，遵循此原则可以反推出始发线必须与隧道轴心线重合，遵循此原则可以反推出始发台架的安装高程。同时始发托架的安装高程比线路标高台架的安装高程。同时始发托架的安装高程比线路标高统一抬高统一抬高20mm20mm。使盾构机始发能保持一种抬头趋势。始。使盾构机始发能保持一种抬头趋势。始发托架安装高程误差控制在发托架安装高程误差控制在5mm5mm之内，之内，左右偏差控制在左右偏差控制在10mm10mm之内之内。由于始发台在盾构始发时要承受纵向、横。由于始发台在盾

14、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，必须对始发托架两侧用型钢加固。前，必须对始发托架两侧用型钢加固。盾构始发盾构始发钢轨支架加强板1?6000149430250350*250H型钢1494123456107891213142200钢轨安装面14B槽钢钢轨安装面14B槽钢25b工字钢900100182004400盾构始发盾构始发3、盾构的组装与调试、盾构的组装与调试 在车站范围内盾构掘进相反方向在车站范围内盾构掘进相反方向8080米铺设盾构机台车米铺设盾构机台车行走钢轨，并将钢轨延伸到始发架上。行走钢轨，并将钢

15、轨延伸到始发架上。盾构分段吊入井下，在井下始发托架上进行正确组装盾构分段吊入井下，在井下始发托架上进行正确组装就位，并连接台车，完成后由专业技术人员对整机调试就位，并连接台车，完成后由专业技术人员对整机调试验收。盾构下井吊装顺序：组装下井的顺序依次是验收。盾构下井吊装顺序：组装下井的顺序依次是6#6#台台车车5#5#台车台车4#4#台车台车3#3#台车台车2#2#台车台车1#1#台车台车连接连接轿轿管片运输车管片运输车螺旋输送机螺旋输送机中盾中盾前盾前盾刀盘刀盘管管片安装机片安装机盾尾盾尾。盾构姿态与设计轴线竖直趋势偏差盾构姿态与设计轴线竖直趋势偏差22，水平趋势，水平趋势偏差偏差33 盾构始

16、发盾构始发中、前盾合拢中、前盾合拢盾尾下井组装盾尾下井组装盾构始发盾构始发分体组装分体组装盾构始发盾构始发4、反力架的安装、反力架的安装 在盾构主机组装完毕后，进行反力架的安装。由于在盾构主机组装完毕后，进行反力架的安装。由于反力架为盾构始发时提供反推力，在安装反力架时，安反力架为盾构始发时提供反推力，在安装反力架时，安装原则为纵向轴线应与隧道设计轴线重合，反力架端面装原则为纵向轴线应与隧道设计轴线重合，反力架端面应与始发台轴线垂直，反力架端面法线与始发台轴线的应与始发台轴线垂直，反力架端面法线与始发台轴线的夹角应夹角应22，以便盾构轴线与隧道设计轴线保持相对，以便盾构轴线与隧道设计轴线保持相

17、对平行。安装时反力架与车站结构连接部位的间隙用钢板平行。安装时反力架与车站结构连接部位的间隙用钢板要垫实并焊接好，以保证反力架脚板有足够的抗压强度。要垫实并焊接好，以保证反力架脚板有足够的抗压强度。盾构始发盾构始发盾构始发盾构始发5、洞门密封的安装、洞门密封的安装 洞门密封是为盾构在始发时防止背衬注浆砂浆外泄洞门密封是为盾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，其中折叶式越所用，按种类分有压板式和折叶式两种，其中折叶式越来越被人们所认可。洞口密封的施工分两步进行施工，来越被人们所认可。洞口密封的施工分两步进行施工，第一步是在车站结构的施工工程中，做好始发洞门预埋第一步

18、是在车站结构的施工工程中，做好始发洞门预埋件的埋设工作，要特别注意的是在埋设过程中预埋件必件的埋设工作，要特别注意的是在埋设过程中预埋件必须与车站结构钢筋连接在一起；第二步在盾构正式始发须与车站结构钢筋连接在一起；第二步在盾构正式始发之前，应先清理完洞口的碴土，再完成洞口密封的安装。之前，应先清理完洞口的碴土，再完成洞口密封的安装。扇形压板式洞门密封盾构始发盾构始发折页式洞门密封盾构始发盾构始发盾构始发盾构始发6、洞口始发导轨的安装、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在围护结构破除后，盾构始发台端部距离洞口围岩必然产生一定的空隙，为保证盾构在始发时不致于因刀必然产

19、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盘悬空而产生盾构“低头低头”现象，需要在始发洞内安设现象，需要在始发洞内安设洞口始发导轨，以防止盾构在始发时产生前倾现象。在洞口始发导轨，以防止盾构在始发时产生前倾现象。在安设始发导轨时应注意，在导轨的末端预留足够的空间，安设始发导轨时应注意，在导轨的末端预留足够的空间，以保证盾构在始发时，不致因安设始发导轨而影响刀盘以保证盾构在始发时，不致因安设始发导轨而影响刀盘旋转。旋转。盾构始发盾构始发洞圈正面图防磕头装置防磕头装置侧视图防磕头装置详图盾构始发盾构始发7、负环管片的安装、负环管片的安装 a a、负环管片安装准备、负环管片安装准备

20、一般情况下，负环管片一般情况下，负环管片在盾壳内的正常安装位置在盾壳内的正常安装位置进行拼装。在安装负环管进行拼装。在安装负环管片之前，为保证负环管片片之前，为保证负环管片不破坏盾尾尾刷、保证负不破坏盾尾尾刷、保证负环管片在拼装好以后能顺环管片在拼装好以后能顺利向后推进，在盾壳内安利向后推进，在盾壳内安设厚度不小于盾尾间隙的设厚度不小于盾尾间隙的方木（或型钢），以使管方木（或型钢），以使管片在盾壳内的位置得到保片在盾壳内的位置得到保证证。盾构始发盾构始发b b、负环管片后移、负环管片后移 第一环负环管片拼装成圆后，用第一环负环管片拼装成圆后，用4 45 5组油缸完成管片的组油缸完成管片的后移。

21、后移。管片在后移过程中，要严格控制每组推进油缸的行程，管片在后移过程中，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保证每组推进油缸的行程差小于10mm10mm。在管片的后移过程。在管片的后移过程中，要注意不要使管片从盾壳内的支撑上滑落。中，要注意不要使管片从盾壳内的支撑上滑落。c c、负环管片与负环钢管片的连接、负环管片与负环钢管片的连接 负环管片的最终位置要以推进油缸的行程进行控制，在负环管片的最终位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。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 d、负环管片的拼装类型、负环管片的拼装

22、类型 在安装井内的负环管片的拼装类型一般采用通缝拼装，在安装井内的负环管片的拼装类型一般采用通缝拼装，主要的优点是保证能及时、快速的拆除负环管片，在施工主要的优点是保证能及时、快速的拆除负环管片，在施工过程中要利用此井进行出渣、进管片。在中间竖井内一般过程中要利用此井进行出渣、进管片。在中间竖井内一般采取错缝拼装，以提高管片拼装的成圆度和管片拼装施工采取错缝拼装，以提高管片拼装的成圆度和管片拼装施工的安全。的安全。盾构始发盾构始发整环拼装半环拼装盾构始发盾构始发三、始发掘进三、始发掘进 随着负环管片和正环管片的安装，刀盘开始切削到随着负环管片和正环管片的安装，刀盘开始切削到土体，螺旋输送机开始

23、出土，盾构开始掘进，直至初始土体，螺旋输送机开始出土，盾构开始掘进，直至初始掘进完成。掘进完成。a a、空载推进、空载推进 盾构在空载向前推进时，主要控制盾构的推进油缸盾构在空载向前推进时，主要控制盾构的推进油缸行程和限制盾构每一环的推进量。行程和限制盾构每一环的推进量。要在盾构向前推进的同时，检查盾构是否与始发台、要在盾构向前推进的同时，检查盾构是否与始发台、始发洞发生干涉或是否有其他异常事件或事故的发生，始发洞发生干涉或是否有其他异常事件或事故的发生，确保盾构安全的向前推进。确保盾构安全的向前推进。b b、始发时盾构姿态的控制、始发时盾构姿态的控制 盾构在始发台上向前推进时，一般通过控制推

24、进油盾构在始发台上向前推进时，一般通过控制推进油缸行程使盾构机基本沿始发台向前推进。在保证盾构正缸行程使盾构机基本沿始发台向前推进。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。常推进的情况下，稍微降低总推力和刀盘扭矩。盾构始发盾构始发 一般不进行姿态调整，如盾构出现较大的偏差时，一般不进行姿态调整，如盾构出现较大的偏差时，可以通过适当的调整推进油缸行程进行合理的纠偏，纠可以通过适当的调整推进油缸行程进行合理的纠偏，纠偏趋势值原则上不大于偏趋势值原则上不大于22。c c、始发时盾构推进参数的控制、始发时盾构推进参数的控制 始发掘进时应严格控制总推力、推进速度、刀盘扭始发掘进时应严格控制

25、总推力、推进速度、刀盘扭矩、刀盘转速等参数。矩、刀盘转速等参数。盾构始发盾构始发 四四、反力架、负环管片的拆除、反力架、负环管片的拆除 反力架、负环管片的拆除时间根据洞口地段的围岩反力架、负环管片的拆除时间根据洞口地段的围岩条件、背衬注浆的砂浆性能参数和盾构的始发掘进推力条件、背衬注浆的砂浆性能参数和盾构的始发掘进推力决定。（当然包括与盾构机主机和后配套全部进入区间决定。（当然包括与盾构机主机和后配套全部进入区间隧道、负环管片拆除工作结合来决定）一般情况下，要隧道、负环管片拆除工作结合来决定）一般情况下，要根据管片与围岩之间摩擦力的大小来决定（管片与围岩根据管片与围岩之间摩擦力的大小来决定（管

26、片与围岩之间存在着摩擦力、背衬注浆材料与管片的胶着力、注之间存在着摩擦力、背衬注浆材料与管片的胶着力、注浆材料与管片之间的咬合力。胶着力因砂浆早期强度低，浆材料与管片之间的咬合力。胶着力因砂浆早期强度低，咬合力因管片背面比较光滑，二者都可以忽略不计），咬合力因管片背面比较光滑，二者都可以忽略不计），当盾构掘进推力小于管片与围岩之间的摩擦阻力后，即当盾构掘进推力小于管片与围岩之间的摩擦阻力后，即可根据工序情况和工作整体安排，开始进行反力架、负可根据工序情况和工作整体安排，开始进行反力架、负环管片拆除。环管片拆除。盾构始发盾构始发 管片与围岩之间的摩擦力计算公式为：管片与围岩之间的摩擦力计算公式为

27、：F=F=D Df0f0E0E0 式中：式中：FF为管片与围岩之间的摩擦力；为管片与围岩之间的摩擦力；DD为管片的直径；为管片的直径；f0f0砂浆与围岩之间的摩擦系数，一般砂浆与围岩之间的摩擦系数，一般取取0.10.10.150.15；E0E0隧道中间位置的松弛土压力。隧道中间位置的松弛土压力。根据经验，掘进根据经验，掘进100m100m以上（同时前以上（同时前5050环管片完成环管片完成掘进掘进7 7日以上），可以根据工序情况和工作整体安排，日以上），可以根据工序情况和工作整体安排，开始进行反力架、负环管片的拆除。开始进行反力架、负环管片的拆除。五、始发机具与材料五、始发机具与材料始发过程所

28、需用的主要机具与材料如下表：始发过程所需用的主要机具与材料如下表：序号名称型号数量备注1空压机10m/min1台2风镐4把3电焊机2台4管片运输车1辆5砂浆运输车6m31辆6出渣矿车16m33辆7机车1辆8门吊40T1台9始发台1个10反力架1付11负环钢管片1环12洞门密封1套盾构始发盾构始发盾构始发盾构始发六、劳动组织六、劳动组织在始发过程中按工序劳动力组织如下表：在始发过程中按工序劳动力组织如下表：序号工种班次人数备注1主司机2班1人2管片司机“3人3注浆司机“1人4调车员“1人5机车司机“1人6门吊司机“1人7材料供应“2人8搅拌司机“2人9值班工程师“1人10工班长“1人盾构始发盾构

29、始发七、始发准备及初始掘进控制要点七、始发准备及初始掘进控制要点n 洞口端头加固应达到洞口端头加固应达到设计要求。设计要求。n 洞门破除前要进行加固区域的取芯试验和洞口水平打洞门破除前要进行加固区域的取芯试验和洞口水平打孔观察，确保洞门破除安全。洞门破除后，检查洞门孔观察，确保洞门破除安全。洞门破除后，检查洞门内周边的钢筋等是否清除干净，以免妨碍盾构掘进时内周边的钢筋等是否清除干净，以免妨碍盾构掘进时刀盘转动。刀盘转动。n 洞口密封装置的安装要牢固，采用压板式密封装置时，洞口密封装置的安装要牢固，采用压板式密封装置时，随着盾尾脱离或进入竖井，及时调整压板的位置。随着盾尾脱离或进入竖井，及时调整

30、压板的位置。n 负环管片拼装位置要准确，脱出盾尾后必须及时支撑负环管片拼装位置要准确，脱出盾尾后必须及时支撑、固定。、固定。盾构始发盾构始发n 盾构在空载向前推进时，主要控制盾构的推进油缸行盾构在空载向前推进时，主要控制盾构的推进油缸行程和限制盾构每一环的推进量。要在盾构向前推进的程和限制盾构每一环的推进量。要在盾构向前推进的同时，检查盾构是否与始发基座、始发洞口发生干涉同时，检查盾构是否与始发基座、始发洞口发生干涉或是否有其它异常情况，确保盾构安全的向前推进。或是否有其它异常情况，确保盾构安全的向前推进。n 为避免刀盘上的刀头损坏洞口密封装置为避免刀盘上的刀头损坏洞口密封装置,在刀头和密在刀

31、头和密封装置上涂抹黄油以减少摩擦力。封装置上涂抹黄油以减少摩擦力。n 盾尾钢丝刷需安装牢固盾尾钢丝刷需安装牢固,在拼负环前人工将盾尾钢丝在拼负环前人工将盾尾钢丝刷中填充满盾尾油脂。刷中填充满盾尾油脂。n 盾构在未完全进入洞门前，在盾壳上焊接防扭转装置，盾构在未完全进入洞门前，在盾壳上焊接防扭转装置，并随盾构的推进逐次割除。并随盾构的推进逐次割除。盾构始发盾构始发n 始发时盾构坡度可略大于设计坡度始发时盾构坡度可略大于设计坡度,在穿越加固区域在穿越加固区域施工时施工时,土压力设定值应略低于理论值土压力设定值应略低于理论值,推进速度不宜推进速度不宜过快过快,施工过程中根据地层变形量等信息反馈施工过

32、程中根据地层变形量等信息反馈,对土对土压力设定值、推进速度等施工参数进行调整。盾构完压力设定值、推进速度等施工参数进行调整。盾构完全进入洞门全进入洞门1 12 2环后可进行初始注浆，选取注浆压力环后可进行初始注浆，选取注浆压力时要综合考虑地面沉降要求和洞门密封装置的承受能时要综合考虑地面沉降要求和洞门密封装置的承受能力。前力。前1010环注浆压力不宜过高，宜采用速凝型浆液。环注浆压力不宜过高，宜采用速凝型浆液。n 在洞口开始注浆时，要在盾构两侧派人严密监测洞口在洞口开始注浆时，要在盾构两侧派人严密监测洞口密封是否有异常情况，是否需要封堵，或者采取其他密封是否有异常情况，是否需要封堵，或者采取其

33、他加固措施。加固措施。盾构始发盾构始发n 在中心刀距离土面在中心刀距离土面303040cm40cm时，开始转动刀盘，并及时，开始转动刀盘，并及时加入添加剂，并注意推力、刀盘扭矩的控制。时加入添加剂，并注意推力、刀盘扭矩的控制。n 盾构在初始掘进阶段须对地表变形进行监测，沿轴线盾构在初始掘进阶段须对地表变形进行监测，沿轴线方向须布设沉降点，并加设横断面监测点。方向须布设沉降点，并加设横断面监测点。n 盾构始发阶段应注意控制盾构推进的初始推力、刀盘盾构始发阶段应注意控制盾构推进的初始推力、刀盘扭矩等参数。扭矩等参数。第二部分：盾构始发第二部分：盾构始发第四部分：盾构到达第四部分：盾构到达第六部分：

34、工程事故案例第六部分：工程事故案例第三部分：盾构正常掘进第三部分：盾构正常掘进第五部分：第五部分：质量通病与防范措施质量通病与防范措施目 录第一部分：盾构施工准备第一部分：盾构施工准备目录盾构正常掘进盾构正常掘进一、渣土改良一、渣土改良 盾构正常掘进盾构正常掘进 渣土改良是盾构顺利掘进的重要环节，常用的渣土改良材料有泡沫、膨润渣土改良是盾构顺利掘进的重要环节，常用的渣土改良材料有泡沫、膨润土、高分子材料等，施工中根据不同的地层，加入不同的渣土改良材料。北京土、高分子材料等，施工中根据不同的地层，加入不同的渣土改良材料。北京地区的砂卵石地层一般通过同时添加泡沫和高密度膨润土也来改良土体，增加地区

35、的砂卵石地层一般通过同时添加泡沫和高密度膨润土也来改良土体，增加土体流动性和粘滞力，降低刀盘、刀具磨损，并使砂子和卵石同时排出土仓。土体流动性和粘滞力，降低刀盘、刀具磨损，并使砂子和卵石同时排出土仓。二、土压管理二、土压管理 盾构正常掘进盾构正常掘进n土压设定与土压修正土压设定与土压修正 土压力土压力P=P0=K0P=P0=K0cz=K0(cz=K0(i ihi)hi)，i i、hihi为上覆土层的天然容重为上覆土层的天然容重和土层厚度，和土层厚度，K0 K0 为侧压力系数。为侧压力系数。在掘进施工之前，应根据沿线隧道埋深、地质和水文等参数，计算出土在掘进施工之前，应根据沿线隧道埋深、地质和水

36、文等参数，计算出土压设定值，列表以指导施工。盾构施工中的土压及其管理影响因素多、涉及压设定值，列表以指导施工。盾构施工中的土压及其管理影响因素多、涉及面广、每个项目甚至不同的区段都有很大的变化，需要综合考虑方能取得一面广、每个项目甚至不同的区段都有很大的变化，需要综合考虑方能取得一个合理的初始值，并在实施过程中逐步获得一个有效的土压值。一般按照静个合理的初始值，并在实施过程中逐步获得一个有效的土压值。一般按照静止土压值进行推进控制，土体自稳性好的以松弛土压值进行控制，特殊地段止土压值进行推进控制，土体自稳性好的以松弛土压值进行控制，特殊地段按照主动土压控制。按照主动土压控制。n盾构掘进的出土管

37、理盾构掘进的出土管理 满足土压管理下的合理出土速度，主要靠控制螺旋输送机的转速来调节，满足土压管理下的合理出土速度，主要靠控制螺旋输送机的转速来调节，出土管理是进行土压管理的有效措施。出土管理是进行土压管理的有效措施。三、掘进控制三、掘进控制 盾构正常掘进盾构正常掘进 掘进时应控制好掘进方向，在直线掘进时避免盾构蛇行，在曲线掘进时掘进时应控制好掘进方向，在直线掘进时避免盾构蛇行，在曲线掘进时适当设置变向提前量，尽量减小纠偏幅度。在盾构掘进中常纠偏、小角度纠适当设置变向提前量，尽量减小纠偏幅度。在盾构掘进中常纠偏、小角度纠偏从而达到减少地层扰动和地面沉降的效果。提前量的大小应在实践中不断偏从而达

38、到减少地层扰动和地面沉降的效果。提前量的大小应在实践中不断总结，提前量应与隧道稳定时的反方向偏移量相吻合。总结，提前量应与隧道稳定时的反方向偏移量相吻合。隧道曲线掘进和大角度纠偏易引起管片安装的错台和整体隧道的反方向隧道曲线掘进和大角度纠偏易引起管片安装的错台和整体隧道的反方向偏移，也应引起高度重视。偏移，也应引起高度重视。四、注浆管理四、注浆管理 盾构正常掘进盾构正常掘进n惰性浆液与硬性浆液惰性浆液与硬性浆液 惰性浆液：优点惰性浆液：优点-满足充填空隙的要求；对盾尾刷的危害小；不会满足充填空隙的要求；对盾尾刷的危害小；不会“糊住糊住”盾尾；缺点盾尾；缺点-凝固慢；稳定管片作用差；易造成隧道的

39、偏移，尤其是隧道纠凝固慢；稳定管片作用差；易造成隧道的偏移，尤其是隧道纠偏和曲线掘进时。硬性浆液：优缺点与惰性浆液正好相反。偏和曲线掘进时。硬性浆液：优缺点与惰性浆液正好相反。n注浆量及注浆压力注浆量及注浆压力 考虑到纠偏引起的地层损失、盾构壳体拖泥引起的地层损失、浆液体积收考虑到纠偏引起的地层损失、盾构壳体拖泥引起的地层损失、浆液体积收缩和具体的地层特点等因素，注浆时实际注浆量应为理论空隙体积的缩和具体的地层特点等因素，注浆时实际注浆量应为理论空隙体积的120120180180，通常采用，通常采用150150。注浆压力应为保证足够注浆量的最小值，同时应与开。注浆压力应为保证足够注浆量的最小值

40、，同时应与开挖仓内的土压力相匹配。注浆速度应是使浆液充填速度与盾构掘进速度一致。挖仓内的土压力相匹配。注浆速度应是使浆液充填速度与盾构掘进速度一致。注浆速度过快，注浆压力必然上升，易造成盾尾漏浆；注浆速度过慢，注浆充注浆速度过快，注浆压力必然上升，易造成盾尾漏浆；注浆速度过慢，注浆充填效果不易达到要求，易引起地面沉降。填效果不易达到要求，易引起地面沉降。盾构正常掘进盾构正常掘进n二次补浆二次补浆 盾构施工后期沉降盾构施工后期沉降(盾尾后盾尾后30-4030-40米范围内米范围内)主要来自土体固结。虽然沉降主要来自土体固结。虽然沉降发展速度较慢，但累计值占到总沉降量的发展速度较慢，但累计值占到总

41、沉降量的30-5030-50左右，及时二次补浆（特殊左右，及时二次补浆（特殊情况要三次补浆）是防止隧道后期沉降的有效措施。情况要三次补浆）是防止隧道后期沉降的有效措施。五、管片拼装五、管片拼装 盾构正常掘进盾构正常掘进n管片安装头必须拧紧，为避免管片旋转过程中安装头单独承受管片重量，应将管片安装头必须拧紧，为避免管片旋转过程中安装头单独承受管片重量，应将四条压板均匀地接触管片，避免拼装过程中吊装头被拔出，破坏管片引起安全四条压板均匀地接触管片，避免拼装过程中吊装头被拔出，破坏管片引起安全隐患。隐患。n管片拼装过程中，第一块管片的位置尤为重要，它决定本环其他管片的位置及管片拼装过程中，第一块管片

42、的位置尤为重要，它决定本环其他管片的位置及缝的宽窄。管片高于前一环相邻管片则缝的宽窄。管片高于前一环相邻管片则C C块的位置不够，若低于相邻块，则造成块的位置不够，若低于相邻块，则造成纵缝过大，防水性能降低。因此，第一块应平整好，防止形成喇叭口。纵缝过大，防水性能降低。因此，第一块应平整好，防止形成喇叭口。n连接螺栓应先逐步初步拧紧，脱出盾尾后再次拧紧。当后续盾构掘进至每环管连接螺栓应先逐步初步拧紧，脱出盾尾后再次拧紧。当后续盾构掘进至每环管片拼装之前，应对相邻已成环的片拼装之前，应对相邻已成环的3 3环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧，拧紧环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧，拧紧力矩达到力矩

43、达到300N300NM M。n管片管片C C块安装方法为先纵向搭接块安装方法为先纵向搭接1/31/3，然后安装器环向将，然后安装器环向将C C块推顶到预定位置再块推顶到预定位置再纵向插平。纵向插平。C C块及块及B1B1，B2B2相应相邻面止水条，应在安装前涂润滑剂，润滑剂为黄相应相邻面止水条，应在安装前涂润滑剂，润滑剂为黄油或肥皂液，在管片纵向止水条上涂抹好。油或肥皂液，在管片纵向止水条上涂抹好。n安装时注意小心轻放，避免损坏管片和止水条；其他非操作人员不得进入安装安装时注意小心轻放，避免损坏管片和止水条；其他非操作人员不得进入安装区；吊运管片时，吊运范围内不得站人。区；吊运管片时，吊运范围

44、内不得站人。盾构正常掘进盾构正常掘进六、开仓作业六、开仓作业 盾构正常掘进盾构正常掘进 盾构掘进过程中会遇到刀具磨损、刀盘结泥饼、泡沫管堵塞等情况，在广盾构掘进过程中会遇到刀具磨损、刀盘结泥饼、泡沫管堵塞等情况，在广州、深圳等复合性地层中和北京砂卵石地层中施工时这些问题较易发生，需要州、深圳等复合性地层中和北京砂卵石地层中施工时这些问题较易发生，需要进仓作业才能解决问题，开仓作业分为常压开仓和带压开仓。进仓作业才能解决问题，开仓作业分为常压开仓和带压开仓。n 常压开仓常压开仓盾构正常掘进盾构正常掘进n 带压开仓带压开仓（1 1）首先视开挖面地质情况决定是否向刀盘前方注入稠膨润土液，如开挖面为）

45、首先视开挖面地质情况决定是否向刀盘前方注入稠膨润土液，如开挖面为风化岩层不需注入，如松散地层则需注入，待挖掘室内排土完成后开始通风风化岩层不需注入，如松散地层则需注入，待挖掘室内排土完成后开始通风进行仓内气体监测，方法同常压开仓。排土完成后向挖掘室内充入压缩空气，进行仓内气体监测，方法同常压开仓。排土完成后向挖掘室内充入压缩空气，调节到设定压力后观察压力是否稳定，压力稳定到设定值后需要进行地层稳调节到设定压力后观察压力是否稳定，压力稳定到设定值后需要进行地层稳定性试验，保压定性试验，保压2 2小时后压力无变化且地层无异常方可进行下一步操作。小时后压力无变化且地层无异常方可进行下一步操作。（2

46、2）压气人员）压气人员3 3人一组，仓门开启后组长首先在仓门口观察开挖面的稳定情况，人一组，仓门开启后组长首先在仓门口观察开挖面的稳定情况，如发现围岩不稳定则立即关闭仓门，同时上报，待项目部及相关方研究后再如发现围岩不稳定则立即关闭仓门，同时上报，待项目部及相关方研究后再进行下一步行动；初步判断围岩稳定后方可进行下一步工作。进行下一步行动；初步判断围岩稳定后方可进行下一步工作。（3 3）依据减压规范的来安排仓内作业人员的工作时间和减压时间；在压气作业）依据减压规范的来安排仓内作业人员的工作时间和减压时间；在压气作业过程中若有人员感到身体不适时，应立即电话通知操仓员，操仓员安排该人过程中若有人员

47、感到身体不适时，应立即电话通知操仓员，操仓员安排该人员减压出仓。加、减压过程中人员感到身体不适时，应立即电话通知操仓员，员减压出仓。加、减压过程中人员感到身体不适时，应立即电话通知操仓员，操仓员应降低加、减压的速度。操仓员应降低加、减压的速度。七、正常掘进控制要点七、正常掘进控制要点 盾构正常掘进盾构正常掘进n 高度重视渣土改良：砂卵石地层必须注意卵石和砂子一起排出土仓，膨润土高度重视渣土改良：砂卵石地层必须注意卵石和砂子一起排出土仓，膨润土添加量不宜过大，防止刀盘添加量不宜过大，防止刀盘“结泥饼结泥饼”；粘土层中注意适当提高泡沫中空气；粘土层中注意适当提高泡沫中空气的含量，的含量，防止刀盘防

48、止刀盘“结泥饼结泥饼”。砂卵石地层刀盘照片砂卵石地层刀盘照片粘土地层刀盘照片粘土地层刀盘照片盾构正常掘进盾构正常掘进n 减小刀盘扭矩，降低刀盘磨损，可通过调整添加剂注入量、降低推进速度、减小刀盘扭矩，降低刀盘磨损，可通过调整添加剂注入量、降低推进速度、选取合理的土压值来控制。一般刀盘扭矩控制在盾构机设计额定扭矩的选取合理的土压值来控制。一般刀盘扭矩控制在盾构机设计额定扭矩的6060以内。以内。n 推力控制在盾构设计范围内，一般在设计总推力的推力控制在盾构设计范围内，一般在设计总推力的8080以内。控制盾构的转以内。控制盾构的转动角，及时纠偏，保持良好的盾构掘进姿态。动角，及时纠偏，保持良好的盾

49、构掘进姿态。n 加强管片等物资进场检查和管片拼装质量控制，做好管片选型。加强管片等物资进场检查和管片拼装质量控制，做好管片选型。n 加强出土管理与注浆管理，严格控制地面沉降。加强出土管理与注浆管理，严格控制地面沉降。n 如需进仓作业、严格按程序进行开仓作业。如需进仓作业、严格按程序进行开仓作业。n 做好盾构机及配套的龙门吊、砂浆站、电瓶车等设备的维修保养，确保连续做好盾构机及配套的龙门吊、砂浆站、电瓶车等设备的维修保养，确保连续快速施工。快速施工。n 加强对电瓶车驾驶人员的安全责任心教育，严格按照操作规程操作，严禁超加强对电瓶车驾驶人员的安全责任心教育，严格按照操作规程操作，严禁超速、超载运行

50、，确保施工安全。速、超载运行，确保施工安全。n 加强安全用电管理，尤其是对盾构机加强安全用电管理，尤其是对盾构机10KV10KV高压电的管理。高压电的管理。第二部分：盾构始发第二部分：盾构始发第六部分：工程事故案例第六部分：工程事故案例第三部分：盾构正常掘进第三部分：盾构正常掘进第四部分：盾构到达第四部分：盾构到达第五部分：第五部分：质量通病与防范措施质量通病与防范措施目 录第一部分：盾构施工准备第一部分：盾构施工准备目录盾构到达盾构到达n 到达接收方式到达接收方式 一般采用直接接收的方式，特殊情况下可采用接一般采用直接接收的方式，特殊情况下可采用接收装置接收。收装置接收。直接接收直接接收接收