工程建設(shè)施工之盾構(gòu)掘進(jìn)管片拼裝、壁后注漿、成型隧道施工方案

1、【經(jīng)典資料，文檔，可編輯修改】盾構(gòu)掘進(jìn)、管片拼裝、壁后注漿、成型隧道施工方案施工方案盾構(gòu)掘進(jìn)掘進(jìn)流程見(jiàn)圖2-1-1 。用于本合同段掘進(jìn)施工的土壓平衡盾構(gòu)的開(kāi)挖土倉(cāng)由刀盤(pán)、切口環(huán)、隔板、土壓傳感器及膨潤(rùn)土添加、泡沫注入系統(tǒng)組成。根據(jù)本合同段隧道地層條件，需選擇土壓平衡模式進(jìn)行本合同段區(qū)間隧道的掘進(jìn)。土壓平衡掘進(jìn)模式中土倉(cāng)壓力的保持首先需選定土倉(cāng)壓力，掘進(jìn)過(guò)程中通過(guò)調(diào)整推進(jìn)力實(shí)現(xiàn)推進(jìn)速度控制、通過(guò)調(diào)整螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)出碴量控制。具體方法如下：（ 1）土倉(cāng)壓力值P 的選定P 值應(yīng)能與地層土壓力和靜水壓力相平衡，設(shè)刀盤(pán)中心地層靜水壓力、土壓力之和為P0 ，則P KP0 ，K 一般取1.0 1.3。掘

2、進(jìn)施工過(guò)程中土倉(cāng)壓力根據(jù)試掘進(jìn)時(shí)取得的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)并結(jié)合盾構(gòu)所在位置的埋深、土層狀況及地表監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整與控制。掘進(jìn)控制添加材料注入?yún)?shù)設(shè)定更改設(shè)定值過(guò)硬過(guò)軟土塑性流動(dòng)狀態(tài)壓力增加注入量減少注入量設(shè)OK定NO改良效果YES土壓設(shè)定更改設(shè)定值土過(guò)高過(guò)低壓開(kāi)挖倉(cāng)土壓力控制增加螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速OK減少螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定速度更改設(shè)定值掘最大值刀盤(pán)扭矩降低速度進(jìn)速OK度最大值控推力制OK異常周邊土壓OK異常排土量監(jiān)OK視繼續(xù)掘進(jìn)圖 2-1-1盾構(gòu)掘進(jìn)控制程序圖（2）推進(jìn)速度控制為保持土倉(cāng)壓力的穩(wěn)定， 掘進(jìn)速度必須與螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速相符合，同時(shí)必須兼顧注漿，確保漿液能均勻填實(shí)管片與地層的空隙，根據(jù)施工的實(shí)際情

3、況確定并調(diào)整掘進(jìn)速度控制推進(jìn)油缸的推力。（ 3）出碴量的控制每環(huán)掘進(jìn)出碴量根據(jù)試掘進(jìn)段取得的參數(shù)進(jìn)行控制。出碴量控制可通過(guò)推進(jìn)速度與螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。（ 1）姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)控通過(guò)SLS-T 自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)和人工測(cè)量復(fù)核進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測(cè)。隨著盾構(gòu)推進(jìn)導(dǎo)向系統(tǒng)后視基準(zhǔn)點(diǎn)需要前移，必須通過(guò)人工測(cè)量來(lái)進(jìn)行精確定位。為保證推進(jìn)方向的準(zhǔn)確可靠，擬每30 50m 進(jìn)行一次人工測(cè)量，以校核自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)并復(fù)核盾構(gòu)機(jī)的位置、姿態(tài)，確保盾構(gòu)掘進(jìn)方向的正確。（ 2）調(diào)整與控制盾構(gòu)共16 組推進(jìn)油缸， 分五區(qū)， 每區(qū)油缸可獨(dú)立控制推進(jìn)油壓。盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整與控制便可通過(guò)分區(qū)調(diào)整推進(jìn)油缸壓力事項(xiàng)盾構(gòu)掘進(jìn)方

4、向調(diào)整與控制。（ 3）糾偏措施1）滾動(dòng)糾偏刀盤(pán)切削土體的扭矩主要是由盾構(gòu)殼體與洞壁之間形成的摩擦力矩來(lái)平衡，當(dāng)摩擦力矩?zé)o法平衡刀盤(pán)切削土體產(chǎn)生的扭矩時(shí)將引起盾構(gòu)本體的滾動(dòng)。盾構(gòu)滾動(dòng)偏差可通過(guò)轉(zhuǎn)換刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)。2）豎直方向糾偏控制盾構(gòu)機(jī)方向的主要因素是千斤頂?shù)膯蝹?cè)推力，它與盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)變化量間的關(guān)系非常離散，需要靠人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)掌握。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)下俯時(shí)，可加大下側(cè)千斤頂?shù)耐屏?，?dāng)盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)上仰時(shí)，可加大上側(cè)千斤頂?shù)耐屏?lái)進(jìn)行糾偏。同時(shí)還必須考慮到刀盤(pán)前面地質(zhì)因素的影響綜合來(lái)調(diào)節(jié)，從而到達(dá)一個(gè)比較理想的控制效果。3）水平方向糾偏與豎直方向糾偏的原理一樣，左偏時(shí)應(yīng)加大左側(cè)千斤頂?shù)耐七M(jìn)壓力，右偏時(shí)則應(yīng)

5、加大右側(cè)千斤頂?shù)耐七M(jìn)壓力，并兼顧地質(zhì)因素。（ 4）方向控制及糾偏注意事項(xiàng)1）在切換刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，應(yīng)保留適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔，切換速度不宜過(guò)快，切換速度過(guò)快可能造成管片受力狀態(tài)突變，而使管片損壞。2）根據(jù)掌子面地層情況應(yīng)及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，調(diào)整掘進(jìn)方向時(shí)應(yīng)設(shè)置警戒值與限制值。當(dāng)盾構(gòu)姿態(tài)接近警戒值時(shí)就應(yīng)該實(shí)行糾偏程序。3）蛇行修正及糾偏時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行，如修正過(guò)程過(guò)急，蛇行反而更加明顯。在直線推進(jìn)的情況下，應(yīng)選取盾構(gòu)當(dāng)前所在位置點(diǎn)與設(shè)計(jì)線上遠(yuǎn)方的一點(diǎn)作一直線，然后再以這條線為新的基準(zhǔn)進(jìn)行線形管理。在曲線推進(jìn)的情況下，應(yīng)使盾構(gòu)當(dāng)前所在位置點(diǎn)與遠(yuǎn)方點(diǎn)的連線同設(shè)計(jì)曲線相切。4）推進(jìn)油缸油壓的調(diào)整不宜過(guò)快、過(guò)大，否

6、則可能造成管片局部破損甚至開(kāi)裂。5）正確進(jìn)行管片選型，確保拼裝質(zhì)量與精度，以使管片端面盡可能與計(jì)劃的掘進(jìn)方向垂直。6）盾構(gòu)始發(fā)到達(dá)時(shí)方向控制極其重要，應(yīng)按照始發(fā)、到達(dá)掘進(jìn)的有關(guān)技術(shù)要求，做好測(cè)量定位工作。盾構(gòu)在掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進(jìn)軸線，在直線段和半徑不小于500m 的曲線段，盾構(gòu)機(jī)軸線的允許偏差應(yīng)為： 平面± 5mm 、高程± 20mm ；在半徑小于500m 的曲線段， 盾構(gòu)機(jī)軸線的允許偏差為：平面± 8mm 、高程± 25mm 。（ 1）掘進(jìn)施工參數(shù)應(yīng)根據(jù)工程水文地質(zhì)情況作出包括掘進(jìn)模式、土倉(cāng)壓力、總推力、掘進(jìn)速度、刀盤(pán)轉(zhuǎn)速、刀具貫入量以及碴土

7、改良方法、碴土管理等決定，不得隨意更改相應(yīng)掘進(jìn)參數(shù)。（ 2）在施工進(jìn)行期間結(jié)合地面監(jiān)測(cè)反饋信息及實(shí)際施工情況進(jìn)行總結(jié)分析，對(duì)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，在施工過(guò)程中對(duì)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化。（ 3）掘進(jìn)時(shí)應(yīng)根據(jù)工程水文地質(zhì)條件相適應(yīng)的碴土改良方式對(duì)碴土進(jìn)行改良，以保證碴土的流塑性和止水性。（ 4）結(jié)合地面沉降監(jiān)測(cè)反饋信息，對(duì)出碴量控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)碴土管理的最優(yōu)化。管片拼裝管片內(nèi)徑 5400mm ，外徑6000mm ，襯砌管片分為6 塊： 3 塊標(biāo)準(zhǔn)塊（ A 型）， 2 塊鄰接塊（ B 型）和 1塊封頂塊（ C 型），環(huán)片厚度為300mm ，環(huán)片寬度為1200mm 。左右轉(zhuǎn)彎環(huán)管片最大楔形量為4

8、8mm 。采用彎曲螺栓連接，環(huán)向共12 根螺栓，縱向共 16 根螺栓?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C50，抗?jié)B等級(jí) S10。本區(qū)間管片止水材料采用三元乙丙橡膠擠出硫化而成的彈性橡膠密封墊，與管片間用單組份氯丁 -酚醛膠粘劑粘結(jié)。管片安裝步驟示意圖如圖2-2-1，詳細(xì)方法如下：（ 1）防水材料粘貼。由管片供應(yīng)組人員進(jìn)行襯墊、止水條粘貼。（ 2）管片進(jìn)場(chǎng)。 管片除進(jìn)行出場(chǎng)質(zhì)量控制外，還需由專人進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)管片質(zhì)量驗(yàn)收，管片應(yīng)無(wú)缺棱、 掉角；無(wú)頂推貫穿裂縫和大于0.2mm 寬的裂縫及混凝土剝落現(xiàn)象。管管管管管管管管管管（ 3）運(yùn)輸。以垂直和水平運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行管片運(yùn)輸。（ 4）安裝區(qū)清理。清理管管管管管管管管管管管管管片

9、安裝區(qū)內(nèi)的水及碴土等。管管管管（ 5）收油缸。根據(jù)管片安管管管管管管管管管管管裝需要， 分區(qū)收回油缸，盡量較少同時(shí)收回管管管油缸的數(shù)量。管管1.2. 2m管管管（ 6）管片安裝。安裝區(qū)域的油缸全管管管管管管管管管管部收到位后，可進(jìn)行管片就位、安裝。管片安裝順序?yàn)橄绕礃?biāo)準(zhǔn)塊，然后拼裝鄰接塊，最后安裝封頂塊，管片安裝時(shí)由管管管管管管管管管管管管管下至上左右對(duì)稱進(jìn)行。管管管管管（ 7）頂伸油缸。管片就位后，將油缸管管管管以低油壓頂推支撐在管片上。管片拼裝允許偏差見(jiàn)表2-2-1管管管管管管管管管管管管管片拼裝允許偏差表圖 2-2-1管片安裝步驟示意圖序號(hào)項(xiàng)目允許偏差檢查頻率1襯砌環(huán)橢圓度5每環(huán)直線段及

10、半徑不小于 500m± 50mm襯砌環(huán)軸線平面位置及的曲線段1 點(diǎn)/環(huán)2高程半徑小于500m 的曲線段± 80mm3同一襯砌環(huán)內(nèi)相鄰管片錯(cuò)臺(tái)5mm4 點(diǎn)/環(huán)4縱向相鄰襯砌環(huán)管片錯(cuò)臺(tái)5mm4 點(diǎn)/環(huán)（ 1）質(zhì)量保證1）嚴(yán)格進(jìn)場(chǎng)管片的檢查， 破損、裂縫的管片不用。 下井吊裝管片和運(yùn)送管片時(shí)應(yīng)注意保護(hù)管片和止水條，以免損壞；2）止水條及襯墊粘貼前，應(yīng)對(duì)管片接觸面進(jìn)行徹底地清潔，以確保其粘貼穩(wěn)定牢固。施工現(xiàn)場(chǎng)管片堆放區(qū)應(yīng)有防雨淋設(shè)施。粘貼止水條時(shí)應(yīng)對(duì)其涂緩膨劑；3）管片安裝前應(yīng)對(duì)管片安裝區(qū)進(jìn)行清理，清除如污泥、污水，保證安裝區(qū)及管片相接面的清潔；4）嚴(yán)禁非管片安裝位置的推進(jìn)油缸與管

11、片安裝位置的推進(jìn)油缸同時(shí)收回；5）管片安裝時(shí)必須運(yùn)用管片安裝的微調(diào)裝置將待裝的管片與已安裝管片塊的內(nèi)弧面縱面調(diào)整到平順相接以減小錯(cuò)臺(tái)。調(diào)整時(shí)動(dòng)作要平穩(wěn)，避免管片碰撞破損；6）同步注漿壓力必須得到有效控制，注漿壓力不得超過(guò)限值。（ 2）安全保證1）管片安裝進(jìn)行時(shí)，非操作人員不得進(jìn)入管片安裝區(qū)域，管片安裝人員也不得站立在管片安裝機(jī)上，管片安裝機(jī)操作司機(jī)在操作過(guò)程中隨時(shí)關(guān)注管片安裝區(qū)域內(nèi)人員情況；2）在進(jìn)行緊固螺栓時(shí)，不得移動(dòng)管片安裝機(jī)，避免人員摔跌受傷；3）片安裝施工人員應(yīng)觀察并使管片安裝機(jī)移動(dòng)范圍內(nèi)的管線放到合適的位置，避免造成管線損壞；4）工過(guò)程中不得也管片安裝機(jī)進(jìn)行非管片安裝的拉、推、頂操作

12、，避免損壞設(shè)備；5）片安裝過(guò)程中操作人員使用的工具在使用完后立即放到穩(wěn)妥的位置，避免工具從高處摔下?lián)p壞推進(jìn)油缸等設(shè)備。壁后注漿壁后注漿采取同步注漿和二次補(bǔ)充注漿兩種方式，同步注漿通過(guò)同步注漿系統(tǒng)隨掘進(jìn)同時(shí)注入，二次補(bǔ)充注漿利用補(bǔ)充注漿系統(tǒng)在盾尾后通過(guò)管片注漿孔進(jìn)行。同步注漿漿液為水泥砂漿，配比見(jiàn)表2-3-1 。二次補(bǔ)充注漿主要采用水泥漿，在隧道開(kāi)挖對(duì)地表建筑或管線影響較大的地段，為減少地面沉降，可選擇速凝型漿液，如水泥水玻璃雙液漿等。水泥單液漿配比一般取水灰比1 1 或 1 1.5。水泥水玻璃雙液漿配比見(jiàn)表2-3-2 。表 2-3-1同步注漿材料配比表組水泥粉煤灰膨潤(rùn)土（ kg） 砂（ kg）

13、水（ kg）外加劑別（ kg）（ kg）1802602416050779460470按需要根據(jù)試驗(yàn)加入381膠凝時(shí)間：一般為3 10h，根據(jù)地層條件和掘進(jìn)速度，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)加入促凝劑及變更配比來(lái)調(diào)整膠凝時(shí)間。固結(jié)體強(qiáng)度：一天不小于0.2MPa ， 28 天不小于2.5Mpa 。漿液結(jié)石率：>95% ，即固結(jié)收縮率<5% ；漿液稠度： 8 12cm/m；漿液穩(wěn)定性：傾析率（靜置沉淀后上浮水體積與總體積之比）小于5% 。表 2-3-2雙液漿配比及漿液主要性質(zhì)表編號(hào)水灰比A液B液緩凝劑添加量漿液密度凝結(jié)時(shí)間（體積比）（水泥用量）（ g/cm3）（秒）111111.51.4420480（

14、1）注漿壓力保證達(dá)到對(duì)環(huán)向空隙的有效充填，同時(shí)又能確保管片結(jié)構(gòu)不因注漿產(chǎn)生過(guò)大的變形和損壞，根據(jù)計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)，注漿壓力取值為：0.3 0.4Mpa 。（ 2）注漿量根據(jù)管片壁后環(huán)形空隙與地層有效填充的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，根據(jù)規(guī)范要求，注漿量取盾尾建筑控制空隙理論體積的1.3 1.8 倍，則每環(huán)（1.2m ）壁后注漿量：Q=4.2 5.8m3 。（ 3）注漿速度同步注漿速度應(yīng)與掘進(jìn)速度相匹配，按盾構(gòu)完成一環(huán)1.2m 掘進(jìn)的時(shí)間內(nèi)完成當(dāng)環(huán)注漿量來(lái)確定其平均注漿速度。達(dá)到均勻的注漿目的。（ 4）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)采用注漿壓力和注漿量雙指標(biāo)控制，即當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值的95% 以上時(shí)，即可認(rèn)為達(dá)

15、到了質(zhì)量要求。對(duì)本設(shè)計(jì)參數(shù)還需通過(guò)監(jiān)控量測(cè)進(jìn)行優(yōu)化，使注漿效果達(dá)到更佳。（ 5）效果檢查注漿效果檢查主要采用分析法，即根據(jù)P-Q-t 曲線，結(jié)合掘進(jìn)速度及襯砌、地表與周圍建筑物變形量測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合分析判斷。必要時(shí)采用無(wú)損探測(cè)法進(jìn)行效果檢查。當(dāng)檢查表明注漿不足時(shí)，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充注漿。（ 1）砂漿拌制必須根據(jù)砂漿配合比進(jìn)行配料和操作，在任何儲(chǔ)存過(guò)程中避免使砂漿靜置，防止砂漿離析或凝結(jié)影響使用；（ 2）施工過(guò)程中必須遵循注漿與掘進(jìn)同步進(jìn)行的原則，掘進(jìn)必須進(jìn)行同步注漿，注漿量與注漿壓力必須達(dá)到技術(shù)交底或技術(shù)方案的要求。以使注漿達(dá)到控制地面沉降同時(shí)又不因注漿壓力過(guò)大損壞管片。（ 3）定期對(duì)注漿系統(tǒng)進(jìn)行清洗

16、，以保證注漿系統(tǒng)保持良好的工作狀態(tài)。成型隧道成型隧道分為主控項(xiàng)目和一般項(xiàng)目隧道成型后其襯砌環(huán)表面應(yīng)無(wú)缺棱、掉角；無(wú)貫穿列縫，無(wú)大于0.2mm 寬的列縫及混凝土剝落現(xiàn)象。檢查數(shù)量：逐環(huán)檢查，并請(qǐng)監(jiān)理單位每10 環(huán)抽查 1 環(huán)。檢驗(yàn)方法：觀察檢查、刻度放大鏡檢查，必要時(shí)進(jìn)行超聲波無(wú)損檢測(cè)。成型隧道軸線平面位置和高程的允許偏差為：直線段及半徑不小于500m 的曲線段±50mm ，半徑小于500m 的曲線段±80mm 。檢查數(shù)量：逐環(huán)檢查，并請(qǐng)監(jiān)理單位每10 環(huán)抽查 1 環(huán)。檢驗(yàn)方法：使用全站儀、水準(zhǔn)儀測(cè)量。（ 1）在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，根據(jù)導(dǎo)向系統(tǒng)反映的盾構(gòu)姿態(tài)信息，結(jié)合隧道地層情況，