盾構(gòu)機調(diào)頭及調(diào)試方案

1、盾構(gòu)機玄武門調(diào)頭方案S-195盾構(gòu)機從許府巷站到達玄武門站北端頭井后，盾構(gòu)機及后配套設(shè)備需在許府巷站進行盾構(gòu)機調(diào)頭，然后由右線從玄武門站北端頭掘進至許府巷站。由于盾構(gòu)機主機及后配套都是體積大、重量大的不規(guī)則實體，因此盾構(gòu)機的調(diào)頭是一項復雜的工作，需要各部門協(xié)同工作，做好前期準備工作和應(yīng)急準備。一、 到站掘進盾構(gòu)機到站掘進是整個掘進施工的重點環(huán)節(jié)，盾構(gòu)機到達掘進必須保證盾構(gòu)機順利、安全地通過車站預(yù)留洞門。到站掘進，在這里是指盾構(gòu)機到達車站端頭井之前30m范圍內(nèi)的掘進。玄武門站北端左線將經(jīng)直線段到達。1、 掘進情況到目前為止（7.13），盾構(gòu)機共計掘進546環(huán)，按目前進度情況將在8月1日掘進至玄武

2、門站。2、 地質(zhì)條件洞門覆土厚度約8m，地層自上而下分別是：-1雜填土約0.7m、-2b2-3素填土約3.5m，-1c2-3粉土01.4m、-2b4粉淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土9.4m，-2-1b2粉質(zhì)粘土約4.1m，-3-1（a+b）1-2粉質(zhì)粘土約5.5m。具體見文圖1。 文圖1 玄武門站地質(zhì)圖3、 洞門鑿除在盾構(gòu)到達前25天，首先打水平探孔檢查洞門土體加固質(zhì)量，然后再根據(jù)檢驗情況進行下一部的工作。當加固質(zhì)量達不到要求時進行補充加固；當加固質(zhì)量滿足要求時開始進行洞門連續(xù)墻的鑿除。洞門鑿除施工分兩次進行，第一次先將圍護結(jié)構(gòu)鑿除55cm，將第一層鋼筋切割，保留內(nèi)層鋼筋和保護層；在盾構(gòu)到達連續(xù)墻后將最內(nèi)層鋼

3、筋割除，（根據(jù)地層加固情況，割除鋼筋采用由上到下的順序進行）確保沒有鋼筋侵入刀盤出洞輪廓范圍之內(nèi)。4、 洞口密封環(huán)的安裝到站時的洞口密封環(huán)安裝主要是防止背襯注漿漿液和地層水土外泄，洞門密封環(huán)在盾構(gòu)機到達前安裝，并在簾布橡膠迎盾構(gòu)機面涂潤滑油以避免盾構(gòu)機刀盤掛破簾布橡膠板。在盾構(gòu)刀盤露出洞門端頭之前，完成洞口密封的安裝。先用扇形壓板固定簾布橡膠板，等刀盤出了洞口再將簾布橡膠板通過鋼絲繩捆在盾殼上。當盾殼脫離簾布橡膠板后，立即調(diào)整洞口扇形壓板的位置并收緊鋼絲繩使簾布橡膠板密貼在管片外弧面上。5、 貫通前測量與盾構(gòu)姿態(tài)的調(diào)整盾構(gòu)到站前，要對洞內(nèi)所有的測量控制點進行一次全面系統(tǒng)的控制測量復測，對所有控

4、制點的座標進行精密、準確的平差計算。在盾構(gòu)到站前的最后一次測量系統(tǒng)搬站中，以精密測設(shè)并經(jīng)過平差的地面導線點和水準點為基準，精確測量測站、后視點的座標和高程（測量經(jīng)緯儀和后視棱鏡的座標和高程），盾構(gòu)到達前50米地段即加強盾構(gòu)姿態(tài)和隧道線形測量，根據(jù)復測結(jié)果及時糾正偏差，并根據(jù)實測的車站洞門位置進行必要的盾構(gòu)機姿態(tài)的調(diào)整，確保盾構(gòu)機安全順利地通過洞門到達玄武門車站。盾構(gòu)進站時其刀盤平面偏差允許值：平面±25mm、高程±25 mm。施工過程中，采用兩個班組連續(xù)、慢速掘進以避免停機時間長導致盾構(gòu)機姿態(tài)發(fā)生變化。6、 盾構(gòu)機到達掘進參數(shù)控制盾構(gòu)進入到達段后，首先減小推力、降低推進速度

5、和刀盤轉(zhuǎn)速，控制出土量并時刻監(jiān)視土倉壓力值，避免盾構(gòu)機對車站結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞和較大的地表隆陷。在掘進過程中加強地面沉降的監(jiān)測并及時反饋信息以指導掘進施工。根據(jù)地層地質(zhì)狀況，到達掘進前的地質(zhì)情況與到達掘進段的地質(zhì)情況變化不大，在正常掘進斷加強數(shù)據(jù)的積累，為到達掘進提供有參考價值的掘進參數(shù)資料。7、 盾構(gòu)在到達洞門的處的施工盾構(gòu)刀盤距離貫通里程小于10米時，在掘進過程中，要派專人在玄武門站負責時刻觀察洞口的變化情況。如發(fā)現(xiàn)洞門混凝土有較大的震動或者探孔有較大的涌水、泥漿時，立即通知主司機進一步降低盾構(gòu)推力、刀盤轉(zhuǎn)速以及推進速度，避免由于刀盤前部土體的受過大作用力或者地應(yīng)力損失，造成刀盤前部形成坍塌或者

6、引起大的地表沉降。在到站階段要密切關(guān)注盾構(gòu)推進系統(tǒng)的推進速度和推進壓力以及掘進出土情況，當發(fā)現(xiàn)推力突然降低，碴土粒徑突然變大，推進速度同時加大的情況時，必須立即停機。在對現(xiàn)場進行確認和檢查之后，再作出進一步的詳細的掘進指令。在盾構(gòu)刀盤距離玄武門站連續(xù)墻1米左右時，在洞門中心處鑿一個300mm直徑的孔以確認盾構(gòu)機的到達并較準確地確定盾構(gòu)機與洞門的相對位置。根據(jù)盾構(gòu)機實際位置確定接收支座的大概位置，當盾構(gòu)機刀盤到達連續(xù)墻后，根據(jù)地層的情況確定是否可以切割最后一層鋼筋。當不具備開洞門條件時，對洞門段采取一定的加固措施后再進行施工；洞門鋼筋的割除應(yīng)從安全快速，避免盾構(gòu)機停機時間過長。8、 安裝接收基座

7、在人工鑿除圍護結(jié)構(gòu)的同時安裝盾構(gòu)接收基座。當盾構(gòu)機刀盤通過洞門后，按照實際盾構(gòu)機的姿態(tài)精確對接收基座進行定位（平面位置、標高及縱坡），使得盾構(gòu)機平順地推進到始發(fā)接收基座上，以免盾構(gòu)機進洞時拉損隧道管片襯砌以及損壞盾尾密封鋼絲刷。在盾構(gòu)上接收架之前，在接收架的導軌上涂抹一層潤滑油脂，確保盾構(gòu)順利的向前滑動。（當盾構(gòu)機全部露出洞門后，將接收支座下部的泥土、砼塊等雜物清理干凈，利于接收支座和盾構(gòu)機的整體移動）。9、 到達段管片拼裝當盾構(gòu)機掘進到達段時，一方面，由于EPB模式中土壓力的調(diào)節(jié)，盾構(gòu)機推進不能夠提供足夠的壓縮力，管片與管片間的縫隙會比較大，是區(qū)間隧道防水的薄弱環(huán)節(jié)；另一方面，盾構(gòu)機推進到接

8、收基座時盾構(gòu)機的姿態(tài)與理想狀態(tài)有一定的偏差，盾構(gòu)機移動到接收基座的過程會對已經(jīng)拼裝的管片產(chǎn)生影響；因此對到達段管片的拼裝質(zhì)量要求更高。拼裝時要加強連接螺栓的復緊工序，將縱向螺栓盡可能的連接緊。在到達段用4根 槽鋼將出洞處15環(huán)管片沿隧道縱向拉緊作為輔助的手段。特別注意的是出洞洞門環(huán)的安裝，由于車站洞門的寬度有一定的要求（洞門寬度不得小于40cm），在到達段最后幾環(huán)管片的安裝時要經(jīng)常測量盾構(gòu)機出洞門的長度，以免出錯。當洞門長度不再設(shè)計要求范圍內(nèi)時，及時向設(shè)計院聯(lián)系解決。10、 注漿防水在盾構(gòu)機出洞時要加強同步注漿和二次注漿（二次注漿只有在沉降較大的情況下進行，因為破壞注漿孔部位的管片砼會對永久性

9、防水產(chǎn)生不利的影響），尤其是在盾尾進入加固區(qū)后，調(diào)整注漿漿液的性狀，采用快硬性漿液或聚胺酯材料充填管片與加固區(qū)刀盤開挖面之間的空隙，作為一道比較理想的臨時防水措施。當盾尾脫離洞門后，及時采用快硬性漿封堵管片與洞門鋼環(huán)間的空隙，避免地層水土的流失從而加大地表沉降。11、 盾構(gòu)機到站在盾構(gòu)主機完全進入接收架之后，在設(shè)備橋下部利用型鋼做一個支撐。支撐放置固定在管片運輸小車上,并用斜撐連接牢靠后，將主機與后配套分離，完成盾構(gòu)到站施工。二、 主機、設(shè)備橋調(diào)頭1、 盾構(gòu)機接收1） 準備工作A、 調(diào)頭場地鋼板的鋪設(shè)為保證盾構(gòu)機調(diào)頭時，調(diào)頭場地有足夠的支撐面，在盾構(gòu)機調(diào)頭井內(nèi)鋪設(shè)20mm的鋼板，并將接縫進行段

10、焊，鋪設(shè)或焊接時必須保證接縫的平整，必要時進行打磨處理。B、 設(shè)備橋支撐門架的下井、安裝在調(diào)頭場地內(nèi)鋪設(shè)臨時軌道(采用自制鋼凳架設(shè)臨時軌線)將設(shè)備橋支撐門架下井并移至玄武門站站臺后部備用。C、 反力架的下井、安裝采用25T汽車吊在調(diào)頭井口進行反力架、鋼環(huán)的下井、拼裝，并平移至調(diào)頭場地后部定位，組裝平移時必須在反力架的前、后部加焊支撐，防止傾翻。D、 接收架（始發(fā)架）的拆除、鋼板焊接、運輸、下井定位a）盾構(gòu)主機的接收采用盾構(gòu)機始發(fā)所使用的始發(fā)架作為盾構(gòu)機的接收架，并且在盾構(gòu)機到站前進行拆卸，同時始發(fā)架底部采用20mm的鋼板進行焊接封閉，以保證盾構(gòu)機調(diào)頭時底部有足夠的支撐面，焊接時必須保證焊縫平整

11、，必要時進行打磨處理。b）采用25T汽車吊將始發(fā)架下井，并用自制盤式軸承平移至隧道左線，檢查并緊固始發(fā)連接螺栓，必須確保連接螺栓完好。c）采用鋼板或型鋼墊平始發(fā)架接收架，必須確保墊層牢靠，始發(fā)架的精確定位必須嚴格按土木技術(shù)交底進行定位，并進行復測，確保無誤。d）精確定位后，采用型鋼對始發(fā)架進行固定，固定支撐在站臺一側(cè)，洞門側(cè)和預(yù)埋件焊接，同時將始發(fā)架軌道延伸至洞門內(nèi)，并加固。E、 調(diào)頭材料機具的運輸、下井F、 通訊在調(diào)頭井內(nèi)安裝一部電話（主機全部進站后采用主控室內(nèi)的電話），便于與許府巷聯(lián)系。2） 接收A、控制盾構(gòu)機姿態(tài)，避免損壞洞門環(huán)，脫離洞門密封前注漿要飽滿，防止漏水。B、盾構(gòu)機進站時應(yīng)低速

12、掘進。C、進站時及時在前體前部墊4mm鋼板進行支撐，防止耐磨層與軌道接觸。D、按照進度及時支撐中體和盾尾。E、檢查接收架是否位移，變形。F、盾構(gòu)機進站后，不使用旋轉(zhuǎn)刀盤出土時，拆除四號拖車皮帶機驅(qū)動裝置。G、在前體、中體兩側(cè)各焊接頂升支座（頂升支座焊時要對稱牢固）。H、當主機完全進站后，用型鋼將主機與始發(fā)架連為一體（焊接）。2、 主機調(diào)頭及定位1） 設(shè)備橋前部用支撐架進行支撐。2） 主機與后配套脫離（拆除管線和拖拉油缸）并后移后配套拖車至完全脫離主機。3） 采用四根150T油缸將盾構(gòu)機頂升，始發(fā)架底部均勻安裝自制盤式軸承，取出底部的墊塊后將主機落至軸承上（主機頂升時注意油缸必須保持同步，且必須

13、有專人指揮）。4） 采用油缸或20T倒鏈將主機連同始發(fā)架平移至調(diào)頭場地中部，并進行調(diào)頭，調(diào)頭時注意先將螺旋輸送機穿進鋼環(huán)和反力架內(nèi)。滾動摩擦系數(shù)的確定：鋼對鋼摩擦系數(shù)f滾=0.005 ,由于接受架底部的不平整等因素影響，所以取fmax滾=0.05;摩擦力F摩=Gfmax滾 = （G盾+ G1）fmax滾 =3400KN×0.05=170KN盾構(gòu)機主機重量G盾=3200KN 接收架G1=200KN5） 主機調(diào)頭后平移至隧道右線前部。6） 采用四根150T油缸將盾構(gòu)機頂升，始發(fā)架底部用鋼板或型鋼支撐，進行精確定位，并將始發(fā)架軌線延伸至隧道內(nèi)。7） 反力架和鋼環(huán)進行精確定位。8） 盾尾刷涂

14、抹盾尾油脂WR90，要求鋼絲刷內(nèi)油脂飽滿均勻。9） 注漿管、超前鉆機管內(nèi)填充盾尾油脂WR90。文圖2 主機調(diào)頭示意圖3、 設(shè)備橋及延長管線1） 左線調(diào)頭井軌線形成，主機后部軌線形成。2） 設(shè)備橋后部用支撐架進行支撐，并與設(shè)備橋進行焊接。3） 將設(shè)備橋與后配套脫離（拆除管線和連桿）4） 拆解第一、第二節(jié)管片吊機軌道，并拆除一號拖車后部的管片吊機控制柜及電纜卷筒并移至設(shè)備橋前部固定。5） 用油缸分別將設(shè)備橋前部、后部頂升，并在支撐架底部安裝50的鋼管。6） 采用倒鏈將設(shè)備橋前移至站臺內(nèi)，并在2021軸之間進行設(shè)備橋的調(diào)頭。7） 設(shè)備橋調(diào)頭后前移至主機并與主機對接，拆除前部支撐。8） 將設(shè)備橋支撐門

15、架前移并與設(shè)備橋?qū)?，并拆除后部支撐?） 安裝皮帶機驅(qū)動裝置。10） 安裝管片安裝機控制柜及電纜卷筒。11） 安裝100米延長管線。F、 延長管線的連接從后配套拖車開始進行。B、延長管線的連接順序同許府巷始發(fā)相同。C、由于洞門于22立柱之間距離只有25m，延長管線不易堆放。因此，可以將后配套后移40m，將延長管線懸掛在隧道區(qū)間內(nèi)。D、在車站內(nèi)設(shè)置過渡懸掛支撐。E、液壓管線的連接應(yīng)注意清潔和密封。F、延長管線后連接，應(yīng)注意標識和外觀整齊。12） 安裝皮帶并進行硫化。文圖3 設(shè)備橋調(diào)頭示意圖4、 盾構(gòu)機檢修及保養(yǎng)1） 刀盤及刀具的檢查、維修和更換2） 鉸接密封及充氣密封的檢查、維修和更換3） 盾

16、尾密封刷的檢查、維修和更換盾尾密封刷的檢測更換:記錄磨損狀況，更換磨損嚴重和損壞的密封刷，要注意焊接質(zhì)量，焊接焊條型號E506，數(shù)量按需供應(yīng)。4） 高壓水泵的解體維修。5） 盾尾油脂泵的解體維修。6） 空壓機更換機油、濾芯。7） 泡沫系統(tǒng)檢查、維修和更換。8） 螺旋輸送機耐磨層的檢查，必要進行時堆焊（耐磨焊條采用DUR68，修補較多時用37HL打底，再走一遍DUR68）。9） 電器系統(tǒng)的檢查、維修和更換。5、 整機調(diào)試并始發(fā)盾構(gòu)機整機調(diào)試按盾構(gòu)機調(diào)試報告進行，總的原則是先單機調(diào)試，再整機聯(lián)動。三、 始發(fā)掘進始發(fā)掘進順序基本同許府巷站南端頭始發(fā)。具體見玄武門站北端頭右線始發(fā)方案。下面的部分包括在

17、始發(fā)掘進方案中1、 割除鋼筋并進洞在刀盤內(nèi)裝滿土坯并盾構(gòu)機沿始發(fā)架軌道向前推入洞門距掌子面約500mm時，進行洞門剩余鋼筋的割除，割除時必須保證迅速，必要時采用方木進行臨時支撐。2、 掘進參數(shù)的控制盾構(gòu)機沿始發(fā)架掘進時，推力盡可能小，刀盤扭矩不要超過120bar，此階段不允許調(diào)向。3、 運輸車輛的編組在始發(fā)掘進時水平運輸采用三列機車進行運輸，機車布置在前部，第一列的編組形式為1節(jié)牽引機車，一節(jié)渣車、一節(jié)管片車；第二列的編組形式為1節(jié)牽引機車，一節(jié)渣車、一節(jié)管片車，第三列的編組形式為1節(jié)牽引機車，一節(jié)砂漿車。4、 供水及排污始發(fā)掘進期間仍采用許府巷站內(nèi)的供水及排污系統(tǒng)，可根據(jù)玄武門站內(nèi)的情況建一

18、個污水轉(zhuǎn)運池。5、 臨時照明 采用臨時架線照明四、 后配套調(diào)頭及恢復正常掘進當盾構(gòu)機始發(fā)至60米時（100米延長管線全部用完），應(yīng)進行后配套的調(diào)頭工作。1、 停機1） 準備工作C、 始發(fā)管線堵頭、空油桶的準備B、電動空壓機、減壓閥及管路接頭的準備C、后配套軌線準備D、充氣密封充氣測試E、鋼絲繩、及吊鎖具的準備F、重新緊固0環(huán)至15環(huán)的連接螺栓C、 左線右線各停放1節(jié)機車并充足電。2） 停機及保護措施C、 盾構(gòu)機姿態(tài)略高于隧道中線，土倉內(nèi)充滿渣土，土壓保持在2.4時停機。B、向注漿管內(nèi)注滿膨潤土。C、向充氣密封內(nèi)充入高壓風并關(guān)閉閥門。D、盾尾密封油脂注入至管片底部溢出為止。2、 拆除延長管線C、

19、 將延長管線前部一根一根拆開并用空油桶接住，同時將同一根延長管線后部拆開并連接高壓風，用高壓風將管路內(nèi)的油吹出，注意接頭及時封堵。B、標記出土壓傳感器傳輸線及盾尾油脂管路，作為最后拆除的管線。C、切斷部分系統(tǒng)的電源及控制線。D、拆除延長電纜。E、拆除延長膠管。3、 拆除皮帶及設(shè)備橋支撐門架C、 拆除設(shè)備橋皮帶及漏斗。B、拆除設(shè)備橋后部支撐門架拖出，并用管片車及千斤頂支撐。C、安裝設(shè)備橋風管并將電纜支架固定。4、 拆除負環(huán)1） 準備工作2） 拆除負環(huán)管片5、 拆除左線軌線將調(diào)頭場地內(nèi)左線的軌線及枕木剁拆除并將場地清理干凈。6、 平移始發(fā)架至左線并形成后配套接收軌線先將調(diào)頭場地內(nèi)的雜物清理干凈，然

20、后采用油缸將始發(fā)架頂升并在底部安裝盤式軸承，通過結(jié)構(gòu)墻上的拉點及倒鏈將始發(fā)架平移至隧道左線，并將軌線延伸至洞內(nèi)與拖車軌線連接，始發(fā)架固定。7、 拆除反力架及鋼環(huán)分別將鋼環(huán)底部焊接支撐并通過結(jié)構(gòu)墻上的拉點和倒鏈將鋼環(huán)及反力架平移至井口處，在通過25T汽車吊將鋼環(huán)及反力架拆解吊出。8、 后配套拖車解列并拆卸拖車間的管線連接1） 在拖車解列前必須將每節(jié)拖車用阻車器固定，防止溜車。2） 拆解拖車間的電纜并回收至2號拖車上固定。3） 拆解拖車間的連接膠管并及時封堵。4） 拆解拖車間的拉桿。5） 拆卸污水卷筒9、 拖車前移并調(diào)頭1） 用機車牽引1號拖車前移至調(diào)頭場地內(nèi)的始發(fā)架上。2） 用型鋼將1號拖車與始

21、發(fā)架焊接成一個整體。3） 用結(jié)構(gòu)墻上的拉點及倒鏈將1號拖車連同始發(fā)架平移至調(diào)頭井中部并調(diào)頭。4） 平移1號拖車及始發(fā)架至隧道右線并固定始發(fā)架。5） 將始發(fā)架軌線與右線軌線連接，并將型鋼割除。6） 用機車將1號拖車拖入洞內(nèi)并與設(shè)備橋?qū)印?） 依此類推將2號、3號、4號拖車調(diào)頭后與設(shè)備對接，但4號拖車必須先先拆解后部平臺。文圖4 后配套拖車調(diào)頭示意圖10、 后配套管線連接1） 4號皮帶機移至井口時，安裝皮帶機驅(qū)動裝置。2） 安裝4號拖車后部平臺及污水卷筒。3） 連接拖車間的電纜。4） 連接拖車間的膠管。5） 皮帶硫化。11、 整機調(diào)試、掘進盾構(gòu)機整機調(diào)試按盾構(gòu)機調(diào)試報告進行，總的原則是先單機調(diào)試，再整機聯(lián)動。五、勞動力組織在盾構(gòu)機調(diào)頭期間，人員的安排按兩班編