盾構試掘進段施工方案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目 錄 TOC o 1-3 h z u 一、編制依據(jù)1、杭州盾構始發(fā)方案 2、濱康路站西興站區(qū)間排版圖隧道洞門及其它構造圖 （HD1/S/STE/05/Q02/01） 3 、管片防水設計圖（HD1/S/STE/05/TY/GP/05） 4、 盾構區(qū)間鋼筋混凝土管片標準圖（HD1/S/STE/05/TY/GP/01） 5、 杭州地鐵1號線標段濱康路站西興站區(qū)間詳勘階段巖土工程勘察報告6、試掘進準備段的施工參數(shù)及監(jiān)測報表7、各種相關的技術規(guī)范和其他相鄰單位的成功施工技術及管

2、理經(jīng)驗。二、工程概況1、工程概況本工程為杭州地鐵1號線的濱康站西興站區(qū)間隧道，盾構從濱康站車站結構的西端頭井左線始發(fā)。盾構始發(fā)段平面首先為38m長的緩和曲線，然后為R450m曲線，鉛垂面為24下坡。 盾構隧道為單層拼裝式鋼筋混凝土預制管片，結構斷面為圓形，管片內(nèi)徑5500mm、厚度350mm、環(huán)寬1200mm，每環(huán)分6塊。始發(fā)長度定為120m（盾構通過后河以后），始發(fā)段隧道洞身主要通過地層為淤泥質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，洞門隧道頂覆土厚度為7.8m，此后沿線路覆土厚度逐漸增大。 自2010年2月8日始發(fā)到2010年2月26日8：00已完成盾構掘進25環(huán)，目前盾構刀盤切口里程為2+311.962（

3、起始里程為2+276.149），對應的地面監(jiān)測點為ZX7-2（即原來的ZX8）。目前盾構所在位置的平面及豎向曲線為：平面曲線為半徑449.895米的左轉彎；豎向曲線為坡度0.89的上坡段，往前掘進2.529米后（即里程2+314.491）后進入坡度為23.84的下坡段。其間自2010年2月12日上午8：30分首次發(fā)生報警以來，已發(fā)生多次報警，而且存在7-10管片嚴重破損的情況。其主要原因是施工經(jīng)驗不足，對杭州的軟土地層認識不夠。目前20#盾構正處于盾構始發(fā)階段，處于盾構參數(shù)的摸索階段。根據(jù)業(yè)主、監(jiān)理及其他專家的意見，在23-27環(huán)作為盾構試掘進準備段。在此試掘進準備段收集施工信息，確定合理的施

4、工參數(shù)作為試掘進段施工參數(shù)設定的依據(jù)。根據(jù)各位專家的意見及相鄰施工單位的推進情況，我方對盾構掘進的參數(shù)進行了優(yōu)化。2、地質(zhì)情況盾構所在地層上部為2淤泥質(zhì)粘土，高度約2.7米；下部為1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土高度約3.5米。地質(zhì)描述如下 ：2淤泥質(zhì)粘土：灰色，飽和，流塑，含少量有機質(zhì)，夾薄層狀粉土。無搖震反應，切面光滑，干強度高，韌性高。1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰色，飽和，流塑，含少量有機質(zhì)，夾薄層狀粉土。無搖震反應，切面較光滑，干強度中等，韌性中等。該層分布有透鏡體狀的沼氣，亦為沼氣的主要氣源層。三、施工參數(shù)1、土倉壓力：將原來計算的側向土壓力系數(shù)由0.65調(diào)整為1.0，根據(jù)盾構的埋深由公式計算的理論土壓力為

5、： 正面土壓力：P=K0h其中：P：土壓力（包括地下水） ：土體的平均重度，取1860Kg/m3 h：隧道埋深，根據(jù)目前刀盤切口所在的樁號，取8.85米（隧道頂埋深）K0：土的側向靜止土壓力系數(shù) ，根據(jù)實際情況取1.0 代入公式后計算得出：P=1.65kg/2，即0.165MPa。由于采取土壓模式掘進，土倉壓力約大于正面水土壓力10%，即土倉壓力初始設定值1.82kg/2，即0.182MPa。同時根據(jù)實際覆土厚度，調(diào)整土倉壓力， 施工中應根據(jù)其他施工參數(shù)及地面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)予以適當調(diào)整。隨著隧道埋深的不斷加大，土壓也會越來越大。2、出土量：根據(jù)各位專家的意見，本區(qū)間地層土體的松散系數(shù)取值1.0比

6、較合適。本工程使用的管片外徑為6200mm，環(huán)寬為1200mm。刀盤的直徑為6340mm，每環(huán)的出土量 K可松性系數(shù),取1.0 d刀盤直徑; l管片環(huán)寬; 代入計算式計算出每環(huán)出土量為37.88m3 ，在運輸組織設計中，按38m3考慮。每環(huán)出土量直接反應了盾構機在掘進施工過程中的超挖情況，當超挖較多時，會使出土量驟增。在掘進過程中，必須嚴格控制每環(huán)的出土量，并作好記錄。同時根據(jù)地面沉降值及時調(diào)整，主要根據(jù)土倉壓力確定出土量；在保證土倉壓力的情況下確定最佳的出土量。 3、注漿：（1）注漿壓力注漿壓力略大于該地層位置的靜止水土壓力，同時避免漿液進入盾構機的土倉中。最初的注漿壓力是根據(jù)理論靜止水土壓

7、力確定的，在實際掘進中將不斷優(yōu)化。如果注漿壓力過大，會導致地面隆起和管片變形，還易漏漿。如果注漿壓力過小，則漿液填充速度趕不上空隙形成速度，又會引起地面沉陷。一般而言，注漿壓力取1.11.2倍的靜止水土壓力，由前面計算得，頂部水土壓力為0.183MPa，底部土壓力為0.309 MPa，則最終注漿壓力控制在0.200.37 MPa。（2）注漿量根據(jù)刀盤開挖直徑和管片外徑，可以按下式計算出一環(huán)管片的注漿量。V=/4KL（D12-D22）式中:V 一環(huán)注漿量（m3）L 環(huán)寬1.2（m）D12 開挖直徑6.34（m）D22 管片外徑6.2（m）K 擴大系數(shù)取1.52代入相關數(shù)據(jù)，可得:V=/4(1.5

8、2)1.2（40.2-38.44）=2.53.3m3/環(huán)根據(jù)上面經(jīng)驗公式計算，注漿量取環(huán)形間隙理論體積的1.52倍，則每環(huán)（1.2m）注漿量Q=2.53.3m3。根據(jù)目前盾構掘進情況發(fā)現(xiàn)注漿量偏小。計劃每環(huán)注漿3.54.0m3。（3）漿液配比本工程采用水泥砂漿作為同步注漿材料，該漿材具有結石率高、結石體強度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特點。水泥采用PC32.5水泥，由于漿液配比是根據(jù)地層的特點和施工推進的速度等因素而選定的，所以在施工過程中，要加強對施工影響地段地表隆起和沉陷的觀測，并及時掌握地層的變化情況以及漿液的適應性等，做到信息化施工。目前，根據(jù)施工情況及脫出盾尾的管片所在區(qū)域的地表

9、監(jiān)測及管片姿態(tài)來看，原有的配比不適用于杭州的地層。為此我方請教了相鄰的19#盾構，計劃采用他們的配比，將原有的水泥用量減少，將粉細砂改為中粗砂，加大漿液稠度，降低漿液初凝時間，增加早期強度。具體配比如下表：同步注漿材料配比和性能指標表水泥（kg）粉煤灰（kg）膨潤土（kg）砂（kg）水（kg）外加劑50205951000500按需要根據(jù)試驗加入3、二次注漿盾構機穿越后,考慮到環(huán)境保護和隧道穩(wěn)定因素，如發(fā)現(xiàn)同步注漿有不足的地方，通過管片中部的注漿孔進行二次補注漿，補充一次注漿未填充部分和體積減少部分，從而減少盾構機通過后,土體的后期沉降，減輕隧道的防水壓力，提高止水效果。二次注漿使用盾構配套注漿

10、泵，注漿前,鑿穿管片吊裝孔外側保護層，安裝專用注漿用接頭。二次注漿采用水泥漿水玻璃雙液漿，注漿壓力一般為0.20.4MPa。二次注漿材料配比和性能指標表水泥（g）粉煤灰（g）膨潤土（g）減水劑（g）水（g）水玻璃（g）2808040460075二次注漿主要以壓力控制，需多次反復，確保將管片與土體之間的間隙填充密實。4、管片拼裝（1） 管片選型以滿足隧道線型為前提，重點考慮管片安裝后盾尾間隙要滿足下一掘進循環(huán)限值，確保有足夠的盾尾間隙，以防盾尾直接接觸管片。 （2） 管片安裝應從隧道底部開始，然后依次安裝相鄰塊，最后安裝封頂塊。安裝第一塊管片時，用水平尺與上一環(huán)管片精確找平。 （3） 安裝鄰接塊

11、時，為保證封頂塊的安裝凈空，安裝第五塊管片時一定要測量兩鄰接塊前后兩端的距離（分別大于F塊的寬度，且誤差小于+10mm），并保持兩相鄰塊的內(nèi)表面處在同一圓弧面上。 （4） 封頂塊安裝前，對止水條進行潤滑處理，安裝時先徑向插入2/3，調(diào)整位置后緩慢縱向頂推。 （5） 每塊管片安裝到位后，應及時伸出相應位置的推進油缸頂緊管片，其頂推力大于穩(wěn)定管片所需力，達到規(guī)定要求，然后方可移開管片拼裝機。（ 6） 管片安裝完后，在管片脫離盾尾后要對管片連接螺栓進行二次緊固。5、推進速度及刀盤扭矩盾構在該段推進盡量控制推進速度，目前推進速度不宜大于1.4cm/min；同時根據(jù)推進速度控制刀盤扭矩，刀盤扭矩電流控制

12、在220A300A之間。四、推進控制及注意事項1、 盾構機掘進方向的操作控制根據(jù)線路條件所做的分段軸線擬合控制計劃、導向系統(tǒng)反映的盾構姿態(tài)信息，結合隧道地層情況，通過分區(qū)調(diào)整盾構機推進油缸推力來控制掘進的方向。具體操作原理是，加大盾構所需轉彎方向外弧線一側油缸的推力，并時時調(diào)整壓力分配情況。同時應該注意千斤頂?shù)膲毫Σ畈灰诉^大，通常要求對應千斤頂壓力差一組不宜大于另一組的25%，以免在大推力的情況下，因壓力差過大對隧道管片造成破損。2、 盾構掘進姿態(tài)調(diào)整與糾偏在盾構掘進施工過程中，不可能完全按照設計線路掘進，有時要產(chǎn)生一定的偏差，如果盾構機偏離設計軸線20mm，就要進行盾構機糾偏。盾構糾偏可以分

13、為兩步，首先在掘進過程中，通過調(diào)整各組油缸的推力來進行糾偏。掘進完成后再通過管片的拼裝進行軸線擬合，即根據(jù)盾構機的糾偏方向和油缸行程情況選擇拼裝楔形環(huán)。當盾構滾動角超限時，盾構機會自動報警，為了防止?jié)L動值超限，在掘進過程中應采用刀盤正轉和反轉相結合的方式進行開挖。當滾動報警時，應引用反轉刀盤的方法進行滾動偏差調(diào)整。 盾構機糾偏應逐步進行，不能一次到位。一般情況下，每環(huán)的糾偏量在水平方向上不超過9mm，在豎直方向上不超過5mm，折角不宜大于4%。同時，安裝管片也應注意，所選擇的管片類型應考慮在安裝完成以后使油缸行程差變小。3、方向控制及糾偏注意事項 （1） 在切換刀盤轉向時，應保留適當?shù)臅r間間隔

14、，切換速度不宜過快，切換速度過快可能造成管片受力狀態(tài)突變，而使管片損壞； （2） 根據(jù)掌子面地層情況應及時調(diào)整掘進參數(shù)，調(diào)整掘進方向時應設置警戒值與限制值。達到警戒值時就應該實行糾偏程序。 （3） 蛇行修正及糾偏時應緩慢進行，如修正過程過急，蛇行反而會更加明顯。在直線推進的情況下，應選取盾構當前所在位置點與設計線上遠方的一點作一直線，然后再以這條線為新的基準進行線性管理。在曲線推進的情況下，應使盾構當前所在位置點與遠方點的連線同設計曲線相切； （4） 推進油缸油壓的調(diào)整不宜過快、過大，且對應的分組千斤頂?shù)膲毫Σ畈灰诉^大，否則可能造成管片局部破損甚至開裂； （5） 正確進行管片選型，確保拼裝質(zhì)量

15、與精度，以使管片斷面盡可能與設計掘進方向垂直；4、管片上浮的控制 （1） 了解隧道所經(jīng)過地段的地質(zhì)情況，包括里程、土層分布、深度、強度、含水量，預先制定不同地段采取不同的掘進措施。在掘進過程中，及時調(diào)整掘進速度、刀盤潤滑劑添加量、掘進模式等施工參數(shù)。 （2） 加強對盾構機姿態(tài)的控制，尤其在上坡或下坡地段必須注意千斤頂?shù)淖饔梅至芷挠绊?，及時調(diào)整姿態(tài)及千斤頂行程差。避免超挖和蛇行，盡量使各組推進油缸推力適當均衡。 （3） 在變坡段一定要注意做好管片的選型及正確安裝。 （4）控制測量的精度和頻率，要嚴格按要求建立起一套嚴密的人工測量和自動測量控制系統(tǒng)，嚴格控制測量的精度，合理布設洞內(nèi)的測量控制

16、點和導線，根據(jù)工程中的實際情況合理控制測量和復核的頻率。根據(jù)測量的結果來調(diào)整盾構機的控制參數(shù)和管片的拼裝等（如調(diào)整對稱千斤頂?shù)男谐滩?，合理控制各區(qū)域千斤頂?shù)男谐蹋侠硎褂贸诘仍O施，調(diào)整管片類型和拼裝方式等）。 （5）改變砂漿配比，提高水泥用量，降低漿液初凝時間，及時、足量注漿，提高固結效果。 （6）加強管片姿態(tài)測量，一旦有上浮異?，F(xiàn)象，立即啟用二次注漿（在隧道頂部注雙液漿），有效控制管片進一步上浮。 （7）保證管片連接螺栓的安裝質(zhì)量。管片拼裝過程中盡量減小管片之間的錯臺，及時安裝連接螺栓，確保管片定位準確，連接牢固。用儀器檢測管片安裝的誤差，若誤差超過允許值需進行調(diào)整；管片安裝就位后，在下

17、一循環(huán)的掘進開始時，推進系統(tǒng)作用于管片上的軸向壓力應緩慢、均勻地施加；管片連接螺栓在掘進的開始時也會出現(xiàn)松動，需及時對松動的螺栓進行緊固。5、地面控制 地面控制分為兩部分：切口環(huán)前面的地面控制和盾尾后的地面控制。對于切口環(huán)前面的地面沉降主要由土倉壓力控制，根據(jù)不同的隧道埋深設置合理的土倉壓力，保證在盾構掘進過程中前方的土體適當隆起。對于盾尾以后的地面控制主要由同步注漿和二次注漿控制。掘進過程中嚴格控制注漿壓力和注漿量，保證將管片和土體之間的間隙填充密實。同時根據(jù)地面監(jiān)測情況及時進行二次補漿，減少土體反應時間。同時加強監(jiān)測，加大監(jiān)測頻率，即使掌握地面的變化。采集最新的信息指導施工。目前監(jiān)測頻率已

18、達到4次/天，根據(jù)實際情況，如有必要將會繼續(xù)增加。確保盾構順利推進。6、區(qū)間隧道有害氣體的風險預防 根據(jù)濱康路站西興站區(qū)間地下有害氣體特征研究報告顯示，在K2+295K2+595的里程范圍分布著大小不一的有害氣體（主要成分為甲烷），長度約為300m。地下氣體以透鏡體形式存在，主要賦存于2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂層，含氣層頂板埋深在地面以下26.629.0m處；含氣層底板埋深在地面以下30.832.7m處。有害氣體最大氣壓在0.3520.4Mpa之間，有害氣體最大流量為22.63m3/h。對于盾構區(qū)間存在高壓沼氣的情況，根據(jù)類似工程施工經(jīng)驗，采取以下措施進行防治，一是地面排放沼氣，降低沼氣壓力到安全

19、范圍；二是在盾構施工過程中采取加強通風措施；三是建立沼氣監(jiān)測系統(tǒng)，四是進行沼氣防治安全教育。五是制定應急系統(tǒng)預案。（1）盾構推進前在隧道北側沼氣壓力較高區(qū)域，加大沼氣排放范圍，把目前已知的高壓沼氣區(qū)的沼氣全部釋放，把沼氣壓力全部降低，這樣，消除掉沼氣高壓區(qū)，沼氣無地下運營壓力差，無法進行沼氣運營。（2）隧道配備1臺255KW軸流風機和直徑1100mm拉鏈式軟風管進行壓入式通風，同時在盾構機前體部位、臺車上方及出土口部位附近增設小型電風扇綜合通風，保證隧道內(nèi)通風通暢，防止沼氣聚集。6-1 區(qū)間沼氣分布圖（3）加強火源的管理。隧道內(nèi)原則上杜絕使用明火，建立嚴格的用火審批制度。必須使用時必須專人批準

20、，并采取可靠措施后方可使用明火。（4）加強對施工人員的教育、管理。施工前，對全體參施人員進行安全教育，強化甲烷等有害氣體危害的防范教育。隧道內(nèi)嚴禁吸煙。嚴格執(zhí)行下井掛牌制度，上下井清點人數(shù)，備好防毒面具。（5）加強電氣線路及設備的管理，規(guī)范電氣線路連接及設備的使用，防止火花的出現(xiàn)。（6）在隧道內(nèi)管片頂部，隔300m安裝一臺吹風機，增加洞外新鮮空氣向隧道內(nèi)的流動，同時加快風向外流動速度。（7）加強隧道和地面的通訊聯(lián)系，盾構施工時安裝內(nèi)線電話，線路隨盾構掘進而延伸。（8）加強隧道內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測。在盾構機的前體，螺旋出土口，操作室設沼氣監(jiān)測儀器。盾構隧道內(nèi)監(jiān)測沼氣裝置采用JCB-CJ97A型便攜式甲烷檢測報警儀，適用于煤礦井下、巷道等處連續(xù)監(jiān)測環(huán)境中甲烷（瓦斯）濃度。當甲烷濃度超限時，自動發(fā)出聲、光報警。共計使用6臺監(jiān)測儀。當報警時立即停止作業(yè)，組織作業(yè)班組有序離開密閉空間。在密閉空間動態(tài)管理牌上檢查核對人員數(shù)量，保證所有人員安全疏散完畢。加強通風，等待應急指揮小組發(fā)出新的指令。7、質(zhì)量保證措施建立以項目經(jīng)理為組長，總工程師為