隧道盾構推進工程施工方案培訓資料(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 25 噸汽車吊作卸車和場地內駁運管片之用。 臨時水泵房由于盾構施工水力機械用水要求為高壓水，因此長江取水輸送至施工現場后需采用高壓18 / 70泵增壓，因此在施工現場設置一個臨時水泵房，臨時水泵房內安裝四臺 TSW1509 型多節離心水泵向隧道內，并安裝兩臺 10m3 的空氣壓縮機備用，空氣壓縮機配置兩只 6m3 儲氣包，儲氣包安放于岸邊實地上。7 開工前的質量準備工作1 會同業主、監理對施工圖進行會審并聽取設計方的設計交底，清楚詳細的了解設計意圖。1 根據施工圖、設計交底的要求編制詳細的質量計劃。2 根據施工合同、施工設計圖的要求，收集相應的規范、規程及有關文件，準備好工程中使用的質量記錄。3 根據業主提供的測量控制點，結合施工現場的實際情況及要求，建立施工現場測量控制網并請監理復核認可后投入使用。4 施工場地平整。5 對單位工程、質量計劃進行技術交底，使每個施工人員對工程的特點、施工方法及施工方案的安排有一個較清晰的了解。6 材料的采購。7 設備進場。8 施工現場環境、地下管線、建筑物情況調查。19 / 70第四章 盾構施工方案1 測量方案 技術依據《工程測量規范》 GB5002693《建筑變形測量規程》 JGJ/T 897 施工現場測量控制網建立根據主提供測量控制導線網，在通視條件好且施工活動和測量行駛不易影響的位置，利用兩臺 T2 經緯儀和測距儀采用方位角距離法測放測量導線點，建立能夠通視且不易被施工破壞的現場測量控制網，經監理復核簽證后投入使用，并采取必要的保護措施。 井下及隧道內控制導線點測放 盾構初期控制導線點建立盾構初期控制點指在盾構出洞前和盾構出洞初期對隧道平面和高程進行測量所使用的平面和水準高程點。平面控制點首先利用 T2 經緯儀和測距儀從現場平面控制網采用小三角測量方法將控制點引測至盾構工作井前后墻井頂的設計隧道軸線上，前后墻井頂上各引測一個軸線點；然后分別在兩個軸線點上架設經緯儀，互為后視點確定視線，鎖定轉盤后上下轉動望遠鏡，將軸線控制點引測至井下，在工作井井壁上做好控制點標記，以此作為后座及發射架安裝的控制線。20 / 70在井下盾構設計軸線上不影響設備安裝的位置設置一個平面控制點作為盾構初期推進的儀器架設點，用井壁上的軸線控制點作為后視點，以此控制盾構推進的方向。水準控制點首先利用 S3 經緯儀和測距儀從現場平面控制網采用小三角測量方法將控制點引測至盾構工作井后墻井頂上；然后使用鋼卷尺和垂球，將水準控制點引測至井下，在工作井井壁上做好控制點標記，以此作為盾構推進軸線高程控制的測量基準。 隧道內測量導線點測放在隧道推進過程中，由于隧道距離較長且隧道平面線性部分為圓弧曲線段，因此無法在井內進行整個隧道的軸線控制測量，故在隧道推進過程中，軸線控制點采用跟蹤傳遞的方法跟蹤至隧道前端，隧道軸線平面和高程偏差測量利用隧道前端的控制導線點進行測量。 隧道盾構推進軸線控制測量盾構推進時測量盾構機和隧道管片拼裝水平和高程偏差，并及時掌握盾構機及隧道最前端一環管片姿態作為盾構糾偏的依據。盾構機及隧道最前端軸線水平和高程偏差測量隧道平面偏差：用一根長度與隧道內徑相同的標尺水平放置于隧道最前端和盾構機內，利用傳遞到隧道內的控制導線點用 J2 經緯儀讀出隧道和盾構機相對于設計軸線的偏離值。隧道高程偏差：利用傳遞到隧道內的水準控制點，采用 S3 水準儀，通過在置放于隧道最前端底部和盾構機底部的標尺，測出隧道和盾構機管內低高程，將數值與相對應位置的設計值相比較求得隧道和盾構機的高程偏差值。盾構機及隧道最前端軸線與設計軸線水平夾角和傾角測量平面夾角：通過比較前后兩個測點的偏差值求得。傾角：盾構機的傾角可通過安裝與盾構機內的垂球式傾角儀直接讀出，隧道最前端傾角通過在隧道最前端頂部懸掛垂球后測量垂球與隧道最前端底部的水平距離后計算得出。21 / 70 大堤沉降監測監測內容①.長江大堤和盾構掘進軸線的沉降監測及位移監測②.盾構掘進所影響到的大堤下各層土體的沉降、位移監測③.盾構掘進所影響到的大堤坡腳下層土體的壓應力監測測試方法①采用引進標準水準點，用水準儀測出地表測點的高程，經緯儀測出地表測點的位置，通過與測點的初始高程及初始位置比較，得到測點的沉降和位移變化情況。②對于大堤下因盾構掘進而影響到的各層土體，通過鉆孔后分別安裝分層沉降管、測斜導管，用沉降儀測量土體內部的分層沉降情況；用測斜儀測量土體內部的水平移動和變形情況。③在大堤坡腳下通過鉆機鉆孔埋設土壓力計，用振弦讀數儀測出土體的壓應力。測試精度，要求按中華人民共和國《工程測量規范》 （GB5002693）執行。詳見專項大堤監測方案 盾構掘進機選型工程地質勘探資料顯示，進水隧道在淤泥質粉質粘土、粉質粘土夾粉砂中推進。同時隧道主要在長江中推進，除盾構穿越大堤外，其余位置對地面沉降控制的要求較小，而穿越大堤的距離很短，一方面通過預先對大堤進行加固，另一方面可通過控制盾構正面土壓力、加強管片背后注漿、控制盾構推進速度等措施控制地面沉降，保證大堤的安全。根據以上的工程實際特點，根據經濟適用的原則，本工程進水兩根隧道全部采用國產網格式盾構機進行施工，盾構機主要技術參數如下：推進系統：長行程千斤頂 1200KN2150mm7短行程千斤頂 1200KN1250mm19總推力 31200KN22 / 70單位面積推力 最大推進速度 推進泵 25SCY141BP= Q=N=30KW 380V 50HZ拼裝機提升能力 提升行程 1150mm平移行程 1050mm鉗口行程 100mm回轉范圍 177。185176。回轉速度 回轉泵 25SCY141BP=16MPa Q=N= 380V 50HZ拼裝泵 25SCY141BP=16MPa Q=N= 380V 50HZ攪拌機泵 25SCY141BP= Q=N= 380V 50HZ 盾構施工工藝流程圖23 / 70 接管道接軌道管片背后注漿螺栓二次復擰上部防水處理管內拆除掘進至設計長度下部防水處理質量檢驗結束推進至100環拆除鋼支撐拆除臨時管片拆除后座反力架推進至50m盾構機控制臺轉換盾構機出洞油壓千斤頂推進柱塞伸至規定長度拼裝機安裝管片艙外土體擠壓進入艙水槍沖刷破碎艙內土同步注漿水力機械出泥千斤頂停止推進拼裝機拼裝管片進水、排泥管道影施工？軌道影響施工準備工作結束24 / 70 施工準備 施工水源由于采用水力機械出泥，施工過程需要大量的施工用水，大堤內側小河中水量無法滿足施工需要，因此需要在長江中引水作為施工用水。 施工臨時水泵房臨時水泵房平面尺寸暫定 5m9m，因施工場地狹小，交叉施工較多所以施工時根據場地特征做靈活調整。臨時水泵房內安裝四臺 TSW1509 型多節離心水泵向隧道內供應高壓水作為施工用水。并安裝兩臺 10 m3 的空氣壓縮機備用，空氣壓縮機配置兩只 6 m3 儲氣包，儲氣包安放于岸邊實地上。 發射架加工、安裝、就位發射架在工廠加工完成后運送至施工現場，利用吊車吊入井內，按照預先測放好的設計軸線調整發射架的軸線，并用水準儀校正好發射架的頂面標高后，采用電焊方式固定于預先埋設于工作井底板上的預埋件上，為防止盾構機在出洞后初期階段糾偏產生的水平推力引起發射架偏移而影響隧道施工質量，發射架就位固定后，應對其加設斜撐加固。 穿墻洞擋土密封裝置安裝根據設計，盾構出洞口用鋼制穿墻管預埋在井墻中，洞口采用拉森Ⅲ型鋼板樁作為擋土鋼封門，鋼封門在沉井下沉前安裝于沉井外側，隨沉井一起下沉。為防止穿墻洞地下水通過鋼板樁拼縫向井內滲流造成洞外土體流失從而影響洞外土體的穩定性，采用如下方法對鋼封門進行止水并對洞口加固：沉井下沉前鋼封門內側用樣板鐵、平板橡膠、螺栓連接進行止水處理，為防止在沉井下沉過程中鋼封門滑移，用加強筋板將鋼板樁與預埋穿墻管連接。沉井下沉至設計標高后，對鋼封門外土體進行加固處理，確保土體在盾構出洞施工時不會出現坍方現象。25 / 70 洞門臨時密封止水裝置安裝及洞口加固由于工作井穿墻洞與盾構外沿之間存在較大空隙，為防止盾構出洞以及掘進過程中地下水、土體、漿液從空隙中涌入井內，給環境造成破壞且引起施工安全問題，盾構出洞前應在穿墻洞周邊安裝由簾布橡膠板、圓環壓板、翻板以及連接銷等組成的出洞密封止水裝置，作為洞口防水的預防性措施。盾構出洞時，盾構機往前推進，將簾布橡膠板及翻板往穿墻洞內翻卷，利用簾布橡膠板的彈性使簾布橡膠板與盾構機外殼以及后續的＋1 環管片外壁密貼，從而起到防水、防砂作用。 盾構機制造、安裝、調試、就位盾構機在制造廠制造、安裝、調試完成后運至施工現場，利用 300t 起重機起吊后吊入工作井內，擱置于發射架上。 后座系統安裝后座系統包括鋼管支撐、臨時管片（負環管片） 、天窗式反力架組成，安裝完成后應保證第一環永久管片（＋1 環）后端部與工作井內壁平。由于后座系統制約著盾構機出洞姿態，因此，安裝時應在測放出的軸線基礎上進行安裝，確保后座系統軸線與設計軸線一致。因工作井采用沉井法施工，在下沉過程中沉井不可避免地會發生偏差，因此安裝時應調整鋼管支撐，使臨時管片（負環）端面與設計軸線垂直，同時應保證＋1 環管片安裝后其后端部伸出工作井內井壁 400mm。 臨時管片（負環）拼裝在盾構初期掘進階段，隧道管片與土體間摩阻力無法滿足盾構掘進反力要求，為此需將盾構推力傳遞到工作井后墻以提供掘進反力，在隧道永久管片由后端至后座反力架之間需安裝臨時管片。進水隧道工作井空間 ，臨時管片拼裝 10 環，其中封閉環 4 環，上部開口環 6 環，臨時管片與后墻之間為鋼管反力架，開口環上部、封閉環后端部與反力架之間空缺處用φ508 鋼管支撐傳遞。盾構推進至 30m 時進行臺車轉換，為保證臺車吊放進入隧道內的空間，轉換前應先將26 / 70頂部鋼支撐拆除，并將－－環管片上半部分管片拆除，待臺車全部下井并安裝于隧道內后，在－2 環臨時管片于后座墻之間安裝鋼支撐。 鋼板樁拔除在盾構機切口進入簾布橡膠板 85cm 左右時，即可進行穿墻洞口臨時止水鋼板樁的拔樁施工，拔樁時按照先中間后兩側的順序進行。鋼板樁拔除采用 45KW 振動錘進行，拔樁時采用定型夾距將鋼板樁夾住，夾具上端連接振動錘，用 25t 履帶式自行起重機吊緊振動錘，開啟振動錘馬達，利用振動錘的振動破壞樁側摩阻力，收緊吊車索具，將鋼板樁緩緩拔出。 盾構出洞盾構出洞是盾構利用在沉井內臨時設置的鋼構件和臨時管片作后背，向前推進。從穿墻洞口向洞外的土體中貫入，沿著設計軸線方向，向前推進的一系列作業。盾構出洞是整個隧道施工中技術難度大，工序較復雜，又有一定風險的施工階段。當盾構機進入洞圈后馬上進行洞圈橡膠簾布的整理工作，固定鉸鏈擋板。出洞時盾尾鋼刷中必需充滿盾尾油脂。鋼板樁拔除后盾構機迅速上靠，通過格柵對土體的擠壓，使土體進入沖泥艙內，使用水槍沖刷破碎土體后，利用水力機械形成的真空壓力將泥漿排出。當盾尾脫出工作井壁后，調整洞圈止水裝置中的圓環板，并與洞門特殊環管片焊接成一體，若洞口漏水現象嚴重則由預設壓漿管向洞圈周圍內壓注化學漿液，以防止土體從間隙中流失而造成地面的坍陷。盾構機穿墻前，先做以下工作：在洞口內側裝簾布橡膠圈、裝止回翻板、鋼封門內側止水拆除、盾構機頭部吸泥艙充填砂土。盾構機推至鋼封門處停止推進，在盾構機處及簾布橡膠圈處充填壓漿，直至全部拔除鋼封門推進盾構機使之嵌入土體并開始盾構初期掘進。 盾構掘進初期階段盾構出洞口至大堤內坡腳約 100m 階段稱之為盾構初期初期掘進階段，這一階段由于盾27 / 70構工作井空間的限制，前期盾構機臺車無法安裝到隧道內，只能臨時安裝于工作井上部的地面上，待盾構推進至一定長度后進行臺車轉換。同時由于在盾構掘進初期階段，盾構機后部已掘進、拼裝隧道長度短，管片與土壁摩阻力不足以提供盾構推進所需反力，因此盾構工作井內需設置臨時管片和反力架將盾構施工的推進反力傳遞到工作井后靠墻。盾構掘進初期階段可視為盾構掘進的試驗階段，應在這一階段的掘進施工中掌握施工區域的地質條件對掘進參數的影響，并掌握盾構施工的各種參數，用以指導盾構掘進的施工。 臺車轉換盾構掘進至 30m 長度時，暫停掘進，在隧道內安裝臺車軌道，拆除工作井內臨時管片上半部分鋼支撐，并拆除滿環臨時管片后二環管片的上半部分，將臺車逐節吊下工作井安放在臺車軌道上，牽引到隧道前端，逐節連接到盾構掘進機上，使臺車與盾構機成為聯動裝置。在臺車轉換的同時進行有關設備的轉換。臺車轉換完成后，在臨時管片（負環）后端部與工作井后座墻之間安裝鋼支撐后繼續掘進。 臨時泥水輸送系統盾構掘進初期，由于臺車無法下井，導致盾構機自身配備的臥式水力機械無法安裝，因此在井內安裝一套臨時臥式水力機械作為臨時出泥裝置。盾構掘進至 30m 進行臺車轉換后，拆除臨時臥式水力機械，轉而采用盾構機自身配備臥式水力機械出泥。 后座系統拆除盾構掘進至 100m 長度時，暫停掘進，將盾構工作井內的反力架和臨時管片全部拆除吊出，拆除后在工作井內重新鋪設電瓶車軌道，使之與隧道內原有軌道連接后再掘進。工作井內拆除按照以下流程進行：暫停掘進→臨時水力機械拆除吊出→臨時管片段電瓶車軌道拆除→臨時管片拆除吊出→反力架拆除吊出→井內軌枕鋪設→井內軌道鋪設→臥式水力機械安裝→恢復掘進。28 / 70 掘進參數