工程建设施工之盾构掘进管片拼装壁后注浆成型隧道施工方案
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盾构掘进、管片拼装、壁后注浆、成型隧道施工方案
施工方案
1.1
掘进流程
掘进流程见图2-1-1。
掘进式
用于本合同段掘进施工的土压平衡盾构的开挖土仓由刀盘、切口环、隔板、土压传感器及膨润土添加、泡沫注入系统组成。根据本合同段隧道地层条件，需选择土压平衡模式进行本合同段区间隧道的掘进。土压平衡掘进模式中土仓压力
3）蛇行修正及纠偏时应缓慢进行，如修正过程过急，蛇行反而更加明显。在直线推进的情况下，应选取盾构当前所在位置点与设计线上远方的一点作一直线，然后再以这条线为新的基准进行线形管理。在曲线推进的情况下，应使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。
4）推进油缸油压的调整不宜过快、过大，否则可能造成管片局部破损甚至开裂。
（3）运输。以垂直和水平运输系统进行管片运输。
（4）安装区清理。清理管片安装区内的水及碴土等。
（5）收油缸。根据管片安装需要，分区收回油缸，尽量较少同时收回油缸的数量。
（6）管片安装。安装区域的油缸全部收到位后，可进行管片就位、安装。管片安装顺序为先拼标准块，然后拼装邻接块，最后安装封顶块，管片安装时由下至上左右对称进行。
本区间管片止水材料采用三元乙丙橡胶挤出硫化而成的弹性橡胶密封垫，与管片间用单组份氯丁-酚醛胶粘剂粘结。
管片安装
管片安装步骤示意图如图2-2-1，详细方法如下：
（1）防水材料粘贴。由管片供应组人员进行衬垫、止水条粘贴。
（2）管片进场。管片除进行出场质量控制外，还需由专人进行进场管片质量验收，管片应无缺棱、掉角；无顶推贯穿裂缝和大于宽的裂缝及混凝土剥落现象。
2）竖直方向纠偏
控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力，它与盾构机姿态变化量间的关系非常离散，需要靠人的经验来掌握。当盾构机出现下俯时，可加大下侧千斤顶的推力，当盾构机出现上仰时，可加大上侧千斤顶的推力来进行纠偏。同时还必须考虑到刀盘前面地质因素的影响综合来调节，从而到达一个比较理想的控制效果。
（2）推进速度控制
为保持土仓压力的稳定，掘进速度必须与螺旋输送机的转速相符合，同时必须兼顾注浆，确保浆液能均匀填实管片与地层的空隙，根据施工的实际情况确定并调整掘进速度控制推进油缸的推力。
（3）出碴量的控制
每环掘进出碴量根据试掘进段取得的参数进行控制。出碴量控制可通过推进速度与螺旋输送机转速来实现。
3）水平方向纠偏
与竖直方向纠偏的原理一样，左偏时应加大左侧千斤顶的推进压力，右偏时则应加大右侧千斤顶的推进压力，并兼顾地质因素。
（4）方向控制及纠偏注意事项
1）在切换刀盘转动方向时，应保留适当的时间间隔，切换速度不宜过快，切换速度过快可能造成管片受力状态突变，而使管片损坏。
2）根据掌子面地层情况应及时调整掘进参数，调整掘进方向时应设置警戒值与限制值。当盾构姿态接近警戒值时就应该实行纠偏程序。
（7）顶伸油缸。管片就位后，将油缸以低油压顶推支撑在管片上。
管片拼装允许偏差
管片拼装允许偏差见表2-2-1 管片拼装允许偏差表
序号
项目
允许偏差
检查频率
1
衬砌环椭圆度
5‰
每环
2
衬砌环轴线平面位置及高程
直线段及半径不小于500m的曲线段
±50mm
1点/环
半径小于500m的曲线段
±80mm
3
同一衬砌环内相邻管片错台
（2）调整与控制
盾构共16组推进油缸，分五区，每区油缸可独立控制推进油压。盾构姿态调整与控制便可通过分区调整推进油缸压力事项盾构掘进方向调整与控制。
（3）纠偏措施
1）滚动纠偏
刀盘切削土体的扭矩主要是由盾构壳体与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡，当摩擦力矩无法平衡刀盘切削土体产生的扭矩时将引起盾构本体的滚动。盾构滚动偏差可通过转换刀盘旋转方向来实现。
质量、安全保证
（1）掘进施工参数应根据工程水文地质情况作出包括掘进模式、土仓压力、总推力、掘进速度、刀盘转速、刀具贯入量以及碴土改良方法、碴土管理等决定，不得随意更改相应掘进参数。
（2）在施工进行期间结合地面监测反馈信息及实际施工情况进行总结分析，对掘进参数进行动态管理，在施工过程中对掘进参数进行不断的优化。
5mm
4点/环
4
纵向相邻衬砌环管片错台
5mm
4点/环
质量、安全保证
（1）质量保证
（3）掘进时应根据工程水文地质条件相适应的碴土改良方式对碴土进行改良，以保证碴土的流塑性和止水性。
（4）结合地面沉降监测反馈信息，对出碴量控制标准进行调整，实现碴土管理的最优化。
1.2
管片及止水材料
管片内径5400mm，外径6000mm，衬砌管片分为6块： 3块标准块（A型），2块邻接块（B型）和1块封顶块（C型），环片厚度为300mm，环片宽度为1200mm。左右转弯环管片最大楔形量为48mm。采用弯曲螺栓连接，环向共12根螺栓，纵向共16根螺栓。混凝土强度等级C50，抗渗等级S10。
的保持首先需选定土仓压力，掘进过程中通过调整推进力实现推进速度控制、通过调整螺旋输送机转速实现出碴量控制。具体方法如下：
（1）土仓压力值P的选定
P值应能与地层土压力和静水压力相平衡，设刀盘中心地层静水压力、土压力之和为P0，则P＝KP0，K一般取～。掘进施工过程中土仓压力根据试掘进时取得的经验参数并结合盾构所在位置的埋深、土层状况及地表监测结果进行调整与控制。
5）正确进行管片选型，确保拼装质量与精度，以使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。
6）盾构始发到达时方向控制极其重要，应按照始发、到达掘进的有关技术要求，做好测量定位工作。
姿态偏差要求
盾构在掘进过程中应严格控制盾构推进轴线，在直线段和半径不小于500m的曲线段，盾构机轴线的允许偏差应为：平面±5mm、高程±20mm；在半径小于500m的曲线段，盾构机轴线的允许偏差为：平面±8mm、高程±25mm。
姿态控制
（1）姿态监控系统
盾构姿态监控通过SLS-T自动导向系统和人工测量复核进行盾构姿态监测。随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠，拟每30～50m进行一次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。