盾构隧道专项施工技术方案1 施工准备1组织结构本工程按项目法组织施工，成立“中铁四局集团有限公司xx市轨道1号线土建施工13标项目经理部”，项目部下设盾构施工架子队，项目部组织机构见图5-1。

图5-1组织机构图2技术准备项目部提前完成图纸会审以及设计交底工作，编制施工方案并按程序报审；提前组织对作业人员的交底和培训；完成盾构始发前导线点布设和测量工作。

3现场准备（1）完成场地临时建设，满足正常生产生活要求，施工用水由业主提供1个DN100给水管接口，施工用电由业主提供2台630KV变压器和2台高压柜。

（2）根据三局移交场地，对施工场地进行平整、硬化，完成盾构进场的便道施工。

（3）组织人员、材料、设备按期进场。

4盾构始发场地平面布置盾构始发场地布置在结构顶板施工完成回填后，渣土坑、充电池设置在顶板上，车站顶板主要用于存放管片、泡沫、油脂等其他材料，钢轨、轨枕放入车站底板，场地北侧用作存放管片及临建。

井口设置2台45吨龙门吊，每台龙门吊各自负责一台盾构机的管片、渣土、钢轨、轨枕及其他器材的垂直运输。

场地设置砂浆拌合站负责管片背后同步注浆砂浆，详见见附图2。

2 工艺流程本区间隧道工程主要分项工程为：端头井加固、盾构进场、下井及组装，盾构始发、到达土体加固、盾构掘进、隧道防水等。

本标段区间隧道采用2台中铁装备CTE6250土压平衡式盾构机进行隧道掘进，左右线均是从C站始发，B过站，A接受，之后解体吊装出场。

管片采用钢筋混凝土管片，由业主指定的第三方制作，项目部做好管片质量的过程监督及进场验收，盾构施工流程见下图5-2所示。

图5-2 盾构施工流程图3 盾构机始发及试掘进盾构始发流程见下图5-3所示。

始发端地层加固洞门混凝土凿除安装始发基座盾构机组装、空载调试安装反力架、洞口密封装置安装负环管片与盾构机负载调试盾尾通过洞口密封后进行注浆回填盾构掘进与管片安装图5-3 盾构始发流程图3.1 端头井外土体加固3.1.1 土体加固施工概述盾构始发井（C站）加固采用Φ850@600mm三轴搅拌桩（加强型）、Φ800@650mm三管旋喷桩加固，平面加固范围为10×26.5m，左右线加固深度为16.568m、1948m，桩底位于隧底以下4m；加固中间离隧道左右各1m布置4口φ600降水井，降水井深18.6m。

盾构始发站周围无大型建筑物，离加固区域5~16.5m，离C大桥约40m。

C加固平面图、断面图见下图5 -4和图5-5所示。

降水在盾构始发前1~2个月进行降水，将加固体内水位降至隧道结构底板以下。

图5-4端头井加固平面图图5-5端头井加固断面图因C站盾构始发段连续墙中有工字钢接头、桁架筋等影响，按照业主要求，左右洞口增加7根素旋挖桩（B及A中均采用玻璃纤维筋），确保盾构始发时土体稳定。

详见下图5-6所示。

图5-6 C站始发端头井素旋挖桩加固平面图3.1.2土体加固质量验收标准施工完后应对加固体进行检验，砂层、圆砾层其无侧侧限抗压强应大于1.2MPa，粘性土层、粉土层其无侧侧限抗压强应大于0.8MPa，淤泥质土层无侧侧限抗压强应大于0.6MPa，渗透系数应小于1.0×10-6cm/s，若达不到要求，应及时补充注浆；端头加固范围内的地面超载不得大于70KPa。

盾构始发或接收前沿洞门圈加固体范围内打不少于9个水平探孔，孔深6m，如下图5-7所示，观察渗水情况。

经检查注浆效果达到设计要求后，即可破洞门进行盾构始发或接收。

探孔过程中如出现涌水、砂立即用木楔子和棉球进行封堵，如流水、流砂量较大，则注双液浆进行堵水。

图5-7水平探孔孔位布置示意图3.2 发射架安装发射架长8.5m，宽6.68m,采用Q235钢材制作，总重为11 吨，底部主桁钢板焊接制作，主桁间距0.75m,共计12根，如图5-8、5-9所示：图5-8发射架尺寸图图5-9 发射架平面图安装过程如下：首先用全站仪将隧道中心线及发射架四角位置进行精确放样，并弹出墨线。

同时将发射架位置50cm范围内杂物清除干净。

安装前用高强砂浆进行一次找平。

待砂浆达到强度后，用吊车将发射架吊入指定位置，在人工协助下，用全站仪进行精确定位，最终用螺栓及夹片将其固定。

注意事项：根据以往的经验教训，发射架抬高量过大或左右偏差过大，会带来盾构机外壳与洞圈处翻板及帘布橡胶板发生摩擦，最终导致洞圈周侧发生漏水现象。

考虑到拼装好的管片的后期沉降，盾构机的中心线可比设计轴线略高1～2cm。

因此，本次发射架定位，其高度比设计值高15mm。

其次发射架位置应根据反力架位置确定，放样前应系统进行考虑。

发射架拼装结构较多，由指定工厂制作，在出厂及拼装前应进行试拼，试拼合格后方可进行正式安装作业。

发射架受力验算书见附件5。

3.3盾构机组装首先在发射架上铺设轨枕及钢轨，铺轨总长为100米，钢轨采用P43型钢轨。

吊装时先将电瓶车及管片车调入，并进行调试，保证能正常工作。

然后将6台小车由尾到头依次分别吊到行走轨道之上，由电瓶车拖到指定位置，进行固定。

接着吊装桥架及螺旋输送机，最后进行盾构机分部吊装。

吊装采用1台250t履带吊吊装，配70t 副钩。

吊装顺序如下：始发架→电瓶车（管片车）→6#拖车→5#拖车→4#拖车→3#拖车→2#拖车→1#拖车→设备桥（含皮带机）→螺旋输送机下井→拆除前端轨道→中盾（含人仓）→前盾→合并中前盾→中前盾前移到端头墙→装管片拼装机→盾尾下井（尾盾套住管片拼装机后落在始发托架上）→盾尾前移（往中盾方向移动，使尾盾和中盾合在一起）→装反力架底座→敷设轨道至盾尾→螺旋输送机安装→拆除盾尾内轨道→设备桥与主机连接→盾构机整体后移→安装刀盘→装反力架上部。

吊装与主机组装多数情况是同时进行，相互协助的,盾构吊装将编制盾构吊装专项方案。

3.4 反力架、基准环安装因盾构机长度为9.134m，洞口里程为ZSK20+918.916，洞门长0.816，设计第一环管片起始里程ZSK20+918.1，管片环宽1.5m，负环管片数量N＝（20918.916-20918.1＋9.134）／1.5=7环，所以反力架端部里程为：7*1.5+ ZSK20+918.1= ZSK20+928.6。

由全站仪将反力架位置放样出来后，将焊好的反力架用吊车吊到指定位置，然后在人工协助下，进行精确定位，同时用全站仪校正其位置、方向、高度及两根立柱的垂直度等数据，保证位置符合要求，形成的平面与推进轴线垂直。

精确定位之后，由专业电焊工将其焊接在预埋钢板上。

在反力架安装好之后，用吊车将基准环吊到反力架前侧。

在人工辅助下，对准反力架螺栓孔，穿上螺栓，将其初步固定。

然后用全站仪进行精确校正，满足要求后，拧紧螺栓，最终固定。

注意事项：反力架与基准环安装前应进行试拼，试拼合格后方能进行正式安装作业，以避免因加工问题导致反力架与基准环无法同时满足安装精度要求。

同时反力架安装前应将预埋钢板表面的污渍清除干净，保证钢板之间密贴。

反力架大样图见下图5-10、5-11。

图5-10反力架尺寸图图5-11反力架图3.5 洞口密封装置在盾构机安装调试过程中，应同时安装帘布橡胶板。

由于洞门与盾构（或衬砌）存在建筑空隙，易造成泥水流失，从而引起地表沉降。

须在洞门安装始发防水装置。

始发防水装置包括帘布橡胶板，扇形圆环板以及连接螺栓和垫圈。

帘布橡胶板示意图见图5-12。

机械工程分公司2006年11月示意图 4-4陆跃徐韬李伟 盾构机进出洞防水装置布置图日期比例图号审定复核制图AA车站结构内衬墙洞门防水装置盾构机盾构机衬砌管片翻板销套固定板双头螺柱螺母圆环板帘布橡胶板螺母垫圈盾构机出洞后 附图4－4 盾构机进出洞防水装置布置图盾构机出洞中盾构机出洞前盾构推进方向图5-12 防水橡胶帘布板装置图安装前应测量安装螺孔的位置偏差，并用螺丝清理螺孔；安装时，压板螺栓应拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止盾构始发后同步注浆浆液泄漏。

始发前应再次检查螺栓紧固程度，确保螺栓已拧紧。

安装效果图见下图5-13。

图5-13 橡胶帘布及扇形压板的安装3.6洞口破除因本工程端头井连续墙采用玻璃纤维筋，洞口破除时，迎土侧预留30cm不破除，采用盾构机直接切削进洞。

凿除洞门采用人工风镐凿除。

洞门混凝土凿除分块顺序如图5-14所示。

图5-14 混凝土凿除分块顺序洞门凿除施工时，在盾构机与掌子面之间搭建脚手架，利用人工进行凿除围护结构砼施工，凿除按照“先拉槽、再破除、后修边”，从上往下的顺序进行，凿除的范围为预留洞门轮廓线内的围护结构。

拆除工作保证围护结构钢筋全部切断，以避免盾构刀盘被围护结构的钢筋挂住。

洞门凿除过程中，须采取措施对洞门止水装置进行保护，以免破坏洞门止水装置。

洞门凿除施工完毕后拆除脚手架，快速拼装负环管片，使盾构机抵拢掌子面，避免掌子面暴露太久发生失稳坍塌。

3.7负环安装负环管片根据实际情况，随盾构的推进逐环拼装，共设7环负环管片。

橡胶帘布及扇形钢板要求在打开洞门之前安装完毕。

负环拼装时要保证管片的法面与始发轴线垂直，负环管片使用通缝的形式拼装。

在安装管片之前，必须先充填好盾尾钢丝刷间及钢丝刷上油脂。

负环安装示意图见下图5-15所示。

图5-15负环管片安装示意图在盾尾壳体内安装管片支撑垫块，为管片在盾尾内的定位做好准备，详见下图5-16所示。

图5-16负环管片定位垫块示意图3.8负环安装盾构机组装完毕后，按照图纸设计要求对所有焊缝及螺栓连接部位进行检测，检测合格后开始对盾构机进行调试验收。

具体调试遵照盾构机制造厂家提供的盾构机现场调试大纲进行3.9 盾构试掘进区间隧道采用土压平衡盾构掘进，土压平衡是利用盾构机切削的泥土充满密封仓并保持适当的土压力来平衡开挖面的土体，从而达到对盾构机前方开挖面进行支护的目的。

平衡压力的设定是土压平衡盾构施工的关键，维持和调整设定的压力值又是盾构推进操作的重要环节，其中包括推力、推进速度和出土量三者的相互关系，对盾构施工轴线和地层变形量的控制起主导作用。

因此，盾构推进过程中，要根据不同地质、覆土厚度、地面建筑情况并结合地表隆陷监测结果及时调整设定土仓压力，推进速度要保持相对平稳，控制好每次的纠偏量，减少对土体的扰动，为管片拼装创造良好的条件。

同步注浆量要根据推进速度、出碴量和地表监测数据及时调整，将施工轴线与设计轴线的偏差及地层变形控制在允许的范围内。

根据施工要求，始发后100m范围作为试掘进段，此段施工要对推进参数认真控制，将推进的各项技术参数（如推力、推进速度、出土量、正面土压力）和地面沉降结合起来进行收集、统计、分析，掌握适应地层的盾构合理的推进参数，以科学地指导后续施工。

（1）试掘进段的目的①用最短的时间对盾构机的操作方法、机械性能进行熟悉。

②了解和认识本工程的地质条件，掌握该地质条件下的土压平衡式盾构的施工方法。