盾构施工专项方案

土压平衡式盾构专项施工方案

1工程概况

1．1工程简介

（1）工程选址地理位置及工程规模；

2）工程地质、水文气象条件；（（3）项目工程建设特点及设计要求；（4）合同工期；（ 5）建设单位、设计单位、监理单位、施工单位名称。1.2周边环境因素调查

（1）地理位置、地形、地貌：轨道交通项目沿线所处的地貌单元，沿线调查工作范围内的地形起伏、沟谷（包括已填埋的沟谷）、河、湖、塘、海等分布情况；

（2）地质和地下水环境：轨道交通项目及沿线调查工作范围内各有关项目的岩土工程勘察报告；（3）相关建（构）筑物资料：轨道交通项目沿线可能受影响的相关建（构）筑物的结构图、基础图及建成时间和使用等；

（4）相关道路、桥梁和各种管线资料：包括路面结构、路基条件、管线埋深、材质、管径、是否有压等；（5）已运营或建成的轨道交通工程的相关资料。

（6）按照《城市轨道交通工程周边环境调查指南》（建质[2012]56号）的要求确定调查程序、方案、范围、内容等，最终形成调查报告。（7）土压平衡法施工一般有：高空坠落、物体打击、触电、坍塌（包括管线破坏及建筑物变形开裂）、机械伤害、隧道涌水涌沙等六类事故危害。项目部要根据对周边环境因素调查情况，确定是否增加安全事故危害种类。

1.3施工布置根据掌握的工程概况、设计要求、工期要求、现场施工环境合理地布置施工平面，在进行施工平面布置时，临时生活、生产设施要避开周边重大危险因素并不得对周边环境造成安全影响，同时要对具有危险性的临时设施按有关规定进行布置并进行标识。

现场平面规划布置原则：

（1）现场平面规划应遵循永临结合的原则，统筹规划，合理、充分的使用甲方提供的施工临时用地，降低现场临建费用；

（2）现场平面规划宜采取动态管理，根据施工不同阶段及场地条件对临建进行合理取舍，及时调整；（3）现场平面规划应尽量保证各项施工活动的互不干扰，并充分考虑施工风、水、电、路的综合安排，满足安全、环保、消防、防爆等要求。

）现场规划布置成果必须形成施工总平面布置图。4（

编制依据2土压平衡盾构法施工专项安全技术方案的编制依据应包括以下内容：

￡¨1￡?本工程的设计图纸、地质勘察报告、变更通知等设计文件；

￡¨2￡?国家制定的安全生产法律、法规、条例；主要但不限于以下内容：

中华人民共和国安全生产法；

中华人民共和国劳动法；中华人民共和国建筑法；中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法；中华人民共和国环境保护法；中华人民共和噪声污染防治法；中华人民共和国水污染防治法；中华人民共和国职业病防治法。特种设备安全监察条例；压力容器安全技术监察规程；起重机械安全监察规定；劳动防护用品配备标准。￡¨3￡?工程所在地地方行政法规、规定等；￡¨4￡?现场施工环境所涉及的相关行业的标准、规范、要求；

安全防护设施标准；5￡?¨￡￡¨6￡?施工技术规范、规程主要有：《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）；

）；《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009《盾构隧道管片质量检测技术标准》

（CJJ-T164-2011) ；《预制混凝土衬砌管片》（GB/T22082 —2008）；《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011) ；《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；

；（JGJ33-2012）《建筑机械使用安全技术规程》；（《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011）《建筑施工工程安全生产管理条例》。?安全操作技术规程主要有：7￡￡¨电工安全技术操作规程；电焊工安全技术操作规程；机动车安全技术操作规程；挖掘机安全技术操作规程；装载机安全技术操作规程；空压机安全技术操作规程；

门式起重机安全技术操作规程；

电瓶车安全技术操作规程；土压平衡盾构机安全技术操作规程；

各项目部根据工程实际情况选用。

￡¨8￡?施工组织设计文件。

项目部在提供编制依据时要注意所依据的图纸、法律法规、规范、标准等文件具有适用性、有效性。3施工计划

1）土压平衡盾构法施工安全专项方案中的施工计划为专项计划，采用横道图或网络图表达，在编制施工计划时应考虑以下问题：

￡¨1￡?根据设计提供及项目部对沿线地质加密补堪资料合理安排计划；

￡¨2￡?结合项目情况，综合考虑工序衔接、试验检测等对施工计划的影响；

￡¨3￡?结合项目所在地气象条件，考虑雨季施工计划的影响；

结合项目所在地气象条件，考虑冬季施工计划的影响；¨4￡?￡￡¨5￡?结合项目所在地风俗民情情况，考虑农忙季节或节假日对施工计划的影响；

2）需要提出与施工计划相匹配的材料计划，一般包括以下内容：

设计图纸规定的通用管片数量；1￡?￡¨￡¨2￡?按照设计图纸规定的强度等级，经监理工程师批准的配合比设计提出需要的水泥、粉煤灰、膨润土等材料数量；

￡¨3￡?根据隧道长度所需轨道、轨枕、人行走道板的数量；￡¨4￡?根据临时用电施工组

织设计提出10kv高压线缆，照明线的数量；

￡¨5￡?根据施工方案提出水管、污水管、通风管的用量。

根据施工方案提出反力架、始发基座的用量。¨6￡?￡￡¨7￡?根据施工方案提出防护网、防护棚、交通盘梯、安全带、安全帽等安全防护项目及安全防护用品材料计划。￡¨8￡?测量仪器及监控量测设备和材料计划。?¨￡9￡试验仪器、设备计划。3）需要提出与施工计划相匹配的设备计划，一般包括以下内容：

￡¨1￡?根据土压平衡盾构法施工配置盾构机后配套设备（包括电瓶机车、渣土车、砂浆车、管片车）、门式起重机、冷却塔、拌合站、轴流风机、挖掘机、装载机、自卸车等配套设备。￡¨2￡?根据盾构机吊入、吊出工序配备履带吊、汽车吊等配套设备计划。

高压注浆泵等配套设备计划。旋喷钻机、根据地基加固配备工程钻机、?3￡¨￡．

4施工工艺技术

4.1盾构机的主要参数及性能简介 4.1.1工作原理盾构是一个具备多种功能于一体的综合性设备，它集合了盾构施工过程中的开挖、排土、支护、注浆、导向等全部的功能。不同形式的盾构其主机结构特点及配套设施也是不同的，对盾构来说，盾构施工的过程也就是这些功能合理运用的过程。

1）盾构机的掘进液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的渣土充满土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再由电瓶机车牵引到

竖井处通过龙门起重机运至地面。

2）掘进中控制排土量与排土速度当泥土仓和螺旋输送机中的渣土累积到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍塌或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流入泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。

3）管片拼装盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道一次成型。 4.1.2 盾构机结构土压平衡盾构机可以通过调整土仓的压力来保证开挖面的稳定。盾构机从结构特点上由9大部分组成，他们分别是盾体、刀盘、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统和辅助设备。

图4-1-1 盾构机组成示意图

土压平衡盾构机在结构上包括壳体、刀盘、盾体、人闸仓、盾尾密封刷、铰接装置、管片拼装机、后配套台车等；在功能上包括刀盘驱动系统、盾构掘进系统、管片安装系统、同步注浆系统、盾构掘进管理自动测量系统、皮带运输系统、液压系统、电气控制系统及通风、通讯、供水、供电系统等。．

4-1-2 盾构机主体结构示意图图盾构机主要参数4.1.3结合各项目部实际情况详细介绍本项目所用土压平衡盾构机的主要尺寸、技术性能等参

数。盾构掘进前施工准备4.2 端头加固处理4.2.1盾构进、出洞是盾构施工中的难点和关键，为防止盾构出现“下沉”、“抬头”，掌子面失稳、涌泥、突水等现象，保证盾构始发、到达的安全，需对盾构进出洞处端头一定范围内的土体进行加固。 1）加固范围端头加固范围按设计要求。

2）加固时间安排安排在盾构始发或接收到达前一个月完成。盾构始发或接收端头加固施工，。3）盾构进出洞端头旋喷桩施工工艺流程详见下图4-2-1

探测管线场地平整

设备安装调试测放桩位

图4-2-1盾构端头旋喷桩加固施工工艺流程图

4）施工方法

双重管法是使用双通道的二重注浆管。把二重注浆管放至设计的土层深度后，通过在管底侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20Mpa以上压力的浆液，从喷嘴中高速喷出。并用0.5Mpa左右压力把压缩空气从外喷嘴中喷出。在高压浆液流和它外圈环绕气流的共同作用下，喷嘴一面喷射一面旋转和提升，最后在土中形成圆柱状固结体。

5）土体加固强度与地下水渗透性（K值）的要求

加固后的地层应具有良好的的均匀性和自稳性，加固体应达到无侧限抗压强度（28天后）-6cm/s 的要求。qu≥1.0Mpa，渗透系数≤1.0×10 286）加固效果检测方法

旋喷桩应在成桩后28d通过钻孔取芯试验得到28d无侧限抗压强度。检验桩的数量应不少于已完成桩数的1%，且不少于3根。

4.2.2盾构机进场吊运

）盾构机运输1盾构运输委托有资质的专业大件运输单位进行，严格审查运输单位的资质与运输车辆的技术参数及车况，采用与盾构各构件重量、长宽高尺寸相适应的重载平板运输车进行盾构运输。

运输实施前编制详细的方案，提前调查盾构运输起点至工地的运输线路，实施过程中严格按照实施方案做好盾构设备的装车、绑扎，运输过程严格遵守交通规则。运输时提前与当地交警协商，尽量在夜间车辆较少的时段运输。

）盾构机组装2盾构机下井组装方案为：先完成盾构始发基座的下井安装，铺设临时轨道。设备安装顺序为先后配套拖车，后盾构主机。即由5号拖车开始，到1号拖车结束；然后，再吊连接桥、前盾、中盾、刀盘和尾盾等，完成主机安装。．

盾构下井组装总体施工顺序如表4-2-1所示。

4-2-1 盾构下井组装总体施工顺序表

说施工顺工步

组装后配套拖车，组装始发基座、托1

临时托架吊入井架内。

后配套拖车从第五2 节至第一节依次吊组装后配套拖车入井内。

3 吊装连接桥连接桥吊入井内。

4 吊装前盾前盾吊入井内。

5 组装中盾中盾吊入井内。

刀盘吊入井内并6组装刀前盾连接

螺旋输送机吊入井7 组装螺旋输送机内并组装。

①主机连接及前移；组装管片安装机和8

②管片安装机及尾尾盾连入盾吊井内并接。

①盾构机设备的连盾体和桥架连接、接；9

安装反力架②反力架吊入井内并安装。

完成组装、准备始盾构机调试，准备10

始发。发

3）盾构调试

盾构机调试总体方案为：盾构机组装和连接完毕并确定无误后，即可进行盾构机调试，调试分空载调试和负载调试。空载调试主要内容为：电气系统、液压系统、润滑系统、冷却系统、注浆系统、以及各种仪表与传感器的校正。空载调试盾构机各系统运转后即可进行负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力，使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。

4.2.3始发前准备

1)盾构机托架安装在盾构机下井前，根据隧道设计的轴线，定出盾构始发姿态的空间位置，然后反推出托架的空间位置，按设计将托架安装就位：在始发井的底板上先预埋好钢板，把托架吊下井后，将其正中对准隧道的中轴线，令托架导轨的标高和方位调准后，再把托架与底板面的预埋钢板焊牢，以固定托架。

2)反力架安装安装好始发托架后，开始安装反力架，反力架端面应与发射台水平轴垂直，以便盾构轴线与隧道设计轴线保持平行。

反力架应具有足够的刚度和强度，盾构初始掘进推进千斤顶的力通过负环片由反力架传递到车

站结构。 3）负环管片安装按设计要求经精确测量定位后拼装负环管片，用木枋垫好负环管片与发射架间的空隙，负环管片将盾构初始掘进推进千斤顶的力传递到反力架上，负环管片间采用通缝拼装，并且相互之间不用安装密封止水条，环片与反力架之间垫好6mm的钢板，为方便将来拆

除负环片。

4）洞门密封洞门密封是对洞口起始推进段与盾构机或管片之间的间隙采取的防渗措施，防止地层的地下水和背后注浆砂浆外泄，确保施工可靠和安全，即在盾构机开始推进后不久，尾部通过之后，立即进行壁后注浆，尽早稳定洞口。其施工分两步进行，第一步在始发端墙施工过程中，做好始发洞门预埋件的埋设工作。在埋设过程中预埋件必须与端墙结构钢筋连接在一起；第二步在盾构正式始发之前，清理完洞口的杂物、支撑等，完成洞口密封固定板、折叶压板及洞门帘布橡胶板的安装。

4.3盾构始发始发技术要点4.3.11）在进行始发托架、反力架和首环负环管片的定位时，要严格控制始发托架、反力架和负环的安装精度，确保盾构机穿越洞门的中心，即掘进轴线与洞门止

水布帘的中心重合。

2）第一块负环管片定位时，管片的后端面应与线路中线垂直。负环管片轴线应与线路的轴线重合。确保负环端面与反力架立面平行，上下左右无缝接触，均匀受力。

3）始发前基座定位时，盾构机轴线与隧道设计轴线保持平行，盾构中线可比设计轴线适当抬高。向前推进时，通过控制推进油缸行程使盾构机基本沿始发台向前推进。

4）严格按照设计要求安装洞门止水装置。

5）当刀盘离洞门密封环板10cm时，对压板的位置进行第一次调整；等盾构机筒体整体过了密封环板后，再根据管片的位置，对压板进行第二次调整。

）初始掘进时，盾构机处在托架上，因此需在托架及盾构机上焊接相对的防扭转支座，6．

以抵抗盾构机掘进时由刀盘旋转产生的反扭矩。

7）在始发阶段，由于设备处于磨合阶段，要注意推力、扭矩的控制，同时也要注意各部位油脂的有效作用。掘进总推力应控制在反力架承受能力以下，同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩在防扭转支座承受范围内。

4.3.2始发工艺流程

盾构始发工艺流程详见下图4-3-1。

始发井端头地层加

安装始发基

盾构机组装、空载调

安装反力架、洞口洞门密封安负环管片、盾构机负载调试

图4-3-1盾构始发工艺流程图

盾尾通过洞口密封后进行注浆回填 4.3.3洞内通风设施与管线的布置1）隧道通风

盾构掘进与管片安装盾构始发阶段隧道通风主要利用盾构机拖车上的二次通风设备，由二次风机送风至盾体前部，回风经由隧道排至地表。

在拖车全部进入隧道后，启用始发井内布置的的轴流式风机，送风方式为压入式。采用直径φ1000mm拉链式软风管，接到盾构机的二次通风设备上。2）管线布置

根据盾构施工特点，在隧道内布置“三管、三线、一走道”，三管为φ89冷却进水管，φ89出水管，φ114排污管。三线为10KV高压电缆线、220V照明线和43kg/m的运输轨道线。

4.4盾构空推断掘进施工

空推前准备工作4.4.11 ）矿山法隧道完成验收；2 ）混凝土倒台施工完成；3 ）空推断豆粒石回填完成。 4.4.2管片拼装控制管片安装是矿山法隧道盾构施工的重要环节，施工的好坏直