地铁盾构施工作业指导书.docx
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地铁盾构施工作业指导书
标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
地铁盾构施工作业指导书
地铁盾构施工作业指导书
前言
本作业指导书根据沈阳地铁施工的相关经验，结合股份公司施工工艺手册、《盾构技术理论与实践》及相关施工规范，并以石家庄地铁为施工背景编写。
本作业指导书主要适用于土压平衡盾构机，并可做作泥水盾构施工参考。
地铁盾构隧道施工工艺作业指导书
一、适用范围
本作业指导书适用于在黏土层、砂土层及砂砾层施工的土压平衡盾构机的施工。
二、编制依据及编制原则
编制依据
1、招标文件；
2、《区间盾构管片结构图》；
3、《区间盾构管片钢筋图》；
4、设计图纸中要求的技术规范、规定和标准；
5、相关的工程设计联系单；
6、现场施工规范及技术标准：
（1）、地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范（GB50307-1999）
（2）、地下防水工程质量验收规范（GB50208-2011）
（3）、地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB50308-2008）
（4）、地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）
（5）、建筑施工安全检查标准（JGJ59-2011）
（6）、建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2001）
（7）、施工现场临时用电安全技术规程（JGJ46-2005）
（8）、《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194-2002
（9）、其他由甲方或监理工程师指定的工程规范和技术说明
（10）、专家会讨论意见
（11）、其他相关规范及规定
编制原则
1、严格执行国家和沈阳市有关工程建设的各项方针、政策、规定和要求；
2、遵守、执行招标文件各条款的具体要求，确保实现业主要求的工期、质量、安全、环境保护、文明施工和职业健康等各方面的工程目标。
3、在认真、全面理解设计文件的基础上，结合工程情况，应用新技术成果，使施工方案具有技术先进、经济合理的特点。
4、充分研究现场施工环境，妥善处理施工组织与周边接口问题，周密安排交通疏导和管线保护，使施工对周边环境的影响最小化。
三、作业准备
技术准备
1、熟悉和审查施工图纸。
主要包括：
图纸是否完整、齐全；图纸与说明书在内容上是否一致；图纸各组成部分之间有无矛盾和错误，在尺寸、标高和说明方面是否一致；技术要求是否明确。
2、熟悉和掌握规范、施工指南和技术标准。
3、编制施工作业指导书。
4、制定安全、质量、技术、设备、物资和标准化管理制度。
5、制定施工安全保证措施和应急预案。
6、进行自然条件调查分析。
主要包括气象、施工场地地形、工程地质和水文地质、施工现场地上和地下障碍物状况等。
人员配备
1、项目部负责施工组织。
施工队配备满足需要的人员承担施工作业。
主要配备技术人员、安全员、工班长，并根据工程情况配备各工种劳务工人。
2、对施工队进行技术交底，对施工人员进行上岗前的技术培训，考核合格后方可上岗。
物资、设备准备
1、根据施工进度计划的要求，编制《物资需求计划》。
2、根据施工方案和进度计划的要求，编制《施工机械机具使用计划》。
施工现场准备
1、设置平面和高程控制桩。
2、修通现场道路，开通电源和水源，平整场地。
3、建造各种施工设施、物资仓库和堆场、机械机具工作与存放场地。
4、根据《物资需求计划》、《施工机械机具使用计划》及时组织其进场。
5、按施工组织设计要求，认真落实冬季、雨季和高温季节施工项目的施工设施和技术组织措施。
其它准备
1、试验检测由项目中心试验室承担，施工前完成材料检验试验、混凝土配合比选定、千斤顶标定等，施工中负责混凝土抗压强度、弹性模量试验等工作。
施工现场配置2名工地试验员，负责施工控制、样品抽取、试件制作等工作。
2、全线控制测量工作由项目测量队承担，施工前应完成复测、测量控制桩设置等。
现场配置3人测量小组，负责放样、施工检测、工后观测等工作。
四、技术要求
原材料及其它材料要求
1、水泥：
采用强度不低于级低碱硅酸盐水泥，熟料中C3A含量不应大于8%,游离氧化钙不超过%。
其它指标符合GB175－2007《通用硅酸盐水泥》的规定。
2、细骨料：
采用硬质洁净的天然河沙。
细度模数～，含泥量不大于％，其余指标应符合《地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）》要求。
3、粉煤灰：
粉煤灰应为Ⅰ级，氯离子含量不大于%。
其余指标应符合GB/T1596—1991标准中Ⅰ级粉煤灰指标和地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）要求。
4、拌和及养护用水：
技术指标应符合《地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）规定。
管片检验要求
1、管片进场验收时，应核对管片规格是否与所需规格一致（L：
左转弯环，R：
右转弯环），并检查管片编号是否与管片出库单一致。
转弯环保证模具为同一编号。
2、检查管片标志是否为中铁九局管片。
3、外观检查：
检查所进管片有无缺棱、掉角、飞边、疤瘤、蜂窝、孔洞、漏筋、掉皮、起砂、裂缝等现象。
4、螺栓孔、吊装孔检查：
检查螺栓孔是否封堵，拼装孔螺纹是否顺直。
5、粘贴检查：
检查止水条和传力垫是否完整，传力垫、止水条与管片粘贴是否牢固。
6、在管片角上粘贴腻子胶：
A块和B1块在传力垫右侧粘贴，B2块在传力垫两侧角上粘贴，C块不粘贴腻子胶。
以上工作检查完毕后，方可吊至井下拼装。
五、施工工艺流程
盾构井端头处理
作业内容
1、高压旋喷桩法
高压旋喷桩法作业内容包括：
测量放线定位,引钻钻机就位,钻进成孔,检查成孔质量,启动空压机送水,下喷射管,浆液配制泵送,高喷作业,提升摆动,移位回灌.
2、深层搅拌桩
深层搅拌桩作业内容包括：
测量放线，就位对中，预搅下沉，喷浆、搅拌、提升，重复搅拌，清洗机具管线，移至下一桩位。
工艺流程图
1、高压旋喷桩工法
图旋喷桩施工工艺流程图
图深层搅拌桩施工艺流程图
工序步骤
1、高压旋喷桩工法
（1）.桩位测设
桩位应严格按照图纸设计测设，偏差不得大于50mm.
（2）.试桩及确定工艺参数
为地基加固施工实施前，须具体针对设计要求达到的技术指标和实际地层情况，初步拟定试喷参数，进行各项高压喷灌的现场试验，然后依据设计技术指标检验试验质量，并根据不同技术参数下的实验效果，对孔距和技术参数作合理调整与完善，最终形成适应地层、满足设计要求的施工方案，方可实施正式地基加固或基坑支护施工。
1）每个单元至少做2组，每组不少于4根试验桩。
2）采用单管法旋喷，造成孔终孔口径Φ110mm。
3）高喷桩双排布置，相邻钻孔之间间隔时间大于1天。
孔距，孔深：
6m。
顶部钻孔在注浆后用碎石充填。
4）高压喷射注浆桩位处（加固土层）无侧限抗压强度不低于
（3）.钻机就位
钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直，施工时旋喷管的允许倾斜度不得大于%.
（4）.钻孔
单管旋喷常使用76型旋转振动钻机，钻进深度可达30m以上，适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层，当遇到比较坚硬的地层时宜用地质钻机钻孔。
钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm.
（5）插管
下注浆管时应对喷头加以保护，防止浆嘴堵塞。
当遇有高喷管下不到位或下不去现象时，应视不同的情况采取不同方法处理，只要不是发生较严重的塌孔事故，喷管都不难下到位。
一般可采用以下方法：
1）压注浆泵送水泥浆边摆动喷管边下管；
2）同时送浆边摆动边下管；
关键在于掌握介质的压力及流量，一般都不宜过大。
如果都不成功，则只有用钻机下钻杆处理，必须确保喷杆下至预计深度，方可正式喷射注浆。
（6）喷射作业
将注浆管下到预定位置后，开始送浆，在孔底定喷数秒，调整泵压、风压至设计值并孔口返浆正常后开始边旋转边提升，按试验确定的各项高喷参数进行施工。
高喷过程中经常测试水泥浆液进浆比重，当达不到设计要求时，立即暂停喷杆提升并调整水灰比/比重，然后迅速恢复喷浆作业。
施工过程中，按要求随时检验并记录提升速度、喷浆压力与流量、气压与气量、进浆和回浆比重等；每孔需作制浆与耗浆（水泥量）统计和记录。
（7）冲洗
高压喷灌结束后，在孔内水泥浆液固结过程中因体积收缩，同时孔内浆液仍向孔壁四周范围有一定渗漏，孔内浆液将出现一段时间的沉面下降，应不间断地将浆液回灌到已喷孔内，并保持压浆作用，直至孔内浆液面不再下沉为止。
（8）移动机具将钻机等机具设备移到新孔位上。
2、深层搅拌桩工法
（1）、钻机定位
移动深层搅拌机到指定桩位对中，调整塔架丝杆或平台基座，使搅拌轴保持垂直。
一般对中误差不超过2cm，搅拌轴垂直度偏差不超过%。
（2）、配置浆液
（3）、钻进搅拌
钻机就位经检查符合要求后，进行钻进搅拌，钻进至桩底设计标高后停止下沉操作。
（4）、提升搅拌喷浆
钻进至桩底标高后，边进行搅拌边压入水泥浆液，在浆液进入土体内后，钻头在原地喷浆搅拌30秒，然后提升搅拌，提升搅拌过程中压入浆液。
根据设计要求的成桩试验结果调整灰浆泵压力档次，使喷浆量满足要求。
将搅拌头自桩端反转匀速提升搅拌，并继续喷入水泥浆，提升喷浆至设计高度。
（5）、重复钻进搅拌
完成提升搅拌喷浆后，操作搅拌头钻进搅拌，至设计标高后停止下沉操作，原地喷浆15秒。
（6）、复喷提升搅拌
完成重复钻进搅拌后，将搅拌头自桩端反转匀速提升搅拌，并继续喷入水泥浆，搅拌提升至直至地面。
（7）、成桩、钻机移位
成桩完毕，清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口，桩机移至另一桩位施工。
工艺装备
1、高压旋喷桩工法
设备名称
型号
单位
数量
备注
钻机
XY-2
台
2
搅拌机
WJG-80
台
2
高喷台车
CYP
台
1
空压机
YV6/8
台
1
灌浆泵
HB80/10
台
2
高压清水泵
TG75-3
台
1
2、深层搅拌桩工法
设备名称
型号
单位
数量
备注
深层搅拌机
台
1
吊车
台
1
灰浆搅拌机
台
1
灰浆泵
台
1
冷却水泵
台
1
高压清水泵
台
1
操作平台
台
1
人员组织
一、高压旋喷桩工法
序号
工种
人数
1
工班长
2
2
机修工
4
3
钻工
4
4
制浆
2
合计
20
二、深层搅拌桩工法
序号
工种
人数
1
深层搅拌机司机
2
2
吊车司机
2
3
机修工
3
4
电工
2
5
辅助工
4
6
技术人员
2
7
安全人员
2
合计
17
施工质量检查、检验验收
1、旋喷桩检验在完成后28天进行
2、旋喷桩质量检查采取钻孔取样法检验，每个单元工程应布置八个检查孔（桩位和固结体边缘各一半），孔距不超过25米
3、检查部位布置在：
A地层复杂的部位；B漏浆严重的部位；C可能存在质量缺陷的部位。
4、取样试验方法按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）进行，并送（顾主提名）具有相应资质的第三方检测单位实施。
高喷灌浆工程验收分为中间验收和竣工验收。
中间验收又分为单孔钻孔验收、高喷灌浆验收和单元工程验收。
单孔验收内容为孔位、孔深和钻孔偏斜率等；单孔高压喷浆验收内容为高压喷浆技术参数和记录等；单元工程验收即分段工程竣工验收，应由雇主组织验收。
盾构机组装、调试施工
作业内容
盾构组装调试的作业内容一般包括：
准备组装场地，铺设后配套行走钢轨，吊机等组装设备进场，后配套拖车下井组装，安装始发台，盾构主机下井组装，安装反力架及洞门密封，主机定位及与后配套连接，电气、液压管路连接，空载调试，安装负环管片，负载调试。
工艺流程图
图盾构组装调试顺序
施工工艺
1、盾构组装场地准备
盾构组装场地主要考虑吊车放置区地面的承重能力，如果地面强度不够需要进行加固，同时对盾构井的结构尺寸进行复核和四周环境、进场道路进行踏勘。
2、铺设后配套行走钢轨轨道的铺设要求轨距符合要求并且牢固、平整。
3、后备套组装下井
后配套首先组装成拖车，然后拖车一般按照从后往前的顺序依次下井，如“5号拖车→4号拖车→3号拖车→2号拖车→1号拖车→连接桥”。
一节拖车下井后需用电瓶机车等外力将其后移到指定区域，然后下下一节拖车，拖车要准确的放在轨道上。
对于土压平衡盾构机需将螺旋输送机下井，螺旋输送机长度较长，需要倾斜着下井，下井后摆放在管片车上，拖至指定区域存放。
实际中有时由于始发场地条件的限制，我们必须对盾构机进行分体始发，也就是主机先下井，拖车留在地面上，通过管线和主机连接，在盾构掘进后拖车再陆续下井。
4、安装始发架及反力架下横梁
（1）、放出理论始发架中线，拉线调整始发架。
（2）、测量始发架标高和洞门标高跟图纸比对，计算出调整高度。
（3）、调整始发架标高，安装调整垫块，水平位置中心线偏南50mm。
（粗调，按照始发架上钢轨最高点）
（4）、始发架两侧焊接4根18工字钢作为始发架和走道板支撑，分别固定在两侧侧墙上。
（5）、下井前按照指定位置在下横梁上焊接后背钢管垫板及肋板。
反力架在安装前需要进行盾构机姿态的测量，根据测量结果精确定位后安装反力架，反力架端面与始发台水平轴垂直，以便盾构轴线与隧道设计轴线保持平行。
5、主机下井组装
（1）.对于土压平衡盾构机
1）中体下井
用300吨汽车吊将盾体平移至盾构井上方，缓慢下钩，使其与始发台平行后放在始发台上，摘钩。
然后在始发台两侧的盾体外壳上焊接顶推支座，在始发台上用螺栓安装顶推支座，由两个液压油缸将盾体移到合适位置。
2）前体下井
前体下井同中体。
用300吨汽车吊将中盾翻身放置在组装井始发架上，清洗前体、中体结合面。
送到始发台上后进行用顶推支座移动到合适位置，预留出刀盘下井后的放置空间。
用300吨汽车吊将中盾与始发架上的前盾对接并紧固螺栓，要求紧固三遍（第一遍对角4个位置各紧固三颗，第二遍依次紧固，第三遍依次检查）。
图盾构中体下井示意图盾构前体下井示意
3）刀盘下井
将钢丝绳挂在刀盘进土口，用300吨汽车吊将刀盘从车上卸下放在枕木上。
然后用300吨汽车吊吊住两个吊耳将刀盘翻转立起，竖直吊稳转到距盾构竖井前端边缘处停止，再垂直吊下竖井，将其慢慢靠向前体。
刀盘下部用2个导链拉住，使刀盘与前盾连接面对接；连接螺栓安装到位，并按扭矩要求紧固螺栓。
图盾构刀盘下井示意图
4）主机前移
洞门破除后，由两个液压油缸推动前盾前移，使刀盘顶到掌子面上，然后再用油缸推动中盾到与前盾对接，上紧连接螺栓。
5）管片安装机下井
下井安装后再进行两个端梁的安装。
6）盾尾下井
在300吨汽车吊与150吨汽车吊配合下,倾斜着将盾尾穿入安装机梁,并与中体对接。
图盾尾下井示意图
7）螺旋输送机安装
用300吨汽车吊起吊螺旋输送机并穿入盾壳内，此时，需用倒链在前部牵引螺旋输送机与前盾连接处密封安装要求紧固，中体与螺旋输送机固定好。
图螺旋输送机下井示图意
6、安装反力架
反力架各部分可按如下组装顺序安装：
安装时反力架与车站结构连接部位的间隙垫实，以保证反力架脚板有足够的抗压强度。
施工方法：
（1）、下井前在上横梁和立柱上指定位置焊接后背钢管垫板及肋板。
（2）、焊接上横梁上反力牛腿及后背钢管垫板。
（3）、立柱范围内底板找平，按照下图所示位置吊装反立架立柱，立柱底两侧同预埋钢板焊接牢固。
（4）、测量立柱垂直度，将立柱顶部同中板预埋钢筋焊接固定。
（5）、螺栓连接立柱及下横梁，焊接水平支撑钢管。
（6）、吊装连接上横梁，焊接斜向支撑钢管。
7、洞门密封
（1）、检查洞口预埋钢环平整度和螺栓孔的孔距准确度，如有偏差根据实际偏差量调整圆环板孔洞位置。
（2）、在洞圈内搭设脚手架。
（3）、依次安装帘布橡胶板和圆环板，上双头螺栓，拧紧螺母固定防水板。
（4）、根据螺栓中心位置焊接扇形翻板，共计72块。
安装后扇形翻板下部净距8mm。
8、主机与后配套对接及管线连接
铺设钢轨，将后配套前移,连接桥前端搭在管片安装机轨道梁上,然后割除连接桥的支撑。
连接后配套与主机各部位管线。
对于泥水平衡盾构还要将进浆管与泵连接，排浆管与泥水分离设备连接。
9、空载调试
盾构组装完毕后，即可进行空载调试。
空载调试的目的是检查盾构各系统是否能正常与转，对于不能正常运转的要找出原因。
主要调试内容土压盾构和泥水盾构稍有区别，大大致一样，主要都是配电系统、液压系统、润滑系统、冷却系统、控制系统、注浆系统以及各种仪表的校正。
10、负环管片安装
负环管片包括负环混凝土管片和负环反力垫板，负环反力垫板为为20mm厚，内径为5400mm，外径为6000mm的钢制圆环。
负环管片及反力垫板拼装方法如下：
（1）、将负环反力垫板按照下图管片接缝位置切割成6块，并在螺栓孔位置钻孔，切割和钻孔过程中要求切缝整齐并保证钢板的平整度。
（2）、下井前在地表先将负9环管片同切割后的反力垫板，用螺栓焊接牢固，固定在管片上。
（3）、在盾构机内拼装好整环后利用盾构机推进千斤顶将管片缓慢推出盾尾，并将反力架同推出盾尾的负环管片后反力垫板焊接牢固。
（4）、为了避免负环管片全部推出盾尾后下沉，在始发架导轨上用木楔将负环管片托起。
（5）、第二环负环以后管片将按照正常的安装方式进行安装。
随着负环的进一步拼装，盾构机快速地通过洞门进行始发掘进施工。
负环管片安装注意事项：
（1）、在盾尾壳体内两侧安装60钢棒，下侧安装65圆钢四根，为管片在盾尾内的定位做好准备。
（2）、安装前，在盾尾内侧标出第一环管片的位置和封顶块的位置，然后从下至上安装第一环管片，安装时要注意使管片的位置与标出位置相对应转动角度符合设计要求。
（3）、第一环负环管片拼装完成后，用推进油缸把管片推出盾尾，然后进行下一环管片的安装。
（4）、管片在被推出盾尾后，要马上加固，防止管片下沉或失圆，采用钢绞线在管片外箍紧，同时由于盾构推进时可能产生局部偏心力，因此支撑应确保平稳。
（5）、盾构机进入预留洞门前在外围刀盘和帘布橡胶板外侧涂润滑油脂以免盾构机刀盘刮破帘布橡胶板影响密封效果，同时清除在底部的渣土。
11、负载调试
通过空载调试证明盾构具有工作能力后，即可进行负载调试。
负载调试的主要目的是检查各种管线、密封及设备的负载能力，对空载调试不能完成的调试工作进一步完善，以使盾构的各个工作系统及其辅助系统达到满足正常施工要求的工作状态。
通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。
质量控制措施
焊接质量控制：
温度低时要将焊件和焊条预热。
使用探伤剂对焊接部分进行探伤，采取边焊接边探伤的方式。
液压系统质量控制：
确保管线制作和连接时的清洁；油水检测（由专业油水检测公司实施）；检测液压等线路上的压力等。
安装精度质量控制：
根据设计图纸，对应公差允许范围要求，使用卷尺、千分尺、塞尺、水平仪等对相应尺寸进行测量检测。
电气质量控制：
检测电器部件运转电流、电压是否在正常范围内；确认所有检测、控制、连锁、显示、记录、分析等功能的实现。
设备工具配置
设备
序号
设备名称
型号
数量
备注
1
吊车
300t
台
1
2
吊车
150t
台
1
3
电焊机
500
台
2
4
液压泵站
150t
台
1
5
液压扭力扳手
进口
把
1
6
对讲机
部
6
7
电动空压机
7
台
2
工具
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
1
电工工具
套
2
2
活动人梯
架
4
3
升降梯
台
1
4
氧气、乙炔割具
套
2
5
吊篮
个
1
6
起吊链条
32t
付
1
7
小棘轮扳手
1/2英寸，19mm
把
2
8
大棘轮扳手
1/2英寸、1英寸
把
各2
9
套筒
套
1
10
重型套筒
套
1
11
内六角扳手
英制
套
1
12
内六角扳手
十件套
套
2
13
内六角扳手
14mm、17mm、19mm、22mm、30mm
把
各2
14
开口扳手
＜42mm
套
2
15
开口扳手
≥42mm
套
1
16
梅花扳手
＜42mm
套
2
17
梅花扳手
≥42mm
套
1
18
开口扳手
英制
套
1
19
敲击呆扳手
36、41、42、46、50、55、60、65、70（mm）
套
1
20
敲击梅花扳手
36、41、42、46、50、55、60、65、70（mm）
套
1
21
管钳
200、300、450、600、900
把
各1
22
链条管子钳
A型300、B型900
把
各1
23
丝锥
M3-M36
套
1
24
倒链
3吨、5吨、10吨和15吨
个
各2
25
4米扁平吊带
吨、3吨、5吨
个
各2
26
8米扁平吊带
10吨
个
2
27
环形吊带
3吨、5吨
根
各2
28
卸扣
3吨、5吨、10吨、20吨、55吨
个
各4
29
油压千斤顶
、5t、10t、16t、50t
个
各2
30
螺旋千斤顶
50吨
个
2
31
液压小推车
3吨
个
1
32
起道器
20t
个
2
33
角磨机
SIM-150B、SIM-125
把
各2
34
角磨机
SIM230B
把
2
35
带式钢丝绳
Φ16mm×5m、Φ16mm×10m
根
各2
36
带式钢丝绳
Φ20mm×20m
根
2
37
带式钢丝绳
Φ12mm×10m
根
4
38
撬棍
根
4
39
气割设备
套
2
40
刀子
把
4
41
刀片
盒
6
42
风动扳手
个
2
43
铁锤
5公斤
个
3
44
榔头
2公斤
个
6
45
橡皮锤
个
1
46
铜棒
个
2
人员配置
盾构组装人员组织安排表
班次
人员组织
人数
白班
技术负责人1名、机械、电气工程师各1名，机钳5名、电焊工3名
11
夜班
机械、电气工程师各1名、机钳2名、电工1名、液压工1名、电焊工1名
7
电气安装
电工2名辅助工3名
5
液压安装
液压工2名辅助工3名
6
调试人员配置表
机械工程师
电气工程师
技术工人
白班
1人
1人
2液钳、2个维保人员
夜班
1人
1人
2液钳、2个维保人员
安全生产保证措施
1、成立专门的安全管理组织机构。
设安全负责人一名，安全员两名。
2、所有设备必须有年审记录，相关安全资料齐全，机况良好。
3、运输起运前，对
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