盾构隧道施工组织设计详解Word格式.docx

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结构的多交叉，存在空间效应与体系转换问题。

二、地处市区，环境特殊

主要体现在地面建筑物密集，施工对周围环境的影响必须严格控制，文明施工要求严格，环境保护标准高。

三、任务重，系统性强

全部工程要求在33个月内完成。

其中，盾构机需要引进，鉴定、安装、调试，前期试掘进进度会放缓，中间加快，出洞又会放缓，还要调头、转场，工序复杂，任务重。

采用盾构机施工，这是隧道工厂化施工的模式，其系统性特别强，环节与环节之间的衔接、匹配是否合理，直接影响施工效率，直接影响施工的安全、质量、速度。

四、地质复杂，施工难度大

地铁隧道主要穿越Ⅱ4、Ⅲ1层。

Ⅱ4层以上主要为砂性土，其渗透性强，富水性好，围岩稳定性极差。

Ⅱ4、Ⅲ1层水平分层，盾构机易磕头；

且局部地区覆盖层过浅。

施工中容易造成地面隆起或沉降。

第三章施工准备

施工准备工作是否充分、到位，将直接影响施工总体安排，影响主体工程能否按时开工，影响到工程开工后能否顺利进行，施工前必须做好各项准备。

我局中标后，迅速组成项目部开展各项工作。

在最短的时间内完成建筑物、管线等的调查及地质补充勘探。

并组织精测人员对设计控制桩进行复测，将测量结果上报监理及有关部门。

绘制详细的线路纵断面、横断面图，上报监理。

做好开工前的各项准备，上报开工报告。

全部技术人员通过各种途径达到岗前培训。

第二节盾构施工场地平面布置与设施

第三节洞口地层加固

一、洞口土体加固标准

洞外土体加固是将洞外侧一定范围的土体进行改良，使土体的抗剪、抗压强度提高、透水性减弱，使土体具有自身保持短期稳定的能力。

洞门打开后，加固后的土体不倒塌、不滑移；

盾构机刀盘旋转、直接切削加固土体，对刀具无损伤，加固后的各种指标如下：

无侧限抗压强度0.5～1.0Mpa

抗渗性＜10-6cm/s

加固范围出洞4m,进洞6m

加固后进行钻孔检测，如达不到上述要求，在端头井内采用水平旋喷进行二次加固。

孔位布置采用梅花形布置，横向间距1.7m,排距1.5m，如图7-3-1所示。

图7-3-1旋喷加固孔位布置示意图

（二）、工艺流程

工艺流程见图7-3-2

图7-3-2旋喷施工工艺流程图

（三）、施工注意事项

1、二重管法使用的低压水泥浆液流压力大于1Mpa，气流压力取0.7Mpa，提升速度取0.1-0.25m/min。

2、高压喷射注浆的主要材料为水泥，采用425号普通硅酸盐水泥。

3、水泥浆液的水灰比取1.5。

4、喷浆量Q（L/根）可按下式计算：

Q=Hq（1+β）/V

式中H—桩长（m）

V—注浆管提升速度（m/min）

q—泵的排浆量（L/min）

β—浆液的损失系数，取0.2。

5、当实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况时，需详细记录。

6、采取复喷措施，即先喷一遍清水再喷一遍或两遍水泥浆。

7、施工中如实记录高压喷射注浆的各项参数和出现的异常现象。

（四）、高压喷射注浆法施工常见问题与处理对策

高压喷射注浆法施工常见问题与处理对策见表7-3-1

高压喷射注浆法施工常见问题与处理对策表表7-3-1

常见问题

产生原因

预防措施及处理方法

固结体强度不匀、缩颈

喷射方法与机具没有根据条件进行选择；

喷浆设备出现故障中断施工；

拔管速度、旋转速度及注浆量没能配合时，造成桩身直径大小不匀，浆液有多有少；

喷射浆液与切削的土粒强制拌和不匀，直接影响加固效果；

穿过较硬的粘性土，产生缩颈。

根据设计要求和地质条件，选用喷浆方法和机具；

喷浆前先进行压水压浆压气试验，一切正常后方可配浆，准备喷射，保证连续进行。

配浆时必须用筛过滤；

根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量；

对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射或复喷的扩大桩径办法；

控制浆液的水灰比及稠度；

严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。

钻孔沉管困难、偏斜、冒浆

遇有地下埋设物，地面不平时，钻杆倾斜度超过1.5%；

注浆量与实际需要量相差较多。

放桩位点时应探深，遇有地下埋设物要清除或移桩位点；

喷射注浆前先平整场地，钻杆要垂直，倾斜度控制在1.5%以内；

利用侧口式喷头，减小出浆口孔径并提高喷射能力，使浆液量与实际需要量相当，减少冒浆；

控制水泥浆液配合比。

三、科技路站盾构进、出洞土体加固

科技路车站为逆作法施工，车站主体已经完工，上部路面交通已经恢复，无法在地面进行加固处理。

因此首先考虑在端头井壁钻孔检测原搅拌桩的加固范围和加固效果。

若未能达到加固标准，则在端头井内采用水平旋喷法进行盾构进出洞土体加固，加固后的土体达到加固要求。

（一）、设备选型

水平注浆选用TDZ-50型水平钻孔旋喷机施工，该设备由铁道部徐州机械厂和石家庄铁道学院联合研制，已在多项工程中成功应用。

其设备配置见下表：

设备名称

型号

数量

主要技术指标

旋喷钻机

TGD-50

1

钻孔深度：

>

10m

钻塔升降高度：

750~5500mm

钻塔倾斜角度：

0º

~105º

钻杆直径50㎜，功率11kw，机重2000kg

高压注浆泵

YZB-32

浆液搅拌机

水泥搅拌机

水泥浆容量1m3

储浆罐

水泥浆储罐

清水储罐

水泥浆储罐容量1.8m3

清水储罐容量1.5m3

（二）、加固范围

加固范围与孔位布置见附图8。

（三）、施工工艺

水平旋喷施工顺序见图7-3-3。

图7-3-3水平注浆施工顺序示意图

1．井壁钻孔。

首先在井壁旋喷孔位置预钻孔，穿透混凝土墙壁。

2．钻机定位。

先将钻机在注浆孔前就位，钻杆正对孔心。

钻机牢固固定，以免在钻进过程中发生晃动，自身产生位移。

3．钻孔。

TDZ-50型水平钻孔旋喷机的注浆管兼作钻杆，钻进时直接将注浆管钻入加固土体。

钻孔保持平直，为防止钻杆出现下垂现象，钻孔时预先将钻杆上抬3~5º

角。

4．旋喷注浆。

兼作注浆管的钻杆钻进到预定深度后，立即进行高压喷射注浆。

注浆管由里向外边旋转边徐徐拔出。

5．注浆结束。

对每个注浆孔在旋喷注浆完成后，迅速拔出注浆管，并立即打入一个木桩，封闭孔口。

木桩用于止浆，是完成注浆的标志。

6．回灌补浆。

全部注浆结束后，在全部注浆孔进行双液浆二次补浆。

补浆的目的是充分回填加固土体与围护结构之间的空隙，保证进出洞施工时洞口的止水效果。

（四）、施工注意事项

由于成桩条件不同，水平旋喷的工艺要求比垂直旋喷高。

与垂直旋喷相比，水平旋喷的施工必须注意以下方面：

1．在加固深度范围内采用同一钻杆，避免中途接卸钻杆。

2．由里向外旋喷，保持注浆管匀速拔出。

3．采用复喷（先喷水后喷浆）工艺，保证加固范围。

第四章盾构机掘进施工

第一节掘进施工工艺与流程

一、施工总体方案

二、盾构机进出洞

（一）、盾构出洞

盾构拼装出洞的顺序见图7-4-2所示。

图7-4-2盾构拼装出洞流程图

1、出洞准备工作

（1）、盾构出洞前要完善地面施工辅助措施,包括行车、管片防水涂料制作场地等。

（2）、盾构基座就位（见附图9）：

盾构基座按隧道设计坡度放置。

（3）、盾构、车架吊装就位调试验收。

（4）、井内的盾构后盾管片布置及后座砼浇捣。

盾构后盾由10环负环管片拼装而成，在负环后部安装0.5m宽的钢圆环，使砼管片均匀受力。

钢环后部用3榀56#工字钢及细石砼嵌实，在3榀工字钢后用钢管支撑，盾构掘进时的轴向力由其传递至站台（见附图10），施工时根据每一车站具体情况做出适当调整。

（5）、洞口止水装置的安装

洞口加固圈与盾构外径存在环向建筑空隙，为防止盾构出洞时土体从间隙流失，在洞圈安装橡胶帘布环状止水带、扇形板等组成的密封装置（见图7-4-3），作为施工阶段的临时防泥水措施。

图7-4-3洞口密封装置构造图

（6）、洞门砼凿除

盾构出洞时，在盾构与槽壁之间搭设脚手架，用以割除外排钢筋，并按照先下后上的顺序逐块吊出。

2、盾构出洞

（1）、后盾负环拼装、盾构调试完成后，拉去洞圈内钢筋砼网

片。

在此过程中，要连续施工，尽量缩短作业时间，确保正面土体的稳定性；

并配备专职安全员对此进行监督检查，杜绝安全事故隐患。

盾构靠上推进土体；

调整洞口止水装置。

（2）、盾构推进前，为减少盾构的推进阻力，在盾构机座轨道面上涂抹牛油。

为避免刀盘上的刀头损坏洞门密封装置，在刀头和密封装置上亦涂抹油脂。

在盾尾钢丝刷处填满密封油脂。

（二）、盾构进洞

1、盾构接收井的准备

盾构接收井施工完成后，对洞门位置的方位测量确认，安装盾构接收基座（参照出洞盾构基座安装形式）。

接收井内砼洞门凿除和洞门封堵材料等各项工作准备就绪。

2、盾构姿态的复核测量

盾构进洞前100m对隧道进行贯通测量、进洞口中心坐标测量，并由不同单位、不同仪器复测两次，确保测量数据准确。

根据测量数据及时调整盾构推进姿态，确保盾构顺利进洞。

进洞时隧道中心偏差与设计洞门偏差控制在±

2cm以内。

3、盾构进洞

（1）、洞门砼拆除

当盾构逐渐靠近洞门时，在洞门砼上开设观察孔加强对其变形和土体的观测，并控制好推进时的土压力值。

在盾构切口距洞门20-50cm时，停止盾构推进，尽可能掏空密封舱内的泥土使切口正面的土压力降到最低值，以确保砼封门拆除的施工安全。

砼封门拆除的方法与出洞时基本相同。

（2）、在砼洞门拆除后，盾构尽快连续推进并拼装管片，尽量缩短盾构进洞时间。

（3）、洞圈特殊环片脱出盾尾后，用弧形钢板与其焊成一个整体，并用水硬性浆液将管片和洞圈的间隙进行填充，以防止水土流失，保护周围环境。

三、首100m试推进

试推进是对盾构机进行负荷试验。

通过试推进，可全面检验整机性能。

发现盾构机的不足并及时加以修正。

盾构掘进的前100m作为试推进段，在此阶段，海瑞克公司派驻专家指导小组协助我方完成试推进工作，专家指导小组包括项目主管、土建、液压、机械、电气工程师各一名，我方组织相应的专业小组与外方专家对口合作。

在这段施工中重点要求做好几项工作，见表7-4-1。

四、试掘进转入正常掘进

（一）、拆除反力支架、负环管片、盾构基座,做洞门。

（二）、拆除临时出土进料轨道和道岔，铺设正常施工的轨道和道岔，

试掘进工作内容表表7-4-1

序号

项目

内容

技术工作

1.全面熟练掌握盾构施工各作业环节的施工方法、技术规范。

特别是决定成洞质量、控制施工速度的关键环节。

如掘进、隧道线形、注浆、管片拼装、出碴运输等。

通过试推进，以上重要环节达到熟练掌握程度。

2.完善优化施工组织设计方案（不同的盾构、甚至相同的盾构在不同的地质情况下，施工组织也会有所区别）。

为此，在试推进期间不断完善施工组织方案，以使之更加科学合理，达到各工序衔接紧密，劳力配置最优的程度。

3.编制有关规定、图表。

根据业主提供的有关资料、结合本标段隧道工程的实际情况，编制盾构施工各工序、各岗位的操作规程、作业工法、质量监测卡片、设备运行、保养、维修记录表等。

4.摸索出最佳掘进参数。

保护好出洞口的管线，加强对地面沉降的监测，及时获取监测结果。

沟通井下和地面的信息，通过试推进要摸索出控制地面沉降和保证