小半径曲线隧道盾构施工工艺工法后附图片Word文档格式.docx
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控制数值
备注
1
掘进速度
mm/min
20～40
根据地层相应调整
2
总推力
T
1000～1500
3
推进油缸行程差
mm
0～60
4
推进油缸压力
bar
45～200
5
推进油缸压力差
50～100
6
铰接压力
30～200
7
铰接行程差
50～80
油缸总行程140mm
8
刀盘转速
r/min
1.6～1.8
9
刀盘超挖量
20～50
10
水平姿态
20～30
偏向曲线外侧
11
垂直姿态
0～20
抬头掘进
12
盾尾间隙
55～95
曲线内侧较小
4小半径曲线段掘进严格做好渣土改良，采用加注水、泡沫剂、膨胀土等混合物增加渣土的和易性、降低渣温、减少盾体与地层的摩擦力使盾构掘进平稳、顺畅的进行。
6.2.3管片选型与拼装
1管片选型
根据小半径曲线线路选择合适的管片宽度和管片楔形量，管片的环宽越小、楔形量越大管片所适用的曲线半径也就越小。
以通用管片为例可以计算管片理论上能实现的最小转弯半径：
管片每环宽度为B，管片外径为D，单面楔形量为△，纵向螺栓的分组数，即拼装点位总数n。
采用错逢拼装，按照下列公式可计算出理论管片可满足的最小转弯半径R:
R=B*D/（2△（1-sin（n*π）））
由上公式可知：
环宽B越大、R越大，单面楔形量为△越大、R越小。
根据目前国内小半径曲线的施工情况一般半径为250～400米可采用环宽1.2米、楔形量为41mm的管片。
2管片拼装
1）作业班组严格按照管片拼装操作规程执行，从管片的进场验收、下井、运输、吊运、拼装过程中严格要求。
2）拼装前冲洗管片、检查止水条粘贴密实、盾尾清理干净后方可进行拼装。
3）拼装过程中严格控制管片环缝、纵缝＜5mm。
4）油缸收缩与拼装管片同步，禁止油缸过多收缩影响管片成环质量。
5）K块止水条涂抹黄油，插入K块拼装机与推进油缸同时使用，严禁用力过大造成K块破损。
6.2.4同步注浆及二次注浆
曲线段提高同步注浆浆液强度，确保成型管片能够快速的稳固防止成型管片受不均匀推力侧移。
在全断面硬岩、较软地层中同步注浆很难达到饱满、稳固成环管片的效果，及时采用二次注浆加固。
表2同步注浆浆液配比
配合比
水泥（kg）
膨润土（kg）
粉煤灰（kg）
砂子（kg）
250
225
170
800
注浆压力控制在（1.5～3.5）bar。
根据开挖直径和管片外径计算：
每环注浆量V=∏/4*K*L*（D1-D2）2=3.14/4×
1.5×
（6.282-6.02）2=6.1m3，因此确保注浆量大于6.1m3。
6.2.5施工测量
小半径曲线掘进重点做好地面沉降监测、管片姿态复测，主要监测项目见下表：
表3施工监测项目
监测项目
量测仪器
测点布置
量测频率
地面沉降
电子水准仪、铟钢尺
每10米布一个断面，每段面7个测点
开挖掌子面10米范围内4次/天；
50米范围内2次/天；
50米范围外1次/天直到稳定。
盾构机、管片姿态复测
全站仪
盾尾后50环
2天/次
激光靶前移
30米/次
7劳动力组织
盾构施工技术要求高，专业性较强，要求工种多，且施工环境特殊，现场需配备专业技术人员。
作业班组24小时白、夜班作业，人员配备见表4。
表4盾构掘进所需劳动力
作业组
主要作业内容
人数
技术员
技工
普工
技术组
施工、技术指导
3
试验组
各种材料试验
1
盾构队
盾构现场施工
30
机修班
设备维护、保养
10
地面队
盾构施工辅助工作
20
8主要机具设备
表5主要机械设备
设备名称
数量
规格型号
主要工作性能指标
盾构隧道施工专用设备
盾构机及后配套
台
EPB6250
P:
1764KW,Tmax:
5300KNm,F:
34200KN
交直变频电力机车
2
JXK-45
轨距：
900mm，牵引力：
98KN
电瓶车蓄电池组
组
12
540V
电池D-700，480V
碴车
节
20
17m3
900mm，容量17m3
砂浆运输车
6
8m3
900mm，容量8m3
管片车
8
15T
900mm，载重：
充电机
KCA-150/380V
调压：
0～380V，输出功率：
57KW
门式起重机
45T
额定起重量45T，p：
100KW
汽车吊
25T
额定起重量25T，p：
90KW
冷却系统
套
SRM-80
22KW
砂浆搅拌站
TS-500
搅拌机:
通风机
SFD60-4-N010
p：
37×
2KW
13
水泵
65LS16×
扬程：
60m，p：
9.8KW
14
潜水泵
Q4型
5.5KW
15
滤油机
16
小型泵站
P：
2.2KW
17
内燃空压机
BH-12/7
Q：
12m3/min，p：
86KW
18
二次注浆机
F1BY50/70
6.5kw
19
冲击钻
TE15
9质量控制
9.1易出现的质量问题
9.1.1管片易错台、开裂和破损
管片存在一个水平方向的受力，不但会使整段隧道管片发生水平偏移，还会导致管片之间发生相对位移，形成错台。
由于管片的特殊受力状态。
管片与管片之间存在着斜向应力，使得前方管片内侧角和后方管片外侧角形成两个薄弱点如图4管片斜向应力分析示意图所示，同时相邻两环管片产生了相对位移，使得管片螺栓对其附近处混凝土产生前倾作用，使该处的混凝土破裂。
图4管片斜向应力分析示意图
9.1.2管片渗漏水
1管片错台导致止水胶条衔接不紧密；
2管片外侧的混凝土开裂，裂缝绕过止水胶条，具体见图5管片裂缝破损示意图所示：
图5管片裂缝破损示意图
9.1.3盾构机姿态控制困难
在小半径掘进过程中易出现盾构机姿态向曲线外侧偏离线路设计轴线，导致成型隧道与设计轴线偏差较大。
9.2保证措施
针对小半径曲线掘进易出现的管片错台、破损、渗漏水等问题，主要从盾构机掘进参数，盾构设备（铰接装置）、管片选型与拼装等施工方面考虑、解决。
9.2.1避免管片错台和破损
1做好管片点位的选择管片姿态与盾构机、盾尾姿态相符，保证盾尾间隙>
55mm。
2由于曲线外侧的油缸推力大，满足盾构机转弯的同时减少左右油缸压力差，一般左右油缸压力差<
100bar。
3控制好铰接油缸确保盾构机与地层、盾尾与管片姿态相符，铰接压力<
150bar、铰接油缸行程差<
100mm。
4管片螺栓严格执行三次复紧，确保管片连接紧密。
5加强施工人员教育培训、提高管片拼装质量，避免因拼装不到位产生的错台。
9.2.2管片渗漏水
1每环拼装前做好止水条的检查、冲洗，确保粘贴质量合格。
2减少错台、拧紧螺栓，确保止水胶条对接紧密，达到良好的止水效果。
3严格控制盾构机的姿态，确保盾尾间隙均匀，避免盾尾挤裂管片，使裂缝绕过止水条形成漏水。
4如有渗漏水出现及时采用二次注浆封堵处理。
9.2.3管片姿态控制措施
1提高盾构机操作司机操作水平，掘进过程中通过参数、渣土分析及时进行盾构机掘进参数调整、控制。
2盾构施工技术管理人员及时了解前方掘进地层控制土舱压力、优化掘进参数，达到精确控制盾构机姿态的目标。
10安全措施
10.1主要安全风险分析
根据隧道工程施工特点，安全风险防范重点有以几个方面：
10.1.1防触电雷击事故；
10.1.2水平、垂直运输事故；
10.1.3管片吊运、拼装撞击。
10.2保证措施
针对盾构法施工在特定的地质条件和作业条件下可能遇到的风险问题，施工前必须仔细研究并制定防止发生灾害的安全措施，主要包括以下几个方面：
10.2.1施工前应作全面的安全技术交底。
10.2.2坚持一机、一闸、一漏保原则，加强临时用电管理，做好触电防范、应急措施。
10.2.3运输设施的运输能力应与盾构施工所需的材料、设备供应量相适应。
所有的起重机械、机具要按安全规程要求定期检查维修与保养。
10.2.4管片拼装落实专人负责指挥，盾构机司机按照指挥人员的指令操作，严禁擅自转动拼装机，以免发生伤亡事故。
11环保措施
11.1施工场界噪声按《建筑施工场界噪声限值》（GB12923-90）的要求控制。
保证在各施工阶段尽量选用低噪声的机械设备和工法。
并且在满足施工要求的条件下，尽量选择低噪声的机具。
11.2在施工前做好各类市政管线调查，施工中做好保护，防止施工破坏管线。
市政管线的迁移和保护按法规要求进行，履行报批手续付费。
同时采取措施并建立应急程序、做好应急准备，避免停水、停电等事故的发生，一旦发生事故可及时响应。
11.3废水排入城市下水道，悬浮物执行《污水综合排放标准》（GB8978）中的三级标准400mg/l;
废水排入自然水体，悬浮物执行《污水综合排放标准》（GB8978）中的二级标准150mg/l。
11.4粉尘、扬尘的作业面和装卸、运输过程，制定操作规程和洒水降尘制度，在旱季和大风天气适当洒水,保持湿度。
11.5废泥浆外运采用专用车辆，指定专人管理，检查车辆的密封性能，并严禁在中途排放。
12应用实例
12.1工程简介
广州市轨道交通六号线盾构7标，主要包含【天平架～燕塘站】和【燕塘站～天河客运站】两个盾构区间及位于广州市洒水车队的盾构始发井兼中间风井三个单位工程。
盾构掘进总长度3846.851m，线路走向为从天河区天平架站出发，向东下穿天平架农贸市场、沙河涌、水果批发市场、兴华直街、白云区教师进修学校到达燕塘站，过燕塘站，沿燕岭路往东北方向途经北环高速A、B匝道、银河园、到达广州市洒水车队中间风井。
天平架站～燕塘站～天河客运站盾构区间段，线路最小的曲线半径为290m，圆曲线起讫里程为：
ZDK20+895.813～ZDK21+187.705（长291.892米），缓和曲线起讫里程为：
ZDK20+855.813～ZDK20+895.813（长40米），ZDK21+187.705～ZDK21+247.705（长60米）。
290m小半径曲线段，盾构穿越地层主要为<
7H>
<
5H-2>
中间有少量<
8H>
、<
9H>
地层出现,隧道上方地层为<
和<
1>
地面情况为省农垦建设实业总公司，沿线经过B299-1和B299-2两栋建筑物，两栋建筑物均为天然基础。
12.2施工情况
天天区间左线盾构机于2010年5月30日始发，2011年5月3号燕～天区间贯通到达燕站。
2011年3月13日～2011年4月30日完成291米半径为290米的小曲线隧道，因地质条件影响中间气压换刀一次，施工工效6.2米/天，正常掘进段12米/天。
成型隧道无错台、渗漏水出现质量良好，得到了业主、质检站的一致好评。
12.3工程结果评价
在边实践边总结的施工过程中，顺利完成了290米小半径曲线隧道的掘进工作，有效保证了小半径曲线段的隧道成型质量及地面建筑物的安全。
小半径曲线隧道施工工艺在以后的隧道施工中会被越来越广泛的应用。
小半径曲线盾构隧道施工工艺在隧道施工中的应用从根本上减小了隧道线路设计的难度，同时有力的保证了施工质量及施工进度。
良好的成型隧道质量减少后续隧道防水工作的经济投入，同时也确保了以后隧道运营的安全性、可靠性。
12.4建设效果及施工图片
图6290m小半径曲线隧道线路示意图
图7小半径曲线隧道成型质量良好
施工安全注意事项
施工安全教育培训的重要性随着项目工程的施工生产局面逐步打开，施工机械增多，劳动力增加，危险源也随之而来。
更显示出强化安全教育和培训的紧迫感、必要性、重要性。
不仅是特殊作业人员要进行安全教育和培训、持证上岗，包括一般工人、管理人员以及指挥者和各级领导都必须要经过安全教育和培训。
如何控制或减少伤亡事故的发生，是我们当务之急需要解决的一项重要课题。
确保安全施工的关键之一是“强化对人的安全教育和培训”。
众所周知，人员伤亡的发生是事故的结果，而事故发生的具体原因很多，绝大多数事故发生的原因都与人的不安全行为有关。
因此，只要有不安全的思想和行为，就会造成隐患，就可能演变成事故。
解决问题的关键——强化安全教育和培训。
通过各种形式的教育和培训，使施工人员树立“安全第一，预防为主”的思想，同时掌握安全施工所必须的知识和技能。
然后，从人的不安全行为方面，对每起事故进行解剖分析，发现其事故中不同程度地存在对安全知识的欠缺和薄弱、如：
由不经过基本安全教育（三级安全教育）、无专业培训、无证上岗、违章操作等等，导致的事故发生。
从以上物的不安全状态和人的不安全行为显示：
无安全知识，不懂安全技术操作规程，安全防护装置不具备等是导致伤亡事故的主要原因。
解决的办法或关键之一就是：
“强化安全教育和培训”。
目前，工地的劳务工人大部分又是来自经济落后的农村，绝大部分还是农民，他们的安全意识、自我保护意识差，对工地施工中的基本安全常识，特别是安全技术操作规程知之甚少，无疑给建筑工地安全施工埋下重大事故隐患，尤其是从事特殊作业的人员，其造成的事故又是重大的。
因此，要避免和减少伤亡事故的发生，确保安全施工就必须强化全员安全教育和培训。
安全是我们生活的主旋律，是永恒的主题。
尤其建筑行业属于伤亡事故高危行业，又具有流动性大、高处和露天作业多等特点。
因而：
“预防为主，安全第一”的原则和“警钟长鸣，常抓不懈”的方法是建筑行业各级领导和所有施工人员的座右铭。
以上“十六”字同时也包含着安全教育培训的深刻含义。
当然，安全教育是一个需要持之以恒的工作，不可能“毕其功于一役”。
我们不仅要重视上岗前的安全教育，更重要的是要把安全教育培训贯穿于施工全过程，不仅特殊工种培训重要，全员教育也重要。
最后献上下列安全教育名句示警：
1、安全生产你管我管，大家管才平安。
事故隐患你查我查，人人查方安全。
2、安全生产挂嘴上，不如现场跑几趟。
安全生产月几园，违章蛮干缺半边。
3、安全人人抓，幸福千万家。
安全两天敌，违章和麻痹。
4、安全两字很重要，不能忘记也不能丢。
万一你把它忘了，灾难就降临在你身上。
5、安全来于警惕，事故处于麻痹。
巧干带来安全，蛮干招来祸端。
6、安全警句千条万条，安全生产第一条。
千计万计，安全教育第一计。
7、安全管理完善求精，人身事故实现为零。
安全来自长期警惕，事故源于瞬间麻痹。
8、安全管理讲究外圆内方。
9、安全法规血写成，违章害己害亲人。
10、安全多下及时雨，教育少走马后炮。
11、安全不离口，规章不离我。
安不可忘危，治不可忘乱。
12、安全编织幸福的花环，违章酿成悔恨的苦酒。
13、安全保健康，千斤及不上。
安全好，烦恼少，全家幸福乐陶陶。
14、爱护职工，安全持久。
15、啄木鸟嘴尖能捉松中害虫，安全员敬业能除事故隐患。
16、重视安全，赐你幸福；
轻视安全，报以痛苦。
17、不怕千日严，就怕一日宽；
不怕万事细，就怕一事粗，不怕开头难，就怕扫尾易；
不怕过程紧，就怕环节松。
18、查隐患及时整改不马虎，纠违章严肃处理不放过。
19、出门带伞防天雨，上岗遵章防事故。
20、人的生命是很宝贵的，可是，要有生命，就必须把安全放在第一位，时时刻刻都想着安全，这样才能拥有生命。
21、宁为安全多想一分，勿为违章后悔一生。
22、安全与吃饭一样重要，安全和幸福一样宝贵，安全同生命一样珍贵。
23、保安全千日不足，出事故一日有余。
24、不怕千日紧，只怕一时松。
疾病从口入，事故由松出。
25、穿马路是左右看，用家电是看插头，用火是要小心，平平安安过生活。
26、大家自觉提高安全防范，享受社会带来的快乐。
27、安全一点，幸福十分，要挣钱保平安，要想富灭事故。
28、多看一眼，安全保险。
多防一步，少出事故。
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