盾构区间隧道开挖的施工组织及方法Word下载.docx
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②土体切削后，和易性较差，易造成螺旋输送机出土困难。
③局部节理、长条状岩块进入土仓后，易卡住螺旋输送机。
④岩土中含有砾石，且岩石强度较高，因此刀具磨损较大。
（2）非土压平衡工况的掘进控制程序
盾构掘进机在非土压平衡工况下作业操作模式有三种：
①自动控制推力模式
对于抗压强度较高的微风化岩，当其裂隙不发育又较为均质时，可采用自动控制推力模式，即将推力预先设定为略小于额定推力值，螺旋输送机的输送量设为最大，通过PLC自动控制推进速度的大小，使其推力值略小于额定值，即可获得最佳的掘进速度，又可防止推力过载。
②自动控制扭矩模式
对于抗压强度较低，裂隙较发育，质地较均匀的强风化岩、中等风化岩可采用自动控制扭矩模式，即将扭矩预先设定为略小于额定扭矩值，螺旋输送机的输送量设为最大，通过PLC自动控制推进速度的大小，使其扭矩的变化始终小于额定扭矩值，即可获得最大的推进速度，又可防止扭矩过载。
③手动控制模式
对于由强风化岩、中等风化岩、微风化岩三种岩层构成的交互层结构，由于抗压强度变化范围较大，裂隙较为发育，采用手动模式操纵比较合适，通过控制推进速度的大小来限定推力和扭矩的最大值，以确保正常推进作业。
见“非土压平衡工况下手动模式控制程序图”。
非土压平衡工况下手动模式控制程序图
①当盾构机发生滚动扭转时，采用正反转的措施解决。
②当岩碴和易性较差而影响螺旋输送机顺利出土时，可向土仓中注入泥水或泡沫剂，改善岩碴的和易性，确保螺旋机正常工作。
同时泥水可以降低切割岩石的摩擦力，减小刀盘扭矩，并能起到辅助破岩、降低刀具温度的作用。
③为防止大粒径岩块卡死螺旋输送机，采用大螺距螺旋，必要时，可进行二次破碎，对大岩碴进行控制。
④当遇到硬质岩时，采用低扭矩、高转速的工况进行掘进。
3、盾构机掘进工况转换时的施工技术措施
本标段隧道多次穿越软硬地层交界区段，盾构在掘进中需进行多次工况转换，以适应施工需要。
盾构在土压平衡与非土压平衡工况转换过程中，涉及到各种参数的改变，如果各种参数特别是土压参数设定不合理、掘进控制不正确极易引起较大的地层隆陷。
为减小地层隆陷采取以下施工技术措施：
（1）设置过渡段：
在工况转换时，设置10m左右的过渡段。
在由土压平衡向非土压平衡工况转换过程中，逐步增大出土量使土仓压力逐渐降低，直至顺利过渡到非土压工况。
在由非土压平衡向土压平衡工况转换时，首先要保证土仓内充满土体，且压力达到设定值后才能出土。
（2）过渡段掘进时，通过观察岩碴情况，分析判断掌子面岩层特性，并适时调整土仓压力，保证安全过渡。
（3）过渡段施工时，加强地面隆陷监测，及时反馈指导施工。
4、盾构机掘进姿态精确控制技术
（1）盾构机掘进姿态偏差
盾构机在掘进过程中，由于地层土质变化、千斤顶推力不均、回填注浆不均、盾尾间隙不均以及已拼管片轴线不准等因素影响，不可能完全按设计方向推进，走行轨迹犹如蛇行，产生姿态偏差。
姿态的偏差可分为滚动偏差和方向偏差。
①滚动偏差
盾构掘进时，刀盘切削土体的扭矩主要是靠盾构壳体与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡。
当盾构掘进机壳体与洞壁之间产生的摩擦力不能平衡刀盘切削土体产生的扭矩时出现盾构机的滚动。
过大的滚动会引起隧道轴线的偏斜，也会影响管片的拼装。
②方向偏差
盾构在掘进过程中，由于各种因素的影响会产生竖直方向和水平方向的偏差。
A、盾构所受外力不均衡产生的方向偏差。
盾构在地层中受多个外力作用，这些外力随地层的土质情况、覆土厚度的变化而变化，若不及时调整掘进参数或参数设置不合理就会产生轴线偏差。
B、成环管片轴线对盾构轴线的影响
盾构推进反力支点设在成环管片上，当成环管片轴线控制不理想时就会对盾构轴线产生影响，产生方向偏差。
C、盾尾间隙的影响
尚未脱离盾尾的管片外孤面与盾壳内孤面的间隙，称为盾尾间隙。
当一侧盾尾间隙为零，盾构需向另一侧纠偏时就会在该侧盾尾和管片外孤面间产生摩擦阻力，同时因无盾尾间隙纠偏困难，从而对盾构轴线的控制产生影响。
D、同步注浆产生的反力对盾构轴线的影响
注浆时由于各种原因而不能保证对称作业或浆液注入量、注入速度控制不得当，则注浆产生的反力将使盾构轴线产生偏差。
E、盾构本身结构的影响
由于盾构各部位结构影响，其重心位置趋前，扎头现象普遍存在，在松软地层中尤为显著。
（2）盾构掘进机姿态监测
通过人工监测和自动监测两种监测方法对盾构掘进机的姿态进行监测。
①人工监测
采用通用的光学测量仪器（如经纬仪、水准仪等），对盾构的姿态进行监测。
A、滚动角的监测
用电子水准仪测量高程差，计算出滚动圆心角。
在切口环隔墙后方对称设置两点（测量标志），使该二点的联线为一水平线并且其长度为一定值，测量两点的高程差，即可算出滚动角见下图。
A、B为测量标志，a、b为盾构机发生滚动后测量标志所处的新位置，Ha、Hb为a、b两点的高程，α为盾构机的滚动圆心角。
线段AB=2OA=2OB=定值，α=arcsin[（Hb-Ha）/AB]。
上式中，如果Hb-Ha>
0，表明盾构机逆时针方向滚动，如果Hb-Ha<
0，表明盾构机顺时针方向滚动。
B、竖直方向的监测
采用电子经纬仪直接测量盾构的俯仰角变化，上仰或下俯时其角度增量的变化方向相反。
C、水平方向角的监测
采用电子经纬仪直接测量盾构的左右摆动，左摆或右摆时其水平方向角的变化方向相反。
D、仪器的配置
电子水准仪
型号：
LeicaNA3003精度：
±
0.4mm
电子经纬仪
LeicaT2002精度：
0.5”
②自动监测
采用SLS-T-APD激光导向系统进行监测。
该系统是在一固定基准点发出激光束的基础上，根据盾构机所处位置计算其对设计线路的偏差，并将信息反映在大型显示器上。
监测装置安设在主控室内，操作人员通过控制系统进行调整。
用目标装置（激光靶板）和倾角罗盘仪测量盾构机的位置。
激光靶板测量激光束的入射点位置和入射角大小，倾角罗盘仪测量盾构机在两个方向的转角。
盾构掘进时，自动监测与人工监测同时使用，通过二者的相互配合，提高盾构姿态监测的精度。
（3）盾构机掘进姿态调整
盾构机姿态的调整，包括纠偏和曲线段施工两种情况。
①滚动纠偏
采用使盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。
允许滚动偏差≤1.5°
，当超过1.5°
时，盾构机报警，提示操纵者必须切换刀盘旋转方向，进行反转纠偏。
②竖直方向纠偏
控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力，它与盾构机姿态变化量间的关系比较离散，需要靠操作人员的经验来掌握。
当盾构机出现下俯时，可加大下端千斤顶的推力；
当盾构机出现上仰时，可加大上端千斤顶的推力进行纠偏。
③水平方向纠偏
与竖直方向纠偏的原理一样，左偏时加大左侧千斤顶的推力，右偏时，加大右侧千斤顶的推力。
④特殊地层下的姿态控制
盾构通过复合地层（即作业面土体的抗压强度等力学性能指标存在很大差异的地层）时，应根据掌子面的地质情况，对液压推进油缸进行分区操作。
液压推进油缸的分区，采用如下方案：
采用一台电液比例调速泵，向所有的推进油缸供油，其最高工作压力为35MPa。
将全部推进油缸分为A、B、C、D四个区域，每个区域的油缸编为一组，每组油缸设一电磁比例减压阀，用来调节该组推进油缸的工作压力，借此控制或纠正盾构掘进机的前进方向。
在每组推进油缸中，有一个油缸装有位移传感器，用于标示该区域的行程，从而显示整个盾构机的推进状态。
例如，当盾构机发生上仰偏斜时，可以适当调节A区及C区油缸压力，即将A区油缸压力升高，C区油缸压力降低，同时观察A区及C区的行程显示，以达到调节推进方向的目的。
⑤曲线段施工
在曲线地段（包括平面曲线和竖向曲线）施工时，对推进油缸实行分区操作，使盾构机按预期的方向进行调向运动，分区操作方法见下表：
分区操作方法表
油缸分区
盾构机预期走行方向
直线
左转
右转
上仰
下俯
A
工作
——
B
C
D
（4）纠偏注意事项
①在切换刀盘转动方向时，保留适当的时间间隔，切换速度不宜过快。
②出现偏差及时根据掌子面地层情况调整掘进参数，调整掘进方向，避免引起更大的偏差。
③蛇行的修正以长距离缓慢修正为原则，如修正过急，蛇行反而会更加严重。
在直线推进的情况下，选取盾构当时所在位置点与设计线上远方的一点作一直线，然后再以这条线为新的基准进行线形管理。
在曲线推进的情况下，使盾构机当时所在的位置点与远方点的连线同设计曲线相切。
兄弟施工单位以平面调差折角<
0.4%，高程调差≤20mm来防止纠偏过激，我公司施工时将参考试用。
4、盾构区间隧道主体结构工程的施工组织及方法、程序说明和附图
1）衬砌管片施工
本标段隧道的管片外径6000mm，宽度1500mm，内径5400mm，壁厚300mm，为预制钢筋混凝土管片，环宽1500mm（比1200mm环宽的管片环向接缝少、漏水环节少、施工进度快、投资省），每环由标准块（A1，A2，A3，B，C，K）六块错缝拼装而成。
预制衬砌钢筋混疑土标号C50，抗渗等级为S12，衬砌纵环向联接螺栓均采用M24螺栓。
管片的块与块之间采用M27的环向螺栓相连，衬砌环缝及纵缝间防水采用水胀性弹性密封胶条。
本标段管片数量为2510环，另外增加40环后盾管片及两环进出洞特殊环管片，总计生产管片2552环。
本管片生产拟分包给广州市市政工程水泥制品厂。
广州市市政工程水泥制品厂，是一家专业生产水泥制品的工厂，具有多年生产水泥制品的经验和完善的生产、检测服务体系。
自广州市进行盾构施工以来，一直为施工企业提供盾构用管片，在广州市的盾构建设施行中享有盛誉。
他们制作的管片精度高，在地铁施工的使用中，取得良好效果。
附：
广州地铁四号线隧道管片分包协议书。
（1）一般规定
管片生产必须由经批准的有相应的资质、业绩、经验的专业厂家进行，该厂家应具有多年的管片生产经验。
承包商必须制定详细的管片生产的施工组织设计，并于管片生产前将施工组织实际报监理工程师审查。
在得到监理工程师批准后，方可进行生产。
施工组织设计包括（但不限于）以下内容：
①管片生产计划，包括材料计划、设备计划、劳动力配备计划等
②施工场地布置
预制钢筋砼管片的分包生产意向书。
③原材料标准、检验、控制及堆场
④管片生产工艺及质量标准
⑤质量保证体系等
承包商在进行生产前还应向监理工程师提供以下资料，在监理工程师对以下材料审查批准后方可进行生产：
A、材料来源，包括供货商的资质证明、产品合格证等
B、有关管片生产的设备和测量器具的合格证
C、操作人员的上岗证
D、管片生产必须达到设计要求的精度，对同一类型的管片应能随意互换。
E、在任何情况下，监理工程师指示均不应减少承包商对工程应负的责任。
（2）施工场地
①施工场地应包括材料堆场、混凝土搅拌基地、钢筋笼生产基地、管片浇捣基地、管片养护基地、管片试拼装基地、生活用地等。
②承包商应根据管片生产进度和盾构掘进进度的要求确保足够的施工用地，特别是管片堆场用地。
同时，承包商应保证场内施工用水用电到位，保证交通畅通满足安全及防火要求。
③原材料堆场应根据不同规格进行分仓堆放，并应有专门的标示。
（3）原材料
①一般规定
本合同工程管片生产使用的材料（混凝土、水泥、粗细骨料、外加剂、钢筋等）均应符合《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204－92）、《盾构法隧道工程施工及验收规程》（DGJ08－233－1999）、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299－99）的规定，除按要求必须持有生产厂家产品质量保证书以外，还必须按规定批量进行有关检验和试验，且试验结果符合质量要求。
任何原材料的属性、质量、类别、型号、供应或加工来源必须得到监理工程师的批准，没有得到监理工程师的许可均不可更改。
任何一种原材料应在具有相应的产品合格证书的前提下方可进入施工场地，应用于工程中。
②原材料的要求
A、水泥
技术标准：
中华人民共和国国家标准
标准名称：
《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175－1999）
材料名称：
II型硅酸盐水泥，代号P.II
强度等级：
42.5
主要技术指标：
硅酸盐水泥初凝时间不早于45min，终凝时间不得迟于6h30min；
用沸煮法进行安定性检验必须合格；
抗折强度3d不得低于4.0MPa，28d不得低于6.5MPa；
抗压强度3d不得低于21.0MPa，28d不得低于42.5MPa。
进货验收批量：
不大于300t，并附有质量证明书。
储存在专用的水泥筒仓中。
B、砂
技术标准：
中华人民共和国国家标准JGJ52－92
标准名称：
普通混凝土用砂质量标准及检验方法
产源：
河砂
规格：
中砂，细度模数=2.3～3.1
主要技术指标：
含泥量≤2.0％；
泥块含量≤1.0％；
验收批量：
不大于400m3或600t。
储存于骨料堆场中。
C、碎石
执行标准：
中华人民共和国国家标准JGJ53－92
标准名称：
普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法
材质：
深层的火成岩（花岗岩）
规格：
连续粒级5～25mm
主要技术指标：
含泥量≤1.0％；
泥块含量≤0.5％；
针、片状颗粒含量≤15％；
压碎指标值≤20％；
D、钢材
满足技术标准：
《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499－98）；
《钢筋混凝土用热轧浇圆钢筋》（GB13013－91）的规定，
a、钢筋混凝土用热轧带肋钢筋
表面形状：
月牙肋
钢筋级别：
II级
强度等级：
RL335
牌号：
20MnSi
10mm、12mm、16mm、20mm、25mm
屈服强度不小于335N/mm2；
抗拉强度不小于510N/mm2；
伸长率不小于25％；
180°
冷弯检验：
受弯曲部位外表面不得产生裂纹
每批重量不大于20t（根据主合同），并附有质量证明书
b、钢筋混凝土用热轧光园钢筋
技术标准：
中华人民共和国国家标准GB13013－91
光园
I级
R235
Q235
6mm、8mm、10mm
屈服强度不小于235N/mm2；
抗拉强度不小于370N/mm2；
伸长率不小于25％；
进货验收批量：
每批重量不大于20t，并附有质量证明书
E、预埋件
管片生产用的预埋件均应采用符合设计要求和国家材料检验制作标准的预埋件。
预埋件按设计图进行加工生产，供方提供出厂合格证。
进仓时进行外观抽检，不合格品要废弃，不能投入生产使用。
F、混凝土
混凝土应满足强度C50抗渗透S12的设计指标，并应符合《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107－87）、《普通混凝土拌合物性能试验方法》（GBJ80－85）的规定。
对于有弱腐蚀性的地区，混凝土应通过掺入促硬剂等材料，配制成耐腐混凝土。
G、焊丝（条）
焊丝（条）应采用符合《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB/T8110－95）规定的用于钢筋搭接、固定、埋件制作、定位的焊丝（条）。
③原材料控制
原材料的采购和使用过程中，必须注意：
A、掌握材料信息，优选供货厂家；
B、合理组织材料供应，确保施工正常进行；
C、加强材料检查验收，严格把好材料质量关；
D、重视材料的标识，以防错用或使用不合格的材料。
④原材料的标识（包括状态标识）
A、状态标识。
水泥、钢筋、木材、砂、石、砖等建筑原材料以挂牌作状态标识。
材料员应在牌子状态栏内填写“待检/合格/待处理”等检验结果，分别表示不同状态；
B、水泥、钢筋、木材的标识以分类整齐堆放挂牌为标识，牌子应写明品种、规格、进货数量、到货日期、生产日期；
C、砂子、石子，以分类堆放挂牌为标识，牌子应写明品种、规格、进货数量、到货日期；
D、砖以分类整齐堆放挂牌为标识，牌子应写明品种、规格、进货数量、到货日期；
E、其它原材料均应按品种、规格堆放整齐，挂牌标识，应写明品种、规格、进货数量、到货日期；
F、工程设备以开箱记录及《工程设备验收单》为标识。
⑤原材料的检验和试验方法
对材料供应商提供的材料和设备，生产单位应和监理工程师进行下列检验，认可通过后，生产单位应作好《材料收料记录》。
合格证明的验证。
对材料供应商的有关资质证明、材料准用证、合格证或质保书等进行审核，以检验材料是否符合规范要求。
外观质量的检验。
对材料、设备等从品种、规格、标志、外形尺寸、损坏情况等进行直观检查。
理化检验。
对材料、成品进行化学成分、物理特性及机械性能进行测定。
无损检验。
对需要进行复试的原材料、成品，在不破坏材料样品的前提下，利用超声波、X射线、表面探伤仪等进行检测。
工程调试。
根据设计和规范要求，对各项指标进行细微调试，并作好调试记录。
⑥原材料存储和堆放
根据本工程管片生产的实际需要，在满足管片生产正常进行的前提下，因地制宜布置钢筋堆场、水泥粉煤灰堆场及外加剂堆场。
钢筋存放在地平面以上的平台、支架或其它合适的已批准的支撑物上，防止污染、锈蚀及损伤。
并清楚的标明不同型号和长度且贴上标签，利于检查和核对。
水泥的存储和堆放方式应在得到监理工程师的批准下，存放在较密封的仓库内，堆放在干燥的场地上。
所选用骨料的粒径、含泥量、杂质含量等主要技术指标均得到了监理工程师的批准。
骨料应根据原材料的规格和型号使用机械清洗并分仓堆放。
各种原材料必须分门别类按规格存放，不得混合，并要记入材料台帐记录内。
通过对混凝土原材料质量控制及选用等上述措施，可以确保管片混凝土质量及耐久性。
（4）管片生产工艺
①管片制作工艺流程
为保证管片质量稳定，达到所需强度及精度要求，管片按下列流程制作。
管片制作工艺流程图
②钢模
A、一般规定
生产单位应根据管片生产的进度要求、管片的种类及数量配备数量足够的管模。
管模应适应生产量的需要，具有足够的刚度、精度和耐久性，使用中不应产生弯曲及凹凸不平现象，混凝土浇筑时不因振动使各部件松散。
生产单位选用的管模的形式应当与管片的生产工艺相配套，并具有一定的先进性，以保证管片的生产质量和进度要求。
生产单位选用的管模形式应方便检测，对不同的管模承包商应提供完整的检测工具，以便监理工程师检查。
监理工程师有权在任何时候和任何情况下要求对管模进行检查，承包商应予以积极配合。
承包商应根据监理工程师的要求，定期对检测工具进行标定，经监理工程师审查批准后方可继续使用。
管片生产前，生产单位应将所选用管模的设计图、操作说明、精度指标、检验测定方法、管模的档案等资料报监理工程师审核批准并备案。
在得到监理工程师批准同意后，方可用于管片的试生产和正式生产。
B、管模操作及检验
钢筋混凝土管片精度是以管模加工和合拢振捣后的精度作保证的，因此管模在正式投入管片制作前必须经过四阶段检测。
即加工装配精度检测、运输到厂管模定位后的精度复测、试生产后的管模精度同实物精度对比检测及管片三环水平拼装精度的综合检测。
在管片正式生产前生产单位应将上述检测资料提供给监理工程师，在各项检测指标均在标准的允许公差内，经监理工程师批准后，方可投入正式生产。
在正常生产状态下，应对管模实施浇捣前的快速检查和管模定期检查。
浇捣前的快速检查：
用专用的快速测量工具对管模中心宽度和能显示管模正确合拢的项目进行测试，测试工具必须保持完好状态，并要妥善置放在可靠的地方；
管模定期检查是保证管模在允许公差之内进行管片制作，在常规情况下，检查周期以每制作100环管片为标准，如有特殊情况，可缩短其检查周期或作针对性检查。
若发现超标情况，必须上报和及时修正，复检达标后方可继续进行管片制作。
上述检查结果必须得到监理工程师的认可。
管模检查的各项检测值都应及时准确清晰地填写在规定的管模检查表中，确保记录的有效性和可追溯性。
对管片脱模和起吊后的管模，必须在不损伤管模本体的前提下进行彻底清理。
确保管模内表面和拼接缝不留有残浆和
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