TBM第一次纠偏施工设计方案.docx
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TBM第一次纠偏施工设计方案
TBM第一次纠偏施工方案
1、工程概述
1.1纠偏事由
2014年9月10日～2014年9月26日，TBM从桩号29+607.7开始第一次试掘进，第一次试掘进桩号为29+607.7～29+583.544；当TBM掘进到桩号29+583.544后，隧洞水平轴线偏差达到935mm，垂直偏差达到533mm（见附表-1：
TBM第一次试掘进轴线偏差统计表），不仅远远超出合同和规范允许范围（水平±100mm，垂直±50mm），而且由于TBM有继续右偏和下沉的趋势，方向基本无法控制，施工质量无法保证
表-1TBM第一次试掘进轴线偏差统计表
序号
桩号
环号
水平偏差
（m）
垂直偏差
（m）
备注
1
29+607.7
0.201
-0.015
2
29+606.5
0.13
-0.018
3
29+605.3
0.185
-0.036
4
29+604.1
0.208
-0.042
5
29+602.9
0.257
-0.069
6
29+601.7
0.264
-0.078
7
29+600.5
0.283
-0.053
8
29+599.3
0.312
-0.078
9
29+598.1
0.324
-0.071
10
29+596.9
0.367
-0.086
11
29+595.7
0.413
-0.0226
12
29+594.5
0.42
-0.217
13
29+593.3
0.441
-0.232
14
29+592.1
0.482
-0.251
15
29+590.9
0.573
-0.318
16
29+589.7
0.617
-0.378
17
29+588.5
0.686
-0.415
18
29+587.3
0.733
-0.401
19
29+586.1
0.762
-0.443
20
29+584.9
0.861
-0.0464
21
29+583.544
0.935
-0.533
有鉴于此，2014年9月15日～2014年10月10日间每周一召开一次四方联席例会，讨论纠偏措施，美国罗宾斯公司在会议上提出了1次纠偏方案，本方案根据会议纪要确定采用美国罗宾斯公司提交的第一次纠偏方案。
据罗宾斯纠偏方案和会议纪要，第一次TBM需要后退桩号为29+583.544～29+596.324，拆除212～223环之间11环管片（2014年9月27日～2014年10月2日施工拆除），并对桩号29+594.376～29+583.544之间采用C30混凝土回填，
2.2、第一次纠偏段工程地质
桩号29+583.544～29+596.324段为隧洞出口段，穿越单碟西下统和尚组紫红色厚层泥岩、砂岩，泥岩为软岩～中软岩，砂岩为中硬岩。
围岩厚度0～20m。
岩体较破碎。
围岩类别为Ⅴ类，围岩不稳定，自稳时间段，规模较大的各种变形和破坏都可能发生。
建议施工过程应及时喷混凝土、系统锚杆加钢筋网，刚性支护，并浇筑混凝土衬砌，建议围岩岩体单位弹性抗力系数K0=10～15×104KN/m3，坚固系数1～3。
1.3本方案工作内容
（1）TBM后退桩号为29+583.544～29+596.324，拆除212～223环之间11环管片；
（2）桩号29+594.376～29+583.544之间采用C30混凝土回填；
2、施工安排布置
2.1工期安排
根据美国罗宾斯公司提交的第一次纠偏方案和四方联席会议精神，我部制定施工计划如下：
（1）2014年9月27日～2014年10月2日，TBM后退桩号为29+583.544～29+596.324，拆除212～223环之间11环管片；
（2）2014年10月3日～2014年10月10日，桩号29+594.376～29+583.544之间采用C30混凝土回填；
2.2施工布置
2.2.1施工供电
利用TBM施工电源，可满足通风、压缩空气供风、排水、焊接和照明灯施工需求。
2.2.2供风
本项目主要用风机械为风镐、手风钻，可利用TBM机组配置的15m3/min空压机，可满足所有用风需求；
2.2.3通风
采用TBM二次风机接DN400mm通风软管，通过拆除中心刀向TBM前方通风，确保施工阶段人员的通风安全；
2.2.4排水
采用5.5KW潜污泵接DN50消防软管到连接桥部位，确保刀盘前方不积水，能够进行正常施工。
3、TBM后退、管片拆除及豆砾石清理
3.1TBM后退及管片拆除顺序
下一循环
3.2管片拆除
管片拆除利用TBM设备配置的管片安装器进行，人工辅助，对于管片定位销的拆除，当利用安装器拆除遇到困难时，可采用钢锯切割拆除。
管片拆除过程中，管片有坠落可能，人员应在安全区作业，并有专职安全员现场监督，确保施工全过程安全。
3.3豆砾石清理
考虑到底部豆砾石大部分已灌浆结石，清理难度较大，因此，需要采用风镐对底部进行清理，然后装编织袋搬运到平板车运输处洞外，豆砾石清理后隧洞空间才能满足TBM后退空间需求，因此，底部需清理到开挖断面。
3.4TBM机组后退
支撑靴收回，利用稳定器伸出支撑岩壁，TBM将掘进系统反向操作，主推进伸长反推支撑护盾，紧接着辅助推进油缸按主推进油缸伸长比例收缩，确保TBM后退过程管片的稳定，随后支撑靴伸出支撑岩壁，主推进油缸回缩拉刀盘后退到指定位置，然后稳定器伸出支撑岩壁，，支撑靴收回，开始下一循环后退作业。
4、混凝土工程
本项目混凝土工程主要为桩号：
29+594.376～29+583.544之间C30混凝土充填。
5.1施工附属设施
5.1.1混凝土拌和系统
根据施工进度计算，混凝土浇筑强度不大，考虑混凝土拌和质量要求，拟采用管片预制厂配置的一套HZS50型混凝土拌和站进行混凝土的拌和。
该站采用自动化计量装置，具有拌和速度快、计量准确等优点。
拌和站主机采用JS1000型双卧轴强制式搅拌机，配备PLD1200型电子自动配料器。
该拌和站的实际生产率为25～50m3/h，配套总功率37KW，能够满足本工程各施工点混凝土的拌和需要。
拌和站JS1000型双卧轴强制式搅拌机及PLD1200型电子自动配料器的主要技术参数详见表4-1～4-2。
表4-1JS1000型双卧轴强制式搅拌机主要技术参数表
型号
JS1000
进料容量（L）
1200
出料容量（L）
1000
生产率（m3/h）
25～50
骨料最大粒径（卵石/碎石）（mm）（mm）
80/60
搅拌叶片
转速（r/min）
35
数量
2×7
搅拌电动机
型号
Y180M-4
功率（kw）
37
卷扬电动机
型号
YEZ132S-4-B5
功率（kw）
5.5
水泵
型号
50DWB20-8A
功率（kw）
0.75
料斗提升速度（m/min）
0.75
外形尺寸（长×宽×高）mm
4461×3050×5225
整机质量（kg）
4000
表4-2PLD1200型电子自动配料器的主要技术参数表
型号
PLD1200
称料斗容量
1.2m3
储料斗容量
3m3
生产率
72m3/h（干料）
配料精度
±1%
最大称量值
3000kg
可配料种数
3种
上料高度
2300mm
给料皮带速度
1m/s
功率
2.2×3=6.6kw
整机质量
375kg
外形尺寸
5600×1830×2700mm
4.1.2木工加工厂
本标段的模板主要为隧洞回填封堵普通钢模板。
为完成模板的制作，在刀具车间旁设一木工加工厂，用来进行模板的制作和存放。
木工加工厂总占地面积为200m2，内设板枋材堆放场、锯木间、配料间、放样平台以及模板堆存场等，并配备先进的木工加工机械各一套。
4.1.3机械停放场及机修车间
根据施工需要，拟在管片预制厂附近布置一停车场，并在停车场内设一小型汽修厂。
汽修厂主要承担机械的中小型维修，重型机械的个别修理派专人到现场进行。
停车场考虑到能容纳施工高峰期的所有施工机械设备。
汽修厂及停车场总占地约600m2。
4.1.4现场试验室
我局中心试验室具备国家水利甲级试验资质，并取得国家CMA认证。
工程开工后，由中心试验室派专职试验人员并配备先进的试验仪器和设备在工地现场成立现场试验室。
现场试验室设在工程项目部内，占地60m2，主要承担混凝土、砌石及钢筋原材料的检测、混凝土及砂浆试块制作与养护、混凝土及砂浆配合比试验、试块强度试验以及钢筋拉伸、弯曲等试验等。
4.2模板制作、安装与拆除
根据各部位不同的结构特点，并结合各部位所处位置的地形条件及混凝土浇筑特点，对于不同的部位采用不同类型的模板，以达到高效、快速、优质的目的。
4.2.1模板类型
本项目只有回填混凝土采用模板，考虑到刀盘前方通道狭窄，拟采用木模板，以达到优质、经济和快速施工的目的。
木模板采用3cm厚板材，支撑采用10×10cm方木。
4.2.2模板安装
模板安装，必须按混凝土结构物的施工详图测量放样，主要结构应多设控制点，以利检查校正。
模板安装过程中，必须保持足够的临时固定设施，以防倾覆。
模板、支架及脚手架应有足够的支承面积和可靠的防滑措施。
杆件节点应连接牢固。
模板应具备足够的强度、刚度和稳定性，支撑、支架能承受上、下层全部荷载。
模板的拉筋不应弯曲，并且应有适当刚度，不因施工中受混凝土下料冲击而产生变形或弯曲。
拉筋与垫片必须牢固，必要时带双帽。
预埋在下层混凝土中的锚固件，在承受荷载时，必须有足够的锚固强度。
模板与混凝土的接触面，以及各块模板接缝处，必须结合严密，以保证混凝土表面的平整度和混凝土的密实性。
模板与支架平台上，严禁堆放材料及设备。
模板安装偏差，要在允许范围内。
混凝土浇筑过程中，必须派专人看模，发现问题及时处理。
4.2.3模板拆除
模板采用人工拆除，拆模时注意事项：
①拆模时，根据锚固情况，分批拆除锚固连接件，防止大片模板坠落。
②拆模使用专门工具，以减少混凝土及模板的损伤。
③拆下的模板、支架及配件及时清理、维修，并分类堆存，妥善保管。
模板安装拆除详见模板安装及拆除程序图4-1。
图4-1模板安装及拆除程序框图
模板拆除时的混凝土强度应遵守DL/T5110-2000第9.0.1条的规定
4.3现浇混凝土施工
4.3.1混凝土原材料选用
本工程中混凝土原材料包括：
砂子、碎石、水泥、水及外加剂等。
1）水泥
水泥采用符合国家标准GB175-2007的有关规定，泵送混凝土应符合JGJ/T10-1995的有关规定。
所有水泥应取自监理人同意的产源，在一个工程项目中所用的任一类水泥应取自同一生产厂商。
进场的每批水泥均按相应水泥标准中所规定的试验项目、试验方法、检验规则取样检验，检验结果报送监理人批准，不合格水泥不得使用。
水泥运输过程中应注意其品种和标号不得混杂并采取有效措施防止水泥受潮。
到货的水泥应按不同品种、标号、出厂批号、袋装和散装等，分别贮放在专用的仓库或储罐中，防止因贮存不当而引起水泥变质。
袋装水泥的出厂日期不应超过3个月，散装水泥不应超过6个月，袋装水泥的堆放高度不得超过15袋。
本工程拟选用散装水泥，水泥运到工地后应尽快使用。
混凝土的水泥应遵守GB175-2007的有关规定，泵送混凝土应遵守JGJ/T10-1995的有关规定。
2）拌和用水
混凝土拌和用水从洞口附近打浅井取水，潜水泵抽水至蓄水池内。
拌和用水所含物质不应影响混凝土和易性和混凝土强度的增长，以及引起钢筋和混凝土的腐蚀。
拌制混凝土及养护用水均采用经检验合格的水。
混凝土浇筑用水应遵守JGJ63-2006的规定。
3）骨料
（1）混凝土骨料在监理人批准的料源进行购买，对含有活性成分的骨料必须进行专门试验论证，并经监理人批准后方可使用。
（2）骨料的级配应满足规范要求和招标文件中有关技术条款的规定，不同粒径的骨料应分别堆存，严禁相互混杂和混入泥土；装卸时，粒径大于40mm的粗骨料的净自由落差应不大于3m，避免造成骨料的严重破碎。
（3）细骨料质量技术要求按以下标准控制：
①不得采用人工细骨料，细骨料的细度模数应在2.4～2.8范围内，测试方法按DL/T5144-2001有关规定进行；
②砂料应质地坚硬、清洁、级配良好，使用山砂、特细砂应经过试验论证，其超逊径含量应小于有关质量技术规定的数值；
③砂料中有活性骨料时，必须进行专门试验论证，经监理人批准后才能使用；
④砂料其它质量技术要求应符合《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001中的规定。
（4）粗骨料质量要求应符合以下规定：
①骨料采用二级配时，最大粒径为40mm；
②含有活性骨料、黄锈等的粗骨料必须进行专门试验论证，经监理人批准后才能使用；
③粗骨料的其它质量要求应符合《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001中的规定。
混凝土的骨料应遵守DL/T5144第5.2节规定，泵送混凝土应遵守JGJ/T10-1995的有关规定。
4）混凝土外加剂
（1）混凝土外加剂一般包括减水剂、引气剂、缓凝剂、速凝剂和早强剂等，拟从省内合格的生产厂家采购，其质量应符合水工混凝土外加剂技术规程DL/T5100-1999中相关规定。
（2）所采用的外加剂应根据混凝土性能要求并结合混凝土配合比的选择，通过试验确定用量，并将试验成果报送监理人。
外加剂化学性能应稳定，任何一种外加剂的加入不应引起钢筋锈蚀或破坏。
（3）外加剂在运输过程中不得相互混装，以免交叉污染。
到货后，不同品种的外加剂应分别储存，认真妥善保管，防止外加剂变质。
混凝土外加剂应遵守DL/T5144-2001第5.4节的有关规定，泵送混凝土应遵守JGJ/T10-1995的有关规定。
现浇混凝土施工工艺见图4-2。
图4-2混凝土施工工艺框图
4.3.2混凝土拌和与运输
1）混凝土的拌和
在混凝土拌和前，首先要检查搅拌设备各部件是否运转正常，计量器具是否准确无误，以及其它配套设施是否准备完善，否则不予进行开机搅拌。
用ZL-30型装载机挖装砂、石骨料往储料斗里运料，称量后由皮带输送机向搅拌机输送骨料，并配备80t水泥罐和50t粉煤灰罐，水和外加剂利用泵送到搅拌机上的计量桶内，称量后加入搅拌机。
混凝土生产工艺流程包括：
贮料、供料、配料器配料和拌和等几个工序，其中配料是混凝土生产工艺中的重要环节，控制得好坏直接影响混凝土的质量，因此应经常检验其精确度，要求做到配料准确。
混凝土拌和生产工艺流程详见图4-3。
拌和设备安装完毕后，应会同监理人进行设备运行操作检验。
混凝土拌和应符合DL/T5144-2001的规定，拌和程序和时间均应通过试验确定。
因混凝土拌和及配料不当或因拌和时间过长而报废的混凝土应弃置在指定的场地。
2）混凝土的运输
混凝土拌和好后，拟采用洞外汽车运输3m3混凝土罐到洞口，混凝土输送泵旁，而后通过混凝土输送泵送料入仓，运输混凝土的车辆应时常保持清洁，以免影响混凝土拌和物质量。
混凝土运输示意图4-4。
图4-3混凝土拌和生产工艺流程图
图4-4混凝土运输
4.3.3各部位混凝土浇筑
各部位混凝土开始浇筑前8h（隐蔽工程为12h），会同监理人对浇筑部位的准备工作进行检查。
检查内容包括：
基础处理、已浇筑混凝土面的清理以及模板、钢筋、插筋、预埋件等设施的埋设和安装等，并将该部位的混凝土浇筑配料单提交监理人，经监理人检验合格后方可进行混凝土浇筑。
本项目混凝土浇筑主要为回填混凝土和底板滑轨混凝土。
回填混凝土需要分层浇筑，底板混凝土需要在完成钢筋及金结安装后进行。
1）回填混凝土
回填混凝土均采用木模板作堵头。
混凝土运输至浇筑仓面附近，混凝土输送泵入仓。
仓内人工摊铺，50软轴振捣器配合平板振捣器振捣。
4.3.4混凝土养护及表面保护
待每一块混凝土浇筑完毕后12～18小时，即可进行洒水养护。
养护要派专人进行，保证混凝土始终保持在湿润状态下，混凝土养护期时间不低于14天。
在干燥、炎热气候条件下，应延长养护时间至少28天以上。
混凝土的水平施工缝应养护到浇筑上层混凝土为止。
混凝土浇筑完成后，对混凝土成型表面，应按合同文件有关技术条款和有关混凝土施工技术规范加以保护，不许在上部堆放杂物以及停放机械设备等，必要时采取加盖聚
乙烯薄膜保护。
混凝土表面保护可减少混凝土表层温度及内外温差，加强养护工作，保持混凝土表面温度，防止发生表面裂缝。
4.3.5混凝土质量控制与质量检查
1）混凝土质量控制
（1）优化配合比设计，改善骨料级配，加优质的掺合料和高性能的外加剂；
（2）严格控制原材料质量，严禁不合格材料用于工程中；
（3）各种材料必须称量准确，混凝土拌和时间严格控制；
（4）混凝土运输车辆，保证混凝土不产生离析脱水现象；
（5）混凝土浇筑严格按规范施工，从入仓、摊铺、振捣等工序严格控制；
（6）浇筑后应加强养护与表面保护；
（7）加强现场施工管理，施工组织，严格控制整个浇筑过程，按照ISO9000系列质量标准，各种记录完整齐全，作到有据可查，责任分明，落实到位。
2）混凝土质量检查
（1）混凝土原材料的质量检验
混凝土原材料的质量检验包括：
水泥检验、掺和材料检验、外加剂的检验、水质检查、骨料质量检验，各种原材料的检验必须满足技术条款要求。
①水泥检验
每批水泥均应有厂家的品质试验报告，并应按国家和行业有关规定对每批水泥进行取样检测，必要时还应进行化学成分分析，对同一水泥厂同期出厂的同品种、同标号水泥为一个取样单位，以一次进场的同一出厂编号的水泥为一批，但一批总量不得超过200t（散装水泥500t）作为一个取样单位，不足时200t（散装水泥500t）也应作为一个取样单位。
检测项目主要为：
水泥标号、凝结时间，体积安定性、稠度、细度、温度、比重、含碱量等试验。
②外加剂的检验
外加剂进场后进行试验鉴定，存储时间过长的应重新取样，严禁使用变质的不合格外加剂。
现场掺用的减水剂浓缩物，以5t为取样单位，加气剂以200kg为取样单位，对配置的外加剂溶液浓度，每班至少检查一次，对含碱量进行检测。
③水质检查
拌和及养护混凝土所用的水除按规定进行水质分析外，应按监理人指示进行定期检测，在对水质有怀疑时，应采取砂浆强度试验法进行检测对比，如果水样制成的砂浆抗压强度低于原合格水源制成的砂浆28天龄期抗压强度的90%时，该水不能继续使用。
④混凝土骨料质量检验
混凝土骨料的质量检验应分别按下列规定在筛分场和拌和场进行：
a在筛分场每班检查一次，检查项目包括各种骨料的超逊径、含泥量和砂的细度模数等。
b在拌和场每班至少检查两次砂和小石的含水量，其含水率的变化应分别控制为±0.5%（砂）和±0.2%（小石）范围内；当气温变化较大或雨后骨料含水量突变的情况下，应每两小时检查一次；砂的细度模数每天至少检查一次，其含水率超过±0.2%时，需调整混凝土的配合比；骨料的超逊径、含泥量应每班检查一次。
（2）混凝土质量检测
混凝土质量检测包括：
混凝土拌和均布性检测、坍落度检测、各种性能检测。
①混凝土拌和均布性检测
a定时在出机口对一盘混凝土按出料先后各取一个试样（每个试样不少于30kg），测定砂浆密度，其差值应不大于30kg/m3。
b用筛分法分析测定粗骨料在混凝土中所占百分比时，其差值不应大于10%。
②坍落度检测
按施工图纸的规定和监理人指示，每班进行现场混凝土坍落度的检测。
③强度检测
现场混凝土抗压强度的检测，以28天龄期同一等级混凝土的试样数据按每100m3成型试件3个；混凝土抗拉强度的检查以28天龄期的试件按每200m3成型试件3个；3个试件应取自同一盘混凝土。
（3）混凝土工程建筑物的质量检查和验收
①在混凝土浇筑过程中，对混凝土工程建筑物测量放样成果进行检查和验收。
②在混凝土浇筑块施工后，对混凝土浇筑面的养护和保护措施进行检查。
③在各层混凝土浇筑层分层检查验收中，对埋入混凝土中的止水设施和各种埋设件的埋设质量以及伸缩缝的施工质量进行检查和验收。
（4）混凝土工程建筑物的成型复测
混凝土工程建筑物全部浇筑完成后，应按监理工程师批示，对建筑物成型后的位置和尺寸进行复测，并将复测成果报送监理工程师，作为完工验收的资料。
4.3.6钢筋混凝土工程资源配置
1）机械设备配置
根据本工程混凝土工程量及施工总体安排，进行机械设备的配置，同时考虑机械设备的备用，所配置的机械设备详见表4-4。
表4-4混凝土工程机械设备配置表
序号
主要机械设备及人员名称
单位
数量
备注
1
HZS50混凝土拌和站
台
1
混凝土拌制
2
ZL-50装载机
台
1
骨料上料
3
20t自卸汽车
台
2
材料运输
4
HBT50输送泵
台
1
混凝土入仓
5
电焊机
台
2
钢筋制作
6
8t汽吊
台
1
钢筋装卸车
7
3m3混凝土罐车
台
2
混凝土运输
8
钢木加工机械
套
1
模板加工
9
软轴振捣器
台
4
混凝土振捣
10
平板振捣器
台
4
混凝土振捣
11
附着式振捣器
台
4
混凝土振捣
2）劳力配置
根据混凝土工程量及施工总体安排，进行混凝土工程劳动力的配置。
劳力的具体配置详见表4-5。
表4-5混凝土工程劳力配置表
序号
劳力名称
单位
数量
备注
1
机械操作人员
人
8
机械作业
2
混凝土工
人
10
浇筑混凝土
3
钢筋、木工
人
5
钢筋及模板制安
4
管理及技术人员
人
10
现场管理
5、冬季施工措施
5.1、冬季施工准备
根据施工总进度计划，在进场后施工准备期在冬季进行，TBM施工全部为地下洞室内施工，不分冬季与夏季，因此在冬季施工的项目有部分混凝土工程和开挖工程。
混凝土工程包括预制管片；开挖工程所包含的施工内容主要有开挖、喷混凝土、钢筋工程等。
1）技术准备
技术准备包括施工部署（进度安排）、施工程序、施工方法、机具与材料调配计划、施工人员技术培训、操作要点、质量控制要点、检测项目等方面，并兼顾技术可靠性和经济合理性。
（1）冬季施工必须确保工程质量，做到安全生产。
冬季施工的措施方案要经济合理，使增加的费用最少，并尽量减少能源消耗，缩短工期。
（2）开挖工程要在冬季施工，因此必须在生产计划中统一安排，并提前落实，做到合理搭接，尽量减少冬季施工的作业面。
（3）已确定进入冬期施工的项目，在冬施材料、设备落实后，要保证施工力量，做到连续施工，避免造成不必的浪费。
（4）根据工程特点及冬季施工信息的反馈情况，布置年度冬期施工原则及实施方针，根据公司总的原则，结合本工程的具体情况，编制冬季施工方案，主要内容有：
冬期施工生产任务特点部署，主要的冬期施工方法，保温材料、冬期施工人员培训计划，施工管理工作，冬期施工项目及热源安排。
（5）技术培训。
进入冬季施工前，施工管理人员、测温人员进行培训考核，施工管理人员的培训主要包括一下内容：
学习有关冬期施工规范、规定；学习
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