盾构施工工艺工法土压泥水.docx

1、盾构施工工艺工法土压泥水盾构施工工艺工法0前言盾构法(Shield Method)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。本施工工法中所描述的盾构分为两类：土压平衡盾构和泥水平衡盾构。土压平衡式盾构是把土料(必要时添加泡沫、膨润土等对土壤进行改进)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转

2、开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。泥水式盾构是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外别离厂，经别离后泥浆重复使用。2本工法内容包括 主要内容本工法的主要内容包括：盾构组装、调试作业，盾构始发作业，盾构正常掘进作业，盾构到达作业，盾构过站、调头作业，盾构拆卸、吊装、存放作业，刀盘刀具的检查与更换作业，施工运输作业，施工通风及洞内轨道、管线布置作业，盾构施工测量作业10局部。每局部按工序细分，各项作业按照紧前工序到达标准、适用条件、作业内容、作业流程及控制要点、作业

3、组织、紧后工序等内容进行编制。 总体施工流程图盾构法隧道总体施工流程图见图1 盾构法隧道施工阶段划分及工作要点盾构法施工可分为：施工准备阶段、正常施工阶段和收尾阶段。各阶段工作主要工作要点见表1。1 盾构组装、调试作业1紧前工序到达标准施工准备阶段完成,盾构施工临时设施建设完成，配套附属工程施工完成。2作业内容盾构组装、调试作业内容包括：施工准备、后配套组装作业、主机组装作业、空载调试及验收作业。3作业流程盾构组装、调试作业流程图见图1.1图1.1 盾构组装、调试作业流程图1.1后配套组装作业1.1.1紧前工序到达标准施工准备，拖车行走轨排安装完成。1.1.2适用条件 适用盾构工程盾构的组装作

4、业，适用于整机始发。1.1.3作业内容后配套组装作业内容主要包括拖车起吊、轮对安装、拖车下井、拖车设备管线安装、皮带支架下井泥水平衡盾构无、风管下井、拖车后移、连接桥下井、后配套与主机连接等。1作业流程后配套组装作业程序流程图如图1.1.1所示。图1.1.1后配套组装作业流程图1.2主机组装作业1.2.1紧前工序到达标准后配套组装作业。1.2.2适用条件适用盾构法隧道盾构主机的安装作业。1.2.3作业内容作业内容包括：中体下井、前体下井连接、刀盘下井安装、主机前移、管片安装机及设备梁安装、盾尾下井连接、螺旋输送机泥水平衡盾构无下井安装等内容。1作业流程主机组装作业流程图如图1.2.1所示。图1

5、.2.1主机组装作业流程图空载调试及验收作业紧前工序到达标准主机组装完成，盾构主机、后配套机械、电气、液压系统连接完毕。适用盾构工程盾构的调试作业。主要调试内容：分为电气局部、液压局部、流体水气油脂局部调试。电气局部调试包括检查送电、检查电机启动情况、软启动器和变频器运行状况、配件元器件工作情况、平安急停系统工作情况、传感器工作及显示情况检查、分系统参数设置与试运行。液压局部包括推进和铰接系统、螺旋输送机或泥水循环系统、管片安装机、管片运输机、注浆机、碎石机、辅助泵站系统、液压油过滤冷却系统、齿轮油过滤冷却系统液控阀等的调试和油液理化指标的取样测试。流体局部包括内外循环水系统的试运行与功能参数

6、检查、空气压缩及调节系统的运行及功能参数检查、气动三联件及气动阀的运行和功能检查、油脂系统的试运行及功能参数检查、泥水循环系统的试运行及功能参数检查、污水排放系统试运行及功能参数检查、泡沫系统运行及功能参数检查1.3.4作业流程及控制要点1作业流程空载调试及验收作业流程图见图1图1及验收作业流程图2机械配备盾构各系统。1.3.6紧后工序盾构始发及负载调试。2 盾构始发作业1紧前工序到达标准盾构组装、调试。2作业内容盾构始发作业内容包括：始发台导台安装/施工作业、反力设施安装/施工作业、洞门密封安装作业、洞门凿除及导轨安装作业、始发段掘进作业、负环管片安装作业、始发段注浆作业、盾构换装作业。3施

7、工程序盾构始发作业流程图见图2.1。图2.1 盾构始发作业流程图始发台导台安装/施工作业2.1.1紧前工序到达标准盾构始发作业施工准备。2.1.2 适用条件始发台安装适用于土压、泥水盾构始发作业。2.1.3作业内容始发台安装作业内容包括：施工准备、测量定位、始发台拼装、复测及位置调整、始发台固定及加固。导台施工作业内容包括：施工准备、测量定位、钢筋焊接、预埋件安装、模板架设、混凝土浇筑、拆模及养护。2.1.4作业流程及控制要点作业流程及控制要点。1作业流程始发台安装作业流程图见图2.1.1。图2始发台安装作业流程图2.1.4.2导台施工作业流程及控制要点1作业流程导台施工作业流程图见图2.1.

8、2。图2.1.2导台施工作业流程图洞门凿除及导轨安装作业紧前工序到达标准始发台导台安装/施工结束后，端头地层加固完成，地层条件较差时，应在盾构组装调试工作结束后进行。2.2.2 适用条件主要适用于端墙为钢筋混凝土围护结构凿除与洞门圈内导轨安装。包括施工准备、测量定位、脚手架搭设、水平探孔检测、凿除外层砼并割除钢筋、凿除内层砼并割除钢筋、砼清理，撤除脚手架、导轨安装。作业流程及控制要点1作业流程洞门凿除及导轨安装作业流程图见图2.2.1。图2及导轨安装作业流程图紧前工序到达标准始发台导台安装/施工作业。也可先于洞门凿除作业进行，但应注意对密封装置的保护。适用条件适用于土压平衡盾构始发洞门密封装置

9、安装作业。作业内容包括施工准备、测量定位、安装双头螺栓孔、安装帘布橡胶板、安装环形压板、安装折页压板、紧固螺栓。2.3.4作业流程及控制要点1作业流程洞门密封装置安装作业流程图见图2.3.1。图2洞门密封装置安装作业流程图反力架安装作业紧前工序到达标准始发台导台安装/施工作业。一般情况下，反力设施的安装/施工还应在盾构主机组装完成之后进行。2.4.2适用条件主要适用于盾构始开掘进反力支撑需要，外形尺寸不得与盾构及隧道洞口空间相干扰，同时要求结构合理，强度、刚度满足使用要求等。2.4.3作业内容反力架安装作业内容包括：施工准备、测量定位、预埋件安装、反力架底部U型梁下井、反力架剩余部件地面拼装、

10、地面部件下井与底部U型梁连接、螺栓紧固、复测及位置调整、反力架固定与加固。2.4.4作业流程及控制要点1作业流程反力架安装作业流程图见图2.4.1。图2.4.1反力架安装作业流程图2.5.1紧前工序到达标准导轨安装、洞门密封装置安装、反力架安装2.5.2 适用条件适用于盾构开始安装负环管片至盾构正3环管片安装完成的全过程。2.5.3作业内容包括施工准备、盾构推进、姿态控制、掘进参数控制、管片安装、洞门密封注浆等。2.5.4作业流程及控制要点1作业流程土压平衡盾构始发段掘进作业流程图见图2.5.1。泥水平衡盾构始发段掘进作业流程图见图2.5.2。.图2.5.1土压平衡盾构始发段掘进作业工艺流程图

11、图2泥水平衡盾构始发段掘进作业流程图紧前工序到达标准盾构始发段掘进。2.6.2 适用条件盾构换装主要适用于盾构后配套全部进洞后。包括反力架撤除、负环管片撤除、始发台撤除、轨道重新铺设等。作业流程及控制要点1作业流程盾构换装作业流程图见图2.6.1。图23 盾构正常掘进作业1紧前工序到达标准盾构始发作业2作业内容盾构正常掘进作业内容包括：盾构掘进作业、碴土管理作业、同步注浆作业、管片安装作业。3作业流程土压平衡盾构正常掘进作业流程图见图3.1，泥水平衡盾构正常掘进作业流程图见图3.2图3.1 土压平衡盾构正常掘进作业流程图图3.2 泥水平衡盾构正常掘进作业流程图紧前工序到达标准施工准备适用于土压

12、、泥水平衡盾构掘进作业作业内容包括：掘进模式的选择、掘进参数选择及优化1作业流程土压平衡盾构掘进模式作业流程见图3.1.1-3.1.3。敞开掘进模式作业流程图见图3.1.1。图3半敞开掘进模式作业流程图见图3图3土压平衡掘进模式控制流程图见图3图3泥水平衡盾构掘进模式作业流程见图3.1.4。图3.1.4 泥水平衡盾构掘进控制流程图碴土管理作业碴土管理作业1紧前工序到达标准施工准备。与盾构掘进同步进行。2适用条件适用于不同地质条件下的土压平衡式盾构掘进施工碴土管理。3作业内容作业内容包括：施工准备、碴土改进、螺旋输送机和皮带机出碴、碴土水平和垂直运输、碴土外运。4作业流程及控制要点作业流程碴土管

13、理作业流程图见图3.1。图3.1 碴土管理作业流程图泥水平衡盾构碴土管理1紧前工序到达标准泥水设备、盾构调试完成，到达掘进条件；碴场施工完成，到达堆碴条件。2适用条件适用于不同地质条件下的泥水平衡式盾构掘进施工。3)作业内容泥浆制备、盾构掘进、泥水循环出碴、碴土泥浆别离、碴土运输4作业流程及控制要点作业流程泥水平衡式盾构出碴工艺流程见图3.2.2.1，泥水循环出碴流程如图3.2.2.2。图3泥水平衡盾构出碴工艺流程图图3出碴流程图紧前工序到达标准施工准备，与盾构掘进、碴土管理同步进行。3.3.2 适用条件适用于盾构隧道同步注浆作业。作业内容作业内容包括：施工准备、砂浆生产、砂浆运输、注浆、注浆

14、系统清洗。作业流程及控制要点1作业流程同步注浆作业流程见图3。图3 同步注浆作业流程图1紧前工序到达标准盾构掘进作业一环。同步注浆与出碴作业完成后。2作业内容管片安装作业内容包括：施工准备、管片进场、管片防水材料粘贴、管片运输、管片拼装、拼装缺陷处理等。3作业流程管片安装作业流程图见图3图3.4.1 管片安装作业流程图管片进场作业1紧前工序到达标准管片生产2适用条件适用于盾构隧道施工预制管片的进场作业。3作业内容作业内容包括：施工准备、管片出厂前检查、管片装车运输、管片进场检查、管片卸车存放等。4作业流程及控制要点 作业流程管片进场作业流程见图3。图3管片运输进场作业工艺流程图1紧前工序到达标

15、准管片进场2适用条件适用于盾构隧道管片防水材料、软木衬垫和自粘性橡胶薄板粘贴作业。3作业内容作业内容包括：施工准备、管片检查及清理、止水条粘贴、软木衬垫粘贴、管片角部自粘性橡胶薄片粘贴。4施工程序及要求作业流程管片防水材料粘贴作业流程见图3。图3管片防水材料和软木衬垫安装施工工艺流程图作业1紧前工序到达标准管片防水材料粘贴2适用条件适用于盾构隧道管片垂直及洞内水平运输作业。3作业内容管片选型、管片螺栓、垫圈、连接螺栓弹性密封圈准备、管片下井前检查、管片下吊及管片洞内运输作业。4作业流程及控制要点作业流程管片运输作业流程图见图3.4.3.1。图3作业控制要点管片拼装作业1紧前工序到达标准管片运输

16、，掘进循环完成。2适用条件适用于盾构隧道管片拼装作业。3作业内容作业内容包括：施工准备、管片吊机卸车和倒运、管片安装区清理、管片安装与螺栓连接、管片螺栓二次紧固和管片拼装质量检查。4作业流程及控制要点作业流程管片拼装作业流程图见图3。图3 管片拼装作业流程图1紧前工序到达标准管片安装。2适用条件适用于盾构隧道成型管片漏水、破损等缺陷的处理。3作业内容作业内容包括：施工准备、管片清理、管片堵漏、管片修补、质量检查、管片外观清理。4作业流程及控制要点作业流程管片缺陷处理作业流程图见图3.4.5.1。图34盾构到达作业1紧前工序到达标准盾构正常掘进、端头加固效果到达要求2作业内容盾构到达作业内容包括

17、：盾构接收台安装作业、洞门凿除及导轨安装作业，洞门密封装置安装作业、到达段掘进作业、管片安装作业、到达段同步注浆作业。3施工程序土压平衡盾构到达段作业流程图见图4.1，泥水平衡盾构到达作业流程图见图4.2。图4.1 盾构到达作业流程图图4.2 泥水平衡盾构到达作业流程图.1紧前工序到达标准施工准备适用于土压、泥水等多种盾构到达作业。作业内容包括：施工准备、测量定位、接收台拼装、复测及位置调整、接收台固定及加固。作业流程及控制要点1作业流程接收台安装作业流程图见图4.1.1。图42作业控制要点接收台多为始发台改造而成，与始发台区别在于两侧无需安装管片支架，其标高即盾构中心比盾构到达时实际高程低1

18、520，其作业控制要点、作业组织、考核标准等参照本手册第三局部“2.2始发台导台安装/施工作业相关内容。4.2洞门凿除与导轨安装作业4.2.1紧前工序到达标准接收台安装作业，且盾构刀盘抵达围护结构内层钢筋处。4.2.2 适用条件适用洞门范围围护结构凿除及导轨安装。4.2.3作业内容包括施工准备、测量定位、脚手架搭设、水平探孔检测、凿除外层砼并割除钢筋、凿除内层砼并割除钢筋、砼清理，撤除脚手架、导轨安装。作业流程及控制要点1作业流程洞门凿除及导轨安装作业流程图见图4.2.1。图42作业控制要点接收洞门的凿除及导轨安装作业与始发洞门根本一致。紧前工序到达标准接收台安装作业。也可先于洞门凿除作业进行

19、，但应注意对密封装置的保护。适用于土压平衡、泥水平衡盾构到达洞门密封装置安装作业包括施工准备、测量定位、安装双头螺栓孔、安装帘布橡胶板、安装环形压板、安装折页压板、紧固螺栓、穿钢丝绳。作业流程及控制要点1作业流程到达洞门密封装置安装作业流程图见图4.3.1。图42作业控制要点到达洞门密封装置安装作业与始发洞门相比，不同点在于到达洞门帘布橡胶板内棱圈朝向洞内，使帘布橡胶板平面与盾壳接触紧密；到达洞门密封装置中每个折页压板活动端均焊接有钢圈，钢丝绳从中穿过，将所有折页压板整体连接，其目的为收缩钢丝绳，使其将折页压板向盾壳方向移动，从而箍紧盾壳，到达注浆密封的目的。4.4到达段掘进作业4.4.1紧前

20、工序到达标准洞门凿除完成，接收台、洞门密封安装完成。应在盾构到达接收洞门70-80环开始准备。4.4.2 适用条件适用于盾构刀盘进入已凿除的围护结构至盾构盾尾即将脱离帘布橡胶板的全过程。4.4.3作业内容作业内容包括：施工准备、盾构空推、管片安装、同步注浆等。4.4.4作业流程及控制要点1作业流程到达段掘进作业流程图见图4 图4.4.1 到达段掘进作业流程图4.5到达段注浆作业4.5.1紧前工序到达标准到达段掘进。4.5.2 适用条件到达段注浆主要适用于盾构到达阶段洞门密封注浆。4.5.3作业内容主要包括同步注浆、二次补注浆。作业流程及控制要点1作业流程到达段注浆作业流程图见图4.5.1。图4

21、.5.1到达段注浆作业工艺流程图4.6洞门圈管片撤除作业4.6.1紧前工序到达标准到达段注浆。4.6.2 适用条件洞门圈管片撤除主要适用于盾构出洞后的洞门作业。4.6.3作业内容作业内容包括：搭设施工平台、凿穿管片吊装孔、钢丝绳固定、管片撤除吊离。作业流程及控制要点1作业流程洞门圈管片撤除作业流程图见图4.6.1。图4.6.1洞门圈管片撤除作业流程图5盾构过站、调头作业紧前工序到达标准盾构到达作业盾构区间掘进完成后，需要穿越车站继续下一区间掘进施工的工况。作业内容包括：盾构与后配套别离、盾体固定、盾体前移推进、盾体纠偏、后配套推进过站、盾构连接组装。作业流程及控制要点1作业流程盾构过站流程图如

22、图5图5.1.1 盾构过站作业流程图紧前工序到达标准盾构到达作业盾构区间掘进完成后，需要在车站内调头，继续下一区间掘进施工的工况。作业内容包括：盾构主机与后配套别离、调头机具设备准备、盾体固定、吊耳焊接、吊机作业、吊耳割除、盾体水平移动调头、盾体纵向移动调头、盾体纠偏、轨道铺设、后配套推进过站、盾构连接组装。作业流程及控制要点1作业流程盾构调头作业流程图如图5图5.2.1 盾构调头作业流程图6盾构拆卸、吊装、运输及存放作业1紧前工序到达标准盾构到达作业2作业内容作业内容包括：施工准备、盾构拆卸、吊装作业、盾构运输作业以及盾构存放作业。3作业流程盾构拆卸、吊装、运输及存放作业流程图见图6.1图6

23、.1 盾构拆卸、吊装、运输及存放作业流程图6.1盾构拆卸、吊装作业紧前工序到达标准盾构到达拆卸井；盾构拆卸、吊装作业专项方案编制、审核、审批完成。6适用土压盾构施工工程盾构的拆卸吊装作业。泥水盾构还应考虑泥水处理厂、进排泥浆管路、泥浆泵的拆卸包括拆机前的清洗清洁、标示制作与标记、主机前移、主机后配套别离和管线断开与防护、主机分块拆卸、螺旋机拆卸、后配套拖车前移与分块拆卸、裸露重要接合面和精加工面的防护、拆至地面的暂存与防护等内容。1作业流程盾构拆卸、吊装作业流程图如图6图6盾构拆卸吊装作业流程图6.2盾构运输作业6紧前工序到达标准盾构拆卸、吊装作业完成、加固、包装防护完毕，运输方案编制、审核、

24、审批完毕。6适用盾构工程盾构的运输。6包括盾构主机、后配套拖车、螺旋机、泥浆泵站及控制系统、管片运输车等散装的盾构组件、部件、零件、元器件、紧固件、密封件及其它管线材料的运输6.2.4作业流程及控制要点1作业流程盾构运输作业流程图见图6盾构存放1紧前工序到达标准盾构运输2作业内容作业内容包括：场地布置、盾构吊放、盾构检查与维修。3作业流程及控制要点参照股份公司各项规定执行。7刀盘、刀具的检查与更换作业盾构法掘进过程中对刀盘、刀具的检查与更换作业主要采用常压进仓、带压进仓两种方式进行。7.1常压进仓作业7.1.1紧前工序到达标准盾构正常掘进；常压进仓作业专项方案编制、审核、审批完成。7.1.2适

25、用条件当盾构处于自稳能力较强的地层时，可在常压下直接进入开挖仓作业。7.1.3作业内容作业内容包括：施工准备、出碴降压、通风、气体检测、开仓、地质情况观察、刀盘刀具的检查与更换、仓内清理、关仓。7.1.4作业流程及控制要点1施工工艺流程常压进仓作业流程见图7.1.1图7.1.1 常压进仓作业流程图7.2带压进仓作业7.2.1紧前工序到达标准盾构掘进停止；带压进仓作业专项方案编制、审核、审批完成7.2.2适用条件在不稳定地层开仓作业时，应采取地层加固或压气作业等措施，确保开挖面稳定。不稳定地层包括但不限于以下地层： 1淤泥地层；2砂层富水粉细砂、卵砾石层；3软弱不均的复杂地层；4断裂带7.2.3

26、作业内容作业内容包括：施工准备、置换碴土、人员进仓、加压、开仓、地质情况观察、刀盘刀具的检查与更换、关仓、减压、人员出仓。7.2.4作业流程及控制要点1作业流程带压进仓作业流程图见图7.2.1。图7.2.1 带压进仓作业流程图8盾构施工测量作业适用于采用自动导向系统的盾构隧道施工。8.3 测量作业工艺流程及控制要点1测量作业工艺流程测量作业工艺流程见图8.3.1所示： 图.11.3.1 测量作业工艺流程图9盾构施工运输作业紧前工序到达标准垂直运输贯穿于盾构施工全过程适用于盾构工程门式起重机作业。作业内容包括：门式起重机吊卸管片、风水管、泥浆管泥水平衡盾构、碴土土压平衡盾构、注浆材料、轨线材料、

27、电缆、风管、人行梯和其它材料等。1作业流程垂直运输作业流程图见图9.1.1所示。 图99.2水平运输作业紧前工序到达标准垂直运输作业适用于盾构施工工程洞内机车水平运输。作业内容包括：电瓶机车及平板车运输门式起重机吊卸下来的管片、风水管、泥浆管泥水平衡盾构和轨线材料、人行梯和其它材料等。电瓶车运输碴车至门式起重机下土压平衡盾构。1作业流程水平运输作业流程图见图9 图910施工通风及洞内轨道、管线布置作业施工通风及洞内轨道、管线布置作业贯穿于盾构施工的始终。是隧道施工的重要工序之一，合理的通风系统、理想的通风效果，标准化、标准化的管线布设等是实现隧道文明施工、快速施工、保障施工平安的重要保证。10

28、.1通风作业紧前工序到达标准盾构组装、调试适用于盾构隧道通风作业作业内容包括：架设风机、安装风筒、连接风管、更换风筒、延长风管、风机撤除、风管撤除。1作业流程通风作业流程图见图10.1.1。图1紧前工序到达标准盾构掘进完成6m。盾构隧道轨线铺设作业作业内容包括：施工准备、轨排定位、轨排铺设连接1作业流程轨道铺设作业流程图如图1图10.2.1 轨道铺设作业流程图管线布置及延伸作业在隧道施工中除了抓好主体工程工序质量的标准化、标准化外，还应抓好现场文明施工，抓好洞内管线布设等。隧道内管线布置参考图见图10.3.1。图10.3.1 隧道内管线布置参考图紧前工序到达标准盾构掘进完成一定距离适用于盾构法隧道管线布置作业作业内容包括：人行走台布置及延伸、循环水管布置及延伸、电缆布置及延伸等。1作业流程管线布置及延伸作业流程图见图10.3.2。图1