盾构机始发施工技术总结.docx

1、盾构机始发施工技术总结区间盾构机始发、始发段施工技术总结一、盾构机始发必备条件及细节二、盾构机始发地面设备及细节安排三、始发掘进盾构机各项参数确定四、始发段掘进（软土）各项参数确定五、始发段注浆及外加剂使用六、盾构机出加固体后洞门封堵情况七、始发段管片拼装效果八、始发段中线标高控制技术九、盾构机始发总体评价一、盾构机始发必备条件及细节通常来讲，盾构机正常始发必须具备下列11项条件。1、盾构始发的车站工作井强度达到设计要求，盾构始发的隧道洞口中线、标高经过复核无误。2、盾构始发掘进方案已经上报并审批。3、测量、监控量测方案已经上报并审批。4、工作井下测量控制点已经复核无误，可以指导掘进。5、端头

2、加固完成并经过三个月的固结，检测报告合格，同时符合设计要求。6、洞门水平探孔根据情况可钻34m深，无流水渗出，洞门砼或桩已经凿除。7、始发架、反力架完全经经计算强度、刚度符合要求，并正确安装到位。8、始发前技术培训，安全技术培训，书面工作指令和技术交底完善。9、盾构始发各工序人员组织合理，盾构机经过调试各项功能健全，盾构始发所需各项材料到场并经过材料检测。10、盾构始发需要编制专项应急预案并备好应急物资。11、相关的配套设施完备。在完善以上工作后，还有具体细节也缺一不可，主要有下列问题。1、车站通往井下的人行钢梯要安装牢固，踏步距离、高度合理。2、洞门橡胶帘布及折页钢板安装完成。如图。3、工作

3、井负环安装完成，钢丝绳拴紧、负环固定防倾侧。如图。4、地面监控量测布置点收取初始数据。 始发架/洞门水平探孔无流水 防水橡胶帘布/折页钢板二、盾构机始发地面设备及细节安排盾构机主体安装和调试需要专业人员操作，新机完成此项工作大概要40天时间。与此同时，相匹配的其他设备可以平行安装调试。如地面搅拌站、龙门吊、电瓶车及充电设施、出碴池、管片堆放场地等。盾构机主体长7.8m盾构机开口率28%，总功率达1110Kw，中盾与盾尾采用铰接方式，刀盘直径6420，前盾直径6390，最小曲线半径350m，VMT测量系统。 用于8小时凝固的砂浆配合比如下：8小时凝固水泥砂浆理论配合比（每立方用量Kg)水水泥砂粉

4、煤灰膨润土5408048060050 另外场地尚需合理安排污水沉淀池，以便于排放到市政管道为原则；电力线路布置，以整齐安全规范为原则；管片运输便道以通行顺畅、结实耐用为原则；材料库房可随高就低，注重防火防潮为原则；井口翻牌以操作方便、一目了然为原则。三、始发掘进盾构机各项参数确定1、盾构推力的确定 盾构的推力主要由盾构与地层之间的摩擦阻力F1、刀盘正面土压力F2、盾尾密封与管片之间的摩擦阻力3部分组成，其它还有变向阻力、切口环前端的贯人阻力、后方台车的牵引阻力等。F1=DLcF2=D2Pd/4F3=Dc 式中：D为盾构机外径，L为盾构机长度，c为松弛土的粘着力，Pd为刀盘中心处侧向土压力，c。

5、为每米管片长度摩擦阻力(经验值)。 盾构在施工中经常需要纠偏、转向，因此盾构的推力实际上要比计算出来的大，盾构实际配备的推力约为计算值的15倍。还有一种计算总推力的经验公式，现场比较实用。F =/4D2 式中：为推力系数，取110。此经验公式经过实践和查阅相关资料，感觉只有处于、类围岩中是可行的，处于、类围岩中要乘以1.11.2系数。盾构机在推进左线加固体时，按照经验公式计算得出推力。F =/4D2=110*3.14/4*6.39*2=1103T即11030KN考虑到反力架受力极限为8000KN，故加固体推力不大于8000KN，推时速度平均在10mm以内。2、刀盘中心处主动土压力计算按照库仑主

6、动土压力计算公式，Pa=1/2HKaPa-单位Kpa-填土的重度，KN/m3H-计算点的深度，mKa-主动土压力系数，查下表提取数据同时考虑停机时压力水头差的存在，地下水压也需计算在内刀盘前=qhq-根据地层渗透系数确定的经验数据，砂土q=0.51.0，粘性土q=0.10.5，风化岩层q=00.5，-水的容重，h-地下水位距刀盘顶部的高度。施工土压力的设定一般遵循以下原则：A、土仓内的土压力应可以维持刀盘前方的围岩稳定，不能因土压过低造成掌子面失稳、水土流失；B、土仓内的土压应尽可能低，以降低掘进推力和扭矩，提高速度，降低土体对刀具的磨损。3、岔路口左线加固体参数确定加固体纵向长度约9m，加固

7、后围岩强度达2Mpa，取芯呈干燥状，无地下水渗入。根据经验公式的计算，同时参考了类似工程的施工经验。在推进时推力不能大于800T，以免反力架受损变形。后附“工作指令”详细列出了各项参数并注意事项。四、始发段掘进（软土）各项参数确定推进9米后盾尾离开加固体，刀盘开始进入软土地层掘进。区间所穿越的围岩为-3b2-3软塑状粉质粘土，颜色灰色-灰黄色，软-可塑，饱和，中压缩性，隧道顶上为淤泥质粉质粘土。拱顶上覆土厚度9m11m，地面为交通繁华的双龙大道。软土地层的特点，围岩自立性差，含水量大，对盾构机压力变化反应灵敏，盾构通过后围岩收敛较快。推力：600700T，扭矩：18002000KNM，速度：2

8、030mm/min,土仓压力：1.51.8Bar，注浆量：4.0m3，注浆压力：2.53.0Bar，刀盘转速：转速宜慢，控制在1.01.5rpm/min 。几个注意事项：1、软土地层，盾构机通过后必须及时注浆，注浆量饱满，开挖直径6420mm，管片外径6200，如果浆液不能及时补充开挖后管片与围岩之间的空隙，软弱围岩会收敛贴在盾构机外壁上，造成后果有二个，一是管片不稳定，上下左右四个方向偏移；二是地层下沉甚至地表下沉较大。2、掘进姿态控制困难，盾构机主体重达260T，因自身重量在软弱地层中有向下沉的趋势，所以掘进时盾构机要有向上抬头的富余量，根据推进的经验认为考虑+30mm是可行的，即盾构机始

9、终保持在+30的数据上，管片脱出盾尾后稍有下沉正好落在设计标高上。3、密切注视并认真记录每环出碴量，发生异常时分析原因。土仓压力调整在稍大于土体主动土压力，推进时前方土体稍有隆起，可以有23mm隆起，盾尾通过后回落，地面下沉量在35mm，效果较好。五、始发段注浆及外加剂使用盾构施工主要使用泡沫剂和膨润土，泡沫剂可以打入刀盘前面、土仓内、螺旋输送机内；膨润土可以打入注浆管内，也可以打入土仓内。使用泡沫剂的作用主要有下列四点。1、改良土体，增加围岩的和易性，使出碴顺畅。2、降低刀具与碴土的磨损，降低出碴系统的磨损。3、使土仓内压力更均匀，更好保持与地下水土的平衡。4、降低了土仓内碴土结泥饼的可能性

10、，降低机体温度。使用膨润土的作用主要有下列四点。1、在注浆完毕后，在注浆管路注入少量膨润土，可以起到排除干净管内水泥浆液的作用，防止水泥凝固后堵管。 2、在盾尾附近注双液浆前，通过注浆管路打入部分膨润土，使注浆管口与围岩接触部位存在膨润土，防止双液浆固结管口。3、膨润土有润滑作用，在盾壳周边充满膨润土，可以减少盾构机的推进力，可以降低刀盘扭矩。4、膨润土注入土仓前，在工作面形成低渗透性的泥膜，有利于密封，便于保持水土平衡。根据计算，每掘进一环管片需要注浆2.6m3，实际在施工时，要考虑扩散系数。（6.42/2）1.2-（6.200/2）1.2=2.636m3扩散系数可以考虑1.31.8，则实际

11、注浆量在3.5m34.7m3 。始发段从K8+108K8+000，长度108米，地面建筑物下沉最大值5，地表下沉控制在10以内，证明注浆量和注浆压力是合理的。六、盾构机出加固体后洞门封堵情况当盾构机推进10米，即盾尾离开洞门3米时，无论洞口有没有地下水渗流，都应立即进行洞门封堵。洞门封堵采用双液浆，多次少量间隔注入，直至最后一次注浆后长时间不再有渗水算达到效果。左线因为端头加固效果较好，钻水平探孔时就没有渗水，所以洞门注双液浆只是做为一个保险手段，确保洞口安全。施工期间，了解到其他单位因为洞门没有封堵好，在推进很长距离后仍发生洞口涌水涌砂等后果。七、始发段管片拼装效果管片拼装的好坏，直接影响到

12、结构的使用寿命，是重要的质量问题。盾构法隧道施工规范中要求，管片防水密封质量应符合设计要求，不得缺损，粘结应牢固、平整，防水垫圈不得遗漏。相邻管片的径向错台不大于5，相邻管片的环面错台不大于6。纵观已经掘进的2000米区间隧道，管片拼装效果整体是不错的，极个别地方管片发生了错台超限、管片角部破碎、吊装孔破损、管片密封挤坏，但是在始发段100米以上质量问题完全没有。成型隧道管片效果八、始发段中线标高控制技术依照测量方案，对业主所交接的地面控制点进行加密，将加密点布置在车站通视良好的位置，按照测量规范的相关要求，边长尽量等长，角度不宜过小。从加密点把坐标、标高引入工作井下即车站底板。监理和精测组对

13、车站导线点复核无误后指导隧道中线标高。首先始发架中线标高要正确，使盾构机下井安装后就位精准，同时要参考洞门的现实中线标高，如果洞门在施工过程中有位移变形但不超过允许值，那么盾构机就位要按照实际洞门来做。采用SLS-T系统评估盾构掘进的立体方位和走向的最新信息，并自动适时向转向控制机构下达调整指令，以便将盾构机掘进方向控制在设计的线路公差范围之内。始发掘进前应正确的输入控制点坐标、轴线、坡度等有关数据信息，并制定出如果导向系统出错时的人工测量方案和设备、人员。我们在实际工作中，因为盾构机与管片间空间紧张，需要不停搬站，另外因为是曲线，激光指导距离很短，搬站次数较多对工作人员的责任心、业务水平提出

14、了较高的要求。每一次搬站前后都与盾构机上显示的姿态对比一下，搬站后与之前数据一致时说明此次搬站修改坐标是正确的。每间隔200米一定要从洞外导线点复核过来，确保洞内安装在管片上的强制对中点坐标正确。导线点测量我项目使用“Topcon-GTS 722型”秒级全站仪，高程传递用苏州一光仪器有限公司生产的DSZ2+XFS1精密水准仪及配套测微器铟瓦合金水准标尺和经检定合格的30m卷尺进行施测。进洞中线标高精准，区间隧道推进时盾构机姿态始终保持在“0/0”位置，管片脱出盾尾后稍有偏移，但是最终都不超过5，小于规范允许的成型隧道10。九、盾构机始发总体评价盾构机始发是风险较大的一项工作，工作内容跨越机械设备、土木结构、测量监测、电力水管、市政排污、公路交通疏解等。从盾构机吊装下井到能够正常始发推进，需要连续40天工作时间。疏忽其中任何一个细节都会造成工期耽误或经济损失。总的来说，盾构机从准备工作、吊装下井、安装调试、地面附属设施安装、结构安全、中线标高测量等等，做到了95分以上。