盾构机吊装与分体始发方案.docx

目录一、编制说明21.1、编制依据21.2 编制原则21.3 编制范围2二、工程概况32.1 始发段线路概况32.2 工程地质32.3 水文地质5三、施工总体筹划53.1 盾构始发线路及预埋件布置53.2 施工流程图6四、盾构机始发74.1始发流程74.2 盾构机组装74.3 始发掘进19五、劳动力配置计划28六、工期计划29七、保证措施297.1 质量保证体系及质量保证措施297.2 技术资料管理目标设计337.3 工期的保证措施347.4 安全保证措施367.5 文明施工及环保措施40八、突发事件应急措施42九、附图44一、编制说明1.1、编制依据及国家、部委和广州市有关安全、质量、工程验收等方面的标准及法规文件1.2 编制原则1、严格执行国家及广州市市政府所制定的法律、法规和各项管理条例，并做到模范守法、文明施工。2、要针对城市施工的特点，科学安排、合理组织、精心施工，以减少对周围环境及居民正常生活的影响。3、以成熟的施工技术及先进的设备和施工工艺，确保施工安全和工程质量，按期为业主提供一个优质的工程产品。4、以切实有效的技术措施和先进工艺，防止坍塌，控制地面隆陷，确保建（构）筑物及地下管线等不受损坏，维持正常使用功能，做到不断、不裂、不漏、不渗。5、在原技术标书施工组织设计的基础上，根据现场实际施工条件，优化施工安排，均衡生产，保证工期。6、以企业诚信、服务为宗旨，以安全为保证，以质量为生命，以管理为手段，实现本工程安全、优质、快速的目标。1.3 编制范围本方案为广州市220千伏奥林变电站电力隧道盾构工程盾构始发专项方案，方案主要包括盾构机吊装施工、盾构组装流程、分体始发流程、及始发工艺参数控制等内容。二、工程概况2.1 始发段线路概况本段电缆隧道东起220千伏奥林变电站（待建，奥林匹克体育中心旁），向西延伸，沿环场路至奥林匹克停车场再以250m半径转至大观路，下穿广原东路至广深铁路旁盾构吊出井。线路总长度为1259.354m，最小曲线半径为250m，最小纵坡为5，隧道埋深约8.5m。为满足电力隧道后期电缆敷设、隧道通风、逃生等要求，线路途中设置两处明挖竖井。隧道起止里程为：DK0+000DK1+259.354，其中盾构始发井1起止里程为DK0+000DK0+042.500，过井1起止里程为DK0+399.374DK0+414.775。盾构始发掘进段定为前100m，及起止里程为DK0+042.500DK0+142.500。工作井总长为42.5m，需要进行分体始发。始发段前12.5m为直线段，后87.5m位于370m小转弯半径曲线上。始发段隧道为5上坡。2.2 工程地质本电缆隧道始发端位于220kv奥林变电站（待建，奥林匹克体育中心旁），地表为耕地略有起伏。根据有关区域地质资料及本次勘探披露该段自上而下一次为第四系人工堆积层（Qml）；第四系冲击层（Qal）；第四系残基层（Qel）；下伏基岩以白垩系泥质粉砂岩为主，始发端地质见【图2.1端头加固横断面图】。图2.1端头加固横断面图1）素填土，灰绿色，湿，松散，主要为耕植土，含多量腐蚀质。2）淤泥质土，灰灰黑色，饱和，流塑，具腐臭味。3）粉质粘土，棕红色，淡黄色，湿，可塑，局部硬塑，粘性强。4）中粗砂，含沙6585%，主要为粗，中砂次之，颗粒成分为石英、长石、云母。5）强风化断层角砾岩：岩石强烈破碎，未能完整取样，含大量石英颗粒，漏水。6）中粗砂：浅黄色，饱和，中密，含较多的粘粒。7）中风化断层硅化岩：灰色、浅灰色，岩石破碎，不同程度硅化，岩芯呈碎块状，块状，少量短柱状。2.3 水文地质地下水类型主要为第一类型层位人工填土中的上层滞水，其补排方式为大气降水了大气蒸发。第二类型层粉细沙，层中粗砂，层粉砂，层粉砂，层中粗砂的孔隙水有承压性或局部承压性，含水较丰富，其补给排方式主要为大气降水和地下径流，排水方式主要为大气降水和地下径流，与南侧的珠江支流有一定的水力联系。勘察期间测得地下混合水在2.10m5.80m之间。根据本次水质分析显示地下水中相关指标对混凝土及混凝土的钢筋未达到腐蚀等级，对钢结构有弱腐蚀性。三、施工总体筹划根据工期要求和具体的场地接口条件，采用一台6260EPB维尔特土压平衡盾构机进行施工。盾构机由奥林变电站始发井始发，至广深铁路旁吊出井吊出。盾构机计划于2010年3月15日进行组装，2010年4月5日发。3.1 盾构始发线路及预埋件布置 盾构始发进入洞门12.576m后，为370右转弯掘进，根据盾构赶工措施方案，需要在+17+25环（即25m38m）处设置Y型道岔，道岔设置段轨道不能有曲线，因此按曲线始发措施，对隧道始发端线路进行微调，以保证轨道的直线安装。 始发托架以洞门中心为圆心向北旋转0.5，盾构推进25m后，于原有曲线相交进入原设计轴线掘进阶段（见图 3.1）；底板预埋件布置见图3.2。图3.1 隧道始发轴线示意图图3.2 始发井预埋件布置图3.2 施工流程图盾构法施工工艺流程图（图3.3）图3.3 盾构法施工工艺流程图四、盾构机始发4.1始发流程台车全部下井组装安装洞门钢套筒始发掘进拆除围护结构始发准备始发端隧道地层加固盾尾通过始发洞口、背衬回填、注浆切除连续墙、盾构掘机进入加固区、掘进（组装负环管片）组装反力架安装洞门密封圈盾构机组装和调试安装盾构始发台架盾构始发的主要内容包括：安装洞门钢套筒、安装盾构机始发台架、盾构机分体组装就位和调试、安装洞门密封圈、安装反力架、拼装负环管片、拆除洞门围护结构、盾构机进入加固区作业和掘进、盾构台车全部下井组装等。始发流程详见【图4.1 盾构机始发流程图】所示台车全部下井组装安装洞门钢套筒始发掘进拆除围护结构始发准备始发端隧道地层加固盾尾通过始发洞口、背衬回填、注浆切除连续墙、盾构掘机进入加固区、掘进（组装负环管片）组装反力架安装洞门密封圈盾构机组装和调试安装盾构始发台架。图4.1 盾构机始发流程图4.2 盾构机组装盾构隧道始发井平面布置图如图4.2所示。4.2.1 始发托架的安装始发托架采用钢结构形式，结构与底板主体结构预埋钢板焊接连接，其平面布置图及纵断面图见图4.2。始发托架在主体结构底板施工完成达到安装强度（混凝土浇注3天）后，即可利用龙门吊进行安装。在安装始发托架前先由测量组在车站底板设置控制桩，根据控制桩精确定位始发托架的高程和左右位置。盾构反力架及始发托架轴线与洞门法线（设计轴线）成0.5夹角，交点位于洞门中心，因此反力架中心里设计轴线向北移105mm，始发托架以洞门中心为圆心顺时针旋转0.5，即托架轴线前端偏离设计轴线15mm，轴线后端偏离设计中心90mm；托架安装仰角为8，则托架前端轨头标高为-4.051，后端轨头标高为-4.121。然后由工班将始发托架安设在预定的位置上，并由测量组进行复核，在完成定位之后，将始发托架与预埋件焊接固定。在盾构机主机组装时，在始发托架的轨道上涂硬质润滑油以减小盾构机在始发台架上向前推进时的阻力。图4.2 盾构始发平面布置图4.2.2 洞门钢套筒的安装 由于设计主体结构墙体只有400mm厚，不满足安装洞门密封的条件，因此需要在主体结构外加设900mm长钢套筒，在套筒的后方安装洞门密封（安装方式与常规洞门相同），同时在钢套筒与主体结构预埋钢环之间要用橡胶板压密进行止水。洞门预埋钢环的环向翼板应由原有的150mm加宽到300mm，预留螺栓孔径由20mm改为22mm，并事先预埋在主体结构中以满足钢套筒与洞门的连接条件。钢套筒布置见图4.3。钢套筒在洞门模板拆除后进行安装，吊装工具为龙门吊。分为A、B、C、D四块进行现场拼装。下井前，先在套筒的各链接面粘贴止水橡胶板。拼装时先在底板上摆上方木，再将底块（B块）下井与洞门进行连接，B块安装就位后，用方木和钢板楔入B块与地板间的空隙。再依次安装A、C、D块。整环就位后先打紧钢块间的螺栓，再松开A块纵向螺栓，从上向下依次打紧整环与洞门的连接螺栓，并检查楔入钢板，若钢板松动，则更换更厚的钢板楔入，最后将钢板与B块上的牛腿焊接起来，达到有效支撑钢环的效果。钢套筒的轴线必须与盾构轴线在同一条直线上。图4.3 盾构始发井布置纵段面图4.2.3 盾构机的下井、组装及调试受现场始发井长度限制，需要进行分体始发。始发台车布置见图4.2。台车组装前，首先要对连接桥架进行改造，即根据维尔特现有的管片机内输送机制，增设双轨梁，以保证管片能直接输送到拼装机可吊范围内；一号台车需要增设临时下料口；皮带输送亦需要改造（详见盾构维修改造方案）。盾构机的维修改造在盾构后配套开始组装前必须完成。分体始发组装时，盾体、连接桥架和改装过的1#台车在始发井内，2#6#台车布置在始发井北侧，井上部分和井下部分的水、电、气及油路系统通过加设的线路进行对号连接。盾构在始发托架安装完成，竖井内轨道铺设完成后进行，首先将反力架地梁放到盾构底板反力架安装位置，井内设备下井顺序为：列车下井将G1台车下井并向西拉动10米链接桥架分两节下井并拉至装机位置（链接桥架焊接临时工字钢（20）支撑，防止桥架变形）前体下井中体下井组装刀盘下井与前体链接盾尾底部下井螺旋机下井安装拼装机下井组装盾尾上部下井组装焊接反力架下井组装链接盾构机和台车；地面台车G4、G5、G6在盾构井下组装前可安装到位，G2、G3则在盾构井下组装完成后进行安装，G2、G3就位后，进行管路的连接。4.2.3.1 主要起吊部件尺寸和重量数据表1主要起吊部件尺寸和重量序号构件名称长（m）宽（m）高（m）重量（吨）1刀盘6.286.281.76452前体6.206.202.90933中体6.206.202.80644盾尾大半圆6.206.203.7023.36盾尾小半圆6.204.702.4018.57螺旋输送机5.053.652.72.78安装器5.053.652.7179连接桥12.54.33.67522101#拖车6.53.22.912.5112#拖车6.53.22.915123#拖车6.53.22.912.5134#拖车6.53.22.911.5145#拖车6.53.22.98156#拖车6.53.22.9164.2.3.2吊装设备及工具表 （1）吊装设备选择盾构机型号为土压平衡式，盾体外径为6280mm，机身长度为12075mm（含螺旋机），总装机重量为500t（含后续台车），经分解后，最大块重约100t。由于现场的施工场地复杂，施工工艺繁多，综合考虑吊机的起吊能力和工作半径，采用250t履带式液压吊机做主力，单独将大型设备下井；用一台90t汽车式液压吊机作辅助，配合用250t履带式液压吊机进行翻身、吊装工作。因此选用美国产250t履带式液压吊机一台，采用锤头式吊杆，配备24m吊杆。90t汽车式吊机1台。（2） 工具清单表2工具清单名称规格数量敲击扳手70/65/55/462/2/2活动扳手18/12/10/81/2/2梅花扳手36/30/244/4/4内六角17/14/122/2/2公制内六角M1.5M101套英制内六角1套斜口钳2老虎钳4美工刀2一字螺丝刀大小2/2十字螺丝刀大小2/2电笔4万用表2扎带3*150/4*2004/4绝缘胶带30圈葫芦10t/5t/2t/1t1/2/3/2锤12p/6p1/2管钳1.5#/18寸2/2焊机5001台 （3） 钢丝绳选择盾构机的前体、中体、后体是四个吊点；刀盘是二个吊点。盾构机的前体、中体、后体钢丝绳的选用按盾构机的前体考虑，构件重133t，采用四个吊点，每吊点为33t，应选用抗拉强度为170kg/mm2,D=65的637钢丝绳，其破断拉力为266.5t。安全系数K=266.5/33=8，满足施工要求。盾构机的刀盘构件重40t，采用二个吊点，每吊点为20t，应选用抗拉强度为170kg/mm2,D=65的637钢丝绳，其破断拉力为266.5t。安全系数K=266.5/20=13，满足施工要求。工作台架、螺旋输送机、管片拼装机是二个吊点，台车是四个吊点。盾构机的工作台架、螺旋输送机、管片拼装机钢丝绳的选用按盾构机的螺旋输送机考虑，构件重25t，采用二个吊点，每吊点为12.5t，应选用抗拉强度为170kg/mm2,D=39的637钢丝绳，其破断拉力为95.95t。安全系数K=95.95/12.58，满足施工要求。(4) 卸扣选择盾构机的前体、中体、后体是四个吊点；刀盘是二个吊点。盾构机的前体、中体、后体钢丝绳的选用按盾构机的前体考虑，构件重132t，采用四个吊点，每吊点为33t，应选用美式弓型2.5寸卸扣,卸扣的材料是合金钢轴经过锻造及热自理调质处理,美式弓型2.5寸卸扣直径为69.85mm,安全负荷为55t，大于33t，满足施工要求。4.2.3.3 准备工作 （1） 设备的检查维护 盾构进入施工现场后，首先在现场进行检查维修及翻新，在场地达到盾构组装条件前必须完成盾构所有部件的维修和更换。 （2） 吊机安放位置的场地处理盾构下井吊装主要设备采用250吨履带吊，其摆放位置为始发端头北侧，采用侧面下井的形式进行下井，其布置如图4.4所示。由于龙门吊轨道高出地面，吊车通过龙门吊轨道时需要将龙门吊两侧用细沙垫高至高出龙门吊轨道10cm，在竖井维护结构连续墙的中线上标记红色警戒线，吊车前沿不能超出进接线。吊车总尺寸长宽高：10.27.63.3，吊车自重为210T，最大吊件重量为93T。吊车底部垫5cm钢板 ，则地基承载力为3030/77.5=39.1kPa，根据勘测资料地基容许承载力为50kPa39.1kPa，满足承载力要求。 （3） 井内设施的布置 竖井底板完成后即着手施工井内沉淀池及轨道的铺设等井内设施的施工，以保证底板强度达到盾构下井要求时能及时进行下井。其施工顺序为：沉淀池壁砌砌筑铺设道砟铺设轨道台车下井。洞内布置见图4.5。沉淀池侧墙高度为1000mm。轨道底部与基础底板间的空隙用道砟做铺垫，道砟面标高为-4.232。图4.4 盾构吊装前场地布置图图4.5 盾构井内轨道布置图4.2.3.4 G6和G5台车的吊装G5和G6台车在竖井北侧场地全部硬化完成后进场，直接按图4.2所示位置摆放到位，并进行连接。台车的外侧位于竖井维护结构第一道混凝土支撑上，无需特殊支撑，满足摆放条件。G6和G5到位后，将龙门吊停放于竖井东侧，如图4.4所示，履带吊可入场装机。4.2.3.5 盾构下井顺序见图4.6拖车1连接桥23连接桥1管片输送器+皮带机从动轮管片车螺旋机皮带机从动轮中体前体安装器盾尾刀盘图4.6 盾构下井顺序图1#台车及桥架2下井前，先安装台车车轮；同时将反力架的底梁和斜撑下井摆放在其投影位置；在轨道东端设置2t卷扬机。先将轨道延伸至始发托架上。吊装作业内容如下：（1）在地面组装1#台车的车轮，并校正轮距和垂直度。（2）拖车下井，由卷扬机牵引到车站内，每台台车的车轮必须固定，防止溜车。（3）1台车由于将和连接桥连接，故不必牵引入车站太深，在其前端距离井口2m处位置停放并固定。（4）吊两节下管片车，放在轨道东端，然后吊下管片输送器并放置在靠东门侧管片车上，注意摆放的位置必须居中，使其在推入车站后能进入台车内部。在管片安装器上方放置皮带机的从轮动，然后由卷扬机整体牵引入车站内，并做好固定。期间需要割除1台车两侧间的连接支撑杆。（5）吊下另一辆管片车用于支撑连接桥。（6）下2号连接桥与1号台车连接，2号连接桥前端用平板车做支撑拉入井内，再下一节平板车用于支撑2号连接桥。下2号连接桥与1号连接桥连接，前端支撑在平板车上，并用卷扬机将1台车连接桥管片车牵引入车站内。（7）1台车及连接桥牵引到位后，重新焊接门架替换管片车上的门架，使门架坐落在车站底板上，并置换出管片车。（8）将置换出的管片车推出至井口位置，逐步下井两环管片，并暂时存放在台车后部的三节管片车上，再将该管片车吊入螺旋机放置在管片车上，并用钢丝绳和12t拉链葫芦加固，防止侧滚。螺旋机在管片车上的位置同样需保持居中位置，以便牵引入台车内。将螺旋机牵引入车站内后，将始发架上方的路轨、轨枕及管片等拆除，吊到地面指定的地点存放。（为了快捷，建议将本段路轨连同轨枕整体吊出，第二台机有用）（9）在吊下盾体前，有必要对始发架的位置进行再次确认。（10）盾体和刀盘的翻身采用250t履带式起重机与90t轮胎式起重机相配合来完成翻身作业。两台起重机同时平衡起吊，距地面35m高时，90t汽车起重机缓慢下钩，待250t履带起重机完全负重后，松开90t汽车起重机的钢丝绳，完成了设备的翻身工作。（11）吊下前体，将前体防止盾构组装位置上，前体前沿离套筒洞门密封1000mm。（12）吊下中提体，在250t吊车不脱钩的情况下，利用100t千斤顶将其向隧道掘进方向移动，并与前体完成连接，连接螺栓对称上紧，且必须达到要求扭矩。密封条同样采用润滑油脂提前固定在密封槽内。（注意清洁连接面）。（13） 吊下刀盘，与前体连接。（14） 吊下盾尾下半部，密封压块必须用千斤顶顶紧并上紧固定螺钉。（15） 吊下管片安装器并安装安装器，打紧螺栓且必须达到要求扭矩。（16） 吊下反力架，并安装定位固定。（17） 在盾尾后部铺设路轨与站内驳接，将螺旋机推出至井口附近，利用10T和5T葫芦，配合250t吊车完成螺旋机的安装，中途需要在盾体上挂钩。尽量不要在盾尾挂钩。拆除盾尾后部的部分钢轨和轨枕。（18） 吊下盾尾上半部，焊接盾尾且打紧盾尾螺栓。（19） 盾体整体后移至前体后端靠近反力架，且前体前端距离中板竖直净空为2500mm以上的位置，以便于刀盘的下井安装。同时将连接桥的门架支撑转移至管片车，做好管片车和1台车的连接。（20） 1台车和连接桥向前移动至井口位置，并与盾构主体连接。（21） 利用卷扬机将后续台车逐台向前牵引到位并完成连杆连接。（22） 清洁刀盘和主轴承连接法兰面，吊下刀盘（带中心回转体）与主轴承组装连接，下井前将刀盘与始发架接触位置附近的耐磨条割除。所有螺栓必须挂上后方可整体对称上紧。最外侧螺栓需要液压拉力扳手完成。（23） 在地面连接1-7号台车。（24） 连接所有管路和电缆。（25） 割除盾尾固定钢管和台车内连接支撑杆。（26） 割除刀盘、前中后体的吊耳和移动用的撑板。（27） 安装皮带并接驳，调整清扫装置。（28） 进入调试阶段。4.2.3.6 临时管线的布置盾构分体始发的主要管线有2.0高压液压管6条、1.5吋高压液压管3条、1.0吋管2条、3/4吋管1条、4吋回油管1条、高压气管两条及电缆线若干。将管路按直径大小排列并用管夹夹紧（图4.7），电缆线捋顺绑扎成一束。管线自始发端西边斜拉至第三道环梁支撑后，在第三道环梁支撑上铺设平台，做U行来回，再由西端环梁下至底板，向后与台车连接（图4.9）。管线用支架挂在主体结构侧墙上，在竖井内设置支架（图4.8），用于导动管线。管线按列用管夹固定，再整体固定，管夹间距为2m，每列管夹固定位置错开，管线接头左右1.5米内不进行固定；管线用尼龙绳掉在滑车上，通过工字钢导轨向前滑动。推进时，每推一环，给新步入滑轨范围内的一环装上滑车。若管线滑动不畅通，当及时人工拉动，减少轨道所受法向力。台车位于井内时，由于4吋管转弯半径较大，需要与其他管线分开安装，台车进入负环后，将4吋回油管安装到台车预留位置，然后与其他管线按图所示进行绑扎固定。图4.7 管线排列图 图4.8 导轨支架图图4.9 工作井第三道支撑管线布置图4.2.4 安装反力架反力架提供盾构机推进时所需的反力，反力架必须具备足够的刚度和强度。反力架支撑在底板和侧墙上，反力架的纵向位置保证负一环钢筋混凝土管片拆除后浇注洞门时满足洞门的结构尺寸和连接要求以及支撑的稳定性。反力架的横向位置保证负环管片传递的盾构机推力准确作用在反力架上。安装反力架时，先用经纬仪双向校正两根立柱的垂直度，使其形成的平面与盾构机的推进轴线垂直，及其平面法线与盾构设计隧道成0.5夹角，中心离设计中心105mm（图3.2）。为了保证盾构机始发姿态，4.2.5 洞门密封安装 为了防止盾构始发掘进时泥土、地下水从盾壳和洞门的间隙处流失，以及盾尾通过洞门后背衬注浆浆液的流失，在盾构始发时需安装洞门临时密封装置，临时密封装置由帘布橡胶、扇形压板、垫片和螺栓等组成。洞门密封与洞门先装钢套筒连接，节点见图4.5。密封装置安装前应对帘布橡胶的整体性、硬度、老化程度等进行检查，对圆环板的成圆螺栓孔位等进行检查，并提前把帘布橡胶的螺栓孔加工好。盾构机进入预留洞门前在外围刀盘和帘布橡胶板外侧涂润滑油以免盾构机刀盘挂破帘布橡胶板影响密封效果。当盾构机刀盘进入洞门后将扇形压板置于外侧并用螺栓固定；当盾构机主机全部通过洞门后将扇形压板置于内侧靠在负环管片的外表面，起到防止泥水、浆液流失的作用，从而减少始发时的地层地下水流失。4.2.6 负环拼装盾构机调试完成，拼装机可正常使用后，进行负环的拼装。由于隧道竖井长度有限，每环管片分两次下井，首先下井的为A、B、C块、负环管片为标准环管片。管片为300mm厚，内径为5400mm，外径为6000mm。负环管片共设8环，采用通缝拼装。 在拼装第一环负环管片前，在盾尾管片拼装区下部180范围内安设7根长1.4m、30mm厚的角钢（盾尾内侧与管片间的间隙为30mm）。在盾构机内拼装好整环后利用盾构机推进千斤顶将管片缓慢推出盾尾，由于始发托架轨道与管片外侧有130mm的空隙，为了避免负环管片全部推出盾尾后下沉，在始发托架导轨上架设木楔，将负环砼管片托起。图4.5 止水帘布安装示意图4.3 始发掘进4.3.1 始发前准备工作（1）始发前对端头地层加固的质量进行检查（按端头加固方案检查），确保加固土体的连续性、强度和渗透性符合要求，渗透性检查采用抽水试验，必要时采用打水平探孔检查渗水情况，当加固质量不满足要求时，需对地层进行二次注浆。（2）始发台架要具有相当的强度、刚度和稳定性。始发台架导轨必须顺直，并严格控制其标高及中心轴线。始发前在始发台架轨道上涂抹硬质润滑油，以减少盾构推进阻力。（3）始发前在刀盘边缘和密封装置（帘布橡胶）上涂抹油脂，避免刀盘上刀头损坏洞门密封装置。（4）须在盾体上焊接防盾构转动牛腿，每3m左右1对，并在其即将离开盾构始发托架前割除并将焊接处盾体打磨平滑。 （5）盾尾刷在始发前必须涂满手抹盾尾油脂，油脂必须填满盾尾刷的内部空隙才达到要求。 （6）盾构下井前，先在隧道内预存两环负环管片，并安装卷扬机，列车通过卷扬机进行运行。4.3.2 始发设备配置盾构始发时，洞内运输配备一列土车，两列管片车，通过卷扬机牵引移动，垂直运输采用一台45t龙门吊。始发时配备全盘滚刀，以破除洞门连续墙和预防局部孤石，始发掘进盾构机采用土压平衡模式。4.3.3 盾构始发掘进参数控制（1）土压设定土压设定的理论值可由下列公式计算得出：正面土压力：P=K0h其中：P：土压力（包括地下水）：土体的平均重度，取1860Kg/m3h：隧道埋深，取12.5米（隧道 中心埋深）K0：土的侧向静止土压力系数 ，按7-2地层考虑K0=0.56代入公式后计算得出：P=13.0kg/2始发段采取土压模式掘进，土仓压力约大于正面水土压力10%，即土仓压力初始设定值14.3kg/2，施工中应根据其他施工参数及地面沉降监测数据予以适当调整。随着隧道埋深的不断减小或增大，土压也会随之减小和增大，因此应每掘进10环计算一次土压设定值。加大土压时，首先关闭螺旋输送机，停止出碴，同时通过压力传感器观察土仓内土压的变化，当土仓内的土压达到土压的设定值时，打开螺旋输送机，根据压力传感器所反映的土压的变化调节螺旋输送机的速度，直到土压保持在土压设定值上不变为止。（2）出碴量的控制由于盾构机的特殊构造，使其无法观察掌子面的情况，我们只能通过出碴量的大小来推算掌子面的情况，出碴量过大，掌子面就有可能出现了坍塌，出碴量过小，则掌子面就可能有空洞或裂隙比较发育。所以必须控制好出碴量。土的松散系数按1.5考虑，则：每循环理论出碴量/4D2Lk=3.14/46.2821.51.5=69.66m3盾构机每掘进一循环的出碴量应控制在理论出碴量的95110之间，即66.5m376.6m3之间，出土量因碴土的性质不同而有所变化，如超出此范围，值班工程师则应查明原因，必要时应立即停机查明原因，并采取相应的措施，（3）掘进速度试掘进时，掘进速度不宜过大，应控制在230mm/min为宜，特别是端头加固范围内，应根据地表的监测情况随时进行调节。（4）刀盘转速及扭矩盾构始发段主要穿越中粗沙层，刀盘转速主要控制在0.51.0d/min，扭矩控制在500800kN/m。（5）盾构总推力盾尾进洞门前，总推力控制在800T以内，随后盾构推力可逐步加大，但须控制在1200T以内。（6）同步注浆配比及注浆参数选择根据不同的注浆方式和注浆部位，注浆材料及配比、性能指标如下表注浆材料配比和性能指标表(m3)注浆方式配 比备注水（kg）水泥（kg）细砂（kg）粉煤灰（kg）膨润土（kg）同步注浆40015080035020补强注浆100100单液或双液注浆的浆液采用惰性浆液，初凝时间为8小时左右。抗压强度宜大于1.0Mpa。同步注浆采用盾构机后配套附带的同步注浆系统，补强注浆采用人工注浆。注浆采取压力控制为主、注浆量控制为辅的方法。注浆压力大于地下水压力20%左右，即始发段注浆口压力控制在1.52.0Kg/cm2（7）盾构机轴线及地面沉降控制盾构机轴线控制偏离设计轴线不得大于50;地面沉降量控制在+1030。4.3.4 盾构掘进控制4.3.4.1 负环拼装和负环掘进 盾构调试完成后进行-7环的拼装，-7环拼装在盾尾内进行，拼装时先最底块（B块）再向上拼装，为保证管片的圆度和顶部块的稳定，在L1、L2就位后，先焊接挂钩勾住管片在卸载管片，盾构成环后，切除顶部挂钩。在盾构与反力架之间设置导轨，然后将-7环推出与反力架接触，导轨用以防止管片下沉，控制管片中心高程。 -7环周边及内边焊接钢牛腿卡死，然后拼装-6环，-6环拼装完成后，进行盾构掘进，满足条件后切除盾体底部管片角钢。 -5环拼装完成并推进500mm（油缸行程700）时，刀盘即将接触洞门，此时启动刀盘，缓慢旋转。盾构推进千斤顶压力明显突变时，加快刀盘转速至0.81.0rad/min,对洞门连续墙进行切除。 盾构-1环脱出盾尾后，通过钢套筒注浆孔注入速凝浆液，封堵盾尾，然后继续掘进，并回复同步注浆，若洞门密封有较大漏水或漏沙情况，通过备用注浆孔再次补注浆液。 负环管片脱出盾尾后，在托架、托架三角撑和管片之间的空隙用方木楔紧，管片用钢丝绳和倒链拉紧箍住，防止管片失圆。 盾构在加固体内掘进时，刀盘转速控制在0.51.0rad/min，土仓中部压力控制在0.70.9bar，掘进速度控制在20mm/min以内，刀盘即将突破加固体时，将压力调整至1.11.4bar，刀盘转速控制在0.51.0rad/min，掘进速度可提高到30mm/min。4.3.4.1 盾构突破加固体后前40m掘进此阶段，盾尾已出加固区，可对盾构机姿态作适当调整，掘进速度可提高至30mm/min40mm/min，日进度可控制在24环。对土仓压力、刀盘转速、油缸推力、掘进速度、注浆压力以及注浆量等诸项分别作好记录，通过对隧道沉降、地表沉降的测量及数据反馈，对上述技术参数进行修改，直到确定一组适用的技术参数。 盾构掘进前5环时，利用现场加工的小土斗（3m3，右图）进行出土，出土时将小土斗至于下料口下，料满后，拉至东端，用吊车吊出。盾构掘进5环后，满足土斗出土条件，改用大土斗进行出土。4.3.4.2第二阶段40m掘进采用已掌握的各项参数值，通过施工监测，根据地层条件、地表管线、道路等情况，对施工技术参数作缜密、细微的调整，以取得最佳的施工技术参数。这一阶段掘进速度可适当加快至40mm/min左右，日进度应达到36环。4.3.4.4 整机组装调试和始发后20m掘进 盾构掘进完80m后，进行整机组装，拆除负环和反力架，井口设置单开道岔列车一列土车编组、一列将车及管片车编组 ，然后进行始发最后20m掘进，该段掘进由于台车较长，且位于370m转弯半径曲线段上，台车容易脱轨，该20m掘进以掌握曲线掘进中防止台车脱轨的掘进技巧和皮带出轨的控制措施，掘进速度可以按最佳速度控制，土仓压力控制在1.11.4bar。再掘进80m后，停机调整轨道为洞内双开道岔，双轨设置长度为70m。4.3.5 始发临时管线移动措施4.3.5.1 竖井内（前20环）管线布置及移动措施盾构始发伊始，临时管线自第三道环梁西端下至底层，向后与台车连接，台车向前运行，在运行方向设置导轨，用滑车向前导动。如图4.10图4.10 前20环井内管线布置图4.3.5.2 台车进入隧道后管线移动措施 台车进入隧道后，在隧道内设置导轨和滑车，见图4.10.4.3.6 始发掘进技术要点（1）盾构托架安装前应检查洞门土体加固效果、应精确实测洞门轮廓，如果其偏差值超过设计要求，应采取措施处理妥当后方可进行下步工作。（2）要严格控制始发基座、反力架和负环的安装定位精度，确保盾构始发姿态与设计线路基本重合。（3）第一环负环管片定位时，管片的后端面应与线路中线垂直。负环管片轴线与始发路径基本重合。（4）盾构机轴线与隧道设计轴线吻合。（5）始发前必须采取人工测量对自动测量导向系统进行多次复核，确保该系统工作正常、数据可靠；始发阶段，每环必须进行人工测量复核，即使盾构自动测量导向系统处于正常工作状态。（6）盾构在托架上向前推进时，各组推进油缸保持同步，可适当加大底部油缸推力。图4.11 分体始发隧道临时管线布置图（7）初始掘进时，盾构机处于托架上，盾构易旋转，这时可以在盾构机两侧盾壳焊接两排钢作为防扭装置，用来卡住始发台，防止盾构机旋转。同时应加强盾构机姿态的测量，如发现盾构有较大转角，可以采用大刀盘正反转的措施进行调整，同时推进速度要慢。如果由于负环管片转动或松动而且盾构推进油缸推力过大，致使负环管片变形、破损或破裂，应立即停止推进，及时更换或加固破损管片，同时对管片环的临时支撑进行加固。（8）始发阶段，设备处于磨合期和校核期，必须设置各施工参数的警戒值，确保不出现较大偏差或导致不良后果，一旦施工参数接近或达到警戒值或系统显示的相关施工参数不一致，必须查明原因后方可继续推进。须设置警戒值的施工参数包括：最大推力、最大扭矩（包括刀盘和螺旋输送机）、推进千斤顶最大压力差、推进千斤顶最大行程差、盾尾间隙最大值最小值、土舱压力最大值最小值、最大注浆压力、最小注浆量、最大排碴量、最大推进速度、最大滚动角、最大俯仰角等。（9）要注意推力、扭矩的控制，同时也要注意各部位油脂的有效使用。掘进总推力应控制在反力架承受能力以下，同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于基座提供的反扭矩。（10）盾构进入洞门钢套筒前把盾壳上的焊接棱角打平，防止割坏洞门防水帘布。（11) 在拼装第一环负环管片时，为防止各块管片旋转及掉落，可在管片抓取头归位之前，在盾壳内焊接槽钢与管片环间螺栓可靠焊接来达到定位之目的。（12) 盾构机向前推进时，在始发台两侧必须设专人进行观测、查看，当发现异常情况时，立即通知主司机停止推进，待故障排除后，再向前推进。4.3.7始发段掘进目的及相关记录要求(1）盾构机掘进的前100m作为试掘进段（始发段），通过试掘进段拟达到以下目的：1）用最短的时间对盾构机进行施工调试、熟悉机械性能。2）熟悉本工程的地质条件，掌握各地质条件下该复合式盾构的具体施工方法。3）收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数，制定正常掘进各地层操作规程，为实现快速、连续、高效的正常掘进提供依据。4）熟练管片拼装的操作工序，提高拼装质量，加快施工进度。5）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机始发时以及试推进时对周围环境的影响，掌握盾构推进参数及同步注浆量。（2）盾构机在完成前100m的试掘进后，将对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。并做好施工记录，记录内容有:1）隧道掘进施工进度油缸行程、掘进速度盾构推力、土压力刀盘、螺旋机转速盾构内壁与管片外侧环形空隙（上、下、左、右）2）同步注浆注浆压力、数量、稠度注浆材料配比、注浆试块强度（每天取样试验）3）测量盾构倾斜度隧道椭圆度推进总距离隧道每环衬砌环轴心的确切位置（X、Y、Z）4.3.8 隧道内施工断面布置（见图4.11）（1） 洞内照明布置在隧道左侧，采用26W防潮节能灯，间距9米（2） 隧道左侧设50宽的人行踏板，走道边设立隔离护栏。（3） 为保持洞内外的联络，盾构机操作室配电话分机一部。（4） 通风方式采用压入式通风，利用洞口外的风机将新鲜空气通过通风管直接送至盾构机头部。4.2.9 始发阶段的施工监测为了能及时反映盾构机掘进时对周围环境的影响，应在地面布置一定数量的地面监测点。在盾构机开始掘进之前，对已布置好的监测点须测得原始数据。具体详见奥林电缆隧道监测方案。盾构始发和试掘进阶段由于车站开挖及加固土体对地层已有扰动，盾构推进时易发生土体坍塌和引起较大的地表沉陷，危及地面构筑物和地下管线的安全，特别是盾构始发时还没有建立起土压平衡，盾构推进会引起