
一期工程***至**段19标段
暗挖隧道
盾构到达、通过、始发施工方案
编制:
审核:
批准:
二○○八年十一月
1编制目的
为保证盾构机在暗挖阶段推进时的施工质量和安全,确保盾构机顺利通过暗挖隧道。
2编制依据
地铁二号线铁路**站~**站段施工图设计第五篇区间第十七册【**站~**站】第四分册隧道设计图;
地铁二号线铁路**站~**站段施工图设计第五篇区间第十六册【**站~**站】第四分册隧道设计图;
城市快速轨道交通二号线一期工程详细勘察阶段**站~**站区间岩土工程勘察报告(第一次补充勘察)2008年1月;
轨道交通二号线【**站~**站~**站】区间管线图;
现场调查情况;国家现行技术规范、标准及 市现行相关规范、标准及文件;
3方案概述
由于本工程会展中心站~纬一街~**站区间内的F8/F9/F9的裂缝进行了暗挖隧道处理,左、右线均需空推通过F8、F9暗挖隧道。
总体施工步骤为:暗挖段施工→盾构机到达掘进→暗挖隧道清理→暗挖隧道盾构机接收轨道安装→安装反力支座→拼装拱底块管片空推过暗挖隧道→到达暗挖隧道始发端→焊接反力装置拼装负环管片→盾构机二次始发。
4工程地质与水文地质描述
4.1盾构到达端地质及水纹情况
F9暗挖隧道盾构到达端地层至上而下依次为1-1杂填土、1-2素填土、3-1-1新黄土、3-2-1古土壤、4-1-2老黄土和4-4粉质粘土,盾构穿越范围为3-1-1新黄土、3-2-1古土壤和4-1-2老黄土地层,3-1-1新黄土地层为坚硬~可塑状态,属中压缩性土,3-2-1古土壤具针状空隙,含多量白色钙质条纹及结核,团粒结构,底部结核富集成30mm左右硬层,坚硬~可塑状态。4-1-2老黄土中含少量钙质结核,见蜗牛壳碎片,可塑状态为主,地下水位附近成软流塑状,属中压缩性土。
地下水类型主要为潜水,局部地段分布有上层滞水。地下水主要接受大气降水、地表水、灌溉水入渗补给。径流方向与地形基本一致,自东南向西北径流,盾构接收处地下水位线位于隧道中下部为,且F9暗挖隧道处于降水作业阶段,水位线较低。
4.2盾构始发端地质及水纹情况
F9暗挖遂道盾构二次始发地层至上而下以此为1-1杂填土、1-2素填土、3-1-1新黄土、3-2-1古土壤、4-1-2老黄土和4-4粉质粘土,盾够穿越范围为3-1-1新黄土、3-2-1古土壤和4-1-2老黄土地层,3-1-1新黄土地层为坚硬~可塑状态,属中压缩性土,3-2-1古土壤具针状空隙,含多量白色钙质条纹及结核,团粒结构,底部结核富集成30mm左右硬层,坚硬~可塑状态。4-1-2老黄土中含少量钙质结核,见蜗牛壳碎片,可塑状态为主,地下水位附近成软流塑状,属中压缩性土。
地下水类型主要为潜水,局部地段分布有上层滞水。地下水主要接受大气降水、地表水、灌溉水入渗补给。径流方向与地形基本一致,自东南向西北径流,盾构接收处地下水位线位于隧道中下部为,且F9暗挖隧道处处于降水作业阶段,水位线较低。
5盾构到达段的掘进
在最后50环盾构机应以均衡匀速的推进施工,且推进速度不宜过快,盾构变化姿态不宜过大、过频,控制单次纠偏量不大于10mm(高程、平面),控制盾构每次变坡不大于1‰。在掘进过程中,要派专人在暗挖隧道内负责时刻观察洞口的变化情况。如发现洞门混凝土有较大的震动或者出现开裂时,应立即通知主司机进一步降低盾构推力、刀盘转速以及推进速度,避免由于推力过大造成洞门坍塌或者地表沉陷。
在到达阶段要密切关注盾构推进系统的推进速度和推进压力以及出土情况,当发现推进压力突然降低,推速度过快等异常情况时必须立即停机。在对现场进行确认和检查之后,在进行掘进施工。
5.1到达段前50m掘进
采用土压平衡模式掘进,土压力为0.12~0.13Mpa;在停机进行管片拼装或机器维修时要将土仓土压提高到0.13 Mpa,若停机时间较长,土压力下降到低于0.1 Mpa时,要采取向前推进100~200mm的方法将土压提高到0.13 Mpa,以免地面发生较大的沉降。为确保同步注浆质量,掘进速度控制在30mm/min左右,避免因速度过快造成浆液无法及时注入,导致管片上浮和地面沉降。
盾构机在掘进过程中水平姿态控制在±5mm以内;竖直姿态略呈抬头趋势,刀盘垂直姿态控制在-15mm~-10mm,盾尾垂直姿态控制在-15mm~-20mm,竖直趋势控制在-15~-10mm/m范围内(根据测量复测结果及盾构与管片的姿态进行调整)。掘进推力尽量控制在600~800t,各组油缸推力差值不宜过大;刀盘转数在0.9~1.2rpm;泡沫剂用量视地质条件变化情况以及出碴效果酌情增减;每环注浆量要保证不少于3.5m3,以确保充分填充管片背部间隙,尽量减小对周围土体的扰动。
5.2到达前10m及刀盘抵达初支结构前1.5m掘进
盾构进入加固区前掘进参数如下:
推进速度:20mm/min左右
推力:700吨以内
土仓压力:0.12-0.13bar
每环注浆量:3.5m3以上,以注浆压力为控制
注浆压力:顶部0.35Mpa 底部0.40Mpa
5.3刀盘抵达初支结构段掘进
掘进至距贯通面约4m时,根据量测结果进一步减少推力。最后1~2环掘进时应尽量不加或少加水,以防止盾尾漏浆和周围土体松动较大而造成贯通后洞口涌浆等不良后果。在抵达初支结构前300mm段掘进过程中,遵循“低推力、低刀盘转速,减小扰动”的原则进行控制。掘进速度控制在10mm/min以内,加大出碴量,刀盘抵达初支结构时(根据设计里程和在掘进过程中刀盘掘进声响判断)尽量将土仓内的碴土出空;掘进主司机、现场值班工程师及掘进班人员注意监控前方动向,判断刀盘是否进入初支结构内,如进入则停止掘进,转动刀盘出空土仓内碴土。在掘进过程中,由安排专业人员等在现场进行观察指挥并与盾构主控室保持不间断的联系,盾构掘进控制严格按照指挥员的指令现场进行控制。
考虑到盾构抵达段刀盘空转导致刀盘下沉及盾构机停机时间较长,盾构机水平姿态控制在±5mm以内,竖直姿态略呈抬头趋势,刀盘垂直姿态控制在0mm~+10mm,盾尾垂直姿态控制在-10mm~0mm。由测量组进行导线复测,待测量组复测后,根据成果对盾构机姿态进行调整,以工程部测量组所交交底为准。
地面监控人员注意监控地表情况,发现有突发事件时及时与调度及洞内值班人员联系。
5.4到达前洞门凿除
盾构到达暗挖隧道封堵墙20m前,采用洛阳铲施作φ200探孔即作为泄压孔,其施作范围为在上下、左右及中心各一个孔,深度为不小于3m。在刀盘即将抵达封堵墙前30~50mm时开始洞门喷射砼的凿除。整个施工依次进行,将洞门砼至上而下依次凿除至露出封堵墙工字钢后,出空洞内渣土,迅速割除工钢,根据刀盘的实际位置检查到洞口的净空尺寸,确保没有工钢侵入刀盘触动轮廓线范围之内。及时清理凿除洞门产生的渣土并运至洞外。此破除方法详见洞门破除方案,并下发破除交底。
5.5管片安装
暗挖隧道出洞段线路纵断面为16‰的下坡,水平为直线,现场工程师应提前做好管片的选型保管姿态良好。
当隧道贯通后,还需要安装4环管片才能完成区间隧道的管片安装。此段盾构阻力很小,管片司机在安装管片时应时刻注意推进油缸的变化,防止在安装时盾构机前移而影响管片安装质量。
5.6最后15环管片的连接
隧道贯通后盾构前方没有反力,油缸推力较小,为防止管片环缝张开出现渗漏水,在盾构推进的最后15环每拼装一环管片在纵向螺栓位置采用槽钢将安装好的管片与上一环管片进行连接,推进一环连接一环,每环槽钢之间的连接处应焊接牢固,保证有足够的强度,纵向连接槽钢布置位置见图,详见拉紧装置安装交底。
5.7二次注浆
盾尾推出盾构隧道与暗挖隧道连接处后,及时用砖块填充隧道与土体、钢环之间的间隙,封堵完成后利用管片上的二次注浆孔对最后4环管片进行补浆,浆液采用同步注浆液,注浆过程中时刻观察洞口封堵情况,如有异常应立即停止注浆作业。
6盾构过暗挖段方案
6.1盾构接收
6.1.1前期准备
6.1.1.1端头土体加固
F9暗挖段接受端头土体加固已经完成,根据暗挖遂道开挖至端头加固处的土体情况,土体比较稳定,无地下水涌出可以满足盾构机出洞要求。
6.1.1.2暗挖段导台施工
根据总体计划,F9暗挖段的砼弧形导台必须在盾构到达F9前施做完毕,目前暗挖隧道内的弧形导台已经施工完毕,满足盾构通过要求。
6.1.1.3暗挖隧道盾构接收段施工
暗挖隧道盾构接收端长度为8.6m,为了保证盾构机能够顺利出洞且能推进至砼导台上,此接收段设计为10‰的上坡,并在导台42°角处施做了预留槽,盾构出洞后根据盾构实际平面及高程位置在预留槽内安装钢轨,将盾构机推进至钢轨上引至砼弧形导台上,为方便盾构机能顺利推到导轨上,导轨前端设置500mm的斜坡。见下图所示。
6.1.1.4贯通前测量与盾构姿态的调整
(1)盾构机姿态人工复核测量
在盾构到达前50m进行包括联系测量的线路复测。要对洞内所有的测量控制点进行一次整体的、系统的控制测量复核,对所有控制点的坐标进行精密、准确的平差计算。对盾构导向系统进行复核测量。在盾构停机前的最后一次导向系统搬站时,充分利用在贯通前线路复测的结果,用测量二等控制点的办法精确测量测站、后视点的坐标和高程,每一测量点的测量不少于6个测回。同时,在贯通前50m时,进一步加强管片姿态监测与控制。
(2)盾构姿态调整
根据盾构姿态测量结果,讨论制定盾构姿态调整方案,并逐渐将盾构姿态调整至预计的位置。确定盾构贯通姿态时,一般考虑盾构到达时施工进度较慢,盾构存在下沉及停机时间较长的情况,盾构机姿态必须控制在规定范围内,测量组完成导线测量后,根据测量组所交交底为准。
(3)管片姿态测量
盾构到达前50m地段即加强管片测量,根据复测结果及时纠正偏差,并结合实测的暗挖隧道洞门钢环的实际位置适当调整隧道贯通式的盾构姿态;确保盾构机按设计线路从到达口进入暗挖隧道的轨道上。盾构到达暗挖段时其刀盘平面偏差允许值:平面≦±15mm、高程0~10mm。为了便于盾构机的接收出洞时要求盾构机水平出洞,出洞时注意调整盾构姿态与管片拼装姿态。
6.1.1.5盾构掘进参数的总结
盾构推进最后50环之前把盾构机姿态高程、水平均调整在合理范围内,总结出盾构穿越该土层最合理的施工参数和同步注浆等参数。
6.1.2盾构到达F9暗挖段接收
盾构掘进进入接收段,在隧道贯通时,要发生少量坍塌。坍塌后的渣土无法用盾构系统出渣,只有采用人工清理。清理后的渣土暂时存放在暗挖隧道内,待盾构通过暗挖隧道后用平板车将渣土运至会展中心站。
隧道贯通盾构顺利到达F9暗挖段后主要工作分以下几部分:
6.1.2.1接收轨道的定位及安装
隧道贯通、盾构刀盘露出洞口后,迅速清除洞口渣土,根据刀盘实际位置在洞门钢环上焊接一楔形导轨,导轨一端割成30度斜坡;高度不够时下面垫钢板调整,保证盾构顺利到达接收段的轨道上。
根据盾构实际姿态对暗挖接收段预留槽内钢轨的平面及高程位置进行精确定位,定位完成采用钢板对钢轨进行加固处理防止轨道水平移位,轨道定位时高程可略微抬高20~30mm,使盾构及从导轨向砼导台上推进时盾壳下方有足够的空间垫入20mm的钢条,以减少盾构在导台上推进时的阻力,确保盾构能顺利、快速的在砼导台上空推,导轨上面涂刷油以减少摩擦力。
6.1.2.2刀盘边刀的拆除
由于刀盘直径大于盾壳直径,为确保盾构能顺利在砼在导台上推进,刀盘上渣土清理完后,调整刀盘位置以边刀错开轨道为原则,如不能避开则将此处的边刀进行拆除,防止刀具与砼导台接触。
6.1.2.3刀盘前方反力的支撑安装
为增加盾构机向前推进的阻力,增强管片防水效果,每环推进完成拼装管片时在弧形导台的预留孔中安装牛腿,在牛腿和主机之间安置两根支撑,为盾构提供反力确保管片拼装质量,反力支撑采用20a工钢焊接而成,如下图所示。
6.2盾构机步进
6.2.1暗挖隧道正常段掘进
暗挖隧道空推段右线长201米,里程为YDK19+690.2~+4.2,此暗挖段在隧道仰拱上浇注宽2.6米,高1.3米的砼弧形导台,导台两侧安装导轨,并在导台内纵向每隔7.5米为设置预留空洞,预留空洞结构尺寸为长*宽*高=150*250*733mm,每个断面上预留3个孔洞,待盾构通过导台上的预留孔后,在导台预留孔内安装顶推装置,并在盾尾内安装拱底块管片,将管片推至反力装置处使盾构沿轨道进行推进,由于预留孔纵向间距为7.5米需要拼装5块拱底块管片,在推进过程中防止拱底块的上拱,需要在拼装好的拱底块上方安置一块管片进行施压,拱底块管片拖出盾尾后及时在导轨和管片之间打设木楔子防止管片下沉,盾构步进时,派专人在盾构机前方检查盾构机步进情况,刀盘前方的查看人员与盾构主司机要紧密联系,出现异常立即停止推进。
盾构机沿导轨推进前移时,速度不可过快,控制在10~20mm/min之间为宜。
6.2.2特殊变形缝段推进
暗挖段隧道特殊变形缝处由于防水方案未确定,此处预留了长2.8米的凹槽,盾构推进至此处前在第一段和第二段砼导台之间设置一型钢托架,使盾构健全的由第一段导台过渡到第二段导台上,如下图所示。
7盾构机二次始发
盾构空推通过F9暗挖段到达始发端头后对盾构姿态重新进行测量,并精确定位,由于暗挖隧道内空间及操作性,盾构在暗挖隧道内始发时不考虑使用反力架,待盾构定位完成后在盾构尾部暗挖隧道周围的 预埋件上焊接型钢,并安装反力钢环及负环管片为盾构始发提供反力,使盾构能够正常始发掘进。
7.1端头地层加固
F9暗挖隧道盾构始发端头已经采用直径800mm,间距600mm的旋喷桩加固,加固范围为:沿隧道纵向8m,横向为隧道轮廓线外3m(详细情况见端头加固方案)。加固工作已经完成,通过暗挖隧道开挖至此处的地层情况,此端头加固能够满足盾构始发要求。
7.2盾构始发基础
暗挖隧道始发端头后不再浇筑始发台基础,直接利用砼弧形导台进行始发掘进。盾构到达F9暗挖段始发端头前,测量组对始发端头的砼导台进行测量,确保盾构推进至此处姿态能满足始发要求。
7.3洞门喷射砼凿除
盾构推进至暗挖隧道始发端头后对盾构整机进行一次检修和调试,盾构调试完成后利用手持风镐凿除暗挖隧道端头墙预留洞门范围内的喷射砼,直至封堵墙内的工钢完全暴露为止,待始发前准备工作全部完成后从上至下割除洞门范围内的工钢,进行始发掘进。
7.4反力支撑及负环管片的安装
7.4.1反力架、负环管片位置的确定
暗挖隧道内盾构及始发掘进不考虑使用反力架,在暗挖隧道二次衬砌施工时已经在始发端头的拱墙及仰拱上预埋一定数量的预埋件,盾构始发掘进前在预埋件上焊接一周反力支撑,反力支撑采用20a的双拼工字钢焊接而成,工钢与预埋件等接头处采用满焊,确保反力支撑的刚度,反力支撑焊接时应保持每一根支撑均在一个断面上,反力支撑的纵向误差不大于10mm,反力支撑焊接完毕,将反力钢环从下至上逐块进行拼装,拼装完毕进行精确定位,钢环水平和高程偏差控制在20mm以内,垂直度控制在1‰,钢环与反力支撑之间有间隙的用钢板垫实并焊接牢固,定位完成将反力钢环与每一个反力支撑进行焊接,并在钢环底部和两侧采用20a的工钢进行加固。
根据洞门至预埋件的长度及后期洞门的制作长度,根据管片宽度倒推确定负环管片安装的数量为7环,此始发端负环采用全环错缝拼装。
7.4.2反力架支撑形式及计算
5.3.4.2.1反力支撑的布置
反力支撑采用Ⅰ20工字钢焊接,工字钢支撑见下图。
5.3.4.2.3反力支撑受力计算
实际始发掘进正常推力一般不超过1000t,且加设钢环对应力起均衡作用,考虑不均匀受力和安全系数,总推力按3000t计算。22个受力点p按3000t平均分配计算,受力点平均分配得136t。按反力钢环本身刚度可达到要求,不会因推力而变形考虑,若图中所示22个受力区域可满足推力要求,则反力钢环支撑稳定。
先计算四个角的钢支撑受力面积。
受力范围内共计有22个受力点,每个受力点有两个受力工钢。
故S=2*3555=7110mm²
按最不利受力状态,平均分配计算,每个受力点所受的压力为136t,1个受力点钢结构总断面为7110mm²,压应力为191.2N/mm²,钢设计强度为215N/mm²,故支撑可满足盾构事发要求,及反力支撑稳定。
7.5负环管片安装
在安装第一环管片时,首先在盾构壳上安设厚25mm,宽100mm,长度15mm的硬质方钢(或角铁夹方木),等待盾构机完全进入洞内,洞口开始同步注浆时,将方钢拆除。
-6环负环管片的安装
负环管片采用全环错缝拼装,首先安装拱底块,在依次安装两侧的标准块及邻接块,最后安装封顶块。在安装邻接块时,在管片安装机的抓取头归位之前,用槽钢将这两块管片固定在盾壳的固定位置,槽钢一边焊在盾壳内表面,安装好封顶快拧紧连接螺栓后拆除槽钢,进行下环掘进。-6环管片定位详见图。
其他注意事项
第一环管片在向后推进时,注意控制推进油缸行程,尽量使所有推进油缸行程保持。在管片推进完成好后,将管片与反力架之间的空隙用钢板碶实。
负环管片的安装全部采用错缝拼装,所有负环管片安装不安装衬垫与止水条,只要安装时保证管片安装的成圆度即可。软木衬垫与止水条自零环开始安装。
负环管片与导台之间及时用方木楔楔紧。
7.6辅助设施的安装
7.6.1安装盾构机防扭装置
盾构机刀盘进洞切削掌子面时会产生巨大的扭矩,为了防止这时盾构机壳体在导台上发生偏转,可以在盾构机壳体上焊接防扭装置,防扭装置每隔1.5米在盾构机两侧各焊接一个。随着盾构的前行,当防扭装置靠近洞门密封时,将之隔除。
7.6.2管片支撑
在拼装负环管片的同时,在负环管片两侧安装工钢支撑,支撑根据隧道内情况,支撑在暗挖隧道的二衬结构上防止负环管片变形。
7.6.3洞口始发导轨的安装
盾构机进入洞门时,由于前方还有将近0.8m的空隙,可以在洞门密封内测焊接长约50cm两根导轨,因为盾构始发端线路为7‰的下坡,坡度较小考虑盾构机水平出洞,导轨高度与弧形导台弧面高度相同。
7.6.4洞门密封安装
盾构正式始发之前,清理完洞口的渣土,完成洞口密封及洞门帘布橡胶板等临时密封装置的安装,见下图
8盾构试推进
8.1参数的确定
盾构推进过程中,根据不同地质、覆土厚度、地面建筑情况并结合地表隆陷监测结果调整土仓压力,推进速度保持相对稳定,控制好每次的纠偏量,减少对土体的扰动,为管片拼装创造良好条件。同步注浆量要根据推进速度、出渣量、地表监测数据及时调整,将盾构轴线与设计轴线的偏差及地层变形控制在允许范围内。
(1)土仓压力值p的选定
P值与地层土压力和静水压力相平衡,始发段地下水位位于隧道底部以下,无需考虑水压,不考虑土层粘结力,刀盘中心土压力为p0,p0=r*h(r-土体的平均重度,h-刀盘中心之地表的垂直距离)设定土压力p=K.P0,k,-土的侧向静压力系数。
根据地质图,可得
γ=1.9
K=0.6
H=13.5m
故p=0.15Mpa
在始发阶段60米,盾构中心土压值为0.12~0.15Mpa,具体施工时,根据盾构所在位置的埋深、土层状况及地表检测结果进行调整。
(2)除渣量的控制
每环理论出渣量(实方)为44.8m/环,盾构推进出渣量控制在98﹪~102﹪之间,即43.9m³/环~45.79m³/环。松散系数按1.5考虑,即为65.85m³/环~68.6 m³/环
(3)推进速度
掘进速度及推力的选定以保持土仓压力为目的,根据施工的实际情况确定并调整掘进速度及推力。正常情况下为20~40mm/min。
(4)盾构轴线地面沉降及推力控制
盾构轴线偏离设计轴线不大于±30mm,地面隆陷控制在+10mm~-30 mm.
在开始掘进,严格控制盾构机的各组油缸压力,盾构机总推力小于900T。
8.2始发时掘进姿态的控制
盾构机始发时,保持水平趋势。盾构机在导台上往前掘进时,必须严格控制盾构机的各组油缸的推进行程,确保盾构机能严格按照设计轴线往前推进。
盾构在始发时,为了确保反力装置合理受力,要求自零环管片开始推进时,就要严格控制推进油缸的推进行程,确保盾构机沿始发导台向前推进。同时要求盾构在向前推进时,盾构合理的纠偏趋势,原则上盾构机趋势不大于±2‰.
8.3同步注浆
8.3.1注浆配比参数
采用水泥、粉煤灰、砂子、膨润土按一定比例配成浆液做为同步注浆材料,该浆液具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和良好的防止地下水浸析的特点。
注浆浆液配比及主要物理力学指标
本标段工程同步注浆拟采用表1所示的初步配比。
同步注浆材料配比表 表1
| 水泥(kg) | 粉煤灰(kg) | 膨润土(kg) | 砂(kg) | 水(kg) | 外加剂 |
| 165 | 261 | 930 | 490 |
胶凝时间:一般为4~10h,根据地层条件和掘进速度,通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整凝胶时间。
固结体强度:一天无侧限抗压强度不小于0.1Mpa,28天抗压强度不小于1.0Mpa。
浆液结石率:>95%,即固结收缩率<5%。
浆液稳定性:泌水率(静置沉淀后上浮水体积与总体积之比)小于3%.
8.3.2同步注浆方法
盾构主机进入隧道后,通过同步注浆系统及盾尾的内置4根注浆管,在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行,采用双泵四管路(四注入点)对称同时注浆,注浆完后,再用双重管注浆机从管片注浆孔进行补充注浆,注浆达到要求后,拆除注浆管,进行下一循环注浆。待注浆料初凝后,拆除球阀,用塑料堵头将预留注浆孔塞紧。
注浆可根据需要采用自动控制或手动控制方式,自动控制方式即预先设定注浆压力,由控制程序自动调整注浆速度,当注浆压力达到设定值时,自动停止注浆。手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆流量,以防注浆速度过快,而影响注浆效果。
8.3.3设备配备
搅拌站:临时砂浆搅拌站一座,搅拌能力25m³/h。
同步注浆系统:配备液压注浆泵1台,4个盾尾注入管口及其配套管路。
运输系统:砂浆输送泵一台。
8.3.4注浆控制措施
(1)注浆压力
同步注浆时要求在地层中的浆液压力大于该点的静止水压及土压力之和,做到尽量填补同时又不产生劈裂。注浆压力过大,管片周围土层将会被浆液扰动而造成后期填充不充足,会使地表变形增大,根据会展中心站~F9暗挖隧道段272环的掘进总结出注浆压力应控制在0.3~0.35Mpa。
(2)注浆量
注浆量根据注浆压力进行控制。
8.4始发阶段出渣及材料运输
始发阶段的碴土均运至会展中心站岀碴,管片等材料也在会展中心站通过门吊下放通过管片车运至隧道内。
8.5始发时的注意事项
(1)盾构机始发时负环管片周围没有约束,必须在管片四周尽可能地加上各种支撑,保证盾构机向前推进时负环管片不失圆。在盾构机往前推进时,管片露出盾尾时,立即用木楔将管片与弧形导台两侧的缝隙填密实。
(2)盾构机往前推进时,在盾构机两侧必须设专人进行观测与查看,当发现有异常情况时,立即通知主控室停止推进,待故障排除后,再往前推进。
在盾构机始发之前,为防止盾构机在始发台掘进时发生旋转,需要在盾构机两侧盾壳焊接两排防扭装置,防止盾构机发生旋转。
(3)在始发阶段由于推力较小,过加固区后地层较软,要使盾构处于上坡趋势,防止盾构机低头。
(4)加强施工监测工作,根据监测结果指导施工,保证地面设施和地下管线的安全。
9过暗挖段的施工组织安排
9.1人员组织
盾构通过暗挖段区间人员分两班进行,每个作业班的劳动力组织如下表所示:
盾构过暗挖隧道人员配置表 表2
| 序号 | 岗位名称 | 计划人数 | 备注 |
| 1 | 班长 | 1 | |
| 2 | 管片司机 | 1 | |
| 3 | 管片安装 | 4 | |
| 4 | 管片供应 | 2 | |
| 5 | 注浆司机 | 1 | |
| 6 | 机车司机 | 2 | |
| 7 | 搅拌站 | 3 | |
| 8 | 门吊司机 | 2 | |
| 9 | 充电工 | 1 | |
| 10 | 洞内刀盘前方检查 | 1 | |
| 11 | 盾构机维修 | 1 | |
| 12 | 电工 | 1 | |
| 13 | 盾构主司机 | 1 | |
| 合计:21人 |
过暗挖段主要材料、机具表 表3
| 序号 | 名 称 | 规格型号 | 单位 | 数量 | 备注 |
| 1 | 编织袋 | 个 | 500 | ||
| 2 | 反力牛腿 | 20mm钢板自制 | 个 | 5 | |
| 3 | 铁锹 | 把 | 20 | ||
| 4 | 气割工具 | 套 | 2 | ||
| 5 | 工钢 | 20a | 米 | 130 | |
| 6 | 电焊机 | 台 | 2 | ||
| 7 | 折页压板 | 套 | 80 | ||
| 8 | 帘幕橡胶密封 | 套 | 1 | ||
| 9 | 钢板 | 10mm | 平方 | 2 | |
| 10 | 钢板 | 20mm | 平方 | 3 | |
| 11 | 烧结砖 | 块 | 800 | ||
| 12 | 钢轨 | 43kg/m | m | 402 |
根据工序时间安排表,盾构机推进速度时按平均15m/天考虑,盾构机过暗挖段需要14天。
11技术保证措施
11.1组织措施
11.1.1成立技术保证小组
成立以项目总工任组长,试验员、洞内值班工程师、测量工程师、洞内负责施工工程师、掘进班班长、盾构司机为组员的技术保证小组。负责解决洞内施工过程的所有技术服务、技术指导以及施工过程中出现问题时的方案制定工作。
11.1.2技术交底
施工之前对每一个工序、每一种作业进行培训和技术交底,并由现场值班人员跟班进行指导、控制。
11.2具体的技术措施
11.2.1最后4环管片防水
隧道贯通后盾构前方失去反力,管片的环向缝隙挤压不紧而造成的管片漏水现象为保证管片的防水效果,采取措施:
(1)盾构掘进最后15环时每掘进一环,就在管片的纵向螺栓孔上焊接4道纵向连接槽钢,提高管片的整体性。
(2)安装最后4环管片时在盾构机主机前方焊接型钢反力装置,防止主机前移,提高油缸的推进压力,使管片的密封挤压密实。
(3)安装管片时立即对管片螺栓进行紧固,安装一块紧固一块,并对螺栓进行多次复紧。
11.2.2防止拱底块管片的上拱
盾构在暗挖段推进过程中由于需要在拱部安装5块管片,在推进时管片受力后会出现上拱,管片出现上拱后将直接影响到盾构的推进,在安装拱底块管片时将每块管片的纵向螺栓连接紧固,并时刻观察管片的变化情况,如出现上拱趋势立即停止推进,在上拱处吊放一块管片进行施压,防止管片的上拱。
11.2.3盾构机的二次始发姿态控制
暗挖隧道二次始发端隧道的空间小,人员、机具的活动受到很大的,从以下三个方面保证完成盾构机始发姿态的定位工作。
首先,调整好盾构机从盾构段到暗挖段时的出洞姿态,盾构出洞时应水平和高程方向应保持水平。
其次,暗挖隧道施工时要确保导台位置的准确性,在盾构到达二次始发段导台前对导台的位置进行测量,如误差较大,根据导台的实际位置采用凿出或垫高的方法,其误差应控制在±10mm以内。钢环导轨是盾构机的直接支撑,导轨位置直接决定了盾构机的姿态,因此在焊接导轨施工时,要特别注意调整好预埋导轨的水平位置和高度,保证施工误差在±5mm之内,从而保证盾构机的姿态满足设计要求。
11.3安全与文明施工
11.3.1安全措施
(1)严格按照安全管理施工制度和相关的机械操作规程施工。
(2)盾构在顶推过程中提供反力的牛角后方严禁站人。
(3)高空作业应配戴安全带。
(4)盾构始发端头的反力装置和钢环应焊接牢固。
盾构在成洞隧道内推进是一项比较特殊的工艺,在施工中更应强化安全工作,所有施工人员必须经三级安全教育才能进入施工现场。施工前由技术人员对所有参加施工的人员进行技术工艺,操作要领,操作顺序和注意事项的交底,明确各人的岗位和职责。现场必须由专人负责安全生产。
11.3.2文明施工措施
(1)工人操作要求达到标准化、规范化、制度化,施工现场坚持工完料清,场地上无淤泥积水,施工区间平整畅通。
(2)施工场地内各种材料、机具摆放整齐、有序。
(3)施工现场树立文明施工告示牌及宣传栏。
(4)每天施工完毕将施工区域打扫干净。
