盾构到达作业指导书

一、编制目的

指导盾构到达施工作业，保证盾构到达作业安全、有序、顺利地完成。

二、编制依据

（1）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）；

（2）《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）；

（3）《城市轨道交通工程测量规范》（GB5038-2008）；

（4）《城市测量规范》（CJJ8-99）；

（5）《工程测量规范》（GB50026-2007）；

（6）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）；

（7）本标段盾构区间相关文件资料。

三、适用范围

本作业指导书适用于本标段土压平衡盾构机到达施工作业。

四、盾构到达加固区前的工作

4.1盾构到达施工流程

本方案中的盾构机到达施工是指从盾构机到达---站加固体之前到盾构机贯通区间隧道、进入---站被推上盾构接收基座的整个施工过程。其工作内容包括：盾构机定位及接收洞门位置复核测量、地层加固、洞门处理、安装洞门圈密封、安装接收基座等，盾构到达施工流程图如图4-1。

图4-1 盾构到达施工流程图

4.2---站端头加固

盾构机到达前完成端头加固，检查加固效果满足盾构机安全出洞要求（具体见盾构端头加固方案）。

4.3接受洞门位置复核测量

为准确掌握到达洞门施工情况，在盾构贯通前100m之前对盾构到达洞门进行复核测量，测量项目包括：洞门中心位置偏差、洞门全圆半径等。必要时根据测量结果对洞门进行相应的处理。

4.4盾构姿态调整

在盾构推进至盾构到达范围时，对盾构机的位置进行准确的测量，明确成洞隧道中心轴线与隧道设计中心轴线的关系，同时应对接收洞门位置进行复核测量，确定盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划。在考虑盾构机的贯通姿态时注意两点：一是盾构机贯通时的中心轴线与隧道设计轴线的偏差，二是接收洞门位置的偏差。综合这些因素在隧道设计中心轴线的基础上进行适当调整。纠偏要逐步完成，每一环纠偏量不能过大。

根据盾构姿态测量和洞门复测结果，讨论制定盾构姿态调整方法，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，盾构存在下沉的情况，贯通前30m尽量保证盾构机姿态指示在中心点处。

4.5洞内导线点复核及人工校核盾构机姿态

在盾构贯通前严格按照业主要求在距贯通面150m时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，对所有控制点的座标进行精密、准确的平差计算。

在100m和50m处对VMT导向系统进行复核测量。在盾构到站前的最后一次导向系统搬站时，充分利用在贯通前150m时线路复测的结果，用测量二等控制点的办法精确测量测站、后视点的座标和高程（测量经纬仪和后视棱镜的座标和高程），每一测量点的测量不少于8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。

五、洞门破除

在盾构机到达连续墙背面时，对洞门内连续墙砼采用人工风镐破除。洞门连续墙采用钢筋+玻璃纤维筋，洞门凿除只需要割除背土面的钢筋，洞门凿除过程如下：先将洞门掌子面分割成9块，自上而下逐块破除，将连续墙外层钢筋割除，再将连续墙主体砼凿除，保留连续墙内层玻璃纤维筋。洞门凿除需检查盾构贯通净空要求，确保没有钢筋侵入盾构贯通范围之内。

5.1洞门防水帘布的安装

（1）洞门密封装置安装步骤为：

洞门圈内碴土清理完后，安装双头螺栓，并安装防水装置。防水装置安装顺序为：帘布橡胶板→折页压板→垫圈→螺母。需特别注意帘布橡胶板方向：须将帘布橡胶板内圈棱朝洞门外亦即要使帘布橡胶板平面接触盾壳。安装好后，以Φ20钢丝绳穿过折页压板上的卡环，并以倒链连接。为保证盾构推出时不对折页压板造成损坏，安装折页压板时需将其调整到最高位置，并在帘布橡胶板内侧涂抹黄油，以避免盾构推进时刀盘损坏帘布橡胶板。

（2）折页压板的调整与拉紧

盾构刀盘推出洞门盾壳接触帘布橡胶板前，先松弛钢丝绳，待盾构机进入洞门密封后，将折页压板向内作适当调整，并以倒链将钢丝绳适当拉紧。待盾尾推出洞门，管片外弧面接触帘布橡胶板后，将折页压板尽量向内调整将帘布橡胶板紧压在管片外弧面上，并以倒链拉紧。

5.2洞门导轨安装

为保证盾构贯通后能及时推出洞门，在洞门连续墙凿除前便安装好导轨。导轨长度为60cm，高度根据预计盾构贯通姿态与洞门圈之间的空隙确定（为保证盾构能顺利推上导轨，导轨近洞门掌子面端可适当低于刀盘20mm）。导轨由δ＝20mm钢板制作（以Φ18膨胀螺栓固定在洞门圈上）。详见图5-1。

5.3接收基座的安装

接收基座的中心轴线应与隧道设计轴线一致，同时还需要兼顾盾构机出洞姿态。接收基座的轨面标高除适应于线路情况外，适当降低20mm，以便盾构机顺利上托架。为保证盾构刀盘贯通后拼装管片有足够的反力，将接收基座以盾构进洞方向+5‰的坡度进行安装。

要特别注意对接收基座的加固，尤其是纵向的加固，保证盾构机能顺利到达接收基座上。

5.4近洞口10环管片紧固

为保证近洞口10环管片的稳定，在管片四处同线的纵向螺栓处采用[100槽钢连接拉紧。如图5-2所示。

图5-2 洞口纵向拉紧图

5.5即将到达加固区时盾构掘进参数选择

根据到达加固体前地质条件及隧道埋深情况，确定该段隧道掘进施工参数如下：

（1）刀盘扭矩：不大于2.5MNm

（2）刀盘转速：1.0～1.5r/min；

（3）土仓压力：1.0～1.2bar

（4）每环出碴量：60～68m3

（5）每环同步注浆量：不小于5m3

（6）同步注浆压力：顶部不小于2.0bar，底部不小于2.5bar

5.6施工监测

（1）提前在到达段地面、车站端墙、吊出井旁边暗渠及洞门埋设监测点进行监测；

（2）盾构进入贯通前50m时，需派人24小时在吊出井对端墙及洞门处进行观察，观察人员以电话与工地调度或主机室直接联系（提前检查吊出井端墙及地面情况，包括硬化地面有无裂缝、端墙及其他周围建筑物结构有无变形、裂缝、隆陷等）；

（3）盾构进入贯通前50m段时，需对地面监测点加大监测频次，每天不少于两次（上午8点和下午6点）；

（4）盾构进入贯通前20m段掘进时，在加强地面监测的同时需对吊出井端墙及洞门进行监测，监测频次每天不少于两次。并及时将监测结果反馈至掘进施工现场，指导现场施工；

（5）在贯通前20m时，根据最后一次导向系统搬站测量结果确定的盾构贯通姿态进行盾构姿态调整，确保盾构按预计的姿态顺利贯通。

（6）盾构掘进施工参数以上述参数为基准进行控制，土仓压力根据地面、端墙及洞门监测结果进行适当调整。

六、盾构出洞

6.1加固区范围内盾构施工参数选择

（1）盾构距进入10米加固区范围后，由土木总工、机电总工等在到达洞门前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土木总工的指令进行控制。

（2）盾构在该范围掘进时，遵循“低推力、低刀盘转速，减小扰动”的原则进行控制，确保盾构推进不对车站端墙造成影响。主要掘进参数为：

土仓压力：0.7～0.9bar，保证满仓掘进；

总 推 力：1000t以下（根据具体情况确定，保证推进速度10mm/min左右）

刀盘转速：1.0～1.5rpm

6.2盾构机出洞操作要点

为保证盾构机顺利出洞，操作上的工序衔接至关重要，操作人员要严格按照下面的要点进行施工：

（1）在加固体内掘进：盾构机进入加固体，根据掘进出土情况，按照“低推力、低刀盘转速，减小扰动”的原则满仓掘进。根据掘进出土情况，靠近洞门的第3环开始可以欠压掘进，但是必须保持满仓，逐步根据掘进速度尽量减小推力。盾尾同步注浆要注意有效性，减少砂浆流失量。

（2）注浆堵水：盾构机掘进至刀盘距离地下连续墙30cm左右位置时停机。在盾尾后连续三环，进行整环二次注浆，进一步填充管片背环向缝隙；二次注浆完成后，打开盾构机中体的所有径向注浆孔，注入聚氨酯。

（3）检查堵水效果：二次注浆工作完成，等待浆液凝固12小时后，将土仓内渣土出空一半，观察土仓内土压变化情况，以此判断端头加固体及注浆堵水效果。如果不能降压或有较大渗漏水，则继续进行二次注浆和注入聚氨酯补强，直至可以开仓检查并无渗漏水现象。确定无重大风险后，再开仓检查土仓。

（4）破洞门：在盾构机抵达连续墙时，开始破除洞门施工。本次破除地下连续墙约2/3厚度，必须保留连续墙内层玻璃纤维筋，不能暴露加固体。

（5）安装洞门密封系统：清理破洞门砼渣块，安装洞门密封系统，同时安装洞门内的导轨（L=60cm）。

（6）节点验收：以上工作完成后，向监理部申请节点验收。特别注意应急物资的准备情况、接收导轨的安装情况、密封系统的安装情况、设备检查情况。

（7）盾构机出洞：盾构机立即向前掘进，尽快进入密封系统。做好盾尾同步注浆和双液注浆工作，注浆要低压进行，做好超量注浆的准备。第7、8步作业必须保持连续性。盾构机出洞后，根据洞门渗漏水情况，及时安排盾尾注单液浆及中体注聚氨酯。

（8）其他保障措施：

①隧道顶部事前加固：为确保隧道顶部土体稳定性，防止盾构机出洞时洞顶土体坍塌，即在靠近端墙位置，施工一排钻孔埋设袖阀管注浆，钻孔深度为隧道拱顶以上1m，注浆段长度3m，对隧道顶部土体注浆加固。

②地面钻孔预埋袖阀管备用：左右线洞门外侧是加固的薄弱位置，为防止该部位涌水涌砂，发生坍塌，事先在左右线外侧施工一排注浆孔，钻孔深度为16m，间距1.5m，预埋袖阀管。先不注浆，一旦发生涌水涌砂等紧急现象时，立即接注浆泵注浆填充加固。

6.3最后六环盾构推进及管片安装

盾构机掘进穿过连续墙后，还需安装最后6环管片。该6环管片安装时，由于盾构前方没有了反推力，将可能造成管片与管片之间的环缝连接不紧密，容易漏水。同时，由于注浆也受洞门密封装置密封效果影响，易产生漏浆，从而导致管片下沉。因此最后6环管片安装时应注意如下事项：

（1）安装管片时，油缸推力设定为50bar。管片螺栓必须进行三次紧固，一次在管片安装时，第二次在下一环掘进时，第三次在下一环管片安装好时。必要时在接受托架上焊接挡块，以保证推进油缸有足够反力。

（2）最后6环管片推进时，同步注浆配比采用水泥用量更大的配比（水泥200 kg/m3，粉煤灰311 kg/m3，膨润土55 kg/m3，砂779 kg/m3 水465 kg/m3）。

在盾尾进入洞门圈后停止推进，立即注浆填充洞门圈。注浆过程中需密切关注洞门圈密封装置情况，出现漏浆停止注浆及时进行处理，处理好后再进行注浆。必要时每2环注双液浆，以保证管片背后浆液及时凝结，保证管片稳定，防止泥水或泥沙从洞门圈涌出。

（3）当盾构前体盾壳被推出洞门时通过压板卡环上的钢丝绳调整折叶压板使其尽量压紧帘布橡胶板，以防止洞门泥土及浆液漏出。在管片脱出盾尾时再次拉紧钢丝绳，使压板能压紧橡胶帘布，让帘布一直发挥密封作用，详见图6-1和图6-2。

图6-1密封橡胶帘布示意图

图6-2盾构到达示意图

（4）盾构上接收托架

盾构推出洞门前，需认真检查接收托架加固情况、盾构刀盘底部与接收托架高差等情况。确认无误后可将盾构推上接收托架。盾构推进过程中必须密切关注接收托架以及接收托架加固与支撑的情况，一旦出现变形等异常情况，应及时停止推进并进行处理。

为保证盾构机能完全推上接收托架，需要在油缸后拼装临时管片提供推进反力。为便于人员及材料运输从洞门通过，要求将盾尾推离洞门至少1.0m。

推进时根据总推力、托架受力等情况，在接收托架导轨上涂抹黄油以减小摩擦阻力。

七、突发事件应急预案

在盾构到达洞门及出洞过程中，由于管片外径（d=6000）与开挖外径（d=6280）之间存在14cm的环向空隙，如果端头加固质量不理想、同时同步注浆与二次注浆未能及时填满环向缝隙，则有可能导致端头范围内的泥沙和地下水一起涌出洞门，如果涌泥不能及时处理，则可能导致地表塌陷、泥沙掩埋盾构机甚至危及附近道路安全。

为了避免不利结果发生，针对三大风险制定如下应急措施：

7.1盾构机出洞前无法降压处理

盾构机顶住连续墙后进行盾尾二次注浆和中体注聚氨酯，完成12小时后进行土仓试降压，如果出土后土仓压力不下降或短暂下降后马上上升，则说明土仓内有较大水流进入，此时要停止降压，继续进行盾尾二次注浆和中体注聚氨酯，待浆液凝固之后再进行试降压，如果如此反复操作没有效果，则可在端头附近钻孔至隧道范围附近进行地面注浆加固处理。

7.2破洞门过程中出现渗漏处理

在破除洞门内层钢筋网时，要先将钢筋两头烧断，一旦出现渗漏现象，马上停止破除，盾构强行推进进入密封系统，然后马上进行注浆和注聚氨酯堵水。

7.3洞门圈漏水涌泥处理

如果盾构推出洞门时洞门圈防水装置被损坏或被压开，导致洞门圈漏浆漏水甚至涌泥时，可通过倒数第三环管片注浆孔向洞门圈及连续墙后注入双液浆。注浆时先将漏水涌泥位置管片注浆孔打开，然后插入0.5m以上注浆钢管，利用注浆钢管向内注浆。注浆钢管需与注浆头焊接在一起，应提前加工好。若涌泥较严重时，必须立即组织从地面进行注浆。当洞门圈处理好后再将盾构继续向前推进。