盾構(gòu)施工技術(shù)總結(jié)

1、目錄目錄第一章第一章 盾構(gòu)施工概況盾構(gòu)施工概況1.1 盾構(gòu)法基本概念.11.2 盾構(gòu)法的主要優(yōu)點和存在的不足.21.2.1 盾構(gòu)法的主要優(yōu)點.21.2.2 盾構(gòu)法存在的不足.21.3 盾構(gòu)的分類及適用條件.2第二章第二章 盾構(gòu)機地質(zhì)適應性的確定盾構(gòu)機地質(zhì)適應性的確定2.1 盾構(gòu)的選型的原則與依據(jù).122.1.1 盾構(gòu)的選型的原則.122.1.2 盾構(gòu)的選型的依據(jù).122.2 盾構(gòu)選型的主要方法.132.2.1 根據(jù)底層的滲透系數(shù)進行選型.132.2.2 根據(jù)地層的顆粒級配進行選型.142.2.3 根據(jù)地下水壓進行選型.152.2.3 盾構(gòu)選型時必須考慮的特殊因素.152.3 盾構(gòu)選型的確定.1

2、5第三章第三章 盾構(gòu)掘進參數(shù)的設定盾構(gòu)掘進參數(shù)的設定3.1 盾構(gòu)掘進土壓的確定.173.2 刀盤扭矩計算.17第四章第四章 刀具配置與地質(zhì)的適應性刀具配置與地質(zhì)的適應性4.1 刀具的分類.184.2 不同地質(zhì)條件下刀具的選擇.194.2.1 切削刀.194.2.2 先行刀.194.2.3 貝型刀.204.2.4 中心刀（魚尾刀 、雙刃或三刃滾刀 、錐形刀 、中心羊角刀）.204.2.5 仿形刀（或超挖刀）.214.2.6 滾刀.224.2.7 齒刀.234.3 刀具布置與配置.2314.3.1 刀具的布置.234.3.2 刀具配置方式.234.3.3 刀具配置的其他注意事項.24第五章第五章

3、盾構(gòu)機始發(fā)與接收盾構(gòu)機始發(fā)與接收5.1 盾構(gòu)始發(fā)的工藝流程.265.2 盾構(gòu)始發(fā)的施工技術(shù).265.2.1 始發(fā)洞門的地層處理和降水.265.2.2 反力架安裝與受力驗算.275.2.3 始發(fā)基座安裝與受力驗算.305.2.4 始發(fā)洞門鑿除.335.2.5 洞口密封止水裝置.345.2.6 盾構(gòu)的始發(fā).355.3 反力架、負環(huán)管片及基座的拆除 .425.3.1 拆除流程 .425.3.2 拆除方法 .425.3.3 停機時注意問題 .435.4 盾構(gòu)始發(fā)常見問題的預防或處理.435.4.1 加固效果不好 .435.4.2 開洞門時失穩(wěn) .435.4.3 始發(fā)后盾構(gòu)機“叩頭” .435.4.4

4、密封效果不好 .445.4.5 盾尾失圓 .445.4.6 支撐系統(tǒng)失穩(wěn) .445.4.7 地面沉降較大 .445.5 盾構(gòu)接收的工藝流程.445.6 盾構(gòu)接收的施工技術(shù).455.6.1 盾構(gòu)接收前準備工作 .455.6.2 接收洞門鋼環(huán)復測.455.6.3 接收段掘進控制.465.6.4 同步注漿及二次注漿.475.6.5 管片拼裝及加固.4825.6.6 托架安裝及洞門鑿除.485.6.7 洞門防水裝置的安裝.495.7 盾構(gòu)接收常見問題的預防或處理.495.7.1 盾構(gòu)機出洞前無法降壓處理 .495.7.2 破洞門過程中出現(xiàn)滲漏處理 .495.7.3 洞門圈漏水涌泥處理 .49第六章第六

5、章 渣土改良渣土改良6.1 盾構(gòu)機具有的渣土改良設備.506.2 不同地層渣土改良劑的選擇.506.3 渣土改良試驗.516.3 施工中遇到的問題及處理措施.52第七章第七章 同步注漿同步注漿7.1 同步注漿目的及原理.547.2 同步注漿工藝流程.547.3 注漿設備.557.4 注漿材料和配合比的選擇.557.4.1 注漿材料應具備的基本性能.557.4.2 注漿材料.567.4.3 漿液主要物理力學指標.567.4.4 漿液配合比.567.5 同步注漿主要技術(shù)參數(shù)的確定.567.5.1 注漿量的計算.577.5.2 注漿壓力的確定.577.5.3 注漿量和注漿壓力的控制.577.6 注漿

6、質(zhì)量控制.587.6.1 漿液攪拌.587.6.2 漿液運輸及注入.587.7 同步注漿質(zhì)量保證措施.58第八章第八章 開倉換刀開倉換刀8.1 開倉位置選擇.608.2 地面加固施工措施.6138.2.1 下行線開倉地面加固施工措施.618.2.2 上行線開倉地面加固施工措施.648.3 帶壓開倉施工流程.658.3.1 壓力設定 .658.4 作業(yè)前的準備工作.668.4.1 人員的安排.668.5.2 工期安排.668.5.3 機電系統(tǒng)準備.668.4.4 土工系統(tǒng)的準備.678.5.5 盾構(gòu)到達預定換刀位置.678.5 帶壓作業(yè)過程 .688.5.1 進倉前壓力試驗 .688.5.2 帶

7、壓進倉 .688.5.3 土倉作業(yè) .698.6 恢復正常掘進.691盾構(gòu)施工技術(shù)總結(jié)第一章第一章 盾構(gòu)施工概況盾構(gòu)施工概況1.11.1 盾構(gòu)法基本概念盾構(gòu)法基本概念盾構(gòu)法是在地面下暗挖隧道的一種施工方法。構(gòu)成盾構(gòu)法施工的主要內(nèi)容是：先在隧道某段的一端建造豎井或基坑，以供盾構(gòu)安裝就位。盾構(gòu)從豎井或基坑的墻壁開孔處出發(fā)，在地層中沿著設計軸線，向另一豎井或基坑的設計孔洞推進。盾構(gòu)推進中所受到的地層阻力，通過盾構(gòu)千斤頂傳至盾構(gòu)尾部已拼裝的預制隧道襯砌結(jié)構(gòu)，再傳到豎井或基坑的后靠壁上，盾構(gòu)是這種施工方法中最主要的獨特的施工機具。它是一個能支承地層壓力而又能在地層中推進的圓形或矩形或馬蹄形等特殊形狀的鋼

8、筒結(jié)構(gòu)，在鋼筒的前面設置各種類型的支撐和開挖土體的裝置，在鋼筒中段周圈內(nèi)面安裝頂進所需的千斤頂，鋼筒尾部是具有一定空間的殼體，在盾尾內(nèi)可以拼裝一至二環(huán)預制的隧道襯砌環(huán)。盾構(gòu)每推進一環(huán)距離，就在盾尾支護下拼裝一環(huán)襯砌，并及時向緊靠盾尾后面的開挖坑道周邊與襯砌環(huán)外周之間的空隙中壓注足夠的漿體，以防止隧道及地面下沉。在盾構(gòu)推進過程中不斷從開挖面排出適量的土方。盾構(gòu)法施工的概貌如圖 1-1 所示。圖圖 1-11-1 盾構(gòu)施工概貌盾構(gòu)施工概貌1盾構(gòu)；2盾構(gòu)千斤頂；3盾構(gòu)正面網(wǎng)格；4出土轉(zhuǎn)盤；5出土皮帶運輸機；6管片拼裝機；7管片；8壓漿泵；9壓漿孔；10出土機；11由管片組成的隧道襯砌結(jié)構(gòu)；12在盾尾空

9、隙的壓漿；13后盾管片；14豎井。使用盾構(gòu)法，往往需要根據(jù)穿越土層的工程地質(zhì)水文地質(zhì)特點輔以其他施工技術(shù)措施。主要有：1疏干掘進土層中地下水的措施；2穩(wěn)定地層、防止隧道及地面沉陷的土壤加固措施；23隧道襯砌的防水堵漏技術(shù)；4配合施工的監(jiān)測技術(shù)；5氣壓施工中的勞動防護措施；6開挖土方的運輸及處理方法等。盾構(gòu)法是一種安全而有效的施工法，但不是萬能施工法。為此有必要充分掌握盾構(gòu)施工法的特點。1.21.2 盾構(gòu)法的主要優(yōu)點和存在的不足盾構(gòu)法的主要優(yōu)點和存在的不足1.2.11.2.1 盾構(gòu)法的主要優(yōu)點盾構(gòu)法的主要優(yōu)點1除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進行，噪音、振動引起的公害小，既不影響地面交通，又可減少

10、對附近居民的噪音和振動影響。2盾構(gòu)推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進行，施工易于管理，施工人員也較少，勞動強度低，生產(chǎn)效率高。3土方量外運較少。4穿越河道時不影響航運。5施工不受風雨等氣候條件影響。6隧道的施工費用不受覆土量多少影響，適宜于建造覆土較深的隧道。在土質(zhì)差水位高的地方建設埋深較大的隧道，盾構(gòu)法有較好的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)越性。7當隧道穿過河底或其他建筑物時，不影響施工。8 只要設法使盾構(gòu)的開挖面穩(wěn)定，則隧道越深、地基越差、土中影響施工的埋設物等越多，與明挖法相比，經(jīng)濟上、施工、進度上越有利。1.2.21.2.2 盾構(gòu)法存在的不足盾構(gòu)法存在的不足1當隧道曲線半徑過小時，施工較為困難。2在陸地

11、建造隧道時，如隧道覆土太淺，開挖面穩(wěn)定甚為困難，甚至不能施工，而在水下時，如覆土太淺則盾構(gòu)法施工不夠安全，要確保一定厚度的覆土。3豎井中長期有噪聲和振動，要有解決的措施。4盾構(gòu)施工中采用全氣壓方法以疏干和穩(wěn)定地層時，對勞動保護要求較高，施工條件差。5盾構(gòu)法隧道上方一定范圍內(nèi)的地表沉陷尚難完全防止，特別在飽和含水松軟的土層中，要采取嚴密的技術(shù)措施才能把沉陷限制在很小的限度內(nèi)，目前還不能完全防止以盾構(gòu)正上方為中心土層的地表沉降。6在飽和含水地層中，盾構(gòu)法施工所用的拼裝襯砌，對達到整體結(jié)構(gòu)防水性的技術(shù)要求較高。7用氣壓施工時，在周圍有發(fā)生缺氧和枯井的危險，必須采取相應的辦法。31.31.3 盾構(gòu)的分

12、類及適用條件盾構(gòu)的分類及適用條件盾構(gòu)的的形式可以從各個方面進行分類。按手工和機械劃分為：手掘式，半機械式，機械式三大類。以工作面擋土方式劃分：敞開式，密閉式。以氣壓和泥水加壓方式劃分：氣壓式，泥水加壓式，土壓平衡式，加水式，高濃度泥水加壓式，加泥式。1手掘式盾構(gòu)。手掘式盾構(gòu)是盾構(gòu)的基本形式，世界上仍有工程采用手掘式盾構(gòu)，如圖 1-2 所示。按不同的地質(zhì)條件，開挖面可全部敞開人工開挖；也可用全部或部分的正面支撐，根據(jù)開挖面土體自立性適當分層開挖，隨挖土隨支撐。開挖士方量為全部隧道排土量。這種盾構(gòu)便于觀察地層和清除障礙，易于糾偏，簡易價廉，但勞動強度大，效率低，如遇正面坍方，易危及人身及工程安全。

13、在含水地層中需輔以降水、氣壓或土壤加固。 這種盾構(gòu)由上而下進行開挖，開挖時按順序調(diào)換正面支撐千斤頂，開挖出來的土從下半部用皮帶運輸機裝入出土車，采用這種盾構(gòu)的基本條件是：開挖面至少要在挖掘階段無坍塌現(xiàn)象，因為挖掘地層時盾構(gòu)前方是敞開的。 手掘式盾構(gòu)的適用地層：手掘式盾構(gòu)有各種各樣的開挖面支撐方法，從砂性土到粘性土地層均能適用，因此較適應于復雜的地層，迄今為止施工實例也最多，該形式的盾構(gòu)在開挖面出現(xiàn)障礙物時，由于正面是敞開的，所以也較易排除。由于這種盾構(gòu)造價低廉，發(fā)生故障也少，因此是最為經(jīng)濟的盾構(gòu)。在開挖面自立性差的地層中施工時，它可與氣壓、降水、化學注漿等穩(wěn)定地層的輔助施工法同時使用。圖圖 1

14、-21-2 手掘式盾構(gòu)手掘式盾構(gòu)2擠壓式盾構(gòu)。當敞開式盾構(gòu)在地質(zhì)條件很差的粉砂土質(zhì)地層、粘土層中施工時，4土就會從開挖面流入盾構(gòu)、引起開挖面坍塌，因而不能繼續(xù)開挖，這時應在盾構(gòu)的前面設置胸板來密閉前方，同時在腳板上開出土用的小孔，這種形式的盾構(gòu)就叫擠壓式盾構(gòu)(見圖 1-3)。盾構(gòu)在擠壓推進時，土體就會從出土孔如同膏狀物從管口擠出那樣，擠入盾構(gòu)。根據(jù)推進速度來確定開口率。當開口率過大時，出土量增加，會引起周圍地層的沉降；反之，就會增大盾構(gòu)的切入阻力，使地面隆起。采用擠壓盾構(gòu)時，對一定的地質(zhì)條件設置一定的開口率、控制出土量是非常重要的。擠壓盾構(gòu)是將手掘式盾構(gòu)胸板封閉，以擋住正面土體。這種盾構(gòu)分為全

15、擠壓式或局部擠壓式兩種，它適用于軟弱粘性土層。盾構(gòu)全擠壓向前推進時，封閉全部胸板，不需出土，但要引起相當大的地表變形。當采用局部擠壓式盾構(gòu)，要部分打開胸板，將需要排出的土體從開口處擠入盾構(gòu)內(nèi)，然后裝車外運，這種盾構(gòu)施工，地表變形也較大。擠壓式盾構(gòu)適用地層:擠壓式盾構(gòu)的適用范圍取決于地層的物理力學性能。它是按含砂率內(nèi)聚力、液性指數(shù)內(nèi)聚力的關(guān)系來確定其適用范圍。根據(jù)施工經(jīng)驗，內(nèi)聚力即使超出該范圍，在含砂率小的地層中也可能適用。根據(jù)迄今為止的施工經(jīng)驗，當土體含砂率在 20%以下、液性指數(shù)在 60%以上、內(nèi)聚力在 0.5kg/cm2以下時，盾構(gòu)的開口率一般為 20.8%，在極軟弱的地層中，開口率也有小

16、到的 0.3%。在擠壓式盾構(gòu)的施工區(qū)間內(nèi)如遇有為了建筑物或地層加固而進行過化學注漿的地基時，將會影響擠壓盾構(gòu)的推進，因此應預先考慮到把盾構(gòu)胸板做成可拆卸的形式。圖圖 1-31-3 擠壓盾構(gòu)擠壓盾構(gòu) 3網(wǎng)格式盾構(gòu)，在上海軟土層中常常被采用。它具有的特點是，進土量接近或等于全部隧道其出土量，且往往帶有局部擠壓性質(zhì)，盾構(gòu)正面裝鋼板網(wǎng)格，在推進中可以切土，而在停止推進時可起穩(wěn)定開挖面的作用。切入的土體可用轉(zhuǎn)盤、皮帶運輸機、礦車或水力機械運出，如圖 1-4 所示。這種盾構(gòu)法如在土質(zhì)較適當?shù)牡貙又芯氖┕ぃ乇沓两悼煽刂频街械然蜉^小的程度。在含水地層中施工，需要輔以疏干地層的措施。5圖圖 1-4 網(wǎng)格式盾

17、構(gòu)網(wǎng)格式盾構(gòu)1盾構(gòu)千斤頂（推進盾構(gòu)用） ；2開挖面支撐千斤頂；3舉重臂（拼裝裝配式鋼筋混凝土襯砌用） ；4堆土平臺（盾構(gòu)下部土塊由轉(zhuǎn)盤提升后落入堆土平臺） ；5刮板運輸機，土塊由堆土平臺進入后輸出；6裝配式鋼筋混凝土襯砌；7盾構(gòu)鋼殼；8開挖面鋼網(wǎng)格；9轉(zhuǎn)盤；10裝土車。4半機械式盾構(gòu)。半機械式盾構(gòu)是如圖 1-5 所示。半機械式盾構(gòu)是介于手掘式和機械式盾構(gòu)之間的一種形式，它更接近于手掘式盾構(gòu)。它是在敞開式盾構(gòu)的基礎上安裝機械挖土和出土裝置，以代替人工勞動，因而具有省力而高效等特點。 機械挖土裝置前后、左右、上下均能活動。它有鏟斗式、切削頭式和兩者兼有等三種形式。它的頂部與手掘式盾構(gòu)相同，裝有活動

18、前檐、正面支撐千斤頂?shù)取?盾構(gòu)的機械裝備有如下形式： 盾構(gòu)工作面下半部分裝有鏟斗、切割頭等。 盾構(gòu)工作面上半部分裝有鏟斗、下半部分裝有切割頭。 盾構(gòu)中心裝有切割頭。 盾構(gòu)中心裝有鏟斗。 形式：盾構(gòu)工作面上半部裝有正面支撐千斤頂和作業(yè)平臺，上半部工作面由人工挖掘，挖掘的土、砂落到下半部分，下半部分由鏟斗和裝載機進行挖掘和出土。 形式：盾構(gòu)的上半部工作面由鏟斗或者裝載機挖掘，下半部工作面由切割頭或鏟斗進行挖掘和出土。 形式：由切割頭進行挖掘和出土。 形式：由鏟斗式挖掘機進行挖掘和出土。 半機械盾構(gòu)的適用地層：半機械式盾構(gòu)比手掘式盾構(gòu)更適用于良好地層。形式 適用于開挖面需作支撐的地層，形式適用于能自

19、立的地層。形式大多適用于亞粘土與砂礫的夾層。形式大多適用于固結(jié)粘上層、硬質(zhì)砂土層。形式大多適用于粘土和砂礫6混合層。圖圖 1-5 半機械式盾構(gòu)半機械式盾構(gòu)5開胸機械切削盾構(gòu)。當?shù)貙幽軌蜃粤?，或采用輔助措施后能夠自立時，在盾構(gòu)的切口部分，安裝與盾構(gòu)直徑相適應的大刀盤，以進行全斷面開胸機械切削開挖，如圖 1-6所示。機械式盾構(gòu)是一種采用緊貼著開挖面的旋轉(zhuǎn)刀盤進行全斷面開挖的盾構(gòu)。它具有可連續(xù)不斷地挖掘土層的功能。能一邊出土、一邊推進，連續(xù)不斷地進行作業(yè)。 機械式盾構(gòu)的切削機構(gòu)采用最多的是大刀盤形式，它有單軸式、雙重轉(zhuǎn)動式、多軸式數(shù)種，其中單軸式使用得最為廣泛。多根輻條狀槽口的切削頭繞中心軸轉(zhuǎn)動，由

20、刀頭切削下來的土從槽口進入設在外圈的轉(zhuǎn)盤中，再由轉(zhuǎn)盤提升到漏土斗中，然后由傳送帶把土送入出土車。 機械式盾構(gòu)的優(yōu)點除了能改善作業(yè)環(huán)境、省力外，還能顯著提高推進速度，縮短工期。問題是盾構(gòu)的造價高，為了提高工作效率而帶來的后續(xù)設備多，基地面積大等。因此若隧道長度短時，就不夠經(jīng)濟。與手掘式盾構(gòu)相比，在曲率半徑小的情況下施工以及盾構(gòu)糾偏都比較困難。 機械式盾構(gòu)適用地層：機械式盾構(gòu)可在極易坍塌的地層中施工，因為盾構(gòu)的大刀盤本身就有防止開挖面坍塌的作用。但是，在粘性土地層中施工時，切削下來的土易粘附在轉(zhuǎn)盤內(nèi)，壓密后會造成出土困難。因此機械式盾構(gòu)大多適用于地質(zhì)變化少的砂性土地層。7圖圖 1-6 開胸式機械切

21、削式盾構(gòu)開胸式機械切削式盾構(gòu)7 局部氣壓盾構(gòu)。在機械盾構(gòu)的支承環(huán)前邊裝上隔板，使切口與此隔板之間形成一個密封艙。在密封艙內(nèi)充滿壓縮空氣，達到穩(wěn)定開挖面土體的作用。這樣隧道施工人員就不處在氣壓內(nèi)工作。在適當?shù)刭|(zhì)條件下，對比全氣壓盾構(gòu)，無疑有較大優(yōu)越性。但這種盾構(gòu)在密封艙、盾尾及管片接縫處易產(chǎn)生漏氣問題，如圖 1-7 所示。圖圖 1-7 局部氣壓式盾構(gòu)局部氣壓式盾構(gòu)7泥水加壓式盾構(gòu)。泥水加壓式盾構(gòu)是在盾構(gòu)正面與支承環(huán)前面裝置隔板的密封艙中，注入適當壓力的泥漿來支撐開挖面，并以安裝在正面的大刀盤切削土體，進土與泥水混合后，用排泥泵及管道輸送至地面處理（見圖 1-8）8圖圖 1-81-8 泥水加壓式盾

22、構(gòu)泥水加壓式盾構(gòu)(a)德國式德國式 (b)日本式日本式 具體地講，泥水加壓盾構(gòu)就是在機械式盾構(gòu)大刀盤的后方設置一道隔板，隔板與大刀盤之間作為泥水室，在開挖面和泥水室中充滿加壓的泥水，通過加壓作用和壓力保持機構(gòu)，保證開挖面土體的穩(wěn)定。盾構(gòu)推進時開挖下來的土就進入泥水室。由攪拌裝置進行攪拌，攪拌后的高濃度泥水用流體輸送法送出地面，把送出的泥水進行水土分離，然后再把分離后的泥水送入泥水室，不斷地循環(huán)泥水加壓盾構(gòu)在其內(nèi)部不能直接觀察到開挖面，因此要求盾構(gòu)從推進、排泥到泥水處理全部按系統(tǒng)化作業(yè)。通過泥水壓力、泥水流量、泥水濃度等的測定，算出開挖土量，全部作業(yè)過程均由中央控制臺綜合管理。泥水加壓盾構(gòu)是利用

23、了泥水的特性對開挖面起穩(wěn)定作用的，泥水同時具有下列三個作用。（1）泥水的壓力和開挖面水土壓力的平衡。（2）泥水作用到地層上后，形成一層不透水的泥膜，使泥水產(chǎn)生有效的壓力。（3）加壓泥水可滲透到地層的某一區(qū)域，使得該區(qū)域內(nèi)的開挖面穩(wěn)定。 就泥水的特性而言，濃度和密度越高，開挖面的穩(wěn)定性越好，而濃度和密度越低泥水輸送時效率越高，因此考慮了以上條件，目前被廣泛作為泥水管理標準的數(shù)值如下： （1）容重：1.051.25（g/cm3）粘土、膨潤土等。 （2）粘度：2040（s） ，漏斗粘度 500/500ml。 （3）脫水量：Q200ml， （APL 過濾試驗 3kgcm2,30min） 。 泥水加壓盾

24、構(gòu)有日本體系及德國體系，如圖 8 所示。兩者區(qū)別是：德國式的密封艙中設置了起緩沖作用的氣壓艙，以便于人工控制正面泥漿壓力，構(gòu)造較簡單；而日本式密封艙中全是泥水，要有一套自動控制泥水平衡的裝置。一般地說，泥水盾構(gòu)對地層擾動最小，地面沉降也最小，但費用最高。 泥水盾構(gòu)適用地層：泥水加壓盾構(gòu)最初是在沖積粘土和洪積砂土交錯出現(xiàn)的特殊地層中使用，由于泥水對開挖面的作用明顯，因此軟弱的淤泥質(zhì)土層、松動的砂土層、砂礫層、卵石砂礫層、砂礫和堅硬土的互層等均運用。泥水加壓盾構(gòu)對地層的適用范圍之9廣。但是在松動的卵石層和堅硬土層中采用泥水加壓盾構(gòu)施工，會產(chǎn)生逸水現(xiàn)象，因此在泥水中應加入一些膠合劑來堵塞漏縫。在非常

25、松散的卵石層中開挖時，也有可能失敗。還有在堅硬的土層中開挖時，不僅土的微粒會使泥水質(zhì)量降低，而且粘土還常會粘附在刀盤和槽口上，給開挖帶來困難，因此應該予以注意。 泥水加壓盾構(gòu)的適用性： （1）細粒土（粒徑 0.074mm 以下）含有率在粒徑累積曲線的 10%以上。 （2）礫石（粒徑 2mm 以上）含有率在粒徑加積曲線的 60%以上。 （3）自然含水量 18%以上。 （4）無 20030Omm 的粗礫石。（5）滲透系數(shù) K s 屬中長桿；s 屬短粗桿。L：桿件長度；i：截面慣性半徑，i=0.461=L/i =0.7 8.7/0.461=13.21s=61.4（長度系數(shù) 取 0.7）所以，此 50

26、0 鋼管支撐屬短粗桿，桿件穩(wěn)定性滿足要求。5）反力架底座型鋼焊縫強度驗算取角焊縫的有效高度8mm，焊縫長度1m 時，其抗剪力為=160N /m2=1280kN。而實際圖中反力架底座的鋼板長度為1.2m，500 鋼管斜剖面長度為3.2m。因此焊接500 鋼管四邊焊縫長度為3.2m 其最大可受力4096kN。600 鋼管與預埋鋼板焊接點最大水平推力為 2527kN，安全系數(shù)達到4096kN/2527kN=1.62。所以后靠底座支撐滿底座最大受力為 2527kN 足要求。由以上分析可知，本盾構(gòu)機反力架結(jié)構(gòu)設計滿足使用要求，盾構(gòu)機反力架結(jié)構(gòu)的設計具有一定的實用性，對今后同類地鐵盾構(gòu)的施工具有較大的指導

27、作用。5.2.35.2.3 始發(fā)基座安裝與受力驗算始發(fā)基座安裝與受力驗算1、始發(fā)基座安裝盾構(gòu)機組裝前，依據(jù)隧道設計軸線與洞口定出盾構(gòu)出洞姿態(tài)的空間位置，然后反推出始發(fā)基座的空間位置。始發(fā)基座的安裝注意始發(fā)、到達段所處的線路平、縱面條件。由于始發(fā)基座在盾構(gòu)始發(fā)時要承受縱向、橫向的推力以及約束盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)的扭矩，所以在盾構(gòu)始發(fā)前，必須對始發(fā)基座兩側(cè)與盾構(gòu)井預埋件及鋼支撐進行連接固定，加固的方式見圖 5-4 盾構(gòu)始發(fā)基座加固示意圖。考慮到盾構(gòu)機可能叩頭的影響，始發(fā)基座的安裝高程可根據(jù)端頭地質(zhì)情況進行適當抬高1020mm。盾構(gòu)始發(fā)基座具有足夠的剛度和強度，導軌必須順直。 32圖圖 5-45-4 盾構(gòu)始發(fā)基

28、座加固示意圖盾構(gòu)始發(fā)基座加固示意圖2、負環(huán)管片安裝負環(huán)管片包括負環(huán)鋼管片和負環(huán)砼管片。負環(huán)鋼管片為 350mm 厚，內(nèi)徑為 5640mm，外徑為 6340mm 的鋼制圓環(huán)，負環(huán)鋼管片起到連接負環(huán)砼管片和反力架的作用。在拼裝第一環(huán)負環(huán)管片時，在盾尾管片拼裝區(qū) 180范圍內(nèi)用木條填墊盾尾內(nèi)側(cè)與管片間的間隙，見圖 5-5 負環(huán)管片定位示意圖。圖圖 5-55-5 負環(huán)管片定位示意圖負環(huán)管片定位示意圖在盾構(gòu)機內(nèi)拼裝好整環(huán)后利用盾構(gòu)機推進千斤頂將管片緩慢推出盾尾，此時利用門吊將拼裝好的整環(huán)鋼管片吊至盾尾，并將鋼管片同推出盾尾的負環(huán)管片用螺栓連接。為了避免負環(huán)管片全部推出盾尾后下沉，在始發(fā)基座導軌上點焊圓鋼

29、，以填充始發(fā)支座軌道與管片外側(cè)的空隙，使圓鋼將負環(huán)管片托起。第二環(huán)負環(huán)以后管片將按照正常的安裝方式進行安裝。隨著負環(huán)管片的拼裝負環(huán)鋼管片將靠在反力架上，負環(huán)鋼管片同反力架采用焊接的形式連接牢固。隨著負環(huán)的進一步拼裝，盾構(gòu)機快速地通過洞門進行始發(fā)掘進施工。始發(fā)基座、導軌和管片安裝后的示意圖見圖 5-6。負環(huán)管片管片定位墊塊盾尾殼體33圖圖 5-65-6 始發(fā)基座、導軌和管片安裝后示意圖始發(fā)基座、導軌和管片安裝后示意圖3、始發(fā)基座的安裝要點1）始發(fā)基座為整體式，自重 12T，由于吊裝距離較遠，達到 11 米，為安全起見，采用 80T 吊車吊入井內(nèi)。2）保證基座的加工尺寸精度，特別是軌面與地面的高度

30、和軌面之間的距離。保證精度為5mm，兩條軌道之間的平行度精度為3mm。3）前期預埋鋼板標高調(diào)整精度為5mm。4）基座安裝軸線精度水平偏差：5mm，高度偏差：0mm-10mm。5）基座固定焊接必須采用自然冷卻，嚴禁用水冷卻。4、始發(fā)基座受力驗算本工程所用盾構(gòu)機主體總重約為286T，根據(jù)各個部位的重量，將盾構(gòu)機分為三段，第一段為刀盤和前盾，第二段為中盾和螺旋機，第三段為尾盾和拼裝機。各段在基座上接觸面的長度和重量分別為：第一段：Lh3.4m，Gn1420kN；第二段：Lm2.2m，Gm1020kN；第三段：Le3.5mm，Ge420kN簡圖 5-7 如下：圖圖 5-75-7 始發(fā)架受力簡圖始發(fā)架受

31、力簡圖Ph=1420/3.4=417.6 kN/m Ph cos30=361.6 kN/mPm=1020/2.2=463.6 kN/m Pm cos30=401.5 kN/mPe=420/3.5=120 kN/m Pe cos30=103.9 kN/m34基座簡化為多跨等跨連續(xù)梁按照配對最不利的情況考慮，受力圖簡化如5-8。q=401.5 kN/m圖圖 5-85-8 始發(fā)架受力簡化圖始發(fā)架受力簡化圖最大彎矩：MBmax=1/8ql2=45.3kNm最大剪力：QBmax=0.625ql=238.4kN最大支反力：Fmax=2QBmax=476.8kN橫梁采用20mm厚鋼板組合，簡化為H型鋼計算，

32、承受剪應力和拉壓應力，鋼軌焊接在橫梁上，如下圖所示5-9拉彎Wx=1704cm3 截面S=158cm2腰厚: d=2cm=205MPa =120Mpa 剪應力：1=Q/S=238.4/158=1.5kN/cm2=15MPa拉壓應力：=MBmax/Wx=45300/1704=26.6MPa所以：橫梁的抗彎和抗剪強度滿足要求 腹板的抗壓校核 圖圖 5-95-9 H H 型鋼受力簡圖型鋼受力簡圖2 =F/S 腰=476.8/（2x29）=8.22kN/cm2=82.2MPa 所以：腹板的抗壓強度滿足要求 支撐梁（底梁）的強度校核3 支撐架選用 300 H 型鋼 截面面積：S=120.4cm2 抗彎模

33、量：W=451cm3基座底部工字鋼梁的最大拉應力： =F/S=238.4/120.4=19.8MPA 最大壓應力35 =F/S=476.8/120.4=39.6MPa95%，即固結(jié)收縮率5%。（4）漿液稠度：8 12cm。7.4.47.4.4 漿液配合比漿液配合比為保證漿液質(zhì)量，施工中應根據(jù)始發(fā)時地層的實際情況選擇漿液配合比，特別是和易性適宜的漿液，達到易于壓送、不離析、不沉淀、不堵管。在施工中根據(jù)地層條件、地下水情況及周邊條件等，通過現(xiàn)場試驗優(yōu)化確定。根據(jù)經(jīng)驗，本標段工程同步注漿采用單液水泥砂漿填充管片外環(huán)形間隙，初步擬采用如表 1 所示的漿液配比（根據(jù)始發(fā)時的實際地質(zhì)情況進行調(diào)整） 。表表

34、 7-17-1 同步注漿材料配合比同步注漿材料配合比摻和料外加劑材料種類水泥砂子水粉煤灰膨潤土膨脹劑每 m3 用量(kg)158739485342500同步注漿漿液凝固時間為 6-10h。7.57.5 同步注漿主要技術(shù)參數(shù)的確定同步注漿主要技術(shù)參數(shù)的確定597.5.17.5.1 注漿量的計算注漿量的計算 背后襯砌注漿量 Q，通?？砂聪率焦浪悖篞=V 式中，V理論空隙量，注入率。 人天區(qū)間采用的加泥式土壓平衡盾構(gòu)機刀盤直徑 6.28m，而預制鋼筋混凝土管片外徑為 6.0m，則理論上每掘進一環(huán)，盾構(gòu)掘削土體形成的空間與管片外壁之間的空隙的理論體積為：V=（6.282-62）1.2/4=3.24m3

35、。注入率 的主要影響因素包括注入壓力決定的壓密系數(shù) 1、土質(zhì)系數(shù)2、施工損耗系數(shù) 3 和超挖系數(shù) 4。 則 =1+2+3+4 +1每環(huán)實際注漿量可根據(jù)地層和施工損耗等情況選取相應的注入率。 7.5.27.5.2 注漿壓力的確定注漿壓力的確定 注漿壓力是指注入孔附近的壓力，而不是泵的噴射壓力。注漿壓力應綜合覆蓋土的厚度、地下水的壓力及管片的強度進行設定。但應注意以下問題：（1）不大于盾尾密封壓力的警戒值（2）不大于管片能承受的最大壓力（3）根據(jù)管片脫出盾尾后位移情況進行及時調(diào)整（4）根據(jù)地表建筑物沉降情況進行及時調(diào)整7.5.37.5.3 注漿量和注漿壓力的控制注漿量和注漿壓力的控制 背后注漿的注

36、入量受漿液向土體中的滲透、泄露損失（漿液流到注入?yún)^(qū)域之外） 、小曲率半徑施工、超挖、背后注漿所用漿液的種類等多種因素的影響。雖然這些因素的影響程度目前尚在探索，但控制注入量多少的基本原則是不變的，即要保證有足夠的漿液能很好的填充管片與地層之間的空隙。 一般每環(huán)漿液注入量為 67m3，施工中如果發(fā)現(xiàn)注入量持續(xù)增多時，必須檢查超挖、漏失等因素。而注入量低于預定注入量時，可以考慮是注入漿液的配比、注入時期、盾構(gòu)推進速度過快或出現(xiàn)故障所致，必須認真檢查采取相應的措施，一般可采取加大注漿壓力或在盾構(gòu)掘進后進行二次注漿。 注入壓力要考慮不同地層的多種情況，注入壓力一般是 24Bar，由于考慮在砂質(zhì)或砂卵石

37、地層中漿液的擴散，所以注入壓力要比在其它地層中的注入壓力小一些。 在背后注漿施工中，為控制注漿效果和質(zhì)量，應對注入壓力和注入量這兩個參數(shù)進60行嚴格控制，我們采取的是以設定注入壓力為主，兼顧注入量的方法。 7.67.6 注漿質(zhì)量控制注漿質(zhì)量控制 7.6.17.6.1 漿液攪拌漿液攪拌 制漿時的注意事項： 1）對于制漿材料要把好質(zhì)量關(guān)，選用供貨質(zhì)量穩(wěn)定的供貨商。拌制漿液時，不能使用固結(jié)成塊的黃泥粉和膨潤土，砂料應是粒徑 24mm 的細砂，含泥量不能超過標準，不得混有雜物和大粒徑石子； 2）漿液攪拌要充分，拌和要連續(xù)，不能間斷； 3）定期檢查計量系統(tǒng)，保證按配比生產(chǎn)漿液；4）根據(jù)拌制的第一罐漿液的

38、性能指標，合理調(diào)整各骨料和水的加量，保證漿液的性能最終滿足要求； 5）按規(guī)定對設備進行日常維護保養(yǎng)，使設備經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)。冬季施工，要對漿液攪拌站的關(guān)鍵部位做好保溫工作。 6）縮短供貨周期，盡量縮短原料在施工現(xiàn)場的存放時間，減少材料的板結(jié)現(xiàn)象。如用含水量較大的細砂，應相應地調(diào)節(jié)水的加量。 7.6.27.6.2 漿液運輸及注入漿液運輸及注入 漿液運輸及注入過程中的注意事項 1）若漿液運輸距離較長，直接泵送至盾構(gòu)機漿液罐內(nèi)容易發(fā)生堵管現(xiàn)象，應采用漿液罐車運輸，縮短泵送距離，減少堵管現(xiàn)象的發(fā)生； 2）在漿液站向罐車內(nèi)泵送漿液的過程中，應保證罐車在連續(xù)攪拌，防止?jié){液離析；漿液運送到后配臺車后，

39、應及時泵入到儲漿罐中，由儲漿罐繼續(xù)進行攪拌； 3）罐車泵送完漿液后，及時進行清洗； 4）檢查從注入孔到泵的輸漿管接頭的好壞； 5）注意觀察注入壓力、注入量； 6）定期清理注漿管及注漿孔。 7.77.7 同步注漿質(zhì)量保證措施同步注漿質(zhì)量保證措施1）在開工前制定詳細的注漿作業(yè)指導書，并進行詳細的漿材配比試驗，選定合適的注漿材料及漿液配比。2）制訂詳細的注漿施工設計和工藝流程及注漿質(zhì)量控制程序，嚴格按要求實施注漿、檢查、記錄、分析，及時做出 PQt 曲線，分析注漿速度與掘進速度的關(guān)系，評價注漿效果，反饋指導下次注漿。613）成立專業(yè)注漿作業(yè)組，由富有經(jīng)驗的注漿工程師負責現(xiàn)場注漿技術(shù)和管理工作。4）根

40、據(jù)洞內(nèi)管片襯砌變形和地面及周圍建筑物變形監(jiān)測結(jié)果，及時進行信息反饋，修正注漿參數(shù)和施工工藝，發(fā)現(xiàn)情況及時解決。5）做好注漿設備的維修保養(yǎng)和注漿材料供應，定時對注漿管路及設備進行清洗, 保證注漿作業(yè)順利連續(xù)不中斷進行。6）環(huán)形間隙充填不夠、結(jié)構(gòu)與地層變形不能得到有效控制、變形危及地面建筑物安全或存在地下水滲漏區(qū)段，必要時通過吊裝孔對管片背后進行補充注漿，以增加注漿層的密實性并提高防水效果。7）根據(jù)經(jīng)驗值推斷，盾構(gòu)單線推進對地表影響主區(qū)域為軸線兩側(cè) 7m 范圍內(nèi), 約為洞徑的 2.2 倍；整個影響區(qū)域為軸線兩側(cè) 20m 內(nèi)，大約為洞徑的 6.2 倍。因此應對上述軸線兩側(cè)范圍加強監(jiān)控。62第八章第八

41、章 開倉換刀開倉換刀8.18.1 開倉位置選擇開倉位置選擇南昌地鐵 1 號線長蛟區(qū)間下行線開倉位置選取在 182 環(huán)至 188 環(huán)（里程XK4247.425XK4240.575）的位置，采用加固后氣壓開倉的方式進行。加固采用三軸攪拌樁進行加固且加固范圍為 10.45m6.85m（見下圖） ，刀盤切口停機選在里程XK4+242.575，850600 三軸攪拌樁樁底均控制在入巖 1m，地面標高為+19.52m，樁底底標高為-1.0m；水泥攪拌樁樁頂標高控制在+6.5m，加固樁長 7.5m。圖圖 8-18-1 下行線開倉位置及加固平面示意圖下行線開倉位置及加固平面示意圖南昌地鐵 1 號線長蛟區(qū)間上行

42、線盾構(gòu)機停機位置切口里程 SK4+201.92（切口里程對應環(huán)號 220）中心埋深 20.1m，處 29下坡，主要處于圓礫、強風化、中風化泥質(zhì)粉砂巖土層中，圓礫層厚 1.5m，強風化泥質(zhì)粉砂巖厚度 0.3m，中風化泥質(zhì)粉砂巖厚度 4.2m，距離預定開倉換刀位置（切口里程 SK4+198，對應環(huán)號 223）只有 3.92m，預定開倉位置的地層與目前停機位置所處地層基本相同。盾構(gòu)機開倉位置前方 225 環(huán)處有一鳳凰花園西區(qū) J-02#為 11 層砼住宅樓，地基加固為夯63擴灌注樁，樁徑 0.5m，樁長約 13.85m，樁底標高 3.4m。隧道軸線豎向曲線為 29坡度。圖圖 8-28-2 上行線開倉

43、位置及加固平面示意圖上行線開倉位置及加固平面示意圖8.28.2 地面加固施工措施地面加固施工措施8.2.18.2.1 下行線開倉地面加固施工措施下行線開倉地面加固施工措施（1）施工工藝加固采用 850600 的三軸攪拌樁，水泥采用 42.5 級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量不小于 20%。加固后土體應具有良好的均勻性、自立性、止水性，無側(cè)限抗壓強度qu0.8MPa，垂直度偏差不大于 1/250。施工流程見圖 8-3。測量放線鉆機就位預攪下沉漿液配制下一循環(huán)清洗輸漿管、樁機移位調(diào)平第二次提升、噴漿、攪拌重復下沉第一次提升、噴漿、攪拌64圖圖 8-38-3 三軸攪拌樁施工工藝流程三軸攪拌樁施工工藝流程（

44、2）施工方法 障礙物清理因該工法要求連續(xù)施工，故在施工前應對加固區(qū)域地下障礙物及管線進行清理或移位，以保證施工順利進行。 測量放線 施工前，現(xiàn)場技術(shù)人員按施工圖紙及現(xiàn)場實際情況放樣，并做好明確標志。 開溝槽 在三軸攪拌樁施工過程中會涌出大量的置換土，為了保證樁機的安全移位和施工現(xiàn)場的整潔，需要使用挖機在攪拌樁樁位上預先開挖溝槽。 根據(jù)放樣出的水泥土攪拌樁圍護中心線，用 0.4m3 小挖掘機沿圍護中心線平行方向開掘工作溝槽，根據(jù)本工程攪拌樁直徑，取槽寬約 1.0m，深度約 0.61.0m。 場地遇有地下障礙物時，利用鎬頭機將地下障礙物破除干凈，如破除后產(chǎn)生過大的空洞，則需回填壓實，重新開挖溝槽。

45、 開挖溝槽余土應及時處理，以保證工法正常施工，并達到文明施工工地要求。 孔位放樣 由現(xiàn)場技術(shù)員根據(jù)設計圖紙和測量控制點放出樁位，樁位平面偏差不大于 2cm。本工程使用的三軸攪拌機樁徑 850mm，軸心距為 600mm，樁搭接 250mm。三軸攪拌樁采用套打一孔工藝，因此樁心距為 1200mm。 樁機就位與垂直度校正 用卷揚機和人力移動攪拌樁機到達作業(yè)位置，并調(diào)整樁架垂直度達到 0.5%以 上。在樁機上焊接一半徑為 5cm 的鐵圈，10m 高處懸掛一鉛錘，利用經(jīng)緯儀校直鉆桿垂直度，使鉛錘正好通過鐵圈中心。每次施工前必須適當調(diào)節(jié)鉆桿，使鉛錘位于鐵圈內(nèi)，即把鉆桿垂直度誤差控制在 0.5%內(nèi)。 樁機移

46、位由當班機長統(tǒng)一指揮，移動前必須仔細觀察現(xiàn)場情況，移位要作到平穩(wěn)、安全。樁機定位后，由當班機長負責對樁機樁位進行復核，偏差不得大于 20mm。 為便于成樁深度的控制，施工前應在鉆桿上做好標記，控制攪拌樁樁長不得小于設計樁長，當樁長變化時擦去舊標記，做好新標記。 水泥漿液拌制 施工前應搭建好拌漿施工平臺，平臺附近搭建水泥庫，對全體工人做好詳細的施工技術(shù)交底工作，水泥采用 P42.5 級普通硅酸鹽水泥，水泥漿液的水灰比嚴格控制在651.51.7，具體根據(jù)可現(xiàn)場實際情況調(diào)整，水泥總體摻量為 20%（重量） 。 噴漿、攪拌成樁 啟動電動機，根據(jù)土質(zhì)情況按計算速率，放松卷揚機使攪拌頭自上而下切土拌和下沉

47、，直到 鉆頭下沉鉆進至樁底標高。按照攪拌樁施工工藝要求，鉆桿在下沉和提升時均需注入水泥漿液，每次下降時噴漿 60，提升時噴漿 40。鉆機鉆進和提升速度宜 控制在 0.61m/min，按照技術(shù)交底要求均勻、連續(xù)注入拌制好的水泥漿液，鉆桿提升完畢時，設計水泥漿液全部注完。（3）三軸攪拌技術(shù)保證措施 確保定位軸線質(zhì)量；a.嚴格按照圖紙及現(xiàn)場實際端頭井位置定出攪拌樁起始點及軸線位置；b.攪拌樁起始點及軸線位置經(jīng)甲方及監(jiān)理驗收合格后，方可進行攪拌樁施工；確保樁位質(zhì)量樁位移機前要量好 60cm 間距尺寸并做好標記，移位時在內(nèi)外邊線間移動，就位前對樁間距進行復核，以確保樁間搭接長度符合設計要求。 確保樁頂，

48、樁底標高施工時應不斷測量施工場地及機架標高，并及時修正相應樁深和其它標高控制位置，如周圍存在建筑物時，也可以將樁底和其他位置控制標高標志在建筑物上。 保證樁體垂直度在鋪設道軌枕木處要墊平整實，使道軌枕木在同一水平線上，在開孔前用水平尺對機架進行校對以確保樁體垂直度（不得超過 1.0%h）達到設計要求。 保證加固體強度的均勻性a.壓漿階段杜絕斷漿和輸漿管堵塞現(xiàn)象；b.控制噴漿量和攪拌鉆進及提升速度（鉆進速度控制在 1m/min 左右、噴漿提升速度控制在 0.61m/min 左右） ，氣壓控制在 0.61Mpa,壓漿壓力控制在 3.54.5Mpa；c.機下沉至停漿面下 0.5m,待恢復供漿后再噴漿

49、提升，以保證加固范圍內(nèi)每以深度均得到充分攪拌；d.臨樁間隔搭接時間不得超過 24 小時；e.第一次噴漿與每次噴漿的水泥摻入量同；f.水泥采用普硅 P42.5 水泥，均必須有出廠質(zhì)保書，并經(jīng)檢驗合格后方可使用；g.水泥漿液嚴格按設計水灰比進行配料；水泥漿液攪拌好后，進入儲漿筒前，用篩網(wǎng)清除水泥中的結(jié)塊和雜物；只能在壓漿前進入儲漿筒中，保證水泥漿不發(fā)生離析；66h.水泥漿配制時，嚴格進行計量。8.2.28.2.2 上行線開倉地面加固施工措施上行線開倉地面加固施工措施根據(jù)地質(zhì)勘查報告的情況，經(jīng)過補充勘察資料顯示,全風化泥質(zhì)粉砂巖頂標高1.700m，中風化泥質(zhì)粉砂巖的標高為 0.600m,加固區(qū)域地面

50、標高為 19.5m,隧道頂面標高為 2.063m。加固深度為隧道頂面以上 3m,及入巖深度 1m，深度為 6.5m，加固范圍為410m。加固工藝為，加固體四周采用“硫酸+水玻璃”組合的化學漿液，加固體中間采用壓密注漿，漿液采用雙液漿。（1）施工工藝1）注漿的工藝流程為：鉆孔攪拌漿液邊注漿邊拔注漿管封孔；2）根據(jù)注漿參數(shù)嚴格控制漿液質(zhì)量，在底部注漿時，適當提高注漿壓力，當?shù)撞孔{達到要求后，開始逐步提升注漿管，控制注漿管提升速度，保持注漿壓力在0.81.0Mpa 之間；3）壓漿采取跳孔進行，先外圍后內(nèi)側(cè)；先進行化學注漿止水，再進行內(nèi)部雙液注漿；4）注漿完后，拔出注漿管，用清水進行沖洗注漿管，保證

51、管路暢通；5） 、注漿充填率應根據(jù)加固土要求達到無側(cè)限抗壓強度 qu0.8MPa、加固深度、注漿流量、土體的孔隙率和滲透系數(shù)等因素確定。根據(jù)現(xiàn)場試驗確定；6）化學注漿時，配置稀硫酸時，稀釋采用水中加濃硫酸。并現(xiàn)場加強危險化學品的安全管理，制定濃硫酸的安全操作規(guī)程和管理制度。（2）施工機具注漿設備主要是 AB150 型壓漿泵 3 套，其選用原則是：能滿足灌漿壓力的要求，一般為灌漿實際壓力的 1.21.5 倍；應能滿足巖土吸漿量的要求；壓力穩(wěn)定，能保證安全可靠地運轉(zhuǎn)；機身輕便，結(jié)構(gòu)簡單，易于組裝、拆卸、搬運。注漿泵壓力選用在1.5Mpa。雙液注漿選用雙液注漿泵。配套機具有攪拌機、注漿管、閥門、壓力

52、表等，此外還有鉆孔機等機具設備。（3）材料要求和配比1）化學注漿采取硫酸和水玻璃的混合液，主要達到止水的效果。硫酸采用 98%的濃硫酸；水采用自來水；水玻璃采用模數(shù) 2.43.0，濃度以3045Be。67漿液配比為硫酸加水稀釋，以 1:0.15 質(zhì)量比配置稀硫酸；水和水玻璃以 1：1 質(zhì)量比配置水玻璃溶液。稀硫酸和水玻璃溶液以 1:1 配置進行注漿。注漿壓力控制在 0.3 MPa 左右。注漿量每根樁注漿量控制在 35t 左右。2）雙液注漿采用水泥水玻璃進行注漿以達到土體加固的效果。水泥采用 P.O42.5 普通硅酸鹽水泥；水采用自來水；水玻璃采用模數(shù) 2.43.0，波美度 3045Be。漿液配

53、比為水泥漿水灰比為 1.0，水泥漿與水玻璃溶液以 1:1 的體積比進行配置；注漿終壓設計值根據(jù)地面隆起情況取 0.20.5MPa，注漿時要嚴格控制注漿壓力，防止地面隆起破壞地表結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可適當調(diào)整注漿壓力。注漿終壓控制在0.81.0Mpa；注漿速率為 710L/min，實際注漿過程中根據(jù)進漿量變化及壓力的變化可適當調(diào)濃或調(diào)稀一級，以確保施工質(zhì)量。（4）注漿控制措施本次開倉加固區(qū)域距離我盾構(gòu)機刀盤切口較近只有 2.3m，因此防止注漿時漿液串進刀盤前方尤為重要。1）開始注漿施工前，盾構(gòu)機刀盤前通過泡沫系統(tǒng)注入膨潤土溶液，使其土倉壓力控制在 2.0bar 以上；注漿施工過程中，如發(fā)現(xiàn)土

54、倉壓力增大，及時采取保壓，向前方注入膨潤土溶液；2）注漿施工時，嚴控按配合比施工，同時加強注漿壓力觀察，控制好注漿壓力。8.38.3 帶壓開倉施工流程帶壓開倉施工流程8.3.18.3.1 壓力設定壓力設定本次開倉換刀地層為透水性地層，可采用水土分算帶壓換刀氣壓可按下式計算：穩(wěn)定掌子面的氣壓設定值為：axhePkM下限側(cè)水水（，）式中 -土倉氣壓設定值（kPa） ；P下限-安全系數(shù)，一般 K1；k-空倉底部水壓（刀盤中心位置） ；h水水-空倉底部土層側(cè)壓力；e側(cè)68根據(jù)施工現(xiàn)場降水井水位觀測地下水位基本在 14.30m 左右，開倉換刀位置砂層底標高為 1.700m，隧道中心標高為-0.9m。根據(jù)

55、計算空倉底部水壓在 1.23bar。在保證安全前提下，氣壓值越小越好。從以往施工經(jīng)驗來看，由于開挖面地層脫水和較小的刀盤開口率，加之土層加固使其前方土體自穩(wěn)性提高，側(cè)土壓力可以不考慮，當然由于氣壓是均一的，在氣壓止水的同時也擋土，這也提高了開挖面土體這部分的安全性；此外由于膨潤土漿液的泥塞作用。為保證進倉作業(yè)人員的人身安全，空氣壓力設定在 1.5bar。8.48.4 作業(yè)前的準備工作作業(yè)前的準備工作8.4.18.4.1 人員的安排人員的安排表表 8-18-1 開倉換刀人員表開倉換刀人員表序號項目人數(shù)備注1項目經(jīng)理1整體工作協(xié)調(diào)和下達命令2項目副經(jīng)理1工作聯(lián)系與協(xié)調(diào)3班組長2熟悉進倉施工流程4土

56、木工程師2地質(zhì)評估，安全監(jiān)督5機電工程師2設備故障排除6刀具工程師1技術(shù)指導，刀具評估7專職安全員2施工過程安全監(jiān)督8協(xié)助人員6照明接人9機械維修工6風、水接入和保障10刀具檢查處理人員6熟練帶壓換刀操作8.5.28.5.2 工期安排工期安排表表 8-28-2 開倉換刀工期安排表開倉換刀工期安排表序號內(nèi)容期限日期備注1注漿加固10天4月23日至5月2日2盾構(gòu)掘進3天5月3日至5月5日3開倉準備2天5月6日至5月7日4刀盤清理換刀14天5月8日至5月21日5恢復掘進1天5月22日工期30天8.5.38.5.3 機電系統(tǒng)準備機電系統(tǒng)準備（1）準備好開倉作業(yè)所需的工具及材料，如防爆燈、套筒扳手、應急

57、藥箱等；69（2）空壓機的檢查：對空壓機進行全方位的檢查與維護，包括濾芯的更換、油位的檢查、電氣和機械系統(tǒng)的運行測試等。另外為了防止斷電，必須另備柴油發(fā)電機和3臺空壓機來保證壓氣作業(yè)的正常運轉(zhuǎn)；（3）人閘的檢查：檢查人閘里的燈具、緊急電話、壓力表、氣動閥、密封門等裝置是否正常運轉(zhuǎn)；另外，通過盾體腔壁的備用孔連接一條氣管出來，裝上壓力表用以測定土倉內(nèi)壓力；（4）利用盾構(gòu)機自帶的油脂加注系統(tǒng)往螺旋機安全門注入盾尾密封油脂，保證氣體不會從螺旋機處泄漏；（5）檢查保壓系統(tǒng)通往土倉及人閘的管路是否堵塞，壓力調(diào)節(jié)閥及電氣系統(tǒng)能否正常工作；另外，由壓力傳感器來控制節(jié)流閥本身具有一定的滯后性和不穩(wěn)定性，需要從

58、臺車上的儲氣罐里直接引一條氣管通往土倉，以保證氣體的正常供應。8.4.48.4.4 土工系統(tǒng)的準備土工系統(tǒng)的準備（1）在刀盤的上覆地層范圍內(nèi)進行深孔注漿加固，防止氣體從土體上逸出，也起到地層加固作用；同時檢查周圍是否有下水管道之類的漏氣邊界并進行有效封堵；（2）到達開倉位置后從盾構(gòu)中盾每一個注漿孔注入聚氨酯，聚氨酯注入完畢后，在距離盾尾第 5 環(huán)到第 7 環(huán)進行系統(tǒng)雙液漿；所有注漿孔必須全部開孔注漿，確保壁后填充充實；（3）通過盾體上部的注漿孔向內(nèi)注入盾尾密封油脂，加強盾體處的氣密性，同時也隔斷了盾體內(nèi)外的氣體逸出通道；（4）通過膨潤土漿液稠度試驗確定膨潤土漿液的配比。帶壓換刀對膨潤土稠度的要

59、求是 120s 左右，通過膨潤土稠度儀進行測試。在確定膨潤土漿液的配比后根據(jù)盾構(gòu)機推進情況，在盾構(gòu)推進換刀位置 24 小時之前拌制膨潤土。（5）開倉換氣：開倉前，利用空壓機從泡沫系統(tǒng)的管路向刀盤前面吹入壓縮空氣，土倉內(nèi)原有的保壓系統(tǒng)管路作為排氣通道，排風道盾構(gòu)機后配套尾部，形成循環(huán)，置換土倉內(nèi)的氣體；開倉后，土倉內(nèi)的空氣循環(huán)主要是通過空壓機向倉內(nèi)輸入壓縮空氣，并將土倉內(nèi)原有氣體排出，形成循環(huán)，保證土倉內(nèi)的空氣質(zhì)量。洞內(nèi)通風主要利用洞外的壓入式通風機供風，形成循環(huán)，洞內(nèi)和艙內(nèi)通風時需進行氣體檢測，保證作業(yè)人員的安全。8.5.58.5.5 盾構(gòu)到達預定換刀位置盾構(gòu)到達預定換刀位置盾構(gòu)機到達預定換刀位置后，盾構(gòu)停止掘進，但是繼續(xù)轉(zhuǎn)動刀盤和注入膨潤土泥漿。持續(xù)以上操作 5min 后停止轉(zhuǎn)動刀盤。隨后向土倉內(nèi)加壓，進行氣壓和土壓置換。加壓過70程采用分階段排土、分階段加壓的方式進行，出土量按照所換刀具位置確定。施工時，邊