盾構(gòu)區(qū)間實(shí)施性施工組織方案

目錄一、工程概況 11、工程范圍及主要工程量 11.1地理位置 11.2主要工程范圍及數(shù)量 11.3盾構(gòu)隧道鋼筋砼管片 21.4盾構(gòu)隧道防水 22、工程地質(zhì)與水文地質(zhì) 22.1工程地質(zhì) 22.2盾構(gòu)隧道所處地層地質(zhì)情況 2二、盾構(gòu)的設(shè)備的適應(yīng)性（選型）及各工作系統(tǒng) 31、盾構(gòu)的設(shè)備的適應(yīng)性 32、盾構(gòu)機(jī)選型 53、盾構(gòu)機(jī)功能描述 64、盾構(gòu)施工配套設(shè)備 25三、盾構(gòu)進(jìn)出洞施工方案及應(yīng)急預(yù)案 251、進(jìn)、出洞端頭土體加固 251.1端頭地質(zhì)情況 251.2加固方案 251.3加固土體質(zhì)量檢驗(yàn) 262、盾構(gòu)始發(fā)施工 262.1洞門(mén)鑿除 272.2始發(fā)設(shè)施的安裝 272.3負(fù)環(huán)管片安裝 272.4始發(fā)掘進(jìn)注意事項(xiàng) 283、應(yīng)急預(yù)案 28四、區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道的施工方案 291、地層加固 291.1加固范圍及質(zhì)量要求 292、開(kāi)挖與襯砌 332.1施工流程 332.2連接螺栓復(fù)緊和鋼管片接縫焊接 332.3管片預(yù)應(yīng)力支架安裝 332.4聯(lián)絡(luò)通道/泵站土體開(kāi)挖 342.5初期支護(hù) 342.6防水工程 352.7二次襯砌 353、聯(lián)絡(luò)通道施工監(jiān)測(cè) 363.1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及方法 363.2監(jiān)測(cè)頻率 36五、特殊地層施工技術(shù)措施 371、技術(shù)措施 372、突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案 38六、盾構(gòu)區(qū)間的周邊環(huán)境及保護(hù)措施 381、周邊環(huán)境 382、主要保護(hù)措施 392.1、施工前的準(zhǔn)備 392.2、施工過(guò)程控制 392.3、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 403、過(guò)建筑物及交叉線施工方案 383.1施工方案 383.2、制定變形監(jiān)測(cè)方案 39盾構(gòu)區(qū)間實(shí)施性施工組織方案一、工程概況1、工程范圍及主要工程量1.1地理位置杭州地鐵1號(hào)線【九堡東站～喬司南站盾構(gòu)區(qū)間及地下明挖段、U型槽段】（22號(hào)盾構(gòu)）沿線穿越九堡鎮(zhèn)、喬司鎮(zhèn)及臨平鎮(zhèn)，從九堡站(K28+634)開(kāi)始沿九沙大道下方往東走，并逐漸向北偏轉(zhuǎn)，穿越德勝路后，于樁號(hào)K30+280（右）出地面。1.2主要工程范圍及數(shù)量九堡東站～喬司南站地下區(qū)間里程為K28+630～K30+280（右），總長(zhǎng)1650m。包括：（1）隧道洞口段里程范圍為K30+050～K30+280，長(zhǎng)230m（右），為明挖箱形U型槽結(jié)構(gòu)；（2）洞口與盾構(gòu)段過(guò)渡段里程范圍為K29+833.2～K30+050（右），長(zhǎng)216.8m，為明挖隧道；（3）K30+050（右）處設(shè)1座雨水泵房，為明挖結(jié)構(gòu)；（4）盾構(gòu)段里程范圍為K28+630～K29+820（右），長(zhǎng)1190m，盾構(gòu)外徑6.2m，左線盾構(gòu)隧道長(zhǎng)1190m，盾構(gòu)外徑6.2m；（線間距、埋深、曲線半徑要素等）（5）K29+220（右）處設(shè)不置1座聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房,為暗挖結(jié)構(gòu)。其大致情況見(jiàn)圖1-1《工程范圍示意圖》。圖1-1工程范圍示意圖1.3盾構(gòu)隧道鋼筋砼管片（1）管片環(huán)設(shè)計(jì)為3+2+1模式，即3塊標(biāo)準(zhǔn)塊、2塊鄰接塊和一塊封頂塊，分標(biāo)準(zhǔn)環(huán)、左轉(zhuǎn)彎環(huán)、右轉(zhuǎn)彎環(huán)三種形式，采用C50、S10鋼筋砼預(yù)制，寬度1200mm，厚度350mm。管片的塊與塊間以2根M30的環(huán)向螺栓連接，環(huán)與環(huán)間以16根M30的縱向螺栓連接。（2）聯(lián)絡(luò)通道與正線隧道相接處采用特殊管片環(huán)，為鋼管片。（3）管片制作和拼裝精度要求1）單塊管片的允許誤差：寬度±0.3mm；弧、弦長(zhǎng)±1.0mm；外半徑±02mm；內(nèi)半徑±1mm；環(huán)向螺栓孔孔徑及孔位±2）整環(huán)拼裝的允許誤差：相鄰環(huán)的環(huán)面間隙≤1.0mm；縱逢相鄰塊塊間間隙≤1.0mm；襯砌對(duì)應(yīng)的環(huán)向螺栓孔不同軸度小于1mm；3）推進(jìn)時(shí)軸線誤差≤50mm；4）襯砌拼裝成環(huán)的水平、豎向直徑偏差≤3‰D。1.4盾構(gòu)隧道防水（1）本標(biāo)段結(jié)構(gòu)防水等級(jí)為二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即隧道頂部不允許滴漏，其他部位不允許漏水，結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬，總濕漬面積不大于總防水面積的6/1000，任意100m2上的濕漬不超過(guò)4處，單個(gè)濕漬的最大面積0.2m2。整條隧道每晝夜平均滲漏量≤0.05L/m2，任意100m2每晝夜?jié)B漏量≤（2）防水設(shè)計(jì)以管片砼自身防水、管片接縫防水、隧道與其他結(jié)構(gòu)接頭防水為重點(diǎn)。（3）管片采用C50高強(qiáng)度砼制成高精度管片，抗?jié)B等級(jí)采用S10。（4）管片接縫之間預(yù)制密封溝槽和嵌縫槽，設(shè)高彈性三元乙丙橡膠密封墊或遇水膨脹橡膠條(表面涂緩膨脹劑)，管片角部加貼橡膠薄片加強(qiáng)防水，螺栓孔設(shè)可更換的遇水膨脹橡膠密封圈，嵌縫為氯丁乳膠水泥和聚硫密封膠嵌填密封。2、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)2.1工程地質(zhì)工程沿線地勢(shì)平坦，地表高程在4.20～6.99m之間。按地質(zhì)時(shí)代、成因類(lèi)型及其工程特性，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，上部主要為錢(qián)塘江近代沖積、沉積的粉砂性土，下部為陸～海相軟、硬土層交替沉積地層，底部基巖埋深一般在40.4～64.4m左右。場(chǎng)地勘探深度以內(nèi)可分為劃為15個(gè)大層及若干亞層。2.2盾構(gòu)隧道所處地層地質(zhì)情況（1）隧道掘進(jìn)范圍內(nèi)主要為③2、③3、③6、③7和③9層,區(qū)間結(jié)構(gòu)持力層為③層這層粉砂土，粉性土的透水性較好，易引起流砂、管涌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。（2）河流：區(qū)間樁號(hào)K29+751.7（右）處有一規(guī)劃河道九沙河，河寬12m左右，河床底高程2.2m。河道施工不對(duì)盾構(gòu)隧道產(chǎn)生影響。具體見(jiàn)表1-6《盾構(gòu)隧道通過(guò)地層詳表》。表1-6隧道通過(guò)地質(zhì)條件詳表里程上覆地層洞身地層下臥地層備注K28+630～K28+700③2砂質(zhì)粉土層③5砂質(zhì)粉土層③6粉砂③6粉砂層③7粘質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土層盾構(gòu)隧道K28+700～K28+982.40③2砂質(zhì)粉土層③2砂質(zhì)粉土層③5砂質(zhì)粉土層③5砂質(zhì)粉土層③6粉砂盾構(gòu)隧道K28+982.40～K29+119.8③2砂質(zhì)粉土層③2砂質(zhì)粉土層③5砂質(zhì)粉土層③6粉砂③6粉砂盾構(gòu)隧道K29+119.8～K29+296.00③5砂質(zhì)粉土層③5砂質(zhì)粉土層③6粉砂③6粉砂盾構(gòu)隧道K29+296.00～K29+820③5砂質(zhì)粉土層③5砂質(zhì)粉土層③6粉砂③7粘質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土層③6粉砂層③7粘質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土層盾構(gòu)隧道二、盾構(gòu)的設(shè)備的適應(yīng)性（選型）及各工作系統(tǒng)1、盾構(gòu)的設(shè)備的適應(yīng)性（1）軟土及砂層的適應(yīng)性a盾構(gòu)具有完善的土壓平衡掘進(jìn)的功能，當(dāng)?shù)貙硬环€(wěn)定時(shí)可以在此模式下進(jìn)行掘進(jìn)；盾構(gòu)在土倉(cāng)壓力隔板的不同高度位置安裝了五個(gè)土壓傳感器，可以對(duì)土倉(cāng)內(nèi)不同高度的土壓隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)控；螺旋輸送機(jī)的出土速度可以無(wú)級(jí)調(diào)速。盾構(gòu)在土壓平衡模式下掘進(jìn)時(shí)有嚴(yán)格的土倉(cāng)壓力管理規(guī)定，通過(guò)控制系統(tǒng)可以對(duì)土倉(cāng)壓力、掘進(jìn)速度、螺旋輸送機(jī)出碴速度等參數(shù)進(jìn)行全自動(dòng)或手動(dòng)控制；盾構(gòu)在土壓平衡模式下掘進(jìn)時(shí)可以有效的控制地表沉降。盾構(gòu)機(jī)在開(kāi)挖艙壁上安裝表觀密度計(jì)及低限報(bào)警裝置，以監(jiān)測(cè)開(kāi)挖艙表觀密度，防止掌子面渣土出空。b當(dāng)盾構(gòu)通過(guò)粘土層時(shí)刀盤(pán)以齒刀為主，特別是中心齒刀安裝后可以增大刀盤(pán)中心的開(kāi)口，刀盤(pán)的開(kāi)口率可以達(dá)到31％，比較適合軟土順利流入土倉(cāng)。再通過(guò)刀盤(pán)中心的四個(gè)膨潤(rùn)土注入孔向掌子面中心直接注入適量的膨潤(rùn)土，增加刀盤(pán)中心粘性土的流動(dòng)性，即可以有效的防止刀盤(pán)中心泥餅的產(chǎn)生；c針對(duì)本項(xiàng)目的地層存在大量的沙層，透水率超過(guò)10－3M/S，針對(duì)這問(wèn)題，我們將使用膨潤(rùn)土來(lái)改善渣土的透水性和流動(dòng)性。使開(kāi)挖出來(lái)的渣土具有：良好的塑性，粘～軟的稠度，內(nèi)部磨擦低，透水性低使用膨潤(rùn)土盾構(gòu)機(jī)的碴土改良系統(tǒng)既可以注入膨潤(rùn)土或泥漿。添加材料既可以通過(guò)中隔板注入土倉(cāng)內(nèi)，也可通過(guò)布置在刀盤(pán)面上的膨潤(rùn)土孔直接注入開(kāi)挖面。通過(guò)調(diào)整這些添加材料的注入，可以達(dá)到很好的碴土改良的效果。d螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速為0～22rpm，在此轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可以無(wú)級(jí)調(diào)速，從而可以實(shí)現(xiàn)在土壓平衡模式下盾構(gòu)出碴量的控制。螺旋輸送機(jī)中部有600mm的長(zhǎng)度沒(méi)有螺旋葉片，當(dāng)碴土通過(guò)此段時(shí)因堆積而形成土塞，對(duì)防止噴涌有一定的效果。根據(jù)施工需要還可以向螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入膨潤(rùn)土來(lái)堵水和防止噴涌發(fā)生。e當(dāng)盾構(gòu)機(jī)突然停電時(shí)螺旋輸送機(jī)的后門(mén)可以自動(dòng)關(guān)閉以防止在軟土地段施工時(shí)可能發(fā)生的危險(xiǎn)。在正常施工過(guò)程中操作人員也可以控制螺旋輸送機(jī)的后門(mén)開(kāi)度。（2）特殊地段的適應(yīng)性a過(guò)建筑物密集區(qū)盾構(gòu)通過(guò)建筑物密集區(qū)時(shí)施工的關(guān)鍵是能夠控制盾構(gòu)刀盤(pán)前方土壓與地層的水、土壓力的平衡以及注漿量和注漿壓力的保證，減少對(duì)地層的擾動(dòng)，同時(shí)能夠控制出碴量來(lái)減少地層的水土流失，達(dá)到控制地表沉降、保護(hù)地表建筑物的目的。IHI盾構(gòu)配置先進(jìn)Trimble5603激光導(dǎo)向系統(tǒng)來(lái)精確監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，并通過(guò)分組油缸的不同推力組合來(lái)適時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的狀態(tài)，保證盾構(gòu)不會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生較大的擾動(dòng)。盾構(gòu)機(jī)的同步注漿系統(tǒng)也是保證地面建筑物安全的重要措施之一，在施工中應(yīng)保證同步注漿系統(tǒng)的注漿量和注漿壓力來(lái)防止地層下沉。盾構(gòu)可以采用完全的土壓平衡模式進(jìn)行掘進(jìn)。盾構(gòu)還設(shè)置有保壓泵碴系統(tǒng)接口，當(dāng)土艙壓力較大、地層水較多時(shí)，可以安裝此系統(tǒng)使盾構(gòu)在一定的土壓下進(jìn)行掘進(jìn)。c砂層掘進(jìn)本標(biāo)段隧道大部分?jǐn)嗝嫱ㄟ^(guò)粉細(xì)砂層、粘土地層。盾構(gòu)在砂層中可以采用全土壓平衡模式掘進(jìn)，開(kāi)挖艙內(nèi)碴土的位置一定要盡可能的高，并通過(guò)加注膨潤(rùn)土、聚合物等來(lái)進(jìn)行碴土改良，以降低刀盤(pán)的驅(qū)動(dòng)扭矩并得到較好的封水效果。在盾構(gòu)前體隔板上安裝有表觀密度計(jì)，可以有效防止開(kāi)挖艙渣土位置過(guò)低。開(kāi)挖過(guò)程中還應(yīng)該加強(qiáng)出碴量的監(jiān)控，做到出碴量和理論計(jì)算值以及盾構(gòu)的掘進(jìn)長(zhǎng)度相適應(yīng)，杜絕過(guò)量出渣。d小曲線半徑線路掘進(jìn)本標(biāo)段線路最小轉(zhuǎn)彎半徑為R395.4m，盾構(gòu)的鉸接部分為球形鉸接機(jī)構(gòu)，通過(guò)理論計(jì)算盾尾間隙也能夠適應(yīng)R350m的曲線。當(dāng)通過(guò)小曲線段時(shí)，還可以用超挖刀將曲線內(nèi)側(cè)的的土體適當(dāng)超挖來(lái)輔助盾構(gòu)進(jìn)行小曲線段調(diào)向。2、盾構(gòu)機(jī)選型選形依據(jù)不同類(lèi)型的盾構(gòu)適用的地質(zhì)類(lèi)型也是不同的。盾構(gòu)的選型必須做到針對(duì)不同的的工程，不同的地質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，才能使盾構(gòu)更好的適應(yīng)工程。工程地質(zhì)條件決定必須選擇密閉型盾構(gòu)，盾構(gòu)的主要類(lèi)型有敞開(kāi)式和密閉式兩大類(lèi)，密閉式又可以分為泥水式、土壓平衡式、復(fù)合型盾構(gòu)等。其中開(kāi)敞式主要應(yīng)用于地層穩(wěn)定、不含或含少量地下水，地面情況比較簡(jiǎn)單的隧道施工，其成本低，功能相對(duì)簡(jiǎn)單。而本標(biāo)不穩(wěn)定地層較多，地面建筑物及管線多，防止地層下沉是施工的重點(diǎn)控制項(xiàng)目，所以在此標(biāo)段中只能選擇密閉型盾構(gòu)，即可以選擇土壓平衡盾構(gòu)或泥水平衡盾構(gòu)。地層滲水性對(duì)盾構(gòu)選型的影響地層水嚴(yán)重影響地下工程的施工安全，也是決定盾構(gòu)選型的重要因素之一。下圖表明地下水對(duì)盾構(gòu)選型的參考示意圖。此圖也表明，土壓平衡盾構(gòu)和泥水的地層適應(yīng)性在一定的范圍內(nèi)是重疊的，即在滲水系數(shù)為10-7～10-4m/s的范圍內(nèi)，對(duì)兩者都是比較適應(yīng)的。但是在滲水系數(shù)小于10-7m/s時(shí)就不適宜采用泥水盾構(gòu)，而當(dāng)滲水系數(shù)大于10粉細(xì)砂粉細(xì)砂卵石層粗砂礫層中細(xì)砂礫層粉細(xì)礫層粗砂泥砂粘土地層滲水性與盾構(gòu)選型-10泥水盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)透水系數(shù)(m/s)-1-10-1-10-2-10-3-10-4-10-5-10-6-10-7-10-8-10-9-10-10-10-11圖2-1地層滲透系數(shù)與盾構(gòu)選型關(guān)系示意圖本標(biāo)段部分隧道位于水位線的下面，但整體上看地層滲水系數(shù)不大（局部最大為1.1×10-4m/s，此處隧道大部分在地下水位線以上，絕大部分地層的滲水系數(shù)為10-6所以根據(jù)本標(biāo)段的工程條件、地質(zhì)特點(diǎn)、工期及施工要求，結(jié)合類(lèi)似工程盾構(gòu)的選型經(jīng)驗(yàn)和杭州地鐵既有盾構(gòu)工程的盾構(gòu)類(lèi)型，在本工程宜采用土壓平衡盾構(gòu)。3、盾構(gòu)機(jī)功能描述盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)描述我們擬采購(gòu)的IHI盾構(gòu)是一臺(tái)具備多種功能于一體的綜合性設(shè)備，它集合了盾構(gòu)施工過(guò)程中的開(kāi)挖、支護(hù)、出土、注漿、導(dǎo)向等全部的功能，盾構(gòu)施工的過(guò)程也就是這些功能合理運(yùn)用的過(guò)程。土壓平衡盾構(gòu)在結(jié)構(gòu)上包括刀盤(pán)、盾體、人艙、螺旋輸送機(jī)、管片安裝機(jī)、整圓器、管片小車(chē)、皮帶輸送機(jī)機(jī)和后配套拖車(chē)等；在功能上包括開(kāi)挖（主驅(qū)動(dòng)）系通、推進(jìn)系統(tǒng)、出碴系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、供水供電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及附屬功能裝置（激光導(dǎo)向、姿態(tài)控制裝置、壁后注漿裝置、后方臺(tái)車(chē)、集中潤(rùn)滑裝置、鉸接裝置、通風(fēng)裝置、碴土改良裝置、）及其他一些重要裝置如盾殼、人閘等組成。（見(jiàn)2-2盾構(gòu)全圖）。盾構(gòu)機(jī)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)的主要運(yùn)動(dòng)包括刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)和推進(jìn)千斤頂?shù)耐七M(jìn)，盾構(gòu)通過(guò)刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)挖面上巖土的切割破碎，借助推進(jìn)千斤頂?shù)耐屏?shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)不斷向前推進(jìn)，同時(shí)提供破巖的正面壓力和維持開(kāi)挖面穩(wěn)定。刀盤(pán)掘削下來(lái)的碴土通過(guò)刀盤(pán)的開(kāi)口槽進(jìn)入土艙，由前端伸入土艙下部的螺旋輸送機(jī)將碴土輸送到皮帶輸送機(jī)上，皮帶輸送機(jī)把碴土輸送到碴土運(yùn)輸車(chē)，再由碴土運(yùn)輸車(chē)、吊車(chē)將碴土運(yùn)出隧道。推進(jìn)千斤頂推壓拼裝好的管片襯砌環(huán)，受管片襯砌環(huán)的反向推力，為盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)提供推進(jìn)力。圖2-2盾構(gòu)機(jī)總體結(jié)構(gòu)示意圖配套的盾尾同步注漿裝置，在盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)的同時(shí)，向管片襯砌環(huán)脫出盾構(gòu)機(jī)盾尾后形成的空隙即管片與隧道洞壁之間的環(huán)狀間隙加注配制好的水泥砂漿，以達(dá)到固定管片和穩(wěn)定圍巖地層防止地面沉降的目的。盾構(gòu)機(jī)主機(jī)按結(jié)構(gòu)可分為：盾體由前體（切口環(huán)）、中體（支撐環(huán)）和后體（盾尾）三大部分組成，盾構(gòu)機(jī)組成結(jié)構(gòu)圖和后配套拖車(chē)結(jié)構(gòu)圖。（見(jiàn)圖2-3盾構(gòu)機(jī)主體圖）前體分隔開(kāi)挖區(qū)和人員工作區(qū)，依靠前體的密封艙壁，盾構(gòu)機(jī)和開(kāi)挖面之間構(gòu)成一個(gè)土艙，用于堆積刀盤(pán)切削下來(lái)的碴土，通過(guò)對(duì)這些碴土進(jìn)行加壓、壓力傳遞，使壓力作用在開(kāi)挖面上，維持開(kāi)挖面的穩(wěn)定。同時(shí)還能夠保護(hù)在土艙內(nèi)作業(yè)人員的安全。前體的艙壁上安裝有土壓傳感器，還在不同高度位置上設(shè)置了許多管口，可以用于注入各種添加材料、壓送氣體。人閘氣壓艙入口和螺旋輸送機(jī)取土口也開(kāi)設(shè)在前體的隔板上。前體隔板中心為主軸承的安裝座孔，上下部為人閘氣壓艙、螺旋輸送機(jī)提供安裝法蘭。中體的內(nèi)部焊接有加強(qiáng)環(huán)和H架，在中體內(nèi)布置推進(jìn)缸支座和管片安裝機(jī)架。管片安裝機(jī)支架通過(guò)相應(yīng)的法蘭面和管片安裝機(jī)梁連接起來(lái)。在中體前部的盾殼上焊接了帶球閥的實(shí)施超前鉆孔的預(yù)留孔，可在需要時(shí)對(duì)軟弱地層實(shí)施超前加固。中體通過(guò)鉸接油缸和盾尾相連，這種中折機(jī)構(gòu)可使盾構(gòu)在較小曲線半徑線路上進(jìn)行掘進(jìn)，便于通過(guò)曲線段而不至于進(jìn)行過(guò)多的超挖，殼體的鉸接環(huán)上設(shè)置有鉸接密封，能夠保證開(kāi)挖過(guò)程中地下水不會(huì)由此處進(jìn)入到盾構(gòu)內(nèi)部。前盾與中盾的連接是一種被動(dòng)式鉸接連接。鉸接接頭為機(jī)械加工形式，前體與中盾之間配有可調(diào)密封條和遇水膨脹緊急密封。鉸接油缸行程和壓力由數(shù)字顯示在控制室。后體包括：鋼結(jié)構(gòu)殼體；鋼絲密封刷，密封能力為4.5bar；雙鉸接密封，由填料密封和緊急膨脹密封組成；注脂管路，每條注脂管都連接到前腔和后腔（焊接在盾尾中）注漿管路，直徑50mm整合在盾尾，注漿管設(shè)計(jì)有清洗窗口以防堵塞。圖5-5盾構(gòu)機(jī)主機(jī)圖（2）刀盤(pán)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：整個(gè)刀盤(pán)為焊接結(jié)構(gòu)面板式，在刀盤(pán)上焊接了安裝各種刀具的刀座。刀盤(pán)和主驅(qū)動(dòng)通過(guò)一個(gè)較厚的中心鑄鋼件扭力臂式法蘭盤(pán)聯(lián)接，以傳遞足夠的扭矩和推力，可以正反向旋轉(zhuǎn)，正反向切割效果相同。刀盤(pán)標(biāo)稱直徑6360mm，刀盤(pán)厚度450mm，刀盤(pán)總重約20t。為了保證刀盤(pán)的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，刀盤(pán)的周邊和中心部件在制造時(shí)采用先栓接后焊接的方式連接，刀盤(pán)采用中間支撐、面板式結(jié)構(gòu)，受力布局合理。刀盤(pán)的強(qiáng)度和剛度均滿足要求。開(kāi)口槽為沿盤(pán)面十子線對(duì)稱分布八個(gè)長(zhǎng)條扇形孔型開(kāi)口槽，相鄰兩列開(kāi)口槽處背向布置兩列作用方向相反的刮刀，開(kāi)口盡量延伸靠近刀盤(pán)的中心位置，開(kāi)口槽壁板設(shè)計(jì)成與盤(pán)面鋼板傾斜（后擴(kuò)張八字）的型式，。刀盤(pán)開(kāi)口有利于碴土平順地進(jìn)入土艙，提高掘進(jìn)效率。刀盤(pán)設(shè)計(jì)為面板式結(jié)構(gòu)，有較闊的開(kāi)口槽，刀盤(pán)刀具采用齒刀便于切割和清除土碴，刀具配置能適應(yīng)各種淤泥、砂土、粘土地層等。刀盤(pán)開(kāi)口率40%（見(jiàn)圖2-4刀盤(pán)全圖），根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，本標(biāo)段在隧道掘進(jìn)過(guò)程不考慮換刀。2-4圖刀盤(pán)全圖后配套臺(tái)車(chē)盾構(gòu)的拖車(chē)用以安放液壓泵站、注漿泵、砂漿罐及電氣設(shè)備等。拖車(chē)行走在鋼軌上，拖車(chē)之間用拉桿相連。每節(jié)拖車(chē)上的安裝設(shè)備如下表。皮帶機(jī)從五節(jié)拖車(chē)的上面通過(guò)，在5號(hào)拖車(chē)的位置出卸碴。絕大部分的液壓管、水管、膨潤(rùn)土管及油脂管從拖車(chē)內(nèi)通過(guò)到過(guò)盾構(gòu)主機(jī)。如下表2-1所示：在拖車(chē)的一側(cè)鋪設(shè)有人員通過(guò)的通道。拖車(chē)和主機(jī)之間通過(guò)一個(gè)連接橋連接，拖車(chē)在主機(jī)的拖動(dòng)下前進(jìn)。刀盤(pán)裝在盾構(gòu)機(jī)的最前面，直接與開(kāi)挖面接觸，設(shè)置超挖刀二把（其中一把備用），專門(mén)用于盾構(gòu)曲線施工和盾構(gòu)姿態(tài)的修正。表2-1拖車(chē)安裝設(shè)備左側(cè)臺(tái)車(chē)右側(cè)臺(tái)車(chē)NO.1臺(tái)車(chē)·同步注漿注入設(shè)備·運(yùn)轉(zhuǎn)操作室NO.2臺(tái)車(chē)·加泥材注入設(shè)備·控制盤(pán)NO.3臺(tái)車(chē)·同步注漿管清洗設(shè)備·液壓泵單元·液壓閥類(lèi)·比給脂用泵單元·盾尾油脂供應(yīng)用泵NO.4臺(tái)車(chē)·油箱·液壓泵單元·高壓變壓器NO.5臺(tái)車(chē)·電纜(用戶)·電纜(用戶)在刀盤(pán)面板及周?chē)钜啄p處，覆以耐磨鋼板或交叉堆焊硬質(zhì)合金，以增加刀盤(pán)的耐磨性；刀盤(pán)中心裝有回轉(zhuǎn)接頭和管路，以便連接超挖刀液壓管路和泥漿管路。刀盤(pán)的外徑設(shè)計(jì)為6360mm，比前盾體外徑6340mm（含5mm厚硬質(zhì)堆焊層）大20mm，盾體呈前大后小錐形，便于盾構(gòu)在推進(jìn)時(shí)減少盾殼與圍巖的摩擦；刀盤(pán)轉(zhuǎn)速為0.25～1.3rpm，由變頻電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速。在8個(gè)變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)減速器、大小齒輪、主驅(qū)動(dòng)軸承、中間式支撐傳遞動(dòng)力給刀盤(pán)，系統(tǒng)的總功率440KW切削土體。刀盤(pán)采用面板式結(jié)構(gòu)，刀盤(pán)開(kāi)口率40%，切削下來(lái)的泥土碎石由開(kāi)口槽進(jìn)入泥土艙，在泥土艙內(nèi)由裝在刀盤(pán)后壁和密封隔板上的攪拌棒對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，使其塑流性和不透水性達(dá)到最佳狀態(tài)，經(jīng)伸在泥土艙底部的螺旋輸送機(jī)輸送出去。泥土艙內(nèi)設(shè)有5個(gè)土壓傳感器和泥漿、膨潤(rùn)土及水的注入口，當(dāng)切削下來(lái)的碴土塑流性和不透水性差不適于碴土的排放時(shí)，排土量小于開(kāi)挖進(jìn)土量，開(kāi)挖量與排土量的動(dòng)態(tài)平衡被打破，無(wú)法保證碴土艙內(nèi)的壓力與開(kāi)挖面土壓和水壓的平衡，土艙壓力升高影響開(kāi)挖面穩(wěn)定，應(yīng)及時(shí)注入碴土改良添加劑，經(jīng)攪拌混合提高碴土塑流性和不透水性，使碴土能順利的排出，利于壓力平衡調(diào)節(jié)，確保刀盤(pán)開(kāi)挖的順利進(jìn)行。推進(jìn)功能描述推進(jìn)功能由推進(jìn)系統(tǒng)來(lái)完成。推進(jìn)系統(tǒng)由推進(jìn)油缸、油壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。沿支承環(huán)圓周均勻地安裝了22個(gè)推進(jìn)油缸，油缸布置與管片分別對(duì)應(yīng)，油缸活塞伸出推壓管片前端面靠管片的反力實(shí)現(xiàn)對(duì)盾構(gòu)的推進(jìn)。油缸和油壓系統(tǒng)是盾構(gòu)推進(jìn)的動(dòng)力裝置。油缸分上下左右四組進(jìn)行控制，如圖2-5所示。通過(guò)調(diào)整各組的推進(jìn)力的大小來(lái)控制掘進(jìn)方向，推進(jìn)油缸行程為1300/1950mm，滿足1200mm管片的拼裝要求。排土功能描述排土功能主要由螺旋輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)及運(yùn)碴車(chē)輛來(lái)完成。螺旋輸送機(jī)的作用是出碴和調(diào)節(jié)土艙壓力。螺旋輸送機(jī)螺旋軸從土艙下部伸入土艙取土，通過(guò)出土閘門(mén)卸在皮帶輸送機(jī)上。土壓平衡模式掘進(jìn)時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)出土閘門(mén)的開(kāi)度和螺旋機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)土艙內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)。螺旋軸采用驅(qū)動(dòng)端固定，取土端浮動(dòng)的支承形式。取土端的外殼底部焊接有耐磨合金條，螺旋葉片邊緣焊有耐磨合金塊，葉片受碴土摩擦的一面堆焊有硬質(zhì)合金條紋，使螺旋輸送機(jī)具有較好的耐磨性能。螺旋輸送機(jī)后部的出土閘門(mén)由液壓缸控制，可以通過(guò)它控制螺旋輸送機(jī)的排土量，在土壓平衡模式掘進(jìn)時(shí)，可起到調(diào)節(jié)土艙壓力的作用。前筒體的側(cè)面開(kāi)有一個(gè)維修門(mén)，方便螺旋機(jī)的維修和障礙物的排除。螺旋輸送機(jī)的前后筒體上各開(kāi)有2個(gè)注入孔，必要時(shí)可以加注添加劑，降低碴土的粘性，減少出土阻力，提高出土效率。螺旋輸送機(jī)由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，螺旋輸送機(jī)螺桿上的螺旋片分為兩段，中間段沒(méi)有螺旋片，如圖5-7所示。由螺旋輸送機(jī)前段螺旋片排送上來(lái)的軟土在此段不再受到向上的輸送動(dòng)力，降低上傳速度，形成一段較密實(shí)的土塞，當(dāng)有涌水發(fā)生時(shí)能起到封堵作用，可以有效防止螺旋輸送機(jī)出土口產(chǎn)生噴涌。在地質(zhì)水文資料顯示有可能產(chǎn)生水涌的地段。圖2-5圖2-5螺旋輸送機(jī)葉片螺旋輸送機(jī)可滿足直徑為200mm管片拼裝功能描述管片拼裝系統(tǒng)由管片拼裝機(jī)、管片輸送機(jī)構(gòu)組成。在完成一次掘進(jìn)循環(huán)后，一部分推進(jìn)油缸回縮，為下一環(huán)第一片安裝管片留出足夠的安裝空間。其余推進(jìn)油缸和上一環(huán)拼裝好的管片仍保持接觸支撐，繼續(xù)對(duì)盾構(gòu)提供支撐力，以防止盾夠機(jī)由于失去支撐力后受前方土壓作用而后退造成掌子面支撐力減弱而坍塌。管片吊機(jī)從管片車(chē)上運(yùn)輸管片至管片輸送機(jī)上，通過(guò)輸送機(jī)構(gòu)將管片輸送到管片拼裝機(jī)下。管片拼裝機(jī)通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)將管片夾起，完成管片的粗定位和微調(diào)整定位，盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂支撐端推壓管片到位，再通過(guò)螺栓連接方式完成管片間的連接和環(huán)間的連接。管片拼裝機(jī)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，由盾構(gòu)支承加強(qiáng)圈上的二根橫梁支承，拼裝機(jī)可在橫梁上移動(dòng)；拼裝機(jī)的平移、伸縮由液壓油缸操縱控制，如7-11結(jié)構(gòu)示意圖。拼裝機(jī)有6個(gè)自由度，確保管片的旋轉(zhuǎn)、升降、移動(dòng)、俯仰、側(cè)傾和搖擺的各基本動(dòng)作而進(jìn)行最終的定位。其油缸舉升行程和縱向移動(dòng)行程分別為1100mm和800mm，完全可以滿足1200mm管片拼裝。管片拼裝機(jī)具有自動(dòng)鎖定功能，即當(dāng)液壓系統(tǒng)失壓時(shí)，液壓馬達(dá)上的制動(dòng)器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖定。管片拼裝機(jī)不受推力油缸靠近和加壓產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)及外力的影響。整個(gè)管片拼裝機(jī)的工作可采用手控和遙控進(jìn)行。管片輸送機(jī)構(gòu)每次可存放三片管片。油壓控制系統(tǒng)功能描述油壓控制系統(tǒng)根據(jù)施工要求合理配置，主要用于推進(jìn)系統(tǒng)、螺旋輸送機(jī)、管片拼裝機(jī)及鉸接裝置等，集中供油裝置設(shè)在拖車(chē)上。供油裝置設(shè)有過(guò)濾系統(tǒng)，其過(guò)濾精度達(dá)4微米。日本IHI公司使用不易自燃的液壓油，并使用4層鋼絲編制的高壓膠管，可以有效防止因高壓系統(tǒng)泄漏發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)。電氣控制系統(tǒng)功能描述電氣控制系統(tǒng)由高壓電纜、變壓器、配電盤(pán)等組成。配置在便于操作、檢查、維護(hù)的位置，均具有防水、防滴、防潮、防塵和防振的特點(diǎn)，具有接地保護(hù)、安全警報(bào)、自動(dòng)互鎖、漏電保護(hù)、過(guò)電流、短路保護(hù)等功能，可實(shí)現(xiàn)高壓電纜的快速收放，保證供電的安全。所有電纜是H07-cables(難燃，不含PVC)。盾構(gòu)機(jī)報(bào)警系統(tǒng)盾構(gòu)控制系統(tǒng)由PLC和1臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成主機(jī)系統(tǒng)，配有專門(mén)的數(shù)據(jù)獲取處理軟件，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端分布在盾構(gòu)內(nèi)及后方臺(tái)車(chē)上，每臺(tái)遠(yuǎn)程終端配置小型PLC，主機(jī)和遠(yuǎn)程終端的通信采用總線方式。盾構(gòu)工作分盾構(gòu)掘進(jìn)、管片拼裝和停機(jī)三個(gè)階段，盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，可采用自動(dòng)控制模式和手動(dòng)控制模式，即根據(jù)推進(jìn)速度及土倉(cāng)壓力自動(dòng)或手動(dòng)改變螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速以改變排土量來(lái)維持土壓平衡的控制模式。盾構(gòu)配置必需的傳感器，主要有土壓傳感器、土艙碴土的表觀密度監(jiān)測(cè)裝置、油壓儀、行程儀、螺旋輸送機(jī)測(cè)速儀（棄土自動(dòng)秤量）、閉路電視系統(tǒng)等，還配有壓力、溫度繼電器。監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用觸摸式，以掘進(jìn)施工操作、管理、監(jiān)視為目的，主要功能有數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)設(shè)定、報(bào)警等。所有的主要設(shè)備均設(shè)有預(yù)先報(bào)警、安全互鎖系統(tǒng)及遠(yuǎn)程控制功能，保證安全無(wú)故障操作。當(dāng)土艙壓力低于穩(wěn)定掌子面設(shè)定壓力時(shí)，土壓傳感器信號(hào)經(jīng)主控計(jì)算機(jī)處理給出報(bào)警信號(hào)，對(duì)推進(jìn)壓力進(jìn)行調(diào)整。螺旋輸送機(jī)排土?xí)r通過(guò)安裝其上的兩個(gè)土壓傳感器給出的信號(hào)，經(jīng)主控計(jì)算機(jī)處理，當(dāng)排碴土超過(guò)上限時(shí)給出報(bào)警信號(hào)，及時(shí)處理。螺旋輸送機(jī)排碴口安裝閉路電視系統(tǒng)（1個(gè)彩色攝像系統(tǒng)和1個(gè)彩色監(jiān)視系統(tǒng)），可方便地在控制室直觀觀察出土的表面性狀，對(duì)異常情況進(jìn)行及時(shí)處理。當(dāng)泥土倉(cāng)碴土表面密度低于下限時(shí)，檢測(cè)裝置的信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，及時(shí)給出報(bào)警信號(hào)，作出必要調(diào)整，滿足正常掘進(jìn)施工要求。計(jì)算機(jī)屏幕為直觀菜單顯示，有多幅畫(huà)面供盾構(gòu)司機(jī)選擇，控制室設(shè)在后方臺(tái)車(chē)上，帶空調(diào)設(shè)施。盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)采用Trimble5603光波自動(dòng)定位隧道導(dǎo)向系統(tǒng)，由PC機(jī)、隧道掘進(jìn)軟件、激光經(jīng)緯儀、棱鏡、控制盒、調(diào)制解調(diào)器、激光發(fā)射器、電纜等組成，能對(duì)盾構(gòu)在掘進(jìn)中的姿態(tài)位置、水平和垂直偏差進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制、顯示，并能及時(shí)報(bào)警，操作人員可以及時(shí)的根據(jù)導(dǎo)向系統(tǒng)提供的信息，快速、實(shí)時(shí)地對(duì)盾構(gòu)的掘進(jìn)方向及姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，保證隧道掘進(jìn)沿設(shè)計(jì)路線推進(jìn)。所有被監(jiān)控對(duì)象的資料均可由隧道掘進(jìn)軟件進(jìn)行分類(lèi)組合，以圖表、數(shù)據(jù)的形式顯示出來(lái)。通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集到的信息，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)盾構(gòu)機(jī)狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息化管理。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、拔號(hào)及計(jì)算機(jī)可以將當(dāng)前的盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送至業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)及施工等相關(guān)部門(mén)，為整個(gè)工程的信息化管理提供重要信息來(lái)源。盾構(gòu)機(jī)碴土改良系統(tǒng)泥漿系統(tǒng)主要由注漿泵、儲(chǔ)漿箱、管道、閥等組成，安放在后方臺(tái)車(chē)上。泥漿由泥漿泵泵出，經(jīng)管道通到前面的刀盤(pán)、密封土艙和螺旋輸送機(jī)內(nèi)，對(duì)土碴進(jìn)行改良。泥漿的注入可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制和自動(dòng)控制。泥漿續(xù)加裝置有泥漿罐、管道、泥漿泵組成，可向儲(chǔ)漿箱中進(jìn)行補(bǔ)充添加，保證儲(chǔ)存量可供正常使用。碴土改良注入口設(shè)計(jì)：刀盤(pán)面板上共有5個(gè)膨潤(rùn)土注入口，膨潤(rùn)土注入口也可以用來(lái)加注膨潤(rùn)土、泥漿。刀盤(pán)面版上的膨潤(rùn)土噴口經(jīng)過(guò)了優(yōu)化設(shè)計(jì)，如圖2-6所示。單向閥單向閥清洗口泡沫管路 圖2-6刀盤(pán)膨潤(rùn)土噴頭示意圖膨潤(rùn)土管路和噴頭處的結(jié)構(gòu)為三通加單向閥形式，即使發(fā)生噴頭堵塞也易于在刀盤(pán)后面疏通。盾構(gòu)機(jī)壁后注漿系統(tǒng)壁后注漿裝置由注漿泵(1臺(tái))、清洗泵、儲(chǔ)漿槽、管路、閥件等組成，安裝在后配套臺(tái)車(chē)上。當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，注漿泵將儲(chǔ)漿槽中的漿液泵出，通過(guò)四條獨(dú)立的輸漿管道，通到盾尾殼體內(nèi)的4根同步注漿管（備用4根同步注漿管），對(duì)管片外表面的環(huán)行空隙進(jìn)行同步注漿，其作用首先是防止地層變形，其次是提高隧道整體防水性能，確保管片襯砌的早期穩(wěn)定性。在每條輸漿管道上都有一個(gè)壓力傳感器，在每個(gè)注漿點(diǎn)都有監(jiān)控設(shè)備監(jiān)視每環(huán)的注漿量和注漿壓力；而且每條注漿管道上設(shè)有兩個(gè)調(diào)整閥，當(dāng)壓力達(dá)到最大時(shí)，其中一個(gè)閥就會(huì)使注漿泵關(guān)閉，而當(dāng)壓力達(dá)到最小時(shí)，另外一個(gè)閥就會(huì)使注漿泵打開(kāi)，繼續(xù)注漿。注漿量和注漿壓力的大小可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，手動(dòng)控制可對(duì)每一條管道進(jìn)行單個(gè)控制，而自動(dòng)控制可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有管道的同時(shí)控制。盾尾密封采用三道鋼絲刷加注油脂密封，確保壁后注漿的順利進(jìn)行。盾構(gòu)機(jī)安全開(kāi)倉(cāng)系統(tǒng)（人閘）在盾構(gòu)機(jī)中心設(shè)有一道人閘艙，艙體由鋼板卷制成圓筒式結(jié)構(gòu)，為雙室結(jié)構(gòu)（3人），裝有前后兩道閘門(mén)，當(dāng)需要進(jìn)入泥土密封艙內(nèi)排除故障或者更換刀具時(shí)，應(yīng)先將泥土密封艙內(nèi)充以壓縮空氣用以支護(hù)開(kāi)挖面土體，然后人員與材料再通過(guò)預(yù)備艙、人閘艙變壓過(guò)渡(加、減壓)而出入泥土密封艙。雙室結(jié)構(gòu)右邊的主艙用作進(jìn)出土艙的正常通道，左邊的預(yù)備艙在緊急情況下使用。工地提供人閘所需的壓縮空氣，緊急氧氣設(shè)備，內(nèi)燃空氣壓縮機(jī)和空氣過(guò)濾設(shè)備。姿態(tài)控制裝置系統(tǒng)姿態(tài)控制裝置是控制盾構(gòu)在已定空間軸線的允許偏差范圍內(nèi)前進(jìn)的關(guān)鍵裝置，主要通過(guò)調(diào)整盾構(gòu)推力大小和合力作用點(diǎn)位置以及設(shè)置在刀盤(pán)的超挖裝置（超挖刀）來(lái)控制。在盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，利用控制盾構(gòu)縱坡以控制盾構(gòu)的高程位置，利用千斤頂伸出差值控制盾構(gòu)平面位置，通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)來(lái)控制盾構(gòu)的姿態(tài)，而超挖裝置則由一個(gè)油缸千斤頂和一個(gè)超挖刀構(gòu)成，外伸量用油缸千斤頂?shù)男谐陶{(diào)整，調(diào)整范圍在0～125mm，利用角度傳感器可在任意的角度上進(jìn)行盾構(gòu)外徑的部分外挖或超挖，確保盾構(gòu)在曲線施工、方向修正時(shí)的姿態(tài)。液壓系統(tǒng)盾構(gòu)的液壓系統(tǒng)包括推進(jìn)系統(tǒng)（包括鉸接系統(tǒng)）、螺旋輸送機(jī)、管片安裝機(jī)及輔助液壓系統(tǒng)。推進(jìn)系統(tǒng)（包括鉸接系統(tǒng)）.管片安裝機(jī)及輔助液壓系統(tǒng)泵站安裝在四號(hào)拖車(chē)上.螺旋輸送機(jī)液壓系統(tǒng)泵站安裝在三號(hào)拖車(chē)上。鉸接裝置鉸接裝置在盾構(gòu)的前盾和中盾之間，是一個(gè)活動(dòng)的鉸接體，鉸接油缸行程和壓力由數(shù)字顯示在控制室，便于盾構(gòu)小半徑曲線掘進(jìn)和掘進(jìn)方向糾偏，鉸接角度為任意方向2度，鉸接密封采用內(nèi)外兩道密封，為保證盾構(gòu)前體、中體絕對(duì)不會(huì)脫開(kāi)。鉸接油缸共有16個(gè)，可滿足施工要求。潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)包括三大部分：主軸承密封系統(tǒng)，盾尾密封系統(tǒng)和主機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)。三部分都以壓縮空氣為動(dòng)力源，靠油脂泵油缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)將油脂輸送到各個(gè)部位。主軸承密封可以通過(guò)控制系統(tǒng)設(shè)定油脂的注入量（次／分），并可以從外面檢查密封系統(tǒng)是否正常。盾尾密封可以通過(guò)PLC系統(tǒng)按照壓力模式或行程模式進(jìn)行自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，對(duì)盾尾密封的注脂次數(shù)及注脂壓力均可以在控制面板上進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)油脂泵站的油脂用完后油脂控制系統(tǒng)可以向操作室發(fā)出指示信號(hào)，并鎖定操作系統(tǒng)，直到重新?lián)Q上油脂。這樣可以充分保證油脂系統(tǒng)的正常工作。通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)裝置由風(fēng)管貯存箱、輔助通風(fēng)機(jī)、風(fēng)管及消音裝置等組成，實(shí)現(xiàn)隧道主風(fēng)管的延伸，通過(guò)輔助通風(fēng)機(jī)及風(fēng)管將新鮮空氣壓送到盾構(gòu)主機(jī)位置，可調(diào)節(jié)機(jī)內(nèi)的溫度，改善工作環(huán)境。4、設(shè)備供應(yīng)商日本IHI公司盾構(gòu)機(jī)技術(shù)性能參數(shù)表2-2盾構(gòu)機(jī)主要尺寸、技術(shù)性能和參數(shù)表盾構(gòu)性能和參數(shù)序號(hào)位置項(xiàng)目名稱參數(shù)備注1適應(yīng)工作條件地層土質(zhì)種類(lèi)粉質(zhì)粘土、粉土，局部為粉砂、淤泥質(zhì)粘土、粉砂、細(xì)砂最小曲率半徑150m最大坡度4％2盾構(gòu)整體總長(zhǎng)8705mm總重約330噸包括后配套開(kāi)挖直徑φ6360mm前盾外徑φ6340mm中盾外徑φ6340mm尾盾外徑φ6340mm前盾盾殼厚度40mm中盾盾殼厚度40mm尾盾盾殼厚度40mm盾尾間隙30mm裝備總功率約792.2kW最大掘進(jìn)速度6cm/min最大推力37730kN盾尾密封3道鋼絲刷土壓傳感器土倉(cāng)胸板上下左右4個(gè)油壓傳感器最大工作壓力刀盤(pán)密封0.8MPa，鉸接密封0.8MPa，盾尾刷密封0.4MPa最大設(shè)計(jì)壓力刀盤(pán)密封1MPa，鉸接密封1MPa，盾尾刷密封0.7MPa包括后配套總長(zhǎng)60.405m3刀盤(pán)形式輻條加面板式驅(qū)動(dòng)形式變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主驅(qū)動(dòng)最大承受壓力（bar）開(kāi)挖、超挖直徑（mm）開(kāi)挖φ6360、超挖直徑φ6590超挖直徑理解為超挖刀全伸125mm最大轉(zhuǎn)速1.3rpm扭矩5147kN-m(100%)脫困扭矩6176kN-m(120%)扭矩系數(shù)α＝20.2(100%)α＝24.2(120%)驅(qū)動(dòng)功率55×8＝440kw刀盤(pán)開(kāi)口率40%超挖刀形式油缸形式最大超挖量125mm超挖刀數(shù)量2刀盤(pán)對(duì)復(fù)合地層的適應(yīng)性能適應(yīng)各種軟土層及小于10MPa的風(fēng)化巖刀間距布置全斷面切削中心刀類(lèi)型魚(yú)尾刀形式滾刀的數(shù)量及軸向轉(zhuǎn)動(dòng)力矩本工程不需要配置滾刀各種刀具的高差設(shè)置切削刀80mm，先行刀110mm4鉸接裝置型式推進(jìn)油缸固定在中體最大行程差垂直、水平垂直：230mm水平：230mm上下、左右鉸接連接全部采用油缸鉸接最大轉(zhuǎn)角垂直、水平垂直：±1.00水平：±1.50能滿足最小150m的曲率半徑數(shù)量油缸16只5砂漿攪拌器葉片直徑φ835mm同步注漿攪拌箱轉(zhuǎn)速26.7rpm攪拌容量4.1m功率11kW6潤(rùn)滑系統(tǒng)供脂距離100m盾尾油脂泵采用氣動(dòng)形式油脂泵供脂流量0.9L/min供脂壓力90kgf/cm27管片安裝器類(lèi)型園盤(pán)型轉(zhuǎn)速0.3/0.9rpm提升能力216kN徑向行程700mm軸向行程1000mm旋轉(zhuǎn)角度左右200度回轉(zhuǎn)功率37kW油缸功率11kW8推進(jìn)油缸推力（t.f）175行程（mm）2150數(shù)量（臺(tái)）22工作壓力（kgf/cm2）3309鉸接油缸回縮力（t.f）200行程（mm）230數(shù)量（臺(tái)）16工作壓力（kgf/cm2）35010人閘形式雙閘直徑φ1750mm工作壓力3（kgf/cm2）11螺旋機(jī)形式有軸式直徑φ711.2mm出碴量191m3功率2×45＝90kW扭矩38.9kNm最大轉(zhuǎn)速18rpm雙層閘門(mén)配置雙層閘門(mén)保壓泵配置接口2皮運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸量500m3運(yùn)送速度170m/min皮帶寬度800mm驅(qū)動(dòng)形式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)13變壓器干式樹(shù)脂高壓變壓器1050KVA14冷卻系統(tǒng)由于采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因此只對(duì)油箱進(jìn)行冷卻。冷卻泵功率1.5kW，冷卻水量20L/min15同步注漿系統(tǒng)A液泵流量280L/min×壓力5.5MPa×功率30kwB液泵流量20L/min×壓力1.5MPa×功率1.5kw清洗用泵流量100L/min×壓力5MPax功率15kw16膨潤(rùn)土系統(tǒng)水泵：流量133L/min×0.8MPa×功率7.5kw膨潤(rùn)土泵：流量5L/min×0.9MPa×功率0.75kw17膨潤(rùn)土注入系統(tǒng)流量170L/min×壓力2.5MPa×功率15kw×2臺(tái)18盾尾油脂系統(tǒng)流量0.9L/min×8.8MPa19數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)該系統(tǒng)可以通過(guò)PLC采集盾構(gòu)機(jī)上的傳感器數(shù)據(jù)，包括刀盤(pán)、盾體、注漿、碴土運(yùn)輸、溫度、后配套操作、測(cè)量值綜述和錯(cuò)誤信息等20導(dǎo)向系統(tǒng)配備有由美國(guó)Trimble公司生產(chǎn)的5603光波自動(dòng)全站儀，導(dǎo)向精度3秒。帶21超前注漿系統(tǒng)前殼體上安裝10個(gè)固定注漿口,胸板上安裝8個(gè)擺動(dòng)注漿口。22隨機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)1套功率11kw軸流風(fēng)機(jī)儲(chǔ)氣風(fēng)管，硬管70m23通訊系統(tǒng)地面配置2個(gè)顯示屏，1個(gè)電腦主機(jī)。24供電系統(tǒng)1套25壓縮空氣系統(tǒng)45kw螺桿式空壓機(jī)2臺(tái)，流量7.5m326皮運(yùn)輸系統(tǒng)皮帶寬800mm、輸送速度170m/min、輸送量500m3/h、功率27電纜卷盤(pán)沒(méi)配置28水管卷盤(pán)沒(méi)配置29后續(xù)臺(tái)車(chē)5臺(tái)30變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)8臺(tái)55kW，4、盾構(gòu)施工配套設(shè)備盾構(gòu)法施工除了正確選擇合適類(lèi)型的盾構(gòu)機(jī)外，還需合理的配置工作能力與盾構(gòu)匹配的輔助施工設(shè)備，發(fā)揮整體效能，主要包括：軌道運(yùn)輸設(shè)備、垂直提升設(shè)備、砂漿攪拌設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備等。三、盾構(gòu)進(jìn)出洞施工方案及應(yīng)急預(yù)案1、進(jìn)、出洞端頭土體加固1.1端頭地質(zhì)情況本工程盾構(gòu)井在K29+820（右）為明挖結(jié)構(gòu)；K28+634為盾構(gòu)出井處。始發(fā)和到達(dá)端頭隧道穿越的地層為③層這層粉砂土，粉性土的透水性較好，易引起流砂、管涌等不良地質(zhì)現(xiàn)象，因此需要進(jìn)行端頭加固。加固后土體強(qiáng)度需要達(dá)到以下指標(biāo)：無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度Qu≥0.5Mpa，滲透系數(shù)K≤1X10-10米/秒。同時(shí)由于加固區(qū)與非加固區(qū)土體軟硬程度有差異，為避免端頭井加固區(qū)與非加固區(qū)間的不均勻沉降宜在其間設(shè)置變形縫。(補(bǔ)充：盾1.2加固方案加固區(qū)間分為兩部分初步加固與補(bǔ)充加固。初步地基加固范圍一般為洞口周?chē)?米，加固長(zhǎng)度為盾構(gòu)出洞外9米，盾構(gòu)進(jìn)洞外10米，擬施工水泥土攪拌樁。加固盾構(gòu)進(jìn)出洞口端頭土體初步加固完成，盾構(gòu)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，對(duì)于加固體和圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間約30cm左右的加固盲區(qū)，施工一排300毫米旋噴樁補(bǔ)充加固，見(jiàn)圖3圖3-1端頭補(bǔ)充加固范圍示意圖1.3加固土體質(zhì)量檢驗(yàn)1.施工完后采用輕便觸探器靜力觸探、鉆取土樣等方法對(duì)樁身質(zhì)量和樁身強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，鉆孔位避開(kāi)隧道輪廓。檢驗(yàn)樁的數(shù)量不少于已完成樁數(shù)的2%，且不少于3根。檢驗(yàn)樁位在樁間的搭接部位，具體位置由監(jiān)理工程師指定。所有試驗(yàn)、檢驗(yàn)報(bào)告及時(shí)交監(jiān)理工程師審查，在得到書(shū)面通知后方可進(jìn)行下一道工序的施工。1.加固后的土體具有良好的防水性，以使盾構(gòu)機(jī)在土壓平衡狀態(tài)未建立階段的施工安全。土體加固完后，在預(yù)留洞門(mén)處鑿九個(gè)孔，孔深3.5m,保證透水量小于0.03m3/d1.通過(guò)對(duì)所取芯樣的觀察，判斷所加固土體的勻質(zhì)性。2、盾構(gòu)始發(fā)施工盾構(gòu)始發(fā)主要內(nèi)容包括：端頭地層加固、安裝盾構(gòu)機(jī)始發(fā)基座、盾構(gòu)機(jī)就位、組裝、安裝反力架、安裝洞門(mén)密封簾布橡膠板、拼裝負(fù)環(huán)管片（含鋼環(huán)、鋼支撐）、盾構(gòu)機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)，洞門(mén)處理、盾構(gòu)機(jī)加壓貫入作業(yè)面和掘進(jìn)等。采用安裝反力架和拼裝負(fù)環(huán)管片的方案，始發(fā)流程見(jiàn)圖2-1《盾構(gòu)始發(fā)流程圖》。NoNo端頭加固安裝始發(fā)基座盾構(gòu)機(jī)組裝、空載調(diào)試端頭洞門(mén)鑿除安裝反力架盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)盾構(gòu)負(fù)載調(diào)試安裝負(fù)環(huán)盾尾通過(guò)洞口密封注漿回填盾構(gòu)掘進(jìn)和管片安裝圖2-1盾構(gòu)始發(fā)流程圖2.1洞門(mén)鑿除本區(qū)間出洞或進(jìn)洞前先打探孔檢查洞口處加固體穩(wěn)定情況，確認(rèn)穩(wěn)定時(shí)開(kāi)始進(jìn)行洞門(mén)端頭圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除。為了避免洞門(mén)鑿除對(duì)車(chē)站結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擾動(dòng)，洞門(mén)鑿除時(shí)分九塊進(jìn)行，洞門(mén)鋼筋混凝土鑿除分塊見(jiàn)圖2-2《洞門(mén)鑿除示意圖》。露出內(nèi)外鋼筋，割除內(nèi)排鋼筋，保留外排鋼筋，在每塊混凝土中間開(kāi)鑿一個(gè)吊裝孔，清理干凈洞門(mén)圈底部的混凝土塊后按先下后上順序逐塊割除外排鋼筋（外排鋼筋割除時(shí)要注意將侵入開(kāi)挖輪廓線的鋼筋割除干凈），吊出所有的混凝土塊。2-2洞門(mén)鑿除示意圖2.2始發(fā)設(shè)施的安裝（1）始發(fā)基座安裝盾構(gòu)機(jī)組裝前，依據(jù)隧道設(shè)計(jì)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(dá)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(shí)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(duì)始發(fā)基座兩側(cè)固定，加固的方式見(jiàn)圖2-3《盾構(gòu)始發(fā)基座加固示意圖》。考慮到盾構(gòu)機(jī)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(jìn)行適當(dāng)抬高10～20mm。盾構(gòu)始發(fā)基座具有足夠的剛度和強(qiáng)度，導(dǎo)軌必須順直圖2-3盾構(gòu)始發(fā)基座加固示意圖（2）反力架安裝在盾構(gòu)主機(jī)與后配套連接之前，進(jìn)行反力架的安裝。由于反力架為盾構(gòu)始發(fā)時(shí)提供反推力，在安裝反力架時(shí)，反力架端面應(yīng)與始發(fā)臺(tái)軸線垂直，以便盾構(gòu)軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線保持平行。安裝時(shí)反力架與盾構(gòu)井結(jié)構(gòu)連接部位的間隙要墊實(shí)，以保證反力架腳板有足夠的抗壓強(qiáng)度，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-4《反力架結(jié)構(gòu)示意圖》。（3）洞門(mén)密封本工程中盾構(gòu)機(jī)始發(fā)洞門(mén)密封采用折葉式壓板，見(jiàn)圖2-5《洞門(mén)折頁(yè)壓板示意圖》。其施工分兩步進(jìn)行，第一步在始發(fā)端墻施工工程中，做好始發(fā)洞門(mén)預(yù)埋件的埋設(shè)工作。在埋設(shè)過(guò)程中預(yù)埋件必須與端墻結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起；第二步在盾構(gòu)正式始發(fā)之前，清理完洞口的碴土，完成洞口密封固定板、折葉壓板及洞門(mén)簾布橡膠板的安裝，洞門(mén)臨時(shí)密封以及防水裝置見(jiàn)圖2-6《盾構(gòu)始發(fā)洞門(mén)防水裝置圖》。圖2-4反力架結(jié)構(gòu)示意圖圖2-5洞門(mén)折葉壓板示意圖圖2-6盾構(gòu)始發(fā)洞門(mén)防水裝置圖2.2.3盾構(gòu)始發(fā)、到達(dá)段，車(chē)站與區(qū)間隧道的連接構(gòu)造（鋼筋混凝土洞圈）未做或未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前，為防止管片在失去后盾管片支撐或盾構(gòu)推力后產(chǎn)生松弛導(dǎo)致管片環(huán)縫張開(kāi)，設(shè)置近洞口處隧道縱向拉緊裝置，并保持到洞門(mén)現(xiàn)澆鋼筋混凝土保護(hù)圈達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。設(shè)置位置及方法見(jiàn)圖2-7《始發(fā)、到達(dá)洞內(nèi)拉緊裝置示意圖》。拉緊聯(lián)系條采用[14b槽鋼，拉緊裝置在后盾管片拆除前或盾構(gòu)推力卸去前進(jìn)行設(shè)置安裝，設(shè)置環(huán)數(shù)為洞口10環(huán)。圖2-7始發(fā)、到達(dá)洞內(nèi)襯砌拉緊裝置示意圖2.3負(fù)環(huán)管片安裝負(fù)環(huán)管片包括負(fù)環(huán)鋼管片和負(fù)環(huán)砼管片。負(fù)環(huán)鋼管片為350mm厚，內(nèi)徑為5500mm，外徑為6200mm在拼裝第一環(huán)負(fù)環(huán)管片時(shí)，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(jiàn)圖2-8《負(fù)環(huán)管片定位示意圖》。在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)拼裝好整環(huán)后利用盾構(gòu)機(jī)推圖2-8負(fù)環(huán)管片定位示意圖進(jìn)千斤頂將管片緩慢推出盾尾，此時(shí)利用門(mén)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(fù)環(huán)管片用螺栓連接。為了避免負(fù)環(huán)管片全部推出盾尾后下沉，在始發(fā)基座導(dǎo)軌上點(diǎn)焊圓鋼，以填充始發(fā)支座軌道與管片外側(cè)的空隙，使圓鋼將負(fù)環(huán)管片托起。第二環(huán)負(fù)環(huán)以后管片將按照正常的安裝方式進(jìn)行安裝。隨著負(fù)環(huán)管片的拼裝負(fù)環(huán)鋼管片將靠在反力架上，負(fù)環(huán)鋼管片同反力架采用焊接的形式連接牢固。隨著負(fù)環(huán)的進(jìn)一步拼裝，盾構(gòu)機(jī)快速地通過(guò)洞門(mén)進(jìn)行始發(fā)掘進(jìn)施工。2.4始發(fā)掘進(jìn)注意事項(xiàng)（1）在進(jìn)行始發(fā)基座、反力架和首環(huán)負(fù)環(huán)管片的定位時(shí)，要嚴(yán)格控制始發(fā)基座、反力架和負(fù)環(huán)的安裝精度，確保盾構(gòu)出洞的軸線與設(shè)計(jì)線路重合；（2）第一環(huán)負(fù)環(huán)管片定位時(shí)，管片的后端面與線路中線垂直。負(fù)環(huán)管片軸線與線路的切線重合，負(fù)環(huán)管片采用錯(cuò)縫拼裝方式；（3）始發(fā)前在基座軌道上涂抹油脂，減少盾構(gòu)推進(jìn)阻力，在刀頭和簾布橡膠板上涂抹油脂，避免推進(jìn)時(shí)刀頭損壞洞門(mén)簾布橡膠板；（4）在始發(fā)階段，由于地層受加固影響相對(duì)較硬，而盾構(gòu)始發(fā)基座相對(duì)不會(huì)變形，要特別注意盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制，盡量避免盾構(gòu)機(jī)低頭與偏離。由于盾殼與地層間無(wú)摩擦力，盾構(gòu)易旋轉(zhuǎn)，宜加強(qiáng)盾構(gòu)姿態(tài)測(cè)量，如發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)有較大轉(zhuǎn)角，可以采用刀盤(pán)正反轉(zhuǎn)的措施進(jìn)行調(diào)整。始發(fā)掘進(jìn)時(shí)采取低推力、低速度向前推進(jìn)，盡量減少對(duì)土體的擾動(dòng)；（5）盾構(gòu)在始發(fā)基座上向前推進(jìn)時(shí)，通過(guò)控制推進(jìn)油缸行程使盾構(gòu)機(jī)基本沿始發(fā)基座向前推進(jìn)；（6）始發(fā)初始掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)處于始發(fā)基座上，因此需在始發(fā)基座及盾構(gòu)機(jī)上焊接相對(duì)的防扭轉(zhuǎn)支座，為盾構(gòu)機(jī)初始掘進(jìn)提供反扭矩。在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)過(guò)程中要對(duì)即將進(jìn)入洞口的防扭支座割除打磨，以免損壞簾布密封；（7）在始發(fā)階段要注意推力、扭矩的控制，同時(shí)也要注意各部位油脂的有效使用。掘進(jìn)總推力控制在反力架承受能力以下，同時(shí)確保在此推力下刀具切入地層所產(chǎn)生的扭矩小于始發(fā)臺(tái)提供的反扭矩；（8）始發(fā)掘進(jìn)過(guò)程中還必須對(duì)后盾支撐進(jìn)行全程監(jiān)視，如有異常及時(shí)進(jìn)行處理加固，確保出洞順利。3、應(yīng)急預(yù)案因施工控制影響，地層加固不均或不到位，在砂層中易發(fā)生涌水、涌砂,因此在加強(qiáng)加固施工管理的同時(shí)，還必須對(duì)可能的突發(fā)情況進(jìn)行準(zhǔn)備。（1）對(duì)于盾構(gòu)到達(dá)突發(fā)險(xiǎn)情采取“及時(shí)堵漏，緊跟加固，迅速進(jìn)洞，靈活組織”的原則。（2）洞門(mén)鑿除過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)掌子面有滲水時(shí)要先對(duì)滲水進(jìn)行探明分析，確定是否需要噴射混凝土封堵，再進(jìn)行注水泥-水玻璃雙液漿堵水。（3）洞門(mén)鑿除后，掌子面出現(xiàn)涌水、涌砂時(shí)，首先利用砂袋將涌水、涌砂部位封堵，然后在涌砂部位四周打孔，向掌子面噴射素混凝土，再向地層中注雙液漿，增加土層的穩(wěn)定性與粘聚性。同時(shí)對(duì)漏水部位進(jìn)行防水處理，注聚氨酯材料進(jìn)行堵水。（4）如用上述辦法封堵不成功時(shí)，可用模注100＃砼進(jìn)行封堵，從而確保沉降。（5）一旦出現(xiàn)涌砂、涌水后，立即通知監(jiān)測(cè)組加強(qiáng)對(duì)隧道上方與兩側(cè)的監(jiān)控，并及時(shí)反饋信息，組織專人加強(qiáng)對(duì)地表設(shè)施的輸導(dǎo)與保護(hù)，及時(shí)從地表或洞門(mén)四周注漿以補(bǔ)充地層損失，減小地表下沉，阻止險(xiǎn)情的進(jìn)一步擴(kuò)大。（6）在險(xiǎn)情得到控制后要迅速開(kāi)展盾構(gòu)進(jìn)洞或出洞工作，使隧道快速封閉，再次對(duì)因險(xiǎn)情產(chǎn)生的隱患進(jìn)行處理。四、區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道的施工方案聯(lián)絡(luò)通道/泵房采用“地面深層攪拌樁加固，隧道內(nèi)開(kāi)挖構(gòu)筑”的施工方案。即：在地面采用攪拌樁機(jī)進(jìn)行深層攪拌樁加固后，采用礦山法進(jìn)行旁通道及泵站的開(kāi)挖構(gòu)筑施工，地層加固在地面進(jìn)行，開(kāi)挖構(gòu)筑施工均在區(qū)間隧道內(nèi)進(jìn)行，其主要施工順序見(jiàn)下圖4-1《聯(lián)絡(luò)通道及泵房施工工藝流程圖》。1、地層加固1.1加固范圍及質(zhì)量要求加固范圍：聯(lián)絡(luò)通道及泵站開(kāi)挖輪廓線外圍徑向3m范圍以內(nèi)的土體部分，具體見(jiàn)4－2《聯(lián)絡(luò)通道及泵站加固區(qū)示意圖》，經(jīng)加固后的土體應(yīng)有良好的勻質(zhì)性和自立性、密封性。施工前的準(zhǔn)備工作施工前的準(zhǔn)備工作攪拌樁加固防水施作開(kāi)挖及初期支護(hù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工竣工驗(yàn)收區(qū)間隧道貫通圖4-1聯(lián)絡(luò)通道及泵房施工工藝流程圖圖4-2聯(lián)絡(luò)通道及泵站加固區(qū)示意圖2、開(kāi)挖與襯砌2.1施工流程攪拌樁加固后的聯(lián)絡(luò)通道/泵站在上下行線全部貫通后進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖從一端向另一端進(jìn)行。開(kāi)挖襯砌的施工流程為：施工準(zhǔn)備→防護(hù)門(mén)安裝→鋼管片接縫焊接→隧道預(yù)應(yīng)力支撐安裝→打開(kāi)洞口鋼管片→通道開(kāi)挖與臨時(shí)支撐→噴射砼找平→防水層施工→通道鋼筋砼內(nèi)襯施工→集水井開(kāi)挖與臨時(shí)支撐→集水井鋼筋砼內(nèi)襯施工→壁后充填注漿→二次襯砌達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度、地表沉降穩(wěn)定后拆除隧道內(nèi)預(yù)應(yīng)力支撐→復(fù)緊特殊襯砌環(huán)內(nèi)的連接螺栓。2.2連接螺栓復(fù)緊和鋼管片接縫焊接在拆除鋼管片開(kāi)洞前，利用扭矩扳手將旁通道前后共10環(huán)管片的縱向和環(huán)向連接螺栓進(jìn)行復(fù)緊，包括鋼管片和砼管片間的連接螺栓，扭矩需達(dá)到300N·M。此外將未拆除鋼管片的環(huán)、縱縫進(jìn)行焊接連接，提高鋼管片門(mén)架結(jié)構(gòu)的剛度和整體穩(wěn)定性。焊接前應(yīng)首先對(duì)拼裝縫進(jìn)行除銹除垢處理，避免虛焊。2.3管片預(yù)應(yīng)力支架安裝為了保證旁通道拆除鋼管片時(shí)管片的穩(wěn)定，減小旁通道處管片變形，保證旁通道處管片受力體系轉(zhuǎn)換過(guò)程中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。在拆除鋼管片前對(duì)旁通道處不拆除的鋼管片和砼管片架設(shè)預(yù)應(yīng)力支架進(jìn)行支護(hù)處理，管片預(yù)應(yīng)力支撐見(jiàn)圖4-3《管片預(yù)應(yīng)力支撐圖》，每榀支架有7個(gè)支點(diǎn)，由5個(gè)32t螺旋式千斤頂提供預(yù)應(yīng)力，施加預(yù)應(yīng)力時(shí)每個(gè)千斤頂要同時(shí)慢慢平穩(wěn)加壓，每個(gè)千斤頂以壓實(shí)支撐點(diǎn)為宜。施工過(guò)程中要定期檢查千斤頂壓力情況，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)處理。圖4-3管片預(yù)應(yīng)力支撐圖2.4聯(lián)絡(luò)通道/泵站土體開(kāi)挖在開(kāi)挖前安裝好防護(hù)門(mén)，從鋼管片預(yù)留注漿孔打探孔觀察加固土體質(zhì)量，確信達(dá)到設(shè)計(jì)要求后拉開(kāi)鋼管片開(kāi)始開(kāi)挖。聯(lián)絡(luò)通道采用正臺(tái)階法人工開(kāi)挖，開(kāi)挖步距為0.3～0.5m，臺(tái)階長(zhǎng)度2～3m。喇叭口處考慮到斷面較大，該處采取分?jǐn)嗝骈_(kāi)挖，縮短支護(hù)時(shí)間。開(kāi)挖順序見(jiàn)圖4-4《聯(lián)絡(luò)通道/泵站開(kāi)挖順序示意圖》。通道部分開(kāi)挖完成后先進(jìn)行該段永久支護(hù)施工，然后再進(jìn)行集水井的開(kāi)挖襯砌施工。圖4-4聯(lián)絡(luò)通道/泵站開(kāi)挖順序示意圖2.5初期支護(hù)初期支護(hù)采用型鋼拱架，外側(cè)掛鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片搭接不小于15cm，并用鐵絲扎緊。型鋼支架為全封閉支護(hù)結(jié)構(gòu)，為防止通道底板上鼓，支架加設(shè)底梁。支架間距為0.3～0.5m，為增加支架的穩(wěn)定性，相鄰兩排支架間用支撐桿相互連接。集水井的臨時(shí)型鋼支架為矩形且上下支架間用Ф16圓鋼吊掛，支架間距為0.5m。立好鋼支架后施工20cm噴射混凝土。2.6防水工程在初期支護(hù)和永久支護(hù)層之間鋪設(shè)EVA防水板和無(wú)紡布緩沖層。防水板采用無(wú)釘鋪設(shè)，施作前先對(duì)臨時(shí)支護(hù)進(jìn)行處理使基面平順并達(dá)到凈空要求后，用射釘將墊圈和無(wú)防布固定于基面上，然后鋪設(shè)EVA防水板，再鋪設(shè)一層無(wú)防布作為保護(hù)層，防水板之間采用搭接雙焊縫焊接。對(duì)于旁通道砼襯砌與鋼管片的連接處埋設(shè)遇水膨脹橡膠條和預(yù)埋注漿管。水膨脹橡膠止水條是用粘接劑沿著支護(hù)斷面內(nèi)側(cè)直接粘到隧道管片上，粘接前對(duì)管片采用特殊溶劑進(jìn)行清洗，粘貼必須牢固可靠，不能留有空隙。在砼襯砌后通過(guò)預(yù)埋注漿管注漿以止水。2.7二次襯砌為保證施工安全，二次襯砌施工分兩步，既通道部分開(kāi)挖完成后先襯砌該部分，然后再進(jìn)行集水井的開(kāi)挖和襯砌。2.鋼筋間排距嚴(yán)格按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行綁扎，鋼筋搭接部分調(diào)直理順、綁扎牢固，搭接部分長(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)要求。為了保護(hù)混凝土保護(hù)層的厚度，在鋼筋與模板之間設(shè)置不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土墊塊。墊塊埋設(shè)鐵絲并與鋼筋扎緊，墊塊間互相錯(cuò)開(kāi)，均勻設(shè)置。在通道施工中，與鋼結(jié)構(gòu)搭接處的鋼筋與鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行丁字形焊接，鋼筋焊接時(shí)應(yīng)在被焊鋼筋與防水層之間臨時(shí)墊設(shè)防火板，防止將防水板燒穿。2.模板采用具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，能承受混凝土澆筑和振動(dòng)時(shí)引起的壓力而不移位變形，其表面光潔平整，接縫嚴(yán)密不漏漿，以保證混凝土的表面的質(zhì)量。2.結(jié)構(gòu)混凝土采用商品砼，抗?jié)B等級(jí)S10?；炷辆鶆蛳铝?，同時(shí)適時(shí)檢查混凝土下料高差?？刂坪谜駝?dòng)棒的插入深度，避免少振、漏振，防止跑模現(xiàn)象。為確保施工安全，集水井在通道結(jié)構(gòu)完成后開(kāi)挖，挖至設(shè)計(jì)深度后先澆筑集水井底板然后一次完成集水井的鋼筋砼澆筑施工。2.利用預(yù)埋的注漿管進(jìn)行壁后注漿（充填模筑混凝土與初支之間的空隙），為確保壁后注漿充填密實(shí)性，采用壓力控制，注漿壓力為0.4～0.6MPa，漿液采用具有微膨脹和高強(qiáng)度的超細(xì)型TGRM漿液，注漿泵采用手壓泵。3、聯(lián)絡(luò)通道施工監(jiān)測(cè)3.1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及方法本工程旁通道、泵站主要位于流變質(zhì)土層中，根據(jù)各區(qū)間旁通道地表環(huán)境狀況，采用了攪拌樁加固輔助措施。旁通道進(jìn)行土體加固和開(kāi)挖過(guò)程中，不可避免地引起一定范圍內(nèi)土體位移和土壓的變化，從而使隧道和地表產(chǎn)生相應(yīng)的位移（垂直方向和水平方向）和變形、引起周?chē)ㄖ镆约奥访娴某两?，通過(guò)工程監(jiān)測(cè)可以及時(shí)了解施工對(duì)隧道及地表環(huán)境影響和施工工作面周?chē)庸掏馏w的變化情況，掌握工程質(zhì)量信息，指導(dǎo)工程施工，是確保工程施工質(zhì)量、施工安全，對(duì)工程進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理的一個(gè)重要手段。3.1.1地表沉降監(jiān)測(cè)在施工區(qū)上部地面布設(shè)地表沉降和管線沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，地表沉降點(diǎn)沿通道的中線，每隔5m布設(shè)一個(gè)縱向觀測(cè)點(diǎn)，通道正上方每2m設(shè)置1個(gè)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)范圍為50m，管線沉降點(diǎn)布設(shè)在通道施工影響區(qū)內(nèi)。3.1.2旁通道結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)在旁通道內(nèi)部拱頂處布設(shè)拱頂下沉點(diǎn)、兩側(cè)壁布設(shè)收斂量測(cè)點(diǎn)。其斷面布置見(jiàn)旁通道變形測(cè)點(diǎn)斷面圖4-5《旁通道變形測(cè)點(diǎn)斷面圖》。3.1.3隧道變形監(jiān)測(cè)區(qū)間隧道在旁通道前后50m范圍內(nèi)每5m設(shè)一個(gè)斷面進(jìn)行管片變形監(jiān)測(cè)，每個(gè)斷面設(shè)圖4-5旁通道變形測(cè)點(diǎn)斷面圖置1個(gè)沉降測(cè)點(diǎn)和兩對(duì)水平收斂測(cè)點(diǎn)。3.2監(jiān)測(cè)頻率在開(kāi)挖期間，對(duì)地表變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)和旁通道、隧道變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)頻率為每天1～2次，襯砌結(jié)束后每?jī)商?次，直到變形趨于穩(wěn)定為止。五、特殊地層施工技術(shù)措施始發(fā)和到達(dá)端頭隧道穿越的地層為③層這層粉砂土，砂層無(wú)隔水層或相對(duì)隔水層，地層含水量大，地下水豐富。由于砂層的涌水量大和不穩(wěn)定性，盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)地層的擾動(dòng)，施工中極易發(fā)生地面隆起或涌水和坍塌，引起螺旋輸送機(jī)出口噴涌，螺旋輸送機(jī)排土困難，盾構(gòu)超挖，盾構(gòu)偏位等現(xiàn)象，從而引起較大的地表沉降。1、技術(shù)措施1.1將整盤(pán)刀具更換成合金刀，并將刀具啟動(dòng)扭矩調(diào)低，避免在砂層內(nèi)偏磨，影響掘進(jìn)速度。1.2根據(jù)掘進(jìn)前試驗(yàn)結(jié)果，砂層掘進(jìn)采用注入膨潤(rùn)土加高分子聚合物，提高碴土的流動(dòng)性；每環(huán)掘進(jìn)前檢查膨潤(rùn)土及聚合物、膨潤(rùn)土劑注入系統(tǒng)。1.3盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)生噴涌時(shí)，把第一級(jí)螺旋機(jī)門(mén)關(guān)閉，打開(kāi)第二級(jí)螺旋機(jī)的卸水閥，讓水自動(dòng)排出，循環(huán)操作直到正常為止；1.4控制好同步注漿時(shí)間（掘進(jìn)450mm開(kāi)始直到結(jié)束）、壓力（3.0～5.0bar），保證管片背后注漿的飽滿；1.5盾構(gòu)土倉(cāng)內(nèi)設(shè)置壓力計(jì)，盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，嚴(yán)格控制土倉(cāng)內(nèi)碴土狀況、土壓力及出土量，防止造成超挖及掌子面坍塌及擊穿地面；1.6加強(qiáng)地表及建（構(gòu)）筑物沉降變形觀測(cè)，及時(shí)對(duì)地層進(jìn)行加固，防止對(duì)建筑物的破壞；1.7此段隧道覆土深度為5.4米～14.6米，盾尾注漿的壓力應(yīng)控制在3.5bar左右（首次注漿壓力低于1.5bar），最大不應(yīng)超過(guò)5.0bar，終漿壓力最小不應(yīng)小于3.0bar，每環(huán)的注漿量應(yīng)不小于5.5m3，看注漿壓力而定；首次注漿時(shí)如出現(xiàn)漏漿，需在漏漿點(diǎn)注入水玻璃：水=1：1～1.5（體積比）的水玻璃溶液，保證洞門(mén)密封完好；1.8嚴(yán)格控制出土量，每環(huán)控制在70m3左右，最多不能超過(guò)80m3,如果出現(xiàn)6斗土已裝滿，但是千斤頂?shù)男谐涛茨苓_(dá)到1800mm時(shí)，停止螺旋機(jī)出土，繼續(xù)掘進(jìn)達(dá)到拼管片為止。下一環(huán)開(kāi)始就要憋土保壓在1.8bar以上，視刀盤(pán)扭距而定。停機(jī)前也要憋土保壓在1.8bar以上，防止掌子面坍塌。1.9測(cè)量班組必須每天做好地面監(jiān)測(cè)，在隧道中心頂部每隔10m鉆孔并打鋼筋(4m)作監(jiān)測(cè)點(diǎn),管片沉浮監(jiān)測(cè)；1.10保持土壓平衡，始發(fā)時(shí)倉(cāng)體上部土壓力應(yīng)大于1bar；1.11注意鉸接千斤頂行程的控制，一般控制應(yīng)在40～80mm（鉸接千斤頂?shù)淖畲笮谐淌?401.12始發(fā)臺(tái)按比隧道設(shè)計(jì)坡度大3％（即27‰）的坡度設(shè)置，此時(shí)盾構(gòu)機(jī)出加固體后刀盤(pán)標(biāo)高高于設(shè)計(jì)標(biāo)高5.4cm，以此避免盾體進(jìn)洞后下沉超限。2、突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案在施工監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，某些監(jiān)測(cè)項(xiàng)目一旦超標(biāo)，立即會(huì)同有關(guān)方面根據(jù)監(jiān)測(cè)情況制定有效措施，保護(hù)好地面建（構(gòu)）筑物的安全。2.1地面塌方應(yīng)急措施：立即停止盾構(gòu)掘進(jìn)，并保持土倉(cāng)壓力，派專人現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，疏通交通，圍警示帶，組織人力裝、堆沙袋控制為止。2.2路面沉降應(yīng)急措施：立即停止盾構(gòu)掘進(jìn)，并保持土倉(cāng)壓力，有效控制地表繼續(xù)沉降，組織人員對(duì)地面鉆孔注漿加固。（水泥:粉煤灰:水:砂：1:1:2:3）2.3對(duì)已拼裝成形的盾構(gòu)隧道，在沉降區(qū)內(nèi)進(jìn)行管片背后補(bǔ)注漿，在此期間提高監(jiān)測(cè)頻率，及時(shí)繪制變形曲線圖，以便根據(jù)變形發(fā)展情況采取相應(yīng)措施。六、盾構(gòu)區(qū)間的周邊環(huán)境及保護(hù)措施1、周邊環(huán)境區(qū)間沿線所經(jīng)過(guò)的片區(qū)多為城市待開(kāi)發(fā)區(qū)，從九堡東站出來(lái)大約300m長(zhǎng)的范圍存在較多1～3層農(nóng)居，多為磚混結(jié)構(gòu)，其中最小覆土厚度為6.5m，最大覆土厚度為10.5m，其余位置多為農(nóng)田。工程地面情況見(jiàn)表6-1《22號(hào)盾構(gòu)區(qū)間地表現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)表》。具體位置見(jiàn)附圖：表6-122號(hào)盾構(gòu)區(qū)間地表現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)表序號(hào)里程段地面現(xiàn)狀數(shù)量備注1k28+630～k28+956.1民房322層2k28+956.1～k29+249.1田地3k29+249.1～k29+285.7民房62層4k29+285.7～k29+449.1田地5k29+449.1～k29+608民房182層6k29+608～k29+861田地7k29+861～k29+883.5民房42層已拆8k29+883.5～k30+220田地9k30+220～k30+260民房33層10k30+260～k30+280田地2、主要保護(hù)措施根據(jù)沿線環(huán)境保護(hù)要求及盾構(gòu)法施工特點(diǎn)，施工過(guò)程中主要從盾構(gòu)操作方面