遼寧地鐵工程盾構(gòu)法施工技術(shù)解讀上

XX地鐵盾構(gòu)法施工技術(shù)1工程概況

XX地鐵XX號線XX—XX區(qū)間起點(diǎn)設(shè)計里程為DK6+997.240，終點(diǎn)設(shè)計里程為DK7+946.098，區(qū)間長度為948.858m。區(qū)間隧道為單洞單線圓形斷面，線間距最小為13m。區(qū)間線路沿建設(shè)西路南側(cè)綠化帶走行。隧道結(jié)構(gòu)底最大埋深22.49m（覆土厚度16.49m），最小埋深16.14m（覆土厚度10.14m）。本區(qū)間為第四系渾河高漫攤及古河道地貌；本區(qū)間場地地形較平坦，地面標(biāo)高41.04m~39.88m之間，相對高差1.16m,大部分地面高程40.50m左右。地基穩(wěn)定性較好，地震基本烈度為Ⅶ度，屬于非液化場地，建筑場地類別為Ⅱ類，標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為1.20m。區(qū)間1場地范圍內(nèi)地層分布起伏不大。區(qū)間地下水類型為松散巖類孔隙承壓水，上部（渾河高漫攤及古河道堆積物）分布有水量貧乏的孔隙潛水。本區(qū)間承壓水穩(wěn)定水位埋深11.335m，水頭標(biāo)高29.112m。地鐵隧道位于松散巖類孔隙承壓水中，含水巖組巖性主要為中、粗砂、礫砂、圓礫，平均厚度約30米。中間相對穩(wěn)定粘性土④-1隔水層，滲透系數(shù)為80.0m/d~83.4m/d，屬強(qiáng)透水層，地下水極豐富。本區(qū)間盾構(gòu)機(jī)需在XX暗挖車站調(diào)頭，往返2次穿越XX明渠。2.1盾構(gòu)始發(fā)準(zhǔn)備盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，也是盾構(gòu)施工安全和質(zhì)量事故多發(fā)階段。由于本標(biāo)段采用一臺盾構(gòu)進(jìn)行施工，先后進(jìn)行四次始發(fā)，充分做好盾構(gòu)始發(fā)的準(zhǔn)備工作是盾構(gòu)安全始發(fā)順利掘進(jìn)的關(guān)鍵。盾構(gòu)始發(fā)的主要施工內(nèi)容包括：安裝盾構(gòu)機(jī)始發(fā)基座、盾構(gòu)機(jī)組裝就位和調(diào)試、安裝洞門密封圈、安裝反力架及鋼環(huán)、拼裝負(fù)環(huán)管片、拆除洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)、盾構(gòu)機(jī)貫入作業(yè)面加壓和掘進(jìn)等。2盾構(gòu)始發(fā)

2.1.1始發(fā)架的設(shè)計及拼裝始發(fā)架決定著盾構(gòu)機(jī)初始姿態(tài)，始發(fā)架的正確定位與否以及堅固程度，直接影響盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)質(zhì)量，見圖2-2和圖2-3。在安裝時按以下步驟進(jìn)行：(1)始發(fā)架范圍內(nèi)底板找平，注意標(biāo)高不宜有正差，以便調(diào)節(jié)高度。(2)吊入始發(fā)架，可分段下井，井下固定其位置，螺栓連接。(3)測量找正始發(fā)架三維位置，一般軸向采用前高后低布置，預(yù)留2‰坡度。(4)將始發(fā)架同車站本體結(jié)構(gòu)固定，固結(jié)強(qiáng)度應(yīng)能抵抗盾構(gòu)切削反力。2.1.2反力架下橫梁就位(1)下井前按照指定位置在下橫梁上焊接后背鋼管墊板及肋板，見圖2-4。(2)吊裝后與車站底板預(yù)埋件焊接固定。圖2?4反力架下橫梁示意圖2.1.3盾構(gòu)機(jī)下井組裝調(diào)試盾構(gòu)機(jī)采用逆序下井，即先后配套臺車，再連接雙梁，再由盾尾-中盾-前盾-刀盤的順序，盾構(gòu)機(jī)吊裝示意圖及流程圖如圖2-5和圖2-6。圖2-6

吊裝立面

2.1.4吊裝、拼接反力架立柱及上橫梁(1)下井前在上橫梁和立柱上指定位置焊接后背鋼管墊板及肋板。(2)焊接上橫梁上反力牛腿及后背鋼管墊板。(3)立柱范圍內(nèi)底板找平，按照下圖所示位置吊裝反立架立柱，立柱底兩側(cè)鉆孔下膨脹螺栓，同立柱焊接牢固，見圖2-7。(4)測量立柱垂直度，將立柱頂部同中板預(yù)埋鋼筋焊接固定。(5)螺栓連接立柱及下橫梁，焊接水平支撐鋼管。(6)吊裝連接上橫梁，焊接水平支撐鋼管

2.1.5鑿除洞門掘進(jìn)范圍內(nèi)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(2/3部分)(1)放樣：在洞口鑿除之前，對洞口鑿除部位進(jìn)行放樣，確定需要鑿除的圍護(hù)樁面積和部位。(2)搭設(shè)腳手架：在洞圈內(nèi)搭設(shè)鋼制腳手架，在刀盤前加墊木板條，用來保護(hù)刀盤防止崩出混凝土塊時被砸壞。(3)第一次圍護(hù)樁破除：破除700mm留300mm(包含最外側(cè)的鉆孔灌注樁主筋)。施工時，首先在洞門內(nèi)鑿三個觀測孔(上部兩個，下部一個)，用來觀察外部土體加固及土體漏水情況，如土體基本不漏水，則開始鑿除工作。洞門混凝土分成九塊鑿除，暴露出內(nèi)、外排鋼筋，割去內(nèi)排鋼筋，保留外排鋼筋，清除混凝土和廢鋼材，清理干凈落在洞圈底部的混凝土碎塊。2.1.6洞門防水簾布橡膠板安裝(1)檢查洞口預(yù)埋鋼環(huán)平整度和螺栓孔的孔距準(zhǔn)確度，如有偏差根據(jù)實(shí)際偏差量調(diào)整圓環(huán)板孔洞位置。(2)在洞圈內(nèi)搭設(shè)腳手架。(3)依次安裝簾布橡膠板和圓環(huán)板，上雙頭螺栓，擰緊螺母固定防水板。(4)根據(jù)螺栓中心位置焊接扇形翻板，共計94塊。安裝后扇形翻板下部凈距8mm。(盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞后間距13mm)比較2.1.7附屬設(shè)施準(zhǔn)備到位(1)出渣龍門吊安裝就緒，能夠使用；(2)渣土坑及土車傾倒裝置施工完成；(3)車站內(nèi)電瓶車走行軌道及岔線形成。2.1.8拼裝0~8＃負(fù)環(huán)管片(1)將負(fù)環(huán)反力墊板按照下圖管片接縫位置切割成6塊，并在螺栓孔位置鉆孔，切割和鉆孔過程中要求切縫整齊并保證鋼板的平整度。(2)下井前在地表先將負(fù)8環(huán)管片同切割后的反力墊板，用過螺栓焊接牢固，固定在管片上。(3)第8環(huán)負(fù)環(huán)管片下井后，在盾尾管片拼裝區(qū)180度范圍內(nèi)安設(shè)7根木條，(75mm厚)以確保不損壞盾尾密封刷。(4)在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)拼裝好整環(huán)后利用盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)千斤頂將管片緩慢推出盾尾，并將反力架同推出盾尾的負(fù)環(huán)管片后反力墊板焊接牢固。(5)為了避免負(fù)環(huán)管片全部推出盾尾后下沉，在始發(fā)架導(dǎo)軌上用角鋼將負(fù)環(huán)管片托起。(6)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)的進(jìn)一步拼裝，盾構(gòu)機(jī)快速地通過洞門進(jìn)行始發(fā)掘進(jìn)施工。負(fù)環(huán)管片安裝注意事項：(1)在盾尾殼體內(nèi)安裝管片4道支撐墊塊，為管片在盾尾內(nèi)的定位做好準(zhǔn)備。(2)安裝前，在盾尾內(nèi)側(cè)標(biāo)出第一環(huán)管片的位置和封頂塊的位置，然后從下至上安裝第一環(huán)管片，安裝時要注意使管片的位置與標(biāo)出位置相對應(yīng)轉(zhuǎn)動角度符合設(shè)計要求。(3)安裝拱部的管片時，由于管片的支撐不足，用角鋼焊在盾尾做臨時加固。(4)第一環(huán)負(fù)環(huán)管片拼裝完成后，用推進(jìn)油缸把管片推出盾尾，然后進(jìn)行下一環(huán)管片的安裝。(5)管片在被推出盾尾后，要馬上加固，防止管片下沉或失圓，采用鋼絞線在管片外箍緊，同時由于盾構(gòu)推進(jìn)時可能產(chǎn)生局部偏心力，因此支撐應(yīng)確保平穩(wěn)。(6)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入預(yù)留洞門前在外圍刀盤和簾布橡膠板外側(cè)涂潤滑油脂以免盾構(gòu)機(jī)刀盤刮破簾布橡膠板影響密封效果，同時清除在底部的渣土。2.1.9鑿除洞門剩余1／3范圍300m厚圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1)搭設(shè)腳手架：在洞圈內(nèi)搭設(shè)鋼制腳手架，在刀盤前加墊木板條，用來保護(hù)刀盤防止崩出混凝土塊時被砸壞。(2)全面檢查盾構(gòu)機(jī)狀態(tài)，做好盾構(gòu)推進(jìn)的一切準(zhǔn)備工作，做到洞口剩余砼鑿除后能立即推進(jìn)施工時，方可開始鑿除洞門其余部分。(3)剩余圍護(hù)樁破除：破除剩余300mm厚鉆孔樁結(jié)構(gòu)(包含鉆孔樁主筋)。2.2盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)參數(shù)計算及取值2.2.1土壓力設(shè)定經(jīng)計算在XX站盾構(gòu)始發(fā)處土壓力為0.11Mpa，在盾構(gòu)始發(fā)時應(yīng)建立較高的土壓，并維持土壓力穩(wěn)定，保證始發(fā)井附近的地表沉降在要求范圍內(nèi)。因此，將始發(fā)時土壓力設(shè)定為0.13Mpa左右。2.2.2始發(fā)掘進(jìn)推力的計算(1)盾構(gòu)外周和土體之間的摩擦阻力或粘附阻力取盾構(gòu)機(jī)入土2m、4m、8m三種情況計算摩擦阻力。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入2m時：F1=174.2T當(dāng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入4m時：F1=348.4T當(dāng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入8m時：F1=696.8T(2勺)盾構(gòu)傲正面體阻力這一跳阻力過就是濕作用稍于盾寧構(gòu)正慣面的指土壓隸力和秘水壓斷力。未計算質(zhì)結(jié)果夕可得F2蘇=2帽96丙.3現(xiàn)t(3恩)管片堤和盾爭殼外暫層板比之間筐的摩摔擦阻些力式中椅，ns—野—隧道蘿管片添的環(huán)陜數(shù)(一般鍛采用2~暮3)，Ws—滔—隧道破管片騾每環(huán)體的重憤量(t胞)，μs—朱—盾殼清鋼板擇和隧葛道管沙片之寇間的齊摩擦文系數(shù)(一般療采用0.零3~西0.踐5)。施工嚼中，ns取3，Ws為16購t，μs取0.璃4，則熔：F3裁=1寶9.隙2t所以響盾構(gòu)遇機(jī)始察發(fā)所繡需推潮力為訊：當(dāng)推扎進(jìn)2m時：F=蛾17士4.朝2+附29壯6.輛3+突19欺.2荒=4刷89揀.7惠t當(dāng)推渠進(jìn)4m時：F=胞34竿8.悄4+姑29仗6.膜3+蹤蝶19牽.2貫=6劑63符.9劉t當(dāng)推跑進(jìn)8m時：F=規(guī)69縣6.慢8+后29映6.罰3+籌19郵.2刃=1械01晝2.怠3t施工腦時以轎此理文論計妄算值趕為目招標(biāo)值已控制耕盾構(gòu)炎千斤救頂總稿推力聚，并趕根據(jù)規(guī)具體員情況肯做相車應(yīng)調(diào)貨整。2.竊2.越3刀盤蘭扭矩涉計算盾構(gòu)吹的切草削刀押盤扭遲矩主筆要由俊土體鄉(xiāng)豐的剪利切阻諒力產(chǎn)專生。扭矩T≈庭30恢0t·m，施盟工時廢以此屯值為還目標(biāo)斃值控瓶制刀煤盤切版削扭摔矩。2.墨2.某4盾構(gòu)鑰千斤局頂?shù)母锻七M(jìn)蓄速度圍及刀臥盤轉(zhuǎn)玩速的距設(shè)定在本漂工程蠅中，椅洞身亭范圍拍內(nèi)地郵層主評要為噸粉細(xì)適砂及憶粘土碼層，柿由于嬌處于環(huán)始發(fā)傷掘進(jìn)彼階段梳，推享進(jìn)速膝度初街始設(shè)朽定應(yīng)墳小于10帽mm診/m緞in，初會始設(shè)撤定刀顯盤轉(zhuǎn)蝴速應(yīng)鵝小于1.撫0r劈燕/m護(hù)in。2.氧3添加制劑使涉用方醉案(1律)粉細(xì)撕砂和妖砂卵盯石混歐合地兔層粉消細(xì)砂斑層和域砂卵撒石混瘡合地硬層的狐掘進(jìn)臥特征識：由己于上指部開樓挖面禁和拱把頂為作粉砂憤層，炎在盾供構(gòu)掘彼進(jìn)過價程中淋受擾鉛動后漏穩(wěn)定盞性較攤差，險維持木工作吉面穩(wěn)凳定是野重點(diǎn)烘之一眉；粉米細(xì)砂晨和卵忙石的釘混合扔地層薦較單浮純的匆砂卵孤石地考層含瞇砂量缸大，療對刀險具磨跳損較與純砂怨卵石檔地層穿大；遮粉細(xì)蒸砂和州砂卵粉石互反層的臘混合發(fā)后的付渣土膛和易綠性較免純砂夜卵石配地層垂好，腿但需描加強(qiáng)優(yōu)密封牛倉內(nèi)小挖掘喜土的震攪拌笛。(2顫)粉細(xì)裳砂層叔和砂枝卵石萄混合耕地層炭添加登劑使喬用的令主要在目的巧：維遙持開姿挖面黃的穩(wěn)已定；脂增加嶺地層他的潤紀(jì)滑性處并冷墓卻刀停盤及呆相關(guān)述部件膨；提創(chuàng)高挖怒掘土獲的可勁排性咱。添堆加劑疊的使浙用方之案：巡壽以泡嚴(yán)沫為擊主，廉輔以穩(wěn)稠泥違漿。割根據(jù)現(xiàn)以上丘的地巴層分姥析和并目的泥，添阻加劑凝種類給、注返入部握位和需注入我量如并下：媽刀盤寫前：耀約20窗%的理笛論開掠挖量歸的稠伏泥漿+約40購%的理送論開侮挖量勉的泡膨沫；運(yùn)密封紙倉：驕約30響%的理棒論開銅挖量且的泡很沫；伏螺旋懼輸送拿機(jī)：令加泥矮水添崗加劑纏注入拍壓力搏，需仙控制逢參數(shù)尤為刀攜盤前友的注諷入壓圾力，典以平瓶衡開門挖面閃的水闊壓力鞏為宜悟。在淡本區(qū)診段內(nèi)勸設(shè)定搖注入響壓力男初始印設(shè)定煉為0.形15角~0誓.2少M(fèi)P疊a。2.唐4盾構(gòu)告機(jī)初稻始掘座進(jìn)控屋制(1傘)盾構(gòu)肆機(jī)進(jìn)停洞前違，切飽入簾雙布橡迫膠板饒后，湖須先熟在密攤封倉贏內(nèi)用掠螺旋虧機(jī)反硬轉(zhuǎn)的前方式呢填充沸粘土鄭或人皆工漿型液30句m3，防浸止進(jìn)洗洞后燭端頭附井外遙測地油表塌翻陷。遼同時砌為避貨免刀巧盤上斥的刀貪頭損棋壞洞鵲口密檢封裝絹置，仿在刀塵頭和究密封扇裝置周上涂綢抹黃籃油以政減少凝摩擦回力。片盾尾尿鋼刷希中必外須充養(yǎng)滿盾推尾油晃脂。(2爪)盾構(gòu)推機(jī)進(jìn)分洞后釘，始箭發(fā)掘船進(jìn)為涂試推員進(jìn)階受段。倦試推哄進(jìn)分哪為三暈個階唇段。律第一擋階段36米，套第二但階段30米，持第三評階段30米。(3摩)盾構(gòu)盡機(jī)進(jìn)播洞后荷，必財須穿魯過8米的步加固號區(qū)。魯盾構(gòu)較機(jī)穿用越時樣，姿昨態(tài)調(diào)鎖整較駛為困臣難。傘在此驗階段盲推進(jìn)比時，面推進(jìn)林速度改控制幟在0.濤5~顯1.述0c葛m/胡mi劇n。并局同時養(yǎng)相刀能盤內(nèi)栽添加樓水和彎泡沫蛛劑。逝密切界注意讀，刀擦盤扭些矩和擾土倉規(guī)壓力級變化住情況歷，一閃旦發(fā)伙現(xiàn)突錘然降萌低，割則可慈認(rèn)為于盾首柱已出帳加固閉區(qū)，肌但由惜于盾蔥尾仍用在加括固區(qū)帳內(nèi)，搭因此教不能槳對盾耕構(gòu)姿壯態(tài)作棕較大踩調(diào)整渾，待纖盾構(gòu)籃繼續(xù)巾推進(jìn)賺，確外信盾螞尾脫該離加震固區(qū)檔后，享方可恒對盾赴構(gòu)姿雕態(tài)做讀出調(diào)要整。(4魯)試推獲進(jìn)第城一階記段為36米，脆日進(jìn)迎度按沒照2~各4環(huán)控浪制，尋對密古封土廣倉內(nèi)應(yīng)刀盤嫁轉(zhuǎn)速服、壓閃力、監(jiān)推進(jìn)框速度質(zhì)、千輕斤頂掩推力斯、注汗?jié){壓該力及欺注漿溝量等閣諸項眨，分銷別采逆用三撐組以昏上不秘同的貝施工登參數(shù)宅進(jìn)行公試驗唇掘進(jìn)乞。通戒過對們隧道別沉降永、地?fù)]表沉鼓降的債測量顫和數(shù)彼據(jù)反籮饋確李定一標(biāo)組合纏理的碼施工盾參數(shù)旋。(5吧)試推戶進(jìn)第遠(yuǎn)二階留段為30米。賽在此室階段臘可視答地表府、地艙層變?nèi)富椴菦r，繳將日辮推進(jìn)采速度鞋增加扔至5~梨6環(huán)。妖采用組已經(jīng)敘掌握婚、適阿用的蝴各項醬參數(shù)氏值，批通過骨施工跨監(jiān)測位，根侮據(jù)地產(chǎn)層條緒件、突地表屬管線凡、建商筑物落情況嘆對施貸工參羽數(shù)作嘗出慎找密細(xì)陜致的列調(diào)整課，取兩得最婆佳的少施工閣參數(shù)祥。(6沫)試推梨進(jìn)第示三階飯段為惱正式怠掘進(jìn)酬施工紙的準(zhǔn)份備階役段，南此階兩段計懼劃控元制日蜻掘進(jìn)碗速度扭為8環(huán)左工右，曉但強(qiáng)裝調(diào)應(yīng)腦以服霧從地啄面沉洋降、索建筑葛物保皮護(hù)為川原則流。2.怕5盾構(gòu)意始發(fā)澤注意忙事項(1雀)盾構(gòu)姻始發(fā)進(jìn)前，障需檢裹查核霜實(shí)各速電纜奮、電降線及棄管路撒的連辛接是材否留激有足悼夠的奴供盾脫構(gòu)機(jī)擱前進(jìn)所需要努的拉鼻長量環(huán)；人晚員組叼織及解機(jī)具幣設(shè)備胞配備類是否燃到位胡等。秀檢查生基座嚼、反合力架螞、洞塘口密辨封及慈端頭掌加固鑒土體博是否劃滿足所設(shè)計介要求室。(2叉)盾構(gòu)食推進(jìn)都前，盆為了敗減小恐盾構(gòu)雜機(jī)的燈推進(jìn)莫阻力朱，在濤盾構(gòu)帆的基屑座軌薄道上鼓涂抹拘黃油棕，為污避免身刀盤過上刀錦具進(jìn)言洞門撕時損東壞洞皮門密裝封裝尸置，叛在刀旅盤和蒸刀具召上涂信抹油海脂。(3賺)為了擾防止薄從始撐發(fā)鋼摩環(huán)注屋漿時扎水泥訓(xùn)砂漿棍漿液悼進(jìn)入丹同步脂注漿各的管收路內(nèi)宵，在柔注漿沙前需壘將同萄步注汁漿管懼路出勉口處綢加裝綱止?jié){侵塞。(4拼)盾構(gòu)匙機(jī)在槽導(dǎo)軌烤上逐蕩環(huán)推駁進(jìn)并鋸盡快菊貼近銷洞口買掌子鏡面，凱然后塔盾構(gòu)昨開始圣掘進(jìn)端。(5炭)防止薄盾構(gòu)誦機(jī)旋狹轉(zhuǎn)的朗措施在盾肉構(gòu)機(jī)型的兩磚側(cè)焊盆防轉(zhuǎn)寇塊(注意最不得覽損壞及鉸接諒處的紙密封)，防忙轉(zhuǎn)塊玻應(yīng)能總承受恰盾構(gòu)磚機(jī)的順扭矩犁并能僑將扭惹矩傳格遞給反盾構(gòu)哄基座泳。減縫少刀陡盤的捷設(shè)定限扭矩輩，使陣其值搏不超尸過最輛大扭甘矩的