盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)交底[詳細(xì)]

1、昆 明 軌 道 交 通 工 程承包單位:中鐵十六局集團(tuán)有限公司 合同號(hào):DT-J100-a-J1-SG-2015-004監(jiān)理單位:華鐵工程咨詢有限責(zé)任公司 編 號(hào): 技術(shù)交底記錄 A3.12工程名稱昆明市軌道交通6號(hào)線二期工程菊華站東部客運(yùn)站區(qū)間交底部位盾構(gòu)施工工序名稱盾構(gòu)掘進(jìn)交底提要:盾構(gòu)掘進(jìn)交底內(nèi)容:一、工程概況本區(qū)間線路自東部客運(yùn)站出站后左、右線以R=650米半徑沿著歸十路西側(cè)前進(jìn),期間下穿紅塔集團(tuán)煙草廠倉(cāng)庫(kù),隨后橫穿歸十路到達(dá)1號(hào)盾構(gòu)井,在1號(hào)盾構(gòu)井平移檢修并2次始發(fā),接著下穿農(nóng)墾石油職工住宿大樓、黑土凹西倉(cāng)庫(kù)庫(kù)群、云南外運(yùn)集裝箱有限公司;最后左、右線以R=350米半徑右拐至涼亭路,最

2、后進(jìn)入菊華站.線路最小線間距6.73米,最大線間距16米.管片采用通用型襯砌管片,錯(cuò)縫拼裝,內(nèi)徑5.5米,厚度0.35米,外徑6.2米.菊華站2號(hào)盾構(gòu)井區(qū)間掘進(jìn)示意圖二、盾構(gòu)掘進(jìn)盾構(gòu)掘進(jìn)分為洞內(nèi)運(yùn)輸、掘進(jìn)施工及管片拼裝等工序.1、 洞內(nèi)運(yùn)輸從土倉(cāng)排出的碴土通過(guò)螺旋輸送機(jī)的出土閘門落在螺旋輸送機(jī)下的皮帶輸送機(jī)上,通過(guò)皮帶傳送到后配套臺(tái)車上的出土口落入電瓶車土箱內(nèi).電瓶車由牽引機(jī)車(車頭電瓶組)、土箱車、砂漿車、管片車組成.土箱內(nèi)裝滿碴土后,盾構(gòu)機(jī)暫停掘進(jìn),螺旋輸送機(jī)閘門關(guān)閉,電瓶車將碴土運(yùn)至始發(fā)井口,由地面50T龍門吊將土箱吊上地面,將碴土倒入地面的碴土池.洞口垂直運(yùn)輸示意圖電瓶車編組示意圖2、

3、盾構(gòu)掘進(jìn)(1)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)控制盾構(gòu)施工必須根據(jù)隧道穿越的地質(zhì)條件、地表環(huán)境等情況,通過(guò)試掘進(jìn)確定合理的掘進(jìn)參數(shù)和碴土改良的方法,確保盾構(gòu)刀盤前方開挖面的穩(wěn)定,做好掘進(jìn)方向的控制,確保隧道軸線符合設(shè)計(jì)要求.盾構(gòu)施工隧道貫通測(cè)量中誤差應(yīng)符合以下要求:橫向貫通測(cè)量中誤差(米米)50高程貫通測(cè)量中誤差(米米)25盾構(gòu)掘進(jìn)由操作司機(jī)在1號(hào)臺(tái)車操作室內(nèi)進(jìn)行,由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員經(jīng)計(jì)算初設(shè)正面土壓力+水壓力值.土壓力值根據(jù)隧道埋深、土層性質(zhì)和地面超載計(jì)算.設(shè)定值約為計(jì)算值的1.051.1倍.開始施工時(shí),在盾構(gòu)機(jī)的正面及盾構(gòu)體的上下方設(shè)置土、水壓傳感器監(jiān)控平衡系統(tǒng),在盾構(gòu)機(jī)前面安裝巖土勘探系統(tǒng).打開出土閘門,依次開啟

4、皮帶輸送機(jī),螺旋機(jī)和刀盤,推進(jìn)千斤頂,調(diào)整好各千斤頂工作油壓,此時(shí)刀盤切削土體,盾構(gòu)前進(jìn).盾構(gòu)機(jī)根據(jù)設(shè)定的正面土壓力自動(dòng)控制出土速度或掘進(jìn)速度.盾構(gòu)機(jī)的行程、上下左右四個(gè)區(qū)域千斤頂壓力、螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速、刀盤扭轉(zhuǎn)、俯仰角等參數(shù),將顯示在顯示屏上,盾構(gòu)司機(jī)及時(shí)做好參數(shù)記錄,并參照儀表顯示以及其它人工測(cè)量和施工經(jīng)驗(yàn)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和各項(xiàng)參數(shù),使盾構(gòu)始終按設(shè)計(jì)的軸線推進(jìn).(2)曲線段推進(jìn)和地面變形的控制當(dāng)盾構(gòu)機(jī)在曲線段推進(jìn)時(shí),根據(jù)曲線的施工特點(diǎn)調(diào)整推力、推進(jìn)速度、出土量和注漿量,并根據(jù)地層變形的信息數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整各種施工參數(shù),以期在盡量短的時(shí)間內(nèi)將土壓平衡值和注漿量調(diào)至曲線推進(jìn)的最佳狀態(tài).盾構(gòu)的曲線推進(jìn)實(shí)際上

5、是將處于曲線的切線位置上的管片進(jìn)行折線擬合.因此推進(jìn)的關(guān)鍵是確保對(duì)盾構(gòu)的頭部的控制,由于曲線推進(jìn)盾構(gòu)環(huán)環(huán)都在糾偏,因此必須做到勤糾,而每次的糾偏量不能過(guò)大,確保封頂塊的環(huán)面始終處于曲率半徑的徑向平面內(nèi),同時(shí)為控制管片的位移量,管片糾偏通過(guò)盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)計(jì)算,利用標(biāo)準(zhǔn)型管片封頂塊的轉(zhuǎn)向來(lái)實(shí)現(xiàn)糾偏.從而達(dá)到有效地控制軸線和地層變形的目的,使隧道軸線始終控制在允許偏差范圍內(nèi).(3)粉砂巖層段掘進(jìn)的技術(shù)措施加強(qiáng)施工管理,優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù),尤其是土倉(cāng)壓力和注漿參數(shù),使各個(gè)施工環(huán)節(jié)緊密結(jié)合,以便安全順利快速通過(guò).做好盾構(gòu)機(jī)的維修和保養(yǎng).盾構(gòu)機(jī)通過(guò)前要對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行檢查、維修和保養(yǎng),確保盾構(gòu)機(jī)能夠快速地通過(guò).

6、特別是要對(duì)盾尾刷要加強(qiáng)保護(hù),保持盾尾刷有效,防止砂土、泥水從盾尾間隙冒出.通過(guò)對(duì)復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)滾刀,齒刀互換,組合不同的刀具配置形式,以滿足該地層的掘進(jìn)要求.注意土體改良.盡量使用高分子聚合物添加劑、膨潤(rùn)土來(lái)改良渣土,使水土混合以增加止水效果.控制盾構(gòu)機(jī)分區(qū)油缸推力,采用硬巖區(qū)油缸推力大于軟巖區(qū)油缸推力,進(jìn)行試推,同時(shí)測(cè)量相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)量,以調(diào)整推進(jìn)油缸的油壓差.加強(qiáng)對(duì)出土量的計(jì)量.及時(shí)掌握開挖面的地質(zhì)情況和出土量,防止超挖而造成地表塌陷.加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)信息.根據(jù)地表沉降的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合地質(zhì)狀況、及時(shí)調(diào)整壓力艙壓力、千斤頂推力等施工參數(shù),做到信息化施工.控制好盾構(gòu)姿態(tài),檢核自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng),加強(qiáng)

7、姿態(tài)控制及隧道線型控制.(4)控制地面沉降的措施為了 減小和防止地面沉降,在盾構(gòu)掘進(jìn)中,要盡快在脫出盾構(gòu)后的襯砌背面環(huán)形建筑空隙中充填足量的漿液材料.其工作原理是:在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)過(guò)程中,保持一定壓力(綜合考慮注入量)不間斷地從盾尾直接向壁后注漿,當(dāng)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)結(jié)束時(shí),停止注漿.這種方法是在環(huán)形空隙形成的同時(shí)用漿液將其填充的注漿方式.根據(jù)地質(zhì)條件,確定漿液配比、注漿壓力、注漿量及注漿起訖時(shí)間對(duì)同步注漿能否達(dá)到預(yù)期效果起關(guān)鍵作用.同步注漿原理圖二次(或多次)壓漿是彌補(bǔ)同步注漿的不足,減少地表沉降的有效輔助手段,可使盾構(gòu)在穿越建筑物、地下管線時(shí),大大降低地面沉降.(5)注漿目的使管片盡早支承地層,減少地

8、基沉陷量,保證環(huán)境安全;確保管片襯砌早期穩(wěn)定性;作為隧道襯砌防水的第一道防線,提供長(zhǎng)期、均質(zhì)、穩(wěn)定防水功能;作為隧道襯砌結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層,具有耐久性和一定強(qiáng)度.(6)注漿方式盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中形成的管片與土體之間的空隙將采用注漿回填,漿液是通過(guò)運(yùn)漿車送到洞內(nèi),注漿與掘進(jìn)保持同步,采用同步注漿.盾構(gòu)推進(jìn)中的同步注漿和襯砌壁后補(bǔ)壓漿是充填盾構(gòu)殼體與管片圓環(huán)間的建筑間隙和減少后期土體變形的有效手段,同時(shí)也可加強(qiáng)隧道的穩(wěn)定性,也是盾構(gòu)推進(jìn)施工中的一道重要工序,因此在盾構(gòu)施工中的不同階段,根據(jù)需要進(jìn)行同步注漿,選擇具有和易性好、泌水性小,具有一定強(qiáng)度的漿液進(jìn)行及時(shí)、均勻、定量壓注,確保其建筑空隙得以及時(shí)和足量的

9、充填,壓漿量和壓漿點(diǎn)視壓漿時(shí)的壓力值和地層變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)而定.壓漿屬于一道重要工序,須指派專人負(fù)責(zé),對(duì)壓入位置、壓入量、壓力值均作詳細(xì)記錄,并根據(jù)地層變形監(jiān)測(cè)信息及時(shí)調(diào)整,確保地面的沉降值控制的允許的范圍內(nèi).漿液配比表(重量/千克) 砂膨潤(rùn)土粉煤灰水泥水300100320160470(7)所配出的漿液應(yīng)具備以下性能:初始粘度低以更好地真充盾構(gòu)推進(jìn)造成的間隙;凝結(jié)速度快以避免沉陷;不堵塞盾尾密封;提供一個(gè)圍繞隧道襯砌的長(zhǎng)期、均質(zhì)、穩(wěn)定的防水層.注漿量可根據(jù)監(jiān)測(cè)信息分析視情況而定,漿液配比也可視情況適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整.在盾構(gòu)掘進(jìn)的過(guò)程中,每環(huán)注漿量控制在建筑空隙150%200%,為減少地下的后期變形,必要

10、時(shí)進(jìn)行襯砌壁后注漿,注漿參數(shù)及注漿點(diǎn)的選擇根據(jù)實(shí)際情況而定.(8)各項(xiàng)控制壓力的選擇考慮以下因素:注漿位置的水壓力和土壓力;管片的承壓能力;不會(huì)對(duì)盾尾密封刷造成損害;既能防止地面下沉超限,又不導(dǎo)致地面隆起超限;漿液不會(huì)進(jìn)入土倉(cāng).上述壓力在初步確定以后,還要根據(jù)地質(zhì)情況和地面監(jiān)測(cè)結(jié)果等進(jìn)行調(diào)整.每環(huán)掘進(jìn)之前,都要確認(rèn)注漿系統(tǒng)的工作狀態(tài)處于正常,并且漿液儲(chǔ)量足夠,掘進(jìn)中一旦注漿系統(tǒng)出現(xiàn)故障,立即停止掘進(jìn)進(jìn)行檢查和修理.(9)二次注漿:注漿材料:根據(jù)招標(biāo)文件要求,二次補(bǔ)漿采用水玻璃、水泥漿混合雙液漿;人工手動(dòng)進(jìn)行注入.漿液配比:水玻璃用水稀釋1:3,水泥漿水灰比1:1,水泥漿與水玻璃體積比1:1.注

11、漿時(shí)間:管片脫出盾尾5環(huán)開始注入,第7環(huán)管片脫出盾尾前注完.壓力:0.30.5米Pa.膠凝時(shí)間:1550s.固結(jié)體強(qiáng)度:終凝強(qiáng)度不小于0.2米Pa(相當(dāng)于軟質(zhì)巖層無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度),28天不小于1.5米Pa(略大于強(qiáng)風(fēng)化巖天然抗壓強(qiáng)度).漿液結(jié)石率:90%,即固結(jié)收縮率10%.質(zhì)量控制:指派專人負(fù)責(zé),對(duì)壓入位置、壓入量、壓力值均作詳細(xì)記錄,并根據(jù)地層變形監(jiān)測(cè)信息及時(shí)調(diào)整,確保施工質(zhì)量.使用該漿液注漿前,一定要根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行試配,以達(dá)到既能順利注入,又在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期的注漿效果.(10) 盾尾密封脂的壓注盾構(gòu)隧道掘進(jìn)過(guò)程中,盾尾密封脂是盾構(gòu)防水的一道重要屏障,在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中,必須切實(shí)地

12、做好盾尾密封脂的壓注工作.盾尾密封脂的壓注由盾構(gòu)機(jī)司機(jī)在控制室控制.盾尾密封脂可以由注脂泵根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)定壓力自動(dòng)壓注,也可以根據(jù)推進(jìn)時(shí)間手動(dòng)壓注,盾尾油脂的消耗量控制在78環(huán)/桶.(11)添加劑的加入本工程區(qū)間隧道部分地段地質(zhì)條件復(fù)雜,為了 改良土體、保護(hù)刀盤以及保證盾構(gòu)機(jī)正面良好的隔水效果,推進(jìn)過(guò)程中需加入添加劑. 主要的添加劑是泡沫劑和膨潤(rùn)土.(12)加注泡沫劑順序:向泡沫劑箱中加入泡沫劑,打開泡沫劑輸送泵及添加劑注入裝置,同時(shí)打開水泵,將稀釋后的泡沫劑注入輸送管道.泡沫劑到達(dá)連接橋后,向泡沫管路中注入水和壓縮空氣,制成的泡沫分別由螺旋輸送器、刀盤、密封倉(cāng)隔板的噴頭注入土體中.(13)加膨

13、潤(rùn)土順序:向膨潤(rùn)土箱中加入膨潤(rùn)土,將水泵入膨潤(rùn)土箱中,壓縮空氣由管路進(jìn)入膨潤(rùn)土箱對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行充分?jǐn)嚢?打開膨潤(rùn)土輸送泵,將攪拌好的膨潤(rùn)土漿通過(guò)泡沫劑管路由螺旋輸送器、刀盤、密封倉(cāng)隔板的噴頭注入土體中.(14) 盾構(gòu)掘進(jìn)中的方向控制根據(jù)指定的坐標(biāo)點(diǎn),將每個(gè)區(qū)間組成的地面坐標(biāo)和基準(zhǔn)點(diǎn)建立獨(dú)立的控制網(wǎng),根據(jù)平面控制網(wǎng)點(diǎn)投影到工作井下,在始發(fā)井處設(shè)二個(gè)較遠(yuǎn)的精度高的控制點(diǎn),再向隧道內(nèi)引設(shè)導(dǎo)線點(diǎn).導(dǎo)線點(diǎn)設(shè)于隧道中的吊籃上,高程控制點(diǎn)傳遞至隧道內(nèi),隧道上部吊籃每隔50米設(shè)置一個(gè).根據(jù)導(dǎo)線點(diǎn)來(lái)測(cè)量盾構(gòu)機(jī)及隧道襯砌與設(shè)計(jì)軸線相對(duì)偏差.確保盾構(gòu)機(jī)沿著設(shè)計(jì)線路掘進(jìn)是隧道施工的一個(gè)主要目標(biāo),因此,掘進(jìn)中的方向控制十

14、分重要.盾構(gòu)掘進(jìn)中盾構(gòu)機(jī)配備一套自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng),主要由激光經(jīng)緯儀、電子激光靶、控制箱、計(jì)算機(jī)及其它配套硬件和軟件組成.三、管片拼裝1、施工準(zhǔn)備根據(jù)工程部下發(fā)的管片拼裝類型順序表,對(duì)下井的管片進(jìn)行防水材料的粘貼,粘貼完成后依次備齊相應(yīng)數(shù)量的螺栓、螺孔密封圈,運(yùn)進(jìn)洞內(nèi).并將盾尾雜物清理干凈,吊裝桿等設(shè)備經(jīng)檢查符合要求后方可進(jìn)行管片拼裝.每環(huán)管片配件數(shù)量表如下表.表4.1-1每環(huán)管片配件數(shù)量表材料名稱單位數(shù)量縱向螺栓套12環(huán)向螺栓套16注:1、每套螺栓包括一個(gè)螺桿、一個(gè)螺母和兩個(gè)墊圈. 2、每套螺栓配備兩個(gè)螺孔密封圈.2、襯砌環(huán)連接襯砌環(huán)縱縫、環(huán)縫采用彎螺栓連接,其中每環(huán)縱縫采用12根米30螺栓,每個(gè)

15、環(huán)縫采用16根米30螺栓連接.鋼筋混凝土管片拼裝成環(huán)時(shí),其連接螺栓應(yīng)先逐片初步擰緊,脫出盾尾后再次擰緊.當(dāng)后續(xù)盾構(gòu)掘進(jìn)至每環(huán)管片拼裝之前,應(yīng)對(duì)相鄰已成環(huán)的3環(huán)范圍內(nèi)管片螺栓進(jìn)行全面檢查并復(fù)緊.3、管片拼裝方式本工程管片拼裝采用錯(cuò)縫拼裝, 每環(huán)相鄰管片均布擺勻并控制環(huán)面平整度和縫口尺寸,最后插入封頂管片成環(huán).封頂管片拼裝時(shí)搭接700米米徑向推上,然后再縱向插入.管片成環(huán)大樣圖拼裝順序?yàn)?B2B3B1L2L1F.拼裝過(guò)程中按各塊管片位置,縮回相應(yīng)位置的千斤頂,形成管片拼裝空間,可有效防止盾構(gòu)后移.管片運(yùn)至拼裝機(jī)下后,將管片吊裝螺栓插入拼裝機(jī)的舉臂孔內(nèi),通過(guò)水平插銷緊固,再由拼裝機(jī)將管片運(yùn)至相應(yīng)位置

16、進(jìn)行拼裝.4、拼裝作業(yè)注意事項(xiàng)(1)管片運(yùn)輸應(yīng)平穩(wěn)、不傾倒、管片間不碰撞.(2)管片安裝頭必須擰緊,避免拼裝過(guò)程中螺栓頭被拔出.(3)管片拼裝過(guò)程中,管片拼裝機(jī)的左右挾持油缸伸出長(zhǎng)度要一致,以保證管片保持在整體圓上.每塊管片被拼裝上后,要保證管片的環(huán)面與上一環(huán)已拼裝好的管片環(huán)面對(duì)齊.(4)管片拼裝過(guò)程中,第一塊管片的位置尤為重要,它決定了 本環(huán)其他管片的位置及縫的寬窄.管片高于相鄰塊,將會(huì)導(dǎo)致封頂塊的位置不夠;低于相鄰塊;縱縫過(guò)大; 防水性降低.同時(shí),第一塊應(yīng)平整,防止形成喇叭口.(5)當(dāng)拼裝第五塊時(shí),應(yīng)用尺子量封頂塊空位的寬度,并調(diào)整第五塊,保證封頂塊的位置.(6)擰緊螺栓時(shí)應(yīng)確保螺栓緊固.(7)同一環(huán)內(nèi)各管片的相對(duì)位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙要求,不可互換.每塊管片上有管片類型標(biāo)記、環(huán)類型標(biāo)記和環(huán)、縱向螺栓孔