盾构始发及试掘进.doc

1.1. 盾构始发及试掘进1.1.1. 始发流程盾构始发流程见图 7-14JS屋迪过洞□密封盾构掘进和管片安装暦构机组装、空载调试注浆叵!填盾构负载调试 -盾构机推进 *安装反力架安装负环安装始发基座图 7-14 盾构机始发流程图后盾系统由钢反力架、1.5 米负环管片临时衬砌组成，采用通缝连接盾构出洞及后盾系统如图 7-15I钢反力架賁环管片-4-10反力架支撑系统图7-15盾构始发及后盾系统示意图1.1.2. 盾构始发姿态控制盾构始发作为盾构施工关键工序，对后期盾构机能否正常掘进起 着至关重要的作用，故始发姿态控制显得尤为重要始发掘进前，人工复测一次盾构机在始发托架上的正确位置，并 与盾构机 VMT 系统测量的位置相互比较，调整盾构机姿态后方可始发 掘进同时仔细检查盾构机托架的稳固情况，检查托架加固程度，查 验盾尾外壳上的防扭转装置是否焊接牢固始发掘进时保持盾构机4 组推力油缸推力均衡，确保刀盘中心和盾尾中心的位移在允许的偏差 范围内（VMT系统上显示为，垂直方向土30mm，水平方向土30mm）, 在始发掘进阶段尽量少采用纠偏措施由于盾构机和始发设施处于不稳定的状态下，承受重大负荷，在 始发推进初期，刀盘未接近工作面时禁止启动刀盘旋转。

整个过程中 派专人把守观察，发现异常立刻停止掘进，并进行处理1.1.3. 始发阶段运输方案根据业主提供的施工场地和工作井条件以及盾构机自身结构的 特点，制定盾构始发掘进阶段的出碴、运输方案⑴始发方案的确定 根据业主提供的始发场地，可以利用先期施做完成的主体结构场 地进行始发，综合考虑各方因素，采用全地下始发方案，即先将1〜 5 号台车依次吊入始发井中，再将盾构机主机吊入盾构始发井中进行 组装，并安装反力架，连接各类管路，进行调试、始发⑵盾构的出碴、运输布置垂直运输渣土和管片由两台龙门吊完成， 1 台 45 吨用于出渣及 下材料，另 1 台 45 吨用于地面装卸材料门吊行车电源采用卷筒安 装方法盾构水平运输采用 2 台电瓶机车牵引车， 每台电瓶车配备两组电 池，保证施工连续进展电瓶充电房充电本区间充电间内设置 HGC2712B-80/380 充电机 13 台， 1 台作为备用水平、垂直运输见图 7-16龙门吊轨道盾构控制室及后续台车a5管片平板车双轨梁泥斗车_El-i冥I；、氷］L』T或甘二32T龙门吊盾构机图 7-16 水平、垂直运输示意图1.1.4. 始发托架、反力架安装基坑清理完成后，托架依据测量放样结果安装定位。

考虑托架在 盾构出洞时要承受纵向、横向的推力以及抵抗盾构旋转扭矩，所以在盾构出洞之前，对始发托架两侧用H型钢进行加固始发托架的安装图 4-17—7-17 始发托架安装及加固示意图在盾构主机与后配套连接之前，进行反力架安装由于反力架为 盾构始发时提供反推力，在安装反力架时，反力架端面应与始发台轴 线垂直，以便盾构轴线与隧道设计轴线保持平行安装时反力架与始 发井结构连接部位的间隙要垫实，以保证反力架脚板有足够的抗压强 度反力架结构见图 7-18图 7-18 反力架结构形式1.1.5. 洞门防水装置安装洞门防水装置由帘布橡胶板、圆环板、固定板、压板、垫板和螺 栓等组成在盾构机安装调试完成后，将前述构件按顺序安装在始发 井施工时预埋的洞门圈钢环上为防止盾构推进洞门圈时刀盘损坏帘布橡胶板，可在帘布橡胶板 外侧涂抹一定量的油脂随盾构向前推进需根据情况对洞门密封压板 进行调整，以保证密封效果见图 7-19■ -w.q, ：、:-.， 1： ■-预埋钢环板:〕L帘布橡胶密封板、进洞前状态盾构进洞时状态图7-19始发洞口密封示意图1.1.6. 负环管片安装 当前述及盾构组装调试等工作完成后，组织相关人员对盾构设备 反力提供系统、始发台等进行全面检查与验收。

验收合格后，开始将 盾构向前推进，并安装负环管片⑵ 分别调试推进系统和管片安装系统，确保这两个系统能稳定 工作；⑵在盾尾壳体内安装管片支撑垫块，为管片在盾尾内的定位做好 准备，见图 7-20；⑶从下至上依次安装第一环管片，要注意的管片的转动角度一定 要符合设计偏差宜控制为：髙程和平面±50mm，每环相邻管片髙差 5mm,纵向相邻管片髙差6mm；⑷安装拱部的管片时，由于管片支撑不足，一定要及时加固； ⑸第一环负环管片拼装完成后，用推进油缸把管片推出盾尾，并 施加一定的推力把管片压紧在反力架上，即可开始下一环管片的安 装；⑹管片在被推出盾尾时，要及时的支撑加固，防止管片下沉或失 圆同时也要考虑到盾构推进时可能产生的偏心力，因此支撑应尽可 能的稳固；⑺当刀盘抵拢掌子面时，推进油缸已经可以产生足够的推力稳定 管片后，再把管片定位块取掉1)在进行始发台、反力架和首环负环管片的定位时，要严格控制 始发台、反力架和负环的安装精度，确保盾构始发姿态与隧道设计线 形符合⑵负环管片安装前，在盾尾内侧标出负8环管片的位置和封顶块 的偏转角度，管片安装顺序与正常掘进时相同第一环负环管片定位 时，管片的后端面应与线路中线垂直，负环管片采用错缝拼装方式。

负 8 环管片拼装完成后，用推进油缸施加一定的推力把管片推出盾尾 并把管片压紧在反力架上，即可开始下一环管片的安装⑶始发前基座定位时，盾构机轴线与隧道设计轴线保持平行，盾 构中线可比设计轴线适当抬高⑷在盾尾壳体内安装管片支撑垫块，为管片在盾尾内的定位做好 准备安装拱部的管片时，由于管片支撑不足，要及时垫方木进行加 固管片在被推出盾尾时，要及时进行支撑加固，防止管片下沉或失 圆同时也要考虑到盾构推进时可能产生的偏心力，因此支撑应尽可 能的稳固⑸在始发阶段由于推力较小，地层较软要特别注意防止盾构低 头⑹盾构在始发台上向前推进时，通过控制推进油缸行程使盾构机 基本沿始发台向前推进⑺始发初始掘进时，盾构机处于始发台上，因此需在始发台及盾 构机上焊接相对的防扭转支座，为盾构机初始掘进提供反扭矩⑻在始发阶段由于设备处于磨合阶段要注意推力、扭矩的控制， 同时也要注意各部位油脂的有效使用掘进总推力应控制在反力架承 受能力以下，同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于始 发台提供的反扭矩⑼盾构始发前要根据地层情况，设定初始掘进参数开始掘进后 要加强监测，及时分析、反馈监测数据，动态地调整盾构掘进参数。

⑽盾构组装前在基座轨道上涂抹油脂，减少盾构推进阻力；始发 前在刀头和密封装置上涂抹油脂，避免刀盘上刀头损坏洞门密封装 置1.1.8.盾构试掘进1.1.8.1.盾构始发刀具布置 始发掘进时刀盘上刀具布置见图 7-21图 7-21 始发掘进刀具布置图刀盘安装 4 把中心双刃滚刀； 37 把单刃滚刀； 56 把刮刀； 8 把 边缘弧形刮刀； 4 把边缘保径刀； 8 把面板贝壳刀为保证盾构机在 各地层中 顺利掘进，在始发掘进前检查滚刀的转动情况，确保所有 滚刀可以人力扳转，不能人力扳转（或大于25N・m）的滚刀予以替 换1.1.8.2.100 米试掘进段的工程重、难点由于本区间 100 米试掘进主要穿软弱地层 ，所以除了一般盾构 工程的试掘进的难点之外，还要加强试掘进期间地表沉降控制的监测 频率，总结适合本区间地层掘进的最佳盾构机掘进参数现结合上述 工程难点，将 100 米试掘进段的掘进和管理措施分述于后⑴ 始发掘进工程管理措施在盾构机掘进的施工管理方面，紧密结合寻求开挖面稳定、掘进 姿态控制、衬砌管片安装、管背同步注浆的管理目的，进行全过程的 动态管理，各种技术措施需要在施工掘进中进行经验总结，并逐步优 化。

主要内容见表 7-1表 7-1 掘进管理的主要内容项目内容开挖面稳定管理1、设置并保持开挖面稳定的土仓压力2、土体改良措施3、保 证进排土量的动态平衡4、合理设定掘进参数，推力、转速、速 度和扭矩盾构机姿态控制盾构机刀盘及盾尾的位移，中铰转角、俯仰、水平和滚动转角，蛇 形量的控制等衬砌管片安装1、正确选用管片和管片拼装位置2、管片防水胶条的检查和破损 情况检查3、拼装质量控制管背同步注浆管理1、正确选用注浆配比及浆液特性2、注浆压力管理3、注浆量 的控制4、注浆管路畅通⑵始发掘进时稳定开挖面的管理要点始发时盾构机是在加固土体掘进，具有一定自稳性，而且盾构机 的掘进参数如推力、扭矩等受托架和反力架限制，因此始发段的土体 稳定主要由半敞开模式下土仓内1/2〜2/3碴土的土压支撑下来保证, 在盾构机出加固土体之前逐渐建立起全土压平衡模式土仓压力与地 表监测反复对照设定，或者采用停止掘进时密闭土仓内的土压力为基 础，设定土仓内的平衡土压值在刀盘面板上喷注泡沫以减小掘进时与前方土体的摩擦及土仓 内碴土与刀盘、土仓壁的摩擦，可减小刀盘的驱动力矩始发时刀盘接触工作面初期，事先关闭螺旋输送机出土闸门，通 过观察土仓装有2/3碴土时，逐步启动螺旋输送机，打开出土闸门排 土，在掘进过程中不断将实际出土量与理论出土量进行比较，是土压 管理的重要措施。

如遇断带裂隙水较多时，若清水涌来，以卸压排放为主；如遇水 中带泥含沙可将土仓碴土量增加至满仓土，掘进通过总推力以不超 过 10000KN 考虑⑶始发掘进时盾构机姿态控制始发掘进前人工复测一次盾构机在始发托架上的正确位置，并与 盾构机 VMT 系统测量的位置相互比较，调整盾构机姿态后方可始发掘 进检查盾构机托架的稳固情况，检查防止盾构机“栽头”的托架施 作牢固，查验盾尾外壳上的防扭转装置是否焊接牢固保持盾构机 4 组推力油缸推力均衡，确保刀盘中心和盾尾中心的 位移在允许的偏差范围内（VMT系统上显示为，垂直方向0〜+40mm, 水平方向土30mm），在始发掘进阶段尽量少采用纠偏措施因盾构机 圆曲线上始发，因此应待盾体完全进入土体后才开始适量的纠偏⑷始发掘进时衬砌管片安装始发掘进时的衬砌管片安装关键是负环管片的安装管片选型的 主要依据为盾尾间隙，由于负环管片均为标准环，因此始发时的盾构 机姿态控制一定要严格在允许范围内经验证明，负环管片的稳定直 接影响盾构机出力，前面已经详细叙述了保证负环管片安装稳定牢固 的二项措施管片的正确选型和拼装位置的正确是纠正盾构机蛇形偏移，减小 盾构机推力的重要环节。

充分利用管片预先排版设计和盾构蛇形的具 体情况，进行管片预选工作，实际施工时还需要测量盾尾间隙大小， 来选择管片类型严禁不合格和破损管片下井拼装⑸始发掘进时管片背后同步注浆管理 同步注浆的目的是迅速且可靠填满管片背后的空隙，防止围岩松 弛和坍塌，造成地表下沉首先是选择注入的浆液性质和配比在始发段采用能在富水地层 中使用的浆液，初凝时间在 7 小时左右当盾尾进入洞内、1〜2 环管片脱出后，立即启动同步注浆系统 进行管片背后注浆，由下部两个注浆孔注入直至顶部开孔阀门处溢出 浆液注浆压力不可过大，以保证管片背后中下部的空隙被浆液填满 即可随着管片环数的增加，同步注浆压力可逐步增加，保证管片背 后上部空隙也被浆液填满在土压平衡施工地段，盾尾同步注浆压力 应略小于土仓上部压力注浆量根据注浆压力和保压时间确定⑹始发掘进时的主要技术。