盾构施工百环总结.doc

目 录1 工程概况 11.1工程概述 11.2区间平、纵断面情况 12 百米试掘进段地质、水文情况 23 盾构机适应性评估 33.1盾构机选择 33.2盾构机适应性评估 34 盾构始发 54.1始发端土体加固及降水 54.2盾构机组装、调试 64.3洞门凿除 64.4负环管片拼装 65 过程中的质量控制 75.1施工质量控制情况 75.2测量控制 76 盾构掘进 86.1试掘进参数总结 86.2同步注浆及二次注浆 116.3渣土改良及出土量 116.4管片拼装 127 工效指标 158 施工测量和施工监测 158.1施工测量 158.2施工监测 179 百环试掘进遇到的难题及解决方案 1910 结语 20沈阳至铁岭城际铁路工程（松山路-道义）人杰湖公园站-蒲河大道站区间 右线盾构百环总结1 工程概况1.1工程概述沈阳至铁岭城际铁路工程（松山路~道义）土建施工第六合同段人杰湖公园站～蒲河大道站区间起止里程为右K7+765.575～右K9+267.844，区间全长约1502.269m（左线含长链0.015m、短链17.098m），最小曲线半径350m，采用盾构法施工。

图1-1 工程线路走向图人杰湖公园站~蒲河大道站区间右线盾构主要穿越③-1-1粉质粘土、④泥砾，隧道拱顶覆土厚度约8.12～13.2m，最大纵坡24.123‰根据工期要求，区间右线盾构自蒲河大道站始发，向人杰湖公园站方向掘进，至人杰湖公园站接收、解体、吊出承担人~蒲区间右线盾构施工的盾构机为中铁装备133号土压平衡盾构机1.2区间平、纵断面情况区间线路大体呈“V”字坡，人杰湖公园站向北2‰下坡，依次以210.015m长18‰、380.00m长4.0‰下坡至最低点，转以594.338m长5.132‰、283.564m长24.123‰、2‰上坡至蒲河大道站区间首推100环的里程为K9+267.844～K9+147.844，平面、纵断面设计情况如下图所示：图1.2-1 试掘进段平面图图1.2-2 试掘进段纵断面图首推100环范围的平、纵断面的设计情况如下表所示：表1.2-1 100环范围的平、纵断面的设计情况部位环号平面线性坡度施工方法人杰湖公园站～蒲河大道站区间右线1-55直线-2‰～-23.9‰盾构法56-100-24‰2 百米试掘进段地质、水文情况百米试掘进段隧道顶最大埋深10.1m、最小埋深9.4m，穿越地层主要地质为：砂卵石层，具体如下：成因类型层号土层名称层底埋深（m）层厚（m)土层描述建筑垃圾①杂填土0～3.60.5～3.6主要由建筑垃圾、碎石类土、砂类土及粘性土组成，松散～稍密，普遍分布。

第四纪浑河冲洪积阶地③-1-1粉质粘土0.5～15.28.4～13.4灰褐色，含少量铁锰质结核，可塑，稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等第四系冰碛物④泥砾0.9～勘查未贯穿杂色，碎、砂砾石占40～60％，一般粒径10～20mm，可见最大粒径30～60mm，混粘性土20～30％试掘进过程中的出渣情况与勘查设计基本吻合百环试掘进段落无地表水，含少量地下水3 盾构机适应性评估3.1盾构机选择右线所用盾构机为中铁装备设计生产的CREC133号土压平衡盾构机， 盾构机主要性能参数如下表所示表3.1-1 盾构机主要参数列表序号项目参数列表单位1刀盘转速0-3r/min2最大推进速度80mm/min3最大推力3500T4额定扭矩5500kN˙m5脱困扭矩6900kN˙m6整机总长79.8m7最大出渣能力335m³/h8最大设计压力5bar9水平转弯半径250m10纵向爬坡能力±35‰11刀盘开口率60%3.2盾构机适应性评估（1）刀盘适应性评估本刀盘布置6根辐条，刀盘的开口率达到60%，渣土流动性好，有利于渣土进入土仓、同时降低搅拌力矩、预防泥饼的形成刀盘采用扭腿传力结构，可将推阻力均匀传递到刀盘法兰及主轴承减少集中应力。

可布置更多的法兰螺栓，减少每个螺栓的荷载增强其可靠性刀盘中心区域设置水冲洗系统避免土仓中心形成泥饼刀盘中心部位配置镶硬质合金的鱼尾刀，配合鱼尾刀的中心锥结构将中心渣土排向周边进入进渣口配合中心鱼尾刀在其他轨迹配置切刀及先行刀，刀高高低搭配，切削效率高；刀盘外圈设置多把撕裂刀，保证开挖直径刀盘正面均匀分布5个渣土改良入口，其中３个为泡沫喷口，２个为膨润土喷口喷口采用新式防堵塞设计，增加喷口使用寿命如果喷口发生堵塞还可从刀盘背面整体拆除，便于更换刀盘背面在不同轨迹配置4根主动搅拌棒，用以搅拌土仓内渣土，增加渣土流动性，防止土仓内结泥饼刀盘正面及大圆环均堆焊有耐磨材料，大圆环外侧焊接有耐磨钢板，并配置12把贝壳保护刀，以确保大圆环与开挖面的间隙，增强刀盘的耐磨性能从前100环盾构掘进情况分析，该盾构机刀盘能满足标段盾构掘进施工任务2）同步注浆系统同步注浆系统配置2台注浆泵，盾体上均匀布置4个同步注浆口，每个注浆口分为两路，一用一备，确保在原管路堵塞后备用管路可以及时投入使用，同时每路注浆管路上设置有观察窗，便于管路堵塞时进行疏通每一路管路由注浆泵上单独的柱塞进行注入，确保了每路管路压力的恒定，并备有专用冲洗功能，有效防止管路堵塞。

性能可靠的同步注浆系统可有效控制地表沉降在本次百环掘进中，注浆系统均能有效运转，有效的控制了地面沉降3）盾构机推力扭矩适应性评估盾构在前100环掘进最大推力为12296KN，盾构机设计总推力为35000KN；前100掘进最大扭矩为2754KN˙m（加固区），盾构机额定扭矩为5500KN˙m，最大脱困扭矩为6900KN˙m所用盾构机推力、扭矩满足区间盾构掘进所需最大推力、扭矩，具有较高的动力储备，能够满足本区间的盾构施工要求4）渣土改良系统我部所用盾构机在刀盘、土仓内、螺旋输送机等设置泡沫、膨润土注入口，用于对渣土进行改良添加剂的注入量和压力均可以自动调节，并在出口末端设置逆止阀防止管口堵塞渣土改良后的功效主要有：①保持开挖面的稳定；②增加切削土体的塑性流动性③防止切削土黏附在刀盘及螺旋输送机内，避免闭塞现象，减轻机械负荷，降低刀盘扭矩，同时提高掘进速度在前100环施工过程中，通过注入泡沫进行渣土改良，使得切削的土体流动性较好，掘进速度正常，渣土改良系统能满足本标段盾构施工要求5）密封系统序号名称密封材料用量/环备注1主轴承密封HBW7.19L2润滑油脂密封EP25.63L3铰接密封唇型密封圈/EP20.1L4盾尾油脂密封盾尾油脂40L综上所述，用于区间施工的中铁装备133号盾构机从设计上能适应多种地层的掘进施工，具有较高的动力储备，盾构施工所需的各种功能齐全，能够满足盾构施工要求。

4 盾构始发4.1始发端土体加固及降水盾构始发是盾构施工中的难点和关键，为防止出现盾构机“下沉”、“抬头”或盾构掘进过程中掌子面失稳、涌泥、涌水等现象，对端头按设计要求采用双重管旋喷进行土体加固，其中车站洞门外3m内采用Φ550@400的旋喷桩，其余采用Φ550@600旋喷桩加固要求为：加固后的地基应具有良好的均匀性和自立性，其无侧限抗压强度为1～1.2Mpa，渗透系数≤1.0×10-7cm/s我部始发端头加固效果较好，始发时掌子面稳定无涌泥、涌水等现象发生，并经取芯进行抗压强度检测合格始发前在端头打井降水，确保水位处于底板以下0.5m 图4.1-1 旋喷桩施工及取芯4.2盾构机组装、调试我部盾构机在6月6日开始吊装组装，组装顺序为：6#拖车下井→6#拖车后移→5#拖车下井→5#拖车后移→4#拖车下井→4#拖车后移→3#拖车下井→3#拖车后移→2#拖车下井→2#拖车后移→1#拖车下井→1#拖车后移→设备桥下井→组装设备桥→螺旋输送机支撑架下井→螺旋输送机下井预存→拆除前端始发基座上的轨道→中盾→前盾→刀盘→主机前移→管片安装机→盾尾下井→盾尾前移并安装→敷设轨道至盾尾→螺旋输送机安装→拆除盾尾内轨道 →设备桥与主机连接→管线连接。

7月15日项目部组织相关人员对组装完成的中铁装备133号盾构机进行验收，盾构机各性能已达到盾构机正常掘进条件4.3洞门凿除在洞门凿除前，我部对洞门位置进行了水平取芯，取芯孔数为5个，根据取芯效果显示，端头加固效果较好，土体稳定，满足洞门凿除条件为减少掌子面的暴露时间，我部分两次对洞门进行凿除第一次凿除钻孔灌注桩外层混凝土及钢筋（靠近盾构井一侧550～600mm的部分），第二次凿除钻孔灌注桩剩余部分的混凝土及钢筋，待第二次凿除完成后，盾构机需迅速抵上掌子面进行始发掘进洞门凿除采用人工手持风镐破除，洞门范围内钻孔灌注桩应由上至下进行凿除4.4负环管片拼装区间右线始发时采用拼装9环负环管片，-1环管片嵌入洞门800mm，负环管片采用普通直线环通缝拼装管片安装顺序为：先就位底部管片，再自下而上左右交叉安装，最后插入封顶管片成环负环管片在脱出盾尾的过程后，为保证负环管片稳固牢靠，需对始发基座上的负环管片进行加固，在管片与托架间用木楔楔紧，同时每环管片用钢丝绳环向箍紧5 过程中的质量控制5.1施工质量控制情况施工质量的控制主要是提高管理人员、作业人员的质量意识，加强操作人员的责任心，为确保项目部质量方针、质量目标的实现，我部对施工质量采取如下措施：（1）严格技术交底制度施工前对作业人员进行技术交底，并将交底带至施工现场，在盾构机操作室粘贴地质平纵断面图、不同环号的管片选型表，便于操作人员根据预设的操作参数并对照实际情况及时进行掘进施工的调整。

2）坚持班前安全、质量教育每班上班前，所有一线施工人员在下井口处接受本班工作任务及安全、质量教育，通过这一活动，逐渐提高全体作业人员的质量意识，从而更加规范施工行为3）坚持管片拼装质量实名制无论是管片进场验收，还是止水胶条粘贴，及最终的管片拼装成型，各道工序均实行实名制，通过质量实名的可追溯性加强操作人员的责任心，也通过质量实名制的奖优罚劣措施提高作业人员的质量意识，从而保证工程质量4）坚持工程周例会制度每周五晚上，项目部组织作业工区管理层、项目各部室及领导班子召开工程周例会通过周例会，将影响现场施工安全、质量、环保等方面的因素逐一上会讨论并制定解决方法5）坚持领导跟机值班制度项目部领导班子轮流跟机值班，以提高现场问题现场解决的工作效率，避免了现场问题没有及时被发现或上报，从而导致不良的连锁反应5.2测量控制 （1）“倒九环”测量每天下午进行管片姿态“倒九环”测量，及时根据测量结果进行管片选型，进行姿态调整2） 监控量测按照《盾构施工监控量测方案》及《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）要求的监控量测频率开展监测工作，对地表沉降、管线沉降进行测量，并按监测预警逐级响应。

6 盾构掘进6.1试掘进参数总结 。