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盾构始发掘进施工控制方案盾构掘进施工控制是工程能否顺利实施的关键，是保障盾构顺利通过掘进的关键，也是规避滞后沉降风险的基本手段盾构机掘进的前120m（80环）作为始发段，通过始发段掘进拟达到以下目的：（1）用最短的时间对盾构机进行调试、熟悉机械性能2）熟悉本工程的地质条件， 掌握各地质条件下该复合式盾构的具体施工方法3）收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数，制定正常掘进各地层操作规程，为实现快速、连续、高效的正常掘进提供依据4）熟练管片拼装的操作工序，提高拼装质量，加快施工进度5）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机始发时以及试推进时对周围环境的影响，掌握盾构推进参数及同步注浆量1始发掘进技术要点1、盾构托架安装前应检查洞门土体加固效果、应精确实测洞门轮廓，如果其偏差值超过设计要求，应采取措施处理妥当后方可进行下步工作2、要严格控制始发基座、反力架和负环的安装定位精度，确保盾构始发姿态与设计线路基本重合3、第六环负环管片定位时，管片的后端面应与线路中线垂直负环管片轴线与线路的轴线基本重合，但只可偏上，误差控制在20mm以内负环管片采用错缝拼装方式4、盾构机轴线与隧道设计轴线保持平行，盾构中线比设计轴线适当抬高23cm。

5、始发前采取人工测量对自动测量导向系统进行多次复核，确保该系统工作正常、数据可靠；始发时，每环也必须进行人工测量复核，直至盾构自动测量导向系统确实进入到正常工作状态为止6盾构在基座上向前推进时，各组推进油缸保持同步7、初始掘进时，盾构机处于基座上，盾体与基座的摩擦力不足以为提供足够的扭矩因此，盾体上焊接防扭转块，为盾构机初始掘进提供反扭矩8、 始发阶段，设备处于磨合期和校核期，必须设置各施工参数的警戒值，确保不出现较大偏差，导致不良后果，一旦施工参数接近或达到警戒值或系统显示的相关施工参数不一致，必须查明原因后方可继续推进须设置警戒值的施工参数包括：最大推力、最大扭矩（包括刀盘和螺旋输送机）、推进千斤顶最大压力差、推进千斤顶最大行程差、盾尾间隙最大值最小值、土舱压力最大值最小值、最大注浆压力、最小注浆量、最大排碴量、最大推进速度、最大滚动角、最大俯仰角等9、 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，防止反力架变形同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于基座提供的反扭矩10、盾构进入洞门前把盾壳上的焊接棱角打平，防止割坏洞门防水帘布。

2盾构始发掘进1、参数设置由于在始发阶段受到始发平台、反力架的限制，推力不宜过大，另外为保持洞门周边地层的稳定，盾构扭矩、刀盘转速都不宜过大1）前15米试掘进隧道前15m掘进做为盾构进入土体的试验掘进段1）参数设置由于在始发阶段受到始发平台、反力架的限制，推力不宜过大，另外为保持洞门周边地层的稳定，盾构扭矩、刀盘转速都不宜过大前15米试掘进的掘进参数表推力扭矩(t ? m)刀盘转速（rpm）土仓压力（bar）备注8001000100 ?4501 ?1.30.8 ?1.12）试验段试验内容 对盾构机各部件、管线的工作状态进行调整； 确定推进速度、推力、扭矩等各种施工参数与设计参数的关系； 通过地层情况对同步注浆压力、注浆量、浆液的初凝时间及配比进行摸索, 掌握其规律 ; 了解地层特点与相应的加膨润土、加泡沫等添加剂的关系；(2)15米50米试掘进此段盾体已经全部进入土体，隧道前1550 m掘进做为盾构运行的调试磨合阶段1) 参数设置前50米试掘进的掘进参数表推力扭矩(t ? m)刀盘转速(rpm)土仓压力(bar)备注8001200100 ?4501 ?1.30.8 ?1.12) 试验段试验内容 对盾构机各部件、管线的工作状态进行调整； 确定推进速度、推力、扭矩等各种施工参数与设计参数的关系； 通过地层情况对同步注浆压力、注浆量、浆液的初凝时间及配比进行摸索, 掌握其规律； 了解地层特点与相应的加膨润土、加泡沫等添加剂的关系；(3)50?100米试掘进始发完成后，根据前50m试掘进段经验，适当调整掘进参数。

1)参数设置50?100米试掘进的掘进参数设置如下表：50?100米试掘进的掘进参数表推力扭矩(t?m)刀(rpm)盘转速土仓压力(bar)备注8001400100 ?4501?1.30.8 ?1.1(2) 试验段试验内容 确定水、土压力与各施工参数、地面变化的关系； 通过监测，研究地面沉降与推进参数的关系；测试地表隆陷、地中位移、管片受力、建筑物位移等，对试验段掘进得到的有关技术资料进行详细分析，以 掌握不同地层中各种推进参数和工况条件下的地层位移规律和结构受力状况，以 及施工对地面环境的影响，并及时反馈调整施工参数2、掘进参数的确定始发掘进为盾构施工中技术难度最大的环节之一，不可操之过急，要稳扎稳打在初始掘进段内，对盾构推进速度、土仓压力、注浆压力作了相应的调整，指标为：(1)推进速度：推进平均速度40mm/min，峰值不超过60 mm/min；(2)上土仓压力：0?I.Obar, 环宽1.5m的每环出土量控制在56m3为佳， 上下偏差最大不超过2m3以56m3为标准，每车出土量(14m3) 须与相应的推进距离 (375mm) 及时对比复核盾构施工中，对推进所排出的碴土样本进行分析，判断地质情况，根据地质情况，确定出土量。

注意观察上土压与左右土压的差，如果下土压在差异较大，考虑土体的和易性，检查泡沫与泥浆的效果；盾构推进过程中，每天及时检查对应的地面是否存在异常；当出土量超标时，须加大检查频率，专人监控严格保证土仓内满土状态及碴土和易性是出渣管理的重要方面3)千斤顶行程：每环的长度必须足够，可使得管片自由放入，不可以用人工推管片的方法放入壳体，以防止管片被碰坏；(4)千斤顶压力：注意千斤顶压力，合理选择千斤顶，否则对管片不利；(5)推力：严格注意推力的变化， 观察反力架的变形， 如果后背开焊， 立 即停止推进，并上报；(6)铰接：该盾构机铰接系统为被动铰接，注意铰接行程的变化，由于始发掘进段在曲线中，当整个机体(约10m ) 全部进入土体时，开始进行轴线的纠偏，在机座上不进行纠偏；但铰接行程调整可随推进距离的变化而逐渐加大伸缩频率，使铰接系统能及时收缩7)回转角：推进时注意机体的回转角，当超过土17mm/m时，立即调整刀盘的左右转，防止盾构机的扭转较大；(8)注浆压力：初始掘进时不能使注浆压力太高，否则会使洞门帘布破坏，同时多检查管路，看是否由于堵塞引起的压力偏高；(9)注浆流量：不宜过大，否则会引起压力过高，对洞口的封闭不利，可采取不间断注入而流量调低的方法；流量可保持在40?80L/min左右，同时多注意每环掘进距离与注浆累计量的关系，避免注浆过多而引起漏浆、压力高等问题；(10)注浆累计：每环同步注浆量计算如下：Q=K X n( D2-d2)X L/4注：K-注浆率 (1.5?2) D-盾构机的切削外径d-管片外径贝U Q=4.0X( 1.5?2) =6m3?8m3在泥岩地层中推进，考虑到盾构扰动范围，K取1.5。

为保证洞口处的密闭性(初始掘进洞口土体损失大) ， 开始+6环可以不限 量，注够4000升时看压力是否上涨；如果压力一点没有上涨，可以再注；如果压力上涨明显，可以停止注浆，待推进时再注浆；但在拼装时必须停止同步注浆；(11)洞门圭寸堵： 在盾构机推进到第5环时，及时对洞门进行圭寸堵圭寸堵时， 采用水泥：水玻璃按1:1配置，确保洞门完全封堵，不漏水12)浆液配比：由于材料的变化可能引起效果的变化，所以在日常的操作中必须进行实际的配比检查，可以根据实际情况再汇报完项目部后进行小的变动正常推进时的浆液配比为一一水泥(Kg): 粉煤灰(Kg): 膨润土(Kg): 细砂(Kg): 水(Kg) =185：385：40：550：440,正常推进管片上浮时的浆液配比为水泥(Kg): 粉煤灰(Kg): 膨润土(Kg): 细砂(Kg): 水(Kg): 增稠剂cic (Kg) =130：250：100: 570: 460: 2,初始掘进时把水泥相对应的调高20?40Kg；(13)注浆泵：同步注浆完时必须冲洗，在交接班时必须保证管路的清洁；(14)补注浆：根据地面监测的情况及同步注浆的效果决定补注浆的量，同 时在补注浆时观察盾壳内的漏浆的情况及补注浆的压力决定补注浆的累计数量；(15)二次注浆：在盾构机通过后，为防止管片渗水、上浮，及时对管片进行二次注浆。

注浆时，严格控制二次注浆的压力不要超过0.6bar16)泡沫累计：每环的量在2500?5000升左右；(17)加泥加泡沫效果检查：可以看最后入电瓶车土斗泥的形状，最好就是渣土能成尖，不能使出的渣土像流体一样，开始时必须每环检查，把信息反馈给司机；(18)螺旋输送机力矩：注意力矩的变化，防止大的卵石卡住螺旋输送机; (19)排土门开度：开到40?70% 可满足推进，泥岩地层中掘进应注意开度；(20)刀盘旋转速度：磨桩阶段转速调低，通过维护桩后慢慢提高转速21)刀盘力矩：通过控制尽量降低力矩；(22)盾构机姿势： 保持在土30mm之内；尽量避免产生大纠偏， 在纠偏时 不能太狠23)控制出土量：Q=nX D2X L/4注：D-盾构机的切削外径，L-管片长度理论出土量是46m3，考虑到实际因素，本次施工出土量控制在60m3推进过程严格控制出土量，防止超排24)地面跟踪注浆：时刻关注测量数值变化，当地面发生沉降较大或者渣土超排过多时，及时对地面进行探孔，发现空洞时，及时进行地面跟踪注浆地面跟踪注浆量根据注浆压力和渣土超排量进行调整25)防水施工措施：为防止管片漏水，管片在拼装之前必须粘贴防水条；管片拼装时保证防水条不破损，如有破损，及时修补、更换；拼装完后，发现管片漏水，及时进行二次补浆。

3掘进参数设定和优化根据地面沉降监测、管片姿态测量、出渣量、渣土改良效果、渣温、渣样等进行分析，及时进行调整相关参数，得到适合的掘进参数1)盾构施工工序采用合适的刀具，主要采用破碎能力强的滚刀, 以适应地层及减少切削过土仓压力通过采取设定推进速度与调整排土量、设定排土量与调整推进速度两种方法建立，并应维持切削土量与排土量的平衡, 以使土仓内的压力稳定平图5-1盾构掘进一个循环进尺工艺流程图(2)参数设定和优化主要的参数调整优化措施如下: 程中对地层的扰动 盾构机的推进速度主要通过调整盾构推进力、转速( 扭矩 ) 来控制，排土量则主要通过调整螺旋输送机的转速来调节在实际推进施工中，应根据地质条件、排出的碴土状态，以及盾构机的各项工作状态参数等动态地调整优化 推进时应采取碴土改良措施增加碴土的流动性和止水性，密切观察螺旋输送器的土塞和出土情况以调整添加剂的掺量推进速度控制在30?50mm/min，并根据监测结果和排土情况调整螺旋机转速与设定土压力、推进速度匹配设置管理基准否土 压 力 设 疋土 压 力 控 制掘 进 速 度 控 制4始发掘进时注意事项1、盾构密封刷已涂满密封油脂2、盾构始发缓慢推进。

始发阶段由于设备处于磨合阶段， 注意推力、 扭距的控制，同时注意各部分油脂的有效使用掘进总推力控制在反力架承受能力以下并小于1000t，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扭矩3、始发前在刀头和密封装置上涂抹油脂，避免刀盘上刀头损害洞门密封装置始发前在基座上涂抹油脂，减少盾构推进阻力4、始发基座导轨必须顺直，严格控制标高， 间距及中心轴线， 基准环的端 面与线路中线垂直盾构机安装后始发前对盾构机的姿态复测，复测无误后才开始掘进5、防止盾构旋转、上抬盾构始发时，正面加固土体强度较高，由于盾构与地层间无摩擦力，盾构易旋转，加强盾构姿态控制，如发现盾构有较大转角，可采用大刀盘正反转的措施进行调整盾构刚始发掘进时，掘进速度宜缓慢，刀盘切削土体可加水降低盾构正面压力，防止盾构上抬，同时加强对反力架的观测，防止反力架变形。