施工组织设计下载简介

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东莞市轨道交通R2线【天宝站～东城站】盾构区间盾构正常掘进施工方案

①通过注入泥浆和泡沫，在刀盘前方形成了一层泥膜，建立起泥土压力，为土体结构提供水平推力，有利于形成拱结构。

②泥浆和泡沫使开挖面土体的强度和刚度得到加强，提高了开挖面土体的竖向抗力，对开挖面土体起到了支护作用，减少了开挖面土体失稳的可能。

③砂卵石地层颗粒松散，无粘聚力，颗粒之间的传力方式为点对点，向开挖面土体添加泥浆后，泥浆包围在颗粒周围，形成了一层泥膜，增加了颗粒之间的粘聚力，使得颗粒之间的传力得到扩散，改善了土体的受力状况，如图所示。另外，泡沫的体积极小，混合后泡沫的泥浆扩散性得到增强，可以在刀盘的搅拌下迅速渗透到土层中，将砂卵石颗粒包裹起来，降低了土体的密实度，改善了土体的塑流性。

④利用泡沫优良的润滑性能，改善土体粒状构造，同时吸附在颗粒之间的气泡可以减少土体颗粒与刀盘系统的直接摩擦。降低土体的渗透性，又因其比重小CECS365：2014 夹模喷涂混凝土夹芯剪力墙建筑技术规程及条文说明.pdf，搅拌负荷轻，容易将土体搅拌均匀，从而做到既能平衡开挖面土压，又能连续向外顺畅排土。同时泡沫具有可压缩性，对土压的稳定也有积极作用。

⑸碴土改良的主要技术措施

在富水含砂地层的掘进主要是要降低对刀具磨损、降低刀盘扭矩、螺旋输送机的磨损，防止喷涌，采取向刀盘前和土舱内及螺旋输送机内注入泥浆泡沫混合物的方法来改良碴土。并增加对螺旋输送机内注入量，以利于螺旋输送机形成土塞效应，防止喷涌。

2.5盾构掘进方向控制与调整

由于东莞地层软硬不均、隧道曲线和坡度变化以及操作等因素的影响，盾构推进不可能完全按照设计的隧道轴线前进，而会产生一定的偏差。因此，盾构施工中必须采取有效技术措施控制掘进方向，及时有效纠正掘进偏差。

①采用隧道自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测

盾构姿态监控通过自动导向系统和人工测量复核进行盾构姿态监测。该系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等，能够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏差以及趋势。随着盾构推进导向系统后视基准点前移，通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠，计划30～50m进行一次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。

②采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向

盾构机共30组推进油缸，每区油缸可独立控制推进油压。根据导向系统反映的盾构姿态信息，盾构姿态调整与控制便可通过分区调整推进油缸压力事项盾构掘进方向调整与控制。

在上坡段掘进时，适当加大盾构机下部油缸的推力和速度；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力和速度；在左转弯曲线段掘进时，则适当加大右侧油缸推力和速度；在右转弯曲线掘进时，则适当加大左侧油缸的推力和速度；在直线平坡段掘进时，则应尽量使所有油缸的推力和速度保持一致。

在均匀的地质条件时，保持所有油缸推力与速度一致；在软硬不均的地层中掘进时，则应根据不同地层在断面的具体分布情况，遵循硬地层一侧推进油缸的推力和速度适当加大，软地层一侧油缸的推力和速度适当减小的原则来操作。

③当盾构偏离轴线时，严格控制盾构低速匀速掘进，以通过调整螺旋输送机的转速等参数以保持前方土仓内的土压力，给盾构机提供一个支撑点，配以千斤顶的推力使盾构机体受到一个旋转力矩，改变其推进方向。

根据系统的电脑屏幕上显示的图像和数据，盾构机操作手将通过合理调整各分区千斤顶的压力及刀盘转向来调整盾构机的姿态，具体操作原则如下：

①盾构机转角：通过改变刀盘旋转方向调节。

②盾构机竖直方向控制原则

A、一般情况下，盾构机的竖向轴线偏差控制在±30mm以内，倾角控制在±3mm/m以内。特殊情况下，倾角不宜超过±10mm/m，否则会引起盾尾间隙过小和管片的错台破裂等问题；

B、开挖面土体比较均质或软硬差别不大时，盾构机与设计轴线保持平行；

C、通过增加或减少上部和下部千斤顶的使用油压进行坡度调整；

D、掘进过程中时刻注意上部千斤顶和下部千斤顶的行程差，两者不能相差过大，一般宜保持在±20mm内；

E、合理利用铰接千斤顶，使盾构姿态与设计线路更加吻合。

③盾构机水平方向的控制原则

A、直线段盾构机的水平偏差控制在±30mm以内，水平偏角控制在±3mm/m以内，否则盾构机急转引起盾尾间隙过小和管片错台破裂等问题；

B、曲线段盾构机的水平偏差控制在±30mm以内，水平偏差角控制在±6mm/m内，曲线半径越小控制难度越大；

C、由直线段进入曲线段时，根据地层情况(其决定盾构机的转向难易程度)，采取一定的措施，使管片的中心轴线更好地与隧道轴线拟合；

C、盾构机由曲线段进入直线段时，盾构机操作原则应同上述中的原则类似；

D、当曲线半径较小时，可降低掘进速度，合理调节各分区千斤顶压力，必要时可将水平偏差角放宽到±10mm/m，以加大盾构机的调向力度；

E、通过增加或减少左部和右部千斤顶的使用个数进行坡度调整；

F、合理利用铰接千斤顶，使盾构姿态与设计线路更加吻合。

⑶盾构掘进姿态调整与纠偏

刀盘切削土体的扭矩主要是由盾构壳体与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡，当摩擦力矩无法平衡刀盘切削土体产生的扭矩时将引起盾构本体的滚动。盾构滚动偏差可通过转换刀盘旋转方向来实现。当滚动超限时，盾构机会自动报警。

控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力，它与盾构机姿态变化量间的关系非常离散，需靠经验来掌握。当盾构机出现下俯时，加大下侧千斤顶的推力，当盾构机出现上仰时，则加大上侧千斤顶的推力来进行纠偏。同时考虑到刀盘前面地质因素的影响综合来调节，从而到达一个比较理想的控制效果。

与竖直方向纠偏的原理一样，左偏时则加大左侧千斤顶的推进压力，右偏时则加大右侧千斤顶的推进压力，并兼顾地质因素。由直线进入缓和曲线宜提前一个盾身的长度开始按1.5倍曲率半径转弯，使盾构机的单边推力差渐近递增有利于保证管片环缝的拼装质量。

④在急弯和变坡段，必要时可利用盾构机的超挖刀进行局部超挖来纠偏。

⑷方向控制及纠偏注意事项

①在切换刀盘转动方向时，应保留适当的时间间隔，切换速度不宜过快，切换速度过快可能造成管片受力状态突变，而使管片损坏。

②根据掌子面地层情况应及时调整掘进参数，调整掘进方向时应设置警戒值与限制值。达到警戒值时就应该实行纠偏程序。

③蛇行修正及纠偏时应缓慢进行，如修正过程过急，蛇行反而更加明显。在直线推进的情况下，应选取盾构当前所在位置点与设计线上远方的一点作一直线，然后再以这条线为新的基准进行线形管理。在曲线推进的情况下，应使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。

④推进油缸油压的调整不宜过快、过大，否则可能造成管片局部破损甚至开裂。

⑤正确进行管片选型，确保拼装质量与精度，以使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。

⑥盾构始发、到达时方向控制极其重要，做好测量定位工作。

2.6曲线段掘进施工技术措施

本标段在天宝路站～下桥站区间盾构隧道存在R=600m的平面曲线施工，天宝路站～东城路站区间最小曲线半径为R=1300m。在曲线段地层中掘进，无论是盾构推进还是管片与地层的相互作用力，都是曲线外侧大于曲线内侧，随着曲线半径的减少，这种差异越大。可能发生盾构对管片有向曲线外侧的分力，容易发生管片位移、挤压破碎、漏水；盾构轴线偏差较大；纠偏大而引起地层变形大等不良现象。

施工时，应根据推进速度、出土量和地层变形的信息数据，及时调整各种施工参数，以达到曲线推进的最佳状态。

①为满足本工程的特点，在盾构机上设有铰接和仿形刀。

在小半径曲线施工中，合理开启铰接，可以良好地控制盾构姿态，保证管片的拼装质量。盾构刀盘边均安装有仿形刀，超挖范围为±50mm，施工时可根据推进轴线情况对曲线内侧进行适当超挖，超挖量控制在最小限度内。

盾构掘进中加强对盾构机推进轴线的控制。由于曲线推进盾构机环环都在纠偏，须做到勤测勤纠，每次的纠偏量尽量小，以保证形管片的环面始终处于曲率半径的竖直面内。同时为控制管片的位移量和环面的平整度，以减少位移和管片碎裂现象的发生，从而达到有效控制轴线和地层变形的目的。

由于线路的急转弯，测量吊篮间距较小（30环～50环），靠近开挖面的管片在侧向压力的作用下可能发生位移，为确保导线点的精确性，每推进10环复测一次。

③出土量：为确保盾构沿设计轴线推进，必须严格控制盾构出土量，同时根据地面监测情况合理调整出土量。

由于曲线段推进增加了曲线推进引起的地层损失及纠偏次数的增加导致土体受扰动的增加，所以必须严格控制同步注浆量。每环推进时根据施工中的变形监测情况，随时调整注浆量及参数，从而有效的对轴线进行控制。曲线段推进中，实际掘进轴线为折线，曲线外侧出土量大，必然造成外侧土体损失，并存在施工空隙，因此同步注浆过程中须加强曲线外侧的压浆量，以填充施工空隙，加固外侧土体，使盾构较好的沿设计轴线推进。

推进中除同步注浆外，还应及时压注早凝的双液浆，以便在较短的时间内将建筑空隙填满并达到一定的强度，与原状土共同作用，有效减小管片受侧向压力影响在建筑空隙范围内向弧线外侧的偏移量。

⑤管片严格采取居中拼装，从而使管片处于较理想状态，确保管片拼装质量及推进轴线控制在规范要求范围之内。由于曲线环间的纵向张拉作用，纵向螺栓更容易松动，所以在管片拼装中要加强螺栓紧固检查，及时做好复拧工作，必要时对隧道内凸面纵向螺栓采用槽钢进行固定。

⑥推进速度控制在20～30mm/min，一方面避免因推力过大而引起的侧向压力的增大，另一方面减小盾构推进过程中对周围土体的扰动。

本隧道区间隧道坡度程“V”字形，坡度为4‰～22‰，最大为22‰，给盾构推进和隧道内水平运输带来了困难。故在这些地段施工时必须按规范要求采取以下技术措施：

⑴开挖面的稳定：大坡度区段，围岩的水土压力随着推进而时刻变化，因此开挖面压力也必须根据水土压力进行适当的调整。另外，特别是下坡时，由于压力仓内的开挖土砂有可能出现滞留而不能充分取土，所以必须慎重管理，严格控制开挖土量。

⑵盾构：一般来说盾构机的前部比较重，因此具有向前方倾斜的倾向，所以上坡度推进时，往往加大下半部盾构千斤顶推进能力。另外，对于后方拖车也要防止脱车自走的措施。盾构下坡推进时，要防止盾构“抬头”，盾构坡度每次向上纠偏幅度不得大于0.2%，严格控制出土量，调整土压力设定值，确保切口土体不下沉。盾构上坡推进时，盾构很容易发生“上抛”现象。故盾构坡度每次向上纠偏小于0.2%，调整好土压力设定值，以切口土体不隆起或少隆起为主。

⑶管片：每环推进结束后，必须拧紧当前环管片的连接螺栓，并在下环推进时进行复紧，克服作用于管片推力产生的垂直分力，减少成环隧道浮动。清除盾壳内的杂物，尽量做到盾壳内的管片居中拼装，同时保证环面平整度。

⑷同步注浆：作为大坡度壁后注浆材料，最好是注入后的体积变化小，强度很快就能超过围岩强度的瞬结性材料。下坡度时，壁后注浆材料绕入开挖面的可能性很大，所以，对于注入材料的选择、质量管理等也必须充分注意。

⑸隧道内运输设备：采用通常的轨道形式时，在大坡度区段由于电瓶车等动力车的脱车自走、器材掉下等引起的施工事故的危险性加大，对运输设备的安全装置中除了通常的刹车以外，还要装备电瓶车的多重安全制动装置。

⑹隧道内排水：在急下坡区段，隧道内排水会滞留在开挖部，须加强排水措施。

2.8地表变形预测、控制及监测反馈

采用盾构法施工影响地表沉降的因素很多，如地质条件、隧道埋深、土仓压力、注浆量及注浆压力、地下水位变化、施工多次扰动等。为了将地表沉降控制在允许范围内，通过施工监测与理论模型计算分析，合理确定注浆量、土仓压力、控制地下水位变化等可控因素，达到控制地表沉降的目的。根据监测结果和通过理论模型分析地表沉降，影响地表沉降的主要因素为开挖面土仓压力、管片衬砌背后的注浆量和施工引起地下水位变化情况。

⑴施工前预测主要采用数值分析和施工经验预测隧道施工造成的沉降量，为制定施工方案提供依据；在施工过程中，根据现场监测得到的各项参数，对施工阶段和最终的地表沉降做出预测并反馈指导施工。

⑵掘进过程中的变形控制

①合理确定土仓压力：根据地质条件和地下水状况，确定各地段土仓压力值，以保证工作面的稳定，并在掘进中根据反馈信息进行及时调整。

②保证同步注浆质量：环形间隙是盾构施工中引起地层变形的主要因素，盾构施工中严格执行“掘进与注浆同步，不注浆不掘进”的原则，加强设备管理，确保同步注浆不间断进行。同时要根据信息反馈及时调整注浆压力、浆液配比，必要时进行二次补充注浆。

③防止地下水流失：施工过程中如发生喷涌等现象，应采取措施控制地下水的流失，关闭出料口掘进使土仓充满土体、注入膨润土、泡沫改善碴土性能。必要时要进行二次注浆以截断水源。

⑶施工过程中对地表沉降进行全程监控量测，并及时对监测数据进分析，分析引起沉降的主要原因，并根据分析结果及时将信息反馈到施工，及时调整施工参数，如土仓压力、注浆量、注浆压力、掘进速度等。在盾构施工过程中施工监控量测对控制地表沉降具有重要的指导作用。加强信息化施工组织管理，确保信息渠道畅通和信息反馈的及时性。

本隧道工程位于高含水量、高渗透性、高水压的地层中，为了能安全并顺利地完成隧道的掘进任务，配备良好的盾尾密封系统并切实地做好盾尾油脂的压注工作。

本工程采用的盾构机的盾尾密封系统具有良好的可靠性和耐久性，施工过程中可在各道密封刷之间利用自动供给油脂系统压注高止水性油脂，确保高水压作用下的止水可靠性。盾构掘进过程中视油脂压力及时进行补充，当发现盾尾有少量漏浆时，对漏浆部位及时进行补压盾尾油脂。盾尾油脂压注流程见下图。

2.10防迷流及防腐蚀措施

据目前沿线地下水水质和土的腐蚀性检测成果，地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。场地土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋以及钢结构均无腐蚀性。采取如下措施：

①管片连接构件采用镀锌处理，钢管片应涂刷防锈防腐漆。

②同时，结合进一步的地质资料（详勘资料）确定最终的防腐蚀具体做法。

隧道施工时配备相应的设备和仪器，对隧道内施工环境监测包括粉尘、温度、湿度、风量、风速、渗漏以及甲烷、瓦斯等进行监测，并配有甲烷、瓦斯报警系统。

2.12对车站结构的保护

⑴在盾构组装、吊出场地布置及施工场地布置时，充分考虑车站现有结构的保护。特别是露出地面的结构，采取防护网围护的形式加以保护，防止车辆及施工机械对车站结构损伤。

⑵在进行盾构等重型设备的吊装前，确认已建成结构的承载能力满足要求，并制定专门作业指导书对车站结构加以保护。

⑶在进行重物的垂直运输时，做到精心指挥，避免对结构造成破坏。

⑷为满足盾构施工的要求，在盾构出洞时需建立后盾支撑（反力架）体系，施工前对后盾支撑（反力架）产生的反力和结构的承载能力进行校核。

⑸管片堆放前，对车站顶板的承载能力进行校核。

⑹盾构机过站施工前，结合当时的施工情况制定严密的过站方案中，充分考虑对车站结构的保护，盾构机空推时沿预定线路行走，严防擦伤车站结构。

⑺对可能影响的已建成结构进行监测。

3盾构机及后配套设施的维护保养

3.1盾构机维护、保养

为确保盾构机正常掘进施工，在施工过程中必须对盾构机进行日常保养工作。

TB／T 3122-2019标准下载⑴建立、建全盾构机维护、保养制度；

⑵根据盾构机日常维护保养制度，每班安排一名机电技术人员跟班作业，对盾构机进行日常维护保养，对盾构机易损部件进行检查。盾构机维护人员每天根据维护情况填写盾构机维护记录。

⑶盾构机操作手在掘进过程中，及时撑控盾构机相关参数，对出现的问题及时进行汇报和处理。

⑷项目部应备足盾构机易损耗配件，在出现损耗时及时更换，确保盾构机正常掘进施工。

3.2后配套维护、保养

⑴建立、建全后配套维护、保养制度；

⑵根据机械的日常维护、保养制度，每班安排一名机电技术人员和两名机修工人对后配套设备进行维护和保养，对后配套设备出现的问题进行症断TCHES 48-2020 液压升降坝设计规范.pdf，及时修理，并根据维护、修理情况填写维护、保养、修理记录。确保盾构掘进施工。