搜索
-1-盾构施工工艺工法0前言盾构法(ShieldMethod)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。本施工工法中所描述的盾构分为两类：土压平衡盾构和泥水平衡盾构。土压平衡式盾构是把土料(必要时添加泡沫、膨润土等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。泥水式盾构是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。（2）本工法内容包括①主要内容本工法的主要内容包括：盾构组装、调试作业，盾构始发作业，盾构正常掘进作业，盾构到达作业，盾构过站、调头作业，盾构拆卸、吊装、存放作业，刀盘刀具的检查与更换作业，施工运输作业，施工通风及洞内轨道、管线布置作业，盾构施工测量作业10部分。每部分按工序细分，各项作业按照紧前工序-2-达到标准、适用条件、作业内容、作业流程及控制要点、作业组织、紧后工序等内容进行编制。②总体施工流程图盾构法隧道总体施工流程图见图1③盾构法隧道施工阶段划分及工作要点盾构法施工可分为：施工准备阶段、正常施工阶段和收尾阶段。各阶段工作主要工作要点见表1。图Ⅲ.1盾构法隧道总体施工流程图施工准备阶段正常施工阶段收尾阶段盾构始发盾构正常掘进盾构过站、调头盾构到达盾构拆卸、运输工程竣工验收退场确定盾构来源盾构工厂组装调试盾构工地运输盾构施工场地临时设施建设及配套附属工程施工盾构组装、调试工程开工预制厂建设施工管片生产-3-1盾构组装、调试作业（1）紧前工序达到标准施工准备阶段完成,盾构施工临时设施建设完成，配套附属工程施工完成。（2）作业内容盾构组装、调试作业内容包括：施工准备、后配套组装作业、主机组装作业、空载调试及验收作业。（3）作业流程盾构组装、调试作业流程图见图1.1图1.1盾构组装、调试作业流程图1.1后配套组装作业1.1.1紧前工序达到标准施工准备，拖车行走轨排安装完成。1.1.2适用条件适用盾构项目盾构的组装作业，适用于整机始发。后配套组装结束施工准备主机组装空载调试及验收-4-1.1.3作业内容后配套组装作业内容主要包括拖车起吊、轮对安装、拖车下井、拖车设备管线安装、皮带支架下井（泥水平衡盾构无）、风管下井、拖车后移、连接桥下井、后配套与主机连接等。1.1.4作业流程及控制要点（1）作业流程后配套组装作业程序流程图如图1.1.1所示。图1.1.1后配套组装作业流程图拖车按照由后置前的顺序依次下井并后移风管下井施工准备轮对安装拖车下井皮带支架下井拖车起吊拖车后移结束连接桥下井后配套连接拖车设备、管线安装-5-1.2主机组装作业1.2.1紧前工序达到标准后配套组装作业。1.2.2适用条件适用盾构法隧道盾构主机的安装作业。1.2.3作业内容作业内容包括：中体下井、前体下井连接、刀盘下井安装、主机前移、管片安装机及设备梁安装、盾尾下井连接、螺旋输送机（泥水平衡盾构无）下井安装等内容。1.2.4作业流程及控制要点（1）作业流程主机组装作业流程图如图1.2.1所示。-6-图1.2.1主机组装作业流程图1.3空载调试及验收作业1.3.1紧前工序达到标准主机组装完成，盾构主机、后配套机械、电气、液压系统连接完毕。1.3.2适用条件适用盾构项目盾构的调试作业。1.3.3作业内容主要调试内容：分为电气部分、液压部分、流体（水气油脂）部分调试。电气部分调试包括检查送电、检查电机启动情况、软启动器和变频器运行状况、配件元器件工作情况、安全急停系统工作情况、传感器工作及显示情况检查、盾尾下井连接施工准备前体下井刀盘下井安装主机前移中体下井螺旋输送机安装结束管片安装机、设备梁安装-7-分系统参数设置与试运行。液压部分包括推进和铰接系统、螺旋输送机或泥水循环系统、管片安装机、管片运输机、注浆机、碎石机、辅助泵站系统、液压油过滤冷却系统、齿轮油过滤冷却系统液控阀等的调试和油液理化指标的取样测试。流体部分包括内外循环水系统的试运行与功能参数检查、空气压缩及调节系统的运行及功能参数检查、气动三联件及气动阀的运行和功能检查、油脂系统的试运行及功能参数检查、泥水循环系统的试运行及功能参数检查、污水排放系统试运行及功能参数检查、泡沫系统运行及功能参数检查1.3.4作业流程及控制要点（1）作业流程空载调试及验收作业流程图见图1.3.1管片安装机螺旋输送机或泥水循环推进和铰接系统整机调试管片运输机结束作业准备检查送电检查电机启动情况分系统参数设置与试运行-8-图1.3.1空载调试及验收作业流程图（2）机械配备盾构各系统。1.3.6紧后工序盾构始发及负载调试。-9-2盾构始发作业（1）紧前工序达到标准盾构组装、调试。（2）作业内容盾构始发作业内容包括：始发台（导台）安装/施工作业、反力设施安装/施工作业、洞门密封安装作业、洞门凿除及导轨安装作业、始发段掘进作业、负环管片安装作业、始发段注浆作业、盾构换装作业。（3）施工程序盾构始发作业流程图见图2.1。每一循环施工准备始发台（导台）安装/施工反力架安装洞门凿除及导轨安装洞门密封装置安装始发段掘进负环管片安装始发段注浆盾构换装结束-10-图2.1盾构始发作业流程图2.1始发台（导台）安装/施工作业2.1.1紧前工序达到标准盾构始发作业施工准备。2.1.2适用条件始发台安装适用于土压、泥水盾构始发作业。2.1.3作业内容始发台安装作业内容包括：施工准备、测量定位、始发台拼装、复测及位置调整、始发台固定及加固。导台施工作业内容包括：施工准备、测量定位、钢筋焊接、预埋件安装、模板架设、混凝土浇筑、拆模及养护。2.1.4作业流程及控制要点2.1.4.1始发台安装作业流程及控制要点。（1）作业流程始发台安装作业流程图见图2.1.1。-11-图2.2.1始发台安装作业流程图2.1.4.2导台施工作业流程及控制要点（1）作业流程导台施工作业流程图见图2.1.2。施工准备测量定位始发台拼装复测及位置调整始发台固定、加固结束-12-图2.1.2导台施工作业流程图2.2洞门凿除及导轨安装作业2.2.1紧前工序达到标准始发台（导台）安装/施工结束后，端头地层加固完成，地层条件较差时，应在盾构组装调试工作结束后进行。2.2.2适用条件主要适用于端墙为钢筋混凝土围护结构凿除与洞门圈内导轨安装。2.2.3作业内容包括施工准备、测量定位、脚手架搭设、水平探孔检测、凿除外层砼并割除钢筋、凿除内层砼并割除钢筋、砼清理，拆除脚手架、导轨安装。施工准备测量定位钢筋焊接预埋件安装拆模及养护结束模板安装混凝土浇筑-13-2.2.4作业流程及控制要点（1）作业流程洞门凿除及导轨安装作业流程图见图2.2.1。图2.2.1洞门凿除及导轨安装作业流程图2.3洞门密封装置安装作业2.3.1紧前工序达到标准始发台（导台）安装/施工作业。也可先于洞门凿除作业进行，但应注意对密封装置的保护。2.3.2适用条件凿除外层砼并割除钢筋凿除内层砼并割除钢筋不合格合格水平探孔检测脚手架搭设砼清理，拆除脚手架加固措施测量定位施工准备结束导轨安装-14-适用于土压平衡盾构始发洞门密封装置安装作业。2.3.3作业内容包括施工准备、测量定位、安装双头螺栓孔、安装帘布橡胶板、安装环形压板、安装折页压板、紧固螺栓。2.3.4作业流程及控制要点（1）作业流程洞门密封装置安装作业流程图见图2.3.1。图2.3.1洞门密封装置安装作业流程图2.4反力架安装作业2.4.1紧前工序达到标准安装折页压板紧固螺栓安装环形压板安装帘布橡胶板测量定位结束安装双头螺栓施工准备放样-15-始发台（导台）安装/施工作业。一般情况下，反力设施的安装/施工还应在盾构主机组装完成之后进行。2.4.2适用条件主要适用于盾构始发掘进反力支撑需要，外形尺寸不得与盾构及隧道洞口空间相干扰，同时要求结构合理，强度、刚度满足使用要求等。2.4.3作业内容反力架安装作业内容包括：施工准备、测量定位、预埋件安装、反力架底部U型梁下井、反力架剩余部件地面拼装、地面部件下井与底部U型梁连接、螺栓紧固、复测及位置调整、反力架固定与加固。2.4.4作业流程及控制要点（1）作业流程反力架安装作业流程图见图2.4.1。测量定位结束施工准备预埋件安装反力架地面拼装反力架整体吊装下井复测及位置调整反力架固定及加固-16-图2.4.1反力架安装作业流程图2.5始发段掘进作业2.5.1紧前工序达到标准导轨安装、洞门密封装置安装、反力架安装2.5.2适用条件适用于盾构开始安装负环管片至盾构正3环管片安装完成的全过程。2.5.3作业内容包括施工准备、盾构推进、姿态控制、掘进参数控制、管片安装、洞门密封注浆等。2.5.4作业流程及控制要点（1）作业流程土压平衡盾构始发段掘进作业流程图见图2.5.1。泥水平衡盾构始发段掘进作业流程图见图2.5.2。.-17-图2.5.1土压平衡盾构始发段掘进作业工艺流程图盾构掘进、出碴掘进参数控制姿态调整是否达到掘进循环进尺1＃编组列车出洞负环管片拼装2＃编组列车进洞1＃列车装料开挖6m延伸轨道、管线否是是否开始结束始发段注浆下一循环.-18-图2.5.2泥水平衡盾构始发段掘进作业流程图2.6盾构换装作业2.6.1紧前工序达到标准盾构始发段掘进。2.6.2适用条件盾构换装主要适用于盾构后配套全部进洞后。施工准备注入循环泥浆建立泥水压力掘进参数调整盾构掘进姿态调整负环管片拼装开挖6m延伸管道及轨道下一循环盾尾进入洞门临时密封同步注浆、洞门注浆结束运输列车出洞运输列车运料进洞运输列车准备材料是否达到掘进循环进尺否是-19-2.6.3作业内容包括反力架拆除、负环管片拆除、始发台拆除、轨道重新铺设等。2.6.4作业流程及控制要点（1）作业流程盾构换装作业流程图见图2.6.1。图2.6.1盾构换装作业流程图3盾构正常掘进作业（1）紧前工序达到标准盾构始发作业（2）作业内容始发台拆除负环管片拆除反力架拆除轨道重新铺设洞门注浆施工准备结束-20-盾构正常掘进作业内容包括：盾构掘进作业、碴土管理作业、同步注浆作业、管片安装作业。（3）作业流程土压平衡盾构正常掘进作业流程图见图3.1，泥水平衡盾构正常掘进作业流程图见图3.2图3.1土压平衡盾构正常掘进作业流程图渣土管理同步注浆是否达到掘进循环进尺1＃编组列车出洞管片衬砌拼装2＃编组列车进洞1＃列车装料开挖6m轨道、管线延伸否是是否施工准备结束下一循环盾构掘进-21-图3.2泥水平衡盾构正常掘进作业流程图3.1盾构掘进作业3.1.1紧前工序达到标准施工准备3.1.2适用条件适用于土压、泥水平衡盾构掘进作业3.1.3作业内容作业内容包括：掘进模式的选择、掘进参数选择及优化3.1.4作业流程及控制要点设定管理基准开挖掘进同步注浆是否达到掘进循环进尺管片拼装开挖6m延伸管道及轨道下一循环是否是否运输列车准备材料运输列车出洞运输列车运料进洞施工准备-22-（1）作业流程土压平衡盾构掘进模式作业流程见图3.1.1-3.1.3。①敞开掘进模式作业流程图见图3.1.1。设定刀盘转速设定千斤顶推力设定螺旋机转速减小推力扭矩是否为上限出渣状态注入添加料否是堵塞开挖模式掘进控制s模式启动继续图3.1.1敞开掘进模式控制流程图②半敞开掘进模式作业流程图见图3.1.2-23-设定刀盘转速设定千斤顶推力设定螺旋机转速减小推进速度扭矩是否为上限空气压力是否于小0.2MPa注入添加材料否是否半敞开掘进模式控制程序降低螺旋机转速否启动继续图3.1.2半敞开掘进模式控制流程图③土压平衡掘进模式控制流程图见图3.1.3-24-设定刀盘转速设定千斤顶推力设定螺旋机转速扭矩是否为上限增加螺旋机转速否是降低螺旋机转速