盾构始发方案

北京地铁八号线01标段1盾构始发方案1.施工方案简要说明1.1概述本标段盾构工程包括清河小营站～西三旗站和清河小营站～永泰盾构终点井两个区间，区间单线总长4306米。由清河小营站左线首次下井始发，掘进至西三旗站盾构终点井解体吊出。盾构机及后配套台车由沈阳陆运至施工现场。盾构主机于2009年9月下井组装。掘进顺序如下图所示：1.2盾构机简要说明本标段采用沈阳沈重集团制造的土压平衡盾构机(如图1）进行施工。盾构机外径为6280mm，盾体总长9500mm，盾构总重约446t，各主要部件的尺寸及重量如表1所示盾体主机示意图1吊出井吊出井始发井第一次始发盾构终点井左线（m）右线（m）左线1288.069（m）2009年9月20日右线1292.097（m）西三旗站清河小营站刀盘前盾中盾螺旋输送机盾尾拼装机及导轨北京地铁八号线01标段2维尔特盾构大件明细表名称数量重量尺寸(mm)1刀盘142t6280*18002前盾198t6280*32003中盾188t6280*31004盾尾145t6280*45005大平台111t6982*3906*52436搬运大梁17t8500*48007螺旋机117t12400*11008拼装机18t6300*45009人闸仓14t5300*280010NO1A台车112t7500*4800*380011NO1B台车113t7500*4800*380012NO2台车115t7500*4800*380013NO3台车117t7500*4800*380014NO4台车120t7500*4800*380015NO5台车118t7500*4800*380016NO6台车119t7500*4800*380017皮带机1套7t10000*600合计446t北京地铁八号线01标段31.3组织机构及人员分工2、盾构机始发2.1概述盾构机始发是盾构施工的关键环节之一。其主要内容包括：进洞前土体加固、安装盾构始发基座、盾构机下井安装及调试、安装密封胶圈、组装负环管片、盾构机试运转、拆除洞门临时墙、盾构机出洞加压和掘进。技术负责人王伟综合办公室机电主管土建主管质检工程师安全文明安全消防员（1人）起重工（8人）电工（6人）辅助工（4人）钳工（4人）管子工（4人）分管领导阿栎德北京地铁八号线01标段4洞门凿除盾构机掘进和管片安装盾尾通过洞口密封后进行注浆回填安装负环管片、盾构机负载调试盾构机组装和空载调试安装盾构始发托架洞口土体加固安装反力架、洞口密封图2-1盾构机始发流程图2.2.1洞门的凿除1、凿除的位置本标段在始发或到达前将洞门端头围护结构进行凿除。洞门围护结构的型式为厚Φ800钻孔桩。凿除洞门采用人工风镐的方法。洞门凿除顺序图2-3、2-4600说明：1、阴影部分为第一次凿除部位，保留外排钢筋和保护层。2、剩余部分为第二次凿除部位。8003126945782230说明：洞门凿除顺序严格按照图示分块进行。67002230图2-3图2-42、洞门砼分批拆除，先凿除2/3，留1/3钢筋混凝土。3、第一次凿除时按先上后下、先中间后两侧的顺序进行。凿除顺序见北京地铁八号线01标段5图2-3。4、洞门凿除采用人工风镐施作，凿除大部分混凝土和钢筋，剩余部分待盾构机刀盘抵达混凝土桩前约0.3～0.5m时迅速凿除，凿除顺序见图2-4。5、待盾构机推进时迅速割除钢筋，尽量缩短洞门土体无支撑时间。凿除的方法采用先凿除钻孔桩上下左右四周混凝土和割断钢筋，然后通过倒链把桩体拔出。6、洞门凿除过程的应急措施：发现有异常情况后，迅速用木板和钢管撑住，防止土体坍塌然后尽快从围护墙外进行注浆加固。若土体压力较大时，迅速用预先制作好的钢筋网片与围护结构的钢筋焊接一起后用木板和钢管支撑稳定。然后在围护结构外围进行注浆加固，同时在洞门里面进行注浆加固。3、始发设施的安装本标段首次始发采用一台盾构机，2009年9月从清河小营站北端头左线下井始发掘进，至西三旗盾构终点井解体吊出3.1始发设施加固预埋件安装沿线路顶进方向，在车站端头盾构始发井底板上预埋500mm×500mm×10mm的钢板，预埋件沿线路方向间距为1000mm，垂直线路方向间距3120mm。3.2始发架安装在后配套吊入始发安装位置后，依据隧道设计轴线定出盾构始发姿态的空间位置，然后推出始发架的空间位置,始发架示意图见图3-1（始发架详细构造图见加工技术交底）。在始发台安装位置进行抄平，利用垫薄钢板调节始发台的标高，达到要求的位置。盾构始发之前对始发台两侧进行必要的加固，利用预埋在车站底板的钢板与始发台进行焊接，并利用H型钢两边支撑保证左右稳定。始发台的安装高程根据端头地质条件进行抬高2cm。北京地铁八号线01标段6设计轨面标高隧道中线标高回填标高托架底高225mm厚25mm钢板盾构机始发台示意图(一)地面掘进方向管片基准环负环管片900管片反力架始发托架内衬墙围护结构400回填层始发台示意图(二)北京地铁八号线01标段74Φ6068757580Φ24螺母GB56-86-20翻板销套固定板5双头螺柱GB899-86M20X110螺母GB41-86-M20垫圈GB95-85-20-100HV圆环板帘布橡胶板始发台示意图（三）A放大图图3-1始发台示意图3.3反力架安装在盾构主机与后配套连接之前，开始进行反力架安装。在安装反力架时，反力架端面与始发台水平轴垂直，以便盾构轴线与隧道设计轴线保持平行。反力架的结构型式见图3-2。1、反力架加工后进行试拼装合格并检查平整度合格后方可使用。2、安装反力架前，先将反力架位置定位，然后分节安装反力架部件并调节好位置。3、定位反力架，利用垂线和经纬仪测量调整反力基准环平整度，使基准环与隧道中心线水平轴垂直，调整好后将反力架与中板和底板的预埋件焊接固定。北京地铁八号线01标段8图3-2反力架的结构型式3.4洞门的密封洞口密封采用折叶式密封压板如图3-3所示，其密封原理图3-4所示。其施工分两步进行，第一步在始发端墙施工工程中，做好始发洞门预埋件的埋设工作,预埋件必须与端墙结构钢筋连接在一起；第二步在盾构正式始发之前，清理完洞口的碴土，完成洞口密封压板及橡胶帘布板的安装。北京地铁八号线01标段9图3-3折叶式密封压板内衬固定环板B固定螺栓帘布橡胶密封板进洞前状态固定环板B盾构进洞时状态折叶压板固定螺栓折叶压板盾构90°预埋钢环板A16M20内衬预埋钢环板A90°16M24内衬折叶压板管片拼装后的状态注浆浆液管片管片固定环板B固定螺栓90°预埋钢环板A16M20图3-4始发洞口密封原理1、安装步骤为：1）洞门防水密封施工前，先检查材料的完好性，尤其是帘布橡胶板是否完好，径向尼龙线密集排列和螺栓孔是否完好。2）安装前清理完洞口的渣土和疏通预埋钢板的孔并涂上黄油。3）将螺栓旋入预先埋设的洞门钢环板螺孔内。4）安装帘布橡胶板及圆环板，并用薄螺母固定在钢环板上。北京地铁八号线01标段105）将扇形压板套在装有薄螺母等的螺栓上。6）根据盾构穿越洞圈时及始发后的两个阶段，注意调整扇形钢的位置。2、洞门处防水装置安装注意事项：1）由于帘布橡胶板和扇形压板通过它与管片的密贴防止管片背注浆时的浆液外流，所以安装时螺栓必须进行二次旋紧螺栓。2）防止安装扇形压板时损坏帘布橡胶板。3）检查盾构机头外壳表面是否有凸起物，若有凸起物需清理干净并在机头外壳表面涂上黄油，以免撕裂帘布橡胶板和利于盾构机顶入。3.5负环管片的拼装盾构机始发在反力架和洞内永久管片之间安装9环负环管片（全部为闭口环），反力架与临时管片密贴，每环临时管片分块数与标准管片相同，依次安放在托架上。并在内、外侧采取钢丝拉结和钢管支撑等加固措施，以保证在传递推力过程中管片不会浮动变位。3.6始发的其他工作1、盾构机在始发前对洞门加固效果检查合格后开始掘进。2、碴土运输准备工作就绪；3、盾构已准确定位；4、地面监测点已布设完毕并获得初始成果；5、当盾构机壳体脱离洞门密封圈后，即开始回填注浆。6、盾构全部进入洞门后，立即封堵洞圈，紧固扇形钢板上的钢丝绳，紧密扇形钢板，防止洞门漏浆。当盾尾离开洞门约3米时，对洞口压注聚氨脂或双液浆封堵，同时启动同步注浆系统及盾尾油脂系统，以防浆液倒灌，堵死浆管。4盾构机下井组装、调试4.1组装及吊装设备盾构机的组装场地分成三个区：后续台车存放区、主机存放区、吊机存放区；盾构机按后配套拖车、主机依次进场组装。吊装设备为：300T汽车吊一台，160T汽车吊一台，80T液压千斤顶两台，小型泵站一台，以及相应的吊具、机具、工具。北京地铁八号线01标段114.2盾构机组装调试程序主机定位及与后配套连接后配套拖车吊装与管线连接空载调试负荷调试井下轨道及始安装反力架主机吊装与连接组装场吊机组装就位地的准备安装负环管片发基座的准备图4-1盾构组装、调试程序图4.3盾构机组装顺序1、车站站台层具备条件时的组装顺序组装顺序见表4-1。2、地面过渡方案站台层不具备一次将盾构机及后配套拖车全部组装的条件时，采用地面组装分体始发方案。（1）盾构机主机全部在井下组装。（2）后配套拖车在地面组装。（3）拖车与主机间用加长的电缆、液压管线连接。（4）盾构机向前掘进一定距离，将后配套台车下井组装。4.4盾构组装措施1、盾构组装前必须制定详细的组装方案与计划，同时组织有经验的经过技术培训的人员组成组装班组。2、组装前应对始发基座进行精确定位。北京地铁八号线01标段123、吊机工作区应铺设钢板，防止地层不均匀沉陷。4、大件组装时应对始发井端头墙进行严密的观测，掌握其变形与受力状态。5、大件吊装时必须有160T以上的吊车辅助翻转。4.5盾构组装安全技术措施1、盾构机的市内运输委托给专业的大件运输公司运输。2、盾构机吊装由具有资历的专业队伍负责起吊。3、组建组装作业班进行盾构机组装，指定生产副经理负责组织，协调盾构机组装工作。4、每班作业前按起重作业安全操作规程及盾构机制造商的组装技术要求进行班前交底，完全按相关规定执行。5、项目部安质部、工地派出所具体负责大件运输和现场吊装、组装的秩序维护，确保安全。4.6盾构机调试1、空载调试盾构机组装和连接完毕后，即可进行空载调试。主要调试内容为：液压系统，润滑系统，配电系统，注浆系统，以及各种仪表的校正。着重观测刀盘转动和端面跳动是否符合要求。2、负荷调试空载调试证明盾构机具有工作能力后即可进行负荷调试。负荷调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力；使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。负荷调试时将采取严格的技术和管理措施保证工程安全、工程质量和隧道线型。北京地铁八号线01标134.6盾构机始发注意事项1、盾构密封刷涂满密封油脂。2、盾构始发时缓慢推进。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（7000KN），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，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，反力架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、抬头。盾构出洞时，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。盾构刚出洞时，掘进速度宜缓慢，大刀盘切削土体可加水降低盾构正面压力，防止盾构上漂，同时加强后盾支撑观测，尽量完善后盾钢支撑。6、在始发阶段，由于盾构机推力小、地层较软，调整盾构机姿态，使用下侧的千斤顶加朝上的力矩的同时向前推进，防止盾构机低头。7、始发初始掘进时，盾构机处于始发台上，在始发台及盾构机上焊接相对的防扭转装置，为盾构机初始掘进提供反扭矩。北京地铁八号线01标14310盾构遂道洞门67007580011400盾构机负环管片设计轨面线7015402526008040说明：图