杭州地铁1号线21号盾构始发与到达施工技术
地铁盾构始发与到达端头加固施工技术
地铁盾构始发与到达端头加固施工技术研究丁修恒（中铁工程局城轨分公司，，200071）【摘要】本文简述了地铁区间盾构法施工中始发与到达端头加固需要实现的工程目的，列举了、、、、几种典型的工程地质，对几种地质条件下采用的端头加固方案进行了较为详细的阐述，结合工程实际案例和已经验证的效果，提出了端头加固常用的施工技术工艺和要点以及注意事项。
本文还就技术经济分析，方案优化及新工法的应用，相关工序的风险控制等方面发表了见解，具有较好的施工指导意义。
【关键词】地铁；盾构法隧道；端头加固；施工技术一、盾构始发与到达端头加固的目的盾构始发和到达洞门破除后，端头土体暴露，端头地层受力平衡状态被破坏，土体结构、作用荷载和应力发生了变化，端头土体有可能发生潜在滑移破坏。
对于自稳时间较短的土体，如松散砂土、粉土以及饱和的软粘土，端头加固非常必要。
实施端头地层加固，是为了防止拆除临时围护结构时的振动影响，在盾构刀盘顶到掌子面并建立土压之前，能使得围岩自稳及防止地下水流失，防止开挖面坍塌，出现地表沉降过大、坍方等。
端头加固实现的工程目的主要有以下几点：（1）加固土体满足整体稳定性的要求，其中整体稳定性包括：①加固土体在振动作用下的稳定，即洞门破除时振动对加固土体的扰动影响。
②加固土体的静态稳定，包括施工期稳定和长期稳定性。
（2）加固土体满足强度的要求。
（3）加固土体满足堵水和渗透性的要求，特别对于富水砂土地层。
（4）加固土体满足变形特征的要求。
端头土体加固是盾构始发、到达技术的核心部分，端头失稳、坍塌是盾构施工中常见事故。
在对端头地质进行详细勘察，管线状况进行彻底调查的前提下，端头加固方法的选取，加固围的确定，端头加固效果准确的判断和必要的检测是盾构始发与到达是否顺利和成功的关键。
二、端头加固围的确定对于无水地层，盾构始发与到达的端头加固只需考虑端头土体强度与稳定性要求，而对于有水地层，端头土体加固除了满足强度与稳定性以外，还要考虑盾构几何尺寸和渗透（止水）要求。
地铁盾构法隧道施工技术方案
地铁盾构法隧道施工技术方案地铁盾构法隧道施工技术方案1。
施工流程图1.1盾构法隧道施工流程图图1盾构隧道施工流程图1.2盾构始发流程图图2 始发流程图 2。
盾构机下井盾构机从盾构工作井吊入，每台盾构机本身自重约200t ，分解为5 块，最大块重约60t.综合考虑吊机的起吊能力和工作半径，安排1 台200t 和一台40t 汽车吊机进行吊入任务。
盾构机下井拼装顺序见图3。
图3盾构机下井拼装示意图在吊入盾构机之前，依次完成以下几项工作：1.将测量控制点从地面引到井下底板上；2.铺设后续台车轨道；3.依次吊入后续台车并安放在轨道上；4.安装始发推进反力架，盾构管片反力架示意图见图4；5.安装盾构机始发托架,盾构始发托架示意图见图5。
图4盾构管片反力架示意图掘进图5 盾构始发托架示意图3.盾构机安装调试3.1盾构机的安装主要工作1。
盾构机各组成块的连接；2.盾构机与后续设备及后续台车之间各种线路、管线和机械结构的连接.3.盾构机内管片安装器、螺旋输送器、保园器的安装；4。
台车顶部皮带机及风道管的连接；5.刀盘上各种刀具的安装。
3.2盾构机的检测调试主要内容1。
刀盘转动情况:转速、正反转；2.刀盘上刀具：安装牢固性、超挖刀伸缩；3。
铰接千斤顶的工作情况:左、右伸缩；4。
推进千斤顶的工作情况：伸长和收缩；5。
管片安装器：转动、平移、伸缩；6。
保园器：平移、伸缩；7。
油泵及油压管路;8。
润滑系统;9。
冷却系统；10.过滤装置;11.配电系统；12.操作控制盘上各项开关装置、各种显示仪表及各种故障显示灯的工作情况。
盾构机在完成了上述各项目的检测和调试后(具体应遵照盾构机制造厂家提供的操作手册进行），即可判定该盾构机已具备工作能力。
4。
盾构进洞1.盾构进洞前50 环进行贯通测量，以确定盾构机的实际位置和姿态.此后的掘进不允许有大的偏差发生，逐渐按偏差方位调整盾构机姿态和位置，满足盾构进洞尺寸要求。
这一调整应在盾构刀盘进入洞前加固土前完成，以避免盾构进洞发生意外.图6 盾构进洞示意图2.洞圈内混凝土分六块凿薄，洞门中心穿孔释放应力.盾构机距井壁混凝土5 米之后掘进中逐步降低正面土压力，最后盾构机头部贴紧井壁时，正面土压力降为零。
地铁盾构施工技术(施工工艺与控制要点)
盾构始发模式
－－延长管线始发
延长管线始发模式：始发时 将后配套车架放在地面，主 机吊放到井下，通过主机和 车架之间的延长管线提供主 机前进的电、气、液等动力 。待掘进约60环后，拆除延 长管线和负环管片，将后配 套车架和连接桥吊放到洞内 和主机连接，进入正常掘进 状态。
始发和正常掘进阶段管片、材料、渣土均从盾构井吊运。施工效率低， 费用高，在没有整机始发的条件时才不得不采用。
端头加固——加固范围
加固范围以包裹盾构主机并预留一定的封堵渗漏通道的区域为原则 。结合上海、南京、苏州等长三角软土地层加固范围一般为隧 道纵向方向为8m（到达端头9米），横向为隧道轮廓线外3m。
旋喷桩加固，以石家庄地铁为例，加固区尺寸为：长6m、宽12m 、旋喷深度12m。地基加固需重点加强水泥的掺量、桩位的位置 、垂直度、两侧包角和搭接情况控制。
洞口密封的作用： 1、在始发时在盾构机外壳与混凝土洞口之间形成一个柔性止水密封。 2、在试掘进阶段，在管片与混凝土洞口之间形成止水、止浆密封。
圆 环 板 1(厚 16mm) 圆 环 板 2(厚 20mm) 20
加 劲 板 (厚 10mm)
M20螺 母 (GB6170-86)
150
50
预 埋 环 框 17
⑵ 开凿前，搭设双排脚手架，由上往下分层凿除，洞门凿除顺 序：首先将开挖面钢筋凿出裸露并用氧焊切割掉，然后继续 凿至迎土面钢筋外露为止。当盾构机刀盘抵达混凝土桩前约 0.5m时停止掘进，然后再将余下的钢筋割掉，打穿剩余围护 结构，并检查确定无钢筋。
洞门凿除顺序图
1.5盾构基座安装
始发架的作用： 1、为盾构机提供井内支托； 2、导向：确保盾构中心、隧道中心、洞口密封中心、三心合一 。 3、为负环管片提供约束和支撑。
地铁隧道盾构始发施工技术_1
地铁隧道盾构始发施工技术发布时间：2021-09-13T08:45:35.101Z 来源：《城镇建设》2021年13期作者：张津梧[导读] 随着我国经济实力的快速提升，我国迎来了高速发展的全新时代，地铁是城市中修建的一种快速、大运量、用电力牵引的轨道交通，地铁在一定程度上改善了城市交通出行的方式，从而促进了城市的发展张津梧中国市政工程西北设计研究院有限公司 730000摘要：随着我国经济实力的快速提升，我国迎来了高速发展的全新时代，地铁是城市中修建的一种快速、大运量、用电力牵引的轨道交通，地铁在一定程度上改善了城市交通出行的方式，从而促进了城市的发展。
随着我国的快速发展，在城市地铁的建设过程中，盾构法具有适应性广、施工速度较快并且噪声较小等特点，对于施工周围的环境产生的影响较低，盾构始发施工过程逐渐成为整个工程中极为重要的一部分。
本文针对盾构始发施工技术的概况、技术流程以及常见问题及措施进行研究。
关键词：地铁隧道；盾构；始发；施工技术引言地铁隧道一般常修建于繁华人流量较大的路段或是周围地势对于普通公路不易施工的路段，所以从地质、地势条件等方面而言，地铁隧道的施工比其他交通区间更具有难度。
而盾构始发施工技术则是在地铁隧道工程技术应用中最为重要的环节，在利用一定施工技术的基础上，大大降低了施工的难度。
1始发阶段始发是盾构施工的重要阶段，打开隧道围护结构后，应检查隧道区域周围的土壤状况，以便为盾构机的运行创造有利条件，并有效地到达隧道施工区域。
该工程使用SMW工法进行端头加固，对周边土壤造成的扰动较小，具有较好的止水性能。
盾构始发应注意出洞技术的应用，这关系到盾构始发作业的成败。
组装和调试盾构设备后，开始组装负环部分，并在负环部分后面安装一个0.4m宽的钢环，使混凝土部分均匀受压。
洞门入口处地下连续墙的混凝土墙应被切割，切割应分为6个区块，从下至上分别在井外进行。
为了确保隧道的安全，在隧道环上安装橡胶止水带和扇形板，以形成密封装置。
盾构始发掘进接收施工方案
盾构始发掘进接收施工方案盾构始发掘进是一种用于地下隧道施工的先进技术。
盾构机是一种在地下钻孔中同时施工和推进的机械设备，能够以较高的效率和质量完成地下隧道的施工任务。
盾构始发掘进接收施工方案是指在盾构始发阶段，如何合理安排施工流程和组织施工工作，以确保盾构机顺利进行始发掘进施工。
首先，盾构始发掘进接收施工方案需要确定好盾构始发的具体位置和方向。
根据隧道设计要求和地质调查资料，选择合适的始发位置，并确定盾构机朝向和开挖方向。
同时，需要在始发位置周围进行地面预处理工作，如清理、平整和加固地面等。
其次，盾构始发掘进接收施工方案需要进行工程准备工作。
包括准备盾构机和辅助设备，检查设备的工作状态和保养情况，确认设备可以正常运行。
同时，对施工现场进行必要的安全措施，如设置围挡和施工标志，安装监测设备等。
然后，盾构始发掘进接收施工方案需要制定详细的施工计划。
根据设计要求和施工单位的实际情况，合理安排盾构机的日常作业时间和施工进度。
同时，结合地质条件和隧道设计要求，制定适当的掘进速度和开挖断面的尺寸。
要合理安排工作人员的轮班，保证施工现场的连续作业。
接下来，盾构始发掘进接收施工方案需要进行施工准备工作。
这包括对盾构机进行检查和试运行，确保机器能够正常运转。
同时，要组织好各项施工人员和设备的调配，确保施工队伍的到位和施工技术的熟练程度。
在施工现场，要进行必要的调整和安排，包括设立工地办公室、仓库和休息室等。
最后，盾构始发掘进接收施工方案需要进行现场施工管理和质量控制。
施工人员要按照设计要求和施工规范进行施工作业，确保盾构机顺利进行始发掘进。
同时，要加强现场监理和质量检查，对施工过程中出现的问题进行及时处理和整改。
并进行必要的安全培训和技术交流，提高施工人员的工作素质和专业技术水平。
总之，盾构始发掘进接收施工方案是确保盾构机顺利进行始发掘进的关键。
通过合理安排施工流程和组织施工工作，能够提高施工效率和施工质量，保证地下隧道的安全和可靠性。
地铁隧道盾构法施工
地铁隧道盾构法施工导语：盾构法施工是一种机械化和自动化程度较高的隧道掘进施工方法，从20世纪60年代开始，西方发达国家大量将这种技术应用于城市地铁和大型城市排水隧道施工。
我国近年来也开始在城市地铁隧道、越江越海隧道、取排水隧道施工中采用此项技术，以替代原来落后的开槽明挖或浅埋暗挖等劳动密集型施工方法。
关键词：地铁盾构施工盾构施工技术盾构施工测量点击进入VIP充值通道地铁盾构机分类及组成地铁盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥浆式，土压平衡式等不同类型。
盾构机主要由开挖系统、推进系统排土系统管片拼装系统、油压、电气、控制系统、资态控制装置、导向系统、壁后注浆装置、后方台车、集中润滑装置、超前钻机及预注浆、铰接装置、通风装置、土碴改良装置及其他一些重要装置如盾壳、稳定翼、人闸等组成。
海瑞克公司在广州地铁使用的典型土压平衡式盾构机为主机结构（盾体及刀盘结构）断面形状：圆形、用钢板成型制成，材料为：S335J2G3。
主要由已下部分构成：刀盘、主轴承、前体、中体、推进油缸、铰接油缸、盾尾、管片安装机。
主机外形尺寸：7565mm（L）Ｘ6250（前体）Ｘ6240（中体）Ｘ6230（盾尾）。
①压缩空气式盾构1886年Greatbhad首次在盾构掘进隧道中引了这种工法,该工法利用压缩空气使整个盾构都防止地下水的侵入,它可在游离水体下或地下水位下运作。
其工作原理是利用用压缩空气来平衡水压和土压。
传统的压缩空气式盾构要求在隧道工作面和止水隧道之间封闭一个相对较大的工作腔,大部分工人经常处于压缩空气下,这会对掘进隧道和衬砌造成干扰,为了解决这些问题,又出现了用无压工作腔及全断面开挖的压缩空气式盾构和带有无压工作腔及部分断面开挖的压缩空气式盾构等。
②土压平衡式盾构20世纪70年代日本就开发土压平衡式盾构,不用辅助的支撑介质,切割轮开挖出的材料可作为支撑介质。
该法用旋转的刀盘开挖地层,挖下的渣料通过切割轮的开口被压入开挖腔,然后在开挖腔内与塑性土浆混合。
盾构始发、掘进及接收安全专项施工方案
郑州市轨道交通 4 号线工程土建施工 09 标
盾构始发、掘进及接收安全专项施工方案
5.6.3 盾构机空载调试 .................................................. 27 5.6.4 盾构机负载调试 .................................................. 27 5.7 盾尾油脂涂抹 ....................................................... 27 5.8 负环管片安装 ....................................................... 27 5.9 密封装置安装与洞门破除 ............................................. 28 5.9.1 密封装置安装 .................................................... 28 5.9.2 洞门破除 ........................................................ 30 5.10 盾构始发掘进理论参数计算 .......................................... 32 5.10.1 土仓压力控制 ................................................... 32 5.10.2 盾构始发推力计算 ............................................... 33 5.10.3 盾构机始发推进参数的选择 ....................................... 34 5.10.4 盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速的设定 ........................... 35 5.10.5 出土量的设定 ................................................... 35 5.10.6 盾构机始发掘进注浆方案及主要技术参数 ........................... 36 5.11 始发试掘进施工 .................................................... 37 5.11.1 盾构始发施工参数取值 ........................................... 37 5.11.2 洞口密封处压浆 ................................................. 39 5.12 始发防“栽头”及防扭转措施 ........................................ 39 5.13 渣土改良 .......................................................... 39 5.14 掘进流程及操作控制 ................................................ 40 5.15 同步注浆及壁后二次注浆 ............................................ 43 5.16 管片拼装 .......................................................... 45 5.17 盾构掘进姿态调整与纠偏 ............................................ 47 5.18 运输组织 .......................................................... 48 5.19 洞内管线 .......................................................... 51 5.20 管线布置 .......................................................... 51 5.21 负环拆除 .......................................................... 52 5.22 洞内有害气体检测及预防 ............................................ 52 5.23 管片验收 .......................................................... 53 5.24 其他相关措施 ...................................................... 53 5.24.1 始发掘进工程管理措施 ........................................... 53 5.24.2 盾构始发技术要点 ............................................... 53 6、正常掘进施工 .......................................................... 55 6.1 正常掘进参数选择 ................................................... 55 6.2 渣土改良和管理 ..................................................... 55 6.3 盾构掘进姿态调整与纠偏 ............................................. 55 6.4 管片拼装 ........................................................... 56 6.5 同步注浆及壁后二次注浆 ............................................. 59 6.7 洞内出渣、运输及弃土外运 ........................................... 60 6.8 隧道通风、循环水、照明 ............................................. 60 7、盾构接收方案 .......................................................... 61 7.1 端头加固与降水 ..................................................... 61 7.2 盾构托架设计、安装 ................................................. 61 7.3 测量和姿态调整 ..................................................... 61
杭州地铁1号线过江隧道施工技术---吴惠明老师
1. 工程概况
江面勘察沼气喷射照片
有毒有害气体
1. 工程概况
水文情况
地下水分布情况表
Ⅰ区 潜 水
Ⅱ区
主要赋存于表层填土及③1～ ③ 层粉土、粉砂中
8
静止水位埋深4.95～7.60m 水位埋深3.60m左右
相应高程0.41～2.02m 高程为4.0m左右
富春路站 江北风井
联络通道
左线隧道 联络通道及泵站
右线隧道 江南风井
1340米
滨江站
1. 工程概况
工程地质情况
盾构穿越江中段时穿越的主要地层为:③5层粉砂夹砂质粉土、③7层砂质粉土、④3层淤泥质粉质粘 土、⑥1层淤泥质粉质粘土、 ⑥2层淤泥质粉质粘土、 ⑨1a层粉质粘土、⑨1b层含砂粉质粘土、⑿2层 细砂、⑿4层圆砾层。过江段隧道顶部距离300年一遇的河床冲刷线距离为3.5～4.5m。
3.过江隧道施工技术措施
盾构穿越富含沼气层
沼气是多种气体的混合物，一般含甲烷50～70%，其余为二氧化碳和少量的氮、 氢和硫化氢等。本区间沼气内甲烷含量达90%以上。
引起沼气爆炸的三个条件： （1）达到爆炸浓度（5%～15%）； （2）含氧量≥20% ；（3）燃点 。
当沼气在隧道内积聚到一定浓度后，并在一定条件下会产生以下危害： ➢作业人员呼吸困难，严重的 会中毒和窒息； ➢在特定条件下，会产生爆炸，导致施工机械设备的破坏、作业人员群死群伤事故； ➢严重时可能对成型隧道产生破坏，将影响整条隧道的安全。
9.52×10-4 9.55×10-4 7.08×10-4 2.04×10-3 2.60×10-7 1.93×10-6
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杭州地铁1号线21号盾构始发与到达施工技术
摘要本文通过杭州地铁1号线21号盾构隧道(建华站~红普路站区间)的施工,比较详尽地介绍了土压平衡盾构机的进出洞施工技
术和盾构机调头技术,介绍了进出洞端头土体加固及始发与到达掘进的施工流程及施工难点控制。
关键词地铁施工;盾构法;始发;到达;调头;沉降
中图分类号u231+.3文献标识码 a 文章编号
1674-6708(2010)17-0160-02
1 工程概况
杭州地铁建华站-红普路站区间(21号盾构)隧道总长为双线2 203.8m,用日本小松公司6340㎜土压平衡盾构机施工。
盾构机从红普路西端头左线始发,到建华站东端头后调头,进入右线进行第二
次始发,到红普路西端头后调头推红普路到七堡车辆基地出入端线。
21号盾构区间隧道穿越地层主要有:③2粘质粉土、③3砂质粉土、③5砂质粉土、③6粉砂夹砂质粉土、④3层淤泥质粉质粘土。
其中③层粉土、粉砂振动易液化,易坍塌变形,在地下水作用下易产生流砂;④3淤泥质粉质粘土具高压缩性、低强度、弱透水性、高灵敏度、易产生流变和触变现象,易导致开挖面失稳或形成圆弧滑动,工程
性质较差。
洞门段覆土厚度分别约6.63m和7.56m。
2 红普路站西端头始发施工要点
盾构始发的主要内容包括安装盾构机始发台、盾构机组装调试、
安装洞门密封、安装反力架、拼装负环管片、拆除洞门围护结构、盾构机贯入作业面始发掘进和管片背后注浆等。
下面结合图示来重点说明以下几个方面:
1)辅助装置的安装
(1)盾构机防扭装置盾构机刀盘切削加固区土体时产生巨大的扭矩,为了防止盾构机壳体在始发台上发生偏转,必须在始发台两侧
的盾构机壳体上焊接防扭装置,见图1。
随着盾构机的前行,当防扭装置靠近洞门密封时将之割除。
1-盾构机;2-管片支撑横梁;3-防扭装置;4-始发台;5-三角支撑(2)负环管片支撑在拼装负环管片的同时,在其底部安装三角支撑。
始发时由于油缸推力较小,为防止管片位移,负环管片之间可加设槽钢拉紧,槽钢焊接在管片连接螺栓上。
2)洞门混凝土的凿除
由于21号盾构两端头井的围护体是咬合桩形式,所以洞门从上而下一次性全部凿除。
洞门凿除前先打设探孔,若探孔无明显的渗漏水、漏沙情况,则迅速凿除咬合桩混凝土,厚度为1m。
一次性凿除洞圈内所有混凝土,再割除所有钢筋,混凝土凿除顺序为由上而下,钢筋割断顺序为由下而上。
混凝土及钢筋清理掉后,盾构机方可进洞。
洞门探孔孔位示意见图2。
3)洞门密封的安装
为了防止盾构始发掘进时泥土、地下水从盾壳和洞门的间隙处流失以及盾尾通过洞门后背衬注浆浆液的流失,在盾构始发时需安装
洞门密封。
洞门密封的施工分两步进行:第一步是在结构的施工过程中,做好洞门预埋件工作,预埋件必须与结构的钢筋廉价在一起;第二步在盾构正式始发或到达前,清理完成洞口的碴土,然后进行洞窟密封装置的安装。
针对粉砂质土层进洞,为预防进洞时降水措施达不到预计效果时出现涌水涌砂,21号盾构施工时设计了一套在砂性土层中进洞的装置,此装置在一定程度上减小了盾构机在砂性土层中进洞的风险。
在盾尾通过之后立即进行壁后注浆并对开挖面加压,盾构机掘进则从非土压平衡模式进入到土压平衡模式。
4)红普路站西端头始发及进洞掘进的难点控制
盾构进洞前30环内就穿越两根污水管和一根上水管,且有三次穿越,进洞风险大,针对进出洞,采取如下技术措施:
(1)严格控制盾构正面土压力
在盾构穿越污水管过程中严格按照实际情况进行土压力控制。
使盾构切口处的地层有微小的隆起量,同时严格控制与切口平衡土压力有关的施工参数,防止超挖、欠挖尽量平衡土压力波动。
(2)推进速度控制
在穿越污水总管过程中,盾构机推进速度不宜过快,以1.5cm/min 为宜,推进过程速度保持稳定,确保盾构均衡、匀速地穿越污水管,减少盾构推进对前方土体造成的扰动,而对污水管的影响。
(3)出土量
盾构的挖掘断面每环理论出土量=π/4×d2×l=π/4×6.342×1.2=37.88m3/环。
在盾构穿越污水管过程中,应将出土量控制在理论值的98%即37.13m3/环左右,保证盾构切口上方土体微量隆起
2~3mm。
(4)盾构纠偏量
在穿越污水总管过程中,尽可能地保证盾构匀速通过,减少盾构纠偏量和纠偏次数。
(5)同步注浆
严格控制同步注浆量和浆液质量,通过同步注浆及时充填建筑空隙,减少施工过程中的土体变形。
为了确保浆液质量,派专人24小时对浆液稠度进行检测,确保浆液稠度满足盾构推进的需要。
同步注浆过程中,每环压注过程中进行小样试验,确定浆液质量。
同步注浆尽可能采用同步自动注浆,保证浆液匀速、均匀、连续的压注,防止推进尚未结束而注浆停止情况的发生。
(6)信息化施工
在盾构穿越污水管过程中,每2小时进行一次地面变形监测,并将监测数据迅速地传达给值班人员。
穿越过程中根据实际需要进行24小时不间断的跟踪监测。
跟踪监测时,现场监测人员和中央控制室值班人员通过对讲机进行及时联系,值班人员对地面监测数据进行综合分析,得出结论及时通过电话传达给盾构工作面,指导盾构施工参数的设定,然后通过地面变形量的监测进行效果的检验,从而反复循环、验证、完善,保证施工过程中污水管的安全。
3 结论
盾构机的始发与到达技术是盾构隧道施工中的关键技术,土压平衡盾构施工对于端头土体的加固和降水要求较高。
只有不断探索发展和完善盾构机施工技术,特别是始发与到达施工技术,更好地控制地表沉降,才能使隧道进出洞的施工安全、质量得到有效控制。
参考文献
[1]竺维彬,鞠丗键.复合地层中的盾构施工技术[m].北京:中国科学技术出版社,2006.
[2]周文波.盾构法隧道施工技术及应用[m].北京:中国建筑工业出版社,2004.。