[重庆]地铁工程盾构始发专项方案

目录一、编制依据 1二、盾构始发理论调整方案 2三、盾构始发流程 4四、初始掘进控制 11五、负环管片、始发托架和反力架的拆除 15六、质量保证措施 15七、安全保证措施 16八、始发应急预案 18盾构始发方案一、编制依据1.1 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；1.2 《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446- 2008）；1.3 《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）；1.4 《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）；1.5 盾构区间工程施工设计图纸，地质详细勘察报告和地质补充勘察报告、施工调查报告等；1.6 我公司在盾构施工方面的经验；二、盾构始发理论调整方案盾构始发是指盾构在安装竖井或过站竖井内，自盾构主机开始定位，刀盘向前推入贯入围岩，沿设计线路向前掘进，直至盾构完全进入区间隧道，洞口反力架与负环拆除，洞外辅助施工系统完全正常使用为止的一个特定的施工阶段。

盾构始发阶段，要完成盾构设备的安装与调试；始发辅助设备的安装与定位，盾构初始定位与掘进控制，盾构导向系统的安装与调试、区间隧道洞口的处理以及盾构掘进参数的初步确定。

盾构始发的成功与否将直接影响车站结构端头地层的稳固、整个区间隧道初始线形的确定以及整个隧道施工参数的确定。

本次始发所用盾构机机体长度为9.3米，且左右线的始发位置不同，线路右线始发位置在半径为800米的圆曲线上，线路左线始发位置在半径大于700米的缓和曲线上。

2.1 线路右线始发方案线路右线始发位置在半径为800米的圆曲线上，在线路右线始发时，为了避免盾构在始发后掘进方向向缓和曲线外侧偏移，影响掘进时的纠偏及隧道成型后的线型，所以盾构机始发的中心线设计为，以盾构机机体长度9.3米，为设计始发中心线的长度与图纸设计的缓和曲线在洞门处的切线方向成0°39′57.84″夹角的割线方向进行始发。

后备套依据车站的结构将轨道铺设在曲线上，保证在车站结构最小尺寸处能顺利通过。

图1右线盾构始发示意图2.2 线路左线始发方案线路左线始发位置在半径大于700米的缓和曲线上，在线路左线始发时，同样为了避免盾构在始发后掘进方向向缓和曲线外侧偏移，影响掘进时的纠偏及隧道成型后的线型，所以盾构机始发的中心线设计为，以盾构机机体长度9.3米，为设计始发中心线的长度与图纸设计的缓和曲线在洞门处的切线方向成0°45′40.4″夹角的割线方向进行始发。

后备套依据车站的结构将轨道铺设在缓和曲线上，保证在车站结构最小尺寸处能顺利通过。

图2 左线盾构机始发示意图2.3 以上理论始发调整方案与原图纸设计有较大出入，施工过程中会出现以下问题：2.3.1 盾构机始发中心线在洞门处与设计缓和曲线洞门处的切线成1°角始发，进洞后掘进中线与设计线路中心线有偏差；2.3.2 掘进纠偏过程中，可能会出现严重的管片错台、管片裂缝、管片破损以及渗漏水现象；2.3.3 由于盾构机在始发时与洞门不互成垂直关系，所以，在盾构始发过程中，可能在洞门处出现橡胶帘布破损及漏浆现象。

2.4问题的处理：2.4.1由于盾构机发中心线所在的割线在洞门处与设计缓和曲线在洞门处的切线成1°角始发，进洞后掘进中线与设计线路中心线有偏差，所以，在盾构机进行纠偏时应在盾构机盾体完全出洞后进行；2.4.2掘进纠偏过程中，出现严重的管片错台、管片裂缝、管片破损以及渗漏水现象。

主要是由于纠偏角度过大、过快而引起的，在纠偏时，应通过调节推进油缸及调整交接油缸进行缓慢纠偏，从而解决在纠偏过程中角度过大、过快从而引起管片在拼装后出现较大的搓台及盾尾卡在围岩中的现象；2.4.3 在盾构始发过程中，可能在洞门处出现橡胶帘布破损及漏浆现象。

应在盾构始发前对橡胶帘布与盾构机接触面涂抹油脂，已润滑接触面防止盾构机将橡胶帘布撕裂，在出现破损后，应对破损处进行修补，必要时实施双液浆注浆处理，防止漏浆。

三、盾构始发流程盾构始发主要内容包括：设置盾构始发基座、盾构机下井安装及调试、安装反力架、安装密封橡胶帘布、拼装负环管片、盾构机出洞和掘进等工作。

3.1盾构始发流程盾构机始发流程见下图：图3 盾构始发流程图3.2 安装洞门密封装置安装洞门密封装置的主要目的是防止盾构机始发时发生洞门处的水土流失，从而造成洞门的塌方，以及确保背后回填注浆的效果。

洞门的密封装置有洞门钢环板和密封橡胶帘布两部分组成。

3.2.1安装洞门钢环板洞门钢环板在盾构始发井结构施工期间准确定位预埋。

在预埋钢环板时，钢环板上的锚固钢筋不能人为割除，确保钢环板的牢固性，对钢环板上的螺丝孔采取涂抹黄油并塞棉布等方法予以保护，以防止混凝土进入使在安装螺丝时无法上进，在安装密封帘布时予以清理。

3.2.2安装密封帘布3.2.2.1洞门密封采用帘布橡胶板进行密封。

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，并将螺栓旋入预先埋设在井圈周边的螺母内；3）安装帘布橡胶板及圆环板，并用薄螺母固定在井壁上；4）将扇形压板套在装有薄螺母等的螺栓上；5）根据盾构穿越洞圈时及始发后的两个阶段，注意调整扇形钢板的位置；3.2.2.2 洞门处安装密封帘布注意事项：1） 由于橡胶帘布板和扇形压板通过它与管片的密贴，防止管片背后注浆时的浆液外流，所以安装时螺栓必须进行二次旋紧螺栓；2） 为防止橡胶帘布在盾构机推进时损坏，应在盾构机推进前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。

洞口密封是对洞口起始推进段与盾构机或管片之间的间隙采取的防渗措施，防止地层的地下水和背后注浆砂浆外泄，即在盾构机开始推进后不久，就可以对开挖面加压，盾构机尾部通过之后，立即进行壁后注浆，尽早稳定洞口。

由于盾构机为斜向始发，折页压板需要将洞门右侧压板加长。

图4 洞门防水装置示意图内衬内衬内衬图5 折页压板延长部分示意图3.3 设置盾构始发托架始发托架为盾构机始发或接收反复施工使用的盾构机支架，由于经常反复使用，下井之前应先对其进行全面检查是否扭曲变形。

对托架轨距、高度等相关尺寸尺量确认能否满足使用要求。

在后配套吊入始发安装位置后，依据设计始发中心线定出盾构始发姿态的空间位置，然后推出始发台的空间位置，并以此为依据进行安置。

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使始发托架的安装高程使盾构机轴线比设计隧道在托架里程时略高，以防止盾构在始发时出现栽头的现象。

盾构始发之前对始发托架两侧进行必要的加固，见始发台示意图。

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。

图8 始发托架垂直示意图3.4 洞口始发导台的安装为保证盾构在始发时不至于因刀盘悬空而产生盾构机“扣头”的现象，需要在始发洞门内安设洞口始发导台。

安设始发导台时应在导台的末端预留足够的空间，以保证盾构机在始发时，不应因安设始发到台而影响刀盘旋转。

始发导台分为钢轨导台和混凝土导台两种：钢轨导台的施工速度快、刚度好，但如果导台的高程偏高时会造成盾构机和导台顶死的现象；而混凝土导台一般不会因为高程偏高而产生盾构机顶死的现象，但混凝土导台需要等强，掌子面暴露时间过长。

在施工过程中要根据现场的情况进行灵活运用，再者在要求导台在施工完成后必须平顺，无硬棱以防止帘布备压裂。

3.5 盾构下井组装及调试盾构机组装和连接完毕后，即可进行空载调试，空载调试的目的主要是检查设备是否能正常运转。

主要调试内容为：液压系统、润滑系统、冷却系统、配电系统、注浆系统以及各种仪表。

电气部分运行调试：检查送电→检查电机→分系统参数设置与试运行→整机试运行→再次调试。

液压部分运行调试：推进和铰接系统→螺旋输送机→管片安装机→管片吊机和拖拉小车→刀盘加水系统和注浆系统→皮带机等。

3.6 安装反力架盾构机掘进时应在始发井壁和负环管片之间加设一个反力架，以便将盾构推力均匀传递至始发井结构。

反力架安装时应牢固，其受力面应垂直于设计始发中心线，并与始发井结构尽可能多的接触，这样盾构出洞推进时千斤顶的区域油压较为均匀，便于盾构出洞施工时轴线的控制。

反力架在吊装时，将使用吊车吊入，结构内采用倒链及千斤顶等配合施工，首先使反力架底部首先就位，并采用钢丝绳拉住。

然后在采用倒链向里拉反力架顶部使其顶部逐步靠上结构，并拉固。

最后采用千斤顶在不同方向调整其位置使其准确就位。

在安装反力架时应注意以下几个方面：3.6.1 反力架在工厂加工后进行试拼装合格并检查基准环的平整度合格后方可进场。

3.6.2 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。

3.6.3 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，以便盾构机轴线与始发设计轴线保持一致。

3.6.4 定位反力架和基准环，利用垂线和经纬仪测量调整基准环的平整度，使基准环与始发台水平轴垂直。

调整好后将反力架与中板和底板的预埋件焊接固定。

图9 反力架示意3.7 负环拼装此次盾构机始发在反力架和洞内正式管片之间安装6个环负环管片（均为闭口环），反力架与临时管片之间设一环钢管片作为基准环，基准环宽度210mm，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。

3.8盾构机始发推进在盾构机进行始发推进前应在盾构密封刷涂满密封油脂。

并在始发前在刀头和洞门密封装置上涂抹油脂，避免刀盘上刀头损害洞门密封装置。

始发基座导轨必须顺直，严格控制标高，间距及中心轴线。

始发前在基座上涂抹油，减少盾构推进阻力。

基准环的端面与盾构始发中线垂直。

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。

在盾构机始发时应缓慢推进。

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，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。

在始发阶段，在保证盾构正常推进的情况下掘进参数为：总推力小于800～1000t，刀盘扭矩小于300t·m，推进速度小于30mm／min。

盾构出洞时，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，防止盾构上飘，同时加强后盾支撑观测，尽量完善后盾钢支撑。

当盾构机壳体脱离洞门密封圈后，即开始回填注浆，回填注浆分三次进行，必要时采用二次注浆。