盾构毕业设计

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目 录

摘要 .................................................................................... 错误！未定义书签。 Abstract ............................................................................... 错误！未定义书签。 第1章 绪论 ........................................................................................................ 6

1.1 设计概况 ............................................................................................... 6 1.1.1 设计依据 ........................................................................................ 6 1.1.2 设计范围 ........................................................................................ 6 1.1.3 主要设计原则及标准 .................................................................... 6 1.2 沈阳地铁工程地质及水文地质 ........................................................... 8 第2章 施工方案选择 ...................................................................................... 11

2.1 明挖法 .................................................................................................. 11 2.2 矿山法 .................................................................................................. 11 2.3 盾构法 ................................................................................................. 12 第3章 盾构机类型的选择 .............................................................................. 32

3.1 工程对盾构机的要求 ......................................................................... 33 3.2 泥水加压式盾构与土压平衡式盾构的特点 ..................................... 34 3.3 盾构机选型结论 ................................................................................. 36 第4章 管片选型与几何设计 .......................................................................... 14

4.1 盾构隧道断面尺寸的拟定 ................................................................. 14 4.2 管片衬砌选择 ..................................................................................... 14 4.3 管片参数 ............................................................................................. 16 4.3.1 管片厚度 ...................................................................................... 16 4.3.2 管片幅宽 ...................................................................................... 16 4.3.3 衬砌环组成 .................................................................................. 16 4.3.4 管片拼装方式 .............................................................................. 16 4.3.5 管片连接 ...................................................................................... 17

第5章 管片内力计算（手写） ...................................................................... 18

5.1 围岩压力计算 ..................................................... 错误！未定义书签。 ANSYS验算 .......................................................... 错误！未定义书签。

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第6章 竖井结构及联络通道设计 .................................................................. 19

6.1 盾构竖井结构设计 ............................................................................. 19 6.2 联络通道及泵房设计 ........................................................................ 19 6.2.1 开挖方式 ...................................................................................... 20 6.2.2 支护方式 ...................................................................................... 20 6.3 防水施工 ............................................................ 错误！未定义书签。 6.3.1 隧道防水处理 .............................................. 错误！未定义书签。 6.3.2 洞门防水处理 .............................................. 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 ............................................ 错误！未定义书签。 ................................................................................ 错误！未定义书签。

第7章 隧道防水、通风、照明设计（手写） .............. 错误！未定义书签。

.................................................................................. 错误！未定义书签。

第8章 隧道施工准备 ...................................................... 错误！未定义书签。

8.1.2施工技术准备 ............................................... 错误！未定义书签。 8.1.3 ...................................................................... 错误！未定义书签。 8.1.4 ........................................................................ 错误！未定义书签。 8.1.5 ........................................................................ 错误！未定义书签。 8.2施工现场准备 ...................................................... 错误！未定义书签。 8.2.1 ........................................................................ 错误！未定义书签。 8.2.2 ........................................................................ 错误！未定义书签。 8.2.3 ........................................................................ 错误！未定义书签。 8.2.4 ........................................................................ 错误！未定义书签。 8.2.5 ........................................................................ 错误！未定义书签。 8.3施工物资准备 ...................................................... 错误！未定义书签。 8.3.1 ........................................................................ 错误！未定义书签。 8.3.2 ........................................................................ 错误！未定义书签。 8.3.3 ........................................................................ 错误！未定义书签。 6.3.4 ........................................................................ 错误！未定义书签。

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8.3.5 ........................................................................ 错误！未定义书签。 8.4施工现场总平面布置 ...................................... 错误！未定义书签。 ................................................................................ 错误！未定义书签。 ................................................................................ 错误！未定义书签。 .................................................................................... 错误！未定义书签。

............................................................................................................................ 19

.................................................................................................................... 19 .................................................................................................................... 19 ................................................................................................................ 20 ................................................................................................................ 20 .................................................................................... 错误！未定义书签。 ................................................................................ 错误！未定义书签。 ................................................................................ 错误！未定义书签。

第9章 施工组织 .............................................................. 错误！未定义书签。

.................................................................................... 错误！未定义书签。 第10章施工技术主要技术措施 ...................................... 错误！未定义书签。 第11章 监控测量施工方案 ............................................ 错误！未定义书签。

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第12章 盾构施工对周边环境影响及保护措施 ............ 错误！未定义书签。 结论 .................................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ............................................................................ 错误！未定义书签。 致谢 .................................................................................................................... 64

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第1章 绪论

1.1 设计概况

1.1.1 设计依据

1 《西安市地铁三号线初步设计和施工图设计合同》 2 《西安市快速轨道交通建设规划》及《批复意见》 3 《西安市快速轨道交通线网规划》 4 现场详细调查所掌握的周边环境

5 国家及陕西省或西安市人民政府颁布的有关法律法规） 6 西安市地铁一号线桥三站施工设计图

7《西安地铁三号线初步设计—怀远门站-中街站区间》 8西安市地铁三号线《沿线1:500电子地形图》 9 西安市地铁三号线《沿线1:500地下管线图》

10《西安地铁三号线环境影响评估报告》（张士～黎明文化宫） 11 《西安市地铁三号线沿线主要建（构）筑物调查报告》图纸部分（一、二）

1.1.2 设计范围

1 鱼化寨—丈八北路的地铁土建工程。

2 区间隧道范围的联络通道，废水泵房土建工程。

1.1.3 主要设计原则及标准

1 主要设计原则

(1) 结构设计应满足城市规划、运营、施工、防水、防腐蚀的要求，保证结构在施工及使用期间具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。 (2) 隧道结构设计应根据所在地段的工程地质和水文地质条件，线路埋置深度，地面建筑及地下结构物的现状，道路交通情况，结合城市整体规划的要求，进行技术、经济、工期、环境影响等方面的综合比较，选择合适的施工方法和结构型式。

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(3) 区间隧道的净空尺寸应满足地下铁道的建筑限界、使用功能、施工工艺等要求，并考虑施工误差、测量误差、结构变形和后期沉降的影响。

(4) 结构设计应尽量减少施工中和建成后对环境造成的不利影响，并应考虑城市规划引起周围环境的改变时对地下结构的影响。

(5) 结构设计应根据结构类型，使用条件及荷载特点等，选用与其特点相适应的结构设计规范和设计方法。

(6) 结构的计算模式应符合结构的实际工作条件，并反映结构和周围地层的相互作用关系，避免对周围环境产生过大的影响。

(7) 结构设计应采取防止杂散电流腐蚀的措施，钢结构及钢连接件应进行防锈处理。

(8) 隧道施工时引起的地面变形和沉降应控制在设计范围以内；设计中必须依周围环境、建筑物基础情况、地下管线对变形的敏感程度，采取稳妥可靠的措施和设计。暗挖法施工的地面变形沉降量一般控制在30mm以内，隆起量控制在10mm以内；穿越主要建筑物或地下管线时，应按实际情况确定；在空旷地区可适当放宽。

(9) 结构防水应满足国家颁发的有关地下工程防水技术规范的规定，并充分考虑沈阳地下水位埋藏较浅、地层渗透性强、结构施工方法多的特点。结构设计中应遵照防水与结构设计并重和统一考虑的原则。

(10) 两条单线隧道之间宜设联络通道，通道应设双向开启的防火门。 (11) 区间隧道内排水泵站宜结合通道设计。

(12) 区间隧道衬砌宜采用具有一定刚度的柔性结构，应限制其变形和接头张开量，满足结构受力和防水要求。

(13) 区间隧道在结构、地基、基础或荷载发生显著变化的部位，或因抗震要求必须设置变形缝时，应采取可靠的工程技术措施，确保变形缝两边的结构不产生影响正常行车的差异和轨道的曲率变化。变形缝的形式、宽度和间距应根据允许纵向沉降曲率、沉降差、防水和抗震要求等确定。

2 设计标准

(1) 结构设计保证结构有足够的耐久性，结构的使用寿命为100年，结构的安全等级为一级。

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(2) 区间隧道结构防水等级为二级。 (3) 盾构圆形隧道限界为5200mm。

(4) 隧道混凝土结构允许裂缝开展，最大计算裂缝宽度允许值为0.3mm，迎土（水）面为0.2mm；钢筋混凝土管片最大计算裂缝宽度允许值为0.2mm。

(5) 地震基本烈度为Ⅶ度，本工程结构按8度采取抗震措施，主体结构抗震等级为三级。

(6) 结构按6级抗力人防荷载进行结构强度验算。 3 参考规范

(1) 《地铁设计规范》(GB50157-2003)

(2) 《地下铁道工程施工及验收规范》(2003年版) (3) 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2010) (4) 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010) (5) 《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008) (6) 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010) (7) 《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107-2010) (8) 《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001) (9) 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)

(10) 《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2010) (11) 《人民防空工程设计规范》(GB50108-2005)

(12) 《盾构法隧道工程施工及验收规范》(GB50446-2008) (13) 《地下防水工程施工及验收规范》(GB50208-2002)

1.2 西安地铁三号线工程地质及水文地质

1.2.1、地形地貌

工程场地貌单元属皂河一级阶地，地质情况较其他地方较为复杂，地面标高介于400.64～404.45m。地表主要为富裕路，富裕路为西安市的东、西向交通大动脉，人口密集，交通流量大。

1.2.2、地层

本施工地段地层为：底层内主要为第四系堆积物，即由全新统人工填土（Q4ml）、冲积（Q4al）黄土状土、细砂、中砂、粗砂夹薄层粉质粘土和

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上层更新冲积（Q3al）中砂夹粉质粘土等组成。场地地层从上到下共划分10个工程地质层，其特征描述见表2.1。

1.2.3、地下水

2011年4月～7月勘察时钻探揭露，场地内地下潜水稳定水位埋深5.30～6.20m之间，相应高程为396.34～397.30m。根据西安长期水位观测资料，勘察时接近低水位期。地下水年变幅2m左右。

拟建场地地下水主要赋存于上更新统黄土、古土壤、粉质黏土层及其中的砂夹层中，含水层的厚度大于50m。砂土夹层透水性良好，本车站揭露的砂层主要为细砂、中砂层，本次钻探细砂最大揭露厚度4.50m，最浅埋深24.80m，最高标高375.69m，中砂最大揭露厚度0.70m，最浅埋深21.40m，最高标高380.84。

拟建场地的地下水主要接受大气降水及侧向地下水径流补给。潜水排泄方式主要为侧向径流排泄。地下水流向北北西。

1.2.4、场地湿陷性评价

根据场地探井和钻孔取样结果，地基土的自重湿陷系数 均小于0.015，一句GB 50025-2004规范第4.4.3条判定：拟建工场地为非自重湿陷性黄土场地。地基湿陷等级为Ⅰ级（轻微）。隧道洞身覆土深度为13.40m，因而可不考虑湿陷影响。

1.2.5、地裂缝

该地段内无地裂缝分布。

1.2.6、地基土物理力学性质所需岩土参数建议取值如下：

1-2层：C=14KPa，?=12.0°，γ=19.6KN/m3； 2-1层：C=38KPa，?=23.0°，γ=18.8KN/m3； 2-2层：C=32KPa，?=20.0°，γ=20.5KN/m3； 2-4层：C=0KPa，?=30.0°，γ=18.2KN/m3； 2-5-1层：C=0KPa, ?=31.0°, γ=20.0KN/m3； 2-5-2层：C=0KPa,?=30.0°，γ=19.3KN/m3； 2-6层：C=0KPa, ?=32.0°, γ=20.0KN/m3； 3-4层：C=35KPa, ?=20.0°, γ=20.5KN/m3； 3-7层：C=0KPa, ?=35.0°, γ=20.9KN/m3；

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工程地质层特征描述表2.1： 层底深度(m) 厚度 （m） 0.70～3.20 层号 名称 描 述 1-1 杂填土 主要以粘性土夹较多砖瓦碎片组0.70～成，道路中部主要为混凝土路面，3.20 岩性不均。 主要以粘性土含少量植物根系为主，现状道路主要为路基垫层，岩性不均。 1.80～4.00 11.80～18.70 1-2 素填土 1.10～2.30 2-1 孔隙发育，个别虫孔被褐色粘性土黄土状土 团块充填。含铁锰质、云母片等。具湿陷性。局部夹薄层中砂。 粉质粘土allQ4 针状孔隙发育，含铁锰质、云母片等。呈薄层或透镜体分布。属中压缩性土。 10.60～16.00 2-2 / 0.90～3.40 2-4 细砂Q4al4稍湿，砂质纯净，级配不良。主要 成分为石英、长石及少量暗色矿物。厚度较薄。 13.30～18.60 0.40～3.40 2-5-1 稍湿，砂质纯净，级配不良。主要al中砂Q45 成分为石英、长石及少量暗色矿物。厚度较薄。 中砂Q4al5/ 20.50～23.40 30.20～32.50 33.50～37.10 揭露最厚50.00 0.50～2.50 2-5-2 稍湿，砂质纯净，级配不良。主要 成分为石英、长石及少量暗色矿物。局部含5～10%的圆砾。 2.90～8.50 2-6 稍湿，砂质纯净，级配不良。主要成分为石英、长石及少量暗色矿al粗砂Q45 物。局部含5～8%的圆砾、卵石。地下水位于该层。 粉质粘土alQ31 针状孔隙发育，含铁锰质、云母片等。呈薄层或透镜体分布。属中压缩性土。 8.90～11.30 3-4 1.30～4.80 3-7 饱和，质纯净，颗粒均匀，级配一般。主要成分为石英、长石、云母al中砂Q35 及少量暗色矿物。局部为粗砂，夹薄层粉质粘土。 揭露最厚14.20 10

第2章 施工方案选择 施工方法对结构型式的确定和地铁土建工程造价有决定性影响。施工方法的选定，受沿线工程地质条件、水文地质条件和环境条件（地面建筑物和地下构筑物的现状、道路宽度、交通状况）等多种因素的制约，同时也会对工程的难易程度、工期、造价，运营效果等产生直接的影响。常见的施工方法有明挖法、矿山法和盾构法。

2.1 明挖法

明挖法施工的特点适用于各种不同的地质情况，减少线路埋深，降低运营成本，施工工艺简单，技术成熟。但由于沈阳地铁一号线怀远门站到中街站处于房屋集中、地面交通繁忙的闹市区，若采用明挖法施工势必对城市主干道的交通、商业的正常运营造成巨大的影响。因此，本区间段范围内隧道不宜采用明挖法施工。

2.2 矿山法

地铁区间隧道采用矿山法施工，是近年来为适应城市浅埋隧道的需要而发展起来的一种施工方法，也称浅埋暗挖法。目前在我国地铁区间隧道建设中已被广泛采用。浅埋暗挖法施工工艺简单、灵活，并可根据施工监控量测的信息反馈来验证或修改设计和施工工艺，以达到安全与经济的目的。

采用矿山法施工必须在整个施工过程中实施降水，降水影响范围很大，虽然降水时注意井管缠丝间距、井管周围的填砾厚度、填砾滤料的级配，可减少或消除因潜蚀或管涌而产生的地面变形。但由于在粘性土之下或卵石土层中存在饱和状的稍密～松散状态的砂、粉细砂土，因此施工降水引起的上覆土层的固结沉降对两侧浅基础房屋和地下管线将会带来一定的影响。由于一号线上覆地层第四系全新统冲洪积层为松散、胶结及自稳能力较差的地层，因此暗挖法施工通过建筑下方时，除要保建筑物基础与隧道顶部之间有一定的距离外，最主要的是采取有效措施减少围岩变形，将其沉降量控制在不影响地面建筑物的安全和正常使用范围内。由此可见，地铁一号线怀远门站～中街站区间段隧道不宜采用矿山法施工。

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2.3 盾构法

1 、盾构法基本概念

盾构法是在地面下暗挖隧道的一种施工方法。当代城市建筑、公用设施和各种交通日益繁杂，市区明挖隧道施工，对城市生活的干扰问题日趋严重，特别在市区中心遇到隧道埋深较大，地质复杂的情况，若用明挖法建造隧道则很难实现。在这种条件下采用盾构法对城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道建设具有明显优点。此外，在建造穿越水域、沼泽地和山地的公路和铁路隧道或水工隧道中，盾构法也往往因它在特定条件下的经济合理性及技术方面的优势而得到采用。

2 、盾构法的主要优点

盾构法施工目前只要在软弱地层中采用，其最大的特点是不影响或较小影响地面建筑物和环境。在现阶段，特别是在闹市区软弱地层中是修建地下工程最好的施工方法，加之近年来盾构机械设备和施工工艺的不断发展，适应大范围的工程地质和水文地质条件的能力大为提高，尤其是泥水式、土压平衡式盾构的开发，使之在松散的含水砂层、高水压地层等所有地层中进行开挖成为可能，所以当工程地质条件差、周围环境复杂难以采用矿山法和明挖法施工时，盾构法时较好的选择。

综上所述，纵观沈阳地铁一号线怀远门站至中街站区间的地质情况、周围环境条件，区间隧道应主要采用盾构法施工，联络通道可采用矿山法施工，盾构工作井段采用明挖法施工。

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第3章 管片选型与几何设计

3.1 盾构隧道断面尺寸的拟定

本区间段双圆区间隧道内径的确定式是由《地铁限界标准》在圆形建筑界限Φ5200mm的基础上考虑施工误差、测量误差、设计拟合误差、不均匀沉降、设备安装等诸多因素确定的，根据技术要求，只要在施工过程中的控制措施得当，在圆形建筑限界Φ5200mm的基础上再留有100mm的富余量，就能满足要求，故选用的隧道内径为Φ5500mm。

图4.1隧道建筑限界

3.2 管片衬砌选择

管片制造费用在盾构隧道工程总投资中所占比重较大，在地铁工程中约为45%，因此合理地选择管片的形式是十分必要的。

盾构隧道中，管片衬砌的作用可以总结为： A. 足够安全地承受作用于隧道上的荷载； B. 具有适应于隧道使用目的的功能； C. 具有适合于隧道施工条件的结构形式。

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为满足上述管片衬砌的作用，使得隧道能很好地满足其功能要求。必须合理、科学地选择管片衬砌。管片衬砌的选择包括材料选择和形式选择两方面内容。

1.衬砌材料

盾构隧道管片衬砌按其制作材料主要可分为铸铁管片、钢管片、钢筋混凝土管片、钢－混凝土复合管片等几类。

铸铁管片强度高，耐蚀性、延性和防水性能比较好，但耗费金属，机械加工量大，造价高，铸铁本身具有脆性破坏的特性，承受冲击荷载的性能差，目前应用较少。钢管片强度高、延性好，运输和安装都比较方便制作精度容易保证，但其刚度很难保证，耐锈蚀性差，成本非常高。目前一般仅作为局部加强的衬砌使用。

与其它管片相比，钢筋混凝土管片具有能满足结构受力的要求，加工制作比较容易，耐腐蚀，造价低、刚度大，由其组成的衬砌防水性能有保证等一系列优点，故本隧道采用钢筋混凝土管片。

2.衬砌形式

盾构法隧道衬砌主要有：预制装配式衬砌、模注钢筋混凝土整体衬砌相结合的双层衬砌 、挤压混凝土整体式衬砌三大类。

预制装配式衬砌与其它两种衬砌相比较具有以下优点：管片在工厂预制，质量易于保证；安装后能立刻承受地层荷载；施工易于机械化。且随着防水、截水材料质量和施工工艺的提高，采用单层衬砌即可满足强度、刚度及功能的需要。依据国外一些超大断面盾构隧道及国内盾构隧道的成功经验，本隧道采用预制装配式衬砌。

按管片的截面形状钢筋混凝土管片又可分为箱形和板形两类。箱形钢筋混凝土管片存在以下的缺点：在千斤顶推力的作用下易开裂，通风阻力大，不利于隧道通风，浪费了本已构筑好的地下空间。而板形管片则能很好地满足千斤顶顶推力的要求，同时对已构筑的地下空间无浪费。

综合以上分析，本铁路隧道采用单层装配式板形钢筋混凝土管片衬砌的结构形式。

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3.3 管片参数

3.3.1 管片厚度

管片的厚度与隧道断面大小的比，取决于地层条件和隧道埋深等，最主要式取决于荷载条件。一般情况下，管片厚度为管片外径的4％左右，我国的地铁单线圆形区间隧道多采用350mm和300mm两种。根据沈阳地区的工程地质条件及地下水埋深情况，并参照类似的地铁盾构隧道工程，参照其工程并结合后续的结构计算分析，确定管片厚度为350mm，则得管片外径为5500+700=6200mm。

3.3.2 管片幅宽

目前，我国地铁盾构隧道设计中多采用幅宽1200mm和1500mm两种。依据类似的地铁盾构工程，同时从考虑运输、吊装、装配等方面进行综合分析比较，且线路曲线半径较小，施工控制不易于保证，最终确定管片的幅宽为1200mm。

3.3.3 衬砌环组成

本次设计，采用不对称双圆衬砌结构。衬砌环宽幅1200mm，由6块管片组成，其中3个为标准块，2个相邻块，1个封顶块。单块管片间由环向螺栓连接，环间则由纵向螺栓连接。

3.3.4 管片拼装方式

拼装方式有错缝拼装和通缝拼装两种。所有衬砌的纵缝成一直线的情况称之为通缝拼装；相邻两环间纵缝互相错开的情况称之为错缝拼装。

错缝拼装有如下优点：能够使圆环接缝刚度分布均匀，提高了管片衬砌的纵向刚度，减小接缝以及整个结构的变形；同时在接缝防水方面，错缝拼装方式纵、环缝相交处有三缝相交，相比通缝拼装时纵、环缝成十字形相交较容易处理。同时错缝拼装下接缝变形也较小，也有利于结构的防水。因此，本设计采用错缝拼装。

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3.3.5 管片连接

环向螺栓和纵向螺栓均采用短直螺栓，另外，在管片的环、纵缝侧面上设置凹凸榫槽，除了能保证在管片拼装过程中起到正确定位的作用外，更重要的是，在环缝中设置榫槽可以为软土地层中的地铁区间隧道可能出现的不对称沉降提供更大的抗剪能力。

图4.2 衬砌环拼装示意图

AAAAAAAB2隧道中线AB2BK2KB22B2AAAAAAABKKB2B2B2KB150015001500150015002

图4.3衬砌圆环布置展开图

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第4章 管片内力计算

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公司工艺工法汇编 盾构法区间隧道的工艺流程

第5章 竖井结构及联络通道设计

5.1 盾构竖井结构设计

根据全线工程筹划和现场具体的场地条件，本区间段以车站端部（即区间尾部）加宽加深作为盾构竖井。

盾构竖井端头加固：为了保证隧道进出洞的安全，通常需要在靠近出发口处设置密封圈或浇注洞口混凝土，同时在盾构始发或到达的端头部位进行加固或地基改良，加固或地基改良的范围主要从保证盾构进、出洞时的围岩强度与止水要求两方面考虑，目的主要有：①防止设置盾构竖井（车站端头井）施工时造成的围岩松动影响；②防止拆除盾构竖井围护结构时的振动影响；③在盾构机贯入开挖面前或拉入竖井前能使围岩自稳及防止地下水流入；④降低对入口填塞物的压力；⑤防止因开挖面压力不足引起的开挖面坍塌；⑥防止对地面沉陷或对埋设物的影响。由于盾构始发和到达时竖井及地层的稳定性是修建区间盾构隧道的关键因素之一，能否保证盾构始发和到达时的竖井端头部位的安全，必须予以足够的重视。端头加固的一般原则是：满足在拆除临时墙时能够保证地层稳定，防止地下水流入以及作业面压力不足所引起的掌子面坍塌。拟选用如下两种方案作为端头地层加固方案：

1 、当车站端头围护结构采用盾构可切割的玻璃纤维筋时，不需要先由人工切除竖井围护结构，盾构机直接切割围护结构便可进出洞，因而盾构大刀盘在进出洞一直与围护结构、地层处于密实状态。在降水条件下，地层稳定性是十分理想的。

2 、当车站端头围护结构采用的是盾构不可切割的钢筋时，根据地质情况需要在原围护结构外设置1～3排人工挖孔桩，桩体为素混凝土，同样可以起到(1)方案中达到的地层稳定的效果。此时，盾构机在进、出洞前由人工凿除原围护结构后盾构机再行施工。

本区间段建议采用1方案。

5.2 联络通道及泵房设计

在左线处有联络通道及泵房设计施工。根据工程地质条件及其它施工条件，确定采用“矿山法暗挖构筑”的施工方案，开挖方向为隧道到泵房，这主要考虑从泵房侧开挖难以保证对准钢管片位置，可能造成结构无法接口。开挖的顺序是先开挖位于下方的上行线通道，待上行线旁通道构筑完成后，再开挖位于上方的下行线通道。

开挖构筑的主要施工工艺及顺序见图：

成都中铁隆工程公司 ~ 19 ~ 工程管理部

公司工艺工法汇编 盾构法区间隧道的工艺流程

隧道支护 施工准备 探孔试挖 开挖、临时支护 开钢管片 结构层及防水层施工 壁后注浆 土层注浆充填

利用在泵站附近处搭设的工作平台，将隧道作为排渣及材料运输通道。经探挖试挖确认可以进行正式开挖后，打开钢管片，然后根据“新奥法”的基本原理，进行暗挖法施工。

5.2.1 开挖方式

开挖掘进采用短段短砌技术，开挖步距一般控制在0.3～0.5m，喇叭口处断面较大，为减轻开挖对隧道变形的影响，开挖步距可缩减为0.3m。采用风镐进行掘进。为了提高掘进效率，加快施工进度，缩短土体暴露时间，风镐尖需做特殊处理，并要求每个掘进班配备5～6把风镐，以避免不能正常工作而影响施工进度。在掘进施工中根据暴露土体的加固效果，以及监控监测信息，及时调整开挖步距和支护强度，确保安全施工。

5.2.2 支护方式

采用两次支护方式。第一次支护（临时支护）采用钢支架加背板。第二次支护（永久支护）采用现浇钢筋混凝土。 1 临时支护

旁通道开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移，而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的土体帷幕上，当土体帷幕墙所承受的压力超过土体强度时，土体帷幕及冻结管会产生蠕变，为控制这种变形的发展，土体开挖后就要及时对土体进行及时的支护，所以旁通道的临时支护即作为维护地层稳定，确保施工安全的一项重要技术措施，又作为永久支护的一部分，是支护工艺中较为关键的一步。

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将土体帷幕简化为弹性材料制成的厚壁筒，假定厚壁筒处于静水压力状态，根据变形协调方程经过力学计算分析，确定旁通道临时支护的结构形式。

临时支护采用18#工字钢加工成的直腿拱形支架和矩形支架。钢拱架为封闭形式通道内的临时支护，为增加支架的稳定性，每道支架中部加有一根横撑，拱形支架的间排距与通道的开挖步距相对应为0.3～0.5m，相邻支架间加有纵向拉杆，以增加整个支护体系的整体性和稳定性。矩形钢支架用于集水井，支护间距为0.5m，上下两排支架间由8根拉杆相互连接，必要时增加纵横向支撑，以增加支架整体的稳定性及抗变形的能力。为了控制支架间土体的变形，所有钢支撑架后用木背板密背，背板必须同土体紧贴，尽量减少支护间隙，木背板不能松动，当支护间隙较大时，可增加背板厚度和木橛子，以提高支护效果。

2 永久支护

永久支护为结构设计中的钢筋砼结构，为减少砼施工接缝，旁通道开挖及临时支护完成后，一次连续进行浇筑。由于这种结构的特殊性，通道顶板内的砼浇筑较为困难，为提高砼施工质量，可采取分段浇筑的施工方式，必要时可采用喷浆机对浇筑空隙进行充填。

第6章 隧道防水、照明、通风设计

6.1 衬砌外防水涂层施工 6.1.1 衬砌防水施工准备

1、材料准备

衬砌外防水涂料按设计规定选购后，经过对质量保证书和合格证的检查、涂料实物验收后贮存于专用材料库中。涂料包装应可靠。易燃及有毒类涂料贮存时应密封，并放在阴凉、干燥处。

2、施工工具准备。

人工涂刷：铁桶、手提式电动搅拌机、毛毡滚动刷、小毛刷、油灰刀。机械喷涂：喷涂机、压缩机、油灰刀、吹气除灰刀、手提式电动搅拌机。

3、施工作业准备。

管片拱形（背部朝上）放置或竖式放置，以方便作业。管片结束水池养护或蒸汽养护后晾干，使其表面湿度满足施工要求。

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6.1.2 衬砌防水操作顺序

1、对已干燥的管片背部上的空穴和缺损用107胶水或YJ302粘结剂拌和水泥填平。同时用油灰刀铲除基面上的突起物，再用钢丝刷清除管片外背面的浮灰和浮砂。

2、按涂料规定的配比要求，将涂料混合搅拌均匀。 3、按规定的要求涂刷冷底子或直接涂刷底涂料。

4、涂刷时要均匀一致，不得过厚或过薄。为确保涂料厚度，用单位面积涂布量和测厚仪两种手段控制。

5、通常在第一度涂后24h刮涂第二度涂层，涂刷的方向必须和第一度的涂刮方向垂直。重涂时间的间隔于涂料的品种有很大关系。如果面层与底层分别采用两类涂料，则按各自不同的工艺条件实施，同时必须注意两层之间的结合。

6、施工中使用有机溶剂时，应注意防火。施工人员应采取防护措施，戴手套、口罩、眼镜等，施工温度宜在0错误！未找到引用源。以上。

6.2 衬砌接缝防水施工

冬季框形密封条整形后，密封垫会应堆放时的绕曲而走形，需先经烘房恒温。涂胶与粘结。管片混凝土面与橡胶面分别涂胶；涂胶时密封垫要满涂，软木橡胶用“四边加斜十字涂”，相应混凝土亦同。若胶粘剂开封后溶剂挥发变稠，可用溶剂边加入边搅拌稀释。

采用单面涂胶的直接粘结法：即混凝土单面涂胶，凉置一段时间。一般10～15min，随气温、湿度而异，以接触不粘为宜。粘合前再次检查是否所有粘结面已均匀涂胶，如漏涂则要补涂，粘贴时注意四个角部密封垫位置不可耸肩或塌肩，整个密封垫表面应在同一平面上，谨防歪斜或扭曲；套框和粘结时，一旦粘合就不可重行揭开，以免粘结强度受影响，故检查平整后应一次就位。由于实际加工的密封垫纵向、环向长度比管片上设置的密封垫沟槽短，为粘贴就位时恰到好处，应先正确定位，粘合四个角部后再粘合中间；粘合后用小木锤扣压，凡露肩或稍有隆起处要叩击密贴。粘合后应养护24h后方可运往井下拼装。如为遇水膨胀橡胶，还应加涂缓膨胀剂于橡胶密封垫表面。传力衬垫粘结在管片上后不得有脱胶、翘边、歪斜现象。传力衬砌粘合在管片纵肋面时，应注意螺孔位置，为此需事先在螺孔位置的衬垫板上开设大于螺孔的孔洞，并正确就位。为加强T字缝和十字缝接头的防水，宜在管片密封垫的角部位置，加贴自粘性腻子薄片。加贴时应注意正确排布，以满足角部每条缝中有一层薄片，从而起到填平密封作用。下井前应再次检查几种防水材料粘结是否良好，有无脱翘处，若有则再补粘。

6.3 衬砌接缝嵌缝防水施工

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嵌缝作业应在盾构千斤顶顶力影响范围外进行，还应考虑隧道的稳定性、隧道挖进等作业影响。其具体数值视管片结构形式、拼装方式及盾构设备的类型而定，通常在60m～200m以外。此外隧道的稳定性还受地面建筑加载、隧道的其它挖掘的影响，故在满足工期的前提下，应尽量在隧道趋于稳定后施工

6.3.1 未定形密封材料嵌缝作业顺序

如嵌填水膨胀腻子、密封胶类材料、外封聚合物水泥、合成纤维水泥类加固材料，应先嵌填密封料，不得外溢或翘露。若有控制膨胀材料，也阴天同样填塞密实。若单用密封胶，则应两面粘结。外封加固材料可以直接填塞于嵌缝槽面层，也可加封于嵌缝槽两侧。未提高它与管片混凝土基面的粘结力，宜于结合面先涂刷混凝土界面处理剂处理。YJ302型界面处理剂涂刷后2～4h内，应做外封加固材料。若已超过时间，则应重抹。外封加固材料应严格按设计要求的外形和尺寸施工，以利于密封和防裂。拱顶部的外封加固材料应能速凝，以免坠落。直接用外封加固材料做嵌缝密封材料时，亦可参考上述作业方式。应保证十字接头处密封材料的紧密结合，保持防水的连续性和整体性。外封加固材料中较常采用的是氯丁胶乳水泥砂浆。

6.3.2 定型密封材料嵌缝作业顺序

将预制成型的橡胶和塑料密封条嵌入嵌缝槽，正确安贴就位。通常用木锤击入，使之紧密贴合；密封条在环缝嵌缝槽内宜无接头，或仅有一个接头，纵缝与环缝的密封条段与段的结合应尽量紧贴，必要时用特殊十字接头密封件解决此处密封问题；在预制成型密封件靠扩张材料与嵌缝槽紧密封时，扩张材料的设置要正确充分，尤其应针对接缝张开程度相应地扩张；采用泄水型的嵌缝方式时，要求将接头设在排水沟附近。如用密封胶类材料嵌填，应先涂冷底子，再自下而上填塞密封胶，使之密实平整。

6.4 洞门防水处理

1 拆除管片前，将从相邻管片的中间也注浆以减少渗水。

2 拆除管片后，对渗水部位仍要进行注浆封堵或预留引水导管，以确保施工面的干燥。 3 对施工接缝要进行凿毛处理，对止水条的基面要清理干净并保持平整和干燥。 4 遇水膨胀止水条要与基面密贴牢靠，搭接足够，并涂上缓膨剂。

5 布置钢筋时不要触碰止水条，封闭模板前要仔细检查止水条的牢靠性。 6 浇筑混凝土时要避免振捣棒碰到止水条，振捣要均匀到们。

7 浇完混凝土后要及时养护14 天，在达到规定强度前不得拆除模板，以免出现渗水裂缝。 8 对拆模后的渗水部位要及时进行注浆处理，并以环氧水泥砂浆拌平

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注:

第7章 隧道施工准备

7.1技术准备

7.1.1

技术管理体系

在盾构施工前，对参加施工的全体人员按阶段进行详细的技术交底，按工作进行岗位培训，考核合格后方可上岗操作。

7.1.2 测量管理

1、建立完善的施工放样测量复核制度，并对测量成果进行技术交底，未经复核和交底的测量成果不予使用。

2、测量仪器按计量部门规定，定期进行检修、鉴定，在使用前进行严格的检查，确保其精度满足测量要求。仪器由专人操作、保养和保管。

7.1.3 试验管理

1、进货检验

严把进货关，加强对厂家资质、保证体系的审查和材料合格证、各种检验资料的验收工作。 2、过程检验和试验

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执行试验抽检见证制度，由检测单位和监理工程师对现场的各种材料进行抽样。委托检测单位对砂、石、水泥、喷射混凝土试件、钢筋等材料进行检验试验。执行试验工程师签字制度，进场材料未经工程师签字不得使用。

7.1.4 施工管理

1、开工前工程部施工技术人员认真熟悉相关的施工技术规范、质量评定表格、各分部工程的技术参数，编制技术交底文件。 2、对各工序的作业人员，定期进行技术培训，并进行考核，合格后方能上岗，特殊工种（起重、爆破、喷射手等）要经过专业培训，持证上岗。

7.2 施工现场准备 7.2.1 施工道路

施工现场的道路是组织物质运输的动脉。在开工前，必须按照施工总平面图的要求，合理利用原有道路。施工现场内便道采用钢筋混泥土结构，宽5.0m以上，厚0.2m，并将路面与明沟筑成一体。

7.2.2 施工给水

利用由结构施工时总体申请的供水系统，引至盾构施工场地的总水管处，通过管路将水供至盾构施工各用水点，建立临时供水系统。施工设施和生活设施用水根据设施的落实情况与用水量需求，敷设适当通径的给水支管路。

7.2.3 排水

为确保工地环境整洁，达到文明标化要求，在工地上建立有效的排水系统，并与地区的排水系统沟通。施工现场设置以明沟、集水池为主的临时排水系统，施工污水经明沟引流、集水池沉淀滤清后，间接排入下水道。排水明沟应宽于30cm，深度不小于40cm，明沟内壁须用水泥抹光或用砖块制作。同时落实“防台”、“防汛”和“雨季防涝”措施，配备“三防”器材和值班人员，做好“三防”工作。

7.2.4 施工用电

在结构施工时一并考虑申请。施工时，从施工现场预留授电点，进行施工用电设计，合理对总耗电量、办公用和施工生产用的各部分耗电量、电源选择、供电系统电压、变电所容量及安装等进行设计。

电力传输线和配电设施严格按照中国及上海市关于电力安装、使用、维修和管理的有关规定执行。

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1.1.1.1 井下准备工作

（1）盾构基座为钢结构预制成榀，盾构基座位置按设计轴线准确放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位焊接。两根轨道中心线与基座上的盾构必须对准洞门中心且与隧道设计轴线反向延长线基本一致，并对基座加设支撑加固。（详见附图10 盾构基座图）

（2）盾构吊装就位、调试验收

盾构分段吊入井下后，在井下重新组装，并在盾构基座上正确就位，由专业技术人员调试验收。 （3）盾构后座拼装、盾构进入出洞状态 工作井平面尺寸为23.9×12.5m，盾构后座由12环负环管片拼装而成，考虑到电瓶车长度及吊运土箱、管片的需要，其中设开口1m管片 10环和闭口1.2m管片2环。开口环后部结构同管片中存在的间隙，用高标号砂浆进行充填，使混凝土管片受力均匀，环面平整。闭口环支撑采用4根Φ609钢管传递轴向力。（详见附图11后盾支撑布置图）

（4）洞门的密封装置安装

由于工作井洞圈直径与盾构外径存有一定的间隙，为了防止盾构出洞时及施工期间土体从该间隙中流失，在洞圈周围安装橡胶帘布带、环板、铰链板、弧型插板等组成的密封装置，并设置注浆孔，以备以后洞圈注浆。（详见附图12 出洞防水装置图）

7.3 施工物资的准备

物资的准备遵循原则：根据单项施工技术要求和施工作业条件确定设备选型；按照施工进度计划指标配备设备台数，生产能力留有余地。

表2-1 盾构推进设备一览

序号 1 2 3 4 5 6

设备名称及规格 ?6340土压平衡盾构

32T行车 5T行车 14T电瓶车 充电机 电瓶

数量 1台 2台 2台 6辆 4套 8箱

用途 区间隧道推进 垂直运输 管片驳运 水平运输 电瓶充电 电瓶车动力

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7 平板车 8节 水平运输 8 8m3

土箱 8只 隧道内出土 9 全站仪 1台 测量 10 水准仪 2台 测量 11 经纬仪 2台 测量 12 电焊机 4台 13 风机 2台 隧道通风 14 泵 20只 抽水 15 出土车 10辆 土方外运 16 挖机 1台 出土 17 空压机 4台 18 照明电箱 6只 19 送浆车 2台 运送浆液 20

拌浆机

2台

浆液拌制

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7.4劳动力配置（岗位、工种、人数） 7.4.1盾构项目人力资源配置 （管理人员）

序号 部门 职务 人数 分工 备注 项目经理 1 全面，兼管计划部、财务部、办公室 正式工 1 项目领导 总工兼副经理 1 分管技术部、生产部、安环部 正式工 总机械师 1 分管机电部、物资部 正式工 部长 1 全面 正式工 电气主管 2 电力设备运行及维保 正式工 2 机电设备部 盾构机司机 4 盾构机驾驶 正式工 维修主管 1 机电设备维保 正式工 翻译兼资料员 1 正式工 部长 1 全面 正式工 3 技术质量部 （含测量、实验） 主管工程师 2 附属工程施工 正式工 实验工程师 1 实验 正式工 成都中铁隆工程公司 ~ 28 ~ 工程管理部

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7.4.2盾构资源配置 值班工程师 测量主管 测量工程师 测量员 4 1 2 6 掘进值班 测量全面 盾构机导向系统主管 监测及配合 正式工 正式工 正式工 合同工 项目人力（综合工班） 部长 1 全面 正式 4 施工生产部 调度 2 生产队负责人 合同工 地下掘进工班人员配置部长 1 全面 正式工 5 安全环保部 序号 岗位 职责 安全员 2 人数 备注 安全巡查 合同工 1 盾构机司机 驾驶盾构机、对生产掘进和人员管理负总责，协调地面工班作业部长 1 1 隶属机电部 全面 正式工 6 计划合约部 2 值班工程师 负责掘进技术管理，协助司机进行掘进物资调配资料员 1 1 隶属技术部 正式工 部长 1 全面 正式工 3 班长兼拼装手 拼装管片，对本班人员进行全面管理7 财务劳资部 会计兼出纳 1 1 合同工 正式工 部长兼采购 1 全面 正式工 8 物资保障部 库管员 2 库房值班 合同工 主任 1 全面 正式工 9 综合办公室 文秘 1 合同工 成都中铁隆工程公司 ~ 29 ~ 工程管理部

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4 油缸手 协助拼装手操作推进油缸 1 合同工 5 管片工 协助拼装手运输和拼装管片 2 合同工 6 注浆工 同步注浆、清洗注浆管 2 合同工 7 机车司机 驾驶电瓶机车，洞内水平运输 2 合同工 8 杂务工 洞内杂务，如清渣，接水管、铺设轨道等 2 合同工 9 随车员 指挥电瓶车司机，协助洞内水平运输 1 合同工 地面调度工班人员配置 序号 岗位 职责 人数 备注 1 班 长 负责地面工班生产和人员管理，协调地下工班作业 1 隶属生产部 2 吊机司机 驾驶龙门吊，洞内垂直运输 3 合同工 3 搅拌站司机 驾驶搅拌机，提供浆液 1 合同工 4 地面指挥 指挥龙门吊司机，协调材料运输 1 合同工 5 地面杂务 配给材料，配合地面运输 2 合同工 6 洞口指挥 指挥出口电瓶机车、配合龙门吊垂直下料 1 合同工 7 充电工 地面杂务，电瓶机车电池充电 2 合同工 机电维修工班人员配置 序号 岗位 职责 人数 备注 1 班长/主管 负责维修班技术和人员管理，配合其他工班作业 1 隶属机电部 2 电 工 熟悉地面和地下电气设备操作，处理盾构机电气故障 4 合同工 成都中铁隆工程公司 ~ 30 ~ 工程管理部

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3 维修工 处理盾构机常见故障，负责龙门吊，电瓶车和刀具维修 6 合同工 7.5 施工现场总平面布置 7.5.1 施工总平面布置原则

1、满足正常施工作业和生产管理。 2、少占地、少拆迁、少扰民。

3、对城市交通及临近建筑物的干扰最小。 4、满足文明施工要求。 5、满足安全生产要求。 6、满足健康卫生要求。

7.5.2 施工平面总体布置 7.5.2.1 施工场地布置

盾构施工的主要施工场地位于盾构始发汶水路站。盾构掘进主要分盾构始发阶段和盾构正常掘进阶段，两阶段的场地布置基本相同，只是有些局部调整。盾构吊出的场地位于新沪路站内，盾构吊出的场地布置较简单，且使用时间也短，可根据实际情况灵活布置。

7.5.2.2 施工场地布置图

1、生活设施布置

鉴于对安全文明施工的考虑，工地现场办公区、生活区与施工区分开，根据业主提供的场地范围， 并结合工程的实际情况对工地现场进行布置。现场采用蓝色彩钢板围护。场内施工便道全部采用钢筋混凝土道路。在生活区搭建二层活动房作为生活住房。以上包括现场业主、监理工程师用房。另外在办公区和生活区布置配套的生活设施，包括厕所、浴室、停车棚，供水、排水、供电系统及升旗台、宣传栏及宿舍等。

工程竣工后，清理现场，临时工程区域和所有临时性通道，将这些区域恢复至开工前的状态，并得到监理工程师的满意。 2、生产设施布置

根据业主所提供的施工现场允许使用范围，结合实际施工的需要，在端头井一侧设置一混凝土集土坑，集土坑容积考虑可集12

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环出土。在场地内布置一套同步注浆设备和加泥设备，通过送浆管路送至井下。在端头井上布置一部32T行车，用于推进时的垂直运输。同时在端头井一侧另布置一部5T行车用于施工时材料和管片的驳运。另场地内布置材料堆场（包括轨道、轨枕等）、氧气和乙炔间、料库等。氧气和乙炔间间距10m。同时根据场地情况还需布置用电、用水、排水设施。 3、施工平面总体布置图（见附图）

8.1工程概况 8.2盾构机选型

成都中铁隆工程公司 第8章

~ 32 ~ 工程管理部 盾构机类型的选择及主要施工工序

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8.2.1 工程对盾构机的要求

针对工程条件及工程地质特点，难点，盾构机应具备以下功能： 1 基本功能

要求盾构具有开挖系统，出渣系统，渣土改良系统，管片安装系统，注浆系统，动力系统，控制系统，测量导向系统等基本功能。 2 适应长距离在沙砾石地层中掘进 3 具备处理大砾石和漂石的能力

盾构机破碎砾石时可能会出现刀具严重磨损，掘进困难，甚至损坏刀盘等现象。因此盾构设计时既要充分考虑盾构对大粒径漂石破碎的能力，同时又要考虑在掘进过程中对刀盘，刀具的保护功能。

土压平衡盾构机对于大粒径漂石破碎问题主要的处理措施有：工作面破碎+螺旋输送机排土，常规挖掘方式，人工开仓排石。 处理大砾石和漂石对于泥水平衡盾构机来说难度偏大。对于大块漂石，可采用在密封仓中配置的破碎机进行破碎至排泥管可通过的粒径大小后，通过排泥管排出或靠工作面的滚刀进行破碎。由于排泥管通过粒径较小，因此处理砾石和漂石的量较大，效率较低。

4 具备高精确控制方向的能力 5 满足环境保护的要求 6 掘进速度满足计划工期要求

7 设备可靠性，技术先进性与经济性的统一

8.2.2 盾构的分类及适用条件

盾构机是盾构法施工的主要施工机械，按开挖面与作业室之间的隔墙构造可分为全开敞式、半开敞式及密封式三种。

1、全开敞式盾构机是指没有隔墙、开挖面敞露状态的盾构机。根据开挖方式的不同，又分为手掘式、半机械式及机械式三种。这种盾构机适用于开挖面自稳性好的围岩。在遇到开挖面不能自稳的地层时，则需进行地层超前加固等辅助施工方法，以防止开挖面坍塌。

2、半开敞式盾构机是指挤压式盾构机，它是在开放型盾构机的切口环与支撑环之间设置胸板，以支挡正面土体，但在胸板上有一些开口，当盾构向前推进时，需要排出的土体将从开口处挤入盾构内，然后装车外运。这种盾构适用于软弱粘土层，在推进过程中会引起较大的地面隆起。

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3、密封式盾构机是指在机械开挖式盾构机内设置隔墙，进入土仓的土体，由泥水压力或土压提供足以使开挖面保持稳定的压力。密封式盾构机又分为局部气压式、泥水平衡式和土压平衡式三种。局部气压式盾构是在机械式盾构支撑环的前边装上隔板，使切口环成为一个密封舱，其中充满压缩空气，以达到疏干和稳定开挖面土体的作用。土压平衡式盾构又称削土密封式或泥土加压式盾构。它的前端有一个全断面切削刀盘，在它后面有一个储存土体的密封舱，在其中心处或下方装有长筒形的螺旋输送机，在密封舱、螺旋输送机以及在盾壳四周装设有土压传感装置，根据需要还可以装设改善切削土体流动性的塑流化材料的注入设备。对于含水率和土砂的颗粒级配良好、仅搅拌开挖面的土砂便可确保流动性、土砂可以直接充满压力舱和螺旋排土器、开挖面可保持稳定的土质适合土压式盾构。而对于砂成分多、不具备流动性的土质适合泥土压式盾构。因为泥土压式盾构通过加入水、泥浆、添加剂等，可更好地抵抗开挖面的土压力。其中泥土压式盾构适用于冲击形成的砂砾、砂、粘土质砂、粘土等粘聚力低的软弱地基、洪积地基和软硬混杂的互层地基等，从土质的角度看，是适用范围最广的形式。

8.2.3 泥水加压式盾构与土压平衡式盾构的特点

1 、泥水加压式盾构。泥水加压式盾构是在盾构正面与支承环前面装置隔板的密封舱中，注入适当压力的泥浆来支撑开挖面，并以安装在正面的大刀盘切削土体，进土与泥水混合后，用排泥泵及管道输送至地面处理。

具体地讲，泥水加压盾构就是在机械式盾构大刀盘的后方设置一道隔板，隔板与大刀盘之间作为泥水室，在开挖面和泥水室中充满加压的泥水，通过加压作用和压力保持机构，保证开挖面土体的稳定。盾构推进时开挖下来的土就进入泥水室。由搅拌装置进行搅拌，搅拌后的高浓度泥水用流体输送法送出地面，把送出的泥水进行水土分离，然后再把分离后的泥水送入泥水室，不断地循环泥水加压盾构在其内部不能直接观察到开挖面，因此要求盾构从推进、排泥到泥水处理全部按系统化作业。通过泥水压力、泥水流量、泥水浓度等的测定，算出开挖土量，全部作业过程均由中央控制台综合管理。泥水加压盾构是利用了泥水的特性对开挖面起稳定作用的，泥水同时具有下列三个作用。

(1) 泥水的压力和开挖面水土压力的平衡。

(2) 泥水作用到地层上后，形成一层不透水的泥膜，使泥水产生有效 的压力。

(3) 加压泥水可渗透到地层的某一区域，使得该区域内的开挖面稳定。

就泥水的特性而言，浓度和密度越高，开挖面的稳定性越好，而浓度和密度越低泥水输送时效率越高，因此考虑了以上条件，目前被广泛作为泥水管理标准的数值如下：

(1) 容重：1.05～1.25 (g/cm3) 粘土、膨润土等。

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(2) 粘度：20～40 (s)，漏斗粘度500/500ml。

(3) 脱水量：Q＜200ml，（APL过滤试验3kg/cm2,30min）。

泥水盾构适用地层：泥水加压盾构最初是在冲积粘土和洪积砂土交错出现的特殊地层中使用，由于泥水对开挖面的作用明显，因此软弱的淤泥质土层、松动的砂土层、砂砾层、卵石砂砾层、砂砾和坚硬土的互层等均运用。泥水加压盾构对地层的适用范围很广。但是在松动的卵石层和坚硬土层中采用泥水加压盾构施工，会产生逸水现象，因此在泥水中应加入一些胶合剂来堵塞漏缝。在非常松散的卵石层中开挖时，也有可能失败。还有在坚硬的土层中开挖时，不仅土的微粒会使泥水质量降低，而且粘土还常会粘附在刀盘和槽口上，给开挖带来困难，因此应该予以注意。

泥水加压盾构的适用性：

(1) 细粒土（粒径0.074mm 以下）含有率在粒径累积曲线的10%以上。 (2) 砾石（粒径2mm以上）含有率在粒径加积曲线的60%以上。 (3) 自然含水量18%以上。 (4) 无200～300mm的粗砾石。

(5) 渗透系数K<10-2cm/s。

2、 土压平衡式盾构。土压盾构又称削土密闭式或泥土加压式盾构。它的前端有一个全断面切削刀盘，切削刀盘的后面有一个贮留切削土体的密封舱，在密封舱中心线下部装置长筒形螺旋输送机，输送机一头设有出入口。所谓土压平衡就是密封舱中切削下来的土体和泥水充满密封舱，并可具有适当压力与开挖面土压平衡，以减少对土体的扰动，控制地表沉降。这种盾构可节省泥水盾构中所必须的泥水平衡及泥水处理装置的大量费用，主要适用于粘性土或有一定粘性的粉砂土。现已有加水或加泥水的新型土压平衡盾构，可适用于多种土层。

土压平衡式盾构的基本原理，由刀盘切削土层，切削后的泥土进入土腔（工作室），土腔内的泥土与开挖面压力取得平衡的同时由土腔内的螺旋输送机出土，装于排土口的排土装置在出土量与推进量取得平衡的状态下，进行连续出土。土压平衡式盾构的产品名称是各不相同的，即使是相类似的盾构，其名称也因开挖面稳定的方法和各公司对排土机构开发过程的不同而各异。在使开挖面稳定条件不同的盾构中，把这种从土腔内用螺旋输送机出土的盾构与泥水加压盾构相区别。土压平衡式盾构又分为：削土加压式，土压平衡加水式，高浓度泥水加压式，加泥式等4类。

土压平衡盾构较适应于在软弱的冲积土层中推进，但在砾石层中或砂土层推进时，加进适当的泥土后，也能发挥土压平衡盾构的

成都中铁隆工程公司

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工程管理部

公司工艺工法汇编 盾构法区间隧道的工艺流程

特点。因此1983年后，一般认为土压平衡盾构的适应性是强的，土压平衡盾构施工后的地表沉降量可控制在30mm以内。但其要求施工人员具有相当丰富的施工经验，能根据地层和施工条件的变化采用一系列的施工管理方法。

土压平衡盾构（含加泥式盾构）适用性：

(1) 细粒（粒径0．074mm以下）含有率在粒径加积曲线的7%以上。 (2) 砾石（粒径2mm以上）含有率在粒径加积曲线的70%以下。 (3) 粘性土（粘土、粉砂土含有率4%以上）的N值在15以下。 (4) 自然含水量，砂：18%以上，粘性土：25%以上。 (5) 渗透系数K＜5×10-2cm/s。

8.2.4 盾构机选型结论

在选定盾构时，不仅要考虑到地质条件，还要考虑到盾构的外径、隧道的长度、工程的施工程序、劳动力情况等，而且还要综合研究工程的施工环境、基地面积、施工引起对环境的影响程度等。选择盾构的种类一般要求掌握不同盾构的特征，综合沈阳地铁一号线的地质条件以及施工中的各种因素，考虑选用土压平衡式盾构机这种盾构设备。

成都中铁隆工程公司 ~ 36 ~ 工程管理部

8.3盾构法地铁施工工艺流程

8.3.1场地规划 1 临建设施

根据项目所在地政府和业主等上级主管部门的要求，确定临建设施所需板材和样式，围挡等临建应当和项目所在地同类项目一致建设。

生活区和生产区应该严格区分，并在场地内各显著位置悬挂安全生产标语。 生活区应该包括办公区和住宿区，应合理规划，办公区要划分会议室和办公室，同时还要单独确定食堂和厨房位置，绝对避免安全隐患。

生产区应该设置进出口，并用专用围栏和生活区隔断，在进出口位置悬挂安全生产标语。生产区内应该合理规划库房和材料堆放地等。

2 临时设施

（1） 碴坑

碴坑设置于始发井旁边，原则是利于出渣用吊机倾倒渣土，并便于土方车外运。碴土坑采用C20砼，底板及侧墙厚不低于30cm。每个碴土场四周设置挡碴板，碴土场总存碴能力≥1500m3。

（2） 管片堆放场

根据盾构施工龙门吊设置情况，管片堆放场设置在吊机轨道之间，原则是利于吊机吊放，同时考虑管片运输车便于进场。正式管片堆放场的管片存放能力≥210块（35环）。

（3） 砂浆拌合站

结合盾构施工列车编组情况及盾构施工预留口位置，将拌合站设置在始发井入口区域内。拌合站包括拌合楼、砂石料场、水泥储存罐、粉煤灰储存罐及砂浆储存罐。

砂浆拌合站场地全部钢筋混凝土硬化，并施作储存罐基础。 （4） 冷却塔及砂浆中转站

冷却塔及砂浆中转站设置在始发井出口位置附近，用H型钢或工字钢搭设冷却塔放置平台。

（5） 通风机

通风机临时设置在盾构始发井出口位置，根据掘进情况，在过站后可在车站口位置另行设置。

（6） 充电间

充电间设置在始发井附近空荡区域，采用砖砌结构。 （7）物资、机电库房 主要存放小型配件和材料。 （8） 材料堆放场

主要堆放盾构施工用的油脂、泡沫剂、轨道、轨枕、人行踏板等。 （9）小型机具堆放场

主要堆放盾构施工用的备用碴车、管片车等其它施工机具。堆放场地面采用C25砼硬化。

（10） 洗车槽

在施工场地两端大门位置设洗车槽，所有进出工地施工车辆必须经过清洗干净后，方可驶出场地。洗车槽采用下沉式，洗车槽旁设置沉淀池，洗车所排水经沉淀池沉淀后排入市政污水管线。

一个维修班；技术质量部下设测量班、试验室；项目部另应设一个渣土外运队。

8.3.2盾构机进场、吊装

（1）盾构机在工厂由供应商进行主要部件组装及调试后，将分成几个大的部分运往施工现场。主要包括前盾，中盾，尾盾，刀盘，管片安装机，以及后配套系统等。

（2）盾构机组装采用吊装方式，吊装设备主要有 1台260t的履带吊机，1

台90t汽车吊，2台85t液压千斤顶以及一批钢索吊具等。 （3）吊装时注意事项：

① 履带吊机工作区铺设20mm厚钢板，防止地层不均匀沉陷；② 组装前应对始发基座(始发托架)进行精确定位；③ 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；④ 大件吊装时用汽车吊辅助空中翻转。

（4）组装分为两部分：

① 盾构机主体及拖车的吊装；② 盾构机各部件的联接及各种管线(电、液、气、水等)系统的安装。

8.3.3盾构机调试、掘进

1 盾构机调试

（1）空载调试

盾构机组装和管线连接完毕后,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。根据实际测得参数与供应商所提供的进行校核。主要调试内容为：配电系统、液压系统、润滑系统、冷却系统、控制系统、注浆系统、出碴系统，以及各种仪表的校正。

（2）负载调试

空载调试证明盾构机具有工作能力后，即可进行盾构机的负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封设备的负载能力，对空载调试不能完成的工作进一步完善，以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。试掘进时间即为负载调试时间，根据情况一般定为200m。

2 盾构机运转

盾构运转包括组装后的空载运转，200m负载试运转，正常掘进段的运转等几个阶段。其中空载运转项目和测试项目按与盾构供应厂家签定的供货合同中相关条

款进行，通过空载运转调试，证明盾构机组装无误后，方可进行200m带载运转。带载运转是一个盾构掘进参数优化的过程，该过程中，通过土压平衡式盾构关键施工技术—即开挖面稳定和自控技术、盾尾可靠密封和同步注浆技术及盾构掘进姿态控制技术的综合运用，为正常掘进参数的优化集累经验。正常掘进是盾构机的快速掘进阶段。

3 盾构机的始发、调头、过站、转场

根据盾构区间隧道的施工特点，盾构机在分体吊装、整机组装和空载调试完成后需要进行始发，同时在盾构机施工完成单个区间后，根据既有车站的建设情况和结构情况，需要进行调头、过站和转场等工序。

盾构机的首次始发是整个标段主体结构开始施工的最关键工序，在始发之前必须做好以下几项准备工作：

○1盾构机托架和反力架安装，盾构机托架是盾构机的始发“基座”，必须确保位置准确无误，才能保证盾构机进入预留洞口位置的精确度。反力架为盾构机掘进提供反力支撑，反力架必须牢固安装，后侧位置必须有强有力的横撑或斜撑，一般由型钢加工而成。

○2端头加固，为确保盾构机始发阶段由于刀盘对既有稳定土层的扰动，进而造成端头位置结构坍塌或漏水等意外情况，必须对始发端头进行加固，同时到达端头也必须进行加固处理，根据各始发和到达端头工程地质、水文地质、地面建筑物及管线状况和端头结构等综合分析与评价，选用不同的加固措施。具体加固措施可见专项方案。

○3洞门密封，洞口密封采用帘布橡胶和折叶式压板密封。其施工分两步进行，第一步在始发端墙施工过程中，做好始发洞门预埋件的埋设工作，在埋设过程中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，清理完洞口的碴土后及时安装洞口密封压板及橡胶帘布板。

盾构机过站，过站工序相对简化，只需对主机和拖车进行解体，但是盾构机主机本身和拖车之间不再进行额外解体，除非盾构机本身需要进行大幅度的维修。

一般情况下，盾构机过站时，在成型车站底板位置铺设钢轨，盾构机采用液压泵站等外力空载过站，后备拖车则用电瓶机车拖拉过站，然后准备重新始发。

盾构机的调头类似于过站，但是需要对盾构机和拖车进行方向扭转，工序相对复杂，一般要在成型车站底板位置铺设曲线钢轨，仍需借助液压泵站等外力，同时需要预先租赁90T以上吊机备用。

盾构机的转场是最为复杂的工序，一般是由于成型车站的结构尺寸不能够满足盾构机机身和台车通过，必须对盾构机刀盘、主机和各节台车进行拆除，然后分体调出到达端头，盾构机的解体与组装过程相反，只是注意拆卸管线要挂好标志牌为组装作好准备。其余与始发组装基本相同。

8.3.4盾构机正常掘进施工工艺

1 掘进作业工序流程和操作控制程序

（1）参数选取 掘进模式 推力(t) 扭矩(t2m) 刀盘转速(rpm) 1～2 1.5～2.5 2～3.5 土仓压力(bar) 1.5～3.0 0.5～1.5 0.5～1.0 螺旋机转速(rpm) 4～12 6～12 6～12 备 注 最常用 土压平衡式 1200～2100 300～420 半敞开式 1000～1800 210～380 敞 开 式 800～1500 110～380 盾构主要工作参数表 （2） 技术措施

○1敞开式掘进的技术措施：

A：采用刮刀、切刀切削为主，采用高转速、低扭矩和适宜的螺旋输送机转速推进。

B：采用敞开模式掘进时，易产生掘进中的盾构机滚动和较大震动现象，施工中如不慎引起盾构机滚动，可使刀盘反转来纠正。

C：同步注浆时浆液可能渗流到盾壳与周围岩体间的空隙甚至刀盘处，为避免此现象发生可采取适当增大浆液粘度、缩短浆液凝结时间、适当减低注浆压力等方法来解决。

D：在砂卵层岩敞开式掘进时，刀具磨损较大，温度高，因此，应注意观察、检查，及时换刀，注入泡沫和膨润土冷却、润滑，以降磨。

○2半敞开式掘进技术措施：

A：半敞开式掘进模式介于土压平衡和开敞式之间，采用滚刀、刮刀混合破坏、切削砂卵层。

B：为既能稳定开挖面和防止地下水渗入，又能避免出碴时螺旋输送机发生喷涌，压缩空气压力应控制在1～1.5bar以内。

C：在该模式下掘进时，应注入泡沫对碴土进行改良。遇地层变换、涌水较大时，及时转换模式掘进。

○3土压平衡模式掘进的技术措施：

A：采用以切刀、刮刀为主切削土层，以低转速、大扭矩推进。

B：土仓内土压力值P应略大于静水压力和地层土压力之和P0， 即P=K2P0 (K介于1.0～1.3)，并在掘进中不断调整优化。

C：土仓压力通过采取设定掘进速度、调整排土量或设定排土量、调整掘进速度两种方法建立，并应维持切削土量与排土量的平衡，以使土仓内的压力稳定平衡。

D：盾构机的掘进速度主要通过调整盾构推进力、转速(扭矩)来控制，排土量则主要通过调整螺旋输送机的转速来调节。在实际掘进施工中，应根据地质条件、排出的碴土状态，以及盾构机的各项工作状态参数等动态地调整优化，此模式掘进时应采取碴土改良措施增加碴土的流动性和止水性。

（3）掘进方向的控制与调整

由于砂卵地层中掘进、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。当这种偏差超过一定限界时就会使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力恶化，并造成地层损失增大而使地表沉降加大，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盾构掘进方向控制

A:采用VMT隧道自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测。

B:采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向。 ○2盾构姿态调整及纠偏

在实际施工中，由于地质突变等原因盾构机推进方向可能会偏离设计轴线并超过管理警戒值。在稳定地层中掘进，因地层提供的滚动阻力小，可能会产生盾体滚动偏差；在线路变坡段或急弯段掘进，有可能产生较大的偏差。因此应及时调整盾构机姿态、纠正偏差。

A：分区操作推进油缸来调整盾构机姿态，纠正偏差，将盾构机的方向控制调整到符合要求的范围内。

B：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。 C：当滚动超限时，盾构机会自动报警，此时采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。

D：在切换刀盘转动方向时，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。

E：根据掌子面地层情况及时调整掘进参数，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。

F：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，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，使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。

G：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。

H；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。

I: 盾构始发、到达时方向控制极其重要，应按照始发、到达掘进的有关技术要求，做好测量定位工作。

（4）掘进中的碴土改良

在盾构施工中尤其在复杂地层盾构施工中，进行碴土改良是保证盾构施工安

全、顺利、快速的一项不可缺少的重要技术手段，具有如下作用： ※ 使碴土具有较好的土压平衡效果，利于稳定开挖面，控制地表沉降； ※ 使碴土具有较好的止水性，以控制地下水流失；

※ 使切削下来的碴土顺利进入土仓，并利于螺旋输送机顺利排土； ※ 可防止或减轻螺旋输送机排土时的喷涌现象；

※ 可有效降低刀盘扭矩，降低对刀具和螺旋输送机的磨损。 ○1碴土改良的方法

碴土改良就是通过盾构机配置的专用装置向刀盘面、土仓、或螺旋输送机内注入添加剂，利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与土碴混合，其主要目的就是要使盾构切削下来的碴土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力，以达到理想的工作状况。添加剂主要有泡沫和膨润土，其配比和注入量根据地质条件及施工情况确定。

○2碴土改良主要技术措施

A：在含砂量大的地层中掘进，主要是要稳定开挖面，改良土体。可分别向刀盘面和土仓内注入泡沫的方法进行碴土改良，必要时可向螺旋输送机内注入泡沫。泡沫的注入量为每立方米碴土200～500L。

B：在比较坚硬的砂卵地层掘进主要是要降低对刀具、螺旋输送机的磨损，防止涌水，可向刀盘前和土舱内及螺旋输送机内注入膨润土泥浆的方法来改良碴土。泥浆的注入量一般为每立方米碴土注入20%～30%。

C:在富水地层采用土压平衡模式掘进时，主要是要防止涌水、防止喷涌、降低刀盘扭矩，可向刀盘面、土仓内和螺旋输送机内注入膨润土，并增加对螺旋输送机内注入的膨润土，以利于螺旋输送机形成栓塞效应，防止喷涌。膨润土添加量应据具体情况确定。

设置管理基准 准备工作 同步注浆 掘 进 No 是否达到循环进尺 yes 管片拼装 出洞列车出碴 洞内列车出洞 洞外列车进洞 掘进是否达到6m yes No 延伸轨线 列车装料 下一循环 盾构机正常掘进工艺流程图

2 管片拼装

（1）管片拼装工艺

① 管片选型以满足隧道线型为前提，重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值，确保有足够的盾尾间隙，以防盾尾直接接触管片。一般来说，管片选型与安装位置是根据推进指令先决定，目标是使管片环安装后推进油缸行程差较小。

② 管片安装必须从隧道底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。

③ 封顶块安装前，应对止水条进行润滑处理，安装时先径向插入2/3，调整位置后缓慢纵向顶推。

④ 管片块安装到位后，及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力应大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机。

⑤ 管片安装完后及时整圆，在管片环脱离盾尾后要对管片连接螺栓再次进行紧固。

管片止水条、衬垫粘贴 盾构掘进 no 管片选型、下井和运输 进尺1.2m yes 管片吊机卸车、倒运 管片安装区清理 管片安装及边接 缩回安装位置油缸 管片就位

油缸顶紧就位管片 管片成环整圆 复紧螺栓 管片环脱离盾尾 紧固螺栓 管片拼装工艺流程图 （2）技术措施

① 严格进场管片的检查，破损、裂缝的管片不用。下井吊装管片和运送管片时应注意保护管片和止水条，以免损坏。

② 止水条及软木衬垫粘贴前，应将管片进行彻底清洁，以确保其粘贴稳定牢固。施工现场管片堆放区应有防雨淋设施。粘贴止水条时应对其涂缓膨剂。

③ 管片安装前应对管片安装区进行清理，清除如污泥、污水，保证安装区及管片相接面的清洁。

④ 严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩。 ⑤ 管片安装时必须运用管片安装的微调装置将待装的管片与已安装管片块的内弧面纵面调整到平顺相接以减小错台。调整时动作要平稳，避免管片碰撞破损。

⑥ 同步注浆压力必须得到有效控制，注浆压力不得超过限值。

⑦ 管片安装质量以满足设计要求的隧道轴线偏差和有关规范要求的椭圆度及环、纵缝错台标准进行控制。

3 同步注浆

（1）注浆材料

采用水泥砂浆作为同步注浆材料，该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。

（2）浆液配比及主要物理力学指标

水泥(kg) 粉煤灰(kg) 膨润土(kg) 120～260 381～241 60～50 砂(kg) 779 水(kg) 460～470 外加剂 按需要根据试验加入 同步注浆材料配比表（可在此上下浮动） （3） 注浆压力

为保证达到对环向空隙的有效充填，同时又能确保管片结构不因注浆产生变形和损坏，根据计算和经验，注浆压力取值为0.2～0.5MPa。

（4） 注浆量

根据经验公式计算和施工经验，注浆量取环形间隙理论体积的1.2～1.6倍，则每环(1.5m)注浆量Q=5.2～7.0m3。

（5）注浆速度

同步注浆速度应与掘进速度相匹配，按盾构完成一环1.5m掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度。

（6）注浆结束标准

采用注浆压力和注浆量双指标控制标准，即当注浆压力达到设定值，注浆量达

到设计值的85%以上时，即可认为达到了质量要求。 4 盾构换刀作业

在盾构掘进过程中，由于地质情况的差异、刀具加工材质等原因，掘削刀具不可避免会出现不同程度的磨损、破坏现象。刀具磨损后，盾构掘削土体的能力下降，盾构机推力、扭矩增大，推进速度减慢，甚至造成刀盘的磨损。因此，合理使用刀具和换刀施工，是盾构掘进的关键之一。

（1）换刀地点的选择

由于城市地铁隧道一般都会穿越城市现有主干道，交通繁忙，人流密集，因此考虑到盾构换刀潜在的风险，一般尽量选择在相对空旷或者非机动车道的线路位置，如闲置的院坝、隔离带及人行道等。当然，也要根据盾构机刀具实际磨损情况来决定，如确实无法避免在主干道位置开仓换刀，应在路面加以适当围闭。

（2）掌子面的加固

砂卵地层遇水式砂土易流失，造成掌子面失稳，给换刀作业带来一定的危险和困难，因此，在掘进过程中换刀，开仓后，需对掌子面进行加固处理，以确保掌子面稳定。

（3）换刀作业内容

检查及更换刀具的作业内容包括：① 检查刀具是否损坏及刀具的磨损情况；② 检查刀盘耐磨层的磨损情况；③ 刀具安装部件如楔块、安装块、螺栓保护帽是否松脱或损坏；④ 更换已经磨损的刀具。

（4）常压下换刀操作规程

盾构机将要抵达计划换刀位置前的掘进采用慢速推进和慢转刀盘的方式掘进，以减小盾构机对开挖仓工作面土体的扰动。同时采用凝固时间短的浆液进行同步注浆，并利用吊装螺栓孔对连接桥附近的成形隧洞进行二次补注浆，以增加盾尾附近成型隧洞的稳定性

（5）带压换刀作业过程

（带压）换刀是盾构区间工艺中最具有安全风险的流程之一，因此在每次开仓

换刀之前必须经过严格的科学论证和程序审批，必须有监理和业主的签署意见，在确保万无一失的前提下开仓进人，进仓人员也必须经过严格的身体检查，禁止带病进仓作业，禁止值班人员玩忽职守；开仓换刀作业之前必须编制专项方案，同时筹备足够的应急物资，必要时应该邀请高压带氧专业的护士或医生现场为作业人员坐诊观察。

8.3.5 附属工程施工

8.3.5.1 洞门施工

在车站端墙与盾构隧道衔接位置，设置洞门。考虑盾构机掘进的误差等因素，洞门孔径比盾构机外径大200～400mm。

（1）施工步骤 ① 洞门环拆除

将洞口临时密封（折页式压板、帘布橡胶板等）拆除干净，利用专用工具进行洞门环的拆除，先拆一块邻接块，然后再自上而下依次拆除。砂浆凿除采用人工手持风镐施工，凿至洞门圈砼内表面完全出露，清理干净，进行下道工序施工。

拆除洞口环管片 安装止水带 钢筋制作 绑扎钢筋 立模前检查 yes 模板制作 立 模 no no 调 整 洞门环背衬注浆

模型检查 yes 浇 筑 砼 拆模、养护 no 调 整 砼拌合、运输 no 检查洞门防水效果 yes

洞门施工工艺流程框图

② 洞门防水施作

隧道洞门主要指盾构区间隧道与车站（或竖井）连接部位及区间盾构隧道与联络通道的连接部位，这些部位拐角多、结构复杂、施工缝、变形缝多，是防水工作的难点。在洞门刚性接头中设置柔性填缝材料，竖向施工缝设置三道防水装置，水平施工缝设一道遇水膨胀橡胶带。在主体完工后，进行嵌缝作业，并注入密封剂。 找平粘贴面 冷粘法铺设ECB防水卷材

热熔法铺设SBS防水卷材

铺设密纹玻璃布

水膨胀型止水条涂缓膨胀剂

五涂聚氨脂(2.5mm)

③ 绑扎钢筋

绑扎钢筋、洞门砼施工 止水条粘贴 洞门防水施工工艺流程框图 嵌缝施工 钢筋在加工车间进行加工，要保证主筋圆弧准确、圆顺；运至工作面进行绑扎、焊接，利用预埋钢筋或打插筋作为固定钢筋；靠近模板的钢筋要绑上混凝土预制块，以保证混凝土保护层厚度，以免发生漏筋现象。

④ 立模、浇筑砼

模板采用特殊加工的钢模板，确保洞口的尺寸精度，砼表面的光洁、美观。 ⑤ 拆模、养护 （2）技术措施 ① 洞门保圆措施

a、钢模安装精确定位后，沿径向每36°设一径向支撑杆，以防模板变形。b、

端头模板设斜支撑，以防跑模。c、为防止混凝土浇筑时模板上浮，在上部模板焊接支撑，顶部支撑在端墙结构上。

② 与车站内衬墙联接钢筋的锚固长度不小于400mm，保证车站与隧道刚性连接。

③ 遇水膨胀橡胶止水条要粘贴紧密，位置准确无误，砼灌注施工时，不能松动、破坏已粘贴牢固的遇水膨胀橡胶止水条。

④ 严格按施工配合比拌制混凝土，严格控制水灰比，砼捣固均匀密实，确保砼质量达到设计的强度和防水等级。

8.3.5.2 废水泵房施工

采用降水条件下的矿山法施工，盾构隧道在通道部位设置特殊衬砌环，即开口、闭口衬砌环。

初期支护

二次衬砌

施工准备 管片环加固 钻孔安装排水管 打开通道洞口 通道开挖 接口处注浆 施作防水 施作检修井 联络通道及废水泵房施工工艺流程框图 结 束 （1）施工步骤

① 首先进行施工降水，降低作业面地下水位。

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