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1、盾构施工到站技术,叶康慨,二OO七年八月十七日,目录,一、前言,二、技术要点,三、适用范围,四、施工工艺,五、到达机具与材料,六、劳力组织,七、质量标准及技术要求,八、安全保证措施,九、工程实例,十、容易出现的事故以及处理方法,一、前言,城市地铁盾构法施工与其它施工方法相比，具有安全、快速、经济、易于控制等诸多优点。盾构到站是盾构施工的一个施工阶段，“盾构施工到站工法”根据广州地铁二号线越三区间隧道的施工将盾构到站过程的施工加以总结。以供我单位相关人员在其它实践中加以参考。 盾构到站是指盾构沿设计线路，自区间隧道贯通前50m掘进至区间隧道贯通后，然后从预先施工完毕的洞口处进入车站或竖井内的一个
2、施工过程，以盾构主机到达接收小车之上、后配套与盾构主机分离为止。 （地铁定额中规定盾构始发后40m为盾构始发段，盾构到达5倍盾构刀盘直径为到达段）。,二、技术要点,（一）施工安全可靠，可以避免隧道贯通面产生坍塌、地表沉降失控等不良施工事件。 （二）施工能有效地保证到站区域的隧道防水和管片的拼装质量。 （三）合理地处理到站时各工序之间的关系，为盾构施工提供类似的参考依据。 （四）科学地控制工序工作深度，尽最大限度地节约施工成本。,三、适用范围,本工法适用于城市地铁盾构施工的区间隧道。,四、施工工艺,（一）到站阶段工作内容 在盾构到站期间，要完成区间隧道贯通前的控制点测量与复测、测量误差调整；预留
3、洞口岩壁的处理或加固；以及必要的洞门处理。 （二）到站时的工作流程 洞口地层处理洞口维护结构的处理洞口测量复测洞内控制点复测盾构到站姿态调整到站地段管片的互相连接隧道贯通洞口维护结构的清理接收小车的定位与安装到站导轨的定位与安装盾构推进最后一环特殊背衬注浆盾构主机出洞,四、施工工艺,（三）洞门准备 1、洞口加固 盾构到站之前要根据洞口地层的调查情况对地层稳定性进行评价，并采取有针对性的加固措施。地层加固一般采取如“固结灌浆”、“冷冻法”、“插板法”、“浇注混凝土岩墙”、“增加斜撑”等措施进行洞门加固处理。 2、洞口围护桩的处理 根据经验，在盾构到达前最少一个月，开始着手进行洞口维护桩的凿除。整
4、个施工分两次进行，第一次先将围护结构主体凿除，只保留维护结构的最内层钢筋和钢筋保护层，在盾构到站后将最内层钢筋割除。在割除完最后一排钢筋之后，要及时的检查到站洞口的净空尺寸，确保没有钢筋侵入设计轮廓范围之内。,四、施工工艺,3、到站导轨的安装 隧道贯通后、盾构刀盘露出洞口后，清除洞口碴土，根据刀盘与接收小车之间的距离与高差情况，安设盾构到站接收导轨。 4、洞口密封的安装 为防止背衬注浆砂浆或碴土外泄，必须在洞口安设洞口密封。洞口密封的施工分两步进行施工，第一步在车站结构的施工工程中，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车站结构钢筋连接在一起。第二步在盾构刀盘露出洞门端头之前，
5、清理完洞口的碴土，完成洞口密封的安装。,四、施工工艺,到站导轨,四、施工工艺,（四）到站接收小车的准备 在隧道贯通后，迅速清除洞口的碴土，然后开始安装到站接收小车。根据隧道贯通时刀盘的姿态确定出接收小车的中心位置，根据刀盘的高度和线路坡度情况确定出接收小车的高度和小车坡度。,四、施工工艺,（五）到站时的掘进 1、贯通前测量与盾构姿态的调整 盾构到站前50m，要对洞内所有的测量控制点进行一次整体的、系统的控制测量复测，对所有控制点的座标进行精密、准确的平差计算。在盾构到站前的最后一次测量系统搬站中，以精密测设并经过平差的地面导线点和水准点为基准，测量测站、后视点的座标和高程（测量经纬仪和后视棱镜
6、的座标和高程），每一测量点的测量不少于4个测回。 盾构到达前50米地段即加强盾构姿态和隧道线形测量，及时纠正偏差确保盾构顺利地从到达口进入车站。并根据实测的车站洞门位置进行必要的调整隧道贯通时的盾构刀盘位置。,四、施工工艺,2、到站掘进控制 盾构进入到达段后，首先减小推力、降低推进速度和刀盘转速，控制出土量并时刻监视土仓压力值，避免较大的地表隆陷。贯通前56环，进一步降低盾构掘进推力，掘进推力维持在400t左右，推进油缸压力不大于40bar。在掘进的同时，要注意维持土仓内的压力值，一般情况下，不采用开敞式模式掘进。无论何种情况下，推进油缸压力均不能大于60bar（特别是在管片安装时）。在贯通前
7、的最后3环，要求掘进速度控制在510mm/min。 在到站阶段要密切关注盾构推进系统的推进速度和推进压力以及掘进出土情况，当发现推力突然降低，碴土粒径突然变大，推进速度同时加大的情况时，必须立即停机。在对现场进行确认和检查之后，再作出进一步的详细的掘进指令。,四、施工工艺,广三区间隧道贯通前后盾构的推进油压和推进压力,四、施工工艺,广三区间隧道贯通前后盾构的推进油压和推进压力,四、施工工艺,（六）盾构在到站端头位置的处理 在盾构刀盘距离贯通面小于5米时，在条件允许的情况下，由盾壳上的预留孔向盾壳外部注入化学聚合物或膨润土，用于阻止盾构后部管片上部水向洞口流动。,四、施工工艺,（七）最后几环管片
8、的安装 当隧道贯通后，一般还需要安装56环管片才能完成区间隧道的管片安装。同时这几环管片随着隧道贯通后，盾构前方没有了反推力，将造成管片与管片之间的环缝连接不紧密，容易漏水。在最后几环管片安装时，根据现场实际情况，要在刀盘前方的预定位置，设置支挡，以防盾构刀盘向前滑动。 待盾尾即将从区间最后一环管片滑落之前，再次检查洞口密封情况，可从管片注浆孔向管片背后注入双液水泥净浆。为确保浆液的饱满程度，水泥净浆的水灰比不小于2：1，水泥净浆凝结时间不少于2min。注浆时，必须从所有管片的注浆孔自下而上逐孔注入。,五、到站机具与材料,到站过程所需用的主要机具与材料如下表：,六、劳力组织,根据施工工序合理安
9、排劳动力，在到站过程中劳动力组织如下表：,七、质量标准及技术要求,在小车定位时，要严格控制小车的轴线与盾构上小车之前的姿态与趋势相匹配，小车轴线与盾构轴线之间的夹角不大于1.5。刀盘与接收小车之间的导轨高度以导轨顶面与盾构前体的盾壳平齐为准。以确保盾尾在最后脱离最后一环管片时，不会突然向下跌落；同时避免盾构在始发台上往前推进时产生盾构低头现象，从而避免破坏接收小车或损坏刀盘、盾壳等现象的发生。 盾构进站时其刀盘平面偏差允许值：平面50mm、高程50 mm，盾构坡度较设计坡度略大0.2%。,八、安全保证措施,1、隧道贯通后，由于盾构刀盘前部没有了支撑反力，必将造成推进压力降低或消失，导致管片环缝
10、防水材料的性能不能得到充分的发挥，从而产生环缝漏水等质量缺陷。为确保管片接缝防水要求，在到站地段安装每一环管片时，在每环管片的72、144、226、312位置用60606的角钢与上一环管片相连，并点焊连接牢固。 2、盾构刀盘距离贯通里程小于10米时，在掘进过程中，要派专人负责时刻观察出洞洞口的变化情况。如发现加固的混凝土或维护桩有较大的震动时，立即通知主司机进一步降低盾构推力、刀盘转速以及推进速度，避免由于刀盘前部土体太薄，造成刀盘前部形成坍塌。,八、安全保证措施,3、盾构贯通前后，应通过降低推进速度、降低刀盘转速、调整刀盘转动方向等方法使刀盘尽量靠近或到达贯通岩面，停机后清除洞口碴土，割除洞
11、口最后的支撑结构，支撑结构切割顺序为先切割底部，后切割上部。隧道贯通之后，要使盾构尽快全部出洞，避免盾构在洞口长时间停留，以保证洞口地段围岩稳定。 4、合理的管片选型应坚持倒盾构完全出洞，以确保洞口地段管片拼装质量。 5、在盾构主机出洞时，设备桥及管片安装机下部严禁站人，以防隧道上部砂浆脱落伤人。,九、工程实例,由中铁隧道集团广州盾项目部承担的越三区间隧道工程是广州地铁二号线的重点控制工程，是中隧集团首次采用盾构法施工的隧道。该工法在越三区间得到了有效的运用，广三区间隧道在隧道贯通时，贯通误差10mm，到站区域管片无漏水现象，由于广三区间的成功到站，为盾构顺利过站提供了条件。 通过越三区间隧道
12、工程实践证明，改工法具有施工组织便利，施工规范科学有序，施工安全可靠，技术先进的优点。,十、容易出现的事故以及处理方法,1、洞口水土流失造成的地表坍塌,上海机施深圳地铁洞口失水造成地表坍塌,地表回填,及时封堵,2、地下水位高、造成洞口水土流失、洞口密封失效,深圳地铁四号线福会区间洞口密封失效,洞口堆积,自洞内向洞口逐渐注浆封堵,地表回填,洞口由内到外、自下而上逐步封堵,十、容易出现的事故以及处理方法,3、接收架安装不合理，导致盾构无法上接收架,广州地铁大汉暗挖段到达,重新安装接收架,及时凿除刀盘下方的导轨,4、盾构姿态控制不好，导致到达端管片破损严重,及时复测到达导线网，提高测量精度,注意接收导轨的高程控制,必要时打孔提前预测盾构姿态,