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盾构隧道穿越矿山法隧道施工方案

3、盾构机过矿山法隧道施工方案 2

3.1、盾构机过矿山法隧道准备 2

3.2、盾构机过矿山法初支隧道 5

3.3、盾构过各接口施工方案 8

河南开封市某汽修厂钢结构施工组织设计(施工)4、工程数量及施工组织 10

4.1工程数量表 10

5、安全文明管理目标及安全工作重点 11

5.1安全文明管理目标 11

5.2本工程安全工作重点 12

6、安全管理体系 12

6.1安全管理组织机构 13

6.2配置项目部安全管理人员 13

6.3建立完善的安全管理制度 13

(1)、深圳地铁五号线X标翻灵区间隧道施工图纸

(3)、深圳地铁五号线X标实施性施工组织设计

(4)、其他类似工程施工经验

翻身站～灵芝站区间盾构法隧道左线设计里程范围DK4+196.04~DK5+474.01，短链12.411m，长1265.559m；右线设计里程范围DK4+196.04至DK5+474.01，长1277.97。左线S465盾构机从灵芝站始发，掘进至翻身站吊出；右线S466盾构机从翻身站始发，掘进至灵芝站吊出。

其中，区间部分里程因存在硬岩，采用矿山法开挖做初支再盾构通过拼装管片的方式，具体里程如下：

左线：DK4+196.04~DK4+352、DK4+505.95~DK4+669.947，共319.957m。

右线：DK4+586.754~DK4+692.754，共106m。

3、盾构机过矿山法隧道施工方案

3.1、盾构机过矿山法隧道准备

由于矿山法施工和盾构机推进相隔时间较长，矿山法隧道开挖掌子面暴露时间较长、地质较差，同时，为保证盾构机到达时，盾构机的推进力不至于将矿山法隧道掌子面推挤坍塌，在矿山法隧道与盾构隧道连接处设置端头墙。端头墙施工平面图如下图所示：

矿山法在施工到与盾构隧道连接处时，密排三排钢格栅，水平放置的玻璃纤维筋格栅，随隧道端头最后三排格栅钢架同步架设，全断面设置单层玻璃纤维筋网，初喷40mm混凝土后，挂Φ6玻璃纤维筋网。端头处玻璃纤维筋格栅间距300mm，喷800mm厚的C20混凝土，保护层厚度为40mm。然后在玻璃纤维筋格栅喷射完的混凝土后面，设置一道混凝土环梁，环梁钢筋与矿山法隧道初支钢格栅焊接。盾构机推进至矿山法隧道时，安排专人在矿山法隧道中玻璃纤维筋格栅墙前随时值班观察。

玻璃纤维筋格栅配筋图如下：

（2）矿山法初支段净空检查：

在矿山法初支做完之后，应对成型隧道进行断面检查，看是否有侵入盾构机开挖限界，如有必须提前安排凿除处理。

盾构机导台结构形式如下图所示，导台表面与盾构机刀盘外轮廓间预留10mm空隙，导台内半径为3.15m。采用HPB235级钢筋、C30混凝土，导台厚度为15cm。模注高度根据初期支护确定，矿山法隧道初期支护应尽量保证其设计净空，以确保导台上表面的标高符合设计要求，并能保证混凝土导台的设计厚度，以达到足够的强度。

导台采取分段浇注，每段15~20m，绑扎钢筋前，将隧道初支喷射混凝土表面泥浆等清理干净，以保证混凝土的结合紧密。严格控制钢筋保护层，浇注混凝土时严格按照设计标高施工，以保证混凝土导台的标高准确。导台浇注混凝土时要注意振捣到位，保证混凝土的密实性。

步进过程盾构机姿态的控制，主要依赖导台的施工质量。所以在导台施工过程中必须满足设计要求、认真施工。

为保证盾构机刀盘能顺利转动，在矿山法段进入盾构段接口处导台留出3m不做，此处利用豆砾石与导台面填平。

3.2、盾构机过矿山法初支隧道

盾构机上导台后要步进安装管片，每步进1.5m安装一环管片。

在步进过程中要在盾构机前方提供反力，以确保管片安装质量要求，增强管片防水效果。反力的提供采用在盾构机前方堆豆砾石的方法，堆放方量应根据能提供的反力确定，并随盾构机推进时土方的损失增减土方量，保证提供足够的反力增强管片防水质量。

推进时，推进速度不能过快，控制在10～25mm/min之间。

管片在安装前仍要进行一次检查，再确认管片种类正确、质量完好无缺和密封垫粘结无脱落，才允许安装。每块管片安装时须拧紧螺栓一次，在每环管片安装结束后要再次及时拧紧各个方向的螺栓，且在该环脱出盾尾后再次拧紧。

对掘进过程中出现的管片裂缝和其它破损，要及时观察记录并提醒盾构机操作手注意，并要选择合适时间对管片进行修补。

管片安装是盾构法施工的重要环节，其安装质量的好坏不仅直接关系到成洞的质量，而且对盾构机能否继续顺利推进有着直接的影响。

管片安装采取自下而上的原则，由下部开始，先装底部标准块（或邻接块），再对称安装标准块和邻接块，最后安装封顶块，封顶块安装时，先径向搭接2/3，径向推上，然后纵向插入。

为保证盾构过空推段时的管片拼装质量，盾构机前方必须提供足够的反力，以将管片环缝隙挤压密实。采用在刀盘前方堆放豆砾石的方式提供反力，半段面6m长。

①推进时砼导台对盾构机的摩擦阻力

F1=μ摩·Wg=0.3×3410=1023KN

②回填豆砾石受到的摩擦阻力

F2=μ摩·(πD2/4/2)·L·γ石=0.3×(3.14×6.62/4/2)×6×16=492KN

③刀盘支撑豆砾石所受的侧向阻力

F3=S·P(πD2/4/2)·k·γ石·h=(3.14×6.62/4/2)×(0.39×16×3.3/2)=176KN

式中，S——刀盘下半断面面积，P——刀盘下半断面所受侧向压力，k——侧压力系数。

④盾尾刷与管片之间的摩擦阻力（以2环管片计算）

F4=μ磨·2W管=0.5×2×200=200kN

每环管片W管取200KN

F5=μ磨·W拖=0.5×1700=850kN

因此，盾构机掘进时堆土所提供盾构反作用力总计为：

F=F1+F2+F3+F4=1023+492+176+200+850=2741KN＞止水条挤压力2500KN。

故前方堆土满足止水效果要求。

管片拼装完成后，要及时进行管片外围与地层间的背衬回填工作。管片背衬回填是采用5~10mm粒径碎石，在刀盘前方将Φ50导管从盾构机盾壳外伸入到盾构中体或者后体进行喷射。在背填时盾构机停止步进。豆砾石回填管片与初支轮廓之间间隙，间隙大小为300mm(初支内径6600mm，管片外径6000mm)，每延m填充量为5.9m3，即每环至少需要填充豆砾石8.89m3。由于隧道开挖的不规整，每环豆砾石量不完全相等。

吹填豆粒石是否密实，可从管片注浆孔进行检查，采用钢筋插捣试探管片背后是否填充密实。

砼喷射机放置于桥架位置，导管从喷射机引出，穿过人闸引至刀盘前方。

注浆采用水泥砂浆，配比为：

水泥：膨润土：粉煤灰：砂：水=179：65：253：1165：338。

注浆在每环管片喷射小碎石回填后进行，通过盾构机自身的同步注浆系统注浆，采用手控方式进行。

注浆结束标准：采用注浆量控制。当注浆量达到小碎石理论空隙率的80%以上时,即可暂停注浆。

孔隙率为37%，即每环同步注浆量不少于：V浆=8.89×0.37*0.8=2.6m3。

由于管片背填注浆时，盾构机前方是敞开的，背后注浆填充不密实，必须对管片背后进行补充注浆。

管片安装10环后，间隔6m在管片吊装处开口检查注浆效果，根据检查结果，若注浆效果不好，则进行回填注浆。

回填注浆采用水泥浆，通过普通注浆机，采用人工操作方式进行即可。

注浆结束标准：采用注浆压力单指标控制标准，即当注浆压力达到2~3bar时，即可认为达到了质量要求。

3.3、盾构过各接口施工方案

(1)盾构段进入矿山法段接口处理技术措施

右线盾构从翻身站始发，掘进至DK4+586.754时，到达矿山法初支段。将DK4+536.754~DK4+586.754长50m定为到达段施工。该段处于碧海花园下方，取向下27‰的坡度，隧道拱顶埋深21m~23m，上半断面为全风化花岗岩，下半断面存在中风化花岗岩，岩石强度在40~70MPa之间。

接口处采用玻璃纤维筋格栅封堵墙(详见)，同时对掌子面15m范围土体进行了注浆加固，注浆有效长度15m，横向及竖向加固范围为隧道拱腰以上及拱顶周围2m土体，见下图：

1）到达50m段施工技术要求：

①掘进速度逐渐放慢，推力逐渐降低；

②前50m内进行导线和高程测量，多次复测，确保盾构机掘进方向准确及轴线精度；

④盾构刀盘抵在封堵墙上后，停止掘进，利用盾构机中体、前体上的润滑孔，对盾构机周围采用注聚氨酯进行封堵，以防止盾壳与地层之间存在空隙形成汇水通道。

2）盾构机过掌子面封堵墙

封堵墙为玻璃纤维筋格栅做的C20砼墙，采用盾构机直接掘削破除。

①到达段15m范围土体已进行了注浆加固，提高隧道周围围岩的自稳能力，同时减少了土体渗水量。

②因接口处处于碧海花园1#楼下方，距离1#楼基础6m远。为防止盾构刀盘破除封堵墙时引起接口处周围土体出现涌水涌泥，引起地面沉陷，危及地面建筑物安全，在封堵墙掌子面前方堆放豆砾石，以阻止可能出现的涌水涌泥，同时为盾构推进提供足够的反力，以保证管片拼装质量。堆豆砾石纵向长度为16m，靠掌子面8m范围内为全断面，后8m采用半段面堆码，形成自然坡度。

(2)矿山法段进入2#竖井接口处理技术措施

盾构机破除封堵墙后，推着前方的沙袋及豆砾石前进，同时按盾构过矿山法措施进行管片拼装、衬背注浆，到达2#竖井小里程结构端墙。

①在刀盘面进入结构端墙外边时，清除刀盘前面沙袋及豆砾石(豆砾石可倒运至2#井大里程矿山法内)，在端墙洞门上安装橡胶帘布及折页压板等密封系统。

②密封系统安装完成后，盾构机继续推进，盾体通过洞门橡胶帘布之后，盾体后方形成一个封闭系统，可保证管片背后注浆的效果。

同时，在刀盘前方、导台上方堆放沙袋，以提供足够的反力，保证管片拼装质量。

③竖井范围的4环管片拼装完成后，当区间隧道贯通时，拆除此4环管片，施做洞门现浇砼框梁及剩余的竖井主体结构封顶工作。

(3)盾构从竖井进入矿山法初支段接口处理技术措施

在刀盘距离2#竖井主体结构大里程内边墙1m左右的时候，清除刀盘前方的沙袋、豆砾石，进行洞门橡胶帘布的安装。橡胶帘布安装完成后，盾构机推进进入矿山法初支段，进行管片拼装、背后豆砾石填充及注浆。

(4)盾构机从矿山法段进入盾构段处理

在盾构机刀盘距离封堵墙12m的位置，在保证推力不小于450t的前提下，启动螺旋输送机，将刀盘前方豆砾石往外运输。控制掘进速度及出渣量，当刀盘顶住封堵墙掌子面时，确保土仓内为满仓土。继续转动刀盘，掘削封堵墙掌子面喷射砼，土仓不出土，以建立土压。当仓内土压达到设定值(2.2bar)时，开启螺旋输送机出土，盾构机进入正常掘进施工。

(1)盾构段进入矿山法段接口处理技术措施

1#竖井大里程端头在盾构机到达前1个月完成土体加固。

左线盾构从灵芝站始发，掘进至1#竖井大里程端头且刀盘顶在围护结构上后，进行围护结构钻孔桩凿除。凿除顺序及橡胶帘布安装同盾构机到达车站。

同右线盾构过2#竖井。

(3)盾构从竖井进入矿山法初支段

4、工程数量及施工组织

过矿山法段工程数量见下表：

DK4+196.04~DK4+352

DK4+505.95~DK4+669.947

DK4+586.754~692.754

过矿山法段施工仍为盾构队人员，每个班作业人员为22人。每台盾构机共需配置44人。

矿山法段施工进度，参考类似工程施工经验，每个班进度在3~4环左右，每天进度为6~8环，按平均每天7环考虑。具体时间安排如下表：

DK4+196.04~DK4+352

DK4+505.95~DK4+669.947

DK4+586.754~692.754

(3)主要机具设备和材料

盾构过矿山法过程中，需要的主要机具设备和材料见下表：

到达端盾壳封堵，每处约3.5m3

5、安全文明管理目标及安全工作重点

5.1安全文明管理目标

a）杜绝重大责任职工死亡事故；

b）杜绝重大交通事故；

c）杜绝压力容器爆炸事故；

东四电信局综合楼工程施工组织设计方案d）杜绝重大火灾事故；

e）杜绝经济损失二万元以上机械事故。

（2）杜绝职工年因工责任死亡率、重伤率控制在0人次，轻伤频率控制在6人次以下；

（3）创建安全文明标准工地；

5.2本工程安全工作重点

（1）线路及用电设备器具的保护与使用；

（2）盾构机安全操作及维护；

（3）交通运输及施工组织协调；

（4）高空吊装作业网架雨篷施工组织设计，临边防护。