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上海某隧道盾构推进施工组织设计

一台盾构进行施工， 主要施工机械设备及配套设施见下表：

3.7主要工程材料进场计划

钉墙职工培训中心降水及基坑支护施工方案.doc施工组织设计3.7.2施工用料使用计划每环材料名称规格单位用料20032003200320032003年2年3年4年5年6月月月月月道岔Y型个11000轨道24Kg米212628836039226818#工轨枕根字钢163144180186134走道板500*2000块0.53372909367栏杆025米3150432540558402镀锌钢管Q40米2100288360392268等边角铁4*40米2100288360392268照明灯具防水灯套0.125818232316电缆10KV米150144180186134槽钢综合吨据现场情况调配花纹钢板4mm吨据现场情况调配钢板16mm吨据现场情况调配4.施工管理网络15

注：实线表示直接管理、负责，虚线表示业务管理（支持）

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施工工艺流程详见图3施工工艺流程图

5.2盾构推进前施工准备

5.2.1技术交底、岗位培训

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，按工种 进行岗位培训，考核合格后方可上岗操作

5.2.2盾构出洞地基加固

本次盾构从停车场盾构工作井出洞，出洞地基加固在进行盾构推进施工以前 已经施工完毕。停车场盾构工作井的地基加固采用SMW工法。即深层搅拌桩加“H” 型钢。加固范围为槽壁向外1.5～3m，洞圈中心向两侧各延伸6.35m和9.262m， 桩长为17m。采用搭接深层搅拌桩，第一排深层搅拌桩内插入“H”型钢。在槽 壁同搅拌桩间30cm夹层间进行压密注浆。（详见图4SMW工法出洞地基加固图） 为了确保盾构出洞的安全，盾构出洞前对并外地基加固进行验收，验收采用 钻孔取芯的方法进行，加固强度应达到设计要求。出洞前在洞门上开孔观察，未 发现异常才能进行出洞施工，否则应采取补加固措施。

5.2.3地面施工准备

（1）在盾构推进施工前，按常规进行施工用电、用水、通风、排水、照明 等设施的安装工作。 （2）施工材料、设备、机具备齐，以满足本阶段施工要求，管片、连接件 等准备有足够的余量。 （3）井上、井下建立测量控制网，并经复核、认可。 （4）在穿越的建筑物、构筑物及管线上预布监测点。 （5）电缆、管路等接至井下。

5.2.4井下施工准备

洞圈间隙有15cm，不会卡住；平面上，盾构直线推进7.781m后即进入缓和曲线， 因此放置基座时尾部偏右5cm。同时对基座加设支撑加固，防止盾构出洞时基座 发生移位（详见图5盾构基座图） （3）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。 （4）盾构后座拼装、盾构进入出洞状态 工作井内尺寸为13.8m×10.4m，盾构后座由13环负环管片拼装而成，综合 考虑到电瓶车隧道内运输需要及行车吊运土箱、管片的限制，其中设开口环11 环闭口环2环。最后一环开口环同井结构间存在的间隙，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， （详见图6后盾支撑图） （5）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、铰链板等组成 的密封装置，并预设注浆孔，作为洞口防水堵漏的预防措施。（详见图7出洞装 置示意图）

在最后一环闭口环后部设置一个门式后靠，门式后靠采用三56#工字钢制 作。609钢围标支撑在门式后靠上，确保闭口环的受力均匀，有效地保证盾构 推进的顺利进行和管片拼装的质量。 在盾构开始推进时，要对整个支撑体系进行变形的监测，防止变形量过大导 致后盾支撑体系的破坏。开始推进时每推进一箱土测一次，待监测数据趋向稳定 时每推进一环测一次，直至后盾体系稳定后方停止监测。在施工中若发现后盾体 系的不正常变形，必须停止推进，对支撑体系进行补强，后盾支撑完善后方可恢 复推进

盾构出洞后50米为出洞施工区域

5.3.1.1混凝土洞门凿除

盾构调试完成，在确保盾构运转状态良好的情况下开始凿除洞门。 在洞圈内搭设钢制脚手架（详见图8洞圈内脚手架布置图)。在洞门中心及 周边布置若干观察孔，以测定土体的加固情况。在确认加固良好的情况下，分九 块凿除洞门混凝土(详见图9混凝土分块图)，遂步暴露出内、外排钢筋，割去 内排钢筋，保留外排钢筋，为便于钢筋割除，每块混凝土接缝处的钢筋必须完全 暴露，并在每块混凝土中间凿出一个吊装孔，清理干净落在洞圈底部的混凝土碎 块，然后按照先下后上、由中到边的顺序逐块割断外排钢筋，吊出混凝土。 洞门凿除要连续施工，尽量缩短作业时间，以减少正面土体的流失量。整个 作业过程中，由专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故隐患，确保人身安全 同时安排专人对洞口上的密封装置做跟踪检查，监护密封装置是否完好

5.3.1.2盾构出洞

5.3.1.3后盾支撑建立

在第 一环后座闭口环管片脱出盾尾后，立即进行后盾支撑的安装

5.3.1.4盾构50m推进及车架转换

盾构出洞后，为了更好地掌握盾构的各类参数。此段施工时应注意对推进参 数的设定，地面沉降与施工参数之间的关系，并对推进时的各项技术数据进行采 集、统计、分析，争取在较短时间内掌握盾构机械设备的操作性能，确定盾构推 进的施工参数设定范围。此阶段施工重点要求做好以下的几项工作： （1）用最短的时间掌握盾构机的操作方法，机械性能，改进盾构的不完善 部分。 （2）了解和认识隧道穿越的土层的地质条件，掌握这种地质下的土压平衡 式盾构的施工方法。 （3）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，掌握盾构推进参数 及同步注浆的量，为正常段的浅覆土上坡推进的顺利进行积累经验。 盾构50m推进后，进行车架转换。待车架转换完毕后，再进行正常推进

5.3.2.1盾构推进和地层变形的控制

本工程采用土压平衡式盾构掘进机，其利用压力仓内的土压力来平衡开挖面 的土体，从而达到对盾构正前方开挖面支护的目的。平衡压力的设定是土压平衡 式盾构施工的关键，维持和调整设定的压力值又是盾构推进操作中的重要环节， 这里面包含着推力、推进速度和出土量的三者相互关系，对盾构施工轴线和地层 变形量的控制起主导作用，所以在盾构施工中要根据不同土质和覆土厚度、地面 建筑物，配合监测信息的分析，及时调整平衡压力值的设定。同时要求推进中盾 构姿态保持相对的平稳，控制每次纠偏量不过大，减少对土体的扰动，并为管片 拼装创造良好的条件。同时根据推进速度、出土量和地层变形的监测数据，及时 调整注浆量，从而将轴线和地层变形控制在允许的范围内

5.3.2.2主要参数设定

（1）平衡压力值的设定原则

根据招标文件提供的地质情况及隧道理深等情况，进行理论计算切口平衡压 力：

正面平衡压力：P=koh P：平衡压力（包括地下水） Y：土体的平均重度 h：隧道中心埋深 ko：土的侧向静止平衡压力系数 盾构在掘进施工中均可参照以上方法来取得平衡压力的设定值。具体施工设

ko：土的侧向静止平衡压力系数 盾构在掘进施工中均可参照以上方法来取得平衡压力的设定值。具体施工设 定值根据盾构埋深、所在位置的土层状况以及监测数据进行不断的调整。

每环理论出土量=π/4×D×L=π/4×6.34×1=31.57m/环。 盾构推进出土量控制在98%～100%之间。即30.94m/环～31.57m/环

正常推进时速度宜控制在2～4cm/min之间。过建筑物时根据监测数据适当 加快或放慢推进速度，

（4）盾构轴线及地面沉降量控制

盾构轴线控制偏离设计轴线不得大于±50mm；地面沉降量控制在+10mm~ 30mm

5.3.2.3同步注浆和壁后压浆

压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定。 压浆属一道重要工序，须指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作 详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。 由于采用缓凝浆液，为防止浆液在注浆系统内的硬化，必须定时对工作面注 浆系统进行清洗。清洗采用惰性浆液，泥浆配比为（Kg/1.25m²）：

情性浆液一般每大一次，即日班结束后用惰性浆液进行清洗。因特殊情况（如 设备故障等)，停止施工间隔可能超过4小时的，也应在停止施工时立即予以注 情性浆液清洗。 隧道内送浆车以及地面上的拌浆系统也应进行清洗，清洗时间基本控制在每 班一次。由于盾构工作面的注浆管路清洗等原因将形成一定的废浆，对工作环境 造成污染，所以必须利用平板车、土箱外运。 根据标书要求，在管片脱出盾尾5环后，对管片的建筑空隙进行壁后二次注 浆，整个区间每隔5环注浆一次，压浆量的控制根据变形信息确定。

壁后二次补注浆浆液配比如下：（重量比）

二次压浆时必须指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作详细记录， 并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量，

5.3.2.4管片防水材料粘贴

（1）对运输至现场的管片进行验收，确认没有缺角掉边及养护期限等问题， 并分类堆放。 （2）对管片的各防水处理面进行清洁。 （3）弹性密封垫采用遇水膨胀橡胶与氯丁橡胶复合垫，形式为角部棱角分 明的框形橡胶圈，封顶块与邻接块两侧的防水密封垫在拼装前涂表面润滑剂（粘 度为300cp的水性涂抹剂），以减少封顶块插入时弹性密封垫间的摩阻力。

（4）密封垫表面遇水膨胀橡胶遇到水和潮气会膨胀，故逢雨天或梅雨季节， 应覆盖塑料薄膜或在表面涂缓膨胀剂

5.3.2.5管片拼装

5.3.2.6盾尾油脂及集中润滑的压注

为了保证盾构设备的正常运转，在盾构掘进过程中须不定时地进行集中润滑 油脂的压注，避免由此造成的轴承和其他设备的损坏，影响盾构推进施工。 在隧道掘进施工中，盾尾密封功能特别重要。为了能安全并顺利地完成区间 隧道的掘进任务，必须切实地做好盾尾油脂的压注工作，确保施工中盾尾与管片 的间隙内充满盾尾油脂。

5.3.2.7盾构纠偏量控制

施工中隧道轴线、环面平整度或倾斜度需予以纠正时，采用专门楔料（丁

软木片）， ，一次纠偏量最大不超过5mml

5.3.2.8隧道断面布置

在隧道右上方每隔8m布置一个灯架；右下方每环安装一个托架GB／T 38910-2020 卫生陶瓷 标志试验方法，上面铺设 人行走道板；左上方每隔10m环布置一个吊架，供通风管道、动力电缆固定之用； 左下方每5m环安装一个托架，上面铺设进、排水管道。隧道下部轨枕上铺设轨 道以供电瓶车运输使用。（详见图11隧道断面布置图）

5.3.2.9垂直运输和水平运输

（1）垂直运输 管片、施工材料等的垂直运输由地面井口32T行车实施。 （2）水平运输 隧道内的水平运输主要由电机车运送管片、弃土和施工材料等。 （1）运输机具 本工程水平运输机具采用兰州机车厂制造的JXK系列交流传动窄轨蓄电池 14t电机车。该型电机车与以往地铁施工中采用的电机车相比，具有：牵引力大， 安全性强（具有电脑自控恒速行驶）、使用寿命长及智能性高等优点。 货物装于平板车上，由电机车牵引，平板车的行走轨道选用24kg/m，局部双 轨布置，轨距为813mm，轨枕用18#工字钢加工而成，轨道与轨枕间用压板螺栓 连接，并应达到运输轨道铺设顺直、固定牢靠、轨枕间距标准、轨道面平整。运 行中对轨道、轨枕的维修保养指派专人负责，确保运输畅通和安全。 （2）岔道设置 为提高运输效率，缩短出土、驳运管片的行驶时间，同时又考虑到隧道运输 距离较长，因此在井口处设置一副“Y”型道岔，工作井井内布置双轨，并在道 岔处设置信号灯

5.3.2.10隧道内通风

隧道内通风采用大功率、高性能风机，Q600风管新建铁路宁德站房无台柱雨棚钢结构、金属屋面施工组织设计(箱型柱焊接)，送风有效距离大于2KM， 以确保远距离通风的要求。通风设备噪音不超过75分贝，且保证隧道内工作人 员新鲜空气量不低于每人每小时30m，相对湿度为65%～85%之间。 5.3.3曲线段施工

5.3.3.1盾构施工轴线