《盾构施工总结》.docx
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《盾构施工总结》
目录1
1工程概况4
2地质情况4
3推进参数总结4
3.1全断面的推进5
3.2半断面的推进5
3.3孤石群的推进5
3.4砾质粘土的推进5
3.5推进参数与地表沉降5
4加固区情况6
4.1DK22+220旋喷桩加固区开舱6
4.2DK22+395旋喷桩加固区开舱7
4.3DK22+412冲孔桩临时开舱8
4.4DK22+485挖孔桩开舱8
4.5DK22+943舱内灌浆及开舱9
4.6DK22+192舱内注浆及开舱10
4.7DK23+757舱内灌浆及开舱12
5开舱换刀情况13
5.1DK22+065全断面换刀13
5.2DK22+068全断面换刀13
5.3DK22+220旋喷桩加固区换刀14
5.4DK22+238全断面换刀15
5.5DK22+390旋喷桩加固区换刀15
5.6DK22+485挖孔桩加固区换刀16
5.7DK22+943舱内灌浆换刀16
5.8DK23+192舱内灌浆换刀16
5.9DK23+757舱内灌浆换刀17
6换刀数量汇总18
7穿越平南铁路情况18
7.1首次穿越平南铁路18
7.2二次穿越平南铁路19
7.3两次穿越平南铁路沉降分析21
8盾构（长距离）测量21
8.1复测地面导线点21
8.2进行联系测量21
8.3调整管片姿态22
8.4洞内控制测量22
9管片拼装23
10左线技术人员24
1工程概况
XX站~XX站左线区间，以XX站始发，推进方向与XX铁路大致平行，近距离通过XX立交桥，进出风井，左转至XX集团并首次穿越XX铁路，右转至XX公路后再次穿越XX铁路，在XX站进洞，起点里程DK21+822.591,终点里程DK23+819.487（含0.468m短链，7.534m长链）全长2004m，出洞为XXXX年XX月XX日~进洞XXXX年XX月XX日，历经近11月。
2地质情况
左线区间埋深8.5~25m不等，盾构穿越地层地质较为复杂，并呈现出地层地质互相参杂交融，同一断面的土质为多样性的情况。
盾构穿越的地层地质有：
砾质粘土、粘土、砂性土、全断面花岗岩、半断面花岗岩、孤石群、单个大孤石。
3推进参数总结
左线盾构在整条隧道推进中，共通过10处不良地质段，累计推进石头511米。
约占整条隧道长度的1/4。
3.1全断面的推进
在推进全断面时，掘进参数：
推进速度10mm/min、土压0bar、刀盘转速1.8
rpm、扭矩1.2MN.m、总推力900t。
3.2半断面的推进
在推进半断面时，掘进参数：
推进速度15mm/min、土压1.2~2.6bar、刀盘转速1.3~1.6rpm、扭矩0.7~3.5MN.m、总推力1100~2000t。
3.3孤石群的推进
在推进孤石时，掘进参数：
推进速度20mm/min、土压1.2~2.6bar、刀盘转速1.1~1.9rpm、扭矩0.7~4.0MN.m、总推力1500t。
3.4砾质粘土的推进
在推进砾质粘土时，掘进参数：
推进速度35~60mm/min、土压1.3~2.4bar、刀盘转速1.5rpm、扭矩1.6MN.m、总推力1500~2000t。
3.5推进参数与地表沉降
推进过程中，地表易产生沉降，产生地表沉降的原因主要表现为：
土压过低、出土量过多、同步注浆方量不足。
在实际推进中，我们很关注地表的沉降的情况，有专业测量队对盾构机刀盘前方30m、后方20m、左右5m范围内进行监测，监测频率为每日两次。
根据每日地表沉降资料，及时调整推进参数，特别是土压及出土量。
4加固区情况
左线共设置加固区为3处，其中旋喷桩加固区为2处，里程依次为：
DK22+220、DK22+395。
人工挖孔桩1处，里程为DK22+485。
4.1DK22+220旋喷桩加固区开舱
开舱换刀里程为DK22+220~+224,旋喷桩,共7排，加固长度为10.28m,加固宽度为4m,加固深度至盾构顶部从16m~18m不等。
左线盾构定于6月3号开舱，上午主要是排水出土，在上午9点钟时，约出土20方（清舱喷涌，加入适量的膨润土，），5个土压计显示平值均为0.7B。
根据理论推算土舱内至少有25方的土。
于是继续清舱，至11点已清舱出土（含水）约40方，清舱伴有大量的水，土压值呈缓慢增长趋势，停止清舱。
开舱后，舱内水位较高，已经到达舱门，据观察，舱内1点及11点位置有渗漏水，水流有增大趋势。
我们采取以下几种措施进行防水：
①水不漏封堵1点及11点位置②流水处塞棉被③螺旋机排水④水泵抽水。
止水起到一定的效果。
为了尽量缩短换刀时间，须将刀盘转至合适位置以利于人员进入舱内作业。
转动刀盘后，1点及11点位置又开始流水，之后伴有少量泥土坠落。
经研究决定，从地面向下至1点及11点位置进行注浆加固，加固后，效果不好，流水现象依然存在。
之后在
刀盘开口处喷射速凝混凝土。
效果立竿见影。
水被止住。
人员开始进入舱内作业。
4.2DK22+395旋喷桩加固区开舱
DK22+390加固区采用旋喷桩施工，加固共5排，直径800mm。
理论加固范围为DK22+390.3~+393.5。
加固宽度3.2m。
7月8号白班。
盾构里程推至390.6，即盾构推进加固区1.05m，清舱后，观察20分钟后，土压增加很快。
最后放弃开仓。
7月8号夜班。
盾构推了500mm，里程推至391.1，即盾构刀盘进入加固区1.55m,清舱后，观察一小时后土压稳定，准备开仓。
开舱后，仓内9点钟位置土体较稀。
20分钟之后9点钟位置土体坍塌。
7月9号白班，继续往前推进40cm，换了三把刀分别是28#、38#、27#，土体再次坍塌。
7月9号夜班，第三次分两次推进80cm后清仓。
压力降不下去。
无法开仓。
白班继续推进40cm，仍然不具备开仓条件，最终放弃开舱。
该加固区共换刀三把。
4.3DK22+412冲孔桩临时开舱
左线盾构于里程DK22+409.75刀尖进入加固区边缘，在出土过程中并未见到混凝土加固土样，当刀尖到达加固区中心里程时，开始清舱。
土压降至0。
清舱出土量为1斗。
开舱后，掌子面右方为土，在9点钟位置有点漏水。
水量很小。
在12点位置有高度为
50cm的花岗岩。
判断应为孤石。
在2点钟位置往大里程方向有深度为1.3m空洞。
除12点钟孤石花岗岩外，其余均为强风化。
在观察中，土体仍不断塌落。
掌子面不稳定。
于是继续推进1.4m，这时为晚上22：
00。
清舱后，出土1斗半。
舱内有土，已到舱口。
观察掌子面，11点位置看到疑似混凝土，其余全为强风化。
继续清舱。
11点位置混凝土已无。
舱内有半舱水，掌子面土体坍塌。
不具备开舱条件。
4.4DK22+485挖孔桩开舱
加固区里程从DK22+481.78～DK22+486.04，按线路前进方向宽度为4.26m。
清仓后，舱门打开，据观察前方掌子面全为混凝土，无渗漏水，加固效果较好。
4.5DK22+943舱内灌浆及开舱
左线盾构掘进至745环，掘进中声音很大。
推力不断增大，扭矩波动很大，刀盘7次被卡，出土中喷涌，水量很大。
该环推至行程500mm，被迫停止推进。
2009年9月9日，夜班20：
00，开始清舱，之后观察压力，压力平均上涨0.18BAR，之后再次观察土压变化情况，土压无变化，开始在盾尾焊接工字钢及抽水。
舱内注浆从5：
25分至9月10日15：
40分，共注浆42方。
土舱1号压力显示为2.4BAR。
铰接退105mm，推进油缸退50mm。
2009年9月11日夜班19：
50分，开始打超前注浆管，共打进2根，分别为3号注浆管及6号注浆管。
2009年9月12日，白班8：
20分，开始超前注浆（单液浆），截止到下午16:
00分,共注浆7.5方。
2009年9月12日~14日，等砂浆强度，2009年9月14日上9：
00分，打开舱门，砂浆已凝固，强度满足清舱换刀要求。
表3.5.1
DK22+943清舱时间统计
日期
时间
1#土压（bar）
2#土压（bar）
3#土压（bar）
4#土压（bar）
5#土压（bar）
备注
09.9.9
20:
00:
00原始压力
1.6
1.7
1.7
1.8
2.0
09.10.17
20:
02:
00开始清舱
1.6
1.7
1.7
1.8
2.0
09.10.17
20:
55:
00清舱停止
0.01
0.03
0.05
0.04
0.11
09.10.17
20:
55:
00观察土压
0.01
0.03
0.05
0.04
0.11
09.10.17
21:
20:
00停止观察
0.08
0.09
0.07
0.16
0.55
09.10.17
上涨幅度
0.07
0.06
0.02
0.12
0.44
注：
25分钟，土压平均上涨0.18B
4.6DK22+192舱内注浆及开舱
左线盾构掘进至910环，掘进中声音很大。
出土中石头含量为30％，不断有粒径为30~40cm的石头出来。
行程800mm，刀盘转不动被卡死，扭矩5.3MN.m，停止推进。
2009年10月17日，夜班19：
32，开始清舱，清舱后观察压力，压力，开始在盾尾焊接工字钢。
舱内注浆从22：
18分至10月18日7：
38分，共注浆44.7方。
土舱1号压力最大显示为4.7BAR。
铰接退110mm，由于铰接拉力较大，油缸未推回。
2009年10月18日夜班9：
43分，开始打超前注浆管，共打进2根，分别为2号注浆管及4号注浆管。
2009年10月18日，白班11：
23分，开始超前注浆（单液浆），截止到下午18:
30分,共注浆8方。
2009年10月20日上8：
12分，打开舱门，砂浆已凝固，强度满足清舱换刀要求。
表3.6.1
DK23+192清舱时间统计
日期
时间
1#土压（bar）
2#土压（bar）
3#土压（bar）
4#土压（bar）
5#土压（bar）
备注
09.10.17
21:
31:
00原始压力
1.99
2.21
2.26
2.3
3.11
09.10.17
21:
32:
00开始清舱
1.99
2.21
2.26
2.3
3.11
09.10.17
21:
55:
00清舱停止
0.06
0.03
0.18
0
0.39
09.10.17
21:
55:
00观察土压
0.06
0.03
0.18
0
0.39
09.10.17
22:
15:
00停止观察
0.08
0.06
0.2
0.01
0.43
09.10.17
上涨幅度
0.02
0.03
0.02
0.01
0.04
注：
20分钟，土压平均上涨0.03B
表3.6.2
DK23+192灌浆时间统计
日期
时间
1#土压（bar）
2#土压（bar）
3#土压（bar）
4#土压（bar）
5#土压（bar）
砂浆用量（m3）
09.10.17
22:
18
0.08
0.09
0.25
0.15
0.49
5.1
09.10.17
22:
44
0.31
0.3
0.36
0.29
0.57
5.1
09.10.17
23:
20
0.37
0.35
0.52
0.34
0.77
4.2
09.10.18
0:
05
0.6
0.65
0.81
0.75
1.06
5.2
09.10.18
1:
07
0.62
0.77
0.87
0.87
1.18
5.1
09.10.18
2:
05
0.67
0.98
1.03
1.07
1.39
4.7
09.10.18
2:
58
0.75
1.07
1.08
1.14
1.43
4.2
09.10.18
4:
00
1.4
1.66
1.61
1.63
1.88
3.3
09.10.18
5:
10
2.56
2.82
2.7
2.66
2.98
3.1
09.10.18
6:
32
3.9
4.1
4.2
4.6
4.6
3.2
09.10.18
7:
38
4.12
4.4
4.17
4.29
4.73
1.5
注：
9小时20分钟累计注浆44.7m3
4.7DK23+757舱内灌浆及开舱
左线盾构掘进至1287环，推进中各个参数异常，刀盘5次被卡，出土中喷涌，水量很大。
该环推至行程1200mm，停止推进。
2009年12月22日，夜班20：
45分，开始清舱，由于土压计损坏，清舱以出土量为准，该次技术交底要求清舱舱内余1/3土，设计舱内土为25m3,实际清舱出土17m3（含水），余8m3未清，之后在盾尾焊接工字钢。
舱内注浆从9：
34分至12月23日7：
56分，共注浆45方。
铰接退115mm，油缸退60mm。
2009年12月23日夜班8：
46分，开始打超前注浆管，共打进2根，分别为1号注浆管及5号注浆管。
2009年12月23日，夜班班21：
27分，开始超前注浆（单液浆），截止到23:
34分,共注浆11.4方。
注浆压力为2BAR。
2009年12月25日上8：
00分，打开舱门，砂浆已凝固，强度满足清舱换刀要求。
5开舱换刀情况
5.1DK22+065全断面换刀
根据地质勘探，左线盾构里程从DK22+058（156环）～DK22+103（186环）
、DK22+183（240环）～DK22+244（281环）存在强度在100Mpa左右的花岗岩，其中盾构穿越范围全为花岗岩。
清舱后，加气推刀盘5cm。
舱门打开后，刀盘前方掌子面为全断面花岗岩，该次换刀为主动换刀，实际开舱后掌子面情况与地质勘探吻合。
人员进入舱内开始换刀，该次共换单刀31把，中心刀4把，齿刀31把，边缘刮刀未换，刀具磨损严重，大部分刀具报废。
该次换刀历经时间为2009年4月30日~5月7日。
由于刀盘推后5cm，刀与掌子面分离，第一次换刀过程顺利。
5.2DK22+068全断面换刀
为了总结刀具在全断面推进中对刀具的磨损情况，我们决定以盾构机在全断面推进2环后再次开舱。
根据出土情况判断，可以开舱。
舱门打开后，前方掌子面仍为全断面，然后检查刀具，滚刀有1/3有均磨，均磨全在15mm之内。
最后决定将均磨刀具全部换掉。
该次换单刀15把。
5.3DK22+220旋喷桩加固区换刀
⑴这次总共换了33把单刀，4把中心刀，其中13#、15#刀在盾构推进80cm后再次更换，由于岩石突出部分为刀盘中心区域，故中心区域刀偏磨损较为严重，其他周边刀磨损主要表现为均匀磨损。
⑵换刀原则：
先易后难，前方掌子面虽然进行了多次加固，但渗漏水情况始终没有间断，风险依然存在，为了尽可能多的换刀，先把比较容易拆出的刀换掉。
然后根据掌子面稳定情况，集中人员抢拆比较难拆的刀（每班分为两个小组，每个小组3人）。
⑶换刀过程：
在整个换刀过程中，影响换刀进度的原因有三个：
第一为物资准备不足。
第二为刀具拆除困难。
第三为作业人员刀具拆除不熟练。
其中拆除比较困难及耽误时间最长的刀有：
6#8#、9#、10#、11#。
6#8#刀的装拆过程是使用膨胀剂将周边岩石破裂。
9#刀是使用氧气乙炔烧割完成的。
10#、11#是使用风镐凿除突出岩石从而使其装上的。
这些刀在盾构机刀盘刀座上已严重变形。
其它刀在装拆的过程中也遇到一些问题，例如：
17#刀在拆除中，矿灯没电，仓内作业人员看不清刀具磨损状况，无法确定是否需要更换刀具。
14#刀在拆除中，2吨葫芦坏了，库房没料，只有现买，这就需要时间，足足耽误2个小时等等。
5.4DK22+238全断面换刀
2009年6月29日，左线盾构推进至274环，里程为DK22+238，出土中，石头含量较多没有土，根据以往经验，前方掌子面应为全断面。
全断面为开舱换刀最佳地层。
经研究决定，在该里程开舱，开舱后，刀盘前方为全断面，9点位有轻微渗漏清水，掌子面稳定适宜换刀。
经检查，刀具有8把均磨，均磨全在6mm~10mm，该次换刀共换单滚刀7把。
5.5DK22+390旋喷桩加固区换刀
开舱后，由于前方掌子面加固效果不理想，掌子面为土层，并有漏泥沙不断塌陷，根据土质情况，我们进行了分析，认为该土质自立性在4小时，决定换刀时间为3小时。
3小时换了三把刀分别是28#（均磨15mm）、27#（均磨17mm）、38#（偏磨30mm）。
5.6DK22+485挖孔桩加固区换刀
该次共更换单滚刀17把，中心刀1把，边刮刀6把，齿刀28把。
由于加固区加固效果较好，刀盘可以转至任意位置，刀具可以在最佳的角度、人员可以在最佳的位置利于更换。
更换刀具时间为09年7月21日~7月23日。
5.7DK22+943舱内灌浆换刀
2009年9月12日~14日，等砂浆强度，2009年9月14日上9：
00分，打开舱门，砂浆已凝固，强度满足清舱换刀要求。
2009年9月14日~26日，该期间一直换刀，共换单滚刀29把，双刃刀4把。
齿刀及边缘刮刀未换。
在换中心刀时由于刀盘停机位置不利于更换刀，中心刀放在最后更换。
在换6#8#双刃滚刀时，由于有4个螺杆断在里面，很难取出。
最后使用烧割抢作业了3个小时才取出。
在关闭舱门前，检查刀螺栓复紧情况发现2#4#双刃滚刀有两个螺杆未安装。
经详细检查发现，也是有两螺杆断在里面，经过两个班组连天加夜的烧割，才将这两个螺杆取出。
5.8DK23+192舱内灌浆换刀
舱门打开后，砂浆强度较高、掌子面较稳定、舱内温度高、人员在舱内作业时间短、人员易疲劳等导致清土缓慢。
我们采取了向舱内通风、放置冰块等方法来降低舱内温度，起到很大效果。
在拆除刀具过程中，由于刀具磨损总体上不严重，大部分为均磨，所以刀具拆除较容易。
5.9DK23+757舱内灌浆换刀
2009年12月25日上午11点，舱门打开，砂浆强度满足更换刀具要求。
该次换刀原则上边单滚刀全换，中心刀偏磨即换，边缘刮刀及齿刀不换。
清土每日约4方，换单刀每日6~7把，该次换刀总体上较为顺利。
只有第35号刀拆除较难。
35号刀偏磨严重、呈不规则形状，其前方掌子面有花岗岩，由于刀具严重变形，
刀又在刀盘最底部。
刀盘底部又存在水、空间狭小、风镐使用困难、人员站立处无支撑等一系列原因，使得该刀无法拆除。
但是该刀是边缘单滚刀，必须更换。
在技术会上，部分人员建议转动刀盘，将该刀转至合适位置，避开花岗岩层，同时利于人员站立及工具使用。
但是，转动刀盘，会对土体有扰动，存在安全问题。
2009年1月2日，经研究决定，转动刀盘。
刀盘至合适位置后，观察前方掌子面，出现轻微土体塌落，5分钟后，土体不再塌落，并趋于稳定。
10分钟后，仍未见土体塌落。
人员进入舱内只用了20分钟时间将35号刀更换完毕。
6换刀数量汇总
表6.1
左线换刀数量汇总表
换刀次数
换刀里程
单刀（把）
双刀（把）
边刮刀（把）
齿刀（把）
加固类型
1
DK22+065
31
4
31
全断面
2
DK22+068
15
12
13
全断面
3
DK22+220
33
4
9
27
旋喷桩
4
DK22+238
7
全断面
5
DK22+390
3
旋喷桩
6
DK22+485
17
1
6
28
挖孔桩
7
DK22+525
18
1
7
34
风井
8
DK22+943
29
4
舱内灌浆
9
DK23+192
29
3
舱内灌浆
10
DK23+757
31
1
舱内灌浆
累计换刀个数
213
18
34
133
7穿越平南铁路情况
7.1首次穿越铁路
盾构穿越铁路日期为XX年XX月XX日~XX月XX日，穿越里程DK23+210~285，该处埋深19.5m，土质主要为砾质粘土，在里程DK23+235处存在孤石群。
位于隧道断面的中心位置。
平南铁路共有三股道，其中中心股道为快速股道，盾构穿越该铁路总长度为75m。
11月1日~4日，里程DK23+210~255，根据试掘进情况参数推进设定为2.0Bar、停机保压2.2Bar、掘进速度为25~35mm/min、出土为60m3、扭矩1.5~2.0MN.m、刀盘转速为1.4rpm、泡沫剂为2%、由于及时调整盾构姿态总推力已降至1500t。
11月5日~7日，里程DK23+255~285，由于铁路单日沉降-10mm/天，从里程DK23+255~285，土压力值的设定由最初的2.0B过渡到2.3B，出土量由原来的四斗（70m3）提高至三斗（60m3）；刀盘转速为1.6rpm；推进速度
30mm/min；总推力1400t、注浆压力为5.5m3、浆液稠度为12cm。
在实际推进中在里程DK23+235～248存在13m的孤石，故将掘进参数及时进行调整，掘进速度控制在20mm/min以下。
7.2二次穿越铁路
该次穿越铁路与上次相比，吸取上次施工经验，对施工工艺进行更新，主要表现在四大方面：
同步注浆、二次注浆、减少出土量、快速推进。
⑴同步注浆与上次不同的是，在注浆配合比上增加了水泥，减少了粉煤灰的用量，主要是为了加快浆液凝结时间。
在注浆方式上，不再沿用推进前20cm不注浆，推进中1m注浆，推进结束30cm不注浆。
而是实行了推进时间与注浆时间同步。
⑵二次注浆，上次过平南铁路主要为单液浆，这次全部环环采用双液浆，注浆孔位上次为7点位与4点位对称注浆，这次注浆孔位为全环注浆。
⑶出土量的控制，出土量与土压成反比的关系，在理论的角度上，应根据埋深和地质特性及含水情况计算土压，从而得出出土量，但是在实际推进过程中，我们发现，理论与实际推进存在不一致性。
在这一情况下，最初我们有意识的提高理论土压值，减少出土量。
然后根据地面监测沉降情况，来实时指导盾构推进土压。
⑷推进速度，造成地面沉降的因素主要为：
土压与同步注浆。
推进速度的快慢与沉降并不存在根本性因素，根据这一情况，为了减少盾构在平南铁路下面通过时间，我们加快了推进速度，由原来的25mm/min~35mm/min提高至45mm/min~55mm/min，该次穿越平南铁路累计沉降在10mm之内。
7.3两次穿越平南铁路沉降分析
盾构穿越平南铁路掘进中，土压1.9Bar、扭矩1.7MN.m、刀盘转速1.6rpm、推进速度40mm/min、同步注浆为5.5m3、出土量3斗半（60m3），距刀盘前方10m，每日沉降-20mm，距刀盘前方20m，每日沉降为-8mm，在盾构正方上也存在沉降，一般下沉为3-5mm，盾尾过该里程后，沉降为10m范围内，每日沉降-13mm，20m范围内每日沉降-5mm。
8盾构（长距离）测量
深圳地铁5号线5304标段盾构区间，本区间隧道左线总长度为2003.962m。
8.1复测地面导线点
用附合导线的形式对导线点进行复测，测量过程严格按照精密导线测量要求进行，测量成果的处理采用三级复核制，最后得出地面导线点新坐标。
8.2进行联系测量
⑴直导线定向
由于端头井尺寸已固定，通过GPS点用支导线的形式向井下传递导线要经历两条15m短边，因此在测量过程中对此两边相关的角反复测量，最终取平均值为最终结果，定向精度控制在±20″内。
测量短边时应注意：
在测量前要对棱镜、仪器反复调平以
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