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（完整word版）盾构机始发作业指导书
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十一、盾构机始发作业指导书
1.编制目的
指导盾构始发施工作业，保证盾构到达作业安全、有序、顺利地完成。
2.编制依据
2.1《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299—1999，2003年版）
2。
2《建筑变形测量规范》（JGJ8—2007）
2.3《城市轨道交通工程测量规范》（GB5038—2008）
2.4《城市测量规范》（CJJ8-99）
2。
5《工程测量规范》（GB50026-2007）
2.6《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）
2.7盾构区间相关文件资料
2.8《宁波市轨道交通（地下）工程关键工序验收管理程序》（甬轨指〔2009〕57号）
3.适用范围
适用于土压平衡盾构机施工。
4.施工准备
4.1内业技术准备
4。
1。
1开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸。
澄清有关技术问题,熟悉标准和现场环境状况。
4。
1.2根据设计和标准要求，结合现场所实际情况，编制吊装方案.
4。
1。
3制订施工安全保证措施和应急预案。
4。
1。
4对施工人员进行技术交底和上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。
4。
2外业技术准备
4。
2.1作好施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。
4。
2。
2对各类机具设备性能进行逐级检查验收，对其安全系数及抗倾覆稳定性等是否满足要求进行复核。
4.2.3盾构始发基座、反力架安装完成；始发端头加固、洞门凿除、洞门密封已完成；盾构组装调试已完成。
4.3技术要求
4.3.1根据盾构洞口地层稳定性评价结果，严格按地铁施工规范、施工设计对洞口端头进行地层（注浆、做旋喷桩等）加固处理。
4.3.2洞门凿除根据洞门的稳定性，决定洞门凿除的时间,避免破除后暴露时间过长产生坍塌.
4。
3。
4盾构主机完全进洞、始发掘进20m、50m的位置,要进行导向系统的测量复测和精确度调整，保证导向系统的可靠.
4.3.5对始发施工每一个环节全面细致的控制，确保各种处理措施达到预期效果.
5.施工方法
略
6。
工艺流程
6。
1盾构始发工艺流程
6.2始发
6.2.1洞门准备工作
准备工作包括始发洞口地层加固、洞门凿除和洞门密封系统的安装.
6。
2。
2始发洞口地层加固
盾构始发之前对洞口地层稳定性进行评价，并采取有针对性的处理措施。
宁波轨道交通端头加固一般方法为搅拌桩、旋喷桩及冷冻法等。
选择加固措施的基本条件为加固后的地层要具备最少一周的侧向自稳能力,且不能有地下水的损失。
地层加固要保证洞门破除后的土体有充分的强度和稳定性，在盾构始发掘进之前不能坍塌。
为探测地层加固情况,在洞门上合理开设一定数量的探孔，检查洞门前方土体加固及地下水位情况，探孔数量、布置和深度满足设计要求。
如有必要，提前开启端头降水井降低地下水位标高。
不加固地层可采用其它始发辅助措施达到始发条件。
6.2.3洞门凿除
盾构始发的站或井的围护结构一般为钢筋混凝土桩或连续墙，盾构刀盘无法直接切割通过，需要人工凿除。
洞门凿除的时机必须把握良好，凿除太迟耽误盾构接收，凿除太早让洞门后的土体暴露时间过长.一般人工凿除需要约两个星期的时间。
洞门凿除施工时，不能把所有的钢筋和混凝土全部除掉，应保留围护结构的最后一层钢筋和钢筋保护层,待盾构始发所有准备工作完成后再割除最后一层钢筋网,不能直接暴露出土体。
洞门凿除示意参见图2。
洞门凿除所用主要机具和人员为：
10m3空压机一台、风搞6～8把、气割设备2套、铁锨若干，人员每班8～10个。
6。
2。
4洞门密封系统安装
洞门密封系统的作用为保证洞门口处的管片背后可靠注浆,对防止隧道贯通后的水土流失也能起到一定的作用。
洞门密封系统一般采用帘布橡胶板加折页压板的方式（参见图3）.主要由洞门框预埋的钢环板、帘布橡胶板、折页钢压板固定螺栓及垫片等组成。
结构优点为简单可靠，不需要人工调整，折页压板可以自动压紧在盾壳和管片上，可以保证注浆时浆液不会外漏。
密封系统工作原理参见图4。
图2始发洞门凿除图3密封系统的组成
图4密封系统工作原理
6.2.5洞口始发导轨安装
在围护结构破除后,盾构始发台端部距离洞口加固体必然会产生一定的空隙，为保证盾构在始发时不致于因刀盘悬空而产生盾构“叩头"现象,需要在始发洞内安设洞口始发导轨。
安设始发导轨时应在导轨的末端预留足够的空间，以保证盾构在始发时,不致因安设始发导轨而影响刀盘旋转.在刀盘完全进入洞门后再开始转动刀盘,避免刀盘旋转刮到洞门卷帘。
6.3始发基座安装、盾构组装调试和反力架的安装
6.3。
1始发基座安装就位
始发基座作为盾构拼装和试推进的工作平台，拼装要求是精确和牢固。
始发基座一般分为基础部分和托架部分。
基础部分一般为钢筋混凝土的条形梁结构或型钢拼装结构,主要作用是为托架部分提供牢固和高度合适的平台。
托架安装后可在托架两侧焊接型钢支架，对托架进行必要的加固。
托架部分为钢制的弧形结构，可以很好的托起盾构主机。
托架部分为现场拼装，然后根据盾构主机的始发中心位置精确定位，最后和基础部分的预埋钢板牢牢焊接固定.
6.3。
2盾构的组装调试
始发机座安装固定完成后，就开始盾构的组装调试。
首先,依次放下盾构的后配套系统，然后推入始发竖井的后部，为主机拼装让开空间，并分别连接。
如果竖井内没有空间放下后配套系统,那就只有把后配套系统放在地面了，然后用延长管线连接后配套和主机.
主机的拼装是盾构组装最困难部分。
主机的各部件体积和重量都很大，需多台吊机协调吊装，需各作业人员配合默契。
主机各部件的连接要求很高，需要作业人员有较高的专业素质和丰富的经验。
盾构主机与后配套拼装连接完成后，就可以依次进行电气、液压等系统的调试。
6.3。
3反力架的安装
盾构主机拼装的同时，即可开始反力架的安装。
反力架的安装位置根据反力架的尺寸、盾构主机的尺寸和管片的尺寸精确确定。
反力架安装注意事项：
1、因为主机也在安装，所以反力架安装时要特别小心，不能碰撞到主机；2、反力架安装的位置误差、垂直度误差应控制在10mm以内；3、反力架应有牢固的支撑，能为盾构始发提供足够的反推力。
6.4反力架、负环管片位置的确定
反力架的位置确定主要依据洞口第一环管片的起始位置、盾构的长度以及盾构刀盘在始发前所能到达的最远位置确定。
6.4.1负环管片环数的确定
假定盾构长度LTBM＝8。
3m，安装井长度LAS＝12m（因不同的始发井尺寸而不同），洞口围护结构在完成第一次凿除后的里程DF，设计第一环管片起始里程D1S，管片环宽WS＝1。
2m，反力架与负环钢管片长WR＝1.5m（自行设计加工的尺寸）。
DR为反力架端部里程，N为负环管片环数。
在安装井内的始发时最少负环管片环数确定N＝（D1S－DF＋8.3）／WS
6.4.2反力架、负环钢管片位置的确定
在确定始发最少负环管片环数后，即可直接定出反力架及负环管片的位置。
反力架端部里程DR＝D1S－N×WS
6。
5负环管片的安装
盾构连接和反力架安装完成后，即可准备负环管片的安装。
6.5。
1负环管片安装准备
在安装负环管片之前，为保证负环管片不破坏尾盾刷、保证负环管片在拼装好以后能顺利向后推进,在盾壳内安设厚度不小于盾尾间隙的方木（或型钢），以使管片在盾壳内的位置得到保证。
在安装负环管片之前，为保证负环管片不破坏尾盾刷、保证负环管片在拼装好以后能顺利向后推进，盾尾刷内需人工填满盾尾油脂，同时在盾壳内安设厚度不小于盾尾间隙的方铁或圆钢（强度需满足要求）,以使管片在盾壳内的位置得到保证。
6.5。
2负环管片后移
第一环负环管片拼装成圆后，用4～5组油缸完成管片的后移。
管片在后移过程中，要严格控制每组推进油缸的行程，保证每组推进油缸的行程差小于10mm。
在管片的后移过程中，要注意不要使管片从盾壳内的方铁或圆钢上滑落。
6.5。
3负环管片与负环钢管片的连接
负环管片的最终位置要以推进油缸的行程进行控制，在负环管片与负环钢管片之间的空隙用早强砂浆或钢板填满.
6。
5。
4负环管片的拼装类型
负环管片采取错缝拼装。
6。
5.5具体要求
6.5。
5.1分别调试推进系统和管片安装系统，确保这两个系统能稳定工作。
6.5。
5.2在盾构推进之前割除完洞门内的最后一层钢筋网，为盾构推进作好准备。
6.5。
5。
3在盾尾壳体内安装管片支撑垫块,为管片在盾尾的定位作好准备（参见图5）。
图5第一负环的安装
6。
5。
5。
4从下至上一次安装第一环管片,并使管片的转动角度符合设计要求，换算位置误差不超过10mm。
6。
5.5。
5安装拱部的管片时,由于管片支撑不足,要及时进行加固。
6。
5.5。
6第一环负环管片拼装完成后，用推进油缸把管片推出盾尾，并施加一定的推力把管片压紧在反力架上，即可开始下一环管片的安装。
6。
5。
5.7管片在被推出盾尾时,要及时支撑加固，防止管片下沉或失圆。
同时,也要考虑到盾构推进时可能产生的偏心力,故支撑应尽可能的稳固。
6.5。
5.8当刀盘抵拢掌子面时，推进油缸已经可以产生足够的推力稳定管片，就可以把管片定位块去掉了。
7。
主要机具及设备
始发过程所需用的主要机具与材料见下表:
序号
名称
型号
数量
备注
1
空压机
10m3/min
1台
2
风镐
6～8把
3
电焊机
2台
4
管片运输车
1辆
5
砂浆运输车
1辆
6
出渣矿车
3辆
7
机车
1辆
8
门吊
45t
1台
9
始发台
1个
10
反力架
1付
11
负环钢管片
1环
12
洞口密封
1套
8.劳动力组织
根据施工工序合理安排劳动力。
在始发过程中的劳动力组织参见下表：
序号
工种
班次
人数
备注
1
主司机
2班
1人
2
管片安装
2班
3人
3
注浆司机
2班
1人
4
调车员
2班
1人
5
机车司机
2班
1人
6
门吊司机
2班
1人
7
材料供应
2班
2人
8
搅拌司机
2班
2人
9
班工程师
2班
1人
10
工班长
2班
1人
合计
14人/班
9。
质量标准及常见问题预防措施
9。
1质量标准
9。
1.1盾构机初期的定位误差:
高程误差不大于20mm；水平位置误差不大于20mm；与隧道设计轴线的角度误差＜2‰。
9.1.2正环管片的平整度：
〈5mm；水平及高程偏差＜50mm。
9.1。
3负环管片掘进时,要严格控制推进油缸的行程差，保证行程差小于25mm。
9。
2常见问题及技术措施
9。
2.1加固效果不好
端头土体加固的效果不好是在始发过程中经常遇到的问题。
采取的主要措施是必须根据端头土体情况选择合理的加固方法，而且要加强过程控制，特别是要严格控制一些基本参数。
对于加固区与始发井间形成的必然间隙要采取其它方式处理。
9。
2.2开洞门时失稳
开洞门时失稳主要表现为土体坍塌和水土流失二种，其主要原因也是由端头加固效果不好所致。
在小范围的情况下可采用边破除洞门砼，边利用喷素砼的方法对土体临空面进行封闭。
如果土体坍塌失稳情况严重时，只有封闭洞门重新加固。
9.2.3始发后盾构机“叩头”
始发推进后，在盾构机抵达掌子面及脱离加固区时容易出现盾构机“叩头”的现象,根据地质条件不同有些可能出现超限的情况。
为此,通常采用抬高盾构机的始发姿态、合理安装始发导轨以及快速通过的方法尽量避免“叩头”或减少“叩头”的影响。
9.2.4密封效果不好
洞门密封的主要目的也是在始发掘进阶段减少土体流失。
当洞门加固达到预期效果时，对于洞门环的强度要求相对较低，否则要在盾构推进前彻底检查和确定洞门环的状况.在始发过程中若洞门密封效果不好时可即时调整壁后注浆的配合比，使注浆后尽早封闭，也可采用在洞门密封外侧向洞门密封内部注快凝双液浆的办法解决。
9.2。
5盾尾失圆
在很多情况下，始发阶段由于自重及其他原因，盾尾一般都会出现失圆的情况,有些可能达到10cm之多.可以采用盾构机自带的整圆器进行整圆,在必要的情况下，可采用错缝拼装以保证在管片拼至隧道内时管片自身的椭圆度控制在误差以内。
9。
2.6支撑系统失稳
支撑系统在某些情况下由于盾构机推进中的瞬时推力或扭矩较大而产生失稳,这样将导致整个始发工作的失败.对于支撑系统的失稳只能从预防角度进行，同时在始发阶段对支撑系统加强监测.
9.2.7地面沉降较大
由于始发施工的特殊性，始发阶段的地面沉降值均较大，因此在始发阶段需尽早建立盾构机的适合工况并严密注意出土量及土压情况，同时加大监测频率，控制地面沉降值。
9.3始发掘进注意事项
9。
3。
1负环管片脱出盾构机后，周围无约束,在推力作用下，易变形，为此将在管片两侧用型钢支撑加固，并用钢丝绳将管片和始发托架箍紧；
9。
3。
2安装负环管片时，为保证管片和盾构机下部的合理间隙,在盾构机的下半部内壁沿纵向垫75mm厚方木；
9。
3。
3在盾构机完成始发准备后，将刀盘及时切入土体连续进尺。
9.3。
4千斤顶总推力，控制在1500t以内。
下部千斤顶推力应略大于上部千斤顶推力。
推力的增加要遵守循序渐进原则。
9.3。
5当盾构机外壳脱离洞门密封圈后，及时进行同步注浆。
9.3.6盾构穿过洞口土体加固段时，土层由硬至软，要加强盾构机的方向控制.
9。
3.7在初始掘进段，每20m布置一个沉降监测断面，监测地面位移和水压，应及时反馈分析监测结果，掌握沉降变化规律，从而优化施工参数，动态调整盾构掘进参数。
9.3.8防止盾构旋转和上飘。
由于盾构与地层间无摩擦力,盾构易旋转，因此,在盾构本体上焊接防转钢板,同时加强盾构姿态观测。
如发现盾构有较大转角，可以采用大刀盘正、反转的措施进行调整。
盾构刚始发时，掘进速度宜缓慢,同时加强后盾支撑观测，防止盾构上飘。
9。
3。
9初始掘进采用土压平衡施工方法,土仓压力应与地面沉降观测结果相对照。
10.安全措施
10。
1盾构大件吊装作业必须聘请专业公司的设备和专业人员进行作业和指导，严格按照吊装施工组织方案进行作业，确保吊装作业安全无误；
10.2盾构组装调试必须聘请专业人员指导，杜绝机械和电气事故;
10.3反力架的安装加固要严格检查，杜绝任何形式的安装缺陷；
10。
4管片安装应由经过安全培训的专业队伍完成,安装作业区内严禁其它人员进入;
10。
5在盾构机始发之前，为防止盾构机在始发台掘进时发生旋转，需要在盾构机两侧盾壳焊接防扭装置;
11。
环保措施
施工前，对工作井周围及隧道轴线沿途建筑物、构筑物进行调查;采用低噪音设备,音源配置合理或采用隔音设备；防止振动;防止水质污染;采取有效技术措施，控制地表下沉，尽量减少对沿线建筑物的影响.对沿线居民、厂家单位等事先讲明情况，争取多方面的理解和支持。
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