天津地铁2号线机场延长线工程盾构区间负环安装拆除施工方案.docx
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天津地铁2号线机场延长线工程盾构区间负环安装拆除施工方案
目录
第一章编制依据、目的及工程概况1
第一节编制依据1
第二节编制目的1
第三节工程概况1
第二章负环管片安装2
第一节负环管片安装施工工艺3
第二节安装负环管片三角支撑4
第三节安装负环管片4
负9环管片安装示意图5
第四节安装负环管片上部八字反力架6
第五节盾构正常推进及人员、材料配置7
第三章负环管片拆除8
第一节工程情况8
第二节施工方案8
第一小节负环管片拆除施工工艺8
第二小节拆除步骤8
第三小节施工措施9
第四章安全质量环保措施9
第一节安全保证措施9
第一小节安全保证体系9
第二小节安全措施10
第二节质量保证措施10
第一小节项目组织机构框图10
第二小节质量措施10
第三节环境保护措施11
第一章编制依据、目的及工程概况
第一节编制依据
（1）天津地铁2号线机场延长线工程盾构区间施工设计图；
（2）天津地铁2号线机场延长线工程盾构项目指导性施工组织设计；
（3）现行有效的国家及天津市有关地下工程设计、施工规范和规程等；
（4）同类工程负环管片安装的施工经验；
（5）《建筑工程安全施工手册》。
第二节编制目的
⑴规范操作程序，指导现场施工，确保负环管片安装、拆除施工的顺利进行。
⑵为管片安装、拆除施工提供可行性施工经验。
⑶确保盾构施工工期的要求。
第三节工程概况
本标段含一个风井和两个区间：
盾构始发井（不含）～风井和疏散口（含）～机场站（不含）（具体见图一盾构施工部署图），区间隧道采用盾构法施工。
其中1#盾构机计划于2012年10月2日进场，2012年10月末在李明庄始发井始发，掘进到风井。
2#盾构机计划于2012年10月20日进场，2012年11月末在李明庄始发井始发，3#盾构机计划于2013年2月1日进场，2013年3月初在风井始发，4#盾构机计划于2013年3月1日进场，2013年4月初在风井始发，隧道内水平运输采用轨道运输，垂直提升由地面布设的32t龙门吊完成。
联络通道及泵房采用喷锚构筑法进行施工，施工前对地层进行冻结加固，施工中辅以钢筋网、喷射混凝土及钢架作为支护手段。
盾构施工的全过程要严格按照国家标准及天津地铁建设工程强制要求标准《盾构施工强制要求二十一条》执行，确保施工安全。
图一盾构施工部署图
本工程盾构机的组装场地分成两个区：
盾构机主机存放区、后续台车存放区。
由于盾构始发井后端未设置临时出土口，不满足盾构机整体始发条件，需进行分体始发。
盾构后续台车需按6～1号倒序放在已建好的敞开段隧道内，待盾构主机掘进约100米时，再在井下与主机进行管路连接，开始正常掘进。
第一小节始发处的轴线描述
左右线隧道始发段轴线详见表1-1。
平曲线
竖曲线
左线
长度（m）
半径（m）
长度（m）
坡度或半径（m）
221.316
圆曲线（360m）
670
-25‰
右线
长度（m）
半径（m）
长度（m）
坡度或半径（m）
221.316
圆曲线（360m）
670
-25‰
第二章负环管片安装
现在负环管片反力架已经安装就位，盾构机管线连接完成后位置后移，盾尾贴在反力架上，示意位置关系如下图：
区间隧道采用C50钢筋砼管片，管片外径6.2m，内径5.5m，每环长度1.2m，由封顶块（XF）、邻接块（XL1）、邻接块（XL2）、标准块（XB1）、（XB2）、（XB3）六片管片组成。
纵、环向均采用M30双头螺栓连接，采用通缝拼装方式。
（1）、-9、-8、-7、-6、-5、-4、-3半环拼装，采用直线环；-2、-1、零环拼装直线环，整环拼装；
（2）、采用直线始发；（3）、盾构推进至-2环时，进行八字撑加固。
（4）、防止管片移动错位，油缸推力差控制在300t以内；（5）、根据盾构自动测量系统的测量结果及千斤顶行程差，确定下次推进的纠偏量与推进油缸的组合运用方式。
（6）、盾构推进至4环时，进行壁后注浆（浆液为双液浆）。
第一节负环管片安装施工工艺
负环管片安装施工工艺流程参见下图：
负环管片安装详图
-9、-8、-7、-6、-5、-4、-3半环拼装，采用直线环；-2、-1、零环拼装直线环，整环拼装。
第二节安装负环管片三角支撑
在拼装负环管片的同时，在负环管片底部安装三角支撑，三角支撑落在始发架基础上并与始发架之间用螺栓进行连接，每侧的三角支撑上部用一根工字钢相连用以支撑负环管片，三角支撑上的工字钢与负环管片之间以及始发架与负环管片之间的间隙用木楔子垫实。
三角支撑长度为从反力架至洞门钢环，每次安装长度可视现场负环管片安装进度确定。
第三节安装负环管片
盾尾与反力架之间存在间隙，可以安装-9、-8、-7环共三环负环管片。
因盾尾走道板处空间较小，在管片下吊时吊环穿过管片吊装孔，用吊机将管片竖向吊入盾尾，每次施吊一块，经双梁将管片运至管片安装机位置安装。
管片安装时从底部开始，落底块为XB2，左侧为XB1，右侧为XB3。
每安装一块管片，立即将管片纵环向连接螺栓插入连接孔，并戴上螺帽用电动扳手紧固。
管片安装到位后，应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力应大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机。
管片安装完后及时使用整圆器整圆，并在管片环脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二次紧固。
拼接完成后，用盾构千斤顶将拼接完成的3块标准块后移，为下一环安装预留位置。
如此安装-9、-8、7环负环管片，直至将3环管片抵到反力架上，为盾构机前移提供反力。
为减小负环管片的失圆影响，外部设支撑钢楔撑紧。
由于此时盾构始油缸推力较小，为防止管片之间发生位移，在负环管片之间可加设槽钢拉紧，槽钢焊接在管片连接螺栓上。
负9环负环砼管片测量定位时，管片的后端面应与线路中线垂直，在管片安装机位置定出管片中线，第2标准块中线螺母与之对应。
在安装第1标准块时，先用管片安装机将管片就位，把纵向连接螺栓插入连接，上部用钢筋将螺栓连接孔焊在盾壳上，将管片定位，防止下滑，在安装第3标准块后将其割除。
因盾尾内径与管片外径之间有3厘米间隙，在拼装负环管片时，需要在盾尾盾壳上焊接1.2米长的直径为30毫米的圆钢4根，沿盾构方向放置，尾部靠在盾尾刷附近。
圆钢与盾壳点焊，以方便负环管片安装完成后将其移除。
负9环负环管片安装示意图见下图。
负9环管片安装示意图
前3环管片安装完成后，盾构推进油缸顶推管片将盾构前移，当盾构到达位置后推进油缸回缩，安装负6环负环管片，同理安装负5、负4环负环管片。
在洞门破除剩下最后一层20厘米厚连续墙时，盾构机需要上靠，确保在掌子面发生涌水、涌砂的情况下，盾构机能迅速的将前体抵进洞门密封圈，利用盾构将洞门封闭。
因盾构推进油缸行程为2.1米，要求盾构能一次性推进洞门，期间不进行管片的拼装。
盾构在拼装负6环后只需拼装负5环管片，盾构位置就能达到要求，等洞门破除完成后再装下一环负环管片。
盾构机上靠后位置见下图。
第四节安装负环管片上部八字反力架
负环管片为全环通缝拼装，拼装时先拼装底部，按左右对称顺序逐块拼装，最后拼装封顶块。
负2环及负1环管片在拼装时按照全环拼装，但盾构推进油缸只作用在下部标准块上，上部推进油缸千斤顶行程和下部千斤顶行程相同，但撑靴只对上部三块管片起支撑作用，不要求其提供盾构推力。
负1环负环管片安装完成后，盾构推进前移，待负2环负环管片尾部露出盾尾后根据管片安装里程确定上部八字反力架安装位置，安装上部八字反力架。
将八字架下部八字腿放置在负3环负环管片上，四根609钢支撑将八字架顶撑在始发井后端侧墙上，钢支撑和侧墙间用千斤顶顶撑，将八字架和负2环管片顶撑紧密，在钢支撑和侧墙间打入钢楔，去掉千斤顶。
八字架安装完成后，盾构上部千斤顶撑靴顶撑在负1环负环管片上，推进油缸逐渐加力，此时全环管片提供盾构前移的反力。
八字架安装见下图：
安装负2环管片上部2块邻接块及1块封顶块时，因负3环管片为开口环，没有环向螺栓固定管片，所以在安装邻接块时，先将其与标准块的纵向螺栓连接，上部用单边长为37厘米两根L型φ32原钢勾住，钢筋焊接在盾壳上。
因为盾壳内径与管片外径间距为3厘米，管片厚35厘米，抬升1厘米便于封顶块的安装。
封顶块就位后，割除L型钢筋，两块邻接块落下与封顶块搭接密实，用螺栓连接。
负2环管片按照正常拼接方式拼装。
第五节盾构正常推进及人员、材料配置
管片上部八字反力架安装完成后，全部油缸可以正常工作，盾构进入正常推进状态。
项目
每班人数
累计人数（2班）
工作职责
备注
副经理
1
2
统筹指挥
现场土木技术员
1
2
现场施工技术
现场机械技术员
1
2
现场施工技术
盾构司机
1
2
操作盾构
测量人员
2
4
检查盾构姿态
工班长
1
2
安排现场工人
电焊工
2
4
安装反力架
杂工
5
10
安装管片
合计
14
28
人员配备见下表：
材料见下表：
第三章负环管片拆除
第一节工程情况
随着盾构正常推进，负环上八字及钢支撑所受力逐步减小，盾构推进主要靠管片与围岩产生的磨擦力提供反力。
为提供更大的作业空间，负环管片按步骤进行拆除。
通过计算，盾构掘进至110环时进行车架转换，此时拆除上八字及钢支撑，同时拆除-2、-1环的上半环。
待摩擦力能够满足推进需求时拆除整个负环。
第二节施工方案
第一小节负环管片拆除施工工艺
负环管片拆除施工工艺流程参见下图：
第二小节拆除步骤
第一步：
第109环管片拼装完毕后拆除上八字及钢支撑，同时拆除-2、-1环的上半环。
此时由于正环通缝拼装，力传递到负环下半环，仍然是整体受力，能够满足掘进需求。
第二步：
整个负环拆除
主要考虑管片自重产生与周围围岩的摩擦力提供反力。
f=kg
每环管片按19t计。
总推力N=20000KN
环数n=20000/19*9.8=107
通过估算，整个负环拆除在掘进至110环时进行为宜。
第三小节施工措施
（1）拆除上八字及钢支撑
使用50t吊车将钢支撑悬吊后割除接头箱，然后起吊。
拆除顺序先拆除上排钢支撑后拆除下排支撑。
起吊过程使用麻绳调整姿态注意对钢支撑的保护。
（2）拆除负环上半环
先将-2环封顶块吊装孔击穿，使用龙门吊大钩及钢丝绳悬吊住管片，然后拆除环向（-2环与-1环之间）和纵向（连接块与标准块之间）连接螺杆，封顶块和连接块整体起吊。
上半环管片整体吊至地面后再分解。
然后依次拆除-2、-1环管片。
整个拆除过程在盾构机停机状态下进行。
注意龙门吊的正常运转。
（3）拆除负环下半环
下半环管片拆除前割除反力架，使管片与始发井脱离，然后从-9环至-1环依次拆除。
下半环3个标准块分块进行拆除，拆除的负环管片直接运输到盾构拼装台进行拼装。
第四章安全质量环保措施
第一节安全保证措施
第一小节安全保证体系
第二小节安全措施
（1）凡进入施工现场，人人要戴好安全帽，高空作业的施工人员，必须系安全带，禁止穿拖鞋，高跟硬底鞋进入施工现场。
（2）各种电气设备，电动工具等，线路，绝缘要良好，接“三相五线”时，须采用重复接地，现场电气设备和线路的安装，必须是持有操作证的电工（两人以上）负责安装。
严禁电线拖地使用。
（3）夜间施工、灯光要明亮，布置要合理，防护要严密，现场严禁打闹，追逐和开玩笑。
（4）吊机起吊前，确保吊机正常工作，起吊时下方严禁站人，同时要将起吊物品绑扎牢固。
第二节质量保证措施
第一小节项目组织机构框图
第二小节质量措施
（1）在进行始发基座定位时，要严格控制始发基座的安装精度，确保盾构始发姿态与设定线路重合。
始发台、三角支撑和八字反力架等始发设施一定要加工牢固，防止在盾构始发的过程中因盾构的推进及盾构刀盘的扭转产生变形。
（2）始发前应在基座轨道上涂抹油脂，减少盾构推进阻力，在盾构刀盘外圈、外圈刀具和帘布橡胶板上涂抹油脂，避免推进时刀具损坏洞门帘布橡胶板。
（3）在安装负环管片阶段，由于围护结构和加固后的地层强度较高，盾壳与地层间基本无摩擦力，盾构始发容易发生刀盘摆动和盾构扭转。
始发掘进时采用低推力、低转速、低速度向前推进，减小盾构扭转和摆动幅度，加强盾构姿态检测，必要时刀盘反转纠偏，同时在盾构上焊接防扭桩防止盾构始发时扭转，在盾构推进过程中对即将进入洞口的防扭支座割除打磨，以免损坏帘布密封。
（4）严格进场管片的检查，有破损、裂缝的管片不采用。
下井吊装管片和运送管片时应注意保护管片和防水密封条，以免损坏。
管片安装质量应以满足设计要求的隧道轴线偏差和有关规范要求的椭圆度及环、纵缝错台标准进行控制。
（5）负环拆除后可根据需要情况对前十环管片进行整体拉紧以保证正环不产生位移。
第三节环境保护措施
（1）注意污水排到污水井内。
（2）空气中飘尘可以通过大气自净能力处理。
（3）施工控制在白天施工，避免晚上噪音影想周边环境。
（4）固体废物人工清理，运到弃土场。
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