盾构始发方案.docx

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盾构始发方案

盾构始发方案

一、概述

城陵矶长江穿越隧道南岸盾构隧道的始发辅助工程有：

直径米的竖井，深米；沿线路前进方向为13米始发隧道，净宽米，净高米；线路反方向为米盲洞，净宽5米，净高米。

盾构始发是盾构机在南岸竖井及始发隧道内安装，自盾构主机开始定位，刀盘向前推动贯入围岩，沿设计线路向前掘进，直至盾构机完全进入隧道，洞口反力架与负环管片拆除为止。

在盾构始发时期，要完成盾构设备的安装与调试，始发辅助设备的安装与定位，盾构初始定位与掘进操纵，盾构导向系统的安装与调试和始发隧道洞口的处置。

二、始发前的预备工作

始发前的预备工作要紧包括：

始发隧道及盲洞施作洞门、土体改良及密封装置施作、始发基础、基座施作、后反力架施作、负环钢管片及始发反力架等部件的加工。

（一）始发隧道及盲洞施作

依照南岸竖井盾构始发隧道段的地质条件、水文条件等分析，考虑到盾构机及配套设备尺寸，沿盾构隧道线路前进方向采纳矿山法开挖施作13米始发隧道，隧道净宽米，净高米，始发隧道线路方向纵向坡度与盾构隧道纵向坡度一致，均为25‰。

保证盾构隧道圆心高程与设计一致，确信盾构隧道与始发隧道断面尺寸关系。

为知足始发4#、5#拖车洞内就位要求及盾构掘进进程中运输物料的要求，沿盾构隧道反方向也采纳矿山法开挖施作长米，净宽5米，净高米的盲洞。

如以下图：

竖井、始发隧道及盲洞关系图

（二）洞门段土体改良及密封装置施作

一、地基处置：

始发隧道按要求施工完后，对现有地质、水文条件进行观看、分析，对出洞地基进行处置。

处置方式为注浆加固，加固范围为K02+~K02+盾构出洞段前米，盾构线路中心线上下4米。

采纳注水泥-水玻璃双液浆。

注浆改良后的土体承载力标准值不小于300Kpa，土体渗透系数小于10-6cm/s。

注浆布置图（见城陵矶-施-114）所示，注浆终止后，应做钻孔检查，检查合格后，方可进行下一步。

二、洞圈密封止水装置：

为了避免盾构始挖掘进时泥土、地下水从盾壳和洞门的间隙处流失，和盾尾通过洞门后背衬注浆浆液的流失，在盾构始发时需安装洞门临时密封装置，临时密封装置由帘布橡胶、钢环、扇形压板、垫片和螺栓等组成。

1）洞口段土体注浆改良后，依照始发洞门预埋钢环的尺寸要求，在始发隧道端头前，按盾构中线方向及与盾构圆心重合处退出留一个长85cm，直径为3770mm的圆洞。

始发隧道同里程的其它断面采纳钢筋绑扎。

在圆洞门口预埋一个厚12mm、内径3470mm、外径3770mm的钢环，并用M24的螺杆从里套出焊在钢环上，注意爱惜好螺杆丝。

立好圆洞及端头模板，浇筑C20砼。

具体要求及结构尺寸如以下图：

2）考虑到安装洞门密封止水装置的扇形压板时，由于扇形压板上下活动，始发隧道底部尺寸范围不够，阻碍扇形压板的安装。

现在在始发隧道洞门口底部留出宽1000mm、深200mm的槽，二衬时不浇筑，以备安装扇形压板活动之用。

密封装置安装前应付帘布橡胶的整体性、硬度、老化程度等进行检查，对圆环板的成圆螺栓孔位等进行检查，并提早把帘布橡胶的螺栓孔加工好。

盾构机进入预留洞门前在外围刀盘和帘布橡胶板外侧涂润滑油，以避免盾构机刀盘挂破帘布橡胶板阻碍密封成效。

（三）始发基础、基座的施工

考虑到基础强度的关系，始发基座基础应提早施工完毕。

由于盾构机始发时与设计线路坡度一致，若是再用条形基础和独立基础组合的话，坡度不行操纵，因此基础设计为一整体强度为C30钢筋砼结构，坡度为25‰。

在浇筑基础砼前，应提早预埋好给始发反力架提供支撑反力的型钢及地脚螺栓。

预埋结构尺寸如以下图：

反力架结构尺寸图

始发基座采纳钢结构形式，要紧经受盾构机的重力和推动时的摩擦力。

由于盾构机很重，因此始发基座必需具有足够的刚度、强度（始发基座结构尺寸如以下图）。

在安装始发基座前先由测量组在竖井及始发隧道内设立操纵护桩，依照护桩精准定位始发基座的高程和左右位置，为避免盾构机进入岩层后垂头，安装始发架时始发架前部标高不变，始发架后部降低5mm，使盾构机有一个向上抬的趋势。

然后由工班将始发基座安设在预定的位置上，并由测量组进行复核，在完成定位以后，将始发基座固定。

在盾构机主机组装时，在始发基座的轨道上涂硬质润滑油以减小盾构机在始发基座上向前推动时的阻力。

始发基座结构图

（四）后反力架施作

为知足盾构机拼装时向前推动，给推动装置（撑靴和推力油缸）提供支撑反力，需在后盲洞洞口设反力架。

反力架采纳型钢结构，具有足够的刚度和强度。

反力架支撑预埋件应在浇筑底板砼时预埋好，具体结构尺寸如以下图：

后反力架结构图

（五）始发反力架加工及预埋基础施作

反力架提供盾构机推动时所需的反力，因此反力架应具有足够的刚度和强度。

反力架支撑在底板和中板上，反力架的纵向位置保证负一环砼管片拆除后浇筑洞门时知足洞门的结构尺寸和连接要求和支撑的稳固性。

反力架的横向位置保证负环管片传递的盾构机推力准确作用在反力架上。

安装反力架时，先用经纬仪双向校正两根立柱的垂直度，使其形成的平面与盾构机的推动轴线垂直。

为了保证盾构推动时反力架横向稳固，用膨胀螺栓和型钢对反力架的支撑进行横向固定。

三、到场组装及吊装

盾构最大部件为切口环，其直径为、长度。

主机的组装采纳200T汽车吊机进行吊装下井，大件的翻转采纳50T汽车吊机配合；后配套及附属设备的吊装采纳50T汽车吊机。

具体吊装方案详见《AVN2440DS复合式盾构机安装方案》。

四、盾构机始发步骤

盾构机部件进场后，就能够够开始组装。

调试穿插在盾构机组装进程中进行。

调试所用的工具及仪器由设备供给方提供。

具体步骤如下：

第一步：

一、先把4#、5#拖车吊入盲洞内，然后在盲洞口安装后反力架并调试好。

二、地面上：

预备盾尾部份

沿盾构内径方向‚将4排钢丝刷焊接在盾尾上（焊条由海瑞克公司提供）；焊接时和焊接后要注意爱惜好钢丝刷。

三、在始发井内：

一、在确信始发洞门密封装置已经安装好、始发基座已安装并调试好以后，把盾构机（刀盘和盾构机切口环）放在始发基座上。

二、安装撑靴和推力油缸（推力油缸由海瑞克公司提供），推力油缸顶在后反力架上以便提供反力。

第二步：

一、沿隧道轴线方向把盾构机已安装部份结尾推到距离竖井轴线6243mm的位置。

拆除推动装置（推力油缸和撑靴）。

第三步：

一、把盾构第一节支撑环放到导向轨道上。

二、把盾构前部（刀盘和切口环）和盾构第一节支撑环推到一路。

三、安装转向油缸。

四、连接泥水回路部份。

五、连接液压管线。

六、连接电缆。

七、连接空气管线部份。

八、安装撑靴和推力油缸。

九、把盾构前部（刀盘和切口环）和盾构第一节支承环推到始发隧道内。

十、拆除推动装置。

第四步：

一、把已安装好管片安装机盾构的第二节支承环放到导向轨道上。

二、用吊车把盾构第二节支承环移动到第一节盾构内。

第五步：

一、把盾构第一、二节支承环推到一路。

二、连接泥水回路部份。

三、连接液压管线。

四、连接电缆。

五、连接空气管线部份。

六、安装撑靴和推力油缸。

七、推力油缸中心应该和位于盾构第二节支承环后部油缸的中心重合。

第六步：

一、把盾构已安装部份（刀盘、切口环、支承环）推到始发隧道内，以便已安装部份结尾与竖井后壁之间有最大的距离。

二、拆除推动装置。

三、在放下盾尾前，钢管片应安装在其上面。

四、用吊车把盾尾直接定位在盾构第二节支承环的后面。

五、把推力钢环安装在盾尾后部，安装推力钢管片，推力钢环用螺栓与钢管片连接。

六、安装盾构第二节支承环和盾尾之间的油缸。

七、连接泥水回路部份。

八、连接液压管线。

九、连接电缆。

十、连接空气管线部份。

第七步：

一、把推力油缸安装在始发井后壁上。

二、在盾尾后面安装第一环钢管片。

三、将时钟四点、六点和八点的位置上的千斤顶伸出（伸出后用球阀将油缸关闭）。

四、用推力油缸推动一个完整的行程1000mm。

第八步：

一、在第一环钢管片后安装第2#钢管片。

二、推动推力缸使刀盘完全推入始发密封内。

第九步：

一、在盲洞内把第4#、5#拖车安装好，并连接好电缆。

二、连接好第4#拖车和盾构之间的所有电力供给线路。

三、把动力线（电源）连接到4#拖车上。

四、安装完从竖井到泥水分离装置的所有旁通泥水回路。

五、安装泥水管线和两条空气管路。

六、从盾构后部到竖井旁通的泥水管线长度不小于12m。

启动盾构机并试运转

第十步：

一、掘进并再安装4环2#钢管片。

二、安装1#拖车。

三、安装管片吊车轨道和泥水管线。

四、掘进并再安装7环2#钢管片。

五、安装2#拖车。

第十一步：

一、掘进并再安装6环2#钢管片，以便使钢推力环完全进入了始发密封内。

二、在钢推力环和隧道地下钢基础之间安装管道支撑和底撑。

三、在钢推力环和隧道顶部之间安装顶支撑。

四、掘进并安装第一环混凝土管片。

五、注浆系统试运转。

六、掘进并安装第二环混凝土管片。

掘进第三环管片时才进行第一次注浆并注满。

第十二步：

一、共掘进33环并安装4#、5#、6#、7#、8#拖车。

二、完成80米掘进后：

一、拆除支撑装置（支撑管、顶撑、底撑）。

二、拆除导向轨道（盾构始发基座）。

3、施作轴向轨道运输系统。

即隧道底板轨道的铺设，盾构进入正式掘进状态。

进洞后，盾构机刀盘穿越洞门土体改良区，这时，泥水压设定值应略小于理论值且推动速度不宜过快，盾构机坡度略大于设计坡度，待盾构机出土体改良区以后，为避免因正面土压转变而造成盾构机突然“垂头”，可将开挖仓内的泥水压力的值设定成略高于理论值，并将下部推动油缸的推力稍稍调高一些。

在施工进程中，应依照地表的监测信息对土压设定值和推动速度等施工参数作及时的调整。

五、始发任务保证方法及注意事项

1、由于始发时盾构机与地层间摩擦力很小，盾构易旋转，这时能够在盾构机双侧盾壳焊接两排钢块作为防扭装置，卡在始发基座上，避免盾构机旋转。

同时应增强盾构机姿态的测量，如发觉盾构有较大转角，能够采纳大刀盘正反转的方法进行调整，同时推动速度要慢。

2、若是由于负环管片转动或松动而且盾构推动油缸推力过大，致使负环管片变形、破损或破裂，应当即停止推动，及时改换或加固破损管片，同时对管片环的临时支撑进行加固。

3、在盾尾完全进入洞体，管片拼装两环后开始进行壁后注浆,注浆配比及压力详见“注浆方案”。

4、拼装第一环负环管片时，为避免两块邻接块失稳，可在管片抓取头归位之前，在盾壳内与负环钢管片之间焊接一根槽钢以扶住邻接块。

五、盾构机向前推动时，在始发台双侧必需设专人进行观测、查看，当发觉异样情形时，当即通知主司机停止推动，待故障排除后，再向前推动。