1、盾构施工工艺流程简介盾构施工工艺流程简介一、盾构施工及设备简介二、施工准备阶段三、盾构始发四、盾构掘进五、盾构到达接收六、贯通隧道收尾 盾构法施工是先在隧道的某段的一端建造竖井或基坑，以供盾构机安装就位。盾构机从竖井或基坑的墙壁开孔处出发，沿设计轴线，在具有一定刚度、强度的盾壳防护下构筑隧道，向另一竖井或基坑的设计孔洞推进。壳体为“盾”，构筑为“构”。 盾构机是盾构法隧道施工中最主要的独特的施工设备，它是一个能支撑地层压力而又能在地层中推进的圆形或矩形等形状的钢筒结构，在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体的装置，在钢筒的中段周围内面安装顶进所需的千斤顶，钢筒尾部是具有一定空间的壳体，在盾尾
2、内可以安装预制的隧道衬砌块。一、盾构施工及设备简介一、盾构施工及设备简介盾构机外观盾构机外观盾构机内部构造盾构机内部构造盾构施工工法具有以下优点： 1、地面作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小； 2、自动化程度高、劳动强度低、施工速度快； 3、因隧道衬砌属工厂预制，质量有保证； 4、穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时，周围可不受施工影响； 5、穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候影响； 6、对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全； 7、在费用和技术难度上不受覆土深度影响。 一、盾构施工及设备简介一、盾构施工及设备简介电瓶车龙门吊龙门吊砂浆站 盾构始发前
3、，对始发端头应进行土地加固（俗称端头加固）。端头加固的主要作用及目的是为了紧固土地稳定掌子面，以及隔离或阻断地下水以便避免盾构机始发时的地面塌陷、喷涌等安全风险。由于端头加固完成后，为使加固土体达到强度要求，有一定的凝固期（一般为28天），所以一般端头加固都要在盾构始发前1个月完成。 端头加固的方式。端头加固的主要方式包括深层搅拌法、高压旋喷法、静压注浆、人工冻结法、素砼灌注桩法等。对于土质松软地层，深层搅拌法、高压旋喷法、静压注浆几种方法最为常见。 二、施工准备阶段 场地规划。盾构施工区域为密集型重复频繁作业区域，因此盾构施工场地的规划情况直接影响了盾构施工效率。 施工场地内车辆通行道路在场
4、地允许的情况下，应具备双向通行能力，且应单独划定卸料区域，如果场地条件受限也应具备管片等材料的运输车辆与渣土车等其他车辆的会车、错车能力。 砂浆站布置，应采取与始发端头井的就近原则，在保证不影响龙门吊行走线路前提下，保证水泥、膨润土运输等大型车辆的临时停靠与管片运输车辆、渣土运输车辆的会车、错车能力。 龙门吊安装位置应尽量采取就有原则，既在跨度有所保证的情况下，最好将行走轨道基础建立在现有的围护结构之上，如果条件不允许或跨度条件受限，则应对龙门吊行走轨道基础施工地区进行土体加固，以保证龙门吊基础的承载能力。 二、施工准备阶段 后配套设备选型及安装。盾构施工配套设备及设施主要包括：盾构机高压配电
5、柜、配套设备高压配电柜、砂浆站、龙门吊、电瓶车充电设备、风机、循环水泵、冷却塔，以及渣土转运集土坑、循环水蓄水池等。 盾构机高压配电设备应满足盾构机施工荷载，一般在外部应人工砌筑砖混结构的机房。 地面高压配电柜应满足地面及井下配套设备同时运行荷载，一般采用箱式或人工砌筑的砖混结构机房。 砂浆站制浆能力应与盾构掘进速度匹配，安装前应人工浇筑钢筋混凝土基础以便安装储料罐，且应人工搭设存放膨润土、砂、水泥等材料的储料棚。 电瓶车应满足盾构施工隧道设计最大坡度能力，一列电瓶车组的土箱配备应满足盾构施工掘进至少一环的排土容量。且应至少配备一台备用牵引车（机头）。二、施工准备阶段二、施工准备阶段 充电设备
6、应满足所有电瓶车电瓶组不间断供应，且每条隧道应具备一条备用充电柜。充电柜应人工搭设遮雨棚，电池组充电区域应人工砌筑冷却水池，一般为砖混结构或素混凝土结构，且为方便吊装应配备推拉式、可折叠式遮雨棚。 风机、冷却塔每条隧道至少一台。 循环水泵应满足隧道长距离输送水压力要求，且每条隧道应配备一台备用。 龙门吊，一般来说，龙门吊应配备2台，一台45T龙门吊以及一台16T龙门吊，以同时满足盾构施工出土和管片材料下井需要。 循环水蓄水池，容量及吞吐量应满足盾构机用水需求，一般为人工砌筑砖混结构或钢板焊接制作。 盾构渣土集土坑应至少满足容纳所有施工隧道48小时正常掘进的排土量，转运能力应至少满足所有隧道正常
7、掘进排土速度。一般采用钢筋混凝土结构。三、盾构始发阶段 始发基座安装。盾构始发基座应满足对盾构机的整体重量承载力及运转负荷要求。经过测量放线后，基座安装位置尺寸及标高应满足盾构机始发时隧道设计轴线偏差。基座组装完成后应对其进行支撑加固，防止因盾构机推进、扭转导致基座偏移。一般加固方法采用工字钢焊接支撑加固。 洞门帘布安装。盾构始发前，始发洞口应安装橡胶止水帘布。橡胶止水帘布的作用主要是紧密包裹盾构机盾体，与刀盘前方形成密闭空间，防止喷水、漏泥及保压。洞门帘布的安装一般采用螺栓紧固安装于洞门环梁上，以扇形板或折叠板压紧帘布。 盾构机吊装下井及组装调试。盾构机吊装下井应由具备相应施工资质的专业吊装
8、单位负责进行。盾构机组装一般由施工单位自行组装或聘请专业队伍进行组装。组装完成后应对盾构机进行调试，一般调试过程分系统分逻辑关系顺序进行。三、盾构始发阶段 反力架安装。盾构机组装完成后应安装反力架。反力架主要为盾构机提供轴向推进力，反力架安装位置尺寸应以基准环中心与盾构机机身轴线位置相符。反力架一般采用钢结构，人工配合吊装设备进行组装及加固。 始发洞门凿除。始发洞门端头在始发前应进行水平探孔探水，确保加固效果。在止水效果良好的情况下可以进行洞门凿除作业。洞门范围内车站围护结构若为钢筋混凝土结构，则应剔凿至内侧钢筋面便停止，在盾构机刀盘及盾体进入始发洞之前割除掌子面钢筋，间隔时间不宜过长造成掌子
9、面坍塌危险。洞门范围内车站维护结构若为玻璃纤维筋混凝土结构，则洞门是否凿除、凿除深度视具体情况而定。 负环拼装。在盾构机调试完成，且反力架安装加固完成后，可进行负环拼装。拼装的负环管片若孔位及型号相同，则可采用旧管片拼装，但要求旧管片的损坏程度不影响管片成型后的整体强度及刚度。否则，应使用新管片进行拼装。 三、盾构始发阶段 正常始发。盾构机始发指当盾构机具备条件时，刀盘开始切削掌子面土体，盾构开始进尺。始发时，盾构机进尺速度不宜过快，避免造成盾体旋转。始发时，盾构机不宜过早排土，应在土仓内逐步建立土压以稳定掌子面，避免因刀盘旋转切削扰动土地导致地面沉降或坍塌。一般盾构机掘进距离至1520米后进
10、行洞门封堵。 分体始发。分体始发一般在场地条件受限制时采用，例如始发井端及底板长度过短，不能容纳盾构机后配套设备（俗称台车）。分体始发相对于正常始发而言，井下占地较小，但地面或其他区域占地较大，且为保证设备正常运转需配置大批高长度的油料、水、气输送管路，且因跨距拉长相应的液压油料消耗也相应增加。 钢套筒始发。钢套筒始发技术目前已趋于成熟，适用于地层富水且地质松软，始发端头大量复杂管线不易进行土体加固以及对于地面沉降要求较高的其他地层情况，如始发后便穿越既有运营线路等。钢套筒始发安全性能高，套筒设备可循环使用，有效降低施工风险以及减少断头加固成本。 四、盾构掘进阶段 盾构掘进施工流程。盾构始发后
11、进入正常掘进阶段。盾构掘进施工是一个循环往复的流水线作业流程，各个环节衔接是否紧密直接影响到盾构施工效率。 四、盾构掘进阶段 盾构施工材料。盾构施工过程中所需要的施工材料分为消耗型材料和周转性材料以及其他零星耗材。消耗型材料，又包括固定型耗材和非固定型耗材。 固定型耗材，主要包括：管片、管片螺栓、橡胶止水胶条、遇水膨胀止水胶条、水泥、膨润土、砂子等等。一般情况下根据设计要求，每推进一环所需此类材料消耗量大致相同。 非固定型耗材，主要包括：润滑油脂(EP2)、主驱动密封油脂（黑油脂）、盾尾油脂、液压油、齿轮油、盾构刀具等等。因地层不一，设备性能及配置不同、设备故障率不同，所以此类材料消耗并无定量
12、。 周转性材料，一般包括为满足盾构施工需要的：水管、走道板、走道板支架、轨道、轨道连接板、轨枕、高压电缆等等，该类材料可在不同施工项目循环使用。 其他零星耗材，一般包括设备配件、照明设备、电线电缆等等。 五、盾构到达接收 端头加固。盾构机到达前，接收井端头应进行土地加固（俗称端头加固）。其作用与始发前端头加固作用相同。 安装洞门帘布。盾构机到达接收井前，接收井洞口应安装洞门止水帘布。与始发时相同，橡胶止水帘布的作用主要是紧密包裹盾构机盾体，使穿越土体与盾体之间形成密闭空间，防止喷水、漏泥及保压。 接收基座安装。盾构机接收基座安装应满足对盾构机的整体重量承载力。经过测量对盾构机姿态复核后，基座安
13、装位置尺寸及标高应满足与盾构机出洞时姿态相符，一般应低于盾构机510mm，以便于盾构机顺利接收。 接收井洞门凿除。盾构机到达前，洞门范围内车站围护结构若为钢筋混凝土结构，则应剔凿至内侧钢筋面便停止，在盾构机刀盘露出后，确认无危险情况下将内侧钢筋予以割除。五、盾构到达接收 盾构到达前准备工作完成后，在确保安全的前提下，盾构机可以开始进入接收井。当盾构机露出到盘后，确认安全的情况下将洞门残留钢筋割除。割除后盾构机应将刀盘顶至洞门止水帘布之外，中间停留时间不宜过久，以免造成洞门塌方。 刀盘穿过止水帘布后，盾构机继续推进，推进速度不宜过快，以免造成盾构机到达姿态发生大幅度变化。同时盾构机推进时，后方成
14、型管片应频繁复紧，以避免造成错台超限。 盾构机接收时，应确保最后一环成型管片外侧凸出于洞门止水帘布之外，以起到继续密封的效果，防止洞口塌方。 盾构机接收后，开始对接收洞门进行洞门封堵，封堵完成后，可着手开始盾构机的拆卸工作。 盾构机拆卸后，起吊至地面转运。至此，盾构区间贯通。六、贯通隧道收尾区间贯通后，应对盾构隧道进行彻底清理，并对隧道内所有管片螺栓进行最终复紧，查漏补缺，同时对破损管片进行修补。 隧道清理完成后，应保持隧道有良好的通风以便隧道内管片的干燥。管片干燥后对隧道内渗、漏水处进行统计并上报。 根据统计上报的渗漏点进行堵漏处理，堵漏的同时观察并统计新出现的渗漏点，依次循环，直至隧道渗、漏、湿渍不再发生，并定时巡查，记录巡查结果。 隧道贯通后可在确定洞门封堵效果良好的前提下进行后浇筑环梁施工。
