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盾构法施工中管片拼装有哪些要求？

2023-11-20 09:05:14 收藏本文下载本文

“强兴有机工艺”通过精心收集，向本站投稿了8篇盾构法施工中管片拼装有哪些要求？，下面就是小编整理后的盾构法施工中管片拼装有哪些要求？，希望大家喜欢。

盾构法施工中管片拼装有哪些要求？

篇1：盾构法施工中管片拼装有哪些要求？

盾构法施工中管片拼装有哪些要求？

1 必须使用质量合格的管片和防水密封条，

2 管片在送入拼装机时，前面不得有人，管片旋转及径向没有进入已拼好管片端头时，在拼装机下方严禁人员进出站立。

3 管片拼装应严格按拼装设计要求进行，管片不得有内外贯穿裂缝和宽度大于0.2mm的裂缝及混凝土剥落现象，

4 管片拼装后，应做好记录，并进行检验，其质量应符合下列规定：⑴管片拼装允许偏差为高程和平面±50mm，每环相邻管片平整度4mm，纵向相邻环环面平整度5mm，衬砌环直径椭圆度为隧道外直径的千分之五；⑵螺栓应拧紧，环向及纵向螺栓应全部穿进。

5 当管片表面出现缺棱掉角、混凝土剥落、大于0.2mm的裂缝或贯穿性裂缝等缺陷时，必须进行修补。管片修补时，应分析管片破损原因及程度，制定修补方案。修补材料强度不应低于管片强度。

篇2：盾构管片拼装方法有哪些？

盾构管片拼装方法有哪些？

1．拼装成环方式：错缝拼装，

2．拼装顺序：下部的标准（A型）管片——标准管片——邻接(B型)管片——楔形（K型）管片，

3．盾构千斤顶操作：随管片拼装顺序分别缩圆盾构千斤顶非常重要。

4．紧固连接螺栓：先紧固环向（管片之间）连接螺栓，后紧固轴向（环与环之间）连接螺栓。

5．楔形管片安装方法：装备能将邻接管片沿径向向外顶出的千斤顶，以增大插入空间。

6．连接螺栓再紧固：充分紧固轴向连接螺栓。

篇3：盾构始发及到达施工管片拼装要点有哪些？

，

当盾尾单边间隙缩小到30～35mm时，则需进行管片选型和封顶块位置调整，若推进方向右（左）侧的盾尾间隙在35mm以内，则根据前一环管片的类型及封顶块位置，选择左（右）转楔型环管片，否则选择标准环管片。由于在无正面土压力的状态下推进，管片的压密程度相对较低，为保证管片止水带的压密防水效果，须加强连接螺栓的紧固，并用高速气动扳手对连接件进行复紧；尤其加强支撑施加反力时的纵向螺栓（即环间连接螺栓）复紧工作。

篇4：盾构施工管片拼装质量控制要点有哪些？

盾构施工管片拼装质量控制要点有哪些？

1.管片拼装应按拼装工艺要求逐块顺序进行，并及时联结成环；连接螺栓紧固质量符合设计要求，管片及防水密封条应无破损，

2.拼装下一环管片前对上一环衬砌环面进行质量检查和确认，并应依据上一环衬砌环姿态、盾构姿态、盾尾间隙等确定管片排序，

3.在管片拼装过程中，严格控制盾构千斤顶的压力和伸缩量，以保持盾构姿态稳定。

4.对已拼装成环的衬砌环进行椭圆度抽查，确保拼装精度。

5.在曲线段拼装管片时，应使各种管片在环向定位准确，隧道轴线符合设计要求。

6.在特殊位置管片拼装时，应根据特殊管片的设计位置，预先调整好盾构姿态和盾尾间隙，管片拼装符合设计要求。

篇5：盾构管片壁后注浆施工要求有哪些？

盾构管片壁后注浆施工要求有哪些？

1.向管片外压浆工艺，应根据所建工程对隧道变形及地层沉降的控制要求，选择同步注浆或壁后注浆，一次压浆或多次压浆，

2.衬砌管片脱出盾尾后，应配合地面量测及时进行壁后注浆。

3.注浆的浆液应根据地质、地面超载及变形速度等条件选用，其配合比应经试验确定，

4.注浆时壁后空隙应全部充填密实，注浆量充填系数宜为1.30～2.50。壁孔注浆宜从隧道两腰开始，注完顶部再注底部，当有条件时可多点同时进行。注浆后应将壁孔封闭。同步注浆时各注浆管应同时进行。以达到防水和防止隧道结构及地面沉降的目的。

5.每环压浆量应保证地表沉降控制在各工程环境保护要求的规定内。

6.压浆机压力以控制地表变形为原则，压力应均匀以免损坏管片。

篇6：盾构法施工在天津地铁中的应用论文

盾构法施工在天津地铁中的应用论文

摘要：通过介绍天津地铁一号线盾构施工中的重要参数和对环境保护，尤其重要构(建)筑物的保护方案、措施，说明在天津地铁区间施工引进盾构施工工法的合理性及实用性。

关键词：天津地铁；盾构法；重要参数；环境保护

法施工属于地下工程中的“非开挖”技术，其选型和应用受到具体土体工程地质和水文地质条件等相关因素的影响。地质资料显示天津地区地处冲积平原，土层主要为第Ⅰ陆相层、第Ⅰ海相层、第Ⅱ陆相层、第四系上更新统第Ⅲ陆相层、第Ⅱ海相层及第Ⅳ陆相层，主要是粉土和粉质黏土软土地层，从地质条件上看，天津地铁较适合盾构法施工。因此，盾构法的引入解决了天津地铁区间施工对周围环境的影响，同时工程造价又低于矿山法。

结合天津地区实际情况，针对盾构法施工在天津地铁工程中的应用进行介绍。

1概述

天津地铁一号线新建段盾构区间分别为小白楼站―下瓦房站、下瓦房站―南楼站、南楼站―土城站3个区间，全长为3440m。结构管片顶部埋深为6～12m，隧道洞身主要位于第Ⅰ海相层、第Ⅱ陆相层和第四系上更新统第Ⅲ陆相层。隧道内径为5500mm，管片厚度为350mm。3个区间均采用单向推进、不过站、不掉头的施工工艺。

根据天津的地质条件，3个区间均使用土压平衡盾构，本次施工采用了德国海瑞克和日本川崎两公司盾构机，通过工程实践，取得了一定的技术参数。具体应用情况为：小白楼站―下瓦房站、下瓦房站―南楼站2个区间使用德国海瑞克盾构机，南楼站―土城站区间使用日本川崎设备。

本文结合小白楼站―下瓦房站区间施工情况，从以下几个方面介绍盾构法在天津地铁的应用。

2 盾构机的选择

盾构机的选择主要根据工程所在区域的地层工程地质和水文地质情况、工程的线路情况(包括平面和竖向隧道线型、沿线的环境条件和地下障碍物情况等)、盾构机的机械性能等方面。结合天津地区土层饱和软弱地层较均匀的特性，采用适用地层范围广、技术先进合理，在其他地区运用较为成熟的土压平衡式盾构机。

3 盾构推进施工参数设定

(1)平衡压力值的设定

据计算，在盾构穿越加固区时，取值约为0.17MPa；在正常段推进中取值约为0.20～0.24MPa。

(2)盾构机的推力设定

实际施工时，在盾构穿越加固区时，取值约为10000kN；在正常段推进中取值约为10000～13000kN。

(3)推进出土量设定

每环理论出土量=(π×D2×L)/4=32.05m3/环。

盾构推进实际出土量控制在98%～100%，穿越加固区时，出土量约为32m3/环；正常段推进时出土量约为31～32m3/环。

(4)推进速度设定

加固区推进速度宜控制在10mm/min左右；正常推进时在保证地面变形满足设计要求和规范的前提下，推进速度基本在30～50mm/min。一般情况下每天可推进8～10环，最快为20环/d，最慢为5环/d。

(5)刀盘油压设定

加固区土质较硬推进较慢，刀盘油压值相对较高，一般为16～18MPa；出加固区后，盾构正常推进，油压值基本在14～16MPa。

4地面变形量控制

影响地面变形的因素主要有2个：盾构推进和同步注浆与壁后补压浆。

(1)盾构推进引起的地面变形

本区间所用盾构机为土压平衡盾构。平衡压力P0设置范围为

(水压力+主动土压力)<；P0<；(水压力+被动土压力)

以平衡压力与正面的土压力相匹配为控制目标，通过实测土压力值P1与P0值相比较，依此压差进行相应的排土管理。其控制流程如下：

当P0<；Pi时，盾构机平衡压力低于正面土压，造成超挖，地面将产生沉降；

当P0>；Pi时，盾构机平衡压力高于正面土压，造成欠挖，地面将产生隆起；

当P0=Pi时，盾构机正常推进。

因此，盾构机的平衡压力控制直接导致盾构正面地面土体的变形量。

(2)盾构推进

盾构直径为6.39m，管片直径为6.2m，盾构施工后的建筑空隙如果不填充，周围土体就会向此空隙移动，造成地面沉降。盾构推进中的同步注浆和衬砌壁后补压浆是充填土体与管片圆环间的'建筑空隙、控制地层变形和减少后期变形的主要手段，也是盾构推进施工中的一道重要工序。

①同步注浆

每环理论建筑空隙：1.0π(6.392-6.22)/4=1.87m3

盾构外径：φ6.39m；管片外径：φ6.2m

每环压浆量一般取建筑空隙的150%～250%，即每环同步注浆量为2.81～4.68m3。泵送出口处的压力应根据不同深度和土质来控制，一般为0.3MPa左右。

浆液配比见表1。

② 壁后注浆

当盾构推进至特殊地段时，地面上有需保护的建筑物(王仲山故居)或管线时，可根据实际情况和地层变形监测信息及时调整进行壁后补压浆。浆液可采用双液浆，注浆的压力值、压入量和具体压入位置根据实际情况而定，一般注浆压力在0.3～0.4MPa。

浆液配比见表2。

5 主要施工技术措施

(1)严格控制盾构施工参数

为确保盾构沿设计轴线推进，必须采取以下措施控制切口土压力、推进速度、出土量，尽量减少平衡压力的波动，同时在曲线推进过程中，考虑到刀盘正面所受压力的差异，需同步调整控制左右区间油压值和左右推进千斤顶行程，使之沿设计轴线推进。具体措施为：①根据出土量和系统监测设备，及时观察、调整盾构机平衡压力；②根据出土的土质状况和地质报告中地层揭示情况，提前预测正面土体压力，适时升高或降低盾构机平衡压力；③严格控制土仓压力及出土量，防止超挖及欠挖；④根据土体的力学性能结合盾构机的机械性能，控制刀盘的前移距离；⑤加快每环的拼装速度，减少盾构机在软弱土层的停留时间；⑥正常推进时速度宜控制在2～4cm/min。过建筑物时推进速度宜控制在1cm/min左右。

(2)严格控制纠偏量

盾构的曲线推进实际上是处于曲线的切线上，因此，推进的关键是确保对盾构头部的控制。在曲线时，盾构推进施工环环都在纠偏，必须做到勤测勤纠，而每次的纠偏量应尽量小，确保楔形块的环面始终处于曲率半径的径向竖直面内。控制和掌握盾构单次纠偏的幅度，使纠偏尽量均匀稳定，以减少纠偏对周围土体造成的影响。同时，在确保盾构正面变形控制在良好的情况下，使盾构均衡匀速施工，以减少盾构施工对地面的影响。

在曲线段施工管片拼装位置应严格控制。若管片位置不理想，且曲线管片无法满足纠偏时，应采用软木楔子进行调整，使管片处于较理想位置状态，确保盾构轴线。

(3)控制衬砌背后注浆

推进时应严格控制浆液的质量、注浆量、注浆位置和注浆压力，并根据施工中的变形监测情况，随时调整注浆参数，必要时采用壁后补压浆的方法进行控制。在施工过程中采用推进和注浆联动的方式，注浆未达到要求时盾构暂停推进，以防止土体变形。注浆工艺应注意以下几点，以确保注浆效果：

①控制注浆时间，确保在最佳的时间采取注浆措施；

②根据土质情况，确定采用同步注浆、半同步注浆或推进后注浆、后方注浆；

③根据土层条件(土的种类、土压、承压、水压等)和掘削条件的不同确定同步注浆压力和注浆量；

④采取措施防止背后注入浆液从盾尾、工作面管片接头等处泄露；

⑤根据填充效果和目的(是否考虑抗渗等问题)，适当采取二次注浆；

⑥确保注浆材料质量和注浆工艺的恰当性。

虽然设计轴线为圆滑曲线，但在实际推进过程中，掘进轴线必然为一段段折线，且曲线外侧出土量又大。这样，必然造成曲线外侧土体的损失，并存在开挖施工建筑空隙增大。因此，在曲线段推进过程中在进行同步注浆的工程中必须加强对曲线段外侧的压浆量，以填补施工空隙，同时加固外侧土体，使外侧土体给予管片足够的支撑力，减小已成隧道的水平位移，确保盾构顺利沿设计轴线推进。

(4)对于出现超沉建筑物的补救措施及加强地面跟踪注浆

盾构穿越重要地段时，加强对地面变形情况的监测分析，及时调整推进参数。若地面建筑物变形量超过警戒范围时，则需在隧道内通过管片注浆孔进行壁后双液注浆，并进行地面跟踪注浆来保护建筑物。

6施工中的难点

(1)盾构穿越“王仲山旧居”施工

在浦口道和南京路之间，盾构轴线上方有百年历史的“王仲山旧居”(砖木结构)，坐落于天然地基上，基础为1.0m的砖墙基础。为保护此建筑物，对盾构推进的轴线和地面变形控制要求严格，为控制重点，在施工中采取了前述几点技术措施加以控制，同时还采取以下措施。

①加强地面跟踪注浆

由于“王仲山旧居”对变形非常敏感，盾构穿越建筑物前200m时，沿建筑物周边提前埋设可以反复注浆的注浆花管，并布置一定数量的监测控制点。盾构穿越建筑物时，若地面建筑物变形量超过警戒范围时，除需在隧道内通过管片注浆孔进行壁后双液注浆，更要及时进行地面跟踪注浆来调整和控制建筑物的沉降量，只有地面的注浆措施对于保护建筑物更为有效、直接。

根据建筑物与线路的关系，沿周边按照1.5m间距布置可以反复注浆花管，埋入地下8～10m。浆液主要材料配比见表3。

② 采用静力水准方法监测

针对建筑物的平面布局和基础形式，结合结构与线路的平面关系，在结构的每个角部和每条边的中部埋设监测连通管。

由于采取了得当的施工措施和施工信息化的反馈工作到位，最终沉降量为-10.4mm，完全控制在其允许沉降范围内(据推断分析，“王仲山旧居”最大沉降量约为25mm)，确保了名人故居的安全。

(2)穿越砖砌污水方涵

砖砌方涵断面尺寸为2.35m×2.35m，位于天津市河西区大沽南路、围堤道和尖山路交会的五岔路口，总体走向为围堤道方向，与大沽南路斜交。据调查，方涵建于1958年，目前仍在使用。方涵与南楼站―土城站区间的左右线隧道相交处隧道埋深分别为13.224m和13.596m。方涵位于地下3m以下，距隧道净距约为8.246m。

根据理论计算和分析，方涵沉降量应控制在20mm以内。施工时通过该地下结构时，通过采取以下措施，盾构推进引起的地面沉降变形基本控制在5～20mm：

①根据盾构推进自动监测设备和地面监测的数据，及时调整盾构正面压力，合理控制推进速度；

②严格控制土舱压力及出土量，防止超挖、欠挖；

③控制盾构推进姿态的变化，保持均衡匀速的施工，减少对地层的扰动，方涵处盾构隧道洞体位于300m半径曲线上，控制好盾构姿态和单次纠偏幅度，使纠偏量均匀、稳定，以减少因纠偏对周围土体造成的影响；

④控制同步注浆的浆液质量和注浆压力、注浆量，减少盾构推进过后土体的变形。

7 结论

(1)盾构选型考虑了小半径的施工，因此，选择了具有纠偏千斤顶装置的铰接盾构。调整盾尾的位置，使盾尾与管片的相关位置得到改善，从而便于管片的拼装，更好地控制隧道的推进轴线。

(2)调整好刀盘的开孔率和压力对控制地面沉降极为重要，再加以辅助措施，实践证明沉降还是可以很好地控制在设计范围内的。

(3)对于施工中的重点部位，加强监测和确保实现信息化施工，是达到预期目标的重要手段。

参考文献：

［1］林宗元主编.岩土工程治理手册［K］.沈阳：辽宁科学技术出版社，.

［2］GBJ―89，建筑地基基础设计规范［S］.

［3］叶书麟，等.地基处理与托换技术［M］.北京：中国建筑工业出版社，1994.

［4］张庭华.土压平衡盾构土舱压力控制技术研究［J］.铁道标准设计，（8）.

［5］刘建航，侯学渊.盾构法隧道［M］.北京：中国铁道出版社，1991.

［6］张凤祥，朱合华，傅德明.盾构隧道［M］.北京：人民交通出版社，.

篇7：盾构隧道长距离硬岩地层钻爆法开挖管片衬砌施工技术论文

盾构隧道长距离硬岩地层钻爆法开挖管片衬砌施工技术论文

摘要:盾构法适宜在较均一的软土、软岩地层或砂层及其互层的地层中掘进,但在软硬不均、软硬交互且岩石强度差异大的地层中应用盾构法修建城市地铁隧道就复杂得多。以广州地铁三号线盾构区间工程为实例,介绍盾构法隧道长距离硬岩地层段采用钻爆法开挖管片衬砌施工技术。

关键词:盾构隧道;硬岩地层;钻爆法隧道;喷射米石

1前言

随着城市化进程的加快,盾构法施工技术以其安全、快速、对环境影响小等优点得到越来越广泛的应用。目前已应用于上海、北京、广州、深圳、南京、天津等地铁工程。全世界大约采用了3000多台盾构机,国外发达国家盾构技术较为先进,尤以日本最为突出。

广州地铁三号线某标段盾构区间隧道施工中,对于短距离硬岩及软硬交互的复合地层,通过刀具选型和布置、螺旋输送机改造、辅助系统性能改造,使盾构机适应了该地层。通过补充地质勘察、刀具管理、掘进参数选择、掘进方向控制,成功通过该地层;对于长距离硬岩地层,首次采用了钻爆法开挖、管片衬砌工法,初期支护与管片背后的空隙用米石和注浆结合的新工艺进行回填,成功通过了该硬岩段。

2方案选定

2.1工程概况

工程位于广州市番禺区北7km处,距广州市约15km,由一个明挖区段、三个盾构区段和一个钻爆法暗挖区段构成,全长为4008双线延米。隧道穿越的左、右线地层所占的长度见表1。

隧道右线YDK16+708.5～+937(228.5m)、左线ZDK16+730～+929(199m)段地层主要为8Z-2、9Z-2,围岩分类为Ⅰ、Ⅱ级,属上元古界震旦系花岗岩片麻岩的混合体,单轴抗压强度118MPa,钻孔发现有抗压强度达156.5MPa的硅化角砾岩,且软硬岩层互为夹层现象普遍,岩层均一性差,对盾构法施工很不利。

2.2方案选择

长距离硬岩地层的施工,应认真评价盾构机的设备适应性,辨识、评价、分析施工风险,考虑钻爆法施工方案的可行性,并进行进度、技术经济比较,选择经济、合理、可行的施工方案。

① 补充地质勘察,弥补初步勘察及详细勘察阶段因受地形地貌及其他条件限制导致钻孔远离线路或间距过大的不足,使钻孔间距达到50m以内的要求。并认真对待特殊地段,保证地质资料的准确,作为盾构机对地质适应性的评价依据。

② 吸取广州地铁二号线的施工经验,盾构机对广州地区软土及岩石单轴抗压强度低于80MPa的硬岩地层施工是完全适应的,但用软岩盾构机进行强度如此高的长距离硬岩地层施工,在国内地铁施工中没有先例,也未有外国的成功经验资料。

③ 盾构机在局部硬岩地层中掘进易造成刀具意外破坏和非正常磨损,不仅增加直接成本,且由于掘进速度慢,其他辅助工作费用也增大,将造成施工成本增加。

④ 硬岩中掘进时,盾构机震动剧烈,对设备造成某种程度的损坏,影响盾构机使用寿命。

⑤ 经研讨,对该段长距离硬岩地层,采用钻爆法开挖、盾构机拼装管片通过的施工方法可行,并通过科研,指导施工。

⑥ 盾构机拼装管片通过已开挖硬岩段的速度比盾构法在一般较硬岩层地段的掘进速度快,经比较,每延米至少节省5h,能够提前工期,节约工程费用。

2.3总体方案

对该段长距离硬岩地层,将钻爆法与盾构法相结合,在盾构机到达前,通过盾构区间的中间风井,采用钻爆法开挖,盾构隧道与该段硬岩隧道贯通后,盾构机在已施工的混凝土导向平台上空载通过并拼装管片,初期支护与管片背后的空隙用米石和注浆回填密实。

3 主要施工技术

3.1施工工艺流程

划分不同工法施工区段→钻爆法隧道参数选择→隧道硬岩段钻爆法施工→盾构机到达→导向平台顺接→盾构机推进至导向平台→拼装管片、吹填豆砾石→盾构机空载推进、同步注浆→补充注浆。

3.2选择钻爆隧道参数

(1)盾构通过段

盾构通过段的隧道设计净空为6400mm的圆形断面,比盾构机外径大120mm。该段采用光面爆破技术开挖、锚喷网联合支护,具体支护参数根据围岩条件和监控量测结果进行调整。

(2)盾构接收段

隧道贯通后3m为盾构接收段,断面形式同样采用圆型断面,净空为6800mm,以满足盾构机掘进贯通时的测量误差要求。为便于盾构机到达后对盾构机进行底部处理,底部70°范围内半径加大到3700mm。

(3)导向平台

为保证盾构机按设计姿态通过,隧道底部60°范围设置半径为3150mm、厚150mm的弧形混凝土导向平台。

3.3隧道硬岩段钻爆法施工

开挖断面以轨面为界,分上下两部分开挖。导向平台分段浇注,长度为20m。

采用光面爆破技术,直眼掏槽,周边眼采用间隔装药,周边眼间距50cm,最小抵抗线50～80cm,线装药密度400g/m,每次循环进尺2.2m。

3.4到达段隧道盾构法掘进施工

盾构隧道与钻爆隧道贯通前25m为盾构到达段。盾构隧道到达段采用土压平衡模式掘进。进入到达段时,逐步减小推力、降低推进速度,并严格控制出土量。因贯通面处围岩条件较好,隧道贯通前3环采用敞开模式掘进,采用小推力、低转速进入盾构接收段。掘进参数见表2。

盾构进入到达段前150m,对盾构施工段和钻爆段的所有测量控制点进行系统的控制测量复测和联测,对所有控制点的座标进行精密、准确的平差计算。贯通前100m、50m时分别人工复测盾构机姿态,及时纠正偏差,确保盾构机顺利进入接收段。

盾构机在到达段掘进过程中,派专人负责观察钻爆段贯通面岩面变化和初期支护情况。发现围岩或初期支护有异常时,立即通知盾构主司机调整掘进参数,必要时采取加固措施。

隧道贯通时的碴土由人工清理,从竖井运出洞外。碴土清理完成后,用C30早强混凝土将盾构前体下部至钻爆隧道段已施工的导向平台进行顺接,确保盾构机顺利过渡到导向平台。

3.5盾构机空载推进

依据刀盘与导向平台间的`关系,调整各组油缸的行程,使盾构姿态沿设计方向推进。开始段推进速度控制在15～40mm/min,熟练后控制在60～85mm/min,总推力约300t,下部油缸压力略大于上部油缸。

曲线段,计算出盾构机每进一环的偏转角与铰接油缸行程差和推进油缸行程差。盾构推进前复核钻爆隧道与盾构机轴线误差,并调整铰接油缸、推进油缸,保证盾壳与钻爆隧道间的间隙,确保盾构按隧道轴线推进。

3.6安装管片及变形控制

3.6.1管片选型与安装

管片选型应满足隧道线形,安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值,确保有足够的盾尾间隙,防止盾尾直接接触管片造成管片破损。选型时要根据盾尾间隙与油缸行程差,结合盾构姿态选择合适的管片。

管片安装从隧道底部开始,先安装标准块,依次安装相邻块,最后安装封顶块。封顶块安装前,对止水条进行润滑处理,安装时先径向插入约6/7管片宽度,调整位置后缓慢纵向顶推。管片块安装到位后,及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片,推进油缸的压力设定为50bar,然后方可移开管片安装机。

3.6.2管片防水措施

盾构机步进时,盾壳与导向平台间的摩擦力约100t,管片与盾尾尾刷间的摩擦力为20t,拖拉盾构机后配套的拉力为75t,总反力为195t。施工时盾构机油缸推力均在300t以上,且管片防水使用的是遇水膨胀橡胶止水条,盾构机推力满足管片防水的要求,没有出现因止水条挤压不紧而造成管片漏水现象。

为保证管片的防水效果,采取以下措施:

①隧道贯通前安装管片时,每环管片用φ22钢筋与上一环管片相连,防止因贯通时刀盘前方突然失去反力引起已安装的管片松动;

②在盾构机步进前方,利用导向平台上的预埋钢板焊接牛腿,安设两个80t的千斤顶提供反力,也可直接在刀盘前方堆碴提供盾构机步进所需的反力;

③安装管片时,在该环管片的螺栓紧固完毕后,对上环管片的螺栓进行二次紧固。

3.6.3防止管片错台的措施

盾构机在掘进过程中,由于刀盘的支撑,在盾构机前体与管片之间形成一个类似于简支梁的结构,当盾构机推力不足时,在自重作用下,盾构机主机后部悬空部分会下沉,从而导致管片产生错台。但当盾构机在导向平台上向前推进时,盾构机的前体、中体以及盾尾的盾壳与导台是紧密接触的,只要注意管片选型与姿态调整,并严格控制注浆压力,就不会产生大的错台。为防止错台,采取了以下措施:

①每3～5环对管片姿态进行人工测量,根据测量结果结合盾尾间隙进行管片的选型;

②加强米石及注浆回填效果的检查,确保管片与钻爆隧道间充填密实;

③在安装好的管片上增加纵向连接拉杆。

3.7背衬回填技术

由喷射米石、同步注浆、补充注浆等三部分组成。向盾壳外喷射米石,在管片脱离盾尾时对管片进行支撑,防止管片下沉产生错台,并增加盾构向前推进的摩擦力。盾构机步进时,管片背后同步注浆,使管片与地层紧密接触,提高支护效果。检查注浆后的效果,必要时补充注浆。

3.7.1喷射米石

采用5～10mm连续级配的花岗岩米石作为回填料。管片拼装时进行喷射米石回填。喷射米石分两次:第一次,每隔4.5～6m在盾构机的切口四周不小于60～300°的范围用袋装砂石料围成一个围堰,防止管片背后的米石、砂浆前窜,利用混凝土喷射机从刀盘前方向盾构后方吹米石,喷射压力0.25～0.3MPa。当盾壳顶部与砂袋围堰顶部形成自然坡度时,停止喷射;第二次,管片脱出盾尾后,从管片注浆孔向管片背后吹米石,进一步填充管片与钻爆隧道的空隙。

3.7.2同步注浆

同步注浆采用水泥砂浆,初凝8h,终凝10.5h。施工时根据浆液的流动情况,适当调整浆液胶凝时间。同步注浆在每环管片米石回填后进行,与盾构机步进同步,采用手动控制,根据情况随时调整注浆流量、速度、压力。为保证填充效果,同时防止砂浆前窜至刀盘前方,注浆压力为0.05～0.08MPa。同步注浆时盾壳外围是敞开的,压力变化不大,不以压力作为注浆结束的控制标准。当注浆量达到理论注浆量的80%以上时,即可结束注浆。在管片安装10环后,间隔4环管片在管片注浆孔处开口检查注浆效果。根据检查效果,决定是否进行补充注浆。

3.7.3补充注浆

(1)第一次。目的是填充管片背后尤其是顶部的空洞。盾构机步进过程中,每前进4环通过管片注浆孔检查同步注浆效果。管片背后如果存在空洞,从管片上部30°或330°位置的注浆孔进行注浆。注浆时,避开封顶块位置。浆液采用水泥单液浆。浆液配比为:水泥：水=1 ：0.8。注浆压力为0.3～0.4MPa。注浆结束标准采用注浆压力单指标控制。

(2)第二次。盾构机通过钻爆隧道后,根据渗漏水情况,采用双液注浆泵注浆堵水。浆液采用水泥-水玻璃双液浆。浆液配比为水泥:水玻璃为1：1,注浆压力为0.2～0.3MPa,注浆速度不大于10L/min。注浆结束标准采用注浆压力单指标控制。

3.8盾构机姿态控制

(1)确保导台精度

导台是盾构机通过钻爆隧道时的下部支撑,导台的精度直接决定着盾构机的姿态。搞好施工测量和验收,确保导台精度0～15mm。

(2)调整好隧道贯通时盾构机的姿态

盾构机从盾构隧道进入钻爆隧道时,确保盾构出洞时的旋转值Roll小于±3mm/m。盾构机在导台上步进时,调整盾构机的旋转值Roll小于±5mm/m。

(3)做好管片的选型及安装

考虑盾构机姿态、盾尾间隙、油缸行程及盾构机步进情况等因素,合理选择管片安装类型,使盾构机的姿态偏差在±20mm以内,上下左右盾尾间隙均在70mm左右,最大油缸行程差在25mm以内,确保管片受到的油缸推力较平均。在管片脱出盾尾时,盾尾内壳不挤压管片外壁,有效防止管片产生错台、裂缝。

(4)及时人工复测管片姿态

盾构机配备的SLS-T导向系统能全天候地动态显示盾构机当前位置相对于隧道设计轴线的位置偏差,主司机根据显示的偏差及时调整盾构机的姿态。为保证导向系统的准确性,确保盾构机掘进方向,每周两次由人工对SLS-T导向系统的数据进行测量校核。管片安装完成后,每3～5环人工进行一次管片姿态的复测。

4 工程效果

①施工速度快、工效明显。盾构机拼装管片通过钻爆隧道达到平均每天11m的施工进度。