盾构始发作业指导书

小王家营站至呈贡北站地下区间

盾构始发（含掘进）作业指导书

1、施工准备

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。 2、盾构始发工艺流程

3、操作工艺

3.1盾构始发操作工艺 3.1.1始发端头的加固处理

本工程盾构井基坑开挖采用放坡开挖，土钉+喷射砼支护，待做完盾构井结构后，采用C20素混凝土回填的方式进行盾构始发端头进行加固处理。如下图所示：

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始发端头地层加固 始发井轨道规划、铺设 盾构后配套台车下井 洞门渗水、加固体检查 洞门清理 盾构始发支座安装 始发反力架 负环管片安装 盾构机下井、安装、调试 洞门密封圈安装 盾构机推进就位 紧固洞门密封装置 盾构始发掘进 盾构正常循环掘进

3.1.2洞门清凿处理

本工程盾构井开挖方式采用放坡开挖，开挖边坡防护采用玻璃纤维筋+喷射砼支护，盾构井结构完成以后，盾构前端墙外侧采用C20素混凝土回填。

洞门清凿分两次完成，当盾构机吊装完成后，马上清凿洞门圈内回填混凝土，直至边坡开挖面的喷射混凝土面。当橡胶帘布安装完成，盾构机完成所有始发准备后马上对原边坡喷射砼混凝土进行清凿，直至清凿至边坡土面并立即将盾构机向前推进刀盘顶上洞门土体。 3.1.3洞门密封安装及紧固措施

盾构机初始掘进时，由于始发井内衬墙预留孔洞直径为6620mm，盾构机前体直径为6450mm，所以当盾构机前体进入前端墙后，将会在内衬墙与盾构机前体机壳间形成200mm的空隙。洞口段主要为（3）1-3、（7）2-1、（7）2-2等地层组成。为了保证土仓压力的建立，保证始发段土压平衡效果，需增设临时密封装置。

洞门止水如图所示：

预埋钢环板固定螺栓预埋钢环板固定螺栓预埋钢环板固定螺栓帘布橡胶密封板折叶压板盾构折叶压板注浆浆液折叶压板盾构进洞时状态管片管片管片拼装后的状态进洞前状态

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3.1.3.1洞门密封止水装置 盾构机始发时,由于盾构机机体(刀盘+前体+中体+盾尾)长8米，在盾体尚未完全进入土层时，洞门的防水措施完全依赖于由橡胶帘、压板组成的临时止水装置。

针对本工程的实际情况，洞口密封采用简便有效的橡胶密封帘配折叶式密封压板。帘布橡胶板是由氯丁橡胶加棉纱线、尼龙线复合而成，通过它和管片的密贴来防止盾构始发时的水土流失以及盾尾进入始发端头后管片背后注浆时的浆液外流。折叶式压板压紧帘布橡胶板，保证帘布橡胶板在注浆压力下不翻转。折叶式密封压板如图所示。

1、密封装置的施工

密封装置的施工分为洞门钢环板预埋和安装橡胶帘布、扇形压板两部分： A、洞门钢环板预埋：在盾构始发井内衬墙施工中，将洞门预埋钢环板进行埋设，在埋设过程中钢环板必须通过钢筋接驳器与端墙结构钢筋连接在一起。

预埋钢环板如图所示。

洞门折叶压板

附注：1、本图尺寸除注明者外余均以毫米计。2、洞门预埋环板采用Q235-A钢制作,厚度10mm3、为便于安装，整环由4块环板制成。4、整环360°范围均布72个M20螺孔，螺孔间距误差为±2mm。5、环面平面度误差小于5mm。6、环板径向宽度误差为±2mm。21.5°4环板分块示意图

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3

B、安装橡胶帘布及扇形压板：在盾构正式始发之前，清理完凿除的洞门碴土，修平洞圈范围内钻孔桩桩头外露钢筋头及凹凸不平的桩头砼面后，依次在洞圈安装橡胶帘布环状板、折页式压板等组成的密封装置，作为盾构始发施工阶段临时防水措施。

3.1.3.2注浆止水 盾体完全进入土层后，及时利用盾尾的四条注浆管对管片外围空隙进行同步注浆，同步注浆后仍然存在渗漏水时应进行二次补强注浆。 3.1.3.3技术要求 1、安装前应先测量预埋钢环的偏心量及圆度，其复合偏差不得超过50mm； 2、盾构机外壳须保持光滑，以利于保证密封效果；

3、为了有避免刀盘在推进过程中割伤橡胶密封环，应在橡胶密封环的相应侧面涂黄油；

4、安装密封环时注意其上凸缘的朝向。

5、折叶式压板在空隙过大不能压住橡胶帘时，需在压板后焊接三角铁防止橡胶帘外翻。

3.1.4盾构始发托架及反力架安装

根据盾构始发井的设计，结合盾构机的外形尺寸，对本区间始发托架及反力架进行设计。始发托架按盾构机重500t、反力架按3000t反力进行结构验算，经过验算，其结构受力满足施工要求。

根据始发场地的实际情况和托架和反力架的安装要求，提前对始发井的底板进行测量，并对底板进行找平。始发架采用Φ325×10mm钢管抬高，钢管布置与托架底部的肋一致。为防止盾构进洞后盾头所处的土层软而盾尾仍在刚度大的托架上会造成盾头下沉，使盾构偏离轴线，出现盾构机低头现象，因此始发基座安装坡度比设计坡度大11‰（调整后坡度为-15.517‰），坡度调整后盾构始发时端头标高抬高5cm。当盾构机完全进入土体后，盾构姿态进行调整，逐渐进入设计平竖曲线内。

下图为始发架定位图和始发架安装图。

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盾构井结构内边线左线隧道中心线圆心处标高为1925.947右线隧道中心线1921.6862-2断面盾构井结构内边线右线隧道中心线圆心处标高为1926.155右线隧道中心线1921.6861-1断面说明：1、图为盾构始发架平面与标高定位交底图，图中尺寸除里程以m计，其余均以mm计。2、盾构机定位控制主要以轨道滑道轴线来确定始发架的位置。滑道轴线控制点在结构侧墙上已经标示，具体位置如平面图所示。滑道控制标高在现场用油漆标示。3、滑道纵坡为-15.517‰，图中断面图为盾构井两端，里程为右IDK30+899.6与右IDK30+912.2位置。始发架具体标高待始发架位置确定后按现场实际情况得出。始发架平面图 始发架定位图

始发架安装图

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反力架安装图

3.1.4.1安装步骤

1、托架入井安装、调整及固定

始发托架在洞门第一次清凿完成并将碴土清理干净后进行吊装。其安装分三步进行：

第一步：利用32t吊车将托架分块吊下井，并于井下栓接完毕。

第二步：根据测量提供的隧道中线及水平线，并且对安装的托架进行检测、调整，保证始发托架的中心线与线路中心一致，满足设计位置要求。

第三步：托架调整完毕，采用焊接将其固定在底板的钢板上。 2、反力架和基准环的安装、调整和固定

在盾构机的前体、中体、盾尾、螺旋输送机就位及刀盘吊下井并在托架上安装好后，将反力架和基准环按由下至上的顺序分块吊入井下进行组装。其安装分五步进行：

第一步：先将反力架的下横梁吊到井下，进行拼装，再将立柱和上部横梁吊入与下部组装在一起。

第二步：将基准环的下半部吊入井下与反力架进行连接，再将基准环的上半部吊入与反力架和基准环下半部连接，经测量检查、调整使基准环的中心与反力架的中心重合，然后把他们连接组装固定好。

第三步：根据测量的结果对反力架进行水平方向和轴线方向的调整，使反力架

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和基准环的中心线与隧道的轴线一致，基准环环面与始发托架保持垂直。

第四步：对反力架进行焊接固定。

第五步：对反力架后面与底板间采用钢管焊接，上面与顶板焊接H型钢，以便反力架的支撑反力受力均匀。 3.1.4.2技术要求

1、始发托架及反力架的制造符合设计要求及国家钢结构的规范标准，具有专门经验的队伍负责制造及安装。

2、千斤顶总推力控制在2000T以内（不超过反力架的设计荷载3000T），管片标准块A1 、A2、A3尽量安装于隧道下部，推进时先用下部千斤顶，推力增加要遵守循序渐进的原则。

3、组装前应对始发基座进行精确定位，确保托架及反力架的中心线位置与线路中心线一致、基准环面与始发托架面垂直。

4、汽车吊机工作区应铺设钢板，使得重量均匀扩散到地面。 5、大件组装时结构进行严密的观测，掌握其变形与受力状态。

6、托架及反力架与结构部位连接要牢固，连接部位应保证足够的面积以防止结构顶板混凝土开裂和托架及反力架的受力均匀传递到结构上。

7、在推进过程中合理控制盾构的总推力，且尽量使千斤顶编组合理，使之均匀受力；

8、采用薄钢板填充各构件连接处的缝隙；

9、基座框架结构的强度和刚度能抵抗盾构进洞段施工时所产生的反力； 10、盾构基座的底面与始发井的底板之间要垫平垫实，保证接触面满足要求。3.1.5负环管片安装与加固

盾构始发时经计算共需安装10环（T1~T10）负环管片，右线T1环管片进入洞门750mm。负环管片采用通用标准环拼装，拼装方式采用通缝拼装方式。管片安装顺序为：先就位底部管片，再自下而上左右交叉安装，每环相邻管片应控制环面平整度和封口尺寸，最后插入封顶管片成环。

1、根椐测量，调整盾构机及始发托架，反力架，轨道等机具，确保中心位置与隧道设计中心位置一致。

2、准备沙袋、水泵、水管、方木、型钢，钢丝绳、千斤顶等加固用的物资和工具。

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3、准备洞内、洞外的通讯联系工具和洞内的照明设备。

4、负环管片在预制厂经过质检合格后，由专门的平板运输车运至施工现场临时存放。管片堆码时设楔形底座，楔形面与管片外径相切。

5、负环管片安装前将管片、连接件备齐，并将管片丁腈软木垫片在下井前粘贴好，盾尾杂物清理干净，检查管片拼装机的举重臂等设备运转正常后方可进行管片安装。

6、始发基座、托架、反力架等机具安装加固到位，其强度，刚度，抗弯度满足盾构的反力要求。 3.1.5.1负环安装步骤

1、由专人对管片类型、龄期、外观质量等情况进行进场检验，检查合格后由16t的龙门吊将管片放在管片运输车上，每辆平车可重叠3片，一次牵引二辆平车运输一环管片至安装部位，经管片吊车按安装顺序放到管片输送平台上，运至隧道管片安装机位置。

2、安装第一环负环管片（T10），并用千斤顶后推，使之与基准环相贴。 3、依次收回千斤顶，安装各环负环管片，当安装完T1后，开始掘进永久第一环。

负环管片拼装示意见下图：

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3.1.5.2负环管片的加固

负环管片在脱出盾尾的过程中，为保证负环管片的位置安装正确，在管片与托架间采用垫塞方木楔来实现，方木楔间距40cm安设一块。同时，采用在每环管片外加设φ20钢丝绳紧固来达到加固的目的，每环管片上加设一道钢丝绳，钢丝绳沿环中布置，间距1.2m。 3.1.5.3技术要求

1、混凝土负环管片逐环在盾构机内安装，利用盾构机推进千斤顶推出，直到顶靠在基准环上，并在推出盾壳的管片外侧用钢丝绳拉结和钢管支撑等进行加固，以保证将千斤顶推力均匀传递到反力架上，并在传递推力过程中管片不会浮动变位。

2、始发基座导轨必须顺直，严格控制标高、间距及中心轴线。 3、始发前在基座钢轨上涂抹黄油，以减少盾构推进阻力。

4、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H200×20型钢与盾构井结构连接加固，并采用手动葫芦和Φ20钢丝绳沿环中部与始发托架及基座加固箍紧。

5、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厚约75mm的方木。

6、安装T10～T0时，保证管片和盾构机下部的合理间隙。

7、负环管片除T0外，可不贴密封条，但需粘贴缓冲垫，螺栓不用止水垫圈。 8、管片底部与钢轨间用木塞或钢塞堵紧，以防管片在推进过程中发生下沉。 9、管片拼装作业，要正确伸、缩千斤顶，严格控制油压和伸出千斤顶的数量，确保拼装时盾构不后退。

10、拼装管片前应对盾壳底部的垃圾进行清理，防止杂质夹杂在管片间。对于管片存在上翘或下翻的情况时，应在局部加贴楔子进行纠正。

11、管片的运输翻转，要用专门机具，保证管片的运输翻转过程中的平稳。地面堆放管片时上下两块管片之间要垫上垫木。

12、要加强测量控制，保证基准环的准确位置，并达到环面平整。

13、当盾构始发中盾铰接处脱离始发托架时，使铰接油缸伸出30～40mm，以使纠正姿态。

3.1.6盾构始发段掘进参数选择

经计算和工程类比情况统计，在本工程始发段地层中掘进，下表中的掘进参数

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是比较经济有效的。但在不同的工程实践中尚应按监测数据及时进行调整。

掘进参数表

序号 1 2 3 4 3.2盾构掘进施操作工艺

盾构始发掘进完成后，盾构隧道进入正常掘进阶段。正常掘进阶段的重点在于对工程地质、水文地质的变化，地表、地下监测数据的分析，盾构掘进参数的调整等多因素进行综合分析研究，确保盾构在不同地质条件下，不同地表环境条件下安全推进。 3.2.1盾构掘进

盾构机在完成前100m的试掘进后，将对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。主要内容包括：

（1）根据地质条件和试掘进过程中的监测结果进一步优化掘进参数。 （2）正常推进阶段前采用100m试掘进阶段掌握的最佳施工参数。通过加强施工监测，不断地完善施工工艺，控制地面沉降。施工进度应采用均衡生产法。

（3）推进过程中，严格控制好推进里程，将施工测量结果不断地与计算的三维坐标相校核，及时调整。将里程偏差控制在：缓和曲线、圆曲线段：X（隧道设计纵轴方向即沿里程方向）、Y（垂直隧道沿设计轴线方向）＜50mm。

（4）盾构应根据当班指令设定的参数推进，推进出土与衬砌背后注浆同步进行。不断完善施工工艺，控制施工后地表最大变形量在+10，-30mm之内。

（5）盾构掘进过程中，坡度不能突变，隧道轴线和折角变化不能超过0.4%。 （6）盾构掘进施工全过程须严格受控，工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息，正确下达每班掘进指令，并即时跟踪调整。

（7）盾构机操作人员须严格执行指令，谨慎操作，对初始出现的小偏差应及时

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掘进参数 推力 扭矩 推进速度 土仓压力 始发端头段 500~800KN 3000-3600KN.m 0.5～1cm/min 0.10～0.12MPa 泥炭土、粉质粘土 7000-12000KN 2600-3500KN.m 1～2cm/min 0.12～0.15MPa 掘进100m后适当调整1～2cm/min 参数 0.08～0.10MPa 粘土层、强风化土层 9000 -12000KN 2800-3400 KN.m 备注 纠正，应尽量避免盾构机走“蛇”形，盾构机一次纠偏量不宜过大，以减少对地层的扰动。

（8）做好施工记录，记录内容有： ①隧道掘进——施工进度 油缸行程、掘进速、里程 盾构推力、土压力 刀盘、螺旋机转速

盾构内壁与管片外侧环形空隙（上、下、左、右） ②同步注浆

注浆压力、数量、稠度

注浆材料配比、注浆试块强度（每天取样试验） ③测量 盾构倾斜度

隧道椭圆度、管片姿态 推进总距离

隧道每环衬砌环轴心的确切位置（X、Y、Z）

每天测量盾构机位置前30m，后50m的沉降，必要时采用二次补浆控制。 导向系统每次移站后须人工复核导线的准确性。 每月进行一次导线坐标的联系测量。 3.2.1.1、土压平衡工况的掘进特点

土压平衡工况掘进时，是将刀具切削下来的土充满仓室，然后利用土仓内泥土压与作业面的土压和水压相抗衡，与此同时，用螺旋式输送机排土设备进行与盾构推进量相应的排土作业，掘进过程中，始终维持开挖土量与排土量的平衡，以保持正面土体稳定，并防止地下水土的流失而引起地表过大的沉降。 3.2.1.2掘进控制程序

在盾构掘进中，保持土仓压力与作业面压力（土压、水压之和）平衡是防止地表沉降、保证建筑物安全的一个很重要的因素。

（1）土仓压力值P的选定。P值应能与地层土压力和静水压力相抗衡，设刀盘中心地层静水压力、土压力之和为P0，则P＝K×P0，K一般取1.0～1.3，在地层掘进过程中根据地质和埋深情况以及地表沉降监测信息进行反馈和调整优化。地表沉降与

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工作面稳定关系以及相应措施对策见表。

地表沉降与工作面稳定关系以及相应措施与对策

地表沉降信息 工作面状态 P 与P0关系 Pmax＜P0 措施与对策 增大P值 备 注 Pmax、Pmin分别表示P隆起超过基准值 支撑土压力过大，土仓内水进入地层 Pmin＞P0 减小P值 的最大峰值和最小峰值 （2）土仓压力P的保持，主要通过维持开挖土量与排土量的平衡来实现。可通过设定掘进速度、调整排土量或设定排土量、调整掘进速度两条途径来达到。

（3）排土量的控制

排土量的控制是盾构在土压平衡工况模式下工作时的关键技术之一。

碴土的排出量必须与掘进的挖掘量相匹配，以获得稳定而合适的支撑压力值，使掘进机的工作处于最佳状态。当通过调节螺旋输送机的转速仍不能达到理想的出土状态时，可以通过改良碴土的塑流状态来调整。

（4）碴土具有的特性

在土压平衡工况模式下碴土应具有以下特性： A、良好的塑流状态 B、良好的粘—软稠度 C、低的内摩擦力 D、低的透水性

一般地层岩土不一定具有这些特性，从而使刀盘摩擦增大，工作负荷增加。同时，密封仓内碴土塑流状态差时，在压力和搅拌作用下易产生泥饼、压密固结等现象，从而无法形成有效的对开挖仓密封和良好的排土状态。当碴土具有良好的透水性时，碴土在螺旋输送机内排出时无法形成有效的压力递降，土仓内的土压力无法达到稳定的控制状态。

当碴土满足不了这些要求时，需通过向刀盘、混合仓内注入添加剂对碴土进行

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下沉超过基准值 工作面坍陷与失水 改良，采用的添加剂种类主要是泡沫或膨润土。 3.2.1.3确保土压平衡而采取的技术措施

（1）拼装管片时，严防盾构机后退，确保正面土体稳定。

（2）同步注浆充填环形间隙，使管片衬砌尽早支承地层，控制地表沉陷。 （3）切实作好土压平衡控制，保证掌子面土体稳定。

（4）利用信息化施工技术指导掘进管理，保证地面建筑物的安全。

（5）在掘进时向开挖面注入泡沫或膨润土，使搅拌后的切削土体具有止水性和流动性，既可使碴土顺利排出地面，又能提供稳定开挖面的压力。 3.2.1.4泡沫的注入

无论盾构机通过砂性土还是在粘性土地层，都可以通过向土仓内注入泡沫来改善碴土的性状，使碴土具有良好的流塑性；同时泡沫的加入可以起到防水的作用，防止盾构机发生喷涌和突水事故。但由于泡沫的用量和价格都比较高，所以只有在加泥不满足要求以及发生喷涌、突水的情况下才使用。当泡沫注入后，可以将螺旋输送机回缩，控制好盾构机推力将盾构机刀盘进行空转，使泡沫充分地和土仓内的碴土拌和，使泡沫剂在改善碴土性状和止水方面发挥最大的功效。 3.2.2曲线地段及坡度掘进

在曲线段（包括水平曲线和竖向曲线）施工时，盾构机推进操作控制方式是把液压推进油缸进行分区操作，使盾构机按预期的方向进行调向运动。曲线段施工时，采用安装楔形环与伸出单侧千斤顶的方法，使推进轨迹符合设计线路的弯道要求。 3.2.2.1在曲线段推进时，要注意以下几点：

（1）进入弯道施工前，调整好盾构的姿态；

（2）精确计算每一推进循环的偏离量与偏转角的大小，根据盾尾间隙和掘进线形，选择合适类型的管片拼装，合理选配推进千斤顶的数量、推进力、分区与组合进行推进；

（3）将每一循环推进后的测量结果记入图中与设计曲线相对照，确定是否修正下次推进的偏转量与方位角；

（4）合理选择超挖量，尽量使盾构靠近曲线内侧推进，将推进速度控制在30～40mm/min内，或将每一循环分成几次推进，从而减小管片的受力不均；

（5）为防止管片的外斜，必须保证管片背后注浆的效果，使千斤顶的偏心推力有效地起作用，确保曲线推进效果，减少管片的损坏与变形；

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（6）当盾构偏离曲线的设计线路较大时，停止盾构推进，采取相应措施，避免下述现象发生：在曲线推进过程中，出现管片损坏严重、管片螺栓折断，接头部件损坏，管片拼装困难、隧道衬砌超限等问题。

（7）根据掌子面地层情况及时调整掘进参数调整掘进方向避免引起更大的偏差。

（8）蛇行的修正以长距离慢慢修正为原则，如修正得过急，蛇行反而更加明显。在曲线推进的情况下，使盾构当前所在位置点与远方的一点进行线路拟合，使隧道衬砌不超限。纠偏幅度每环不超过20mm。

（9）在曲线施工中，盾构曲线走行轨迹引起的建筑空隙比正常推进大，必须加大注浆量，正确选好压注点，并做好盾尾密封装置的技术措施。

液压推进油缸的分区表

油缸分区 A B C D 直线 工作 工作 工作 工作 左转 工作 工作 —— 工作 右转 —— 工作 工作 工作 上仰 工作 工作 工作 —— 下俯 工作 —— 工作 工作 液压推进油缸的分区图 3.2.2.2推进过程中的蛇行和滚动

在盾构推进过程中，蛇行和滚动是难以避免的。出现蛇行和滚动主要与地质条件、推进操作控制有关。针对不同的地质条件，进行周密的工况分析，并在施工过程中严格控制盾构机的操作，减少蛇行值和盾构机的滚动。当出现滚动时采取正反

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转刀盘方法来纠正盾构机姿态。盾构机推进时还需注意以下几个问题：

（1）工作面的地层结构及物理力学特性的不均匀性； （2）推进系统性能的平衡性、稳定性； （3）监控系统的敏感性，可靠性和稳定性； （4）富水软弱地层对盾壳的环向弱约束性；

（5）通过软硬变化地层时的刀盘负载与盾壳约束条件的不对称性（包括进出洞的类似情况）；

对于以上问题要通过实际的掘进施工不断地积累施工经验，并在施工过程中做记录，探索出各种问题对盾构机掘进的影响程度，并把比较严重的问题作为施工中的重点问题进行研究解决，为下次掘进类似地层提供支持。 3.2.3掘进过程中的刀具管理和换刀方案

（1）换刀位置及地层统计刀具管理

根据本工程地质特点，吸取以往类似工程可借鉴的施工经验，拟定科学合理的刀盘、刀具检查计划，对刀具进行有计划的科学管理。

刀具管理流程见下页图： （2）换刀方案

盾构在试掘进阶段，有计划地进行一次带压进仓检查刀盘、刀具，评估刀盘、刀具的耐磨性，总结刀盘、刀具的磨损规律，并根据实际施工情况对计划进行调整，及时掌握刀盘、刀具磨损情况；有必要换刀时，提前对计划换刀位置地层处进行有效的加固处理，确保施工安全和设备完好率，减少规避刀盘、刀具的意外磨损和被动停机，提高施工效率。

3.3管片安装

- 15 - 是是否开仓否否是否正常是正常掘进机电总工程师审核否是否合理是工程师调整下达换刀计划负责刀盘工程师定期检查是技术方案工班例检否土木总工是否正常是负责刀盘工程师核实否继续掘进是否正确工班换刀换下刀具入修理间负责刀具工程师是是否可修否交材料库修理刀具管理流程图

3.3.1管片安装程序 管片安装程序见右图。

3.3.2管片安装方法

推进缸顶紧就位管片 掘进1.2m 盾构掘进 管片止水条及衬垫粘贴 管片选型、下井和运输组织 管片吊机卸车、倒运管片 管片安装区的清理 缩回安装部位置油缸 管片安装与连接 管片安装就位 管片脱离盾尾后的二次紧固 管片安装程序图

（1）管片选型以满足隧道线型为前提，重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一循环掘进限值，确保有合适的盾尾间隙，以防盾尾接触并挤压管片，造成管片破损。

（2）管片安装必须从隧道底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。 （3）封顶块安装前，应对止水条进行润滑处理，安装时先径向插入2/3，调整位置后缓慢纵向顶推插入。

（4）管片块安装到位后，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。

（5）管片安装完后应及时进行连接螺栓紧固，并在管片环脱离盾尾后要对管片连接螺栓进行二次紧固。 3.3.3安装管片质量保证措施

（1）严格进场管片的检查，破损、裂缝的管片不用。下井吊装管片和运送管片时应注意保护管片和止水条，以免损坏。

（2）止水条及软木衬垫粘贴前，应将管片进行彻底清洁，以确保其粘贴稳定牢固。施工现场管片堆放区应有防雨设施。粘贴止水条时应对其涂缓膨剂。

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（3）管片安装前应对管片安装区进行清理，清除如污泥、污水，保证安装区及管片相接面的清洁。

（4）严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩。 （5）管片安装时必须运用管片安装机的微调装置将待装的管片与已安装管片块的内弧面纵面调整到平顺相接以减小错台。调整时动作要平稳，避免管片碰撞破损。

（6）同步注浆压力要进行有效控制，注浆压力不得超过限值，避免管片产生渗漏，破坏止水条。

（7）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。 3.4掘进中的碴土改良与防泥饼措施 3.4.1概述

国内外的盾构施工经验，特别是沈阳地铁1号、2号线盾构施工的经验表明，在盾构施工中尤其在复杂地层盾构施工中，进行碴土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速施工的一项不可缺少的重要技术手段。 3.4.2碴土改良的方法与添加剂

碴土改良就是通过盾构机配置的专用装置向刀盘面、土仓或螺旋输送机内注入泡沫或膨润土，利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与土碴混合，其主要目的就是要使盾构切削下来的碴土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力，以满足在不同地质条件下采用不同掘进模式掘进时都可达到理想的工作状况。 3.4.3碴土改良的主要技术措施

根据本工程的地质条件，采取如下主要技术措施。

（1）在盾构选型时，合理配置刀盘刀具，增大刀盘开口率等方法来防止泥饼形成。泡沫的注入量为每环35～50L左右。

（2）在砂层和其它含水地层采用土压平衡模式掘进时，拟向刀盘面、土仓内注入泡沫剂，并增加对螺旋输送机内注入的膨润土，以利于螺旋输送机形成土塞效应，涌水较大时，注入高分子聚合物防止喷涌。 3.5盾构姿态控制 3.5.1盾构始发姿态控制

对盾构机方向控制的影响因素关键是地质情况，盾构机始发后有以下几个地需

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要对盾构机的姿态进行严格的控制。一是盾构始发后穿过端头后,将进入相对软弱的地层，地层由“硬”变“软”。二是盾构位于曲线半径地段。

同时，盾构掘进不可能完全按照设计的隧道轴线前进，其掘进线路不可能是一条光滑曲线而是由折线拟合而成。在不断修正的过程中将会产生一定的掘进方向偏差。同时盾构表面与地层间的摩擦不均匀，开挖面上的土压力以及切口环切削欠挖地层所引起的阻力不均衡，也会引起一定的方向偏差。当这种偏差超过一定限界时就会使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力恶化，并造成地层损失增大而使地表沉降加大。因此在始发中应严格控制盾构机的姿态，并正确纠偏和修正蛇行，以免产生过大的地层损失而引起过大的地层变形。

盾构始发通过端头加固地段后，盾构机由改良加固后的土层进入原状土层，即由硬土层至软土层（软土层或砂层）的掘进过程。在由硬至软的过程中，由于盾构机重量主要集中在刀盘和前体的原因，易产生的„栽头‟现象。在这种情况下掘进，本标段将盾构机姿态„抬头‟0～50mm。以保持盾构机向上运动的趋势。

在含水地层中，适当加大盾构上部推进油缸推力，使盾构稍微往偏下方向走，以抵消水的浮力对管片上浮的作用。 3.5.2盾构机的姿态监测方法

采用SLS-T隧道自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测。

本工程的盾构机带有自动测量激光导向系统，该系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等，能够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏差以及趋势。据此调整控制盾构机掘进方向，使其始终保持在允许的偏差范围内。

随着导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位，为保证推进方向的准确可靠性，每50环进行两次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态。确保盾构掘进方向的正确。人工辅助测量进行盾构姿态监测方法如下： 3.5.2.1滚动角的监测

采用电子水准仪测量高程差，进行滚动圆心角计算的方法监测。在切口环隔墙后方对称设置两点（测量标志），使该两点的连线为一水平线并且其长度为一定值L，测量两点的高程差，如图所示即可算出滚动角。

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bOBαaHb-HaA 图8.5-1盾构机滚动测量示意图盾构机滚动测量示意图 A、B为测量标志，a、b为盾构机发生滚动后测量标志所处的新位置，Ha、Hb为测出的两点的高程，α为盾构机的滚动圆心角。 α=arcSin[（Hb－Ha）/L] 如果Hb－Ha＞0，那么盾构机逆时针方向滚动，如果Hb－Ha＜0，那么盾构机顺时针方向滚动。 3.5.2.2竖直方向角、水平方向角的监测 采用全站仪测量盾构机的切口环后方隔墙及中体后方铰接处断面中心点三维座标与线路设计中线座标的变化，可得到盾构机的方向偏差。 3.5.3盾构机的姿态调整措施 3.5.3.1滚动偏差调整

由于盾构机未进入土层时，壳体与始发基座钢轨磨擦力小，考虑到反扭矩的因素，刀盘应缓慢加力，使扭矩、推力缓慢慢增大，并在盾构机壳体上焊接角钢与盾构井底板相连，以防盾体转动，并随着盾体的前进依次切除。

当盾构机滚动偏差超过0.5°时，盾构机会报警，提示盾构机操作手必须对刀盘进行纠偏，盾构机滚动偏差采用刀盘反转的方法纠正。 3.5.3.2方向偏差调整

根据线路条件所做的分段轴线拟合控制计划、导向系统反映的盾构姿态信息，结合隧道地层情况，通过分区操作盾构机的推进油缸来控制掘进方向。控制盾构机方向的主要因素是控制推进千斤顶的推度，通过调整各推进油缸的推度来调整盾构机掘进机的姿态。盾构机的推进油缸分区为五个，其分区图如下图所示。

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推进油缸采用一台电液比例调速泵供油，将每个区域的推进油缸编为一组，每组油缸设一个电磁比例减压阀，用来调节各组推进油缸的工作压力，借此控制或纠正掘进机的前进方向。其中4、8、12、16位置的油缸安装有位移传感器，通过油缸的位移传感器我们可以知道油缸的伸出长度和盾构的掘进状态。14只铰接油缸连接中体及盾尾，沿圆周方向均布四只行程传感器监测四个方位油缸的行程，以了解盾构机折弯状况并提供管片选型依据。掘进中铰接油缸处于被动状态，对于盾构机的调向没有影响。

通过对油缸的分区操作，达到调节推进方向的目的。其原理如下：

在上坡段掘进时，适当加大盾构机下部油缸的推力和速度；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力和速度；在左转弯曲线段掘进时，则适当加大右侧油缸推力和速度；在右转弯曲线掘进时，则适当加大左侧油缸的推力和速度；在直线平坡段掘进时，则应尽量使所有油缸的推力和速度保持一致。根据自动导向系统量测的结果和在控制室监示器上显示出来的盾构机当前位置和设计位置以及相关的数据和图表，平缓地调整各分区千斤顶的推度，能够让盾构机尽可能靠近设计线路掘进。 3.5.3.3盾构机竖直方向控制措施

1、为防盾构机由刚性的始发基座上进入土层时低头现象，预先将始发基座坡度由-26.5‰放缓至-15.517‰。

2、盾构机的竖向轴线偏差应控制在±20mm以内，倾角控制在±3mm/m以内。特殊情况下，倾角亦不宜超过±10mm/m，否则会引起盾尾间隙过小和管片的错台破裂等问题

3、开挖面土体比较均质或软硬差别不大时，盾构机应与设计轴线保持平行。

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4、当盾构机遇到上硬下软的地层时，为防止盾构机机头下坠，适当加大底部千斤顶的推力；

5、当开挖面上软下硬时，为防止机头偏上，可适当增大顶部千斤顶的推力。 6、操作盾构机时，还应注意上部千斤顶和下部千斤顶的行程差，两者不能相差过大，一般宜保持在±20mm内，特殊情况下不宜超过6cm, 否则说明盾构机竖直方向调整过急。

7、盾构机通过凸形竖曲线顶点进入下坡段时，后方的管片受推进千斤顶向上的分力易上浮，凹形竖曲线顶点后方的管片受向下的分力易下沉，此时盾构机刀盘应缓慢加力，使推力缓慢增大， 以避免过大的推力造成管片及盾构机的竖向偏差。

8、当开挖断面内地层上下软硬差距很大时，即使千斤顶的压力和盾构机的倾角达到很大，仍无法将盾构机的姿态调整到合理位置，此时应考虑更换刀具或者在硬岩部位使用超挖刀。

3.5.3.4盾构机水平方向的控制措施

1、在直线段，盾构机的水平偏差可控制在±20mm以内，水平偏角可控制在±3mm/m以内，否则会因盾构机急转引起盾尾间隙过小和管片错台破裂等问题；

2、在缓和曲线段及圆曲线段，盾构机的水平偏差应控制在±30mm以内，水平偏角应控制在±5mm/m内，曲线半径越小控制难度越大；由直线进入缓和曲线宜提前一个盾身的长度开始按1.5倍曲率半径转弯，使盾构机的单边推力差渐近递增有利于保证管片环缝的拼装质量。

3、由直线段进入缓和曲线段或圆曲线段时，根据地层情况（其决定盾构机的转向难易程度），调节好各分区油缸千斤顶的行程和推力，使管片的中心轴线更好地与隧道轴线拟合；

4、盾构机由曲线段进入直线段时，盾构机操作原则应同第三步的原则类似； 5、当开挖面内的地层左右软硬相差很大而且又是处在曲线段时，盾构机的方向控制将比较困难，此时可降低掘进速度，合理调节各分区的千斤顶压力，必要时可超挖刀；

6、当第5条中的操作原则仍无法将盾构机的姿态调到合理位置时，将考虑在硬岩区域使用超挖刀。 3.6同步注浆 3.6.1注浆方式

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采用盾尾同步注浆方式及时注入单液浆填充环形建筑空间。即在盾构机推进时，通过安装在盾尾内的4条内置式注浆管向管片与地层间的环形建筑空间注入填充浆液。每条管上有高压力表和阀门，该管通过软管与盾构机1#拖车上配置的4台砂浆泵分别相连，砂浆泵可手动控制，也可自动控制。由于盾构管片所受的水土压力不同（顶部的管片略低于底部的管片），所以在同步注浆时可通过手动控制来调节各注浆管的注浆压力。

同步注浆完成后，利用声波探测，对未注满处利用管片吊装孔进行二次补注双液浆。 3.6.2注浆设备

浆液由盾构始发场地内设置的专用浆液搅拌站拌制（浆液搅拌站生产能力达60 m3/h）而成。通过输送管道直接泵送到1#拖车上的储浆罐内以待运输至井下并泵送至盾构机配置储浆罐。同步注浆采用盾构机上的同步注浆设备进行注浆，二次注浆采用一套独立的双液注浆设备。 3.6.3注浆材料及配合比选择

为保证浆液质量，施工中根据始发时地层的实际情况选择浆液配合比，选择和易性适宜的浆液，使之达到易于压送、不离析、不沉淀、不堵管。其物理性能应达到：①浆液的充填性好；②浆液和易性好离析少；③浆液初凝时间短早期强度高（理论上讲越快越好，以及快约束和稳定管片。但初凝时间太短容易造成注浆管种堵塞），浆液硬化后的体积收缩率小，以更好固定管片；④浆液稠度合适，以不被地下水稀释。

注浆材料采用单液水泥砂浆。浆液配合比要根据地层的不同情况选择不同的浆液配合比。

同步注浆浆液性能选择

隧道主要穿越（1）、（2）1-2、（2）2-2、（2）2-3、（2）4-2、（2）6-2、（3）1-3、（3）3-1、（7）1-1、(7)1-2、（7）2-2地层。初步选择单液水泥砂浆性能如下：

水泥砂浆初凝时间：4～5小时；

水泥砂浆1d龄期强度：0.5Mpa，28d龄期强度达到2.0 Mpa；

水泥砂浆稠度：浆液的稠度在软弱土层宜选择偏大以利控制管片上浮。 水泥砂浆基准配合比按下表进行试配，以达到上述性能要求。

每立方米水泥砂浆材料用量表(kg)

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水泥 150 细砂（M=2.0） 890 粉煤灰 280 膨润土 37 水 325 减水剂 2.5 3.6.4同步注浆施工注意事项

1、停止注浆后，应及时用膨润土浆液清洗注浆管道，保持管壁润滑良好，防止残留在注浆管中的浆液凝结引起管道堵塞。

2、对使用完浆液的浆液运输车、储浆罐、浆液输送管路进行清洗，防止浆液结块。避免在下次注浆中残留的浆液结石带入注浆管道造成堵管。

3、拌合用砂必须经过筛分后方可投入使用，防止粗粒材料进入注浆管道堵塞。 4、经常维修注浆系统的阀门，使它们启闭灵活。

5、一旦发生管路堵塞，立即将堵塞的管道拆进行清理，不得停留过长时间，防止浆液结块难于清理。

6、随时根据地层的变化情况对浆液配比进行动态管理，选择适应的注浆材料和浆液配比；

7、针对不同的地质情况选择不同的注浆压力和注浆量，注浆压力不得超过400Kpa.，否则将造成对管片和盾尾的损害。

8、应注意防止管片端面回浆，要及时注入密封油脂和检查盾尾钢丝刷板，发现尾钢丝刷板损坏应及时更换。 3.7二次注浆

当发现注浆不足或注浆效果不理想时，要采用二次补强注浆来满足工程质量要求。

二次补强注浆根据不同的地层情况、地表沉降监测情况和管位移变化监测情况选择材料和浆液配比，二次补强注浆选择单液注浆。

单液注浆每立方浆液配比、浆液性能指标见下表。

二次补强注浆浆液配比

水泥（kg） 粉煤灰（kg） 细砂（kg） 膨润土（kg） 减水剂（kg） 水（Kg） 220 448 980 40 2.5 300 二次注浆浆液性能指标 凝固时间 ＜10小时

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一天抗压强度 ＞0.5MPa 七天抗压强度 ＞2.5MPa 二十八天抗压强度 ＞10MPa 4、施工注意事项

4.1盾构始发特点、重点及难点

1、本工程盾构始发段既在平面的曲线上也在纵断面的竖曲线上，如何控制盾构始发姿态保证盾构始发工程质量是本工程盾构始发的一个重点。

2、盾构始发井南端是山体，北端是明挖段主体结构，如何选用始发掘进参数，使得对山体土扰动最少，保证施工安全，也是本工程盾构始发的重点。

3、本工程盾构井前端头施工时采用放坡开挖，玻璃纤维筋+喷射砼防护；盾构井完成后端头加固采用的是C20素混凝土回填的方式，是本工程的特点。

4、盾构机在始发时洞身将穿越(３) 1-3、(7) 1-2、(7) 2-2号地层，如何防止在洞门开凿时出现坍塌，加强防护，是整个盾构掘进的关键环节，是本阶段施工的一大重点。

5、通过对地表隆陷、地中位移、水位沉降变化的监控量测，来掌握始发时的推进参数和工况条件下的地层位移规律和结构受力状况，以及施工对地面环境的影响，并及时反馈调整施工参数，是确保安全顺利施工的前提，因而在初始掘进时如何通过监控量测来指导始发掘进，调整好掘进参数，控制好盾构机的掘进姿态，尤其是盾构始发时处于上坡进门槛的位置，防止盾构机出现“扎头”、“滚动”等方向偏差，是盾构始发阶段施工的重点之一。 4.2施工要求和技术保证条件

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；

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；

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。

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。

5、当盾构机外壳脱离洞门密封圈后，及时进行同步注浆；

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。 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；

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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，应加强盾构姿态观测，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、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、初始掘进阶段要加强对盾构机的姿态的测量，随时调整盾构机的姿态，确保盾构机正确进洞。 5、安全注意事项

5.1盾构施工安全保证措施

（1）施工准备

①应根据隧道功能、隧道内径以及穿越地层、地面建筑物、地下构筑物等条件，进行盾构机选型；

②为确保盾构施工的安全，必须在各作业点之间设有便捷可靠的通讯设备； ③盾构施工前应编制施工组织设计，其主要内容应包括：工程及地质概况；盾构掘进施工方法和程序；进出洞、联络通道等特殊段的技术措施；工程主要质量指标及保证措施；施工安全和文明施工要求；施工进度网络计划；主要施工设备和材料使用计划等；

④做好环境调查，并对下列环境条件调查内容实地勘察核实：

a.土地使用情况——根据报告和附图，实地勘察调查土地利用情况、各种建筑物和构筑物的使用功能、结构形式、基础类型与隧道的相对位置等；

b.道路种类及路面交通情况；

c.工程用地情况——主要对施工场地及材料堆放场地、弃土场、运土路线等做必要的调查；

d.施工用电和给排水设施条件。

⑤地下障碍物调查报告中，对隧道经过地区有无相遇阻碍物或位于施工范围内的各种设施必须进行详细调查，其内容应包括：

a.地下构筑物的结构形式、基础形式及其埋深，以及与隧道的相对位置等； b.煤气管道、上下水电力和通讯电缆等位置、管道材质及接头形式，被侵蚀程度；及其与隧道的相对位置等；

c.地下废弃构筑物、管道及临时工程残留物等；

⑥在砂土层施工时，因其为富含水地层，必须进行详细的施工勘察，制定相应的

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施工方法和应变措施；

⑦盾构施工前应由工程技术负责人和生产负责人向施工管理人员、作业班长、盾构司机等作全面的安全、技术交底。作业班长应向作业人员进行操作交底；

⑧箱变、配电间设有两路电源，且相互切换应迅速、方便、安全。若施工地区无两路电源时，我单位配备适当容量的自备电源，以供照明及连续使用的施工设备用电；

⑨垂直运输设施的运输能力应与盾构施工所需的材料、设备供应量相适应。所有的起重机械、机具要按安全规程要求定期检查维修与保养。

(2)盾构始发、推进、注浆

①端头地层加固后，检查确认土体无侧限抗压强度和渗透系数达到设计要求，方可开凿洞壁砼和开始盾构推进；

②负环管片应与反力架密实贴紧，其环面应与掘进轴线垂直。在负环管片开口段应有足够的开口尺寸和稳固的支撑系统；

③洞口封门拆除后必须尽快将盾构推入洞内，使盾构切口环切入土层，以缩短正面土体暴露时间。在洞口封门拆除前应做好拆除后能及时掘进、拼装的准备工作；

④在盾构始发段的推进中，根据控制地面变形要求在地面上沿盾构轴线和与轴线垂直的横断面上，布设地表位移测量标志点；在每环推进中跟踪测量地表隆陷变化，并通过调整推力、推进速度、盾构正面压力、推进坡度、注浆压力、注浆数量等施工参数，以使地面沉降位移尽量减少；从而为下一步盾构推进取得施工参数和施工操作经验；

⑤在掘进过程中应掌握和记录好实际平衡土压力、推进速度、出土量、千斤顶工作油压或各区域千斤顶工作油压等施工参数。隧道衬背注浆要与掘进同步；并认真做好注浆位置、注浆量、注浆压力等记录；

⑥根据工程对隧道变形及地表变形的控制要求选用同步注浆、二次补强注浆甚至三次注浆的工艺，注入的浆液应按地层性质、地面超载条件、变形控制要求合理选定；

⑦注浆安全要求：

a.注浆人员必须经过专门培训，并熟练掌握有关作业规程； b.严禁在不停泵的情况下进行任何修理；

c.注浆泵及管路内压力未降至零时，不准拆除管路或松开管路接头，以免浆液喷

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出伤人；

d.注浆泵由专人负责操作，未经同意其他人不得操作；

e.注浆人员在拆管路、操作注浆泵时应戴防护眼镜，以防浆液溅入眼睛； f.保持机械及隧道内整洁，工作结束后必须对设备清洗保养，并清理周围环境。 ⑧起重安装作业：

a.起重安装作业前应清除工地所经道路的障碍物，做到工地整洁、道路畅通； b.使用新机具或采用新工艺时，必须经过技术鉴定； c.各种起重机械起吊前，应进行试吊；

d.各种起重机械在使用和行走时，应有良好的道路； e.吊机指挥应由对起重作业有经验的人员担任； f.起重工在工作时集中精力，明确分工，服从统一指挥；

g.起吊重物时，起重扒杆下不得有人停留或行走，吊机停止作业时，应安止动器，收紧吊钩和钢丝绳；

h.起重工必须熟悉施工方法、起重设备的性能、所起重物的特点和确切重量以及施工安全的要求；

i.采用两台吊机同时起吊重物时，应在现场施工负责人的统一指挥下进行，在起吊过程中，两台吊机必须均衡起落重物，使各自分担的起重量不超过其容许的负荷能力；

j.起吊重物时，吊具捆扎应牢固，以防吊钩滑脱。 ⑨电瓶车操作：

a.电瓶车司机必须由经过培训和规程教育、考试合格的人员担任，工作时必须持证上岗；

b.司机交接班时，必须仔细检查蓄电池砂箱制动装置、车灯、喇叭等，确认完好后试运行；

c.司机离开电瓶车座位时，必须切断电源，收起转向手把，扳紧车闸，但不准关闭车灯；

d.不准倒转刹车，不准用其他金属物代替机车保险丝；

e.电瓶车在坡度较大隧道中行驶、接近弯道、道岔、行人较多的地点时应减速行驶，并在40m外鸣喇叭，作好刹车准备；

f.司机在行车时，要随时注意机车各部位运转是否正常，发生故障及时修理；

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g.行车中车辆脱离轨道时，必须立即停车处理；

h.机车行驶时，司机要时刻注视前方信号、障碍物等情况，若有行人必须鸣喇叭并作好刹车准备；

i.司机必须坐在司机座位上开车；不得坐在沿上和车外操作，行车时不得探身车外；

j.司机在开车前必须注意机车前方有无行人和障碍物；鸣喇叭后方可启动机车。 ⑩装卸碴与运输安全措施 a.严格执行设备安全操作规程；

b.弃碴场地必须避免因弃碴造成排水不畅与过大土压引起对建筑物的危害。碴土远运采用专用散装物料车夜间进行；

c.装载料具时，严禁超出装载限界。装运大体积或超长料具时，应捆扎牢固，必要时加设保险绳和显示限界的红灯，还应专车运输和专人指挥；

d.各种运输设备不得人、料混装；

e.垂直运输必须设专人指挥。连接装置必须安全可靠，防止脱勾、溜车事故。 5.2施工机械安全保证措施

（1）施工现场实施机械安全管理及安装验收制度。使用的施工机械、机具和电气设备，在投入使用前，应按规定的安全技术标准进行检测、验收，确认机械状况良好，能安全运行的，才准投入使用。

（2）使用期间，操作人员必须按照说明书规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度，保证机械设备的完好率和使用率。并指定专人负责维护、保养。

（3）各种机械操作人员和车辆驾驶员都必须经过培训合格后，持证上岗。不准操作与操作证不相符的机械，不准将机械设备交给无本机械操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案，专人管理。

（4）所有机械均应分别制定安全操作规程，并挂牌上墙。

（5）驾驶室或操作室保持整洁，严禁存放易燃、易爆物品，严禁酒后操作机械，严禁机械带病运转或超负荷运转。

（6）机械设备在施工现场停放时，应选择安全的停放点，夜间应有专人看管。 （7）用手柄启动的机械应注意防止手柄倒转伤人。向机械加油时要严禁烟火。 （8）严禁对运转中的机械设备进行维修、保养、调整等作业。

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（9）指挥施工机械作业人员，必须站在可让人眺望的安全地点并应明确规定指挥联络信号。

（10）使用钢丝绳的机械，在运行中严禁用手套或其他物件接触钢丝绳，并经常上油和检查钢丝绳的完好程度，以确定其安全性。用钢丝绳起吊、拖拉重物时，现场人员远离作业半径。

（11）起重作业严格按照《建筑机械使用安全技术规程》和《建筑安装工人安全技术操作规程》规定的要求执行。

（12）定期组织机电设备、车辆安全大检查，对检查中查出的安全问题，按照“四不放过”的原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。 5.3用电安全保证措施 5.3.1用电规章制度

实行电气检修、安全操作监护制度、巡回检查制度、安全教育制度。 1、建立安全岗位责任制，明确各级用电安全职责。

2、建立用电安全制度，定期对各种电器设施和电力设备进行检查，及时修理维护故障设施，消除不安全隐患，严格杜绝用电事故的发生。

3、低高压配电装置、低高压电器和变压器，有人值班时，每班巡视检查1次。 4、配电盘每班巡视检查1次，分配电盘和配电箱每季度进行1次停电检查和清扫。

5.3.2施工用电的安全技术措施

1、安全用电的基本要求 (1)对电气工作人员的要求

A、无妨害工作的病症,例如头晕、心悸等。

B、具备电气安全知识，能定期进行业务考核，并持有劳动部门颁发的上岗资格证。

(2)对安全设施和防护用具的要求

A、运行中，可能出现的爆炸、火灾、漏电、雷击、、鸟害、鼠害等事故的位置，装设安全设施，以确保工作人员的安全，防止事故的发生和扩大。

B、电力设施装设遮栏，对变电所、架空线路与道路交汇处、线路引入引出地面处悬挂各种警示标志。

C、变配电室做到“四防一通”：防火、防雨雪、防潮讯、防小动物和保持通风良

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好，操作室配备合格的绝缘棒、绝缘毡、绝缘靴、绝缘手套，以及匹配的工具和电气灭火消防器材、应急灯等。

D、为确保工作人员的安全，配备绝缘用具和安全操作工具，例如：绝缘靴、绝缘垫、高压验电器和接地棒等。带电作业的电工工具必须定期进行绝缘性能、机械強度试验。

(3）现场警示防护要求

A、在线路架空敷设处设警示牌（有电危险、严禁靠近）。

B、配电箱设维护栏，栏高大于1m，箱与栏杆距离大于0.8m（开关箱为0.6m），护栏采用钢管制作，并统一涂上红色防锈漆，栏外以及带电设备处设警示牌。

C、配电箱上标明各电器操作原理示图。 2、安全用电的组织措施

(1)、建立健全规章制度。如：安全操作规程、电气安装规程、运行管理制度、维护检查制度等。

(2) 制定安全措施，安全用电有专人负责。

(3)电气安全检查，消除电气故障和隐患，每周进行一次，特别是雷雨季节中的安全检查。发现问题要及时解决，并作记录。

(4)安全教育：在岗培训增加理论知识和提高操作技能的同时，举行安全教育，学会扑救火灾的方法和掌握触电急救的技能。

(5)安全保护设施：供电线路采用三级控制两级保护装置和TN-S系统（三相五线制）供电。漏电保护装置漏电保护只作附加保护，不单独使用。

(6)本工程作业面采用24v以下安全电压照明。 (7)安全生产注意事项：

A、配电室内安装电度表、电流表、电压表、频率表，布置合理、整齐。 B、配电室配挂灭火器，配电柜前操作位须铺设绝缘垫，挂工作牌。

C、工地布线根据负荷大小选择线型、线径。做到布线合理整齐，而且保证电气安全对地距离。

D、工地使用的变压器、电线电缆、开关、电机等带绝缘性电气，一律先检测后使用，并作记录。

E、自备电源(发电机、电瓶等)保证随时完好，定期试运转，并作好标识。以确保主电源突然中断后能及时恢复供电，保证施工生产的正常进行。

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3、电器装设的电气技术要求：

(1) 电气箱内采用合格性能好的开关电器，所有电器保证完整无损，动作可靠，绝缘良好，符合行业规范要求。开关电器能在任何情况下分断、隔离电源。

(2)总配电箱内装设总隔离开关、分路隔离开关、总空气自动开关、分路空气自动开关，以及漏电保护器。总隔离开关采用带保险装置的刀开关，作为接通和空载时切断长期工作的电源；空气开关作为分配电能和保护线路的过载和短路，在正常情况下作线路不频繁转换用；漏电开关作为保护线路和设备漏电时能迅速自动切断电源，达到安全防护的目的。

(3)总配电箱里装设电压表、总电流表以及总电度表，能在任何时候检查和监测线路使用情况。

(4)分配电箱装设总的隔离开关、分路隔离开关、总自动空气开关与分自动空气开关，总开关电器的额定值、动作整定值与分路开关电器的额定值、动作值相适应。

(5)开关箱里设空气开关和漏电保护器（负荷侧），保证用电设备在任何情况下实行电源隔离。

(6)每台设备装有各自专用的开关箱，开关箱与用电设备之间实行“一机一闸”制，开关箱内电器的额定值与用电设备额定容量相适应。

(7)总配电箱和开关箱中的两级漏电保护器的额定漏电动作电流和额定漏电动作时间按用电负荷大小配置，使其具有分段保护的功能。

(8)总配电箱装设在电源附近，分配电箱安设在用电设备或负荷集中处，分配电箱与开关箱距离不得超过30m。开关箱装设在所控制的用电设备周围，以便于操作，与其控制的固定用电设备水平距离不超过3m。

(9)固定式配电箱、开关箱的下底与地面的距离在1.3m~1.5m；移动式配电箱、开关箱的下底与地面的垂直距离为0.6m~1.5m，并至于干燥、通风及常温的场所。

(10)配电箱、开关箱采用铁板或优质绝缘材料制作，铁板的厚度大于1.5mm。配电箱的电器安装在金属或非木质的绝缘电器安装板上。

(11)配电箱开关箱导线为下进下出，设在室外的配电箱的电源引出线穿管并设防水弯头。

(12)配电箱和现场的开关箱、开关柜加锁保护。

(13)配电箱和开关箱的金属箱体、金属电器安装板以及箱内电器不带电的金属外壳、底座等作保护接零。

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(14)配电箱、开关箱内的工作零线通过接线端子板连接，并与保护零线接线端子板分设。

(15)配电箱、开关箱防雨、防潮。

(16)所有配电箱、开关箱在使用过程中按下述顺序操作： 送电：总配电箱——分配电箱——开关箱 停电：开关箱——分配电箱——总配电箱 4、线路安全措施：

(1)供电线路采用五芯电缆，选用国标产品，性能满足行业规范要求。电缆投入使用前进行绝缘检查，合格后使用。

(2)电缆穿越道路、易受机械力处要穿在保护管内埋设，在室外直接埋地敷设的深度不小于0.6m，并在电缆上下各均匀铺设不少于50mm厚的细砂，然后覆盖砖等硬质保护层。

(3)电缆穿越建筑物、道路等场所及引出地面从2m高度至地下0.2m处加设保护套管。保护套管选内径大于电缆外径的1.5倍。

(4)电缆除了埋设外均做沿墙或电杆架空敷设，并用绝缘子固定，严禁金属裸线绑扎，荷重、高度满足行业要求。 5.3.4照明要求

1、选用220v照明

(1)装设漏电保护器，动作值和额定值满足安全要求。

(2)灯具固定牢靠，并设护栏，高度≥1m，灯具与栏宽度≥0.6m。

(3)金属外壳保护接零，每个灯具装设熔断器保护，灯头线作防水弯。所有灯具防水、防潮。

2、选用安全电压照明

(1)使用电源电压≤24v的行灯变压器，在其一次侧和二次侧设熔断器，金属外壳做好保护接零。

(1)行灯要有保护罩，电源线采用橡套软电缆，机身防水、防潮。 5.3.5防雷要求

泵车、起重机等机械设备，在相邻建筑物、构筑物的防雷装置的保护范围以外，在规范规定的高度范内，即地区年平均雷暴日在>15<40天，机械高度为≥30m；地区年平均雷暴日在≥40<90天，机械高度为≥20m的设备装避雷装置。

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施工现场的所有防雷装置的冲击接地电阻不大于30Ω。

各机械的防雷引下线利用该设备的金属结构体，保证电气连接。 机械上的避雷针（接闪器）长度应为1~2m。

安装避雷针的机械设备所用动力、控制、照明、信号及通信等线路，用钢管敷设，并将钢管与该机械设备的金属结构体作电气连接。 5.3.6突发事件应急预案

突发事件根据事件的对象、性质、损失程度、可预见和可控程度进行等级划分，对各类事件主要从管理和组织上采取对策，制定预防措施和预备方案十分必要。根据本工程区间隧道、施工现场周围的环境情况，制定施工过程中突发事件的应急措施。

5.3.6.1发生突发事件上报程序

发生突发事件上报程序见下页图。 5.3.6.2突发事件的应急措施

（1）地面沉降异常，危害管线或建筑物

隧道掘进前对掘进影响范围内的管线做迁移或底部加固处理，建筑物做加固处理。施工中加强施工监测，并将监测数据及时反馈到施工中，对沉降异常或沉降接近限值的管线做加固处理。

（2）突发停电

施工中采用双电源供电方案，经常检查备用供电设备，保持设备状态良好，确保紧急时正常使用。定期检修供电线路、高压电源、高压变压器所设防护栅保持良好状态。随时同电力管理部门联系，掌握动态信息。

（3）大风与暴雨

与气象部门保持联系，掌握天气变化情况，及早设防。大风与暴雨来临前对支撑、门吊等存在危险因素的设施均应加强防护，严格检查，防止发生意外。基坑周围设30cm高踢脚，硬化工作井四周场地，保证地面排水设施畅通，配备足够的排水器材，保证工作井内积水能够及时排出。

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上 级主 管 部门 业 主 应急物资储备 发生突发事件 项目经理部 现场保护 一般事故 判断 驻地监理工程师 提交处理意见 严重事故 防汛领导小组 驻地监理工程师 物资 按照监理审批方案实施 人员 机械 定点医院 业主 进行抢修施工调动应急物资、机械设备及人员 验收合格 上级主管部门 现场抢修 突发事件上报程序图

目 录

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1、施工准备 ....................................................... - 1 - 2、盾构始发工艺流程 ............................................... - 1 - 3、操作工艺 ....................................................... - 1 -

3.1盾构始发操作工艺 ............................................................................................. - 1 -

3.1.2洞门清凿处理 ........................................................................................... - 2 - 3.1.3洞门密封安装及紧固措施 ....................................................................... - 2 - 3.1.4盾构始发托架及反力架安装 ................................................................. - 4 - 3.1.6盾构始发段掘进参数选择 ....................................................................... - 9 - 3.2盾构掘进施操作工艺 ....................................................................................... - 10 -

3.2.1、盾构掘进 .............................................................................................. - 10 - 3.2.2曲线地段及坡度掘进 ............................................................................. - 13 - 3.2.3掘进过程中的刀具管理和换刀方案 ..................................................... - 15 - 3.3管片安装 ........................................................................................................... - 15 -

3.3.1管片安装程序 ......................................................................................... - 16 - 3.3.2管片安装方法 ......................................................................................... - 16 - 3.3.3安装管片质量保证措施 ......................................................................... - 16 - 3.4掘进中的碴土改良与防泥饼措施 ................................................................... - 17 - 3.5盾构姿态控制 ................................................................................................... - 17 -

3.5.1盾构始发姿态控制 ................................................................................. - 17 - 3.5.2盾构机的姿态监测方法 ......................................................................... - 18 - 3.5.3盾构机的姿态调整措施 ......................................................................... - 19 - 3.6同步注浆 ........................................................................................................... - 21 -

3.6.1注浆方式 ................................................................................................. - 21 - 3.6.2注浆设备 ................................................................................................. - 22 - 3.6.3注浆材料及配合比选择 ......................................................................... - 22 - 3.6.4同步注浆施工注意事项 ......................................................................... - 23 - 3.7二次注浆 ........................................................................................................... - 23 - 4、施工注意事项 .................................................. - 24 -

4.1盾构始发特点、重点及难点 ........................................................................... - 24 - 4.2施工要求和技术保证条件 ............................................................................... - 24 - 5、安全注意事项 .................................................. - 25 -

5.1盾构施工安全保证措施 ................................................................................... - 25 - 5.2施工机械安全保证措施 ................................................................................... - 28 - 5.3用电安全保证措施 ........................................................................................... - 29 -

5.3.1用电规章制度 ......................................................................................... - 29 - 5.3.2施工用电的安全技术措施 ..................................................................... - 29 - 5.3.5防雷要求 ................................................................................................. - 32 - 5.3.6突发事件应急预案 ................................................................................. - 33 -

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