盾构掘进管片安装

1.概述

盾构隧道施工法是指盾构机一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳，一边进行隧道掘进、出渣，并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，从而不扰动围岩建筑隧道的方法。

常用的盾构机包括泥水式盾构机和土压盾构机。

2.盾构施工准备工作

(1)掘进前的设备检查及准备工作

①设备检查:掘进前应该检查盾构机各系统工作是否正常(如刀盘驱动是否工作正常，油路是否漏油，管片拼装吸盘是否密封，密封条是否磨损，拼装机是否正常工作，油脂泵是否正常，电缆线是否足够，砂浆罐轴承包是否密封，盾构机各处吊机是否工作正常等等)。垂直、水平运输设备工作是否正常(如刹车是否灵敏，钢丝绳断丝及磨损是否超限，蓄电池电压、安全防护系统是否安好等)。泥水处理场设备是否完好等。

②查看掘进参数，掌握盾构机状态，检查物资准备及是否满足掘进要求。

(2)严格落实交接班制度

要坚持现场点对点的交接班(包括现场值班、机长、拼装工、注浆工、水平和垂直运输司机、机电领班等交接班)，交接班记录要详细、完整，接班者要认真阅读，并对交接内容中需要解决的问题进行解决。

3.掘进施工及操作

(1)泥水盾构掘进施工及操作

泥水盾构掘进施工及操作流程见图1-4.

图1-4　泥水盾构正常掘进作业流程图

安全注意事项:

①严禁在刀盘转动过程中改变刀盘转向。

②停止掘进大循环不要停掉，刀盘转速降到0.4r/min，直至进浆密度等于出浆密度。先关闭碎石机、膨润土喷嘴，再关闭碎石机油泵、超挖刀油泵。

掘进中暂停时盾构机长首先要做的是通知注浆工关闭盾尾注浆管球阀，防止盾尾注浆管堵塞。视掘进暂停时间长短，选择开启旁通，并通知泥浆站。再次掘进时，要通知泥浆站，重新开启泥水分离设备。

(2)土压盾构掘进施工及操作

土压盾构掘进施工及操作流程见图1-5.

图1-5　土压盾构掘进施工及操作流程

安全注意事项:

①盾构机启动和停机要严格依照各系统关停顺序进行关停。

②停机时要及时清理同步注浆管路，以防堵塞。

4.盾构始发及接收

(1)盾构始发流程

始发井结构施工完成以后，按图1-6所示始发流程图施工。

(2)盾构接收流程

盾构掘进施工完成以后，按图1-7所示接收流程图施工。

安全注意事项:

(1)洞门加固要确保加固效果，在始发与接收前要对加固质量进行取芯检查。

(2)反力架的安装要控制好与盾构机轴线的垂直度，并保证反力架与负环管片紧密贴合。

(3)盾构机到达接收端要调整好，保证盾构机姿态。

5.通过构筑物及不良地质掘进

在施工过程中，盾构穿越构筑物及不良地质，保证构筑物安全和顺利穿越，方案是基础，设备是保证，方案的落实是关键。

(1)编制科学、合理的施工方案，并经专家论证。

(2)对盾构机进行针对性的设计或改造，重点是刀盘、主驱动、渣土改良系统、渣土输送系统等。

图1-6　泥水盾构始发流程

图1-7　泥水盾构接收流程

(3)制定科学合理的掘进参数，合理设定土压力，选择适当的试验段。

(4)同步注浆按照注浆量和注浆压力双重控制，保证注浆饱满，严格控制出渣量。

(5)控制好盾构机姿态，尽量避免纠偏。

(6)做好监控量测，信息化指导施工。

(7)提前对构筑物进行加固处理及做好预加固措施，并制定好应急预案。

6.特殊工序施工

(1)超前钻探概述

超前钻探:由于地下工程地质条件的复杂性以及地质勘探的局限性，隧道穿越的地层不可能一一查明，有可能需要在施工过程中进行超前地质预报。所采用的主要手段为:地面地质预测、超前钻孔、地质雷达测试、地震波超前测试等，然后将采集的数据进行整理，从而对不良地质体可能被揭示的位置进行预报。

(2)压气进仓作业概述

盾构施工引入压气作业的目的是通过压气环境稳定不良地层，实现人员进入土仓作业。压气系统的作用主要是保证气压仓内气体压力的稳定，包括土仓和人闸。压气作业要保证压力的稳定(包括稳定变化)，保证新鲜空气的流动，流量应大于0.5m3/(人。min)，严格遵守减压表要求进行。

压气作业组织架构如图1-8所示。

图1-8　压气作业组织架构图

7.施工运输

盾构机施工生产物资主要包括管片及隧道预制件、同步注浆用砂浆、管道材料、耗材、渣土，运输量大，且既要垂直运输，又要水平运输，需要合理安排不同物资的调运，避免物资运输混乱，使生产工序衔接紧密。

垂直运输主要是起吊设备，属特种设备。水平运输分有轨和无轨两种形式，有轨运输采用电瓶车成套设备(电瓶车、土斗车、砂浆车、管片及隧道预制件车等)，无轨运输采用机动车(管片及隧道预制件车、砂浆车、运渣车等)。对这些运输设备要有专人管理，要严格按操作规程操作，司机要经培训持证上岗，要制定完善的设备检查保养制度并严格执行，尤其是安全系统(刹车、钢丝绳、限位器、限重器等)。

8.管片的存放

管片是成型隧道的重要支撑结构，因此要保证存放期间的质量和安全。存放时需要注意如下事项:

(1)管片管节堆放场地有条件应设混凝土场地，如有困难，应平整夯实地基，符合承载要求。

(2)管片涂料制作的安全通道横向大于90cm，纵向大于100cm，安全通道内不得堆放杂物，保持畅通。

(3)管片如不采用钢质堆放架进行涂料施工，而采用道木垫块时，道木必须质地可靠，道木松散损坏应及时更换。

(4)管节放置两侧必须填塞三角形木垫，木垫必须根据管节大小配备，以管节放置不滚动，安全可靠为宜。

(5)管片储存堆放高度超过3层时应呈宝塔形，层间垫木必须结实可靠。

(6)管片管节外场堆放，场地四周必须有隔离措施。

(7)吊运管片，吊点必须在2点以上，吊运管节如采用穿管式，绳索与管节刃角受力点必须用垫块保护。

(8)吊运时，涂料制作人员必须站在安全可靠位置，严禁在吊物下施工。

(9)管片严禁堆放在井口临边一侧，人员在2m以上管节上部施工必须有防范措施。