盾构施工工艺.docx

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1、盾构施工工艺图24 土压平衡盾构施工工艺流程图1、基座及导轨的安装为避免基座过高失稳，在顶管坑底部安装钢台架，高度根据顶管坑底板与洞 口底面距离而定，保证导轨前端高于洞口底面15cm。基座定位后必须稳固，在 顶进中承受各种负载不位移、不变形、不沉降，基座高程偏差不超过3mm。把地面上建立的测量控制网引至顶管坑内，并建立相的控制点，便于顶进施 工时复测。顶管井内精确测放管道轴线，确保管道中心高程准确。导轨采用钢台 架基础铺设钢轨的形式，铺设43kgm钢轨道，要求表面平直光滑无毛刺并固定在 轨枕上。导轨在管道顶进时不可产生位移。导轨对管道的支撑角度为60左右, 导轨顶面高程位置准确，保证管道中心对

2、准穿墙管中心。2、主要设备的安装图2-5 土压平衡盾构机示意图1）液压缸支架（1）顶推液压缸支架牢固安装在始发井底板上，支架两侧平行、等高、对 称，安装轴线与管廊设计轴线一致。（2）顶推液压缸支架安装使顶推液压缸的合力中心在管线中心的垂直线上, 且合力中心点低于管廊中心。2）顶推液压缸（1）顶推液压缸固定在支架上，可做整体吊装。（2）每根液压缸中心轴线与管节厚度中心重合。（3）液压缸的油路并联，每根液压缸有进油、出油的控制系统。（4）每根液压缸设置油路断路开关。（5）分别对每台液压缸进行调试，油压均达到额定压力。（6）采用10个规格相同顶推液压缸，另2个备用，当规格不同时，保证行 程一致，并将

3、同规格的液压缸对称布置。3）液压泵站（1）顶推液压泵站的油箱有效容积不小于液压缸用油量总和的Ll倍，油 管通径与液压缸的大小和数量匹配。（2）顶推液压泵站安放的场地要平整压实、通风、防雨，严寒地区配备保 温措施。（3）顶推液压泵站要靠近液压缸安装，设定工作压力不得超出液压泵的额 定压力。（4）油管的承压能力不小于系统的最高压力，油管安装时要顺直但不要紧 绷，不得使用过长的油管。4）顶铁本工程拟采用环形顶铁+U形顶铁，采用型钢焊接而成，厚度40cm。顶铁的 安装和使用要符合下列规定：（1）安装后的顶铁轴线与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的 接触面不得有泥土、油污。（2）初始顶进阶段环形

4、顶铁与管道之间采用缓冲材料衬垫，当顶进距离超 过千斤顶行程时，在环形顶铁后增加U型顶铁。（3）顶铁安装轴线与管廊设计轴线一致，顶铁与导轨、管节、液压缸之间 的接触面不得有泥土等异物。（4）顶铁与顶推液压缸连接端配置顶推液压缸向后拖拽装置。（5）顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并随时观察顶铁的工 作状况。（6）安装前检查顶铁规格和完好性，不同规格的顶铁不得混用。5）激光经纬仪顶管机械和千斤顶系统全部安装调试完成之后，在靠背正前方安装激光经纬 仪，经纬仪采用固定仪器法安装，激光角度暂定为向下0. 17%（根据顶管井支护、 开挖和满堂打设配筋C20碎垫层的工作完成后预留洞实际高度调整），通

5、过激光 经纬仪数字角度调节准确。轴线控制为管道正中间，标高为预留管道中心上下可 调节，通过钢管焊接托架，托架与顶管系统独立，避免误差。激光经纬仪与顶管 机测量靶中心重合，误差不得超过3mm。6）顶管机机头（1）顶管机主机组装工作遵循由前向后、先下后上、先机械后液压电气的 原则。（2）矩形顶管机头设计总重量约150吨（主机+后配套），用120吨汽车起 重机吊装顶管机机头，分为四段吊装，先吊前段再吊后段，分两次吊装完毕，顶 管机下放至距离导轨0. 5m时，暂停吊装机的下放操作，调整顶管机的吊放位置， 并在顶管机前端预留出洞门处理空间，然后缓慢放下。（3）始发井内矩形顶管机两侧设置左右限位装置或左右

6、位置调节装置。（4）将顶管机放入顶进坑内的导轨上，顶管机前端距井壁约300mmo就位 后先检查顶管机的轴线是否与机坑轴线、导轨轴线以及主顶油缸的轴线保持一致, 发现偏差立即调整。无误后再进行顶管机电路、油路、注浆系统的安装调试。3、管廊顶进施工方法1）机头入洞（1）将洞口处的墙壁凿除，穿墙洞四周与顶管机筒体之间的间隙大于50mm, 且洞口应清理干净。洞口处，人工向前挖土 50080Onmb若探孔渗水情况良好 及后续准备工作完全充分，则继续挖土 30Omnb再将机头徐徐推进洞口里，待刀 盘全部进洞，调整止水圈位置，使其完全封闭地下水。（2）开动顶管机刀盘，待土仓压力升到0. IMPa,螺旋输送机

7、的土压上升到O. 07MPao掘进机开始入土时，机头外露，只存在轨道对机头的摩擦力，机头易 发生旋转，故在入土前2m顶进时，顶进速度控制在2mmmin3mmmin,以防机 头整体旋转，并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调整。倾角的变化用纠偏 千斤顶调正，旋转角大于30时，可使用刀盘反转调正，顶进2m以后在机头 不旋转的情况下可逐渐加大顶进速度。机头完全入土后，土仓压力控制在50 80KPa,下第一节混凝土管做反封闭。（3）在顶进时，机头与前3节管道连在一起，用拉杆将管道与机头固定， 防止机头重量大而下沉。（4）初始掘进时只使用下层液压缸掘进。顶管机穿越始发洞口加固区时， 始发洞口内注满泥浆，

8、掘进速度控制在2mmmin3mmmin0（5）顶管机穿越始发洞口加固区之前在机外壳两边焊接支座，并与导轨面 保持齐平。（6）开顶时，先启动刀盘转动，再启动油缸推进；停顶时,先停止油缸推进, 再停止刀盘转动。2） 土仓压力的设定（1）施工时设备自控可保证10%的土仓压力，遇有砂层、砂砾石层、下穿 道路、离构筑物较近时，土仓压力设定适当加大30%左右，以提高安全系数。（2）掘进中，应根据土舱压力的变化，调节排土速度与顶进速度，使土舱 压力始终保持在预设范围内。（3）数据为理论计算值，只能作为土压力的最初设定值，随着顶进施工， 土压力值应根据实际顶进参数、地面沉降监测数据作相应的调整。3）安装管节（

9、1）管节运输管节运输车上堆放层数1层，管节之间保持0. 6ml. Om的距离。车辆运行途中保持匀速行驶，不得急刹车或超速行驶。管节超高、超宽、超载时符合交通运输管理部门的有关规定。（2）管节堆放不同规格的管节不得混合堆放，并做好标识。矩形顶管管节堆放的层数1层，堆放的地面为实土地面或铺设沙石地面, 地面平整，各管节堆放周边间距不得小于LoOm,堆场预留安全通道，通道宽度 不小于1.50m,管节受力均匀、堆放安全。（3）管节下坑前先进行外观检查，包括管端面是否平直、管壁表面是否光 洁、管体上有无裂缝、管道吊装口等，检查合格的管道用汽车起重机或龙门吊放 到顶进坑内的导轨上，进行顶进。（4）下管时，

10、机头在停止顶进的状态下，刀盘转35min,在停机和螺旋 输送机出土的情况下，关闭排土液压门并断电以保证土压仓土压达到平衡。下管 工序完成后，再顶进时，先开刀盘再依次开螺旋输送机、推进系统。4）触变泥浆减阻（1）注浆顺序：地面拌浆一启动压浆泵一总管阀门打开管节阀门打开一 送浆（顶进开始）一管节阀门关闭（顶进停止）一总管阀门关闭一井内快速接头 拆开一下管节一接2寸总管一循环复始（2）注浆管分为主管和支管两种，主管道选用直径为40mm50mm的钢管， 支管选用直径为25mm30mm的橡胶管。管接头拆卸方便且在工作压力下无渗漏 现象，并分段设置球阀，每个注浆孔安装单向阀，每组支管单独设置球阀。（3）在

11、注浆泵出口及注浆口处安装压力检测装置（压力表或压力传感器）。（4）触变泥浆注入孔阀门采用并联分组、单个可控模式。（5）膨润土泥浆的拌和时间为2030min.泥浆制备后，静止24小时无离 析水，失水量不大于15cmmin,使用比重计测其比重，比重控制在1. 15gcm3 左右。（6）经过充分搅拌的泥浆抽入储浆箱进行发酵，发酵时间N6h且W24h。 经过充分发酵的触变泥浆在压入管道前必须再次进行充分搅拌，以保证其流动性 能好，减小压浆管道阻尼。（7）在机头尾部设置有触变泥浆注浆孔，顶进施工的同步注入触变泥浆， 注浆遵循“同步注浆与补浆相结合”和“先注后顶随顶随注、及时补浆”的原则， 以形成原始浆套

12、。每节管道均注入触变泥浆，每节混凝土管均有8个注浆孔，每 组注浆孔有独立的阀门控制，顶进过程中，通过注浆孔持续补浆。（8）注浆使用挤压式注浆泵，注浆压力控制在比地下水的水压力高出 0. 02MPa-0. 04MPa,注浆口压力控制在0. 130. 22MPa0根据储浆池内触变泥浆 下降的速度及高压泵站压力表读数调节注浆压力，顶进过程中全程观测高压泵站 的压力表读数，压力表读数始终控制在30MPa以内。（9）管道在覆盖层较薄的土层中顶进时，注浆量不要过大，防止地面拱起及管道上浮。（10）中继间根据实际情况设注浆孔，管底不设注浆孔。（Il）中继间注浆孔的注浆与中继间启动同步，运行中连续注浆，注浆量

13、为 0. l0. 14n?/m。（12）注浆时，安排专人开关闸门，顶进开始时，操作手观察润滑泥浆流量， 无流量时马上停顶，检查管路，管路正常后才能顶进。5）顶进测量初始顶进每0.2m测量一次，并做记录。正常顶进时，每顶进Iin测量一次, 遇有纠偏每Im测量一次，测量时要注意照射到机头激光靶上的激光点和管道中 心轴线的一致性，若出现偏差通知操作手及时调整。测量人员分别绘制出管道中 心及高程曲线图，随时预测机头的前进趋势。6）顶进纠偏（1）在顶进过程中，激光经纬仪从始至终进行跟踪测量，激光纠偏系统随 时根据激光点的左右上下进行纠偏，激光红点偏左，调节右侧纠偏油缸；相的激 光红点偏右，调节左侧纠偏油

14、缸。（2）若高程轴线线偏差在2cm （光靶每格ICm）以内时，可不纠偏，当高 程或轴线超出标准值2cm以上时，根据监视器内的光点位置变化趋势进行纠偏, 必须有一个提前量，纠偏遵循“先纠高程，后纠轴线，小角度连续纠偏”的原则， 纠偏油缸的伸出量一次不得太大（不得超过2cm）。（3）当光点位置有反向移动趋势或移动速度放缓时，保持一段顶进距离后， 可将纠偏油缸缩回，停止纠偏。初始顶进时，每顶进0. 20. 3m,即对中心线和 高程测量一次，顶进正常时，每顶进0.5LonI测量一次，发现偏差及时调整纠 偏，加以修正控制。7）出土外运掘进机刀盘切削破碎土体，由螺旋输送机将泥土输入到管道内部，使用土方 出

15、运台车通过管道将泥土运入顶进坑中，再使用汽车起重机或龙门吊运到地面， 倒入泥土暂存区，使用挖掘机和渣土运输车定期外运。8）管节止退（1）在基座焊接型钢作为止退装置，利用管节侧边起吊孔插入销轴作为支 撑点进行止退，可有效阻止管节的后退和避免由此带来的前方土体沉降问题。（2）止退装置相对管廊设计轴线对称布置，管节两侧受力均匀。（3）止退装置的基座标高要保证止退销安装轴线与管节吊装孔轴线处于同 一高度。（4）止退装置的安装方向保证承受来自掌子面向后的水土压力。9）机头出洞（1）机头推进到距接收坑约2m处，拆除接收坑洞口处的墙壁，从接收洞口 中心部位打进一根钢钎寻找机头，洞口处的土体开裂并向外凸出，仔细测量机头 上、下、左、右的四个方向，与出洞口的大小、位置合适时，启动主顶油缸继续 推进，至中心刀露出时，停止推进。安置机头接收托架，然后，慢慢将机头推入 接收坑内。使用300吨履带式起重机车将机头吊运出坑。（2）在接收顶管机时，避免引起顶管机前方土体不规则坍塌，使顶管机再 次推进时方向失控和向上爬高。对于较重的顶管机，防止其在达到接收坑时产生 叩头现象。可采取下列措施：可在接收坑内下部填上一些硬粘土或者用低标号混凝土在洞内下部浇一 块托板，把掘进机托起。可在接收坑内再预埋一副短的延伸导轨，把掘进机托起。把掘进机与第一节混凝土管联接在一起。