隧道施工工艺及进度控制措施.doc

隧道施工工艺及进度控制措施
1、 盾构始发施工工艺及进度控制
1.1、 盾构始发施工工艺

铺始发井轨道
安装始发托架
水平探孔检查
洞门破除
注
浆加固
盾构机安装、调试
是否符合始发要求
盾 构 始 发 掘 进
符合要求
不能满足要求
安装洞门密封圈、压板

满 足 拼 装 要 求
焊 接 挡 块
管片拼装、螺栓复紧
负环管片输送
继续下一环掘进
反力架安装、定位
割 除 挡 块

始发掘进流程
(1) 检查洞门情况
洞门破除前先进行打水平探孔检查加固区的加固效果及渗漏情况，水平探孔布置要合理，重点检查隧道腰部以上断面加固效果，若无渗漏或者只有小量清水渗出即可进行洞门破除。若有泥水渗出且渗漏量大则进行注双液浆封堵渗漏通道。
(2) 洞门破除
始发洞门破除采用风镐结合人工修凿的方法进行，洞门破除分两个阶段，第一阶段：破除洞门内侧连续墙钢筋和混泥土，在进行破除施工时，应采用台阶法从上到下分级破除，破至混凝土连续墙外侧钢筋外露即可，外侧钢筋暂时不切除第二阶段：当盾构机组装、调试完毕后，马上经行连续墙外侧钢筋切除，对洞门周边混凝土及钢筋经行人工修凿。洞门破除直径不能小于洞门圈直径，混凝土外侧钢筋不得露出洞门圈，切除后的洞壁应垂直洞门圈。在混凝土外面钢筋切割时注意防止预留钢筋切除。
(3) 反力架安装、定位
盾体组装完成后进行反力架的安装定位，反力架与始发托架成直角，反力架定位完成并经测量复测后方可固定，反力架与车站结构通过φ300钢管支撑。反力架中部采用H钢斜撑加强支撑。
(4) 初始掘进
1、在盾尾安装第一环临时管片（T6），并直接与基准环用螺栓连接拧紧，对该环的管片的椭圆度进行复测，确保拼装质量。此时刀盘未顶到素砼连续墙，推进时无需开启刀盘，仅使用推进千斤顶推动盾构前移，安装管片时必须注意在刀盘前焊接挡块限制盾构机前移。管片拼装后割除挡块，继续完成T5、T4环推进和管片拼装。T4环掘进完成后，刀盘切口环进入洞门密封圈约400mm，需收紧洞门密封胶圈，同时对橡胶密封圈进行固定。
2、盾构机推进第T3环，当行程DL=740mm时，整个刀盘开始切削风井围护结构外素砼连续墙。当行程DL=1700㎜时刀盘整体穿透连续墙进入搅拌桩加固土层，当行程DL=1800mm时，安装第四环临时管片（T3）。T3环掘进前，开启泥浆循环系统加压，检查洞门胶圈密封效果，检查盾体上防扭转装置是否焊接，同时启动刀盘，从本环开始刀盘将开始切削土体，掘进期间气泡舱压力初定0.8～1.0bar。
3、掘进T2环并安装管片，掘进期间保持气泡舱内压力p0=0.6～0.8bar。
4、依次掘进T1～T0环并安装管片，压力保持同上。
5、掘进第001环并安装管片，压力保持同上。
6、掘进第002环，当行程DL=1000mm时，盾构机尾部密封刷进入洞门环板装置，开始盾尾注浆，当行程DL=1500mm时，刀盘出端头加固区。
7、初始掘进参数
T6～001环，盾构处于加固区内时掘进参数设置：
盾构机总推力：F=500～800t 刀盘扭矩：1000～1500KN·m
刀盘转速：1.5～2.0rpm 掘进速度：小于20mm/min
气泡舱压力：0.7～0.9bar 盾尾注浆压力：1.4～2.0bar
泥浆比重：1.1～1.15 泥浆粘度：18～28s
1.2 始发进度控制
(1) 洞门破除至始发的时间上配合尤其重要，洞门破除后，盾构应当马上进洞，不能让洞门外侧土体裸入时间过长，否则容易出现洞门渗水甚至塌方等安全事故。洞门破除施工时间应当根据始发井移交时间和盾构机组装、调试进度来确定，充分保证始发时间上的连续性。
(2) 材料、人工、设备等资源配置要充分满足盾构机组装、调试要求。
(3) 盾构始发时设备、人员都处于磨合期，因此进度控制关键是质量控制，保证盾构机顺利、安全始发。
2、正常掘进施工工艺及进度控制
2.1 掘进施工工艺
隧道掘进
同步注浆
管片输送
达掘进尺度满足拼装要求
姿态调整
掘进参数调整
人工测量
管片拼装、螺栓复紧
掘进6米延长泥浆管、水、气管
电瓶车送管片进洞
掘进6米、延长轨道
继续下一环掘进

掘 进 流 程
掘进过程中针对不同地层需要不断调整掘进参数
(1)、千斤顶推力
最大推力为Fmax=3421t(20组千斤顶)。始发掘进取值F=500t~800t,正常掘进取值F=700t~1500t,特殊情况下F=1500t~2200t。
(2)、刀盘转速
一般在软弱地层采用1档转速，n=0~1.3rpm/min；隧道上部为<3-1>、<3-2>砂层，中部<4-1>粘土层时可采用2档转速，n=1.5~2.0rpm/min；<6>、<7>、<8>、<9>居多的地层可取n=2.0~2.5rpm/min。
(3)、切口环压力
切口环压力设置应当结合但前地址情况和隧道上方覆土层厚度及地下水压等因素综合考虑，合理设置压力。
(4)、掘进速度
掘进平均速度控制在15~25mm/min，根据当前地层情况和环流控制情况，适当合理调节掘进速度。根据工期计划和地层情况，制定合理的月掘进量。
(5)、姿态控制
根据路线特点和底层情况，按照技术交底规定调整盾构机姿态。操作手在姿态控制上目标要明确一致。
2.2 进度控制
在掘进过程中要充分利用各施工段的时间差，合理安排人员，缩减个施工工序间的时间间隔。每个月制定详细的进度计划，对可预见性事故提前采取安全措施。掘进中合理调配材料、人工、设备资源。加强工序间的衔接。
(1)、管片、砂浆运输
管片与砂浆运输时靠电瓶车从始发井输送到隧道，因此在掘进完当前环时，管片必须已经准备就位，下一环掘进所需要的砂浆也必须准备到位。随着隧道不断掘进，运输路程越远，配合需要更加严谨，在软弱地层推进时，砂浆未准备严禁进行掘进。
(2)、泥浆管、水管、气管驳接
泥浆管、水管、气管每掘进6米后需要驳接。因此在每掘进完6m前，必须将所需要的泥浆管，水管、气管、卡箍，密封胶圈等材料准备。掘进中避免所有管道一次驳接，泥浆管和水、气管分开驳接。由于我们采用双气管供气，因此在水、气管驳接时先接水管，水管接好后即可掘进，在掘进时进行气管驳接，气管驳接要分开驳接，先关闭一条气管进行驳接，驳接完成后打开球阀供气，再关闭另一条气管进行驳接。
泥浆管驳接时需要注意管道长度，由于泥浆管不是标准6m，一般比6m长1~2cm,所有在掘进完6m前进行驳接尺寸确认，防止由于泥浆管收缩到位后，预留长度不够。
(3) 辅助材料准备
掘进过程中对于消耗性材料（盾尾油脂、EP2润滑油等）根据消耗情况，定期准备，保证生产过程中材料及时供应。
(4) 设备保养
为保证掘进正常持续进行，应定期对设备保养，对于一些高速运转或者使用频率高的设备要经常维护。在设备有异常情况下，应当先停止掘进，设备维修正常后才能恢复掘进。
3.注浆施工工艺及进度控制
3.1.施工工艺
(1)注浆方式
注浆施工按施工时间不同分为两种：同步注浆、二次补充注浆。
同步注浆：同步注浆与盾构掘进同时进行，通过同步注浆系统及盾尾的内置注浆管，在盾构向前推进盾尾形成空隙的同时，采用双活塞泵二管路（四注入点）同时注浆。
二次补充注浆：根据工程实际情况（如管片渗漏、地面沉降大等原因），可采取在盾尾数环后的管片注浆孔进行二次（或多次）背填注浆，减少后期沉降，减轻隧道防水压力。
（2）砂浆供应方式
同步注浆的砂浆供应由地面砂浆搅拌站按配比搅拌好之后通过管道送入电瓶车内，再由电瓶车运输到隧道，通过后续台车上的抽浆泵将砂浆转移到台车上的砂浆罐中。
补充注浆一般是直接将水泥、水玻璃等材料由电瓶车输送到隧道注浆作业面，按要求现场平配置。
(3) 砂浆配比
全断面砂层可采用如下配比砂浆：
水泥:粉煤灰:膨润土:砂:减水剂:水=200:150:150:600:3:300，凝结时间约5h~6h，该配砂浆强度较高。同时若隧道拱顶砂层较厚，含水量较大，可在砂浆中加入水玻璃（15kg~20kg）来加快浆液的凝结时间，将浆液的凝结时间控制在3h左右，以使开挖面及时稳定。
在岩层及隧道拱顶土体稳定性较好的地段采用如下配比砂浆：
水泥:粉煤灰:泥浆:砂:减水剂:水=150:150:300:600:3:200，浆液凝结时间约7小时。
在一般地段（上部为软弱地层，下部为稳定性较好），采用如下配比砂浆：
水泥:粉煤灰:泥浆:砂:减水剂:水=170:150:150:600:3:200，如地面有建筑物或其他沉降要求较高地段，可在砂浆加入15kg~20kg的水玻璃，以减小砂浆凝结时间（约3h），提高砂浆早期强度。
补充注浆一般采用双液浆（水泥浆+水玻璃溶液），配比如下：
水泥浆配比： 水泥:水=1:1（质量比）
水玻璃溶液配比： 水玻璃:水=1:1（体积比）
双液浆配比： 水泥浆:水玻璃溶液=1:1（体积比）。
(4) 注浆压力和注浆量
注浆压力选择原则是浆液注入压力大于地层阻力，一般情况下去地层阻力取值0.1～0.3MPa,但是考虑到管片强度和达到填充整个管片背后空隙的效果，注浆压力取值在地层阻力的基础上加上0.1～0.2MPa。本标段注浆压力取值0.2～0.5MPa，实际注浆过程中按最高压力控制，即当注浆压力超过0.5MPa后停止注浆。
理论上注浆量计算：
V=πR 2D-π（r+d）2D
V: 理论量
R：刀盘切土半径（采用3125mm开挖半径）
R：隧道半径
D：管片长度（采用1500mm长度管片）
d: 管片厚度（管片厚度300mm）。
通过计算理论上注浆量为：4m3。于注浆材料与地层的渗透性、加压导致向土体的压入、排水固结、超挖等原因，实际注浆量一般在理论取值上乘以1.5~2.0，即每环注浆量为6m3-8m3。
3.2 进度控制
同步注浆浆液准备提前通知砂浆站准备，如遇到砂浆站出现故障，马上制定应急措施，保证砂浆能及时供应。注浆时注意砂浆质量，砂浆在运输时无法搅拌，在注浆前应当先搅拌砂浆。注浆过程中如有发现某条管道堵塞，必须先停止注浆，清通管道后再进行注浆。注浆完后，所有管道必须清洗干净，防止残留浆液在注浆管道中凝固堵塞管道。在施工间隙段（如加中继泵、换刀等）要对注浆管、砂浆罐等设备进行清洗、维护。在长时间停机状态下要做注浆管进行保护。
二次补充注浆时，预先准备好材料、设备，人员配置要充足（4人/台班），砂浆现场配置时要严格按照要求。注浆过程中密切注意注浆压力和管片姿态，根据注浆压力调整注浆量。注浆完毕后必须进行管道清洗，反正浆液堵塞管道。
4、盾构机出洞及解体
4.1、盾构机出洞及解体操作工艺
水平探孔检查
掘进至围互结构
盾尾注浆、径向孔注聚氨酯
排除开挖仓泥浆检查有无漏砂、泥情况
凿除一半厚度围护结构

安装止水布帘

凿除另一半围护结构

是否满足洞门破除要求
注浆加固
不能

安装洞门止水帘和压板
凿除一半厚度围护结构
洞门修整、遗漏钢筋割除
托架安装
满足
盾构机出洞

盾构机到达流程
吊机组装就位
主机拆解与吊离
后配套拖车拆解与吊离
大件运输
拆卸场地的准备
大件运输车辆就位
主机与后配套的分离

盾构机拆机流程
(1) 盾构到达掘进参数
盾构机进入加固体后应减小推力，推力保持在800～1400t内，减小泥水压力，切口水压保持在0.9~1.1bar，降低掘进速度，宜控制在5～8mm/min以内，及时饱满的回填注浆，注浆量是正常掘进注浆量的150%。在盾构机碰壁过程更需密切监视掘进参数的变化，一有异常，立即停机。
(2) 径向孔注聚氨酯、盾尾管片吊装孔注浆
当盾构机刀盘碰壁以后，在破洞门前先向径向孔注浆注聚氨酯，将筒体周围空隙填充密实。注浆前先将所有径向孔向外打通，再进行聚氨酯注入。注浆完毕后方可开始洞门凿除施工。
(3) 洞门破除
洞门凿除前应寻找盾构机中心点，凿除由外侧往内侧、自上往下凿除，并将钢筋切割干净，破除前要仔细检查断面大小，并且要全部清除所有杂物，为防止洞门凿除后产生渗水、漏砂等情况，必须备齐足够的补强、堵漏等材料。
(3) 接收托架安装
为了确保盾构机顺利出洞，盾构机出洞的姿态应平顺，在盾构机破除洞门砼后即可实测盾构机的中心高程，以确定托架应垫的高度；根据接收井的底板高程、洞门环板实测中心高程调整接收托架高度，使盾构机按洞门实际中心出洞。
当盾构机出洞后拼装管片时，要在托架上焊上挡板，确保装管片时有足够的支座反力。
(4) 拆机步骤
前期准备：与下井相同，1台250t履带吊机和1台100t汽车吊机配合起重，拆卸之前需要对整机各部、各系统包括机、电、液、风、水、气等管路、电路与组件进行详细的标识。
解拆卸步骤：隧道贯通后，清除刀盘前面泥浆与混凝土渣；断开盾构机的风管、水管、电供应系统；然后进行管线与小型组件拆除；先拆出刀盘吊出；依次完成前盾、中盾、盾尾、管片拼装器、后续台车的拆除和吊装。
所有管线接头做好相应的密封和保护措施，特别是液压管路和传感器接头做好密封和保护措施，电气线路做好标识。
盾构机吊装吊耳布置要合理，尽量使受力均匀。焊接吊耳时需要专业技术人员进行焊接，一定保证焊接质量。
4.2 进度控制
(1)、盾构机抵达到达端时，提前通过水平探孔对端头加固情况进行了解，如果不能满足出洞要求，马上采取相应方案进行解决。
（2）、盾构机到达后，做好应急物资准备（聚氨酯、水泥、水玻璃、管片等）。
(3)、盾构机出洞前进行设备检查，确保盾构出洞时设备正常运转。
(4)、盾构机在最后几环推进时提前准备好管片，管片拼装速度速度要快，注浆连续饱满。
5、管片修补工艺及进度控制
5.1 管片修补工艺
(1) 对管片崩缺或者有裂纹部位用锤子或凿子出去松散的混凝土，清理干净；
(2) 用水泥腻子填补破损部位，填补前先淋湿修补部位，但不能有积水。
(3) 用“108丙乳” 胶结剂加42.5R水泥腻子抹平，干后再用0#砂纸磨平修整。要求修补后的破损部位和管片没有明显的色差。
5.2 进度控制
管片在掘进过程中产生的管片破损及崩缺在掘进期间左右线派专人负责修补，隧道领班应当随时进行跟踪管理。
6、隧道防水堵漏施工工艺及进度控制
6.1隧道防水堵漏施工工艺
(1) 管片吊装孔渗漏水
少量渗漏时，将吊装孔清理干净，用快干水泥堵满吊装孔，并将堵头拧紧。
大量漏水时，在吊装孔埋设铝管，注超细水泥浆，再按少量渗漏处理方法处理。
(2) 管片螺栓孔渗漏
在盾构隧道中，有的连接螺栓孔出现渗漏，这实际上也是接缝漏水引起的，处理的办法是先将螺栓的两头用速硬微膨胀水泥封堵，然后在相关的接缝处埋设铝管及嵌缝，并向接缝中压注超细水泥浆或改性环氧树脂，浆液充满螺栓孔即可达到止水的目的。
（3）管片接缝渗漏
确定漏水部位，钻终止孔；
通过对出水点部位和出水量的大小来确定漏水点，在渗漏部位的两端50cm外钻终止孔，终止孔孔径Æ12，孔深23～24cm（孔深至止水条，不能损伤止水条）。用手压注浆机冲洗孔内的灰沙。采用微膨胀水泥封闭终止孔，终止孔外部采用速凝水泥外封。
钻孔注浆；
终止孔之间的拼缝按35cm的距离布注浆管，沿渗漏缝向里钻注浆孔，孔径φ12，孔深12～15cm，冲洗注浆孔和渗漏接缝，用压力水及简易工具（细钢丝绳刷和薄钢板条冲洗注浆孔及拼装缝。尽量冲净孔内的粉屑及缝内的污浊物，以确保嵌缝和灌浆的质量。采用速凝水泥嵌缝埋管。
灌浆；
先做压水试验，观察封闭效果和浆液通道质量，如无问题，即可压注超细水泥浆或改性环氧树脂，以达到止水的目的。注浆顺序由下往上进行，注浆压力保持在0.3～0.5Mpa，且稳压时间不少于5分钟后封管。
闭管待凝8~12小时后进行检查孔口管，如孔口管不饱满时，进行二次或多次重复注浆，以确保注浆质量。
止水一周后可将铝管切除，但不得用锤子敲掉铝管，以免引起新的渗漏。若堵水失败再重新埋管注浆。
6.2进度控制
(1) 组织合理的施工措施
做好对人工、材料、机械进场和调配、管理，提前做好准备工作。对工作面进行协调，提前对工作面进行施工确认，特别是在对隧道底部做防水堵漏时，确保隧道底部没有大量积水，能有效看出漏水点。
(2) 进度管理
项目部工程处派专人负责，每周按照工期制度进度计划，定额完成计划内工作。对每天所完成的工作量进行确认和质量自检，如有质量不符合要求，必须进行整改，如果不能按要求完整工作量，必须加强人工安排。
（3）与分包商做好协调
在施工中，尽量与分包多沟通，对施工中出现的问题及时提出整改要求，在工期上加大管理强度，管理人员应当充分了解工序所耗时间，提前进行资源调配，如果发现现有施工人员无法在规定工期内完成工程，应当立即与分包沟通，提出可行方案，在规定工期内完成工程量。