盾构施工专项方案

1工程概况

1．1工程简介

（1）工程选址地理位置及工程规模； （2）工程地质、水文气象条件； （3）项目工程建设特点及设计要求； （4）合同工期；

（5）建设单位、设计单位、监理单位、施工单位名称。 1.2周边环境因素调查

（1）地理位置、地形、地貌：轨道交通项目沿线所处的地貌单元，沿线调查工作范围内的地形起伏、沟谷（包括已填埋的沟谷）、河、湖、塘、海等分布情况；

（2）地质和地下水环境：轨道交通项目及沿线调查工作范围内各有关项目的岩土工程勘察报告；

（3） 相关建（构）筑物资料：轨道交通项目沿线可能受影响的相关建（构）筑物的结构图、基础图及建成时间和使用等；

（4） 相关道路、桥梁和各种管线资料：包括路面结构、路基条件、管线埋深、材质、管径、是否有压等；

（5） 已运营或建成的轨道交通工程的相关资料。

（6）按照《城市轨道交通工程周边环境调查指南》（建质[2012]56号）的要求确定调查程序、方案、范围、内容等，最终形成调查报告。

（7）土压平衡法施工一般有：高空坠落、物体打击、触电、坍塌（包括管线破坏及建筑物变形开裂）、机械伤害、隧道涌水涌沙等六类事故危害。项目部要根据对周边环境因素调查情况，确定是否增加安全事故危害种类。 1.3施工布置

根据掌握的工程概况、设计要求、工期要求、现场施工环境合理地布置施工平面，在进行施工平面布置时，临时生活、生产设施要避开周边重大危险因素并不得对周边环境造成安全影响，同时要对具有危险性的临时设施按有关规定进行布置并进行标识。

现场平面规划布置原则：

（1）现场平面规划应遵循永临结合的原则，统筹规划，合理、充分的使用甲方提供的施工临时用地，降低现场临建费用；

（2）现场平面规划宜采取动态管理，根据施工不同阶段及场地条件对临建进行合理取舍，及时调整；

（3）现场平面规划应尽量保证各项施工活动的互不干扰，并充分考虑施工风、水、电、路的综合安排，满足安全、环保、消防、防爆等要求。

（4）现场规划布置成果必须形成施工总平面布置图。

2编制依据

土压平衡盾构法施工专项安全技术方案的编制依据应包括以下内容： （1） 本工程的设计图纸、地质勘察报告、变更通知等设计文件； （2） 国家制定的安全生产法律、法规、条例；主要但不限于以下内容：

中华人民共和全生产法； 中华人民共和国劳动法； 中华人民共和国建筑法；

中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法； 中华人民共和国环境保； 中华人民共和噪声污染防治法； 中华人民共和国水污染防治法； 中华人民共和国职业病防治法。 特种设备安全监察条例； 压力容器安全技术监察规程； 起重机械安全监察规定； 劳动防护用品配备标准。

（3） 工程所在地地方行规、规定等；

（4） 现场施工环境所涉及的相关行业的标准、规范、要求； （5） 安全防护设施标准； （6） 施工技术规范、规程主要有：

《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）； 《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）；

《盾构隧道管片质量检测技术标准》（CJJ-T1-2011)； 《预制混凝土衬砌管片》（GB/T22082—2008）； 《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011)； 《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）； 《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）； 《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）； 《建筑施工工程安全生产管理条例》。

（7） 安全操作技术规程主要有：

电工安全技术操作规程； 电焊工安全技术操作规程； 机动车安全技术操作规程； 挖掘机安全技术操作规程； 装载机安全技术操作规程； 空压机安全技术操作规程； 门式起重机安全技术操作规程； 电瓶车安全技术操作规程；

土压平衡盾构机安全技术操作规程； 各项目部根据工程实际情况选用。

（8） 施工组织设计文件。

项目部在提供编制依据时要注意所依据的图纸、法律法规、规范、标准等文件具有适用性、有效性。

3施工计划

1）土压平衡盾构法施工安全专项方案中的施工计划为专项计划，采用横道图或网络图表达，在编制施工计划时应考虑以下问题：

（1） 根据设计提供及项目部对沿线地质加密补堪资料合理安排计划； （2） 结合项目情况，综合考虑工序衔接、试验检测等对施工计划的影响； （3） 结合项目所在地气象条件，考虑雨季施工计划的影响； （4） 结合项目所在地气象条件，考虑冬季施工计划的影响；

（5） 结合项目所在地风俗民情情况，考虑农忙季节或节假日对施工计划的影响； 2）需要提出与施工计划相匹配的材料计划，一般包括以下内容： （1） 设计图纸规定的通用管片数量；

（2） 按照设计图纸规定的强度等级，经监理工程师批准的配合比设计提出需要的水

泥、粉煤灰、膨润土等材料数量；

（3） 根据隧道长度所需轨道、轨枕、人行走道板的数量；

（4） 根据临时用电施工组织设计提出10kv高压线缆，照明线的数量； （5） 根据施工方案提出水管、污水管、通风管的用量。 （6） 根据施工方案提出反力架、始发基座的用量。

（7） 根据施工方案提出防护网、防护棚、交通盘梯、安全带、安全帽等安全防护项目

及安全防护用品材料计划。

（8） 测量仪器及监控量测设备和材料计划。 （9） 试验仪器、设备计划。

3）需要提出与施工计划相匹配的设备计划，一般包括以下内容：

（1）根据土压平衡盾构法施工配置盾构机后配套设备（包括电瓶机车、渣土车、砂浆车、管片车）、门式起重机、冷却塔、拌合站、轴流风机、挖掘机、装载机、自卸车等配套设备。

（2）根据盾构机吊入、吊出工序配备履带吊、汽车吊等配套设备计划。 （3）根据地基加固配备工程钻机、旋喷钻机、高压注浆泵等配套设备计划。

4施工工艺技术

4.1盾构机的主要参数及性能简介 4.1.1工作原理

盾构是一个具备多种功能于一体的综合性设备，它集合了盾构施工过程中的开挖、排土、支护、注浆、导向等全部的功能。不同形式的盾构其主机结构特点及配套设施也是不同的，对盾构来说，盾构施工的过程也就是这些功能合理运用的过程。

1）盾构机的掘进

液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的渣土充满土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再由电瓶机车牵引到竖井处通过龙门起重机运至地面。

2）掘进中控制排土量与排土速度

当泥土仓和螺旋输送机中的渣土累积到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍塌或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流入泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。

3）管片拼装

盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道一次成型。

4.1.2 盾构机结构

土压平衡盾构机可以通过调整土仓的压力来保证开挖面的稳定。盾构机从结构特点上由9大部分组成，他们分别是盾体、刀盘、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统和辅助设备。

图4-1-1 盾构机组成示意图

土压平衡盾构机在结构上包括壳体、刀盘、盾体、人闸仓、盾尾密封刷、铰接装置、管片拼装机、后配套台车等；在功能上包括刀盘驱动系统、盾构掘进系统、管片安装系统、同步注浆系统、盾构掘进管理自动测量系统、皮带运输系统、液压系统、电气控制系统及通风、通讯、供水、供电系统等。

图4-1-2 盾构机主体结构示意图

4.1.3盾构机主要参数

结合各项目部实际情况详细介绍本项目所用土压平衡盾构机的主要尺寸、技术性能等参数。

4.2盾构掘进前施工准备 4.2.1端头加固处理

盾构进、出洞是盾构施工中的难点和关键，为防止盾构出现“下沉”、“抬头”，掌子面失稳、涌泥、突水等现象，保证盾构始发、到达的安全，需对盾构进出洞处端头一定范围内的土体进行加固。 1）加固范围

端头加固范围按设计要求。 2）加固时间安排

盾构始发或接收端头加固施工，安排在盾构始发或接收到达前一个月完成。 3）盾构进出洞端头旋喷桩施工工艺流程详见下图4-2-1。

场地平整 设备安装调试 探测管线 钻孔至设计标高 高压旋喷注浆 停喷、停气 冲洗、钻机移位

泥浆排泄处理 启动高压泵 启动钻机 主机钻进 启动空气压缩机 输送高压气流 水泥搅拌、制备 钻机就位 测放桩位 图4-2-1盾构端头旋喷桩加固施工工艺流程图

4）施工方法

双重管法是使用双通道的二重注浆管。把二重注浆管放至设计的土层深度后，通过在管底侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20Mpa以上压力的浆液，从喷嘴中高速喷出。并用0.5Mpa左右压力把压缩空气从外喷嘴中喷出。在高压浆液流和它外圈环绕气流的共同作用下，喷嘴一面喷射一面旋转和提升，最后在土中形成圆柱状固结体。 5）土体加固强度与地下水渗透性（K值）的要求

加固后的地层应具有良好的的均匀性和自稳性，加固体应达到无侧限抗压强度（28天后）qu28≥1.0Mpa，渗透系数≤1.0×10-6cm/s的要求。 6）加固效果检测方法

旋喷桩应在成桩后28d通过钻孔取芯试验得到28d无侧限抗压强度。检验桩的数量应不少于已完成桩数的1%，且不少于3根。 4.2.2盾构机进场吊运 1）盾构机运输

盾构运输委托有资质的专业大件运输单位进行，严格审查运输单位的资质与运输车辆的

技术参数及车况，采用与盾构各构件重量、长宽高尺寸相适应的重载平板运输车进行盾构运输。

运输实施前编制详细的方案，提前调查盾构运输起点至工地的运输线路，实施过程中严格按照实施方案做好盾构设备的装车、绑扎，运输过程严格遵守交通规则。运输时提前与当地交警协商，尽量在夜间车辆较少的时段运输。 2）盾构机组装

盾构机下井组装方案为：先完成盾构始发基座的下井安装，铺设临时轨道。设备安装顺序为先后配套拖车，后盾构主机。即由5号拖车开始，到1号拖车结束；然后，再吊连接桥、前盾、中盾、刀盘和尾盾等，完成主机安装。

盾构下井组装总体施工顺序如表4-2-1所示。

工序 步骤 表4-2-1 盾构下井组装总体施工顺序 施工顺序 说明 1 组装始发基座、托架 组装后配套拖车，临时托架吊入井内。 2 组装后配套拖车 后配套拖车从第五节至第一节依次吊入井内。 3 吊装连接桥 连接桥吊入井内。 4 吊装前盾 前盾吊入井内。 5 组装中盾 中盾吊入井内。 6 组装刀盘 刀盘吊入井内并与前盾连接。 7 组装螺旋输送机 螺旋输送机吊入井内并组装。 ①主机连接及前移； ②管片安装机及尾盾吊入井内并连接。 8 组装管片安装机和尾盾 9 盾体和桥架连接、安装反力架 ①盾构机设备的连接； ②反力架吊入井内并安装。 10 完成组装、准备始发 盾构机调试，准备始发。

3）盾构调试

盾构机调试总体方案为：盾构机组装和连接完毕并确定无误后，即可进行盾构机调试，调试分空载调试和负载调试。空载调试主要内容为：电气系统、液压系统、润滑系统、冷却系统、注浆系统、以及各种仪表与传感器的校正。空载调试盾构机各系统运转后即可进行负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力，使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。 4.2.3始发前准备 1)盾构机托架安装

在盾构机下井前，根据隧道设计的轴线，定出盾构始发姿态的空间位置，然后反推出托架的空间位置，按设计将托架安装就位：在始发井的底板上先预埋好钢板，把托架吊下井后，将其正中对准隧道的中轴线，令托架导轨的标高和方位调准后，再把托架与底板面的预埋钢板焊牢，以固定托架。 2)反力架安装

安装好始发托架后，开始安装反力架，反力架端面应与发射台水平轴垂直，以便盾构轴线与隧道设计轴线保持平行。

反力架应具有足够的刚度和强度，盾构初始掘进推进千斤顶的力通过负环片由反力架传递到车站结构。 3）负环管片安装

按设计要求经精确测量定位后拼装负环管片，用木枋垫好负环管片与发射架间的空隙，负环管片将盾构初始掘进推进千斤顶的力传递到反力架上，负环管片间采用通缝拼装，并且相互之间不用安装密封止水条，环片与反力架之间垫好6mm的钢板，为方便将来拆除负环片。 4）洞门密封

洞门密封是对洞口起始推进段与盾构机或管片之间的间隙采取的防渗措施，防止地层的地下水和背后注浆砂浆外泄，确保施工可靠和安全，即在盾构机开始推进后不久，尾部通过之后，立即进行壁后注浆，尽早稳定洞口。其施工分两步进行，第一步在始发端墙施工过程中，做好始发洞门预埋件的埋设工作。在埋设过程中预埋件必须与端墙结构钢筋连接在一起；第二步在盾构正式始发之前，清理完洞口的杂物、支撑等，完成洞口密封固定板、折叶压板及洞门帘布橡胶板的安装。 4.3盾构始发 4.3.1始发技术要点

1）在进行始发托架、反力架和首环负环管片的定位时，要严格控制始发托架、反力架和负环的安装精度，确保盾构机穿越洞门的中心，即掘进轴线与洞门止水布帘的中心重合。

2）第一块负环管片定位时，管片的后端面应与线路中线垂直。负环管片轴线应与线路的轴线重合。确保负环端面与反力架立面平行，上下左右无缝接触，均匀受力。

3）始发前基座定位时，盾构机轴线与隧道设计轴线保持平行，盾构中线可比设计轴线适当抬高。向前推进时，通过控制推进油缸行程使盾构机基本沿始发台向前推进。

4）严格按照设计要求安装洞门止水装置。

5）当刀盘离洞门密封环板10cm时，对压板的位置进行第一次调整；等盾构机筒体整体

过了密封环板后，再根据管片的位置，对压板进行第二次调整。

6）初始掘进时，盾构机处在托架上，因此需在托架及盾构机上焊接相对的防扭转支座，以抵抗盾构机掘进时由刀盘旋转产生的反扭矩。

7）在始发阶段，由于设备处于磨合阶段，要注意推力、扭矩的控制，同时也要注意各部位油脂的有效作用。掘进总推力应控制在反力架承受能力以下，同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩在防扭转支座承受范围内。 4.3.2始发工艺流程

盾构始发工艺流程详见下图4-3-1。

安负环管片、盾构机负载调试 安装反力架、洞口洞门密封 盾构机组装、空载调试 安装始发基座 始发井端头地层加固

盾尾通过洞口密封后进行注浆回填 盾构掘进与管片安装 图4-3-1盾构始发工艺流程图

4.3.3洞内通风设施与管线的布置 1）隧道通风

盾构始发阶段隧道通风主要利用盾构机拖车上的二次通风设备，由二次风机送风至盾体前部，回风经由隧道排至地表。

在拖车全部进入隧道后，启用始发井内布置的的轴流式风机，送风方式为压入式。采用直径φ1000mm拉链式软风管，接到盾构机的二次通风设备上。 2）管线布置

根据盾构施工特点，在隧道内布置“三管、三线、一走道”，三管为φ冷却进水管，φ出水管，φ114排污管。三线为10KV高压电缆线、220V照明线和43kg/m的运输轨道线。

4.4盾构空推断掘进施工 4.4.1空推前准备工作

1）矿山法隧道完成验收； 2）混凝土倒台施工完成； 3）空推断豆粒石回填完成。 4.4.2管片拼装控制

管片安装是矿山法隧道盾构施工的重要环节，施工的好坏直接关系到隧道成洞的质量和防水效果。在管片拼装前再次详细检查，确认管片种类是否正确、质量完好，无裂纹等缺陷，防水材料与管片黏结紧密，无脱落现象，方可正式安装。

管片具体拼装要求如下：

1）管片拼装时，一般情况应先拼装底部管片，然后自下而上左右交叉拼装，每环相邻管片应均匀拼装并控制环面平整度和封口尺寸，最后纵向插入封顶块成环。

2）安装管片时，应先清理干净相邻管片侧面泥渣，并检查止水是否黏贴牢固。逐块拼装管片时，应根据管片对中标记，及时调整管片拼装机，确保相邻两管片接头的环面平整、内弧面平整、纵缝紧贴。封顶块插入前，检查已拼管片的开口尺寸，要求略大于封顶块尺寸，拼装机把封顶块送到径向搭接2/3位置，伸出相应的千斤顶,再径向推上，将封顶块管片纵向插入成环。

3）每块管片安装时，先人工将管片螺栓进行紧固，待安装完一环后，用风动扳手对螺栓进行进一步紧固，每环管片安装时需紧固一次，安装第二环时紧固一次，拖出盾尾时进行再次紧固。

4）拼装过程中，遇有管片损坏，及时使用规定材料修补。管片损坏超过标准时，应调换。在拼装过程中应保持成环管片的清洁。如后期发现损坏的管片也必须修补。管片修补方案需经监理工程师认可。 4.4.3注浆施工

1）注浆回填施工

管片脱出盾尾后，利用盾构机自身的注浆机同步注入水泥浆，使衬砌管片与初衬间紧密接触，以提高支护效果。 2）补充注浆

盾构每推进4～5环通过隧道上部的管片注浆孔进行洞内二次注浆，浆液类型采用水泥浆，注浆压力控制在0.1～0.2Mpa；在盾构通过后，根据洞内渗漏水情况，通过管片注浆孔再次进行洞内注浆，浆液采用1:1水泥+水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.2～0.3MPa。

盾构机通过矿山法段后，对管片的姿态、渗水、碎裂、错台进行检查，管片垂直偏差、水平偏差符合设计要求。 4.4.4管片上浮控制措施

盾构过矿山法隧道采用前方堆土工况下进行管片拼装，且矿山法隧道超挖量过大，管片周边填充不饱满，管片受到的约束力不足，地下水位上升后，管片的自重远小于管片所排开地下水所形成的浮力，因此会导致管片上浮，这个问题是盾构过矿山法隧道所面临的又一难题，处理不好会导致矿山法隧道超限、管片错台、漏水，因此在实际施工过程中可采用以下

措施相结合的方法，控制管片的上浮。

1）对矿山法成形的隧道每10m一个断面进行断面测量，根据测量结果，设置限位。限位是采用长条木方笼，固定在隧道顶端45°范围内，共设置3排，限位底部距盾壳5cm，以管片的过大上浮量；

2）在推进过程中，当管片脱出盾尾后，每隔2环在管片腰部及底部注浆孔处交叉开口放水，降低地下水位；

3）当管片脱出车架后，对车架后的管片进行二次补充注浆。首先每隔10环采用水泥、水玻璃双液浆打一道环箍以稳定管片，然后再在这10环中间采用纯水泥浆液进行注浆。注浆时采用分批多次压注的方式，防止由于一次浆液压注过多，管片所受到的浮力过大造成上浮，同时在注浆部位的前后各打开一个管片注浆孔进行放水；

4）在注浆过程中要加强对管片稳定性的监测，发现上浮应立即停止压注，然后采取多点同时放水，待水位下降、管片稳定后再行压注。

5）每天跟踪测量管片姿态，及时反馈监测数据，分析管片姿态每日变化趋势，研究管片是否存在上浮，以及上浮速度及上浮量。

6）加强管片注浆管理，保证管片上部及圆曲线外侧的管片空隙也被浆液填充密实。一旦出现管片上浮，可在管片上浮或侧移处，通过打穿吊装孔，打入注浆管进行二次补充注浆，浆液可选择使用双浆液使其凝固速度加快，迅速填充管片背后上部间隙，阻止管片上浮和侧移。

7）必要时在管片脱出盾尾后，立即打穿吊装孔，安装约45cm长φ32的螺纹钢，螺纹钢一端紧顶在矿山法隧道初支上，将其另一端焊接固定在管片吊装孔上（吊装孔提前安装套丝），通过此措施可有效管片上浮及侧移。 4.5 盾构初始试验段掘进 4.5.1试验段目的

初始掘进是相对于正常掘进而言，随着初始掘进的进行，逐步进入隧道内部，一般范围为50～100m，其目的是：

1）结合本工程的地质条件，对盾构机的操作方法、机械性能进行熟悉，掌握土压盾构在本标段的施工特性，尽快摸索出各种参数的正确设定方法。

2）在初始掘进段采取多种监测手段（地面沉降、分层沉降监测和孔隙水压力监测等），广泛采集信息以指导盾构施工。

3）通过对各种监测信息的分析，掌握盾构掘进参数和合适的同步注浆量。摸索出控制盾构轴线的规律，熟练使用铰接千斤顶。

4）通过初始掘进，完善施工组织设计方案；完善盾构施工各个工种工序岗位的操作规程、作业工法。

4.5.2空推与负载转换

由于盾体与隧道初期衬砌之间有一定的空隙，盾体四周没有土体包裹，盾体旋转仅受导台的阻力，因导台阻力很小，导致刀盘切削端墙时盾体旋转角度很大。因此需要保持刀盘低速旋转，并不停地改变刀盘转动方向，让其慢慢地切入端墙，防止盾体旋转角度过大。当盾体全部进入土体后，因盾体被四周土体完全包裹，土体对盾体旋转产生较大的摩擦阻力，盾

体转角明显减小，盾构机即处于试掘进状态。

在盾体全部进入土体后，转动刀盘，减小推进速度或停止推进，加大所有推进油缸的油压，增加盾构机总推力，控制在1000t以下，压紧矿山法隧道内已拼装的管片，保持这个总推力再一次紧固所有的管片螺栓。在压紧过程中要注重观察每环管片受压情况，防止因盾构机总推力过大而将管片压损压裂。 4.5.3初始掘进方法

1）负环管片拆除

盾构机初始掘进的距离主要取决于平衡盾构机推力的管片外表面与土体之间摩擦力，考虑到空推段施工，拟定为100m提供足够的推进反力，估算如下：

F=S×f=3.14×6×100×2.0=3768t＞掘进时的推进力约1000t～2000t 其中：S为100m长的管片外表面面积；

f为管片与衬背压浆形成的水泥土间的综合摩擦系数，取2.0t/m2。 此时可以拆除负环，为正常掘进通风和材料吊装运输方便。 2）初始段掘进施工方法

（1）盾构施工工艺流程如图4-5-1

图4-5-1盾构施工工艺流程图

（2）掘进循环时间计划

盾构掘进施工时，将按照连续施工的原则组织施工，每天安排2个班掘进，每班作业时间12小时；机械维修保养以跟机保养为主。计算方法如下表：

表4-5-1 盾构始发掘进各工序循环时间表 工 序 施工准备 盾构掘进 管片安装 出碴、进料运输 渣土吊出 管片、注浆材料供应 盾构机跟机保养 理论循环时间（每环）

3）掘进参数控制 （1）土仓压力P1

始发段地层主要为硬塑残积土，透水性弱，水土压力按水土和算取值，按下式计算：

P1=k0×γ×h

式中：P1——土仓压力 k0——侧压力系数 γ——水土的容重

h——刀盘中心点处的埋深

根据盾构机的掘进位置及相应的地质情况，可取γ=20KN/m3，h=10.1～12.2m，k0=0.4，代入上式得：P1=80.8～97.6KN/㎡（P1=0.81～0.98bar）。

始发后，土仓压力逐渐从P1=0.81bar加大至始发段结束P1=0.98bar，并根据地面监测情况进行及时调整。

（2）千斤顶推力F

盾构机千斤顶最大推力Fmax=39914KN（30个千斤顶），始发段开始千斤顶推力主要考虑拖车阻力、破岩推力、正面土压及盾构尾刷磨擦力，其中拖车阻力为680KN、破岩推力约为2000KN、正面土压力为3160KN、盾构尾刷磨擦力为250KN，需要总推力为6100KN。始发阶段确定推力尚应考虑管片及反力架的承受力，故在始发开始的20环左右最大推力不应大于800t。

（3）刀盘转速n1，n2

满足转速和扭矩曲线，且无级可调n1=0～4.4rpm，n2=0～1.6rpm，扭矩水平较高时，使用n2段，扭矩水平较低时使用n1段。

（4）刀盘扭矩T

正常掘进时，扭矩应低于最大扭矩（一般情况下刀盘的扭矩T=350t.m），当工作扭矩达到最大扭矩时，刀盘将停止转动，如反复启动未果，即可启动专门开关（此时可采用脱困扭矩），使刀盘重新启动。

（5）螺旋器转速n3

n3=0～22.7rpm，根据维持土仓压力的需要而调整。

作业时间（min） 20 120～180 40 40 40 20 60 200～260 掘进1.5m/环为基准，单组列车运输 备注 注：实际时间根据相应地质情况适当调整。

（6）掘进速度v

根据土质、扭矩、推力和土仓压力等综合确定，受土质影响最大，盾构设计Vmax=80mm/min，试验段掘进速度一般v=10～40mm/min。

（7）注浆压力P2

取静水土压力的1.1～1.2倍，最大不超过3.0～4.0bar，且使浆液不会进入土仓和压坏管片，并保证地面的隆陷值在允许范围内（+10，-30mm）。根据始发段水土压力的计算，初步确定注浆压力为1bar（平均压力）。

（8）注浆量V1

V1是在管片与土体之间的空隙体积的基础上，再考虑地层变化条件要求，1.3～1.8m扩大系数确定的。一般每环的理论注浆量V1≈4.05m3，实际每环注浆量为5.27～7.29m3。

（9）发泡剂的掺量V2

V2值主要根据土质确定，经验公式为； V2=（20～60%）V土

V土——掘进土方的体积（实方）

V2值将根据实际的出渣情况和有关掘进参数（如扭矩等）不断调整。 （10）左右前进千斤顶行程差S

S主要根据线路特点和盾构机在水平方向偏离设计轴线的程度来确定的。S的大小确定了盾构机方向改变的急缓程度，S的达到和保持依靠合理使用左边和右边的推进千斤顶。

（11）盾构机俯仰角α

α根据线路特点和盾构机在竖直方向偏离设计轴线的程度来确定的。α的保持靠合理使用上部和下部的推进千斤顶，一般情况下，α值不应超过±3mm/m。

（12）盾构机滚转角β

β和刀盘转动方向及扭矩大小有关，可以通过改变刀盘转动方向和使用稳定器来控制，一般情况下，β值不应超过±10mm/m。

（13）管片与盾尾的空隙δ1～δ4

反映了管片和盾构机的相对位置关系。对确立下一环的管片类型和掘进参数有指导意义，盾尾间隙应控制在75mm左右。

（14）铰接千斤顶的使用状态

铰接千斤顶有三种使用状态：完全伸长，自由伸缩，伸长一定角度。铰接千斤顶行程不能超过设定值(最大140mm)。

4）初始掘进参数分析

初始100环也是摸索掘进规律、优化掘进参数的试掘进阶段。因此，在始发100环的地面应布置了较密的观测点（详见《施工监测方案》），根据不同的掘进参数所对应的地面降沉值，总结和优化出相应的盾构掘进参数（土仓压力，推进速度，总推力，排土量，刀盘扭矩，注浆压力和注浆量等），分析其相互关系及与地层的变化关系，形成总结报告，为后期盾构正常掘进打下基础。

5）盾构机竖直方向操作原则

（1）一般情况下，盾构机的竖向偏差宜控制在±20mm以内，倾角可控制在±5mm/m以内。

特殊情况下，倾角亦不宜超过±10mm/m，否则会因盾构机转弯过急引起盾尾间隙过小和管片的错台破裂等问题。

（2）当盾构机下部土体较软或上硬下软时，为防止盾构机机头下垂，适当保持上仰姿态。 （3）当开挖面上软下硬时，为防止机头偏上，盾构机则适当保持下俯姿态。 （4）操作盾构机时，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。 6）盾构机水平方向的控制原则

（1）在直线段，盾构机的水平轴线偏差控制在±20mm以内，水平偏角控制在±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；

（3）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，必要时可将水平偏角放宽到±10mm/m，以加大盾构机的调向力度。（通过该段后立即恢复水平偏角到5mm/m以内）。 4.6始发测量控制 4.6.1盾构机始发定位

利用井口经过联系测量，把控制点投在始发井底板上，并经过监理工程师检查无误后，才能利用这些控制点对盾构机始发进行定位。

通过所放样的隧道中线及相关高程安装盾构机始发托架，并在始发井底板上做出可通视的控制点，这样盾构机放置于始发托架上时，对盾构机进行全面测量，计算出盾构机的姿态应满足始发的要求。

盾构机定位剖面图4-6-1：

图

4-6-1 盾构始发控制图

4.6.2盾构机姿态测量

盾构掘进过程中的姿态测量主要以自动测量为主，人工测量为辅，两种方法互相校核，确保盾构隧道掘进方向的精确。 4.6.3管片姿态测量

采用平杆法测量。首先把平杆横向水平架设于管片边缘处，调整平竿，使之水平，然后

测量出平杆中心点的三维坐标，然后把实测坐标与设计坐标对比，便可得出此时的水平偏差和垂直偏差，从而计算出管片相对于设计隧道中心线的水平和竖直偏差。

盾构机姿态人工测量、管片姿态测量均实现了数据存储自动化、数据传输自动化和数据计算程序化。利用全站仪自身的记忆功能，把现场实测的三维坐标直接存储到全站仪的记忆卡上，通过与电脑的联机后，把测量数据传输到电脑上，利用自编软件，计算出结果。 4.6.4盾构机姿态测量控制要求

盾构机掘进实时姿态控制包括其与线路的平面偏离、高程偏离、纵向坡度、横向旋转和切口里程控制。均由制导TBM掘进所有参数都要通过SLS-T控制、计算机管理。盾构机姿态测量计算数据取位精度要求应符合下表4-6-1的规定：

表4-6-1 盾构机姿态测量计算数据取位精度要求

控制盾构机测量项目 平面偏差(mm) 高程偏差(mm) 俯仰角(′) 方位角(′) 滚转角(′) 切口里程(mm) 4.6.5地面监测

初始段盾构掘进时，必须对地面沉降进行监测，并及时反馈至地面控制室中，指导盾构掘进参数的及时调整。盾构掘进前根据设计图纸沉降槽和地面监测等相关资料编制地面监测方案报监理工程师同意提前设置监测点位，加密监测次数。测量成果根据及时上报地面控制室、监理等相关管理方。 4.7盾构（常规）掘进 4.7.1盾构掘进流程

盾构机（常规）掘进的总体流程详见下图4-7-1。

取位精度 1 1 1 1 1 10 盾构机托架、反力架安负环片拼装 端头加固，洞门止水环的安装 装 盾构机拼装、调试 盾构机始发 洞门处理 地面监测 设 置 管 理 标 准 调整掘进施工参数 盾 构 掘 隧道测量 进 同 步 注 浆 否 盾构机姿态控制 盾构机托架、反力架安装 列车装料，出洞 是否到达掘进循环进尺 是 管片拼装，复拧螺栓 列车装土，进洞 开挖6m，延伸轨道 继续下1环的掘进 盾构机到达 洞门处理 端头加固，洞门止水环的安装 图4-7-1 盾构机正常掘进总体流程图

4.7.2掘进方向控制

1）采用VMT导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测

盾构机配置了VMT导向系统，能够全天候自动监测盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏差及趋势。据此调整控制盾构机掘进方向，使盾构机姿态始终保持在允许的偏差范围内。该系统的配置及导向原理见 “施工测量与监测”。

随着盾构推进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，正常情况下每天进行一次人工测量，曲线段需要适量加密，以校核

自动导向系统的测量数据的精确性，确保盾构掘进方向的正确。

2） 采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向

根据线路轴线变化、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。

（1）需要调整盾构机姿态时，分组调整盾构机推进油缸的压力；

（2）在软硬不均的地层中掘进时，则应根据不同地层在断面的具体分布情况，硬地层一侧推进油缸的推力和速度适当加大，软地层一侧油缸推力和速度适当减少。 4.7.3盾构姿态的调整与纠偏

在掘进施工中，盾构机推进方向可能会偏离设计轴线并超过管理警戒值，滚动角也可能会超限，此时就需要及时调整盾构机姿态、纠正偏差。

1）参照上述方法分区操作推进油缸来调整盾构姿态，将盾构机的姿态偏差控制调整到符合要求的范围内。

2）在曲线和变坡段，应提前进行预纠偏，必要时可利用盾构机的超挖刀进行局部超挖来纠偏。

3）当滚动角超限时，应采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。 4.7.4掘进渣土改良

渣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高粘度泥浆或泡沫，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，使盾构切削下来的渣土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力，并降低粘土的粘性，以确保盾构机在不同的地质情况下都可以顺利推进。

添加剂的种类主要有：膨润土、聚合物和发泡剂及泡沫。具体用那种添加剂由试验段确定。

4.7.5管片拼装

1）管片拼装流程图详见下图4-7-2。

管片环脱离盾尾后的二次紧固管片环成型整圆 盾 构 掘 进 管片下井和运输组织 管片安装区的清理 掘进1.5m 管片就位 管片安装与连接 安装位置千斤顶收缩伸出

图4-7-2管片拼装流程图

2）拼装前准备

（1）管片在管片输送器上按拼装顺序堆放，并检查管片螺栓孔、止水材料、管片等的完整性。

（2）盾构推进完成后应符合拼装要求，主要检查以下三方面：

a.距离：千斤顶行程满足拼装要求，对1.5m环宽管片而言，至少要推进至2000mm； b.盾尾间隙：测量上环管片的盾尾间隙，结合盾构机姿态确定纠偏量及纠偏措施； c.盾构机姿态：根据平面和高程的偏差，决定后续管片的类型和纠偏措施。

(3）清除上环管片和盾尾间隙内杂物，检查上环管片防水材料是否完好，如有损坏应及时采取修补措施。

(4）检查管片拼装机的动力及液压设备是否正常。

(5）管片掘进结束时，测量盾尾间隙，并将相应数据输入VMT中，选择最佳管片拼装点位。

3)拼装作业

管片拼装一般均按照先下后上、左右交错、纵向插入、封顶成环的工艺进行。 1）拼装过程中按各块管片位置，缩回相应位置的千斤顶，形成管片拼装空间，使管片到位，然后伸出千斤顶完成一块管片的拼装作业，千斤顶操作人员在反复伸缩千斤顶时必须确保盾构机不后退、不变坡、不变向的要求，并要与拼装操作人员密切配合。

2）逐块拼装管片时要注意管片拼装标志的准确性，确保相邻两块管片接头的环面平正，

内弧面平正，纵缝的管片端面密贴。

3）最后把封口块管片送到位，伸出对应的盾构千斤顶将封口块管片插入成环，同时插入连接螺栓成环。

4）安装管片时，必须严格执行操作规范，螺栓紧固严格执行“三次紧固”原则，即：管片拼装时紧固1次，拼装第二环时紧固1次，拼装第三环时紧固1次。

5）盾构管片拼装过程中遇有管片损坏，应及时按规定进行修补或更换。在拼装全过程必须保持已成环管片环面及拼装管片各个面清洁。 4.7.6盾尾注浆 4.7.6.1简述

采用盾构施工法，在管片和地层之间将产生空隙，该空隙必须充填，否则，隧道周围的地基会有较大变位（主要由盾尾空隙引起），因此，及时进行背后注浆是盾构工法中必不可少的环节。同时，壁后注浆具有提高隧道的止水性能和确保管片衬砌的早期稳定性，是充填土体与管片圆环间的建筑间隙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。

壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆罐、管路、阀件等组成，安装在第一节台车上。当盾构掘进时，注浆泵将储浆罐中的浆液泵出，通过四条的输浆管道，通到盾尾壳体内的4根同步注浆管，对管片外表面的环行空隙进行同步注浆，在每条输浆管道上都有一个压力传感器和流量传感器，在每个注浆点都有监控设备监视每环的注浆量和注浆压力。

盾尾密封采用三道钢丝刷加注盾尾油脂密封，确保周边地基的土砂和地下水、衬背注浆材料、开挖面的水和泥土从外壳内表面和管片外部之间缝隙不会流入隧道内，确保壁后注浆的顺利进行。注浆量和注浆压力的大小可以实现自动控制和手动控制，手动控制可对每一条管道进行单个控制，而自动控制可实现对所有管道的同时控制。 4.7.6.2注浆方式

注浆方式主要分为同步注浆和二次注浆，根据其实施时期可进行如下分类： 1） 同步注浆方式

同步注浆是盾构掘进的同时通过安装在盾构尾部的内置式注浆管进行壁后注浆的方法。盾构向前推进，盾尾空隙形成的同时进行注浆，注入的浆液在盾尾空隙形成的瞬间及时起到充填作用，从而使周围土体获得及时支持，可有效的防止土体的塌陷，控制地表沉降。同时，同步注浆还可提高隧道的止水性能，使管片所受外力能均匀分布，确保管片衬砌的早期稳定性。

2）二次注浆

二次注浆是对壁后注浆的补充，其目的是填充同步注浆中未填充部分和浆液固结收缩体积减小部分，处理渗漏水或处理由于隧道变形引起的管片、注浆材料、地层之间产生剥离状态进行填充注浆形成整体，提高止水效果。二次注浆一般在管片与岩壁间的空隙充填密实性差，致使地表沉降得不到有效控制的情况下实施。施工时根据地表沉降监测的反馈信息和施工环境影响，综合判断是否需要进行二次注浆。 4.7.6.3注浆设备

背填注浆设备因施工规模、注浆方式等呈现出各种各样的形式。本工程以同步注浆系统为主，二次注浆系统为辅，施工所需的主要设备如下：

1）砂浆拌和站：以单条隧道最大日掘进量每天12环，每环注浆填充系数最大取200%时（即每小时最大制浆量8.0m3）。在始发井右侧修建一座J500砂浆拌和站，每小时生产能力50m3/h,满足施工需要。为浆液运输方便，在始发井附近设置8m3储浆灌一台，拌和站拌制的浆液通过灰浆泵输送至储浆罐内，满足同步注浆需要。

2）同步注浆系统：配备砂浆搅动罐一台、液压注浆泵2台，通过盾尾注入管口及其配套线路进行同步注浆。同步注浆泵有相应流量参数、压力参数等控制器，并与盾构操作系统相联系，由专业注浆人员控制，根据盾构机掘进状况决定注浆速度和注浆压力。

3）二次注浆系统：由1台液压注浆泵、A液储存箱和B液储存箱及其配套线路组成，注浆可根据情况选择使用单液浆或双液浆。

4）运输系统：同步注浆采用电瓶车运输浆液搅拌箱至第一节台车，二次注浆采用现场浆液拌制。

4.7.6.4注浆材料及配比

1）注浆材料

同步注浆采用水泥砂浆，在管片拼装完成后进行。主要采用水泥、粉煤灰、膨润土、细砂作为主要注浆材料，该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。水泥采用不低于32.5级硅酸盐水泥，以提高注浆结石体的耐腐蚀性，使管片处在耐腐蚀注浆结石体的包裹内，减弱地下水对管片混凝土的腐蚀。粉煤灰采用Ⅱ级，膨润土为400目，砂粒径不大于5mm，生活用水拌合。

二次注浆主要采用水泥浆，但在隧道开挖对地表建筑物或管线影响较大地段，为即时回填空隙，减小地面沉降，可选择速凝型的水泥—水玻璃双液浆。水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。

2）浆液配比及主要物理力学指标

根据类似工程盾构施工经验，同步注浆使用配合比结合现场实验室砂浆配合比和前期试验段注浆参数综合考虑。 4.7.6.5同步注浆

1）注浆压力

注浆压力略大于该地层位置的静止水土压力，同时避免浆液进入盾构机的土仓中。 最初的注浆压力是根据理论的静止水土压力确定，在实际掘进中根据试验段注浆参数及所处地层情况不断优化。如果注浆压力过大，会导致地面隆起和管片变形，还易漏浆。如果注浆压力过小，则浆液填充速度赶不上空隙形成速度，又会引起地面沉陷。一般而言，注浆出口压力取1.1～1.2倍的静止水土压力，注浆压力一般不大于4bar。

由于从盾尾圆周上的不同位置注浆孔注浆，考虑到水土压力的差别和防止管片大幅度下沉和浮起的需要，各点的注浆压力将适当调整，并保持合适的压差，以达到最佳效果。

2）注浆量

注浆量主要取决于注浆环间隙和相应地质裂隙情况，一般可按下式计算注浆量：

Q=π/4×λ×L×(D2-d2)

Q——环注浆量（m3）

L——环宽（m） D——开挖直径（m） d——管片外经（m）

λ——填充系数1.3～2.5

根据上经验公式，带入盾构相关数据可得出每环的注浆量。

一般情况下填充系数取1.3～1.8，在裂隙比较发育的地下水量大的岩层地段，充填系数一般取1.5～2.5。根据经验，在全风化带、残积土中填充系数取1.3～1.5，在强风化带、中风化带取1.8～2.15。实际施工中根据试验段参数和地面检测情况综合考虑，适当调整。

3）注浆速度

注浆速度应与掘进速度相匹配，注浆泵的性能要满足掘进速度的需求， 做到“掘进、注浆同步，不注浆不掘进”，通过确定掘进速度和注浆量双重标准来控制注浆速度。盾构完成一环掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度。

4）注浆结束标准及注浆效果检查

同步注浆采用注浆压力和注浆量双指标控制标准，当注浆压力达到设定值，注浆量达到设

计或规范值时，且沉降监测符合要求时，即可认为达到质量要求。

注浆效果检查主要采用分析法，根据注浆压力-注浆量-时间曲线，结合管片地表及周边建筑物测量结果进行综合评价。

根据地面检测情况对未满足要求的部位进行补充注浆。 4.7.6.6二次注浆

盾构机穿越后考虑到环境保护和隧道稳定因素，如发现同步注浆有不足的地方，通过管片中部的注浆孔进行二次补注浆，补充以前注浆未填充部分和体积减少部分，从而减少盾构机通过后土体的后期沉降，减轻隧道的防水压力，提高止水效果。

二次注浆使用专用的液压注浆泵，注浆前凿穿管片吊装孔外侧保护层，安装专用的注浆接头。二次注浆一般根据情况选择使用单液或双液，二次注浆在推出5-6环后进行，注浆压力一般为0.2～0.4MPa。

发现沉降变化较大则需从相应位置的管片注浆孔进行二次补充注浆。注浆前需在起吊孔内装入单向逆止阀并凿穿外侧保护层。将注浆管直接改接到吊装孔注浆头（装有压力表），即可实施管片注浆。二次注浆一般采用手动控制。注浆范围根据连接管长度可达盾构机后部50m。二次压浆时必须指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。 4.7.6.7注意事项

(1)制浆时的注意事项

1)材料投入顺序要正确，计量要准确；拌和时间要连续，不能间断；严格控制搅拌的时间、速度。

2)使用材料要合适，杜绝使用过期、不合格的材料。 (2)运输、注入时的注意事项

1)使用搅拌装置，保证浆液在运输过程中不出现分离； 2)经常检查从注入孔到泵的输浆管路的畅通状况；

3)掌握注入孔位置的阀门和泵的工作状况；严密观察注入压力、注入量的波动状况； 4)注意注入结束时从注入孔阀门的关闭到移动输浆管的工作顺序；取下注入孔的阀门时，应装上柱塞；

5)管片出现破损、上浮等现象时先采取封堵措施后再注浆； 6)当浆液从管片外漏时，应暂停注浆，待采取措施后再行注入； 7)废浆液及时排除地面，并统一处理；

8)作业结束后，作业员必须对制浆设备、泵等进行彻底的清洗。

（3）严格控制每环的压浆量，并确保同步注浆浆液的质量。防止注浆不足或者超量引起土体沉降，对结构造成破坏。注浆时，必须严格控制注浆压力，避免由于注浆压力过高而击穿上层覆土。

(4)由于盾构工作面的注浆管路清洗等原因将形成一定的废浆，对工作环境造成污染，所以必须处理、外运。

(5)同步注浆压浆量视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定。压浆是一道重要工序，须指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。

(6)为防止浆液在注浆系统内的硬化，必须定时对工作面注浆系统进行清洗。惰性浆液一般每天一次，即日班结束后用惰性浆液进行清洗。因特殊情况（如设备故障等），停止施工间隔可能超过4小时的，也应在停止施工时立即予以注惰性浆液清洗。 4.8盾构到达施工

盾构机到达施工是指从盾构机到达下一站接收井之前100m，到盾构机贯通区间隧道进入车站接收井被推上盾构接收基座的整个施工过程。其工作内容包括：盾构机定位及接收洞门位置复核测量、地层加固、洞门处理、安装洞门圈密封设备、安装接收基座等。 4.8.1到达前的准备措施

1）盾构机定位及接收洞门位置复核测量

在盾构推进至盾构到达范围时，对盾构机的位置进行准确的测量，明确成洞隧道中心轴线与隧道设计中心轴线的关系，同时对接收洞门位置进行复核测量，确定盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划。在考虑盾构机的贯通姿态时注意两点：一是盾构机贯通时的中心轴线与隧道设计轴线的偏差，二是接收洞门位置的偏差。综合这些因素在隧道设计中心轴线的基础上进行适当调整。纠偏要逐步完成，每一环纠偏量不能过大。

2）进洞段的土体加固

盾构机到达前1个月完成端头加固，并检查加固效果满足盾构机到站掘进要求，具体详见盾构机进洞端头土体加固。

3）盾构进洞门处理

根据各工程实际对洞门进行拆除处理。 4）洞门圈的安装

洞门钢环随车站结构混凝土施工时提前预埋、安装。盾构到达前安装相应防水装置。

5）接收基座的安装

接收基座的中心轴线应与隧道设计轴线一致，同时还需要兼顾盾构机出洞姿态。接收基座的轨面标高除适应于线路情况外，适当降低20mm，以便盾构机顺利进入托架。为保证盾构刀盘贯通后拼装管片有足够的反力，将接收基座以盾构进洞方向+5‰的坡度进行安装。要特别注意对接收基座的加固，尤其是纵向的加固，保证盾构机能顺利到达接收基座上。 4.8.2到达施工

1）在盾构机到达掘进前先进行降水，进入洞门后，盾构机应尽快连续推进并拼装管片，尽量缩短盾构机进站的时间。

2）盾构进入到达段后，加强地表沉降监测，及时反馈信息以指导盾构机掘进。 3）根据盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划进行推进，纠偏要逐步完成，每一环纠偏量不能过大。

4）在盾构机距离车站端头墙50m时, 选择合理的掘进参数，逐渐放慢掘进速度，控制在20mm/min以下，推力逐渐降低，缓慢均匀地切削洞口土体，以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌，减少前方土体对站车站结构的作用力。

5）盾构机刀盘距离贯通里程小于10m时，在掘进过程中，专人负责观测进洞洞口的变化情况，始终保持与盾构机司机联系，及时调整掘进参数。

6）在拼装的管片进入加固范围后，浆液改为快硬性浆液，提前在加固范围内将泥水堵住。 7）当管片最后一环管片拼装完成后，通过管片的二次注浆孔，注入双液浆进行封堵。注浆的过程中要密切关注洞门的情况，一旦发现有漏浆的现象立即停止注浆并进行处理。

8）由于盾构到站时推力较小，致洞门附近的管片环与环之间连接不够紧密，因此作好最后20环管片的螺栓紧固和复紧工作，可采用10#槽钢与管片螺栓连接拉紧。

9）盾构机刀盘进站后，其前端反力为零，盾构机的摩擦力不足以抵挡安装管片时所需的千斤顶的压力，故采取在接受托架上每隔1.5m焊接一个牛腿，在管片拼装时为盾构机提供反力，防止管片纵向连接不紧而漏水。 4.8.3注意事项

1）到达前100m要进行贯通前测量，并报监理审核，由第三方进行复核，确保控制点的准确性；同时应对到达洞门进行测量，以精确确定其位置，根据洞门中心进行纠偏。

2）到达前30m要采取辅助措施加强管片环间连接，以防盾构掘进推力的减少引起环间松动而影响密封防水效果。

3）到达前6环的掘进参数需根据实际情况及时调整，以确保到达端墙的稳定和防止地层

坍塌。

4）盾构到达前检查端头土体加固质量，确保加固质量满足设计要求。 5）增加地表沉降监测的频次，并及时反馈监测结果指导施工。

6）在盾构机刀盘距洞门掌子面0.5m时应尽量出空土仓中的渣土，减小对洞门及端墙的挤压以保证凿除洞门混凝土施工的安全。

7）盾构贯通后安装的几环管片，一定要保证注浆饱满密实，并且一定要及时拉紧，防止引起管片下沉、错台和漏水。 4.9盾构吊出拆运 4.9.1拆吊流程

盾构到达接收井后，盾构机在端头解体吊出。盾构拆卸流程图详见下图4-9-1。

图4-9-1 盾构机拆卸流程图

4.9.2拆卸步骤

1）前期准备：1台履带吊机起吊和1台汽车吊机配合反转（具体吨位根据项目实际确定），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、电路与组件详细标识。

2）分解拆卸步骤：隧道贯通后，清除刀盘前面泥浆与渣土；断开盾构机的风管、水管、电供应系统；管线与小型组件拆除；桥架拆解；刀盘拆解吊出；螺旋机拆解；盾构后段吊出；拼装机拆解吊出；盾构前段拆解吊出；盾构中段吊出；后配套拖车拆解吊出。

4.9.3拆卸技术措施

1）盾构拆卸前必须制定详细的拆卸方案与计划，同时组织有经验的经过技术培训的人员组成拆卸班组。

2）履带吊机工作区应铺设钢板，防止地层不均匀沉陷。

3）大件拆卸时应对车站端头墙进行严密的观测，掌握其变形与受力状态。 4）拆卸前必须对所有的管线接口进行标识（机、液、电）。

5）所有管线接头必须做好相应密封和保护，特别是液压系统管路、传感器接口等。 6）盾构机主机吊耳的布置必须使吊装时的受力平衡，吊耳的焊接必须由专业技术工人操作，同时必须有专业技术人员进行检查监督。 4.10 联络通道施工 4.10.1施工流程

注浆加固后的联络通道在上下行线全部贯通后进行开挖，开挖从一端向另一端进行。 开挖衬砌的施工流程为：施工准备→隧道预应力支撑安装→打开洞口管片→浇筑加强梁→通道开挖与初期支护→喷射混凝土找平→防水层施工→通道钢筋混凝土内衬施工→集水井开挖与临时支撑→集水井钢筋混凝土内衬施工→壁后充填注浆→二次衬砌达到设计强度、地表沉降稳定后拆除隧道内预应力支撑→复紧衬砌环内的连接螺栓。 4.10.2链接螺栓复紧

在拆除管片开洞前，利用扭矩扳手将旁通道前后共10环管片的纵向和环向连接螺栓进行复紧，扭矩需达到设计要求。此外将未拆除管片的环、纵缝进行焊接连接，提高管片门架结构的刚度和整体稳定性。 4.10.3管片支撑安装

为了保证旁通道拆除钢管片时管片的稳定，减小旁通道处管片变形，保证旁通道处管片受力体系转换过程中结构的稳定。在拆除钢管片前对旁通道处不拆除的钢管片和混凝土管片架设预应力支架进行支护处理。开挖施工之前，需在通道开口处隧道中设置简易预应力隧道支架，以减轻联络通道开挖对隧道产生不利的影响。简易预应力隧道支架形式为圆形支架，每榀钢支架间距2.5m，在联络通道两侧沿隧道方向对称布置，两榀支架间用67×67等边角钢搭焊组合。架设时有专人负责指挥，拼装时螺栓必须拧紧，每榀支架有八个支点，由六个50t螺旋式千斤顶提供预应力，施加预应力时每个千斤顶要同时慢慢平稳加压，每个千斤顶以压实支撑点为宜。高处千斤顶应定在主架上，防止脱落。要定期检查千斤顶压力情况，发现情况要及时处理。

施工过程中要定期检查千斤顶压力情况，发现异常情况应及时处理。 4.10.4联络通道开口施工

1）洞口钻孔注浆止水、排水

管片空间结构受力复杂，有一定程度的应力集中现象，盾构隧道和联络通道的沉降在此叠加，因此该部位是结构的薄弱环节，施工不当会造成过度沉降、坍塌等危害，因此要对相邻接管片进行加固，而且还要边监测边施工。开始施工前，先在联络通道开挖轮廓线外围3～5m范围内注双液浆止水，待止水效果达到要求后方可打开，若盾构隧道管片背后存在“水囊”，可先在通道洞口左右侧各5m范围处设一排水孔，提前做好排水工作。以保证管片洞口打开后不会发生土方坍塌及涌水现象。

2）管片洞口打开

在开挖前安装好防护门，从管片预留注浆孔打探孔观察加固土体质量，确认达到设计要求后拆除管片。

管片表面用切割机切割分块，然后用风镐破除。破除顺序如图所示（先破除一号，接着破除二、三、四，待通道贯通后再破除五、六号）。

图4-10-1 管片破除顺序示意图

开管片时，准备2台32t千斤顶，5t、10t和2t手拉葫芦各一个。两台千斤顶架在被开管片两侧，中间用一根横梁直接相连，在管片破除过程期间要注意观察管片外移情况，并随时注意调整2t葫芦拉紧程度和方向。

在管片顶部和洞口相对面设置两挂钩，将两个5吨手拉葫芦分别悬挂其上。然后松开洞口管片螺栓，用手拉葫芦将洞口的管片拉开，利用区间内行驶的电瓶列车运走。

4.10.5联络通道开挖施工

隧道开挖采用短台阶分步开挖法，开挖循环初定为2m。每循环开挖前应先进行超前小导管注浆加固，Φ42钢花管，L＝3m，间距（环×纵）：0.25m×1.0m，拱顶150°错开布置。

开挖采用人工配合风镐进行（在风镐开挖困难时使用静态破碎剂辅助开挖），每次开挖完成后，立即进行初期支护作业。在开挖施工时，不得超循环进尺开挖，以保证施工安全，同时根据围岩类别，拱顶预留沉降变形量控制在3cm。由于联络通道洞身长度短，作业空间受，采用人工加小型设备出土，挖出土方用编织袋装，人工运出洞口后通过盾构隧道的运输列车运走。

由于开挖断面较小，考虑初期支护及洞周收敛的需要，开挖断面宜在设计轮廓线外放宽50mm，确保二衬净空尺寸。 4.10.6初期支护

初期支护是防止因围岩失稳造成隧道结构破坏、变形等影响结构安全和使用的重要手段。本联络通道由格栅钢架+钢筋网片和喷射混凝土联合组成初期支护体系。初期支护的施工主要包括格栅钢架、钢筋网的安装和喷射混凝土三大部分。考虑施工误差、初衬变形和拱顶沉降等因素，适当放大断面开挖尺寸。

1）格栅钢架

初期支护采用型钢拱架，型钢支架为全封闭支护结构，为防止通道底板上鼓，支架加设底梁。支架间距0.5m，为增加支架的稳定性，相邻两排支架间用支撑杆相互连接。

2）钢筋网挂设

本联络通道初期支护钢筋网采用Φ6钢筋网150×150mm单层设置；钢筋绑扎和点焊，钢筋网使用前清污除锈，钢筋网应与锚杆联结牢固。

3）喷射混凝土 （1）工艺流程

喷射混凝土采用湿喷工艺，减少回弹及粉尘，创造良好隧道施工条件，喷射用混凝土采用自拌混凝土，强度为C20，喷射混凝土配合比委托有资质的试验室根据试验验证。喷射混凝土施工工艺流程图详见下图4-10-2。

高压风 粗骨 料 细 骨 料 原材料检验喷射砼配比设计 待喷面处理 水 外加剂 水 泥 喷射砼拌合 混凝土运输 湿喷机 喷 嘴 受喷面 养 护 速凝剂 图4-10-2喷射混凝土施工工艺流程图

（2）喷射混凝土原材料符合以下要求：

水泥：采用不低于32.5R的普通硅酸盐水泥，使用前作强度复查试验，其性能符合现行的水泥标准。

细骨料：采用硬质、洁净的中砂或粗砂，细度模数大于2.5，含水率控制在5%～7%。 粗骨料：采用坚硬而耐久的碎石或卵石，粒径不宜大于15mm，级配良好。若使用碱性速凝剂时，不得使用含有二氧化硅的石料。

水：采用市政自来水。不得使用含有影响水泥凝固及硬化的有害物质的水。

速凝剂使用合格产品。使用前与水泥做相容性试验及水泥凝结效果试验，其初凝时间不得大于5分钟，终凝时间不得大于10分钟。

（3）喷射混凝土技术要求

搅拌混合料采用强制式搅拌机，搅拌时间不小于2分钟。原材料的称量误差为：水泥、速凝剂±1%，砂石±3%；拌合好的混合料运输时间不得超过2小时；混合料应随拌随用。

混凝土喷射机具性能良好，输送连续、均匀，技术性能能满足喷射混凝土作业要求。 喷射混凝土作业前，清理受喷面并检查断面尺寸，保证尺寸符合设计要求。喷射混凝土作业区有足够的照明，作业人员佩带好作业防护用具。

喷射混凝土终凝2小时后开始洒水养护，洒水次数应以能保证混凝土具有足够的湿润状态为度；养护时间不得少于14天。

喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象，不平整度允许偏差为±3cm。

喷射混凝土在开挖面暴露后立即进行，作业符合下列要求：

① 喷射混凝土作业应分段分片进行。喷射作业自下而上，先喷格栅钢架与拱壁间隙部分，后喷两钢架之间部分。

② 喷射混凝土分层进行，一次喷射厚度根据喷射部位和设计厚度而定，边墙、拱部宜为5cm～6cm，后喷一层应在先喷一层凝固后进行，若终凝后或间隔一小时后喷射，受喷面应用风水清洗干净。

③ 喷射混凝土喷头垂直受喷面，喷头距受喷面距离以0.6m～1.2m为宜。喷头运行轨迹为螺旋状，使受喷面均匀、密实。

④ 喷射混凝土作业应保持供料均匀，喷射连续。

⑤ 正常情况采用湿喷工艺混凝土的回弹量边墙不大于15%，拱部不大于25% （4）保证喷射混凝土密实的技术措施

严格控制混凝土施工配合比，配合比经试验确定，混凝土各项指标都必须满足设计及规范要求，混凝土拌合用料称量精度必须符合规范要求。

严格控制原材料的质量，原材料的各项指标都必须满足要求。

喷射混凝土施工中确定合理的风压，保证喷料均匀、连续。同时加强对设备的保养，保证其工作性能。

喷射作业面由有经验、技术熟练的喷射手操作，保证喷射混凝土各层之间衔接紧密。 4.10.7防水处理

联络通道结构防水等级为2级防水标准，采用复合式衬砌结构。在初期支护和二次衬砌间采用柔性防水层全包防水形成全封闭防水层。并结合混凝土结构自防水，采用C35防水钢筋混凝土，其抗渗标号为P10，接头部位采用微膨胀混凝土。

在初期支护和永久支护层之间铺设防水板和无纺布缓冲层。防水板采用无钉铺设，施工前先对临时支护进行处理使基面平顺并达到净空要求后，用射钉将垫圈和无防布固定于基面上，然后铺设防水板，再铺设一层无防布作为保护层，防水板之间采用搭接双焊缝焊接。在混凝土衬砌后通过预埋注浆管注浆以止水。联络通道顶部的穿墙管，采用钢板止水环并结合柔性卷材防水等措施，以保证其防水效果。 4.10.8二次衬砌

联络通道二衬施工分两次进行，先施工通道底板、侧墙下段二衬，然后再施工通道边墙和拱部二衬。

1）钢筋工程

根据现场条件及设计要求，在项目部场地内设置钢筋加工厂，进行钢筋加工制作。钢筋连接采用手工电弧焊或机械连接，连接的钢筋接头应按规定抽取接头试件作力学性能检验，其质量应符合有关规范的规定。

2）模板工程

根据设计图纸要求计算模板配置数量，在施工现场内进行模板拼装。联络通道开工前，加工制作钢模板拱架，采用定型钢模体系。

根据结构边墙、顶板的形状及尺寸，放出模板厚度，并充分考虑预留混凝土浇筑时由于自重而引起的拱部下沉量：拱部模板应预留沉落量10～30mm。联络通道底板浇筑达到设计强度的70%后，即架立拱架。首先根据测量放线确定的位置将支架初步摆放，支架就位后利用纵向连接系将各榀连接成为稳定的空间体系，进行初步调整，逐榀测量校正，即作为钢筋绑扎的台架，又作为衬砌的支撑。立模完成后，进行混凝土浇筑前的最终复核，保证混凝土浇筑时的断面空间。

“准、稳、密、平”的原则，依据施工图及技术规范要求立模。模板拼缝平整严密，不得漏浆，模内清除干净；支架使用前进行检查，重复使用时随时修整；保证模板强度、刚度、平整度和稳定性，能够承受新灌注混凝土重力、侧压力及施工中产生的各种载荷；支架设计及模板安装做到受力良好，拆卸移动使用方便。

模板拆模时，混凝土强度必须达到规范要求的强度后方可拆模，拆除模板时要保证结构构件表面及棱角不被磕碰、受到损伤。

3）混凝土施工

混凝土采用商品混凝土。在灌注作业现场设置电铃或有线电话等通讯设施，以利于和地面混凝土下料口值班人员联系，随时控制混凝土的用量，混凝土强度C35。

（1）底板混凝土施工

为保证底板混凝土的密实度和流动性，仰拱混凝土坍落度宜为12～14cm，采用人工插入式振动器振捣，用插入式振动器振捣时要轻提轻放以免破坏防水层和背贴式止水带。混凝土强度达到2.5Mpa后用麻袋片覆盖洒水养护，防水混凝土养护不少于14天。

（2）拱墙混凝土施工

为保证拱墙混凝土的流动性，坍落度宜采用：墙体120～140mm，拱部160～210mm，粗骨料采用5～20mm的级配良好的碎石。采用混凝土输送泵将混凝土从联络通道两侧洞门附近的拱顶预留管送入，采用附着式平板振动器或人工用插入式振动器充分振捣。混凝土灌注过程中应始终有技术人员和有经验的技术工人现场值班，组织好放料、停料及振捣时机，特别应注意混凝土从地面运输到联络通道位置的时间要安排紧密，避免因转运时间过长而影响混凝土质量。

根据洞内的混凝土硬化时的强度增长规律和施工经验，通道混凝土拆模一般在砼强度达到规范允许后进行，拆模后混凝土应立即养护，采用专人洒水，养护时间不少于14天。 4.10.9壁后注浆

利用预埋的注浆管进行壁后注浆（充填模筑混凝土与初支之间的空隙），为确保壁后注浆充填密实性，采用压力控制，注浆压力为0.3～0.5MPa，浆液采用具有微膨胀和高强度的浆液，注浆采用注浆泵。 4.11特殊地层下盾构掘进 4.11.1全断面硬岩地层掘进

1）设定好掘进参数

当盾构机在硬岩段中掘进时，主要掘进参数的设定遵循“高转速、小扭矩，大推力”的思想，“高转速，小扭矩”，是指刀盘转速在硬岩掘进中设定时，在盾构机设计允许的范围内，刀盘转速尽量设定为最大值，这样扭矩的就会变小，同时在掘进时盾构机要有足够的推进力。

2）使用好泡沫系统

在盾构机掘进期间，要不断向工作面喷注泡沫和冷却水，以冷却和润滑滚刀。泡沫能对滚刀起到很好的润滑作用，并能在一定程度上降低开挖的岩渣和滚刀温度，尽量减小刀具的磨损。刀盘前方的泡沫注射管很容易被挖下来的岩屑堵塞，在刀具检查和更换期间，要及时检查和清通泡沫注射管路，确保泡沫系统的正常工作。

3）控制好盾构掘进姿态

盾构机在硬岩段掘进时，盾构机姿态控制非常关键，一旦盾构掘进偏离了设定掘进线路，在硬岩段纠正盾构掘进姿态要比在软土中难度大得多。因为硬岩本身开挖难度大，利用推进千斤顶的推力差纠正姿态，效果不是很明显，并且加大了刀具的磨损量，同时也有盾构机被卡住不能前进的风险，一旦盾构掘进姿态出现偏差，要奉行“掘进长距离，缓纠偏”的思想，而不 能是通过猛纠，造成刀具的无谓磨损，甚至盾构机难以前进。

4）做好同步注浆工作

在硬岩段掘进时，管片上浮是一个比较突出的问题。在硬岩段，盾构开挖成型的隧道围岩收敛要比软土中慢，已安装的管片壁后有10多cm的空隙，如果不能及时注浆回填，管片在盾构推力的作用下会产生上移（盾构机推进千斤顶一般总是最下组推力大于其他几组），因此，盾构在硬岩掘进时，盾构掘进中线一般低于隧道设计中线30～50mm，同时加强同步注浆工作，确保已安装的管片不上浮，防止管片错台造成渗漏水。

5）配备足够冷却循环系统功率

在硬岩段掘进时，整个隧道的温度达到近40°C，盾构机的液压油温很快达到报警值，迫使盾构机停止掘进，严重影响了正常的掘进，因此配备足够功率的冷却循环系统能很好冷却盾构机的运转设备，提高盾构机的工作效率，加快掘进速度。

6）储备好足够数量的刀具

对复合式土压平衡盾构在深圳硬岩地层（取岩心试验单轴抗压强度为56～160MPa）掘进，预计每5m消耗量为一把刀圈，随着围岩的抗压强度，质量指标、石英含量等参数的不同，对刀具的磨损量是不同的。

7）建立定期和不定期刀具检查制度

定期刀具检查制度：一是刀具更换完成后，试运转后检查刀具的安装是否良好；二是根据围岩的不同情况，制定每掘进完成一定长度后，进行刀具的磨损常规检查，并对检查情况进行评价，制定刀具的维护、更换方案。

不定期刀具检查制度：主要是在盾构掘进过程中，掘进参数异常推进过程很难进行，这时对刀具进行检查，并对刀具磨损量进行检查评估，制定刀具维护、更换方案。

建立严格的刀具检查管理制度，制定定期和不定期刀具检查制度，是盾构机在硬岩段掘进中必要的保障，刀具管理要有专业的人员来管理和维护。

8）具有完善的刀具更换流程

由于刀具的更换需要在土仓中进行，作业空间狭小，而一把滚刀一般重达150kg，工人拆卸、调运、安装难度比较大，突发事件多，因此建立完善的刀具检查更换流程是至关重要的，能够加快刀具的更换速度，为盾构掘进提供更多的时间保障。 4.11.2穿越软硬不均地层掘进

1）在地质勘探阶段应进行详细的勘探，并借助一定的物探手段，尽可能探明软硬不均存在的位置、规模、地层特性以及岩石分界线；对周边建（构）筑物进行详细调查和鉴定，若有必要可采取注浆加固软弱地层等措施。

2）盾构机施工进入软硬不均地层前，应放慢盾构掘进速度，密切注意盾构机的掘进参数。其次在具备条件的地段停机进行盾构机设备检查、修复，同时对损坏的刀具进行更换。

3）刀具布置宜采用全断面滚刀的刀具配置形式。

4）在工程施工前，应根据工程地质条件，提前制定刀具更换计划，对于换刀困难的地段，可进行预加固，以增加换刀的安全性，预加固地点应合理，宁可提前也不能滞后，否则就会失去作用；其次可采用压气作业进行换刀，特别要加强边缘滚刀的检查和更换。

5）掘进时，如掘进速度、刀盘转速、刀盘扭矩、盾构机的推力发生突变或不在正常的范围内，应立即分析原因，检查刀具情况，采取相应的措施，不可盲目掘进。并由有丰富经验的操作手控制盾构机，防止盾构机发生偏移或被卡。

6）对于隧道开挖面的坚硬岩石，若盾构机实在无法破除，可采用辅助措施进行处理，例如，采用开舱更换与地层相适应的刀具，或开舱进行人工钻爆，或冲孔桩机破除的方法进行处理，然后盾构机掘进通过。

7）应合理选择、控制掘进参数，例如，盾构机推力、刀盘扭矩等，减少对地层的扰动，避免造成软弱地层沉降塌陷。特别是花岗岩全风化、强风化、残积层受到扰动时极易软化、崩解。

8）做好监测工作，及时反馈调整土仓压力，千斤顶推力等施工参数。 4.11.3球状风化体地段盾构掘进

(1)施工前采取的措施

1)施工前根据地质详勘报告，在盾构机刀盘、刀具设计时，采用耐磨刀盘和刀具，在同一刀具轨迹4重叠 布置刀具。

2)根据西西区间地勘报告，场地内孤石不发育，但为保险起见，刀盘设置时预留孤石处理措施：① 加大刀盘开口率，对粒径小于240mm的孤石，可通过刀盘开口和螺旋机直接排除；② 刀盘布置的滚刀，可以将部分大孤石进行破碎后再排除。

(2)施工中采取的措施

1)加密补充地质勘探，掌握球状风化体分布情况。提前做好准备工作，例如，地面预加固，为破除球状风化体、更换刀具做准备。

2)施工过程中进行预测和判断是否存在球状风化体。掘进过程中主要观测盾构机的异常情况以及掘进参数的异常变化，例如，速度突然变慢，推力、扭矩突然增大，刀盘振动，盾构机有异常响声等，判断是否碰上球状风化体。掘进过程中随时监测刀具和刀盘的受力状态，确保其不超载并观测刀盘是否受力均匀，以防刀盘产生变形。

3)选择合适地段及时检查刀盘刀具，根据需要及时更换。在花岗岩球状风化体地层中施工，刀具、刀盘的损坏是很严重的。因此，对刀具、刀盘的检查和刀具的更换是非常重要的。为了尽量减少刀具、刀盘的损坏，掘进过程中应通过控制掘进速度、刀盘扭矩、贯入度、刀盘转速等措施减少刀圈崩断、刀圈偏磨，通过控制推力来减少刀座、刀盘变形。另外，掘进时主要控制土仓的温度，土仓温度过高亦会加速刀具、刀盘的损坏。

4)经常检修盾构机使其保证良好的工作状态，对不能通过盾构机直接破除的球状风化体，应采用其它合适的方法进行破除。

5)盾构机在球状风化体地层中掘进时，应控制掘进速度、刀盘扭矩和盾构机的推力，刀盘的贯入量以及刀盘的转速应做到平稳掘进，减少对地层的扰动。盾构机有异常时应停机分析原因。

4.11.4富水砂层中盾构掘进

1）过砂层之前，对盾构机进行全面的检查及维修保养。一方面，防止泥水、砂浆从盾尾密封冒出，一旦泥水从盾尾冒出，易造成失水沉降，而砂浆从盾尾冒出，将无法及时对管片进行填充，亦导致沉降难以控制；另一方面，防止因故障长时间停机而导致土仓大量积水，且盾体外壳与隧道之间的空隙无法及时填充。

2）进行土体改良。主要采用聚合物添加剂、膨润土等来改良渣土，以改良渣土的和易性，增加止水效果，避免喷涌的发生。

3）做好同步注浆和二次注浆工作。一方面，防止隧道后方的水流入土仓；另一方面，及时填充管片背后空隙，防止沉降进一步扩大。

4）合理选择掘进模式和掘进参数。一般采用土压平衡模式，根据地下水位、地层条件、隧道埋深等合理选择土仓压力和掘进参数，如，螺旋输送器的转速、闸门开度，刀盘转速，千斤顶的推力等。

5）控制好盾构机的姿态。若盾构机姿态不好，需要纠偏，将对控制沉降极其不利。 6）合理确定渣土的松散系数，严格控制出土量。做到既要不能多出，也不能少出。若少出，会造成土仓压力增大，掘进速度减慢；若多出，则会造成地面沉降增大，甚至地面塌方。

7）尽量做到快速通过。应该尽量提高掘进速度，避免刀盘旋转对地层土体扰动时间过长，造成上部砂层松动，同时，掘进速度加快能够及早为管片背后注浆创造条件，有利于隧道稳定和控制地表沉降。

8）做好监测工作，及时反馈信息。适当增加监测频率，根据地表沉降和建筑物沉降的监测数据，结合地质情况，及时调整土仓压力、千斤顶推力等参数。

9）对附近建筑物进行（通过前）原始鉴定，分清责任。对于结构形式差、可能会造成严重影响的建筑物进行预保护，若有必要提前进行加固或基础处理。 4.11.5下穿河流盾构掘进 4.11.5.1准备措施

1）在盾构机穿越湖泊、河流前，对其周边环境进行详细调查。特别是河底、湖泊区域的地质状况和周围建筑结构情况。

2）穿越前办理相关的手续，以便接受监督。 3）在施工前，对施工人员进行交底。

4）对盾构机进行维修保养，确保在穿越施工中，机械设备的情况良好。尤其是盾尾密封装置和螺旋机闸门等要确保能够随时有效发挥作用。

5）为了更好地减小盾构机穿越的影响，建立试推阶段，检索相应数据，更好地控制施工。除了按常规布置沉降观测点外，在海底及河岸及其附近的盾构轴线外侧布置深层测点，在盾构机穿越前、穿越中和穿越后对土体的变形进行监测，并根据监测数据对施工参数进行合理

的调整。

6) 提前做好应急预案，进行应急演练。准备充足的抢险物资设备。 4.11.5.2掘进参数设定

1）平衡压力值的设定原则

盾构在穿越河流前后存在覆土的突变，因此在盾构掘进前根据覆土深度的变化，必须对平衡压力设定的差值有一个理论上的认识，在盾构穿越河流前后，及时对设定平衡压力进行调整。根据地质情况及隧道埋深等情况，进行理论计算切口平衡压力，具体施工设定值根据盾构埋深、所在位置的土层状况以及监测数据进行不断的调整。

2）推进出土量控制

严禁超挖、欠挖，并根据类似工程的参数设计及理论出土量分析，严格控制出土量，确保盾构土压平衡模式推进。

3）推进速度

盾构推进速度不宜过快，以1～2cm/min为宜，避免由于推进速度过快造成对土体的过分挤压，从而导致盾构切口与河底贯穿。盾构推进过程中速度应保持稳定，确保盾构均衡、匀速地穿越，减少盾构推进对前方土体造成的扰动，减少对河底及其岸边结构的影响。

4）盾构轴线及地面沉降量控制

盾构轴线控制偏离设计轴线不得大于50mm；地面沉降量控制在＋10mm～－30mm，沉降需满足相关方的要求。

4.11.5.3同步注浆和壁后压浆

盾构推进中的同步注浆是充填土体与管片圆环间的建筑间隙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。浆液压注要及时、均匀、足量，确保其建筑空隙得以及时和足量的充填。下穿河流段每环的压浆量一般为理论空隙的150％～250％控制。

同步注浆采用可硬性浆液。压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定。压浆是一道重要工序，须派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。

为防止浆液在注浆系统内的硬化，必须定时对工作面注浆系统进行清洗。惰性浆液一般每天一次，即日班结束后用惰性浆液进行清洗。因特殊情况（如设备故障等），停止施工间隔可能超过4小时的，也应在停止施工时立即予以注惰性浆液清洗。

发现沉降变化较大则进行二次注浆。二次注浆一般采用纯水泥浆，特殊情况如遇涌水情况时可化学注浆（水泥、水玻璃双液浆）。二次压浆时必须指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。

严格控制每环的压浆量，并确保同步注浆浆液的质量。防止注浆不足或者超量引起土体沉降或隆起。注浆时，必须严格控制注浆压力，避免由于注浆压力过高而击穿上层覆土。 4.11.5.4盾尾油脂及集中润滑的压注

为了保证盾构设备的正常运转，在盾构掘进过程中须不定时地进行集中润滑油脂的压注，避免由此造成的轴承和其他设备的损坏，影响盾构推进施工。

在隧道掘进施工中，盾尾密封功能特别重要。盾构在整个穿越河流过程中，必须切实保证盾尾内充满油脂并保持较高的压力，以免河水击穿河床通过盾尾进入隧道。

4.11.5.5二次补压浆

当盾构穿越过河流后，可能会有不同程度的后期沉降。因此必须准备足量的二次补压浆材料及设备，根据后期沉降观测结果，及时进行二次补压浆，以便能有效控制后期沉降，确保安全。

4.11.6盾构穿越建（构）筑物 4.11.6.1土压力设定

根据前期盾构推进施工的设定土压力、覆土深度以及土体重度推算出平均侧向压力系数，据此来计算穿越建筑物时的土压力初步设定值。

根据土体静压力公式P=K0×γ×z，推算出侧向压力系数K0，然后根据穿越区域盾构覆土深度和建筑物自重来计算此区域内的设定土压力P。穿越施工前，对建筑物自重进行估算，然后再根据计算结果来推算土压力。根据此计算值来确定盾构刚进入建筑物时的土压力设定值。在实际施工过程中，根据房屋及地面监测情况，再对此设定值进行适当调整。同时，盾构司机在控制盾构推进的过程中要尽量减小土仓压力波动值。 4.11.6.2同步注浆

1）同步注浆方量

盾构推进中的同步注浆是充填土体与管片圆环间的建筑间隙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。浆液压注要及时、均匀、足量，确保其建筑空隙得以及时和足量的充填。压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定。

2）浆液配比

结合试验段浆液配比，同时根据地面变形的测量数据，及时调整确定浆液配合比，确保盾构施工中建（构）筑物安全。

3）浆液质量

在施工过程中严格控制浆液质量。首先施工前对拌浆班组施工人员进行技术交底，严格按照浆液配比进行浆液拌制。同步注浆过程中，按要求抽样、取样检测，确定浆液质量。同步注浆要保证浆液匀速、均匀、连续的压注，防止推进尚未结束而注浆停止情况的发生。压浆前根据推进速度，初步算出同步注浆的流量，并在压注过程中根据实际情况及时进行调整。

为防止浆液在注浆系统内的硬化，必须定时对工作面注浆系统及地面上的拌浆系统进行清洗，清洗时间根据实际情况确定。压浆时必须指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。 4.11.6.3推进速度

穿越建筑物期间按10～15mm/min的速度进行推进施工，施工过程中尽量保持推进速度稳定，确保盾构均衡、匀速地穿越建筑物，减少盾构推进对周边土体的扰动，以免对建筑物产生不利影响。 4.11.6.4刀盘转速

为充分发挥刀盘的性能，减少刀盘旋转对土体的扰动，在穿越建筑物施工过程中，刀盘采用低速旋转。在穿越过程中，注意观察刀盘扭矩和盾构转角等数据。 4.11.6.5土体改良

在穿越建筑物过程中，还可通过在刀盘上部的注浆孔压注水或膨润土来改良刀盘前方土

体，增加土体的和易性，减少刀盘扭矩和降低螺旋机油压。 4.11.6.6螺旋机设定

在穿越建筑物施工中，盾构司机要密切注意螺旋机的转速及油压，在穿越施工中，根据土压力及时调整螺旋机转速，调整螺旋机转速时要保证平缓调整，不能产生突变导致土压力大幅度波动。螺旋机压力应与正常使用时的压力值无太大的差异，在特殊情况下，也可通过机械内部调节适当超载，以满足穿越施工的需求。

在穿越建筑物施工过程中，如果螺旋机因吸入不明杂物等而造成压力过大，无法正常运转，可通过反复进行螺旋机正反转来疏导土体，排出障碍物。 4.11.6.7人员配置及信息化施工

为确保盾构顺利穿越建筑物，减少盾构穿越建筑物过程中可能发生的风险，我方将设立专项工作小组，在施工现场成立盾构穿越建筑物施工现场指挥部，对穿越期间的施工进行全面的指挥与协调。

盾构机穿越建筑物施工过程中，进行24小时不间断连续施工，以避免盾构长时间停顿引起的后期沉降。班组人员实行井下交制度，相关人员各自移交工作。值班室作为穿越施工的实时控制中心，各种信息、数据均在此收集、汇总。值班室内备有盾构姿态测量报表、地表土体和建筑物沉降监测报表、盾构推进施工参数表、盾构穿越建筑物的位置关系图、建筑物穿越段的布点图、地质剖面图等技术资料。值班室的工作人员随时和监测人员保持联系，在第一时间获取监测成果；通过测量仪器对推进的实时情况进行监控，对各种信息进行分析，及时调整施工参数，将指令传达给施工班组，指导盾构推进施工；根据监测情况，如有需要及时通知二次注浆单位，由其进行补压浆施工；推进结束时，通知地表监测单位进行监测；若出现异常情况，及时向上级技术部门汇报，取得指示后执行。

质量管理人员重点做好同步注浆、二次补压浆浆液的监控、抽检工作。若发现浆液质量不能满足使用要求，应及时找出原因，进行调整。

在建筑物处安排监测人员进行地表及建筑物监测，根据控制室的指令控制监测频率，并及时将数据报送至控制室。

在施工现场安排盾构机等专业机械维修人员值班，一旦设备发生故障，及时进行维修。在施工现场张贴各管理部门、设备维修单位、材料供应商、施工管理人员以及其它相关人员的联系方式。所有管理人员通讯工具24小时开机，以便及时联络。 4.11.6.8穿越后期二次补压浆

根据以往推进施工过程中所总结的土体沉降变化规律可知，穿越后期的土体沉降占整个由盾构推进施工引起的土体沉降的很大部分，因此为控制土体后期沉降量，决定采用二次补压浆——通过脱出盾尾的隧道管片进行补充压注浆液，来起到阻止土体后期沉降的作用，从而维持建筑物的稳定。补压浆采用S型补浆，即封顶块11点和1点间间隔补浆。

1） 注浆区域

二次注浆施工区域主要为处于建筑物下部的衬砌环，注浆部位为隧道上半部的预留注浆孔。

2）注浆孔位及方量

盾构在穿越过程中，对当前推进环的后面第3环进行二次注浆。注浆位置为管片块的预留

注浆孔，每环拟定压注0.5m3，注浆压力不得大于0.3Mpa。

如果压注完成后，仍未达到注浆效果可根据实际情况再次进行压注。压注量拟定为每次0.1～0.5m3，浆量根据实际注浆情况递增。如前次管片块的注浆孔被堵死无法利用时，可根据实际情况使用相邻管片的注浆孔进行压注。 4.11.6.9地面沉降监测

1）测点及监测断面的布置

（1）穿越建筑物前10米开始加密测点布置，至穿越后10m加密结束。 （2）在测点加密范围内，加设2个监测断面，每3环布置1个监测点。

（3）每个监测断面上各设测点9个，轴线上测点1个，对称于轴线1m、3m、5m、11m各布置1个测点。

2）深层点和墙面点的布设

（1）在建筑物墙壁下布置3个深层监测点。

（2）在建筑物的4 角及墙壁中间各布置一个墙面点。 3）监测频率

进入推进试验段时监测频率2次/天；

穿越建筑物期间监测频率加密至4次/天（2次/环）； 4）警戒值

提出以下警戒值，供参考，具体根据施工时设计及相关要求确定： 建筑物沉降控制在+3mm～-5mm 地表沉降控制在+10mm～-10mm 刚性管线的沉降控制在+10mm～－10mm 4.11.7穿越地下管线施工

盾构隧道施工难免对沿线地表的管线和建筑物造成一定程度的影响。因此，为了能对周围环境实现有效的保护，施工中必须严格进行监控量测，及时反馈量测信息，并根据结果及时调整施工参数、施工工艺及相应措施。一般地表变形的限值：-30mm～+10mm，当地面有建筑物时，地表变形应在研究后再行确定。

对于区间沿线道路下方埋设的管线，盾构掘进时需将周围地面沉降控制在允许的范围内，以保证地下管线不破坏。为保证施工安全，需加强盾构施工过程控制，拟采取措施主要有：

1）强化对地面沉降及隧道洞身的监测，根据监测结果调整施工参数并采取必要的措施。尤其对重要的、沉降敏感的管线(如混凝土管、煤气管等)要布点监测、及时分析、评估施工对管线的影响，并根据施工和变形情况调节观测频率，及时反馈指导工作。

2）严格控制盾构掘进过程中的参数，保持盾构推进中姿态平衡，防止超挖欠挖，减小地层沉降，加强盾构同步注浆和二次注浆管理，管片与围岩之间间隙应及时回填密实。

3）严格控制正面土压力、出土量及推进速度，保持开挖面的平衡和稳定。

4）在盾构进入管线以前，以已通过段所得到的地层变形实际监测成果为基础，再次对管线区内的地面沉降做出进一步预测，以准确反映实际情况并据此做出正确的管线保护方案。

5）当施工前预测和施工中监测分析确认某些管线可能受到损害时，根据地面条件、管线

埋设条件等采取临时加固或管下地基注浆等保护方案。 4.12施工检查验收程序

施工检查验收主要是对用于工程实体的原材料、成品、工序（检验批）等进行检查验收，检查验收的依据是施工质量标准，检查验收程序根据验收的对象的不同而不同，具体要求如下：

4.12.1施工原材料检查验收程序

物资采购人员根据技术部门的下达的采购计划进行原材料的采购，进场的原材料由物资管理人员通知质量管理人员进行原材料包装、规格尺寸、外观质量的验收，质量检查人员验收合格后，填写原材料报验申请资料，报请现场监理工程师进行验收，同时通知试验人员进行取样复验，取样工作必须在监理工程师的见证下进行。复验报告应满足设计及规范的要求，复验不合格产品必须清理出场。不得用于现场施工中。 4.12.2施工成品、半成品检查验收程序

盾构施工中的成品主要包括管片、用于工程实体的成品加工件等产品，管片、加工件等运抵施工现场后，施工人员通知质检人员进行质量检查验收，质检人员对其规格尺寸、外观质量、质量证明文件检查验收合格后，填写相应的质量检查记录表，邀请现场监理工程师成品外观质量、规格尺寸、质量证明文件进行复查验收，验收合格后质检人员通知作业人员进行相应工序的作业。

施工中的半成品主要是同步注浆浆液，采用现场拌制，质检人员对拌制好的浆液按照质量标准进行检查，填写相应的检查记录表格，并按照规定进行取样留置试块，检测其性能指标。监理工程师按照平行检测的原则，对浆液进行定期和不定期的抽样检测。 4.12.3施工工序质量检查验收程序

作业班组完成相关工序施工后，由班组长按照质量标准对该工序进行检查，检查合格后，通知中队质量人员进行复查验收，中队质量检查人员验收合格后，填写工序（检验批）验收资料，通知项目部质检工程师进行验收，质检工程验收合格，报请现场监理工程师对该工序（检验批）进行检查验收，合格后进行下道工序施工。

5 施工安全保证措施

5.1安全生产管理机构及保证体系

项目部设置的安全环保监督管理科，配备满足施工要求的专职安全管理人员，成立安全生产领导小组，明确安全生产责任制。建立以项目部主要负责人为首安全生产责任体系，以生产经理为首的安全生产实施体系，以总工为首的安全技术保障体系，以安全总监为首的安全生产监督管理体系。 5.2施工安全技术措施 5.2.1施工准备安全保证措施

1）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：

5）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；

6）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；

7）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：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；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；地下废弃构筑物、管道及临时工程残留物等；

8）盾构施工前由工程技术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；

9）箱变、配电间设有两路电源，且相互切换应迅速、方便、安全。

10）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。 5.2.2盾构始发掘进安全保证措施

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。 5.2.3盾构注浆安全保证措施

1）注浆人员必须经过专门培训，并熟练掌握有关作业规程； 2）严禁在不停泵的情况下进行任何修理；

3）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，以免浆液喷出伤人； 4）注浆泵由专人负责操作，未经同意其他人不得操作；

5）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；

6）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。 5.2.4盾构操作安全保证措施

1）盾构推进前，应查明地下管线及障碍物情况，对盾构穿越段上部的房屋等结构采取安全措施。

2）盾构反力座安装时，如发现后背墙面不平，必须调整加固，方可推进。 3）操作电动高压油泵必须戴绝缘手套。 4）盾构千斤顶应绝缘良好。

5）长距离推进过程中，要保证通风质量。

6）因机械原因需进入盾构密封仓时，必须采取防止冒顶塌方的安全措施。 5.2.5管片拼装安全保证措施

管片拼装时，极易发生物体打击和人员坠落等安全事故，制定安全保证措施如下： 1）管片拼装人员须经过培训，熟悉了解操作规程，考核合格后方可上岗。 2）在管片拼装位置挂好醒目的警示牌及操作规程。 3）严禁举重臂旋转范围内站人，并随时重点检查、抽查。 4）严格执行拼装图纸拧紧到位的要求，并要检查其丝牙的余量。 5.2.6垂直运输安全保证措施

1）行车、吊车司机必须经过培训，考核合格者方能上岗施工。 2）做好对行车、起重指挥工人的安全教育及安全交底工作。

3）起重安装作业前应清除工地道路的障碍物，做到工地整洁、道路畅通； 4）使用新机具或采用新工艺时，必须经过技术鉴定；

5）起重工在工作时集中精力，明确分工，服从统一指挥；起吊重物时，起重扒杆下不得有人停留或行走，停止作业时应安止动器，收紧吊钩和钢丝绳；

6）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；

7）对起重设备的索具、钢丝绳、土箱、管片吊钩等定期检查安全使用情况，定期检查行车各种安全装置、措施及维修，督促落实整改，并验收登记。

8）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；

9）地面与井下交错吊运时，在井口井下设置声控闪光的信号装置，防止井口吊运作业危及井下车辆及人员的安全。

10）垂直运输设专人指挥。连接装置必须安全可靠，防止脱勾、溜车事故。 11）起吊重物时，吊具捆扎应牢固，以防吊钩滑脱。 5.2.7水平运输安全保证措施

为避免或最大限度地降低隧道内运输过程中的机车出轨或由于下坡加速冲撞工作面引起的安全事故，特采取如下措施：

1）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； 2）司机交时，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；

3）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； 4）不准倒转刹车，不准用其他金属物代替机车保险丝；

5）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；

6）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； 7）行车中车辆脱离轨道时，必须立即停车处理；

8）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；

9）司机必须坐在司机座位上开车，行车时不得探身车外；

10）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。 11）每日检查轨道状况，对不符合技术标准的及时整修，确保线路质量。 12）采用两台机车前后推拉的方式，防止出现脱钩后滑的情况。 5.2.8渣土外运安全保证措施

1）盾构施工过程中的土方须及时外运，渣土必须外运到指定的弃土场，严禁在施工场内堆土、弃土。

2）所有渣土运输车要符合深圳市对渣土运输车的规定，在渣土外运过程中不污染场内外道路。

3）办理渣土排放许可证，将渣土运至业主指定地点堆放。所有渣土运输车都保证车容整洁。

4）施工场地内必须设置车辆冲洗设备、设施，对驶出施工工地车辆的车轮、车身进行冲洗防止污染市政路面。

5）配置转职保洁人员，建立保洁制度，及时清除出入口周边道路散落的渣土，保持出入口及周边道路的清洁。

6）渣土外运车必须符合工程所在地的有关要求。 5.3应急预案

项目部应明确工程项目的重点防范部位，分析施工过程中可能存在的风险并制定控制措施，土压平衡盾构施工应制定以下应急预案：

1）盾构施工安全生产事故总体应急预案 2）管线破坏事故专项应急预案 3）建筑物沉降、变形事故专项应急预案 4）隧道涌水、涌沙、坍塌事故专项应急预案 5）盾构机开仓作业安全事故专项应急预案

6）隧道内缺氧、有害气体爆炸安全事故专项应急预案 7）中毒、突发公共卫生事件专项应急预案 8）机械伤害事故专项应急预案 9）火灾事故专项应急预案 10）触电事故专项应急预案 5.4监测监控

5.4.1监测的必要性和目的 5.4.1.1必要性

当隧道施工离地面建（构）筑物和地下管线较近时，盾构掘进或注浆会引起地层扰动而导致地面和隧道基底产生不同程度沉降、沉降或回弹，这些变化达到一定程度时会危及周围地面建筑物、地下管线或设施的安全以及隧道本身的正常使用。为此，必须加强监控量测，及时了解深层土体的变化，以指导调整盾构施工参数. 5.4.1.2目的

施工监测的主要目的有如下几点：

1）通过监测指导施工，以便有针对性地改进施工工艺和施工参数，减少地表和土体变形，保证工程安全；

2）根据地表变形发展趋势和周围建（构）筑物、地下管线沉降情况，决定是否需要采取保护措施；

3）检查施工引起的地表和周围建（构）筑物的变形和沉降是否超过允许范围，为在发生环境事故时提供仲裁依据。 5.4.2监测点布置原则 合考虑。

2）为验证设计数据而设的测点布置在设计中最不利位置和断面，为结合施工而设的测点布置在相同工况下的最先施工部位，其目的是及时反馈信息、指导施工。

3）表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观察，还要有利于测点的保护。

4）埋测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度。

5）在实施多项内容测试时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使一监测部位能同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。

6）深层测点应在施工前30天布置好，以便监测工作开始时，监测元件进入稳定的工作状态。

7）一旦测点在施工过程中遭到破坏，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，保证该点观测数据的连续性。 5.4.3监测项目及实施

根据盾构施工区间各分部工程的组成和各自所采用的施工方法的不同，将盾构施工监测工作划分为以下几个部分：

1）盾构始发工作井监测； 2）隧道监测； 3）联络通道监测； 4）邻近建（构）筑物监测。 5.4.3.1盾构始发工作井监测

在整个施工过程中，对邻近道路、围护结构顶面水平位移、桩体变形、桩钢筋应力和钢支撑轴力进行全方位监测，如发现异常应立即停止下一道工序，连续监测并采取相应措施，

1）观测点类型和数量的确定应结合工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综

同时通知业主、监理及设计单位共同研究处理，确保施工安全。 5.4.3.2隧道监测

盾构掘进施工会对四周的土体产生不能忽略的扰动，根据招标文件要求，在隧道施工的不同阶段都必须对隧道及围岩、邻近建筑物和构筑物、地下管线、地下水及地表进行监测工作，为决定盾构掘进时掘进速度、顶进力等施工参数提供依据，区间隧道一般地段监测项目包括：地表沉隆监测、地表和地中管线沉降监测、地面建筑物下沉和倾斜监测、地层的水平位移监测、地层的竖向位移监测、地下水位监测、地层孔隙水压力监测、隧道气体监测、管片接缝张开度监测、管片外周注浆效果确认测试等.在施工监测中，应对监测结果及时进行分析与反馈；当遇到下列情况时，应暂停施工并根据具体情况制定加强措施：

1）当地表沉降超过30mm时；当地表隆起值超过10mm时； 2）当建筑物倾斜超过2‰时；

3）隧道氧气浓度低于18%，或隧道内有害气体超标时。 5.4.3.3联络通道监测

由于联络通道采用矿山法施工，对周围的土体扰动较大，且埋设较深，施工时间长，因此，在该结构的整个施工过程中都必须进行同步监测工作，以确保施工及地表建筑物的安全。。 5.4.3.4临近建（构）筑物监测

盾构施工周围有大量的建（构）筑物，在盾构穿越前先记录各测点的初始值，在每次量测后的值与初始值相比较，并描绘有关的曲线，针对监测结果作出相应处理措施；施工时必须加密监测点加强监测频率，盾构机过后仍需进行后期的监测工作直到沉降稳定。

1）盾构施工时根据建（构）筑物情况及其重要程度，在每栋建（构）筑物上面至少每个角设置一个观测点，以观测其位移和倾斜等，观测点采用膨胀螺丝打入墙体内。

当盾构机通过房屋时，应根据房屋对沉降的允许值制定建（构）筑物的地面变形的警界值。房屋倾斜不超过2‰，桩基础建筑物允许最大沉降值不应大于10mm，天然地基建筑物允许最大沉降值不应大于30mm。

2）对建筑物的裂缝状况，在盾构穿越前作详细调查摸底，施工过程中定期巡视检查。对已经存在的裂缝，施工前必须会同有关各方现场检查，并作文字、拍照、录像记录。 5.4.4监测数据处理

盾构区间施工，进行监测的测点布设多，通常由专业人员成立监测小组，进行数据处理。 5.4.4.1地面隆陷

1）监测方法：用精密水准仪进行测量。

2）监测要点：监测时严格按照GB12987-91国家二等水准测量规范执行，沉降点复测周期按照中华人民共和国《城市测量规范》执行。

3）数据处理：地表沉降监测随施工进度进行，并将各沉降点沉降值存入计算机监测管理管理系统汇总成沉降变化曲线、沉降速度变化曲线统一管理，绘制报表。 5.4.4.2地面建筑物沉降监测

1）监测方法：用精密水准仪测量。

2）监测要点：监测时严格按照GB12987-91国家二等水准测量规范执行，沉降点复测周期按照中华人民共和国《城市测量规范》执行。

3）数据处理：建筑物沉降监测随施工进度进行，并将各沉降点沉降值存入计算机监测管理管理系统汇总成沉降变化曲线、沉降速度变化曲线统一管理，绘制报表。 5.4.4.3拱顶下沉、隧底隆起和周边净空收敛位移监测

1）监测方法：用收敛仪测量。 2）测量精度：±1mm。

3）数据处理：监测值存入计算机监测管理系统统汇总成位移变化曲线、位移速度变化曲线统一管理。 5.4.4.4管线沉降监测

1）监测方法：用精密水准仪测量。

2）监测要点：管线保护按照业主、管理单位的要求及国家相关规范执行。

3）数据处理：根据施工进度进行，将各沉降点沉降值存入计算机监测管理系统绘成管线变形曲线图统一管理，绘制报表。 5.4.4.5地面建筑物及管片裂缝

1）监测方法：观察、目测。

2）监测要点：发现裂缝后立即用裂缝观测器实测裂缝宽度并统一编号，用黑色墨汁写在裂缝旁。

3）数据处理：将裂缝编号后宽度值存入计算机监测管理系统统一管理。 5.4.4.6土层压应力及衬砌环内力、变形监测

1）监测方法：在被测位置埋设压力计、传感器。

2）监测要点：压力计焊接在被测位置上（衬砌环在主筋上），处于不受力状态，应力计电路电阻值和绝缘情况应良好，并做好引出线和测试匣的保护措施。

3）数据处理：监测数据存入计算机监测管理系统统一管理。 5.4.4.7土体水平位移监测

1）监测方法：用测斜仪测量。根据本工程需要及实际情况，在测斜管中取1m 为每量测段长度。量测时假定测斜管底端位移为零，由下而上逐段量测各段水平偏差，直至管顶标高为止。量测时将测斜仪沿平行线路方向的管内导槽滑入管底，开始读数。徐徐提升逐段读数，直至管顶标高。提出测斜仪，平转180度重复以上步骤。两次量测的数值平均值即为平行于隧道中线方向的土体位移变化值。同样的方法沿垂直于隧道线路方向的管内导槽量测即可量测出相应的位移变化值。

2）数据处理：将各监测值存入计算机监测管理系统绘成土体水平位移变形曲线图统一管理。

5.4.4.8土体分层沉降监测

1）测点方法：在典型断面上与土体水平位移量测共用测斜管测量。在预钻孔成孔后放入PVC测斜管，调整后沿测斜管与孔壁之间下放磁环，每放入一环回填约2米的细砂直至管顶。量测时，采用搁置在地表的电感探测装置将探测头由上向下缓慢伸入PVC管中。当接收仪上的指针偏转最大时即为磁环位置。由探测头上所带的钢尺读数测出其所在深度。量测过程中注意接收仪的指针偏转最大位置通过探测头的上下缓慢移动确定。磁环式测量方法（见图10-3-8）。

2）数据处理：将各监测值存入计算机监测管理系统绘成土体分层沉降曲线图统一管理。 5.4.4.9孔隙水压力监测

1）监测方法：在典型断面上钻一与隧道底同等深度的孔，在孔底铺一层干净的细砂，将空隙水压力探头放入，并在探头周围填砂将探头覆盖为准，在细砂面上回填膨胀性粘土，以起到隔离空隙水的作用。再在其上用同一方法埋设一探头。整个孔中埋设2-3个探头并将传输线引出孔外地表，埋在浅层沟槽中妥善保管。每条引出传输线上贴标签注明探头编号和埋设深度。

2）数据处理：孔隙水压力监测紧随施工进行，压力值存入计算机监测管理系统绘成孔隙水压力曲线图统一管理。 5.4.4.10管片实际位置监测

1）监测方法：采用全站仪。

2）数据处理：根据变化规律及时调整注浆配合比、注入量等。 5.4.4.11各类监测项目的控制值如下：

1）地表最大隆沉范围：+10mm～-30mm，速率不大于3mm/24小时。 2）刚性地下管线的局部最大隆沉值为：±10mm，速率不大于2mm/24小时。 3）建筑物最大允许隆沉范围：±30mm，沉降差或倾斜值不大于2‰。 4）监测项目预警值为控制值的70%，报警值为控制值的80%。 5.4.5信息化施工 5.4.5.1信息化施工程序

施工监测过程中，会同有关结构工程人员按照信息化施工程序（信息化施工程序流程图详见下图5-4-1），对各项监测资料进行科学计算，分析和对比：

否 确定计算 方法的可靠性与合理性 是

监测 继续施工 计算方法 施工 经验方法 地质调查 设 计 调整 监测方案 否 管理基准值 实测值与 管理值基准值比较 是 图5-４-1 信息化施工程序流程图

1）预测隧道、围岩及结构的稳定性和安全性，提出工序施工的调整意见及应采取的安全措施，保证整个工程安全、可靠推进。

2）优化设计，使结构设计达到优质、安全、经济合理、施工快捷的目的。

5.4.5.2数据分析

外业采集的数据经过专业计算软件处理，形成分项报表，包括：地面沉降监测报表、地下管线沉降监测报表、建筑物沉降监测报表。各项计算数据必须经过不同人员的复核签字方可提交有关各方，对于超过报警值及变形异常的测点必须在报表上形成明确标志。第三方监测工作提交的成果，一般包括日监测报告、阶段监测报告和最终监测总结三个部分：

1）测量工作结束后2小时内提供监测测量结果，出现险情时，及时提供监测数据。 2）监测资料每日以报表形式提交，报表要对应工况，工况要以图表反映，说明施工时间及相应施工参数。

3）每一施工阶段结束后1周内提交有数据、有分析、有结论（沉降变化曲线）的阶段监测报告，以充分反映各监测点的数据变化规律。全部工程结束后1个月内，提交最终监测报告。

6 劳动力计划

6.1专职安全管理人员

盾构施工必须配备满足施工要求的专职安全管理人员，所配备的专职安全管理人员必须经安全生产考核合格并持证上岗。城市轨道交通工程专职安全管理人员配备标准：合同造价5000万元以下的工程至少1人；5000万～１亿元的工程至少２人；1亿以上的工程至少3人，应当设置安全主管，按土建、临电、设备等专业设置专职安全生产管理人员。 6.2特种作业人员

根据土压平衡盾构施工特点，在施工中需要配备的特种作业人员主要是电工、电焊工、起重机械作业（主要是门式起重机操作司机及起重司索指挥工）及场内机动车辆驾驶（包括反铲司机、装载机司机、电瓶车司机、自卸车司机）。所有特种作业人员必须熟悉本岗位的安全操作规程并经相关部门考核合格持证上岗。

7计算书及相关图纸

附件：本工程的总平面图，地质纵断面图，区间隧道结构图、施工场地布置图，施工进度横道图，盾构掘进施工工艺流程图。