目 录
目 录 ............................................................... 1 1.编制依据及说明 .................................................... 3 1.1 编制依据 ...................................................... 3 1.2 编制原则 ...................................................... 4 1.3 编制内容 ...................................................... 4 2.工程概况 .......................................................... 4 2.1钟楼站~永宁门站区间工程概况 .................................... 4 2.2始发段工程地质情况 ............................................. 5 2.3水文条件 ....................................................... 6 3.盾构初始掘进施工工序概述 .......................................... 6 3.1盾构机组装与初始掘进施工流程图 ................................. 6 3.2施工过程中的参数调整见下图 ..................................... 7 4.盾构始发场地布置 .................................................. 8 5.隧道内布置 ....................................................... 12 5.1人行走道板布置 ................................................ 12 5.2通风系统 ...................................................... 12 5.3通讯系统 ...................................................... 12 5.4水平运输 ...................................................... 13 5.5给、排水系统 .................................................. 13 5.6隧道内土方运输 ................................................ 13 6.盾构掘进 ......................................................... 13 6.1盾构掘进前的准备 .............................................. 13 6.2盾构进洞 ...................................................... 14 6.3盾构掘进 ...................................................... 23 6.4管片作业 ...................................................... 37 7.盾构机日常维护 ................................................... 39 7.1盾构设备日常维修及管理原则 .................................... 40 7.2盾构设备维护管理 .............................................. 41
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8.工程质量保证措施 ................................................. 42 8.1施工管理保证措施 .............................................. 42 8.2物资、设备管理措施 ............................................ 43 8.3施工技术保证措施 .............................................. 43 9.盾构区间隧道施工安全措施 ......................................... 44 9.1盾构区间隧道施工安全措施 ...................................... 44 9.2土方及管片吊装安全措施 ........................................ 44 9.3机械安全保证措施 .............................................. 44 9.4用电安全保证措施 .............................................. 44 10.施工管理网络图 .................................................. 45 11.文明施工,环境保护措施 ........................................... 45 11.1建立项目经理部文明施工,环境管理体系 .......................... 45 11.2文明施工管理措施 ............................................. 46 11.3施工现场管理措施 ............................................. 46
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1.编制依据及说明 1.1 编制依据
（1）《西安市城市快速轨道交通二号线一期工程(尤家庄~长延堡段)施工图设计第十二册 钟楼～南门站 第一分册 区间隧道（一）》。
（2）《西安市城市快速轨道交通二号线一期工程(尤家庄~长延堡段)施工图设计第十二册 钟楼～南门站 第一分册 区间隧道（二）》。
（3）《西安市城市快速轨道交通二号线一期工程详细勘察阶段 钟楼～南门站区间 岩土工程勘察报告》
（4）我单位现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力。 （5）现场踏勘所掌握的环境资料。 （6）我单位从事类似工程的施工经验。 （7）相关的劳、材、机定额。
（8）国家及陕西省或西安市人民政府颁布的有关法规、规定。
（9）招标文件指定的标准、规范、规程及有关安全、质量、工程验收等方面的标准及法规文件：
1）国标GB/T1 9000族标准；
2）地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）2003版； 3）铁路隧道施工规范（TB10204-2002）； 4）铁路隧道施工技术安全规范（GBJ404-1987）； 5）建筑工程施工质量验收统一标准（GBJ50300-2001）； 6）铁路隧道工程施工质量验收标准（TBJ417-2003）； 7）地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB50308-1999）； 8）工程测量规范（GB50026-93）；
9）地下工程防水技术规范（GB50108-2001）； 10）地下防水工程质量验收规范（GB50208-2002）； 11）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）； 12）混凝土强度检验评定标准（GBJ107-87）；
13）建筑地面工程施工质量验收规范（GB50209-2002）； 14）钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2003）； 15）钢筋焊接接头试验方法（JGJ/T27-2001）；
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16）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-1999）； 17）既有建筑地基基础加固技术规范（JGJ123-2000）； 18）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）； 19）建设工程施工现场供用电安全规范（GB50194-93）； 20）建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）； 21）相关国家、部等颁发的其他规范和标准。 1.2 编制原则
（1）在充分理解招标文件、业主意图与设计图纸、设计意图及认真踏勘现场的基础上采用安全、合理、可行、经济的施工方案。
（2）合理划分施工区段，施工进度安排均衡、高效。
（3）保护环境、保护文物，文明施工。施工全过程对环境影响最小、占用场地最少，并有较周密的环境保护措施。
（4）严格贯彻“以人为本”、“安全第一，预防为主、综合治理”的原则。 （5）确保工程质量和工期。
（6）坚持优化技术方案和推广应用“四新”成果，加强科技创新和技术攻关，应用新技术，新材料、新工艺、新设备，确保工程全面创优。
（7）加强施工管理，提高生产效率，降低工程造价。 1.3 编制内容
根据对施工图纸和设计意图的理解，结合现场实际情况，编制详细、可行的盾构永宁门站始发方案。 2.工程概况
2.1钟楼站~永宁门站区间工程概况
钟楼站～永宁门站区间起止里程为：YDK13+259.588～YDK14+496.365，右线全长：1236.777m，ZDK13+262.488～ZDK14+496.357，左线全长：1235.263m，总平面图见图1-2-1，盾构从永宁门站先后始发，连续下穿南城墙护城河、南城墙、南大街2号、3号楼房后，沿南大街向北掘进，至DK13+500~DK13+300段盾构旁穿钟楼。
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南城墙 钟楼 图2-1 钟楼—永宁门站区间平面图 2.2始发段工程地质情况
区间工程地质分布情况由上到下依次为： ①全新统地层 <1-1>杂填土
杂色，由粉质黏土与多量砖瓦碎片组成，结构杂乱，土质不均。地表处多为道路路面（混凝土或沥青）及灰土、碎石垫层，厚度1~3m。
<1-2>素填土
以黄褐色为主，主要为粉质黏土，含少量砖瓦片，土质不均，厚度2~4m。 ②上更新统地层 <3-1>新黄土
褐黄色，土质均匀，具虫孔及大孔隙，含少量蜗壳碎片，可塑，在水位附近有软化现象，多为可塑，厚度1~6m。
<3-1-1>饱和软黄土夹层 软塑，工程性能较差。 <3-2>古土壤
灰绿色、灰色，可塑。团粒结构，含钙质条纹及少量钙质结核，层底钙质结核含量较多，局部地段富集成20—30cm厚的钙质结核层，厚度3~6m。
③中更新统地层 <4-1>老黄土
褐黄色，土质均匀，具少量孔隙，含少量蜗壳状碎片及少量钙质结核，可塑，厚度3~6m。
<4-4>粉质黏土
黄褐色，褐黄色，可塑～硬塑。含铁锰质斑纹及零星钙质结核，局部地段钙质结核富集。本层中有粉土、砂类土夹层，多以透镜体形式分布，厚度3~5m。
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南城墙护城河地形线杂填土1-2Ⅱ素填土新黄土Ⅱ古土壤4-1Ⅲ老黄土4-4Ⅲ粉质黏土
图2-2 盾构永宁门站始发端土质剖面图
2.3水文条件
本标段区间场地地貌单元为黄土梁洼，地下水位埋深为8.90m～13.30m，地下水位高程为389.84m～398.74m。因受YDK12+520～YDK12+660及YDK12+900～YDK13+130线路西侧工程降水活动的影响，本区间的地下水变幅较大，在设计时应考虑到其影响。地下水主要赋存于中、上更新统黄土、古土壤层中，含水层厚度20m～80m。主要为第四系孔隙潜水。根据据调查有关文献资料，地下水位年变化幅度为1.50m左右。 3.盾构初始掘进施工工序概述
盾构机始发是盾构施工的关键环节之一，其主要内容包括：安装盾构机始发托架、盾构机组装、调试、安装反力架及洞门密封止水装置、安装负环管片、盾构机试运转、盾构通过洞口密封止水装置后进行注浆回填、盾构掘进与管片拼装。 3.1盾构机组装与初始掘进施工流程图
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洞口土体加固基座安装反力架安装盾构机下井洞门凿除铺设临时轨道台车及皮带机下井洞门橡胶帘布安装盾构机前移电瓶车及平板车下井地面浆液系统的安装盾构机与台车相连台车间的管路连接盾构机调试整环负环拼装管片运输监控量测盾构推进参数设定初始掘进 图3-1盾构机组装与初始掘进施工流程图 推进100米，初始结束3.2施工过程中的参数调整见下图
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隧道轴线标高测量盾构掘进开始参数调整土仓压力螺旋机转速刀盘转速顶进速度盾尾油脂密封土仓加泥盾构参数设定注浆参数设定 盾尾注浆二次注浆及压力否参数选定正确地质水文新资料沉降监控测量是刀盘扭矩螺旋机扭矩螺旋机出土情况土质变化是沉降量合格否否是记录盾构机正常运行数据分析 图3-2盾构机施工参数设定
4.盾构始发场地布置
根据车站始发端的施工场地进行地面布置，主要包括：行车导轨、地面拌浆平台、管片堆场、仓库、集土坑、供电设施、各种浆液管路、水管、通讯线路、监控信号线路的布设。详见图4-1盾构始发施工场地平面布置图。
由于盾构永宁门站始发为曲线始发，盾构中心线与洞门中心垂直线有6°的角度，使盾构与车站始发时除了南北向的摩擦力外，又产生东西方向的分力，这对盾构始发有这较高的要求，因此为了盾构顺利、安全始发，在车站底板预埋钢板对盾构发射架进行固定，如图4-2。
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办公楼宿舍楼宿舍楼宿舍楼电瓶充电器43kg/m钢轨盾构吊装口集土坑700m3出土口大门集土坑675m盾构吊装口3出土口电瓶充电器43kg/m钢轨管片堆放区市政二公司办公区图4-1盾构始发施工场地平面布置图
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图4-2永宁门站盾构始发设计图
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（1）地面制浆系统的布置及安装
地面制浆系统为盾构施工用的专用设备，除了搅拌机外，还有浆液压送泵、空压机、浆液压送管路等设备。同步注浆设备分别布置在后方预留出土口的旁边，管路沿井壁一直到井下，浆液搅拌站的具体制作方式如图4-3。
图4-3浆液搅拌站平面图及剖面图
（2）管片堆场
按照每侧18环的存放量布置在后方预留出土口和盾构井的中间，两条行车地梁之间行车能够吊得到的地方。始发阶段管片全部从后方预留口下井，通过电瓶车运到盾构机内，然后通过盾构机内单轨梁送到拼装面。
（3）集土坑
盾构机初始掘进所用集土坑与正常掘进集土坑一致，正常掘进集土坑按照每天最大掘进、出土量要求、结合现场条件，左线设定集土坑容量约990m3，右线集土坑容量为660 m3。集土坑为钢筋混凝土结构。
（4）龙门吊
根据现场实际情况，龙门吊(45t)沿南、北向行走，跨过预留出土口，钢筋混凝土轨道梁设置在车站盾构吊装孔两侧，轨道梁宽50cm，高60cm，采用强度等级为C30的混凝土。
（5）电瓶车充电间
充电间主要包括设备：充电机，供电设施等。
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（6）各种管路、通讯线路、监控信号线路的布设
盾构施工中需要的各种管路有注浆浆液运输管、泥浆管、水管、废水管等；有各个环节之间相互联系的通讯线路；有地面控制中心监控的信号线路，在盾构施工中必须确保畅通。本工程所有的管路将走地下方沟，不受外界影响。 5.隧道内布置
正常掘进时隧道内的断面布置见图5-1。
图5-1隧道内断面布置
5.1人行走道板布置
人行走道位于照明灯一侧，每二环布置走道板一块，走道板采用角钢和钢板网结构，宽度60cm，用铁件固定。走道外侧设置刚性栏杆。 5.2通风系统
在隧道内各采用一台直径700的抽风机，往隧道前端不断输送新鲜空气。保证隧道内有良好的通风条件。 5.3通讯系统
通讯采用一台程控交换机，在盾构机控制室和项目经理室等各主要部门和岗位上通讯联络采用内部电话。盾构机控制室微型计算机和井上计算机连网。以便信息及时传递。
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5.4水平运输
由于小出土口距离洞门距离只有64.5m，而盾构机及台车总长69.38m， 盾构始发掘进时，无法从小出土口出土或吊运管片等材料，因此，在组装盾构机时，暂时不组装最后一台台车，节省4m空间，即盾构及台车总长为65.38m，满足小出土口出土、吊运材料的空间要求。
土方运输采用40t直流电瓶车有轨运输，开始掘进阶段，由于空间的限制，电瓶车只带3节板车，1节碴土车，1节浆液车，1节管片车。
隧道钢轨规格为43kg／m，台车钢轨中心距2080mm，电瓶车中心轨距为970mm。 5.5给、排水系统
现场供水采用3″管道，分三路分别接至拌浆台、井下及临时设施，以满足盾构掘进的施工要求。水管布置隧道的外侧，并将其固定在轨枕上。
便道外边缘设砖砌排水沟，上覆钢制道板。排水沟设置一定坡度，在大门附近设一集水井，污水经沉淀后，排入附近下水道。 5.6隧道内土方运输
每环理论出土量=π/4×D2×L=π/4×6.162×1.5=44.7m3/环。 按照1.4的松散系数计算每环的出土量=44.7×1.4=62.5m3/环 盾构推进出土量控制在98%～100%之间。即61.3m3/环～62.5m3/环。 6.盾构掘进
6.1盾构掘进前的准备
6.1.1人员准备
在推进前，工程技术人员根据盾构机目前的姿态、地质条件、隧道埋深、地面荷载、地表沉降要求、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。
盾构机操作人员严格执行指令，根据土压平衡的原理，确认土压的设定值，并将其输入土压平衡自动控制系统。
开启大刀盘，旋转切削开挖面的土体；开启推进系统，盾构机在强大的推力作用下，向前顶进；土舱下方的螺旋机将土源源不断地输运出来；出土量与盾构推进速度必须协调，同时同步注浆系统开始向盾尾压注填充浆液。
盾构机驾驶员根据掘进指令和前一环衬砌的姿态、间隙状况，及时、有效地
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调整各项掘进参数，如推进速度、千斤顶分区域油压、加注泡沫或水等。对初始出现的小偏差应及时纠正，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。
6.1.2地面准备
（1）搭建好生产、办公的临时设施、办公室。
（2）将施工用电源、水源接入施工现场，布置好施工现场的各用电点及施工区域的照明，做好生活废水和施工范围内的排水工作。
（3）施工必需材料、设备、机具齐全，以满足本阶段施工要求，管片、连接件等准备有足够余量。
（4）井上、井下建立测量控制网，并经常复核。 （5）车架安置到位，电缆、管路等接至井下。
（6）安装好车站始发端钢梯，以便施工人员安全上下井。 6.2盾构进洞
6.2.1盾构进洞工艺流程
盾构进洞施工的工艺流程见图6-1：
施工准备 空导网复测及测点布设 盾构机发射架及反力架安装 盾构机安装、调试、初验收 拼装负环衬砌、安装洞口止水带置 洞门凿除 盾构进洞 图6-2盾构进洞工艺流程图
6.2.2井下准备工作
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6.2.2.1发射架安装 （1）发射架放置
发射架安装时依据隧道设计轴线定出盾构始发姿态的空间位置，然后反推出发射架的空间位置。由于发射架在盾构始发时要承受纵向、横向的推力以及约束盾构滚动的扭矩。所以在盾构始发之前，必须对发射架两侧进行必要的加固。发射架的安装高度可根据端头地质情况适当进行抬高。对发射架安装位置的要求主要是为了保证盾构机放在发射架上以后盾构机轴线的位置。为此，发射架的安装最终要保证的尺寸为导轨上表面中心的轴线位置。
发射架为钢结构，预制成榀（见图6-3《发射架安装图》）发射架位置由专业测量工程师按照设计标高，轴线放出基线，安装时按测量放样的基线，吊入井下就位，并再次经过复核在误差范围内后加设钢支撑加固。发射架安装工艺流程图见图6-4。
（2）发射架定位
发射架的中心轴线与隧道的中心线的水平投影线要求重合。发射架轨道的中心线高程根据盾构机和发射架的尺寸定。
发射架轨道中心线高程的计算公式为： H =h-h1
h——发射架处隧道中心线高程,已知轨面标高为389.972，则隧道中心标高为389.972+（2.7-0.84）=391.832。
h1——隧道中心线至发射架轨道中心线的距离；
根据直角三角形直边计算公式：h1=sin60×R盾=3070×0.866=2659mm R盾——盾体外壳半径,取值3070mm。
L轨距——发射架两条轨道中心线的水平距离为3070mm。 H=391.832-2.659=389.173m。
轨道中心距离底板高程为389.173-387.996=1.177m。
考虑到底板施工时的误差，实际始发架高1171mm，比计算值小6mm。 车站始发端底板与发射架底中空部分采用型钢结合钢板垫实，发射架平放于型钢铺设的平台上。
由于323t盾构吊放值始发架后，始发架有一定的压缩变形，因此始发架安装时，其中心高程比计算值高40mm左右，并在测量规范规定的50mm以内。
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391.832389.972轨面387.996
图6-3发射架安装图
准备工作 基座与工字钢间焊挡块 是 允许误差范围 安装工字钢 轴线调整 高程调整 发射架安装 检测各向尺寸 高程调整 轴线调整 轴向调整 否 安装完毕 井内清理 安装导轨 将工字钢下方楔铁焊上 井内清理 图6-4发射架安装工艺流程图
6.2.2.2洞口止水安装
拼装前须对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核，确保其与洞圈上预留螺孔位置一致，并用螺丝攻清理螺孔内螺纹。拼装顺序为帘布橡胶板→圆形板→扇形板，自上而下进行。拼装时圆形板的压板螺栓应可靠拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止盾构进洞后同步注浆浆液泄漏，同时将扇形板向洞内翻入，具体见图6-5。
当盾构机刀盘进入洞口时，调整扇形板至盾构机外壳的距离为10mm左右，盾构机的壳体将橡胶帘布及扇型钢板顶入并向内弯曲，当盾尾钢丝刷刚进入洞口露出管片时，再调整扇型板，使其落在管片上。待初始掘进完成后拆除橡胶帘布。
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图6-5盾构进进洞防水装置示意图
帘布橡胶保护
由于盾构始发及洞口围护桩切除时，洞内土体(尤其是砂土)的塌落，将造成洞门圈和防水帘布橡胶之间充满土体，容易使盾构掘进时挤压帘布橡胶，造成帘布橡胶的破坏，防水效果减弱，如图6-6中左图。因此，安装完帘布橡胶板后，围护桩切割之前，应将帘布橡胶压倒紧贴洞门圈，如图6-6中右图，并在围护桩切除、吊运完毕后，将帘布橡胶板及扇形板上的土体进行清除。
图6-6 帘布橡胶保护示意图
6.2.2.3盾构机组装、调试
盾构机在井下分段拼装完成后，施工单位由机、电及施工技术人员组成的盾构验收小组，以盾构各部件设备的机械性能技术指标为依据，进行盾构调试、验收确保盾构处于良好工作状态，车架行走正常。
6.2.2.4反力架布置
本次车站盾构始发反力架结构图如图6-7。
盾构反力架安装质量的好坏直接影响初始掘进时隧道的质量，其中反力架的竖向与设计轴线的垂直是主要因素。所以反力架安装必须注意以下事项：
①反力架中心放样
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图6-7反力架布置图
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反力架中心的安装采用水准仪配合经纬仪进行。其中经纬仪架设于盾构进洞端的圈梁轴线点上，后视另一轴线点，将轴线点投向反力架中心标志处，指挥反力架左右平移，直至与轴线重合；然后用水准仪测量中心标志的绝对高程，指挥反力架上下移动，达到设计的高程值，由于反力架的中心不是影响初始掘进的主要因素，安装时，反力架的中心误差控制在15mm以内。
②反力架与轴线及自身垂直放样
反力架中心放样完成后，须使反力架面在竖直方向上垂直，且此面与盾构设计轴线垂直。 放样时，首先使用水平尺使反力架在竖直方向上基本垂直。然后使用经纬仪将轴线引入车站底部，在靠近反力架处的设计轴线上设站，后视另一轴线点，经纬仪置0°，旋转90°，在始发井侧墙一侧放样两点，然后用倒镜在始发井另一侧墙处同样放样两点。
放样后，须再旋转经纬仪180°，检查是否与起初放样的点位于同一平面内，分别在侧墙上方及下方的两点间拉线，用直尺准确量出反力架不同部位与线之间的距离，以任一点为基准，调节反力架，使反力架表面与线组成的现面平行（线任意一部位到反力架表面的距离相等），使反力架处竖相垂直且反力架面与设计轴线垂直。
6）后盾布置
后盾由钢立柱、反力架、横梁及反力管片组成，见后盾布置图6-8。后盾衬砌的组装需特别确保准确的圆度。
负环反力架体系盾构始发方向车站
图6-8后盾系统布置平面示意图 盾构在始发射架上安装完成后，开始进行负环拼装，每拼一环由千斤顶推出盾尾，及时垫实管片与导轨之间的间隙，直至盾构处于出洞前位置，刀盘距井壁1.0m。
盾构出洞时，由于基准导轨与前方加固土体之间有2m的距离（即盾构始发井内衬、围护
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结构厚度加施工间隙），为保证盾构安全及准确出洞，在洞圈内安装二根导向接长轨道，安装倾角位置与基准导轨一致。
7）盾构始发口围护桩结构的凿除
围护结构采用Φ1000mm灌注桩，盾构进始发门的破除主要针对该部分结构。考虑盾构始发后洞口止水装置的尺寸需求，洞门破除的外径定为Φ6680mm。
①洞门桩凿除施工工艺
始发门桩凿除的施工工序见图6-9。 ②洞门凿除施工
盾构推进前需凿除洞门范围内的维护结构，围护结构为Φ800@1200的钻孔灌注桩，C30混凝土，灌注桩中间部分为C20锚喷混凝土，厚度10cm;维护结构前方为6m宽的旋喷加固区。
在洞门凿除前需在洞门四周开观察口，观察渗水情况（具体位置在洞门圈内1/3及2/3的位置，选在两桩之间。
在围护桩完全切除前5天左右，施做观察口，观察口的直径为200mm，深度须超过围护桩直径0.5m~1m，即观察口深度在1.3m~1.8m。2天后，当观察口内的渗水较严重时，立即采取洞口注浆加固措施，加固方法可采用注水泥浆或注双液浆，注浆孔间距700mm，深度至少超过桩径500mm，注浆压力0.5~1.0MPa(根据现场情况调节)，然后可进行下步工序。
洞门破除共分3个步骤：
a.洞门钢环内喷射混凝土结构的拆除
在靠近端头墙处搭设脚手架见图6-10，洞门钢环内喷射混凝土结构凿除的顺序为由上到下。
b.进行灌注桩两端前半部分钢筋的切除及端头所有混凝土的凿除工作，如图6-11所示，凿除长度为1.0m左右。
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开 始 未达标 端头地层加固 达标 搭建脚手架 吊装混凝土渣用土斗下井 洞门钢环内喷射混凝土拆除 未达标 渗水达标？ 达标 凿除洞门范围内灌注桩两端混凝土 切除前半部分围护桩钢筋 洞门防水帘布的安装 盾构机安装、调试完毕 切割后半部分钢筋 消除桩头外露钢筋头 盾构机前移 地层加固 花管注浆 盾构设备下井组装
图6-9始发门桩凿除的施工工序图
脚手架围护桩脚手架围护桩盾构机 图6-10洞门凿除脚手架搭建示意图
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剩余部分钢筋吊装索吊装孔土体围护桩凿除桩两端混凝土切割两端一半钢筋
图6-11 灌注桩A部分凿除示意图
c.待盾构调试完毕后，做好始发准备时，立即切割围护桩两端剩余部分钢筋，切割顺序为先下端后上端，先两端后中间。切除最后一根位于洞门中间围护桩顶部的钢筋时，切割器须加长至3m左右，切除操作人员的安全带须同时系在洞门圈上方和左侧(或右侧)，且在操作人员从右向左进行钢筋切割过程中，设专人拉紧左侧(或右侧)的安全带，使操作人员与围护桩始终有一定的距离，如图6-12所示，当最后一根钢筋切除完毕后，立即将操作人员撤离，防止因土体坍塌或围护桩倾倒对切割人员造成伤害。最后立即将最后一根围护桩吊除。
盾构到达车站接收井时，最后一根围护桩的切除由操作人员站在盾构刀盘后方，用加长切割器进行切除。
保险绳吊装索切割器加长土体吊装孔
图6-12最后一根围护桩切除过程示意图
7）负环的拼装
采用整环管片做负环的方式进行初始掘进，其中洞口负环管片进车站侧墙内600mm，隧道外为900mm。
管片依次拼装B1，B2块，B3块，L1块，L2块，最后拼装F块。整环管片拼装完后，在
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盾尾密封刷内填塞密封油脂，以保护盾尾密封刷不被磨坏，然后将管片往盾尾后推出1500mm 。管片在后移过程中，要严格控制每组推进油缸的行程，保证每组推进油缸的行程差小于10mm。
当管片从盾尾脱离时，与基座的道轨之间还有70mm的高度差，每当管片脱出盾尾时，都用事先准备好的木楔子楔进管片与轨道之间，防止管片下坠，避免造成管片碎裂。
6.2.3盾构机在初始掘进前必须完成以下工作： （1）盾构机的联动调试满足要求。 （2）洞门范围内的障碍物已清除。 （3）洞门橡胶密封圈已安装到位。 （4）始发反力架和基准环安装到位。 （5）临时管片准备就绪。 （6）渣土运输准备工作就绪。 （7）地面砂浆搅拌站调试完毕。 （8）盾构机已准确定位。
（9）自动导向系统安装、测试完毕。
（10）初始掘进范围内的地面监测点已布设完毕并获得初始的数据。 （11）盾尾的密封刷已涂满密封油脂。
（12）供电系统（含备用电源）、给排水系统、通信系统等检查正常。 6.3盾构掘进
6.3.1始发掘进
（1）盾构机进洞前，切口进入帘布后，须先在密封仓内利用螺旋机反转的方式填充粘土或人工浆液约30m3，防止进洞后端头井外侧地表坍陷。同时为避免刀盘上的刀头损坏洞口密封装置，在刀头和密封装置上涂抹黄油以减少摩擦力。盾尾钢刷中必需充满盾尾油脂。当盾尾脱出工作井壁后，调整洞圈止水装置中的弧形板，并与洞门特殊环管片焊接成一体，以防止土体从间隙中流失而造成地面的塌落。
（2）盾构机进洞后，初始掘进为试推进阶段。
1）盾构进洞后，必须穿过1m宽的加固区。由于加固区为C20素混凝土桩，盾构掘进时，姿态调整较为困难，且对盾构推力要求较大。此阶段推进，推进速度控制在1-2cm/min。为减少大刀盘切削困难，可适当向前仓注入泡沫或膨润土，增加碴土的润滑性，提高土体的塑流性，同时密切注意，大刀盘扭矩和前仓压力的变化情况，一旦发现突然降低，可以认为盾首已出加固区域，由于盾尾仍在加固区内，因此仍不宜对盾构姿态做较大的调动，待盾尾也
23
已脱出后，方可对盾构姿态做调整。
2）盾构从车站始发后，由于盾构土压为零，因此，在盾构脱离加固区后，须注意建立土压，防止多出土，采取向盾构土舱内注入膨润土的方法平衡工作面的水土压力，利于施工。
6.3.2掘进参数的确定
盾构主要参数初步计算参照《地下铁道设计与施工》计算方法，初步确定盾构主要参数及区间隧道的地质参数，根据该区间隧道初步设计及《土层物理力学性质参数表》：
地层类型：以古土壤，粉质粘土地层为主，含少量的新黄土； 管片尺寸：内径5400mm、外径6000mm、宽1500mm； 土层的土容重γ：17.5 KN/m3～19.9 KN/m3； 土层的内摩擦角φ：15°～19°，取值φ=19°； 土层的粘聚力c：c=35KPa； 土层的静侧压力系数K：K=0.45； 地面上置荷载P′：按20KN/m2考虑。 6.3.2.1 盾构外径
确定盾构外径牵涉的因素有：管片外径、盾构壳体结构形式、盾尾厚度及间隙，盾尾厚度按40mm考虑。
盾尾间隙δ主要考虑盾构在曲线段施工和修正蛇行时的最小富裕量，盾尾间隙δ在施工时即可以满足盾构转弯、修正蛇行的需要，考虑盾构施工中一些不可预见的因素，盾尾间隙值为30mm。
盾构的外径为：D=6140mm。 6.3.2.2 盾构长度
盾构长度的初步确定，盾构长度与切口环、支承环、盾尾长度及管片宽度有关，参照类似直径及管片宽度1500mm的盾构。
盾构长度：L=8680mm。 6.3.2.3 盾构重量
盾构的重量：W＝323t=3230KN。 6.3.2.4 盾构荷载 盾构荷载分布见图6-13。 Pe1----竖直土压； Pe2----竖直抗力土压；
24
Pg----自重反压；
qe1----盾构顶部水平土压； qe2----盾构底部水平土压；
图6-13荷载分布图
本标段盾构区间地层由上至下依次以杂填土、古土壤以及粉质粘土为主，且地层厚度分别为2m、5m、5m左右，本次计算按照隧道埋深最深考虑。
Pe1=γ
杂
H杂+γ
古
H古+γ
粉
H粉+P′=17.5×2+18.7×5+19.9×5+20=216KN/m2；
Pe2=Pe1+γD=216+19.9×6.25=341KN/m2 ；
Pg＝4W/(πDL)=4×4840÷(3.14×6.25×7.4)=132KN/m2； qe1=KPe1=0.45×216=97KN/m2； qe2=KPe2=0.45×341=71KN/m2。 6.3.2.5 盾构掘进所需最小推力计算
盾构最小推力由壳体外摩擦阻力、克服胸板所受的土压与水压的推力、后续设备的牵引力、管片与盾尾密封的摩擦阻力等组成。
（1）盾构与地层之间的摩擦阻力F1
F1=πDLc=3.14×6.25×8.68×35=5082.9KN μ1---盾构外壳与地层的摩擦系数，μ1＝0.15 D---盾构外径,D=6140mm L---盾构长度,L=7600mm c---掘削面上的粘聚力,c=35KPa （2）刀盘正面土压力F2 F2=π(D2Pd)/4
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Pd---刀盘中心处侧向土压力
Pd=K（Pe1+γR）=0.45×(216+19.9×6.25/2)=125KN/m2 F2=π(6.252×125)/4=3842KN K---静止土压系数，K＝0.45 （3）盾尾密封与管片之间的摩阻力F3 F3=n1W2μ2+πD0bPTn2μ2
=2×25×π×1.5×（62-5.42）/4+π×6×0.6×3×0.3=402.7+10.2=413KN n1---盾尾内的管片环数，n＝2 W2---一节管片的自重（KN） D0---管片外径，D0=6.0m
b---盾尾刷与管环的接触长度，取值0.6m n2---盾尾刷的层数，取值3
μ2---盾尾封刷与管环的摩擦系数，取值0.3 （4）切口环贯入地层的贯入阻力F4
F4=πDZc=3.14×6.14×0.4×35=274.8KN
Z---切口环插入地层的深度， 取刀盘的厚度0.4m （5）后接台车的牵引阻力F5 F5=W3×μ3=1650×0.1=165KN W3---后接台车总重，W3=1650KN μ3---钢与钢之间的摩擦系数，μ3=0.1 （6）盾构掘进时的最小总推力F
F=F1＋F2＋F3＋F4＋F5=5082.9+3842+413+274.8+165=9777.7KN （7）盾构配备推力为37730kN，为经过计算所需推力的3.8倍。 6.3.2.6盾构掘进所需最小扭矩计算
盾构配备的扭矩由刀盘的切削扭矩、刀盘自重产生的旋转反力矩、刀盘的推力荷载产生的旋转阻力矩、密封装置产生的摩擦力矩、刀盘前表面上的摩擦力矩、刀盘圆周面上的摩擦反力矩、刀盘背面的摩擦力矩、刀盘开口槽的剪切力矩等八部分组成。
主轴承的直径为φz=2.6m （1）刀具切削土体扭矩M1 M1quhrdr0R0 26
M1=0.5quhmax R02=0.5×70×0.1×3.082=34.3KNm qu—无侧限抗压强度qu=70Kpa
hmax—刀盘每转的最大切削深度hmax=10cm/转 R0 —最外圈刀具的半径 R0=3.08m （2）刀盘自重产生的旋转阻力矩M2 M2=Gμg=500×1.3×0.004=2.6KNm G—刀盘自重，G=500KN R—轴承的接触半径， R=1.3m μg—滚动摩擦系数，μg =0.004
（3）刀盘的推力荷载产生的旋转阻力矩M3 M3=WpRgμg Wp =απRc2Pd Wp—推力荷载；
α—刀盘密闭率，α=0.7
Rg—轴承推力滚子接触半径，Rg=1.3m； Rc—刀盘半径,Rc=3.08
μg—滚动阻力系数，μg=0.004； Pd —水平土压力，Pd=125KN/m2 Wp=0.7π×3.082×125=2688KN M3=2688×1.3×0.004=14KNm （4）密封装置产生的摩擦力矩M4
M4=2πμ3f(n1Rs12＋n2R s22)=2×3.08×0.2×1.5×(3×1.32＋3×1.02)=15.2KNm μ3—密封与钢之间的摩擦系数，μ3=0.2； f—密封的压力，f=1.5KN/m n1、 n2—密封圈数，n1=3 n2=3；
Rs1、Rs2—密封的拼装半径，Rs1=1.3m，Rs2=1.0 m （5）刀盘正面的摩擦力矩M5
M5=2/3(παμ1R3Pd)=2/3(π×0.7×0.15×3.083×125)=842.5KNm α—刀盘密闭率，α=0.7
μ1 —土层与刀盘之间的摩擦系数，μ1 =0.15
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R —刀盘半径，R =3.08m （6）刀盘周边的摩擦力矩M6 M6=2πRBPrμ1
R—刀盘半径，R =3.08m B—刀盘厚度，B=0.4m
Pr——作用在刀盘周边上的平均压力
Pr=(Pe1＋Pe2＋qe1＋qe2)/4=(216+341+97+71)/4=181.25KN/m2 M6=2π×3.13×0.4×181.25×0.15=213.8KNm
（7）刀盘背面的摩擦力矩M7，假定土舱内碴土压力为刀盘正面测向土压力的80%。 M7=2/3παR3μ1×0.8Pd =2/3×π×0.7×3.083×0.15×0.8×125=674KNm （8）刀盘开口槽的剪切力矩M8 M8=2/3πR3τ（1－α）
τ—土的抗剪应力，因碴土饱和含水c≈0.01KPa，φ≈5 τ=c＋Pd×tgφ=0.01＋125×tg5=10.91KN/m2 M8=2/3×π×3.083×10.91×0.3=210KNm （9）刀盘土腔室内的搅动力矩M9
M9=2π（R12+R22）Lτ=2π（1.32+12）×0.7×10.91=129KNm R1—刀盘支撑梁外径，R1=1.3m R2—刀盘支撑梁内径，R2=1.0m L—支撑梁长度，L=0.7m
（10）刀盘驱动所需最小扭矩M为M１～M9之和
M=34.3+2.6+14+15.2+842.5+213.8+674+210+129=2135.4KNm （11）盾构脱困扭矩为为6176KNm，为最小扭矩M的2.9倍。 6.3.2.7盾构推进功率 油缸最大总推力为：F=37730KN
盾构在最大推力情况下推进速度为：10cm/min 推进所需功率：N1＝37730×0.1/60=62.8KW 设液压泵的效率为ηb=0.85，油缸效率为ηg=0.9 总效率η=ηb×ηg＝0.85×0.9=0.77 功率储备系数，取k=1.5
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驱动电机的功率：N2＝kN1/η＝1.5×62.8/0.77＝122.34KW 6.3.2.8螺旋输送机出土量 盾构的开挖直径：D=6.16m
盾构的开挖速度：V=10cm/min×60=6m/h 理论开挖量：q1=π/4（6.162×2.4）=71.5m3/h 出土量为：q=1.4×q1=100.08m3/h
粘性土地层的松散系数，根据施工经验取值1.4。施工过程中根据实验确定土体松散系数的准确值。
6.3.3盾构机姿态的调整
初始掘进时控制好盾构机掘进姿态、勤测量，确保隧道线形正确。 （1）盾构掘进姿态控制的内容： ①水平位置
水平偏差（X），右偏为正，左偏为负。 ②高程位置
高程偏差（Y）,上偏为正，下偏为负。 ③旋转位置
盾构机自身的转角（w）,顺时针转为正，反之为负。 （2）影响盾构掘进姿态的因素 ①控制土压力设定值
土压力的设定值是根据覆土厚度、土体内摩檫角、土体容重来确定的。一般在纠偏时，土压力的设定值比较大，这样有利于土体对头的反作用力将机头托起或横移。
②土质变化
盾构掘进在粘土层时，盾构姿态较易控制；在砂土层时往往容易造成盾构机头下扎。 ③地下水含量的变化
地下水含量丰富时，造成土体松软，盾构往往偏向松软土体的一边。 ④推进速度的大小
推进速度过快，盾构姿态不易控制。 ⑤拼装管片的环面平整度
如果环面平整度太差，会造成盾构机掘进困难，影响盾构机姿态。 ⑥转弯管片的合理使用
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管片自身转弯半径是300m，随着盾构掘进、通过调整相邻环之间的转角拟合出一条光滑的曲线，尽量使其与盾构掘进半径相同，保证必要的盾尾间隙量。否则管片与盾尾相制约，推力增大。
⑦同步注浆位置的改变
如果注浆位置在左侧，可使该环位置右移，换之则相反。 ⑧施工连续性
盾构机在土质比较松软的地层中掘进时，如果停机时间过长，容易造成盾构机下沉，因而影响盾构掘进姿态。
⑨测量误差
由于后背管片的位移或人的操作等问题，易引起测量误差，操作管理人员应根据前后环测量报表推断判定。
（3）掘进姿态的控制
通过控制盾构机姿态来控制隧道轴线，满足成型隧道的质量要求。每环推进前根据上一环的报表来调整推进参数，主要控制手段如下：①调整分区油压；②千斤顶编组；③控制推进速度；④调整像邻管片转角，以及盾尾间隙量和管片端面平整度；⑤更换注浆位置；⑥调整控制土压；⑦使用仿形刀；⑧使用盾尾“铰接”装置。
6.3.4管片壁后同步注浆
盾构掘进后应及时充填管片与地层间的环形空隙，控制地层变形，并有利于加强隧道防水能力。管片背后环向间隙主要采用同步注浆方式填充。同步注浆的材料、配比、参数及工艺等依据本合同段工程具体地质水文和环境条件，并参照以往类似盾构区间同步注浆的成功经验确定。
6.3.4.1注浆材料及配比设计 （1）注浆材料
采用惰性浆液作为同步注浆材料，该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和很好的防止地下水浸析的特点。
在地下水具有对衬砌结构的腐蚀性的区段，水泥采用抗硫酸盐水泥，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，大大减弱地下水对管片的腐蚀。
（2）浆液配比及主要物理力学指标
根据国内外盾构施工经验，本合同段工程同步注浆拟采用表6-1所示的配比。在施工中，还需根据地层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验优化确定。同步注浆浆液的主
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要物理力学性能应满足下列指标：
1）胶凝时间：一般为6～10h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，进一步缩短胶凝时间，获得早期强度，保证良好的注浆效果。
2）固结体强度：一天不小于0.2MPa（相当于软质岩层无侧限抗压强度），28天不小于2.5MPa（略大于强风化岩天然抗压强度）。
3）浆液结石率：>95%，即固结收缩率<5%。 4）浆液稠度：8～12cm/m。
5）浆液稳定性：倾析率（静置沉淀后上浮水体积与总体积之比）小于5%。
同步注浆材料配比和性能指标表 表6-1
水泥（kg） 粉煤灰（kg） 膨润土（kg） 砂（kg） 水（kg） 120～160 210～270 60～80 779 520 外加剂 按需要根据试验加入 6.3.4.2同步注浆主要技术参数 （1）注浆压力设定
同步注浆时要求在压入口的压力大于该点的静止水压及土压力之和，做到尽量填补而不是劈裂。注浆压力过大，管片外的土层将会被浆液扰动而造成较大的后期地层沉降及隧道本身的沉降，并易造成跑浆。而注浆压力过小，浆液填充速度过慢，填充不充足，也会使地表变形增大。
前期注入压力＝地层阻力+0.1～0.2Mpa；
后期注入压力＝地层阻力+0.1～0.2Mpa+0.05～0.1 Mpa； 地层阻力≤注入压力（0.1～0.3 Mpa）≤管片螺栓抗剪强度。 通过计算：同步注浆压力选择为0.25 Mpa。 （2）注浆量的控制
盾构推进中的同步注浆和初砌壁后补注浆是填充土体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期沉降的主要手段，也是盾构推进施工中的一道重要工序。盾构推进施工中的注浆，选择具有和易性好、泌水性好，且具有一定强度的浆液进行及时、均匀、足量压注，确保其建筑空隙得以及时和足量的充填。
每推进一环的建筑空隙为：π（D1- D2）2L/4 其中：D1——盾构外径6.14（m）
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D2——管片外径6（m） L——管片宽度1.5（m）
每环的压浆量一般为建筑空隙的150％～200％。二次补注浆两环一补，补浆量一般为同步注浆量的30％。盾构机尾部进入土体第一环至第三环的时候，要将注浆量加大，并且采用早强注浆材料进行注浆，以降低洞口地面发生沉降。
根据管片壁后环形空隙与地层有效填充的经验公式计算，根据经验通常取环形间隙理论体积的1.5～2.0倍，则每环1.5m壁后注浆量：Q=3.4~4.6m3。
（3）注浆速度
同步注浆速度应与掘进速度相匹配，按盾构完成一环1.5m掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度。达到均匀的注浆目的。
衬砌背部注浆时间一般应在衬砌脱出盾尾及盾构掘进时同步进行，并在推进一环的时间内完成。
（4）注浆结束标准
采用注浆压力和注浆量双指标控制标准，即当注浆压力达到设定值时，则注浆量达到设计值的95%以上时，即可认为达到了质量要求。对本设计参数还需通过监控量测进行优化，使注浆效果达到更佳。
6.3.4.3 同步注浆方法与工艺
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空隙形成的同时进行。注浆可根据需要采用自动控制或手动控制方式，自动控制方式即预先设定注浆压力，由控制程序自动调整注浆速度，当注浆压力达到设定值时，自行停止注浆。手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆流量。具体注浆工艺流程见图6-12。
6.3.4.4 注浆效果检查
（1）注浆效果检查主要采用分析法，即根据P-Q-t曲线，结合掘进速度及衬砌、地表与周围建筑物变形量测结果进行综合分析判断。
（2）必要时采用无损探测法进行效果检查。 6.3.5环箍补浆（多次补浆）
管片脱离盾尾后即对管片进行二（多）次补浆，补浆量为同步注浆量的30%，注浆利用低压、少量、多次注浆的方式及时补充因原有浆液固结收缩所产生的空隙。
根据表沉降情况决定是否进行环箍注浆，盾构推进过后每6环进行环箍注浆(例如盾构机当前正在推进80环，则需在第74环进行一次环箍注浆注浆)，每环6个孔每孔注入0.5~1.0m3，
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注浆损耗率以10%计，注浆压力为0.3 Mpa~0.4 Mpa。
两个环箍之间进行多次补浆，每一环箍补两次浆，补浆位置为每环箍后第2环和第4环的位置，注浆孔位置为隧道顶部两侧的B环管片。每孔多次补浆量为同步注浆量的30%，多次补浆在环箍注浆完成后12小时开始进行多次补浆。多次补浆分两次进行，两次之间间隔24小时。使盾构施工过程中根据地表沉降数据形成二次补浆→环箍注浆→多次补浆的补浆方式，降低地表沉降速率，减小沉降值，确保底层沉降在允许范围内。
为保证补浆对盾构施工的影响减至最小,保证盾构机推进的连贯性,在末节台车上加装补浆罐车,具备8环左右的补浆浆液储备能力。
二（多）次补浆及环箍补浆如图6-14~6-16。
浆液注入方向② ③ ①第一次注入浆液 ②第二次注入浆液 ③第三次注入浆液 ④未充填到部位 图6-14同步注浆模式图
浆液注入方向② ③ ①第一次注入浆液 ②第二次注入浆液 ③第三次注入浆液 ④未充填到部位
图6-15环箍注浆模式图
浆液注入方向② ③
图6-16 二（多）次补浆模式图
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6.3.6试掘进阶段的施工监测
盾构在试掘进阶段，要重视做好盾构进洞后地表面、地下管线、地面道路的施工监测，以便对施工中可能产生的各种地表隆沉、变形，及时采取相应的措施及保护手段。对地表变形监测，拟采用沿轴线方向布设沉降监测点(前50m每5m一个点)，按照要求布置横断面监测点；对地下管线，按要求的距离布设沉降点；对构筑物在调查研究的基础上，对轴线两侧盾构机影响区域范围的构筑物，布设沉降监测点。并布设相应的倾斜、裂缝监测点。上述测点的监测，每天不少于2次，并根据需要，适时加密监测频率。
开始
注浆系统配置
数据采集与管理、
计划图表
参数设计
注浆配置
设定控制方式
检测试验 不合格
合格
浆液运输
注浆
注浆工况分析
正常 继续
不正常 调整控制方
式与参数
注浆完毕
注浆效果检查
反馈信息
综合评价
不符合要求
采取补充 注浆措施
符合
下环注浆
图6-17 壁后注浆工艺流程图
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采用盾构法在含水粘土层中建造隧道，由于对周围地层引起扰动，以及受扰动后引起的土体剪切破坏和重塑再固结等原因，导致地层损失而产生地面和隧道沉降。
盾构正面压力平衡状态不理想，引起土体的地层损失，在土压平衡盾构掘进时，盾构推进速度慢，进土量少，而螺旋输送机排土量大，引起盾构土舱内压力下降，此时盾构开挖产生地层损失。
相反，当盾构土舱内压力增大，并高于正面土压力，则盾构前上方地面会出现隆起现象，产生复地层损失。
在衬砌环脱出盾尾时，隧道和地层间留有建筑空隙如不及时填充，上层土体就会坍塌，产生地层损失。
盾构推进是在不断纠偏中进行的，因此，地层中引起的建筑物空隙大于理论计算，实际开挖面呈椭圆形。
其他因素：如果盾构机处于临时停顿状态，或管片拼装过程中由于液压阀止锁作用不好，导致盾构后退，以及盾构密封装置不佳，导致土体自盾尾流入盾构隧道内造成泥水渗漏。这都会增大地层损失。
一般情况下引起地表沉降可分为三个阶段：第一阶段是由开挖过程中，各种施工因素引起的；第二阶段是由于第一阶段产生的超孔隙水压力消散而引起与时间因素有关的主固结沉降；第三阶段是在超孔隙水压力消散结束后，土骨架继续有少量变形产生的次固结沉降。习惯上把第一阶段的沉降称为前期沉降，而把第二、三阶段的沉降称为后期沉降。
于是控制地表沉降最为关键：及时调整影响沉降的各个因素的主要手段是通过信息化施工来加以实现，即根据实测沉降数据来调整各项参数，必要时对盾构推进、拼装、停止等状态，实行分阶段监测，从而掌握规律，使沉降值降至最少。
注浆：针对三个阶段的概念，应把控制沉降的重点放在第一阶段，与之对应的除了控制好盾构的正面稳定及各项参数的调整外，还需要及时进行同步注浆。浆液的选择主要取决于注浆设备与盾尾的可靠性。
6.3.7初始掘进中的测量
测量是盾构的“眼睛”，盾构法隧道施工中的测量工作主要可以分为四个部分。主要有地上平面、高程控制测量，地上与地下平面、高程联系测量，地下平面、高程控制测量和盾构姿态测量四个部分。
（1）地上与地下平面、高程联系测量
本次测量的难点在于地上与地下平面、高程联系测量，由于竖井深达23m以上，采用直
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传法无法保证测量的精度，根据现场的实际情况采用双井定向法，即利用地面上布设的近井点或地面控制点采用导线测量或其他测量方法测定二吊锤线的平面坐标值。在隧道中将已布设的地下导线与竖井中的吊锤线联测，即可将地面坐标系中的坐标与方位角传递到地下去，经计算可求得地下导线各点的坐标与导线边的方位角。在本工程中，地面上采用导线测量测定两个吊锤线的坐标，地下使地下导线的两个端点分别与两个吊锤线连测，组成一个闭合图形。
在盾构法隧道施工中，隧道的贯通误差有很大一部分来自地上与地下联系测量。为了确保井下控制点的准确度，我方将在工程中采用联系三角形对地下控制点的坐标和方位进行复核。其中视工程的情况做两到三次的联系三角形，确保地下控制点的准确性。
（2）盾构机始发初始状态的测量
①盾构机初始状态测量的主要内容是：水平偏移、俯仰角、扭转角的测量。测量的目的是确认盾构机在掘进过程中是否沿隧道的设计中心线掘进。
②盾构机姿态测量的原理：盾构机作为一个近似的圆柱体，在开挖掘进过程中我们不能直接测量其刀盘的中心坐标，只能用间接法来推算出刀盘中心的坐标。在盾构机的机壳体内适当位置选择测量的观测点就成为非常重要的工作，所选观测点既要有利于观测，又利于点位的保护，并且相对位置不能发生变化。
BBECDCEAAD盾构机控制观测点盾构机立体图盾构机前端刀盘图
图6-18盾构机始发初始状态测量示意图
（3）盾构机姿态、管片测量
①用拓普康GTS601型1″级全站仪测定在盾构机壳内的B、C、D三点的三维坐标后，反算出刀盘中心A点的三维坐标和盾尾中心E点的三维坐标，由A、E两点的坐标计算出盾构机在掘进过程中瞬时的水平方向和垂直方向的偏离值，与自动导向系统所显示的相关数据进行比较就可以知道自动导向系统是否正常工作。
②托架的制作和安装：托架底板采用400×400×10mm钢板，四角上用50×50角钢焊接，内侧长400mm，外侧长750mm，中心焊上仪器连接螺丝的桩头长10mm，观测时采取强制对中，
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减少仪器对中误差。打孔用膨胀螺丝安装在隧道左侧顶部不受行车的影响和破坏的地方。
③测量方法：从隧道内主控制导线点引测至托架上，引测至托架上时仰角不大于8°，高程全站仪加钢尺测量，采取正、倒镜读数，消除仪器竖直度盘指标差的影响。独立测量三次，测得的高差较差≤±5mm。
④隧道环片测量：用铝合金型材加工长水准尺，规格50×50×3000mm、50×50×4000mm，在中部安装水准汽泡，并以汽泡零点左、右刻出刻度线，水准尺的校正用水准仪进校正。
⑤测量方法：按环片的直径计算出弦长3m和4m的矢距，水准测量出环片底部的高程，环底高程加上矢距即为水平尺的高程，用经纬仪大致定出一个方向线，计算出方向线与隧道中心线的偏移量，量取方向线与水平尺零点的偏移值，用水平尺上的偏移值减去计算出的理论偏移量即为环片中心与隧道中心线的偏移值，测量位置在每环接缝处。
⑥测量环片的旋转：用水平尺放置在环片内，水平尺水平时量出环片两端接缝与水平尺的高差，经内业计算出环片的旋转角。环片接缝齐整，水平方向顺直，利用盾构机的正、反旋转来调整，以达到隧道内环片接缝整齐、美观。
（4）测量质量的保证措施
①对参加本工程项目的测量人员必须经过技能培训，并获得技能鉴定证书才能上岗。上岗前加强工作责心和施工安全的教育。
②实行三级测量复核制：现场测量技术人员对现场测量的内、外业资料认真全面自检。项目部测量技术人员对现场测量的内、外业资料认真全面复核。公司测量队对关键的测量项目和重要技术方案进行审核，测量内、外业的全面复核。
③业主、监理的审核制度：所有的内外业测量工作和测量资料都必须接受和配合业主和监理的监控检查，以及现场测量的旁站和复测。重要的测量技术方案，测量资料必须上报业主和监理审核批准后方可遵照执行。 6.4管片作业
6.4.1管片进场
由工厂将合格的管片用汽车运至施工现场，按当日施工需要型号、数量、配套供应。管片运输使用专门车辆、专用垫衬，合理装卸作业，防止管片损坏。
（1）管片堆放场地要求坚实平整，管片进入工地，经检验合格后堆放在施工现场，堆放时垫木要上下对齐。
（2）对管片敷设防水密封垫并刷缓胀剂，遇雨天管片上要加罩。
（3）送到井下进行拼装的管片按拼装先后顺序，分两次送入盾构作业区，并配套供应相
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应螺栓。
6.4.2管片拼装 6.4.2.1拼装工艺
（1）先装B型块，再拼装L型块，最后拼F块管片。C块管片拼装时，先径向推上，然后纵向插入。
（2）拼装过程中彻底清除盾壳安装部位的杂物，同时必须注意管片的定位精度。 （3）用管片拼装机将管片吊起，沿吊机梁移动到盾尾位置。
（4）拼装时千斤顶交替收回，只收回所要拼装管片相对应的千斤顶，其余千斤顶任处顶紧状态，保证土压仓土压不降低。
（5）管片拼装把握好管片环面的平整度，控制环面超前量以及防止出现椭圆。 （6）边拼装管片边拧紧纵、环向连接螺栓。
（7）在整环管片脱出盾尾后，再次按规定拧紧连接螺栓。 6.4.2.2负环的拼装
采用整环管片做负环的方式进行初始掘进，其中洞口负环管片进车站侧墙内600mm，隧道外为900mm。
管片依次拼装B1，B2块，B3块，L1块，L2块，最后拼装F块。整环管片拼装完后，在盾尾密封刷内填塞密封油脂，以保护盾尾密封刷不被磨坏，然后将管片往盾尾后推出1500mm 。管片在后移过程中，要严格控制每组推进油缸的行程，保证每组推进油缸的行程差小于10mm。
当管片从盾尾脱离时，与基座的道轨之间还有70mm的高度差，每当管片脱出盾尾时，都用事先准备好的木楔子楔进管片与轨道之间，防止管片下坠，避免造成管片碎裂。
6.4.2.3负环的拆除
始发掘进结束后，要进行后背及负环管片的拆除。拆除顺序为： （1）松开第－8环与第-7环的纵向螺栓 （2）松开第-8环的横向螺栓
（3）拧紧第-6环至-1环管片的纵向螺栓 （4）将L2块管片吊出
（5）依次吊出C块、L1块、B3块、B2块、B1块
（6）依次拆除第-7环至-1环管片（负环拆除详见负环拆除方案） 6.4.2.4管片排布 （1）直线段管片排版
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直线段时相邻环采用标准环，错缝拼装，即封顶块位置中心在正负18°(顶部为0°)交替拼装。
（2）曲线段管片排版
本工程曲线段管片是按左右转环设计的，楔形量是按在R＝150m的曲线半径上进行计算的楔形量为48.0mm，。楔形量平分为两部分，对称设置于楔形环的两侧环面。曲线施工时，可通过拼装管片的不同组合来实现所设计的曲线半径。
6.4.2.5管片拼装质量控制
（1）环衬砌的纵缝不齐或各种管片超前、不相等均将影响环面的平整度，以致造成环衬砌碎裂，拼装要求环面不平整度应<3mm；施工中应经常检查环面是否垂直于隧道设计轴线，环面上下左右超前量应<20mm。
（2）为提高成环轴线精度或调整衬砌与盾尾建筑空隙，可运用相邻环高差来弥补，但要避免过量，将相邻环管片高差控制在4mm内。
（3）衬砌成环后，在纵向螺栓拧紧前应进行衬砌环椭圆度测量，当椭圆度> 20mm时，应做调整。
（4）拼装时纵、环向螺栓复紧要求：管片拼装成环后应使用扭矩扳手拧紧环向螺栓。拼装成环后必须拧紧全部纵向螺栓，当盾构推进后，在做下一环拼装前，再对纵向螺栓进行复紧。
（5）封顶块安装时,保证管片的圆度,否则两邻接块间的间隙太小,把封顶块强行顶入,导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎。有时未按设计要求在其两侧涂刷润滑剂,亦会导致管片破碎,破碎部位发生在邻接块上部及封顶块两侧。
（6）控制管片的拼装速度,防止管片就位速度过快而产生碰磕,以及存在管片错缝时,引起管片边角的破碎。
（7）盾构机姿态与管片姿态相互关系不一致：
①在隧道施工过程中,为控制好隧道轴线,必须逐环测量盾构姿态和管片姿态,根据测量资料及时调整各项推进参数。
②盾构机轴线与管片环向轴线间交角偏大 7.盾构机日常维护
在盾构施工中,盾构机正常工作是保证工程进度、质量的最重要因素之一。盾构设备日常维修及管理也是日常施工管理中的重要一环，是设备正常使用、保证盾构使用寿命的重要环节，同时盾构维修管理费用也是工程成本的重要组成部分。为此，根据本单位以往盾构工程
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施工经验，针对本工程使用的盾构机制订了详细全面的维修保养制度。 7.1盾构设备日常维修及管理原则
（1）建立、健全盾构设备维修档案。
设备重要部位按设备使用要求进行定期检修、保养。
建立定期检查、检修、保养计划，制订盾构设备每班、每周、每月必检项目。 设备的检查、检修、保养由专业人员负责，每班必须有一位专业人员对设备进行巡视、检查、保养。
必须做好机械使用安全和施工安全为一体。
非设备维修、操作人员禁止进行设备维修保养、操作。
进行设备维修保养时要穿戴好劳保防护用品，按操作规程进行，禁止进行任何违轨操作。 （2）盾构设备日常维护及管理注意事项
作业前对盾构设备进行一次全面检查，检查没有结束时不允许进行任何操作。检查时要在操作台上放置醒目的标示，告知盾构操作人员设备检修、禁止作业，检修完成后拿开。
运转之前要确保油压泵的吸入阀以及返回油箱的回油阀处于全开的状态（放气阀必须关闭）。
确认工作油箱的油位处于正常油位。
确认螺旋输送机、刀盘、管片拼装器等的减速机的油面处于正常位置。
运转过程中要保证动力液压油的油压保持在规定值以下，以保证设备安全、正常工作。 保证油箱的油温处于15—60摄氏度之间。
设备运转过程中，注意观察刀盘主轴以及尾部封塞的给油分配阀的工作状态。每班进行检查，发现问题及时处理。
在运转过程中对液压油过滤芯进行检查，发现问题及时更换。 液压油里有气泡时，油泵会发出噪音，要进行检查排除。 盾构停机时，及时排出液压油箱底部的凝结水。
补充液压油时要注意不要混入沙粒等杂质，要补充新油，旧油不得混入。
液压油管加卡、拆装时，将油箱上部的“空气入口”打开，避免发生虹吸现象，导致液压油泄漏。
油脂类物品按设备规定进行定期更换。
长时间停止作业时，每周进行无负荷运转一次（每次运转时间不少于15—20分钟），避免再次运转时出现油泵内无油以至于烧坏油泵，回油管路内出现锈蚀等现象。
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保证油管等非承拉物品不承受过大的拉力、弯曲力。
吊起电线、油管时一定要使用尼龙绳，不得使用钢丝绳等硬质索具，避免造成电线、油管损坏。
避免将明火靠近油箱以及油压机器设备。 7.2盾构设备维护管理
为了充分发挥盾构的性能，防患故障、延长盾构机寿命，必须定期和随时对盾构设备进行日常维护、检查和维修。
（1）日常检查、维护
1）各部位的螺栓、螺母松动检查、拧紧； 2）异常声音、发热检查；
3）工作油、润滑油、润滑脂、水、空气的异常泄漏检查； 4）各部位供油、脂情况确认、检查、补充； 5）工作油箱油位检查； 6）电源电压正常确认；
7）操作盘开关类、指示灯、仪表类正常动作确认； 8）盾构本体—台车之间的软管、电线异常有无检查； 9）安全阀设定压力检查；
10）液压设备维护、过滤器清扫后的回路内排气确认； 11）皮带运输机的清理，滚轮加注润滑油。 （2）定期维修、维护 1）一个月维修、维护 a油箱排水
b电动机类的精密检查（轴承供油、绝缘电阻测量、滴水检查等）
c控制盘和配电器具检查（接点磨损状况，绝缘电阻测量、配线管、管道损伤等） 2）6个月检查、维护
启动油、润滑油定期检查（2次/年、工作油生产厂家检查） （3）长期停止运行时的维护管理
长期停止运行时，必须实施下列作业遇有地下不明障碍物 1）每个设备的空载运行（每隔10—15天）。 2）气缸头、阀槽等滑动面露出部分涂油。
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3）防止空间加热器引起的动力盘内结露的作业。 8.工程质量保证措施
本工程质量目标为：单项工程合格率100％，单项工程优质率85％以上，工程质量确保北京市结构“长城杯”，争创全线“鲁班奖”。 8.1施工管理保证措施
（1）项目经理部认真执行《建设工程质量管理条例》，实行工程质量领导人责任制和工程质量终身负责制。项目经理部根据工程质量目标制定本标段工程的质量管理制度及创优规划，认真做好施工组织及各项制度、措施的落实。严格执行“工程质量一票否决制”。
（2）认真贯彻执行“百年大计、质量第一”的方针，加强对施工人员的质量教育，加强施工管理，强化质量意识。在施工中严格按照设计图纸、专用条款明确的规范和标准、国家及陕西省有关标准规定的要求组织施工。成立专业防水小组，加强防水施工及管理，保证隧洞不渗漏。
（3）严格执行国家、陕西省、甲方代表、监理工程师颁发的各项质量管理办法，接受陕西省建设工程质量监督总站、市政工程监督站等单位对建设工程质量实施监督管理。积极参加监理工程师组织的现场例会，认真落实会议纪要。
（4）人员组织与安排
健全质量管理组织，完善质量保证体系。配齐配足施工管理、技术人员及技术工人，切实做到责任明确、工种齐全、奖罚及时，使每个人的切身利益与工程质量挂钩。
投入本标段的主要管理人员及施工技术人员，均参加过多项地下工程的施工建设，具有丰富的施工经验。为保证本标段工程的建设质量，成立以单位总工程师为组长，有地质、隧道施工、防水、机械、工程试验等方面专家组成的专家组，定期或不定期深入现场，帮助现场优化施工方案、解决施工技术难题。
配备熟练的技术工人，如掘进工、电工、电焊工、木工、混凝土工、架子工、起重工、钢筋工、施工机械操作等技术工人，严格执行持证上岗制度，对规定持证上岗的人员全部进行岗前培训，考试合格、取得岗位证书后上岗。具体标准如下：
1）本项目的管理人员，均由取得相应的专业技术职称或受过专业技术培训，并具有一定的地铁施工及管理经验的技术、经济人员组成。
2）所有特殊工种人员、各种领班以上人员均具有符合有关规定的资质。专业工种人员均按照国家有关规定进行培训考核，获取上岗证及相应技术等级，持证上岗。新工人、变换工种工人上岗前将对其进行岗前培训，考核合格后上岗。
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3）施工中采用新技术、新工艺、新设备、新材料前，编制施工工艺及具体要求，组织专业技术人员对操作者进行培训。 8.2物资、设备管理措施
（1）甲方供应的材料在使用前将材料出厂质量合格证书、施工单位检验、试验合格证书等送交监理工程师审批，监理工程师批准后再复检，合格后进厂使用。
（2）自行采购钢筋、土工布、防水板、止水带、水泥等材料，按采购程序文件和作业指导书对分供方进行评审，采购前向监理工程师报送产品合格证明和样本，按合同、《技术规范》或监理工程师的要求，对产品进行检验和试验，合格后进行采购。对不符合设计或标准要求的，禁止进入施工现场。对符合设计和标准要求的进场材料，进行标识，实现材料质量可追溯，确保工程材料不被混用。
（3）所有进场材料分类分区保存，保证其整洁有序，不受天气及施工的影响，不影响周围设施的使用，不影响环境质量。
（4）施工组织安排的主要施工机械(包括备用机械)按时到达施工现场，并定期进行维修、保养，在施工期间保持状态良好，保证满足施工质量的需要。 8.3施工技术保证措施
（1）严格执行设计文件、图纸及施工设计复核签字制度。总工程师组织经理部技术人员详细熟悉、审核施工设计图纸及资料，发现问题，及时报告监理工程师，审核完成并由总工程师签字后交付使用。
（2）严格执行技术交底制度。
将各分项工程的技术标准、质量标准、施工方法、施工工艺、保证质量及安全措施等向领工员、工班长书面交底。
（3）严格执行测量复核签字制度
总工程师组织复测，复测精度按有关规定执行，如误差超过允许值范围，及时报告业主、监理工程师。
（4）为适应信息化管理的要求，我单位将进行施工技术的信息化管理，即施工计划进度网络、工程质量、施工安全、资源管理、工况变化、设计变更、施工监测等全部进入计算机系统，采用先进的管理软件，对施工全过程进行控制，实现“一次调整，全盘优化”的目标。
（5）严格执行隐蔽工程检查制度。工序完成后经自检、互检、质检工程师专检合格后，填写隐蔽工程检查证，报监理工程师，经监理工程师检查签认后，再进行下道工序施工。
（6）加强施工监测工作，利用监测数据分析施工现状，并采取相应的处理办法。
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（7）由项目总工程师定期组织技术人员、质检人员、工班长、领工员等对施工现场进行检查，分析工程质量要点，制定预防措施。 9.盾构区间隧道施工安全措施 9.1盾构区间隧道施工安全措施
（1）盾构掘进前,充分了解隧道前后100m工程地质条件,水文地质等勘测资料,先期做好周边环境,地下管线,人防工程,地上建筑物修缮情况以及土质条件,制定施工安全技术措施,报监理工程师审批,并按批准后的方案组织实施;
（2）盾构机掘进过程中,注意观察仪表及监控电脑显示数据,查听机械运转声音,及时发现并排除设备故障隐患;
（3）管片及土方运输时,管片及土斗固定牢固,电瓶车限速行驶,并经常检查轨道及枕木状况;
（4）管片拼装时,拼装机旋转范围内严禁站人；
（5）隧道内设置人行步道，严禁在人行步道以外的区域行走或停留。 9.2土方及管片吊装安全措施
（1）由专人负责指挥,提放土斗,起吊时坑内作业人员要躲避在安全处,停止施工,若土斗沾有泥土,需要铲除,必须将土斗放在地面上铲除,严禁将土斗悬空铲泥。
（2）起吊作业前,对门式起重司机进行安全技术培训和交底,起吊时,司机要认真操作,精力集中,严禁土斗撞击钢支撑。
（3）管片起吊时必须确认管片已固定牢靠,由专人指挥。
（4）夜间施工必须有足够的照明设施,若遇有暴雨,大风等天气时,停止施工。 （5）提升架和设备必须经过计算,使用中经常检查,维修和保养,确保起吊安全。 （6）始发井内与隧道设置严格独立的通讯信号系统，确保垂直与水平运输的安全。 9.3机械安全保证措施
（1）各种机械指派专人负责维修保养,并经常对机械的关键部位进行检查,预防机械故障及机械伤害的发生。
（2）机械安装时基础稳固,吊装机械臂下不得站人,操作时机械距架空线符合安全规定。 （3）施工中严格执行工程机械基本安全操作规程。 9.4用电安全保证措施
（1）施工现场必须建立安全用电责任制，必须根据JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》的需要进行管理；
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（2）施工现场临时用电，应按户外明线和架空线的要求安装，电缆线应以支架架空或保护管保护，并在管两端垫绝缘物。电缆埋入地下深度不小于600mm;
（3）施工现场定期对工地用电状况进行检查；
（4）施工现场必须由持有合格操作证书的电工接拉电线及用电设备；
（5）电工有权拒绝执行违反电工安全的指令，有权制止违反用电安全的行为，发生电器工伤及电器火灾，电器设备事故必须按“三不放过”的原则查处及改进；
（6）变电所应配备高压绝缘手套、绝缘靴及其它绝缘工具。变电所配电箱供电线路应每周检查一次，漏电开关应加强检查，发现问题须及时排除；
（7）严格执行一机一闸一漏的制度，不准乱放熔丝，严禁用多根熔丝或铝铜线代替熔丝； （8）现场电箱必须完整，门、铰链无缺损，并经常保持整洁，铁箱外壳要接地，各电箱的熔丝有电工负责检查，各级电箱须由专人管理，设置标志，落实责任；
（9）现场使用的电动工具和照明灯具一律采用橡皮套线，不准用胶质线代替； （10）电器设备必须采取保护接零措施，保护零线不准接入工作零线，保护接地阻值＜10Ω。分配电箱应有重复接地；
（11）电器使用者在工作前，必须检查电源、电机及电器设备的绝缘是否良好，确认正常后方可操作，同时在检查电源前必须先做好工作标志牌，有人检修，严禁合闸，防止意外事故发生；
（12）使用盾构机上各用电设备时，应严格执行《盾构设备使用须知》，严禁违章操作，严禁超负荷现象发生，不得随意拆除或改动安全装置和零部件。
（13）盾构机上所有的电气设备实行定期保养制度。 10.施工管理网络图 11.文明施工,环境保护措施
11.1建立项目经理部文明施工,环境管理体系
建立完善的项目经理部文明施工,环境管理体系,运用科学管理方法组织施工,明确文明施工环境保护工作方针和目标,确定人员及相应的职责。实行项目经理负责制,项目经理对施工期间的文明施工,环境保护管理工作负全面责任,由专门的文明施工员负责协调,监督,检查项目经理部各部室,作业队的文明施工环境保护工作。项目经理部文明施工环境管理体系详见图11-1。
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11.2文明施工管理措施
搞好文明施工管理是开展窗口达标,创建文明安全工地活动,树立企业形象的有效途径,是两个文明建设在施工生产中的具体体现,也是提高企业综合管理水平,开展二次经营活动,推行现代管理办法,科学组织施工,以文明施工为龙头,创出一流品牌,带动各项管理工作更上一个新台阶。
在本工程施工中,我公司将严格执行国家建设部,陕西省、西安市建委关于”文明安全施工”的有关规定, 争创西安市安全文明样板工地。 11.3施工现场管理措施
积极开展安全,文明施工宣传教育活动,组织全员进行”文明施工”教育,提高文明施工认识。
根据本工程实际情况,对项目经理部及各项目分部负责人进行明确分工,落实文明施工现场责任区,制定相关规章制度,确保文明施工现场管理有章可循,做到事事有人负责,处处有人管。
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文明施工领导小组
工程队队长 项目部综合办公室 项目部各部门部长
文明工地创建 文明施工宣传教育 文明施工检查
工程简介
文明施工评比 文明施工宣传
工程简介
文明施工评比 文明施工宣传
各部门自检
领导小组检查
达到文明工地要求 树立文明工地形象 建立评比档案
创建文明施工工地 图11-1 文明施工管理体系框图
文明施工现场管理措施主要注意以下方面: ①用电线路; ②机械车辆管理;
③现场办公,生活设施,卫生管理; ④监督检查;
⑤社会交通及便民措施;
⑥协调内外关系,争创文明安全工地。
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