中铁十八局集团有限公司 莞惠城际轨道GZH-2标实施性施工组织设计
本区间部分隧道上部土层为淤泥质土及泥岩风化层，下部土体为加里东期侵入的混合花岗岩风化层，盾构在穿越这种“上软下硬”地层时，存在的主要问题是盾构掘进控制难度大，工况转换频繁。掘进面上下岩体的完整程度及强度差别较大，轻易发生盾构机抬头事故。故采取如下施工技术措施：
（1）结合地质资料，注重分析盾构机的状态参数，及时发现上软下硬地层，以便采取相应措施。
（2）采用土压平衡或气压平衡模式掘进，必要时注入泡沫、膨润土或泥浆对碴土改良，增强土渣的水密性及流动性，以减小刀具及刀盘的磨损，减少刀盘及土仓结泥饼。
（3）采取措施，重视盾构的轴线控制和姿态控制：合理利用超挖刀;根据测量数据及时修正千斤顶推力组合;合理利用铰接千斤顶调整盾构姿态。
（4）发现盾构机碰到孤石或硬岩时，降低推进速度和推力，增加刀盘转速，以更好地保护设备和控制轴线。
（5）严格控制同步注浆，保证注浆压力和注浆量，充分填充管片壁后岩土空隙，以减少周围岩土的位移变形。
（6）及时对盾尾密封刷压注足量的油脂，确保盾尾的密封性，以防止因盾尾密封性不好而产生漏水、漏浆及涌砂等现象。
（7）加强盾构及后配套设备的管理，做好设备故障诊断及维护保养工作，提高设备利用率。加强对盾构密封系统及注浆系统的检查及维护保养。
三、盾构穿越混合花岗岩风化层施工技术措施
本区间盾构穿越混合花岗岩风化层时，隧道顶部部分存在冲洪积砂类土、黏性土及残积土，盾构施工时采取如下技术措施：
（1）在穿越混合花岗岩风化层时，适量使用泡沫剂及膨润土液，改良土仓土渣，同时起到润滑刀具，减低土仓及刀盘温度，防止刀盘结泥饼。根据掘进实际情况，发现土仓水量较少时可适当向土仓注入少量水，同样能起到改良土渣，增大土渣流动性，利于螺旋输送机出土，提高掘进效率。
（2）在穿越混合花岗岩风化层时，刀具磨损较快，应该准备足够的刀具（尤其是滚刀），根据掘进参数的变化情况，如果出现推力过大，推进速度小，刀盘扭矩也小，
31
中铁十八局集团有限公司 莞惠城际轨道GZH-2标实施性施工组织设计
以及盾构姿态纠偏困难时，就需要考虑刀具是否已经严重磨损了，应及时检查与更换刀具。如果接连出现刀盘及螺旋输送机被卡住、驱动电机熄火的现象时，应立即停机进行检查；如果从渣土中发现碎片石不均匀，且伴有大块的石头出现时，就可能有滚刀损坏，应立即停机作检查。在检查刀具时，还应检查刀圈是否磨损超限、断裂、变形，固定刀圈的螺帽是否松动或掉落，以及刀座是否出现裂纹等，一旦发现有上述问题，应采取可靠的补救措施。在确定开仓检查刀具时，首先考虑开挖面的稳定性的是否满足开仓要求，要采取可靠的措施保证开挖面的自稳性后方可开仓检查与更换刀具。
（3）严格控制盾构掘进姿态，避免频繁纠偏。尤其在硬岩中掘进时，不断调整盾构姿态将使刀盘滚刀经常产生不均匀受力，在某个方向上过大的推力有可能造成局部滚刀变形损坏，进而严重影响掘进效率。
（4）选择合理的掘进参数，包括总推力、刀盘扭矩、刀盘转速、推进速度、出土量等。在保证掘进速度的情况下，尽量减小推力，以减低对刀具的磨损。同时需要控制刀盘转速，过大转速会使盾构振动颠簸，同时加剧对刀具的磨损。
（5）在硬岩中掘进时，可根据实际掘进情况采用开胸或欠土压的模式掘进，可以提高破岩速度。
（6）在硬岩中掘进时，宜进行连续掘进，及时、足量注浆，且保证浆液质量，防止管片上浮。
四、盾构掘进纠偏技术措施
盾构在自带的自动导向系统的指导下，通过调整上、下、左、右分组掘进油缸的压力差以及调整铰接油缸的行程差来达到控制盾构掘进方向的目的。在掘进中采取如下纠偏措施：
（1）盾构穿越软岩时，为防止盾构“扎头”，应适当加大下部掘进油缸的推力，保持盾构抬头的趋势。
（2）在自动导向系统的指导下，严格控制好盾构机偏航角、俯仰角、水平偏差及垂直偏差，同时要尽量减小各组掘进油缸的行程差。
（3）盾构在纠偏时采取勤纠缓纠的原则，单次纠偏量不宜过大。在到达水平曲线段拐点或竖曲线边坡点前提前作盾构姿态的调整，在进入曲线段后适当放大偏航角、俯仰角，不断调整各组掘进油缸的压力差，适时收放铰接油缸行程差，确保盾构掘进
32
中铁十八局集团有限公司 莞惠城际轨道GZH-2标实施性施工组织设计
处于良好的掘进姿态。
（4）盾构操作司机要及时分析掘进参数，提前判断盾构及管片的走向，提前做好管片选型。通过合理的管片选型来控制盾尾间隙，利于盾构姿态的调整，防止管片选型不当导致在姿态纠偏时发生盾尾变形或管片挤裂破损。
（5）盾构在上软下硬地层掘进纠偏时，注意添加泡沫剂或膨润土液来改良土渣和易性，在土压平衡模式掘进下减低刀盘转速，加大上部掘进油缸的推力，防止盾构抬头及超挖造成上部软土的过度损失。
（6）盾构穿越硬岩时，控制好掘进油缸压力差，尽量减小掘进油缸形成差，减少纠偏次数与纠偏量，采用欠土压平衡模式，减小推力及刀盘转速，适时加入泡沫剂，减少刀具磨损。
第九节 盾构接收技术
盾构掘进至接收洞门50m时，即进入盾构接收阶段，盾构接收为盾构施工关键工序，需加强施工管理，并做好充分的技术准备工作。
一、盾构接收工艺流程
盾构接收工艺流程如图1-12所示：
盾构掘进 洞门凿除 洞门土体加固 洞门密封装置安装 接收基座安装 盾构进洞 图1-12 盾构接收流程图
二、 盾构接收技术措施 盾构接收测量措施
（1）在接收前，及时对隧道轴线进行测量，确认盾构机位置，掌握洞门段线形。 （2）加强盾构机姿态和隧道线形测量，及时对盾构机姿态进行纠偏，确保盾构机顺利从洞门进入接收井。
33
中铁十八局集团有限公司 莞惠城际轨道GZH-2标实施性施工组织设计
（3）实测接收井洞门钢环位置，并进行报验。对隧道贯通时盾构机刀盘位置进行必要调整。隧道贯通时盾构机刀盘允许偏差值：水平≤±50mm、高程≤±25mm。
（4）盾构机实际坡度较设计轴线坡度略大，为2‰。
（5）盾构机必须在洞门范围内贯入，故需逐个对每一环管片进行仔细检查以维持所定线形，并对洞门的直径进行检查。
（6）在盾构机刀盘抵达洞门前，对洞门钢环位置进行复测，确保盾构机洞门贯入的净空，防止因施工误差使盾构机卡在洞门内。
三、接收段盾构姿态控制技术措施
（1）破除洞门前，严格控制盾构机姿态。盾构机允许偏差为±10mm，仰角允许偏差控制在2mm/m以内，避免出现俯角姿态。
（2）盾构机自动导向系统所显示的盾构机位置偏差控制在±20mm以内，盾构机趋向控制在3～4mm/m。
（3）做好铰接千斤顶的行程控制，避免铰接千斤顶出现最大和最小的极限状态。根据实际掘进的经验总结，将上、下铰接千斤顶行程控制在40～60mm之间，左、右铰接千斤顶行程控制在40～80mm之间。
（4）控制推进油缸的压力和行程差，尽量保证推进油缸的均衡推进。
（5）根据推进油缸的行程差、铰接油缸行程、盾尾间隙及线形特点选择合理的管片类型，以保持合理的盾尾间隙。
四、接收洞门土体加固措施
接收洞门土体加固措施与始发洞门土体加固措施相同。 五、接收洞门破除及洞门密封装置安装措施
根据洞门的稳定性决定破洞门的时间，应尽可能提早进行洞门破除。但应避免洞门破除后暴露过长的时间而发生坍塌。进行洞门破除时，预先分块凿除洞门临时地连墙内侧的2/3墙厚度，待盾构机刀盘顶至临时墙时，再通过人工分块凿除混凝土和切断钢筋。在凿除洞门临时墙前，可在洞门范围内采用探孔的方法进行超前检查，确认洞门外侧的地下泥水或流砂情况，如漏水或流砂严重时，立即采取洞门水平注浆措施，避免洞门破除后大量泥水或流砂涌进盾构接收井内。洞门分块破除完毕后在各分块中间凿出吊装孔，并依次烧断各分块的连接钢筋，利用50T汽车吊，将钢丝绳固定在要
34
中铁十八局集团有限公司 莞惠城际轨道GZH-2标实施性施工组织设计
拉除块的吊装孔上，缓慢将该分块拉离洞门并吊装上井。洞门分块破除及拉除按图1-13分块序号从下到上依次破除。
接收洞门密封帘布橡胶板、圆环板、扇形翻板按照图纸设计要求进行制作，并保证制作精度。盾构机抵达洞门前安装好洞门密封的帘布橡胶板、圆环板和扇形翻板。保证密封装置的安装精度，并用方木或木板对密封装置下部提前进行保护。接收洞门密封装置如图1-14。
图1-13接收洞门破除示意图
图1-14 接收洞门密封装置结构图
35