盾构作业细则
1.1.2 断面测量
盾构通过前应对矿山法隧道的开挖断面进行一次断面测量,有欠挖及时处理。 1.2 盾构步进、拼装管片通过暗挖隧道段
盾构通过矿山法隧道的施工主要分为下面几部分。 1.2.1 导向平台上安设提供反力的油缸
为增加盾构向前推进的阻力,增强管片防水效果,在导向平台每隔6m提前对称预埋两块钢板,与平台钢筋进行连接,在盾构向前推进时,通过在导向平台上的安设牛腿,利用液压千斤顶向盾构提供反作用力。详见图5、图6所示。
图5 拼装管片方式过矿山法隧道段示意图
焊接6根预埋φ22钢筋,长50cm预埋钢板大样顶推牛腿大样图图6 反向顶推示意 1.2.2 盾构步进
矿山法隧道内准备工作完成后,根据刀盘与导向平台之间的关系,调整各组推进油缸的行程,使盾构姿态沿线路方向进行推进。然后开始进行管片拼装、管片背衬回填工作。推进时,推进速度不能过快,控制在10~25mm/Min之间。盾构步进时,派专人在盾构前方检查、监测盾构步进情况,主要检查矿山法隧道的开挖是否有侵入盾构刀盘轮廓的岩石存在、盾构前体下部与导台的结合情况、盾构两侧回填豆砾石是否泄露等。盾构步进时,刀盘前方的监测人员与盾构主司机要紧密配合,使盾构沿导台或导轨的中心进行前移,也进一步保证盾构前移时管片的受力均匀。
在盾构推进前复核矿山隧道与盾构轴线误差,根据误差调整铰接油缸、推进油缸的行程差,保证盾构与矿山隧道间的间隙,保证盾构按隧道设计轴线进行推进。 1.2.3 管片拼装
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盾构在推进时,保持上下推进油缸油压相等,使盾构在导台的导向下往前推进。在轴线高程中推进。通过控制盾构盾尾与管片外围间隙的控制,控制管片符合设计轴线要求。管片拼装工艺与正常掘进时的工艺相同。管片选型时要根据盾尾间隙与油缸行程差结合盾构姿态选择合适的管片。
在安装每一片管片时,先用人工将每片管片连接螺栓进行初步紧固;待安装完一环后,用风动扳手对螺栓进行进一步的紧固;待管片出盾尾之后,重新用风动扳手进行紧固。在安装管片时,推进油缸的压力设定为60Bar。在完成管片拼装之后,用∠6036036的角钢或φ22钢筋与上一环管片相连,并点焊连接牢固。 1.2.4 背衬回填
管片背衬回填由喷射豆砾石、盾尾注浆、回填灌浆等组成。
通过喷射豆砾石在管片脱离盾尾时对管片进行支撑,以防管片下沉产生错台。利用盾构自身的同步注浆系统压注水泥砂浆,使衬砌管片与地层间紧密接触,以提高支护效果。根据注浆后的检查结果,从管片注浆孔注浆固结管片。 1.2.4.1 喷射豆砾石进行背衬注浆
管片拼装完成后,及时进行管片外围与地层间的间隙的背衬回填工作,喷豆砾石分两步进行:第一步,每隔4.5m(小于盾构前体和中体的长度),在盾构的切口四周用袋装砂石料、泥土围成一个围堰,围堰高度不小于3m,以防注入管片背后的豆砾石、砂浆前窜。然后自刀盘前方向盾构后方吹入粒径5~10mm的豆砾石骨料,喷射压力为0.25~0.3MPa,以对管片形成支撑,并增加盾构 详见图7所示。
往前推进的摩擦力;第二步,在盾构管片拼装完成后,管片脱出盾尾
之后,从管片注浆孔向管片背后吹入粒径5~10mm的豆砾石骨料,喷射压力为0.25~0.3MPa。
图7 喷射豆砾石回填示意图 回填材料:主要为豆砾石,豆砾石由河床泵砾石料场筛分,粒径为5~10mm,喷射前撒水进行湿润,防止喷射时产生灰尘。 充填标准:按照土木工程师技术交底执行。 施工前做喷射豆砾石试验,进一步确定喷射压力,喷射可达到的密实度等,便于施工时控制。
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1.2.4.2 盾尾注浆
注浆在每环管片喷射豆砾石回填后进行,通过盾构自身的同步注浆系统注浆,注浆采用手动控制方式,由人工根据情况随时调整注浆流量、速度、压力。为防止管片上浮,注浆从管片大跨以上的注浆孔进行压注。
注浆压力:既要保证达到对环向空隙的有效填充,又能确保管片结构不因注浆产生位移、变形和损坏,同时又要防止砂浆前窜至盾构刀盘前方。注浆压力初步考虑取值为0.1~0.2MPa。
注浆结束标准:在注浆过程随时监控注浆压力、注浆量等指标,当注浆压力达到设定值、注浆量达到豆砾石理论空隙率的80%(还需在施工过程中,通过试验进行调整)以上时,即可认为达到了质量要求。同时在注浆过程加强对盾构四周以及盾壳外部的围堰变形的观测,发现有浆液外泄,也要停止注浆。 1.2.4.3 回填灌浆 (1) 前部回填灌浆
将盾构膨润土罐加以改造,用以储存水泥浆。在盾构1号拖车前准备两台普通注浆机。如需要进行回填灌浆,通过人工操作注浆机,从管片注浆孔处向管片背后进行回填注浆。 (2) 后期回填灌浆注浆
在盾构通过矿山法隧道之后,根据管片环之间渗漏水情况,在矿山法隧道内准备一台普通注浆机和一台小型手压注浆机,进行后期回填、堵水灌浆。注浆参数及注浆设备详见表3、表4。
表3 注浆参数表
参数名称 浆液配合比 注浆压力(MPa) 注浆速度 参数值 表4 注浆施工主要机械设备表
名称 注浆泵 搅拌机 手压注浆机 §2 支撑反力方式通过矿山法隧道段 2.1 支撑反力方式过矿山法隧道
在施工过程中,有些矿山法隧道段由于设计原因隧道的断面较大,如果采用管片整环拼装的方式通过,很难控制管片在水平和竖直方向的位移,为此需要采用支撑反力的方式通过此种断面的矿山法隧道段。
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备注 重量比 根据现场施工具体调整 规格及型号 单位 台 台 台 数量 1 1 1 盾构作业细则
为了防止盾构低头,在用矿山法施工时在隧道底部预先施工导向平台,埋设了导轨。 盾构通过的具体方案叙述如下:
盾构通过时不采用反力架提供反力,利用连续拼装的开环管片设置钢管撑提供反力。 盾构通过此种断面矿山法隧道段时,需连续安装管片。管片采用错缝拼装,每隔两环拼装一环全圆管片,中间两环管片只拼装底部3块管片,管片间采用钢管做纵撑,为盾构推进提供反力,详见图8所示。
图8 开环管片提供反力示意图
2.2 防止管片水平和竖向位移措施:
在具体施工过程中,在管片两侧用型钢将管片进行水平固定,在管片外围捆扎φ16钢丝绳同时在管片底部打入木楔,以防管片发生上浮或下沉等位移。具体详见图9。
为保证盾构始发里程符合设计要求,提前测量,计算需调节的长度,加工好钢环管片,安装矿山法隧道段内,调整管片排版,使其满足设计要求。钢环管片内外径和内外弧长与混凝土管片相同,各边和面采用3cm钢板,中间加设H200的型钢内支撑。与混凝土管片采用纵向螺栓连接。 图9 防止管片移动措施示意图 2.3 盾构洞内始发
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(1) 盾构始发姿态
在盾构到达矿山法隧道段之前,对盾构始发导轨进行复测,确保盾构按照设计进行始发。盾构到达矿山法隧道之后,利用竖井测量投点和盾构隧道内测量导线点,组成闭合测量导线网,进行平差后的控制点进行盾构洞内始发定位。
盾构洞内始发位于直线上,盾构始发姿态采取隧道中线方向进行始发,同时盾构始发按照设计高程进行定位,不考虑抬高。 (2) 洞口准备
盾构到达前,人工凿除洞门钢筋混凝土,做好洞门防水施工。人工安装帘布橡胶板、圆环板和扇形压板。
盾构洞内始发定位:洞内始发不设始发台,利用矿山法隧道段预设导向平台和预埋导轨作为盾构推进时的下部支撑。为确保盾构进洞姿态,在导台上预埋导轨,导轨用43kg/m的钢轨。盾构推进到端头时,安装盾构边刀,将底部耐磨条焊上,通过后通过竖井反力架安装进行洞内始发。
第5章 盾构操作作业细则
§1 开机前的检查
(1) 检查延伸水管、电缆连接正常; (2) 检查供电是否正常; (3) 检查循环水压力是否正常; (4) 检查滤清器是否正常; (5) 检查皮带机、皮带是否正常; (6) 检查空压机运行是否正常; (7) 检查油箱油位是否正常; (8) 检查油脂系统油位是否正常; (9) 检查泡沫剂液位是否正常; (10) 泥水处理系统的检查; (11) 检查注浆系统是否已准备好; (12) 检查后配套轨道是否正常; (13) 检查出碴系统是否已准备就绪;
(14) 检查盾构操作面板状态:开机前应使螺旋输送机前门应处于开启位,螺旋输送机的螺杆应伸出,盾构处于掘进模式,无其它报警指示; (15) 检查测量导向系统是否工作正常;
(16) 若以上检查存在问题,首先处理或解决问题,然后再准备开机;
(17) 请示土木工程师并记录有关盾构掘进所需要的相关参数,如掘进模式(敞开式、半敞开式或土压平衡式等),土仓保持压力,线路数据,注浆压力等;
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