安 全 技 术 交 底 记 录
编号： 表B2 工程名称 交底时间 年 月 日 交底提要：武昌火车站站~瑞安街站区间左线隧道盾构掘进安全技术交底----二级交底 交底内容： 一、盾构掘进流程 掘进控制添加材料注入参数设定过硬土压力设定塑性流动状态增加注入量OKNO改良效果YES土压设定土压力控制过高开挖仓土压增加螺旋输送机转速更改设定值过软减少注入量更改设定值过低OK减少螺旋输送机转速设定速度更改设定值掘进速度控制刀盘扭矩OK最大值降低速度最大值推力OK异常周边土压OK异常排土量监视OK继续掘进 二、盾构始发掘进参数设置 1
盾构始发施工前首先须对盾构机掘进过程中的各项参数进行设定，施工中再根据各种参数的使用效果及地质条件变化在适当的范围内进行调整、优化。须设定的参数主要有土压力、推力、刀盘扭矩、推进速度及刀盘转速、出土量、同步注浆压力、添加剂使用量等。 （1）土压力设定 在盾构始发时土体加固段应建立较低的土压，设定为0.05～0.07 Mpa，盾构刀盘离开加固区时应建立较高的土压并维持土压力稳定，保证始发井附近的地表沉降在要求范围内，其土压力设定为0.06～0.18Mpa。土压力应根据实际掘进操作的具体情况进行细部调整。 （2）始发掘进推力的设定 盾构始发的推力主要由下述因素决定：盾构外周（盾壳外层板）和土体之间的摩擦阻力或粘附阻力、盾构刀盘的正面阻力、管片和盾尾刷之间及盾构与始发基座轨道之间的摩擦阻力。由于反力架是按照3000t推力设计的，因此总推力严禁超过2500t。 设定加固区段以及前20环掘进，推力设定为800-1000t，随后可逐步提高。 （3）刀盘扭矩的设定 盾构的切削刀盘扭矩主要由土体的剪切阻力产生，其经验公式如下： F1＝?D3由于盾构机穿越的地层主要为黏土、粉质黏土及强中风化粉砂质泥岩，故α取0.9，代入上式扭矩F1≈240t.m。施工时以此值为目标值控制刀盘切削。 （4）盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速的设定 盾构千斤顶的推进速度及刀盘转速与盾构机的性能密切相关，同时也受工程地质及水文地质条件的影响。始发时对参数设定首先要依据理论计算值进行设定，在始发完成后的试掘进阶段可对各种参数进行对比，调整推进速度与推力、刀盘转速与扭矩的关系式，定出推进速度和转速的范围。 盾构始发期间因位于加固区内，出于对盾构机刀盘的保护，推进速度应缓慢，控制在20mm/min之内，同时根据地层变形量等监控信息对平衡压力设定值、推进速度等施工参数及时调整。盾构出加固区后，把掘进速度控制在20～40mm/min的范围内。 表 盾构掘进初定施工参数表 典型地层 硬岩地层
掘进速度（mm/min） 30-50 推力（kN） 12000-20000 扭矩（kNm） 转速（r/min） 1700-3000 1.8-2.6 2
（30-60MPa） 硬岩地层 （100MPa以上） 软硬不均地层 （强风化-微风化花岗岩） 粘土地层 富水沙卵地层 硬岩破碎地层 5-10 10-15 50-60 30-50 20-30 12000-17000 12000-20000 6000-10000 10000-15000 15000-20000 1700-3000 2200-3000 1300-3000 3000-4000 2500 -3500 1.8-2.6 1.5-1.7 1.3-1.7 1-1.2 1.5-1.8 （5）出土量的设定 本工程使用的管片外径为6200mm，环宽为1500mm。刀盘的直径为6440mm，每环的出土量： V=kπl (d/2)2 K—可松性系数,取1.3；d—刀盘直径；l—管片环宽。 根据施工经验，为保证土仓压力，出土时控制出土量为理论的96%左右，计算出每环出土量为61m3，在运输组织设计中，电瓶车组配置4列18m3容量的渣土车，总容量为72m3，满足要求。 每环出土量直接反应了盾构机在掘进施工过程中的超挖情况，当超挖较多时，会使出土量骤增。在掘进过程中，必须严格控制每环的出土量，并作好记录。 （6）盾尾注浆压力、注浆量分析与取值 盾尾注浆压力主要是受地层的水土压力的影响，注浆压力的设定以能填满管片与开挖土层的间隙为原则。武~瑞区间需要穿越建筑物群及京广铁路，浆液及其注入的效果直接关系到地面沉降和地上物安全，因此对注浆材料及注浆压力都有较高的要求。依据本标段线路埋深及地质情况，初始盾尾注浆压力设定为0.25～0.3Mpa。 盾尾同步注浆理论量为每环3.57m3,根据施工经验注浆时每环应按5.4m3～6.5m3控制(150％～180％)。同时要求同步注浆速度必须与盾构推进速度一致。 （7）添加剂使用方案 在盾构施工中，添加剂的作用是： 1)减小旋转输送机的扭矩，降低刀盘温度； 2增强土体气密性、止水性，保证开挖面稳定； 3)与土体拌和均匀，使开挖土具有良好的流动性，增强土体可排性。 依据地层不同，有不同的添加剂使用方案。在盾构掘进施工过程中，易造成土体和易性差使刀盘扭矩增大，或者土体进入土仓后被压密，造成开挖、排土均无法进行的情3
况。此时一方面可通过刀盘上的添加剂注入孔向刀盘前方的土体注入泡沫剂、聚合物等添加剂，增加土体流动性。另一方面土体被切削进入土仓内后，通过土仓上的添加剂注入孔向土仓内注入泡沫剂并利用刀盘上的搅拌装置加以搅拌，使泡沫剂与切削土充分混合，以增加土的气密性和可排性。泡沫剂的总注入量控制在土体切削量的60％左右，此注入率应根据实际掘进情况进行调整。此外，还可通过螺旋输送机上的添加剂注入孔向仓内注入适量的清水或注入压缩空气，以增加土体的流动性，减小土的摩擦力，使土能经螺旋输送机顺利排出。 （8）洞口密封处压浆 洞口密封处的充填注浆采取盾尾同步注浆装置注双液浆充填。待盾尾到达土体位置时暂停推进，启动盾尾同步注浆系统向洞口密封处的环形间隙注双液浆，直至注浆压力达到0.2MPa，压力不宜太大，注入速度不宜太快，安排专人在洞门处观察，发现漏浆立即停止，停5分钟后继续注入，如此反复几次，直到压力达到要求时完成。 表 注浆浆液配合比 名称 普通水泥双液浆 每方用量（kg／m3） 水泥 375 水 375 750 水玻璃 630 水泥 1 1 总量比 水 1 1 水玻璃 1.68 普通水泥单液浆 750 三、盾构掘进主要施工工艺控制要点 在盾构始发时，盾构机的后配套台车全部布置在车站结构内，始发阶段后配套台车将与盾构本体同步前进，在此阶段的施工过程中，需侧重对碴土、管片运输以及管片吊装、浆液运输进行合理的组织安排。 3.1始发推进前施工准备 （1）始发推进前的技术准备与安全措施 1）盾构始发前，需检查核实各电缆、电线及管路的连接是否留有足够的供盾构机前进需要的电量；人员组织及机具设备配备是否到位等。检查基座、反力架、洞口密封是否满足设计要求。 2）盾构推进前，为了减小盾构机的推进阻力，在盾构的基座轨道上涂抹黄油，为避免刀盘上刀具进洞门时损坏洞门密封装置，在刀盘和刀具上涂抹黄油。 3）防止盾构机旋转的措施 4
A、在盾构机的两侧焊两对防转块（焊点距铰接密封距离不小于500mm），防转块应能承受盾构机的扭矩并能将扭矩传递给盾构基座。当盾构机推进至防转块距洞门密封500mm左右时，必须割除防转块，并将割除面打磨光滑。 B、减少刀盘的设定扭矩，使其值不超过最大扭矩的40%，即不超过1800KNm。 （2）盾构始发姿态测量 始发前的负环管片拼装好并定位后，始发推进前必须经精确量测盾构及拼好的负环管片的各项位置参数并输入自动导向测量系统及监测系统后方可开时始发推进。 3.2盾构推进 1）刀盘转动 A、刀盘起动时，须先低速转动，待油压、油温及刀盘扭矩正常，且土仓内土压变化稳定后，再逐步提高刀盘转速到设定值。盾构机出加固区前，为克服地层土体强度的突变，防止地面沉降过大，必须将土压力的设定值逐渐提高到0.11MPa，并根据反馈的信息对土压力设定值及时做出调整。 B、刀盘起动困难时，应正、反转动刀盘，待刀盘扭矩正常后，开始正常掘进。 C、在操作过程中，应严密监控刀盘扭矩、油压及油温等参数，若其中某参数报警时，应立即停机。需查明原因，进行修理，待该参数恢复正常后方可继续掘进。 D、刀盘转动时，盾构机会出现侧倾现象。当盾构机侧倾较大时，应反方向转动刀盘，使盾构机恢复到正常姿态。一般每推进一环刀盘调整一次旋转方向。 2）千斤顶顶进 A、在掘进过程中，各组千斤顶应保持均匀施力，严禁松动千斤顶。考虑到盾构机自重，掘进过程中盾构机下部千斤顶推力应略大于上部千斤顶推力。初始段刀盘通过土层加固区时，以低速切削的原则前进。待刀盘通过土层加固区后千斤顶的推力逐步调为正常推力值。 B、在掘进施工中，千斤顶行程差应控制在50mm内，且单侧推力不宜过大，以防挤裂管片。 3）出土 A、出土时的操作顺序为打开螺旋输送机，然后开启出土口，出土口在刚开启时不宜过大，须先观察出土情况，如果无水土喷泄现象，可将出土口开启至正常施工状态。 B、螺旋输送机转速和敞口的大小应由土压决定，当仓内土压大于设定值时，方可进5
隧道盾构掘进安全技术交底--二级 - 图文
