盾构始发方案.docx

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1、1 .始发概况11.1 工程概况11.2始发端头地质及水文条件11.3始发前期准备工作21 .4始发形式22 .端头加固33 .安装调试53.1 暗挖隧道/盾构井主体复测53. 2盾构机托架安装64. 3反力架、支撑安装75. 4轨道铺设126. 5地面系统调试127. 6盾构机组装和调试124.盾构始发154.1 前两环管片安装154.2 延长托架及轨道154.3 盾构机进入洞门164.4 调整洞口止水装置164.5 5盾构掘进，安装0-3环负环管片164.6 盾尾通过洞门密封后进行回填注浆164.7 盾构掘进及永久管片安装174.8 土压力控制174.9 掘进控制174. 10同步注浆技术

2、参数178. 11渣土改良185,施工测量与监测189. 1施工分则量1810. 2LLJlL,则|1911. 发掘进技术要点1912. 构始发安全文明施工措施2012.1 5fe-207.2垂直输j207.3水平运输217.4J由.木勾L-I-I*21.1 .始发概况1.1 工程概况本工程两站两区间，即鹿丹村站、人民南车站、鹿丹村站人民南站和人民南站向西村站区间。鹿丹村站人民南站向西村站两区间左线长全1551.293m；右线全长1487.776m。【鹿丹村人民南】盾构区间右线全长735.3m,左线全长901.4m。左右线最小曲线半径100OIn。左右线隧道埋深约在25.5m32.5m之间，最

3、大纵坡为28%。【人民南向西村】盾构区间右线全长792.3m,左线全长769m。左右线最小曲线半径360m。隧道埋深约在1126m之间，最大纵坡为17%。工程具体情况见图IT本标段工程示意图。I.178mBII声线734.5m、右线677.9、I.167In.手姣819.2m、右姣821.5%.20Im图1-1本标段工程示意图1.2始发端头地质及水文条件（一）地质条件左线始发端头隧道顶部地层由下及上依次为：8-2强风化变质砂岩、8-1全风化变质砂岩、6-2硬塑状砾（砂）质粘土、3-3粉细砂、3-1淤泥、淤泥质土层洪-冲积土层。右线始发端头隧道顶部地层由下及上依次为：8-2强风化变质砂岩、8-1

4、全风化变质砂岩、6-2硬塑状砾（砂）质粘土、3-3粉细砂、3-1淤泥、淤泥质土层洪-冲积土层。（二）水文条件场地内地下水主要有两种类型：一是松散土层孔隙潜水，二是基岩裂隙水。勘察期间，深度20m地下水，水温在24小时内为22.525.5C之间。右线盾构始发点离布吉河驳接岸仅4m,河底含有透水性强的3-3粉细砂层，施工中需要采取加固措施。为保证盾构安全始发左右线始发端头都进行必要加固措施。1.3始发前期准备工作为保证盾构机顺利始发，需进行一系列的准备工作，主要包括：端头处理；盾构并主体复测；地面相关配套设施安装调试；盾构机托架及反力架安装；盾构机下井、组装、调试（盾构机下井吊装见盾构机吊装方案）

5、；轨道铺设；洞门凿除及环板安装等；地面场地布置及相关配套设施准备。盾构前期始发准备流程见图1-2始发前期准备流程图。盾构始发_图1-2始发前期准备流程图1.4始发形式左线盾构始发采用常规手段进行始发，即在盾构始发井内安装托架、反力架,盾构机就位以及洞门凿除后（凿除第一层钢筋，第二层采用玻璃纤维筋）直接始发，具体见下图l-30右线盾构在暗挖隧道内始发（盾构机进入右线暗挖隧道见盾构机平移方案），盾构机盾体在始发井内组装后平移至暗挖隧道内后常规始发。鹿丹村车站盾构始发端头洞门埋深约25m,鹿丹村车站内场地受滨河大道和宝安立交及其匝道的影响，施工场地空间十分有限，其场地内管线交错复杂。左线盾构在始发竖

6、井内始发，不具备地面加固条件。右线盾构在渡线暗挖隧道内始发，端头位于布吉河边侧4m处，不具备地面加固条件。盾构右线利用渡线隧道始发，盾构始发端头离布吉河驳接岸4m,地面不具备加固条件，右线端头采用隧道全断面超前注浆加固(水平加固方式)；左线盾构在盾构始发井内始发，由于盾构井地而埋深较深，地面加固效果很难保证，故也选择全断面超前注浆加固。加固具体方案见盾构始发端头加固方案。图2-1盾构始发端头加固平面图(1)注浆加固的基本参数根据当前的工程地质和水文条件，端头加固长度设为9叱加固范围为盾构隧道边界外3m以内的空间；注浆压力控制2-3MPa,假定该地层浆液扩散半径为O.75m,则左右线端头加固注浆

7、的孔位布置图、终孔交圈图、左右线注浆加固剖面图见下图。图2-2注浆加固孔位布置图图2-3CC断面注浆加固交圈图图2-4盾构右线端头注浆加固剖面图(2)注浆加固达到的标准加固体施工完成后，应对加固体进行取芯试验，观察注浆效果，并于抽芯孔洞中进行注水试验以测试加固体的渗透系数，保证土体渗透系数WLoX10cms;3.安装调试3.1 暗挖隧道/盾构井主体复测暗挖隧道/盾构井主体具备始发条件后，项目部应组织测量人员对暗挖隧道/盾构井主体进行复测，测定实际偏差量，为盾构始发提供数据支持。主要复测项目包括：暗挖隧道/盾构井底板标高、侧墙和端墙位置及倾斜度、正常段底板标高、正常段侧墙净空、顶板底标高、中隔墙

8、位置等。方案中提及的参数主要依靠理论数据进行确定，待复测结果提供后，可进行适量调整。3.2盾构机托架安装盾构机需要根据设计图轴线坡度确定盾构机托架安装坡度，而且考虑到盾构在始发掘进过程中，由于盾构机自身的重心靠前,始发掘进时容易产生向下的“磕头”现象，故盾构轴线需比设计轴线适当抬高2030mm。水平摆放位置如图3-1、3-2所示。图3-2右线线托架安装位置平面图托架由型钢加工而成，现场拼装，加工精度要求为Imm拼装精度要求为2mm；托架安装精度要求为水平方向5m,垂直方向2mm,在托架施工前应预先由测量组测定盾构始发井底板原始标高，采用钢板垫块进行高度调节。托架前后左右均采用型钢与盾构井主体结

9、构锲紧。托架剖面如图3-3所ZjO图3-3托架剖面示意图3.3反力架、支撑安装(1)反力架受力分析盾构后盾由钢环、反力架框及钢支撑组成，钢环宽50cm,钢环精度要求:环面平整度5mm,使碎管片受力均匀，左线反力架框平剖面如图3-4所示。图3-4左线反力架框平剖面图右线盾构因为在渡线隧道内始发，始发反力架需要特殊加工，反力架在满足提供管片水平支撑力的同时外轮廓线不能超出暗挖隧道内衬净空尺寸。右线所使用反力架见图3-50右线盾构机始发反力架安装前需要在渡线隧道整个断面内预埋一定数量的钢板，靠预埋件提供盾构始发所需反力（反力架预埋件具体见见后面附图：反力架预埋件专册图）。图3-5右线反力架框平剖面图

10、反力架钢环后部用56#二根工字钢制作反力架框，钢环与反力架框之间焊接固定；在二根工字钢后用50Omm钢支撑，盾构掘进时的后座反向力由其传递至盾构井结构（详见图3-6）,钢支撑需焊接在预埋的钢板上。图3-6反力架斜撑受纵剖面简图盾构机始发时推力一般控制在1000T以下，盾构推力通过管片传递到反力架上，假设推力平均作用在反力架上，则反力架正八边形每边受到总推力的1/8,其中上边和四条斜边的力又分别传递到左右和下部三条边上，因此左右两钢梁上有两处集中力作用点，分别为正八边形上边传来集中力125T,两个斜边传来的集中力均为62.5T,均布荷载一处43.69Tm,受力模型如图3-7,轴力计算如图3-8所

11、示。图3-7受力分析模型图3-8轴力计算分析根据结构力学计算结果三根斜撑所受到的弯矩和剪力很小,轴力很大，所以以斜撑所受到的轴力计算斜撑的强度与稳定性。最长的支撑和最短的支撑能够满足要求那么中间的支撑也能满足要求，根据结构受力分析最大轴力140.45吨中间管轴97.6吨，考虑L5的安全系数计算结果：长斜撑的轴压力：=210T=2100kN短斜撑的轴压力：/=146T=146kN(2)斜撑强度与刚度验算按照建筑结构可靠度设计统一标准的规定，可变荷载分项系数q=1.4,根据钢结构的相应设计规范，抗力分项系数底=1.087,结构重要性系数按二级安全结构构件7o=lO0钢管斜撑截面面积：A=(0.52

12、-0.4762)m2=1.84xl0-2m2,截面惯性矩：/=亚4)=S04764)m4=5.48xl0m4。依上述条件分别对6464500长、短钢管斜撑进行强度与刚度验算。长斜撑强度与刚度验算：A.强度验算：*M2100kN1.41An._s235MPa=-=160MPa=215MPaA1.84102m2Lr01.087x1.0所以6500钢管长斜撑强度满足要求。B.刚度验算：首先计算长细比：入=&=M=0.65ll.1/77J1,84x10yg=41.39=132iVV5.4810-,P所以，长斜撑属于中长一粗短杆，按Q235钢的中长一粗短杆公式计算其临界应力。钢管轴心受压稳定系数4=0.

13、968,临界应力:2R%MP.f=.*=0.968=209.=1.0160.7Yr1.0870所以500钢管长斜撑刚度满足要求。短斜撑强度与刚度验算:A.强度验算: JqE _ 146OkNXL44-1.84102m2=111.3MPa=- ro235MPa1.087 1.0=215MPa所以3米500钢管强度满足要求。B.刚度验算：首先长细比:T =赠= 0.65x2.56 X 后需 = 953W32所以，短斜撑属于中长一粗短杆，按Q235钢的中长一粗短杆公式计算其临界应力。钢管轴心受压稳定系数=0.993,临界应力：f=-=0.993/r235MPa1.087=215MPa 0*=l .0

14、 111.3MPa=l 11.3MPa所以500钢管短斜撑刚度满足要求。2 .预埋铁焊缝强度验算500钢管通过预埋铁传力至盾构井底板，预埋铁的厚度为20mm,尺寸为1200mm800mmo预埋铁与焊缝之间采用T形围焊，外加四块肋形钢板，前后两块焊缝长度为30cm,左右两块焊缝长度为IOCm。焊缝高度为IOrnn,有效高度=7mm0焊缝应力按照轴力较大的11.Im长斜撑计算。椭圆形焊缝长度:f = d -iw, cos 35 f/TX500mm./八SUrcos3544()mm=1757mm，肋型钢板焊缝长度:w2=4(300mr-1Oomm)=I600mm焊缝应力：1.4x210OkN7mm (1757mm + 1600mm)*w=125MPa- =/o160MPa1.0=160MPa ,所以预埋铁焊缝强度满足要求。综合上述，反力架的设计安装