一种盾构始发掘进与到达施工方法

摘要

本发明公开了一种盾构始发掘进与到达施工方法，包括施工准备和监测点布置；端头加固；安装盾构始发配套装置；盾构设备安装调试；始发门洞配置和负环拼装；盾构分体始发和试掘进；盾构掘进控制和纠偏，以及辅助配套拆除；正常掘进，同步注浆，实现一个完整的掘进循环，直至掘进至检查井；盾构机过检查井再进行二次始发掘进，重复始发掘进和正常掘进过程，直至接收井；盾构机接收；最后进行盾构隧道二衬施工。本发明针对以泥质粉砂岩和强风化砾岩层为主的特殊地质情况设计施工方法，通过各个环节和条件的针对性设计和控制，有效提高了重力式进水管的盾构施工，在保证工程进度的基础上确保了工程质量稳定可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及管线盾构工法技术领域，具体地讲，是涉及一种用于重力式进水管施工的盾构始发掘进与到达施工方法。

背景技术

重力式进水管是在没有压力的情况下，依靠排水管的倾斜坡度重力自流，这是污水排放中最为常用的手段，具有投入使用后不产生动力费用，维护及检修量小等优点。重力式进水管设置深度较深，一般在14-20米深度，虽然可以采用常规工法开挖施工修建，但是当布置线路区域上具有较为成熟的建筑分布(如公园绿化带、道路、桥梁、各类管网设施、建(构)筑物等)时，会使得重力式进水管建筑施工环境复杂，常规工法容易对相关建筑造成影响。并且在施工当地土层地质条件属于以泥质粉砂岩和强风化砾岩层为主的地质施工环境时，常规工法更难保证施工过程的稳定性。因此，亟需改进。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于重力式进水管施工的盾构始发掘进与到达施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种盾构始发掘进与到达施工方法，主要用于重力式进水管施工，包括以下步骤：

S100、施工准备：基于配置好的盾构竖井基坑和盾构始发井，准备好相应的施工材料和施工机械设备，并在盾构施工全区间布设施工监测点；

S110、端头加固：采用袖阀管分段注浆的方式，在盾构隧道掘进方向10米范围和盾构隧道中线两边各3.2米范围进行盾构端头加固；

S120、安装盾构始发配套装置：在盾构始发井中根据盾构始发的尺寸和位置要求安装始发托架，并铺设供台车使用的临时轨道；

S130、盾构设备安装调试：在地面部分安装调试包括渣土池、管片等运输系统、搅拌站注浆系统、电瓶车充电系统、隧道通风系统、通信系统在内的相关配套系统，将盾构机组分段下井安装并进行空载调试和负载调试；

S140、始发门洞配置：在门洞上部采用后退式分段注浆方式设置一道管棚支护，通过门洞超前水平探孔探明端头加固及地层情况和渗漏水情况，在门洞洞口采用帘布橡胶板和圆环板配置密封止水装置；

S150、负环拼装：在盾构机组下井后采用辅助千斤顶将盾构机预顶至洞门内1米处，根据盾构机及基座位置安装反力架，将盾尾刷涂抹手抹油脂，再拼装负环；

S200、盾构分体始发：按刀盘与前盾、中盾、螺旋机、尾盾的顺序安装并试推，对包括液压管、水管、泡沫管、注浆管、膨润土管、电缆线在内的分体始发配套管线延长；

S210、试掘进：将盾构掘进的前100米作为试掘进段，收集整理试掘进过程中的各地层的掘进参数，匹配调整后续掘进参数；

S220、盾构掘进控制：采用使盾构刀盘正反转的方式，在滚动偏差超过3°时切换刀盘旋转方向，纠正滚动偏差，通过控制上侧和下侧千斤顶推力在竖直方向上进行纠偏，通过控制左侧和右侧千斤顶推力在水平方向上进行纠偏；

S230、辅助配套拆除：试掘进完成后盾构机停机，将剩余后配套下井，拆除负环和反力架；

S300、正常掘进：在开挖掘进时设备系统检查，设置激光导向系统和相关数据，管片输送并就位，灌浆材料制备并下井就位，盾构机掘进并出土，监控土舱和螺旋机的土压，同步注浆，实现一个完整的掘进循环，直至掘进至检查井；

S400、盾构机过检查井后停机检修，再进行二次始发掘进，当盾构施工全区间配置有多个检查井时，重复始发掘进和正常掘进过程，直至接收井；

S500、盾构机接收：当盾构机靠近接收洞门时，减缓掘进速度，并加固接收洞门，并在盾构机贯通隧道到达接收井后，在规定时间完成盾构机大件及主要部件拆卸并吊装出井；

S600、盾构隧道二衬施工：采用全圆针梁台车在盾构隧道内浇筑25厘米厚内衬水泥砂浆层。

具体地，所述盾构竖井基坑和盾构始发井采用围护桩+内支撑明挖法施工，围护桩结构采用直径1000mm的间隔灌注桩，端头盾构始发采用1000mm的玻璃纤维筋桩，竖向设置三道支撑，第一、二道支撑采用钢筋混凝土环框梁和钢筋混凝土支撑，第三道支撑采用609钢管支撑，冠梁以上采用挡土墙进行支护。

具体地，所述在盾构施工全区间布设施工监测点包括在区间隧道上行线轴线布设地面沉降监测点，在区间隧道上线布设剖面监测点，在区间隧道周围布设建筑物检测点，在区间隧道内布设沉降监测点，在区间隧道内布设收敛监测点。

具体地，所述采用袖阀管分段注浆的方式进行端头加固的过程如下：

S110a、场地平整：进行管线调查后，清除施工场地地面以下2米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实，同时合理布置施工机械、输送管路的电力线路位置，确保施工场地的三通一平；

S110b、孔位放样：用全站仪测定施工的注浆孔位，用钢筋作出明显标记，保证桩孔中心移位偏差小于5cm；

S110c、成孔：采用钻机钻进成孔，终孔直径不小于90mm，钻进深度达到注浆加固段高度，孔位间距2000mm，等腰三角形布置；

S110d、配备及灌入封壳料：在钻孔的同时配备封壳料，封壳料采用低强度水泥粘土浆，当钻孔深度达到设计要求后，从钻机的钻杆内灌入封壳料，注满后拔出钻杆，拔出后及时补浆；

S110e、制作及插入袖阀管：袖阀管外径76mm，能够承受的最大压力大于3MPa，袖阀管每节间隔800mm开设6个溢浆孔，袖阀管的底端头用土工布包紧扎住，防止封壳料进入袖阀管，拔出套管后插入袖阀管至设计深度，并使孔口管埋设牢固；

S110f、下注浆芯管：注浆芯管采用25mm焊接钢管加工，长0.5-0.6m，注浆芯管两端各加3-4个止浆橡胶皮碗，以形成阻浆塞，然后将注浆芯管下放至孔底；

S110g、配备注浆液：注浆液采用纯水泥浆，浆液水灰比位0.8-1.0，注浆液在搅拌均匀过筛后再泵送压注，并在注浆过程中连许搅拌；

S110h、注浆：采取分段式注浆，每一段注浆长度为注浆步距，注浆芯管长度为注浆步距长度，下袖阀管灌注封壳料后养护2-3天后开始注浆，注浆压力控制在0.2-0.4MPa，达到设计注浆压力或注浆量达到设计注浆量的80％以上时结束注浆；

S110i、芯管上提：注浆过程中，每段注浆步距完成后向上移动一个步距的注浆芯管长度，采用提升设备移动或人工采用管钳对称夹住注浆芯管，两侧同时均匀用力将注浆芯管上提，每完成3-4m注浆后，拆掉一节注浆芯管；

S110j、单孔完成：每次注浆完毕后进行换孔移位，并及时清洗注浆机、搅拌机和各种管路，保证后续注浆正常进行，然后逐个完成每个孔实现端头加固。

具体地，所述步骤S140中设置的管棚支护采用直径108mm壁厚6mm的无缝钢管，沿盾构拱部开挖轮廓线外200mm的位置布设，无缝钢管环向中心间距400mm，外插角1-2°，管棚支护设置的长度为10m，采用分节拼装加长，两节之间用丝扣连接，相邻两根无缝钢管接头错开不小于1m，其上布设注浆孔；

所述门洞超前水平探孔配置9个平均分布在门洞上，钻孔直径为50mm，钻孔深度为1.4m；

所送密封止水装置在洞口预埋的圆环板上安装，圆环板采用Q235A钢板制成，圆环板上预留固定螺孔，帘布橡胶板利用圆环板固定道洞口钢环上。

具体地，所述试掘进中，记录内容包括：a.隧道掘进：施工进度，油缸行程、掘进速度，盾构推力、土压力，刀盘及螺旋机转速，盾构内壁与管片外侧环形空隙；同步注浆：b.同步注浆：注浆压力、数量、稠度，注浆材料配比、注浆试块强度；c.测量：盾构倾斜度，隧道椭圆度，推进总距离，隧道每环衬砌环轴心的确切位置。

具体地，所述盾构掘进控制还包括盾构在空载向前推进时，控制盾构的推进油缸行程和限制盾构每一环的推进量；通过盾构机的推油缸行程来控制姿态；在保证盾构正常推进的情况下，降低总推力和刀盘扭矩；在盾尾完全进入洞体后，调整洞口密封，进行洞口注浆，注浆压力控制在1.5Bar以内；反力架、负环管片的拆除时间根据背衬注浆的砂浆性能参数和盾构的始发掘进推力决定，掘进100m以上同时前50环完成掘进7日以上，开始进行反力架、负环管片拆除。

具体地，所述盾构机接收的流程包括出洞土体加固，安装接收架、洞门复核测量，盾构机位置及姿态复核测量，洞门凿除、安装洞口防水装置，盾构出洞，清理刀盘、前移盾体到位，拆除刀盘连接、起吊刀盘，断开台车与主机管线后移台车，拆除螺旋机后移台车，拆除螺旋桨管线、驱动、后套管、绞龙杆并移至隧道，拆除前盾体连接并吊出前盾，拆除铰链连接、调出铰接盾体，顶出盾尾、拆除千斤顶，吊出盾尾、拆除千斤顶，吊出螺旋机部件，拆除接收支架、铺设台车轨道，断开台车连接、依次吊出台车，拆除并吊出井下相关辅助支架。

具体地，所述盾构机接收过程中配套的到达施工包括以下步骤：

S410a、根据盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划进行掘进，以每一环的小纠偏量逐步完成纠偏；

S410b、在盾构机距离端头墙50m时，选择合理的掘进参数，逐步放慢掘进速度，掘进速度控制在20mm/min以下，推力逐渐降低，缓慢均匀地切削土体，以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌；

S410c、盾构进入到接收段后，通过地表监控量测，并及时反馈测量信息以控制盾构机掘进；

S410d、盾构机刀盘距离贯通里程小于10m时，在掘进过程中，通过观测出洞洞口的变化情况，实际调整掘进参数；

S410e、在拼装的管片进入加固范围后，浆液改为快硬性浆液，提前在加固范围内将泥水堵在加固区外；

S410f、当管片最后一环管片拼装完成后，通过管片的二次注浆孔，注入双液浆进行封堵；

S410g、当盾构前体盾壳被推出洞门时，通过压板卡环上的钢丝绳调整折页压板使其尽量压紧帘布橡胶板，以防止洞门泥水及浆液流出，并在管片脱出盾尾时再次拉紧钢丝绳，使压板能压紧橡胶帘布。

具体地，所述盾构隧道二衬施工的过程包括：

S610a、先由台车自行行走至首仓段位置，准确测量使二衬台车定位，保证台车中线与隧洞中线一致，然后清理基底杂物、积水和浮渣，装设挡头模版，按设计要求装设止水带；

S610b、混凝土浇筑前，从台车浇筑窗口将防水层表面进行除尘并洒水润湿，确保混凝土浇筑过程中密实，防止混凝土收缩开裂，浇筑时混凝土自下而上浇筑，首先从腰部一侧放灰，对底部进行浇筑；

S610c、达到腰梁位置后从顶部开始放灰孔开始放灰，在放灰期间用木锤敲打模版，找出未密实部分，配以振捣棒辅助振捣，保证模版内混凝土密实；

S610d、自密实混凝土由搅拌站集中拌合，混凝土搅拌运输车运输至浇筑地点，由吊车或导管将自密实混凝土下放至洞内混凝土输送车，然后由混凝土运输车泵送送入模板台车内；

S610e、在浇筑靠近底部的混凝土时控制入仓速度，速度放慢，防止出现蜂窝、麻面缺陷；在浇筑顶部混凝土时速度加快，防止顶拱混凝土脱空；

S610f、混凝土浇筑均匀上升，两侧混凝土高差控制在30～50cm，局部最大高差不得超过60cm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明针对特殊地质情况(如以泥质粉砂岩和强风化砾岩层为主的地质)设计施工方法，通过各个环节和条件的针对性设计和控制，有效提高了重力式进水管的盾构施工，在保证工程进度的基础上确保了工程质量稳定可靠。本发明设计巧妙，方便实施，适于在重力式进水管的盾构施工中应用。

附图说明

图1为本发明-实施例的整体流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1所示，该盾构始发掘进与到达施工方法，主要用于重力式进水管施工，包括以下步骤：

S100、施工准备：基于配置好的盾构竖井基坑和盾构始发井，准备好相应的施工材料和施工机械设备，并在盾构施工全区间布设施工监测点；

S110、端头加固：采用袖阀管分段注浆的方式，在盾构隧道掘进方向10米范围和盾构隧道中线两边各3.2米范围进行盾构端头加固；

S120、安装盾构始发配套装置：在盾构始发井中根据盾构始发的尺寸和位置要求安装始发托架，并铺设供台车使用的临时轨道；

S130、盾构设备安装调试：在地面部分安装调试包括渣土池、管片等运输系统、搅拌站注浆系统、电瓶车充电系统、隧道通风系统、通信系统在内的相关配套系统，将盾构机组分段下井安装并进行空载调试和负载调试；

S140、始发门洞配置：在门洞上部采用后退式分段注浆方式设置一道管棚支护，通过门洞超前水平探孔探明端头加固及地层情况和渗漏水情况，在门洞洞口采用帘布橡胶板和圆环板配置密封止水装置；

S150、负环拼装：在盾构机组下井后采用辅助千斤顶将盾构机预顶至洞门内1米处，根据盾构机及基座位置安装反力架，将盾尾刷涂抹手抹油脂，再拼装负环；

S200、盾构分体始发：按刀盘与前盾、中盾、螺旋机、尾盾的顺序安装并试推，对包括液压管、水管、泡沫管、注浆管、膨润土管、电缆线在内的分体始发配套管线延长；

S210、试掘进：将盾构掘进的前100米作为试掘进段，收集整理试掘进过程中的各地层的掘进参数，匹配调整后续掘进参数；

S220、盾构掘进控制：采用使盾构刀盘正反转的方式，在滚动偏差超过3°时切换刀盘旋转方向，纠正滚动偏差，通过控制上侧和下侧千斤顶推力在竖直方向上进行纠偏，通过控制左侧和右侧千斤顶推力在水平方向上进行纠偏；

S230、辅助配套拆除：试掘进完成后盾构机停机，将剩余后配套下井，拆除负环和反力架；

S300、正常掘进：在开挖掘进时设备系统检查，设置激光导向系统和相关数据，管片输送并就位，灌浆材料制备并下井就位，盾构机掘进并出土，监控土舱和螺旋机的土压，同步注浆，实现一个完整的掘进循环，直至掘进至检查井；

S400、盾构机过检查井后停机检修，再进行二次始发掘进，当盾构施工全区间配置有多个检查井时，重复始发掘进和正常掘进过程，直至接收井；

S500、盾构机接收：当盾构机靠近接收洞门时，减缓掘进速度，并加固接收洞门，并在盾构机贯通隧道到达接收井后，在规定时间完成盾构机大件及主要部件拆卸并吊装出井；

S600、盾构隧道二衬施工：采用全圆针梁台车在盾构隧道内浇筑25厘米厚内衬水泥砂浆层。

具体地，本实施例以成都地区的一重力式进水管的施工为例进行具体说明，重力式进水管道约1.6公里，由某污水处理厂通过分水井分出30万吨/天流量，沿该重力式进水管道流入污水调水泵站，该重力式进水管道途径人工湖、高速公路、绿化带、堰坝等区域，所经区域的公园绿化带已基本成型，道路、桥梁、各类管网设施、建筑物等均有分布，该重力式进水管建筑环境复杂。经调研设计后的具体技术参数如下：

管片外径3.2m，管片厚度25cm，隧道内径2.7m。管片采用C50P12强度等级的混凝土，后期管片内整体浇筑25cm厚内衬水泥砂浆，成型后的重力进水管道内径为2.2m。盾构段长度约为1.68km，线路共设平面曲线5处，曲率半径为200m和500m，线路全线坡度为1‰，隧道最浅埋深为18m，最深埋深为20m。本衬砌环分为6块，1块封顶块，2块邻接块，3块标准块。衬砌成环后直径允许偏差：12mm；相邻环环面间隙：不大于2mm；纵缝相邻块块间间隙：不大于2mm；对应的环向螺栓不同轴度：小于1mm；相邻环管片的允许高差(踏步允许值)：4mm；相邻管片肋面不平整度偏差：3mm；盾构轴线控制：高程、平面控制均为50mm；管片无贯穿裂缝，无大于0.2mm宽度的裂缝及砼剥落现象。盾构始发轴线平面位置允许偏差±50mm，采用经纬仪检查，1点/1环；高程允许偏差±50mm，采用水准仪检查，1点/1环；衬砌环直径椭圆度：±0.5％D(隧道外直径)，相邻管片的径向错台：5mm，相邻环片环面错台：6mm。盾构管片日生产15环，抽取1环检查，宽度、弧、弦长、厚度允许偏差±1mm。盾构管片每生产200环都进行依次水平拼装检查，环向缝间隙、纵向缝间隙、成环后内径、成环后外径允许偏差±2mm。

预先在污水处理厂处配置盾构竖井基坑，所述盾构竖井基坑和盾构始发井采用围护桩+内支撑明挖法施工，分水井采用锚网喷倒挂井壁施工。基坑长度为15.6米，宽度为11.6米，深度为19.63米。围护桩结构采用直径1000mm@1600-1800的间隔灌注桩，端头盾构始发采用1000mm@1700的玻璃纤维筋桩，始发井及分水井竖向设置三道支撑，第一、二道支撑采用钢筋混凝土环框梁和钢筋混凝土支撑，第三道支撑采用609钢管支撑，壁厚16mm，钢支撑水平间距约为3m；冠梁以上基坑采用300mm挡土墙进行支护。

盾构始发与掘进,进场前期生产准备：

施工前，生产要准备想要的人员、材料、机械设备，为后续施工做准备：机械设备的选型配备，根据施工总进度计划和月高峰强度而制定的，同时考虑了特殊情况下的应急设备、备用设备，以确保施工工期和工程质量，满足工程施工的需要；确保上场机械设备的性能完好、设备数量充足，保证工程的施工，满足业主的要求；根据每日掘进情况，提前储备相应的施工材料，保证施工的顺利进行；施工班组及管理配置。

施工监测点布设：施工监测点范围为盾构施工全区域，主要时为监测沿线地表建筑物变形(尤其是楼房、桥梁、高架等)以及地面沉降，以便及时采取相应的施工方法和技术措施加以控制，以保证各风险建筑物以及地下管线的安全。1)区间隧道上行线轴线地面沉降监测点的布设：分别沿上行线轴线布设，每隔30m布设一个。距洞口30m范围内地面沉降点采用深层土体监测点，中间段监测点埋设根据隧道推进区地质条件，在土层地表区，宜采用水准钉设点。2)区间隧道上线轴线剖面监测点的布设：剖面各点间距分别为5m、10m、15m,每排断面共计3个点(轴线点除外)。地表深层沉降监测点的埋设方法为：先在地面上用混凝土取芯钻机直接在地表钻孔，孔深约40cm,孔径10cm。钻孔完成后，在孔下部预埋设带有丝扣的基座，长约10cm,用水泥砂浆固定。待基座固定后，将长30cm，直径18mm的钢筋测点与基座牢固连接。钢筋测点下部带有的丝扣与基座相配套，通过拧紧丝扣连接牢固。测点外侧套上直径约为20mm的PVC管，将钢筋测点与周边的水泥砂浆相隔离，最后将待PVC管与孔壁间注满水泥砂浆，并在上方预埋测点保护盖。工程完成后可将钢筋测点通过拧松丝扣将其取出。3)区间隧道周围建筑物检测点布设：在隧道轴线上方两侧30m范围内，直接法布点用射钉敲入房角，或利用原有点。4)区间隧道内沉降点布设：隧道内沉降监测点，即在上行线各10m(10环)布置一个监测测点。埋设方法：借助于隧道管片底部的螺栓,螺栓表面呈弧形，必须保证螺栓不允许有松动。5)区间隧道内收敛点布设：分别在上线50m(50环)范围内布设1个收敛监测断面，每个监测断面分纵向及横向两个方向。埋设方法：在监测点设计隧道底部及侧壁刻划激光测距仪安置位置。对于地表沉降点布设，布设测点前用全站仪在现场按设计里程及坐标确定隧道轴线位置；在地面上布置平行于隧道轴线的沉降监测点和垂直于隧道轴线的沉降监测点，平行于隧道轴线的沉降监测点设置为：始发与接收段100米内每5m布设一个轴线沉降监测点，每10m布设一个监测断面，一个断面为10～15个点；标准区间段每10m布设一个轴线沉降监测点，每20布设一个监测断面，每个断面上至少10～15个测点，断面测点距离隧道轴线分别为23m、18m、13m、8m、3m、0m(轴线点)、3～5m、8m、3～5m、0m(轴线点)、3.0m、8m、13m、18m、23m。对于管片衬砌净空收敛，监测点埋设在结构断面上，同管片衬砌拱顶沉降同断面，盾构施工的每一区间隧道，每隔50m设置一个主测断面，盾构始发和接口部位布设断面；选用直径为22mm螺纹钢，埋设在结构断面两侧，外露长度5cm，在外露的螺纹钢头，焊接一椭圆形钢环，用红油漆标记统一编号，并设置保护装置。

管片的出厂检验：管片出厂时，管片强度应到达设计强度的100％。管片出厂前发货员应检查管片的合格章以及检验人员代号章才允许装车出厂。管片运到施工场地，须经施工单位验收合格办理签收手续后，方可认为该管片生产过程的完成，验收合格。管片发运前，发货员应登记管片的分块号、生产序号及生产日期等资料。同时采用信息化管理，利用二维码监控管片质量。管片发运前，应再次检查该批管片的原材料及其试验情况报告，确保合格后方可出厂。

管片的运输、搬运：装运管片时，总高度要限制在3.6m之内。车上的管片必须有底座支承并用绳索捆牢，以免运输途中发生错动而损坏。运输道路必须平整坚实，有足够的路面宽度与转弯半径，并要根据路面情况掌握行车速度。根据管片重量、尺寸及工地具体情况选择合理的运输车辆和装卸机械进行装卸。管片不论在装车或卸车堆放时，都应按设计的位置设定，满足管片受力情况。叠放时，管片之间的垫条要在同一垂直线上，垫条厚度相等。严禁人员在起重臂和已吊的重物下停留和行走。使用两根以上绳扣吊管片时，绳扣间的夹角如大于100度，应加设卡环以防止绳扣滑行。挂吊管片时，必须保证吊钩、吊索钩稳、挂正才起吊，发出信号清晰明确。管片应轻吊轻放，吊运过程应保持平稳。

端头加固：本工程盾构端头加固采用

a、场地平整：进行管线调查后，清除施工场地地面以下2米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实，同时合理布置施工机械、输送管路的电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”；

b、孔位放样：用全站仪测定施工的注浆孔位，用钢筋作出明显标记，保证桩孔中心移位偏差小于5cm；

c、成孔：采用钻机钻进成孔，终孔直径不小于90mm，钻进深度达到注浆加固段高度，在钻孔过程中做好记录，以供注浆作业参考，孔位间距2000mm，等腰三角形布置；钻进过程中遇涌水或因岩层破碎造成卡钻时，应停止钻进，进行注浆扫孔或加设套管后再行钻进；

d、配备及灌入封壳料：在钻孔的同时配备封壳料，封壳料采用低强度水泥粘土浆，为使封壳料厚度均匀，应使袖阀管位于钻孔中心。当钻孔深度达到设计要求后，从钻机的钻杆内灌入封壳料，注满后拔出钻杆，拔出后及时补浆；

e、制作及插入袖阀管：袖阀管外径76mm，能够承受的最大压力大于3MPa，袖阀管每节间隔800mm开设6个溢浆孔，溢浆孔直径为8～10mm。开孔处管外紧箍橡胶套，覆盖注浆孔。袖阀管的底端头用土工布包紧扎住，防止封壳料进入袖阀管，拔出套管后插入袖阀管至设计深度，并使孔口管埋设牢固；

f、下注浆芯管：注浆芯管采用25mm焊接钢管加工，长0.5-0.6m，注浆芯管两端各加3-4个止浆橡胶皮碗，以形成阻浆塞，先检查注浆头的状况，如单向阀的状态是否良好；检查管路不能有堵塞现象，并保证各节管路的连接质量；如果袖阀管出现堵塞，应先进行洗管，然后将注浆芯管下放至孔底；

g、配备注浆液：注浆液采用纯水泥浆，浆液水灰比位0.8-1.0，注浆所用水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥，注浆液在搅拌均匀过筛后再泵送压注，并在注浆过程中连许搅拌，搅拌时间应大于3min；为了增加可灌性，在浆液中可加入水泥用量0.3％～0.5％的复合型减水早强剂；

h、注浆：采取分段式注浆，每一段注浆长度为注浆步距，注浆芯管长度为注浆步距长度，下袖阀管灌注封壳料后养护2-3天后开始注浆，注浆压力控制在0.2-0.4MPa，达到设计注浆压力或注浆量达到设计注浆量的80％以上时结束注浆；随着注浆压力逐步提升，地面或周边建筑物入发生隆起等变化时应停止注浆；

i、芯管上提：注浆过程中，每段注浆步距完成后向上移动一个步距的注浆芯管长度，采用提升设备移动或人工采用管钳对称夹住注浆芯管，两侧同时均匀用力将注浆芯管上提，每完成3-4m注浆后，拆掉一节注浆芯管；

j、单孔完成：每次注浆完毕后进行换孔移位，并及时清洗注浆机、搅拌机和各种管路，保证后续注浆正常进行，然后逐个完成每个孔实现端头加固。

k、注浆效果检验：在袖阀管注浆完成以后，等待28天，然后按照设计要求对加固土体进行钻芯取样并做物理化实验，满足设计要求后方可进行下道工序，否则需进行补注浆直至合格。

袖阀管注浆施工注意事项：1)钻孔深度及注浆步距设计，在施工场地根据钻孔布置图准确地进行注浆孔位置放样，并同时测量各孔位的地面标高。再根据盾构标高及注浆范围要求，准确计算出各注浆孔位的钻孔深度；注浆加固范围为基坑底至中风化岩层顶面，隧道范围袖筏管底距隧道顶净距至少1m，注浆孔扩散半径0.4～0.8m。2)钻孔和注浆顺序先外围，后内部，从外围进行围、堵、截，内部进行填、压，同一排间隔施工。注浆形式采用后退式注浆，岩层破碎容易造成坍孔时，采用前进式注浆。3)加固施工前需完成管线摸查和迁改，若发现加固措施与地下管线冲突，施工单位应立即通知监理、业主及相关设计人员，以便采取相应措施。4)加强监测工作，若发现地面开裂、沉降加速等情况，应立即停止施工，并采取有效的措施，在经现场施工监理确认安全并上报业主及设计人员确认后方能继续进行施工。5)若施工加固效果达不到预期要求，施工单位应立即停止施工，通知监理、业主及相关设计人员，以便采取相应措施。

地面相关配套系统安装调试：地面系统主要包括渣土、管片等运输系统、搅拌站注浆系统、电瓶车充电系统、隧道通风系统、通信系统等。

始发托架的安装：盾构始发托架按图纸进行制作和安装，制作和安装误差要符合要求，即满足轴线上下左右各50mm。在盾构机始发托架组装之前，根据始发托架的高度、宽度及长度要求，结合盾构外径尺寸以及始发洞口中心、隧底标高要求，确定始发托架在盾构井中的空间位置。但考虑到盾构在始发掘进过程中，由于盾构机自身重心靠前，始发掘进时容易产生向下的“磕头”现象，托架标高需高于设计标高20～30mm，盾构机托架安装时应根据盾构机计划姿态进行设置，垂直于洞门方向进行摆放，托架由型钢加工而成，现场拼装。

反力架安装：盾构机始发时巨大的推力通过反力架传递给工作井结构，为确保盾构机顺利始发，需要安装反力架。反力架在地面制作完成后分体吊运下井，根据盾构机及基座的实测位置，调整好反力架的安装位置和纵、横向垂直度。反力架需做好受力分析工作，其最大承载力应大于切削土体所需总推力的1.5倍。

轨道铺设：在始发阶段盾构机台车未进入隧道之前，先铺设临时轨道，供电瓶车和台车使用。

盾构机下井安装调试：盾构机调试分为空载调试和负载调试。空载调试：盾构机拼装和连接完毕后，即可进行空载调试，空载调试主要是检查设备是否正常运转。主要调试内容为：液压系统、润滑系统、冷却系统、配电系统、变速系统、管片拼装机以及各种仪表。负载调试：通常试掘进时间即为对设备负载调试，负载调试时将采取严格的技术和管理措施保证工程安全、工程质量和线型精度。

洞门管棚：为了进一步保证始发的安全，除袖阀管注浆加固外，还在洞门上部增设

水平探孔：盾构始发门洞超前水平探孔是为了探明端头加固及地层情况及渗漏水情况，水平探孔共计9个，钻孔直径为50mm，钻孔深度为1.4m，施工时将9个孔平均分布在洞门上，中间一个孔需向旁移20cm,以避免打掉测量组放出的盾构中心点。钻孔技术要求：1)脚手架平台搭设脚手架钢管采用Ф48、无锈蚀、无裂纹钢管，平台搭设必须牢固，为了防止倾覆将脚手架可靠连接在盾构机刀盘上；2)在竖向各层脚手架钢管上铺满木板或行人踏板，并用铁丝将其固定在脚手架上，以此作为水平探孔施工平台。3)探孔定位水平探孔在R＝1100mm的圆上布设4个50mm孔(相互间为90°)，在R＝1800mm的圆上布设4个50孔(相互间为90°)。另外一个布设在洞门中心上，偏离中心200mm靠右侧。放样时，用红油漆标出孔位，当洞门钢环支撑有影响时，可做100mm的孔位调整。4)钻孔就位并钻孔根据孔位，将钻机固定在洞门的地连墙，钻杆垂直地连墙钻进。水平探孔深度为1.4m，若遇到地连墙鼓包处，适当加深孔深；5)孔深到达设计要求后，及时向现场值班工程师进行报检确认。钻孔中遇到突发事件处理：在钻孔过程中，出现孔内涌水或涌砂时，立即安装注浆球阀和压注双液浆，同时将洞门口的相关施工人员撤离现场。

洞门密封装置：洞口密封是为盾构在始发时防止背衬注浆砂浆外泄所用。盾构在出洞过程中，洞口钢环与盾构壳体可形成环形的建筑空隙。为防止盾构出洞时泥水大量从洞门外通过此建筑空隙串入井内，影响开挖面土体压力的建立、开挖面土体的稳定及工作井和盾构内的施工，必须设置性能良好的密封止水装置，确保初始土压平衡的正确建立和施工安全。密封止水装置在出洞洞口预埋的圆环板上安装，圆环板采用Q235A钢板制成。圆环板上预留固定螺孔，作为密封止水装置的帘布橡胶板是利用圆环板固定到洞口钢环上。

涂刷盾尾密封油脂：盾构掘进过程中，管片是静止不动的，盾体是连续移动的，因此盾尾和已装管片间存在相对滑动。为了防止外部污水和泥砂等进人盾构内，必须对盾尾和管片间进行密封处理。盾尾密封一方面靠装在盾尾内壁的三道钢丝刷密封，另一方面是靠充满整个油脂腔的油脂建立起压力进行密封；同时注人到油脂腔内的油脂也可以起到润滑和保护钢丝刷、延长其使用寿命的作用。盾尾油脂是一种以油脂为主剂，加入纤维、改性剂、填充剂等添加剂而制得的膏状物，主要起到密封、防水、润滑、防腐蚀作用。在盾尾油脂又分为手抹油脂和机打油脂两种，手抹油脂在始发时使用，机打油脂在推进过程中使用。盾尾油脂的作用：润滑作用－－盾尾和管片外壁之间的摩擦，会影响盾构的推进和损坏盾尾装置－－有效保护盾尾；密封作用－－土层中的泥浆渗入会影响盾构的正常工作和增加施工难度－－隔绝泥浆，防止泥水和泥浆的渗入，保障盾构的顺利推进；此外，盾尾密封油脂对钢丝刷和钢结构有防锈、防腐蚀和减少磨损的效果。在盾构始发拼装负环之前，需要先将盾尾刷涂抹手抹油脂，在始发以后，机打油脂一般情况下，无法进入盾尾刷，故此次涂抹必须按要求进行，不得疏忽。

负环拼装：由于后期始发端洞门环梁设计尺寸为700mm，管片宽度1.0m，所以第一环管片(零环)露出井壁位置L1＝0.3m，后期施工环梁时直接将第一环管片拉出。从节约成本和减少工期考虑，负环管片在能满足盾构始发的情况下尽量要短，考虑到始发井尺寸很小，为最大限度提高反力架的强度，反力架可直接靠在始发井壁。盾构机的长度约L＝9.30m。在盾构机下井后可采用辅助千斤顶将盾构机预顶至洞门内约1m处后，开始安装反力架用于承受盾构机的推进反力。此时开始采用盾构自带千斤顶开始正常的始发掘进。

洞门始发装置安装：在围护结构破除后，盾构始发台端部距离洞口围岩必然会产生一定的空隙，为保证盾构在始发时不致于因刀盘悬空而产生盾构“叩头”现象，需要在始发洞内安设洞口始发导轨。安设始发导轨时应在导轨的末端预留足够的空间，以保证盾构在始发时，不致因安设始发导轨而影响刀盘旋转。盾构始发导轨采用30kg钢轨制作，导轨长6m。

洞门凿除：根据凿除洞门工作的需要，预先在洞圈内搭设钢管脚手架。在盾构(包括出洞施工的一切相关设备)定位安装及调试完成后，在确保盾构运转状况良好的情况下开始凿除洞门。本工程采用风镐将洞门作粉碎性凿除处理。凿除砼之前，先在竖墙上按设计尺寸画出洞门的轮廓线。凿除时分两层进行。先凿除洞圈内围护桩厚度一半即厚500mm一层的钢筋混凝土，为确保凿除作业安全进行，出现意外情况以便及时封堵，剩下厚500mm的一层采取分块、由下而上的次序凿除，共分九块，直至凿出最外排玻璃纤维主筋为止。洞门凿除实施连续作业，以缩短工作时间，减少正面土体的流失。整个作业过程中，由专职安全员进行全过程的监督，杜绝安全事故发生，确保人身安全，同时对洞口的密封止水装置采取措施进行保护。

盾构分体始发：由于盾构机整机长度约为75m，而盾构始发井净空长度约为12米，不满足整体始发条件，需采取分体始发的方式。盾构机调试，盾构机连接好后，即可进行空载调试，主要调试内容为：1)刀盘驱动系统测试：正转、反转功能、最大速度、速度调节、压力等是否正常。2)液压泵站测试：检查液压油过滤、循环系统。3)管片安装系统测试：各自由度功能检测、抓取管片功能检测。4)注浆泵系统测试：各个功能是否达到性能要求，换向和调速是否正常。5)其他辅助液压系统测试。6)管片吊机功能测试。7)齿轮油循环系统测试：是否正常，液位报警功能等。8)盾尾油脂注入系统测试：工作压力是否正常，自动工作情况是否合理。9)主轴承系统测试：工作压力是否正常，并将刀盘前部油脂注满。10)油脂密封系统是否正常并且将油脂注满主轴承，直至溢出，测量压力是否到达要求，控制部分功能是否正常，小油脂桶液位连锁功能是否正常。11)测试空气加压系统的控制部分是否正常，压力是否正常。12)水循环系统能否工作，主驱动部分流速是否达标，压力是否正常。13)整机联动控制是否正常，各个环节在控制室的控制情况是否正常。14)盾构机故障显示测试。15)导向系统调试。16)空载调试证明盾构机具有工作能力后即可进行负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力；使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。

分体始发顺序：在前盾吊装下井和刀盘吊装下井后，进行刀盘与前盾安装；然后中盾吊装下井，进行中盾安装；然后螺旋机吊装下井，进行螺旋机安装；然后尾盾吊装下井，进行尾盾安装；然后管线驳接，进行调试、试推，进而推进施工。同时，分体始发需要将配套管线延长，满足掘进要求，主要是液压管、水管、泡沫管、注浆管、膨润土管、电缆线等。之后台车下井。

盾构始发掘进：一个完整掘进的循环，包括设备系统检查，设置激光导向系统和相关数据，管片输送并就位，灌浆材料制备并下井就位，盾构机掘进并出土，监控土舱和螺旋机的土压，同步注浆。本工程段隧道的掘进施工，主要在泥质粉砂岩和强风化砾岩层中进行。本次盾构机选用机器类型是以对地质条件的研究为基础。就本工程而言，采用土压平衡式(EPB)盾构机进行施工。该盾构刀盘针对本工程的地质条件进行了特殊设计，具有以下特征：1)土舱可在土压下安全工作，便于土压平衡。刀盘开口率(30-35％)，可使渣土顺利地从切削面流向土舱，对于隧道路线的地质情况的复杂性、多变性和粘性这一点尤为重要，可直接将土压传到土压传感器，易于进入切削面除去障碍物，易于钻探进行土壤处理。刀盘可双向旋转用于防止机器的自身转动。2)盾构刀盘切削开挖面的土体，然后在土舱内搅拌，保持一定的土压力，密封土舱壁中设置土压力传感器。由土压力的大小来通过电子讯号控制螺旋运输机的转速(即改变排土量)，维持土舱内的恒定的土压力值，达到支护开挖面，控制地面沉降的目的。土体经螺旋运输机输送至皮带运输机，然后输送至土斗内由电瓶车牵引运出。3)盾构推力由千斤顶提供，油缸作用在管片的凸面，克服阻力向前推进，当推至一环衬砌距离后，拼装管片。

盾构始发施工要点：1)盾构在空载向前推进时，主要控制盾构的推进油缸行程和限制盾构每一环的推进量。要在盾构向前推进的同时，检查盾构是否与始发台、始发洞发生干涉或是否有其他异常情况或事故的发生，确保盾构安全的向前推进。2)主要通过盾构机的推油缸行程来控制姿态。3)在保证盾构正常推进的情况下，稍微降低总推力和刀盘扭矩。4)在盾尾完全进入洞体后，调整洞口密封，进行洞口注浆。浆液不但要求顺利注入，而且要有早期的强度。注浆压力控制在+1.5Bar以内(高于断面水土压力)。5)反力架、负环管片的拆除时间根据背衬注浆的砂浆性能参数和盾构的始发掘进推力决定。一般情况下，掘进100m以上(同时前50环完成掘进7日以上)，可以根据工序情况和工作整体安排，开始进行反力架、负环管片拆除。

试掘进：盾构掘进的前100m作为试掘进段，通过试掘进段拟达到以下目的：1)用最短的时间对新盾构机进行调试、熟悉机械性能，改进盾构机的不完善部分。2)了解和认识本工程的地质条件，掌握各地质条件下复合式盾构的操作方法。3)收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数，制定正常掘进各地层操作规程，为实现快速、连续、高效的正常掘进打好基础。4)熟悉管片拼装的操作工序，提高拼装质量，加快施工进度。5)通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机进洞时以及推进时对周围环境的影响，掌握盾构推进参数及同步注浆量。6)通过盾构试掘进施工，摸索出盾构在相应地层中掘进姿态控制措施和方法。

试验段的试掘进施工中详细记录不同时段、不同地层所采取的不同掘进参数的进尺情况；相同的掘进参数对于不同地层其进尺和刀盘的磨损情况；以及相同的地层采取不同的掘进参数，记录其进尺及刀盘磨损的情况。同时，详细记录注浆压力与地层的关系。具体记录内容有：1)隧道掘进：施工进度，油缸行程、掘进速度，盾构推力、土压力，刀盘及螺旋机转速，盾构内壁与管片外侧环形空隙(上、下、左、右)；2)同步注浆：注浆压力、数量、稠度，注浆材料配比、注浆试块强度(每天取样试验)；3)测量：盾构倾斜度，隧道椭圆度，推进总距离，隧道每环衬砌环轴心的确切位置(X、Y、Z)。数据收集后，及时进行分析、整理，总结出本工程隧道掘进过程中不同的地层应该采取的掘进参数，为工程的顺利进行提供技术依据。

设备概况：

复合式土压平衡设备综合性能，土压平衡盾构机的盾构机主要构造：刀盘、刀盘驱动、壳体、推进系统、人闸、螺旋输送机、管片安装机。盾构主机，本工程刀盘标准开挖直径为3410mm，1)刀盘对本工程不同的地质具有良好的开挖能力。2)刀盘的转速应能根据地层条件变化随时可调。3)刀盘能便于检查刀盘、刀具，且能保证刀具安全快速更换。刀盘正面设有泡沫、水等注入口，满足渣土改良要求。4)刀盘能满足人员进入掌子面排除刀盘前方的障碍物。5)刀盘采用12英寸盘型滚刀，配置的刀具有足够的破岩能力和耐磨损能力。6)配置超挖刀能满足刀具更换和施工过程中需要扩大开挖直径的要求。7)盾构机有足够的推力、扭矩、功率储备能避免在不良地质情况下盾构机被卡住或损坏。8)主轴承及驱动组件工作时间都能满足10000h运转(或掘进12公里)，并有可靠的主轴承密封系统。9)盾构机能满足最小50m转弯半径的主动铰接系统。铰接密封可靠。10)盾构机尾部设有三排盾尾刷，能满足40-50m埋深条件下掘进的需要。11)盾构机具有良好的方向控制能力，能满足掘进方向水平、竖向施工误差。12)盾构机带有自动测量导向系统，且有足够的精度，能及时显示盾构机的方位和姿态。13)盾构机内配置的电气设备具有好的防水性能，以满足盾构机在富水地段能够顺利施工。14)盾构机内具有良好的液压和润滑系统。15)盾构机掘进管理系统都为PLC自动控制功能，能实时显示各种掘进参数。16)盾构机配置有数据采集处理和故障自动显示功能。

后配套辅助系统：包括出碴系统、碴土改良系统、管片运输系统、同步注浆系统、液压泵站、注脂系统、控制系统、供电系统、压缩空气系统、水系统、通风系统。1)应急照明、通风能力、排水能力能满足本工程的需要。2)具有良好的通风及隧洞主风管的自动延伸机构。3)采用螺旋输送机、皮带机以及水平运输系统出渣，隧道内部干净整洁。4)具有完善的材料供应系统及起吊设备，足够的材料储备空间。5)具有舒适、人性化盾构机操作间。6)电气设备具有好的防水性能，运动件设有可靠的安全防护装置。7)具有气体监测、消防、通讯、闭路电视监视系统。

始发掘进工程调整措施：盾构机在完成前100m的试掘进后，将对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。主要内容包括：1)根据地质条件和试掘进过程中的监测结果进一步优化掘进参数。2)正常推进阶段采用100m试掘进阶段掌握的最佳施工参数。通过加强施工监测，不断地完善施工工艺，控制地面沉降。3)推进过程中，严格控制好推进里程，将施工测量结果不断地与计算的三维坐标相校核，及时调整。将里程偏差控制在：缓和曲线、圆曲线段：X(隧道设计纵轴方向即沿里程方向)、Y(垂直隧道沿设计轴线方向)＜50mm。4)盾构应根据当班指令设定的参数推进，推进出土与衬砌背后注浆同步进行。不断完善施工工艺，控制施工后地表最大变形量在+10，-30mm之内。5)盾构掘进过程中，坡度不能突变，隧道轴线和折角变化不能超过0.3％。6)盾构掘进施工全过程须严格受控，工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、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。7)盾构机操作人员须严格执行指令，谨慎操作，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。8)做好施工记录，记录内容有：隧道掘进的施工进度、推进油缸行程、铰接油缸行程、掘进速度、盾构推力、土压力、刀盘转速、扭矩、螺旋机转速、扭矩、盾尾间隙(上、下、左、右)；同步注浆：注浆压力、注浆量、注浆材料配比。9)建立工作日报制度，通过互联网信息化管理，建设单位、监理单位、施工单位全方位监控。

始发掘进时稳定开挖面的控制要点：开挖面的稳定是正常掘进的前提，任何时候都应保证。在掘进过程中主要通过以下几点来控制开挖面的稳定：1)提高停机保压值。采用土压平衡模式掘进时，计算通过掘进区段的土压力为掘进的土压力，停机保压时适当提高0.1-0.15bar,保证土舱压力与开挖面的稳定，控制地表沉降。2)保持土压掘进。保持速度基本不变，调节螺旋机的转速或出渣门的开度，达到控制出土量及保持土舱压力的目标；保持螺旋机的转速及出渣口开度不变的情况下，调整推进速度达到调节土舱压力的目标。3)根据不同区间的风险源，制定专项掘进方案。设置合理的推进参数并保证同步注浆的充填效果，同时防止在掘进的过程中超挖和欠控的现象发生。4)渣土改良。使用优质的泡沫，同时在刀盘的泡沫注入口根据出渣的情况向掌子面、土舱或螺旋机注入高分子聚合物或优质膨润土泥浆，增加止水效果，提高渣土的塑流性，控制喷涌等危险的发生。5)加强注浆控制沉降。根据实验数据及理论计算数据控制同步注浆量，以压力、流量双重控制，以压力控制为主，流量控制为辅，保证砂浆的足量注入。根据地质情况调整砂浆配合比，缩短砂浆的初凝时间，达到控制地表沉降的目的。根据地表沉降的监控数据，及时二次注浆；控制盾构姿态，减少纠偏量，尽量避免纠偏，需要纠偏时少纠勤纠。6)加强出土量控制。采用量测渣土体积的方法来控制，根据实验得到的渣土的松散系数及不同地段的渣土密度，确定每一环的出土量。7)加强协调配合。盾构操作人员严格按照技术负责人下达的操作指令执行，当发现因地质情况变化指令无法实施时，及时与技术部门沟通协商，沟通探究解决方法和处理措施。掘进过程中各施工人员需保持密切的联系与配合。若掘进中因设备故障需停机时，要合理设置土压力，根据实际情况做好应对措施和应急预案。

盾构始发掘进方向的控制与调整：1)滚动控制：采用使盾构刀盘正反转的方法，纠正滚动偏差。允许滚动偏差≤3°，当超过3°时，盾构机报警，提示操纵者必须切换刀盘旋转方向，进行反转纠偏。2)竖直方向控制：控制盾构机方向的主要因素是千斤顶单侧推力，它与盾构机姿态变化量间的关系非常离散，主要靠人的经验来掌握。当盾构机出现下俯时，可适当加大下侧千斤顶推力，当盾构机出现上仰时，则需加大上侧千斤顶推力来进行纠偏。3)水平方向控制：与竖直方向纠偏原理一样，左偏时加大左侧千斤顶的推进压力，右偏时则加大右侧千斤顶的推进压力。

始发掘进时的注意事项：1)施工过程中需密切关注反力架及始发托架变形情况，如发现脱焊、钢板卷曲、位移过大等现象，须立即停止掘进，安排人员进行处理。2)盾体旋转角度应大于1度。3)负环管片脱出盾尾过程中须安排专人及时安装木楔子，保证管片不下落。4)盾构完全进土体后，立即通过管片吊装孔或洞门预留孔洞对洞圈缝隙进行二次注双液浆封闭。5)凿除后的混凝土碎块必须清至始发架底边线以外，始发架区域不得堆积，以提供快捷抢险通道。6)盾构机刀盘在止水帘布后方可旋转。7)盾构机刀盘进入洞圈后须对盾构掘进姿态进行即时测量。应急准备：a.始发前仔细探查洞门各探孔及洞门渗漏水情况，如遇流水浑浊，并伴有泥沙，须启动应急预案，并制定处理措施。b.凿除洞门后的混凝土块已清除干净，盾构前方不准再堆放杂物。c.安全部检查应急材料准备是否到位。应急措施：a.盾构各项准备工作完成后，开始推进并迅速通过洞门密封装置抵至掌子面，先不转动刀盘，检查洞门密封装置，如在盾构通过中损坏，应停止推进，将洞门密封装置修复后，方可进行再次推进。盾构破除洞门后，可能存在前方土体坍塌现象，应迅速建立起土舱压力，防止地面沉降，如连续坍塌较为严重，应重新加固洞门，可以用洞门预留孔注入膨润土浆液填补空隙。b.始发期间应连续降水并指派专人负责抽水。

始发掘进操作要求：(1)要严格控制始发台、反力架和负环的安装定位精度，确保盾构始发姿态与设计线路基本重合。(2)第一环负环管片定位时，管片的后端面应与线路中线垂直。负环管片轴线与线路的轴线重合，负环管片采用通缝拼装方式。(3)盾构机轴线与隧道设计轴线基本保持平行，盾构中线可比设计轴线适当抬高2-3cm。(4)盾构在始发台上向前推进时，各组推进油缸应保持同步。(5)始发初始掘进时，盾构机处于始发台上。因此，需在始发台及盾构机上焊接相对的防扭转支座，为盾构机初始掘进提供反扭矩。(6)始发阶段，设备处于磨合期。要注意推力、扭矩的控制，同时也要注意各部位油脂的有效使用。掘进总推力应控制在反力架承受能力以下，同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于始发台提供的反扭矩。(7)盾构进入洞门前把盾壳上的焊接棱角打平，防止割坏洞门防水帘布。

盾构正常掘进施工：

盾构掘进施工过程：首先通过设备管理控制开挖掘进和同步注浆，然后判断是否达到掘进循环标准，若是则循环掘进过程，否则控制编组列车出洞、编组列车卸渣装料、编组列车进洞，管片衬砌环拼装、轨道延伸，再进入下一环掘进开始。

盾构掘进出渣方案：1)开挖量的计算，刀盘开挖直径

盾构掘进中的渣土改良：本工程段隧道的掘进施工，主要在中风化基岩中进行。上部为密实卵石层具有上软下硬特征。渣土改良主要有：(1)使用泡沫添加剂改良土体，在隧道掘进时使用泡沫添加剂，改良土体，抑制盾构机对周围土层的扰动，从而达到防止地表下沉的目的。泡沫剂可产生稳定的泡沫，适合在粘性、砂性及粉质土壤中使用，在与粘性土混合时可降低土体粘性，使盾构断面土体的性能改良，降低土体对盾构的粘着作用，以利于盾构推进。另外使用泡沫剂可降低内摩擦力，减少土壤在刀盘、螺旋运输机、皮带机的磨损。(2)使用膨润土添加剂改良土体，隧道经过粉土层、粉砂含水层时，施工中会出现因涌水引起开挖面失稳和地面沉降，并会出现突涌现象。为确保施工顺利，在粉土层、粉砂含水层推进过程中采用压注膨润浆液土改良土体。土体改良是为了降低土体的透水性，加强工作面的密封性，可有效的抵抗承压水头。以提供均匀可控的支撑工作面的稳定性，保护刀盘以及保证盾构螺旋出土机的正常出土。在推进过程中每隔一定距离在盾构前方及螺旋机内压注膨润土。压注膨润土改良土体，使得出土时的粘粒含量达20％。按此计算，每推进一环，需加入一定浓度的膨润土浆液。膨润土浆液可以在刀盘正面注入，通过刀盘后翼的搅拌。从螺旋机排出。压注膨润土浆液的同时观察螺旋机的排土状态及下面土体的沉降状况，确保下面土体稳定。砂性土的渗透系数较大，即孔隙水压增加较快，同时消散也较快，而两者的时间差，为疏干的时效。因此，千斤顶的速度控制与之相配合，从而使盾构推进速度达到较好的状态。

掘进时衬砌管片安装：本工程段隧道的管片外径3200mm，内径2700mm，壁厚250mm，为预制钢筋混凝土管片，环宽1000mm，衬砌环由1块封顶块、2块邻接块、3块标准块组成。为满足曲线模板和施工纠偏的需要，专门设计了右转弯楔形环通过与标准环的各种组合来拟合不同半径的曲线或纠偏.楔形环为双面楔形，楔形量为20mm。预制衬砌钢筋混凝土标号C50，抗渗等级P12，衬砌纵、环向联接螺栓均采用螺栓。螺栓孔防水采用密封圈，衬砌环缝及纵缝间防水采用水膨性弹性密封垫。以该过程进行：从管片厂出厂后，进行管片外观检查、管片结合面清理，安装密封止水带，之后进行管片吊装、运输、就位，同时缩回对应千斤顶，之后拼装，伸出对应千斤顶，进行管片位置检查，然后在管片背后回填注浆，并对嵌缝防水处理，最后复紧连接螺栓，进行掘进施工。具体地，管片输送及拼装，管片由始发井口的龙门吊机吊装到井下的管片运输平车上，运至轨道最前端。用管片吊机将管片从运输平车上吊起，转90度送至堆放平台上，用管片时吊机吊起管片移动至盾尾放在管片喂送机上，管片喂送机输送管片至拼装机下方，拼装时，管片安装机从下向上次序安装管片。待底部管片就位后，依次拼装两侧的标准管片和邻接管片，最后安装封顶管片，封顶块搭接其长度的1/3，径向推上，然后纵向插入成环。安装机尽量居中安装，以减少接缝出现错台，保证拼装质量。

管片拼装质量控制：1)对于盾构推进，第一环的拼装质量对于整条隧道的拼装具有基准面的作用，因此严格控制第一环管片的拼装质量使之达到规定的要求。第一环管片是在工作井内负环之后拼装，拼装工作在井内的盾构基座上进行，拼好的管片高程、方向、坡度均容易控制，第一环管片拼装的质量标准：直径偏差<10mm，环面不平整度<1mm。2)保证管片和缓冲材料的质量符合拼装的要求。管片的强度、几何尺寸、纵向和横向螺丝孔的位置、直径都要保证满足质量标准。缓冲材料的质量要符合拼装工艺的要求，确保缓冲材料的强度、压缩性能、回弹性能、材料均匀性能、材料的厚度误差均满足要求。3)保证管片拼装的质量。管片的拼装质量符合质量标准的要求，保证施工符合设计规定、满足使用的要求，是顺利、安全、优质地完成盾构推进任务的最基本要求。4)加强螺栓的一次拧紧和多次复紧工作。整条隧道由数千块管片组合而成，靠纵向、环向螺栓连接，螺栓连接的质量是隧道衬砌整体性关键。螺栓拧紧不足，管片成环后容易造成在千斤顶作用下错位，降低了环面平整度，从而直接影响下一环拼装。拧紧和复紧可以提高成环的质量，尤其是多次复紧更有利于提高成环的圆度。5)每环拼装结束后及时拧紧纵、环向螺栓，在推进下一环时，在千斤顶顶力的作用下，复紧纵向螺栓。当成环管片推出车架后，再次复紧纵、环向螺栓。隧道贯通后，第四次复紧纵、环向螺栓。6)通缝拼装的质量通病，纵缝质量不符合要求：前后喇叭、内外张角等，管片的缺角、掉边及断裂等，根据操作要求并结合以往的施工经验在施工中防止，积极纠正，按设计要求采用错缝拼装。7)加强盾构姿态的控制。盾构姿态的控制与管片拼装质量的控制是相辅相成的，精确的盾构姿态控制可以为管片的精确拼装提供条件，是提高拼装质量的基础，也为盾构的推进创造有利的条件。8)管片表面不得出现裂缝、破损、掉角等现象。在拼装过程中的破损进行修复，修复方案报监理工程师批准后执行。

管片壁后同步注浆：(1)注浆目的，隧道衬砌外周同步适量地注浆，可以及时地充填地层与衬砌背后的环形建筑空隙，使隧道管片和周围土层形成一个整体结构，把盾构掘进造成的地层土量损失和扰动所引起的地表沉降尽可能地减小。根据有关的施工技术和经验，注浆能有效地把地表、地下管线及地面建构筑物的沉降量控制在规范以内。(2)注浆方式，盾构推进时，进行同步注浆，注浆系统与掘进系统联网，掘进时盾尾出现空隙立即注入浆体。盾构机上的注浆管，按上下左右各一个均布在盾尾钢板内，使浆液在盾尾处注入空隙，按先下后上的顺序对称注浆。(3)注浆施工参数，盾构注浆采用新研发的可硬性浆液同步注浆。随着盾构推进，脱出盾尾的管片与土体间出现建筑空隙，即用浆液通过设在盾尾的压浆管予以充填。刀盘开挖直径3.41m，管片外径3.2m，则管片与开挖面间的建筑空隙＝(3.14×3.412/4-3.14×3.22/4)×1.0＝1.09m

二次注浆：二次补强注浆一般在管片与岩壁间的空隙充填密实性差，致使地表沉降得不到有效控制或管片衬砌出现较严重渗漏的情况下实施。施工时根据地表沉降监测反馈信息，结合洞内采用超声波或其他手段探测管片衬砌背后有无空洞的方法，综合判断是否需要进行二次注浆。(1)注浆材料、浆液配比及性能指数，二次注浆采用双液浆作为注浆材料，能对同步注浆起到进一步补充和加强作用。同时也是对管片周围的地层起到充填和加固作用。当地下水特别丰富时，需要对地下水封堵。同时为了及早建立起浆液的高粘度，以便在浆液向空隙中充填的同时将地下水疏干(将地下水压入地层深处)，获得最佳充填效果，这时需要将浆液的凝胶时间调整至1～4min，必要时二次注浆可采用水泥-水玻璃双液浆。水泥采用P.O.42.5普通硅酸盐水泥。(2)注浆设备，补强注浆采用自备的双液注浆泵。二次补强注浆注浆管及孔口管自制，其加工应具有与管片吊装孔的配套能力，能够实现快速接卸以及密封不漏浆的功能，并配备泄浆阀。为了快速进行二次补浆可以用盾构机的同步注浆管进行二次补浆，有很好的控制沉降效果。(3)质量检验标准及质量保证措施，质量控制要求，同步注浆材料按要求送检，经检验合格的材料经监理检查签字认可才能进场。搅拌站完成调配的注浆浆液需制作实验块，并对其做压强实验，实验报告合格后方能投入使用。质量检验标准，注浆质量可采用地质雷达和超声波探测法进行检查，对未满足要求的部位应进行补充注浆。环向测线位于该环管片中部，间距10环管片；对于地下管线、箱涵或其它重要设施地段，间距为3环管片布置一处环向测线。

轨道安装、拆卸：轨道是水平运输的基础，要安全可靠才能保证运输的畅通和掘进的工期。拆卸时，从隧道接收井端向另一端依次拆卸，先拆掉钢轨压块、鱼尾板紧固螺丝等紧固件，再把钢轨抬到运送小车上依次运至井口吊出。安装使用标准如下：1)轨道扣件必须齐全、密贴、牢固并与轨型相符，轨道接头必须使用合格的道夹板或鱼尾板，并用4条螺栓固定，井下铺设轨道如需改变轨道型号，不同型号轨道接头必须使用合适的异形道夹板。道夹板不得有断裂或少眼等现象；2)接头悬接时，22kg/m型号轨道轨枕距接头距离为240mm，偏差不超过于30mm；接头采用承接时，接头处共3根轨枕，中间一根在两轨道的接头处，另两根分别距中间轨枕240mm；直线段应对接，相对错距不大于50mm；曲线段应错接，相对错距不小于2m；3)主要运输线路轨道单轨中心线符合设计要求，偏差不大于设计值的±50mm；双轨中心线的间距不小于设计值且不得大于设计值的20mm，双轨的中心位置与设计位置的偏移不大于50mm；4)主要运输线路轨道轨面的实际标高与设计标高偏差为±50mm；坡度50m内误差不超过2/1000，高差不超过70mm；5)运输线路轨道直线段允许偏差+15mm、-5mm；曲线段加宽后允许偏差+15mm、-5mm，在曲线段内应设置轨距拉杆。6)同一线路必须使用同一型号钢轨，同一线路应无杂拌道(50m以内两种型号的轨道为杂拌道)，无夹眼道。7)轨道、轨枕质量合格，铺设符合设计要求，接头处轨枕无失效，无两根以上的轨枕连续失效(腐朽、损坏、断裂、悬浮等不起作用者为失效)，轨枕与轨道垂直。8)轨道道钉规格应与轨型配套，数量齐全，钢轨轨枕螺栓、压板紧固齐全、浮离不大于3mm。9)轨道严禁用气割进行切割，如需切割的必须使用切轨机，轨道切割头平面应与轨面垂直，锯切面不得歪斜。轨道切割头进行重新加工道夹板螺栓孔时，必须用钻床进行加工，严禁使用气割割眼。10)轨道使用期间必须有专人维护，定期检修。每半月对轨道及轨枕各部螺栓滴油、紧固一次。道床、道岔应经常清理，确保无杂物、无渣土、无积水等。

隧道内管线布置：隧道高压风、水管架设标准，隧道内施工的高压风、水管线应沿洞壁架空布设，每间隔3～5m设置一个支撑点，每30m设置标志牌。临时布设的管线要沿洞壁固定，施工结束后及时拆除。高压风、水管线布设，要求平、顺、直，接头严密，安稳牢固，尽量减少转弯，弯角成钝角。高压风、水管线的防护。高压风、水管线布设后要进行油漆防护，高压风为红色、水管为蓝色。高压风、水管工班人员每天对管线进行巡查，发现跑、冒、滴、漏等现象，应及时进行维修和处理。通风机选在空气未受污染、场地平整、通风良好、空间宽阔的位置架设，通风机距离地面高度为3.0～4.0m为宜，尽量在一条直线上，不能有较大的弯曲和起伏，支架应牢固稳定。靠近通风机50～100m处必须使用带有钢丝的风管或白铁皮制作的同类型风管连接，避免爆管伤人。隧道内施工用电布设标准，一般架设原则为高压在上，低压在下，动力线在风、水管对侧，按高压、动力、照明线顺序上中下敷设；开挖地段按移动式线路布设，在初支结构上临时钻孔按固定线路的方法设置，施工完毕后立即拆除；配电箱要有门、有锁，实行“一机一闸一漏一箱”制度，并挂“有电、危险”警告牌；施工照明用电线路按有关规范要求，采用“三相五线制”或电缆线,照明必须设照明专用线，照明用电线路距地面高度不低于2.5m，线路间的距离为10cm，隧道照明保证灯光充足、均匀，不得耀眼。运输道路未成洞地段每隔5m，成洞地段每隔8m，装设60瓦节能电灯一个；漏水地段用防水灯头和灯罩；专人检修用电线路，防止漏电。洞内动力设备额定电压为380V,照明电压在作业地段采用36V电压,不作业地段采用220V电压。

掘进过程中的姿态控制：在盾构掘进过程中，刀盘会增加对土体的扰动，因此在确保盾构正面沉降控制良好的情况下，尽可能使盾构匀速、直线通过，减少盾构纠偏量和纠偏次数。预先计算好每环的楔形量，并在盾构推进时预先控制。推进时不急纠、不猛纠，多注意观察管片与盾壳的间隙，采用稳坡法、缓坡法推进，以减少盾构施工对隧道和地面的影响。如下:(1)中盾和尾盾采用铰接连接，有效地减少了盾构的长径比，使盾构在掘进时能灵活的进行姿态调整，顺利通过小半径转弯；(2)掌握好左右两侧油缸的推力差，尽量地减小整体推力，实现慢速急转；(3)盾构机司机根据地质情况和线路走向趋势，使盾构机提前进入相应的预备姿态，减少之后的因不良姿态引起的纠偏；(4)加密加勤激光系统移站测量，避免由此产生的轴线误差。由于我们是将短距离的曲线看成是直线段来指导盾构机掘进，如果不短距离移站测量，则相当于把长距离的弧线当作直线，故轴线偏差自然会相差很大；(5)做好管片选型，根据实时对盾尾间隙进行测量来确定K块的位置。并且选择合适环宽的管片，从而有效保证盾构姿态尽量与设计轴线的吻合。

防止管片上浮、下沉及侧移的措施：进入缓和曲线段时，将盾构机姿态往曲线内侧(靠圆心侧)偏移15～20cm，形成反向预偏移，这样可以抵消之后管片的往曲线外侧(背圆心侧)的偏移。减小油缸推力，在强、中风化地层中小半径圆曲线掘进的过程中，对土体的扰动会显著降低外围土体的强度及自稳能力，土体具有的蠕变特性以及出现水平方向土体压力不均，管片在长时间承受千斤顶水平分力的等情况下，管片会向外侧整体移动。小半径曲线掘进管片位移量δ可用公式表达：

其中，T为盾构机推力的反作用力，R为转弯半径，P为土体对管片侧面的附加应力，ξ为变形系数。由上式得知：当盾构机的推力越大时管片侧向位移也越大，当掘进的转弯半径越小时管片侧向位移也越大。同时，推进时根据施工经验，可以把推力控制在900～1150t之间；在特殊地层时根据实际来及时调整推力。在管片偏移的方向额外进行注浆，达到一定的压力以抵抗管片的偏移。待浆液凝固后，则管片位置基本已经确定下来了。注浆的位置选择1点和4点手孔为宜(右转弯)，这样不但可以抵抗管片水平偏移，还可以抵抗管片的上浮。

盾构接收：

盾构接收其工作内容包括：盾构机定位及接收洞门位置复核测量、地层加固、洞门处理、安装洞门圈密封设备、安装接收基座等。工序流程为：出洞土体加固，安装接收架、洞门复核测量，盾构机位置及姿态复核测量，洞门凿除、安装洞口防水装置，盾构出洞，清理刀盘、前移盾体到位，拆除刀盘连接、起吊刀盘，断开台车与主机管线后移台车，拆除螺旋机后移台车。拆除螺旋桨管线、驱动、后套管、绞龙杆并移至隧道，拆除前盾体连接并吊出前盾，拆除铰链连接、调出铰接盾体，顶出盾尾、拆除千斤顶，吊出盾尾、拆除千斤顶，吊出螺旋机部件，拆除接收支架、铺设台车轨道，断开台车连接、依次吊出台车，拆除并吊出井下相关辅助支架。

盾构机的到达施工：1)根据盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划进行掘进，纠偏要逐步完成，每一环纠偏量不能过大。2)在盾构机距离端头墙50m时，选择合理的掘进参数，逐步放慢掘进速度，掘进速度宜控制在20mm/min以下，推力逐渐降低，缓慢均匀地切削土体，以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌。3)盾构进入到接收段后，加强地表监控量测，及时反馈信息以指导盾构机掘进。4)盾构机刀盘距离贯通里程小于10m时，在掘进过程中，专人负责观测出洞洞口的变化情况，始终保持与盾构机司机联系，及时调整掘进参数。5)在拼装的管片进入加固范围后，浆液改为快硬性浆液，提前将加固范围内将泥水堵在加固区外。6)当管片最后一环管片拼装完成后，通过管片的二次注浆孔，注入双液浆进行封堵。注浆的过程要密切关注洞门的情况，一旦发现有漏浆的现象立即停止注浆。7)当盾构前体盾壳被推出洞门时，通过压板卡环上的钢丝绳调整折页压板使其尽量压紧帘布橡胶板，以防止洞门泥水及浆液流出。在管片脱出盾尾时再次拉紧钢丝绳，使压板能压紧橡胶帘布，让帘布一直发挥作用。8)由于盾构到站时推力较小，致洞门附近的管片环与环之间的连接不够紧密，因此必须作好后20环管片的螺栓紧固和复紧工作。并用槽钢沿隧道纵向拉紧后20环管片，使后20环管片成为整体，防止管片松弛而影响密封防水效果。

盾构机的拆机与吊出：根据施工进度要求，区间隧道贯通后开始盾构机拆机工作，15天内完成盾构机大件及主要部件拆卸工作。现场盾构机完全处于拆卸井下方，管线进行标识后，即可开始盾构机的拆卸。盾构机到达后的拆卸：盾构机在到达拆卸井之前，需要进行状态检测，进行机况评定，以便于盾构机的转场前彻底恢复机器性能。

盾构施工异常情况处理预案：盾构机在掘进过程中出现的异常情况可能有：螺旋机喷涌、刀盘结泥饼、盾尾漏浆等，具体说明如下：1、主动铰接掘进中卡死及偏向的处理措施，盾构机卡死的处理措施，1)采用盾壳外减磨措施，如：通过中盾径向孔向盾壳外注入膨润土或其他润滑液以增大盾体与外周土体间的润滑。2)增大盾构机推力。主要通过盾构机推进系统的调校或通过增加外置油缸的措施增大盾构推力，强行推动盾构机。3)更换刀盘外周边缘滚刀或开启超挖刀，增大超挖量。4)若以上措施均未能使盾构机脱困，则采用爆破处理方案进行处理。2、掘进中偏向的处理措施，由于地层软硬不均、隧道曲线和坡度变化以及操作等因素的影响，掘进不可能完全按照设计隧道轴线前进，而会产生一定的偏差。当这种偏差超过一定限界时就会使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力恶化，并造成地层损失增大而使地表沉降加大，因此盾构施工中必须采取有效技术措施控制掘进方向，及时有效纠正掘进偏差。(1)盾构方向的控制，采用激光自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测。该系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等，能够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏差以及趋势。据此调整控制盾构机掘进方向，使其始终保持在允许的偏差范围内。随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠，拟每周进行两次人工测量，以校核自动导向。(2)掘进控制流程，系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。根据线路条件所做的分段轴线拟合控制计划、导向系统反映的盾构姿态信息，结合隧道地层情况，通过分区操作盾构机的推进油缸来控制掘进方向。在上坡段掘进时，适当加大盾构机下部油缸的推力；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力；在左转弯曲线段掘进时，则适当加大右侧油缸推力；在右转弯曲线掘进时，则适当加大左侧油缸的推力；在直线平坡段掘进时，则应尽量使所有油缸的推力保持一致。(3)方向控制与调整，1)滚动控制，采用使盾构刀盘反转的方法，纠正滚动偏差。允许滚动偏差≤3，当超过3时，盾构机报警，提示操纵者必须切换刀盘旋转方向，进行反转纠偏。2)竖直方向控制，控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力，它与盾构机姿态变化量间的关系非常离散，主要靠人的经验来掌握。当盾构机出现下俯时，加大下侧千斤顶的推力，当盾构机出现上仰时，可加大上侧千斤顶的推力来进行纠偏。3)水平方向控制，与竖直方向纠偏的原理一样，左偏时加大左侧千斤顶的推进压力，右偏时则加大右侧千斤顶的推进压力。4)盾构调整注意事项，在切换刀盘转动方向时，保留适当的时间间隔，切换速度不宜过快。根据掌子面地层情况及时调整推进参数调整推进方向避免引起更大的偏差。3、螺旋输送机发生喷涌的应急措施，若盾构掘进过程中发生意外，出现喷涌后采取以下措施进行处理：(1)立即关闭螺旋输送机的后门，适当向前掘进，使土舱内建立平衡；(2)通过刀盘的转动，将土舱内的土体搅拌均匀；(3)然后将螺旋输送机的后门慢慢打开，开门度约为30％，边掘进边出土，始终保持土舱内压力稳定。(4)掘进过程中向土舱内注入泡沫剂、膨润土等提高碴土的流动性和止水性。同时在螺旋输送机的出口拴接保压泵碴装置建立土压平衡状态。4、盾尾漏浆处理措施，(1)盾尾小量泄漏处理，掘进过程若盾尾出现泥浆、砂浆或清水渗漏，则主司机立即停止掘进采用手动注脂的方法进行处理，此位置和相邻位置增加油脂注入量，若泄漏较大，则调大油脂注入量，直至完全密封住。渗漏停止后继续推进并掘进班安排专人在盾尾处观察，主司机时刻关注泄漏处的注脂压力变化，前后人员随时保持联系；若长时间不能封堵或泄漏量增大，则盾构司机和值班工程师通知总工，决定下一步处理方案。(2)盾尾大量泄漏处理，1)手动注脂，立即停止掘进，针对泄露位置和相邻位置增加油脂注入量，若泄漏较大，则调大油脂注入量，直至完全密封住。2)洞内排水，在隧道最底部安装的一台泥浆泵向泥浆管内进行抽水，为抢险争取时间。3)快速掘进拼装管片，若手动注脂无法解决盾尾泄露问题，则加快掘进速度，快速完成本环掘进，拼装管片。4)管片壁后封堵，在管片安装机上储备两带棉纱，盾尾泄露发生后，用钢钎将棉纱塞入泄漏位置管片与盾尾刷连接处。5)二次注浆，在盾构机上准备台手摇压力泵注浆设备，就近打开倒数第二环二次注浆孔，安装注浆接头、球阀，用手动注浆设备压注丙稀酸盐堵漏材料，在管片壁后形成密封。6)若盾尾内管片接缝处出现泥浆、砂浆或清水渗漏，立即停止掘进采用手动注脂进行封堵，此位置和相邻位置增加油脂注入量，若泄漏较大，则调大油脂注入量，直至完全密封住。若渗漏不能堵住则及时通知隧道堵漏队伍对管片渗漏处注聚氨酯进行封堵，处理完毕后，由总工视封堵情况决定是否恢复掘进。

盾构到达可能遇到的问题及应急处理措施：(1)依据本隧道区间接收端水文及地质条件，拟建场地地下水主要为基岩裂隙水。基岩裂隙水:主要赋存于变质岩的风化、构造裂隙中，接受大气降水及上层的孔隙水的渗入补给。场区下伏基岩局部节理裂隙较发育，但多被次生矿物充填，连通性较差；水量甚微，为富水性微弱的裂隙含水层，上覆土层透水性弱，其储水空间有限，勘察期间未见。因此，在到达端洞门破除过程中可能发生加固体失稳、洞门涌砂、涌水事故，该风险会引起地面坍塌、建筑物及管线损坏等次生风险。(2)预防措施，1)严格控制洞门土体注浆加固的施工质量，通过水平及垂直钻芯取样的方式，检测土体加固强度和均匀性，如未达标，采用补充注浆的方法进行补救。2)隧道洞门混凝土凿除前，在洞圈范围内钻水平观测孔，观察是否出现渗漏水；如有该情况出现，则根据渗漏水的具体情况，采用水平注浆或降水等相应处理措施；3)洞门临时止水装置安装牢固，第二次洞门砼快速凿除后，盾构机迅速推入洞圈靠近土体，防止洞口加固土体时间暴露过长而出现渗漏水情况；4)建立有效的监测机制，及时反馈，当超出预警时马上启动应急预案；5)在盾构始发前认真做好盾构调试工作；盾构机进出洞时做好注浆和盾尾油脂的注入等工作。6)利用盾构井后方的明挖车站结构设置破除洞门时的紧急安全通道，在施工期间，严禁任何人员和物品堵塞通道。7)破除洞门时机控制。盾构始发前的洞门破除工作，必须是在盾构机及盾构施工成员全部工作准备就绪后，且设备和人员全部处于临战状态下才能进行。(3)处理措施，如出现涌水涌砂现象，按照下列步骤进行处理：1)首先查看洞门渗漏体积大小，利用项目部现场自有资源在水平探孔位置处进行封堵，并查看封堵效果；2)若封堵效果不理想，无法有效控制，则向单位报告，请求抢险队的支援；3)在完成对洞门渗漏水的初步封堵后，在盾构机南北两侧各1m处按照间距2m进行引孔；4)引孔完成后采用注浆花管压注水泥砂浆，对渗漏空洞处进行有效回填和封堵；5)在险情发生的同时立即在地面拌浆站进行水泥砂浆的拌制，为后续洞内继续同步注浆填充做好准备；6)在进行地面注浆的同时，开始在盾尾继续压注水泥砂浆，对盾尾空洞区域进行填充和封堵；7)将盾构机内部现有的注浆孔打开，在盾构机中体部位进行压注水泥浆，盾尾洞门之间的孔洞区进行填充和封堵；8)根据现场情况决定是否需要在盾构下部打设超前注浆孔，如有需要及时安排盾构机维保人员进入开始打设、安装下部注浆孔；9)掘进班采用钻孔设备将盾尾后倒数第三、第四环管片的吊装孔凿穿，并安装注浆球阀；10)掘进班从洞外运输注浆设备及水玻璃至盾尾位置，开始在盾尾管片注浆孔向外压注水玻璃，使其与之前压注的水泥浆形成快硬浆液，最终使渗漏得到有效控制；11)如上述措施仍无法阻止大量的涌水、涌砂现象，应立即模板浇筑混凝土封闭洞门，以避免事态进一步扩大。

附属工程施工：

洞门圈施工：洞口密封是为盾构在始发时防止背衬注浆砂浆外泄所用。盾构在出洞过程中，洞口钢环与盾构壳体可形成环形的建筑空隙。为防止盾构出洞时泥水大量从洞门外通过此建筑空隙串入井内，影响开挖面土体压力的建立、开挖面土体的稳定及工作井和盾构内的施工，必须设置性能良好的密封止水装置，确保初始土压平衡的正确建立和施工安全。本工程密封止水装置在出洞洞口预埋的圆环板上安装，圆环板采用Q235A钢板制成。圆环板上预留固定螺孔，作为密封止水装置的帘布橡胶板是利用圆环板固定到洞口钢环上。1)施工工艺，洞门衬砌施工前先要拆除洞口环管片及施工阶段连接构造装置，按设计铺设防水层，安装遇水膨胀橡胶止水带，绑扎钢筋，确保洞门钢筋与端墙结构连接牢固，立模后浇筑混凝土。洞门施工完成后，根据洞门防水效果情况决定是否向洞门管片背衬补压浆以提高洞门防水性能。2)施工流程：先在近洞口注浆，然后拆除洞口环管片，安装止水带，绑扎钢筋，立模、浇筑砼，之后拆模、养护，最后检查洞门防水效果，若防水效果达到要求，则完成该施工过程，否则在洞门环管片背衬注浆补压。3)洞门圈拆除过程：a.洞口密封拆除前，从+1环管片注浆孔进行补充注浆，以使洞门管片壁后达到有效的止水效果，注浆浆液采用水泥+水玻璃双液浆；b.注浆完成后，从洞门圈管片上钻孔，检测洞门渗漏水情况，若仍有漏水现象，则继续注浆，直到钻孔后无水渗出为止；c.将洞口临时密封(压板、橡胶帘布等)拆除干净；d.拆除洞门圈管片，先搭设脚手架作业平台，采用人工凿除封顶块，然后再自上而下依次拆除整环管片；e.管片壁后砂浆采用人工手持风镐凿除，凿至洞门圈内预埋环形钢板表面完全出露，并清理干净；f.管片壁后砂浆凿除后，若有漏水、漏砂现象，采用先埋管并用快干水泥进行临时封堵，再进行注浆封堵，直到无水渗出为止，最后将预埋管拆除。

洞门环梁施工：洞门衬砌施工前先要拆除洞口环管片，铺设防水层，安装遇水膨胀橡胶止水带，绑扎钢筋，确保洞门钢筋与端墙结构连接牢固，立模后浇筑砼。洞门施工完成后，根据洞门防水效果情况决定是否向洞门管片背衬补压浆以提高洞门防水性能。

盾构防水：A管片混凝土自防水，本盾构衬砌防水等级按地下工程二级防水标准进行设计。盾构衬砌防水设计遵循“以防为主，刚柔并济、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则。强调结构自防水首先应保证混凝土、钢筋混凝土结构的防水能力。为此应采取有效技术措施，保证防水混凝土达到规范规定的密实性、抗渗性、抗裂性、防腐性和耐久性。加强变形缝、施工缝、预埋件、预留孔洞、各型接头、各种结构断面接口的防水措施。管片自防水的关键在于混凝土配置及质量控制。本项目管片的混凝土强度等级为C50，抗渗等级为P12，采取以下措施：1)选用质量稳定、低水化热和含碱量低的普通硅酸盐水泥，不得使用早强水泥和C3A含量偏高的水泥。2)为了提高抗渗性能，掺入优质粉煤灰，粉煤灰的品质应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596)的有关规定，粉煤灰的级别不应低于Ⅱ级，烧矢量不应大于5％，应选用游离氧化钙不大于10％的低钙灰；用量宜为胶凝材料总量的20％～30％，当水胶比小于0.45时，粉煤灰用量可适当提高；硅粉的用量宜为胶凝材料总量的3％～5％。3)尽量降低拌合水用量，采用高效减水剂；4)防水混凝土的水、砂、石应符合《地下工程防水技术规范》第4.1.10条、第4.1.11条的相关规定，选用坚固耐久、级配合格、粒形良好的洁净骨料。5)本工程环境条件属于超市环境，不得采用碱活性骨料。6)应选用低碱含量的骨料，并控制粗骨料最大粒径不大于25mm、细骨料用量不大于45％。7)严格控制水胶比不大于0.36，胶凝材料用量控制在360～480kg/m

盾构穿越特殊地段施工措施：

A.盾构通过建筑物时的控制和处理措施：(1)掘进前辅助措施，1)保护监测，对盾构直接穿越和影响范围内的房屋、桥梁等构筑物必须进行保护监测，建筑物的变形观测可以分为沉降观测、测斜观测和裂缝观测三部分内容。沉降测点设在基础上或墙体上，在构筑物外的地表上和构筑物底板上也设一些测点，用水准仪量测；构筑物倾斜监测可采用经纬仪测量方法，也可在墙体上设置倾斜仪，连续监测墙体的倾斜；构筑物的裂缝可用裂缝观测仪测得。2)实时沉降监控，对穿越段进行实时沉降监控，具体方案是在桥墩、建筑物相关位置设置监测点，当监测值接近预警值(15mm)时采用紧急补充注浆，及时控制沉降，确保顶板隧道通行安全。3)引入第三方监测，通过第三方监测和监测管理，对第一方监测数据做复核性工作，保证第一方监测数据的准确性。准确反应盾构施工所引发的变形情况，对变形明显且等于或不小于预测标准的地方发出相关预警或报警，使相关技术部门进行解决与处理，保持安全秩序，保证盾构施工的稳步展开。4)设备维修保养，在穿越前，根据概况可对设备进行维修保养(也可考虑换刀)，确保施工时顺利通过箱涵地段。维修保养项目主要有：主驱动系统、人舱系统、推进及铰接系统、油脂系统、泡沫系统、盾尾密封情况、拼装机、螺旋机、空气系统、液压系统、水系统以及清洗注浆及膨润土管路等；对全部控制线路检查并紧固接线端子，全面清理保养皮带机；通过检查更换有隐患的部件，保证设备的可靠运行。除此之外还要对电瓶车、龙门吊、砂浆站等配套设备进行维修保养。(2)掘进过程控制，1)提高停机保压值，采用土压平衡模式掘进时，由于该地段主要为⑥1强风化砾岩地层，顶部为②8卵石地层，透水系数大。采用经过计算并通过试验区段确定的土压力为掘进的土压力，停机保压时适当提高0.1-0.15bar,保证土舱压力与开挖面的稳定，控制地表沉降。2)保持土压掘进，保持速度基本不变，通过调节螺旋机的转速或出渣门的开度，达到控制出土量及保持土舱压力的目标。3)快速通过原则，合理的推进速度保证同步注浆的充填效果，同时推进速度的提高有利于减小因刀盘的扰动而造成的上部地层的变化。4)控制可能出现的喷涌，使用优质的泡沫，同时在刀盘的泡沫注入口根据出渣的情况向掌子面、土舱或螺旋机注入高分子聚合物或优质膨润土泥浆，增加止水效果，提高渣土的塑流性，控制喷涌的发生。5)加强注浆控制沉降，根据实验数据及理论计算数据控制同步注浆量，以压力、流量双重控制，以压力控制为主，流量控制为辅，保证砂浆的足量注入。根据地质情况调整砂浆配合比，缩短砂浆的初凝时间，达到控制地表沉降的目的。根据地表沉降的监控数据，及时二次注浆；控制盾构姿态，减少纠偏量，尽量避免纠偏，需要纠偏时少纠勤纠。6)加强出土量控制，采用量测渣土体积的方法来控制，根据实验得到的渣土的松散系数及不同地段的渣土密度，确定每一环的出土量。7)管片拼装，盾构推进过程中，必须进行管片拼装，管片拼装应采用有经验的工人迅速高质量的完成拼装。管片应尽量居中拼装，避免盾尾间隙不均匀造成管片损坏而形成渗水通道。8)加强协调配合，盾构操作人员严格按照技术负责人下达的操作指令执行，当发现因地质情况变化指令无法实施时，及时与技术部门沟通协商，沟通探究解决方法和处理措施。掘进过程中各施工人员需保持密切的联系与配合。若掘进中因设备故障需停机时，要合理设置土压力，根据实际情况做好应对措施。(3)注浆加固，在盾构穿越建构筑时，为了保证建构筑物的安全，在盾构通过以前，在构筑物外侧采用袖阀管注浆加固。注浆管内外层间距约1m，大致呈梅花型布置；内圈注浆管距离外墙不小于1m，隧道正上方房屋按四周布置，隧道－侧的房屋可在隧道一侧按三边呈u型布置。注浆管的深入长度按以下标准执行：浅基础：基础底部竖向长度不小于3m，且穿过砂层、淤泥层。淤泥层不少于0.5m，露出地面不小于0.2m；摩擦桩：桩底以下一倍桩径且不小于0.5m；端承墙：盾构施工影响范围底部不少于1m，或进<8>号或以上地层不少于0.5m。注浆管施工时，应避免破坏建筑物基础。若墙壁外侧场地有限，可进入房屋内部施工。应根据监测结果确定采取相应的措施。当房屋等建构筑物沉降较大并接近报警值时，应停止掘进，从地面在基础侧方布置斜向注浆管，根据监测反馈资料进行跟踪注浆。注浆有效范围：浅基础：注浆管底至基础底面；桩基础：注浆管底至地面以下3m；袖阀管施工工艺与端头加固时采用工艺相同。

B.盾构穿越水沟时的控制与处理措施：(1)盾尾密封设计，盾构机采用三道盾尾钢丝密封刷，能有效防止盾尾透水。掘进中加强盾尾密封油脂的注入，确保盾尾密封油脂压力不小于5Bar；加强铰接处的密封检查，保证其密封效果，防止地下水涌入。控制好管片姿态，防止管片与盾尾不同心，使盾尾和管片间的空隙局部过大，超过密封装置的密封功能界限；减少管片对盾尾密封刷的挤压程度；及时注入油脂，采用优质的盾尾油脂，要求有足够的粘度、流动性、润滑性、密封性能保证密封效果；在区间完成后及时更换盾尾密封刷；防止盾构后退，造成盾尾刷与管片间发生刷毛方向相反的运动，使刷毛反卷，盾尾刷变形而密封性能下降；在实施上述措施情况下如任然发生渗漏必要时在管片外侧粘贴海绵，并通过注浆管口在盾尾压入聚氨酯封闭过水通道。(2)膨润土保压系统，在富水地层掘进时，土舱顶部往往存在改良盲区，地下水可渗入土舱稀释碴土，土舱额外膨润土保压系统向土舱顶部额外注入膨润土在土舱顶部形成泥膜，可有效防止地下水从顶部渗入土舱。又由于该系统通过压缩空气控制注入压力，通过空气压力的显示可准确获得土舱压力，弥补土压传感器失真的不足。同时在长时间停机时，该系统可自动注入膨润土，弥补土舱外渗失压。(3)螺旋输送机排渣门设计，螺旋输送机排渣门通过油缸控制闸门开口大小，从而保证筒体内和开挖舱压力，对于富水地层，排渣门设计采用双闸门设计，在两道闸门间预留保压泵接口，在发生喷涌时迅速关闭闸门，打开接口法兰接保压泵排渣，在水量较大的地段掘进时采用螺旋输送机双闸门控制，加注泥浆或高效聚合物，防喷涌、防涌水。(4)施工过程控制，1)做好切削面土体改良工作，盾构穿越水沟段主要位于中风化岩层中，土层强度较高，可以利用加泥孔向前方土体加膨润土或泡沫剂来改良土体，增加土体的流塑性。其一：使盾构机前方土压计反映的土压数值更加准确；其二：确保螺旋输送机出土顺畅，减少盾构对前方土体的挤压；其三：及时充填刀盘旋转之后形成的空隙。2)合理控制土压及出土量，从盾构始发起，对土压力值进行严格的控制，并结合地表监测数据对土压力值进行调整，进行信息化施工。穿越水沟部位原则上应按理论出土量出土，可适当欠挖，保证土体密实，以免河水渗透入土体并进入盾构。3)严格控制推进速度、保证推进速度的平稳，在穿越水沟时，采取较低的速度推进，速度一般控制在低于30mm/min，严格控制千斤顶总推力，减小盾构周围土体扰动，以免顶破河底土体。4)控制好盾构姿态，杜绝急剧纠偏，在穿越水沟区域加强隧道轴线测量，保证测量数据准确详实，同时盾构主司机应严格控制盾构姿态偏差保证盾构轴线位置准确；出现姿态偏差时及时根据测量数据做纠偏处理，尽可能减少纠偏，特别是要杜绝大量值纠偏，减少土体的扰动，从而保证盾构机平稳地从水沟下方穿越。5)严格控制注浆质量，在推进前对浆液强度、比重、凝结时间、沁水性、稠度等做好检测，在保证注浆质量的前提下，尽量选用早期强度高的浆液，减小注浆压力防止因压力过高击穿覆土导致与隧道顶部土贯通形成过水通道，同时适当增加注浆量，并根据地表监测数据实时调整注浆量，保证水沟周围土体稳定；在推进完成后及时根据监测数据采用高强度的浆液进行二次注浆处理，填充因减小同步注浆压力未充实的盾体与管片间隙，防止后期渗漏。6)加强管片防水质量，选用符合要求的密封止水胶条，在管片下井前对密封胶条粘贴情况及管片破损情况进行检查验收，对不符合要求的及时更换保证密封效果；加强管片拼装质量控制，结合盾构姿态情况选用合适的管片类型，防止防水胶条夹泥夹渣，同时注意拼装时不得碰撞损伤管片或使防水胶条脱落，在拼装完成后立即用螺栓进行连接复紧保证密封效果，提高隧道整体防水性能。(5)洞内注浆加固，在盾构穿越水沟时，为了保证水沟基础的安全，在盾构通过以后，在隧道内通过手孔打设钢花管进行注浆加固。加固范围为管片外侧1.6m的范围，注浆采用水泥浆，注浆压力不宜过大，防止造成地表隆起，破坏水沟基础。

C.小半径曲线施工：本盾构工程小半径曲线共有5处，半径为200m、500m。为了保证小半径曲线段的施工，我部将采取以下措施：设备技术保障，(1)双主动铰接油缸机构，本工程的土压平衡盾构机配置双主动铰接油缸机构，辅助曲线掘进的姿态管控。所谓“主动铰接”即为通过盾构机内部控制让盾构机分段机体不借助土层压力自己弯折的功能。主动铰接的设定可以与盾构机导向系统相连，通过计算主动油缸之间的行程差计算盾体姿态，通过操控界面实时体现盾构机掘进姿态。(2)球面铰接机构，前盾、中盾及尾盾间连接采用主动铰接油缸型式连接，折弯处采用球面铰接环型式配合唇式密封，保障盾体折弯形成的间隙得到有效的密封，并实现更大的折弯角度。本工程配备的铰接机构前铰接可实现4°转弯；后铰接可实现6°转弯，可实现最小曲线半径为10倍盾体直径的小半径曲线施工。(3)仿形刀结构，小曲线半径掘进时，转向一侧一定要超挖。但用超挖刀进行360°超挖间隙过大，会引起地面沉降或缩孔的风险发生。本工程所采用的盾构机刀盘配置仿形刀结构。利用仿形刀可精确地为盾体转弯切削所必需的施工间隙，减少了地面沉降或缩孔等的风险。盾构机曲线掘进或纠偏时，可根据具体情况合理使用仿形刀。(4)测量导向系统，急曲线段施工中，为保证通视效果，测量系统需要频繁移站，对精确测量提出极高的要求。本工程采用的导向测量系统为我司与系统厂家共同开发研制的适用于小型盾构机内部使用，并且能够在频繁移站的情况下实现精确测量反馈，引导盾构掘进施工。(5)小半径施工辅助工法，a.前盾辅助注浆技术，小曲线半径掘进中，当掘进时遭遇软土层或反力不可期待土层之场合，盾体弯折后掘进不能达到设定目标，此时需要增加周围土体的承载力，建立足够的转向反力。本工程盾构机利用盾构机配备的配浆及泵送装置可向盾构机一侧注浆形成凝胶状固体，建立转向反力。b.微型固定袋技术，盾体建立反力的同时，成型隧道也需要建立足够的转向反力，支撑设备的姿态调整，因此设计采用微型固定桩技术。就是将折叠好的尼龙丝袋收纳在长约9.5cm、直径约5.5cm的圆筒中。将此圆筒旋入管片的注浆孔内，再注入强灌浆材后，则会在环片的外围形成直径约30～50cm的座垫状的硬块。微型固定袋安装在急转弯段外侧的管环片灌浆孔内，每环管片(管道为50或80cm)安装3～4微型固定袋。当管片离开盾尾时开始灌注微型固定袋，灌注压力约为0.2MPa，之后再填灌满管片外壁剩余的空间。采用的盾构小半径曲线施工工艺，(1)工艺流程为：施工准备后初设盾构参数，配合满足小半径曲线掘进要求的盾构机选型和管片选择，以及轴线预偏设置、管片注浆加固、纵向加设劲肋、加强螺栓复紧等辅助措施，然后掘进，判断是否小于基准，并配合监测隧道的沉降、位移、收敛，若是则完成小半径曲线施工，否则继续优化盾构施工参数再次掘进。(2)配置相应的设备施工技术，采用铰接式盾构进行施工。由于盾构增加了铰接部分，使盾构切口至支撑环，支撑环至盾尾都形成活体，增加了盾构的灵敏度，对隧道的轴线控制更加方便以及管片外弧碎裂和管片渗水等情况得以大大改善。a.适当的超挖量，盾构的刀盘上安装有仿形刀,具有一定的超挖范围。在曲线施工时可根据推进轴线情况进行部分超挖，超挖量越大，曲线施工越容易。但另一方面，超挖会使同步注浆浆液因土体的松动绕入开挖面，加上曲线推进时反力下降的因素，会产生隧道变形增大的问题。因此，超挖量最好控制在超挖范围的最小限度内。b.铰接角度满足要求，盾构机增加铰接部分，使盾构切口至支撑环，支撑环至盾尾都形成活体，增加了盾构的灵敏度，可以在推进时减少超挖量的同时产生推进分力，确保曲线施工的推进轴线控制。管片外弧碎裂和管片渗水等情况得以大大改善。铰接角度α＝(L1+L2)×180/π×R其中L1、L2分别为铰接盾构的前体和后体，R为曲线半径，α为盾构机在小半径曲线上的铰接角度，此角度应小于盾构机自身的最大铰接角度。通过固定铰接千斤顶行程差来固定盾构机的铰接角度，从而使盾构机适应相应得曲线半径。铰接千斤顶行程差mm＝千斤顶最大行程差×(左右铰接角度deg)/最大左右铰接角度deg。(3)还配合相应的辅助施工措施，a.隧道管片壁后注浆加固，隧道每掘进完成2环，对脱出盾尾10环外的管片通过管片的拼装孔对土体进行二次压注加固。b.隧道内设纵向加强肋，针对小半径曲线上隧道纵向位移较大，在隧道靠近开挖面后50～60m范围管片设置加强肋以增强隧道纵向刚度，控制其纵向位移。加强肋采用双拼[22a槽钢用钢板焊接成型，用螺栓将其与管片的预留注浆孔进行连接，从而将隧道纵向连接起来，以加强隧道纵向刚度。c.加强螺栓复紧，每环推进结束后，须拧紧当前环管片的连接螺栓，并在下环推进时进行复紧，克服作用于管片推力产生的垂直分力，减少成环隧道浮动。每掘进完成3环，对10环以内的管片连接螺栓复拧一次。d.推进轴线预偏设置，在盾构掘进过程中，要加强对推进轴线的控制。曲线推进时盾构实际上应处于曲线的切线上，因此推进的关键是确保对盾构机姿态的控制。由于盾构掘进过程的同步注浆及跟踪补注的双液浆效果不能根本上保证管片后土体的承载强度，管片在承受侧向压力后，将向弧线外侧偏移。为了确保隧道轴线最终偏差控制在规范允许的范围内，盾构掘进时给隧道预留一定的偏移量。根据理论计算和相关施工实践经验的综合分析，同时需考虑掘进区域所处的地层情况，在小半经曲线隧道掘进过程中，将设置预偏量20～40mm。施工中通过对小半径段隧道偏移监测，适当调整预偏量。(4)施工参数选择，a.严格控制盾构的推进速度，推进时速度应控制在1～2cm/min。既避免因推力过大而引起的侧向压力的增大，又减小盾构推进过程中对周围土体的扰动。b.严格控制盾构正面平衡压力，盾构在穿越过程中须严格控制切口平衡土压力，使得盾构切口处的地层有微小的隆起量(0.5～1mm)来平衡盾构施工过后的地层沉降量。同时也必须严格控制与切口平衡压力有关的施工参数，如出土量、推进速度、总推力、实际土压力围绕设定土压力波动的差值等。防止过量超挖、欠挖，尽量减少平衡压力的波动。其波动值控制在0.02MPa以内。c.严格控制同步注浆量和浆液质量，由于曲线段推进增加了曲线推进引起的地层损失量及纠偏次数的增加导致了对土体的扰动的增加，因此在曲线段推进时应严格控制同步注浆量和浆液质量，在施工过程中采用推进和注浆联动的方式，确保每环注浆总量到位，确保盾构推进每一箱土的过程中，浆液均匀合理地压注，确保浆液的配比符合质量标准。通过同步注浆及时充填建筑空隙，减少施工过程中的土体变形。注浆未达到要求时盾构暂停推进，以防止土体变形。每环的压浆量一般为建筑空隙的130％～250％，为2.25～3.75m3/环，采用厚浆，浆液稠度12～14cm，泵送出口处的压力不大于0.5MPa左右。具体压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据选定。根据施工中的变形监测情况，随时调整注浆参数，从而有效地控制轴线。(5)土体损失及二次注浆，由于设计轴线为小半径的圆滑曲线，而盾构是一条直线，故在实际推进过程中，实际掘进轴线必然为一段段折线，且曲线外侧出土量又大。这样必然造成曲线外侧土体的损失，并存在施工空隙。因此在曲线段推进过程中在进行同步注浆的工程中须加强对曲线段外侧的压浆量，以填补施工空隙。每拼装两环即对后面两环管片进行复合早凝浆液二次压注，以加固隧道外侧土体，保证盾构顺利沿设计轴线推进。浆液配比采用水泥:水玻璃＝30:1，水灰比为0.6。二次注浆压力控制在0.3Mpa以下；注浆流量控制在10～15L/min，注浆量约0.5m

盾构隧道二衬施工：本工程盾构隧道采用全圆针梁台车进行施工，台车模板由底模、顶模和左右两边模组成，底模与边模和右边模与顶模是通过铰接联接，顶模与左边模是通过螺栓联接。台车模板纵向总长为12.2m，有效衬砌长度为12m。台车预留模板工作窗18个，注浆口3个。由于新浇筑的混凝土为半液态，故全圆台车在砼浇注过程中因液体对浸泡在其中的物体上下表面的压力差所产生的浮力作用，而存在较大的上浮力。为了防止模板上浮，在模板自由段(未衬砌段)、位置和已衬砌端均设有设有专门的抗浮装置。抗浮装置由抗浮千斤顶和安装架体共同组成。其抗浮千斤顶一端为丝杠螺母副，高度可调，以满足超挖或欠挖的不同安装高度需要，并有效阻止模板上浮。抗浮千斤顶均通过支架布置在台车相应侧面，并同底部升降油缸共同组成上下左右全方位的可靠定位系统。二衬施工流程为：在施工准备后，做基础面处理并进行砂浆运输，然后分别进行基础验收和测量放线，在基础验收后进行防水板安装及验收，在测量放线和防水板安装验收后进行预埋件(灌浆管)安装，之后钢模台车就位，并进行封头模板安装，然后进行砂浆浇筑，待砂浆固化后取样试验，符合要求即可拆模，最后进行养护、修整。具体来说，进行二衬施工，先由台车自行行走至首仓段位置，准确测量使二衬台车定位，保证台车中线与隧洞中线一致，模版成型后固定，测量复核无误；然后清理基底杂物、积水和浮渣，装设挡头模版，按设计要求装设止水带，并自检防水系统设置情况。自密实混凝土采用3m3的小罐车在洞内运输。1)混凝土浇筑前，应从台车浇筑窗口将防水层表面进行除尘并洒水润湿，确保混凝土浇筑过程中密实，防止混凝土收缩开裂。混凝土自下而上浇筑，首先从腰部一侧放灰，对底部进行浇筑。2)达到腰梁位置后从顶部开始放灰孔开始放灰，在放灰期间安排专人用木锤敲打模版，找出未密实部分，配以振捣棒辅助振捣，保证模版内混凝土密实。混凝土浇筑期间安排测量人员全程盯控，密切监测台车位移情况。若上浮速率偏大则暂停浇筑。3)自密实混凝土由搅拌站集中拌合，混凝土搅拌运输车运输至浇筑地点，由吊车或导管将自密实混凝土下放至洞内混凝土输送车，然后由混凝土运输车泵送送入模版台车内。4)在浇筑靠近底部的混凝土时要严格控制入仓速度，速度要慢，防止出现蜂窝、麻面等缺陷。在浇筑顶部混凝土时速度要快，防止顶拱混凝土脱空。5)混凝土浇筑均匀上升，两侧混凝土高差控制在30～50cm，局部最大高差不得超过60cm。6)浇筑混凝土时，应经常观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现有变形、移位时，应立即停止浇筑，并在已浇筑的混凝土凝结前修整完好。7)混凝土浇筑时的自由倾落高度不宜超过5m。8)由于二衬混凝土采用自密实混凝土，因此不采用振捣棒进行振捣。拆模时混凝土强度达到设计强度的100％，当湿度不够时，脱模后喷雾洒水养护。9)为保证二衬混凝土与防水板之间相互密贴，二衬混凝土浇筑前预埋注浆管，待混凝土达到强度后进行二衬背后回填注浆。

本工程中设计和施工的计算及检验：

反力架计算，焊接箱形钢梁截面选用I63组合而成，16mm厚A3钢板加工焊接成型，梁上作用盾构推进荷载。钢材屈服强度fy＝235N/mm

掘进参数计算，(1)出渣量，盾构隧道每环理论出碴量(实方)＝π/4×D2×L＝3.14/4×3.412×1＝9.13m3；其中D为盾构机刀盘直径，L为每循环掘进距离；由于盾构机主要在卵石层中掘进，松散系数取1.3盾构推进出碴量控制在98％～102％之间，即11.5m

B

P

计算两倍掘进机直径的全土柱土压：P

盾构的推力应包含以下几个部分，在土压平衡模式下：∑F＝FM+FBAEPB+FS+FNL+FSP，

盾壳和土层的摩擦力F

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。