1、1盾构过矿山法隧道方案1.工程概况1.1 区间概况本区间设计范围内隧道自田贝站南端头南行至翠竹路，左转向东南穿越大头岭至大头岭南侧，后穿过东门北路住宅小区，到达翠竹站东侧端头。本区间设计范围里程 ZDK10+165.970ZDK11+374.800（含短链 16.138m）。全区间有盾构开挖盾构衬砌隧道和矿山法开挖盾构衬砌隧道两种隧道，其中：ZDK10+165.970ZDK10+635.000 和 ZDK11+022.000ZDK11+374.800 为盾构开挖盾构衬砌隧道，ZDK10+635.000ZDK11+022.000 为矿山法开挖盾构衬砌隧道。盾构开挖盾构衬砌隧道长 821.83mm
2、（单洞）；矿山法开挖盾构衬砌隧道长387m（单洞）。区间在 ZDK10+470.117 和 ZDK11+017.5 处共设 2 处联络通道，在ZDK10+470.117 处联络通道中间设区间排水泵房，在 ZDK11+017.5 处设矿山法施工横通道，在横通道端头设 施工竖井。1.2 矿山法隧道概况1.2.1 矿山法隧道矿山法隧道按照新奥法原理设计,隧道衬砌及支护参数主要根据结构断面、围岩级别、水文地质条件、结构受力特性等因素， 类 比同类工程，并经计算分析及优化综合确定。区间结构支 护形式为初期衬砌和盾构混凝土管片相结合，初期支护主要由超前小导管、砂 浆锚杆、 钢筋网、喷射混凝土 组成初期衬砌
3、支护体系。2 CZ1 CZ2 CZ3 150mm 300mm 300mm 22 1000mm 22 750mm 42*3. 5 L=3. 5m * 0. 3*2. 0m22 1 6400mm6 150mm*150mm矿山法隧道成洞断面见图 1.图 1 矿山法隧道成洞断面图1.2.2 临时竖井及横通道井筒净空 5m6m，井深约 28.1m。竖井支护按其围岩类别、使用要求，以及以往工程施工经验类比确定支护参数：初期支护分别为 300mm、200mm 厚的C20 网 喷混凝土与型钢钢架联合支护，井壁打 设 22 砂浆锚杆。横通道净宽 5m，净高分别为 4.5m 和 8.5m，长 43.91m。采用割
4、 圆拱直边墙断3面。其中线与地铁隧道右线线路相垂直，交点里程 为 YDK11+040。采用网喷 C20混凝土，打设 22 砂浆锚 杆进行支护。2. 盾构机进矿山法隧道前的准备2.1 导台测量及断面超欠挖测量矿山法隧道导台厚度 150mm，采用钢筋混凝土现浇，导台弦长 3150mm，导台详见图 2. 导台是盾构机通过硬岩隧道时的下部支撑，其施工精度直接决定着盾构机的姿态。 导台施工模板定位后必须进行测量复核，混凝土浇注后应进行标高的复测，确保 导向平台的标高施工精度在 0+15mm 以内。导台施工完成后，由测量班对导台进行线路联系测量，包括水平及竖直方向，误差超过设计规范要求的，需重新施作。由于
5、矿山法隧道采用爆破施工，隧道断面存在大量的超挖或欠挖现象，一旦隧道欠挖严重，盾构机无法通 过，后期 处理难度较大。在盾构机进矿山法隧道之前对矿山法隧道进行断面测量，一旦欠挖影响盾构机通过，则提前处理。隧道断面测量采用直径 6320mm 的钢环模具进行测量，测量合格后，直径 6280mm 盾构机即可顺利通过矿山法隧道。4图 2 导台断面图2.2 “洞门处理”盾构机到达前在矿山法隧道端头掌子面进行钻孔处理，以便盾构机进入矿山法隧道时，洞口形成的断面 为光面，不至于参差不平影响盾构掘进。具体钻孔方法为沿隧道内径 6400 钻孔，钻孔深度 300mm，环向间距 500，钻孔孔径 25mm。2.3 豆粒
6、石备料盾构机矿山法隧道空推掘进时，由于盾构机前方阻力很小，需对盾体及管片周围喷射豆粒石，以便增大摩擦阻力，增加推力，挤紧管片止水胶条。豆粒石选择直径 510mm，具体性能指标见表 2。表 2 豆粒石性能指标检验项目 检验结果 品质指标表观密度/（kg/m 3） 2600堆积密度/（kg/ m 3） 1320紧密密度/（kg/ m 3） 1500含泥量/ 0.6 2.05泥块含量/ 0.3 0.7针片状物含量/ 11 2510mm 筛孔累计筛余/ 12 0155mm 筛孔累计筛余/ 95 801002.5mm 筛孔累计筛余/ 99 95100注：豆粒石为花岗岩，粒径为 510mm豆粒石在盾构机进
7、入矿山法隧道前需提前备料。具体备料方量为需填充空隙的 6070 。豆粒石从矿山法隧道竖井用溜槽下放到井下，井下采用 2m3 翻斗车进行水平运输，均匀铺到导台两侧 。3. 进矿山法隧道前的盾构掘进机姿态控制盾构机进入硬岩隧道前的 25m 作为盾构机到达段，根据地质条件采用敞开模式掘进。盾构机进入到达段时，逐步减小推力、降低推 进速度，并加强出土量的监控频次。刀盘转速为 1.651.85rmin，盾构机推进总推力小于 800t，推进速度不大于 25mm/min。盾构机进入硬岩隧道前的最后 3 环采掘进速度控制在 15mm/min 以内，总推力减少为 600t 以内，采用小推力、低速度进入矿山法隧道
8、。在盾构机进入硬岩隧道前的 150200m，对盾构开挖隧道和硬岩隧道洞内所有测量控制点进行一次整体的、系统的复测和联测，对所有控制点的座标进行精密、准确的平差计算。在盾构机到达硬岩隧道前的 100m、50m 时应分别人工复测盾构机姿态，及时纠正偏差，确保盾构机顺利进入接收段。盾构机在到达段掘进过程中，应派专人负责观察硬岩隧道段的岩面变化情6况。发现围岩或硬岩隧道初期支护混凝土有较大震动或变形时，应立即通知盾构主司机调整掘进参数，防止推进力过大而造成刀盘前部围岩的大面积坍塌。4. 矿山法隧道内空推4.1 盾构机步进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，使盾构姿态沿设计线路方向推进
9、。前期施工 时推进速度一般控制在 1540min 之间，工艺熟练后推进速度可达到 6085min。下部油缸压力略大于上部油缸压力。盾构推进时，派专人在盾构机前方检查、 监测盾构机推 进情况，主要 检查硬岩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等。盾构推进时，刀盘前方的监测人员与盾构主司机要 紧密配合，使盾构机沿 导台的中心进行前移，保证盾构前移时管片受力均匀。盾构机向前步进时，混凝土导台必须清理干净，以便盾构机能在导台上安全顺利步进。4.2 管片拼装加强管片选型工作，通过控制盾尾与管片外表面的间隙，确保管片拼装符合设计要求。管片拼装工艺与正常掘进时的工艺相同。
10、选型时，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。管片每安装一片，先人工初步紧固连接螺栓；安装完一环后，用电动扳手对所有管片螺栓进行紧固；管片出盾尾后，重新用扳手人工进行紧固。4.3 豆粒石填充豆粒石填充采用湿喷机在刀盘前面喷射，湿喷机喷射速率应达到每小时 69 m3。喷 射豆粒石时，每隔 4.5m 在盾构机的切口四周用袋装砂石料 围成一个围堰，7围堰范围不小于 2：0010:00 的时钟位置，以防管片背后的豆粒石、砂浆前窜。从刀盘前方向盾构后方吹入粒径 510mm 的豆粒石骨料，喷射压力为0.250.3Mpa。喷射豆粒石过程中，非操作人员不得进入工作面，以免飞石伤人。4.4
11、同步注浆4.4.1 同步注浆浆液性能同步注浆采用水泥砂浆。浆液初凝时间为 8h，终凝时间为 10.5h，施工 时根据盾构机推进过程中浆液的流动情况，适当调整浆液胶凝时间。4.4.2 注浆工艺同步注浆在每环管片喷射豆粒石回填后进行，与盾构机步进同步。注浆通过盾构机自身配备的同步注浆系统，采用手动控制方式，由人工根据现场情况调整注浆流量、速度、压力。（1）注浆压力：为保证对管片背后空隙的有效填充，同时防止砂浆前窜至刀盘前方，注浆压力取值为 0.050.08Mpa。（2）注浆结束标准：同步注浆时盾壳外围是敞开的，压力变化不大，不以压力作为注浆结束的控制标准。当注浆量达到理论注浆量的 80%以上时，即
12、可结束注浆。在注 浆过称加强对盾构机四周以及盾壳外部的围堰变形的观测，发现有浆液外泄，应暂时停止注浆。4.4.3 注浆效果检查在盾构机管片安装 10 环后，每间隔 6m（4 环管片）在管片注 浆孔处开口检查注浆效果，根据检查效果，决定是否进行补充注浆。4.5 二次注浆在盾构机通过硬岩隧道后，根据管片间渗漏水情况，采用二次注浆泵进行注8浆堵水。浆液采用水泥- 水玻璃双夜浆。 浆液配比水泥：水玻璃 为 1：1.注浆压力为0.20.3Mpa，注浆流量不大于 10L/min。注浆结束标准采用注浆压力单指标控制。5. 二次始发盾构机即将到达盾构段掌子面时，即对盾体周围尽可能多的填充豆粒石，填充完毕后将刀
13、盘前面清理干净，包括设备及材料等。盾构机顶到掌子面同时开始转动刀盘，根据滚动角变化，调整刀盘左转右转方向。直至盾体进入土体，滚动角变化不大为止。6、质量措施1、 成立以 项目总工任 组长，盾构主司机、值班土木工程师、测量工程师、试验工程师、掘进班班长、注浆司机为组员的技术小组， 负责施工方案的制定并提供技术指导。2、施工前对导台、盾构机推进、管片拼装等关 键工序作 业进行培训和技术交底，由值 班土木工程师跟班 进行指导、 监控。3、由专职质量工程师负责各工序质量的检验及施工过程的控制，严格工序交接班制度，严禁不合格工序进入下一施工流程。4、严格控制盾构姿态及管片选型，以免因盾构姿态不好，破坏
14、导台。5、每安装 35 环，对管片姿态进行人工测量，根据测量结果结合盾尾的盾壳间隙进行管片的选型。6、确保管片与硬岩隧道初期支护间空隙的充填密实度，保证管片下半部有足够的支撑力。7、严格控制同步注浆压力，不能因太小而填充的不充分，也不能太大而流串到刀盘前方造成不必要的浪费。97、安全措施1、 严格按项目安全管理制度和施工方案组织施工，严格制定和执行相关设备的安全操作规程。2、 加强硬岩隧道段（包括竖井段）的通风和照明工作，提高洞内作业环境条件，确保人员和设备安全。3、加强垂直运输及洞内水平运输系统的控制，防止高空物体坠落及车辆事故的发生。4、加强洞内用电控制，确保施工安全。5、特种作业人员必须持证上岗。翠田区间左线工区2009 年 9 月 10 日
