TBM小半徑掘進交底

④中國中鐵隧道集團CHINARAILWAYTLNNELGROUP技術(shù)交底書表格編號1310項目名稱青島地鐵2號線土建一標03丁1ST第 頁共 頁交底編號工區(qū)20160213-8施工部位利臺區(qū)間TBM小半徑施工設計文件圖號利津路站?臺東站區(qū)間第二分冊區(qū)間主體結(jié)構(gòu)工程名稱利臺TBM區(qū)間交底日期2016年2月13日一、技術(shù)交底范圍利津路站?臺東站區(qū)間左右線TBM法施工技術(shù)交底。二、設計情況TBM的姿態(tài)控制是以隧道設計軸線為目的，根據(jù)自動測量系統(tǒng)顯示的軸線偏差和偏差趨勢，把偏差控制在設計范圍內(nèi)同時在掘進過程中進行盾體姿態(tài)調(diào)整，確保不破壞管片。在實際工程中，隧道的設計軸線曲率半徑很小，這時需要TBM的盾體掘進姿態(tài)、換步姿態(tài)和掘進參數(shù)相對直線掘進都要進行相應的調(diào)整。利臺區(qū)間先以350m轉(zhuǎn)彎半徑向左掘進，經(jīng)過緩和后以320m轉(zhuǎn)彎半徑向右掘進至臺東站。三、施工準備1、TBM調(diào)試完成滿足轉(zhuǎn)彎需求后，應按TBM主要功能及使用要求制定現(xiàn)場驗收。TBM各系統(tǒng)驗收合格并確認正常運轉(zhuǎn)后，方可開始掘進施工。2、管片準備就緒，管片橡膠止水條安裝質(zhì)量驗收合格。3、碴土運輸編組列車檢修準備工作就緒，滿足始發(fā)施工要求。4、自動導向系統(tǒng)安裝、測試完畢，導向系統(tǒng)數(shù)據(jù)與人工復測數(shù)據(jù)相同，或誤差符合設計要求。5、初始掘進范圍內(nèi)的地面監(jiān)測點已布設完畢并獲得初始的數(shù)據(jù)。6、作業(yè)人員：勞動力配置見表3.1人員崗前培訓合格，特種作業(yè)人員持證上崗。工序所需要的管理、技術(shù)、質(zhì)檢、測量、安全及其他輔助人員（電工、材料運輸人員）由項目部統(tǒng)一配置。

表3.1勞動力配置表序號工種人員配置備注1TBM操作司機4特種作業(yè)人員，需持證上崗2測量43值班技術(shù)人員4填充水泥漿4普工80TBM生產(chǎn)需求5維修工20設備維修保養(yǎng)合計116（1）主要材料：材料進場后堆碼整齊、上蓋下墊，根據(jù)各材料規(guī)格型號標記標識，實驗室及時取樣送檢，待檢驗合格后方可投入使用。表3.2主要材料用量表序號材料規(guī)格名稱單位備注1PO42.5普通硅酸鹽水泥噸袋裝、散裝2C50管片環(huán)3豆礫石m34各類油脂油料L（3）主要施工機具：設備使用前對其應進行相應的調(diào)試標定，并完成相應的報驗，報驗合格后方能投入使用，只要機具配置見表3.3表3.3主要施工、設備機具配置表（單作業(yè)面）序號機具名稱型號單位數(shù)量備注1TBMDSUC臺12變頻車機組臺2四、施工步驟1、TBM的適用性a、適當?shù)某诹客ㄟ^調(diào)整墊片墊高滾刀實現(xiàn)擴挖。在曲線施工時可根據(jù)推進軸線情況進行部分超挖，超挖量越大，曲線施工越容易。但另一方面，曲線推進時反力下降的因素，會產(chǎn)生隧道變形增大的問題。因此，超挖量最好控制在超挖范圍的最小限度內(nèi)。具體墊高尺寸見下表:刀號徑向偏移量數(shù)量刀號徑向偏移量數(shù)量

293.91308.11刀號徑向偏移量數(shù)量刀號徑向偏移量數(shù)量3112.413216.9刀號徑向偏移量數(shù)量刀號徑向偏移量數(shù)量3321.513426.01刀號徑向偏移量數(shù)量刀號徑向偏移量數(shù)量3530.613635.01刀號徑向偏移量數(shù)量刀號徑向偏移量數(shù)量3739.213843.01刀號徑向偏移量數(shù)量刀號徑向偏移量數(shù)量3946.4140501刀號徑向偏移量數(shù)量/41501b、鉸接角度滿足要求鉸接使內(nèi)伸縮盾與支撐盾的夾角要大于前盾與支撐盾由夾角9。c、盾尾與管片不產(chǎn)生干涉2、隧道輔助措施a、隧道管片回填豆礫石隧道掘進拼完管片，管片脫出盾尾后及時回填豆礫石，每環(huán)豆礫石回填由原先每環(huán)4.3m3增加至每環(huán)5.84m3。管片拼裝20環(huán)后注入回填水泥漿，對管片進行加固，每環(huán)水泥漿注入由原先每環(huán)2.2m3增加至每環(huán)2.97m3。b、加強螺栓復緊每環(huán)推進結(jié)束后，須擰緊當前環(huán)管片的連接螺栓，并在下環(huán)推進時進行復緊，克服作用于管片推力產(chǎn)生的作用分力，減少成環(huán)隧道浮動。每掘進完成10環(huán)，對10環(huán)以內(nèi)的管片連接螺栓依次復擰。3、二次注漿襯砌壁后二次注漿對減少土體變形和維持隧道穩(wěn)定具有十分重要的作用，也是控制地面沉降的一個有效措施。因此推進施工時，應充分注意TBM推進和注漿的聯(lián)動影響，按設計配置漿液，并在合適時間進行襯砌壁后注漿，同時關(guān)注地面沉降的監(jiān)測，輔以控制注漿的數(shù)量。漿液宜為具有較高的早期強度的雙液漿4、推進軸線預偏設置在TBM掘進過程中，要加強對推進軸線的控制。曲線推進時TBM實際上應處于曲線的切線上，因此推進的關(guān)鍵是確保對TBM機姿態(tài)的控制。管片在承受側(cè)向壓力后，將向弧線外側(cè)偏移。為了確保隧道軸線最終偏差控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，TBM掘進時給隧道預留一定的偏移量。根據(jù)理論計算和相關(guān)施工實踐經(jīng)驗的綜合分析，同時需考慮掘進區(qū)域所處的地質(zhì)情況，在小半徑曲線隧道掘進過程中，將設置使其向曲線內(nèi)側(cè)預偏移50mm。施工中通過對小半徑段隧道偏移監(jiān)測，適當調(diào)整預偏量。5、TBM施工參數(shù)選擇a、嚴格控制TBM的推進速度推進時速度應控制在1?2cm/min。即避免因推力過大而引起的側(cè)向壓力的增大，又減小TBM推進過程中對周圍巖體的擾動。b、刀盤轉(zhuǎn)速、扭矩由于始發(fā)導洞內(nèi)掌子面表面不平整，進行掘進時，需要待刀盤轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，緩慢推進，使刀具以低貫入度切入圍巖，刀盤轉(zhuǎn)速暫定為2?6轉(zhuǎn)/分鐘，刀盤扭矩500kNm~1200kNm左右。c、主推進油缸推力、推進速度TBM掘進的推力由主推進油缸提供，主推進油缸的推進壓力以及推進速度將直接影響TBM的掘進效果。進行TBM試掘進時，主推進油缸推進速度不大于40mm/min，推力小于1200T。乙嚴格控制豆礫石的填充密度，漿液回填量由于曲線段推進增加了曲線推進引起的管片外側(cè)豆礫石壓縮，因此在曲線段推進時應嚴格控制漿液回填量，在施工過程中采用推進和漿液回填聯(lián)動的方式，確保每環(huán)漿液回填總量到位，確保TBM推進每一環(huán)的過程中，漿液均勻合理的壓注。通過漿液回填及時填充建筑空隙，減少施工過程中的管片軸線偏移量。注漿未達到要求時TBM暫停推進，以防止管片軸線偏移。e、滾動角控制TBM滾動角控制在3°以內(nèi)，通過主推油缸和防扭塊配合控制。h、出碴量控制：出碴量控制在79.8m3/環(huán)~88.2m3以內(nèi)；TBM隧道每環(huán)理論出碴量（實方）=nXD2XL/4=3.14X6.4X6.4/4X1.5=48.23m3；其中：D——TBM機刀盤直徑L——每循環(huán)掘進距離TBM推進出碴量控制在98%~102%之間，即47.27m3/環(huán)~49.2m3/環(huán)。實際每環(huán)出碴量控制在85.0m3/環(huán)~88.56m3/環(huán)，碴土的松散系數(shù)為1.8。每環(huán)掘進長度根據(jù)現(xiàn)場實際情況有調(diào)整，則每環(huán)實際出渣量按比例縮減或增加。根據(jù)施工中的變形監(jiān)測情況，隨時調(diào)整漿液回填參數(shù)，從而有效地控制管片拼裝軸線。6、嚴格控制TBM主推糾偏量TBM的曲線推進實際上是處于曲線的切線上，推進的關(guān)鍵是確保對TBM的頭部的控制，由于曲線推進TBM環(huán)環(huán)都在糾偏，須做到勤測勤糾，而每次的糾偏量應盡量小，確保楔形塊的環(huán)面始終處于曲率半徑的徑向豎直面內(nèi)。除了采用楔形管片，為控制管片的位移量，管片糾偏在適當時候采用石棉橡膠板，從而達到有效的控制曲線和地層變形的目的。通過計算得出在半徑320曲線轉(zhuǎn)彎下每環(huán)TBM左右主推油缸的行程差需控制在21mm,通過利用TBM機主推油缸行程差來控制其糾偏量。同時，分析管片的選型，針對不同的管片須有不同的主推油缸行程差。TBM主推油缸的糾偏量控制在3-8mm/環(huán)。7、盾尾與管片間的間隙控制小曲線半徑段內(nèi)的管片拼裝至關(guān)重要，而影響管片拼裝質(zhì)量的一個關(guān)鍵問題是管片與盾尾間的間隙。合理的周邊間隙可以便于管片拼裝，也便于TBM進行糾偏。施工中隨時關(guān)注盾尾與管片間的間隙，一旦發(fā)現(xiàn)單邊間隙偏小時，及時通過TBM推進方向進行調(diào)整，使得四周間隙基本相同。在管片拼裝時，應根據(jù)盾尾與管片間的間隙進行合理調(diào)整，使管片與盾尾間隙得以調(diào)整，便于下環(huán)管片的拼裝，也便于在下環(huán)管片推進過程中TBM能夠有足夠的間隙進行糾偏。根據(jù)盾尾與管片間的間隙，合理選擇楔形管片。小曲率半徑段時，TBM機的盾尾與管片間間隙的變化主要體現(xiàn)在水平軸線兩側(cè)，管片轉(zhuǎn)彎正常跟隨TBM機，當TBM機轉(zhuǎn)彎過快時，隧道外側(cè)的盾尾間隙就相對較小；當管片因楔形量等原因超前于TBM機轉(zhuǎn)彎時，隧道內(nèi)側(cè)的盾尾間隙就相對較小。因此，當無法通過TBM推進和管片拼裝來調(diào)整盾尾間隙時，可考慮采用楔形管片和直線型管片互換的方式來調(diào)整盾尾間隙。石棉橡膠板的壓縮率為12%,分段粘貼好的石棉橡膠板經(jīng)推進過程中千斤頂壓縮后，成一平整楔形環(huán)面。在小半徑曲線隧道掘進過程中，將管片設置使其向曲線內(nèi)側(cè)（圓心側(cè)）預偏移20?40mm。8、TBM測量與姿態(tài)控制TBM機的測量是確保隧道軸線的根本，在小曲率半徑段對TBM的測量極為重要。在小曲率段推進時，應適當增加隧道測量的頻率，通過多次測量來確保TBM測量數(shù)據(jù)的準確性。同時，可以通過測量數(shù)據(jù)來反饋TBM機的推進和糾偏。在施工時，如有必要可以實施跟蹤測量，促使TBM機形成良好的姿態(tài)。由于隧道轉(zhuǎn)彎曲率半徑小，隧道內(nèi)的通視條件相對較差，因此必須多次設置新的測量點和后視點。在設置新的測量點后，應嚴格加以復測，確保測量點的準確性，防止造成誤測。同時，由于TBM機轉(zhuǎn)彎的側(cè)向分力較大，可能造成成環(huán)隧道的水平位移，所以必須定期復測后視點，保證其準確性。由于線路的急轉(zhuǎn)彎，間距10-20環(huán)布置測量新樁點。TBM機推進采用自動測量系統(tǒng)，推進時每2-3min自動測量一次TBM姿態(tài)。TBM機拼裝后，應進行TBM縱向軸線和徑向軸線測量，其主要測量內(nèi)容包括刀口、機頭與機尾連接中心、盾尾之間的長度測量；TBM外殼長度測量；TBM刀口、盾尾的直徑測量。TBM機掘進時姿態(tài)測量應包括其與線路中線的平面偏離、高程偏離、縱向坡度、橫向旋轉(zhuǎn)的測量。9、管片選型①以350m半徑為例計算左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎管片選型，主要依據(jù)是線路軸線，可計算出轉(zhuǎn)彎時的管片排版如下：轉(zhuǎn)彎環(huán)偏轉(zhuǎn)角的計算公式：。=2丫=2arctg&/D式中：。 轉(zhuǎn)彎環(huán)的偏轉(zhuǎn)角6 轉(zhuǎn)彎環(huán)的最大楔形量的一半D 管片直徑將數(shù)據(jù)代入得出。=0.2864根據(jù)圓心角的計算公式：a=180L/nR式中：L ■段線路中心線的長度R 曲線半徑，取350m而9=&,將之代入，得出L=1.75m上式表明，在350m的圓曲線上，每隔1.75m要用一環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)。青島地鐵采用的管片長度為1.5m,即在350m的圓曲線上，加上糾偏，標準環(huán)與轉(zhuǎn)彎環(huán)的拼裝關(guān)系為：1環(huán)標準環(huán)+7環(huán)左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎環(huán)。②以320m半徑為例計算右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎管片選型，主要依據(jù)是線路軸線，可計算出轉(zhuǎn)彎時的管片排版如下：標模眄轉(zhuǎn)彎環(huán)關(guān)系圖轉(zhuǎn)彎環(huán)偏轉(zhuǎn)角的計算公式：。=2丫=2arctg6/D式中：。 轉(zhuǎn)彎環(huán)的偏轉(zhuǎn)角6 轉(zhuǎn)彎環(huán)的最大楔形量的一半D 管片直徑將數(shù)據(jù)代入得出。=0.2864根據(jù)圓心角的計算公式：a=180L/nR式中：L ■段線路中心線的長度R 曲線半徑，取320m而9=&,將之代入，得出L=1.75m上式表明，在320m的圓曲線上，每隔1.60m要用一環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)。青島地鐵采用的管片長度為1.5m,即在320m的圓曲線上，加上糾偏，標準環(huán)與轉(zhuǎn)彎環(huán)的拼裝關(guān)系為：1環(huán)標準環(huán)+15環(huán)右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎環(huán)。五、施工進度(指標)要求單班作業(yè)確保4環(huán)以上六、質(zhì)量標準1、在曲線段推進過程中，為確保盾構(gòu)沿設計軸線推進，必要時使用超挖刀，使內(nèi)側(cè)的出土量要大于外側(cè)的出土量。此時管片拖出盾尾后要及時將豆礫石跟上，保證管片背部填充飽滿。2、在曲線推進過程中，為確保TBM沿設計軸線推進，嚴格控制TBM出土量。3、在TBM推進過程中，加強對軸線的控制，推進時必須做到勤測勤糾，而每次的糾偏量應盡量小，確保管片環(huán)面始終處于曲線半徑的徑向豎直面內(nèi)。4、由于曲線段推進增加了曲線推進引起的地層損失及糾偏次數(shù)，加大了對土體的擾動。在曲線段推進時應嚴格控制豆礫石填充。每環(huán)推進時根據(jù)施工中的變形監(jiān)測情況，隨時調(diào)整填充量。5、拼裝完成發(fā)現(xiàn)環(huán)面嚴重不平的管片，拆下重拼；通過傳力襯墊調(diào)整管片受力，對產(chǎn)生碎裂的管片進行修補等。七、安全、環(huán)保、文明施工等技術(shù)措施(1)施工作業(yè)前，作業(yè)人員必須佩戴護目鏡，需佩戴安全帽、工作服。(2)為保證工作順利，工作前必須試機。(3)檢查油箱液壓油是否充足，如液面過低應及時添加；（4）作業(yè)隊負責人加強對現(xiàn)場施工人員的安全、文明施工的宣傳教育，提高其安全、文明施工及自身保護意識；（5）施工現(xiàn)場應由專人負責清掃，不任意排污。加強隧道內(nèi)泥水管理，指定專人負責，保持場地清潔、平整；（6）由于隧道內(nèi)比較潮濕，要注意安全用電，工地內(nèi)電線應理順，不能亂拉亂掛，加強安全用電，統(tǒng)一使用標準安全電箱；（7）嚴格按照安全生產(chǎn)的有關(guān)條例進行施工作業(yè)，正確操作使用機械設備；（8）施工現(xiàn)場必須做到安全生產(chǎn)，生產(chǎn)不忘安全。進入現(xiàn)場正確戴好安全帽及防護用品，登高配帶安全帶；八、成品保護措施1、在貯存水泥時一定要注意防潮、防水。水泥受潮后要結(jié)塊，降低強度，甚至不能使用。因此對袋裝水泥不要弄破紙袋。運輸時要加覆蓋物防雨。貯存水泥的倉庫應保持干燥，屋頂和外墻不得漏水，地面墊板離地不小于300mm，水泥垛四周離墻不小于30000，堆垛高度一般不應超過10袋。2、管片在無龍門吊覆蓋的堆場放置，需要采取內(nèi)弧面向上的方式平放。底部使用水泥墩墊底，并在管片和水泥墩之間墊木板作為柔性襯墊，避免對管片本身和外弧面涂料造成損傷。管片和管片之間使用4塊200*120*120木方墊塊，并保持上下木方和水泥墩處于同一垂直線。3、管片通過平板車運輸時，需要采取內(nèi)弧面向上的方式平放。管片底部與車板相接的面墊兩條200*200*1500木方，避免對管片本身和外弧面涂料造成損傷。管片和管片之間使用4塊200*120*120木方墊塊，并保持上下木方和水泥墩處于同一垂直線。裝車后管片應采用帶銷卡的綁繩捆綁固定牢固，以避免向兩邊傾倒。4、叉車和平板車運輸管片過程中，要根據(jù)路面情況控制行車速度。防止管片受沖擊力損壞，或在急停時慣性前移造成事故；行車途中司機應隨時通過反光鏡觀察管片固定情況，發(fā)現(xiàn)異常立即停車處理；5、管片堆場有專人負責管理，并將場地盡可能封閉，避免惡意損壞；6、吊裝過程中出現(xiàn)管片碰損，應立即對碰損的管片進行隔離堆放，交由質(zhì)檢員處理。九、其他注意的問題保證每環(huán)豆礫石及水泥漿填充量，提前預留出盾尾間隙以免后期調(diào)向困難。

④中國中鐵隧道集團.上*一申國申帙CHINARAILWAYRJNHELGROUP技術(shù)交底書表格編號1310項目名稱,青島地鐵2號線土建一標03工區(qū)項目名稱交底編號交底編號20160213-8施工部位利臺區(qū)間TBM小半徑施工安全交底設計文件圖號利津路站?臺東站區(qū)間第二分冊區(qū)間主體結(jié)構(gòu)工程名稱利臺TBM區(qū)間交底日期2016年2月13日一、該工序可能存在的安全隱患1、管片拼裝2、飛噴豆粒石傷人3、機械及工具傷人4、高空墜物5、人員墜落6、人員觸電二、預防措施1、管片拼裝（1）管片吊運操作手在吊運管片之前要檢查吊運螺栓、掛鉤是否安裝牢固，鋼絞線是否出現(xiàn)磨損嚴重部位。（2）管片吊運過程中要保證管片吊車低速并且勻速前進，不得出現(xiàn)大幅度晃動，以免管片掉落，造成管片破裂或者傷人事件的發(fā)生。無關(guān)人員不得在管片吊車軌行區(qū)內(nèi)站立。要安排專人進行查看，確認安全后方可操作施工。操作完畢后遙控器要及時關(guān)閉，并按要求交由專人保管，其他人員不得隨意操作及使用。（3）開始幾環(huán)管片拼裝時，管片依靠輔推油缸擠壓作用靠在管片鎖定裝置鋼環(huán)上，拼裝手及掘進司機施工作業(yè)時注意控制油缸推力，管片拼裝時隨時觀察管片鎖定裝置是否出現(xiàn)開裂、變形，發(fā)現(xiàn)異常時立即停止管片拼裝作業(yè)，