2023年盾构施工调研报告优秀

1 6.1 概述..................................................................................................................................36 2 6.2 泥水盾构掘进管理要点..................................................................................................36 3 6.3 掘进控制流程..................................................................................................................36 4 6.4 对开挖土量管理..............................................................................................................37 5 6.5 泥水管理..........................................................................................................................38 1 6.5.1 泥水压力管理......................................................................................................38 2 6.5.2 泥水性能管理......................................................................................................39 3 6.5.3 泥 水分离处理系统管理......................................................................................43 第七节 管片拼装........................................................................................................................45 7.1 概述...................................................................................................................................45 7.2 管片拼装程序...................................................................................................................46 7.3 拼装前的准备...................................................................................................................46 7.4 管片拼装作业...................................................................................................................46 7.5 管片拼装质量控制...........................................................................................................47 7.6 质量保证措施...................................................................................................................47 第八节 壁后注浆........................................................................................................................48 1 8.1 概述..................................................................................................................................48 2 8.2 注浆工艺流程..................................................................................................................48 3 8.3 同步注浆..........................................................................................................................49 4 8.4 二次补强注浆..................................................................................................................50 5 8.5 注浆控制措施..................................................................................................................51 1 8.5.1 注浆压力..............................................................................................................51 2 8.5.2 注浆量..................................................................................................................51 3 8.5.3 注浆速度及时间..................................................................................................51 4 8.5.4 注浆顺序..............................................................................................................52 5 8.5.5 注浆结束标准......................................................................................................52 6 8.6 注浆质量保证措施..........................................................................................................52 7 8.7 注浆效果检查..................................................................................................................52 第九节 隧道防水........................................................................................................................53 1 9.1 防水标准与原则..............................................................................................................53 2 9.2 管片自防水......................................................................................................................53 3 9.3 管片接缝的防水..............................................................................................................54 4 9.4 管片拼装缝嵌缝防水......................................................................................................55 5 9.5 连接螺栓孔、注浆孔、管片手孔防水..........................................................................56 6 9.6 注浆加强防水..................................................................................................................57 7 9.7 联络通道/ / 泵站防水........................................................................................................57 8 9.8 洞门防水..........................................................................................................................57 9 9.9 质量保证措施..................................................................................................................58 第十节 盾构到达........................................................................................................................59 1 10.1 盾构到达施工程序........................................................................................................59 2 10.2 到达前施工准备工作....................................................................................................59 3 10.3 盾构机定位及接收洞门位置复核测量........................................................................59 4 10.4 洞门防水装置安装........................................................................................................60 5 10.5 接收基座的安装............................................................................................................60 6 10.6 盾 构进洞段的掘进........................................................................................................60 7 10.7 盾构到达技术要点........................................................................................................60 8 10.8 盾构进洞施工注意事项................................................................................................61 第十一节 盾构拆卸....................................................................................................................61 1 11.1 盾构机拆卸程序............................................................................................................61 2 11.2 拆卸顺序........................................................................................................................62

3 11.3 盾构机拆卸要点............................................................................................................62 第十二节 盾构调头、过站及二次始发.....................................................................................63 1 12.1 盾构调头........................................................................................................................63 1 12.1.1 概述....................................................................................................................63 1 12 2.1.2 盾构调头作业要点............................................................................................63 3 12.1.3 现场准备工作....................................................................................................64 4 12.1.4 不采用延长管线进行盾构调头的程序............................................................64 5 12.1.5 采用延长管 线进行盾构调头的程序................................................................64 2 12.2 盾构过站........................................................................................................................65 1 12.2.1 概述....................................................................................................................65 2 12.2.2 盾构过站施工流程............................................................................................66 3 12.2.3 盾构过站技术措施............................................................................................66 3 12.3 盾构二次始发................................................................................................................67 第十三节 刀具更换....................................................................................................................67 1 13.1 概述................................................................................................................................67 2 13.2 刀具管理流程................................................................................................................68 3 13.3 换刀作业技术措施........................................................................................................68 4 13.4 常压 换刀........................................................................................................................69 5 13.5 带压换刀........................................................................................................................69 1 13.5.1 带压进仓作业程序............................................................................................70 2 13.5.2 带压进仓作业要点............................................................................................70 6 13.6 刀具的维修....................................................................................................................71 7 13.7 刀具磨损的统计分析....................................................................................................71 第十四节 特殊地段施工............................................................................................................72 14.1 概述................................................................................................................................72 14.2 特殊地段施工要点........................................................................................................72 14.3 特殊地段的针对性施工措施........................................................................................72 14.3.1 浅覆土层施工..............................................................................................................72 14.3.2 小半径曲线施工..........................................................................................................73 14.3.3 大坡度区段施工..........................................................................................................73 14.3.4 地下管线区段施工......................................................................................................74 14.3.5 地下障碍物处理..........................................................................................................74 14.3.6 穿越建（构）筑物施工..............................................................................................74 14.3.7 小净距隧道施工..........................................................................................................75 14.3.8 穿越江河地段施工......................................................................................................75 14.3.9 穿越砂卵石及大孤石地段..........................................................................................75 14.3.10 穿越地质条件复杂地段施工....................................................................................76 14.3.11 穿越砂层、淤泥层段施工........................................................................................76 14.3.12 有害气体段施工........................................................................................................76 第十五节 施工运输....................................................................................................................77 1 15.1 洞内水平运输................................................................................................................77 2 15.2 垂直运输........................................................................................................................77 3 15.3 碴土外运........................................................................................................................78 第十六节 施工通风及 洞内管线布置.........................................................................................78 1 16.1 施工通风........................................................................................................................78 2 16.2 管线布置........................................................................................................................78 第十七节 盾构施工地表变形预测、控制及监测反馈.............................................................78 1 17.1 地表变形预测................................................................................................................79 2 17.2 掘进过程中的变形控制................................................................................................79 3 17.3 施工监测和信息反馈....................................................................................................80

第十八节 进排泥管道堵塞的预防及处理措施.........................................................................80 1 18.1 进排泥管道堵塞的预防措施........................................................................................80 2 18.2 进排泥管道堵塞的处理措施........................................................................................81 3 18.3 接管排污处理................................................................................................................81 第十九节 施工测量和监控量测................................................................................................82 19.1 施工测量.........................................................................................................................82 19.1.1 测量控制程序...................................................................................................82 2 19.1.2 主要测量项目及方法........................................................................................83 3 19.1.3 测量质量保证措施............................................................................................85 19.2 监控量测.........................................................................................................................86 1 19.2.1 概述....................................................................................................................86 2 19.2.2 监测目的............................................................................................................86 3 19.2.3 监测内容及方案................................................................................................87 4 19.2.4 监测控制标准....................................................................................................91 5 19.2.5 监测反馈程序....................................................................................................92 6 19.2.6 监测管理体系和保证措施................................................................................94

盾构施工技术调研 第一节 概述 1.1 概述 盾构施工法是“使用盾构机在地下掘进，在护盾的保护下，在机内安全的进行开挖和衬砌作业，从而构筑成隧道的施工方法”。按照这个定义，盾构施工法是由稳定开挖面、盾构机掘进和衬砌三大部分组成。

初期的盾构法是用手掘式或机械开挖式盾构机，结合使用压气施工方法保证开挖面稳定，进行开挖，在地下水较丰富的地区，用注浆法进行止漏，而对软弱地层，则采用掌子面封闭式施工。经过多年对盾构技术的研究开发和应用，已演变成现在非常盛行的泥水平衡式和土压平衡式两种盾构机。这两种机型的最大优点是在开挖功能中考虑了稳定开挖面的措施，将盾构施工法中的三大要素的前两者联系融为一体，无需辅助施工措施，就能适应地质情况变化范围较广的地质条件。

盾构法施工的概貌如图所示。在隧道某段的一端建造竖井或基坑，将盾构安装就位，盾构从竖井或基坑的墙壁开孔出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的设计孔壁推进。盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已经拼装好的衬砌管片上。盾构机是这种施工方法中主要的施工机具。

图 1 盾构法施工概貌图

现代盾构集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构已广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程中。

1.2 盾构法施工优缺点 盾构法与传统地铁隧道施工方法相比，具有以下优点：

（1）地面作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；（2）自动化程度高、劳动强度低、施工速度快；（3）因隧道衬砌属工厂预制，质量有保证；（4）穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时，周围可不受施工影响；（5）穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候影响；（6）对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全；（7）在费用和技术难度上不受覆土深度影响。

盾构法施工主要存在以下不足：

（1）施工设备费用较高；（2）覆土较浅时，地表沉降较难控制；（3）用于施工小曲率半径隧道时，掘进较困难。

第二节 施工准备 2.1 概述 盾构法隧道施工是一项综合性的施工技术，施工方法的确定关键在于全面掌握与工程有关的资料。在施工之前，必须具备下列资料：

（1）工程地质和水文地质勘察报告；（2）施工沿线的环境、地下管线和障碍物等的调查报告；（3）施工所需的设计图纸资料和工程技术要求文件；（4）工程施工合同文件、分包合同文件、监理合同文件。

2.2 前期调查（1）工程地质及水文地质调查。收集了解工程勘察的已有资料，熟悉施工

段的工程地质和水文地质情况。

（2）地表地貌及建（构）筑物调查。隧道施工前必须对地表地貌及地面建（构）筑物进行现场踏勘和调查，调查道路和交通流量、地面建筑物及文物等，调查范围视具体工程情况而定，必要时可对施工影响范围内的重要建（构）筑物进行详细调查和鉴定。

（3）地下管线和地下构筑物调查。隧道施工前必须对地下管线和地下构筑物进行调查，调查地下障碍物、地下构筑物及地下管线等，调查范围视具体工程情况而定，必要时可进行物探和施工详勘。

（4）环境保护要求调查。隧道施工前必须对工程环境保护要求进行调查，调查范围视具体工程情况而定。

2.3 技术准备（1）盾构掘进施工前应编制施工组织设计，并经审批。

（2）根据工程及盾构机性能特点，进行必要上岗前的技术培训。

（3）隧道施工前必须进行技术交底。

（4）特殊地段的施工必须编制专项施工方案。

（5）按工程特点和环境条件，做好测量及监测量测的准备工作。

2.4 设备、设施准备 2 2.4.1 盾构选型及配套设施（1）盾构选型及配套设施应根据隧道功能、隧道外径、长度、埋深和地质条件、沿线地形、地面建筑物、地下构筑物、地下管线等环境条件及周围环境对地层变形的控制要求，结合开挖和衬砌等诸多因素，经综合分析后确定；（2）盾构及配套设施应在专业厂家制造，其质量必须符合设计要求。整机制造完成后应经总装调试合格方可出厂，并应提供盾构机质量保证书。

（3）根据盾构机类型、掘进方法及隧道施工中各项工艺的要求，设置必要的其它辅助设施；（4）应设置符合工程需要的浆液站，泥水盾构应设置相应的泥水处理装置，并符合环境保护要求；（5）选择合理的水平及垂直运输设备；（6）供电设备必须满足盾构法施工的要求。

2 2.4.2 盾构始发、接收井内设施的准备

（1）始发井内盾构基座必须满足盾构组装、试运转及始发所需条件；（2）接收井内的盾构基座应保证安全接收盾构机，并能进行检修盾构机、解体盾构机的作业或整体移位；（3）设置满足始发要求的反力架；（4）设置满足始发和接收要求的洞圈密封装置。

2.5 作业准备（1）盾构始发和接收时，应视地质和现场等条件对工作井洞门外的一定范围内的地层进行必要的地层加固，并对洞圈间隙采取密封措施，确保盾构始发和接收安全。

（2）盾构施工场地布置应根据现场条件、施工工艺要求和周围环境合理规划满足工程施工所需要的管片堆放场地、渣土存放场地、拌浆站及材料设备堆放场地等。

（3）进场前应做好测量控制桩的交桩，并根据控制桩及相关资料完成初始姿态的确定。

第三节 盾构机的组装与调试 3 3..1 1 组装与调试程序 盾构组装一般宜按下列程序进行：组装场地的准备→始发基座安装→行走轨道铺设→吊装设备准备并就位→将后配套各部件组装成拖车总成（包括结构、设备、管路等）→将连接桥与后配套组装联结→主机中体组装→主机前体组装→刀盘组装→主机前移，使刀盘顶至掌子面→管片安装机轨道梁下井安装→管片安装机安装→盾尾安装→反力架及反力架刚环的安装→主机与后配套对接→附属设备的安装及管路联结。

盾构组装调试程序见图 3-1。

图 3-1 盾构组装、调试流程 2 3.2 盾构的组装 1 3.2.1 组装前的准备 盾构组装之前应做好如下准备工作：

（1）根据盾构部件情况、现场场地条件，制定详细的盾构组装方案。

（2）根据最大部件尺寸和最重部件规格选择盾构组装设备，做好组装场地的准备工作、安装好盾构始发基座及井下的其他准备工作。

（3）根据盾构部件情况，准备好组装需用的吊装设备、工具、材料等。

盾构组装场地一般分为三个区，即后配套拖车存放区、主机及配件存放区、起重机存放区。

吊装设备一般采用履带起重机一台、汽车起重机一台、液压千斤顶两台以及相应的吊具，它们的吨位和能力取决于盾构最大部件的重量和尺寸。

2 3.2.2 盾构机组装顺序 盾构始发一般采取整体始发。盾构组装时，先将后配套各节拖车依次放到井下已经铺设好的盾构井后的明挖隧道内轨线上组装，后将盾构主机吊到始发井的 组装场地的准备 后配套拖车吊装与管线连接 主机吊装与连接 主机定位及与后配套连接安装反力架空载调试 安装负环管片 负载调试 井下轨道及始发 基座的准备 吊机组装就位

始发架上进行组装。

始发台精确定位后及后配套拖车处的轨道铺设完成后，方可进行盾构的下井组装。下井顺序如下（1）电瓶机→管片小车。

（2）后配套拖车组装顺序：拖车起吊→轮对安装→拖车下井→皮带机架下井→风管下井→拖车后移。

（3）各节拖车下井顺序为从后到前的顺序，如盾构有五节拖车时，其下井顺序为：五号拖车→四号拖车→三号拖车→二号拖车→一号拖车→连接桥。拖车下井后由电瓶机车牵引至指定的区域，待连接桥下井后与其连接。

（4）连接桥（也称设备桥）下井：一般连接桥总长大于盾构吊入井的净长度，下井时需由汽车起重机（或龙门吊机）与履带吊机配合倾斜下井。下井后与一号拖车由连接销连接，前端支撑在管片小车的工字钢架上，该钢结构在现场施焊。

（5）主机下井顺序为：螺旋输送机→前体→中体→刀盘→安装机→盾尾。

（6）中体、前体、刀盘、盾尾、螺旋输送机用履带起重机和汽车吊机配合下井。

（7）反力架与负钢环管片的下井、安装、定位。

（8）主机后移与前移的后配套连接，然后连接液压和电气管路。

盾构组装顺序示意见图 3-2～3-11 所示。

始发台盾构支撑架盾构支撑架吊装图 图 11-2-7 始发台组装 图 3-2 始发台组装

图 图 11-2-8 组装后配套拖车 拖 车 ⅰ拖 车 ⅱ拖 车 ⅲ拖 车 ⅳ拖 车 ⅴ 图 3-3 组装后配套拖车 图 图 11-2-9 组装 连接桥 桥 拖车ⅳ拖车ⅲ拖车ⅱ拖车ⅰ 图 3-4 组装连接桥 图 图 11-2-10 吊装螺旋输送机 拖 车ⅲ拖 车ⅱ拖车 ⅰ螺旋 输 送 机吊装 螺 旋输 送 机 图 3-5 吊装螺旋输送机

螺旋输送机拖车ⅰ拖车ⅱ拖车ⅲ图 图 11-2-11 吊 吊 装前体 图 3-6 吊装前体 图 图 11-2-12 组装前体与中体 前体中体拖车ⅲ拖车ⅱ拖车ⅰ螺旋输送机 图 3-7 组装前体与中体 图 图 11-2-13 刀盘组装 前体 中体螺旋输送机拖车ⅰ拖车ⅱ拖车ⅲ 图 3-8 刀盘组装

盾尾前体 中体螺旋输送机拖车ⅰ拖车ⅱ拖车ⅲ图 图 11-2-14 组装管片安装机、盾尾 图 3-9 组装管片安装机、盾尾 图 图 11--2 2--1 15 5 组装螺旋输送机、设备连接、安装反力架 图 3-10 组装螺旋输送机、设备连接、安装反力架 图 图 11--2 2--1 16 6 完成组装、调试、始发 前 示意图 图 3-11 完成组装、调试、始发前示意图

有的时候，由于现场竖井条件限制，不能采用盾构整体始发，而采用延长管线的方式进行盾构始发。盾构组装时，后配套设备（部分或全部）先置于地面，主机掘进一定距离后，后配套跟进组装。

例如，广州轨道五号线杨萁站~珠江新城站区间盾构施工时，采用管线延长的方式进行盾构始发。始发阶段前 50m 掘进阶段，盾构机的 2、3、4、5 号拖车放在地面，采用延长管线将 1 号拖车与 2 号拖车连接完成前 50m 的掘进：延长管线长 100m，主要为液压管线、动力电缆及少量控制电线。前 50m 掘进时在螺旋输送机出土口直接出碴，前 50m 采用 1 节电瓶车+1～4 节小碴车（管片车上放置 5m 3 简易碴车组成）+1 节管片车的编组方式进行水平运输，16t 门吊负责下管片材料，40t 门吊出碴。50m 掘进完成后，拆除延长管线，把 1 号拖车和 2 号拖车重新进行管线连接，调试后进行正常的盾构掘进。

3 3.2.3 盾构组装技术措施（1）盾构组装前必须制定详细的组装方案与计划，向所有参加组装的人员进行技术交底，同时组织有经验的经过技术培训的人员组成组装班组。

（2）组装前应对始发基座进行精确定位。

（3）履带起重机工作区域应进行处理，如浇筑钢筋混凝土路面、铺设钢板等，防止地层不均匀沉陷。

（4）大件组装时应对始发井端头墙进行严密的观测，掌握其变形与受力状态，保证始发井结构安全。

（5）大件吊装时必须有大型吊车辅助翻转。

（6）对于机械部件的组装，组装前需要弄清其结构及安装尺寸的关系，螺栓连接紧固的具体要求等机械安装的基本常识，同时自始至终保持清洁的习惯。

（7）清洁工作直接关系到液压件工作寿命。组装前必须先检查泵、阀等液压件的封堵是否可靠，如有可疑情况，必须进行现场清洗，管件在组装前如没有充满油液，也必须进行严格清洗。

（8）对于高低压设备和电气元件的安装，严格执行制造厂所提供的有关标准和我国电力电气安装的有关规定和标准。

（9）组装前必须对所使用设备、工具进行安全检查，杜绝一切安全隐患，保证组装过程的安全顺利进行。该项工作是组装过程中极为重要的内容。

（10）组装对大件运输的总要求是首先组装的部件先行运输，再结合施工场地的具体情况合理安排盾构机的组装顺序。

（11）在运输的同时进行设备的组装工作以减缓工作场地的压力，考虑运输和临时场地安排的矛盾，需要在工作现场准备一定的缓冲存储场地，对场地的要求按照设备和现场的情况予以综合考虑。

4 3.2.4 盾构组装安全措施（1）盾构机的运输委托给专业的大件运输公司运输进场。

（2）盾构机吊装由具有资历的专业队伍负责起吊。

（3）组建组装作业班组，承担盾构机组装工作，由生产副经理负责组织、协调盾构机的组装工作，机电总工程师技术负责，机电工程师跟班作业，保证组装质量。

（4）每班作业前按起重作业安全操作规程及盾构机制造商的组装技术要求进行技术交底，严格按有关规定执行。

（5）专人具体负责大件运输和现场吊装、组装的秩序维护，确保安全。

3 3..5 2.5 盾构 组装注意事项（1）组装前必须熟知所组装部件的结构、连接方式及技术要求。

（2）组装工作必须本着由后向前、先下后上、先机械后液压再电气的原则。

（3）对每一拖车或部件进行拆包时必须做好标记，注意供应商工厂组装标记，如：vrt→表示隧道掘进方向，nl2 表示 2 号拖车，l 表示左侧，r 表示右侧。

（4）液压管线的连接必须保证清洁，禁止使用棉纱等易脱落线头的物品擦拭。

（5）组装过程中严禁踩踏、扳动传感器、仪表、电磁阀等易损部件。

（6）组装场内的氧气、乙炔瓶必须定点存放、专人负责。

（7）组装工具必须由专人负责，专用工具必须严格按照操作规程进行使用。

（8）对盾构机所有部件的起吊，必须保证安全、平稳、可靠，严禁违规操作。

（9）必须认真填写交接班记录并作好技术总结。

（10）在机器上需进行焊接时，焊把线与焊点的距离不允许超过 1m，严防烧坏机器上的精密元件。

3 3.3 盾构的调试 盾构的调试按阶段分为工厂调试和施工现场调试。其中现场调试又分为井底空载调试和试掘进重载调试。工厂调试阶段的工作是对设计、制造质量及主要功能进行调试。井底空载调试阶段的工作是在盾构吊到井底后按照井底调试大纲对 1 3.3.1 空载调试 盾构机组装结束后,即可进行空载调试。空载调试的目的主要是检查设备是否能正常运转。主要调试内容为：配电系统、液压系统、润滑系统、冷却系统、控制系统、注浆系统以及各种仪表的校正。

电气部分运行调试：检查送电→检查电机→分系统参数设置与试运行→整机试运行→再次调试。

液压部分运行调试：推进和铰接系统→螺旋输送机→管片安装机→管片吊机和拖拉小车→泡沫、膨润土系统和刀盘加水→注浆系统→皮带机等。

2 3.3.2 负载调试 空载调试完成证明盾构机具有工作能力后，即可进行盾构机的负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封设备的负载能力，对空载调试不能完成的工作进一步完善，以使盾构机的各个工作系统及其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负载调试时间。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。

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盾构施工调研报告

盾构施工各岗位职责

盾构法隧道施工监理工作要点

施工调研报告

盾构隧道岗位职责