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1、自流引水管道施工盾构机拆除自流引水管道施工循环水泵房1#盾构2#盾构垂直顶升盾构机拆除垂直顶升隧道抛石保护盾构施工1自流引水管及取水口概况自流引水管及取水口工程包括二条 4200 mm 的自流引水管道，及多点式垂直顶升取水头取水（包括取水头、垂直顶升取水立管、取水立管抛石围护） 。2盾构施工总体部署盾构施工总体施工流程图如下:3网格式盾构综述根据勘测地质资料，本工程取水隧道基本处于淤泥质粉质粘土和粉质粘土夹粉砂土层中，且将穿越厂区大堤，该段对地面沉降要求较高。为确保工程的安全、可靠、顺利，根据本工程的特点及经济适用的原则，结合以往类似的成功经验，我们决定采用改进型的局部气压水力机械开挖网络式盾
2、构机，这种盾构机较适宜在淤泥质粉质粘土和淤泥质粘土中施工，有其制造成本低、操作简便，容易维修等特点。但以往普通的网络式盾构机也有难以克服的缺点，我们在本次盾构机设计中加以逐条克服和改进，如在头部格栅外增加装置土压力传感器，掘进中可随时掌握正面土压力，在出泥管道系统中加装流量计、差压式密度计，通过计算可得出出土量数据，装行程检测仪，盾构姿态仪，可获得盾构推速度、推进行程，另外根据其他工程经验在盾构机下部开设放土阀，适时释放盾构下部土压力，可防止隧道轴线上飘，头部外增加非常开旋转水枪可在下面土压力太大时予以减阻等，改进以往盾构机存在缺陷，使之达到或接近土压平衡盾构机效果，从而保证地面沉降控制，大堤
3、安全和推进轴线控制。（1）网格式水力机械盾构简介本工程采用网格式水力机械盾构机掘进自流引水管道。网格式水力机械盾构具有简单、操作方便、便于排除正面障碍物等特点。网格式盾构基本构造分为：盾构壳体、推进系统、拼装系统及出土系统、控制系统等。（2）水力出土系统组成的基本特点网格适合水力冲刷的网格和封板组成切口支承形式。网格封板分为固定及启闭式两种，启闭封板一般采用人工操作与液压控制启闭方法，开启封板面积的开孔率一般为830。泥水舱盾构切口后部的隔墙板与网格间为泥水舱，该舱可供土体冲刷成泥水，舱底设置泥水排出管口。冲刷水枪用于冲刷土体的旋转水枪，按不同冲刷位置安装在隔墙板上，水枪即可对开启封板外的土体
4、进行冲刷，又可将舱内土块稀释成泥浆水。水力输送机具舱内的泥水排放至地面，目前主要采用扬水器渣浆泵，通过管路进行输送排放。工作压力水水力出土的水枪和扬水器的工作压力由地面水泵房通过管路接送至盾构工作面，工作压力水的压力宜控制在 0.81.6Mpa。施工采用网格式水力机械盾构，具有结构简单，性能可靠，尤其适用于淤泥质粘土地层中的推进，根据以往我局实际工程的经验及实践证明这一类型盾构完全适应本工程的要求。针对本工程长距离曲线推进的特点，盾尾采用特别强化处理，防止推进过程中盾尾损伤。（3）设备主要参数主机部分(重量约 110 吨)盾构外径 4930 mm盾构长度 6900 mm盾构灵敏度 1.556盾
5、尾内径 4870 mm建筑间隙 30mm网格间距 450mm450mm闸板门开口率 10.4%盾构开口率 26.7%闸板门 4 扇开口尺寸 493mm1010mm（约 0.498 m2）启闭力 F 推/F 拉 = 78.5KN2 / 58.9KN2 (P=10Mpa)推进系统油缸直径 D/d = 250 / 180额定工作压力 P = 22 Mpa最大工作压力 Pmax = 32 Mpa工作行程 S=2300mm 8 只；S=1300mm 16 只。最大总推力 F=1570.824=37669KN推进速度 v=2.9cm/min配备功率 N=15Kw/台2 台=30 Kw搅拌机 2 台搅拌叶直
6、径 D=700mm转速 n= 40-60 r/min配备功率 N=30Kw/台2 台=60 Kw拼装机额定回转力矩 T=107 KNm (P 额=8Mpa)最大回转力矩 Tmax=133.7 KNm (Pmax=10Mpa)回转速度 v=1.0 r/min速比 I=11.2125.8=1409.回转角度 =200提升油缸 2 只额定提升能力 F 推63.6KNF 拉44.7KN最大工作行程 S=800mm最大工作压力 Pmax=16 Mpa平移油缸 1 只额定提升能力 F 推33.2KNF 拉17.3KN最大工作行程 S=1250（双级油缸）最大工作压力 Pmax=16 Mpa钳头油缸 2 只
7、额定提升能力 F 推38.5KNF 拉22.6KN最大工作行程 S=100最大工作压力 Pmax=16 Mpa配备功率 N=15+7.5=22.5 KN泥水输送渣浆泵型号 CV-6/4E-AH流量范围 Q=162240 m3/h扬程范围 H=1244 m配备功率 N=45 Kw盾构设备总长度 35160mm盾构配备总功率 187.55Kw(4)盾构设备保养制度和维修制度盾构设备保养制度a.所有操作人员必须持证上岗。b.所有操作人员必须严格按各岗位的操作规程正确操作。c.设备保养人员每天按“维修保养操作日点检卡”中的内容对设备进行保养，并填写“维修保养操作日点检卡” 。 d.设备保养人员在完成第
8、 3 条的前提下，于每周二按“维修保养操作周点检卡”中的内容对设备进行全面保养，并填写“维修保养操作周点检卡” 。e.设备保养人员在完成第 4 条的前提下，于每月的第一个周二按“维修保养操作月点检卡”中的内容对设备进行维修保养，并填写“维修保养操作月点检卡” 。 f.设备保养人员还须对点检卡中未列出的机、电设备进行定期保养。 g.点检卡的各项数据必须如实写，按期交给项目组。所有设备保养及施工人员都有责任做好盾构设备的保洁工作。 盾构设备维修制度 a.设备维修人员必须持有培训合格证。b.施工人员在施工过程中若发现设备运转情况异常或设备故障，应及时通知维修人员尽快修理，并填写“设备故障报修单” ，
9、不得使设备带伤运行。 c.设备维修人员接报后应尽快对设备进行修理。更新或购买零部件，须经项目部认可。d.在盾构机上装配修复的零部件，须经项目部认可并出示修复件的测试合格证。e.设备维修人员在修复工作完成后应及时填写“盾构机械故障情况记录表” 。4盾构掘进施工（1）盾构推进前的准备按盾构施工阶段平面图布置水泵房，搅拌间，充电间等其他生产设施，并进行相应的设备安装、调试。盾构水力机械给、排水管路铺设、连接、供电线路接通。地面及井上 35T 桁吊地基加固，铺设轨道、桁吊安装以及井上栏杆安装。管片堆场及防水材料制作场地的平整，施工用管片、连接件、钢管、轨道等备齐须有余量。井上井下测量控制网建立，并经复
10、核、认可。井下准备工作：井内楼梯、平台及栏杆加工和安装。盾构基座为钢结构、预制成品，盾构基座位置按设计标高准确进行放样，然后将盾构基座调入井下焊接就位，连接整体并加固，安装导轨。基座上导轨按照盾构设计轴线和设计坡度并按实测洞门中心居中放置，并设置支撑加固。工作井洞口与管片有一定的间隙，为了防止盾构出洞时对土体的扰动，在洞圈周围安装橡胶帘布带环板、扇形板等组成的密封装置，作为施工阶段的临时防泥防砂措施。扇形板调节至洞口直径最大的位置。洞口止水装置结构图见附图。（2）盾构出洞段施工出洞保护措施：由于自流引水管道的出洞区域土质较差，有砂质粉土等土层，且洞口离长江大堤较近，稍有扰动极易引起洞门土体塌方
11、，从而对长江大堤等产生不利影响。本工程盾构出洞采取大口径井点降水、高压旋喷桩桩加固及钢板桩封洞门的措施，以确保出洞安全。大口径井点降水是将井点埋设到一定深度的含水地层里，利用井管内外水位差，使土层里的地下水通过砂滤层、滤网流入井管。再被井管内的抽水泵排出地面。另外，也可利用地面上安装的真空泵，通过管路连接，使井管内产生负压，利用井管内外压差，加速地下水的渗流，从而迫使降水区域内的地下水位快速下降，达到降低地下水之目的。本工程的大口径井点降水布置范围为：取水隧道两侧，共布置 6 个。井点间距为第一孔离井壁 3m，其余两点各相隔 5m。为确保出洞安全，采取高压旋喷地基加固措施。加固范围为井壁向外
12、4m，以洞圈两侧为界限各延伸 2m，深度为洞圈向下 3m，洞圈向上 4m；4m 往上为弱加固区。盾构出洞前对井外地基加固进行验收，加固强度达到设计要求后，才能进行出洞施工，否则应采取补加固措施。根据盾构及土体特点，同时在洞门外采取高压旋喷桩桩加固及钢板桩封门。由于砂质粉土在达到一定剪切面时具有自流性，所以钢板桩在沉井施工过程中同时安装，并随沉井一次下沉到位，以确保出洞面土体稳定，保证盾构出洞安全。盾构机在制造厂制造、安装、调试完成后运至施工现场。吊入井下后，在盾构基座上正确就位，由专业技术人员调试验收。盾构的后座系统由临时支撑、支架、钢支撑等组成。由于后座系统制约着盾构机出洞的姿态，因此安装时
13、在测放出的轴线基础上进行安装，并确保后座系统轴线与设计轴线一致。因工作井采用沉井法施工，在下沉过程中不可避免地会发生偏差，安装时应调整钢支撑，使临时管片（负环）断面与设计轴线垂直。临时管片拼装 9 环，其中封闭环 5 环，上不开口环 4 环，临时管片与后墙之间采用临时反力支撑，具体见后座布置示意图。钢板桩拔除先观察洞圈整体支撑等情况，随后将内外排洞圈钢支撑及钢板桩之间的搭接进行割除。在割除过程中要确保洞圈内侧光滑平整，切忌留下凹凸不平的坚硬和锐利物，防止在盾构靠上洞圈时拉坏密封装置。洞圈支撑及填充物拆除并清理干净后，盾构可靠上洞圈。在整个作业过程中，要对洞门的密封装置采取必要的保护措施。同时必
14、须有专职安全员进行指挥，确保人身安全，杜绝安全事故隐患。盾构进入洞圈并离钢板桩 20cm 时，停止前进。此时进行拔除钢板桩准备工作。钢板桩拔除应从中间开始，在拔除洞门区域钢板桩时，应边拔除洞圈面钢板桩边盾构迅速上靠。在洞圈面钢板桩拔除后，盾构应基本靠向土体。这样可防止由于钢板桩拔除而引起地面沉降。钢板桩拔除后，地面由于拔桩而造成的低洼和拔桩后造成的空隙应及时用粘土填平。洞口地面不能出现积水现象，防止由于地面积水而影响到盾构出洞施工安全。盾构出洞洞门钢板桩拔除后，盾构向前靠拢。盾构推进前在盾构、轨道以及密封装置上涂抹牛油。当盾构切口切入土体后停止推进，并进行后靠安装。盾构正面切入土体后，分别开启
15、各扇闸门，观察正面土质情况，确保水力机械系统畅通。由于考虑出洞土质的特点，确保盾构沿设计轴线控制，盾构推进时千斤顶只能使用下半部分，因此应认真进行千斤顶编组，并结合调整进土位置和进土量来达到对盾构轴线的控制。根据排水隧道盾构出洞后的情况，以及当时盾构姿态和隧道轴线，本次盾构出洞速度不宜过快。当盾尾出工作井内壁后，立即放下洞圈防水装置中的扇形板，将其与1 环的预埋铁焊接，若洞口漏水现象严重从地面预先打设压浆管向洞圈周围内压注化学浆液。在传递推进中盾构初始推力为 15000KN 左右。而且开始推进时只能使用下部千斤顶，推进时加强对后盾受力构件的观察，如发生变形立即采取措施。开启合理部位千斤顶。严格控制推进油压，使盾构缓慢稳步前进。在盾构未全部穿越井壁时，推进过程中应有专人监测密封装置受力及变形情况，防止密封装置外翻造成水土流失。盾构在加固区推进时，要保持盾构姿态良好，防止盾构姿态急骤改变，以均匀、慢速推进为主，防止刀盘扭力过大。（3）施工断面布置及水平运输隧道左上方每隔十环布置一个灯架，照明电缆和日光灯固定在上面，动力电缆布置在灯架下方，右下方每环布置走道板，上铺人行走道板。隧道右上方布置风管，每隔 10 米吊架固定风管。左下方每 6 环布置一个管架，上面铺设水管。隧道内水平运输主要为管片和施工材料，采用电机车牵引平板车运输。电机
