2014年省级工法范本.pdf

山西省省级工法申报材料 工法名称在超长矿山法隧道盾构空推施工工法 申报单位中铁三局集团有限公司 中铁三局集团广东建设工程有限公司 申报时间二〇一五年一月二十日 山西省住房和城乡建设厅制 1 目录 一、山西省省级工法申报书............................... 1 二、工法关键技术鉴定证书............................... 7 三、企业级工法证明.................................... 16 四、工法文本 ........................................... 19 五、经济、社会（环保、节能）效益证明................... 40 六、工程应用证明....................................... 43 七、工法要点照片....................................... 45 八、山西省省级工法评审意见表........................... 52 1 山西省省级工法申报书 工法名称在超长矿山法隧道盾构空推施工工法 申报单位中铁三局集团有限公司 中铁三局集团广东建设工程有限公司 申报时间二〇一五年一月二十日 2 工法名称 在超长矿山法隧道盾构空推施工工法 主要完 成单位 中铁三局集团有限公司 中铁三局集团广东建设工程有限公司 通讯地址 太原市迎泽大街269号邮编030001 联系人 申立刚电话8950923 主要 完成 人员 姓名职务职称所在工作单位 高晓刚副经理工程师 中铁三局集团广东建设 工程有限公司 曾勇技术员工程师 中铁三局集团广东建设 工程有限公司 李国军副经理工程师 中铁三局集团广东建设 工程有限公司 王振华 公司工程部长 工程师 中铁三局集团广东建设 工程有限公司 闫英军经理工程师 中铁三局集团广东建设 工程有限公司 工法应用的工 程名称及时间 工程名称 东莞市城市快速轨道交通R2线 2306标 应用时间 2013 年 本工法关键技术 名称及鉴定时间 关键技术名称导台施工，惰性浆液注浆施工，豆石 喷射施工，管片防上浮支撑施工，管片姿态监测分析 本工法关键技术 获成果奖励情况 获 2013年度中铁三局集团有限公司企业级工法 3 工法内容简述 随着城市化进程的加快， 城市轨道交通工程在城市实现文明交通持续发展战 略中将发挥举足轻重的作用。 在盾构施工中， 经常会碰到强度较高的长距离的基 岩突起地层， 常常采用矿山法初支， 盾构空推拼装管片的施工方法。在空推施工 中稍有不当即有可能引起管片破损、错台、姿态超限，隧道线型难以控制等质量 问题。因此我方根据以往施工经验总结结合现场实际情况分析形成此工法，且成 功运用到工程施工中， 在施工过程中配合监控量测、 信息反馈和优化设计等方法， 使工程获得了不错的经济效益和社会效益，确保工程高质量、高效率的完成。 关键技术及保密点 该工法属超长矿山法隧道盾构空推施工工法，本工法的主要关键技术有 1、在超长矿山法隧道盾构空推喷射豆石施工方法； 2、在超长矿山法隧道盾构空推盾构掘进参数控制； 3、在超长矿山法隧道盾构空推管片背后注惰性浆液施工技术； 4、在超长矿山法隧道盾构空推管片防上浮施工措施； 5、在超长矿山法隧道盾构空推导台施工方法。 技术水平和技术难度 本工法在超长矿山法隧道盾构空推施工，运用豆粒石喷射和注惰性浆液相 结合方法进行施工， 在这种复杂条件下进行盾构空推施工更是国内外首次，盾构 注浆设备改造、 管片背后注惰性浆液、 管片防上浮措施应用， 对隧道错台、 破损、 线型控制严格，本工法的成功实施在此种条件下对类似工程提供极为宝贵的成功 经验，本工法技术水平在国外均有一定开创性，技术先进， 在同类技术水平中属 于领先水平。 工程应用情况及推广应用前景 2013 年该工法成功应用于东莞轨道交通R2线超长矿山法隧道盾构空推施 工。 本工法采用豆粒石喷射和注惰性浆液相结合施工方法，大大减少管片破损和 错台，同时采用了导台加导轨施工方法，提高了盾构空推施工进度， 比一般盾构 空推施工方法安全、 效果好、效率高，经济和社会效益显著， 本工法实施过程中， 加强对管片姿态的监测，大大降低风险，缩短工期，经济和社会效益显著，具有 广泛的推广应用前景。 4 经济效益或社会效益 1、经济效益 运用本工法整个施工过程的成本约为盾构直接空推方法的80 ，即节约成本 在 50 万左右，本工法施工工期短，总体工期节约30天左右，经济效益显著。 2、社会效益 运用本工法进行超长矿山法隧道盾构空推方法，施工粉尘少、 进度快、效果 好，在豆粒石喷射、注惰性浆液和盾构掘进交替施工，节约工期；同时此种方法 有效控制管片错台和破损， 隧道线型控制符合设计规范要求，受到东莞市政府部 门、业主及市民的一致好评， 社会效益明显， 在国内类似施工项目中推广前景广 阔。 5 工 法 主 要 完 成 单 位 意 见 同意申报 2013年 12 月 10 日 （公章） 申 报 市 或 部 门 推 荐 意 见 年月日 （公章） 6 专 家 评 审 意 见 年月日 （公章） 省 住 房 和 城 乡 建 设 厅 审 定 意 见 年月日 （公章） 7 工法关键技术鉴定证书 8 9 简要技术说明及主要技术性能指标 1、简要技术说明 随着城市化进程的加快， 城市轨道交通工程在城市实现文明交通持续发展战 略中将发挥举足轻重的作用。 在盾构施工中， 经常会碰到强度较高的长距离的基 岩突起地层， 常常采用矿山法初支， 盾构空推拼装管片的施工方法。在空推施工 中稍有不当即有可能引起管片破损、错台、姿态超限，隧道线型难以控制等质量 问题。因此我方根据以往施工经验总结结合现场实际情况分析形成此工法，且成 功运用到工程施工中， 在施工过程中配合监控量测、 信息反馈和优化设计等方法， 使工程获得了不错的经济效益和社会效益，确保工程高质量、高效率的完成。 2、主要技术指标 该工法属超长矿山法隧道盾构空推施工工法，本工法的主要关键技术有 （1）在超长矿山法隧道盾构空推喷射豆石施工方法； （2）在超长矿山法隧道盾构空推盾构掘进参数控制； （3）在超长矿山法隧道盾构空推管片背后注惰性浆液施工技术； （4）在超长矿山法隧道盾构空推管片防上浮施工措施； （5）在超长矿山法隧道盾构空推导台施工方法。 10 推广应用前景与措施 本工法采用豆粒石喷射和注惰性浆液相结合施工方法，大大减少管片破损和 错台，同时采用了导台加导轨施工方法，提高了盾构空推施工进度， 比一般盾构 空推施工方法安全、 效果好、效率高，经济和社会效益显著， 本工法实施过程中， 加强对管片姿态的监测，大大降低风险，缩短工期，经济和社会效益显著，具有 广泛的推广应用前景。 11 主要技术文件目录 一、在超长矿山法隧道盾构空推施工工法文本 二、经济与社会效益证明 三、用户意见书 12 鉴定意见 2013 年 11 月 23 日山西省住建厅聘请同行专家组成鉴定委员 会对中铁三局集团有限公司、 中铁三局集团广东建设工程有限公司完 成的“城际轨道双连拱大断面隧道偏洞法开挖工法施工技术”进行了 鉴定。鉴定委员会听取了课题组所做的技术、经济和社会效益分析报 告，经认真质疑、讨论后提出如下鉴定意见 一、所提供的鉴定资料齐全、完整，符合鉴定要求。 二、 隧道偏洞法开挖工法施工技术不仅能够适用于复杂地质情 况，保证沉降控制，从而保证施工安全，更能适应城市软弱围岩大断 面暗挖隧道的特点，与各工序间相协调。 三、偏洞法开挖工法施工效率高，工期短，适应大面积的机械 施工，能较快的使隧道封闭成环，二衬紧跟掌子面，适用于多工序间 的转换连续作业。 偏洞法开挖施工工法的运用所形成的大断面隧道施 工工艺，为同类型城市轨道交通建设提供了实践经验。 四、利用偏洞法开挖工法施工技术，安全质量控制容易，施工 周期短，施工工序干扰小，降低施工成本，对周围环境影响小。 五、该技术经实践检验， 既可行又可靠，具有良好的应用前景。 综上所述，该项技术达到国内领先水平。 鉴定委员会主任 13 14 15 主 要 研 制 人 员 名 单 序号姓名性别年龄技术职称文化程度工作单位对成果贡献 1 高晓刚男34 工程师本科中铁三局集团广东建设工程有限公司负责工法整理及工法编制 2 曾勇男31 工程师本科中铁三局集团广东建设工程有限公司负责基础数据的收集整理 3 李国军男34 工程师本科中铁三局集团广东建设工程有限公司负责工法的全面实施 4 王振华男30 工程师本科中铁三局集团广东建设工程有限公司负责工法的指导及落实 5 闫英军男42 工程师本科中铁三局集团广东建设工程有限公司负责工法的整体开展 16 中铁三技,2013 491 号 关于公布中铁三局集团有限公司 2013 年度企业级工法的通知 集团公司各单位 集团公司2013 年度企业级工法的评选工作已经结束。 经集团公司各专业人员初评和山西省住房和城乡建设厅组 织鉴定，“多孔大跨度连续梁悬臂施工线性控制施工工法” 等 76 部工法的关键技术达到国内先进及以上水平，被评为 2013 年度企业级工法，现予以公布。 希望各单位进一步加强工法的开发和管理，并积极组织 上报，为企业的科技进步做出贡献。 17 附件中铁三局集团有限公司2013 年度企业级工法名单 中铁三局集团有限公司 2013年 12 月 10 日 抄送集团公司本部各部门，社管中心。 中铁三局集团有限公司办公室 2013年 12 月 10 日印发 18 附件 中铁三局集团有限公司2013 年度企业级工法名单 序 号 工法名称编号编写单位完成人 44 淤泥质深大基坑降水施工工法GZSJGF03-13-44 桥隧分公司 赵科利、周海波、张九俊、 宁继阳、王晓丹 45 深大基坑临时立柱施工工法GZSJGF03-13-45 桥隧分公司 赵科利、周海波、张九俊、 宁继阳、王晓丹 46 高速公路预制箱梁智能数控张拉施工 工法 GZSJGF03-13-46 运输分公司 徐中、仲启强、 郭宝明 何运政、王坤 47 运营线涵洞漏水整治施工工法GZSJGF03-13-47 运输分公司 孙浩然、 孙振华、 谷忠 吉万辅、韩鑫慧 48 CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道轨排框架施 工工法 GZSJGF03-13-48 运输分公司 徐 中、郭宝明、仲启强 王 坤、何运政 49 CRTS Ⅱ型板式无砟轨道水泥乳化沥青 砂浆充填层及轨道精调施工工法 GZSJGF03-13-49 运输分公司 巩立青、翟瑞军、赵峰 李宗兴、佟延哲 50 繁华市区盾构穿越富水超高强度岩层 施工工法 GZSJGF03-13-50 广东公司 高晓刚、 曾勇、耿少鹏 石磊、李建成 51 在超长矿山法隧道盾构空推施工工法GZSJGF03-13-51 广东公司 高晓刚、 曾勇、李国军 王振华、闫英军 52 高铁大断面隧道穿越岩溶施工工法GZSJGF03-13-52 广东公司 刘晓阳、 牛相国、 董建树 耿少鹏、刘斌 53 城际轨道双连拱大断面隧道偏洞法开 挖施工工法 GZSJGF03-13-53 广东公司 马小虎、 陶文龙、 匡代刚 赖顺江、康军 54 地下城际轨道穿越富水砂层水平旋喷 桩预加固施工工法 GZSJGF03-13-54 广东公司 赖顺江、 于天生、 王俊生 孟涛、耿少鹏 55 复杂环境下地铁基坑开挖安全控制爆 破施工工法 GZSJGF03-13-55 广东公司 李子华、 胡云峰、 张立明 王振华、马利鹏 56 紧邻次高压燃气管数码电子雷管微振 控制爆破施工工法 GZSJGF03-13-56 广东公司 李子华、 于天生、 胡云峰 王振华、耿少鹏 57 岩溶极为发育地区基坑涌水处理施工 工法 GZSJGF03-13-57 广东公司 王明亮、 王振华、 刘思宁 刘强、朱佳贤 58 地铁高架桥梁NALC挂板施工工法GZSJGF03-13-58 华东公司 张家旺、 杨超、袁利佳 谷庆、黄金 59 地铁车站岩溶预封闭注浆工法GZSJGF03-13-59 华东公司 王爱东、 范晓敏、 梁家启 郝东卫、李海蛟 60 CRTS Ⅱ型板宽接缝修复施工工法GZSJGF03-13-60 华东公司 王爱东、 梁家启、 范晓敏 郝东卫、郭玉鹏 61 铁路路基边坡泥炭土高保水种植绿化 施工工法 GZSJGF03-13-61 天津公司 徐晔、 刘应兵、孙凤东、 韩圣博、陈明 62 铁路路基病害防控施工工法GZSJGF03-13-62 天津公司 徐晔、刘应兵、 刘晨光 张瑞星、禚振江 63 地下连续墙墙缝工字钢刷壁施工工法GZSJGF03-13-63 天津公司 敖岩、孙凤东、 荆志敏 王强、励学志 19 工法文本 20 在超长矿山法隧道盾构空推施工工法 1. 前言 东莞市城市快速轨道交通R2 线 2306 标包括一个明挖换乘车站 （鸿福路站）和一个盾构区间，线路总长约2.5 公里。其中鸿 - 西区 间单线隧道总长约1811m ，采用海瑞克土压平衡盾构进行施工，局部 采用矿山法开挖、初支，盾构空推拼装管片（以下简称盾构空推）施 工 。 区 间 左 线 里 程 为ZDK15825.062～ ZDK17635.892， 全 长 1810.830m，其中 ZDK16218.0 ～670.0、ZDK17198.0 ～269.0，两 段隧道地层主要为 中风化混合片麻岩、 微风化混合片麻 岩；ZDK17587 ～635.892 段，地层主要为 可塑状砂质粘性土、 全风化混合片麻岩、 强风化混合片麻岩、 微风化 混合片麻岩，均采用矿山法开挖初支盾构拼装管片施工，分别长 452m 、 71m 、48.892m。右线里程为YDK15825.062 ～YDK17635.892 ，全长 1810.830m，其中 YDK16210.0 ～542、YDK17195.0 ～296，该两段 隧道地层主要为 中风化混合片麻岩、微风化混合片麻 岩，也采用矿山法开挖初支盾构拼装管片施工，分别长 332m和 101m 。 左右线矿山法隧道总长为1004.892m,1 号竖井处隧道纵断面线路以 11.4‰上坡掘进， 2 号竖井处的隧道纵断面线路以7.9 ‰下坡掘进， 始发端的隧道纵断面线路以6.25‰下坡掘进。具体平面如下图所示 21 区 间 右 线 终 止 里 程 区 间 右 线 始 发 里 程 区 间 3 联 络 通 道 区 间 2 联 络 通 道 区 间 1 联 络 通 道 矿山 法隧道 鸿 福 路 站 西 平 站 图 1 鸿～西盾构区间平面示意图 2. 工法特点 2.1 盾构空推段距离长，左右线总长为1004.892m，其中单段最 长距离为 452m 。 2.2 通过优化施工方案在导台上铺设导轨，加快施工速度。 2.3 利用数值仿真计算方法，预测盾构施工效果及时调整优化施 工方案，把计算机科学引入到施工方案制定与优化中，提高了施工的 科技水平。 2.4 根据盾构空推特点，采用刀盘前豆粒石喷射和管片背后同步 注厚浆相结合的施工方法，提高掘进的效率。 2.5 采用优化管片预制方案，空推段管片螺栓孔增大直径，有利 于豆粒石补喷，预防管片错台或上浮。 2.6 通过在管片 1 点和 11 点位置安放支撑，有效预防管片上浮。 2.7 运用加密监测方法，达到了动态施工的效果。 22 3. 适用范围 此工法适用于盾构机过圆形矿山法初支隧道，空推拼装管片施 工，其他相类似的条件下盾构施工可以作为参考。 4. 工艺原理 在超长矿山法隧道盾构空推施工工法原理是海瑞克土压平衡盾 构机在优化后的强度和精度满足设计规范要求的导台上采用推进模 式进行推进，边推进边喷射豆粒石，推进完成后拼装管片，在盾构机 前导台范围内提前堆放规定数量的豆粒石，利用盾构机面板推动豆粒 石，填满盾构机底部， 然后利用喷射设备进行喷射； 豆粒石喷射管（直 径 5cm ）支架与刀盘连为一体，喷射管通过支架穿入盾构机盾尾向管 片背后喷射豆粒石， 豆粒石通过管片圆形外径下滑至管片底部，达到 约束管片的目的，然后在盾构1 点和 11 点位置管片螺栓孔里安放长 55cm 支撑，利用与矿山法初支的顶力防止管片上浮。然后在推进下 一环管片时对倒数10 环的管片进行注厚浆对管片进行二次固定。整 个过程连续、高效、安全、可靠。 5. 施工工艺 5.1 工艺流程（见图 5.1 ） 。 23 否 是 图 5.1 盾构空推施工工艺流程图 5.2 操作要点 5.2.1 导台施工及导轨布设 在盾构空推拼装管片之前， 已先完成矿山法开挖及初期支护。盾 构空推时，需要提前施做导向平台， 使盾构机沿着隧道设计轴线前进， 同时为了更好的控制盾构机及管片姿态，在导向平台的两侧及底部布 设 3 根导轨（采用16工字钢） 。因此，导台施做及导轨布设的精度 是保证盾构及管片姿态的关键。混凝土导台位于隧道底部60o范围内 （见图 2-5） ，导台表面与盾构机刀盘外轮廓有10mm 间隙，导台半径 3150mm ，采用 HPB235 钢筋、C30混凝土，导台厚度 150mm ，矿山法隧 道初期支护应尽量保证其设计净空，以确保导台上表面的高程符合设 计要求，并能保证混凝土导台的设计厚度，以达到足够的强度。导台 两侧及底部布设3 根导轨，导轨采用16工字钢，表面高出导台表面 施工准备（矿山法净空测 量、导台高程复测、豆石喷 射施工平台搭设及检查） 盾构掘进豆石喷射同步注浆 管片拼装 顶撑架设 豆石喷射饱满度 及注浆饱满度检 下一循环 二次注浆 24 20mm 。 5.2.1 导台施工断面图 5.2.2 掘进模式的选择及掘进参数的确定 1、掘进模式的选择 盾构在过空推段施工时， 一般采用敞开式模式。 由于矿山法初支 已经完成了土体的开挖， 在掘进过程中盾构不切削土体，不需克服土 体的压力，只需要克服盾构机与导台导轨之间的摩擦力即可往前掘 进。此摩擦力主要通过推进油缸提供的力来克服，故盾构掘进时油缸 移动有两种模式，一种是推进模式，一种是管拼模式。推进模式是通 过所有推进油缸的推力来使盾构前进，单个油缸提供的力较小， 盾构 25 前进比较平稳； 管拼模式是通过人工使用管拼遥控器来控制油缸的伸 缩使盾构前进，个别油缸提供的力较大，受力不均匀，不容易控制盾 构姿态。为了控制盾构机的姿态，一般采用推进模式。 2、掘进参数的确定 盾构施工中，选择合理地掘进参数对控制地面沉降及成型隧道线 型，保证施工质量，提高施工的效率至关重要。在盾构过超长空推段 施工时，悬着合理地掘进速度及推力对控制盾构机姿态至关重要。 1）千斤顶推力 F 确定推力需考虑以下因素 ①盾构机推进需克服的摩擦力 ②克服刀盘前的水土压力 ③掘进速度 ④管片的承受能力 ⑤控制掘进方向 ⑥最大扭矩 根据计算及施工经验，确定空推阶段是F300～500t。 2）掘进速度 根据土质、扭矩、推力和土仓压力等综合确定， 受土质影响最大。 空推段一般 v50mm/min 。 5.2.3 盾构掘进施工、管片选型及拼装 在确定了盾构掘进模式及参数后，专业工程师及时下达掘进指 令。盾构操作手在接到指令后，严格按照指令进行操作，及时反馈相 26 关信息。专业工程师根据反馈信息进行分析， 对掘进参数进行微调整， 确保掘进参数设置最合理，从而保证施工质量，提高施工效率。 在确保盾构机沿着隧道设计轴线掘进的前提下，选择合适的管片类 型和正确地安装管片将是保证隧道质量的主要措施。选择正确的管片 必须综合考虑以下因素 1、线路特点 2、推进千斤顶的行程差（左右和上下） 3、盾尾间隙（上、下、左、右） 4、铰接油缸的行程差 5、盾构机掘进方向与设计轴线的相对关系 6、错缝拼装 根据上述因素， 可以在一环掘进前预先确定该环的管片类型，完 成该环掘进后，再根据最新的数据进行微调（一般情况下，管片类型 不变，封顶块位置可能有变） 。 管片拼装一般均按照先下后上、 先纵后环、左右交错、纵向插入、 封顶成环的工艺进行。 5.2.4 豆石喷射 根据设计量计算，每环管片背后至少喷射2m3豆粒石充填缝隙， 由于矿山法隧道开挖的不规整，每环豆粒石的用量不尽相同。豆石喷 射前，在刀盘前面焊接好支架，在其上面放两台喷射机，随着盾构往 前掘进同步前进。在刀盘2 点及 10 点位，布设两根 108mm 的镀锌钢 管，长度为7.5m，往盾尾管片外侧喷射豆石。为防止豆石和浆液向 27 盾构机刀盘前方流窜，每隔6m在盾构机切口四（不小于300o）周用 袋装砂石料围成围堰， 利用混凝土喷射机从刀盘前方向盾构后方吹填 豆石，当盾壳顶部与沙袋顶部形成自然坡度时停止喷射。吹填豆石是 否密实可以从管片吊装孔进行检查。 当豆粒石喷填完毕， 从管片吊装孔打入顶撑， 顶撑的一端加工成 同吊装孔同距的螺丝并固定在螺栓孔内，另一端顶在矿山法隧道初支 面上，可以通过调整顶撑的支顶长度来调节管片中心与隧道中心的偏 差。每环管片按照3 点、9 点、12 点位置布设，待管片背后注浆完成 后，卸除顶撑，做好防水封堵。 5.2.4 豆石喷射填充示意图 5.2.5 充填注浆 1、充填注浆方式 充填注浆方式，根据其实施时期可进行如下分类 1）同步注浆方式 同步注浆与盾构掘进同时进行， 通过同步注浆系统及盾尾的内置 注浆管，在盾构向前推进盾尾形成空隙的同时，采用双活塞泵二管路 （四注入点） 同时注浆。 注浆可根据需要采用自动控制或手动控制方 28 式。 2）即时注浆方式 即时注浆是在每一环掘进完成后，从盾尾的管片注浆孔实施背填 注浆的，以尽量缩短尾部空隙的发生和尾部填充时间的延迟。 3）补充注浆方式 根据工程实际情况（如管片渗漏、隧道沉降等），可采取在盾尾 数环后的管片注浆孔进行二次（或多次）背填注浆，控制滞后沉降， 减轻隧道防水压力。 盾构空推时， 刀盘前无压力， 盾尾同步注浆注入的浆液由于自重 会自动的往前流动， 若同步注浆量按照理论计算量注入，将会产生浆 液大量流到刀盘前面，造成浆液浪费，同时造成豆石喷射作业不便。 因此，在盾构空推时，我们采取减少同步注浆的量（每环注2 方） ， 同时在盾尾 10 环后的管片注浆孔进行二次补注浆，即采取同步注浆 加二次补注浆的方式。 2、充填注浆的目的 矿山法初支直径为6300mm ，管片外径为 6000mm ，因此，当管片 脱出盾尾后，在土体与管片之间将形成一道宽度为15cm的空隙。应 立即注浆充填，注浆的目的有三个方面 1）充填管片与矿山法初支的空隙； 2）限制管片位移和变形，提高结构的稳定性； 3）作为隧道第一道防水层。 3、注浆的材料及配比 29 在正常段掘进中，一般采用水泥砂浆。盾构在过空推段时，刀盘 前无压力， 盾尾同步注浆注入的浆液由于自重会自动的往前流动，因 此，采用惰性浆液，减少浆液的流动性及凝结时间。水泥砂浆和惰性 浆液的材料配比见下表 表 5.2.5-1 水泥砂浆配合比表单位 kg/m3 名称砂水泥膨润土减水剂粉煤灰水 含量1000 180 30 5 300 312 浆液的初凝时间约为10h，24h 抗压强度为 0.5MPa ，3 天抗压强 度为 2MPa ，28 天抗压强度为 6MPa 。 表 5.2.5-2 惰性浆液配合比表单位 kg/m3 名称砂水泥膨润土熟石灰粉煤灰水 含量1040 30 150 60 310 360 浆液的初凝时间约为2h，24h 抗压强度为 0.5MPa ，3 天抗压强度 为 1MPa ，28 天抗压强度为 3MPa 。 4、注浆技术参数 1）注浆压力 注浆压力一般指注入口处的压力，是由地基条件、 水泥强度及盾 构形式和使用材料特性综合决定出其适当值。根据施工经验， 多采用 0.1 ～0.3Mpa的压力，但考虑空推的特殊情况，对注浆压力不严格要 求，约 0.05Mpa。 2）注浆量 注浆量一般基本上是采用几何学上规定的尾部空隙量的观点，但 30 由于注浆材料与围岩的渗透性、 加压导致向围岩内的压入、 排水固结、 超挖等原因， 注浆量往往达到理论计算空隙量（从盾构外径面积扣除 管片外径面积计算的量）的120～150 。 根据刀盘开挖直径和管片外径， 可以按下式计算出一环管片的注 浆量。 Vπ/4 KL（D12-D22 ）（5.2.5.4-1） 式中 V 一环注浆量（ m3 ） ； L 环宽（m ） ； D1 开挖直径（ m ） ，考虑矿山法超挖的因素，取6.4m； D2 管片外径（ m ） ； K 扩大系数取 1.2。 代入相关数据，可得 Vπ/4 1.2 1.5 （6.42-62 ） 7m3/环 考虑到每环充填2 m3 的豆石以及浆液的流失，选择每环的注浆 量为 6 m3。其中同步注浆 2 m3，二次补注浆 4 m3。 3）注浆速度 同步注浆速度应与掘进速度相匹配，按盾构每完成1 环 1.5m 掘 进的时间内完成该环注浆量来确定其平均注浆速度。 4）注浆结束标准 采用注浆量指标控制标准， 即当注浆量达到设计值的85 以上时， 31 即可认为达到了质量要求。 5、注浆设备 充填注浆设备因施工规模、注浆方式等呈现出各种各样的形式。 在正常段掘进施工时，所需要的主要设备如下 1）注浆控制系统在注浆系统旁，由专业操作人员控制，根据 盾构机掘进状况决定注浆量。 2）搅拌站自行设计建造水泥浆搅拌站一座，搅拌能力 35m3/h。 3）同步注浆系统配备6m3砂浆旋转搅动罐1 个、2 台用于砂 浆的双活塞泵， 4 个盾尾注入管口及其配套线路。 4）运输系统采用管道输送方式及电瓶车运输。 在盾构空推施工时，由于采用惰性浆液，需要对设备进行改造， 具体如下 1）搅拌站下浆泵及电频车上抽浆泵需要更换为螺杆泵； 2）盾构机台车上的砂浆罐的下浆口的位置要改变，注浆泵的其 中 1 台双活塞泵更换放置的方向。 5.2.6 现场施工监测 在矿山法初支， 盾构空推拼装管片施工时， 盾构机沿着导台及导 轨往前掘进，不切削土体，不对周围的土体产生扰动，不影响地表沉 降，在此对地表沉降不做分析。在盾构空推拼装管片施工时，测量监 测的重点是盾构机及管片姿态监测。根据相关规范及要求， 盾构机姿 态应控制在正负50mm 范围内，对成形隧道线型控制要求如下水平 及高程实际偏差不超过正负100mm ， 即管片姿态不能超过正负100mm 。 32 1、盾构机方向控制（ VMT 自动导向系统） 隧道掘进中的方向控制是确保隧道施工质量的关键因素。根据规 范，线路中线平面位置和高程的允许偏差均为50mm 。 本区间盾构隧道选用的海瑞克土压平衡式盾构机配备了一套 SLS-T自动导向系统。该系统由德国VMT 公司设计、生产，由硬件和 软件两部分组成，硬件部分主要由LEICA R1202激光全站仪、 ELS电 子激光标靶、黄盒子、控制箱、计算机及数据传输系统组成（参见下 图 5.2.6所示） ，系统正常工作时，就可以让盾构机操作手在盾构掘 进过程中实时了解盾构机与隧道设计中心线（DTA ）之间的偏差值。 5.2.6 盾构机自动导向系统工作示意图 2、成型管片姿态测量 对拼装成型的管片水平和垂直中心姿态进行测量，以确定管片是 否符合设计限界的要求，通常每掘进30 环须测量一次，每次重复测 量几环，在盾构掘进姿态和注浆不理想以及在容易引起环片上浮的地 33 层，必须加密测量次数。在本地段施工中，人工对管片姿态测量结果 显示，管片姿态控制在规范允许范围内。具体见下表所示 表 5.2.6-1 环片姿态人工测量报表 5.2.7 劳动组织 根据本工程的特点及施工要求，管理及施工生产人员配备如下 表 5.2.7 管理人员配置 序号工种（岗位名称）人员配备 1 生产副经理1 2 安全主任1 3 技术主管1 4 技术4 5 安全员2 6 试验员1 34 序号工种（岗位名称）人员配备 7 质检员1 8 盾构操作手2 9仓管员1 注根据施工现场生产的需要，随时增加人员，保证施工进度， 确保工期。 施工生产人员 40 人，其中管拼操作手2 名，喷浆手 2 人，电瓶车 司机 2 名，电工 2 名，机修 2 名，其它人员 30 名。 6．材料与设备 本工法用到的主要材料有钢筋、水泥、砂子、膨润土、粉煤灰、 管片、工字钢、豆石等，采用的主要机具设备见下表6-1。 表 6-1机械设备配备表 序号设备名称规格型号数量 1 盾构机 海瑞克土压平衡， 直径 6280 2 2 龙门吊45 1 3 龙门吊16 1 4 电频车45 吨4 5 通风机2 6 搅拌站35 m3/h 1 7 空压机4 8 装载机ZL50G 1 35 7. 质量控制 在施工的整个过程中， 将全面推行施工质量过程控制，切实抓好 每道施工工序的质量，以工作质量来保证工程质量，用科学的管理、 严格的制度来创造优质工程， 把人为的因素对工程所造成的隐患降到 最低。建立了完善的质量保证体系和管理机构，配备了高素质的项目 管理和质量管理人员，强化“项目管理，以人为本”的指导原则，对 隧道初期支护分部工程进行统一管理，并随时受到业主， 监理的监督 管理，确保施工工程质量主要从人员组织与安排、材料与设备管理、 施工技术控制、测量等方面入手。 具体质量控制要求 7.1 成立以项目经理为组长的现场文明施工领导小组，负责本项 目施工现场的文明施工管理工作，并结合本项目实际制定文明施工管 理细则，报监理工程师批准后实施。 7.2 项目经理部制定施工现场场地管理、施工秩序管理、施工卫 生管理、环境保护管理、交通安全管理、成品保护管理实施细则，并 上墙广泛宣传，认真落实。 7.3 定目标、抓管理、抓考核，争树文明施工工地，树立地铁建 设的良好形象。对业主下发的有关文明施工的文件，认真学习，对存 在的问题及时整理到位。 8. 安全措施 本工程盾构掘进工程属于危险性较大分部分项工程，严格执行安 36 全管理制度及操作规程，贯彻地方政府环保法规及ISO14001、 OHSAS18001 的有关规定，明确本标段的环保要求，增加投入，制定 相应措施，处理好施工与安全的关系，并保护好工人身体健康。 8.1 工程开工前编制有安全技术的施工组织设计及技术复杂的专 题方案，严格审核、批准程序。 8.2 建立健全项目安全生产保证体系，建立和实施安全生产责任 制。项目经理是安全生产第一责任人，主管施工生产的副经理是安全 生产责任人，各作业点设安全监督岗，建立具体的安全责任制，将安 全生产责任制层层落实。 8.3 编制安全计划、安全技术方案和安全措施，组织项目施工的 安全教育和技术培训考核，建立安全生产奖惩制度，认真贯彻落实。 8.4 确保必需的安全投入，购置必备的劳动保护用品，安全设备 及设施齐全，满足安全生产的需要。 8.5 坚决贯彻“安全第一，预防为主”的方针。 8.6施工现场设置安全宣传标语牌，危险地点按安全色 （GB22893-82 ）和安全标志（GB2894-82 ）要求悬挂标牌，有人经 过的坑洞夜间设红灯示警。 8.7施工现场临时用电按施工现场临时用电安全技术规范 （JBJ46-88）执行，防止误触带电体。 8.8 氧气瓶与乙炔瓶要隔离存放，使用时隔开至少5 米，并配备 防止回火的安全装置。 8.9 电焊机要安装二次降压保护器。 37 8.10 盾构机、电瓶车、龙门吊等机械严格按照操作规程进行操 作，所有特殊设备操作人员持证上岗。 8.11 进行压气作业的人员要进行健康体检并进行专业培训，合 格后方能进行还到作业，作业前对土仓内气体进行检测。 8.12 编制现场危险源动态分析表，对现场安全风险进行动态管 理。 8.13 针对风险较大的危险源编制应急预案并定期进行演练。 9. 环保措施 在建设施工的全过程中，根据客观存在的粉尘、污水、噪音和固 体废弃物等环境因素， 实施全过程污染预防控制， 尽可能的减少和防 止不利的环境影响。我们对施工中产生的固体废弃物进行分类处理， 噪音控制满足 GB12523-90要求，实现废水排放浓度指标100 达标。 9.1 防止大气污染 9.1.1 采用的水泥和细颗粒散体材料，要在库房内存放或现场遮 盖，运输时车辆要封闭，防止飞扬。 9.1.2 易产生粉尘的施工现场经常撒水，减少扬尘。 9.2 防止水污染 9.2.1 设置沉淀池，使施工废水经沉淀后再排入市政污水管线， 废泥浆和淤泥使用专门的车辆运输，防止遗洒，污染路面，做到现场 无积水，排水不外溢，不堵塞，水质达标。 9.2.2 各种机械油存储和使用时都要采取措施，防止污染环境。 38 9.3 防止噪声污染 在施工现场严格遵照中华人民共和国建筑施工场界噪声限制 来控制噪声， 选用低噪音设备， 采取消音措施降低施工过程中的施工 噪音。 9.4 防止施工周围场地污染 9.4.1 施工现场进行封闭围蔽，建筑垃圾及时进行清理； 9.4.2 施工场地内进行硬化，设置专门排水设施。 10. 效益分析 10.1 经济效益 运用本工法整个施工过程的成本约为盾构直接空推方法的80 ， 即节约成本在 50 万左右，本工法施工工期短， 总体工期节约 30 天左 右，经济效益显著。 10.2 社会效益 运用本工法进行超长矿山法隧道盾构空推方法，施工粉尘少、 进 度快、效果好，在豆粒石喷射、注厚浆和盾构掘进交替施工，节约工 期；同时此种方法有效控制管片错台和破损，隧道线型控制符合设计 规范要求，受到东莞市政府部门、业主及市民的一致好评，社会效益 明显，在国内类似施工项目中推广前景广阔。 11、应用实例 本工法成功应用于东莞轨道交通R2线超长矿山法隧道盾构空推 39 施工，在运用过程中主要解决了以下问题在空推施工过程中，通过 采用豆石喷射和注惰性浆液相结合施工方法，大大减少管片破损和错 台，同时采用了导台加导轨施工方法，提高了盾构空推施工进度，比 一般盾构空推施工方法安全、效果好、效率高，经济和社会效益显， 得到建设单位、监理单位及同行兄弟单位的一致好评。 40 经济、社会（环保、节能）效益证明 41 42 43 工程应用证明 44 45 工法要点照片 46 导台施工 注浆系统改造 47 惰性浆液 惰性浆液配比试验 48 豆石喷射 砂浆车抽浆泵改造 49 顶撑图 空推推进系统界面 50 导向系统 注浆效果检查 51 成型隧道 52 山西省省级工法评审意见表 工法名称在超长矿山法隧道盾构空推施工工法 完成单位 中铁三局集团有限公司 中铁三局集团广东建设工程有限公司 专 家 评 审 意 见 评审意见 该工法关键技术经山西省建设厅组织成果鉴定，达到国内先进 水平。 采用在超长矿山法隧道盾构空推施工工法用于城市轨道交通 施工的方法，已经成功应用于东莞市城市轨道交通R2 线2306的建 设之中。该工法创新性的采用在导台上布设钢轨、喷射豆石和注惰 性浆液相结合的填充方法、 在管片脱出盾尾后及时加设顶撑等一整 套措施实现盾构在超长矿山法隧道盾构空推施工。采用本工法施工 有效的解决了在空推段施工中盾构姿态难以控制，管片壁后填充不 密实， 管片容易上浮导致错台破损以及施工效率低、成本高的问题。 本工法施工效率高，工期短，施工成本较低，发挥功效较大。 该技术完成后， 形成超长矿山法隧道盾构空推施工工艺，为同 类工程施工提供了实践经验， 优质、安全的解决了此类工程的施工 的难题。 工法编写内容和格式符合申报要求， 同意推荐申报山西省 2013 年度省级工法。 主任委员签字 主审委员签字 年月日 53