盾构施工流程及质量控制

盾构施工流程及质量控制要点主讲：李连勇2015年04月11日主要内容：一盾构施工主要工位二岗位责任划分及注意事项三各岗位人员配置四施工工序一、盾构施工各主要工位1、制浆2、吊装3、充电区域4、井口配合5、水平运输6、洞内补给7、洞内配合8、拼装配合9、拼装手10、盾构司机11、*注浆手*盾构施工人员配置岗位人数工作部位备注班长1整条隧道司索2井上材料准备（不含龙门吊司机）电瓶车司机2水平运输调车员2水平运输后配套2后三节台车铺走道，接水管，放电缆吊装机注浆机3吊装及同步注浆管片安装3拼装部位二，岗位责任划分及注意事项（1）制浆区域搅拌站选型1、浆液类型主要分为单液浆（惰性浆液）和双液浆：单液浆成分：水泥、粉煤灰、沙、水、膨润土；双液浆成分：水泥、粉煤灰、水、膨润土（注入过程中添加一定量的水玻璃以此加快初凝时间）；2、送料方式散装料泵送、提升系统3、搅拌机形式立式或卧式4、搅拌桶容积满足供给需求5、出料口及输送泵出料管口及输送泵的选择搅拌站现场布置1、两种浆液类型其搅拌站配置；2、高度的考虑；3、输送距离以及拐点的考虑；4、废浆的处理；5、管路清洗的处理；6、沙池防雨；7、搅拌站漏浆及其他清洗污水的处理；8、地基处理（见地基处理图）；9、上料车进出位置的影响；操作严格按要求的配比进行搅浆，做好记录；随时关注电机的运行情况；及时检查阀门的开关情况；随时计算各种材料用量，及时上报数据；间隙时间及时清洗管路，以免堵塞；听从指挥做到搅拌及时、放浆及时；工作前检查电源，查看仪表盘如电压稳定可分步合上有关功能开关；操作台电源接通后，观察各磅缸对应的显示屏信号及各相关按钮的电源信号；打开空气压缩机读仪表数，在气压达到0.5Mpa后才能开始操作；打开出料螺旋输送机开关，空车试运转、试验出料闸板开关，反复观察有无异常情况；开各泵缸下料蝶阀，观察是否正常，但前提必须是缸内物料为清零的空载状态；搅拌机生产停顿2小时以上时，必须清洗生产设备；关机要在磅缸、主机、出料输送机等安全排空的状态下；注意日常保养；图例1、双液浆搅拌站布置图2、单液浆搅拌站布置图3、各种形式及部件的图例介绍（2）吊装区域设备选型主要考虑因素：起升吨位、跨度及其实用性、大梁挠度及内部结构、悬臂形式、起升速度、翻渣方式、主电缆形式等等；场地布置主要考虑因素：周边建（构）筑物的影响、横跨整个施工工位、基础制作（地梁形式、长度等）、与集土坑的位置关系；地上部分设备和场地规划天车司机天车司机出完土后将天车钩停在下一环出土的位置天车司机将车停在下一环吊管片的位置；交班时，必须交待清楚天车的运行情况；开车前应认真检查设备机械、电气部分和防护保险装置是否完好、灵敏可靠。如控制器、制动器、限位器、电铃、紧急开关等；操作员必须在得到指挥信号后方能进行操作，行车起动时应先鸣铃；操作控制器手柄时，应先从“零”位转到第一档，然后逐渐增减速度，换向时，必须先转回“零”位；当接近卷扬限位时，龙门吊临近终端或邻近行车相遇时，速度要缓慢。不准用倒车代替制动、限位代替停车，紧急开关代替普通开关；检修行车应停靠在安全地点，切断电源挂上“禁止合闸”的警示牌。地面要设围栏，并挂“禁止通行”的标志。运行中发生突然停电，必须将开关手柄放置到“零”位。起吊件未放下或索具未脱钩，不准离开驾驶室。露天行车遇有暴风、雷击或6级以上大风时应停止工作，夹轨器应夹紧可靠或用地锚拉紧。切断电源。车轮前后应塞垫块卡牢。夜间作业应有充足的照明。信号工井上：主要负责指挥天车，挂钩，卸管片等工作。信号工是天车的眼睛，对信号工的业务水平要求也非常高，一名合格的信号工应将地面的材料准备有效的组织起来。例如隧道内需求的管片型号、各种辅材等，信号工必须第一时间准备好并准确无误的下井。对于吊运管片时附带的螺栓、垫片等定量物品要牢记数量，例如常规的盾构施工项目，每环所需的螺栓、橡胶垫片、钢垫片等，以及接道轨、水、浆管过程中所需的导轨、钢管、枕木等等都需要信号工及其助手在地面进行组织吊运。井下：负责指挥电瓶车前后移动、扳道岔、配合出土挂钩、放浆以及井口排污等；吊装区域图例（3）充电区域主要考虑内容：1、充电间位置的选择；2、充电棚的形式；3、污水处理；操作及注意事项：1.电解液的补充：补充电解液液位正常为电瓶盖稍下，充电工应随时关注及时添加；2.因为电瓶充电时温度高，所以水池内需加水降温；3.充电时间：新电瓶第一次充电时电流调到60An，时间为4小时。之后调到30An，继续充电48小时。后期充电为固定值（电流84An、时间6小时，调至42An继续充电10小时）当充电电压显示200V左右时就表示充满了。充电室的工作人员需由较强的责任心，充电过程中要寸步不离，以保证电瓶车的正常运行。（3）水平运输前言水平运输主要指电瓶车运输工作，司机应掌握其基本构造以及操作前后须检查、注意项，在工作过程中准确无误的将电瓶车平稳就位。使用前检查项检查交接班记录有无遗留问题；车轮（包括车辆车轮）下无垫块等现象；车身有无油脂或易燃物附着在上面；与场地有无电缆线或任何附件连接；联接器是否有牵引销；蓄电池盖子必须盖上，各盖是否紧闭上锁，各部件联结螺栓不得有松动现象；各润滑处应有足够的润滑剂；闸瓦厚度不小于10mm，闸瓦的磨损余厚差不大于10mm，制动与缓解应正常灵活；运行操作司机在进入司机室之前应先松开卡在钢轨上的卡轨器；合上直流断路器给逆变器充电，3-5秒钟后牵引逆变器开始工作，2-3分钟后空气制动系统的压力达到0.5Mpa，方可进行以下操作；鸣喇叭，引起周围施工人员注意；搬动空气制动阀手柄，使之处于缓解位，使机车基础制动缓解，闸瓦离开车轮；然后顺时针匀速转动司控器速度手轮，机车起动，待到机车达到一定速度时，转回速度手轮，观察机车的电制动性能是否正常；在弯道处，机车应慢速运行；运行时机车前方有障碍，应鸣喇叭，且减速，如故障不能及时排除，机车应实施紧急制动；在光照强度不够，视觉模糊的情况下，司机应根据运行方向打开前后灯和司机室顶灯。电瓶车司机应时刻关注运行过程中导轨有无局部噪音增大或跳跃幅度增大，并及时向班组长汇报；即将进入台车需减速慢行；水平运输及洞门场区（4）洞内补给洞内补给人员的工作内容需根据盾构机类型以及施工方法的不同而发生变化。人员主要可分为两部分，分别为台车尾部及中部进行工作。德系设备：尾部主要工作有接循环水水管、污水管、放电缆、接步道板、清理管片等；中部：放浆、看土、更换油脂及锂基脂等日系设备：尾部主要接水管、膨润土管（浆管）、污水管、选装备用管路、接步道板、清理管片、放电缆等中部：更换油脂锂基脂、放浆、加入泡沫原材、加B液原材并混合、看土等；注：以上设计岗位可根据设备实际构成自由调整，考虑方便管理可在以上岗位中选一人担任小组长，此时小组长有效地将补给工作组织完成后还需时刻关注浆液液面、泥浆液面、（台车丝杠及牵引杠调整等等）并及时与操作手沟通，避免因配合为题影响施工进度；洞内运输及补给（5）洞内配合洞内配合工人负责道轨铺设、管片吊运等工作，此岗位时间紧任务重对此岗位主要由以下要求：1、提前计划导轨铺设的辅材；2、铺设导轨枕木以及卸管片时间不得影响掘进或拼装；3、必须准确无误的将管片运送至拼装机下；4、尽可能的将卸车时间控制在10分钟以内；（6）拼装配合首先，拼装配合岗位的工作位置及工作人数根据设备不同而有所不同，但其主要任务都是协助拼装手更好更快的将管片拼装完成。主要区别在于：1、盾构机种类（有无千斤顶独立操作盘）；2、拼装环向空间；3、拼装机抓举头形式；4、管片的形式；其次，尽管形式各有不同但都应注意以下几点：1、掘进过程中螺栓复紧；2、掘进停止时根据需要收镐；3、时刻关注拼装机的旋转，避免对人员或机械设备造成损伤；4、拼装封顶块时在临界面刷油；拼装配合图例（7）拼装手程序如下：1、盾构机司机根据拼装手实测的盾尾间隙，超前量、镐长等关键数据结合自动导向系统综合确定封顶块位置，然后通知地面工程师。2、地面工程师根据司机提供的下一环封顶块位置安排工人把管片按拼装顺序吊至管片车上。3、准备好螺栓，清理盾尾积水、淤泥，备好紧螺栓工具。4、利用管片吊车将管片吊至管片传送器中间。管片随管片送进器一起向前移动进入一个循环状态，把所有管片按以上步骤将其余管片（根据安装进度）放置在管片安装位置。5、在管片拼装过程中，应严格控制盾构千斤顶的压力和伸缩，使盾构位置保持不变，千斤顶交替收回，即安装哪段管片收回哪段相对应的千斤顶，其余千斤顶仍顶紧，保证土仓土压不降低；拼装过程中的注意事项：1.拼装前确定拼装机回转半径内没有人，旋转时不得超过拼装机极限位置；2.拼装前必须确认到位管片正确；3.管片拼装时，一定要保证错台量，如果始终达不到要求，及时与操作手、班长联系；4.管片安装头必须拧紧，为避免管片旋转过程中安装头单独承受管片重量，应将四条压板均匀地接触管片，避免拼装过程中吊装头被拔出，破坏管片及引起安全隐患。5.管片拼装过程中，第一块管片的位置尤为重要，它决定本环其他管片的位置及缝的宽窄。管片高于前一环相邻管片则F块的位置不够，若低于相邻块，则造成纵缝过大，防水性能降低。因此，第一块平整好，防止形成喇叭口。6.当拼装两相邻块时，应用尺子量封顶块位的宽度，若宽度不够过大，须重新调整相邻块位置，确保封顶块安装的空间。管片拼装应满足规范规定的允许偏差、高程和平面不超限。每环相邻管片平整度≤10mm，纵向相邻环面平整度≤10mm。7.拧紧螺栓时应确保螺栓紧固，拧紧矩要达到设计要求300N，在整环管片脱出盾尾后，再次按规定拧紧全部连接螺栓。8。每块管片上有管片类型标记，纵缝对接标记，安装管片时应认真查验这些标记，保证管片安装正确，管片正反面不同，方向不要装错。9.以1.2m管片为例封顶块安装方法为先纵向搭接70cm，然后安装器环向封顶块推顶到预定位置再纵向插平。封顶块及应相邻面止水条，应在安装前涂润滑剂，润滑剂为黄油或肥皂液，在管片纵向止水条上涂抹好。安装时应注意小心轻放，避免损坏管片和止水条。（8）操作手1.到岗操作前必须检查盾构机的各个状态；2.主要有盾构机当前姿态、指标土压力、千斤顶推力、刀盘扭矩、螺旋输送机转速、压力、回转角、俯仰角、姿态控制等等关键参数；3.严格按照操作启动顺序进行；4.注浆量以及注浆压力的控制。掘进时，如果浆液没有流量时，必须先停止排除故障后才能顶进；5.通知拼装手封顶块的位置以及管片的型号；6.渣土改良参数的选取，避免出现喷涌、排土不畅、流塑性差、结泥饼等情况的出现；7.根据实际情况如实填写施工记录；1、启动：（1）打开操作电源开关、自锁装置。（2）启动盾尾密封油脂泵、空气压缩机、螺旋机泵、螺旋门泵、推进泵、背后注浆泵、润滑泵。2、掘进操作顺序：（1）泡沫、加泥注入（2）选择刀盘转向，旋转刀盘并调整速度。（3）启动皮带机。（4）开始推进（5）同步注浆（6）打开螺旋机闸门泵（按住螺旋闸门开至理想开度）（7）出土（启动螺旋机—调整速度）（8）根据实际情况调整3、方向的调整1、掘进中方向的调整，建议首先考虑区压控制，以铰接配合，其次考虑采用主动铰接弯折盾构机的方式进行盾构机的方向调节。2、通常，考虑盾构机存在下沉趋势，需要铰接油缸上下油缸行程差在30mm左右（不同地层的行程差需要在实际掘金中调整）这样，不需在推进油缸A组与C组间形成较大的推进压力差就可以实现盾构机垂直方向的控制。3、在曲线掘进时，按照不同的转弯半径，设定铰接油缸行程差。4、以铰接油缸辅助区压控制盾构机姿态时，可以较好地保证管片拼装质量，同时避免尾刷的非正常损坏。4、楔形量计算5、滚动的调整1、当发现盾构机滚动值大于10mm/m时，就需要对盾构机的滚动进行调整，此时应停止推进，停止刀盘转动，根据滚动显示的正负值确定刀盘转向，使盾构机滚动缓缓趋于正常。2、盾构机刀盘脱困时，需注意滚动超限。0.18°1000mm弧长：10mm盾构实际掘进图例0.15°0.04°0.18°四、施工工序衔接电瓶车就位