成都地铁10号线一期工程土建施工03合同段
华兴站～中间风井盾构区间 左线盾构接收钢套筒作业指导书
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中铁十五局集团有限公司
成都地铁十号线工程土建三标项目经理部
二〇一五年十月
目 录
一、钢套筒制作 ........................................ 1 二、钢套筒的安装 ...................................... 2
2.1接收钢套筒安装流程 ........................... 2 2.2施工作业准备 ................................. 3 2.3主体部分连接 ................................. 5 2.4后端盖的安装与检测 ........................... 6 2.5反力架及支撑安装 ............................. 7 2.6钢套筒的检验 ................................. 9 2.7钢套筒填料 .................................. 10 三、盾构机到达 ....................................... 11
3.1施工测量及盾构姿态纠偏 ...................... 11 3.2盾构到达段的推进施工 ........................ 11 3.3洞门密封及其质量检查 ........................ 13 3.4钢套筒和盾构机拆解及吊出 .................... 13
左线盾构接收钢套筒作业指导书
一、钢套筒制作
钢套筒主体部分总长10900mm，直径（内径）6500mm，外径6840mm，总重111.83t。套筒分标准段、一个后端盖和一个过渡环，标准段分为上下两个半圆，下半圆部分沿纵向分为三个半圆标准段（顺出洞方向A1块、A2块、A3块），每段长度3300mm，上半圆部分沿弧向分为三块圆弧（B1块、B2块、C块）拼合而成，每块长度9900mm。筒体采用钢板卷制而成。每块筒体的外周焊接纵、环向筋板以保证筒体刚度。在拼装环缝和纵缝接合面焊接法兰，采用法兰连接，用高强度螺栓连接紧固。另外，每块钢套筒分别于顶部设置4个起吊用吊耳，在C块上沿纵向设置3个直径600mm下料口和两个1寸的压力表管，在A1、A2、A3底部两侧分别设置1个3寸的排浆管。后端盖采用球冠与带法兰的平面环板螺栓连接，其长度为560mm。过渡环分为上下两个半圆，一端设置环向法兰，另一端与洞门预埋钢环焊接，过渡环长度440mm。钢套筒的制作由专业厂家负责，最终将验收合格的钢套筒运至施工现场。
盾构钢套筒接收总体示意图
钢套筒标准段上下部分分块示意图
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二、钢套筒的安装
2.1接收钢套筒安装流程
井底清理、铺设钢板、调整高程
测设井底盾构中心线 人员、小型机具材料及吊机就位 地面组装A1块与过渡连接环下半圆 A1块与过渡连接环（下半圆）螺栓连接 吊放A1块与过渡连接环下半圆 过渡连接环下半圆与洞门钢环焊接 吊放过渡连接环上半圆 与过渡连接环螺栓连接、过渡连接环上半圆与洞与底板焊接 门钢环和下半圆焊接 A2块与A1块螺栓连接 吊放A3块 A3块与A2块螺栓连接 千斤顶纵向顶推A3块，复紧环向螺栓 复核A1、A2、A3块平面位置并调整直至正确 A1、A2、A3块与盾构井底板预埋钢板焊接
吊放A2块 吊放B1块 纵缝螺栓连接，与过渡连接环上半圆环缝螺栓连接 吊放B2块 纵缝螺栓连接，与过渡连接环上半圆环缝螺栓连接 纵缝螺栓连接，与过渡连接环上半圆环缝螺栓连接 后端盖与A3、B1、C、B2块环缝螺栓连接 吊放C块 吊放后端盖 检查钢套筒密封性 安装反力架及钢套筒支撑 钢套筒内填料
2 钢套筒接收盾构机
2.2施工作业准备
（1）人员准备 人员配置列表如下：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 总计 （2）小型机具材料准备 机具材料准备列表如下
序号 1 2 3 4 5 6 （3）吊机准备 120T吊车进场。
（4）钢套筒安装前检查：
①材料规格检查：对材料如螺栓、钢板、千斤顶等进行规格检查。 ②结构尺寸检查：对钢套筒每个部分的圆度、长度、高度、厚度、内外径及开口尺寸进行检查，保证结构尺寸满足施工及规范要求。
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工种 现场施工负责 技术人员 电焊工 司索/指挥 电工 杂工 吊车司机 安全员 测量人员 人数 1 2 2 4 2 10 2 2 4 29 备注 材料或设备名称 液压千斤顶 螺栓 交流电焊机 乙炔割 密封圈 支撑楔块 规格 60T M24*240mm（8.8级） BX3-500 / Φ10mm / 数量 2个 若干 1台 1套 若干 若干
③焊缝质量检查：检查焊缝的宽度、均匀程度、焊缝余高以及表面是否有气孔、裂纹、夹渣、焊瘤，保证焊接质量。
（5）施工测量：
①底板高程测量：测量人员测出接收井底板高程，要求实测不少于10个点位；
②洞门测量：测量人员对洞门环进行实测，确定洞门中心。
③确定盾构中心线并测设：测量人员根据设计确定盾构中心线，并在洞门上测设并标识盾构中心线位置。
（6）盾构井底板预埋钢板及铺设钢板。 钢板埋设：
根据实际施工情况，需要在主体结构底板上埋设钢套筒与底板的连接钢板及反力架钢板，根据钢套筒结构尺寸，钢套筒中心至钢套筒基座底部高度为3380mm，即钢套筒中心至钢套筒基座底部（埋设的钢板）高度为3380mm，在对应高度的平面上埋设钢板。3节钢套筒每个基座底部下方埋设4块
450mm*450mm*20mm钢板，共埋设12块钢板，钢板位置分布在基座内的4个边角处，钢板边缘距离基座边缘300mm。具体见下图。
钢套筒与底板关系图
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钢套筒与底板埋设钢板平面图
根据华兴站主体结构设计图纸，隧道中心线距离底板顶部高度为3450mm。因设计上接收端底板有2‰的坡度且底板混凝土浇筑施工误差，现根据现场测量的10个点显示接收端底板距隧道中线距离为3466mm-3480mm不等，为保证埋设钢板的安装高度，需要将目前底板顶部高程增加45mm（保证埋设钢板顶部距离隧道中线的距离为3380mm），现场须做好测量放样工作。 2.3主体部分连接
（1） 总体安装顺序
地面组装A1块与过渡连接环下半圆→吊放A1块与过渡连接环下半圆→过渡连接环下半圆与洞门钢环焊接→吊放过渡连接环上半圆，并与洞门钢环和下半圆焊接→吊放A2块，并与A1块螺栓连接→吊放A3块，并与A2块螺栓连接→千斤
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顶纵向顶推A3块，复紧纵向螺栓→复核A1、A2、A3块平面位置正确后，与盾构井底板预埋钢板焊接→吊放B1块，纵缝螺栓连接，与过渡连接环上半圆环缝螺栓连接→吊放B2块，纵缝螺栓连接，与过渡连接环上半圆环缝螺栓连接→吊放B3块，纵缝螺栓连接，与过渡连接环上半圆环缝螺栓连接→吊放后端盖，并与A3块、B1块、C块、B2块环缝螺栓连接→检查钢套筒密封性→安装反力架及钢套筒支撑→钢套筒内填料→钢套筒接收盾构机。
（2）主要安装要求
a、钢套筒连接螺栓为M24*240mm（8.8级），“o”型密封圈，规格均为Φ10mm，长度实配；
b、根据钢结构工程施工质量验收规范要求，钢套筒安装完成结构尺寸偏差为±3mm，接头错位±3mm。
（3）钢套筒组装
钢套筒组装由厂家安装完成并验收合格为止；
在螺栓紧固前，需要检查，确保密封胶条的正确安装，以免影响后期的密封性；
钢套筒的移动采用2个60t液压千斤顶完成，一端利用型钢顶在基坑底板横梁上，另一端顶在钢套筒的平面位置，依次将下放的各段钢套筒沿隧道中心线向洞门方向平移，直至与前段钢套筒相接，并保持隧道中心线与钢套筒中心线不偏离。
2.4后端盖的安装与检测
后盖板由球冠盖和平面环板组成，球冠盖采用厚钢板冲压加工制作，平面环板采用钢结构组焊而成，平面环板边缘设置法兰，与钢套筒端头法兰采用高强度螺栓连接紧固，平面环版与球冠盖外缘采用高强度螺栓连接紧固，见下图。
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后端盖连接大样图
2.5反力架及支撑安装
(1) 反力架安装
反力架采用盾构始发反力架（拆除负环管片接触面的钢环），反力架安装工艺流程如下：
测设反力架位置 在车站底板预埋反力架及其斜支撑钢板 安装反力架下半部分并与预埋钢板焊接 安装反力架上半部分，与下半部分螺栓连接 安装反力架水平支撑及斜支撑并与预埋钢板焊接
反力架安装工艺流程图
反力架两侧和底部采用8道600×300×20×20H型钢支撑，顶部采用3道400×250×15×15H型钢斜支撑，3道400×250×15×15H型钢与反力架成45°角撑到中间风井中板结构上，面向隧道方向右侧2道600×300×20×20H型钢的斜支撑，水平夹角45°，其上部焊接在反力架上，下部焊接在底板预埋钢板上，
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其余6道600×300×20×20H型钢支撑为水平支撑，一段焊接在反力架上，另一端支撑在车站底板和侧墙结构上。
反力架支撑布置图如下：
反力架支撑布置图（一）
反力架支撑布置图（二）
（2）纵向水平支撑的安装
在钢套筒后端盖平面环板与反力架之间，沿平面环板四周均布8道I20的工字钢，作为钢套筒纵向水平支撑。I工字钢两端用支撑楔块垫实并焊接牢固，
(3) 横向水平支撑的安装
钢套筒横向水平支撑采用I25H型钢，其一端焊接在钢套筒肋板上，另一端焊接一块钢板支撑在车站侧墙上。钢套筒两侧分别设置6道横向水平支撑，其纵
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向间距1600mm，距离钢套筒托架底部500mm。钢套筒横向水平支撑安装位置如下图所示。
钢套筒横向水平支撑安装位置平面示意图
(4) 钢套筒顶部斜支撑安装
钢套筒顶部斜支撑采用I25H型钢，其一端焊接在钢套筒肋板上，另一端焊接一块钢板支撑在车站中板环框梁上。其顶部斜支撑沿车站中板环框梁四周均匀布置，其间距1600mm。 2.6钢套筒的检验
（1）钢套筒的位置检查：对安装好的筒体位置进行复测，与盾构机出洞的中心线是否重合。
（2）全面检查钢套筒各个部位的焊缝、螺栓，保证焊缝的质量，螺栓的紧固符合要求。
（3）钢支撑安装后质量检查：检查I工字钢两端支撑楔形块是否垫实、钢支撑两端是否顶紧结构或构件并对钢支撑两端的焊接质量进行检查，保证钢支撑稳定、牢固，
（4）钢套筒密封性检验：对组装完成后的钢套筒内加水进行密封性检查，
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找出渗漏部分并修复保证筒体密封质量。 2.7钢套筒填料
（1）浇筑细石混凝土基座
为防止盾构机栽头，需要在钢套筒底部约60度圆弧范围内浇筑C15细石混凝土基座，厚度约80mm。见下图。
细石混凝土基座示意图
（2）钢套筒填料（粗砂）
当钢套筒检查完毕，从地面到钢套筒顶部下料口设置一条Φ600钢管，作为下料口输送管，其底口与钢套筒下料口法兰连接，其顶口设置一个漏斗，将填料（粗砂）从漏斗输送到钢套筒内。若出现填料阻塞输送管，则采取冲水方式将填料冲刷下去。若一个下料口处填料填满，则把Φ600输送管移至下一个下料口继续填料，直至钢套筒内填料（粗砂）饱满。然后向钢套筒内加水使填料密实，对密实后钢套筒内形成的空间继续补充填料，直至钢套筒内填料（粗砂）饱满密实。必要时可以对填料进行改良，增强填料流动性。
回填料=3.14×（6.5÷2）²×（10.9+0.8）=362.3方，现场需提前做好材料准备。
备注：6.5为钢套筒直径；10.9为钢套筒长度；0.8为洞门环梁宽度。 填料完成，拆除下料口漏斗和下料管，关闭钢套筒顶部三个Φ600下料口钢板盖。
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三、盾构机到达
3.1施工测量及盾构姿态纠偏
（1）在盾构机出洞前50环时，对控制点各进行一次复核测量（我方复测后报地铁监测中心复测），确保控制点精确无误，同时对出洞端洞门中线进行测量复核，确定洞门中心精确位置。根据测量结果，调整盾构机自动测量系统，在最后50环推进过程中，对隧道轴线进行多次复核，确保轴线准确，保证盾构机安全进入洞门圈。
（2）盾构机在推进最后50环过程中，根据定向测量和联系测量成果，有计划地进行纠偏工作，推进纠偏严格按照小量多次的原则进行。结合盾构到达测量数据，拟定盾构机到达姿态：
盾构姿态 水平 垂直 前点 0 -40 后点 0 -45 严格按拟定到达姿态与盾构机实测姿态进行调整盾构姿态，保证盾构机顺利通过洞门环进入钢套筒筒体。 3.2盾构到达段的推进施工
盾构到达段的推进施工分二个阶段。阶段划分区域详见图盾构机到达阶段划分区示意图。
盾构机进洞阶段划分区示意图
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第一阶段：盾构机进入加固体范围，但刀盘尚未抵达套筒
刀盘中心刀进入加固体1.9m后，切断刀盘前后的水力联系，刀盘中心刀进入加固体3.5m后，盾构停机检查，要求盾构机处于最佳状态，再次开始推进。
在第一阶段的推进过程中，需要注意以下事项：
（1）推进过程中严格控制推进速度和总推力，避免贯入度过大引起的刀盘被卡。推进速度在1～2cm/min为宜。在刀盘转动过程中土仓内及刀盘前加注膨润土浆液进行润滑和改良土体。
（2）严格按接收洞门实测数据与盾构机实测姿态进行调整盾构姿态，特别是盾构切口的姿态，保证盾构机顺利通过洞门环进入钢套筒筒体。
（3）控制盾尾间隙，保证盾尾间隙的均匀，必要时安装转弯环管片进行调节。
（4）严格控制切口的土压力。
（5）推进过程连续均匀，均衡施工，保证土仓内一定土压，防止出空土仓盾构机抬头上浮。
（6）推进过程中加强盾尾油脂的压注，防止盾尾漏浆。
（7）从管片吊装孔向管片外侧注双液浆，防止盾尾后的水进入土仓。 第二阶段：盾构进入钢套筒掘进
（1）参数设置：推速<5mm/min；推力<8000KN，视实际推力大小，以不超过此值为原则；在钢套筒内掘进以管片拼装模式掘进。盾构机在钢套筒内掘进过程中，要确保与外界联系，密切观察钢套筒顶部的情况，一旦发现变形量超量或有渗漏时，必须立即停止掘进，及时采取补救措施。盾构机在进入钢套筒内之后，要注意姿态控制。
（2）并根据钢套筒顶部安装的压力表的读数，及时调整推进压力，避免推进压力过大，使钢套筒密封处出现渗漏状况，压力过大时，打开钢套筒两侧的排浆口，进行卸压。
（3） 盾构进入套筒时姿态控制：必须以实际测量的钢套筒安装中心线为准控制盾构机姿态，要求中心线偏差控制在±2cm之内。盾构机在进入钢套筒内之后，要注意姿态控制。从管片吊装孔向管片外侧注双液浆，防止盾尾后的水进入土仓。
（4）当盾尾刷位于791环外露58cm部分时，盾构机停止掘进，从管片吊装
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孔或洞门预埋注浆管向管片背后注入双液浆封堵洞门，待双液浆凝固封堵洞门完成后，打开钢套筒底部的排浆管，排出剩余的浆液，出空土仓内回填物。然后盾构机向前推进，使盾尾脱离791环管片，开始拆除钢套筒上半部分和吊装盾构机。
（5）测量与监测：盾构机到达掘进及过程加大测量频率，并复核控制点，确保盾构机到达的姿态正确，在盾构机到达前布置监测点，在接收端头端墙、地面及周围建筑物布置沉降观测点；围护结构及钢套筒、洞门周围布置形变监测点。并测量初始值，盾构机到达过程中每天测量2次，若变形较大，增加测量频率并及时通报项目部采取处理措施。进钢套筒过程中，设专人观测钢套筒的稳定、变形情况，发现异常情况立即停机处理。 3.3洞门密封及其质量检查
盾构接收推进过程中，洞门密封是至关重要的一个环节，是接收成功与否的关键因素，为了保证洞门密封的质量，采取以下措施对洞门进行封堵：
1)盾构推进时同步注浆严格按照技术交底进行，填充好施工间隙。 2)盾构机中盾进入加固体后，适当增大同步注浆量，并及时进行二次注填充盾体与加固体之间的空隙，防止加固体外的地下水进入前方。
3)盾尾进入加固体后，在已成型的隧道内，利用管片上的吊装孔，向管片外侧注入双液浆，时刻检查钢套筒是否有漏浆、形变等情况，如有漏浆或者形变过大等情况发生，可以采取调低气压，减小推速等措施。
4）在原洞门环板预埋板的基础上，钢套筒与洞门环板之间设一过渡连接板，洞门环板与过渡连接板采用烧焊连接，钢套筒的法兰端与过渡连接板采用8.8级螺栓连接。洞门环板与过渡板全部密贴后将过渡板满焊在洞门环板上。
5）当洞门注浆封堵完成后，打开车站洞门预埋的注浆管、管片上的吊装孔球阀，观察出水量，若水量较大，则继续通过洞门预留的注浆管、管片吊装孔注浆，直至打开球阀无水流出后，方可拆解钢套筒。 3.4钢套筒和盾构机拆解及吊出
当洞门注浆封堵完成后，打开车站洞门预埋的注浆管、管片上的吊装孔球阀，观察出水量，若水量较大，则继续通过洞门预留的注浆管、管片吊装孔注浆，直至打开球阀无水流出后，方可拆解上半部分钢套筒和盾构机，清理钢套筒内的回填料，并吊出转场。
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