煤矿掘进工作面标准化(市政工程安全生产标准化之盾构（TBM）施工)

Posted 2023-06-02

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煤矿掘进工作面标准化(市政工程安全生产标准化之盾构（TBM）施工)

3.5 盾构（TBM）施工

3.5.1 一般规定

1.盾构（TBM）施工作业前应对主要危险源、危害因素进行识别判断。

2.盾构（TBM）在特殊地质条件下施工前，建设单位应组织专家评审施工方案。

3.盾构（TBM施工作业前，建设单位应组织专家对盾构机（全断面岩石掘进机）进行适应性、可靠性进行评估。

4.盾构（TBM）施工中应结合工程环境、地质和水文条件编制完善的施工监控量测方案。当出现盾构机变形异常情况必须加强监测频率，建设单位应选择具有专业资质的第三方进行量测复核工作。

5.TBM施工应开展超前地质预报，判断围岩类别、岩性、稳定性、整体性、抗压强度等，通过超前地质预报工作达到快速补充和检验地质资料的目的，避免漏报重大地质灾害点（段）。

6.盾构设备大件吊装作业必须由具有资质的专业队伍实施。

3.5.2盾构施工

3.5.2.1施工准备

1.盾构施工前，应根据工程的水文地质条件，盾构类型、工作井围护结构形式、周围环境等因素，对盾构工作井端头进行合理加固。掘进前，应监测加固体的强度、抗渗性能，合格后方可始发掘进。

2.工作井参照市政工程隧道暗挖竖井施工。

3.盾构设备吊装应根据盾构设备部件的最大重量和尺寸选用吊装符合安全要求的设备。起吊前，应对吊具和钢丝绳的强度、地基吊装承载双机抬吊后体翻转盾构机刀盘下井力、盾构工作井结构、地下管线等应进行验算校核，并根据验算结果采取相应的加固措施。吊装作业时，各大型部件应选择合理的吊点吊运，吊装应平稳，严禁起吊速度过快和吊件长时间在空中停留。吊装作业应由专人负责指挥。

4.盾构组装完成后，应对各项系统进行空载调试.然后再进行整机空载调试。

5.盾构机后配套设备选型应满足隧道长度、转弯半径、坡度、列车编组荷载等指标的安全要求。

6.隧道内各个后配套系统必须布置合理，机车运盾构机空载调试盾构机液压调试输系统、人行系统、配套管线在隧道断面上布置必须保持必要的安全间距，严禁发生交叉。机车车辆距隧道壁、人行通道栏杆及隧道其他设施不得小于20cm，人行走道宽度不得小于70cm。

3.5.2.2 始发

1.盾构始发前必须验算盾构反力架及其支撑的刚度和强度，反力架必须牢固的支撑在始发井结构上。

2.始发前必须对刀盘不能直接破除的洞门围护结构进行拆除。拆除前应确认工作井端头地基加固和止水效果良好，拆除时，应将洞门围护结构分成多个小块，从上往下逐个依次拆除，拆除作业应迅速连续。

3.洞门围护结构拆除后，盾构刀盘应及时靠上开挖面。

4.盾构始发时必须在洞口安装密封装置，并确保密封止水效果。盾尾通过洞口后，应立即进行补充二次注浆，尽早稳定洞口。

5.盾构始发时必须采取措施防止盾构扭转和稳定始发基座。

6.盾构始发时，千斤顶顶进应均匀，防止反力架受力不均而倾覆。

7.负环管片脱出盾尾后，立即对管片环向进行加固。

3.5.2.3 掘进

1.盾构掘进应根据不同的地质情况，施工监测结果、试掘进经验等因素选用合适的掘进参数。

2.土压平衡盾构掘进时，应使开挖土体充满土仓、排土量与开挖量相平衡。

3.泥水平衡盾构掘进时，应保持泥浆压力与开挖面的水土压力相平衡及排土量与开挖量相平衡。

4.盾构掘进时应控制姿态，推进轴线应与隧道轴盾构掘进示意图线保持一致，减少纠偏。实施纠偏应逐环、少量纠偏，严禁过量纠偏扰动周围地层。应防止盾构长时间停机。

5.江河地段盾构施工应详细查明工程地质和水文地质条件和河床状况，设定适当的开挖面压力，加强开挖面管理与掘进参数控制，防止冒浆和地层坍塌。

6.盾构下穿或近距离通过既有建（构）筑物、地下管线前应根据实际情况对其地基或基础进行加固处理，并控制掘进参数，加强沉降、倾斜观测。

7.小半径曲线段隧道施工时，应制订防止盾构后配套台车和编组列车脱轨或倾覆的措施。

8.大坡度地段施工时，机车和盾构后配套台车必须制定防溜措施。

3.5.2.4管片制作及拼装片

1.管片堆放场地应坚实、平整，排水设施应完善，排水应畅通。管片堆码顺序、堆放纵横间距和通道应符合专项施工方案，并在地面划线进行标识。

2.管片应堆放在柔性基座上，堆码高度、柔性基座和柔性垫块应符合专项施工方案要求。堆码层数不大于3层，管片间的柔性垫块应上下一管片防雨棚及基座致。

3.管片存放区须设置隔离防护，并排列整齐，间距不小于500mm。

4.管片粘贴防水材料时，应设置防雨棚或其他防雨措施。

5.管片吊运吊具应安全可靠，管片应放置稳当。

6.管片应由专门的拼装作业人员拼装，技术人员应全程监控，确保拼装安全。

7.管片拼装时，举重臂与管片连接必须使用专用保险销子并拧紧，管片拼装和调运范围内不得有人和障碍物。每块管片拼装完成后，相应区域的千斤顶应及时伸出固定管片。

8.管片拼装过程中严禁将肢体伸入管片拼缝和油缸撑靴内。

3.5.2.5接收

1.盾构到达前应拆除洞门围护结构，拆除前应确认接收工作井端头地基加固与止水效果良好，拆除时应控制凿除深度。

2.盾构到达前，必须在洞口安装密封装置，并确保密封止水效果。

3.盾构距达到接收工作井10m内，应调整掘进参数、开挖压力等参数，减少推力、降低推进速度和刀盘转速，控制出土量并监视土仓内压力。

4.增加地表沉降监测的频次，并及时反馈监测结果指导施工。

5.隧道贯通前10环管片应设置管片纵向拉紧装置。贯通后，应快速顶推并迅速拼装管片。

6.隧道贯通前10环管片应加强同步注浆和即时注浆，盾尾通过洞口后，应及时密封管片环与洞门间隙，确保密封止水效果。

3.5.2.6过站、调头及解体

1.盾构过站、调头及解体时应确保过站、调头的托架或小车有足够的强度和刚度。

2.盾构过站、调头应由专人指挥，专人观察盾构转向或移动状态。应控制好盾构调头速度，并随时观察托架或小车是否有变形、焊缝开裂等情况。

3.在举升盾构机前，应保证液压千斤顶可靠，千斤顶举升应保持同步、举升平稳。

4.牵引平移盾构应缓慢平稳，工作范围严禁人员进入，钢丝绳应安全可靠。

5.盾构解体前，必须关闭各个系统，并对液压空气和供水系统释放压力。

6.盾构解体时，各个部件应支撑牢固。高处作业应有可靠的安全保护措施。

3.5.2.7洞门、联络通道施工

1.洞门负环拆除前，应对洞口采取二次注浆等措施，确保洞口周围土体强度和止水性能。

2.联络通道施工前，必须对联络通道开挖范围及上方地层进行有效的加固。

3.拆除联络通道交叉口管片前，必须对管片壁后土体和联络通道处管片进行加固。

4.隧道内施工平台在断面布置上应与机车运输系统保持必要安全距离，严禁发生交叉。

3.5.2.8施工运输

1.皮带运输机机架应坚固，平、正、直。启动皮带运输机前，应发出声光警示。空载启动后，应检查各部位的运转和皮带的松弛度，如无异常，在达到额定转速后，方可均匀装料。应设专人检查皮带的跑偏情况并及时调整。

2.机车必须有完整的安全装置，司机在开车前必运输机车须检查连接器、制动器及部件的完好性。

3.机车行驶速度不得大于10km/h;经过转弯处或接近岔道时，应限速5km/h;在靠近工作面100m距离内应限速3km/h;并打铃警示;车尾接近盾构机台车时，限速3km/h并减速慢行;下坡时应带制动。

4.机车在启动和行驶过程中，必须启动警铃、电喇叭等警示装置，同时，应注意机车行驶中的动态。

5.开车前应前后检查，各类物件必须放置稳妥，捆绑安全，运输不得超载、超宽和超长。

6.轨道养护应有专人负责，轨道必须平顺，钢轨与轨枕间必须固定牢靠，轨枕和轨距拉杆必须符合安装规定。

7.工作竖井必须规定垂直运输的作业范围，在该范围内严禁任何非作业人员进入。

8.钢丝绳、吊带等吊具应定期检查、更换。

9.进出隧道人员必须走人行道。

3.5.2.9隧道布置

1.盾构洞内管线布设主要包括∶高压电缆、循环水管、污水管、机车轨道、人行踏板、照明、风管等。洞内管线应布置整齐、有序。

2.风管固定于隧道上方，底部距电瓶车顶不小于800mm。压入式通风机安装在距隧道洞口20m以外的上风向。

3.隧道内应设计应急照明及通讯联络装置，在断电及发生危险时，可提供人员应急照明及通讯联络，保障作业人员能够迅速安全撤离。

4.洞内照明可采用节能灯带或灯管，节能灯管间距宜为6m。

5.高压电缆悬挂于安全通道对侧，悬挂位置与轨道距离大于1m，电缆挂钩间距宜为3m。

6.洞内循环水管、污水管等管线敷设于通道对侧，水管支架间距宜为3m，管路标明流动方向，管路与轨道距离不小于500mm。

7.洞内人行通道设置栏杆，高度1.2m，临边应与电瓶车保持足够的安全距离。

8.洞内每30米设置一具灭火器，灭火器采用专门的挂具，悬挂于防护栏杆上。

9.洞外轨行区与人行道须采用栏杆隔离防护。

3.5.2.10电瓶充电

1.电瓶充电工属于特种作业电工人员，应经过专业培训，持证上岗，必须掌握本作业范围内的电气安全知识和触电急救方法，电瓶应设专用的充电池雨棚，充电房应设置防护栏。

2.充电工须穿戴安全防护服装、佩戴护目镜、口罩、耐腐蚀手套、耐腐蚀劳保鞋等。

3.充电前，应检查电瓶有无破裂或漏出电解液;充电或检查电瓶时严禁将金属工具等物件放在充电房电瓶上，以防电瓶短路而引起爆炸;充电使用的导电夹子必须夹紧，以免松动发生火花;充电时的电压、电流不允许超过工艺规定值，电解液的温度不得超过55℃。

4.充电结束应放好电线，切断电源，并复查导线接头位置，防止错接引起燃烧;清扫、整理好作业现场，记好交接班记录，确认无问题，方可离开。

3.5.2.11开仓换刀

1.开仓作业前应对选定的开仓位置进行地质环境风险识别，选择开仓作业方式，编制开仓作业专项方案。

2.开仓作业时，应对仓内持续通风，仓内气体条件应符合规范要求。

3.开仓作业时，应做好地面沉降、工作面的稳定性、地下水量及盾构姿态的监测和反馈。

4.严禁仓外作业人员进行转动刀盘、出渣、泥浆循环等危及仓内作业人员安全的操作。

5.撤离开挖仓前，应确认工具全部带出。

6.作业人员进仓工作时间符合《盾构法隧道施工与验收规范》GB 50446的规定。

7.当盾构处于稳定的地层时，可在常压下直接进入开挖仓作业，需实施气压作业时，盾构设备应满足带压进仓作业的要求。

8.气压作业开仓前，应确认地层条件满足气体保压的要求，不得在无法保证气体压力的条件下实施气压作业。

3.5.3 TBM施工

3.5.3.1施工准备

1.TBM组装场地应进行硬化处理，场地表面平整度和强度应满足TBM组装和步进的要求。

2.应根据TBM设备部件的最大重量和尺寸，确定吊装设备的型号和结构。吊装设备必须选择符合安全要求并具备相应资质的专业厂家生产的产品。门吊（或桥吊）组装完成后必须进行试运行，并由当地质量技术监督部门进行质量验收、合格后方可使用。

3.TBM及后配套大件起吊前，应对吊具和钢丝绳进行验算校核。吊装作业应由专人负责指挥。吊装作业时，各大型部件应选择合理的吊点吊运，吊装应平稳，严禁起吊速度过快和吊件长时间在空中停留。

4.TBM组装完成后，必须对各项系统进行空载调试、然后再进行整机空载调试。

5.TBM步进过程中各个移动部位应有专人观察，并及时与指挥人员沟通，由步进操作人员根据具体情况控制。

6.TBM后配套设备选型应满足隧道长度、转弯半径、坡度、列车编组荷载等指标的安全要求。

7.隧道内各个后配套系统必须布置合理，机车运输系统、人行系统、配套管线在隧道断面上布置必须保持必要的安全间距，严禁发生交叉。机车车辆距隧道壁、人行通道栏杆及隧道其他设施不得小于20cm，人行走道宽度不得小于70m。

3.5.3.2 掘进

1.护盾式TBM始发时台车必须牢固可靠，开敞式TBM应确保撑靴撑紧始发洞壁。

2.TBM应在起始段50~100m进行试掘进。始发掘进时、应以低速、低推力进行试掘进，在了解设备对岩石的适应性，掌握TBM的作业规律后再适当提高掘进速度。

3.TBM掘进前应进行超前地质预测、预报。掘进时必须根据隧道的地质条件，选择合理的掘进参数或掘进模式。

4.TBM启动、掘进和停机等必须按照TBM操作手册的程序进行操作。

5.TBM运行前，应发出警告信号，确认所有人员远离危险区域后方可按操作程序开机启动。

6.TBM掘进过程中，应加强巡视，确保设备运行良好;应检查开挖面支护、仰拱块铺设、管片安装、碴车到位、皮带输送机正常、作业人员到位等情况，确保掘进正常。

7.开敞式TBM在撑靴回缩之前，后支腿与洞底必TBM据进须接触。TBM在重新撑紧期间，内机架的移动区域内不得有人。

8.对TBM设备进行保养维修时应停机、关闭相关阀门并降压、断开电气设备开关，有动火作业时，应配备消防设备，派专人监控，清理可燃物。

3.5.3.3支护与衬砌

1.开敞式TBM应根据围岩条件选择合理的初期支护，初期支护应及时施工，并按有关标准要求进行监控量测。

2.开敞式TBM支护过程中，锚杆钻机、钢拱架拼装器、喷射机械手等设备回转半径下严禁站人，设备抓举材料时必须牢固可靠。

3.开敞式TBM支护和衬砌施工应满足规范有关规定的要求。

4.护盾式TBM拼装管片时，拼装范围内不得有人和障碍物。管片（仰拱块）拼装完成后，必须及时对管片（（仰拱块）背后填充豆砾石，并注入砂浆对豆砾石进行固结，达到管片后孔隙填充密实。

5.支护和衬砌应指定专人进行管片拼装操作。技术人员必须对支护和衬砌作业全程监护，确保安全。

3.5.3.4到达掘进

1.TBM到达掘进前，必须制定到达掘进方案，进行安全技术交底。

2.TBM到达掘进的最后20m应根据围岩的地质情况确定合理的掘进参数，减少推力，降低推进速度，并及时支护或回填注浆。

3.双护盾TBM支到达段拼装管片后，应设置管片纵向拉紧装置。

4.TBM到达掘进，应增加监测的频次，及时通过监控量测掌握贯通面及附近围岩的变形和地表沉降的情况。

5.隧道贯通前，应做好出洞场地、洞口段的加固。贯通面前方区域应设置安全警戒，禁止人员入内。

6.隧道贯通时应保持洞内外联络畅通。

3.5.3.5拆卸

1.TBM的拆卸方式应根据实际情况确定，采取洞内拆卸或洞外拆卸并按正确的拆卸顺序进行。

2.洞内拆卸时，拆卸洞室应选择在围岩稳定，整体性较好的位置，尺寸应满足洞内吊装的工作条件，拆卸洞的施工应按照规程有关规定的要端。

3.洞内、洞外设备拆卸场地的地基应夯实、表面平整、强度达到设备吊装时的承载力的要求，并必须在TBM贯通前施工。

4.TBM拆卸应按制造厂商的要求进行，拆卸前应停机、关闭相关阀门并降压、断开电气设备开关，有动火作业时，应配备消防设备，派专人监控，清理可燃物。

5.TBM设备各部件吊装应根据最大重量和尺寸，确定吊装设备的型号和结构。吊装设备必须选择符合安全要求并具备相应资质的专业厂家生产的产品。

6.TBM及后配套大件起吊前，应对吊具和钢丝绳进行验算校核。吊装作业应由专人负责指挥。吊装作业时，各大型部件应选择合理的吊点吊运，吊装应平稳，严禁起吊速度过快和吊件长时间在空中停留。

3.5.3.6施工运输

1.机车牵引能力应满足隧道最大纵坡和运输重量的要求。

2.机车行驶时应确保信号准确无误。

3.开车前应后检查，各类物件必须放置稳妥，捆绑安全，运输不得超载、超宽和超长。

4.机车在启动和行驶过程中，必须启动警铃、电运输机车喇叭等警示装置，同时，应注意机车行驶中的动态。

5.应限制机车行驶速度，机车经过岔道时行驶速度不得超过5km/h，通过其他洞段时行驶速度不得超过15km/h，机车在进入和离开后配套台车时应鸣笛、且减速慢行。

6.应派专人负责养护轨道，轨道必须平顺，钢轨与轨枕间必须固定牢靠，轨枕和轨距拉杆必须符合安装规定。

7.机车在行驶中严禁司机、调车员将身体任何部位伸出限界外。

8.机车长距离运输会车时，应按照轻车避让重车的原则，保证重载列车运行通畅。

9.皮带运输机机架应坚固，平、正、直。启动皮带运输机前，应发出声光警示。空载启动后，应检查各部位的运转和皮带的松弛度，如无异常，在达到额定转速后，方可均匀装料。应设渣土运输专人检查皮带的跑偏情况并及时调整。