1、負環拼裝方案1、工程概況本工程負環管片共9環，其中與反力架連接的-9環為無楔形量鋼管片（鋼管片實際寬度為1.8m，為便于采用拼裝機拼裝，在鋼管片后端面加20cm寬3cm厚的飛邊），其余8環為鋼筋混凝土形式，內徑13300mm，外徑14500mm，厚度0.6m，管片環寬2.0m，均采用通用楔形環管片，最大楔形量為48mm。管片采用強度等級為C60混凝土澆筑。全環由一塊封頂塊F、2塊鄰接塊L1和L2及7塊標準塊B（B1B7）共10塊管片構成（見下圖1.1）。管片間通過螺栓連接：縱向連接縫使用58顆M30螺栓連接，環向接縫使用30顆M36螺栓。負環管片之間不設計防水密封條。負環部分所在隧道平面軸線為

2、縱向向下4.2%的坡度、且沿左偏半徑R=2600m曲線。圖1.1管片分塊示意圖2、工程籌劃2.1工期計劃見下表：表2.1 負環拼裝工期計劃表2.2工序安排 在反力架預埋鋼板上焊接鋼管支撐。 盾構機各項調試工作完成并驗收合格后開始拼裝-9環鋼管片，由于盾構機位置與反力架之間的距離較遠，推進油缸行程不足以將-9環鋼管片直接推到設計位置，所以-9、-8環均采用空拼的方式進行拼裝，拼裝完成將兩環用螺栓連接成一體，一起推出盾尾到達設計位置（與鋼支撐接觸進行焊接）。 為了拼裝安全和盾尾間隙的控制，-9環采用28、29點位拼裝、-8采用26、27點位拼裝，-7、-5環環采用22、23點位置拼裝（點位與推進油

3、缸對應），-6環6、7點位拼裝，-4環采用9、10點位拼裝。由于鋼負環沒有楔形量，因此、按照-7-4四環的拼裝方式可以最大限度抵消楔形量對直線段的影響。故-30環的拼裝可以按照-7-4的拼裝點位進行拼裝。 -9、-8環拼裝并用螺栓連接完成后整體向反力架方向移動，推到設計位置后，將-9環和反力架用鋼管支撐進行剛性連接。 -9環鋼管片與反力架鋼管支撐連接完畢后、推進-7環，這時候盾構機開始前移，依次推進-6環。 -6環推進部分距離，密封刷完全搭在盾構機前體上（A環與刀盤切口間隙已進入洞門密封裝置，進行掌子面充填漿液并進行加壓試驗，試驗合格后將冷凍管拔出。繼續完成-6環推進、拼裝。 依次拼裝-5、-

4、4、-3、-2、-1、0環管片，完成負環拼裝。3、負環拼裝3.1拼裝負環前準備工作（1）拼裝負環前根據設計-9環和反力架之間的間隙，預先加工完成設計長度的鋼管支撐（40020mm）。將支撐焊接在反力架預埋鋼板上，起到給-9環定位的作用，并且減少了-9環與反力架的連接加固時間。焊接前，需要先測量反力架預埋鋼板實際里程與設計里程的偏差（以實際距離為準），對設計鋼管長度進行修正。共需要29個鋼管支撐（見圖3.1.1）。圖3.1.1反力架鋼管支撐分布及圖（2）管片外側底部牛腿支撐負環管片脫出盾尾后，管片會受到重力影響產生豎向變形，產生“橫鴨蛋”，為了防止這種變形，我們預先加工牛腿支撐，可放置于盾構機始

5、發軌道兩側預埋鋼板上，管片脫出后及時用牛腿支撐塞填管片和預埋鋼板之間的空隙（每環一側塞2個），并與始發基座和管片上的預埋鋼板焊接成一體。圖3.1.2 負環管片外側底部牛腿支撐 CD環內部墊塊焊接 為了保證-9環鋼負環空拼的時候不下沉（導致定位不準），需要預先在盾尾內焊接適當高度的墊塊。由計算得知盾尾內徑與管片外徑的理論間隙為115mm，為了部分或全部抵消鋼負環推出盾尾后的豎向變形，可以對理論間隙值進行適當調整，下部墊塊高度設計為105mm、兩側墊塊高度為110mm、上部不用墊塊。這樣拼出的鋼負環就會有一個豎向的預變形，可以在一定程度上減小鋼負環變形成“橫鴨蛋”形狀的風險。具體如下圖3.1.3：

6、 圖3.1.3 鋼環拼裝示意圖 如上圖所示，CD環內部墊塊可采用10mm鋼板焊接成類似槽鋼形狀，長度為2.5m，105mm高度的5根，110mm高度的4根，寬度以口朝下扣在盾尾冷凍管上為準（要焊接在兩個油缸撐靴的間隙內，避免影響推進油缸的伸縮），為避免強度不夠，在兩側加焊若干100x100x10mm三角筋板.前幾環需要空拼的管片拼裝過程中，要對上部（管片拼圓水平中心線以上）幾塊管片用“L”掛鉤板進行焊接固定，焊接在盾尾上一端一定要焊接牢固，且便于割除。“L”型掛鉤尺寸圖如下圖3.1.4 圖3.1.4 “L”掛鉤形狀及尺寸圖 負環管片拼裝后的連接與外部支撐 為了保證負環管片拼裝完成后的穩定性和整

7、體性，每塊負環管片的內外弧面都預留若干250x200mm的預埋鋼板（如下圖3.1.5），需要現場制作相應數量的鋼板連接塊對管片塊與塊及環與環之間進行連接。圖3.1.5 管片預埋鋼板示意圖經計算：環向連接鋼板（150x400x12mm）需9x20x2=360塊 環間連接鋼板（150x300x12mm）需9x29x2=522塊 當每環負環管片拼裝完畢推出盾尾后，需要在兩側用1597mm鋼管配合14#槽鋼對其進行支撐，支撐一端與負環管片預埋鋼板焊接（200x250x12mm），另一端與主體結構預埋鋼板焊接（400x400x14mm）。防止負環管片的扭曲變形。管片推出后，始發臺與管片下部之間的空隙采用

8、C30素混凝土澆筑。支撐方式如下圖3.1.6.圖3.1.6 負環管片支撐示意圖所需材料用料見表：表3.1 鋼管支撐材料用量表 鋼負環塊與塊之間間隙襯墊由于鋼管片加工過程中存在一定的加工誤差，塊與塊之間在拼裝的過程中就會存在大小不等的間隙，為了在始發階段拼裝精度的控制，我們預先在管片場對鋼管片進行了整環試拼裝實驗，并對拼裝成環的鋼管片間隙形成書面檢查記錄（如下表3.3）。按照表中記錄的數據對塊與塊之間的間隙進行襯墊。由間隙數據可以選擇1mm、2mm、3mm厚度的鋼板進行組合襯墊，用量如下表3.2：材料名稱規格型號（厚度）用量（）備注鋼板1mm42mx2m鋼板2mm42mx2m鋼板3mm126mx

9、2m表3.2 鋼管片間隙襯墊材料用量表表3.3 鋼環整環拼裝檢查記錄表 盾構機始發軌道的延長 由于盾構機始發之前調試刀盤的需要，始發臺前端有3m左右的距離沒有鋪設始發軌道（200x200mm方鋼導軌），這就需要我們在拼裝負環管片、盾構機前移的過程中及時進行軌道的鋪設，防止盾構機始發階段的栽頭現象發生。方案為：方鋼導軌切割成長度為500mm每段，當盾構推進超過500mm且盾體重心未超出原有軌道時，將500mm長導軌從兩側塞入盾體下部并與原有軌道和預埋鋼板焊接牢固。焊接完畢繼續推進。始發軌道延長材料計劃如下表3.4.材料名稱規格型號用量（根）備注方鋼200x200mm、500mm/根14方鋼200

10、x200mm、500mm/根14一面打10mm的斜面三角塊100x100x10mm若干定位和固定軌道用表3.4 始發軌道延長材料用量表3.2負環拼裝工序3.2.1 “-9環拼裝” 管片拼裝前，要確保盾尾手涂油脂按照技術要求涂抹到位，檢查CD環內管片拼裝墊塊是否焊接完畢和牢固，并在其上部與管片外圓接觸的鋼板面上涂抹黃油。 拼裝之前要檢查-9環定位用鋼管支撐（至少四根）是否焊接到位，并通過測量已焊接鋼支撐的前端面與盾尾的間距檢查-9環管片后部基準面是否準確。如有很大誤差，可通過部分修整以達到與盾尾后端面平行，從而保證-9環基準環管片的精確定位。 在盾尾內部用400x200x20mm的鋼帶焊接兩圈定

11、位塊，在-9和-8環空拼的時候用來對-9環后端面進行定位，沿掘進方向前面一道擋塊圓周方向焊接20塊，確保每塊管片上有兩塊；后面一道沿圓周方向均布焊接8塊）具體位置如下圖3.2.1所示：圖3.2.1 盾尾內周擋塊焊接位置示意圖 在盾尾上畫出B1、B2兩端定位線，先將B1準確拼裝在設計位置處，使推進油缸的中心位置與與管片上相對應的位置對齊。 B1塊定位安裝完成后，用預先加工好的400x100x20mm的鋼帶通過B3塊前后兩側焊接到盾尾上。 B3塊管片通過鋼帶加固完成后，陸續拼裝-9環其余管片，每拼一塊管片都要按照表3.3鋼環拼裝檢查記錄表里面的數據用厚度13mm不等的鋼板對塊與塊之間的間隙進行襯墊

12、，在真空吸盤撤掉真空前，必須通過槽鋼或鋼板（視管片與盾構機內部結構空間而定）與一拼裝完成的相鄰管片進行焊接加固，且必須通過鋼帶將正在拼裝的管片與盾尾進行焊接加固（上部幾塊可以用預先加工的“L”型掛鉤進行固定） 裝好“F”塊后，檢查整環所有管片之間的焊接是否牢固，對焊縫開裂的進行補焊。焊縫全部檢查完成，并且合格后再進行“L”型掛鉤和第一道擋塊的割除工作（方便-9環后移與-8環拼裝）。所有割除工作及加固工作完畢后將-9環整體后移直至貼近第二道擋塊。）在后移之前需要在刀盤前的方鋼導軌上焊接擋塊，擋住刀盤，防止負環后移過程中盾構機發生移動，擋塊使用10#槽鋼背對背焊接制作。3.2.2“-8”環混凝土管

13、片的拼裝（1）-8環管片F塊拼裝在26、27點位。由此可確定最安全的拼裝順序，在每塊拼裝時與-9環每塊管片的對應的螺栓孔對齊。（3）-8環管片拼裝步驟和工藝與-9環拼裝工藝基本相同，另外拼裝每塊-8環管片的時候，需要使用推進油缸將-8環管片與-9環管片盡可能壓緊。在撤除真空吸盤之前，必須保證每塊-8環管片與已經拼裝完成的-9環和之前拼好的-8環管片進行牢固的型鋼或鋼板焊接。（4）-8環拼裝完成后，檢查所有加固鋼板、型鋼焊縫位置及螺栓連接是否完好，對開裂處進行補焊。焊縫檢查完畢后，將推進油缸推力完全撤除。撤除時，對應位置油缸成對撤除（上下同時撤除，之后再同時撤除左右），觀察管片變形情況。管片穩定

14、后，割除“L”型掛鉤和第二道點焊的鋼帶支撐（拼-8環時限制-9環移動的）。3.2.3“-9環、-8環”管片整體后移提前在反力架上焊接設計長度的鋼管支撐，利用鋼管支撐定位-9環后端面的最終距離。-8環拼裝完成，將-9環、-8環整體后移至設計位置。 -9環、-8環空拼并整體后移之后，-8環靠近推進油缸的端面可能發生變形。這時可以通過微調各組千斤頂行程調整其前端面，由測量班復核端面平整度和環向縫隙。理論上，調整后的端面平整度和環向縫隙應達到設計要求，而受限于現場施工條件，-9、-8環的橫向橢變幾乎不可避免，因此，調整的主要工作是：消除環向喇叭口，端面平整度盡量向設計要求靠攏。若環向喇叭口消除的情況下

15、，端面平整度仍然達不到要求，可通過襯墊薄鋼板的方式予以調整。3.2.4 -9、-8環的固定-9環、-8環后移到設計位置后，將反力架鋼管支撐與-9環之間進行焊接加固。并在脫出盾尾的-9環部分與基座之間的間隙安裝和焊接加工好的牛腿支撐（見圖3.1.2）。-9環脫出盾尾后，利用預先加工好的150x400x12mm的鋼板將-9環外弧面相鄰管片間預埋鋼板進行焊接加固（其余負環相同）。然后在反力架與負環之間填充C30早強素混凝土，填充的混凝土高度同-9環內弧面高度相同。反力架支撐和底部混凝土填充完成并達到一定強度后，組織相關部門對其進行檢查驗收，驗收合格后，割除刀盤前面的擋塊，推進盾構機。3.2.5 其余

16、負環的固定盾構機推進到位后，開始拼裝-7環，因為-9、-8環采取空拼方式，在后移的過程中難免產生變形，因此，-7環將是本隧道真正意義上的基準環，其拼裝的質量將影響到后續管片的拼裝速度和質量。如前所述，本環拼裝時，絕對不允許出現環向縫隙不均勻的情況。在解決此問題的基礎上，還要保證端面平整和圓度（測量人員復核兩點之間弦長）。拼裝過程中，螺栓可以擰緊，但是根據環向縫隙均勻與否，可以將與-8環連接的部分螺栓適當松開。因此，拼裝過程中，每就位一塊管片（尤其是上半圓管片），都必須使用鋼板和“L”型掛鉤進行固定。需要注意的是，拼裝過程中的固定鋼板，是焊接在-8環和盾尾上，并且其固定位置是在真空吸盤密封范圍之

17、外的，焊接時機是真空吸盤離開管片之前，如圖3.2.2所示。圖3.2.2 負環管片加固示意圖其余負環拼裝工序同“-9、-8”環負環拼裝。因為-9環、-8環管片是通過鋼管支撐與反力架固定的，其承壓能力有限，為保證負環拼裝的安全，拼其余負環時仍需要焊接“L”型鋼板拉住頂部的負環管片，防止管片墜落。在盾尾脫出始發基座后，在管片和基座之間填充C30素混凝土，防止管片下墜。4 管片脫出盾尾后的支撐管片脫出盾尾之后，需要及時對其進行支撐，支撐分為三部分：（1）在管片與盾構機導軌方鋼外側預埋鋼板之間插入牛腿支撐（見圖3.1.2），確保管片不發生下墜，牛腿支撐間距1m。（3）在盾體兩側水平方向焊接鋼管支撐（見圖

18、3.1.6），管片脫出盾尾后，將合適長度的鋼管支撐（1597mm）一段與管片外側的預埋鋼板焊接、一段與主體結構墻體上的預埋鋼板焊接。4.施工安全保證措施4.1安全組織機構成立以項目經理為組長，項目書記為副組長，項目總工 、安全副經理、生產副經理、相關部門負責人及各工區技術主管、安全主管為組員的安全管理領導小組，工區安全員、技術員協同配合，同時施工隊設置專職安全員，加強現場安全控制，保證混凝土結構破除施工安全、順利進行。安全生產領導小組項目書記項目經理安全副經理 生產副經理 總工程師 設 備 部安全生產部財 務 部計劃合約部綜合辦公室物資保障部質 檢 部測 量 部 門工程技術部工區專職安全員施工

19、隊專職安全員施工作業隊4.2安全技術措施進入施工現場的人員，必須配戴安全帽。凡在2m以上高處作業無可靠防護設施時，必須使用安全帶。在惡劣的氣候條件下，嚴禁進行拆除作業。逐級實行安全技術交底，嚴格實施安全“三寶”的使用和檢查制度；把施工安全作為頭等大事來抓。開工、收工統一指揮、監督工作人員遵章作業，循序漸進，隨時解決施工中的隱患。堅決禁止酒后作業，如發現酒后作業必須強制其停止工作，離開施工現場。癲癇病、心臟病、高血壓等及身體不適合高處作業的人員嚴禁上崗操作。施工現場臨時用電必須按照國家現行標準施工現場臨時用電安全技術規范JGJ46-2005的有關規定執行。夜間施工必須有足夠照明。電動機械和電動工

20、具必須裝設漏電保護器，其保護零線的電氣連接應符合要求。對產生振動的設備，其保護零線的連接點不少于兩處。施工過程中，當發生重大險情或生產安全事故時，應及時排除險情、組織搶救、保護事故現場，并向有關部門報告。負環管片安裝過程中發生異常情況，必須停止作業。查清原因并采取相應措施后，方可繼續施工。4.3安全保證措施 4.3.1安全用電（1）所有施工人員應掌握安全用電的基本知識和所用設備性能，用電人員各自保護好設備的負荷線、地線和開關，發現問題及時找電工解決，嚴禁非專業電氣操作人員亂動電器設備。 （2）現場內支搭架空線路的線桿底部要實，不得傾斜下沉，與臨近建筑應有一定安全距離，且必須采用絕緣導線，不得成

21、束架空敷設，達不到要求的必須采取有效保護措施。（3）施工現場所有用電設備，必須按規定設置漏電保護裝置，要定期檢查，發現問題及時處理解決。（4）防觸電措施 施工用電實行三級配電兩級保護，施工電纜線按規定架空鋪設。 開關箱內的漏電保護器具額定漏電電流應不大于30mA，額定漏電動作時間不能大于0.1s。 保護零線按規定作好重復接地。 氣焊作業雙線到位，氧氣、乙炔之間留不小于5m的安全距離。 非電工人員不得拆改電器、電源，電工人員必須執證上崗。 電工定期對施工現場用電設備進行檢查，及時發現和排除電氣事故隱患，尤其在雨季。4.3.2機械安全 （1）各種機械要有專人負責維修、保養，并經常對機械的關鍵部位進

22、行檢查，預防機械故障及機械傷害的發生。 （2）對所有用于提升的掛鉤、掛環、鋼絲繩等進行定期檢測、檢查和標定，如有損壞或使用不當之處立即更換。 （3）機械安裝時基礎必須穩固，吊裝機械臂下不得站人，操作時，機械臂距架空線要符合安全規定。 （4）所有的垂直和水平運輸機械的搭設、頂升、使用和拆除必須嚴格依照政府的有關法規、規章和條例等的要求。 （5）各種機械設備視其工作性質、性能的不同搭設防塵、防雨、防砸、防噪音工棚等裝置，機械設備附近設標志牌、規則牌和詳細的安全操作要點。（6）起重機械吊裝標準 起重吊裝作業前應清除工地所經道路的障礙物，做到工地整潔、道路暢通。 使用新機具或采用新工藝時，必須經過技術

23、鑒定。 各種起重機械起吊前，要進行試吊，使用和行走時，要有良好的道路。 吊機指揮由專職信號工擔任。 起重在工作時集中精力，明確分工，服從統一指揮。 起吊重物時，起重扒桿下不得有人停留或行走，吊機停止作業時，應按止動器，收緊吊鉤和鋼絲繩。 起重工必須熟悉施工方法、起重設備的性能、所起重物的特點和確切重量以及施工安全的要求；采用兩臺吊機同時起吊重物時，應在現場專職人員的統一指揮下進行，在起吊過程中，兩臺吊機必須均衡起落重物，使各自分擔的起重量不超過其容許的負荷能力。 起吊重物時，吊具捆扎應牢固，以防吊鉤滑脫。（7）運輸車輛服從指揮，信號要齊全，不得超速，過岔口、遇障礙物時減速鳴笛，制動器靈敏，功能

24、良好。 要求車輛保養到位，非駕駛人員不得駕駛車輛，駕駛人員有駕駛執照，定期進行駕駛及安全教育。 開工前按規定修好人行道和運輸便道，經常養護維修，保持暢通；進出工地圍擋處、道路拐彎處、危險路段、臨時道路與正式道路交界處設安全標志牌。5.應急預案施工事故應急救援工作都應當堅持 “預防為主、常備不懈、救人第一” 的方針，統一指揮、分級負責、冷靜有序、團結協作，遵循快速有效處置、防止事故擴大的原則，啟動安全事故應急預案。5.1 應急救援責任制及組織機構事故應急救援工作實行施工第一責任人負責制和分級分部門負責制，由安全事故應急救援小組統一指揮搶險救災工作。當重大安全事故發生后，各有關職能部門要在安全事故

25、應急救援小組的統一領導下，按要求，履行各自的職責，做到分工協作、密切配合，快速、高效、有序地開展應急救援工作。安全事故應急救援小組成員如下：組 長：鞠義成(項目經理)副組長：陳朝(生產副經理) 、陶義懷(生產副經理)；成 員：劉國棟 劉子一劉宇 黃文杰 張維 鄭禮杰 宣炳鵬5.2 應急救援小組的主要職責（1）發布啟動和解除重大安全事故應急救援預案的命令；（2）按照程序的規定，組織、協調、指揮重大安全事故應急救援預案的實施，盡全力減少人員傷亡和財產損失； （3）根據事故發生狀態，統一部署應急預案的實施工作，指揮各部門有條不紊的進行搶險救災工作； （4）在救災過程中隨時掌握現場情況，并對現場出現的

26、問題采取適當的處理措施；  （5）在負責區域內為事故現場緊急調用各類物資、設備、人員、防火用具并提供場地，搶險救災結束后要負責督促事故單位及時歸還或給予補償；  （6）事故發生后，應急救援小組要及時向上級有關部門匯報。對于超出自身處理能力的事故，要及時請示。（7）對于在重大安全事故應急救援、搶險救災工作中成績卓著的部門和個人，安全事故應急小組應給予其適當的表彰和獎勵。對不履行救援職責的，延誤隱瞞安全事故的，依照有關規定給予處罰。構成安全事故責任罪的，移交司法機關追究刑事責任。5.3 安全事故應急救援流程（1）事故發生初期，事故現場人員應積極采取應急自救措施, 同時

27、啟動施工現場應急救援預案，實施現場搶險，防止事故的擴大。設備物資部、機修、電工等班組應盡快恢復被損壞的道路、水電、通信等有關設施，確保應急救援工作的順利開展。 （2）安全事故應急救援預案啟動后，應急救援小組立即投入運作，組長及各成員應迅速到位履行職責，及時組織實施相應事故應急救援預案，并隨時將事故搶險情況報告上級。（3）事故發生后，在第一時間里搶救受傷人員，這是搶險救援的重中之重。現場安全人員應加強事故現場安全保衛、治安管理和交通疏導工作，預防和制止各種破壞活動，維護社會治安，對肇事者等有關人員應采取監控措施，防止逃逸。（4）當有重傷人員出現時救援小組應及時提供救護所需藥品，利用現有醫療設施搶

28、救傷員。同時撥打急救電話120呼叫醫療援助。其他相關部門應做好搶救配合工作。（5）事故報告：重大安全事故發生后，事故單位或當事人必須用將所發生的重大安全事故情況報告事故相關監管部門：發生事故的單位、時間、地點、位置；事故類型(火災、倒塌、觸電、爆炸、泄漏、機械傷害等)；傷亡情況及事故直接經濟損失的初步評估；事故涉及的危險材料性質、數量；事故發展趨勢，可能影響的范圍，現場人員和附近人口分布；事故的初步原因判斷；采取的應急搶救措施；需要有關部門和單位協助救援搶險的事宜；事故的報告時間、報告單位、報告人及電話聯絡方式。（6）事故現場保護：重特大安全事故發生后，事故發生地和有關單位必須嚴格保護事故現場，并迅速采取必要措施，搶救人員和財產。因搶救傷員、防止事故擴大以及疏通交通等原因需要移動現場物件時，必須做出標志、拍照、詳細記錄和繪制事故現場圖，并妥善保存現場重要痕跡、物證等。5.4 根據本工程特點預計突發事件的發生和針對措施5.4.1高空作業人員墜落現象：負環管片