盾構(gòu)長距離穿越河流段軟土地層掘進(jìn)工法

1、盾構(gòu)長距離穿越河流段軟土地層掘進(jìn)工法中鐵四局集團(tuán)有限公司城市軌道交通工程分公司二一四年九月- 1 -目錄1.前言- 1 -2.工法特點- 1 -3.適用范圍- 2 -4.工藝原理- 2 -5.施工工藝流程及操作要點- 3 -5.1施工工藝流程- 3 -5.2操作要點- 3 -5.2.1穿越河流前準(zhǔn)備工作- 3 -5.2.2穿越河流段掘進(jìn)施工技術(shù)- 7 -5.2.3成型隧道隧底注漿加固施工技術(shù)- 13 -5.2.4施工監(jiān)測與信息反饋處理- 16 -6.勞動力組織- 17 -7.材料與設(shè)備- 18 -7.1 施工材料計劃表- 18 -7.2 施工設(shè)備計劃表- 20 -7.3應(yīng)急物資儲備- 21 -

2、8.質(zhì)量控制- 21 -8.1質(zhì)量要求- 21 -8.2 質(zhì)量控制措施- 22 -9.安全控制- 22 -9.1 安全要求- 22 -9.2 安全控制措施- 23 -10.環(huán)保措施- 24 -10.1 環(huán)保要求- 24 -10.2 環(huán)保措施- 24 -11.效益分析- 25 -11.1 技術(shù)效益- 25 -11.2 經(jīng)濟(jì)效益- 25 -11.3 社會效益- 25 -12應(yīng)用實例- 25 -盾構(gòu)長距離穿越河流段軟土地層掘進(jìn)工法1.前言隧道及地下空間開發(fā)工程的飛速發(fā)展，極大的促進(jìn)了盾構(gòu)法施工技術(shù)的進(jìn)步。盾構(gòu)法施工是在鬧市區(qū)或水底的軟弱地層中修建地下鐵道較好的施工方法之一。近年來盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備和盾構(gòu)法

3、施工工藝的不斷發(fā)展，適應(yīng)復(fù)雜工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的能力大為提高。在盾構(gòu)法施工中，由于隧道線路走向的限制，會遇到穿越較寬的河道或湖底，會遇到各種各樣的復(fù)雜地層，盾構(gòu)掘進(jìn)必須克服長距離穿越復(fù)雜地質(zhì)的河道，并伴隨著滲漏甚至涌水等較大困難來完成施工。蘇州地鐵2號線延伸線2標(biāo)工程東方大道站獨(dú)墅湖南站區(qū)間線路始于東方大道站東端，區(qū)間最小曲線半徑450m，左右線間距為1316.5m，線路埋深10.819.1m，最大縱坡為25，最小縱坡為3.5。其間穿越蘇州運(yùn)河，蘇州運(yùn)河河道寬83m，下穿段長280m，隧道最小埋深11.6m。駁岸基礎(chǔ)為整板砼基礎(chǔ)，厚度為0.5m，寬為3.7m。砼基礎(chǔ)上為漿砌塊石。主要穿越地

4、層為2粉土夾粉質(zhì)粘土層，為典型的全斷面軟土地層，隧道埋深較淺，含水量高。盾構(gòu)姿態(tài)較難控制，對河堤沉降要求嚴(yán)格，穿越過程中，易出現(xiàn)涌水噴砂事故。中鐵四局城市軌道交通工程分公司根據(jù)現(xiàn)場實際情況，展開技術(shù)創(chuàng)新，采用軟土地層掘進(jìn)姿態(tài)控制，掘進(jìn)參數(shù)設(shè)計、管片姿態(tài)控制及沉降控制等技術(shù)手段，解決了盾構(gòu)長距離穿越蘇州運(yùn)河軟土地層掘進(jìn)施工過程中的盾構(gòu)姿態(tài)和參數(shù)難以控制，極易出現(xiàn)涌水、噴砂事故，盾構(gòu)機(jī)被淹，河底大面積塌陷，以及堤岸沉降、后期管片浮動較大滲漏水較多等技術(shù)難題。通過該工程的施工實踐，取得良好的效果，經(jīng)總結(jié)形成本工法。2.工法特點2.1 通過在盾構(gòu)隧道掘進(jìn)過程中采設(shè)計、修正掘進(jìn)參數(shù)的措施，確保盾構(gòu)平穩(wěn)迅

5、速通過河床底部，避免對土體產(chǎn)生過大的擾動，以減少施工后的沉降。2.2 通過控制螺旋機(jī)閘門開口率和對盾尾后7環(huán)管片采用全環(huán)封堵措施，隔斷后部水流來防止盾尾或螺旋機(jī)噴水和涌砂情況發(fā)生。2.3 通過適當(dāng)加大同步注漿壓力和同步注漿量，同步注漿以上部兩孔為主，同時及時采用二次注漿進(jìn)行補(bǔ)漿，來防止堤岸沉降和管片浮動等風(fēng)險發(fā)生。2.4 通過不同地層在掘進(jìn)斷面的具體分布情況，遵循硬地層一側(cè)推進(jìn)油缸的推力和速度適當(dāng)加大，軟地層一側(cè)推進(jìn)油缸的推力和速度適當(dāng)減小的原則。同時盾構(gòu)掘進(jìn)過程應(yīng)注意提高土倉壓力，控制出土量，嚴(yán)禁超挖，保持開挖面平衡，減少對土體的擾動，盾構(gòu)施工中建立嚴(yán)格的監(jiān)測控制系統(tǒng)，定期進(jìn)行監(jiān)測，后期及時

6、補(bǔ)充單液漿方式起到永久固定管片作用，極大的提高了成型隧道質(zhì)量。確保隧道盾構(gòu)結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的安全。2.5 根據(jù)勘探孔坐標(biāo)，實測放樣出該孔位，在盾構(gòu)到達(dá)此勘探孔前20天，利用水下作業(yè)施工進(jìn)行勘探孔灌注，防止探孔發(fā)生滲漏水情況發(fā)生。2.6對軟土層中成型隧道管片發(fā)生沉降段實施隧底注漿加固技術(shù)。3.適用范圍本工法適用于盾構(gòu)長距離穿越河流段軟土地層掘進(jìn)施工。4.工藝原理盾構(gòu)長距離穿越河流段軟土地層掘進(jìn)施工時，隧道管片上浮（下沉）控制，掘進(jìn)過程參數(shù)控制與調(diào)整尤為重要；在施工中通過控制掘進(jìn)速率、盾構(gòu)姿態(tài)、管片姿態(tài)、優(yōu)化盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)、加強(qiáng)隧道內(nèi)外監(jiān)測等措施，保證土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在長距離穿越河流段軟土地層掘進(jìn)施工時

7、可以建立穩(wěn)定的土壓平衡，并且不發(fā)生噴涌、坍塌現(xiàn)象，再通過盾尾同步注漿系統(tǒng)和二次注漿設(shè)備向管片壁后注漿從而保持地表穩(wěn)定。在長距離穿越河流段軟土地層掘進(jìn)施工過程中，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)安全和成型隧道盾構(gòu)管片姿態(tài)難以控制。在穿越河流之前，通過對前期隧道掘進(jìn)中參數(shù)進(jìn)行總結(jié)和選取為盾構(gòu)機(jī)安全掘進(jìn)提供技術(shù)保障；對盾構(gòu)機(jī)及相關(guān)配套設(shè)備進(jìn)行全面細(xì)致的檢修保養(yǎng)為盾構(gòu)機(jī)安全過河提供機(jī)械設(shè)備保障；組織相關(guān)人員進(jìn)行應(yīng)急演練，并儲備足量的應(yīng)急救援物資為盾構(gòu)機(jī)安全過河提供人員和物資保障。過程中，通過及時監(jiān)測、及時進(jìn)行二次注漿等手段保證盾構(gòu)隧道管片姿態(tài)和質(zhì)量；掘進(jìn)過程及時分析各方反饋的信息，不斷調(diào)整和優(yōu)化參數(shù)，得出結(jié)論以指導(dǎo)現(xiàn)場施工

8、。5.施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程見圖5.1-1，施工工藝流程圖圖5.1-1 施工工藝流程圖5.2 操作要點5.2.1 穿越河流前準(zhǔn)備工作盾構(gòu)進(jìn)入長距離穿越河流段軟土地層掘進(jìn)施工前首先做好以下幾方面的準(zhǔn)備工作：1 前期盾構(gòu)施工參數(shù)總結(jié)盾構(gòu)左線前期施工過程中，主要穿越了公園及公園內(nèi)小河流、農(nóng)田、荒地等地段，穿越的主要地層為2粉土夾粉質(zhì)粘土層，部分1粉質(zhì)粘土與少許1粉質(zhì)粘土層。與盾構(gòu)穿越蘇州運(yùn)河段地層情況一致。經(jīng)過對前期推進(jìn)參數(shù)的分析比較選取最優(yōu)參數(shù)作為盾構(gòu)穿越蘇州運(yùn)河掘進(jìn)參數(shù)的基礎(chǔ)。參數(shù)總結(jié)見表5.2-1所示。表5.2-1 盾構(gòu)前期掘進(jìn)參數(shù)總結(jié)序號項目單位最大值最小值平均值1土倉上

9、部壓力值mpa0.240.190.222總推力kn1400011000125003同步注漿量方/環(huán)6.55.66.14掘進(jìn)速度mm/min6530405出土量方/環(huán)4139.4406同步注漿漿液稠度cm12.511127平均盾尾油脂用量kg/環(huán)5545508刀盤轉(zhuǎn)速r/min0.80.60.89刀盤扭矩knm200011001300施工監(jiān)測準(zhǔn)備盾構(gòu)穿越蘇州運(yùn)河期間，除日常的洞內(nèi)管片收斂與隧道沉降監(jiān)測外，要重點監(jiān)測施工影響范圍的河堤、河床沉降情況。按照規(guī)范和設(shè)計要求，隧道隆陷監(jiān)測點每5-10m設(shè)置一斷面?，F(xiàn)場在盾構(gòu)始發(fā)段及接收段各100m范圍內(nèi)，每5m設(shè)置一斷面，其余正常地段每10m設(shè)置一斷面，

10、在盾構(gòu)穿越運(yùn)河特殊地段也是每5m設(shè)置一斷面。隧道隆沉監(jiān)測點布置圖見圖5.2-1所示。盾構(gòu)到達(dá)前，在對應(yīng)隧道軸線位置布設(shè)好蘇州運(yùn)河兩岸河堤的監(jiān)測點，并做好初始值的采集。同時，在河堤周邊布設(shè)測量控制點，包括至少2個平面導(dǎo)線點、1個水準(zhǔn)點，用以準(zhǔn)確定位盾構(gòu)機(jī)所在位置，便于應(yīng)急處理。沉降觀測點沿河堤進(jìn)行布設(shè)，點橫向（沿河堤方向）間距3m。河堤寬50cm，監(jiān)測點布設(shè)至河堤中部（寬度方向居中）。對河堤的沉降監(jiān)測，測點采用鉆孔形式穿透河堤表面的漿砌片石，并用直徑20mm的螺紋鋼釘入，螺紋長度1m，外露0.1m，具體點位布置見圖5.2-2、圖5.2-3所示。對于河堤外側(cè)泥土地面，埋設(shè)地表沉降觀測點。為保證監(jiān)測

11、效果良好，在沿隧道中軸線每6m設(shè)一縱向沉降觀測點的基礎(chǔ)上，兩側(cè)各3m各布設(shè)一沉降觀測點。圖5.2-1隧道隆沉監(jiān)測點布置斷面圖圖5.2-2蘇州運(yùn)河小里程側(cè)監(jiān)測點布設(shè)圖圖5.2-3 蘇州運(yùn)河大里程側(cè)監(jiān)測點布設(shè)圖人員、材料、機(jī)械準(zhǔn)備在盾構(gòu)機(jī)將要達(dá)河道之前，組織相關(guān)人員對盾構(gòu)機(jī)及相關(guān)配套設(shè)備各部件進(jìn)行一系列的檢查，對破損較大的盾尾刷進(jìn)行更換，確保在穿越河流過程中不會出現(xiàn)因盾構(gòu)機(jī)故障而導(dǎo)致停機(jī)的事情發(fā)生；盾構(gòu)在穿越河道前須調(diào)整好盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，向軸線靠攏；做好與盾構(gòu)掘進(jìn)相關(guān)的各類物資準(zhǔn)備，包括：管片、管片螺栓、管片防水材料、油脂類、鋼軌軌枕等；備齊應(yīng)急救援物資，做好應(yīng)急準(zhǔn)備。5.2.2 穿越河流段掘進(jìn)施工

12、技術(shù)結(jié)合蘇州運(yùn)河段地質(zhì)、埋深、線型等具體情況，在盾構(gòu)穿越蘇州運(yùn)河期間主要采取以下技術(shù)措施。1、 推進(jìn)土壓及出土量控制（1） 隧道穿越蘇州運(yùn)河范圍，主要位于粉土夾粉質(zhì)粘土地層中，隧頂最小埋深11.6m。在盾構(gòu)到達(dá)河床前，對照隧道排環(huán)表，結(jié)合管片超前量，并對照地質(zhì)勘察報告及實測水深，計算實際的水土壓力；在計算當(dāng)前環(huán)的土壓時，應(yīng)特別注意盾構(gòu)機(jī)長度，施工時應(yīng)明確刀盤、盾尾到達(dá)河床與離開河床對應(yīng)的實際管片環(huán)號，以便適時調(diào)整土倉壓力。土壓平衡盾構(gòu)機(jī)工作原理即，將正面土體切削下來進(jìn)入刀盤后面的密封艙內(nèi)，并使艙內(nèi)具有適當(dāng)壓力與開挖面水土平衡，以減少盾構(gòu)推進(jìn)對地層土體的擾動，從而掘進(jìn)施工中維持地表的穩(wěn)定。在盾構(gòu)

13、穿越河流中，嚴(yán)格控制土倉壓力，對控制地表沉降是至關(guān)重要的。土倉壓力理論值計算步驟如下：由于在淺埋段中掘進(jìn)施工，計算該類土層水土壓力時采用水土分算的原則計算。通常按照郎金主動壓力和被動土壓力計算。主動土壓力 式中：z地層厚度； i 計算土層的重度 ；i 計算土層的內(nèi)摩擦角。 式中： k0 側(cè)向壓力系數(shù)。被動土壓力 水壓力 式中：q-根據(jù)土的滲透系數(shù)確定的一個經(jīng)驗數(shù)值,粉質(zhì)粘土q=3.12e-07， 粉土夾粉質(zhì)粘土中q=5.09e-05h-隧道埋深；s 水的重度。土倉壓力理論取值范圍即為： 為了便于提高施工速度，一般土倉壓力理論取值1.2倍主動土壓力即可。在施工前根據(jù)地層變化一般每5環(huán)計算一個理論

14、土倉壓力值作為備用。（2） 根據(jù)前期施工出土量統(tǒng)計及分析情況，設(shè)計出土量為39.4m3，實際出土量平均約為40m3，出土松散系數(shù)基本為1（前期施工中未出現(xiàn)出土量異常情況）。盾構(gòu)每環(huán)的出土量由跟班技術(shù)員根據(jù)渣土斗存方實際測量得出，保證出土量測量精度。出土量的控制通過調(diào)整螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)，與土倉壓力直接掛鉤，必須由盾構(gòu)司機(jī)、跟班技術(shù)員針對刀盤扭矩、總推力、掘進(jìn)速度等參數(shù)進(jìn)行綜合權(quán)衡，最低要求：盾構(gòu)正常掘進(jìn)時速度不小于30mm/min，刀盤扭矩不大于2500knm，總推力原則上不大于15000kn，主軸承溫度不大于40；在最低要求的基礎(chǔ)上，最大限度減少出土量。2、 推進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)速與扭矩控制盾構(gòu)機(jī)

15、過河段，宜快速均勻推進(jìn)，刀盤扭矩主要控制在1200kn.m1800knm范圍內(nèi)，總推力主要控制在11000kn15000kn范圍內(nèi)，掘進(jìn)速度主要控制在3065mm/min范圍內(nèi)，以保證盾構(gòu)迅速安全過河為目的，減少盾構(gòu)機(jī)在軟土地層中的停機(jī)風(fēng)險。3、 螺旋機(jī)控制盾構(gòu)過河段相比較其他地段，更容易發(fā)生螺旋機(jī)噴水現(xiàn)象；因此，在盾構(gòu)過河期間，螺旋機(jī)的開口率應(yīng)降低，以能滿足出土要求即可為控制目標(biāo)。同時，為防止螺旋機(jī)噴水對施工帶來影響，應(yīng)提前準(zhǔn)備污水泵、鐵鍬、編織袋、小土斗等工具與材料，保證即使螺旋機(jī)涌水，也能夠迅速處理噴涌的泥漿、泥沙，保證不耽誤盾構(gòu)推進(jìn)。4、 盾構(gòu)姿態(tài)控制盾構(gòu)穿越蘇州運(yùn)河段，平面線型為直線

16、段，縱斷面線型為3.502（右線3.56）的下坡段。穿越前，將盾構(gòu)平面姿態(tài)控制在20mm之間，垂直姿態(tài)控制在設(shè)計軸線以下30mm。穿越過程中，加強(qiáng)對自動測量控制點的復(fù)測，并控制盾構(gòu)姿態(tài)的糾偏量（每環(huán)糾偏量不超過8mm），少糾偏勤糾偏，確保以既定姿態(tài)推進(jìn)。5、 管片拼裝控制根據(jù)設(shè)計，本工程管片采用錯縫拼裝。管片的拼裝從隧道底部開始，先安裝標(biāo)準(zhǔn)塊，依次安裝相鄰塊，最后安裝封頂塊。安裝封頂塊時先徑向搭接約2/3管片寬度，調(diào)整位置后緩慢縱向向頂推。管片安裝到位后，及時伸出相應(yīng)位置的推進(jìn)油缸頂緊管片，安裝好螺栓并擰緊，然后移開管片安裝機(jī)。安裝封頂塊前，在k塊兩側(cè)涂刷肥皂水或少量黃油，產(chǎn)生潤滑作用，方便k

17、塊順利安裝，防止k塊外弧面產(chǎn)生破碎，減少對遇水膨脹橡膠止水條的擠壓和摩擦。管片每安裝一片，先人工初步緊固連接螺栓；安裝完一環(huán)后，用風(fēng)動扳手對所有管片螺栓進(jìn)行緊固；管片脫出盾尾后，用風(fēng)動扳手進(jìn)行重復(fù)緊固。當(dāng)管片到達(dá)6號臺車位置，用扳手再次進(jìn)行復(fù)緊。表5.2-2 管片拼裝允許偏差和檢驗方法序號項目允許偏差(mm)檢驗方法檢查頻率1相鄰管片徑向錯臺5mm尺量4點/環(huán)2相鄰管片環(huán)面錯臺6mm尺量1點/環(huán)管片表面不得出現(xiàn)裂縫、破損、掉角等現(xiàn)象。管片由運(yùn)送車輛從管片生產(chǎn)工廠運(yùn)至施工場地，在施工場地安裝彈性密封條、傳力襯墊等，然后根據(jù)管片運(yùn)輸指令經(jīng)工地門吊垂直運(yùn)送到編組列車上，再經(jīng)電瓶車運(yùn)至隧道內(nèi)工作面進(jìn)行

18、拼裝。管片縱、環(huán)向螺栓均采用m30彎螺栓，每環(huán)縱向16根，環(huán)向12根，計28根/環(huán)。管片連接是保證管片拼裝質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，在施工過程中還應(yīng)加強(qiáng)施工控制，做到以下幾點： （1）管片螺栓兩端連接螺紋露在螺母外側(cè)的長度相差不超過5mm；（2）防止管片拼裝時產(chǎn)生“錯臺”，緊固螺栓前認(rèn)真的進(jìn)行對位；（3）擰緊管片連接螺栓，螺栓緊固采取多次緊固的方式。管片拼裝過程中安裝一塊初緊一塊螺栓，拼裝結(jié)束后應(yīng)及時對環(huán)縱向螺栓進(jìn)行二次緊固，盾構(gòu)掘進(jìn)下一環(huán)時，借助推進(jìn)油缸推力的作用，再一次緊固所有螺栓尤其縱向螺栓。隧道貫通后，必須對所有環(huán)縱向螺栓進(jìn)行復(fù)緊。6、 管片防水控制(1) 粘貼止水條及彈性橡膠墊板前，管片表面保

19、持干燥，浮灰用毛刷清理干凈。如遇雨天施工，搭設(shè)防雨棚，防止止水條遇水膨脹，導(dǎo)致后期失效。膠粘劑涂刷均勻，密封墊溝槽內(nèi)應(yīng)涂滿。涂刷后，晾置一段時間，待手指接觸不粘時，再將止水條及橡膠墊板進(jìn)行粘貼；(2) 止水條粘貼后，四角不得出現(xiàn)聳肩，塌肩現(xiàn)象，表面在同一個平面上，嚴(yán)禁歪斜、扭曲；(3) 在粘貼完成12小時內(nèi)，管片不得下井拼裝；(4) 為加強(qiáng)管片角部防水，在密封墊外角部粘貼自粘性橡膠薄片；7、同步注漿與二次注漿盾構(gòu)穿越河底時，由于地層含水量高，水壓力高，注漿時必須遵循“同步注入，快速凝結(jié)，信息反饋，適當(dāng)補(bǔ)充”的原則注漿。（1） 同步注漿根據(jù)隧道洞身穿越地層的特點，為能盡早充填盾尾建筑空隙及時支撐

20、管片周圍土體，防止地層產(chǎn)生過大變形而危及周圍環(huán)境安全，采用盾構(gòu)邊掘進(jìn)邊注漿方式，通過盾構(gòu)機(jī)自設(shè)的同步注漿系統(tǒng)及管片預(yù)留注漿孔，注漿在盾構(gòu)尾建筑空隙形成的同時進(jìn)行。注漿壓力同步注漿壓力一般為1.2倍的靜止土壓力，本標(biāo)段即0.250.35mpa，二次注漿壓力為0.30.4mpa。同步注漿量注漿量一般為理論注漿量的1.52.0倍，并應(yīng)通過實時地面監(jiān)測情況來調(diào)節(jié)。注漿量按下式進(jìn)行計算：q=v式中：q注入量（m）；注漿率（取1.52.0，曲線地段及沙性地層段取較大值，其它地段根據(jù)實際情況選定）；v盾尾建筑空隙（m3）。v=（d2-d2）l/4d盾構(gòu)切削土體直徑（即為刀盤直徑6.47m）d管片外徑（6.2

21、m）l管片寬度（1.2m）v=（6.472-6.22）1.24=3.22m3中鐵裝備盾構(gòu)機(jī)刀盤直徑較大，因此同步注漿量增大：v=（6.472-6.22）1.24*（1.52）=4.836.44m3/環(huán)二次補(bǔ)強(qiáng)注漿量根據(jù)地質(zhì)及注漿記錄情況，分析效果，結(jié)合監(jiān)測情況和注漿壓力控制。注漿速度及時間根據(jù)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度，同步注漿以每環(huán)的總注漿量而均勻注入，盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)開始注漿開始，推進(jìn)完畢注漿結(jié)束。（2）二次注漿同步注漿使盾尾建筑空隙得到及時填充，地層變形及地表沉降得到控制，在漿液凝固后，強(qiáng)度得到提高，但可能有局部不夠均勻或因漿液固結(jié)收縮產(chǎn)生空隙。且為防止管片滲漏水、隧道沉降、地面沉降，對其進(jìn)行二次補(bǔ)漿；注

22、入位置滿足距盾尾大于10m,以防止地層中的泥水和襯砌外圍的漿液從盾尾間隙擠入盾尾，損壞盾尾鋼絲刷，尤其是穿越淺覆土河床地段，二次注漿尤為重要。（3）漿液材料、漿液配比及性能指標(biāo)為保證盾構(gòu)快速穿越蘇州運(yùn)河，防止注漿管堵塞造成注漿不及時，河床沉降，因此在穿越過程中要加強(qiáng)對同步注漿原材料的控制，保證原材料性能達(dá)標(biāo)。注漿漿液要流動性好，便于盾構(gòu)移動過程中持續(xù)不停的注漿，二次注漿材料要可注性強(qiáng)，能補(bǔ)充同步注漿的缺陷，對同步注漿起充填和補(bǔ)充作用。同步注漿、二次注漿初步采用的注漿材料及配比、性能指標(biāo)見表5.2-3漿液配比和性能指標(biāo)表所示。表5.2-3 漿液配比及性能指標(biāo)表注漿方式石灰:粉煤灰:膨潤土: 細(xì)砂

23、:水稠度凝結(jié)時間（天）7天抗壓mpa14天抗壓mpa同步注漿13.750.6214.73.61013200.41二次注漿水灰比0.8:1/注漿設(shè)備漿液在洞外拌制，采用自行設(shè)計的漿液拌合站，拌制好的漿液由砂漿車運(yùn)到洞內(nèi)泵入盾構(gòu)機(jī)自備的儲漿罐中待注。同步注漿采用盾構(gòu)機(jī)后配套附帶的同步注漿系統(tǒng)，補(bǔ)強(qiáng)注漿采用自備的kby-50/70雙液注漿泵。5.2.3成型隧道隧底注漿加固施工技術(shù)根據(jù)現(xiàn)場實際出土特征，土質(zhì)流塑性強(qiáng)，含水量高，具有觸變特性，疑與勘察地質(zhì)不符。結(jié)合我公司在昆明、武漢地區(qū)的施工經(jīng)驗，此類地層中成型管片處于懸浮狀態(tài)，尤其在后期地鐵運(yùn)營列車動載作用下，存在因管片沉降導(dǎo)致道床板損壞的風(fēng)險。因此，

24、在該段地層范圍隧道下部實施徑向注漿，使其穩(wěn)定，從而起到保護(hù)成型隧道穩(wěn)定和后期列車運(yùn)營安全的目的。1、注漿方式小導(dǎo)管，小導(dǎo)管單根長度3.55m，其中包括管片外3m、管片壁厚0.35m、管片內(nèi)露0.2m。小導(dǎo)管為永久埋入，注漿后不拔除，使用手持砂輪機(jī)將內(nèi)露部分切割，滿足管片吊裝孔悶頭擰緊要求即可。2、徑向注漿點位選擇及施工布置注漿點位選擇在管片下半部的a1、a2、a3塊三處吊裝孔和隧道底部增設(shè)一處注漿孔。注漿用水從盾構(gòu)施工的外循環(huán)水接入，用電從隧道動力線接入；注漿機(jī)以及注漿材料放置在搭設(shè)的注漿平臺上，注漿管沿隧道右側(cè)的水管通道布置。3、施工工藝因隧道上部徑向注漿操作空間有限，不能組織中、大型的開孔

25、設(shè)備，所以開孔作業(yè)選擇氣腿式鑿巖機(jī)進(jìn)行，開孔直徑26mm，開孔深度2.85m，其中管片外側(cè)凈深2.5m。圖5.2-4隧道下部徑向注漿施工工藝流程圖圖5.2-5孔口密封裝置示意圖（1）小導(dǎo)管安裝小導(dǎo)管采用無縫鋼管制作，外徑25mm，壁厚3mm，單根總長3.05m，小導(dǎo)管淺部3m范圍左右兩側(cè)對稱鉆孔，鉆孔直徑5mm，如圖4.4-1所示；開孔完成后，安裝小導(dǎo)管，具體斷面布置如圖5.2-7所示，小導(dǎo)管利用孔口密封裝置的螺栓固定，小導(dǎo)管露出孔口密封裝置10cm。圖5.2-6小導(dǎo)管制作示意圖圖5.2-7小導(dǎo)管安裝示意圖（2）管路連接與漿液準(zhǔn)備小導(dǎo)管安裝完畢后與注漿管使用接頭連接，并同步進(jìn)行漿液拌制，漿液配

26、合比如表5.2-4所示。表5.2-4隧道徑向注漿漿液配比（每桶）序號材料名稱每桶質(zhì)量（0.7方）折合配比1水440kg0.82水泥550kg1（3）注漿作業(yè)注漿作業(yè)按照壓力控制，暫定壓力范圍0.5mpa0.6mpa，在注漿達(dá)到壓力值并持續(xù)3min后，停止注漿。（4）洗管及孔口處理單孔注漿完成后，拆除注漿管并使用專用堵頭將小導(dǎo)管尾部封蓋，之后使用清水對注漿管進(jìn)行清洗。單孔注漿結(jié)束滿24小時后，拆除孔口密封裝置，使用手持切割機(jī)切除露出管片內(nèi)弧面的注漿管，并使用管片悶頭對注漿孔進(jìn)行封蓋。圖5.2-8 注漿加固效果圖5.2.4施工監(jiān)測與信息反饋處理盾構(gòu)穿越運(yùn)河期間，對河堤的監(jiān)測按照每天2次的頻率進(jìn)行，

27、上午九時、以及下午四時各1次；穿越后按照每天1次的頻率，沉降穩(wěn)定（單次變化值小于0.3mm）后逐漸降低頻次至每月1次。河堤沉降的單次允許值為3mm，累計允許值為-30mm+10mm；報警值為允許值的60%，即：單次1.8mm，累計-18mm+6mm。監(jiān)測數(shù)據(jù)以手機(jī)短信的形式在盾構(gòu)穿越期間每天上午9時，由施工單位發(fā)送至相關(guān)單位人員；書面版的監(jiān)測日報在每天下午5時前報送至第三方監(jiān)測單位、監(jiān)理單位。當(dāng)河堤沉降監(jiān)測時間達(dá)到報警值時，在隧道內(nèi)對應(yīng)河堤范圍，通過管片上部注漿孔壓注單液漿，單液漿配比為水（kg）：水泥（kg）=1：1。壓注過程中加強(qiáng)監(jiān)測，直至沉降穩(wěn)定。6.勞動力組織盾構(gòu)穿越施工按照4個班組2

28、4小時不間斷作業(yè)的原則配備勞動力，區(qū)間左右線各設(shè)2班組，每班組作業(yè)12小時，單線單班的勞動力配置見表6-1。表6-1盾構(gòu)區(qū)間單線單班勞動力配備計劃表序號工種人數(shù)（人）備注1帶班副經(jīng)理1井下2跟班技術(shù)員13盾構(gòu)司機(jī)14測量人員35專職安全員16管片拼裝手17出土口18電瓶車司機(jī)29井下調(diào)度110軌道養(yǎng)護(hù)111電工、機(jī)修工312二次注漿513掘進(jìn)面輔助工卸管片、運(yùn)管片4放漿鋪軌道緊螺栓14門吊司機(jī)1井上15叉車司機(jī)116拌漿、放漿217管片卸車、防水材料粘貼、下井218井上調(diào)度119充電120保潔221小計357.材料與設(shè)備7.1 施工材料計劃表盾構(gòu)穿越蘇州運(yùn)河段，隧道左右線共計410環(huán)，在盾構(gòu)到

29、達(dá)前，將穿越施工相關(guān)的物資材料配備齊全，除同步注漿所需消石灰、膨潤土、砂、粉煤灰，水泥以及管片須分批次購進(jìn)外，其余所有材料均在盾構(gòu)到達(dá)前三天天全部備至現(xiàn)場。表7.1-1盾構(gòu)穿越蘇州運(yùn)河物資材料計劃表類別序號物資材料名稱規(guī)格型號單位數(shù)量進(jìn)場時間備注管片1管片專用環(huán)410陸續(xù)進(jìn)場2螺栓專用環(huán)410穿越前防水材料3彈性密封墊專用套410穿越前4止水條專用套410穿越前5彈性橡膠薄片專用套410穿越前6膠粘劑專用kg500穿越前注漿材料7消石灰 t320穿越前注漿材料8水泥p.042.5t150穿越前二次注漿9膨潤土鈣基t140穿越前注漿材料10粉煤灰二級t450穿越前注漿材料11黃砂中細(xì)砂t800穿

30、越前注漿材料12水玻璃38波美度t50穿越前注漿材料13聚氨酯油性t4穿越前堵漏/應(yīng)急油脂14盾尾油脂200kg/桶桶55穿越前康達(dá)特15hbw240kg/桶桶30穿越前密封油脂16安能脂180kg/桶桶40穿越前集中潤滑周轉(zhuǎn)材料17軌枕專用根450穿越前自制18走道板專用塊240穿越前自制20走道板支架專用個230穿越前自制21鋼軌43軌米2000穿越前22連接板43軌個350穿越前23連接板螺栓43軌個700穿越前7.2 施工設(shè)備計劃表盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入蘇州運(yùn)河范圍前10環(huán)，即：左線650環(huán)、右線680環(huán)，將推進(jìn)油缸推至最大行程，檢查盾構(gòu)掘進(jìn)方向的前兩道盾尾密封刷完好狀況，如有損壞則對這兩道盾尾刷

31、進(jìn)行更換。除此之外，對盾構(gòu)施工所有機(jī)械設(shè)備進(jìn)行專項檢查，檢查項目見表7.2-1。表7.2-1盾構(gòu)穿越蘇州運(yùn)河前機(jī)械設(shè)備檢查細(xì)目表序號機(jī)械設(shè)備名稱各部件（系統(tǒng)）名稱1盾構(gòu)機(jī)刀具2油脂注入系統(tǒng)3注漿系統(tǒng)4泡沫系統(tǒng)5膨潤土注入系統(tǒng)6螺旋機(jī)應(yīng)急關(guān)閉系統(tǒng)7盾尾密封系統(tǒng)8電氣控制系統(tǒng)9管片調(diào)運(yùn)系統(tǒng)10渣土運(yùn)輸系統(tǒng)11門吊電氣系統(tǒng)12制動系統(tǒng)13限位系統(tǒng)14操控系統(tǒng)15供電系統(tǒng)16電瓶車剎車系統(tǒng)17傳動系統(tǒng)18倒車視頻19操控系統(tǒng)20攪拌站計量系統(tǒng)21骨料運(yùn)輸系統(tǒng)22攪拌機(jī)配料系統(tǒng)在檢查設(shè)備的同時，對日常的設(shè)備易損件進(jìn)行備貨，主要包括：盾構(gòu)機(jī)易損件：刀具、各部位傳感器、油料濾芯、電器控制元件、雙梁控制開關(guān)觸

32、點、隔膜泵密封圈、o型密封圈。門吊易損件配備：限位開關(guān)、空氣開關(guān)、控制接觸器等電器元件。攪拌站易損件：空氣開關(guān)、提升鋼絲繩、密封盤根、限位開關(guān)。電瓶列車：電瓶插頭、剎車氣管、保險絲。其他：臨電開關(guān)、各型號熔斷器、電力電纜、照明燈具、電箱等。7.3應(yīng)急物資儲備項目部根據(jù)潛在的危險源和應(yīng)急措施，配備應(yīng)急資源，并確保應(yīng)急物資提前進(jìn)場。表7.3-1盾構(gòu)穿蘇州運(yùn)河主要應(yīng)急資源儲備表序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量存放地點一儀器、設(shè)備1全站儀leica臺1項目部2污水泵22kw臺2隧道內(nèi)3雙液注漿機(jī)bw-250套1隧道內(nèi)4門式吊車45t臺2施工現(xiàn)場5汽車吊50t臺1隨時進(jìn)場6電瓶列車jxkb40-9/510組4施

33、工現(xiàn)場7運(yùn)輸汽車9m輛1施工現(xiàn)場8運(yùn)輸船/艘1蘇州運(yùn)河處9發(fā)電機(jī)200kw臺1施工現(xiàn)場二主要材料1盾尾油脂康達(dá)特t11施工現(xiàn)場2棉胎/床50隧道內(nèi)3軟管直徑80mmm200隧道內(nèi)4薄鋼板5mm厚m25隧道內(nèi)5水泥普硅42.5t5隧道內(nèi)6水玻璃38bet4隧道內(nèi)1t，施工現(xiàn)場3t7膨潤土鈣基t20施工現(xiàn)場8高分子聚合物合東雙t5隧道內(nèi)9聚氨酯油性t2隧道內(nèi)8.質(zhì)量控制8.1 質(zhì)量要求(1)地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范（gb 50299-1999）（2）盾構(gòu)法隧道施工與驗收規(guī)范（gb50446-2008）8.2 質(zhì)量控制措施(1)盾構(gòu)穿越前，對施工方案組織專家評審，方案手續(xù)履行完畢后方可組織穿越施工

34、。盾構(gòu)穿越前，對所有參與施工人員進(jìn)行詳盡的施工技術(shù)交底，再次熟悉施工流程，并定人定崗，做好分工。(2)項目部指派2名質(zhì)檢人員，分白晚班專門盯控管片防水材料粘貼質(zhì)量，杜絕止水條脫落、起鼓以及角部不對齊現(xiàn)象，確保管片防水效果；同時，每環(huán)拼裝完畢后、下環(huán)推進(jìn)時以及管片脫出盾尾后分別三次緊固連接螺栓，以免管片襯砌變形而引起土體變形；在管片拼裝方面，提高拼裝質(zhì)量，杜絕角部破碎，防止隧道漏水，避免引發(fā)河床沉降。(3)盾構(gòu)穿越期間，必須嚴(yán)格確保施工材料的可靠性，特別是管片防水材料、盾尾密封油脂，應(yīng)在盾構(gòu)穿越前實施抽檢，合格后方可用于施工。(4)盾構(gòu)穿越施工嚴(yán)格遵照技術(shù)部門下達(dá)的掘進(jìn)指令執(zhí)行，嚴(yán)禁隨意更改盾構(gòu)

35、各項設(shè)定或掘進(jìn)參數(shù)。(5)施工監(jiān)測必須嚴(yán)格按照既定方案，定人定時，并且加強(qiáng)復(fù)核，杜絕人為誤差；監(jiān)測數(shù)據(jù)須及時反饋給作業(yè)面，確保時效性。 (6)由項目部指定專職安全員在穿越期間對蘇州運(yùn)河進(jìn)行每日巡視，巡視不間斷進(jìn)行；安全員巡視時主要觀察河水氣泡現(xiàn)象，并隨時上報結(jié)果。必要時，租賃船只在水面上進(jìn)行觀察。9.安全控制9.1 安全要求施工企業(yè)安全生產(chǎn)管理規(guī)范gb50656-2011建設(shè)工程施工現(xiàn)場供電安全規(guī)范gb50194-1993建設(shè)工程施工現(xiàn)場消防安全技術(shù)規(guī)范gb50720-2011建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程jgj33-20129.2 安全控制措施(1)施工前組織有關(guān)施工人員熟悉方案以及進(jìn)行技術(shù)交底、

36、安全交底。(2)在推進(jìn)過程中，優(yōu)化施工參數(shù)，嚴(yán)格控制隧道軸線，加強(qiáng)監(jiān)控量測的密度和強(qiáng)度，以減少地表隆沉和隧道的變形，確保盾構(gòu)施工安全。(3)實行三級教育，加強(qiáng)崗前、工序、轉(zhuǎn)崗等培訓(xùn)與教育；組織盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工、管片拼裝、同步注漿等學(xué)習(xí)；實行班前教育制度。(4)定期對拼裝機(jī)進(jìn)行檢查，管片工作面和拼裝位置做好警示標(biāo)志，管片拼裝機(jī)舉重臂旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人。(5)電瓶車司機(jī)嚴(yán)格執(zhí)行安全行車規(guī)程，加強(qiáng)對車連接部位進(jìn)行檢查。配置行車閃光警示燈，運(yùn)行中嚴(yán)禁搭乘車，嚴(yán)格控制行車速度。司機(jī)離開電瓶車座位時，必須切斷電源，收起轉(zhuǎn)向手把，扳緊車閘，但不準(zhǔn)關(guān)閉車燈。不準(zhǔn)倒轉(zhuǎn)剎車，不準(zhǔn)用其他金屬物代替機(jī)車保險絲。機(jī)車行駛

37、時，司機(jī)要時刻注視前方信號障礙物等情況，若有行人必須鳴喇叭并作好剎車準(zhǔn)備。(6)應(yīng)急處置措施盾尾漏水當(dāng)漏水在壓注盾尾油脂后無明顯好轉(zhuǎn)時，暫停推進(jìn)，由現(xiàn)場作業(yè)人員將隧道內(nèi)儲備的棉胎沿盾尾周圈填塞慢間隙，并使用薄鋼板頂撐，通過盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸頂牢防止水體將棉胎沖開。之后，在當(dāng)前環(huán)后方第5環(huán)管片的注漿孔處采取壓注油性聚氨酯的方式，封堵流水通道。螺旋機(jī)噴涌a、立即關(guān)閉螺旋機(jī)前后2道閘門。b、啟動盾尾的污水泵，及時抽出噴涌出的泥水，同時人工配合清理。c、現(xiàn)場拌制稠度不大于10.5cm的膨潤土漿液6方，稠度10.5cm，漿液通過盾構(gòu)機(jī)自帶的注入設(shè)備向土倉注入；同時在螺旋機(jī)內(nèi)壓入高分子聚合物溶液（材料占溶液質(zhì)

38、量比3）。d、恢復(fù)推進(jìn)，暫不出土，待上部壓力保至0.24mpa，掌子面土體補(bǔ)充進(jìn)入刀盤土倉，并與膨潤土溶液混合后恢復(fù)螺旋機(jī)出土。隧道內(nèi)排水隧道內(nèi)預(yù)備2臺22kw的污水泵，1臺應(yīng)急使用、1臺備用；與此同時，在盾構(gòu)機(jī)后配套臺車走廊一側(cè)布設(shè)好軟管，軟管端頭設(shè)置專用接頭，接頭與隧道內(nèi)排污鋼管配套；當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生漏水現(xiàn)象后，將軟管與排污鋼管連接，通過污水泵向盾構(gòu)始發(fā)井排水；當(dāng)洞內(nèi)短時間內(nèi)積水較多時，直接排至水平運(yùn)輸列車的渣土車內(nèi)，通過隧道水平運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)出隧道。10.環(huán)保措施10.1 環(huán)保要求(1)中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法1989(2)建筑施工現(xiàn)場環(huán)境與衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(jgj146-2004)10.2 環(huán)保措施(1)項目部設(shè)專人負(fù)責(zé)環(huán)境保護(hù)工作，與當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門經(jīng)常聯(lián)系，針對工程特點，對各項目隊提出施工過程中環(huán)保要