盾構(gòu)接收端頭加固情況說明及處理措施

1、目 錄一、工程概況21.1 設(shè)計(jì)概況21.2 水文地質(zhì)2二、端頭加固32.1設(shè)計(jì)情況32.2目前加固施工情況說明42.3降水情況說明6三、補(bǔ)救措施63.1 降水井63.2 洞門水平注漿73.3 效果檢測9四、盾構(gòu)接收期間相關(guān)技術(shù)保措施94.1 接收準(zhǔn)備工作94.2 接收技術(shù)措施9五、盾構(gòu)接收期間應(yīng)急措施115.1 事故描述115.2 事故應(yīng)急處理的工作組織115.3 事故應(yīng)急處理方案12六、接收期間盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)126.1 接收端概況126.2 加固區(qū)掘進(jìn)126.3 抵達(dá)連續(xù)墻，清倉封環(huán)136.4 切削連續(xù)墻掘進(jìn)146.5 托架空推、洞門密封、管片拉緊14盾構(gòu)接收端頭加固情況說明及處理措施一、工

2、程概況1.1 設(shè)計(jì)概況區(qū)間左線設(shè)計(jì)起止里程為ZSK21+375.116ZSK22+101.871，短鏈0.570m，長度約為726.185m；右線設(shè)計(jì)起止里程為YSK21+375.116YSK22+101.871，長度約為726.755m。整個區(qū)間覆土厚度為10.48915.216m。區(qū)間設(shè)置有一處聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房，其中心里程為YSK21+808.980（ZSK21+809.050），采用礦山法施工。管片外徑6m，內(nèi)徑5.4m，環(huán)寬1.5m，轉(zhuǎn)彎環(huán)最大楔形量38mm，錯縫拼裝。接收出洞環(huán)為486環(huán)。接收端采用三重管800600旋噴樁加固，加固區(qū)長9米，里程YSK22+92.071 YSK22

3、+101.071。車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻，厚800mm，里程為YSK22+101.071 YSK22+101.871。地連墻迎土面鋼筋為玻璃纖維筋，背土面為普通鋼筋。盾構(gòu)機(jī)刀盤抵達(dá)連續(xù)墻時，刀盤直接切削玻璃纖維筋通過，背土面的普通鋼筋采用人工割除。車站側(cè)墻厚800mm，外側(cè)里程YSK22+101.871。洞門里程YSK22+102.671，洞門直徑6.5m。接收時盾構(gòu)隧道線型為直線，坡度為2的下坡。接收端盾構(gòu)隧道埋深10.8m，穿越地層為上部粉質(zhì)粘土2-2層、中部粉土1層、底部粉細(xì)砂1-1層。1.2 水文地質(zhì)*場地內(nèi)有兩層地下水：第一層地下水為上層滯水；第二層地下水為第四系松散巖類孔隙水，具

4、承壓性。第一層地下水主要賦存于素填土2中，屬上層滯水，該層地下水水量貧乏，主要由大氣降雨及生活廢水補(bǔ)給，主要通過大氣蒸發(fā)方式排泄，水位埋深與填土層的厚度有關(guān)，無統(tǒng)一水位。第二層地下水主要賦存于圓礫、卵石及砂土層中，屬松散巖類孔隙水，水量豐富，在豐水期主要為邕江水向地下水補(bǔ)給，而在枯水期地下水向邕江排泄。初見水位埋深為10.0016.60m，標(biāo)高為59.7066.56m，穩(wěn)定水位埋深為9.0011.70m，標(biāo)高為64.6467.06m。二、端頭加固2.1設(shè)計(jì)情況*小里程盾構(gòu)接收井盾構(gòu)隧道位于粉土層，考慮加固范圍施工場地、周邊管線遷改以及交通疏解等原因，采用旋噴樁進(jìn)行加固。為確保加固后土體有良好的

5、密實(shí)性、完整性、自立性、止水性。鑿除洞門前需抽芯檢測加固效果，砂層、圓礫層其注漿固結(jié)體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于0.5MPa，淤泥質(zhì)土層大于0.3MPa，最大不超過10MPa，同時檢測加固體加固效果應(yīng)均勻，不出現(xiàn)較大的松散未注漿區(qū)域；加固體滲透系數(shù)應(yīng)小于0.1m/d，不滿足設(shè)計(jì)要求時，需對加固體進(jìn)行注漿或其他補(bǔ)救措施。表2-1 端頭加固統(tǒng)計(jì)表位置盾構(gòu)形式地層分布加固方案*小里程端左線盾構(gòu)接收地層分布從上到下依次為素填土層2、硬塑狀態(tài)粘土層2-1、硬塑狀態(tài)粉質(zhì)粘土層2-2、粉土層1、中砂層2-1、圓礫層1-1、卵石層1-2、泥巖層1-2、1-3等，洞門位置主要位于粉土層1。800650三管旋噴樁（外圍三

6、排進(jìn)入圓礫層底部）+850600mm三管旋噴樁（內(nèi)排進(jìn)入隧道下方4.5m）右線地層分布從上到下依次為素填土層2、硬塑狀態(tài)粘土層2-1、硬塑狀態(tài)粉質(zhì)粘土層2-2、粉土層1、粉（細(xì)）砂層1-1、中砂層2-1、圓礫層1-1、泥巖層1-2等，洞門位置主要位于粉土層1及粉（細(xì)）砂層1-1。端頭加固地層必須經(jīng)驗(yàn)收且達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方能進(jìn)行下道工序（即盾構(gòu)接收井開鑿洞門等）以確保施工安全。圖2-1 加固平面布置圖圖2-2 加固剖面布置圖2.2目前加固施工情況說明目前右線三重管旋噴樁施工已按照設(shè)計(jì)要求全部施工完成，水泥摻量、鉆孔深度、提升速度、水泥漿比重均能滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)合3月23日3月24日現(xiàn)場取

7、芯情況分析，目前三重管旋噴樁在粉土層的加固效果較為理想，但在粉細(xì)砂層效果未達(dá)到預(yù)期值，分析認(rèn)為跟粉細(xì)砂層地下水流速存在一定關(guān)系。 圖2-3 現(xiàn)場取芯情況 圖2-4 監(jiān)理旁站右線三管旋噴樁施工完成后，項(xiàng)目部按照設(shè)計(jì)要求及時在洞門位置進(jìn)行水平探孔，深度6m，孔位布置如下：圖2-5 孔位布置圖水平探孔發(fā)現(xiàn)1、2、3、5號孔均正常，無流水流砂現(xiàn)象，且水平取芯效果良好，但在鉆4號孔過程中發(fā)現(xiàn)有流水流砂現(xiàn)象，因當(dāng)時左線旋噴樁正在施工，初步認(rèn)為旋噴加固對粉細(xì)砂層存在一定影響，因此在旋噴樁施工停止6小時以后再次打孔，仍有流水、流砂現(xiàn)象，但壓力減小，因此我項(xiàng)目部初步分析認(rèn)為南寧市粉細(xì)砂地層可能存在流動水且流速較

8、大，對加固施工影響較大，造成在該地層加固效果不理想的情況。 圖2-6 水平探孔 圖2-7 無流水流砂 圖2-8 芯樣完整 圖2-9 深度滿足設(shè)計(jì)要求圖2-10 4號孔流水、流砂同時為了確定粉細(xì)砂層厚度，現(xiàn)場從洞門中心開始向下布設(shè)水平孔，間距1米，觀察水平孔情況，最終確定洞門范圍內(nèi)粉細(xì)砂層厚度約為1米。2.3降水情況說明在加固質(zhì)量不能保證盾構(gòu)安全出洞的情況下，降水井的施工必須抓緊進(jìn)行，依照南湖站大里程始發(fā)端頭降水井成功經(jīng)驗(yàn)，我項(xiàng)目部決定在*小里程接收端頭采用同樣型號降水井，即成孔直徑1m，下方550mm鋼筋籠，鋼筋籠采用雙層60目密目網(wǎng)以保證砂層過濾，在鋼筋籠下放完成后均勻填充58mm左右豆石濾

9、料。降水井施工于4月9日完成，完成后立即進(jìn)行降水，經(jīng)12小時抽水觀測，水位穩(wěn)定在14.3m，達(dá)不到水位降至隧道底以下1m的要求，同時經(jīng)檢測，水體含砂率為0.75%，含砂率較高，對周圍建筑為存在潛在影響。針對該問題，我項(xiàng)目部在原井管內(nèi)下放300mmPVC井管，同時井管外包80目密目網(wǎng)兩層，在下放過程中發(fā)現(xiàn)1號井下部已被流沙填實(shí)，深度約為12米，該井廢棄。三、補(bǔ)救措施3.1 降水井在目前情況下，為保證粉細(xì)砂層的加固效果，只有采取措施降低粉細(xì)砂層的含水率及承壓水頭，因此我項(xiàng)目部決定在加固區(qū)邊緣重新補(bǔ)打2口降水井及時進(jìn)行降水，對原加固區(qū)可能存在的縫隙水進(jìn)行疏干，同時降低承壓水頭，提高洞門水平注漿的效果

10、：新增2口降水井采用功率7.5kW，出入量50m3的水泵，同時，我項(xiàng)目部對鋼筋籠降水井進(jìn)行了改進(jìn)，對鋼筋籠骨架進(jìn)行了加強(qiáng)，同時為減少地下土體流失，縮小了密目網(wǎng)的孔徑，采用80目密目網(wǎng)。 圖3-1 鋼筋籠降水井設(shè)計(jì)圖 3.2 洞門水平注漿3.2.1 洞門鋼花管注漿對洞門下部進(jìn)行鋼花管水平注漿，采用水泥-水玻璃雙液漿，水泥標(biāo)號PO42.5，水玻璃波美度35°40°，水泥漿的水灰比為1：1，水玻璃稀釋比例按照體積比水玻璃：水=1：1，水泥漿與水玻璃比例按照體積比1:1。最初注漿可按此配比注漿，可現(xiàn)場調(diào)整水玻璃與水的比例，控制初凝時間控制在2030s，能夠有效降低粉細(xì)砂層的滲透系數(shù)

11、。開孔采用ZM15型電鉆。注漿泵采用QZB-50/6型氣動注漿泵注漿壓力0.20.3mpa，圖3-3鋼花管水平注漿示意圖3.2.2 洞門前進(jìn)式注漿為了保證盾構(gòu)接收安全，在采取了洞門鋼花管注漿后我項(xiàng)目部又聯(lián)系了專業(yè)隊(duì)伍對洞門下部的粉細(xì)砂層進(jìn)行前進(jìn)式注漿，孔位布置如下：圖3-4前進(jìn)式水平注漿示意圖開孔采用KS500型輕便金剛石取芯器在連續(xù)墻上取芯鉆孔，鋼筋和混凝土一次性取出，孔徑100mm，斜角89°，在孔口管內(nèi)采用潛孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔直徑90mm，鉆進(jìn)長度6米。鉆孔時左右對稱、從上部向下部進(jìn)行，同時要保證鄰近區(qū)域在縱向上要錯開施工。鉆孔結(jié)束后在孔內(nèi)布設(shè)4根ø20mmPVC注

12、漿管，長度分別為1.5m、3m、4.5m、6m，按注漿管深度由淺入深逐個進(jìn)行注漿，注漿材料采用水泥漿+化學(xué)漿液，水泥采用PO42.5袋裝水泥。3.3 效果檢測在洞門鋼花管注漿施工完成后，我項(xiàng)目部對洞門底部加固區(qū)域采用水平探孔的方式進(jìn)行了效果檢測，鉆進(jìn)尺度約5米，未見流水流沙現(xiàn)象，芯樣完整。 圖3-5鋼花管水平注漿效果檢測四、盾構(gòu)接收期間相關(guān)技術(shù)保措施4.1 接收準(zhǔn)備工作在盾構(gòu)進(jìn)入加固區(qū)前，確保洞門水平探孔無流水流沙等異?，F(xiàn)象，應(yīng)急物資準(zhǔn)備充分并擺放在制定區(qū)域，接收托架加固情況良好，盾構(gòu)機(jī)工作情況良好，并根據(jù)接收節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收條件逐項(xiàng)進(jìn)行檢查落實(shí)，確保出洞安全。4.2 接收技術(shù)措施1、工藝流程見下頁2

13、、接收托架安裝與固定根據(jù)洞門測量結(jié)果安裝托架，托架四周采用型鋼支撐。3、洞門密封橡膠簾布、折頁壓板的安裝完成洞口密封壓板、橡膠簾布及鋼絲繩倒鏈緊固裝置的安裝。洞門密封、管片拉結(jié)、盾構(gòu)機(jī)切削連續(xù)墻接收托架的安裝與固定洞門密封橡膠簾布、折頁壓板的安裝掘進(jìn)參數(shù)的調(diào)整掘進(jìn)方向的控制貫通后上接收托架人工割除表層鋼筋，清渣盾構(gòu)抵連續(xù)墻、出空土倉盾尾后二次注漿封環(huán)圖4-1 盾構(gòu)接收工藝流程圖圖4-2 盾構(gòu)接收時壓板密封圖4、接收端掘進(jìn)參數(shù)調(diào)整接收前50m調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，垂直姿態(tài)+25+30mm，防止出洞時栽頭，水平姿態(tài)控制±5mm。仰角允許偏差控制在2mm/m以內(nèi)，避免出現(xiàn)俯角姿態(tài)。盾構(gòu)機(jī)到達(dá)端頭墻

14、30m時，選擇合理的掘進(jìn)參數(shù)，逐漸放慢掘進(jìn)速度，掘進(jìn)速度控制在30mm/min左右。5、土倉清空、注漿封環(huán)刀盤抵達(dá)連續(xù)墻時（扭矩明顯增加），停機(jī)出空土倉，在盾尾進(jìn)行二次注漿封環(huán)，并通過前盾徑向孔注入聚氨酯進(jìn)行徑向封環(huán)，具體注漿參附后。6、盾構(gòu)切削連續(xù)墻盾構(gòu)機(jī)出土清倉、二次注漿封環(huán)、洞門鑿除均完成后，盾構(gòu)機(jī)開始切削連續(xù)墻，具體推進(jìn)參數(shù)附后。7、人工割除鋼筋刀盤將連續(xù)墻砼即將磨穿時，停機(jī)人工割除連續(xù)墻外側(cè)鋼筋，為盾構(gòu)機(jī)上托架準(zhǔn)備。8、洞門密封盾構(gòu)機(jī)上托架后，盾尾脫離橡膠簾布前，停止推進(jìn)，進(jìn)行洞門密封，具體參數(shù)附后。9、管片拉結(jié)管片拉緊采用槽鋼制作，通過螺栓將槽鋼與管片吊裝孔固定牢固，采用6m槽鋼拉

15、緊482-486環(huán)管片。盾體上托架后，盾殼焊接牛腿，管片拉結(jié)前，里用千斤頂頂推盾構(gòu)機(jī)，保證盾構(gòu)機(jī)對管片的推力不釋放。五、盾構(gòu)接收期間應(yīng)急措施5.1 事故描述盾構(gòu)進(jìn)洞施工時，因施工場地的水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件，以及區(qū)間隧道到達(dá)土體的加固質(zhì)量的影響，在盾構(gòu)接收時有可能出現(xiàn)以下情況：盾構(gòu)進(jìn)洞區(qū)域的加固土體，與地下連續(xù)墻墻未能很好的咬合，有些部位出現(xiàn)間隙，洞圈內(nèi)出現(xiàn)流水、流砂現(xiàn)象，造成土體失穩(wěn)，地面塌陷。5.2 事故應(yīng)急處理的工作組織（1）事故發(fā)生時，由組長或副組長立即向上級機(jī)關(guān)、甲方、監(jiān)理單位電話報(bào)告事故發(fā)生情況。（2）事故發(fā)生后，應(yīng)急小組人員全部在第一時間趕到事故現(xiàn)場，按照任務(wù)劃分各司其責(zé)，將

16、事故的損失和影響減小到最小程度。（3）首先報(bào)告有關(guān)部門對事故現(xiàn)場實(shí)施封閉，作好治安保衛(wèi)工作，杜絕無關(guān)人員進(jìn)入事故現(xiàn)場，防止出現(xiàn)人員傷亡。（組織機(jī)構(gòu)及分工見附表）5.3 事故應(yīng)急處理方案如果盾構(gòu)接收過程中洞門出現(xiàn)大量滲水、流泥現(xiàn)象，采取以下措施處理：（1）事先預(yù)留部分注漿孔，一旦出現(xiàn)涌漏，可立即從預(yù)注漿孔注入雙液漿或聚氨酯進(jìn)行封堵；（2）在現(xiàn)場準(zhǔn)備好木楔子、面紗、快干水泥、沙袋、鋼板、電焊機(jī)等應(yīng)急物資設(shè)備，一旦發(fā)生涌水涌沙，可及時采用面紗塞堵，木楔子包面紗塞堵，快硬水泥封堵，沙袋堆壓封堵，焊鋼板封堵；（3）同時，加強(qiáng)地面沉降監(jiān)測和隧道內(nèi)的拱頂沉降，及時匯報(bào)到領(lǐng)導(dǎo)并告知土建工程師和盾構(gòu)機(jī)司機(jī)，以便

17、發(fā)現(xiàn)問題及時處理。（4）及時從前盾的徑向孔注入聚氨酯封水，從近洞門處的管片注漿孔打入雙液漿打環(huán)箍封水，從盾尾注雙液漿封環(huán)封堵盾尾后來水來砂。（5）若洞門處涌水涌沙量較大，先迅速將整個洞門封堵死，以控制風(fēng)險，然后再施打降水井或采取其他措施化解風(fēng)險；（6）以上措施也難以控制的涌水涌沙情況時，則可采取水中接收方案。六、接收期間盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)6.1 接收端概況表6-1 接收端概況序號項(xiàng)目說 明1端頭加固接收端采用三重管800600旋噴樁加固，加固區(qū)長9米，里程YSK22+101.071 YSK22+101.871。2維護(hù)結(jié)構(gòu)車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻，厚800mm，里程為YSK22+101.071 YSK

18、22+101.871。地連墻迎土面鋼筋為玻璃纖維筋，背土面為普通鋼筋。3接收洞門洞門里程YSK22+102.671，洞門直徑6.5m。4接收線形接收時盾構(gòu)隧道線型為直線，坡度為2的下坡。5工程地質(zhì)接收端盾構(gòu)隧道埋深10.8m，穿越地層為上部粉質(zhì)粘土2-2層、中部粉土1層、底部粉細(xì)砂1-1層。6.2 加固區(qū)掘進(jìn)474環(huán)拼裝完成后，油缸行程300mm時，刀盤抵達(dá)加固區(qū)。圖6-1 盾構(gòu)機(jī)刀盤抵達(dá)加固區(qū)（474拼裝完成后）掘進(jìn)475環(huán)時，土倉上部土壓控制在1.01.1Bar，接下來加固區(qū)的內(nèi)的5環(huán)土壓逐步降低，到479環(huán)時，上部土壓降至0.2Bar。475環(huán)477環(huán)時總推力控制在8000kN之內(nèi)，47

19、8479環(huán)時，總推力控制在5000kN之內(nèi)。嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度，掘進(jìn)速度控制在515mm/min之間。密切關(guān)注盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度和推進(jìn)壓力以及掘進(jìn)出土情況，有異常情況立即停止掘進(jìn)反饋。盾構(gòu)機(jī)出洞姿態(tài)根據(jù)洞門測量情況實(shí)際調(diào)整，保證每環(huán)同步注漿6m³。6.3 抵達(dá)連續(xù)墻，清倉封環(huán)480環(huán)拼裝完成后，油缸行程300mm時（此時刀盤扭矩明顯增大）刀盤抵達(dá)連續(xù)墻，停止掘進(jìn)。圖6-2 盾構(gòu)機(jī)刀盤抵達(dá)連續(xù)墻（480環(huán)拼裝完成后）停止掘進(jìn)后，475環(huán)476環(huán)進(jìn)行二次注漿封環(huán)，6個吊裝孔全部注漿，主要注下部3個孔位。封環(huán)采用水泥-水玻璃雙液漿，水泥標(biāo)號PO42.5，水玻璃波美度35°40°。水泥漿的水灰比為1：1，水玻璃稀釋比例按照體積比水玻璃：水=1：1，水泥漿與水玻璃比例按照體積比1:1。最初注漿可按此配比注漿，可現(xiàn)場調(diào)整配比，初凝時間控制在2030s。嚴(yán)格控制注漿壓力在5Bar以下，在壓力不超的前提下，每個吊裝孔注漿量1m³。二次注漿封環(huán)完成后通過前盾徑向孔向土體注入聚氨酯進(jìn)行封環(huán)。注漿結(jié)束后，將土倉內(nèi)的渣土