盾構(gòu)到達進洞方案

1、杭州慶春路過江隧道工程盾構(gòu)到達施工方案編 制:審 核:批 準:中鐵隧道集團杭州慶春路過江隧道項目部2010年2月目 錄1.編制目的22.編制依據(jù)23.工程概述23.1設(shè)計概況23.2工程地質(zhì)概況23.3水文地質(zhì)概況34.盾構(gòu)到達施工的特點及重難點35.盾構(gòu)到達施工方案45.1總體施工方案45.2盾構(gòu)到達前準備工作5江北工作井端頭加固5工作井端頭降水8接收臺澆注11洞門密封裝置安裝11場地硬化125.3盾構(gòu)到達的施工內(nèi)容12貫通前測量及盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整13到達前施工參數(shù)控制15東西線盾構(gòu)達到先后控制15管片壁后二次注漿液16超前注漿16洞門鑿除17盾構(gòu)機前推、形成洞門密封17管片拉緊裝置18盾構(gòu)機推

2、出19拆除洞門密封19洞門施工206.盾構(gòu)機到達過程中風(fēng)險分析及對策206.1盾構(gòu)機未到達設(shè)計位置206.2洞門鑿除過程中地下水涌入206.3洞門密封拆除過程中地下水涌入207.到達施工應(yīng)急預(yù)案217.1地下水涌入盾構(gòu)井應(yīng)急預(yù)案217.2地面塌陷應(yīng)急預(yù)案218.施工進度計劃229.勞、材、機計劃2210.施工安全措施24盾構(gòu)到達施工方案1.編制目的盾構(gòu)到達，是指盾構(gòu)機沿設(shè)計線路自隧道貫通前100m掘進至隧道貫通后（西線隧道RK1+340.53RK1+440.53、東線隧道LK1+344.4LK1+444.4），從預(yù)先施工完畢的洞門處進入工作豎井內(nèi)的整個施工過程，以盾構(gòu)主機推出洞門爬上接收基座、

3、后配套與盾構(gòu)主機分離為止，其中包括確保到達段施工安全的各項施工措施。盾構(gòu)機到達掘進是整個盾構(gòu)掘進施工的重點環(huán)節(jié)之一，為了保證盾構(gòu)機能夠順利地通過江北接收井預(yù)留洞門，安全地完成盾構(gòu)到達施工，特編制此方案。2.編制依據(jù)2.1、杭州慶春路過江隧道工程巖土工程勘察報告；2.2、杭州慶春路過江隧道工程施工圖設(shè)計；2.3、江北工作井端頭加固方案；2.4、國家現(xiàn)行規(guī)范有關(guān)標準；2.5、類似工程成熟的施工經(jīng)驗。3.工程概述3.1設(shè)計概況本工程盾構(gòu)隧道總長3532.442單線米，其中東線長為1765.478m，西線長1766.924m。管片外徑11.3m，管片內(nèi)徑10.3m，管片厚度50cm，環(huán)寬2m。通用契型

4、環(huán)，分塊采用“6+2+1”形式，錯縫拼裝，縱環(huán)向采用高強螺栓連接。盾構(gòu)隧道采用兩臺11.68m的泥水平衡盾構(gòu)機掘進，盾構(gòu)主機長度為11.71m。兩臺盾構(gòu)機均從江南（蕭山側(cè)）盾構(gòu)工作井始發(fā)掘進至江北（杭州側(cè)），隧道到達段東線縱坡為3.25%，西線縱坡為3.1%，在線路平面上西線隧道為直線段，東線隧道處于R=1500m圓曲線上，到達段洞門直徑為12.1m。盾構(gòu)到達段隧道沿杭州市慶春東路向江北工作井方向掘進，隧道上方地面主要為慶春東路路面及沿線綠化帶。3.2工程地質(zhì)概況江北工作井端頭自上向下依次為-2素填土、-1砂質(zhì)粉土、-2粉土夾淤泥質(zhì)土、-1粉砂夾粉土、-3粉砂夾粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、-1粉質(zhì)粘

5、土、-2粉質(zhì)粘土。詳細地質(zhì)情況見圖1。圖1 江北工作井端頭地質(zhì)剖面圖3.3水文地質(zhì)概況該區(qū)段地面高程約為5.40m，場地第四系含水層可分為孔隙潛水含水層和孔隙承壓水含水層兩大類。影響盾構(gòu)到達段施工的主要為孔隙潛水，主要賦存于場區(qū)淺部人工填土及其下部粉、砂土層內(nèi)。承壓水主要賦存于下部的砂土和層圓礫、卵石層內(nèi)，上覆層、層、層粘性土，是相對隔水層，構(gòu)成了含水層的承壓頂板，承壓實測水位標高為-3.98m，具水量大、強透水、承壓性等特點。4.盾構(gòu)到達施工的特點及重難點盾構(gòu)進出洞的安全直接關(guān)系到盾構(gòu)設(shè)備和工程的安全，在施工組織上具有工序轉(zhuǎn)換多，銜接多的特點。由于盾構(gòu)到達（進洞）端頭地層主要為飽和性砂質(zhì)粉土

6、、粉土夾淤泥質(zhì)土，滲透性較強，賦存的地下孔隙潛水較為豐富，因此在盾構(gòu)到達施工過程中，如何有效的降低地層中的孔隙潛水是到達施工中的難點；如何形成有效的降水帷幕和洞門密封體系來降低和隔絕地下水是盾構(gòu)到達施工重的重點。為了保證盾構(gòu)到達施工的安全，針對盾構(gòu)到達施工中的重難點，擬采取如下對策和措施：1）對端頭地層進行加固，加固土體范圍、強度、均勻性和滲透性滿足要求，特別是加固區(qū)長度大于盾構(gòu)殼體長度。在端頭地層加固施工完畢之后，對加固區(qū)域進行垂直取芯以及在洞門處均勻布置數(shù)個水平探孔，用以檢測加固效果。如有問題及時進行補充加固，確保盾構(gòu)進洞的安全。2）盾構(gòu)到達期間，在加固范圍外側(cè)布置深層降水井形成降水帷幕降

7、低地下水水頭。3）在盾構(gòu)進洞時在洞圈內(nèi)安裝簾布橡膠板，當盾構(gòu)前體盾殼推出洞門時，調(diào)整彈簧鋼板使其盡量壓緊簾布橡膠板，并將彈簧鋼板焊接在進洞預(yù)埋鋼板上，形成密封體系，以防止洞門處地下水漏出。4）盾構(gòu)到達時，對近洞口的10環(huán)管片采用H100槽鋼通過管片拼裝定位孔進行拉緊，確保在盾構(gòu)反推力較小的情況下，管片環(huán)間的縫隙不至于加大，避免管片接縫發(fā)生滲漏。5）在盾構(gòu)機刀盤抵攏洞門連續(xù)墻后就對脫出盾構(gòu)尾部的管片進行注漿形成一道止水箍。6）加強盾構(gòu)進洞段的掘進控制。5.盾構(gòu)到達施工方案5.1總體施工方案當盾構(gòu)機到達江北工作井端頭加固區(qū)域時，首先利用同步注漿、超前注漿、管片壁后二次注漿、深井降水等措施，切斷流向

8、盾構(gòu)刀盤掌子面的水源。當盾構(gòu)機掘進到刀盤抵攏工作井洞門連續(xù)墻時即停止掘進，將泥水倉泥水排空，檢查掌子面地下水情況，在確保無地下水流的情況下開始進行洞門鑿除，在鑿除洞門前完成洞門密封安裝和接收臺就位工作。完成洞門鑿除后，快速清理渣土，將盾構(gòu)機頂出洞門；盾構(gòu)機頂出洞門時利用洞門簾布橡膠、扇形壓板等密封裝置快速將盾殼包裹形成密封，同時通過同步注漿、二次注漿和洞門處注漿封閉可能沿開挖面和盾殼間隙出現(xiàn)的涌水；盾構(gòu)按照掘進循環(huán)（安裝管片同時進行同步注漿和二次注漿）繼續(xù)向前推進至接收臺上；在盾殼脫離洞門密封前應(yīng)打穿洞門位置管片的二次注漿孔檢查是否有地下水涌出，在確認無地下水由端頭向洞門涌出時方可將盾尾脫離洞

9、門密封，盾構(gòu)機主機完全推進到接受臺上后，開始盾構(gòu)機拆機工作。盾構(gòu)出洞具體施工流程見圖2。盾構(gòu)到達段施工按施工時間先后，分為盾構(gòu)機掘進至到達區(qū)域前的準備工作和盾構(gòu)機掘進到達段兩個階段。為了確保盾構(gòu)機安全到達，針對工程實際情況，盾構(gòu)掘進至到達段前的準備工作包括：工作井端頭加固、到達段降水井施工、洞門橫梁鑿除、接收臺制安、洞門密封裝置制安、盾構(gòu)接收場地硬化等。盾構(gòu)機掘進到達段至進洞段施工內(nèi)容包括：盾構(gòu)掘進至到達段姿態(tài)調(diào)整及掘進參數(shù)控制、管片壁后二次注漿、洞門鑿除、盾構(gòu)機推出洞門等。到達段非永久結(jié)構(gòu)管片僅在底部拼裝34塊管片，以滿足盾構(gòu)機推出的反力要求并便于拆卸。為了降低工程風(fēng)險江北洞門結(jié)構(gòu)在盾構(gòu)拆機

10、期間完成。端頭加固補充加固加固效果檢查降水井施工洞門施工盾構(gòu)前移管片壁后二次注漿洞門注漿形成洞門密封盾構(gòu)機頂出同步施工接收基座澆注到達前掘進控制超前注漿不合格合格洞門鑿除止水效果檢查管片壁后二次注漿盾構(gòu)機刀盤抵攏地連墻合格不合格圖2盾構(gòu)到達施工流程圖5.2盾構(gòu)到達前準備工作盾構(gòu)到達前的準備工作包括：工作井端頭加固、到達段降水井施工、接收臺施工、洞門密封裝置安裝、盾構(gòu)接收場地硬化等工作。江北工作井端頭加固江北工作井盾構(gòu)出洞加固區(qū)域，采用以攪拌樁加固為主，高壓旋噴樁補充加固的形式。加固范圍隧道外輪廓兩側(cè)3.25米，加固深度隧道外輪廓底以下3米?？偧庸谭秶L37.23米，寬13.85米，攪拌深度23

11、.42米。攪拌樁與連續(xù)墻之間的加固盲區(qū)用選噴樁補充加固，外設(shè)降水井等措施，保證盾構(gòu)到達的安全。圖3江北工作井端頭加固平面圖圖4江北工作井深攪加固剖面圖圖5江北工作井高壓旋噴加固剖面圖（1）三軸深層攪拌樁施工深層攪拌樁采用三軸ZDK-850SMW樁機施工，樁機葉片直徑850，單孔中心距600mm，各幅樁體間搭接250mm,采用32.5級普通硅酸鹽水泥，深加固區(qū)內(nèi)水泥摻量16%，空攪區(qū)水泥參量7%，28d無側(cè)限抗壓強度達到0.81Mpa，攪拌樁深度為23.42m，施工時按距連續(xù)墻由近到遠，縱向跳幅，橫向跳排，依次連續(xù)進行。（2）高壓旋噴樁施工旋噴樁共施工2排，每排63根，共計126根，第一排樁心距

12、離地下連續(xù)墻20cm，第二排樁心距離第一排樁心40cm，每根樁徑為800mm600mm，地面標高為+7.1米，樁底標高為-16.62m，樁深23.72米，其中地面下2米為空樁，223.72為實樁。（3）端頭加固質(zhì)量檢查江北工作井端頭加固完成后,進行了鉆孔取芯試驗檢查三軸攪拌樁加固效果(共抽查5組),鉆孔取芯試件28d無側(cè)限抗壓強度均大于1.0Mpa，實際檢測結(jié)果大于加固強度指標要求,加固強度達到預(yù)期要求。表1 端頭加固質(zhì)量控制參數(shù)表檢查內(nèi)容控制指標要求鉆孔取芯試驗28d無側(cè)限抗壓強度0.8Mpa滲透系數(shù)107cm/s水平探孔檢查是否有水噴出或較大水流在盾構(gòu)機距離洞門約100m時進行加固體滲透系

13、數(shù)檢查。在拆除洞門范圍內(nèi)地下連續(xù)墻之前,從端頭洞門處鉆檢查孔檢查加固體防水效果，鉆孔深入加固體一定距離，觀察孔內(nèi)有是否水噴出或者有較大的水流，確定是否可能影響盾構(gòu)施工，如有影響則對端頭進行二次防水加固。水平探孔布置原則為：水平探孔檢查數(shù)目不少于8個，具體布置時以洞門下部為主；洞門周邊布置7個，洞門中心布置1個；水平探孔深度宜控制在5m以上。圖6 垂直探孔及水平探孔布置位置示意圖工作井端頭降水根據(jù)水文地質(zhì)條件和到達端頭土體加固情況，在洞門端頭加固區(qū)域周圍施工降水井，將加固體及洞門周圍的地下水位降至洞門底部標高以下以降低工程風(fēng)險。(1)降水的目的及必要性1）降水目的實施端頭降水的主要目的是在盾構(gòu)井

14、到達端頭形成有效的降水帷幕，降低孔隙潛水水位，阻斷地下流向洞門的通道，防止盾構(gòu)到達期間地下從盾殼與連續(xù)墻之間的間隙涌入盾構(gòu)接收井。2）降水的必要性和方法場區(qū)地下水的埋深約在地面下10.00m（標高為-3.98m），盾構(gòu)機底約在絕對標高-13.4m處。由于地下水頭高于盾構(gòu)底面10.02m，僅靠攪拌樁和旋噴樁止水帷幕難以有效防治地下水。為保證盾構(gòu)機洞門施工的順利進行，必須對場地地下水進行有效治理，根據(jù)該地區(qū)的水文地質(zhì)條件（地層巖性主要為砂質(zhì)粉土、粉砂夾粉土以及粉質(zhì)粘土）以及臨近工程經(jīng)驗，采用內(nèi)徑300mm外徑600mm的水泥管井降水可以滿足該工程降水要求。(2)深井降水設(shè)計1)涌水量的計算該降水工

15、程中，降水井點按環(huán)形封閉式布置，故用“大井法”估算基坑涌水量，選用潛水完整井公式計算：=4638.006 m3/d式中：Q基坑涌水量（m3/d）；K滲透系數(shù)（m/d）,5m/d；H潛水含水層的水位深度（m），18m；S水位降深（m），18m；R影響半徑（m），100m；r引用半徑（m），50m。2)單井出水能力 =436.8 m3/d式中：q單井出水能力（m3/d）；d濾管直徑mm，300mm；L濾管長度m，8m；與含水層厚度及滲透系數(shù)有關(guān)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，在此取90；由于計算所得單井出水量為最大單井出水能力，設(shè)計單井出水量可取360m3/d。3) 降水井的數(shù)量 =16口式中：圖7降水井結(jié)構(gòu)示意圖n

16、降水井數(shù)量Q基坑的涌水量m3/d，4638.01m3/d；q單井出水能力（m3/d），480 m3/d；4) 降水井結(jié)構(gòu)降水井結(jié)構(gòu)：井深為24m,上部12m為鋼管，下部12m為無砂混凝土管，泥孔徑600mm，鋼管直徑273mm，厚3mm；無砂管內(nèi)徑300mm，外徑360mm，外兩層80目濾網(wǎng)，底部封死，濾料從地面下3米投入至井底，濾料為中粗砂。詳見降水井結(jié)構(gòu)示意圖。5)降水井的布置降水井沿加固邊沿以外1m每5m一口布置，另外，為加強降水效果，在工作井與加固端過渡段兩端再增加4口降水井，在工作井南側(cè)再增加降水井2口，總共22口以保證降水效果。圖8降水井平面布置示意圖(2)深井降水時間為了保證降水

17、井降水達到預(yù)期的降水效果，在盾構(gòu)機到達江北工作井加固體前15天開始正式降水，盾構(gòu)機通過江北接收井洞門期間不得停止降水，江北工作井洞門通過洞門位置注漿形成新的密封體系后方可停止降水。接收臺澆注在盾構(gòu)機到達江北工作井端頭前需要完成盾構(gòu)機接收臺的施工，考慮盾構(gòu)機到達時盾構(gòu)機前推力和盾構(gòu)機自重較大，盾構(gòu)機拆機方便等原因，結(jié)合江北工作井尺寸，到達段接收基座擬采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)接收臺。接受臺示意圖見圖9。接受臺具體施工要求如下：1、接收平臺從距離洞門倒角500mm處開始澆注，長17m、寬9.2m，接受臺中線與與盾構(gòu)機實際到達方向保證一致；接受臺控制標高比線路標高降低50mm。2、在線路方向上由南向北東線接

18、收臺為3.25%上坡，西線接收臺為3.1%上坡，即與隧道線路坡度吻合；3、接收平臺采用C35的鋼筋混凝土澆注而成；4、整個接受平臺分成三段，各段用250H型鋼連接，250H型鋼上焊接固定80KG重軌作為導(dǎo)軌，以減小盾構(gòu)機對接收臺的正面推力。圖9 接收臺示意圖洞門密封裝置安裝在進行盾構(gòu)機到達江北工作井進行洞門鑿除前需要進行洞門密封裝置的安裝，進行洞門密封裝置安裝步驟為：第一步：對洞門圈預(yù)埋鋼環(huán)上雙頭螺栓孔進行攻絲清理，并安裝雙頭螺栓。第二步：安裝防水裝置，密封裝置安裝順序為：簾布橡膠板圓環(huán)板扇形卡板墊圈螺母。圖10 洞門密封示意圖場地硬化盾構(gòu)機到達江北工作井前需要對工作井周圍的場地進行硬化施工，

19、主要工作為：盾構(gòu)機結(jié)構(gòu)件堆放場地的硬化（江北盾構(gòu)井北側(cè)40m、南側(cè)50m）和180T門吊軌線的施工。目前場地硬化工作及門吊軌線施工已經(jīng)完成。圖11 江北工作井場地硬化示意圖5.3盾構(gòu)到達的施工內(nèi)容盾構(gòu)機掘進到達段至進洞段施工內(nèi)容包括：盾構(gòu)掘進至到達段姿態(tài)調(diào)整及掘進參數(shù)控制、管片壁后二次注漿、洞門鑿除、盾構(gòu)機推出洞門等。貫通前測量及盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整（1）盾構(gòu)機姿態(tài)人工復(fù)核測量盾構(gòu)到達前，要對洞內(nèi)所有的測量控制點進行一次整體的、系統(tǒng)的控制測量復(fù)測，對所有控制點的坐標進行精密、準確的平差計算。精確測量測站、后視點的坐標和高程（測量全站儀和后視棱鏡的坐標和高程），每一測量點的測量不少于8個測回。在100m

20、和50m處對PPS導(dǎo)向系統(tǒng)進行復(fù)核測量。在盾構(gòu)到站前的最后一次導(dǎo)向系統(tǒng)搬站時，充分利用在貫通前線路復(fù)測的結(jié)果，精確測量測站、后視點的座標和高程。同時，在貫通前50m時，進一步加強加強盾構(gòu)姿態(tài)和管片測量，根據(jù)復(fù)測結(jié)果及時糾正偏差，并結(jié)合實測的豎井洞門位置適當調(diào)整隧道貫通時的盾構(gòu)姿態(tài)；確保盾構(gòu)機按設(shè)計線路從到達口進入江北工作井接收臺上。盾構(gòu)進洞時其刀盤平面偏差允許值：平面±20mm、高程1530mm。（2）到達洞門復(fù)核測量為準確掌握到達洞門施工情況，在盾構(gòu)貫通前對盾構(gòu)到達洞門進行復(fù)核測量，測量項目包括：洞門中心位置偏差、洞門全圓半徑等。必要時根據(jù)測量結(jié)果對洞門進行相應(yīng)的處理。（3）盾構(gòu)姿

21、態(tài)調(diào)整根據(jù)盾構(gòu)姿態(tài)測量和洞門復(fù)測結(jié)果，逐漸將盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整至預(yù)計的位置。確定盾構(gòu)貫通姿態(tài)時，一般考慮盾構(gòu)到達時施工進度較慢，盾構(gòu)存在下沉的情況，貫通前30m可逐漸將盾構(gòu)姿態(tài)抬高15mm至30mm，具體按掘進情況進行適時調(diào)整，達到盾構(gòu)出洞所需最佳盾構(gòu)姿態(tài)。（4）東線盾構(gòu)曲線到達方向確定由于本工程東線盾構(gòu)機在R=1500m的圓曲線上到達，到達方向的確定至關(guān)重要。為了盾構(gòu)機能夠順利的推進到接受臺上，盾構(gòu)機到達接收工作井洞門后，盾構(gòu)機必須沿直線推出?？紤]東線盾構(gòu)到達段線路曲線情況，結(jié)合盾構(gòu)機主機長度、直徑及洞門直徑、工作井端墻厚度等因素，為了避免東線盾構(gòu)機與洞門鋼環(huán)發(fā)生碰撞，采用切線方式到達。東線盾構(gòu)曲

22、線到達方向如圖12所示，盾構(gòu)機到達方向與江北工作井結(jié)構(gòu)面成84.81o夾角。盾構(gòu)機推出洞門前，盾構(gòu)機首先通過30m長的擬合曲線，將盾構(gòu)機實際掘進線路擬合到洞門位置圓曲線的切線方向上，此時盾構(gòu)機在盾尾位置與設(shè)計軸線存在的偏差為最大偏差，偏差值為48mm，能夠滿足盾構(gòu)隧道掘進軸線控制偏差的要求（公路隧道為不大于75mm）。圖12 東線盾構(gòu)機到達方向示意圖到達前施工參數(shù)控制1）盾構(gòu)機到達連續(xù)墻里程東線約為LK1+345.4、西線約為RK1+341.53，因連續(xù)墻成槽時可能存在垂直度不夠、塌孔等現(xiàn)象，造成連續(xù)墻出現(xiàn)鼓包等情況，因此在盾構(gòu)接近至此里程時，應(yīng)密切關(guān)注刀盤扭矩變化，當?shù)侗P扭矩明顯上升時，說明

23、已抵攏連續(xù)墻，應(yīng)立即停止掘進；2）在加固體內(nèi)掘進時，應(yīng)密切關(guān)注盾構(gòu)機姿態(tài)變化，若出現(xiàn)刀盤載頭或突變量達2cm時，應(yīng)立即停止掘進，停機對土體進行處理；3）最后20環(huán)注漿配合比中適當增加水泥用量，同時增加同步注漿量，每環(huán)注漿要達到密實均勻，保證注漿量的同時也要保證盾尾密封的安全，在掘進過程中根據(jù)注漿壓力和地面監(jiān)測情況進行實時調(diào)整，以達到管片壁后同步注漿充填密實的效果。4）管片理論總數(shù)量東線為883環(huán)，西線為884環(huán)。東線貫通前需安裝管片879環(huán)，西線貫通前需要安裝管片880環(huán)，最后20環(huán)管片應(yīng)嚴格把關(guān)三道復(fù)緊制度，刀盤抵攏掌子面后，再次復(fù)緊最后20環(huán)直螺栓。避免盾構(gòu)貫通后，管片橫向受力突然減小，環(huán)

24、間接縫變大產(chǎn)生漏水。5）盾構(gòu)機進入端頭土體加固區(qū)域距洞門連續(xù)墻5m段時，為保證工作井洞門位置連續(xù)墻的穩(wěn)定，需逐漸降低泥水倉壓力、總推力和掘進速度、刀盤轉(zhuǎn)動速度等。主要掘進參數(shù)為：泥水倉壓力：1.20.5bar總 推 力：30002000t刀盤轉(zhuǎn)速：1.00.8rpm在距離洞門連續(xù)墻1.5m時，逐漸將推進速度降低至45mm/min，泥水倉壓力降至0.5bar。當?shù)侗P底部抵攏洞門位置連續(xù)墻后，通過泥水循環(huán)逐步將泥水倉內(nèi)渣土排空。東西線盾構(gòu)達到先后控制為了保證盾構(gòu)到達施工階段的隧道的安全，減少近距離盾構(gòu)掘進對相鄰隧道的影響，在盾構(gòu)到達段掘進期間，西線盾構(gòu)和東線盾構(gòu)應(yīng)保持50m的先后距離。西線盾構(gòu)刀盤

25、抵攏江北工作井洞門連續(xù)墻后，進行盾尾后部二次注漿。西線盾構(gòu)二次注漿完成后，東線盾構(gòu)繼續(xù)向江北洞門方向推進，將刀盤抵攏江北工作井洞門連續(xù)墻之后進行東線盾構(gòu)盾尾后部二次注漿，注漿完成后西線盾構(gòu)進行洞門鑿除，開始進行西線盾構(gòu)到達施工作業(yè)，西線盾構(gòu)到達作業(yè)完成后，東線盾構(gòu)進行洞門鑿除，開始東線盾構(gòu)到達施工作業(yè)。管片壁后二次注漿液為了截斷盾尾后部可能存在的地下水通道，將管片壁后建筑空隙充分回填密實，在盾構(gòu)機盾尾在刀盤抵攏掌子面后，需要打開脫出盾尾的第一環(huán)及第二環(huán)管片上的二次注漿孔，同時對加固體外，實施整環(huán)二次注漿，的注漿料采用水泥-水玻璃雙液漿，施工工藝見管片壁后二次注漿作業(yè)指導(dǎo)書，注漿完成后，打開注漿

26、接頭上的球閥，檢查是否出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，若出現(xiàn)漏水則再次實施補充注漿，二次注漿液預(yù)計達到的效果見圖13。圖13 二次注漿效果示意圖雙液漿配比如表2。表2 雙液漿配比及漿液主要性質(zhì)表試驗編號水灰比A液：B液（體積比）緩凝劑添加量（水泥用量）漿液密度（g/cm3）凝結(jié)時間（秒）配比11:11:101.51.442048超前注漿為了保證洞門鑿除的安全，截斷可能流向刀盤掌子面的地下水通道，需要在盾構(gòu)機在刀盤抵攏掌子面后進行超前注漿。用于本工程的盾構(gòu)機在中體位置環(huán)向均勻設(shè)置了18個超前注漿孔，因未配置專門的超前注漿機，故啟用超前注漿時需進行特殊處理，具體做法如下：（1）在超前注漿孔端部連接孔口密封裝置；（

27、2）用水鉆鉆通超前注漿管管身；（3）打通后，拔出水鉆，插入注漿管，根據(jù)滲漏水情況選擇壓注雙液漿或聚氨酯；（4）完成單孔注漿后關(guān)閉孔口密封裝置上的閘閥；（5）結(jié)合泥水倉出水點位置變化，調(diào)整超前注漿位置，直至徹底封堵水源。洞門鑿除通過管片壁后二次注漿、超前注漿達到預(yù)期的防水效果后，開始進行洞門鑿除工作，由于洞門處的地下連續(xù)墻采用2排2832鋼筋，盾構(gòu)進洞前要將盾構(gòu)機切割范圍內(nèi)的鋼筋全部取出，故洞門范圍內(nèi)混凝土需要全部鑿除。在施工過程中必須以減少掌子面暴露時間為原則。（1）洞門鑿除準備工作1）在盾構(gòu)到達前完成簾布橡膠及扇形卡板安裝。2）觀測降水井降深，記錄地下水位變化，并計算地下水位與盾構(gòu)機關(guān)系。3

28、）確認刀盤抵攏掌子面、地下水位降至最低、超前注漿及管片壁后二次注漿完成后，開啟盾構(gòu)出漿泵，將氣壓倉、泥水倉液位降至最低（出漿口位置），最后逐步降低氣壓，觀察倉內(nèi)水位變化情況；當氣壓降至常壓后，打開倉門，進入氣壓倉觀察掌子面狀況；若降至常壓后，泥水倉內(nèi)水位未發(fā)生變化，則在泥水倉接入水泵，將倉內(nèi)泥水排干，開始洞門鑿除作業(yè)；若降至常壓后，觀察到水流現(xiàn)象或用水泵將倉內(nèi)泥水抽干后發(fā)現(xiàn)底部涌水，則人員快速撤出，建立泥水壓力，根據(jù)出水點位置再次實施二次注漿或超前注漿。4）在確保泥水倉在常壓下處于無水狀態(tài)后，開始洞門鑿除作業(yè)。（2）洞門鑿除實施步驟1）自上而下先鑿除0.5m厚鋼筋砼并將第一層鋼筋割除；2）自上

29、而下鑿除剩余砼，直至鋼筋外露；3）割除鋼筋、拆除腳手架，并清理內(nèi)側(cè)保護層混凝土；4）刀盤外露后，根據(jù)刀盤與洞門鋼環(huán)間隙大小，洞門內(nèi)填充早強砼。（3）注意事項1）清理鑿落混凝土工作必須與鑿除作業(yè)同步進行，為盾構(gòu)進洞提供條件；2）洞門內(nèi)的碴土必須清理干凈，避免盾構(gòu)機頂推時，混凝土損壞簾布橡膠。盾構(gòu)機前推、形成洞門密封（1）洞門鑿除完成后，盾構(gòu)機可快速向前推進并拼裝管片；（2）盾構(gòu)推進時須進行同步注漿，漿液中適當提高水泥用量，在不影響同步注漿的前提下，盡可能的縮短注漿漿液凝膠時間，管片拼裝后，須及時安裝管片間的連接拉桿，防止管片因正面推力減小而造成環(huán)縫間隙張開；（3）盾構(gòu)機刀盤通過洞門完成后，立即將

30、簾布橡膠板通過吊帶、鋼絲繩捆在盾殼上，并用手動葫蘆拉緊鋼絲繩，同時調(diào)整洞門扇形壓板使簾布橡膠板貼近盾殼（為保證盾構(gòu)推出時不對簾布橡膠板造成損壞，可在其內(nèi)側(cè)涂抹黃油）；（4）洞門密封形成后，暫時停機，利用洞門鋼環(huán)上預(yù)留的注漿孔壓注水泥水玻璃雙液漿，同時洞內(nèi)對西線884、883環(huán)、東線883、882環(huán)實施管片壁后二次注漿。（5）完成注漿后，盾構(gòu)機繼續(xù)前推、拼裝管片至臨時環(huán)，前推時相應(yīng)的管片壁后的同步注漿、二次注漿同步進行，并根據(jù)實際情況，利用洞門預(yù)埋注漿孔適當補充注漿；（6）在盾構(gòu)機前推過程中，每拼裝一環(huán)管片必須及時安裝管片橫向拉桿，直至臨時環(huán)管片。圖14洞門密封形成示意圖管片拉緊裝置為了避免盾構(gòu)

31、貫通后，管片橫向受力突然減小，環(huán)間接縫變大產(chǎn)生漏水，在最后10環(huán)的管片上安裝4道橫向H100型鋼連接拉桿（橫向拉桿設(shè)置形式見圖13）。由于用于本工程的螺栓為斜直螺栓，無法在螺栓孔位置設(shè)置橫向拉桿，因此將橫向連接拉桿錨固端設(shè)置在管片拼裝定位孔位置，為了防止橫向連接拉桿脫落，通過膨脹螺栓利用焊接在連接拉桿上的錨固鋼板將橫向拉桿固定在管片上。圖15管片拉緊裝置示意圖盾構(gòu)機推出（1）在臨時環(huán)管片后拼裝下部三塊管片，保證為盾構(gòu)機推出提供反力；（2）將盾構(gòu)機緩慢前推，當盾殼脫離管片后，將簾布橡膠板通過吊帶、鋼絲繩捆在臨時環(huán)管片上，并用手動葫蘆拉緊鋼絲繩，同時調(diào)整洞門扇形壓板使簾布橡膠板貼近臨時環(huán)管片；（3

32、）打開臨時環(huán)二次注漿孔，壓注水泥水玻璃雙液漿；（4）利用洞門鋼環(huán)上預(yù)留的注漿孔壓注水泥水玻璃雙液漿，填充盾殼前移產(chǎn)生的間隙。（5）在盾殼內(nèi)繼續(xù)拼裝底部三塊管片，將盾構(gòu)機推至拆機位置。拆除洞門密封拆除洞門密封步驟：（1）打穿臨時環(huán)二次注漿孔，檢查是否有地下水滲出，若未達到無水狀態(tài)，則繼續(xù)壓注水泥水玻璃雙液漿止水；（2）將拉緊簾布橡膠的手動葫蘆慢慢松開，觀察是否有地下水滲出，若未達到無水狀態(tài)，則再次拉緊葫蘆，從洞門預(yù)留注漿管處壓注水泥水玻璃雙液漿止水；（3）反復(fù)檢查，直至可確保洞門處無滲漏水；（4）盾構(gòu)機刀盤、盾殼上部、管片安裝機拆除完成后，將臨時環(huán)后面的三個半環(huán)管片吊運至地面；（5）拆除簾布橡膠

33、密封。洞門施工拆除洞門密封完成，開始綁扎鋼筋、立模，澆注洞門混凝土。6.盾構(gòu)機到達過程中風(fēng)險分析及對策盾構(gòu)到達過程中的風(fēng)險主要包括：盾構(gòu)機未到達設(shè)計位置、洞門鑿除過程中的地下水涌入、洞門密封拆除過程中的地下水涌入等。6.1盾構(gòu)機未到達設(shè)計位置可能產(chǎn)生的原因：（1）測量累計誤差較大；（2）加固體下部土體受豎井施工期間管涌影響，存在空洞或土體不密實現(xiàn)象，盾構(gòu)機到達后栽頭。應(yīng)對措施：（1）貫通前線路復(fù)測；（2）端頭充填注漿。6.2洞門鑿除過程中地下水涌入可能產(chǎn)生的原因：端頭加固區(qū)存在薄弱環(huán)節(jié)；檢查措施：（1）盾構(gòu)抵攏連續(xù)墻后，抽空泥水倉，觀察液位變化；（2）鑿除過程中，專人觀察泥水倉是否出現(xiàn)滲漏水。

34、應(yīng)對措施：（1）端頭降水，降低承壓水位；（2）管片壁后二次注漿；（3）盾構(gòu)機上超前注漿；（4）鑿除過程中，若泥水倉內(nèi)出現(xiàn)滲漏水，立即停止作業(yè)，注漿封堵完成后方可繼續(xù)作業(yè)。6.3洞門密封拆除過程中地下水涌入可能產(chǎn)生原因：已有止水帷幕（包括端頭加固體、管片壁后二次注漿、盾構(gòu)機超前注漿）存在薄弱環(huán)節(jié)。檢查措施：（1）拆除前松開簾布橡膠密封，觀察滲漏水情況；（2）在臨時環(huán)、西線884環(huán)、東線883環(huán)上開孔檢查；應(yīng)對措施：（1）隨時做好在西線884環(huán)、東線883環(huán)管片上二次注漿孔的準備；（2）邊拆除臨時環(huán)管片，邊填充新暴露的連續(xù)墻與管片間隙，并預(yù)埋注漿管，做好注漿止水準備。7.到達施工應(yīng)急預(yù)案到達應(yīng)急預(yù)

35、案主要針對盾構(gòu)到達時產(chǎn)生的突發(fā)情況而制定，主要包括：盾構(gòu)到達掘進過程中的地面沉降超標及塌陷的應(yīng)急預(yù)案、地下水涌入量大無法實施有效封堵情況下盾構(gòu)出洞的應(yīng)急預(yù)案。7.1地下水涌入盾構(gòu)井應(yīng)急預(yù)案盾構(gòu)推出時，發(fā)生地下水涌入盾構(gòu)井的險情時，根據(jù)不同險情我部采取以下應(yīng)急措施：（1）在盾構(gòu)推出前，先在盾構(gòu)井內(nèi)安裝兩臺300m3/h防洪泵兩臺，并準備足夠的注漿材料和機械設(shè)備，并在明挖段修筑一道防水墻，防水墻頂部標高應(yīng)高于承壓水頂部標高；（2）如涌水量不大切勿泥沙帶出時，首先停止盾構(gòu)推出，并對涌水點進行注漿封堵，直至堵??；（3）如涌水量大并切有泥沙帶出時，首先停止盾構(gòu)推出，箍緊簾布橡膠密封，對出水點進行注漿封堵

36、（同步注漿、洞門密封注漿、管片壁后二次注漿等），并開啟防洪泵排出盾構(gòu)井內(nèi)涌水，為封堵爭取時間；（4）如涌水過大，并短時間無法及時有效封堵時，切有可能對盾構(gòu)隧道安全產(chǎn)生影響時，應(yīng)立即停止抽水，并向盾構(gòu)井內(nèi)注水，直至水位高于承壓水水位。以保證盾構(gòu)隧道安全，并為下一步處理措施爭取時間。7.2地面塌陷應(yīng)急預(yù)案在盾構(gòu)到達掘進時，由于地質(zhì)原因發(fā)生地面塌陷險情時，根據(jù)不同險情我部采取以下應(yīng)急措施：（1）停止掘進，及時補充新鮮泥漿。補充前檢驗?zāi)酀{物理性質(zhì)，測定固體顆粒的密度，泥漿密度，塑性粘滯度，顆粒大小分布。泥漿可滲入砂性土層一定的深度形成一層泥膜，有助于提高土層的自立能力，從而使泥水艙泥漿對整個開挖面發(fā)揮

37、有效的支護作用。對透水性小的粘性土可用原狀土造漿，并使泥漿壓力同開挖面土層始終動態(tài)平衡。保證塌陷區(qū)地層穩(wěn)定。（2）待掌子面穩(wěn)定后，控制推進速度和泥渣排土量及新鮮泥漿補給量，穩(wěn)定的推過塌陷區(qū)。待盾構(gòu)機刀盤位置完全通過塌陷區(qū)后，對塌陷區(qū)進行回填處理，回填土益采用自穩(wěn)能力較強的粘性土。待回填完成后，通過地表注漿的方式，對回填區(qū)域進行補充加固，將空洞回填密實。（3）及時及時進行施工監(jiān)測，指導(dǎo)施工。8.施工進度計劃盾構(gòu)到達施工節(jié)點見下表，盾構(gòu)到達施工總體施工進度計劃詳見附表：表3 盾構(gòu)到達施工節(jié)點施工項目開始時間完成時間計劃用時備注工作井端頭加固2008年9月152009年11月15日60天加固已完成接

38、收臺施工2010年1月10日2010年1月20日10天降水井施工2009年11月15日2009年12月15日30天23口降水井已施工完成到達場地硬化2009年11月15日2009年12月20日35天洞門密封安裝2010年2月10日2010年2月15日5天西線盾構(gòu)抵達洞門及注漿2010年2月212010年2月23日3天西線洞門鑿除2010年2月23日2010年3月5日10天西線盾構(gòu)機前推及洞門注漿2010年3月5日2010年3月10日5天西線盾構(gòu)完成到達東線盾構(gòu)抵達洞門及注漿2010年3月142010年3月17日3天東線線洞門鑿除2010年3月17日2010年3月27日10天東線盾構(gòu)機前推及洞門注漿2010年3月27日2010年3月31日5天東線盾構(gòu)完成到達9.勞、材、機計劃（1） 人員組織盾構(gòu)到達施工主要人員配備計劃如表4。表4 盾構(gòu)到達施工主要人員配備計劃序號項目數(shù) 量（人）備 注 1測量人員52洞門鑿除153掘進施工掘進一、二班掘進三、四班西線掘進一、二班分兩班倒東線掘進三、四班分兩班倒4技術(shù)人