南京長江隧道超大直徑盾構(gòu)掘進(jìn)施工技術(shù)

1【南京】長江隧道超大直徑盾構(gòu)掘進(jìn)施工技術(shù)題目匯報(bào)報(bào)內(nèi)內(nèi)容容2工程程概概況況1盾構(gòu)構(gòu)掘掘進(jìn)進(jìn)施施工工23盾構(gòu)構(gòu)始始發(fā)發(fā)

匯報(bào)內(nèi)容盾構(gòu)構(gòu)接接收收4施工工體體會(huì)會(huì)53一、工程概況

工程概況1、工工程程簡簡述述2、工工程程難難點(diǎn)點(diǎn)及及特特點(diǎn)點(diǎn)41.工程程簡簡述述南京京長長江江隧隧道道位位于于南南京京長長江江大大橋橋與與三三橋橋之之間間，，連連接接河河西西新新城城區(qū)區(qū)———梅子子洲洲———浦口口區(qū)區(qū)，，是是南南京京市市規(guī)規(guī)劃劃的的五五橋橋一一隧隧重重要要過過江江隧隧道道工工程程。。南京京長長江江隧隧道道南京京長長江江大大橋橋南京京長長江江三三橋橋

工程概況左汊左汊隧道長3022m右汊右汊橋梁本工工程程采采用用“左汊汊隧隧道道+右汊汊橋橋梁梁”方案案，，左左汊汊隧隧道道分分左左右右兩兩線線，，左左線線盾盾構(gòu)構(gòu)隧隧道道全全長長3022.025m，右右線線盾盾構(gòu)構(gòu)隧隧道道全全長長3014.76m。隧隧道道按按雙雙向向6車道道快快速速通通道道規(guī)規(guī)模模建建設(shè)設(shè)，，設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)車車速速80公里里/小時(shí)時(shí)。。51.工程程簡簡述述

工程概況本隧隧道道的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式為為雙雙管管單單層層，，采采用用兩兩臺(tái)臺(tái)德德國國海海瑞瑞克克公公司司生生產(chǎn)產(chǎn)的的超超大大直直徑徑泥泥水水混混合合式式盾盾構(gòu)構(gòu)掘掘進(jìn)進(jìn)機(jī)機(jī)施施工工，，盾盾構(gòu)構(gòu)開開挖挖直直徑徑14.96m，管管片片環(huán)環(huán)外外徑徑14.5m，內(nèi)內(nèi)徑徑13.3m，壁壁厚厚0.6m，環(huán)環(huán)寬寬2m，混混凝凝土土設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度度等等級級C60，抗抗?jié)B滲等等級級S12。6◆南京京長長江江隧隧道道在在當(dāng)當(dāng)前前同同類類型型盾盾構(gòu)構(gòu)隧隧道道中中屬屬于于世世界界上上第第二二大大超超大大直直徑徑盾盾構(gòu)構(gòu)隧隧道道，，同同時(shí)時(shí)又又是是世世界界上上地地質(zhì)質(zhì)條條件件最最為為復(fù)復(fù)雜雜的的超超大大直直徑徑泥泥水水盾盾構(gòu)構(gòu)隧隧道道，，具具體體有有以以下下四四個(gè)個(gè)工工程程特特點(diǎn)點(diǎn):2.工工程程難點(diǎn)點(diǎn)及及特特點(diǎn)點(diǎn)★超淺淺覆覆土土始始發(fā)發(fā)與與到到達(dá)達(dá)：：由于于受受線線路路控控制制影影響響，，本本工工程程盾盾構(gòu)構(gòu)始始發(fā)發(fā)段段屬屬于于超超淺淺埋埋，，最最淺淺覆覆土土厚厚度度為為5.5m，僅僅為為0.37D，主主要要穿穿越越地地層層為為流流塑塑狀狀的的④④層層淤淤泥泥質(zhì)質(zhì)粉粉質(zhì)質(zhì)粘粘土土和和⑥⑥層層淤淤泥泥質(zhì)質(zhì)粉粉質(zhì)質(zhì)粘粘土土夾夾粉粉土土，，在在國國內(nèi)內(nèi)盾盾構(gòu)構(gòu)超超淺淺覆覆土土始始發(fā)發(fā)施施工工中中尚尚屬屬首首例例，，施施工工技技術(shù)術(shù)難難度度非非常常大大。。

工程概況K4+000K3+600K3+730K6+030K6+200K6+620K6+500130m270m2030m170m120m300m始發(fā)淺覆土段到達(dá)淺覆土段穿越大堤段粉細(xì)砂礫砂及卵石混合層段江中沖槽淺埋段穿越大堤段7二、盾構(gòu)始發(fā)

盾構(gòu)始發(fā)1、洞洞前前加加固固及及洞洞門門破破除除2、盾盾構(gòu)構(gòu)機(jī)機(jī)超超淺淺覆覆土土始始發(fā)發(fā)81.洞前前加加固固及及洞洞門門破破除除

盾構(gòu)始發(fā)內(nèi)襯洞門密封圈37m18m冷凍管高壓旋噴樁加固區(qū)地下連續(xù)墻全斷斷面面加加固固頂棚棚加加固固1.6m高壓旋噴樁加固冷凍法加固洞門破除后的冷凍面1）洞洞前前加加固固9

南京長江隧道指揮部1.洞前前加加固固及及洞洞門門破破除除

盾構(gòu)始發(fā)2）洞洞門門破破除除◆洞門門圈圈內(nèi)內(nèi)1.0m厚連連續(xù)續(xù)墻墻，，分分三三次次進(jìn)進(jìn)行行破破除除。。第第一一次次破破除除在在凍凍結(jié)結(jié)前前進(jìn)進(jìn)行行，，主主要要破破除除地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻10cm厚的的外外層層鋼鋼筋筋；；第第二二次次破破除除在在凍凍結(jié)結(jié)墻墻完完全全膠膠結(jié)結(jié)后后進(jìn)進(jìn)行行，，破破除除厚厚度度60cm，從從上上到到下下分分塊塊破破除除；；第第三三次次破破除除在在負(fù)負(fù)8環(huán)管管片片拼拼裝裝完完成成后后進(jìn)進(jìn)行行，，同同時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)結(jié)結(jié)合合負(fù)負(fù)環(huán)環(huán)管管片片的的安安裝裝進(jìn)進(jìn)度度進(jìn)進(jìn)行行。。施施工工中中為為了了確確保保洞洞門門破破除除及及盾盾構(gòu)構(gòu)始始發(fā)發(fā)萬萬無無一一失失，，提提前前采采取取井井點(diǎn)點(diǎn)降降水水方方法法降降低低地地下下水水位位，，以以便便減減小小洞洞前前土土體體的的側(cè)側(cè)向向壓壓力力。。102.盾構(gòu)構(gòu)機(jī)機(jī)超超淺淺覆覆土土始始發(fā)發(fā)

盾構(gòu)始發(fā)-6-6-5-5-9-9-8-8-7-7鋼管管撐撐冷凍凍管管反力架11三、盾構(gòu)掘進(jìn)施工1、盾構(gòu)掘進(jìn)參參數(shù)控制2、盾構(gòu)掘進(jìn)姿姿態(tài)控制3、泥水管理4、同步注漿施施工5、管片拼裝6、中箱涵施工工121.盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)數(shù)控制

盾構(gòu)掘進(jìn)施工◆由于南京長江江隧道水域長長度長達(dá)2500m，占盾構(gòu)段總總長度的82％以上，且地地質(zhì)條件復(fù)雜雜多變，當(dāng)盾盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入江江中后，無法法采用現(xiàn)有手手段對江底掘掘進(jìn)斷面進(jìn)行行實(shí)時(shí)精確監(jiān)監(jiān)測，因此，，不同地質(zhì)地地段掘進(jìn)施工工參數(shù)的設(shè)定定、控制與修修正，是掘進(jìn)進(jìn)施工中的關(guān)關(guān)鍵控制技術(shù)術(shù)。131.盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)數(shù)控制——泥水壓力設(shè)定定及控制

盾構(gòu)掘進(jìn)施工HhP1=KγsathP3=20P2=Kγ(H-h)1）淤泥質(zhì)粘土土地段（K3+600～+850）（采用水土土合算方式））●泥水壓力上上限值:P上=P1＋P2＋P3=K0[γ×(Hh)＋γγsat×h]＋20●泥水壓力下下限值:P下=P1＋P2＋P3=Ka[γ×(Hh)＋γγsat×h]＋20江邊淺覆土段◆由于本隧道以以粉細(xì)砂、礫礫砂地層為主主，地層滲透透系數(shù)大，透透水性強(qiáng)，根根據(jù)國際上泥泥水盾構(gòu)的施施工經(jīng)驗(yàn)，切切口水壓的上上、下限值設(shè)設(shè)定值通常采采用的靜止土土壓力和主動(dòng)動(dòng)土壓力進(jìn)行行控制，除始始發(fā)段不透水水的淤泥質(zhì)黏黏土地層采用用水土合算外外，其余地段段均采取水土土分算的方法法進(jìn)行計(jì)算，，同時(shí)結(jié)合本本工程地質(zhì)特特點(diǎn)及刀盤對對掌子面的支支撐作用，關(guān)關(guān)鍵要根據(jù)地地表監(jiān)測數(shù)據(jù)據(jù)，對理論計(jì)計(jì)算的泥水壓壓力及時(shí)進(jìn)行行修正。141.盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)數(shù)控制——泥水壓力設(shè)定定及控制

盾構(gòu)掘進(jìn)施工2）其它透水層層地段（K3+850～K6+620）（采用采用用水土分算方方式）●泥水壓力上上限值:P上=P1＋P2＋P3=γw(hw+h)＋K0γ′h＋20●泥水壓力下下限值:P下=P1＋P2＋P3=γw(hw+h)＋Kaγ′h＋20P3=20hwh（H）P1=γw(hw+h)P2=Kγ′h粉細(xì)砂層段粉細(xì)砂礫砂混合層段江中沖槽淺埋段◆根據(jù)以上兩種種計(jì)算方式，，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)進(jìn)時(shí)的切口泥泥水壓力應(yīng)介介于理論計(jì)算算值上下限之之間，并應(yīng)根根據(jù)盾構(gòu)機(jī)實(shí)實(shí)際開挖干砂砂量的變化情情況、地表建建構(gòu)筑物的沉沉降情況以及及盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)進(jìn)當(dāng)中掘進(jìn)參參數(shù)的異常情情況進(jìn)行適當(dāng)當(dāng)調(diào)整。151.盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)數(shù)控制——泥水壓力設(shè)定定及控制

盾構(gòu)掘進(jìn)施工3）施工監(jiān)測與壓力調(diào)整ABCDE7.3mK3+668K3+708橫向監(jiān)測斷面I橫向監(jiān)測斷面II0.8~1.5m?4%縱向測點(diǎn)池塘大堤右線盾構(gòu)岸邊邊非加固淺覆覆土區(qū)地層沉沉降監(jiān)測孔布布置立面圖泥水壓力P=P下－0.2bar通過橫向檢測測斷面I及監(jiān)測點(diǎn)A、B以正常泥水壓壓力通過監(jiān)測測點(diǎn)C泥水壓力P=P上＋0.2bar通過橫向檢測測斷面II及監(jiān)測點(diǎn)D、E16

南京長江隧道指揮部1.盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)數(shù)控制——泥水壓力設(shè)定定及控制

盾構(gòu)掘進(jìn)施工右線盾構(gòu)岸邊邊非加固淺覆覆土區(qū)地層沉沉降監(jiān)測孔布布置平面圖大堤池塘ABCDE14m4m4m4m4m10mK3+668K3+708橫向監(jiān)測斷面橫向監(jiān)測斷面隧道輪廓線隧道中心線6×5m1-11-21-31-41-51-61-72-12-22-32-42-52-62-7現(xiàn)場監(jiān)測

地表沉降監(jiān)測點(diǎn)

位移監(jiān)測點(diǎn)3）施工監(jiān)測池塘監(jiān)測斷面

目前刀盤所處位置

池塘監(jiān)測點(diǎn)

土體位移及沉降監(jiān)測

位移監(jiān)測點(diǎn)

地表沉降監(jiān)測點(diǎn)171.盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)數(shù)控制——泥水壓力設(shè)定定及控制

盾構(gòu)掘進(jìn)施工3）施工監(jiān)測與壓力調(diào)整181.盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)數(shù)控制——泥水壓力設(shè)定定與控制

盾構(gòu)掘進(jìn)施工4）泥水壓力控控制小結(jié)◆根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示：：采用理論計(jì)計(jì)算壓力設(shè)定定泥水壓力參參數(shù)完全滿足足掌子面開挖挖穩(wěn)定要求；；當(dāng)壓力設(shè)定定小于計(jì)算下下限值0.2Bar以下，雖然在在淤泥質(zhì)黏土土中能保持掌掌子面平衡，，但對于其它它透水地層由由于地面沉降降量超過90mm以上，極易造造成地表塌陷陷和掌子面失失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)；；當(dāng)壓力設(shè)定定大于計(jì)算上上限值0.2Bar以上時(shí)，對于于該地層由于于隆起量超過過50mm以上，，且在在池塘塘處出出現(xiàn)冒冒氣泡泡現(xiàn)象象，雖雖然沒沒有出出現(xiàn)冒冒漿擊擊穿覆覆土，，但對對其它它透水水地層層有極極大的的冒頂頂風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)；因因此對對于地地表沉沉降控控制嚴(yán)嚴(yán)格的的地段段選用用上限限值控控制為為好；；對于于淺覆覆土且且地表表沉降降控制制不嚴(yán)嚴(yán)地段段，為為防止止壓力力過高高或波波動(dòng)引引起地地面冒冒漿，，壓力力參數(shù)數(shù)選為為下限限值控控制為為宜，，同時(shí)時(shí)要保保證推推進(jìn)速速度平平穩(wěn)，，進(jìn)出出漿流流量平平衡，，推進(jìn)過過程中中壓力力波動(dòng)動(dòng)嚴(yán)格格控制制在：：－10～＋10kPa以內(nèi)。。191、盾構(gòu)構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)參數(shù)數(shù)控制制——其它掘掘進(jìn)參參數(shù)控控制

盾構(gòu)掘進(jìn)施工1）推進(jìn)進(jìn)速度度與推推力◆正常掘掘進(jìn)條條件下下，掘掘進(jìn)速速度應(yīng)應(yīng)設(shè)定定為30～40mm/min；在盾盾構(gòu)機(jī)機(jī)通過過礫砂砂、圓圓礫地地層時(shí)時(shí)，掘掘進(jìn)速速度應(yīng)應(yīng)控制制在25～30mm/min，一般般情況況下，，推力力隨著著泥水水壓力力的大大小和和推進(jìn)進(jìn)速度度的快快慢而而增大大，正正常情情況下下根據(jù)據(jù)本項(xiàng)項(xiàng)目不不同的的地質(zhì)質(zhì)情況況，盾盾構(gòu)掘掘進(jìn)施施工總總推力力最大大不易易大于于額定定總推推力的的70％進(jìn)行行控制制?！舳軜?gòu)掘掘進(jìn)速速度設(shè)設(shè)定及及控制制時(shí)，，應(yīng)注注意以以下幾幾點(diǎn)：：①盾構(gòu)啟啟動(dòng)時(shí)時(shí)，盾盾構(gòu)司司機(jī)需需檢查查千斤斤頂是是否頂頂實(shí)，，開始始推進(jìn)進(jìn)和結(jié)結(jié)束推推進(jìn)之之前速速度不不宜過過快。。每環(huán)環(huán)掘進(jìn)進(jìn)開始始時(shí)，，應(yīng)逐逐步提提高掘掘進(jìn)速速度，，防止止啟動(dòng)動(dòng)速度度過大大沖擊擊擾動(dòng)動(dòng)地層層。②每環(huán)正正常掘掘進(jìn)過過程中中，掘掘進(jìn)速速度值值應(yīng)盡盡量保保持衡衡定，，減少少波動(dòng)動(dòng)，以以保證證切口口水壓壓穩(wěn)定定和送送、排排泥管管的暢暢通。。在調(diào)調(diào)整掘掘進(jìn)速速度時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)逐步步調(diào)整整，避避免速速度突突變對對地層層造成成沖擊擊擾動(dòng)動(dòng)和造造成切切口水水壓擺擺動(dòng)過過大。。③推進(jìn)速速度的的快慢慢必須須滿足足每環(huán)環(huán)掘進(jìn)進(jìn)注漿漿量的的要求求，保保證同同步注注漿系系統(tǒng)始始終處處于良良好工工作狀狀態(tài)。。④掘進(jìn)速速度選選取時(shí)時(shí)，必必須注注意與與地質(zhì)質(zhì)條件件和地地表建建筑物物條件件匹配配，避避免速速度選選擇不不合適適對盾盾構(gòu)機(jī)機(jī)刀盤盤、刀刀具造造成非非正常常損壞壞和造造成隧隧道周周邊土土體擾擾動(dòng)過過大。。地層段落里程段氣墊倉泥水壓力Bar推力KN推進(jìn)速度mm/min

轉(zhuǎn)速

r/min

錐入度

mm/r

扭矩

MN.m備注始發(fā)加固段K3+600~+6551.2~1.825000~3000010~300.8~1.010～37.52.0～5.0非加固淺覆土K3+655~+7301.8～2.430000～4500030～400.7～0.933.3～57.11.8～3.0長江大堤K3+730~+7802.4～3.040000～5000030～400.8～1.030～502.0～3.0粉細(xì)沙層K3+850~K4+6503.0～4.945000～9500030～400.9～1.127.3～44.53.0～6.0粉細(xì)沙、礫砂混合地層K4+650~K6+0304.0～5.860000～10000025～351.0～1.220.8～35.05.0～8.0按常年水位計(jì)算，需根據(jù)實(shí)測調(diào)整粉細(xì)沙、礫砂及卵石混合地層K5+100~~+9704.0～5.860000～10000015～250.7～0.917.0～307.0～10.0

同上江中淺覆土地層K6+030~+2004.5～5.160000～9000030～350.8～1.030.0～44.23.0～6.0

同上201、盾構(gòu)構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)參數(shù)數(shù)控制制——其它掘掘進(jìn)參參數(shù)控控制

盾構(gòu)掘進(jìn)施工2）刀盤盤轉(zhuǎn)速速與扭扭矩◆掘進(jìn)施施工中中，刀刀盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速選選擇要要結(jié)合合不同同地層層的軟軟硬程程度和和盾構(gòu)構(gòu)機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)的的最大大掘進(jìn)進(jìn)扭矩矩綜合合考慮慮?！舾鶕?jù)海海瑞克克設(shè)計(jì)計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)的盾盾構(gòu)機(jī)機(jī)性能能參數(shù)數(shù)和本本項(xiàng)目目地質(zhì)質(zhì)水文文特點(diǎn)點(diǎn)，依依據(jù)盾盾構(gòu)試試掘進(jìn)進(jìn)的掘掘進(jìn)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)指指標(biāo)，，該盾盾構(gòu)在在不同同地質(zhì)質(zhì)的地地段施施工掘掘進(jìn)參參數(shù)控控制如如下表表：各地層層盾構(gòu)構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)參數(shù)數(shù)控制制表21

南京長江隧道指揮部２、盾盾構(gòu)姿姿態(tài)控控制

盾構(gòu)掘進(jìn)施工隧道軸線盾構(gòu)軸線管片軸線◆根據(jù)盾盾構(gòu)試試掘進(jìn)進(jìn)段施施工參參數(shù)的的修正正，最最終確確定正正常掘掘進(jìn)施施工參參數(shù)，，同時(shí)時(shí)為了了使盾盾構(gòu)機(jī)機(jī)保持持良好好的掘掘進(jìn)姿姿態(tài)，，施工工中需需進(jìn)行行動(dòng)態(tài)態(tài)的現(xiàn)現(xiàn)場掘掘進(jìn)管管理，，具體體如下下：（1）根據(jù)據(jù)地質(zhì)質(zhì)條件件、覆覆土厚厚度和和現(xiàn)場場的掘掘進(jìn)姿姿態(tài)對對部分分設(shè)定定掘進(jìn)進(jìn)參數(shù)數(shù)進(jìn)一一步優(yōu)優(yōu)化組組合。。（2）推進(jìn)進(jìn)姿態(tài)態(tài)控制制：推推進(jìn)過過程中中，嚴(yán)嚴(yán)格控控制好好推進(jìn)進(jìn)方向向，將將施工工測量量結(jié)果果不斷斷地與與計(jì)算算的三三維坐坐標(biāo)相相校核核，及及時(shí)調(diào)調(diào)整。。為了了控制制掘進(jìn)進(jìn)姿態(tài)態(tài)，要要求每每環(huán)掘掘進(jìn)過過程中中，盾盾構(gòu)姿姿態(tài)要要保持持平穩(wěn)穩(wěn)，尤尤其是是豎向向方向向高度度：盾盾尾保保持在在+5~+20mm范圍，，盾構(gòu)構(gòu)機(jī)前前段保保持在在+10~+30mm，豎向向抬頭頭趨勢勢盡量量控制制在+10~+30mm/m。嚴(yán)禁禁在每每環(huán)掘掘進(jìn)過過程中中出現(xiàn)現(xiàn)“上穿下下跳”現(xiàn)象。。同時(shí)時(shí)均衡衡盾構(gòu)構(gòu)機(jī)掘掘進(jìn)姿姿態(tài)與與管片片拼環(huán)環(huán)姿態(tài)態(tài)的一一致性性。（3）盾構(gòu)構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)過程程中，，坡度度不能能突變變，隧隧道軸軸線和和折角角變化化不能能超過過0.4%。（4）盾構(gòu)構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)施工工全過過程須須嚴(yán)格格受控控，工工程技技術(shù)人人員根根據(jù)地地質(zhì)變變化、、隧道道埋深深、地地面荷荷載、、地表表沉降降、盾盾構(gòu)機(jī)機(jī)姿態(tài)態(tài)、刀刀盤扭扭矩、、千斤斤頂推推力等等各種種勘察察、測測量數(shù)數(shù)據(jù)信信息，，正確確下達(dá)達(dá)每班班掘進(jìn)進(jìn)指令令，并并即時(shí)時(shí)跟蹤蹤調(diào)整整。盾盾構(gòu)機(jī)機(jī)操作作人員員須嚴(yán)嚴(yán)格執(zhí)執(zhí)行指指令，，謹(jǐn)慎慎操作作，對對初始始出現(xiàn)現(xiàn)的小小偏差差應(yīng)及及時(shí)糾糾正，，應(yīng)盡盡量避避免盾盾構(gòu)機(jī)機(jī)走“蛇”形，盾盾構(gòu)機(jī)機(jī)一次次糾偏偏量不不超過過4mm/環(huán)，以以減少少對地地層的的擾動(dòng)動(dòng)。（5）做好好施工工記錄錄：盾盾構(gòu)推推力、、掘進(jìn)進(jìn)速度度、刀刀盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、、切口口和氣氣墊倉倉壓力力、泥泥漿流流量、、進(jìn)出出漿比比重、、注脂脂壓力力、注注漿壓壓力、、盾構(gòu)構(gòu)豎直直及水水平偏偏差及及盾構(gòu)構(gòu)機(jī)設(shè)設(shè)備運(yùn)運(yùn)行狀狀態(tài)等等。22

南京長江隧道指揮部３、泥泥水管管理

盾構(gòu)掘進(jìn)施工泥水流流程圖圖制漿劑劑新漿池池調(diào)漿池池P1泵分離設(shè)設(shè)備沉淀池池P2泵泥漿指指標(biāo)測測試

Ｙ

Ｎ

泥水處理系統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)機(jī)

泥水環(huán)流系統(tǒng)渣土外外運(yùn)一級分離預(yù)篩分一級分離二級分離二級分離沉淀池

調(diào)漿池

泥水處理系統(tǒng)

泥水管理控制系統(tǒng)

比重

粘度

含砂量

P1泵

盾構(gòu)操作頁面泵P1泵

γ射線密度儀P2泵233、泥水水管理理

盾構(gòu)掘進(jìn)施工1）泥漿漿指標(biāo)標(biāo)選定定◆針對本本工程程復(fù)雜雜的地地層特特點(diǎn)，，盾構(gòu)構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)施工工中，，要想想保持持掌子子面的的穩(wěn)定定，就就必須須配制制高質(zhì)質(zhì)量的的泥水水，高高質(zhì)量量的泥泥水是是通過過合理理的泥泥漿指指標(biāo)來來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的。。主要要的泥泥漿參參數(shù)包包括比比重、、粘度度、含含砂率率、析析水量量和PH值等參數(shù)數(shù)，施工工中必須須進(jìn)行嚴(yán)嚴(yán)格控制制?！癖戎?泥水比重重是一個(gè)個(gè)主要控控制指標(biāo)標(biāo)。掘進(jìn)進(jìn)中進(jìn)泥泥比重不不易過高高或過低低，過高高將影響響泥水的的輸送能能力，降降低掘進(jìn)進(jìn)速度；；過低則則不利于于開挖面面的穩(wěn)定定。本工工程粘土土層比重重選取1.15～1.2，粉細(xì)沙沙層比重重選取1.2～1.23，砂礫層層比重選選取1.2～1.25?！裾扯?泥水粘度度是另一一個(gè)主要要控制指指標(biāo)。從從土顆粒粒的懸浮浮性要求求及泥水水處理系系統(tǒng)的配配套來講講，要求求泥水的的膠凝強(qiáng)強(qiáng)度（靜靜切力））適中；；粘度過過高，增增加分離離難度；；粘度過過低，泥泥膜形成成困難，，攜碴能能力變?nèi)跞?，不利利于掌子子面穩(wěn)定定。本工工程在粘粘土層中中選取粘粘度為17～18s，粉細(xì)砂砂層粘度度為18～19s，粉細(xì)砂砂與砂礫礫、礫石石混合地地層粘度度為23～25s?！裎鏊亢秃蚉H值:析水量和和PH值是泥水水管理中中的一項(xiàng)項(xiàng)綜合指指標(biāo)，它它們在更更大程度度上與泥泥水的粘粘度有關(guān)關(guān)，懸浮浮性好的的泥漿就就意味著著析水量量小，反反之就大大。本工工程泥水水的析水水量控制制在5%以下，PH值為9－10?！窈傲?透水系數(shù)數(shù)大的地地層，泥泥漿中的的砂粒對對土體孔孔隙有堵堵塞作用用，故泥泥膜形成成與泥漿漿中砂的的粒徑及及含量有有很大關(guān)關(guān)系。泥泥水處理理中保留留有用的的粘土顆顆粒，有有利于開開挖面形形成泥膜膜。本工工程泥水水含砂量量控制在在15～25％?！镄〗Y(jié):在礫砂、、粉砂層層中掘進(jìn)進(jìn)時(shí)，由由于工作作泥漿不不斷地被被劣化，，比重逐逐漸降低低，需要要不斷地地調(diào)整泥泥水的各各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)，同時(shí)時(shí)采用廢廢漿回收收或添加加粘土的的方法來來調(diào)整比比重和其其它指標(biāo)標(biāo)；在粘粘土、淤淤泥質(zhì)粘粘土中掘掘進(jìn)時(shí)，，由于粘粘性顆粒粒不斷增增加，使使排放的的泥漿濃濃度越來來越高，，施工中中主要采采用棄漿漿加水方方法進(jìn)行行稀釋調(diào)調(diào)配。24

南京長江隧道指揮部3、泥水管管理

盾構(gòu)掘進(jìn)施工2）泥漿配配制◆為了應(yīng)對對南京長長江隧道道穿越的的復(fù)雜地地質(zhì)條件件，同時(shí)時(shí)考慮解解決開挖挖面泥膜膜形成、、環(huán)流系系統(tǒng)攜砂砂、泥水水分離等等問題，，按照設(shè)設(shè)定的泥泥漿性能能指標(biāo)，，在本工工程中優(yōu)優(yōu)先選用用了采取取復(fù)合型型高分子子聚合材材料配制制泥漿的的方法。?！瘼?、⑥號地地層:淤泥質(zhì)粉粉質(zhì)粘土土地層，，<0.075mm顆粒占整整地層顆顆粒的90%左右，該該地層泥泥漿的配配制主要要依賴地地層的自自造漿功功能，由由于分離離系統(tǒng)對對該地層層不能進(jìn)進(jìn)行有效效地分離離，為了了降低泥泥漿比重重，主要要是通過過棄漿加加水來實(shí)實(shí)現(xiàn)。泥泥漿比重重控制在在1.15~1.2之間，粘粘度控制制在17~18s?！瘼?、⒀號地地層:礫砂、卵卵礫石地地層，屬屬于強(qiáng)透透水地層層，該地地層細(xì)小小顆粒含含量少，，地層顆顆粒間孔孔隙大，，開挖面面泥膜形形成困難難，地層層中有粒粒徑大于于110mm的卵石，，泥漿攜攜砂困難難，容易易造成堵堵管，針針對本地地層，泥泥漿需要要通過增增加粘土土顆粒并并采用華華北油田田生產(chǎn)的的NSHS-1、NSHS-2和NSHS-3號制漿劑劑綜合調(diào)調(diào)配，泥泥漿比重重控制在在1.2~1.25之間，粘粘度控制制在23~25s之間?！瘼摺ⅱ?、⑨⑨、⑿號號地層:粉細(xì)砂地地層，滲滲透系數(shù)數(shù)較大，，70%左右顆粒粒粒徑主主要集中中在0.1~0.25mm之間，粉粉粘土含含量少，，顆粒繼繼配不良良，地層層自造漿漿能力有有限，泥泥漿容易易出現(xiàn)析析水現(xiàn)象象，從而而引發(fā)開開挖面失失穩(wěn)，故故本地層層的泥漿漿配制需需通過使使用華北北油田生生產(chǎn)的NSHS-1和NSHS-3大中分子子聚合材材料進(jìn)行行調(diào)配，，泥漿比比重控制制在1.2~1.23之間，粘粘度控制制在18~19s。泥漿自動(dòng)配料系統(tǒng)25

南京長江隧道指揮部3、泥水管管理

盾構(gòu)掘進(jìn)施工3）泥水分分離◆根據(jù)盾構(gòu)構(gòu)機(jī)掘進(jìn)進(jìn)能力，，左右線線盾構(gòu)機(jī)機(jī)各用一一套黑旋旋風(fēng)ZX-3000B泥漿處理理系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行泥漿漿處理，，每條線線處理能能力為3000m3/小時(shí)，采采用二級級分離方方法進(jìn)行行泥水分分離，泥泥水分離離后渣土土采用泥泥漿泵泵泵送和車車輛運(yùn)輸輸兩種方方案進(jìn)行行集中棄棄置。泥水分離渣土場26

南京長江隧道指揮部4、同步注注漿施工工

盾構(gòu)掘進(jìn)施工同步注漿漿流程圖圖漿液配制制漿液指標(biāo)標(biāo)測試

ＮY

漿液攪拌拌移動(dòng)砂漿漿罐進(jìn)行行漿液運(yùn)運(yùn)輸固定砂漿漿罐攪拌拌存放砂漿壓注注注漿效果果監(jiān)測

結(jié)束二次注漿漿Y

N

漿液調(diào)配

漿液壓注及效果監(jiān)測

漿液運(yùn)輸及存放同步注漿漿液室內(nèi)試驗(yàn)

同步注漿漿液室內(nèi)試驗(yàn)同步注漿漿液室內(nèi)試驗(yàn)

同步注漿漿液現(xiàn)場試驗(yàn)全自動(dòng)漿液攪拌站移動(dòng)砂漿罐固定砂漿罐同步注漿效果監(jiān)測同步注漿泵注漿管盾尾同步注漿示意圖274、同步注注漿施工工

盾構(gòu)掘進(jìn)施工固結(jié)體強(qiáng)強(qiáng)度：28天抗壓強(qiáng)強(qiáng)度不小小于0.5MPa（大于強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)化巖巖天然抗抗壓強(qiáng)度度）；1）漿液配配制指標(biāo)標(biāo)漿液結(jié)石石率：>95%，即固結(jié)結(jié)收縮率率<5%；漿液塌落落度：18～22cm或22～26cm（根據(jù)不不同地層層調(diào)整選選?。?；；漿液擴(kuò)散散度：控控制在40～45cm；漿液穩(wěn)定定性：傾傾析率（（靜置沉沉淀后上上浮水體體積與總總體積之之比）小小于5%；比重：1920Kg/m3；284、同步注注漿施工工

盾構(gòu)掘進(jìn)施工同步注漿漿壓力最最小值=（注漿孔孔所在點(diǎn)點(diǎn)水土壓壓力+管道中的的壓力損損失）×0.75同步注漿漿壓力最最大值=（注漿孔孔所在點(diǎn)點(diǎn)水土壓壓力+管道中的的壓力損損失）×1.25123456注漿孔布置圖

◆本盾構(gòu)機(jī)機(jī)沿盾構(gòu)構(gòu)圓周共共設(shè)6根同步注注漿管，上部部為1、6號，中部部為2、5號，下部為3、4號；上中中下3排注漿管管的注漿壓力應(yīng)應(yīng)按照以以下公式式分別進(jìn)進(jìn)行計(jì)算算設(shè)定:其中：管管道中的的壓力損損失在盾盾構(gòu)機(jī)現(xiàn)現(xiàn)場組裝裝時(shí)通過過注漿試試驗(yàn)已現(xiàn)現(xiàn)場測定定；水土土壓力根根據(jù)實(shí)際際地質(zhì)情情況進(jìn)行行計(jì)算。。2）注漿壓壓力計(jì)算算294、同步注注漿施工工

盾構(gòu)掘進(jìn)施工每延米理論注漿漿量的應(yīng)應(yīng)為：Q=Л（D12－D22）/4＝10.64m3123456注漿孔布置圖

◆注漿量采采取理論論注漿量注漿壓力力雙重指標(biāo)標(biāo)控制:2）注漿量量計(jì)算21.3～13.420.2～22.319.2～21.316.0～19.213.8～16.0實(shí)際控制注漿量m3200～220190～210180～200150～180130～150充盈系數(shù)（％）粉細(xì)砂、礫砂及卵石層粉細(xì)砂與礫砂粉細(xì)砂淤泥質(zhì)黏土、粉細(xì)砂淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土

穿越地層名稱項(xiàng)目不同地層注漿量控制參數(shù)30

南京長江隧道指揮部4、同步注注漿施工工

盾構(gòu)掘進(jìn)施工3）壁后注注漿效果果監(jiān)測◆為了及時(shí)時(shí)地驗(yàn)證證注漿參參數(shù)的合合理性和和管片背背后填充充的密實(shí)實(shí)性，管管片環(huán)脫脫出盾尾尾且同步步注漿固固結(jié)超過過7天以上，，采用美美國GSSI公司生產(chǎn)產(chǎn)的Sir—3000型地質(zhì)雷雷達(dá)對成成型隧道道管片背背后同步步注漿效效果進(jìn)行行監(jiān)測，，通過對對LK3+642~+654段拱頂管管片的檢檢測顯示示，注漿漿填充密密實(shí)，無無空洞，，注漿參參數(shù)設(shè)定定合理；；否則及及時(shí)調(diào)整整前方注注漿參數(shù)數(shù)，同時(shí)時(shí)對后方方注漿不不密實(shí)部部位利用用管片預(yù)預(yù)留的二二次注漿漿孔采用用雙液注注漿方式式進(jìn)行二二次注漿漿加固。。壁后注漿效果監(jiān)測壁后注漿監(jiān)測效果31管片防水水條粘貼貼管片裝車車及運(yùn)輸輸喂片機(jī)傳傳遞管片片管片拼裝裝及量測測

結(jié)束管片連接接緊固管片拼裝裝流程圖圖

管片運(yùn)輸

管片拼裝管片拼裝裝機(jī)吸附附管片

南京長江隧道指揮部5、管片拼拼裝

盾構(gòu)掘進(jìn)施工管片制作作管片性能能試驗(yàn)

ＮY

管片養(yǎng)護(hù)護(hù)及存放放

管片制作及存放◆本隧道全全線采用用左（Z）、右（（Y）環(huán)通用用楔形環(huán)環(huán)管片，，1/3錯(cuò)縫拼裝裝方式，，管片設(shè)設(shè)計(jì)最大大楔形量量48mm，管片拼拼裝流程程如下：：管片制作管片養(yǎng)護(hù)及存放管片防水條粘貼管片裝車及運(yùn)輸喂片機(jī)傳輸管片管片拼裝機(jī)吸附管片管片拼裝及量測管片運(yùn)輸管片檢漏試驗(yàn)管片三環(huán)拼裝試驗(yàn)管片連接緊固325、管片拼拼裝

盾構(gòu)掘進(jìn)施工★管片拼裝技術(shù)術(shù)要點(diǎn)：（1）在進(jìn)行線路路擬合及施工工糾偏時(shí)，后后續(xù)環(huán)可在Y、Z型兩種類型中中選擇，在保保證線路中心心偏差滿足要要求的情況下下，盡量選擇擇封頂塊位于于隧道上半部部的安全拼裝裝組合。（2）直線環(huán)宜采采用Z—Y組合方式進(jìn)行行，且封頂塊塊位于隧道上上半部分的工工況拼裝，在在滿足施工誤誤差和線路擬擬和誤差精度度的前提下，，宜盡量采用用封頂塊位于于隧道豎直中中心線左右30度附近的位置置拼裝。（3）管片安裝時(shí)時(shí)必須從隧道道底部開始，，然后依次安安裝相鄰塊，，最后安裝封封頂塊。每安安裝一塊管片片，需嚴(yán)格測測量管片縱環(huán)環(huán)縫安裝誤差差不大于1mm，檢查管片防防水條是否密密貼，定位銷銷是否就位，，并立即將管管片縱環(huán)向連連接螺栓插入入緊固。（4）管片安裝完完后，當(dāng)管片片環(huán)被完全推推到盾尾密封封位置時(shí)進(jìn)行行第二次緊固固，完全脫離離盾尾后再對對管片連接螺螺栓進(jìn)行第三三次緊固。（5）安裝管片時(shí)時(shí)采取有效措措施避免損壞壞防水密封條條，并應(yīng)保證證管片拼裝質(zhì)質(zhì)量，減少錯(cuò)錯(cuò)臺(tái)，保證其其密封止水效效果。33

南京長江隧道指揮部6、中箱涵施工工

盾構(gòu)掘進(jìn)施工箱涵制作箱涵養(yǎng)護(hù)及存存放箱涵運(yùn)輸箱涵起吊安裝裝

結(jié)束箱涵連接中箱涵拼裝流流程圖◆中間箱涵由專專用運(yùn)輸車運(yùn)運(yùn)至工作面后后，利用盾構(gòu)構(gòu)后配套箱涵涵吊機(jī)吊起，，運(yùn)至前方作作業(yè)面，由專專用的箱涵吊吊裝夾具完成成拼裝就位，，工藝流程如如下：箱涵制作箱涵存放箱涵起吊箱涵安裝箱涵連接346、中箱涵施工工

盾構(gòu)掘進(jìn)施工（1）安裝時(shí)，中間間箱涵頂面與與圓形隧道結(jié)結(jié)構(gòu)水平軸線線距離、中箱箱涵豎直軸線線與圓形隧道道結(jié)構(gòu)豎直軸軸線距離偏差差需控制在±10mm之內(nèi)。（2）中箱涵與管管片環(huán)應(yīng)一一一對應(yīng)，不宜宜跨縫拼裝，，如出現(xiàn)則通通過較寬管片片環(huán)位置進(jìn)行行調(diào)整。由跨跨縫拼裝造成成的高差，需需用高標(biāo)號砂砂漿找平。（3）平、豎曲線線段中箱涵拼拼裝時(shí)，可通通過在中箱涵涵位于曲線外外側(cè)長邊部位位粘貼薄板（（如丁晴軟木木膠板）的方方式調(diào)整間隙隙，以實(shí)現(xiàn)對對曲線半徑的的擬合?！镏邢浜┕ぜ技夹g(shù)要點(diǎn)：35四、盾構(gòu)接收施工