金金區(qū)間始發(fā)、掘進(jìn)、到達(dá)方案

福州地鐵5號(hào)線土建2標(biāo)1工區(qū)金?金區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)、掘進(jìn)、到達(dá)安全專項(xiàng)施工方案

m區(qū)由用」

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額目錄

一、編制依據(jù)................................................................1

二、編制目的................................................................1

三、適用范圍................................................................2

四、定義....................................................................2

4.1反力架/始發(fā)托架.......................................................2

4.2負(fù)環(huán)管片.............................................................2

五、工程概況................................................................2

5.1工程簡(jiǎn)介.............................................................2

5.2工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況................................................3

5.2.1地形地貌..........................................................3

5.2.2線形線路..........................................................3

5.2.3工程地質(zhì).........................................................3

5.2.4水文地質(zhì).........................................................3

5.2.5主要不良地質(zhì).....................................................4

5.3區(qū)間環(huán)境情況..........................................................5

六、盾構(gòu)始發(fā)難點(diǎn)、到達(dá)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施........................................6

6.1盾構(gòu)始發(fā)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施...............................................6

6.2盾構(gòu)到達(dá)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施...............................................11

6.2.1破除端頭墻時(shí)出現(xiàn)涌水.............................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

6.2.2管片上浮及側(cè)移...................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

6.2.3盾構(gòu)前進(jìn)反力不足，易導(dǎo)致管片接縫漏水.............錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

6.2.4到達(dá)時(shí)盾構(gòu)機(jī)卡殼................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

6.2.5推進(jìn)時(shí)管片出現(xiàn)左右搭擺、下沉現(xiàn)象................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

七、盾構(gòu)機(jī)性能參數(shù).........................................................12

7.1盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)結(jié)構(gòu).......................................................12

7.2盾構(gòu)機(jī)主要性能參數(shù)...................................................14

八、盾構(gòu)始發(fā)準(zhǔn)備..........................................................18

8.1技術(shù)準(zhǔn)備.............................................................26

8.2人員準(zhǔn)備.............................................................26

8.3設(shè)備準(zhǔn)備.............................................................26

8.4材料準(zhǔn)備.............................................................26

8.5作業(yè)條件準(zhǔn)備.........................................................27

8.6到達(dá)前準(zhǔn)備...........................................................27

8.7物資材料準(zhǔn)備.........................................................27

8.8場(chǎng)地準(zhǔn)備.............................................................29

8.8.1工作井及出土口..................................................29

1

8.8.2施工道路和場(chǎng)地硬化...............................................29

8.8.3生產(chǎn)施工、辦公用房..............................................30

8.8.4龍門吊...........................................................30

8.8.5漿液攪拌站.......................................................30

8.8.6渣土池...........................................................30

8.8.7排水系統(tǒng).........................................................30

8.8.8沉淀池...........................................................30

8.8.9管片及其他材料堆場(chǎng)...............................................31

8.8.10施工現(xiàn)場(chǎng)道路....................................................31

8.8.11其他............................................................31

8.8.12供水、排水設(shè)置..................................................32

8.9盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)模式...................................................32

8.9.1盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)...................................................32

8.9.2初始掘進(jìn)前的準(zhǔn)備工作的確認(rèn)......................................32

8.9.3始發(fā)掘進(jìn)階段的掘進(jìn)程序...........................................33

8.9.4盾構(gòu)掘進(jìn)其他主要參數(shù)控制.........................................35

8.10盾構(gòu)機(jī)到達(dá)掘進(jìn)模式................................................36

8.10.1掘進(jìn)速度控制.................................................36

8.10.2注漿控制.....................................................36

8.10.3盾構(gòu)姿態(tài)控制...................................................36

8.10.4測(cè)量控制.....................................................37

8.10.5洞門監(jiān)測(cè).....................................................37

九、盾構(gòu)始發(fā)方案...........................................................38

9.1施工工藝流程.........................................................38

9.2盾構(gòu)始發(fā)施工順序.....................................................38

9.3盾構(gòu)始發(fā)施工流程.....................................................38

9.4盾構(gòu)始發(fā)端頭加固...................................................39

9.4.1水平探孔與降水實(shí)驗(yàn)...............................................41

9.5始發(fā)架定位...........................................................42

9.5.1始發(fā)托架和反力架安裝順序..........................................43

9.6盾構(gòu)機(jī)下井組裝調(diào)試..................................................43

9.7反力架安裝、反支撐...................................................43

9.8洞門防水裝置安裝.....................................................45

9.8.1洞門鑿除施工方法.................................................45

9.8.2密封、防水裝置...................................................48

9.8.3安裝順序.........................................................49

9.8.4安裝注意事項(xiàng).....................................................49

9.8.5導(dǎo)向鋼軌施工.....................................................50

9.9負(fù)環(huán)管片拼裝.........................................................50

9.9.1負(fù)環(huán)管片加固方案.................................................50

9.9.2拼裝點(diǎn)位及類型...................................................51

9.9.3支撐墊塊的加設(shè)...................................................51

9.9.4-8環(huán)管片的定位..................................................51

9.9.5鄰接塊的安裝.....................................................51

9.9.6負(fù)環(huán)管片的螺栓與防水材料.........................................51

9.10軌道鋪設(shè)............................................................51

9.10.1站臺(tái)內(nèi)軌線鋪設(shè)..................................................51

9.10.2入洞后軌線鋪設(shè)..................................................52

9.11始發(fā)掘進(jìn)與注漿......................................................55

9.11.1始發(fā)段掘進(jìn)......................................................55

9.11.2始發(fā)段注漿......................................................55

9.12施工運(yùn)輸............................................................53

9.13隧道通風(fēng)............................................................79

9.14管線布置............................................................79

9.15負(fù)環(huán)管片及反力架拆除................................................74

9.15.1負(fù)環(huán)管片拆除方案................................................74

9.15.2負(fù)環(huán)管片、始發(fā)托架及反力架拆除步驟..............................74

9.16始發(fā)掘進(jìn)技術(shù)要點(diǎn)....................................................56

9.16.1防止盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)措施...............................................57

9.17盾構(gòu)試掘進(jìn)控制要點(diǎn).................................................57

9.17.1開(kāi)挖面的土壓力管理.............................................57

9.17.2切削土量的管理..................................................57

9.17.3推進(jìn)速度與推力..................................................58

9.17.4盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制要點(diǎn)..............................................58

9.17.5管片拼裝的質(zhì)量控制..............................................58

9.17.6同步注漿.......................................................59

9.17.7始發(fā)段渣土改良.................................................59

十、盾構(gòu)機(jī)到達(dá)施工方案.....................................................60

10.1施工流程...........................................................91

10.2施工準(zhǔn)備...........................................................91

10.3施工計(jì)劃...........................................................92

10.4安裝接收托架.......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.5洞門密封安裝.......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.6到達(dá)段掘進(jìn)施工.....................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.7盾構(gòu)到達(dá)段掘進(jìn)施工.................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.7.1刀盤(pán)破除洞門....................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.7.2盾構(gòu)到達(dá)段管片拼裝、復(fù)緊螺栓....................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.8到達(dá)時(shí)同步注漿.....................................................102

10.9到達(dá)洞門二次注漿.................................................102

10.10盾構(gòu)機(jī)到達(dá)........................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.11盾構(gòu)機(jī)接收........................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.12盾構(gòu)到達(dá)控制要點(diǎn).................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.12.1盾構(gòu)到達(dá)區(qū)域土體加固..........................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.12.2盾構(gòu)接收基座設(shè)置..............................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.12.3到達(dá)前盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)控............................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.12.4洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除（到達(dá)側(cè)）......................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

10.12.5盾構(gòu)接收觀察..................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

十一、資源配置............................................................103

11.1勞動(dòng)力組織.........................................................103

11.2設(shè)備、材料配置.....................................................104

11.3施工計(jì)劃...........................................................106

十二、監(jiān)控量測(cè)............................................................106

12.1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目...........................................................106

12.2監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)......................................................107

12.3監(jiān)測(cè)要求..........................................................108

12.4反力架變形監(jiān)測(cè)....................................................109

十三、安全保證措施........................................................109

13.1安全保證體系.......................................................109

13.2安全責(zé)任制度....................................................110

13.3安全技術(shù)措施.....................................................111

13.4施工機(jī)械安全控制措施...............................................112

13.5吊裝安全控制措施...............................................112

13.6用電安全控制措施..............................................113

13.7防臺(tái)風(fēng)安全控制措施...............................................114

十四、質(zhì)量保證措施........................................................115

14.1質(zhì)量保證制度.......................................................115

14.2質(zhì)量保證技術(shù)措施..................................................115

14.3管片質(zhì)量保護(hù)措施................................................116

14.4防水質(zhì)量控制措施................................................117

十五、文明施工、環(huán)境保護(hù)及職業(yè)健康保證措施...............................117

15.1文明施工、環(huán)境保護(hù)保證措施.......................................117

15.2職業(yè)健康保證措施..................................................117

十六、夜間施工措施.......................................................118

16.1夜間施工的安全管理與控制...........................................118

16.1.1夜間施工照明...................................................118

16.1.2夜間施工安全注意事項(xiàng)...........................................118

16.1.3高空作業(yè)其它要求...............................................118

16.1.4夜間施工安全用電..............................................119

16.2夜間施工安全保證措施...............................................120

16.2.1夜間工程施工使用的機(jī)械設(shè)備....................................120

16.2.2夜間施工機(jī)械設(shè)備總體安全要求..................................120

16.2.3各種機(jī)械設(shè)備的安全操作規(guī)程....................................121

16.3夜間施工質(zhì)量安全保證措施...........................................121

16.3.1基本原則.....................................................121

16.4噪聲監(jiān)督控制措施..................................................122

十七、應(yīng)急預(yù)案............................................................123

17.1應(yīng)急處置基本原則..................................................123

17.2組織機(jī)構(gòu)...........................................................124

17.3預(yù)防及預(yù)警.........................................................126

17.4信息報(bào)告程序.......................................................126

17.5應(yīng)急措施...........................................................127

17.5.1地面突陷應(yīng)急措施...............................................127

17.5.2始發(fā)掘進(jìn)時(shí)引起盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)變化大應(yīng)急.............................127

17.5.3盾構(gòu)到達(dá)時(shí)，端頭墻的“防塌”措施...............................127

17.5.4到達(dá)段滲漏水較大，防水堵漏困難應(yīng)急措施..........................127

17.5.5始發(fā)、到達(dá)段涌水、涌砂應(yīng)急措施................................128

17.5.6洞門破除涌水、涌砂應(yīng)急措施.....................................129

17.5.7火災(zāi)事故應(yīng)急措施................................................129

17.5.8觸電事故應(yīng)急措施...............................................130

17.5.9盾構(gòu)機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)停機(jī)措施..................................130

17.5.10注漿系統(tǒng)故障措施..............................................131

17.5.11推進(jìn)系統(tǒng)故障措施..............................................131

17.5.12電瓶車放溜車措施.............................................131

17.6應(yīng)急演練...........................................................132

17.7應(yīng)急物資...........................................................132

17.8恢復(fù)生產(chǎn)及應(yīng)急搶險(xiǎn)總結(jié)............................................133

17.9預(yù)案修訂與完善....................................................134

17.10應(yīng)急救援可用資源及線路............................................134

福州地鐵5號(hào)線土建2標(biāo)1工區(qū)金?金區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)、掘進(jìn)、到達(dá)安全專項(xiàng)施工方案

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【金環(huán)路站?金山站】盾構(gòu)區(qū)間始發(fā)、掘進(jìn)、到達(dá)方案

一、編制依據(jù)

(1)《盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范》(GB50446-2017)；

(2)《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(2003年版GB50299-1999)；

(3)《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》(GB50307-2012)；

(4)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2012)；

(5)《建筑工程安全施工手冊(cè)》；

(6)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157-2013)；

(7)《城市軌道交通設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50490.2009；

(8)《城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范》(GB50308—2017)

(9)《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》(GB/T12897—2006)；

(10)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)

(11)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》(GB50661-2011)

(12)《金?金區(qū)間盾構(gòu)掘進(jìn)方案》；

(13)《端頭加固專項(xiàng)施工方案》；

(14)福州市軌道交通5號(hào)線【金環(huán)路站?金山站區(qū)間】土建工程的投標(biāo)文件；

(15)福州市軌道交通5號(hào)線【金環(huán)路站?金山站區(qū)間】詳細(xì)勘察報(bào)告；

(16)福州市軌道交通5號(hào)線工程【金環(huán)路站】主體結(jié)構(gòu)施工圖紙；

(17)福州市軌道交通5號(hào)線【金環(huán)路站?金山站區(qū)間】施工圖紙；

(18)國(guó)家、福建省、福州市其他現(xiàn)行有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范、以及環(huán)境保護(hù)、

水土保持、職業(yè)健康方面的政策和法規(guī)；

(19)我單位投入本工程的機(jī)械設(shè)備與人力資源及可調(diào)用到本工程的其他各類資源；

(20)我單位既有施工能力、技術(shù)水平以及從事同類或類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)

二、編制目的

(1)規(guī)范操作程序，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，確保盾構(gòu)始發(fā)的順利、安全；

(2)為盾構(gòu)施工提供可行性施工經(jīng)驗(yàn)；

(3)確保盾構(gòu)施工工期的要求。

1

三、適用范圍

福州地鐵5號(hào)線1工區(qū)【金環(huán)路站?金山站】左右雙線盾構(gòu)區(qū)間金環(huán)路站盾構(gòu)始發(fā)施

工，金金區(qū)間掘進(jìn)施工，金山站接收施工。

四、定義

4.1反力架/始發(fā)托架

反力架是為盾構(gòu)始發(fā)提供推進(jìn)反力的鋼架結(jié)構(gòu)。

始發(fā)托架是支撐盾構(gòu)機(jī)并使盾構(gòu)機(jī)沿其軌道向前推進(jìn)的鋼架結(jié)構(gòu)，包括兩側(cè)支撐盾構(gòu)

（或管片）的三角支撐架。

4.2負(fù)環(huán)管片

負(fù)環(huán)管片是安裝在盾構(gòu)井內(nèi)，支撐于反力架上的鋼筋混凝土管片，為盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)提

供反推力。

負(fù)環(huán)管片中部分位于盾構(gòu)井內(nèi)、部分位于洞門圈內(nèi)的管片稱為0環(huán)管片。

五、工程概況

5.1工程簡(jiǎn)介

金環(huán)路站?金山站區(qū)間線路大致呈南-北走向，金山站?金環(huán)路站區(qū)間起點(diǎn)設(shè)計(jì)里程

為右（左）DK21+025.210?右（左）DK21+955.765,右線長(zhǎng)930.555m,左線長(zhǎng)913.706m

（短鏈16.849m）,總長(zhǎng)度1844.261m。設(shè)一處聯(lián)絡(luò)通道,中心里程為延DK21+471.288。

金金盾構(gòu)區(qū)間隧道主要下穿0+486.69金洲南路小橋、金洲南路（K0+589.23）橋，側(cè)

穿閩江村民房（已拆除）、盧濱路2+619橋，線路縱斷面大體呈“V”字坡。隧道覆土約

11m?19m,始發(fā)端頭處覆土約11m。區(qū)間隧道主要穿越地層為淤泥質(zhì)土、含泥粉中砂、

粉質(zhì)粘土及淤泥夾砂。

金環(huán)路站?金山站區(qū)間計(jì)劃使用兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)分別用于左右線施工。其中右線使用海瑞

克S812號(hào)土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)，左線使用鐵建DZ377號(hào)土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)。鑒于左右線地

層環(huán)境及外部條件基本一致，此方案同時(shí)適用于兩臺(tái)盾構(gòu)始發(fā)、掘進(jìn)、到達(dá)施工過(guò)程。

按照施工總體計(jì)劃，兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)均由金環(huán)路站始發(fā)、金山站接收。

2

起點(diǎn)里程聯(lián)絡(luò)通道中心里程終點(diǎn)里程

DK21+955765DK21+471.288DK21+025,210

W臺(tái)府構(gòu)始發(fā)首臺(tái)盾構(gòu)桂牧

O,

金環(huán)路站1r金山站

O一舉左線）■

第二臺(tái)盾構(gòu)始發(fā)按250m/月速度掘進(jìn)第二臺(tái)盾構(gòu)在位

。嬸哀井■禁收井-------榭進(jìn)方向

圖5-1金?金區(qū)間始發(fā)、到達(dá)簡(jiǎn)圖

5.2工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況

5.2.1地形地貌

福州地鐵5號(hào)線金環(huán)路站?金山站區(qū)間所在區(qū)域地貌為閩江下游沖淤積平原地貌，沿

線場(chǎng)地現(xiàn)狀主要為道路、住宅小區(qū)，現(xiàn)狀地勢(shì)總體較平坦，局部略有起伏，沿線的地貌單

元以人工填土層及海積層單元為主，區(qū)間需側(cè)穿金州南路（K0+589.23）復(fù)建橋樁基、盧

濱路2+619橋樁基及閩江村民房，下穿0+486.69金州南路小橋。

金洲南路為市政道路，管線較多，含有電力、電信、燃?xì)?、光纜、污水、雨水、給水,

地下管線條件復(fù)雜，部分管線橫跨金洲南路，位于隧道的正上方。區(qū)間隧道現(xiàn)狀地勢(shì)總

體較平坦，局部略有起伏。

5.2.2線形線路

金環(huán)路站~金山路站盾構(gòu)區(qū)間線路整體主要位于金洲南路下方。區(qū)間線路整體為平曲

線，最小半徑為600m。

5.2.3工程地質(zhì)

盾構(gòu)始發(fā)端里程為DK21+955.765,隧道埋深為11m,左右線隧道上覆土為vl?2＞雜填

土、粉質(zhì)黏土、＜2-4-4＞淤泥夾砂、＜2-5＞（含泥）中砂、＜3-4-2＞淤泥質(zhì)土，隧道主

要穿越＜2-5＞（含泥）中砂地層，具體情況見(jiàn)下圖5-2-lo

盾構(gòu)到達(dá)端里程為DK21+025.2103,隧道埋深為16.5m,左右線隧道上覆土為＜1-2＞

3

雜填土、＜2?4?4＞淤泥夾砂、＜2?5＞（含泥）中砂，隧道主要穿越＜244＞淤泥夾砂、＜2?5＞（含

泥）中砂及＜3-4-2＞淤泥質(zhì)土地層，具體情況見(jiàn)下圖5-2-2。

圖5?2?2金?金區(qū)間左、右線到達(dá)斷面圖

5.2.4水文地質(zhì)

本區(qū)間的地下水按埋藏條件包含上層滯水和承壓水兩種類型。其中承壓水按賦存介質(zhì)

乂可分為孔隙承壓水和基巖風(fēng)化層孔隙承壓水。

（1）上層滯水

第四系表層的人工填土＜1-2〉雜填土、＜卜4＞填砂和＜1-5＞填塊石中地下水主要為上層

滯水，其透水性一般，填土層由于物質(zhì)組成變化較大，滲透性變化大，當(dāng)填土層以碎塊石

為主時(shí)，富水性、滲透性較好；當(dāng)填土成分主要為黏性土混少量碎石時(shí)，富水性、透水性

及滲透性相對(duì)較差。上層滯水的水位和水量隨季節(jié)變化較大，雨季上層滯水水量較豐富,

枯季水量變小。該層與地表水水力聯(lián)系密切，對(duì)工程和環(huán)境的影響一般。

（2）孔隙承壓水

根據(jù)資料，孔隙承壓水主要包括兩層：孔隙承壓水層組1：賦存于＜2-4-3＞淤泥粉細(xì)

砂交互層和＜2-5＞（含泥）中砂中，主要分布在隧道上方和洞身范闈。孔隙承壓水層組2：

賦存于＜3-2＞（泥質(zhì)）粉砂、＜3-3＞（含泥）中砂、＜4-2＞（含泥）中砂和＜4-8＞（含泥）卵石中，

主要分布于隧道洞身范圍和隧道下方。

各含水層的含水性能與砂的形狀、大小、顆粒級(jí)配及黏粒含量等有密切關(guān)系，孔隙承

壓水1和2屬中等?強(qiáng)透水層;＜2-4-4＞淤泥夾砂和＜3-5-1＞淤泥夾砂中也賦存少量承壓水,

其豎向透水性較差，局部水平透水性較強(qiáng)，屬弱透水層?？紫冻袎核俸涂紫冻袎核谥?/p>

間一般存在隔水層＜2-4-2＞淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、＜3-4-2＞淤泥質(zhì)土或弱透水層

＜2-4-4＞淤泥夾砂或＜3-5-1＞淤泥夾砂，在靠近金環(huán)站端頭處局部由于隔水層的缺失，兩含

水層組互相聯(lián)通，存在直接水力聯(lián)系。根據(jù)本勘的鉆探資料，孔隙承壓水層組1與洋洽河

之間存在厚約2~3m的弱透水層淤泥質(zhì)土和＜2-4-4＞淤泥夾砂層，孔隙承壓水層組

4

1和2與地表水聯(lián)系較弱。

（3）基巖風(fēng)化層孔隙承壓水

基巖風(fēng)化層孔隙承壓水主要賦存于深部風(fēng)化帶＜6-1＞全風(fēng)化花崗巖和強(qiáng)風(fēng)化

花崗巖（砂土狀）中。其含水性能與以上各地層中砂的形狀、大小、顆粒級(jí)配及黏粒含量,

以及母巖的原生、次生節(jié)理裂隙等有密切關(guān)系?；鶐r風(fēng)化層孔隙承壓水與孔隙承壓水層組

2直接相鄰，存在直接的水力聯(lián)系，水位相同。本工點(diǎn)的基巖風(fēng)化層孔隙承壓水埋藏較大,

含水量一般，對(duì)本工程影響相對(duì)較小。

5.2.5主要不良地質(zhì)

淤泥夾砂：沿線路不連續(xù)?零散的分布。飽和，流塑?軟塑狀態(tài)。該層具高含水量,

觸變性較高，壓縮性高，強(qiáng)度低，自穩(wěn)能力差的特征，其主要工程地質(zhì)問(wèn)題是強(qiáng)度低，且

在擾動(dòng)后強(qiáng)度大大降低，會(huì)帶來(lái)較大的工后附加沉降問(wèn)題。另外，根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)

范》（GB50021-2001,2009年版）相關(guān)條文分析，因軟土承載力特征值低（小于80kPa）,具

有震陷的可能，因此，施工時(shí)應(yīng)盡量避免對(duì)淤泥的擾動(dòng)，并應(yīng)進(jìn)行地基處理。

淤泥質(zhì)土：該層在場(chǎng)地范圍內(nèi)普遍存，多以透鏡狀分布于粘土層、砂層上部或中部,

濕?飽和，軟塑?可塑，局部流塑，局部含有少量砂礫，具中一高壓縮性，其強(qiáng)度較淤泥

高，一般不存在震陷的可能，但其強(qiáng)度與其它圍巖相比仍較低，自穩(wěn)能力仍很差，在橫向

與縱向上對(duì)巖土層的均一性有一定的影響。

粉質(zhì)粘土：區(qū)間內(nèi)小段存在，呈黃褐色、灰黃色、灰色、等，可塑為主，濕，含鐵鎰

結(jié)核等氧化物，局部夾少量碎石，捻面較光滑，有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度與韌性中等,

粘性一般。本層不連續(xù)分布，厚薄變化大。

5.3區(qū)間環(huán)境情況

金?金區(qū)間線路大致呈南-北走向，起點(diǎn)金環(huán)路站至終點(diǎn)金山站,隧道主要在金洲南路

下方，主要下穿0+486.69金洲南路小橋、金洲南路（K0+589.23）橋，側(cè)穿閩江村民房（已

拆除）、盧濱路2+619橋，線路縱斷面大體呈“V”字坡。金洲南路為雙向六車道，車流

繁忙。道路兩側(cè)主要為摘仙苑住宅小區(qū)、中庚城住宅小區(qū)、下道村民房、閩江村民房和基

建工地等。金洲南路為市政道路，管線較多，含有電力、電信、燃?xì)狻⒐饫|、污水、雨水、

給水，地下管線條件復(fù)雜，部分管線橫跨金洲南路，位于隧道的王上方。區(qū)間隧道現(xiàn)狀地

勢(shì)總體較平坦，局部略有起伏。

5

圖5-3-1金環(huán)路站?金山站區(qū)間隧道地理位置示意圖

金環(huán)路站為地下兩層單柱兩跨矩形框剪結(jié)構(gòu)，采用島式站臺(tái)，采用明挖順作法施工。

始發(fā)井井口尺寸長(zhǎng)寬7.5m。

六、盾構(gòu)始發(fā)難點(diǎn)、到達(dá)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

6.1盾構(gòu)始發(fā)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

（1）始發(fā)端頭中粗砂地層易發(fā)生涌砂。

（2）盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)較難控制，容易造成隧道軸線偏移。

針對(duì)以上問(wèn)題，我部在掘進(jìn)軟土地層時(shí)采取以下控制措施：

①盾構(gòu)始發(fā)到達(dá)前，對(duì)端頭進(jìn)行攪拌橋+高壓旋噴樁進(jìn)行加固處理，保訐進(jìn)洞安全施

工，在端頭地層加固施工完成之后，對(duì)加固區(qū)域進(jìn)行垂直取芯以及在洞門處均勻布置9

個(gè)水平探孔，用以檢測(cè)加固效果。如有問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充加固，確保盾構(gòu)進(jìn)、出洞的安全。

②充分注意防止洞門密封泄漏

做好洞口防水密封，盾構(gòu)進(jìn)出洞時(shí)，預(yù)先安裝洞門圈預(yù)埋鋼環(huán)，簾布橡膠板以及折葉

式壓板等洞門密封裝置并確保其能有效使用。

③采用土壓平衡模式掘進(jìn)，控制始發(fā)段的軟土地層的沉降，必要時(shí)注泡沫或膨潤(rùn)土對(duì)

楂土改良。

④掘進(jìn)過(guò)程中要嚴(yán)格控制每環(huán)的出土量，同時(shí)必須保證砂漿的注入量。在出土量正常

的情況下，如果出現(xiàn)同步注漿的砂漿進(jìn)入土倉(cāng)中而不能保證注漿量的情況時(shí)，就及時(shí)通過(guò)

6

脫出盾尾的管片的吊裝孔進(jìn)行補(bǔ)充注漿，保證注漿量，確保開(kāi)挖面與管片之間的間隙能及

時(shí)得到填充，避免地面沉降及管片產(chǎn)生開(kāi)裂、崩角、滲漏水等質(zhì)量問(wèn)題。

⑤加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)線路和姿態(tài)控制，施工過(guò)程中密切注意測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)所

反映的情況及時(shí)調(diào)整各組千斤頂?shù)耐屏暗侗P(pán)轉(zhuǎn)速等掘進(jìn)參數(shù)，確保盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)在事前制

定的控制范圍內(nèi)變化。同時(shí)，施工中可采取正反向轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)措施對(duì)盾體的滾轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。

⑥噴涌原因分析

始發(fā)段屬于砂層，地下水豐富水含量大，土層穩(wěn)定性差，為防止地面沉降，都需土倉(cāng)

保壓推進(jìn)。土倉(cāng)壓力大，倉(cāng)內(nèi)土體改良效果差，在倉(cāng)內(nèi)形成泥漿，掘進(jìn)時(shí)大量水進(jìn)入土倉(cāng),

在倉(cāng)內(nèi)經(jīng)過(guò)攪拌就會(huì)形成水、渣離析的情況，當(dāng)螺旋機(jī)排土?xí)r，大量的泥水將會(huì)從螺旋機(jī)

噴涌而出。這種渣土和泥水無(wú)法通過(guò)皮帶機(jī)輸送，將大量流入隧道底部，而且由于螺旋機(jī)

排土不暢，掘進(jìn)速度會(huì)明顯降低，土壓難以控制，往往忽高忽低，進(jìn)一步擾動(dòng)前方土體,

形成惡性循環(huán)，大大影響了施工效率。

防噴涌措施

渣土改良是防止噴涌的關(guān)鍵°通過(guò)渣土改良降低土倉(cāng)內(nèi)水含量，渣土在膨潤(rùn)土漿液和

高分子聚合物的吸附和隔離作用下變得粘稠不易離析沉淀，不會(huì)砂水分離，螺旋機(jī)排土?xí)r

便會(huì)均勻流暢。

合理設(shè)置土壓力值。掘進(jìn)過(guò)程中，根據(jù)螺旋機(jī)實(shí)際壓力、刀盤(pán)扭矩和千斤頂總推力及

時(shí)調(diào)整設(shè)定土壓力，使土倉(cāng)壓力略高于水壓，確保正面的土壓保存平衡，嚴(yán)格控制出土數(shù)

量，防止超挖和欠挖。

合理調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)。盾構(gòu)機(jī)操作人員主要通過(guò)對(duì)推力及出渣速度的控制，盡量維持土

倉(cāng)壓力的穩(wěn)定，降低噴涌風(fēng)險(xiǎn)。

6.2盾構(gòu)掘進(jìn)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

6.2.1盾構(gòu)穿越建（構(gòu)）建物

金?金區(qū)間盾構(gòu)需下穿0+486.69金洲南路小橋、金洲南路1K0+589.23）橋，側(cè)穿盧

濱路2+619橋，具體情況見(jiàn)下表：

表6-2-1盾構(gòu)穿越建（構(gòu)）筑物情況表

編與區(qū)間最小使用現(xiàn)產(chǎn)權(quán)人或管理備

名稱地理位置調(diào)查日期

號(hào)凈距狀單位注

10+486.69金洲南路金金區(qū)間13.97m使用宏潤(rùn)建設(shè)集團(tuán)2018.10.10

7

小橋上方

金金區(qū)間

2洋洽河駁岸擋墻10.41m使用宏潤(rùn)建設(shè)集團(tuán)2018.10.10

左側(cè)

金洲南路金金區(qū)間

30.94m使用中國(guó)電建2018.10.10

（K0+589.23）橋樁基兩側(cè)

應(yīng)對(duì)措施:

（1）盾構(gòu)推進(jìn)前對(duì)線路的地質(zhì)、水文進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，結(jié)合我項(xiàng)目部在類似地層中掘

進(jìn)的施工經(jīng)驗(yàn)確定初始的推進(jìn)參數(shù)，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不斷的優(yōu)化推進(jìn)參數(shù)。

（2）對(duì)建（構(gòu)）筑物與隧道的相對(duì)位置關(guān)系作進(jìn)一步詳細(xì)勘測(cè)，了解其準(zhǔn)確位置關(guān)

系和附近土層的性質(zhì)。

（3）盾構(gòu)機(jī)下穿、側(cè)穿建（構(gòu)）筑物前，調(diào)整好盾構(gòu)姿態(tài)，加強(qiáng)出土量和軸線的控

制，盡量減少盾構(gòu)糾偏量以減小對(duì)周圍土體的擾動(dòng)。在掘進(jìn)過(guò)程中，確保盾構(gòu)姿態(tài)正確。

（4）對(duì)渣土進(jìn)行改良以形成良好的流塑性和較低的透水性，增強(qiáng)土壓平衡效果以穩(wěn)

定開(kāi)挖面，減少噴涌，控制地表沉降。

（5）根據(jù)出土情況嚴(yán)格控制同步注漿壓力和注漿量，確保管片與開(kāi)挖面之間空隙的

注漿效果，開(kāi)倉(cāng)換刀時(shí)，采用有效措施保持掌子面的穩(wěn)定，減小地表沉降。

（6）盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中加強(qiáng)盾尾密封油脂的注入，確保密封效果，防止地下水涌入，

有效控制地表沉降及隧道變形。

（7）加強(qiáng)對(duì)建（構(gòu)）筑物的變形、沉降監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋信息，調(diào)整施工參數(shù)，避免較

大變位。盾構(gòu)穿越后，監(jiān)測(cè)至沉降變形基本穩(wěn)定為止。

（8）在盾構(gòu)穿越后，對(duì)隧道周邊的土體進(jìn)行二次注漿加固。

（9）技術(shù)人員跟班作業(yè)，及時(shí)指導(dǎo)、校正掘進(jìn)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理、匯報(bào)。

6.2.2盾構(gòu)掘進(jìn)防止刀盤(pán)結(jié)泥餅

根據(jù)金?金區(qū)間工程地質(zhì)情況，盾構(gòu)隧道主要穿越淤泥質(zhì)土、淤泥夾砂、（含泥）中粉

砂、粉質(zhì)粘土、淤泥粉細(xì)砂交互層等軟弱地層時(shí)，盾構(gòu)切屑土體的粘度較高，在盾構(gòu)掘進(jìn)

過(guò)程中容易在刀盤(pán)上結(jié)成泥餅。

（1）防“泥餅”設(shè)計(jì)

針對(duì)本項(xiàng)目該區(qū)間及類似地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)了復(fù)合式刀盤(pán)。刀盤(pán)具有下列主要特征：

@4主梁4面板+4箱梁扭腿，結(jié)構(gòu)形式可以避免結(jié)泥餅，且在施工時(shí)攪拌扭矩較小;

②開(kāi)口率40%,開(kāi)挖直徑66480mm,刀盤(pán)重量約603開(kāi)口在整個(gè)盤(pán)面均勻分布，

利于渣土流動(dòng)及土壓傳遞更流暢，不易形成刀盤(pán)泥餅；

8

③在刀圈梁前后端面和外表面堆焊耐磨層，提高了刀盤(pán)的耐磨性能。

④基本配置如下：新制刀盤(pán)采用驅(qū)動(dòng)中心隔板封閉式，結(jié)構(gòu)重新制作，刀具重新配置。

刀盤(pán)環(huán)梁外焊接三道Hardox500板、保徑刀、大圓環(huán)保護(hù)刀。刀盤(pán)結(jié)構(gòu)總重約60T,刀盤(pán)

正面配置4把中心雙聯(lián)撕裂刀，32把可更換撕裂刀，36把切刀，g把邊刮刀，8把保徑刀，

1把硬質(zhì)合金仿形刀；刀盤(pán)背面焊接4條主動(dòng)攪拌棒；同時(shí)，渣土改良管路布置在箱梁外

側(cè)，便于維修，同時(shí)增加耐磨保護(hù)，增強(qiáng)耐磨性能；噴口同樣設(shè)置噴口保護(hù)塊，增強(qiáng)其使

用性能。

（2）粘性土地層的土體改良

在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，渣土改良是解決刀盤(pán)結(jié)泥餅和防止螺旋機(jī)噴涌的重要措施

A.渣土改良的目的

1）使開(kāi)挖下來(lái)的渣土具有良好的土壓平衡效果，有利于穩(wěn)定開(kāi)挖面，控制地表沉降。

2）提高渣土的不透水性，使渣土具有較好的止水性，從而控制地下水流失。

3）提高渣土的流動(dòng)性，利于螺旋機(jī)排土。

4）防止開(kāi)挖下來(lái)的渣土粘結(jié)刀盤(pán)而產(chǎn)生泥餅或堵倉(cāng)。

5）防止螺旋機(jī)排土?xí)r出現(xiàn)噴涌現(xiàn)象。

6）降低刀盤(pán)和螺旋機(jī)的扭矩，同時(shí)減小對(duì)刀盤(pán)、刀具和螺旋機(jī)的摩損，提盾構(gòu)的效

率。

B.盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性設(shè)計(jì)

泡沫裝置

泡沫裝置主要由活性劑泵、水泵、空壓機(jī)、泡沫發(fā)生器、管路及閥件等組成，安放在

后方臺(tái)車上。泡沫裝置首先按一定比例將活性劑和水分別由活性劑泵和水泵泵入泡沫發(fā)

生器，然后在在泡沫發(fā)生器中進(jìn)一步和壓縮空氣進(jìn)行混合生成泡沫，其中一部分通過(guò)五條

獨(dú)立的管道將泡沫經(jīng)過(guò)盾構(gòu)機(jī)前部的中心回轉(zhuǎn)接頭輸送到刀盤(pán),其余部則經(jīng)過(guò)各自的管道

進(jìn)入土倉(cāng)和螺旋輸送機(jī)對(duì)硝土進(jìn)行改良。

膨潤(rùn)土裝置

膨潤(rùn)土裝置主要由注漿泵、儲(chǔ)漿箱、管道、自動(dòng)閥門等組成。安放在后方臺(tái)車上。膨

泡土由膨潤(rùn).土泵泵出，經(jīng)管道通到前面的密封土倉(cāng)和螺旋輸送機(jī)內(nèi)，對(duì)硝土進(jìn)行改良。膨

潤(rùn)土的注入可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制和自動(dòng)控制。

土倉(cāng)壓力控制系統(tǒng)

土倉(cāng)壓力控制系統(tǒng)主要有土壓傳感器等元件組成。土壓傳感器安裝在土倉(cāng)里。土倉(cāng)里

9

面的土壓力通過(guò)傳感器反映到顯示屏上，操作人員通過(guò)觀察顯示屏了解土倉(cāng)里的壓力變

化，從而做出相應(yīng)的調(diào)整。

C.渣土改良劑的選擇

在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，向開(kāi)挖面、土倉(cāng)等處加注改良添加劑，其具體功能如下：①對(duì)于富

含水砂層，一方面止水，另一方面可以改善砂的和易性；②在砂性土和砂礫土地層中，可

以起到支撐作用而且可以改善土的流動(dòng)性；③在粘性土層，可以防止渣土附著刀盤(pán)和土倉(cāng)

室內(nèi)壁，另一方面，由于改良劑中的微細(xì)氣泡可以置換土顆粒中的孔隙水，因而可以達(dá)到

止水效果。

表6-2-2渣土改良劑的種類

高吸水性樹(shù)脂（爰合

膨澗土泡沫劑增粘劑

物）

PH值7?5~10.0PH值7.3~&0PH值7.5?10.0PH值7.5~10.0

特性

粘度：2~10Pa-s粘度:Q003?0.2Pa-s祜度，a7-2.0Pa-s粘度，0.5-15Pa-s

適用砂?砂（卵）礫石地

粘土?砂（卵）礫石地層固結(jié)粘土?砂磔地層粗土?怛砂地層

范圍層

在粘性軟土層有時(shí)會(huì)

制漿和輸送設(shè)備需輸送和使用便捷,消泡后停止開(kāi)挖時(shí)，有時(shí)會(huì)堵

特征因粘土變硬而出現(xiàn)堵

較大的空間遒土能恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)塞

塞

a）用漏斗法對(duì)土樣的粘度進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)粘度大于12s時(shí)應(yīng)注入泡沫劑和膨潤(rùn)土，以

改良渣土的合易性，每環(huán)泡沫劑的用量在40?601。調(diào)整泡沫劑、水、氣比例為:

（水97份+原液3份=1吩溶液；1份溶液+20份空氣=21泡沫）可根據(jù)渣土情況

進(jìn)行適當(dāng)動(dòng)態(tài)調(diào)整。

b）根據(jù)刀盤(pán)的扭矩,千斤頂?shù)捻斄σ约俺鐾恋那闆r三項(xiàng)參數(shù)來(lái)調(diào)整泡沫注入系統(tǒng)的

流量。必要時(shí)對(duì)螺旋輸送機(jī)內(nèi)加入泡沫,以增加渣