王范區(qū)間隧道掘進(jìn)方案

1、目 錄一、編制依據(jù)1二、工程概況12.1 工程設(shè)計(jì)概況12.2 工程水文地質(zhì)情況1三、盾構(gòu)機(jī)描述4四、盾構(gòu)掘進(jìn)施工64.1 掘進(jìn)模式的選擇64.2 渣土改良和管理94.3掘進(jìn)過程中姿態(tài)控制94.4 管片拼裝114.5 盾構(gòu)同步注漿164.6 二次注漿204.7 加強(qiáng)盾尾油脂壓注204.8 地層與建筑物隆降控制214.9 盾構(gòu)開倉換刀與刀具的檢查22五、隧道通風(fēng)255.1 通風(fēng)計(jì)算參數(shù)265.2 風(fēng)管選擇265.3 主風(fēng)機(jī)選型265.4 二次風(fēng)機(jī)選型275.5 配電線路275.6 一次及二次風(fēng)機(jī)設(shè)備材料清單28六、安全保證體系及措施286.1 安全生產(chǎn)目標(biāo)286.2 安全組織機(jī)構(gòu)286.3 建立

2、健全項(xiàng)目部安全保證體系296.4 落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制29七、文明施工307.1文明施工目標(biāo)307.2 文明施工保證體系30中國中鐵一局集團(tuán)有限公司 第 32 頁 共 31 頁 武漢市軌道交通三號線土建工程第十標(biāo)段 王范區(qū)間盾構(gòu)掘進(jìn)方案王范區(qū)間隧道盾構(gòu)掘進(jìn)方案一、編制依據(jù)1.武漢市軌道交通三號線土建工程第十標(biāo)段王范區(qū)間施工藍(lán)圖；2.武漢市軌道交通三號線土建工程第十標(biāo)段王范區(qū)間巖土工程勘察報告；3. 武漢市軌道交通三號線土建工程第十標(biāo)段實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)；4.武漢市地鐵施工要求、規(guī)范及安全文明施工、環(huán)境保護(hù)、交通組織等方面的規(guī)定；5.地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范；二、工程概況2.1 工程設(shè)計(jì)概況本標(biāo)

3、段為武漢市軌道交通三號線第十標(biāo)段土建工程，包括王家墩中心站（不含）王家墩北站區(qū)間（簡稱王王區(qū)間）、王家墩北站、王家墩北站范湖站（不含）區(qū)間（簡稱王范區(qū)間）、范湖站（不含）菱角湖公園風(fēng)井（含風(fēng)井）區(qū)間（簡稱范菱區(qū)間），共1站3區(qū)間和1座風(fēng)井，五個子單位工程。具體如下表：王范區(qū)間里程范圍為CK16+660.298CK17+365.684，右線全長703.386m，左線全長708.835m；隧道埋深8.818.7m，最大線間距14m，區(qū)間共設(shè)2個半徑R=400m的曲線，最大縱坡為15.79，最小坡度為2。區(qū)間在右CK16+900.00里程處設(shè)置一個聯(lián)絡(luò)通道。區(qū)間隧道為外徑6m，內(nèi)徑5.4m，管片拼裝

4、襯砌的單洞圓形隧道，管片采用寬1500mm，厚300mm的通用楔形環(huán)，管片為砼C50，P12。本此掘進(jìn)采用兩臺海瑞克土壓平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工。盾構(gòu)機(jī)盾體外徑為6250mm，刀盤外徑6280mm，盾構(gòu)機(jī)盾體長7.91m，總長70.8m。2.2 工程水文地質(zhì)情況2.2.1 工程地質(zhì)情況王范區(qū)間隧道穿越的地層為(3-4) 粉質(zhì)粘土夾粉土、(3-5)粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂互層、（4-1）粉細(xì)砂層；底板位于(4-1)層，局部位于(3-5)層，地層比例見圖2.3-1。同時根據(jù)現(xiàn)有招標(biāo)資料來看（3-4）、（3-5）地層有可能含有可燃的有害氣體（瓦斯）。圖2.2.1-1 王范區(qū)間盾構(gòu)穿越土層比例圖本場地內(nèi)所涉及的

5、地層特征及分布見表2.2.1-1，場地土層的物理力學(xué)性質(zhì)見表2.2.1-23。表2.2.1-1 地層特征及分布表土層層號土層名稱土層描述(1-1)雜填土雜色，濕飽和，高壓縮性，由粘性土與磚塊、碎石、塊石、片石、爐渣等建筑及生活垃圾混合而成（局部地表有1530cm厚的砼地坪）。該層土結(jié)構(gòu)不均、土質(zhì)松散，層厚0.407.1m，I區(qū)普遍分布。(3-2)粘土褐黃色，稍濕，可塑狀態(tài)，中壓縮性，含氧化鐵，鐵錳質(zhì)結(jié)核及少量高嶺土，無搖振反應(yīng)，光滑，干強(qiáng)度高，韌性高。其厚度1.15.9m，埋深0.46.8m。(3-3)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土灰褐灰色，飽和，流塑狀態(tài)，高壓縮性，含有機(jī)質(zhì)、腐植物及少量云母片，無搖振反應(yīng)，

6、稍有光滑，干強(qiáng)度中等，韌性高。該層在一、二級階地過渡區(qū)（井南路以南一帶）厚度較大，最大厚度達(dá)27.9m。其一般厚度1.57.5m，埋深2.210.0m。(3-4)粉質(zhì)粘土夾粉土灰褐灰色，飽和，軟塑狀態(tài)，中高壓縮性，粉土呈稍密狀態(tài)，厚0.10.5m，含有機(jī)質(zhì)，腐植物。其厚度0.78.6m，埋深5.012.0m。此地層可能含有可燃的有害氣體（瓦斯）。(3-5)粉質(zhì)粘土與粉土、粉砂互層灰灰褐色，濕飽和，稍密狀態(tài)、粉質(zhì)粘土呈軟塑狀態(tài)，中高壓縮性?；訂螌雍穸?.10.5m，局部達(dá)1.02.0m，厚度2.39.5m，埋深6.717.0m。此地層可能含有可燃的有害氣體（瓦斯）。(4-1)粉細(xì)砂灰色青灰色，

7、飽和，稍密中密狀態(tài)，中壓縮性，含云母片、長石、石英等礦物，夾薄層粉質(zhì)粘土（呈軟塑狀態(tài)）透鐿體。其厚度3.514.3m，埋深10.822.8m。(4-2)細(xì)砂灰青灰色，飽和，中密狀態(tài)，中低壓縮性，含云母、長石、石英等礦物，夾粉土、粉質(zhì)粘土（局部呈透鏡體分布）。厚度6.231.7m，埋深21.032.6m。表2.2.1-2 巖土物理力學(xué)性質(zhì)表（一）地層代號巖土名稱標(biāo)貫或動探試驗(yàn)靜力觸探綜合取值基本承載力(kPa)(擊)(kPa)(MPa)Ps(MPa)(kPa)(MPa)(kPa)(MPa)(3-1)粘土0.7804.0934.0140(3-2)粘土4.91187.51.11105.51156.0

8、160(3-3)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土1.9503.50.45553.0553.080(3-4)粉質(zhì)粘土夾粉土5.9(3.7)85(95)5.0(5.0)1.6(0.7)102(80)7.0(4.0)854.5105(3-5)粉砂夾粉土9.914012.53.7(2.2)124(118)11.0(8.5)1208.5160(4-1)粉細(xì)砂16.718716.05.115213.015514.0150(4-1a)粉質(zhì)粘土0.75854.0854.0105(4-2)粉細(xì)砂27.123822.07.920819.021020.0200表2.2.1-3 巖土物理力學(xué)性質(zhì)表（二）地層代號及名稱天然重度r (kN

9、/m3)粘聚力C(kPa)內(nèi)摩擦角(度)水平滲透系數(shù)K（cm/s）(3-1)粘土18.41675.710-7(3-2)粘土18.622125.710-7(3-3)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土17.71154.410-7(3-4)粉質(zhì)粘土夾粉土17.914124.210-5(3-5)粉砂夾粉土17.910226.510-4(4-1)粉細(xì)砂18.90301.810-2(4-1a)粉質(zhì)粘土18.51577.210-6(4-2)細(xì)砂19.10339.610-32. 2.3 水文地質(zhì)條件本標(biāo)段沿線地下水主要類型有上層滯水、潛水及承壓水，上述幾類地下水中，以長江和漢江兩岸I級階地覆蓋層中孔隙承壓水對擬建工程的影響最為突

10、出。1、上部滯水主要分布于沿線人工填土層中或淺部暗埋原溝塘處，主要接受地表排水與大氣降水的補(bǔ)給，另外老城區(qū)中較早的污水管渠及供水管的滲漏亦是其重要的補(bǔ)給源，上層滯水因其含水層物質(zhì)成份、密實(shí)度、透水性、厚度等不均一性而導(dǎo)致水量大小不一，水位不連續(xù)，無統(tǒng)一自由水面等特征，勘察期間測得上層滯水水位埋深0.83.2m。2、潛水主要分為兩類：一類為長江、漢江兩岸漫灘或一級階地上淺部的粉土、砂土層中，主要接受地表排水與大氣降水補(bǔ)給，其次接受地表水體的側(cè)向補(bǔ)給，另一類為地表水系周邊雜填土層中的潛水，當(dāng)河流湖泊周圍有較厚的雜填土?xí)r，而上述水系常年水位高于填土層底板時，填土層潛水有充足的補(bǔ)給源，其水位一般情況下

11、隨河湖漲落而變化。3、承壓水在主要賦存于本標(biāo)段全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂互層、砂土及砂卵石層中，含水層厚度一般為2040m，含水層滲透性一般隨深度遞增，承壓水測壓水位絕對標(biāo)高一般為15.020.0m（黃海高程），與長江、漢江水有密切水力聯(lián)系，呈壓力傳導(dǎo)互補(bǔ)關(guān)系，勘察測得I級階地承壓水水位標(biāo)高為18.218.5m。2.2.4 工程及水文地質(zhì)條件評價（1）場地內(nèi)(3-3)層和(3-4)層易發(fā)生軟土剪切破壞而產(chǎn)生深層滑動，抗剪強(qiáng)度低，區(qū)間隧道位于軟土中，隧道底板為軟基，工程運(yùn)營過程中車輛震動有可能產(chǎn)生震陷，隧道施工時易發(fā)生塑性破壞增加隧道襯砌的難度，區(qū)間隧道頂板有較厚軟土可能使地表沉陷值增大。（2）

12、區(qū)間隧道穿越 (3-5) 粉土、粉砂互層、(4-1)粉細(xì)砂層時，因透水性強(qiáng)，在一定的動水壓力作用下易產(chǎn)生坍塌、管涌等現(xiàn)象，可能導(dǎo)致掘進(jìn)面的不穩(wěn)定；且上述土層推進(jìn)阻力較大、具有承壓性，在掘進(jìn)過程中易發(fā)生承壓水突涌。（3）本標(biāo)段內(nèi)盾構(gòu)穿越的（3-4）層粉質(zhì)粘土以及（3-5）層砂土互層可能含有可燃的有害氣體（瓦斯），盾構(gòu)施工過程中需要采取必要的預(yù)防措施來保證施工的安全。（4）根據(jù)初勘進(jìn)行了水質(zhì)分析成果：工程沿線場地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)大部分地段呈微腐蝕性、局部具有弱中等腐蝕性；在長期浸水狀態(tài)下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋呈微腐蝕性，在干濕交替狀態(tài)下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋大部分呈微腐蝕性、局部具有弱腐蝕性。三

13、、盾構(gòu)機(jī)描述王家墩北站范湖站為雙線單圓隧道，區(qū)間地層多為粉質(zhì)粘土和粉細(xì)砂，本工程計(jì)劃采用兩臺海瑞克土壓平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工。海瑞克盾構(gòu)機(jī)主要尺寸和技術(shù)參數(shù)見下表：表3-1海瑞克盾構(gòu)機(jī)主要尺寸、技術(shù)性參數(shù)表盾構(gòu)性能和參數(shù)序號位置項(xiàng)目名稱參數(shù)1適應(yīng)工作條件地層土質(zhì)種類粉質(zhì)粘土、粉土，粉砂、淤泥質(zhì)粘土、粉砂、細(xì)砂最小曲率半徑250m最大坡度402盾構(gòu)整體總長8000mm總重約515噸開挖直徑6280mm前盾外徑6250mm中盾外徑6250mm尾盾外徑6250mm前盾盾殼厚度40mm中盾盾殼厚度40mm尾盾盾殼厚度40mm盾尾間隙30mm裝備總功率約1700kW最大掘進(jìn)速度8cm/min最大推力3500

14、0kN盾尾密封3道鋼絲刷土壓傳感器土倉胸板上下左右5個油壓傳感器主軸承壽命計(jì)算壽命為三排園柱滾子軸承，壽命為10000小時包括后配套總長72m3刀盤形式復(fù)合式驅(qū)動形式步頻電動機(jī)驅(qū)動主驅(qū)動最大承受壓（MPa）1 MPa開挖、超挖直徑（mm）開挖6280扭矩4500kN-m(100%)脫困扭矩5500kN-m(120%)扭矩系數(shù)20.2(100%)24.2(120%)驅(qū)動功率3153945kw刀盤開口率28 %刀盤對復(fù)合地層的適應(yīng)性能適應(yīng)各種軟土層及小于10MPa的風(fēng)化巖刀間距布置全斷面切削中心刀類型羊角刀形式各種刀具的高差設(shè)置切削刀80mm，先行刀110mm4鉸接裝置型式推進(jìn)油缸固定在中體最大行

15、程差垂直、水平垂直：230mm水平：230mm最大轉(zhuǎn)角垂直、水平垂直：1.00水平：1.50數(shù)量油缸30只5砂漿攪拌器葉片直徑835mm轉(zhuǎn)速26.7rpm攪拌容量6 m3功率11 kW6潤滑系統(tǒng)供脂距離100m油脂泵供脂流量0.9 L/min供脂壓力90kgf/cm27管片安裝器類型園盤型轉(zhuǎn)速0.3/0.9rpm提升能力216kN徑向行程700mm軸向行程1000mm旋轉(zhuǎn)角度左右220度回轉(zhuǎn)功率37 kW油缸功率11 kW8推進(jìn)油缸推力（t.f）175 行程（mm）2000數(shù)量（臺）30工作壓力（kgf/cm2）3309鉸接油缸回縮力（t.f）200行程（mm）150數(shù)量（臺）14工作壓力（k

16、gf/cm2）35010人閘形式雙閘直徑1750mm工作壓力3（kgf/cm2）11螺旋機(jī)形式有軸式直徑800 mm出碴量200m3/h（100）功率200kW扭矩38.9kNm最大轉(zhuǎn)速24rpm保壓泵碴裝置配置接口雙層閘門配置雙層閘門12皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸量500m3/h運(yùn)送速度170m/min皮帶寬度800mm驅(qū)動形式電動機(jī)驅(qū)動13變壓器干式樹脂高壓變壓器1050KVA14冷卻系統(tǒng)由于采用步頻電機(jī)驅(qū)動，因此只對油箱進(jìn)行冷卻。冷卻泵功率1.5kW，冷卻水量20L/min15同步注漿系統(tǒng)可注單、雙液漿16泡沫系統(tǒng)具備17膨潤土注入系統(tǒng)18盾尾油脂系統(tǒng)具備19數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具備20導(dǎo)向系統(tǒng)測量設(shè)備（R

17、OBOTEC）21超前注漿系統(tǒng)預(yù)留接口22隨機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)配置23通訊系統(tǒng)地面配置2個顯示屏，1個電腦主機(jī)。24供電系統(tǒng)1套25壓縮空氣系統(tǒng)55kw螺桿式空壓機(jī)2臺，流量10m3/min，壓力0.8MPa。26皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)有一臺套27后續(xù)臺車5節(jié)四、盾構(gòu)掘進(jìn)施工4.1 掘進(jìn)模式的選擇復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)具有敞開式、半敞開式及土壓平衡三種掘進(jìn)模式，區(qū)間線路全部為軟土地層，在掘進(jìn)中主要采用土壓平衡模式。通過試驗(yàn)段的掘進(jìn)選定了六個施工管理指標(biāo)來進(jìn)行掘進(jìn)控制管理：土倉壓力；推進(jìn)速度；總推力；排土量；刀盤轉(zhuǎn)速和扭矩；注漿壓力和注漿量，其中土倉壓力是主要的管理指標(biāo)。1.土壓平衡模式的實(shí)現(xiàn)土壓平衡模式掘進(jìn)時，是

18、將刀具切削下來的土體充滿土倉，由盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)、擠壓而建立起壓力，利用這種泥土壓與作業(yè)面地層的土壓與水壓平衡。同時利用螺旋輸送機(jī)進(jìn)行與盾構(gòu)推進(jìn)量相應(yīng)的排土作業(yè)，始終維持開挖土量與排土量的平衡，以保持開挖面土體的穩(wěn)定。2.土壓平衡模式下土倉壓力的控制方法土倉壓力控制采取以下兩種操作模式：（1）通過螺旋輸送機(jī)來控制排土量的模式：即通過土壓傳感器檢測，改變螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速控制排土量，以維持開挖面土壓穩(wěn)定的控制模式。此時盾構(gòu)的推進(jìn)速度人工事先給定。（2）通過推進(jìn)速度來控制進(jìn)土量的模式：即通過土壓傳感器檢測來控制盾構(gòu)千斤頂?shù)耐七M(jìn)速度，以維持開挖面土壓穩(wěn)定的控制模式。此時螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速人工事先給定。 掘進(jìn)

19、過程中根據(jù)需要可以不斷轉(zhuǎn)化控制模式，以保證開挖面的穩(wěn)定。3.掘進(jìn)中排土量的控制排土量的控制是盾構(gòu)在土壓平衡模式下工作的關(guān)鍵技術(shù)之一。根據(jù)對渣土的觀察和監(jiān)測的數(shù)據(jù)，要及時調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，不能出現(xiàn)出渣量與理論值出入較大的情況，一旦出現(xiàn)，立即分析原因并采取措施。理論上螺旋輸送機(jī)的排土量QS是由螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速來決定的，掘進(jìn)的速度和P值設(shè)定后，盾構(gòu)機(jī)可自動設(shè)置理論轉(zhuǎn)速N。QS 根據(jù)渣土車的體積刻度來確定。QS應(yīng)與掘進(jìn)速度決定的理論渣土量Q0相當(dāng)，即：Q0=AVn0A-切削斷面面積n0-松散系數(shù)（粉細(xì)砂的松散系數(shù)很小，可以考慮為1）V-推進(jìn)速度通常理論排土率用K =QS/Q0表示。理論上K值應(yīng)取1或接近1

20、，這時渣土具有低的透水性且處于好的塑流狀態(tài)。事實(shí)上，地層的土質(zhì)不一定都具有這種性質(zhì)，這時螺旋輸送機(jī)的實(shí)際出土量與理論出土量不符，當(dāng)渣土處于干硬狀態(tài)時，因摩擦力大，渣土在螺旋輸送機(jī)中輸送遇到的阻力也大，同時容易造成固結(jié)堵塞現(xiàn)象，實(shí)際排土量將小于理論排土量，則必須依靠增大轉(zhuǎn)速來增大實(shí)際排土量, 以使之接近Q0，這時Q0QS，K1。當(dāng)渣土柔軟而富有流動性時，在土倉內(nèi)高壓力作用下，渣土自身有一個向外流動的能力，從而渣土的實(shí)際排土量大于螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速決定的理論排土量，這時Q0QS，K1。此時必須依靠降低螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速來降低實(shí)際出土量。當(dāng)渣土的流動性非常好時，由于螺旋輸送機(jī)對渣土的摩阻力減少，有時會產(chǎn)生渣

21、土噴涌現(xiàn)象，這時轉(zhuǎn)速很小就能滿足出土要求。渣土的出土量必須與掘進(jìn)的挖掘量相匹配，以獲得穩(wěn)定而合適的支撐壓力值，使掘進(jìn)機(jī)的工作處于最佳狀態(tài)。當(dāng)通過調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速仍達(dá)不到理想的出土狀態(tài)時，可以通過改良渣土的可塑狀態(tài)來調(diào)整。4.不同地層條件下，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的主要技術(shù)措施：表4.1-1 盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的主要技術(shù)措施地層情況盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)措施粘性土及粉土層（粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土）1、采用土壓平衡模式。2、以齒刀、刮刀為主切削土層，以低轉(zhuǎn)速、大扭矩推進(jìn)。3、土倉內(nèi)土壓力值P略大于靜水壓力和地層土壓力之和P0，即P=1.3P04、向土倉和刀盤注入泡沫和水改善土體的流動性，防止泥土在土倉內(nèi)粘結(jié)。5、向螺旋輸送機(jī)內(nèi)注

22、入水或泥漿改善土體的流動性，利于出土。粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂互層1、采用土壓平衡模式。2、該地層關(guān)鍵就是控制排土量和掘進(jìn)速度，通過調(diào)整螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制排土量，保持土倉內(nèi)的壓力穩(wěn)定平衡。3、通過加水或濃度較稀的泡沫改善土體的流動性，利于出土。4、在此互層掘進(jìn)中注意千斤頂?shù)目刂疲３趾枚軜?gòu)機(jī)姿態(tài)。砂性土層（粉細(xì)砂、中細(xì)砂、中砂、中粗砂）1、采用土壓平衡模式。2、進(jìn)行開挖面穩(wěn)定設(shè)計(jì)，控制土壓力，采用土壓平衡模式掘進(jìn)，嚴(yán)格控制出土量，確保土倉壓力以穩(wěn)定開挖面來控制地表沉降。3、向土倉和刀盤面注入高濃度的泥漿，形成隔水泥膜，防止水從地層中滲出，提高土倉內(nèi)渣土的稠度來改善渣土的止水性以及在螺旋輸送機(jī)

23、上拼裝止水保壓裝置，以使土倉內(nèi)的壓力穩(wěn)定平衡。4、選擇合理的掘進(jìn)參數(shù)，確?？焖偻ㄟ^，將施工對地層的影響減到最小。5、適當(dāng)縮短漿液膠凝時間，保證注漿質(zhì)量。6、當(dāng)含水量較大，加入高濃度的泥漿充分?jǐn)嚢韬图皶r調(diào)整螺旋輸送機(jī)的開門度來防止因地下水壓力過大而發(fā)生噴涌。7、若盾尾發(fā)生漏水，則在盾尾漏水部位集中壓注盾尾油脂，并在距離盾尾15環(huán)管片的位置壓注聚氨酯進(jìn)行堵水。4.2 渣土改良和管理在復(fù)雜地層的隧道盾構(gòu)施工中，為了保持開挖面的穩(wěn)定，降低隧道安全施工風(fēng)險，根據(jù)圍巖條件,隧道適當(dāng)注入添加劑，確保渣土的流動性和止水性，降低渣土的透氣性。同時要慎重對土倉壓力和排土量進(jìn)行管理。1.改良的方法與添加劑利用自動泡

24、沫添加劑注入系統(tǒng)，根據(jù)出渣情況及時向開挖面注入優(yōu)質(zhì)的泡沫和日本TAC高分子聚合物添加劑，對渣土進(jìn)行改良，提高渣土的和易性和流塑性，降低渣土的透氣性，從而改善土倉和螺旋輸送器出土?xí)r的密封性。通過控制螺旋輸送機(jī)出土速度和開口度，形成土塞，進(jìn)一步提高螺旋的密封性，減少瓦斯從螺旋泄入隧道。編制防泡沫管管路堵塞的專項(xiàng)方案，以保持掘進(jìn)過程中泡沫管的連續(xù)通暢。使用高濃度的膨潤土和泡沫混合使用技術(shù)，土倉的上部和刀盤的4口泡沫孔注泡沫，土倉的下部加注高濃度的膨潤土，以增加渣土的和易性。優(yōu)質(zhì)泡沫使用量由25kg/m提高到50kg/m。 2.渣土改良的主要技術(shù)措施根據(jù)本工程的地質(zhì)條件和盾構(gòu)施工的經(jīng)驗(yàn)，采取如下主要技

25、術(shù)措施。（1）在砂性地層采用土壓平衡模式掘進(jìn)時，擬向刀盤面、土倉內(nèi)和螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入膨潤土泥漿，并增加對螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入的膨潤土泥漿量，以利于螺旋輸送機(jī)形成土塞效應(yīng)，改善渣土的流塑性，防止土體從螺旋輸送機(jī)出口涌出。（2）在土地層中掘進(jìn)時，擬采取向刀盤面和土倉內(nèi)注入高濃度的膨潤土和泡沫來改良渣土。泡沫注入量根據(jù)具體情況確定。4.3掘進(jìn)過程中姿態(tài)控制由于隧道曲線和坡度變化以及操作等因素的影響，盾構(gòu)推進(jìn)會產(chǎn)生一定的偏差。當(dāng)這種偏差超過一定限界時就會使隧道襯砌侵限、盾尾間隙變小使管片局部受力惡化，并造成地應(yīng)力損失增大而使地表沉降加大，因此盾構(gòu)施工中必須采取有效技術(shù)措施控制掘進(jìn)方向，及時有效糾正掘進(jìn)偏差

26、。1.盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制結(jié)合本標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間的特點(diǎn)，采取以下方法控制盾構(gòu)掘進(jìn)方向:（1）采用自動導(dǎo)向系統(tǒng)和人工測量輔助進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測該系統(tǒng)配置了導(dǎo)向、自動定位、掘進(jìn)程序軟件和顯示器等，能夠全天候在盾構(gòu)機(jī)主控室動態(tài)顯示盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前位置與隧道設(shè)計(jì)軸線的偏差以及趨勢。據(jù)此調(diào)整控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向，使其始終保持在允許的偏差范圍內(nèi)。隨著盾構(gòu)推進(jìn)導(dǎo)向系統(tǒng)后視基準(zhǔn)點(diǎn)需要前移，必須通過人工測量來進(jìn)行精確定位。為保證推進(jìn)方向的準(zhǔn)確可靠，擬每周進(jìn)行兩次人工測量，以校核自動導(dǎo)向系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)并復(fù)核盾構(gòu)機(jī)的位置、姿態(tài)，確保盾構(gòu)掘進(jìn)方向的正確。（2）采用分區(qū)操作盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸控制盾構(gòu)掘進(jìn)方向根據(jù)線路條件所做的分段軸線擬合控制

27、計(jì)劃、導(dǎo)向系統(tǒng)反映的盾構(gòu)姿態(tài)信息，結(jié)合隧道地層情況，通過分區(qū)操作盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)油缸來控制掘進(jìn)方向。推進(jìn)油缸按上、下、左、右分成四個組，每組油缸都有一個帶行程測量和推力計(jì)算的推進(jìn)油缸，根據(jù)需要調(diào)節(jié)各組油缸的推進(jìn)力，控制掘進(jìn)方向。在上坡段掘進(jìn)時，適當(dāng)加大盾構(gòu)機(jī)下部油缸的推力；在下坡段掘進(jìn)時則適當(dāng)加大上部油缸的推力；在左轉(zhuǎn)彎曲線段掘進(jìn)時，則適當(dāng)加大右側(cè)油缸推力；在右轉(zhuǎn)彎曲線掘進(jìn)時，則適當(dāng)加大左側(cè)油缸的推力；在直線平坡段掘進(jìn)時，則應(yīng)盡量使所有油缸的推力保持一致。2.盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)調(diào)整與糾偏在實(shí)際施工中，由于管片選型錯誤、盾構(gòu)機(jī)司機(jī)操作失誤等原因盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)方向可能會偏離設(shè)計(jì)軸線并超過管理警戒值；在穩(wěn)定地層中

28、掘進(jìn)，因地層提供的滾動阻力小，可能會產(chǎn)生盾體滾動偏差；在線路變坡段或急彎段掘進(jìn)過程中，有可能產(chǎn)生較大的偏差，這時就要及時調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、糾正偏差。（1）參照上述方法分區(qū)操作推進(jìn)油缸來調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，糾正偏差，將盾構(gòu)機(jī)的方向控制調(diào)整到符合要求的范圍內(nèi)。（2）在急彎和變坡段，必要時可利用盾構(gòu)機(jī)的超挖刀進(jìn)行局部超挖和在軸線允許偏差范圍內(nèi)提前進(jìn)入曲線段掘進(jìn)來糾偏。（3）當(dāng)滾動超限時，就及時采用盾構(gòu)刀盤反轉(zhuǎn)的方法糾正滾動偏差。3.方向控制及糾偏注意事項(xiàng)（1）在切換刀盤轉(zhuǎn)動方向時，應(yīng)保留適當(dāng)?shù)臅r間間隔，切換速度不宜過快，切換速度過快可能造成管片受力狀態(tài)突變，而使管片損壞。（2）根據(jù)掌子面地層情況應(yīng)及時調(diào)整

29、掘進(jìn)參數(shù)，調(diào)整掘進(jìn)方向時應(yīng)設(shè)置警戒值與限制值。達(dá)到警戒值時及時實(shí)行糾偏程序。（3）蛇行修正及糾偏時應(yīng)緩慢進(jìn)行，如修正過程過急，蛇行反而更加明顯。在直線推進(jìn)的情況下，應(yīng)選取盾構(gòu)當(dāng)前所在位置點(diǎn)與設(shè)計(jì)線上遠(yuǎn)方的一點(diǎn)作一直線，然后再以這條線為新的基準(zhǔn)進(jìn)行線形管理。在曲線推進(jìn)的情況下，應(yīng)使盾構(gòu)當(dāng)前所在位置點(diǎn)與遠(yuǎn)方點(diǎn)的連線同設(shè)計(jì)曲線相切。（4）推進(jìn)油缸油壓的調(diào)整不宜過快、過大，否則可能造成管片局部破損甚至開裂。（5）正確進(jìn)行管片選型，確保拼裝質(zhì)量與精度，以使管片端面盡可能與計(jì)劃的掘進(jìn)方向垂直。4.4 管片拼裝管片采用通用楔形管片，管片拼裝的好壞直接關(guān)系到隧道的外觀和防水效果。一般情況下，管片拼裝采取自下而

30、上的原則，具體的拼裝順序由封頂塊的位置確定。管片采用錯縫拼裝方式。管片環(huán)向連接采用16根M27螺栓相連，縱向連接每塊管片間用2根（一環(huán)共12根）M27彎螺栓相連。1.管片的儲存及搬運(yùn)（1）管片出廠前逐片進(jìn)行尺寸、外觀的檢測，不合格者不允許出廠。外觀的檢測內(nèi)容有： 管片表面光潔平整，無蜂窩、露筋，無裂痕、缺角，無汽、水泡，無水泥漿等雜物；灌漿孔螺栓套管完整，拼裝位置正確。輕微的缺陷進(jìn)行修飾，止水帶附近不允許有缺陷。（2）達(dá)到齡期并檢驗(yàn)合格的管片有計(jì)劃的由平板車運(yùn)到施工現(xiàn)場，管片運(yùn)輸時之間用墊木墊實(shí)，以免使管片產(chǎn)生有害裂紋，或棱線部分被碰壞。（3）管片到達(dá)現(xiàn)場后由龍門吊卸到專門的管片堆放區(qū)。管片堆

31、放區(qū)選擇適當(dāng)，以免因其自重造成場所不均勻沉降和墊木變形而產(chǎn)生異常的應(yīng)力和破裂。在卸之前對管片進(jìn)行逐一的外觀檢測，不符合要求（裂縫、破損、無標(biāo)志等）的管片立即退回。管片吊放到兩節(jié)拖卡上，之間用10cm10cm方木墊隔，拖卡上也預(yù)先安放了方木墊塊以方便管片堆放。管片貼密封墊后，經(jīng)專人檢查合格（位置、型號、粘結(jié)牢固性等）才可吊下隧道使用。儲存時，必須注意，不能讓油類、泥等異物污損管片，混凝土管片的接頭配件確保不發(fā)生腐蝕。遇雨天管片上加蓋罩設(shè)施，以確保雨季施工不受影響。（4）管片下井采用龍門吊進(jìn)行。洞內(nèi)運(yùn)輸采用電瓶車牽引管片車運(yùn)輸。管片車上的管片堆放有序，堆放次序是依據(jù)下一環(huán)的管片拼裝順序，示意如圖4

32、.1.41。圖4.4-1 管片運(yùn)輸示意圖（5）管片運(yùn)到盾構(gòu)機(jī)附近后，由專門設(shè)備卸到靠近安放位置的平臺上，再送到管片拼裝器工作范圍內(nèi)，并被從下到上依次拼裝到相應(yīng)位置上。當(dāng)最后一塊插入塊拼裝緊固后，一環(huán)管片即拼裝完畢，可以進(jìn)行下一環(huán)的掘進(jìn)。（6）管片若在生產(chǎn)或運(yùn)輸途中發(fā)生破損，應(yīng)采取適當(dāng)方式進(jìn)行修復(fù)，確保滿足設(shè)計(jì)要求后方可使用；若破損過大應(yīng)按報廢處理。.盾構(gòu)工程中的管片選型管片選型的原則有兩個：管片選型要適合隧道設(shè)計(jì)線路及管片選型要適應(yīng)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)。 ()管片選型要適合隧道設(shè)計(jì)線路，根據(jù)隧道中線的平曲線和豎曲線的走向，隧道的埋深和地質(zhì)狀況，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，合理的選擇合適的拼裝點(diǎn)位:()管片

33、選型要適應(yīng)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)管片是在盾尾內(nèi)拼裝，所以不可避免的受到盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的約制。管片平面盡量垂直于盾構(gòu)機(jī)軸線，讓盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)油缸能垂直地推在管片上，這樣使管片受力均勻，掘進(jìn)時不會產(chǎn)生管片破損。同時也要兼顧管片與盾尾之間的間隙，避免盾構(gòu)機(jī)與管片發(fā)生碰撞而破損管片。當(dāng)因地質(zhì)不均、推力不均等原因，使盾構(gòu)機(jī)偏離線路設(shè)計(jì)軸線時，管片的選型要適宜盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)。3.影響管片選型的因素（1）盾構(gòu)機(jī)的盾尾間隙的影響盾尾與管片之間的間隙叫盾尾間隙。盾尾間隙是管片選型的一個重要依據(jù)。如果盾尾間隙過小，則盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中盾尾將會與管片發(fā)生摩擦，增加盾構(gòu)機(jī)向前的阻力和造成管片被壓壞引起隧道滲漏水，同時使盾尾密封效果減弱

34、造成盾尾漏漿。（2）推力油缸行程和鉸接油缸行程差對管片的選型的影響。盾構(gòu)機(jī)是依靠推力油缸頂推在管片上產(chǎn)生的反力向前掘進(jìn)的，推力油缸按上、下、左、右四個方向分成四組，每一個掘進(jìn)循環(huán)這四組油缸的行程的差值反應(yīng)了盾構(gòu)機(jī)與管片的平面位置之間的空間關(guān)系，可以看出下一個掘過循環(huán)盾尾間隙的變化趨勢。當(dāng)管片平面不垂直于盾構(gòu)機(jī)軸線時各組推進(jìn)油缸的行程就會有差異，當(dāng)這個差值過大時，推進(jìn)油缸的推力就會在管片環(huán)的徑向產(chǎn)生較大的分力，從而影響已拼裝好的隧道管片以及掘進(jìn)姿態(tài)。通常我們以各組油缸行程的差值的大小來判斷是否應(yīng)該拼裝管片的位置，在兩個相反的方向上的行程差值超過40mm時，就應(yīng)該利用管片的楔形量來進(jìn)行糾編。通過對

35、管片拼裝位置的調(diào)整使左右與上下的油缸行程差值就控制在30mm以內(nèi)，有利于盾構(gòu)掘進(jìn)及保護(hù)管片不受破壞。鉸接油缸可以被動收放，有利于曲線段的掘進(jìn)及盾構(gòu)機(jī)的糾偏。同樣鉸接油缸的行程差也影響管片的選型。這時應(yīng)將上下或左右的推進(jìn)油缸行程差值減去上下或左右的鉸接油缸行程差值，最后的結(jié)果作為管片選型的依據(jù)。4.管片的拼裝本工程管片拼裝采用錯縫拼裝。管片在拼裝前仍要進(jìn)行一次檢查，再確認(rèn)管片種類正確、質(zhì)量完好無缺和密封墊黏結(jié)無脫落，管片的吊裝孔預(yù)埋位置正確，逆止閥、封堵蓋完好無損，以及其它主要預(yù)埋件和混凝土的握裹牢固，管片接頭使用的螺栓、螺母、墊圈、螺栓防水用密封墊等附件準(zhǔn)備齊全后，才允許拼裝。每環(huán)管片拼裝結(jié)束

36、后要及時擰緊各個方向的螺栓，且在該環(huán)脫出盾尾后再次擰緊。對掘進(jìn)過程中出現(xiàn)的管片裂縫和其它破損，要及時觀察記錄并提醒盾構(gòu)機(jī)操作手注意，并要選擇合適時間對管片進(jìn)行修補(bǔ)。管片拼裝是盾構(gòu)法施工的重要環(huán)節(jié)，其拼裝質(zhì)量的好壞不僅直接關(guān)系到成洞的質(zhì)量，而且對盾構(gòu)機(jī)能否繼續(xù)順利推進(jìn)有著直接的影響。（1）拼裝順序管片拼裝采取自下而上的原則，由下部開始，先裝底部標(biāo)準(zhǔn)塊（或鄰接塊），再對稱拼裝標(biāo)準(zhǔn)塊和鄰接塊，最后拼裝封頂塊，封頂塊拼裝時，先徑向搭接2/3，徑向推上，然后縱向插入。拼好的一環(huán)管片從盾尾脫出時，受到自重和壓力的作用產(chǎn)生變形，當(dāng)變形量過大，既成環(huán)和拼裝環(huán)高低不平，影響到拼裝縱向螺栓時，用真圓保持器對管片進(jìn)

37、行臨時整圓。(2）拼裝工藝見管片拼裝工藝流程圖：圖4.4-2 管片拼裝工藝流程圖管片在防水處理前必須對管片進(jìn)行清理，然后再進(jìn)行密封的粘貼。拼裝過程中徹底清除盾殼拼裝部位的垃圾和積水，同時必須注意管片的定位精確，尤其第一環(huán)要做到居中安放。用管片拼裝機(jī)將管片吊起，沿吊機(jī)梁移動到盾尾位置。拼裝時千斤頂交替收回，即拼裝那段管片收回那段相對應(yīng)的油缸，其余油缸仍頂緊。第二塊管片與上一環(huán)管片和第一環(huán)管片大致對準(zhǔn)后，先縱向壓緊環(huán)向止水條，再環(huán)向壓緊縱向止水條，并微調(diào)對準(zhǔn)螺栓孔。邊拼裝管片邊擰緊縱、環(huán)向聯(lián)接螺栓。在整環(huán)管片脫出盾尾后，再次按規(guī)定扭矩擰緊全部聯(lián)接螺栓。（3）特殊地段的管片拼裝區(qū)間內(nèi)聯(lián)絡(luò)通道位置處的

38、管片拼裝：區(qū)間隧道的聯(lián)絡(luò)通道與正線隧道相接處采用特殊片，以通縫形式拼裝。此時管片仍為封閉的，并在洞門周邊設(shè)置一圈封閉鋼梁，構(gòu)成一堅(jiān)固的封閉框架，在聯(lián)絡(luò)通道施工前，先拆除通道部位的特殊片，將洞口荷載完全傳到框架上，再向里施工。此段管片拼裝時由于管片分塊較多，因而注意標(biāo)準(zhǔn)管片和楔形管片的銜接，拼裝工藝與標(biāo)準(zhǔn)管片相同。 （4）隧道管片修補(bǔ)對已拼裝好的管片出現(xiàn)的破損處和超過一定寬度的裂縫及所有滲水裂縫，都將進(jìn)行修補(bǔ)處理。具體辦法為選用高標(biāo)號的環(huán)氧水泥砂漿回填修補(bǔ)，并壓實(shí)抹光，做到既能保證強(qiáng)度和防水效果，又能保證美觀。隧道的修補(bǔ)采用可移動的工作平臺。（5）管片拼裝質(zhì)量控制1）成環(huán)環(huán)面控制：環(huán)面不平整度應(yīng)

39、小于10mm。相鄰環(huán)高差控制在10mm以內(nèi)。2）拼裝成環(huán)后，在縱向螺栓擰緊前，進(jìn)行襯砌環(huán)橢圓度測量。當(dāng)橢圓度測量，當(dāng)橢圓度大于20mm時，應(yīng)做調(diào)整。管片拼裝允許誤差見表4.4-1。表4.4-1 管片拼裝允許誤差項(xiàng)目允許偏差備注環(huán)間間隙2.0mm縱縫相鄰塊間隙2.0mm對應(yīng)的環(huán)向螺栓孔的不同軸度1.0mm5.管片拼裝中的注意事項(xiàng)（1）管片接頭必須擰緊，為避免管片旋轉(zhuǎn)過程中拼裝頭單獨(dú)承受管片重量，應(yīng)將四條壓板均勻地接觸管片，避免管片拼裝過程中螺栓頭被拔出。（2）管片拼裝過程中，第一塊管片的位置尤為重要，它決定了本環(huán)其他管片的位置及拼縫的寬窄。管片高于相鄰塊，將會導(dǎo)致K塊的位置不夠；低于相鄰塊，縱縫

40、過大，防水性降低。同時，第一塊應(yīng)平整，防止形成喇叭口。（3）當(dāng)拼裝第五塊時，應(yīng)用尺子量K塊空位的寬度，并調(diào)整第五塊，保證481cm或951cm。（4）管片拼裝應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的偏差：高程和平面不侵限；每環(huán)相鄰管片平整度10mm；縱向相鄰環(huán)環(huán)面平整度10mm；襯砌環(huán)直徑橢圓度5%。（5）擰緊螺栓應(yīng)確保螺栓緊固，擰緊力矩要達(dá)到設(shè)計(jì)要求300N.m。（6）同一環(huán)內(nèi)各管片的相鄰位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙要求，不可互換。每環(huán)管片上有管片類型標(biāo)記，環(huán)類型標(biāo)記，縱縫對接標(biāo)記，拼裝管片時應(yīng)認(rèn)真查看這些標(biāo)記，保證管片拼裝正確；管片迎千斤頂面和背千斤頂面不同，方向不要錯裝。操作手在拼裝管片時看到管片中心管片標(biāo)識字符應(yīng)是正確

41、的，如果是倒置的，則管片朝向錯誤。（7）管片K塊拼裝方法為先縱向搭接1m，然后拼裝器徑向推頂?shù)筋A(yù)定位置再縱向插入。K塊及A、B與K塊相鄰面止水條，在拼裝面應(yīng)涂潤滑劑。（8）拼裝時注意小心輕放，避免損壞管片和止水條。（9）對掘進(jìn)過程中出現(xiàn)的管片裂縫和其它破損，要及時觀察記錄并提醒盾構(gòu)機(jī)操作手注意，并要選擇合適時間對管片進(jìn)行修補(bǔ)。（10）注意：每次根據(jù)需要拼裝管片的位置，回縮相應(yīng)位置的部分千斤頂，如果過多的千斤頂回縮是十分危險的，前面土體的支撐壓力會使得盾構(gòu)機(jī)后移，輕則導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)變樣，重則引起安全事故。（11）封頂塊先徑向居中壓入拼裝位置，搭接長度大于1m（故一般要求千斤頂行程量大于2000m

42、m時才停止掘進(jìn)），調(diào)準(zhǔn)后再沿縱向緩慢插入。如遇阻礙應(yīng)緩慢抽出后進(jìn)行調(diào)整。嚴(yán)禁強(qiáng)行插入和上下大幅度調(diào)整，以免損壞或松動止水條。6.管片拼裝操作安全 （1）管片拼裝必須落實(shí)專人負(fù)責(zé)指揮，盾構(gòu)機(jī)司機(jī)必須按照指揮人員的指令操作，嚴(yán)禁擅自轉(zhuǎn)動拼裝機(jī)，以免發(fā)生傷亡事故。（2）舉重臂旋轉(zhuǎn)時，嚴(yán)禁施工人員進(jìn)入舉重臂活動半徑內(nèi)，拼裝工在管片全部定位后，方可作業(yè)。（3）拼裝管片時，拼裝工必須站在安全可靠的位置，嚴(yán)禁將手腳放在環(huán)縫和千斤頂?shù)捻敳?，以防受到意外的傷害。?）舉重臂必須在管片固定就位后，方可復(fù)位，封頂拼裝就位未完畢時，人員嚴(yán)禁進(jìn)入封頂塊下方。（5）舉重臂旋轉(zhuǎn)時，盾構(gòu)司機(jī)必須看清旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)的人員，并鳴號警

43、示。（6）舉重臂拼裝端頭必須擰緊到位，并定期檢查磨損情況，對內(nèi)絲口損壞的管片必須采取可靠的措施方可使用。7.管片上浮的控制（1）采用快凝漿液注漿，盡快封閉管片與地層的間隙，防止隧道上浮。（2）同步注漿注意注漿的同步性和均勻性，注漿時均等注入空隙，同時做到上部的兩個注漿管的注漿量要為總的注漿量的3/4。（3）在同步注漿的基礎(chǔ)上，結(jié)合聚氨脂注漿在隧道周圍形成環(huán)箍，每隔10m打一道環(huán)箍，使隧道縱向形成間隔的止水隔離帶，以減緩、制約隧道上浮。（4）加強(qiáng)測量和監(jiān)測的頻率，并及時調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，適當(dāng)將軸線降低掘進(jìn)。4.5 盾構(gòu)同步注漿當(dāng)盾片脫離盾尾后，在土體與管片之間會形成一道寬度為145170mm左右的環(huán)

44、行空隙。同步注漿的目的是為了盡快填充環(huán)形間隙使管片盡早支撐地層，防止地面變形過大而危及周圍環(huán)境安全，同時作為管片外防水和結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層，防止地層中的瓦斯從管片接縫處滲入隧道。當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)時，注漿泵將儲漿槽中的漿液泵出，通過四條獨(dú)立的輸漿管道，通到盾尾殼體內(nèi)的4根同步注漿管，對管片外表面的環(huán)行空隙中進(jìn)行同步注漿。1.注漿材料及配比設(shè)計(jì)（1）注漿材料采用水泥砂漿作為同步注漿材料，該漿材具有結(jié)石率高、結(jié)石體強(qiáng)度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特點(diǎn)。水泥采用32.5抗硫酸鹽水泥，以提高注漿結(jié)石體的耐腐蝕性，使管片處在耐腐蝕注漿結(jié)石體的包裹內(nèi)，減弱地下水對管片混凝土的腐蝕。（2）漿液配比及主要物理力學(xué)指標(biāo)根據(jù)

45、盾構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)，同步注漿擬采用表4.1.5-1所示的配比。在施工中，根據(jù)地層條件、地下水情況及周邊條件等，通過現(xiàn)場試驗(yàn)優(yōu)化確定。同步注漿漿液的主要物理力學(xué)性能應(yīng)滿足下列指標(biāo)：表4.5-1 同步注漿材料配比和性能指標(biāo)表水泥（kg）粉煤灰（kg）膨潤土（kg）砂（kg）水（kg）外加劑801403812416050710934460470按需要根據(jù)試驗(yàn)加入1）膠凝時間：一般為310h，根據(jù)地層條件和掘進(jìn)速度，通過現(xiàn)場試驗(yàn)加入促凝劑及變更配比來調(diào)整膠凝時間。對于強(qiáng)透水地層和需要注漿提供較高的早期強(qiáng)度的地段，可通過現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)一步調(diào)整配比和加入早強(qiáng)劑，進(jìn)一步縮短膠凝時間。2）固結(jié)體強(qiáng)度：一天不小于0.2M

46、Pa，28天不小于2.5MPa。3）漿液結(jié)石率：95%，即固結(jié)收縮率5%。4）漿液稠度：812cm5）漿液穩(wěn)定性：傾析率（靜置沉淀后上浮水體積與總體積之比）小于5%。2.同步注漿主要技術(shù)參數(shù)（1）注漿壓力注漿壓力略大于該地層位置的靜止水土壓力，同時避免漿液進(jìn)入盾構(gòu)機(jī)的土倉中。最初的注漿壓力是根據(jù)理論的靜止水土壓力確定的，在實(shí)際掘進(jìn)中將不斷優(yōu)化。如果注漿壓力過大，會導(dǎo)致地面隆起和管片變形，還易漏漿。如果注漿壓力過小，則漿液填充速度趕不上空隙形成速度，又會引起地面沉陷。一般而言，注漿壓力取1.11.2倍的靜止水土壓力，最大不超過34bar。由于從盾尾圓周上的四個點(diǎn)同時注漿，考慮到水土壓力的差別和防

47、止管片大幅度下沉和浮起的需要，各點(diǎn)的注漿壓力將不同，并保持合適的壓差，以達(dá)到最佳效果。在最初的壓力設(shè)定時，下部每孔的壓力比上部每孔的壓力略大0.51.0bar。（2）注漿量根據(jù)刀盤開挖直徑和管片外徑，可以計(jì)算出一環(huán)管片的注漿量。注漿量取環(huán)形間隙理論體積的1.52倍，經(jīng)計(jì)算，可得每環(huán)（1.5m）注漿量Q=7.419.88m3。（3）注漿時間和速度在不同的地層中根據(jù)需不同凝結(jié)時間的漿液及掘進(jìn)速度來具體控制注漿時間的長短。做到“掘進(jìn)、注漿同步，不注漿、不掘進(jìn)”，通過控制同步注漿壓力和注漿量雙重標(biāo)準(zhǔn)來確定注漿時間。注漿量和注漿壓力達(dá)到設(shè)定值后才停止注漿，否則仍需補(bǔ)漿。同步注漿速度與掘進(jìn)速度匹配，按盾構(gòu)

48、完成一環(huán)掘進(jìn)的時間內(nèi)完成當(dāng)環(huán)注漿量來確定其平均注漿速度。（4）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及注漿效果檢查 采用注漿壓力和注漿量雙指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)，即當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)定值，注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值的85%以上時，即可認(rèn)為達(dá)到了質(zhì)量要求。注漿效果檢查主要采用分析法，即根據(jù)壓力-注漿量-時間曲線，結(jié)合管片、地表及周圍建筑物量測結(jié)果進(jìn)行綜合評價。對拱頂部分采用超聲波探測法通過頻譜分析進(jìn)行檢查，對未滿足要求的部位，進(jìn)行補(bǔ)充注漿。3.同步注漿方法、工藝壁后注漿裝置有：注漿泵、清洗泵、儲漿槽、管路、閥件等組成。拼裝在第一節(jié)臺車上。當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)時，注漿泵將儲漿槽中的漿液泵出，通過四條獨(dú)立的輸漿管道，通到盾尾殼體內(nèi)的4根同步注漿管，對管片外

49、表面的環(huán)行空隙中進(jìn)行同步注漿，見圖4.1.5-1，在每條輸漿管道上都有一個壓力傳感器，在每個注漿點(diǎn)都有監(jiān)控設(shè)備監(jiān)視每環(huán)的注漿量和注漿壓力；而且每條注漿管道上設(shè)有兩個調(diào)整閥，當(dāng)壓力達(dá)到最大時，其中一個閥就會使注漿泵關(guān)閉，而當(dāng)壓力達(dá)到最小時，另外一個閥就會使注漿泵打開，繼續(xù)注漿。盾尾密封采用三道鋼絲刷加注盾尾油脂密封，確保周邊地基的土砂和地下水、襯背注漿材料、開挖面的水和泥土從外殼內(nèi)表面和管片外周部之間縫隙不會流入盾構(gòu)里，確保壁后注漿的順利進(jìn)行。圖4.5-1 同步注漿示意圖注漿量和注漿壓力的大小可以實(shí)現(xiàn)自動控制和手動控制，手動控制可對每一條管道進(jìn)行單個控制，而自動控制可實(shí)現(xiàn)對所有管道的同時控制。注

50、漿工藝流程及管理程序見圖4.5-2。圖4.5-2 管片襯砌背后同步注漿工藝流程及管理程序4.同步注漿的注意事項(xiàng)（1）在開工前制定詳細(xì)的注漿作業(yè)指導(dǎo)書，并進(jìn)行詳細(xì)的漿材配比試驗(yàn)，選定合適的注漿材料及漿液配比。（2）制訂詳細(xì)的注漿施工設(shè)計(jì)和工藝流程及注漿質(zhì)量控制程序，嚴(yán)格按要求實(shí)施注漿、檢查、記錄、分析，及時做出P（注漿壓力）Q（注漿量）t（時間）曲線，分析注漿速度與掘進(jìn)速度的關(guān)系，評價注漿效果，反饋指導(dǎo)下次注漿。（3）成立專業(yè)注漿作業(yè)組，由富有經(jīng)驗(yàn)的注漿工程師負(fù)責(zé)現(xiàn)場注漿技術(shù)和管理工作。（4）根據(jù)洞內(nèi)管片襯砌變形和地面及周圍建筑物變形監(jiān)測結(jié)果，及時進(jìn)行信息反饋，修正注漿參數(shù)和施工工藝，發(fā)現(xiàn)情況及

51、時解決。（5）做好注漿設(shè)備的維修保養(yǎng)，注漿材料供應(yīng)，定時對注漿管路及設(shè)備進(jìn)行清洗,保證注漿作業(yè)順利連續(xù)不中斷進(jìn)行。（6）每環(huán)掘進(jìn)之前，都要確認(rèn)注漿系統(tǒng)的工作狀態(tài)處于正常，并且漿液儲量足夠，掘進(jìn)中一旦注漿系統(tǒng)出現(xiàn)故障，立即停止掘進(jìn)進(jìn)行檢查和修理。4.6 二次注漿 盾構(gòu)機(jī)穿越后考慮到環(huán)境保護(hù)和隧道穩(wěn)定因素，如發(fā)現(xiàn)同步注漿有不足的地方，通過管片中部的注漿孔進(jìn)行二次補(bǔ)注漿，補(bǔ)充一次注漿未填充部分和體積減少部分，從而減少盾構(gòu)機(jī)通過后土體的后期沉降，減輕隧道的防水壓力，提高止水效果。二次注漿使用專用的注漿泵，注漿前鑿穿外側(cè)保護(hù)層，拼裝專用的注漿接頭。二次注漿采用水泥漿、水玻璃雙液漿，注漿壓力一般為0.20

52、.4MPa。二次注漿可對一次注漿不飽滿處進(jìn)行有效填充，減小管片與土體間空隙，防止瓦斯聚集及滲入，在某些特殊地段按照業(yè)主要求必要時加大二次注漿量，保證地鐵運(yùn)營期間隧道安全。4.7 加強(qiáng)盾尾油脂壓注盾構(gòu)盾尾密封可有效防止水、砂及漿液從盾尾泄入隧道，如果盾尾密封失效管片破損、或止水條損壞等將會導(dǎo)致水、砂由盾構(gòu)尾部泄入，所以盾尾密封是否正常工作對施工進(jìn)度和安全都有重大影響。盾構(gòu)始發(fā)前嚴(yán)格控制尾刷內(nèi)涂抹油脂質(zhì)量，每道尾刷分三層仔細(xì)涂抹飽滿。拼裝負(fù)環(huán)時要順著尾刷方向壓推，即垂直壓下，平行尾刷往后推，以防破壞尾刷的鐵板和毛刷。在推負(fù)環(huán)時，要壓注盾尾油脂保持尾刷腔飽滿，防止尾刷磨損。管片選型和拼裝時，科學(xué)控制

53、盾尾間隙，防止盾尾間隙不均勻造成局部盾尾間隙過大，漿液從間隙內(nèi)漏進(jìn)盾尾。盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，必須切實(shí)保證盾尾內(nèi)充滿優(yōu)質(zhì)油脂并保持較高的壓力，以保證盾尾的密封性。4.8 地層與建筑物隆降控制1.盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)前，掌握施工影響范圍內(nèi)的地面建筑物、地下管線、地下障礙物、地下設(shè)施等，必要時進(jìn)行物探，對重要建筑物采取事前保護(hù)措施。2.建立嚴(yán)格的隧道沉降量測控制網(wǎng)，及時定期的進(jìn)行監(jiān)測，掌握隧道施工時和建成后對周圍環(huán)境及對隧道本身的影響。注意對盾構(gòu)前方監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析。如果盾構(gòu)前方監(jiān)測點(diǎn)地面變形控制在（-5mm+5mm），則盾構(gòu)在通過時地面變形可控制在（-30mm+10mm）否則應(yīng)調(diào)整出土量控制地面沉降，要求更

54、加嚴(yán)格的環(huán)境下，應(yīng)另外確定控制值。3.地面變形接近-20mm+5mm時，盡快找出原因并采取相應(yīng)措施。4.加強(qiáng)掘進(jìn)參數(shù)的管理，尤其是土倉壓力設(shè)定要合理，通過優(yōu)化盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)來保持開挖面的穩(wěn)定，從而控制地層和建筑物的隆降。5.粉細(xì)砂地層中掘進(jìn)時，由于掘進(jìn)對地層的擾動，不易形成連續(xù)的土壓，為此采取向刀盤面、土倉和螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入泡沫和濃度高的膨潤土來改良渣土，維持土倉內(nèi)土壓平衡，從而控制地層和建筑物的沉降。6.根據(jù)初始試驗(yàn)段100米的掘進(jìn)，對盾構(gòu)施工所采用的參數(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化調(diào)整，以使盾構(gòu)在全線掘進(jìn)中，隨地質(zhì)、埋深、環(huán)境條件的變化而動態(tài)的、合適的確定施工參數(shù)，將地面沉降控制在+10mm和-30mm范圍內(nèi)。盾構(gòu)穿越密集建筑物時，更應(yīng)運(yùn)用優(yōu)化盾構(gòu)施工參數(shù)的方法，滿足環(huán)境要求。7.盾構(gòu)要到達(dá)時，若洞口地基土較差，采取注漿加固措施，確保離、進(jìn)站洞口的安全。施工中在盾構(gòu)快進(jìn)入加固體土體時嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)的操作，采取適當(dāng)對開挖面注水或膨潤土泥漿，低速鉆進(jìn)，低速轉(zhuǎn)動大刀盤等措施。8.加強(qiáng)同步注漿及二次注漿管理來控制地層的隆降。為了減少和防止地面沉降，在盾構(gòu)掘進(jìn)中，要盡快在脫出盾構(gòu)后的襯砌背面環(huán)形孔隙