盾構(gòu)到達(dá)進(jìn)洞方案

1、杭州慶春路過江隧道工程盾構(gòu)到達(dá)施工方案編 制:審 核:批 準(zhǔn):中鐵隧道集團(tuán)杭州慶春路過江隧道項(xiàng)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(jì)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(dá)施工的特點(diǎn)及重難點(diǎn)35.盾構(gòu)到達(dá)施工方案45.1總體施工方案45.2盾構(gòu)到達(dá)前準(zhǔn)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(tái)澆注11洞門密封裝置安裝11場(chǎng)地硬化125.3盾構(gòu)到達(dá)的施工內(nèi)容12貫通前測(cè)量及盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整13到達(dá)前施工參數(shù)控制15東西線盾構(gòu)達(dá)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(jī)前推、形成洞門密封17管片拉緊裝置18盾構(gòu)機(jī)推

2、出19拆除洞門密封19洞門施工206.盾構(gòu)機(jī)到達(dá)過程中風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策206.1盾構(gòu)機(jī)未到達(dá)設(shè)計(jì)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(dá)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(jìn)度計(jì)劃229.勞、材、機(jī)計(jì)劃2210.施工安全措施24盾構(gòu)到達(dá)施工方案1.編制目的盾構(gòu)到達(dá)，是指盾構(gòu)機(jī)沿設(shè)計(jì)線路自隧道貫通前100m掘進(jìn)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(jìn)入工作豎井內(nèi)的整個(gè)施工過程，以盾構(gòu)主機(jī)推出洞門爬上接收基座、

3、后配套與盾構(gòu)主機(jī)分離為止，其中包括確保到達(dá)段施工安全的各項(xiàng)施工措施。盾構(gòu)機(jī)到達(dá)掘進(jìn)是整個(gè)盾構(gòu)掘進(jìn)施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一，為了保證盾構(gòu)機(jī)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(dá)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(bào)告；2.2、杭州慶春路過江隧道工程施工圖設(shè)計(jì)；2.3、江北工作井端頭加固方案；2.4、國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；2.5、類似工程成熟的施工經(jīng)驗(yàn)。3.工程概述3.1設(shè)計(jì)概況本工程盾構(gòu)隧道總長(zhǎng)3532.442單線米，其中東線長(zhǎng)為1765.478m，西線長(zhǎng)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(cuò)縫拼裝，縱環(huán)向采用高強(qiáng)螺栓連接。盾構(gòu)隧道采用兩臺(tái)11.68m的泥水平衡盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)，盾構(gòu)主機(jī)長(zhǎng)度為11.71m。兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)均從江南（蕭山側(cè)）盾構(gòu)工作井始發(fā)掘進(jìn)至江北（杭州側(cè)），隧道到達(dá)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(dá)段洞門直徑為12.1m。盾構(gòu)到達(dá)段隧道沿杭州市慶春東路向江北工作井方向掘進(jìn)，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(xì)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(chǎng)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(dá)段施工的主要為孔隙潛水，主要賦存于場(chǎng)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(duì)隔水層，構(gòu)成了含水層的承壓頂板，承壓實(shí)測(cè)水位標(biāo)高為-3.98m，具水量大、強(qiáng)透水、承壓性等特點(diǎn)。4.盾構(gòu)到達(dá)施工的特點(diǎn)及重難點(diǎn)盾構(gòu)進(jìn)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(diǎn)。由于盾構(gòu)到達(dá)（進(jìn)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(qiáng)，賦存的地下孔隙潛水較為豐富，因此在盾構(gòu)到達(dá)施工過程中，如何有效的降低地層中的孔隙潛水是到達(dá)施工中的難點(diǎn)；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(dá)施工重的重點(diǎn)。為了保證盾構(gòu)到達(dá)施工的安全，針對(duì)盾構(gòu)到達(dá)施工中的重難點(diǎn)，擬采取如下對(duì)策和措施：1）對(duì)端頭地層進(jìn)行加固，加固土體范圍、強(qiáng)度、均勻性和滲透性滿足要求，特別是加固區(qū)長(zhǎng)度大于盾構(gòu)殼體長(zhǎng)度。在端頭地層加固施工完畢之后，對(duì)加固區(qū)域進(jìn)行垂直取芯以及在洞門處均勻布置數(shù)個(gè)水平探孔，用以檢測(cè)加固效果。如有問題及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充加固，確保盾構(gòu)進(jìn)洞的安全。2）盾構(gòu)到達(dá)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(jìn)洞時(shí)在洞圈內(nèi)安裝簾布橡膠板，當(dāng)盾構(gòu)前體盾殼推出洞門時(shí)，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(jìn)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(dá)時(shí)，對(duì)近洞口的10環(huán)管片采用H100槽鋼通過管片拼裝定位孔進(jìn)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(jī)刀盤抵?jǐn)n洞門連續(xù)墻后就對(duì)脫出盾構(gòu)尾部的管片進(jìn)行注漿形成一道止水箍。6）加強(qiáng)盾構(gòu)進(jìn)洞段的掘進(jìn)控制。5.盾構(gòu)到達(dá)施工方案5.1總體施工方案當(dāng)盾構(gòu)機(jī)到達(dá)江北工作井端頭加固區(qū)域時(shí)，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(dāng)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)到刀盤抵?jǐn)n工作井洞門連續(xù)墻時(shí)即停止掘進(jìn)，將泥水倉(cāng)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(jìn)行洞門鑿除，在鑿除洞門前完成洞門密封安裝和接收臺(tái)就位工作。完成洞門鑿除后，快速清理渣土，將盾構(gòu)機(jī)頂出洞門；盾構(gòu)機(jī)頂出洞門時(shí)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(shí)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(jìn)循環(huán)（安裝管片同時(shí)進(jìn)行同步注漿和二次注漿）繼續(xù)向前推進(jìn)至接收臺(tái)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(rèn)無地下水由端頭向洞門涌出時(shí)方可將盾尾脫離洞

9、門密封，盾構(gòu)機(jī)主機(jī)完全推進(jìn)到接受臺(tái)上后，開始盾構(gòu)機(jī)拆機(jī)工作。盾構(gòu)出洞具體施工流程見圖2。盾構(gòu)到達(dá)段施工按施工時(shí)間先后，分為盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)至到達(dá)區(qū)域前的準(zhǔn)備工作和盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)到達(dá)段兩個(gè)階段。為了確保盾構(gòu)機(jī)安全到達(dá)，針對(duì)工程實(shí)際情況，盾構(gòu)掘進(jìn)至到達(dá)段前的準(zhǔn)備工作包括：工作井端頭加固、到達(dá)段降水井施工、洞門橫梁鑿除、接收臺(tái)制安、洞門密封裝置制安、盾構(gòu)接收?qǐng)龅赜不?。盾?gòu)機(jī)掘進(jìn)到達(dá)段至進(jìn)洞段施工內(nèi)容包括：盾構(gòu)掘進(jìn)至到達(dá)段姿態(tài)調(diào)整及掘進(jìn)參數(shù)控制、管片壁后二次注漿、洞門鑿除、盾構(gòu)機(jī)推出洞門等。到達(dá)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(jī)推出的反力要求并便于拆卸。為了降低工程風(fēng)險(xiǎn)江北洞門結(jié)構(gòu)在盾構(gòu)拆機(jī)

10、期間完成。端頭加固補(bǔ)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(jī)頂出同步施工接收基座澆注到達(dá)前掘進(jìn)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(jī)刀盤抵?jǐn)n地連墻合格不合格圖2盾構(gòu)到達(dá)施工流程圖5.2盾構(gòu)到達(dá)前準(zhǔn)備工作盾構(gòu)到達(dá)前的準(zhǔn)備工作包括：工作井端頭加固、到達(dá)段降水井施工、接收臺(tái)施工、洞門密封裝置安裝、盾構(gòu)接收?qǐng)龅赜不裙ぷ?。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(bǔ)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L(zhǎng)37.23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(bǔ)充加固，外設(shè)降水井等措施，保證盾構(gòu)到達(dá)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(jī)施工，樁機(jī)葉片直徑850，單孔中心距600mm，各幅樁體間搭接250mm,采用32.5級(jí)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(qiáng)度達(dá)到0.81Mpa，攪拌樁深度為23.42m，施工時(shí)按距連續(xù)墻由近到遠(yuǎn)，縱向跳幅，橫向跳排，依次連續(xù)進(jìn)行。（2）高壓旋噴樁施工旋噴樁共施工2排，每排63根，共計(jì)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(biāo)高為+7.1米，樁底標(biāo)高為-16.62m，樁深23.72米，其中地面下2米為空樁，223.72為實(shí)樁。（3）端頭加固質(zhì)量檢查江北工作井端頭加固完成后,進(jìn)行了鉆孔取芯試驗(yàn)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(qiáng)度均大于1.0Mpa，實(shí)際檢測(cè)結(jié)果大于加固強(qiáng)度指標(biāo)要求,加固強(qiáng)度達(dá)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(biāo)要求鉆孔取芯試驗(yàn)28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)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(jī)距離洞門約100m時(shí)進(jìn)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(duì)端頭進(jìn)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(gè)，具體布置時(shí)以洞門下部為主；洞門周邊布置7個(gè)，洞門中心布置1個(gè)；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(dá)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(biāo)高以下以降低工程風(fēng)險(xiǎn)。(1)降水的目的及必要性1）降水目的實(shí)施端頭降水的主要目的是在盾構(gòu)井

14、到達(dá)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(dá)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(chǎng)區(qū)地下水的埋深約在地面下10.00m（標(biāo)高為-3.98m），盾構(gòu)機(jī)底約在絕對(duì)標(biāo)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(jī)洞門施工的順利進(jìn)行，必須對(duì)場(chǎng)地地下水進(jìn)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(yàn)，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(jì)1)涌水量的計(jì)算該降水工

15、程中，降水井點(diǎn)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(jì)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(zhǎng)度m，8m；與含水層厚度及滲透系數(shù)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在此取90；由于計(jì)算所得單井出水量為最大單井出水能力，設(shè)計(jì)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?dāng)?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(qiáng)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(shí)間為了保證降水

17、井降水達(dá)到預(yù)期的降水效果，在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)江北工作井加固體前15天開始正式降水，盾構(gòu)機(jī)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(tái)澆注在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)江北工作井端頭前需要完成盾構(gòu)機(jī)接收臺(tái)的施工，考慮盾構(gòu)機(jī)到達(dá)時(shí)盾構(gòu)機(jī)前推力和盾構(gòu)機(jī)自重較大，盾構(gòu)機(jī)拆機(jī)方便等原因，結(jié)合江北工作井尺寸，到達(dá)段接收基座擬采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)接收臺(tái)。接受臺(tái)示意圖見圖9。接受臺(tái)具體施工要求如下：1、接收平臺(tái)從距離洞門倒角500mm處開始澆注，長(zhǎng)17m、寬9.2m，接受臺(tái)中線與與盾構(gòu)機(jī)實(shí)際到達(dá)方向保證一致；接受臺(tái)控制標(biāo)高比線路標(biāo)高降低50mm。2、在線路方向上由南向北東線接

18、收臺(tái)為3.25%上坡，西線接收臺(tái)為3.1%上坡，即與隧道線路坡度吻合；3、接收平臺(tái)采用C35的鋼筋混凝土澆注而成；4、整個(gè)接受平臺(tái)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(jī)對(duì)接收臺(tái)的正面推力。圖9 接收臺(tái)示意圖洞門密封裝置安裝在進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)到達(dá)江北工作井進(jìn)行洞門鑿除前需要進(jìn)行洞門密封裝置的安裝，進(jìn)行洞門密封裝置安裝步驟為：第一步：對(duì)洞門圈預(yù)埋鋼環(huán)上雙頭螺栓孔進(jìn)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?yàn)椋汉煵枷鹉z板圓環(huán)板扇形卡板墊圈螺母。圖10 洞門密封示意圖場(chǎng)地硬化盾構(gòu)機(jī)到達(dá)江北工作井前需要對(duì)工作井周圍的場(chǎng)地進(jìn)行硬化施工，

19、主要工作為：盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)件堆放場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)地硬化示意圖5.3盾構(gòu)到達(dá)的施工內(nèi)容盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)到達(dá)段至進(jìn)洞段施工內(nèi)容包括：盾構(gòu)掘進(jìn)至到達(dá)段姿態(tài)調(diào)整及掘進(jìn)參數(shù)控制、管片壁后二次注漿、洞門鑿除、盾構(gòu)機(jī)推出洞門等。貫通前測(cè)量及盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整（1）盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)人工復(fù)核測(cè)量盾構(gòu)到達(dá)前，要對(duì)洞內(nèi)所有的測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行一次整體的、系統(tǒng)的控制測(cè)量復(fù)測(cè)，對(duì)所有控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行精密、準(zhǔn)確的平差計(jì)算。精確測(cè)量測(cè)站、后視點(diǎn)的坐標(biāo)和高程（測(cè)量全站儀和后視棱鏡的坐標(biāo)和高程），每一測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量不少于8個(gè)測(cè)回。在100m

20、和50m處對(duì)PPS導(dǎo)向系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)核測(cè)量。在盾構(gòu)到站前的最后一次導(dǎo)向系統(tǒng)搬站時(shí)，充分利用在貫通前線路復(fù)測(cè)的結(jié)果，精確測(cè)量測(cè)站、后視點(diǎn)的座標(biāo)和高程。同時(shí)，在貫通前50m時(shí)，進(jìn)一步加強(qiáng)加強(qiáng)盾構(gòu)姿態(tài)和管片測(cè)量，根據(jù)復(fù)測(cè)結(jié)果及時(shí)糾正偏差，并結(jié)合實(shí)測(cè)的豎井洞門位置適當(dāng)調(diào)整隧道貫通時(shí)的盾構(gòu)姿態(tài)；確保盾構(gòu)機(jī)按設(shè)計(jì)線路從到達(dá)口進(jìn)入江北工作井接收臺(tái)上。盾構(gòu)進(jìn)洞時(shí)其刀盤平面偏差允許值：平面±20mm、高程1530mm。（2）到達(dá)洞門復(fù)核測(cè)量為準(zhǔn)確掌握到達(dá)洞門施工情況，在盾構(gòu)貫通前對(duì)盾構(gòu)到達(dá)洞門進(jìn)行復(fù)核測(cè)量，測(cè)量項(xiàng)目包括：洞門中心位置偏差、洞門全圓半徑等。必要時(shí)根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)洞門進(jìn)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(cè)量和洞門復(fù)測(cè)結(jié)果，逐漸將盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整至預(yù)計(jì)的位置。確定盾構(gòu)貫通姿態(tài)時(shí)，一般考慮盾構(gòu)到達(dá)時(shí)施工進(jìn)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(jìn)情況進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，達(dá)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(dá)方向確定由于本工程?hào)|線盾構(gòu)機(jī)在R=1500m的圓曲線上到達(dá)，到達(dá)方向的確定至關(guān)重要。為了盾構(gòu)機(jī)能夠順利的推進(jìn)到接受臺(tái)上，盾構(gòu)機(jī)到達(dá)接收工作井洞門后，盾構(gòu)機(jī)必須沿直線推出。考慮東線盾構(gòu)到達(dá)段線路曲線情況，結(jié)合盾構(gòu)機(jī)主機(jī)長(zhǎng)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(jī)與洞門鋼環(huán)發(fā)生碰撞，采用切線方式到達(dá)。東線盾構(gòu)曲

22、線到達(dá)方向如圖12所示，盾構(gòu)機(jī)到達(dá)方向與江北工作井結(jié)構(gòu)面成84.81o夾角。盾構(gòu)機(jī)推出洞門前，盾構(gòu)機(jī)首先通過30m長(zhǎng)的擬合曲線，將盾構(gòu)機(jī)實(shí)際掘進(jìn)線路擬合到洞門位置圓曲線的切線方向上，此時(shí)盾構(gòu)機(jī)在盾尾位置與設(shè)計(jì)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(jìn)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(jī)到達(dá)方向示意圖到達(dá)前施工參數(shù)控制1）盾構(gòu)機(jī)到達(dá)連續(xù)墻里程?hào)|線約為L(zhǎng)K1+345.4、西線約為RK1+341.53，因連續(xù)墻成槽時(shí)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(shí)，應(yīng)密切關(guān)注刀盤扭矩變化，當(dāng)?shù)侗P扭矩明顯上升時(shí)，說明

23、已抵?jǐn)n連續(xù)墻，應(yīng)立即停止掘進(jìn)；2）在加固體內(nèi)掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)密切關(guān)注盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)變化，若出現(xiàn)刀盤載頭或突變量達(dá)2cm時(shí)，應(yīng)立即停止掘進(jìn)，停機(jī)對(duì)土體進(jìn)行處理；3）最后20環(huán)注漿配合比中適當(dāng)增加水泥用量，同時(shí)增加同步注漿量，每環(huán)注漿要達(dá)到密實(shí)均勻，保證注漿量的同時(shí)也要保證盾尾密封的安全，在掘進(jìn)過程中根據(jù)注漿壓力和地面監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以達(dá)到管片壁后同步注漿充填密實(shí)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(yán)格把關(guān)三道復(fù)緊制度，刀盤抵?jǐn)n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(jī)進(jìn)入端頭土體加固區(qū)域距洞門連續(xù)墻5m段時(shí)，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(cāng)壓力、總推力和掘進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度等。主要掘進(jìn)參數(shù)為：泥水倉(cāng)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(shí)，逐漸將推進(jìn)速度降低至45mm/min，泥水倉(cāng)壓力降至0.5bar。當(dāng)?shù)侗P底部抵?jǐn)n洞門位置連續(xù)墻后，通過泥水循環(huán)逐步將泥水倉(cāng)內(nèi)渣土排空。東西線盾構(gòu)達(dá)到先后控制為了保證盾構(gòu)到達(dá)施工階段的隧道的安全，減少近距離盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)相鄰隧道的影響，在盾構(gòu)到達(dá)段掘進(jìn)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?jǐn)n江北工作井洞門連續(xù)墻后，進(jìn)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(jìn)，將刀盤抵?jǐn)n江北工作井洞門連續(xù)墻之后進(jìn)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(jìn)行洞門鑿除，開始進(jìn)行西線盾構(gòu)到達(dá)施工作業(yè)，西線盾構(gòu)到達(dá)作業(yè)完成后，東線盾構(gòu)進(jìn)行洞門鑿除，開始東線盾構(gòu)到達(dá)施工作業(yè)。管片壁后二次注漿液為了截?cái)喽芪埠蟛靠赡艽嬖诘牡叵滤ǖ?，將管片壁后建筑空隙充分回填密?shí)，在盾構(gòu)機(jī)盾尾在刀盤抵?jǐn)n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(shí)對(duì)加固體外，實(shí)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(shí)施補(bǔ)充注漿，二次注漿液預(yù)計(jì)達(dá)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(yàn)編號(hào)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(shí)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?cái)嗫赡芰飨虻侗P掌子面的地下水通道，需要在盾構(gòu)機(jī)在刀盤抵?jǐn)n掌子面后進(jìn)行超前注漿。用于本工程的盾構(gòu)機(jī)在中體位置環(huán)向均勻設(shè)置了18個(gè)超前注漿孔，因未配置專門的超前注漿機(jī)，故啟用超前注漿時(shí)需進(jìn)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(cāng)出水點(diǎn)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(dá)到預(yù)期的防水效果后，開始進(jìn)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(jìn)洞前要將盾構(gòu)機(jī)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(shí)間為原則。（1）洞門鑿除準(zhǔn)備工作1）在盾構(gòu)到達(dá)前完成簾布橡膠及扇形卡板安裝。2）觀測(cè)降水井降深，記錄地下水位變化，并計(jì)算地下水位與盾構(gòu)機(jī)關(guān)系。3

28、）確認(rèn)刀盤抵?jǐn)n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(cāng)、泥水倉(cāng)液位降至最低（出漿口位置），最后逐步降低氣壓，觀察倉(cāng)內(nèi)水位變化情況；當(dāng)氣壓降至常壓后，打開倉(cāng)門，進(jìn)入氣壓倉(cāng)觀察掌子面狀況；若降至常壓后，泥水倉(cāng)內(nèi)水位未發(fā)生變化，則在泥水倉(cāng)接入水泵，將倉(cāng)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(cāng)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(diǎn)位置再次實(shí)施二次注漿或超前注漿。4）在確保泥水倉(cāng)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(shí)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(hù)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(qiáng)砼。（3）注意事項(xiàng)1）清理鑿落混凝土工作必須與鑿除作業(yè)同步進(jìn)行，為盾構(gòu)進(jìn)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(jī)頂推時(shí)，混凝土損壞簾布橡膠。盾構(gòu)機(jī)前推、形成洞門密封（1）洞門鑿除完成后，盾構(gòu)機(jī)可快速向前推進(jìn)并拼裝管片；（2）盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)須進(jìn)行同步注漿，漿液中適當(dāng)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(shí)間，管片拼裝后，須及時(shí)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(jī)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(dòng)葫蘆拉緊鋼絲繩，同時(shí)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(shí)不對(duì)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(shí)停機(jī)，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(shí)洞內(nèi)對(duì)西線884、883環(huán)、東線883、882環(huán)實(shí)施管片壁后二次注漿。（5）完成注漿后，盾構(gòu)機(jī)繼續(xù)前推、拼裝管片至臨時(shí)環(huán)，前推時(shí)相應(yīng)的管片壁后的同步注漿、二次注漿同步進(jìn)行，并根據(jù)實(shí)際情況，利用洞門預(yù)埋注漿孔適當(dāng)補(bǔ)充注漿；（6）在盾構(gòu)機(jī)前推過程中，每拼裝一環(huán)管片必須及時(shí)安裝管片橫向拉桿，直至臨時(shí)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(jī)推出（1）在臨時(shí)環(huán)管片后拼裝下部三塊管片，保證為盾構(gòu)機(jī)推出提供反力；（2）將盾構(gòu)機(jī)緩慢前推，當(dāng)盾殼脫離管片后，將簾布橡膠板通過吊帶、鋼絲繩捆在臨時(shí)環(huán)管片上，并用手動(dòng)葫蘆拉緊鋼絲繩，同時(shí)調(diào)整洞門扇形壓板使簾布橡膠板貼近臨時(shí)環(huán)管片；（3

32、）打開臨時(shí)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(jī)推至拆機(jī)位置。拆除洞門密封拆除洞門密封步驟：（1）打穿臨時(shí)環(huán)二次注漿孔，檢查是否有地下水滲出，若未達(dá)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(dòng)葫蘆慢慢松開，觀察是否有地下水滲出，若未達(dá)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(jī)刀盤、盾殼上部、管片安裝機(jī)拆除完成后，將臨時(shí)環(huán)后面的三個(gè)半環(huán)管片吊運(yùn)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(jī)到達(dá)過程中風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策盾構(gòu)到達(dá)過程中的風(fēng)險(xiǎn)主要包括：盾構(gòu)機(jī)未到達(dá)設(shè)計(jì)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(jī)未到達(dá)設(shè)計(jì)位置可能產(chǎn)生的原因：（1）測(cè)量累計(jì)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(shí)現(xiàn)象，盾構(gòu)機(jī)到達(dá)后栽頭。應(yīng)對(duì)措施：（1）貫通前線路復(fù)測(cè)；（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?jǐn)n連續(xù)墻后，抽空泥水倉(cāng)，觀察液位變化；（2）鑿除過程中，專人觀察泥水倉(cāng)是否出現(xiàn)滲漏水。

34、應(yīng)對(duì)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(jī)上超前注漿；（4）鑿除過程中，若泥水倉(cāng)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(jī)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(shí)環(huán)、西線884環(huán)、東線883環(huán)上開孔檢查；應(yīng)對(duì)措施：（1）隨時(shí)做好在西線884環(huán)、東線883環(huán)管片上二次注漿孔的準(zhǔn)備；（2）邊拆除臨時(shí)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(zhǔn)備。7.到達(dá)施工應(yīng)急預(yù)案到達(dá)應(yīng)急預(yù)

35、案主要針對(duì)盾構(gòu)到達(dá)時(shí)產(chǎn)生的突發(fā)情況而制定，主要包括：盾構(gòu)到達(dá)掘進(jìn)過程中的地面沉降超標(biāo)及塌陷的應(yīng)急預(yù)案、地下水涌入量大無法實(shí)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(shí)，發(fā)生地下水涌入盾構(gòu)井的險(xiǎn)情時(shí)，根據(jù)不同險(xiǎn)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(tái)300m3/h防洪泵兩臺(tái)，并準(zhǔn)備足夠的注漿材料和機(jī)械設(shè)備，并在明挖段修筑一道防水墻，防水墻頂部標(biāo)高應(yīng)高于承壓水頂部標(biāo)高；（2）如涌水量不大切勿泥沙帶出時(shí)，首先停止盾構(gòu)推出，并對(duì)涌水點(diǎn)進(jìn)行注漿封堵，直至堵住；（3）如涌水量大并切有泥沙帶出時(shí)，首先停止盾構(gòu)推出，箍緊簾布橡膠密封，對(duì)出水點(diǎn)進(jìn)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(zhēng)取時(shí)間；（4）如涌水過大，并短時(shí)間無法及時(shí)有效封堵時(shí)，切有可能對(duì)盾構(gòu)隧道安全產(chǎn)生影響時(shí)，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(zhēng)取時(shí)間。7.2地面塌陷應(yīng)急預(yù)案在盾構(gòu)到達(dá)掘進(jìn)時(shí)，由于地質(zhì)原因發(fā)生地面塌陷險(xiǎn)情時(shí)，根據(jù)不同險(xiǎn)情我部采取以下應(yīng)急措施：（1）停止掘進(jìn)，及時(shí)補(bǔ)充新鮮泥漿。補(bǔ)充前檢驗(yàn)?zāi)酀{物理性質(zhì)，測(cè)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(duì)整個(gè)開挖面發(fā)揮

37、有效的支護(hù)作用。對(duì)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(dòng)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(jìn)速度和泥渣排土量及新鮮泥漿補(bǔ)給量，穩(wěn)定的推過塌陷區(qū)。待盾構(gòu)機(jī)刀盤位置完全通過塌陷區(qū)后，對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行回填處理，回填土益采用自穩(wěn)能力較強(qiáng)的粘性土。待回填完成后，通過地表注漿的方式，對(duì)回填區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)充加固，將空洞回填密實(shí)。（3）及時(shí)及時(shí)進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)，指導(dǎo)施工。8.施工進(jìn)度計(jì)劃盾構(gòu)到達(dá)施工節(jié)點(diǎn)見下表，盾構(gòu)到達(dá)施工總體施工進(jìn)度計(jì)劃詳見附表：表3 盾構(gòu)到達(dá)施工節(jié)點(diǎn)施工項(xiàng)目開始時(shí)間完成時(shí)間計(jì)劃用時(shí)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(tái)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(dá)場(chǎng)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(dá)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(jī)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(dá)東線盾構(gòu)抵達(dá)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(jī)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(dá)9.勞、材、機(jī)計(jì)劃（1） 人員組織盾構(gòu)到達(dá)施工主要人員配備計(jì)劃如表4。表4 盾構(gòu)到達(dá)施工主要人員配備計(jì)劃序號(hào)項(xiàng)目數(shù) 量（人）備 注 1測(cè)量人員52洞門鑿除153掘進(jìn)施工掘進(jìn)一、二班掘進(jìn)三、四班西線掘進(jìn)一、二班分兩班倒東線掘進(jìn)三、四班分兩班倒4技術(shù)人