國(guó)內(nèi)最大直接水下盾構(gòu)隧道-南京江心洲夾江隧道施工關(guān)鍵技術(shù)

目錄CONTENTS1234工程概況

盾構(gòu)設(shè)備選型

工程重難點(diǎn)分析及應(yīng)對(duì)措施刀盤脫困1工程概況

目錄CONTENTS長(zhǎng)江第五大橋五里橋互通梅子洲互通青奧軸線地下工程

中

新

大道

揚(yáng)

子

江

大道夾江隧道設(shè)計(jì)范圍AB

1-1

工程整體概況

本標(biāo)段工程位于長(zhǎng)江五橋項(xiàng)目的南端，隧道起自梅子洲規(guī)劃中新大道（葡園路）西側(cè)橋隧分界點(diǎn)，終點(diǎn)為已建成通車的青奧軸線地下工程（揚(yáng)子江大道西側(cè)）。中新大道

（葡園路）洲泰水道夾江南京眼步行橋明挖段盾構(gòu)段江南接收井始發(fā)工作井R=2500mR=3087.04m梅子洲盾構(gòu)始隧道曲線半徑為R=2500m和3087.04m；隧

（右線），江南接收井長(zhǎng)35.8m。發(fā)井及明挖段長(zhǎng)560m，盾構(gòu)隧道長(zhǎng)1159m

道最大縱坡2.95%。隧道起點(diǎn)隧道終點(diǎn)1-2

工程線路1-3

盾構(gòu)管片設(shè)計(jì)概況n

管片外徑15m，內(nèi)徑13.7m，環(huán)寬2m。n

強(qiáng)度等級(jí)C60，抗?jié)B等級(jí)P12。n

每環(huán)10塊管片：7塊標(biāo)準(zhǔn)塊+2塊鄰接塊+1塊封頂塊。n

錯(cuò)縫拼裝。kN/m3粉細(xì)砂地層砂土石英含量達(dá)到60-75％），雜填土①119.50.695質(zhì)粘土、②3粉細(xì)砂、③4粉質(zhì)粘土地層；（2）本標(biāo)段地層中夾含了部分淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，刀盤易結(jié)泥餅；（3）長(zhǎng)距離穿越粉砂、粉細(xì)砂地層（部分

圖例：

淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土②2

粉質(zhì)粘土②1穿越砂層，水粉細(xì)

系數(shù)高，對(duì)沉降數(shù)細(xì)砂

敏感。頭

砂③

粉據(jù)

③

2

3

敞開(kāi)段

明挖暗埋段

梅子洲工作井（1）140構(gòu)隧道主要穿越地層為24.6淤泥質(zhì)粉盾米

395.4米

②

米層號(hào)標(biāo)貫

含水率

盾構(gòu)段巖土名稱

1158.984米w重度

γ孔隙比

e

固結(jié)快剪

江南工作井擊數(shù)Cq

φq

35.85米N②1②2②3③1粉質(zhì)黏土淤泥質(zhì)粉

質(zhì)黏土

粉砂

粉細(xì)砂

%33.537.930.024.9夾江

18.4

18.1

18.9

19.6

-0.9491.0650.8660.715

kPa15.813.1

8.69.0*

°

14.2

15.9

23.932.2*

4.3

3.8

7.412.4③2③3③4

粉細(xì)砂

粉細(xì)砂粉細(xì)砂③1

粉質(zhì)黏土24.822.933.219.5

0.721

粉質(zhì)黏土③1

粉砂②118.4

0.9748.0*7.0*16.432.7*33.0*

17.221.835.3

5.71-4

工程地質(zhì)情況2盾構(gòu)設(shè)備選型

目錄CONTENTS盾構(gòu)區(qū)間采用一臺(tái)德國(guó)海瑞克泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，刀盤直徑為15.46m，整機(jī)長(zhǎng)度為140m，整機(jī)功率約6100KW，額定扭矩為40000KNm,

最大總推199504kN，盾構(gòu)機(jī)所有設(shè)計(jì)耐壓能力均在6bar以上

，是根據(jù)夾江地質(zhì)水文條件量身打造的具備常壓換刀功能的大直徑泥水盾構(gòu)機(jī)

。2-1“新時(shí)代號(hào)”泥水平衡盾構(gòu)機(jī)選型

3

安裝限位筒4

用油缸抽出刀具

2

安裝多級(jí)油缸5

拆掉整個(gè)裝置1

開(kāi)始

2-1“新時(shí)代號(hào)”泥水平衡盾構(gòu)機(jī)選型

“新時(shí)代號(hào)”

盾構(gòu)機(jī)刀盤具備常壓換刀功能，結(jié)構(gòu)為星型輻條式，開(kāi)口率為51%。刀盤共配備225把刀具，包含16把先行刀，12把邊緣刮刀，188把正面刮刀，7把中心刀，2把超挖刀。其中可進(jìn)行常壓更換的刀具為73把，實(shí)現(xiàn)了對(duì)刀盤開(kāi)挖軌跡的“全覆蓋”。

刀盤面板磨報(bào)檢測(cè)裝置2個(gè),刀具磨損檢測(cè)裝置6個(gè)；施工前對(duì)刀具耐磨進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，隧道施工過(guò)程中未進(jìn)行道具更換。設(shè)計(jì)大流量中心沖刷系統(tǒng)，防止刀盤結(jié)泥餅。③設(shè)大功率同步注漿泵，保證砂層中的同步注漿填充質(zhì)量。④隧道設(shè)計(jì)縱坡達(dá)2.95％，設(shè)計(jì)了雙剎車系統(tǒng)管片吊機(jī)，防止出現(xiàn)溜車事故。①根據(jù)地勘報(bào)告，夾江隧道多為粉細(xì)砂、粘土地層，設(shè)計(jì)雙葉輪驅(qū)動(dòng)攪拌器，防止渣土堆積滯排。②設(shè)計(jì)大流量中心沖刷系統(tǒng)，防止刀盤結(jié)泥餅、刀具及泥水管路進(jìn)行耐磨處理，確保排渣順暢。2-1“新時(shí)代號(hào)”泥水平衡盾構(gòu)機(jī)選型2-2

泥水處理設(shè)備

2-2.1

現(xiàn)象

本工程施工場(chǎng)區(qū)沿線依次為江心洲生態(tài)

科技島、夾江、江南青奧文化公園，環(huán)

保要求及綠色施工標(biāo)準(zhǔn)高。

2-2.2

應(yīng)對(duì)措施項(xiàng)目部聯(lián)合三峽大學(xué)開(kāi)展了《盾構(gòu)隧道棄漿環(huán)保處理與改良再利用技術(shù)應(yīng)用研究工作》科研課題研究。

2-2.2

應(yīng)對(duì)措施采用“泥水分離設(shè)備+板框壓濾機(jī)+廢水處理裝置”的處理方案進(jìn)行處理。對(duì)盾構(gòu)產(chǎn)生的棄漿快速干化、就地回收利用配置同步注漿，產(chǎn)生的渣土可作為周邊景觀回填土，處理后的水體可達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)廢渣廢水零排放的要求。2-2

泥水處理設(shè)備3工程重難點(diǎn)分析及應(yīng)對(duì)措施

目錄CONTENTS7.1m3-1淺覆土始發(fā)3-1.1現(xiàn)象

p

始發(fā)端覆土7.1m，不足0.5D

。

p

隧道頂部為粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂地層。3-1.2分析

p

成環(huán)管片拖出盾尾后受到浮力大于管片自重造

成上浮。

p

軟弱土層對(duì)管片約束力不足，管片成環(huán)后易發(fā)

生上浮。

p

注漿壓力低，地層注漿不密實(shí)，易發(fā)生地表沉

降。

p

軟弱地層對(duì)切口壓力敏感，易擊穿。p

端頭加固：始發(fā)端頭采用20m三軸攪拌樁（含3m貼壁冷

凍）的加固形式。p

掘進(jìn)軸線：掘進(jìn)姿態(tài)與隧道設(shè)計(jì)高程的偏差控制在-

30mm，并保持姿態(tài)穩(wěn)定。3-1淺覆土始發(fā)3-1.3應(yīng)對(duì)措施三軸攪拌

樁加固凍結(jié)加固20m3m環(huán)號(hào)情況描述13位置：1點(diǎn)位置B2/B3塊裂紋漏水；14位置：12點(diǎn)位置B5/B6塊裂紋漏水；15位置：12點(diǎn)位置B5塊裂水漏水；17位置：12點(diǎn)位置B3/B4塊裂紋漏水；18位置：12點(diǎn)位置B5塊裂紋漏水；19位置：10點(diǎn)位置L2塊裂紋漏水；20位置：12點(diǎn)位置B6/B7塊裂紋漏水；22位置：12點(diǎn)位置B3塊裂紋漏水；23位置：12點(diǎn)位置B5塊裂紋漏水；24位置：12點(diǎn)位置B2塊裂紋漏水；25位置：12點(diǎn)位置L2塊裂紋漏水；n

第二條線左線掘進(jìn)至第14環(huán)時(shí)，出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)上漂，難以控制的情況。接著出現(xiàn)部分管片頂部有裂紋進(jìn)而滲水的情況。而位于頂部12點(diǎn)位置的缺陷占比為83%。滲漏水統(tǒng)計(jì)表3-2

管片上浮3-2.1

現(xiàn)象第25環(huán)上浮曲線（藍(lán)）

3-2

管片上浮

3-2.1

現(xiàn)象n

①管片錯(cuò)臺(tái)呈現(xiàn)樓梯型，且剛脫出盾尾后上浮速率過(guò)快，判斷是上浮導(dǎo)致管片裂紋及滲漏水；n

②盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)異常，壓頭推進(jìn)時(shí)盾尾不跟隨盾體下行，加大調(diào)整趨勢(shì)，盾體明顯開(kāi)始下行，但盾

尾依然上行；拼裝前后姿態(tài)對(duì)比

3-2

管片上浮

3-2.1

現(xiàn)象n

③推進(jìn)12環(huán)時(shí)，切口位置覆土8.7米，切口壓力由0.85bar調(diào)整至0.92bar之后，地表有輕微隆起，

且盾殼上方也有隆起。n

④在拼裝管片時(shí)，停機(jī)姿態(tài)會(huì)發(fā)生慢慢回落的現(xiàn)象，最大時(shí)回落10mm。?

①覆土厚度與上浮n

加固區(qū)段。覆土厚度在6.9~8.05m，該區(qū)段雖覆土較淺，但屬于加固區(qū)，土體自穩(wěn)性較好，掘進(jìn)完成后，

管片上浮量在12mm以內(nèi)，無(wú)滲水及裂縫的情況。n

11-30環(huán)。覆土厚度在8.05~9.24m，該段剛剛脫出加固區(qū)，覆土也比較淺，管片上浮量大大增加，最

大值為61mm，出現(xiàn)連續(xù)的管片裂縫及滲水現(xiàn)象。n

31-100環(huán)。覆土深度在9.24~14.82m。隨著覆土厚度的增加，管片上浮量持續(xù)緩慢減小，滲水及裂縫

也逐漸減少。所以判斷五橋項(xiàng)目的覆土厚度與上浮是有關(guān)系的。3-2

管片上浮3-2.2

原因分析右線始發(fā)段地質(zhì)左線始發(fā)段地質(zhì)n

左線前100環(huán)頂部基本為②3粉砂以及部分③4粉質(zhì)黏土（③4粉質(zhì)黏土標(biāo)貫值5.7N，②3粉砂標(biāo)貫值

7.4N）。但右線該段為③2粉細(xì)砂（標(biāo)貫值21.8N），雙線地質(zhì)差異較大，右線的施工經(jīng)驗(yàn)無(wú)法完全

借鑒，可能存在超挖情況。n

再加上右線始發(fā)降水、右線掘進(jìn)、左線始發(fā)降水3次對(duì)土體擾動(dòng)，管片脫出盾尾后土體約束有限。所

以始發(fā)段地質(zhì)與上浮是有相互關(guān)系的。?

②地質(zhì)情況與上浮3-2

管片上浮3-2.2

原因分析n

0-30環(huán)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)難以控制，出現(xiàn)持續(xù)上漂的情況，管片上浮量也持續(xù)增加。而30-100環(huán)姿態(tài)穩(wěn)定

下來(lái)，并得到控制緩慢下調(diào)后，上浮量也逐漸穩(wěn)定。所以姿態(tài)與上浮存在一定的關(guān)系。?

③盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)與上浮3-2

管片上浮3-2.2

原因分析水泥粉煤灰膨潤(rùn)土砂水保塑劑沁水率失去流動(dòng)性凝結(jié)時(shí)間1532428597040014.42.1%5-7h10-13h?

④同步注漿量與上浮n

經(jīng)過(guò)右線的實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，我們確定了同步注漿漿液配比。所以左線在同樣的漿液配合比、注漿量穩(wěn)

定在150%左右的不變的工況下，根據(jù)曲線可以看出上浮量與同步注漿量關(guān)系不大。3-2

管片上浮3-2.2

原因分析?

⑤掘進(jìn)速度與上浮n

左線始發(fā)段的掘進(jìn)速度基本穩(wěn)定在20-25mm/min之間，由下面的上浮量與掘進(jìn)速度關(guān)系圖可以看出，

掘進(jìn)速度與上浮量沒(méi)有太大關(guān)系。3-2

管片上浮3-2.2

原因分析n

①在掘進(jìn)線路上方，中心線兩側(cè)各9米范圍內(nèi)，堆放3米高渣土，通過(guò)增加覆土高度以及降水固結(jié)兩項(xiàng)措施來(lái)壓實(shí)土體，進(jìn)而增加土體對(duì)于同步注漿漿液、管片及盾尾的約束力；3-2

管片上浮3-2.3

應(yīng)對(duì)措施n

②啟用管片上浮自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在管片頂部，每環(huán)都布設(shè)一處參考棱鏡，頻率為20min/次，自動(dòng)監(jiān)測(cè)范圍為10-15環(huán)。3-2

管片上浮3-2.3

應(yīng)對(duì)措施3-2

管片上浮

3-2.3

應(yīng)對(duì)措施n

③每環(huán)每推進(jìn)0.5m，記錄一次管片上浮的數(shù)據(jù)，

若發(fā)現(xiàn)管片上浮過(guò)大，立即停止推進(jìn)，研究情

況來(lái)采取相關(guān)措施。有時(shí)甚至停機(jī)一整個(gè)班

（12h）用以二次注漿穩(wěn)定管片；n

④在一號(hào)臺(tái)車電柜頂部搭設(shè)平臺(tái)，待管片完全

脫出盾尾后，立即在上部開(kāi)孔二次注漿，壓力

1.2Mpa。使脫出盾尾的管片盡快穩(wěn)定下來(lái)后再

恢復(fù)掘進(jìn)；3-2

管片上浮

3-2.3

應(yīng)對(duì)措施n

⑤在盾體外側(cè)注入克泥效，注入點(diǎn)位為12、11、

1三個(gè)位置，注入壓力1.0MPa，用以填充同步

注漿無(wú)法及時(shí)填充的盾體與開(kāi)挖輪廓的空隙，

同時(shí)防止同步注漿與二次注漿的漿液前竄，保

證注漿質(zhì)量；n

⑥推進(jìn)后加大同步注漿量，頂部注漿壓力控制

在3-4bar，通過(guò)加大注漿量保證填充密實(shí)。n

⑦保證每環(huán)管片最少進(jìn)行復(fù)緊3次，后期發(fā)現(xiàn)管片出現(xiàn)上浮或螺栓松動(dòng)時(shí)，再次復(fù)緊；n

⑧每環(huán)推進(jìn)時(shí)，將重為80t的拼裝機(jī)后退至1號(hào)臺(tái)車前端，以增加剛脫出盾尾的管片的受力，盡可能的減小上?。籲

⑨管片上浮帶動(dòng)盾尾上浮，導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制困難。姿態(tài)上漂嚴(yán)重，使管片軸線上移，造成惡性

循環(huán)。盾構(gòu)姿態(tài)采取勤糾、少糾的思路，先減小趨勢(shì)，后調(diào)整姿態(tài)，讓盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)與管片及設(shè)計(jì)軸

線相匹配。3-2

管片上浮3-2.3

應(yīng)對(duì)措施n

二次注漿完成后，拆除注漿閥門，將二次注漿孔清理干凈后，使用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿進(jìn)行封堵，最后將砂漿與管片表面抹平。n

管片裂紋后期采用高滲透環(huán)氧灌縫加固處理。注漿材料為改性環(huán)氧樹(shù)脂類材料，固化后強(qiáng)度可達(dá)到C60。3-2

管片上浮3-2.3

應(yīng)對(duì)措施10環(huán)14環(huán)17環(huán)20環(huán)23環(huán)26環(huán)29環(huán)32環(huán)35環(huán)38環(huán)41環(huán)44環(huán)47環(huán)50環(huán)53環(huán)56環(huán)59環(huán)62環(huán)65環(huán)68環(huán)71環(huán)74環(huán)77環(huán)80環(huán)83環(huán)86環(huán)89環(huán)92環(huán)95環(huán)1環(huán)4環(huán)98環(huán)

80.0

70.0

60.0

50.0

40.0

30.0

20.0

10.0

0.0-10.0

3-2

管片上浮

3-2.4

處理后情況n

經(jīng)過(guò)項(xiàng)目采取積極的應(yīng)對(duì)措施以后，和隧道埋深不斷的增加，管片上浮量大大減小，后期基本未再

發(fā)生滲漏水及管片裂紋情況。

3-3

盾構(gòu)穿越兩岸大堤

3-3.1現(xiàn)象p

盾構(gòu)機(jī)穿越大堤，周邊地形復(fù)雜，地表建筑較多：南京眼橋墩、博物館等相關(guān)建筑。3-3.2原因分析

p

盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)會(huì)對(duì)地層形產(chǎn)生成擾動(dòng)，產(chǎn)生沉降，其中注漿量和切口壓力的設(shè)置尤為重要。北岸大堤南岸大堤p

參數(shù)驗(yàn)證：穿越大堤前，選取試驗(yàn)段，驗(yàn)證掘進(jìn)參數(shù)。p

設(shè)備檢查：對(duì)盾構(gòu)刀具及盾構(gòu)機(jī)各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行檢查，保證連續(xù)推進(jìn)。p

切口壓力控制：嚴(yán)格按照每環(huán)計(jì)算的切口壓力值掘進(jìn)控制。同步注漿控制：穿越大堤時(shí)注漿量從120%加大至130%～150%加大注漿量控制。p

重漿推進(jìn)：泥漿比重控制在1.18～1.20g/cm3（普通段1.13-1.16g/cm3）、粘度控制在22～24s。p

信息化控制：在穿越階段，專人在地面，通過(guò)移動(dòng)電話隨時(shí)向盾構(gòu)作業(yè)面反饋?zhàn)罴皶r(shí)的地面信息。3-3.3應(yīng)對(duì)措施3-3

盾構(gòu)穿越兩岸大堤

構(gòu)筑物沉降夾江北岸大堤

累計(jì)沉降夾江南岸大堤

累計(jì)沉降

右線隧道-4.42mm-3.18mm

左線隧道-5.61mm-5.44mm

3-3

盾構(gòu)穿越兩岸大堤p

盾構(gòu)兩次順利穿越了夾江兩岸大堤，穿越大堤單次最大沉降控制在1cm內(nèi)。頂?shù)仁鹿?/p>

3-4

盾構(gòu)穿越?jīng)_槽段3-4.1現(xiàn)象p

江底沖槽段覆土厚度8m～12m，地形結(jié)構(gòu)多變，主要為粉細(xì)砂與粉質(zhì)黏土地層。3-4.2原因分析p

沖槽段地形多變，

推進(jìn)時(shí)不及時(shí)調(diào)整

切口壓力，易導(dǎo)致

開(kāi)挖面壓力失穩(wěn)，

產(chǎn)生跑漿、甚至冒地形測(cè)量成果顯示，寬約30米，深度約2.7米的槽段地形測(cè)量成果顯示，歷史沖槽段被沖填p

參數(shù)控制：進(jìn)入沖槽段前，選取試驗(yàn)段，及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)。嚴(yán)格把控刀盤轉(zhuǎn)速與泥水壓力，采

取重漿推進(jìn)，保持掌子面的穩(wěn)定。p

注漿控制：嚴(yán)格控制開(kāi)挖量與注漿量，在保證注漿壓力不會(huì)擊穿覆蓋層的前提下，保證同步注漿

的密實(shí)性。3-4.3應(yīng)對(duì)措施3-4

盾構(gòu)穿越?jīng)_槽段p

觀景平臺(tái)位于南京眼步行橋終點(diǎn)處，屬于盾構(gòu)接收端。盾構(gòu)隧道下穿觀景平臺(tái)樁基范圍為55m，樁底距離管片頂僅為1.046m，距離開(kāi)挖面僅為81cm。3-5

盾構(gòu)下穿觀景平臺(tái)3-5.1現(xiàn)象序號(hào)

1

2

3

4水泥

80

100

120153粉煤灰

207

295

230

242膨潤(rùn)土

50

65

50

85

砂1140

9901100

970

水420375430400保塑劑

10.11

11.5

12

14.4

使用部位

正常埋深段

正常埋深段

始發(fā)淺埋段下穿觀景平臺(tái)段

3-5

盾構(gòu)下穿觀景平臺(tái)

3-5.2應(yīng)對(duì)措施n

同步注漿配合比及注漿量調(diào)整：⑴同步注漿量由120%加大至130%～160%。⑵同步注漿的漿液

配比調(diào)整，增加水泥、膨潤(rùn)土、外加劑的用量，稠度控制在12-13cm，塌落度控制在20-22cm，

凝結(jié)時(shí)間8-10小時(shí)。

砂漿配合比%

3-5

盾構(gòu)下穿觀景平臺(tái)

3-5.2應(yīng)對(duì)措施n

加注克泥效：在盾體外側(cè)加注克泥效，注入口為盾體2點(diǎn)和10點(diǎn)位置，每環(huán)注入800kg克泥效。使

用克泥效后，同步注漿壓力有明顯提升，漿液注入率160%，注漿更加飽滿。

克泥效注入范圍n

二次注漿控制：⑴觀景平臺(tái)段采用帶有三個(gè)注漿孔的管片。同步注漿完成后，及時(shí)對(duì)脫出盾尾的

管片通過(guò)預(yù)留注漿孔進(jìn)行二次注漿。⑵提前3環(huán)開(kāi)始對(duì)樁基影響范圍的管片進(jìn)行二次注漿。3-5

盾構(gòu)下穿觀景平臺(tái)3-5.2應(yīng)對(duì)措施3-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收3-6.1

現(xiàn)象n

周邊建筑物較多，包括觀景平臺(tái)、青奧雙子樓、青奧博物館等。n

江南工作井深度達(dá)38.9m。n

盾構(gòu)隧道處于全斷面粉細(xì)砂層。n

其中南京眼步行橋樁基緊貼在加固區(qū)素墻處，盾體進(jìn)入加固區(qū)后，盾尾仍位于樁基底部，對(duì)切口壓力設(shè)定要求高。且樁底距離開(kāi)挖面僅為81cm。

3-6.2分析n

工程因周邊高大建筑物較多無(wú)法采取坑外降水。n

盾構(gòu)進(jìn)度加固區(qū)前段時(shí)，盾尾仍位于觀景平臺(tái)

底部，對(duì)切口壓力設(shè)定要求高。3-6.3應(yīng)對(duì)措施

n

一、破入素墻前

①采取“20m旋噴樁（含3m凍結(jié)區(qū)）

+0.8m塑性混凝土墻”的加固方式。凍結(jié)加固

強(qiáng)加固0.8m塑性

混凝土墻3-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收

弱加固

3-6.3

應(yīng)對(duì)措施n

一、破入素墻前

②完成盾構(gòu)工作井的內(nèi)的洞門破除、回填土、回灌水的工作。

③完成降水試驗(yàn)，并降水至回填水位。

④應(yīng)急回灌水源、人員、設(shè)備等準(zhǔn)備到位。3-53-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收

3-6.3

應(yīng)對(duì)措施n

二、破入素墻后

①破入素墻后，必須保持緩速推進(jìn)，密切關(guān)注出漿壓力及碎石機(jī)油壓；

②每推進(jìn)50cm，停機(jī)強(qiáng)制內(nèi)倉(cāng)循環(huán)，防止渣塊堆積。3-53-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收刀盤旋轉(zhuǎn)

3-6.3

應(yīng)對(duì)措施n

二、破入素墻后

③刀盤靠近冷凍區(qū)至少4m之前，必須停機(jī)冷凍管拔除。將開(kāi)挖范圍冷凍管拔除至開(kāi)挖面以上500mm并恢復(fù)二次冷凍，穿越區(qū)域外部冷凍管維持冷凍；

④冷凍區(qū)停機(jī)期間保證每隔30min旋轉(zhuǎn)刀盤3min。3-53-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收3-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收

3-6.3

應(yīng)對(duì)措施n

二、破入素墻后

③接收段15環(huán)預(yù)埋鋼板管片處，每環(huán)拼裝完成后及時(shí)進(jìn)行螺栓復(fù)緊與連接板焊接。3-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收

3-6.3

應(yīng)對(duì)措施n

三、洞門密封

①到達(dá)焊接位置后，將加固區(qū)內(nèi)水位降至洞門底以下1m。

②將工作井上部清水利用水泵抽排，之后利用泥漿循環(huán)清理工作井內(nèi)泥漿，直至無(wú)法處理后，使用挖機(jī)。

③清理采取分層清理的方式，每清理一個(gè)階段便迅速進(jìn)行清理部位的密封鋼板焊接。3-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收3-6.3

應(yīng)對(duì)措施n

三、洞門密封

④密封鋼板焊接完成后，取消降水，拔除冷凍管，即可開(kāi)始洞門二次注漿。

⑤二次注漿采用洞門環(huán)預(yù)埋注漿孔進(jìn)行注漿。注漿順序?yàn)閺牡撞孔{孔開(kāi)始注漿，按預(yù)留注漿孔位置依次向上進(jìn)行，直至注漿密實(shí)、飽滿。n

①預(yù)制15環(huán)特殊管片，每環(huán)管片布3個(gè)注漿孔，梅花型注漿，以求在素墻及接收環(huán)處形成二次注漿環(huán)箍，保證洞門接收安全；3-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收3-6.4

質(zhì)量保證措施n

②在素墻內(nèi)外四環(huán)，反復(fù)二次注漿，直至

開(kāi)孔透過(guò)管片壁后檢查無(wú)滲漏水后，再向

前推進(jìn)。n

③降水過(guò)程中，對(duì)降水井的水位進(jìn)行觀察，

看水位是否有明顯下降，判斷素墻處的封

堵效果是否完好。3-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收3-6.4

質(zhì)量保證措施克泥效開(kāi)孔仰拱塊

3-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收徑向孔注漿

3-6.4

質(zhì)量保證措施n

④接收環(huán)前一環(huán)時(shí)，使用盾體5點(diǎn)7點(diǎn)徑向注

漿孔注漿，保證洞門處底部無(wú)滲水通道。n

⑤接收段掘進(jìn)過(guò)程中，在盾體外11點(diǎn)、12

點(diǎn)、1點(diǎn)三個(gè)方向注入克泥效，保證注漿的

密實(shí)性。n

③在素墻以及出洞前的兩次環(huán)箍處，特制開(kāi)

孔仰拱塊，保證底部注漿封堵效果。階段環(huán)號(hào)壓力加固區(qū)推進(jìn)5711.21刀盤破壁5721.13盾構(gòu)機(jī)接收井掘進(jìn)5731.12574根據(jù)回填壓力平衡580根據(jù)回填壓力平衡洞門密封581根據(jù)回填壓力平衡階段環(huán)號(hào)壓力素墻外掘進(jìn)5622.715672.67加固區(qū)推進(jìn)5682.675692.675701.225711.21n

⑦刀盤進(jìn)入加固區(qū)后，盾尾仍然位于觀景平臺(tái)下方，所以不能開(kāi)始降低切口壓；直至盾尾全部進(jìn)入素墻，素墻處形成二次注漿環(huán)箍后，此時(shí)刀盤距離冷凍墻4.3m，開(kāi)始降低切口壓力，開(kāi)始拔除冷凍管。3-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收3-6.4

質(zhì)量保證措施3-6.5

應(yīng)急措施3-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收n

五橋接收環(huán)外出洞門較少，所以接收環(huán)后，再拼裝一整環(huán)管片，保證三道盾尾刷位于管片上，確保盾構(gòu)機(jī)與隧道內(nèi)保持密封狀態(tài)，一旦出現(xiàn)洞門涌水等情況，可以立即回填水土，直至風(fēng)險(xiǎn)排除。3-6

復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)接收n

滲水現(xiàn)象：右線掘進(jìn)過(guò)程中，部分管片出現(xiàn)管片拼縫滲水和裂紋滲水現(xiàn)象。n

原因分析：滲水情況出現(xiàn)后，經(jīng)過(guò)多次專家會(huì)討論、分析、驗(yàn)證，最終采用VMT三維

管模測(cè)量方法，通過(guò)三維測(cè)量設(shè)備、精確的距離測(cè)量、實(shí)時(shí)的環(huán)境補(bǔ)償傳感器，可以測(cè)

出傳統(tǒng)測(cè)法中無(wú)法測(cè)出的模具平行四邊形變形、弧度變形等情況。管模精度不足，對(duì)隧

道防水帶來(lái)巨大影響3-7.1

情況說(shuō)明3-7

隧道滲漏水3-7

隧道滲漏水n

三維測(cè)量可以根據(jù)目前測(cè)量的管片情況，構(gòu)建出虛擬環(huán)，模擬出按照當(dāng)前生產(chǎn)的管片所拼裝的成型隧道的情況數(shù)據(jù)。3-7.2

管片生產(chǎn)精度模具禁錮螺栓編號(hào)扭矩扳手?jǐn)Q緊

3-7

隧道滲漏水

3-7.2

管片生產(chǎn)精度n

對(duì)既有兩套模具進(jìn)行改造，并新購(gòu)置了1套新模具，經(jīng)VMT檢測(cè)合格后投入使用。在生產(chǎn)過(guò)程中采取以下

措施保證管片精度：n

1、對(duì)管片的緊固螺栓進(jìn)行編號(hào)，工人合模時(shí)按照①→②→③順序擰緊螺栓，開(kāi)模時(shí)按照③→②→①的順序

松開(kāi)螺栓。同時(shí)配置了扭矩扳手，扳手設(shè)定值為720N?m。寬度測(cè)量對(duì)角線測(cè)量

3-7

隧道滲漏水

3-7.2

管片生產(chǎn)精度n

2、管片每次生產(chǎn)前，工人清理模具后合模，質(zhì)檢人員對(duì)模具的寬度、對(duì)角線進(jìn)行測(cè)量，模具合格后涂刷脫

模劑，再打開(kāi)一側(cè)模板，吊入鋼筋籠。測(cè)量對(duì)角線測(cè)量?jī)?nèi)腔深度測(cè)量每延米平整度測(cè)量楔形量

3-7

隧道滲漏水

3-7.2

管片生產(chǎn)精度n

3、模具每周轉(zhuǎn)15次，進(jìn)行一全面檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目包括寬度、弧弦長(zhǎng)、內(nèi)腔高度、楔形量、對(duì)角線及每延

米平整度。VTM現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)VMT檢測(cè)報(bào)告

3-7

隧道滲漏水

3-7.2

管片生產(chǎn)精度n

4、模具每周轉(zhuǎn)100次邀請(qǐng)VMT公司對(duì)管片模具及管片進(jìn)行三維測(cè)量。n

5、每次管片拆模后對(duì)管片的寬度進(jìn)行測(cè)量，每生產(chǎn)15環(huán)抽一環(huán)對(duì)管片的厚度、對(duì)角線、弧弦長(zhǎng)及平整度

進(jìn)行檢測(cè)。n

6、水平拼裝檢測(cè)：每生產(chǎn)100環(huán)進(jìn)行1次水平拼裝試驗(yàn)。（設(shè)計(jì)及規(guī)范要求為200環(huán)，為加強(qiáng)精度控制，100環(huán)拼裝一次）。3-7

隧道滲漏水3-7.2

管片生產(chǎn)精度喂片機(jī)上部滴水

3-7

隧道滲漏水?

盾尾積水對(duì)遇水膨脹條的破壞貼n

原因分析：隧道下坡過(guò)程中，盾尾始終有積水

或泥漿無(wú)法排除干凈，造成遇水膨脹密封墊失

效。n

應(yīng)對(duì)措施：與防水材料廠家對(duì)遇水膨脹密封墊

材料粘貼工藝進(jìn)行優(yōu)化。n

常規(guī)做法是密封墊粘貼完再涂刷2層緩膨劑，但

緩噴時(shí)間有效，一般只能做到3小時(shí)。n

改進(jìn)后，提前將遇水膨脹密封墊在緩膨劑內(nèi)進(jìn)

行浸泡，緩噴時(shí)間延長(zhǎng)，然后再粘貼。隧道出

現(xiàn)有少量滲水濕漬時(shí)，5-10小時(shí)內(nèi)會(huì)消失。證

明該措施有效，不影響防水效果，可一勞永逸

解決被積水浸泡失效的問(wèn)題。

3-7.3

施工環(huán)境影響?

喂片機(jī)上部臺(tái)車滴水的影響n

原因分析：管片運(yùn)輸至隧道內(nèi)后，存放于1

號(hào)臺(tái)車下部的喂片機(jī)上。上部為砂漿罐、

廢水箱、泥漿泵等，不可避免會(huì)有水滴落

至下部管片上，遇水膨脹密封墊會(huì)提前膨

脹失效。n

應(yīng)對(duì)措施：將砂漿罐平臺(tái)的漏水點(diǎn)、縫隙

焊接嚴(yán)實(shí)。

3-7

隧道滲漏水?

防水材料粘貼n

粘貼作業(yè)時(shí)要注意通風(fēng)，利于膠粘劑的干燥。

粘貼作業(yè)不得在雨雪天操作。n

原因分析：基面潮濕時(shí)，粘結(jié)劑容易起泡，密

封墊或海綿膠條會(huì)提前膨脹、開(kāi)口，粘貼不牢

固。n

應(yīng)對(duì)措施：采用噴燈或其他措施烘干。

隧

道

內(nèi)

提

前

膨

脹

3-7.3

施工環(huán)境影響?

管片存放及運(yùn)輸n

原因分析：管片防水材料粘貼作業(yè)一般在

地面進(jìn)行，在存放及運(yùn)輸至隧道的過(guò)程中，

遇到陰雨天氣，雨水淋濕會(huì)造成遇水膨脹

密封墊的提前膨脹、失效。雖然遇水膨脹

密封墊表面已經(jīng)涂刷了緩膨劑，但效果有

限。n

應(yīng)對(duì)措施：根據(jù)天氣情況，運(yùn)輸時(shí)采用塑

料布、雨布等進(jìn)行覆蓋。施工人員應(yīng)密切

關(guān)注天氣情況，提前準(zhǔn)備覆蓋材料。

3-7

隧道滲漏水空心三元乙丙試驗(yàn)

3-7.4

防水材料角部節(jié)點(diǎn)的影響n

原因分析：三元乙丙彈性密封墊硬度較高，達(dá)到67±5（邵爾

A），為保證壓縮后的高度，密封墊截面設(shè)計(jì)為多孔梳形。工

廠生產(chǎn)時(shí)擠出成型，角部則將模具設(shè)計(jì)成角部挖空形式，再在

模具中整體連接成框。由于工藝原因，角部密封墊內(nèi)部無(wú)法加

工為鏤空形式，造成角部硬度較大，管片拼裝過(guò)程中角部三元

乙丙堆積量比較大，容易出現(xiàn)滲水通道。n

應(yīng)對(duì)措施：將角部模具優(yōu)化，增大腳步抓空高度，降低硬度，

在拼裝時(shí)更均勻的分解角部的壓縮空間，避免管片拼裝時(shí)三元

乙丙角部堆積過(guò)多，影響管片整體防水效果。

3-7

隧道滲漏水?

三元乙丙密封墊摩阻力過(guò)大n

原因分析：管片拼裝過(guò)程中，要求三元乙丙

密封墊裝配力不大于80KN/m（遇水膨脹密

封墊裝配力不大于20KN/m），管片接縫處

兩側(cè)的三元乙丙在裝配力擠壓下，產(chǎn)生較大

摩擦力。如果摩擦力過(guò)大，密封墊會(huì)發(fā)生滑

動(dòng)造成局部堆積過(guò)大出現(xiàn)滲水點(diǎn)。n

應(yīng)對(duì)措施：管片拼裝前，在接縫兩側(cè)的密封

墊表面涂刷水性潤(rùn)滑劑，如水溶性硅油，可

明顯降低摩阻力。3-7.5

管片拼裝

涂抹減阻劑

3-7

隧道滲漏水?

密封墊粘貼不牢固造成的錯(cuò)位n

原因分析：密封墊粘貼采用單組分氯丁-酚醛膠粘

劑，該膠粘劑與管片粘貼面的抗剪切強(qiáng)度可達(dá)到

0.27Mpa。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)必須放置12小時(shí)養(yǎng)

護(hù)，膠粘劑的性能才能完全發(fā)揮作用。否則管片

在拼裝過(guò)程中，接縫處的擠壓和滑動(dòng)均會(huì)造成密

封墊的移位甚至錯(cuò)動(dòng)，導(dǎo)致局部密封墊堆積過(guò)多

出現(xiàn)滲水點(diǎn)。n

應(yīng)對(duì)措施：①提高人員的質(zhì)量意識(shí)和責(zé)任心，加

強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收環(huán)節(jié)管理。

3-7.5

管片拼裝?

拼裝損壞密封墊或海綿膠條n

原因分析：管片在拼裝過(guò)程中，由于人員

操作失誤或外界干擾，不可避免會(huì)出現(xiàn)密

封墊或膠條損壞的情況，都會(huì)造成防水體

系的削弱。n

應(yīng)對(duì)措施：隧道內(nèi)儲(chǔ)備一定量的膠粘劑，

出現(xiàn)小的損壞時(shí)，及時(shí)重新粘貼并補(bǔ)強(qiáng)。

如出現(xiàn)大的損壞，應(yīng)將管片退回，重新下

放驗(yàn)收合格的管片。

3-7

隧道滲漏水3-7.6

后期監(jiān)控

n

API激光跟蹤儀，測(cè)量端面錯(cuò)臺(tái)，并根據(jù)凹凸情況，調(diào)整后續(xù)管片襯墊拼裝參數(shù)。

n

拼裝完成后在盾尾內(nèi)、將出盾尾、全出盾尾、出盾尾5環(huán)，四個(gè)階段對(duì)管片的錯(cuò)臺(tái)以及滲

漏水與破損情況進(jìn)行跟蹤測(cè)量、記錄。API現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量施工質(zhì)量表格臺(tái)賬4刀盤脫困

目錄CONTENTSn

停機(jī)位置：

568環(huán)推進(jìn)

70cm，行程推至1400mm。n

相對(duì)位置：刀盤已穿越塑性

止水墻，進(jìn)入端頭加固區(qū)內(nèi)，距離凍結(jié)體外邊緣5.8m，距離接收井8.8m，盾尾處于觀景平臺(tái)下方。觀景平

臺(tái)凍結(jié)

區(qū)4-1

停機(jī)情況介紹?

現(xiàn)象1：出漿流量突然下降，比進(jìn)漿流量低

1000m3/h，管道壓達(dá)到15bar。

檢查方式：停機(jī)檢查泥漿管道及排漿泵

檢查結(jié)果：V32出漿管道被堵塞。4-1

停機(jī)情況介紹帶壓清障出的石塊、螺紋鋼筋等

4-1

停機(jī)情況介紹?

現(xiàn)象2：氣泡倉(cāng)內(nèi)攪拌器無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。

檢查方法：帶壓進(jìn)氣泡倉(cāng)檢查。

檢查結(jié)果：攪拌器與前閘門完全被大石塊與渣土卡住，第四倉(cāng)進(jìn)倉(cāng)發(fā)現(xiàn)在攪拌器處有螺紋鋼筋纏繞。?

現(xiàn)象3：刀盤扭矩至45MNm（脫困扭矩），

正反方向均無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)

檢查方式：通過(guò)V11/V12等前倉(cāng)管路泥漿循環(huán)檢查。

檢查結(jié)果：刀盤前倉(cāng)至少一半高度范圍被石渣堆積。

刀盤土倉(cāng)內(nèi)用高粘度膨潤(rùn)土漿液填充，自底部注入，直至上部放漿液出來(lái)，并繼續(xù)注入，后續(xù)注入克泥效增加長(zhǎng)效時(shí)間。4-2

應(yīng)急措施4-2.1

膨潤(rùn)土封倉(cāng)

通過(guò)頂部的14個(gè)斜向超前鉆探孔向刀盤上方注入克泥效，形成至少30cm的厚度，這樣可以在刀盤與后期注漿加固土體之間形成一個(gè)隔絕層，防止后期注漿漿液滲入開(kāi)挖艙。超前探孔注入克泥效注入口超前探孔注入克泥效注入口4-2

應(yīng)急措施4-2.2

超前探孔注入克泥效4-2

應(yīng)急措施

4-2.3

徑向孔注入克泥效保護(hù)盾體

為了防止后期填充砂漿，砂漿滲透造成盾體被固結(jié)抱死，利用盾體周邊12個(gè)均勻分布的徑向注漿孔注入克泥效，尤其是頂部2-10點(diǎn)范圍。

盾體徑向10點(diǎn)至2點(diǎn)累計(jì)注入克泥效10.5方，壓力在10bar左右。

盾構(gòu)機(jī)刀盤新增加4個(gè)電機(jī)與2個(gè)150t千斤頂，額外增加15000KNm的扭矩，設(shè)備能力達(dá)到額定極限，未能成功轉(zhuǎn)動(dòng)。刀盤新增150T千斤頂4-2

應(yīng)急措施4-2.4

額外增加刀盤扭矩4-3

脫困方案4-3.1

整體思路n

脫困方案?

1、咬合樁帷幕?

2、咬合樁接縫及前端注入雙液漿?

3、盾體上方注入雙液漿?

4、素墻環(huán)形空間聚氨酯封堵?

5、帶壓進(jìn)倉(cāng)清障整體施工順序：施工咬合樁→盾體上方注漿加固→咬合樁接縫注漿、咬合樁與冷凍體之間注漿、素墻處注聚氨酯封堵環(huán)形空間→降水→泥漿循環(huán)帶走前倉(cāng)松散物→帶壓進(jìn)倉(cāng)清障。4-3

脫困方案4-3.1

整體思路4-3

脫困方案

4-3.1

咬合樁帷幕?

1、在刀盤前方及側(cè)面，使用全回轉(zhuǎn)套管鉆機(jī)施

工“2m直徑咬合樁”，形成圍閉空間?

2、2m樁葷素搭配，隔一布一