盾構(gòu)進(jìn)洞施工方案

1、南京地鐵二號線D2-TA05標(biāo)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)站施工方案編制：審核：批準(zhǔn)：中鐵十九局集團(tuán)南京地鐵二號線BT項目經(jīng)理部二OO五年十二月一日目 錄1. 工程概況12. 地質(zhì)狀況13. 盾構(gòu)到達(dá)施工測量24. 盾構(gòu)到達(dá)段施工24.1 到達(dá)前掘進(jìn)施工24.2 盾構(gòu)到達(dá)前洞門混凝土的鑿除34.3 盾構(gòu)到達(dá)接收井34.4 洞口密封環(huán)的安裝與準(zhǔn)備34.5 接收托架的安裝與固定35. 盾構(gòu)進(jìn)站施工主要措施45.1盾構(gòu)機(jī)到站掘進(jìn)參數(shù)控制45.2盾構(gòu)機(jī)在端頭位置的處理45.3最后幾環(huán)管片的安裝56 盾構(gòu)到達(dá)段施工要點56.1 盾構(gòu)到達(dá)階段的掘進(jìn)56.2到達(dá)段管片安裝71. 工程概況南京地鐵二號線D2-TA05標(biāo)工程共有三

2、個盾構(gòu)區(qū)間，其中向興路站所街站盾構(gòu)區(qū)間采用兩臺日本小松公司制造的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工，在所街站南端頭井下井始發(fā)，沿江東中路向南推進(jìn)至向興路站。我單位根據(jù)盾構(gòu)施工規(guī)范及本區(qū)間盾構(gòu)施工情況和地質(zhì)條件，確定區(qū)間隧道后50環(huán)為盾構(gòu)機(jī)到達(dá)段施工。2. 地質(zhì)狀況向興路站所街站盾構(gòu)區(qū)間屬長江低漫灘地貌，地勢較為平坦，場地地層呈二元結(jié)構(gòu)，上部主要以淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，下部以粉土和粉細(xì)砂為主，賦存于粘性土中的地下水類型為孔隙潛水，賦存于砂層中的地下水具微承壓性，屬微承壓水。盾構(gòu)機(jī)主要穿越粉土（-3c2-3）、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（-2b4）、粉砂（-1d4）、粉細(xì)砂（-3d2-3、-4d2-1）土層，各土層特征見下表。

3、主要地質(zhì)土層特征表層 號地層名稱狀 態(tài)特 征 描 述分布情況-1d4粉砂松散，飽和含云母，夾少量粘性土薄層零星-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土流塑含有機(jī)質(zhì)及少許腐植質(zhì)，夾有薄層粉土和粉砂，局部有植物根，含少許有機(jī)質(zhì)。切面光滑，搖振反應(yīng)無，干強(qiáng)度中等，韌性中等。均布-3c2-3粉土稍密，局部中密，濕很濕含有機(jī)質(zhì)，夾有粘性土薄層。呈交互層狀，搖振反應(yīng)中等迅速，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。局部-3d2-3粉細(xì)砂中密，局部稍密，飽和含云母，夾有少許粘性土薄層，偶含少許腐殖質(zhì)。均布-4d2-1粉細(xì)砂中密，局部密實，飽和含少許腐殖質(zhì)、云母，砂質(zhì)較均勻，偶夾少許粘性土薄層。均布3. 盾構(gòu)到達(dá)施工測量盾構(gòu)機(jī)到達(dá)向興路

4、站前，由測量班對隧道內(nèi)所有控制點進(jìn)行一次整體系統(tǒng)的控制測量復(fù)測，對所有控制點進(jìn)行精密準(zhǔn)確地平差計算。在隧道貫通前的最后一次系統(tǒng)搬站時，以測設(shè)的地面導(dǎo)線點和水準(zhǔn)點為基準(zhǔn)，以測量二等控制點的辦法精確測量測站、后視點的坐標(biāo)和高程。每一測點的測量不少于4個測回。盾構(gòu)機(jī)到達(dá)前50米即加強(qiáng)盾構(gòu)姿態(tài)和隧道線形測量，經(jīng)常人工復(fù)測，對隧道全線做定向測量，糾正推進(jìn)軸線，保證準(zhǔn)確進(jìn)入盾構(gòu)接收架。根據(jù)實測的車站洞門位置調(diào)整隧道貫通時的盾構(gòu)機(jī)刀盤位置。隧道貫通時其刀盤平面偏差允許值：平面20mm、高程20mm，盾構(gòu)坡度較設(shè)計坡度略大0.2%。4. 盾構(gòu)到達(dá)段施工4.1 到達(dá)前掘進(jìn)施工當(dāng)盾構(gòu)進(jìn)入接收井前，盾構(gòu)切口靠近地下

5、連續(xù)墻3m時，在洞圈中鑿出500mm的孔，用于應(yīng)力釋放。盾構(gòu)機(jī)切口進(jìn)入加固土體后，正面土體土質(zhì)較硬，為控制推進(jìn)軸線、保護(hù)刀盤，要耐心磨削水泥土攪拌樁和旋噴樁，使加固區(qū)土體得到充分切削，為控制好刀盤油壓和轉(zhuǎn)速，在推進(jìn)時按工況條件在盾構(gòu)正面加入水，以減小刀盤扭矩和改良正面的土體，此時推進(jìn)速度不宜過快，控制在3mm/min范圍內(nèi)。4.2 盾構(gòu)到達(dá)前洞門混凝土的鑿除 當(dāng)盾構(gòu)逐漸靠近洞門時，混凝土洞門上開設(shè)觀察孔加強(qiáng)對其變形和土體的觀測，在盾構(gòu)切口距洞門200mm時停止盾構(gòu)推進(jìn)，盡可能掏空平衡倉內(nèi)的泥土使切口正面的土壓力降到最低值。以確保混凝土洞門鑿除的施工安全。4.3 盾構(gòu)到達(dá)接收井盾構(gòu)到達(dá)接受井前，

6、在接收井洞門位置進(jìn)行測量確認(rèn)，安裝盾構(gòu)接收機(jī)座，接收井內(nèi)洞門混凝土鑿除和洞門封堵材料等各項工作全部準(zhǔn)備就緒。在洞門內(nèi)混凝土吊除并將殘留物清除后，盾構(gòu)應(yīng)盡快推進(jìn)并拼裝管片，縮短盾構(gòu)進(jìn)入接收井時間。洞圈特殊環(huán)管片脫出盾尾后，立即用環(huán)形鋼板與進(jìn)洞特殊環(huán)處弧面的預(yù)埋鋼板焊接成一個整體，之后在穿墻洞口前3環(huán)范圍內(nèi)用水泥固結(jié)漿液將管片與洞圈的間隙進(jìn)行充填，以減少水土流失。4.4 洞口密封環(huán)的安裝與準(zhǔn)備隧道貫通后，清除洞口的石碴，將圓弧板分多塊焊接在預(yù)埋鋼環(huán)上，使管片與鋼環(huán)之間的空隙封住。洞口密封環(huán)的安裝應(yīng)在隧道貫通之后，同時洞口的碴土清理結(jié)束之后進(jìn)行，以確保洞口密封環(huán)不致因盾構(gòu)機(jī)盾殼下部積土而導(dǎo)致密封環(huán)損

7、壞。4.5 接收托架的安裝與固定隧道貫通前，迅速清除洞口的碴土，然后開始安裝接收托架。接收托架直接放在車站地板上，根據(jù)區(qū)間隧道設(shè)計中線準(zhǔn)確定出托架的空間位置，接收托架固定用斜撐撐在車站結(jié)構(gòu)上。接收托架定位時，要嚴(yán)格控制托架的中線與盾構(gòu)機(jī)上托架之前的姿態(tài)與趨勢相匹配，托架軸線與盾構(gòu)機(jī)軸線之間的夾角不大于1.5，托架上的導(dǎo)軌最好比盾構(gòu)機(jī)的底部高12cm，一方面保證盾構(gòu)機(jī)盾尾在脫離最后一環(huán)管片時，不會突然向下跌落；另一方面避免盾構(gòu)機(jī)在始發(fā)臺上往前推進(jìn)時產(chǎn)生盾構(gòu)機(jī)低頭現(xiàn)象，從而避免破壞托架或損壞刀盤、盾殼等現(xiàn)象的發(fā)生。5. 盾構(gòu)進(jìn)站施工主要措施5.1盾構(gòu)機(jī)到站掘進(jìn)參數(shù)控制盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入進(jìn)洞段后，首先減小推

8、力、降低推進(jìn)速度和刀盤轉(zhuǎn)速，控制出土量并時刻監(jiān)視土倉壓力值，避免較大的地表隆陷。貫通前56環(huán)，進(jìn)一步降低盾構(gòu)掘進(jìn)推力，掘進(jìn)推力維持在400t左右，推進(jìn)油缸壓力不大于4 MPa。在掘進(jìn)的同時，要注意維持土倉內(nèi)的壓力值，一般情況下，土壓不低于0.06 MPa。無論何種情況下，推進(jìn)油缸壓力均不能大于5MPa。在貫通前的最后3環(huán)，要求掘進(jìn)速度控制在0.51cm/min。盾構(gòu)機(jī)刀盤距離貫通里程小于10米時，在掘進(jìn)過程中，派專人對車站時刻觀察洞口加固段的情況。如發(fā)現(xiàn)加固土體有較大的震動時，立即通知洞內(nèi)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)一步降低推力、刀盤轉(zhuǎn)速以及推進(jìn)速度，避免由于刀盤前部土體太薄，造成刀盤前部形成坍塌。在進(jìn)入車站階段

9、要密切關(guān)注盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)速度和推進(jìn)壓力以及掘進(jìn)出土情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)推力突然降低，碴土粒徑突然變大，推進(jìn)速度同時加大的情況時，必須立即停機(jī)。5.2盾構(gòu)機(jī)在端頭位置的處理在盾構(gòu)機(jī)刀盤距離貫通小于5米時，在條件允許的情況下，由盾殼上的預(yù)留孔向盾殼外部注入或膨潤土，用于阻止盾構(gòu)機(jī)后部管片上部水向洞口流動。盡量使盾構(gòu)機(jī)刀盤抵?jǐn)n預(yù)留鋼筋層，然后清除碴土，再切割鋼筋，切割順序為先切割底部，后切割上部。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)露出刀盤時停止掘進(jìn)，徹底拆除洞門支撐結(jié)構(gòu)，視漏漿情況用棉紗或裝有泥土的編織袋進(jìn)行堵漏。將洞門口清理干凈之后，盾構(gòu)機(jī)開始推進(jìn)，爬上接收托架。5.3最后幾環(huán)管片的安裝當(dāng)隧道貫通后，一般還需要安裝56環(huán)管

10、片才能完成區(qū)間隧道的管片安裝。同時這幾環(huán)管片隨著隧道貫通后，盾構(gòu)機(jī)前方?jīng)]有了反推力，將造成管片與管片之間的環(huán)縫連接不緊密，容易漏水。在最后幾環(huán)管片安裝時，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，要在刀盤前方的預(yù)定位置，設(shè)置支擋，以防盾構(gòu)機(jī)刀盤向前滑動。待盾尾離開洞口密封環(huán)后，迅速重新調(diào)整洞口扇形壓板，用快速凝固的砂漿進(jìn)行注漿，保證洞口的管片背襯注漿迅速凝結(jié)。同時要求盾構(gòu)機(jī)貫通后各工序應(yīng)緊密有序的進(jìn)行。在最后幾環(huán)管片安裝時，為加強(qiáng)管片防水和防止管片背后的砂漿突然從洞口冒出，在完成每一環(huán)管片的向前推進(jìn)和管片安裝后，等待砂漿凝固2小時后，再進(jìn)行下一環(huán)管片的推進(jìn)。6 盾構(gòu)到達(dá)段施工要點6.1 盾構(gòu)到達(dá)階段的掘進(jìn)在盾構(gòu)機(jī)距離

11、接受井端墻50m時，即進(jìn)入到達(dá)掘進(jìn)階段。為迎接盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入車站，應(yīng)在到達(dá)洞口前作好如下準(zhǔn)備： 安裝洞門密封裝置； 安裝盾構(gòu)機(jī)接收托架的軌道； 鋪設(shè)盾構(gòu)機(jī)移動托架的軌道； 部分鑿除洞門處的車站圍護(hù)墻； 在接受井內(nèi)準(zhǔn)備砂袋、水泵、水管、方木、風(fēng)鎬等應(yīng)急物資和工具； 準(zhǔn)備洞內(nèi)與接受井內(nèi)的通訊聯(lián)絡(luò)工具； 準(zhǔn)備好接受井內(nèi)的照明設(shè)備。以上準(zhǔn)備工作完成以后，盾構(gòu)機(jī)才進(jìn)行最后的到達(dá)階段掘進(jìn)。為確保盾構(gòu)機(jī)從預(yù)留洞門穿出，該階段的掘進(jìn)有以下特點： 圍護(hù)墻在盾構(gòu)機(jī)貫通前可預(yù)先分塊鑿除內(nèi)側(cè)的2/3厚度，保留1/3墻厚度，待盾構(gòu)機(jī)刀盤頂住墻時，再通過人工或盾構(gòu)機(jī)刀盤旋轉(zhuǎn)以鑿除混凝土和切斷鋼筋，這樣既可加快貫通速度，又可有

12、效防止土體塌入站內(nèi)。 根據(jù)地下水及盾構(gòu)鉸接密封等情況，結(jié)合注漿工序，不提倡氣壓平衡掘進(jìn)模式，任何時候都要土壓或半土壓模式掘進(jìn)； 最后70m應(yīng)保持土壓平衡模式掘進(jìn)； 從最后5環(huán)開始降低推力和速度，掘進(jìn)速度不大于3cm/min； 掘進(jìn)速度逐漸放慢，掘進(jìn)推力相應(yīng)減少； 需增加盾構(gòu)機(jī)測量次數(shù)，不斷校準(zhǔn)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向； 需加大地面監(jiān)測頻率，并依據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)； 站內(nèi)需派人對洞門位置進(jìn)行值班監(jiān)視； 需保持泡沫劑系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)良好，保證碴土具有軟連續(xù)狀態(tài)； 控制出土量。6.2到達(dá)段管片安裝盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入車站時，因為刀盤前端阻力幾乎為零，故千斤頂推力將逐漸減少，千斤頂施加在管片上的力也相應(yīng)減少，因此此處若干管片連接不夠緊，存在較大縫隙，影響了防水質(zhì)量，從而導(dǎo)致滲水。根據(jù)左右線到達(dá)段施工情況，采用以下對應(yīng)措施： 通過在第一節(jié)拖車與軌道之間設(shè)置夾軌器或其它固定裝置，在盾構(gòu)推力的作用下管片之間產(chǎn)生足夠的反力，使管片間的密封條壓緊，達(dá)到防水的要求；安裝