盾構(gòu)到達接收(進洞)施工工藝[詳細]

1、,三、盾構(gòu)進站施工工藝,二、工程概況,一、引言,四、施工技術(shù)要點,五、進洞監(jiān)測措施,六、盾構(gòu)進洞水土流失原因分析與處理措施,七、結(jié)束語,一、引言,目前我國城市地鐵修建中大多采用盾構(gòu)法施工，以確保安全、如期、優(yōu)質(zhì)地完成工程任務(wù)。盾構(gòu)到達接收（即盾構(gòu)進洞）是盾構(gòu)法隧道施工的最后一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是盾構(gòu)法施工的重點和難點之一，更是盾構(gòu)施工過程中的一個最大風險點。 盾構(gòu)能否順利進洞關(guān)系到整個隧道施工的成敗。在盾構(gòu)進洞前后需做好充分的盾構(gòu)接收的準備工作，嚴格按照預定方案技術(shù)控制，確保盾構(gòu)以良好的姿態(tài)進洞，準確就位在盾構(gòu)接收基座上。,一、引言,盾構(gòu)到達，是指盾構(gòu)沿著設(shè)計線路，在區(qū)間隧道貫通前100m至接收井并

2、被推上盾構(gòu)接收基座的整個施工過程。 盾構(gòu)到達施工主要內(nèi)容包括：到達端頭地層加固、盾構(gòu)姿態(tài)人工復核測量、到達洞門位置及輪廓復核測量、盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整、洞門鑿除、盾構(gòu)接收架準備、靠近洞門最后1015環(huán)管片拉緊、刀盤渣土清理、接收架就位固定、洞門防水裝置安裝、盾構(gòu)推出隧道、洞門注漿堵水處理等。,二、工程概況,區(qū)間由左、右線兩條隧道構(gòu)成，左線887.428m,右線909.303m，曲線半徑最小為357m，左、右線線間距為13.2m，最大縱坡為16.85，最小縱坡為1.93，豎曲線半徑最大為5075m，最小為4990m。 該區(qū)間盾構(gòu)隧道通過地段的地層主要是礫砂、砂礫、礫（砂）質(zhì)粘土，地下水豐富，工程地質(zhì)條件

3、相當復雜，對隧道施工影響較大。,二、工程概況,工程由兩臺6280海瑞克復合式土壓平衡盾構(gòu)進行施工。兩臺盾構(gòu)先后施工左、右線隧道，盾構(gòu)從灣廈站南端頭井下井，掘進至東角頭站東端頭井。左線先行已經(jīng)施工完畢。 盾構(gòu)襯砌采用C50S12鋼筋混凝土預制管片拼裝而成，每環(huán)管片由3塊標準塊、2塊鄰接塊及1塊封頂塊組成。管片采用錯縫拼裝。管片內(nèi)徑為5400mm，厚度300mm，每環(huán)管片寬度1.5m。,三、盾構(gòu)進站施工工藝,3.1 盾構(gòu)進站施工工藝流程,盾構(gòu)進洞施工工藝流程圖,三、盾構(gòu)進站施工工藝,3.2 盾構(gòu)到達加固區(qū)地層加固 當洞口段土體不能滿足盾構(gòu)始發(fā)和接收對反防水、防坍等安全要求時，必須采取加固措施。常用

4、的加固方法有注漿、旋噴樁、攪拌樁、玻璃纖維樁、SMW樁、凍結(jié)法、降水法等。 根據(jù)設(shè)計要求，考慮到本工程的地質(zhì)條件，盾構(gòu)接收井地基加固采用高壓旋噴樁工法施工，同時增加降水的施工措施。盾構(gòu)直徑為6280，洞門直徑為6700，加固垂直方向高度為12.5m、水平方向?qū)挾葹?5.70m，沿隧道軸線方向長度為4.0m，加固深度至洞門圈底部以下3.0m。,三、盾構(gòu)進站施工工藝,3.2 盾構(gòu)到達加固區(qū)地層加固 盾構(gòu)接收井加固采用1000mm旋噴樁，樁間搭接300mm，采用三重管旋噴樁施工工藝，按照梅花型布孔、跳孔施工。加固完畢后，應(yīng)對加固體進行檢驗，不合格者應(yīng)進行補鉆孔注漿。 在每個加固區(qū)兩側(cè)各布置一口600

5、mm降水井，降水井的底標高位于盾構(gòu)底標以下3m處，同時，降水井內(nèi)全長度范圍內(nèi)布置濾網(wǎng)。,三、盾構(gòu)進站施工工藝,3.3 盾構(gòu)定位及洞門位置復測 由于盾構(gòu)在加固區(qū)中很難進行糾偏，因此必須保證盾構(gòu)以良好的姿態(tài)進入加固區(qū)。 在盾構(gòu)推進至接收工作井前100m和50m時，必須對盾構(gòu)機的位置進行準確的測量，明確成洞隧道中心軸線與隧道設(shè)計中心軸線的關(guān)系，同時對接收洞門位置進行復核測量，確定盾構(gòu)機的貫通姿態(tài)及掘進糾偏計劃。在考慮盾構(gòu)機的貫通姿態(tài)時須注意兩點：一是盾構(gòu)機貫通時的中心軸線與隧道設(shè)計軸線的偏差，二是接收洞門位置的偏差。綜合這些因素在隧道設(shè)計中心軸線的基礎(chǔ)上進行適當調(diào)整，糾偏要逐步完成，每環(huán)糾偏不大于4

6、mm。,三、盾構(gòu)進站施工工藝,3.4 接收井內(nèi)盾構(gòu)基座安裝 盾構(gòu)基座為鋼結(jié)構(gòu)預制成榀。接收基座的中心軸線與隧道設(shè)計軸線一致，同時還需要兼顧盾構(gòu)機出洞姿態(tài)。接收基座的軌面標高除適應(yīng)于線路情況外，為保證盾構(gòu)刀盤貫通后拼裝管片有足夠的反力，可考慮將接收基座以盾構(gòu)進洞方向+5的坡度進行安裝?；臀缓螅仨殢乃拿孢M行支撐，確保施工過程盾構(gòu)基座不產(chǎn)生位移及變形。 軌道面應(yīng)盡量平直，并在上面涂抹適量油脂，便于盾構(gòu)順利滑到基座軌道上。,接收基座安裝,三、盾構(gòu)進站施工工藝,3.5 洞門鑿除 首先在洞圈內(nèi)搭設(shè)扣件式腳手架吊架。在洞門上、中、下均布五個探孔，采用水鉆穿透洞門范圍內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)，對其后土體自立性、滲漏等

7、情況進行觀察，當進洞區(qū)域土體的實際加固效果滿足盾構(gòu)安全進洞要求時，方可鑿除洞門混凝土，如不滿足應(yīng)采取補救措施。 鑿除前先清理樁面松動之物，鑿除外層混凝土至表面鋼筋。然后將洞門分為9塊，按1-9依次割去表層鋼筋，并隨時查看樁是否有斷裂現(xiàn)象；然后再按照1-9分塊的順序依次鑿除中間混凝土至露出所有鋼筋。,洞門支架搭設(shè),洞門分塊圖,三、盾構(gòu)進站施工工藝,3.5 洞門鑿除 在盾構(gòu)到頭靠上洞門后，進站之前再按照1-9順序割去所有剩余的鋼筋，并同時依次順序鑿除所?；炷?。及時清理干凈落在洞圈底部的混凝土碎塊。 洞門鑿除要連續(xù)施工，盡量縮短作業(yè)時間，以減少正面土體的流失量。整個作業(yè)過程中，由專職安全員進行全過

8、程監(jiān)督，杜絕安全事故隱患，確保人身安全，同時安排專人對洞口上的密封裝置做跟蹤檢查，起到保護作用。,三、盾構(gòu)進站施工工藝,3.6 洞圈內(nèi)焊接弧形鋼板圈 待洞門混凝土鑿除至滿足要求后時，開始洞圈內(nèi)止水鋼板焊接。 由于工作井洞圈直徑與盾構(gòu)外徑存有一定的間隙，盾構(gòu)進洞前，為了縮小盾殼與洞圈的間隙、便于塞填海綿條以防止盾構(gòu)進洞時洞圈產(chǎn)生漏水、漏泥等問題，在洞圈內(nèi)焊接一整環(huán)鋼板。下部采用3道1cm厚10cm高的弧形板，上部采用2道0.5cm厚30cm高的花紋鋼板，鋼板之間填充150mm150mm的海綿條。為確保盾構(gòu)機靠上鋼板時，鋼板順利外翻，在鋼板一圈以10cm間距開縫，縫深約10cm。,三、盾構(gòu)進站施工

9、工藝,3.6 洞圈內(nèi)焊接弧形鋼板圈 洞圈下部是盾構(gòu)進洞的薄弱點，是最容易出現(xiàn)險情的部位，因此在洞圈底部鋼板內(nèi)、外層各加焊一道擋泥板，加焊在洞圈底部6m弧度范圍，1cm厚，高10cm，內(nèi)弧弦長2m鋼板三道，間距20cm，用于盾構(gòu)進洞時清理盾構(gòu)底部的泥土便于盾構(gòu)順利騎上基座。,洞圈內(nèi)弧形鋼板、注漿孔、導向軌實物圖,三、盾構(gòu)進站施工工藝,3.7 盾構(gòu)二次進洞 洞門混凝土鑿除完畢且洞圈內(nèi)清理干凈后，盾構(gòu)應(yīng)盡快推進并拼裝管片，盡量縮短盾構(gòu)進站時間。在進站過程中，在盾尾進入加固區(qū)之前都要進行同步注漿。由于可硬性漿液硬化速度慢，為了防止?jié){液從洞門圈冒出，同步注漿量減少為3m3/環(huán)。 盾構(gòu)進站施工采用二次進站

10、。從盾構(gòu)刀盤進入井內(nèi)開始到盾尾端面離槽壁約20cm左右期間，進行洞圈封堵注漿，此為第一次進站。在該過程中，若洞圈滲漏較嚴重，可在槽壁鋼圈上與盾殼之間采用段焊方式焊接一整圈弧形鋼板，并用聚氨酯進行封堵，然后再進行洞圈注漿。,三、盾構(gòu)進站施工工藝,3.7 盾構(gòu)二次進洞 洞圈封堵完畢后，隧道內(nèi)利用管片吊裝孔進行壁后注漿，同時考慮到漿液有可能順著盾殼和管片間的間隙流出，所以在鋼板上、下、左、右4個位置開設(shè)注漿孔，在洞圈外進行補壓漿。 等注漿完成后，在弧形鋼板上開孔觀察，在注漿效果良好的情況下，割除弧形鋼板，開始第二次進站施工。等進站環(huán)管片脫出盾尾后，立即用弧形鋼板將管片與洞圈焊接成一個整體，并通過注漿

11、孔壓注單液漿，盡量減少水土流失。若第二次進站過程中洞圈滲漏仍較嚴重，再次封堵洞門，以確保周圍環(huán)境安全，然后再進行洞圈注漿。,三、盾構(gòu)進站施工工藝,3.7 盾構(gòu)二次進洞 另外，在刀盤進站后，由于刀盤前方阻力消失，盾構(gòu)在推進過程中，推力也相應(yīng)大大減小，為防止管片之間因缺乏足夠的千斤頂推力而不能緊密連接、甚至錯位變形，必須反復擰緊螺栓，確保洞門附近管片的整體穩(wěn)定性。,一次出洞后弧形鋼板焊接圖,二次進洞后密封弧形鋼板,隧道內(nèi)襯砌壁后二次注漿,洞圈外預留注漿孔,四、施工技術(shù)要點,4.1 穿越加固區(qū) 經(jīng)過里程核算，盾構(gòu)切口開始進入加固區(qū)，此時必須放慢推進速度，以控制刀盤油壓和推進油壓在正常范圍內(nèi)。 （1）

12、控制好刀盤油壓，刀盤油壓嚴禁超過25MPa；總推力不得超過800T，以防止洞門混凝土裂縫。 （2）適當降低刀盤轉(zhuǎn)速，推進速度控制在1cm/min以內(nèi)，土壓力逐漸降低。 （3）盾構(gòu)在穿越加固區(qū)時，要密切注意刀盤油壓、螺旋機油壓等參數(shù)，可根據(jù)現(xiàn)場情況酌情加水或發(fā)泡劑來改良正面土體。 （4）安排專人密切觀察洞門變形和水土流失情況，加快信息反饋速度，如有異常情況立即停止推進，采取相應(yīng)對策。,四、施工技術(shù)要點,4.2 盾構(gòu)靠上洞門 當盾構(gòu)刀盤鼻尖靠上洞門混凝土后，準備鑿除剩余的混凝土?？紤]到進站加固區(qū)較短，盾構(gòu)本體大部分仍在原狀土內(nèi)，而且同步注漿的漿液凝結(jié)速度較慢，在盾構(gòu)進站過程中，為解決盾殼與管片之間

13、的間隙容易成為盾尾脫出管片后的滲漏通道問題，現(xiàn)場準備好聚氨酯、快速水泥等，以待封堵洞門。同時，在刀盤靠上槽壁后，在盾尾后第三環(huán)開始通過管片的注漿孔壓注環(huán)箍，漿液為雙液漿。環(huán)箍注漿為5孔/環(huán)，每孔注漿量為0.60.8m3，可根據(jù)注漿壓力及時調(diào)整注漿量。壓注順序為從下到上。為防止?jié){液在土體中的流動路徑過長，漿液的初凝時間不能過長。,四、施工技術(shù)要點,4.3 盾構(gòu)進洞段掘進技術(shù)措施 （1）嚴格控制盾構(gòu)正面平衡壓力 在進洞段盾構(gòu)施工過程中必須嚴格控制切口平衡土壓力，使得盾構(gòu)切口前的地層有微小的隆起量來彌補盾構(gòu)背土時的地層沉降量。同時也必須嚴格控制與切口平衡壓力有關(guān)的施工參數(shù)，如出土量、推進速度、總推力

14、、實際土壓力圍繞設(shè)定土壓力波動的差值等。防止超挖、欠挖，盡量減少平衡壓力的波動，從而保證地面沉降量。 在盾構(gòu)進入加固區(qū)后，土壓和總推力適當減小，保證洞門安全。 進站處隧道中心軸線埋深為10.32m，根據(jù)本區(qū)間土的特性，土壓力設(shè)定值暫定為0.20Mpa，實際施工過程中根據(jù)地面監(jiān)測情況及時加以調(diào)整。當盾構(gòu)即將進入加固區(qū)以后，根據(jù)刀盤油壓情況及地面監(jiān)測情況可逐步調(diào)低，當盾構(gòu)刀盤前部靠上洞圈以后，土壓力值降至0，以確保洞門安全。,四、施工技術(shù)要點,4.3 盾構(gòu)進洞段掘進技術(shù)措施 （2）嚴格控制盾構(gòu)推進速度 盾構(gòu)進洞段施工時，推進速度應(yīng)放慢，盡量做到均衡施工，以減少對周圍土體的擾動，避免在途中有較長時間

15、耽擱，如推得過快則刀盤開口斷面對地層的擠壓作用相對明顯。進入加固區(qū)前推進速度宜控制在34cm/min，進入加固區(qū)后推進速度控制在1cm/min。,四、施工技術(shù)要點,4.3 盾構(gòu)進洞段掘進技術(shù)措施 （3）嚴格控制糾偏量 在確保盾構(gòu)正面沉降控制良好的情況下，使盾構(gòu)均衡、勻速施工，盾構(gòu)姿態(tài)變化不可過大。每環(huán)檢查管片的超前量，隧道軸線和折角變化不能超過0.3。推進時不急糾、不猛糾，多注意觀察管片與盾殼的間隙，相對區(qū)域油壓的變化量隨出土量和千斤頂行程逐漸變化。采用穩(wěn)坡法、緩坡法推進，以減少盾構(gòu)施工對地面的影響。在盾構(gòu)進入加固區(qū)前應(yīng)根據(jù)洞門中心調(diào)整好盾構(gòu)進洞位置與姿態(tài)，避免在進入加固區(qū)以后再調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)。

16、,四、施工技術(shù)要點,4.3 盾構(gòu)進洞段掘進技術(shù)措施 （4）嚴格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量 嚴格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量，務(wù)必做到：保證每環(huán)注漿總量；保證推進過程中均勻合理地壓注；漿液的配比要符合施工需要，稠度必須符合質(zhì)量標準。 通過同步注漿及時充填建筑空隙，減少施工過程中的土體變形。根據(jù)本區(qū)間的注漿量統(tǒng)計，每推進一環(huán)同步注漿量為6m3左右。泵送出口處的壓力應(yīng)控制在0.3MPa左右。,四、施工技術(shù)要點,4.3 盾構(gòu)進洞段掘進技術(shù)措施 （5）嚴格控制盾尾油脂的壓注 在同步注漿量充足的前提下，盾構(gòu)機的盾尾密封功能就顯得特別重要。為了順利、安全的進洞，必須切實地做好盾尾油脂的壓注工作。每班上班時檢查并保

17、證儲桶內(nèi)有充足的油脂。推進時油脂開關(guān)用自動檔根據(jù)壓力情況自動補壓（同時配備專人觀察，需要時人工壓注），杜絕因人為欠壓造成的漏漿、漏水現(xiàn)象。,四、施工技術(shù)要點,4.3 盾構(gòu)進洞段掘進技術(shù)措施 （6）動態(tài)信息傳遞 在盾構(gòu)進洞段施工期間，對地面及管線進行沉降監(jiān)測，及時觀察變形情況，采用先進的通訊手段，將監(jiān)測數(shù)據(jù)及時、準確地反饋給各相關(guān)人員和盾構(gòu)司機，使得盾構(gòu)司機能夠根據(jù)地面所反映的情況，進行正確判斷，及時調(diào)整施工參數(shù)、壓漿量。,四、施工技術(shù)要點,4.3 盾構(gòu)進洞段掘進技術(shù)措施 （7）在隧道內(nèi)進行二次襯砌壁后注漿 在盾構(gòu)推進中，壁后補漿和同步注漿一樣也是盾構(gòu)推進施工中的一道重要工序，是減少隧道和地層后

18、期變形的主要手段。根據(jù)進洞段地面監(jiān)測情況，在沉降量較大點實施壁后二次注漿，從而使地層變形量減至最小。注漿結(jié)束后，管片吊裝孔應(yīng)擰緊。,四、施工技術(shù)要點,4.4 防止管片被拉開的措施 為防止盾構(gòu)完全進洞后，千斤頂離開管片，管片反作用力的釋放而拉開管片間的間隙，造成滲漏水現(xiàn)象，在管片的縱向螺栓上焊接4根拉桿（10號槽鋼），上部焊接兩根，左右腰部各焊接一根，把最后1015環(huán)管片連接一起。 為保險起見，每拼裝一環(huán)管片立即將前后幾環(huán)管片進行拉緊，防止因盾構(gòu)前方反力小而造成管片環(huán)縫張開。 管片脫出盾尾后，螺栓有可能松動也會造成滲漏水現(xiàn)象，所以要加強對螺栓復緊、補緊。,右腰部拉桿,拉桿連接處鋼板,五、進洞監(jiān)控

19、措施,5.1 沉降監(jiān)測點布設(shè) 地表監(jiān)測點布設(shè)：在隧道的盾構(gòu)進出段30m范圍內(nèi)沿隧道中心線每5m布置一個深層沉降監(jiān)測點；同時增加監(jiān)測橫斷面，橫斷面距離洞口分別為5m，10米，30米，每斷面布7點，距離軸線分別為1m、4m、7m。,五、進洞監(jiān)控措施,5.2 監(jiān)測頻度及隧道沉降測量 （1）在盾構(gòu)推進至接收井前60環(huán)區(qū)域之前，須提前測量好該60環(huán)區(qū)域內(nèi)各測點初始值。在盾構(gòu)推進期間正常情況下2次/天； （2）在盾構(gòu)進入接收井前60環(huán)范圍內(nèi)推進時，即進站段為3次/天，并根據(jù)沉降情況增加監(jiān)測頻度； （3）盾構(gòu)在進站期間，根據(jù)監(jiān)測變化量調(diào)整監(jiān)測頻度。待進站完成后1周之內(nèi)為2次/天，1周后根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整監(jiān)測頻度，直至穩(wěn)定停止監(jiān)測。 若有較大的隧道沉降或隧道直徑變形時可根據(jù)監(jiān)理工程師意見增加測點。測量數(shù)據(jù)須及時提交監(jiān)理工程師，如果變形值