盾构始发、掘进方案

1、深圳市地铁龙岗线3102标段翠竹站田贝站区间 盾构始发、掘进方案目 录第一章编制依据及原则41.1编制说明41.1.1 编制依据41.1.2编制原则5第二章 工程概况及工程地质、水文地质条件52.1工程概况52.1.1工程设计概况52.2工程工程地质、水文地质条件6第三章工程特点、重点、技术难点及主要对策103.1地表及建筑物沉降控制103.2沿线建（构）筑物保护113.3盾构施工工程难点123.3.1盾构机长距离穿越致密坚硬的微风化花岗片麻岩段的施工123.3.2盾构机在粘性土(岩)层中掘进控制（“泥饼”防治）133.3.3盾构机在上软下硬地层的掘进控制143.3.4盾构穿越含球状风化岩（孤

2、石）地层技术措施163.3.5盾构穿越建（构）筑物基础的掘进控制163.3.6穿越富水地段的掘进控制173.3.7防喷涌技术措施183.3.8管片防上浮技术措施19第四章 施工现场总平面布置204.1 盾构始发施工现场平面布置说明204.2 临时设施安排214.2.1 场地围挡214.2.2 场地大门设置214.2.3 场地临时防护214.2.4 场地内临时道路及临时建筑214.2.4.1 临时道路214.2.4.2 场地硬化214.2.4.3 办公区、生活区214.2.4.4地面监控室214.2.4.5浆液站214.2.5 龙门吊224.3 施工用水、用电布置224.3.1 施工用水224.

3、3.2 施工现场临时用电224.4 施工期间排水和防洪措施224.4.1 现场排水224.4.2 现场防洪措施22第五章 施工部署235.1施工总体目标235.1.1职业安全健康目标235.1.2工程质量目标235.1.2工程进度目标235.1.3安全生产目标235.1.4文明施工目标235.1.5环境保护目标235.1.5协调目标235.1.6内业管理目标235.2项目组织机构235.3盾构始发施工所需设备、主要工具及材料245.4 主要劳动力计划安排265.6材料供应265.7 总体施工方案275.7.1盾构始发的工艺流程275.7.2始发洞门凿除285.7.3始发设施的安装295.7.4

4、 始发阶段刀盘刀具的配置305.7.5 始发阶段掘进模式305.7.6 始发掘进技术要点305.7.7 试验段掘进参数的选择分析315.8 盾构正常掘进施工325.8.1 掘进模式的选择325.8.2 刀盘刀具的配置355.8.3 碴土改良和管理365.8.4 掘进过程中姿态控制375p.8.5 管片拼装395.8.6 盾构同步注浆405.8.7 二次注浆445.8.8 地层与建筑物隆陷控制455.8.9 刀具的更换465.8.10 洞内出碴、运输及弃土外运525.8.11 隧道通风、循环水、照明535.9 盾构在矿山法初衬隧洞内推进555.9.1 施工步序555.9.2 盾构机步进555.9

5、.3 管片拼装555.9.4 背衬回填565.9.5 管片背填注浆565.9.6 补充注浆565.10 盾构机到达及接收施工575.10.1 盾构到达施工流程575.10.2 盾构到达的准备工作575.10.3 盾构到达施工585.10.4 盾构到达施工注意事项595.11 盾构机的维护保养595.12 施工测量方案665.13 施工预测及施工监测70第六章 保证措施746.1 质量保证体系及质量保证措施746.2工期的保证措施796.3 安全保证措施816.4 文明施工及环保措施856.5施工期间应急措施89第一章 编制依据及原则1.1编制说明1.1.1 编制依据1、深圳市轨道交通二期3号线

6、工程3102标段土建施工项目招标文件；2、深圳市轨道交通二期3号线工程3102标段土建工程施工合同文件；3、深圳市轨道交通二期3号线工程3102标段区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告；4、深圳市轨道交通二期3号线工程3102标段土建工程施工设计文件；5、国家现行及深圳地区在安全文明施工、环境保护、交通等方面的规定；6、我单位编制的深圳市轨道交通二期3号线工程3102标段土建施工项目技术标书；7、我单位在盾构、矿山法施工等方面的施工经验和研究成果，及现有的施工管理水平、技术水平、科研水平、机械设备配套能力和资金投入能力；8、地铁施工有关规范、规程及标准（1）建筑工程质量检验评定标准（gb50210

7、-2001）（2）地下铁道工程施工及验收规范（gb50299-1999）（2003版）（3）地铁设计规范（gb50157-2003）（4）地下工程防水技术规范（gb50108-2001）（5）锚杆喷射混凝土支护技术规范（gb50086-2001）（6）地下防水工程质量验收规范（gb50208-2002）（7）地下铁道、轻轨交通工程测量规范（gb50308-1999）（8）混凝土结构工程施工质量验收规范（gb50204-2002）（9）钢筋焊接及验收规程（jgj18-96）（10）建筑施工安全检查标准（jgj59-99）（11）混凝土质量控制标准（gb50164-92）（12）建筑机械使用安全技

8、术规程（jgj33-2001）（13）施工现场临时用电安全技术规程（jgj46-88）（14）人防工程施工及验收规范（gbj134-95）（15）铁路隧道施工规范（tb10204-2002）（16）地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范（gb50307-1999）。（17）公司在地铁及地下工程施工中的成熟施工技术及管理经验。（18）iso9002(2000)族质量管理和质量保证体系。（19）iso14001环境管理体系标准文件。（20）ohsms18001职业安全卫生管理体系标准文件。（21）公司实施贯标工作质量保证手册和程序文件及有关管理制度。1.1.2编制原则1、严格执行国家及深圳市市政府所制

9、定的法律、法规和各项管理条例，并做到模范守法、文明施工。2、要针对城市中心区施工的特点，科学安排、合理组织、精心施工，以减少对周围环境及居民正常生活的影响。3、以成熟的施工技术及先进的设备和施工工艺，确保施工安全和工程质量，按期为业主提供一个优质的工程产品。4、以切实有效的技术措施和先进工艺，防止坍塌，控制地面隆陷，确保建（构）筑物及地下管线等不受损坏，维持正常使用功能，做到不断、不裂、不漏、不渗。5、在原技术标书施工组织设计的基础上，根据现场实际施工条件，优化施工安排，均衡生产，保证工期。6、以企业诚信、服务为宗旨，以安全为保证，以质量为生命，以管理为手段，实现本工程安全、优质、快速的目标。

10、第二章 工程概况及工程地质、水文地质条件2.1工程概况2.1.1工程设计概况本区间设计范围内隧道自翠竹站东侧端头向北侧左转穿过东门北路北侧住宅小区，到达大头岭南侧，继续向西北左转穿越大头岭，过大头岭后右转延翠竹路北行至田贝站南侧端头。本区间设计范围里程ydk10+167.230ydk11+374.800和zdk10+165.970zdk11+374.800（含短链16.138m）。全区间有盾构开挖盾构衬砌隧道和矿山法开挖盾构衬砌隧道两种隧道，其中：ydk10+167.229ydk10+650.000、ydk11+044.500ydk11+374.800、zdk10+165.970zdk10+6

11、35.000和zdk11+022.000zdk11+374.800为盾构开挖盾构衬砌隧道，ydk10+650.000ydk11+044.500和zdk10+635.000zdk11+022.000为矿山法开挖盾构衬砌隧道。区间在ydk10+480和ydk11+040处共设2处联络通道，在ydk10+480处联络通道中间设区间排水泵房，在ydk11+040处设矿山法施工横通道，在横通道端头设施工竖井。ydk10+480处联络通道与区间排水泵房合建，采用矿山法开挖，复合衬砌；ydk11+040处联络通道与施工横通道合建。2.2工程工程地质、水文地质条件按分层依据，结合本场址的工程地质断面，划分岩土

12、层。每个岩土层描述如下：素填土（粉质粘土）（q4ml）褐黄色、棕红色、灰褐色等，颜色较杂，成分以粉质粘土为主，可塑硬塑，含少量碎石土及角砾土，一般经碾压密实。根据原位测试，标准贯入试验n=657击/30cm，平均击数n=17.6击/30cm。钻探揭示该层厚度0.89.6m，连续分布于区间穿越的东门北路、翠竹苑、翠竹路段。粘土、粉质粘土（q4al+pl）灰黑、褐灰等色，可塑为主，局部软塑，含腐殖质，略具臭味，含少量的石英质角砾。根据室内试验，物理力学指标平均值=1.78g/cm3，w=42.18%，e=1.13，l=0.98，a0.1-0.2=0.59mpa-1，es0.1-0.2=3.44mp

13、a ，天然快剪标准值c=6.4kpa，=3.7。根据原位测试，标准贯入试验n=313击/30cm，平均击数n=7.1击/30cm。钻探揭示该层埋深19.6m，厚0.48.8m，不连续分布于层下。粉砂、细砂（q4al+pl）灰白色、褐黄色、灰绿、灰黑、灰黄色，饱和，稍密为主，局部松散，分选性差，粘性土含量1040%。根据原位测试，标准贯入试验n=535击/30cm，平均击数n=15击/30cm。钻探揭示该层埋深1.19.0m，厚0.43.0m，透镜体状分布于层或层下。中粗砂（q4al+pl）灰白色、灰绿色，饱和，以稍密状为主，局部为松散状，分选性差，成分为石英质。根据原位测试，标准贯入试验n=6

14、19击/30cm，平均击数n=14击/30cm。钻探揭示该层厚0.61.5m，透镜体状分布于层或层下。粉质粘土（q4al+pl）褐黄色、浅黄色、褐黑色等，可塑硬塑，质较纯，局部含角砾。物理力学指标平均值=1.91g/cm3，w=27.4%，e=0.82，l=0.45，a0.1-0.2=0.35mpa-1，es0.1-0.2=5.97mpa ，天然快剪c=29.8kpa，=18.2。根据原位测试，标准贯入试验n=529击/30cm，平均击数n=11.9击/30cm。钻探仅12个钻孔揭示，埋深1.213.7m，厚0.84.2m，透镜体状分布于残积土层上。粉质粘土（qel）褐灰、灰白色等，可塑，由下

15、伏基岩残积而成，局部含石英砾。根据原位测试，标准贯入试验n=78击/30cm。探仅5个钻孔揭示该层，埋深1.313.0m，厚0.95.2m，透镜体状分布。粉质粘土（qel）褐黄、棕黄色、灰褐色，硬塑，局部可塑，质地较均匀，个别钻孔揭示该层含石英质角砾，由下伏基岩残积而成。根据室内试验，物理力学指标平均值=1.96g/cm3，w=27.02%，e=0.78，l=0.44，a0.1-0.2=0.39mpa-1，es0.1-0.2=4.69mpa ，天然快剪标准值c=18.4kpa，=19.98。根据原位测试，标准贯入试验n=1230击/30cm，平均击数n=22.6击/30cm。钻探揭示该层埋深0

16、12.5m，厚0.95.2m，场地内呈层状分布于之上，局部尖灭。碎石土（qel）褐黄、棕红色、灰褐色，饱和、中密密实，碎石直径211cm，成分为花岗片麻岩质，软硬不均，含少量粘性土。根据原位测试，标准贯入试验n=92击/30cm。仅3个钻孔揭示该层。全风化花岗片麻岩（zyk）褐黄、灰黄色为主，夹杂灰黑、灰白等色，岩石完全风化，岩心呈硬塑坚硬土柱状。根据室内试验，物理力学指标平均值=1.94g/cm3，w=24.78%，e=0.74，l=0.38，a0.1-0.2=0.38mpa-1，es0.1-0.2=4.53mpa ，天然快剪标准值c=19.2kpa，=19.45。根据原位测试，标准贯入试验

17、n=3050击/30cm，平均击数n=41.1击/30cm。该层埋深1.222.8m，层状分布于残积土层下。全风化花岗片麻岩（zyk）褐黄、褐灰、灰绿等色，岩石完全风化，岩心呈坚硬土柱状，局部夹强风化岩块，手捏及散。合金钻进。根据原位测试，标准贯入试验平均击数n=61.7击/30cm。钻探揭示该层埋深6.628.4m，层状分布，局部尖灭。强风化花岗片麻岩（zyk）褐黄色，灰褐色，棕灰色等，岩石风化强烈，裂隙很发育，原岩结构清晰可见，岩芯呈半岩半土状、碎块状，岩块手可折断。风化不均匀，局部夹中等岩块，岩块手折不断。根据室内点荷载试验，is(50)=0.651.61mpa（单轴饱和抗压强度rc=1

18、7.733.7mpa）。钻探揭示该层埋深5.338.2m，不连续分布。中等风化花岗片麻岩（zyk）灰褐、浅灰、青灰色，片麻构造。岩石裂隙发育，裂隙面有铁质浸染，岩芯呈块状、短柱状，岩石矿物成分主要为长石、石英、云母，岩块断面较新鲜，锤击声较脆。根据室内点荷载试验，is(50)=0.494.09mpa，换算成单轴饱和抗压强度rc=14.3568.00mpa；饱和抗压强度fr=25.072.2mpa，天然抗压强度fr=35.981.4mpa。钻探揭示埋深7.146.1m。岩石坚硬，金钢石钻进。微风化花岗片麻岩（zyk）深灰色、青灰色，片麻状构造，岩石致密、坚硬，局部裂隙较发育。岩芯多呈柱状，少量块

19、状，断面新鲜，锤击声脆，金钢石钻进。根据室内点荷载试验，is(50)=1.784.59mpa，换算成单轴饱和抗压强度rc=37.6173.65mpa；饱和抗压强度fr=27.6127.1mpa，天然抗压强度fc=21.4103.6mpa，抗拉强度rt=9.7 mpa。岩石致密坚硬，金钢石钻进。图1.3-1 翠竹站至田贝站区间右线隧道洞身穿越地层统计1.3.2水文地质概况地下水主要有两种类型：一是松散土层孔隙水，二是基岩裂隙水。1） 松散土层孔隙水主要分布于第四系冲洪积层及残积层，属松散层孔隙潜水。冲洪积层孔隙水含水层以第四系砂层为主，上覆粉质粘土厚4.77.9m，水位埋深起伏较大，为潜水，部分

20、地段具微承压性。残积层孔隙水含水层岩性为粉质粘土，透水性和富水性均较弱。2） 基岩裂隙水基岩裂隙水主要赋存于岩石强、中等风化层中。基岩的含水性、透水性受岩体的结构、构造、裂隙发育程度等的控制，由于岩体的各向异性，加之局部岩体破碎、节理裂隙发育，导致岩体富水程度与渗透性也不尽相同。岩体孔、裂隙发育的地带，地下水相对富集，透水性也相对较好，反之亦反。总体上，基岩裂隙水发育具非均一性。地下水位埋深一般12m，随季节及降水情况有一定变化，年内变幅12m。地下水对混凝土有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀。1.4 主要工程量序号工程项目单位数量备注1隧道掘进m1207.572

21、弃土外运m3378003管片制作、(含管片防水、防蚀等)含钢量155kg/m34管片衬砌拼装、同步注浆单延米1207.575建筑物、管线保护项16施工测量与监测项17基座安装套18反力架安装套19洞门密封装置安装套110洞门凿除项111盾构设备下井及组装项112轨道铺设延米1207.5713负环管片安装单延米814洞门内导轨安装项115地面浆液站项116冷却塔安装项117龙门吊安装项118地面集土坑施工项1第三章工程特点、重点、技术难点及主要对策3.1地表及建筑物沉降控制盾构隧道下穿东门北路后，再下穿四幢68层的扩大基础和一片低矮房屋，过大头岭公园后再下窜管线密布的翠竹路，通过翠竹立交处隧道要

22、下穿一幢基础下方存在软塑流塑状软土的6层的房屋，须保证地面沉降，尤其是建筑物桩基础沉降及其差异沉降需严格控制在允许范围之内。为确保万无一失，需严格管理，采取有效的技术措施。而盾构掘进过程中控制地面沉降的技术关键是保持盾构开挖面的稳定和及时充填隧道与地层之间的建筑空隙，并且在掘进过程中随时优化掘进参数。具体措施如下：（1）在盾构掘进通过之前，对受影响的基础、建（构）筑物和地下管线进行预评估，根据实际情况，组织论证，制定预案。（2）在盾构掘进施工过程中，保证盾构开挖面的稳定。通过优化掘进各种掘进参数：刀盘和土舱压力与时间、注浆方式、浆液性能、盾构坡度、盾构姿态和管片拼装偏差等。熟练掌握盾构机的操作

23、，根据地面变形曲线进行实测反馈，以验证选择施工的合理性，并且不断地进行施工参数的优化调整。（3）在盾构掘进过程中，要尽快在脱出盾构后的衬砌背后环行建筑空隙内充填足量的浆液材料。根据不同地质条件，确定不同的浆液配比、注浆压力、注浆量及注浆时间等。（4）在盾构同步注浆之后，及时进行跟踪补浆或二次注浆。（5）贯彻信息化动态施工，加强地表沉降及建筑物变形监测，监测数据经过分析后反馈于盾构掘进施工，及时根据分析后的结果优化和调整盾构施工参数，确保盾构安全平稳掘进。（6）加强机械检修养护，在建筑物下进行连续快速地掘进。（7）防止螺旋输送机涌砂，防止盾尾和铰接部位漏泥等地层过度损失造成沉降或沉降加大。（8）

24、控制好盾构姿态，避免盾构大幅度纠偏、上浮或叩头、后退现象的发生。在曲线段掘进施工时，尽量减少超挖。3.2沿线建（构）筑物保护由于区间隧道穿越大量楼区、管线，需在盾构到达前对其进行进一步详细调查、分析，制定必要的保护措施、方案。在施工过程中，加强监测，及时反馈，以迅速调整、优化施工方案。（1）分析盾构机在类似地层掘进和过类似建筑物基础时的沉降情况及监测数据，作为本工程施工参考，从而选取合适的施工参数，编制完善的施工方案和应急措施，确保穿越建筑物的安全；（2）根据建（构）筑物的结构类型及对沉降的敏感程度、沉降的允许值，制定重要建（构）筑物及地面变形警戒值。（3）在盾构到达前3050m时，调整好各项

25、施工参数，以最优化、对地层扰动最小的施工参数、保持稳定良好的盾构姿态，尽量减少蛇行纠偏的幅度，减少对地层的扰动，施工中确保地表沉陷值控制在+10mm和-30mm以内。（4）建立完善的变位监制系统，在隧道的两侧埋设沉降观测点，进行系统、全面的跟踪测量，实行信息化施工。将监测数据及时、准确地反馈给控制室，使得控制室能根据地面所反映的情况，进行正确判断，及时通知各子系统优化施工参数，保持盾构开挖面的稳定；（5）严格控制盾构掘进过程中的出土量，建立并保持正面合理的碴土压力，保证开挖面的稳定，保证拱顶上方不出现空洞；（6）根据地表沉降和建筑物变形跟踪监测，及时进行跟踪补浆或二次注浆。在盾构同步注浆之后，

26、严格壁后同步注浆工作，注浆要及时、到位，在注浆时要兼顾设定的注浆压力和注浆量，确保注浆工作有效地弥补盾构掘进过程中造成的地层损失。（7）加强机械检修养护，在建筑物下进行连续快速地掘进。（8）实行巡视制度，预先做好建筑物、构筑物跟踪注浆等的准备工作，跟踪做好交通疏解。（9）当采用以上措施后，根据监测信息，当建筑物、构筑物、管线沉降较大并接近警戒值时，应停止盾构掘进。从地面在基础下方布置袖阀注浆管，根据量测反馈资料进行跟踪注浆。3.3盾构施工工程难点3.3.1盾构机长距离穿越致密坚硬的微风化花岗片麻岩段的施工翠竹站田贝站区间隧道穿越大头岭地段，里程yck10+570yck11+070段的围岩主要为

27、级微风化花岗片麻岩11-4。该段微风化花岗片麻岩连续分布，长度较大，强度高（最大饱和抗压强度达127.1mpa），盾构在此地层条件下直接掘进，刀具磨损会异常严重，掘进速度很慢，且易造成刀具非正常损坏。同时由于刀具的磨损，造成切割的岩体碎片组成比例和大小不合理，螺旋输送机排渣困难，使得整个掘进困难。微风化岩中掘进的对策：（1）盾构机的掘进采用敞开模式，遵循高转速、低扭矩原则选取参数，以提高纯掘进速度。掘进过程中随时监测刀具和刀盘受力状态，确保其不超载。（2）调整盾构掘进推力、掘进速度等相关施工参数，既保持较高的刀盘转速和施工效率，又使刀具的磨损控制在合理的范围之内。（3）严格控制盾构机的姿态，保

28、证掘进面与刀盘面的平行。发现掘进方向偏差超过允许值时，采用小角度渐近纠偏。（4）向开挖面注入清水或膨润土浆液，润滑和冷却刀具，改善岩屑的可排性，提高掘进效率。（5）掘进过程中，有针对性的加注泡沫剂以减少刀盘扭矩，消除盾构旋转的外力因素，从而防止盾构过度旋转。（6）根据地层情况的变化，经常性进行刀具进行检查、更换，特别是对边缘扩挖刀要及时更换。（7）采用合适的滚刀破岩，选择耐磨刀具，减少换刀次数与频率，提高施工进度。掘进过程中随时监测刀具和刀盘受力状态，确保其不超载。（8）当盾构通过前方岩体困难时，采用静力爆破或人工开凿方式通过。3.3.2盾构机在粘性土(岩)层中掘进控制（“泥饼”防治）翠竹站田

29、贝站区间盾构始发和接收段也将穿越残积硬塑粉质粘土，硬塑坚硬土状全风化岩、地层，盾构在此类地层掘进时，刀盘中心区和土仓中心区容易形成“泥饼”，产生堵仓现象，造成刀盘转动负荷加大，排土不畅，甚至停止转动，同时造成土仓内温度升高，影响主轴承密封的寿命，严重时会造成主轴承密封老化破坏，“泥饼”现象往往会堵塞滚刀，使滚刀发生偏磨。如果地下水较丰富，螺旋机由于排土不畅而无法形成土塞，排土口会产生喷涌，开挖面就会失稳，发生地层坍塌。穿越地层如图3.3-2所示。图3.3-1 翠田区间盾构始发段隧道穿越粘性地层纵断面示意图盾构机在粘性地层及泥质岩层中掘进的对策：（1）刀盘的刀座设计充分考虑了在不同的地质情况下同

30、一位置可安装与不同地层相适应的刀具，即可以将滚刀更换成撕裂刀（羊角刀），反之亦然。在施工过程中，通过更换中心滚刀为中心撕裂刀，增大中心区的开口率和切削效果来改善对“泥饼”的破碎效果，避免“泥饼”的形成。（2）在刀盘面板上设置了8个添加剂注入孔，配置了自动泡沫和添加剂注入系统，可根据需要向开挖面喷射水、泡沫和膨润土，改善碴土的流动性，减小开挖面泥饼生成的机会，也可在螺旋输送机内加入泡沫，以增加碴土的流动性，利于碴土排出。（3）刀盘上设有4根搅拌棒，可以随着刀盘一起转动，辅以仓壁上的固定搅拌棒可起到搅拌破碎碴土的功能。（4）设定的出土压力不宜超过主动土压，并且最好控制在1.0kg/cm2 以下，采

31、用半敞开掘进模式。加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理，密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态。（5）若地层稳定性较差，但隔气性较好时，宜采用辅助气压作业，掘进也宜采用半敞开掘进模式。（6）通过加水或泡沫，对切削下来的土体进行改良，改善土体的“和易性”和“塑性”，防止粘性土附着在刀盘上。（7）严格控制温度，一方面可以通过向土仓适当加水降温；另一方面可通过调节冷却系统循环水的温度来提高降温速度；再者可实行停机冷却，待温度降至35以下时再继续推进。（8）加强操作控制管理，对各项施工参数进行优化，防止对土体的过分压缩而促进泥饼的形成；防止人为的集中出土或不均匀出土；防止土体中的固有水分过分流失；防止

32、注浆浆液流入开挖面或土仓内，造成土体固结等。（9）施工过程中，根据参数特征定时或不定时进行洗仓，清除既有泥饼，并防范大的泥饼产生。洗仓时宜采用肥皂水，因其能增加土体和易性及减少土颗粒之间的凝聚力；加水量应严格控制，若加水量过大则会污染工作面，而加水量过小又会加剧泥饼的形成；洗仓要经过若干次循环，既能消除泥饼，又不会对正面土体造成大的扰动或破坏。3.3.3盾构机在上软下硬地层的掘进控制本标段在翠竹站田贝站区间隧道断面内地层多处存在“上软下硬”现象，隧道顶部多穿越6-2或11-111-1-2层，隧道下部多穿越11-2、11-3，甚至11-4层。在“上软下硬”地层中掘进时，由于下部土体的抗压强度大，

33、上部土体的抗压强度小，刀具对不同抗压强度的土层的切削效果和速度均不同，对抗压强度大的微风化岩的切削速度远远小于对粘土层的切削速度，在这种情况推进的话就会使盾构机产生向上抬移，破坏原有的盾构姿态。掘进过程中刀盘的转动速度是一样的，因而在掘进中就会对相对软弱地层会产生较大扰动，甚至由于土压的失衡会造成土方的大量亏方，造成地面较大的沉降或塌方。而在发生姿态超标的情况下进行纠偏则会更大的扰动软弱土层，造成严重的地面沉降或塌方。盾构机在上软下硬地层中的掘进困难的对策：（1）结合现有地质资料和补充地质勘探资料，同时考虑运用超前钻事先探明上软下硬地层的分层及软硬情况。（2）在刀具的布置上，合理配备边缘滚刀数

34、量和刀间距，增强边缘的破岩能力；同时，利用安装在刀盘上的超挖刀，便于掘进方向发生偏差时能够对岩层进行超挖，及时纠正偏差，确保盾构机前进方向与隧道设计轴线一致。（3）在条件允许的情况下，有计划地进入土仓了解工作面，了解工作面软硬不均程度和检查刀具状态，以确定掘进推力的大小，避免刀具超载工作受损。（4）在软硬不均地层掘进，为保护盾构及其刀具，不宜追求太高的施工进度。在此地层掘进严格控制掘进参数，推力不宜太大，刀盘转数不宜太快（一般为1.0r/min左右），刀具贯入量不宜太深（一般为5mm/转）。同时掘进期间要经常、有计划地检查刀具、刀盘状况。（5）加强盾构机推进线路和姿态控制：1）适当降低总推力，

35、减小盾构掘进速度，并根据盾构行程千斤顶所反馈的信息变化，随时调整千斤顶编组和各区域油压；2）充分利用铰接千斤顶的纠偏作用，根据不同状况及时对各组铰接千斤顶进行行程调整；3）根据不同情况，选择不同型号管片进行拼装，同时兼顾管片与盾壳间的空隙变化情况，做到通过盾构后方着力点的导向变化来影响盾构的掘进方向；4）通过改变注浆部位、注浆量和注浆时间、步骤，使得盾尾后方成型隧道在盾构推力的反作用力下产生一定范围的变形，从而实现成型隧道与盾构相互之间的影响和制约；5）在偏硬风化岩地层中，可动用超挖刀来加强纠偏力度，达到纠偏效果。（6）当盾构机处在上软下硬地层，尽量避免在土仓上部地层差的地段换刀。当必须在这样

36、的地段频繁更换刀具时，根据在当前地层中刀具的磨损情况与线路前方的地质情况，准确定出更换刀具时的位置，提前对该位置地层进行加固处理，加固体达到强度要求后，再采取压气作业进行刀具更换，确保当盾构机到此位置时，安全顺利地更换刀具。（7）根据地质资料，提前预测，选择合理的掘进模式。（8）通过向土仓和刀盘添加泡沫或膨润土改良碴土，防止形成泥饼。（9）控制出土量，尤其是上部为软土时更为关键，防止坍塌。3.3.4盾构穿越含球状风化岩（孤石）地层技术措施本标段盾构区间花岗片麻岩中存在差异风化及球状风化现象，虽然在本次勘探中，钻孔在全风化层及残积层中未直接揭示到球状风化体。盾构隧道穿越残积层、全风化、强风化花岗

37、片麻岩地层时，有遇到中风化、微风化球状片麻花岗岩（即孤石）的风险。球状风化岩有大有小、天然单轴极限抗压强可高达100mpa以、整体性好。直径25cm以下的球状风化岩可通过螺旋输送机直接排除，直径25cm以上者则难以排除，盾构又难以将其破碎，球状风化体将与刀盘随动，其可能引起盾构机刀盘被卡住、刀具变形非正常损坏、刀盘产生严重磨损等，还易造成地面较大沉降。如何安全顺利穿越球状风化岩地层是盾构施工的又一难点。为此采取以下措施：（1）施工前，对盾构将穿越的可能存在球状风化岩地层进行补充勘探，摸清其分布、大小、环境状况。（2）施工中对排除的碴土每环必查。根据排除的碴土成分、结合施工参数的分析，以能及时发

38、现球状风化岩。在条件允许的情况下，有计划地进入土舱了解工作面和检查刀盘、刀具状态。（3）盾构通过球状风化岩地层时，若球状风化体强度较低，可通过放慢盾构机的推进速度，以小推力、刀盘小转速推进，通过盾构刀盘的刀具慢慢磨蚀球状风化体，盾构直接通过；若球状风化体强度较高，可开舱（工作面不稳定时须加气压），采取人工进舱静态爆破或凿岩机破碎处理；否则，采取地面加固，然后盾构机掘进通过。3.3.5盾构穿越建（构）筑物基础的掘进控制本标段盾构区间线路穿越的建筑物基础基本为条形基础或筏板基础，穿越的道路地下管线密集，交通流量大。考虑到盾构掘进对土体的扰动，在盾构通过时布置测点加强监测，及时反馈监测信息，并对管片

39、背后采取二次注浆加固。为避免盾构施工不造成地面沉降超过允许值，危及建筑物，除按设计要求进行处理外，拟采取施工措施如下：（1）严格控制土仓内压力、刀盘转速等参数、严格控制出土量，以求得土舱压力与地层压力的平衡。（2）在盾构掘进过程中，合理使用水、膨润土和发泡剂，改善土仓内土的和易性，加强对刀盘的保护，提高掘进效率。同时，可以避免发泡剂管路堵塞。（3）严格同步注浆工序，确保地层稳定。经常检查注浆管，确保管路畅通。必要时，衬砌背后实施二次注浆，重点对拱部120o范围进行。（4）盾构推进过程中，控制好盾构姿态，避免盾构上浮、叩头和后退等现象发生，盾构在曲线段掘进时，须放慢掘进速度、减少超挖，加大注浆量

40、并加强纠偏测量工作，以减少地层损失和地面沉降量。（5）针对建筑物的结构类型、对沉降的敏感程度及沉降的允许值，制定建筑物及地面变形警戒值，建立系统、完善的监测网，安排专人对地面重要建（构）筑物进行二十四小时（间隔不大于2小时）监测，及时进行信息反馈，及时进行盾构参数调整。（6）加强机械检修养护，防止螺旋输送机喷涌砂，盾尾及铰接部位漏砂等，造成地层损失，加大沉降。（7）当前方地质情况复杂或不容易确定时，密切监视土压、螺旋输送机等参数，结合地面监测情况，分析开挖面的稳定性，发现问题及时采取有效对策。（8）避免在该区段进行停机、换刀，必须停机时，保持好土仓内压力，并对停机部位土体进行预先加固措施。（9

41、）经过专家论证，制定地面加固方案，并严格实施。3.3.6穿越富水地段的掘进控制本标段盾构大部分穿越裂隙水丰富地段，特别是临近砂层、岩石破碎地段，大量的、不可预测的地下水很可能造成喷涌。在富水岩层掘进时，管片很容易产生上浮。盾构穿越富水地段的对策：（1）通过地质勘察报告及补充勘察，掌握前方地质及地下水实际情况，在盾构掘进到该地段之前，对盾构机进行全面、系统地检查与维修，保证盾构机的性能良好。（2）当处于富含水的破碎带下面时，tbm必须在闭合模式下运行，开挖室里完全充满泥土。此时开挖室里保持受控土压以支撑刀盘前面和上面的地层。这样就可以防止水或泥土的流入，保持地层、地下水位等的稳定性。闭合模式是一

42、种普通的工作模式，不需要特殊的程序。值得注意的是，开挖室里土压的作用如同塞子可阻止水流入。泡沫注射用来进一步减小开挖面的可渗透性。（3）在盾构快要进入破碎带地区之前，要求能尽量精确地预测不良地层，此时可使用超前钻机进行钻探或使用雷达超前装置进行探测，然后根据探测的结果采取有针对性的措施进行处理。当探测的结果反映盾构前方地层破碎严重、涌水量较大时，可利用设备上配有的钻机进行钻孔注浆预先加固或往前方注入一定数量的聚合物进行止水，同时启用保压泵碴装置，从多方面采取措施，确保工程的安全。（4）如果是意外发现这些地质条件，必须立即停止转动螺旋输送机，关闭螺旋输送机的排渣闸门，并继续缓慢开挖直到开挖室里充

43、满泥土，把工作模式切换为闭合模式。同时采用超前处理措施及保压泵碴装置进行处理。3.3.7防喷涌技术措施本标段通过的风化岩层，赋存基岩裂隙水，一般为弱透水层，但由于岩石的风化程度不均匀，裂隙发育的情况不一致，其富水性差异较大，局部承压，易发生隧道涌水，泥浆容易从螺旋输送机喷出。在刀盘粘附“泥饼”的情况下，切削效率降低，在螺旋输送机排土的同时，仓底易形成空洞，地下水迅速补充，易发生喷涌现象。（1）在水量较大的地段掘进时采用螺旋输送机双闸门控制，加注泥浆或高效聚合物，防喷涌、防涌水，必要时采用保压泵碴装置。同时，利用盾构机配套的二次注浆设备及时注浆，在管片外周形成连续的封闭环，防止管片周围的地下水串

44、通，避免喷涌。（2）采用土压平衡模式掘进参数；严格控制盾构掘进方向和铰接油缸的行程差，以确保铰接密封效果。加强盾构机铰接密封检查，保证不漏水漏砂。（3）经常检查盾尾密封刷密封效果，经常填加油脂，确保密封刷状态良好。（4）若出现喷涌现象，立即关闭螺旋输送机的后门，适当向前掘进，使土仓内建立平衡，通过刀盘的转动，将土仓内的土体搅拌均匀。然后才将螺旋输送机的后门慢慢打开，开门度为15-30%，边掘边出土，始终保持土仓内压力稳定。（5）做好盾构机及后配套设备的保障后勤工作，保持连续快速推进，不能因盾构机后配套设备故障而影响掘进。（6）严密监控螺旋机出土口的出土情况和土仓的压力变化情况，一旦发生喷涌现象

45、，首先关闭螺旋机出土口处的闸门，然后在螺旋输送机出土口接驳保压泵碴系统，保证掘进，避免地下水、流砂或所添加泥浆的大量喷出，保持土仓内的土压稳定。（7）向土仓中加入膨润土或发泡剂，改善土仓内土质的和易性，使土体中的颗粒和泥浆成为一个整体，连续从螺旋输送机排出，避免喷涌。（8）在中、微风化岩地层中，如果管片背注浆不充分，需通过管片进行双液二次注浆，以便尽快封堵隧道背后汇水通道。3.3.8管片防上浮技术措施本标段隧道经过的地层变化较快，且地下水较丰富，在盾构掘进过程中，隧道的成型较好，但由于盾构超挖，虽然也进行了同步注浆，但在隧道管片和围岩之间的注浆浆液还是属于软弱层，成型后隧道管片没有较大的刚性支

46、撑，在推进过程中产生变形，超过隧道限界。由于本工程的地下水位较高，最终使得管片基本上浮。管片上浮原理参见图3.3-2。图3.3-2管片上浮示意图管片防上浮的措施：（1）了解隧道所经过地段的地质情况，包括里程、土层分布、深度、强度、含水量，预先制定不同地段采取不同的掘进措施。在掘进过程中，及时调整掘进速度、刀盘润滑剂添加量、掘进模式等施工参数。（2）加强对盾构机姿态的控制，尤其在上、下坡地段必须注意千斤顶的作用分力对管片的影响，及时调整姿态及千斤顶行程差。避免超挖和蛇行，尽量使各组推进油缸推力适当均衡。（3）在变坡段一定要注意做好管片的选型及正确安装。（4）控制测量的精度和频率，要严格按要求建立

47、起一套严密的人工测量和自动测量控制系统，严格控制测量的精度，合理布设洞内的测量控制点和导线，根据工程中的实际情况合理控制测量和复核的频率。根据测量的结果来调整盾构机的控制参数和管片的拼装等（如调整对称千斤顶的行程差，合理控制各区域千斤顶的行程，更合理使用铰接、超挖等设施，调整管片类型和拼装方式等）。（5）改变砂浆配比，提高水泥用量，降低浆液初凝时间，及时、足量注浆，提高固结效果。（6）加强管片姿态测量，一旦有上浮异常现象，立即启用二次注浆（在隧道顶部注双液浆），有效控制管片进一步上浮。（7）保证管片连接螺栓的安装质量。管片拼装过程中尽量减小管片之间的错台，及时安装连接螺栓，确保管片定位准确，连

48、接牢固。用仪器检测管片安装的误差，若误差超过允许值需进行调整；管片安装就位后，在下一循环的掘进开始时，推进系统作用于管片上的轴向压力应缓慢、均匀地施加；管片连接螺栓在掘进的开始时也会出现松动，需及时对松动的螺栓进行紧固。第四章 施工现场总平面布置4.1 盾构始发施工现场平面布置说明依据现场实际情况，结合本工程周围环境，本着合理组织交通运输，满足盾构及其后配套设备进场、组装、吊运下井、施工材料供应、始发掘进、碴土存放、碴土运输的要求以及办公、生活的要求并与盾构施工预留孔施工现场的布置、盾构正常段施工现场布置结合起来，依据深圳市文明施工及安全生产的有关规定，对施工总平面统一规划、综合考虑、合理布置

49、。施工现场占地约4000 m2，设龙门吊、浆液站、变电站、冷却塔、管片存放区、集土坑、加工区、库房、盾构及其后配套设备存放组装区、生活区及办公区等。为了满足盾构始发施工的出土及材料运输，东西向设置1台跨度14.5m的45t龙门吊。集土坑设在盾构施工预留孔西侧，占地面积260 m2，集土坑设计存放碴土1000 m3。管片存放区设在车站结构东侧，设计存放1518环。详见【图4.1-1 翠竹站盾构始发现场平面布置图】。4.2 临时设施安排4.2.1 场地围挡为了工地减少“扰民”，同时也为了避免“民扰”，本工程施工场地按照设计图纸给出的工程控制范围和临时用地使用时间，在盾构施工场地沿周边范围设置连续、

50、封闭的围挡。4.2.2 场地大门设置根据图纸要求、场地条件和临路情况，盾构施工场地东北侧设大门供车辆及人员进出。4.2.3 场地临时防护依照业主“四口五临边”的安全防护要求，在盾构施工预留孔四周设置护栏，护栏高1.2米，采用38钢管，管间采用焊接，钢管涂刷红白相间的警戒色。栏杆上满布挂密目式安全网。盾构施工预留孔、吊车工作区、碴坑均设安全标志。4.2.4 场地内临时道路及临时建筑4.2.4.1 临时道路为了满足盾构始发施工的出土及材料运输，场地内设7m宽施工道路，路面用厚200mm的c20混凝土硬化，其中过市政管线沟部位设钢筋网片。4.2.4.2 场地硬化按招文明施工要求，本工程除施工便道进行

51、场地硬化外（盾构施工井北侧大吊车站位采用12150双层网片，c30混凝土，300mm厚），其余的施工场区内仓库、搅拌站及盾构施工预留孔四周用厚100mm的c20混凝土进行场地硬化处理，设单层钢筋网片。生活区及办公区亦采用厚200mm的c20混凝土进行场地硬化。4.2.4.3 办公区、生活区生活、办公区根据施工总体部署布设置在施工现场南侧与东北侧各一处，采用彩钢板搭建，设有会议室、项目部各管理办公室。4.2.4.4地面监控室地面监控室位于现场南侧3层彩钢板房一层，需在监控室内安装与监控点数量相适应的视频监控器、内部电话系统所需的程控交换机、远程监控系统所需的计算机及相关配套设施。初步拟定6个监控

52、点，具体位置为办公区、现场北区、现场东侧、盾构施工预留口、螺旋输送机出土口和皮带输送机出土口。4.2.4.5浆液站浆液站提供盾构施工时的所需的水泥浆，占地约123m2，在浆液站附近设置膨润土料库、水泥筒仓、粉煤灰筒仓，位于盾构工作井南侧。4.2.5 龙门吊盾构始发施工使用一台45t、跨度14.5m的龙门吊。龙门吊轨道东西向布置。4.3 施工用水、用电布置4.3.1 施工用水水源取自由业主引至施工现场的一条dn100总供水管，分设三条供水线：用dn40水管接至盾构施工用冷却水塔,由水塔引dn100水管通往施工隧道满足施工用水；用dn50水管引至各消防栓满足消防用水；另一条用dn25水管作干管，用

53、dn15水管引至各生活用水点。设施符合国家及深圳市关于水利安装、使用、维修的有关规定。冷却水塔与浆液站联合布置，水池容量为20m3。4.3.2 施工现场临时用电盾构施工场地用电采用业主提供的电源，同时按照业主要求为保证停电检修等时段盾构机外的其他施工顺利进行，现场设有一台200kva柴油发电机作为备用电源。施工现场临时用电按照国家及深圳市对建筑行业临时用电的要求，我们采用三相五线制供电系统，设专用保护线及三级漏电保护开关。在箱式变压器出口设总动力箱，工地施工处设多处分动力箱，从各分动力箱用橡胶软电缆或通过移动式配电箱供给各负载。为尽量避开施工面及降低成本，低压动力线、照明线路、生活用电等低压线路尽量沿墙采取架空方式铺设，高压动力线采取掩埋方式铺设。4.4 施工期间排水和防洪措施4.4.1 现场排水为了保证市容环境卫生，防止地表和地下水受到污染，工地将进行有组织的排水。根据现场临设布置， 施工现场内有一雨水井，在场地硬化是，往雨水井处放坡2%。4.4.2 现场防洪措施建立安全防汛领