施工方案-盾构下穿河道施工方案

1、che一、工程概况中和村站元通站区间，设计里程为K2+983.05K4+392.099 ,为单圆盾构区间，右线长度为1431.81m，左线长度为1453.491m，在 K3+350和K3+908.500处分别有一个河道，盾构机在此两处将下穿河 道近距离桩基施工。K3+350处河道长约m,宽约m,盾构与桥桩基距离 约2m K3+908.5处河道长约m，宽约m，盾构与桥桩基距离约2m。二、工程地质水文情况K3+350处隧道埋深13m，洞身经过地层为粉细砂层（-3d2-3，中密, 局部稍密）；K3+908.5处隧道埋深15.8m，洞身经过地层为粉细砂层（ -3d2-3，中密，局部稍密），赋存与地下的

2、水具有一定的承压性，但对砼不具 腐蚀性，对砼结构中钢筋不具腐蚀性。地下水的补给来源主要为大气降 水及生产、生活用水的入渗。粉细砂层中分布有承压水，盾构推进时做好以下工作：加强盾构掘进管理1 .加强同步注浆管理，控制注浆量。2 .充分压注盾尾油脂，防止泥水从盾尾进入。3 .加强盾构补压浆系统管理。由于土体已扰动，需要不断地调整各 项参数，进行补压浆。4 .确保螺旋机的密封性能。加强对施工范围的监测，及时反馈，调整施工参数。三、桩基础情况两处桥的桩基为钢筋砼结构，桩长约 m，直径约m，四、沉降控制措施1. 到达河道前的准备工作1）准备支顶加固材料、注浆加固材料、抢险机具设备、车辆、警戒标识 物等以

3、备用。2）在到达特殊段前选择一开挖面自稳性较好的地段对盾构机进行全面 检修，减少在特殊地段停机检修的风险。3）对破损较大的盾尾刷进行更换。4）全面检测刀具，对磨损超标的刀具进行更换。5）对堵塞的注浆管进行疏通处理。6）对分别通往开挖面、土仓、螺旋输送器的主从泡沫管进行疏通，并在 刀盘面中心附近增设1根泡沫管。2. 盾构机通过技术措施1）做好各项准备工作，提前对盾尾密封进行检查。2）调整同步注浆浆液的配合比，缩短凝结时间，同时增大注浆量和注浆压 力。3）在盾构机通过后及时进行二次 双液注浆，通过调整水泥水玻璃的配 比参数，控制双液注浆的凝结速度，达到加固土体和加固充填溶洞的目的。4）加强掘进姿态

4、控制，全面贯彻信息化施工。5）同时备好抽排水设备等应急设备和物资，制订应急抢险预案。3. 盾构掘进过程的施工技术掘进过程的施工技术：要求盾构在通过该特殊段时有序、平衡、平 稳。有序：1）施工组织有序人、机、料的配置合理，工序的安排、衔 接有序。2）机械保养有序 机械保养定人、定期、专业、规范，做到无 遗漏、标准化。3）信息管理有序 技术交底、作业交底按部就班，自 经理部至作业面指令畅通、反馈迅速。平衡：1） 土仓压力与开挖面水土压力平衡。严格控制土仓压力， 尽量保持土压平衡，不要出现过大的波动；考虑本段地下水水压较高，土仓压力设置为上部1.3bar左右，下部1.8bar左右。2）出土量与掘进进

5、 尺平衡。严格控制出土量，做到进尺量与出土量均衡。本隧道开挖直径6. 40m,考虑盾构姿态变化或其他原因引起的岩土损失和岩土的松散系数， 每环出土量约6669m3,即4.5节矿车。除量的控制外，还要坚持对每环 渣样进行地质水文分析，发现与开挖断面地质情况不符（尤其是出现32砂层）时，则马上采取措施。3）注浆压力与水土压力平衡。除考虑注浆 处的水土压力，还要考虑后方来水、开挖面来水的水压，故注浆压力是 在注浆处水土压力基础上提高12kg/cm2,且应使浆液不进入土仓和压 坏管片和不因注浆压力过大造成地表隆起。特殊段注浆压力设置：1 #、4#注浆孔控制在1.5bar左右，2#、3#注浆孔控制在2.

6、0bar左右。4）注浆量与进尺平衡。考虑浆液失水固结、盾构推进时壳体带土使开挖 断面大于盾构外径、部分浆液劈裂到周围地层，采用理论值的150%20 0%进行注浆，即为3.54.75m3。要保证浆液配置与地质水文条件、 掘进 速度相适应，过本段时浆液配比设置为：水泥：粉煤灰：砂：膨润土：水=180 : 371 : 780 : 35 : 400 （kg），浆液稠度控制在110115mm,凝胶 时间控制在5h以内。平稳：1）盾构姿态平稳。推进过程应保持盾构机有良好的姿态， 避免蛇行，每环姿态变化控制在 i5mm内。千斤顶A区、C区油缸油压 值差宜保持统一、恒定性，不宜出现过大的波动。2）管片姿态平稳

7、。做好管片选型，现场对盾尾间隙实测实量，控制下部盾尾间隙在70mm以内，注意管片拼装的椭圆度，防止尾刷与管片碰撞导致盾尾密圭寸、铰 接密封损坏及管片变形。3）推进速度平稳。掘进过程中向土仓内及刀盘 面注入泡沫等添加材料，改善渣土性能，提高渣土的流动性和止水性， 防止涌水流砂、结泥饼和喷涌现象，有利于保持速度的稳定。推进速度 保持在2540mm/min，日均进尺7 9m。4. 通过后的补强措施1）二次注浆。盾构同步注浆后，由于浆液的脱水，浆液体积收 缩会加剧地表的后期沉降量，又由于盾构推力，衬砌和土层间会相互分 离，二次注浆能有效地进一步充实背衬和提高止水能力。特殊地段每推 进4环后补注双液浆一

8、次，在通过桩基位置 两环管片的范围内增注一次。2）三次复紧 为防止因管片的变形引起地层的过度扰动， 对管片螺 栓拧紧要求三次复紧。即拼装管片时一次拧紧，推出盾尾后二次拧紧， 后续盾构掘进至每环管片拼装前，对相邻已成环的3环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧。5. 施工监测1）监测点的布设2）监测在施工中的应用，要保证盾构机能够在复杂的地质条件下顺利掘进，很重要的一点就是要保证盾构机良好的工作状态，也就是要对盾构机进行定期的维护和保养 , 及时排除盾构机的故障，降低故障率无论对于加快施工进度还是保证施工 安全与质量都是非常重要的。五. 盾构隧道穿越河底主要应对措施1. 洞内施工措施：1）在进入K3

9、+350和K3+908.5处施工之前50m,对刀盘、盾尾密 封刷、螺旋输送器、铰接、密封油脂系统、注浆系统等进行一次全面的 检查、维修；在进入这两处施工之前 20m再次对盾构机进行一次全面的 检查，并队盾构机的掘进状态及时进行纠偏调整。2）采取土压平衡工况掘进，及时调整土仓压力，确保土压平衡，同时 采取措施防止拼装管片时盾构出现后退，保证工作面的土体定。3）适时调整掘进参数，防止出现过大的方向偏差。4）掘进过程中向土仓内注人泡沫，防止螺旋输送机堵塞和水涌入隧道。 合理使用外加剂如稠膨润土和泡沫。加入土仓内的稠膨润土一方面能提 高土仓内渣土的易搅拌性，另一方面可和泡沫共同作用降低掌子面处土 体的

10、渗透性。如果这样仍不能有效解决土仓内水量较大的问题，采取向 土仓内添加其他高分子吸水材料的方法加以解决5）连续掘进，对地表和建筑物连续监测。及时注浆充填管片与地层 之间的环形间隙,防止土体塑性区的扩大，控制地表沉陷。6）水压较大时,为防止盾尾被击穿，要及时在尾刷处注油脂。掘进中 加强盾尾密封油脂的注入，确保盾尾密封效果；加强中体与盾尾铰接处 的密封效果，防止地下水涌入；具体措施为定期、定量、均匀地压注盾尾油脂；合理确定同步注浆的压力，以免浆液进入盾尾；7）严格控制管片拼装质量，保证拼装好的管片与盾壳之间的间隙;盾构推进过程中合理的利用铰接千斤顶；加强盾构掘进姿态监测和管片选型工作，确保管片脱出

11、盾尾后的防水效果和较好的隧道线型2 .监控量测措施 加强对地面和隧道的监测，坚持信息反馈法施工，通过信息反馈优化掘进 参数。 加强监测力度，采用声纳法或水中设立观测桩法进行江底沉降监测； 对江 堤进行人工布点及时监测，确保盾构过江的安全。六、应急预案1 .盾构穿越河道可能存在的风险1）渣土含水量增加导致螺旋输送机发生喷涌；2）盾尾漏浆；3）铰接处漏水；4）河底大面积塌陷；5）隧道上浮；2. 应急预案 在穿越过程中如果盾构施工引起地面、桩基、深层土体的变形超 过预定的控制范围，立即停止盾构掘进，进行洞内注浆，并根据具体状 况利用筏板注浆加固的注浆孔进行地面注浆加固。应急预案当出现险情进行抢险时，

12、具体应急措施如下： 立即关闭螺旋输送机阀门，并向土仓内打入稠膨润土以控制土 仓内的土压和抑止喷涌； 采用速凝型浆液在相邻盾尾最近的管片吊装口进行每孔注浆, 在缓解了漏浆、漏水状态后，试行推进，同时对同步注浆、盾尾打油进 行严格掌控。 在盾构工作面配置适量的注浆材料和木楔、棉纱、麻丝等堵漏 材料和工具；并且在盾构机内安装大功率水泵 2台，如果涌水，抽水排 险。 根据本标段区间地质勘察报告的提示，本标段过江段施工过程 中可能会受到地质钻探孔的影响，对于这种情况的出现，首先可根据图 纸、资料尽可能准确确定勘探孔的实际位置，然后在盾构过江前根据时 间条件采取一定的措施进行封堵处理，在盾构掘进至钻孔位置附近时，密切注意土仓内水土压力变化。在盾构推进过程中如果遇到于钻孔封孔 质量不佳，发生钻孔透水，立刻关闭螺