建筑物保护施工专项方案

1、广州市轨道交通十三号线施工三标 建筑物保护施工方案建 筑 物 保 护 施 工 方 案郭建军（宁夏 银川）摘要：城市地铁建设地盾构施工过程中，不可避免要下穿很多重大地建（构）筑物，采取有效施工方法及施工措施不仅可以保证施工进度，而且可以有效地降低施工风险。关键字：盾构施工 下穿 建筑群 施工措施 保护工艺 一、编制依据1、广州市轨道交通十三号线首期工程（鱼珠至象颈岭）文园站庙头站区间 建筑物保护设计图；2、广州市轨道交通十三号线一期工程（鱼珠至象颈岭）文园站庙头站区间详细勘察报告以及补堪报告；3、广州市轨道交通十三号线首期工程（鱼珠至象颈岭）【施工三标】土建工程 重大风险源分析评估报告；4、广州

2、市轨道交通十三号线施工三标文园站庙头站区间盾构推进监测方案；5、地下铁道工程施工及验收规范（GB 50299-1999）（2003年版）；6、盾构法隧道施工与验收规范（GB 50446-2008）；7、建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）；8、建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-20029、施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005；10、建筑结构荷载规范 GB 50009-2001 （2006年版）；二、工程概况2.1 工程简介广州市轨道交通十三号线首期工程（鱼珠至象颈岭段）【施工三标】土建工程施工内容为文园站庙头站区间（其中包括：盾构隧道单线全长4218.6

3、21米、联络通道4个、14#盾构井及中间风机房），区间起点里程ZDK43+078.161/YDK43+078.161，终点里程ZDK45+259.761/YDK45+259.761，左线短链1.14m，右线短链3.437m。14#联络通道起点里程ZDK44+336.754/YDK44+328.168，终点里程ZDK44+376.754/YDK44+368.168.区间左线长2150.459m，区间右线长2147.022m。14#盾构井文园站区间左线全长1258.593m，盾构掘进起点里程ZDK44+336.754，终点里程ZDK43+078.161；区间右线全长1250.007m，盾构掘进起点

4、里程YDK44+328.168，终点里程YDK43+078.161。区间采用盾构法施工，自14#盾构井始发向西掘进，依次下穿广裕仓码头北侧绿化带进入黄埔东路，沿黄埔东路向西下穿双岗BRT车站，在双岗牌坊处右线进入双岗密集民房区，左线沿黄埔东路南侧人行道向西延伸，到达文园站。线路最大埋深21m（1#联络通道处），最小埋深12m（文园站东端）。2.2 地质特征双岗密集民房区的地层主要由<1>Q4ml、<2-2>Q4ml、<2-3>Q4ml、<5Z-1>、<5Z-2>、<6Z>、<7Z>、<8Z>等组成，

5、地质条件复杂、坡度大，施工难度大，所经过建构筑物种类多。图2-1 右线区间地层分布图（略）左线区间地层分布自上而下详细描述如下：图2-2（略）根据地质详勘及补堪相关资料显示，双岗民房区段沿线所揭露地层的地质时代、成因类型、岩性特征、风化程度等特征分类如下： <1>人工填土层（Q4(ml)）：呈褐黄色、紫红色等，组成物主要为人工堆填的粉质粘土、中粗砂、碎石等，局部含有机质土，顶部0.20.3m为砼路面。 海陆交互相沉积层（Q4(mc)）：该层共分为5个亚层，分别为淤泥层、淤泥质土层、淤泥质粉细砂层、中粗砂层及粉质粘土层，各亚层的特征及分布如下： <2-2>淤泥质粉细砂层：

6、呈灰色、浅黄色，饱和，松散，级配一般，颗粒较均匀，主要成分以石英颗粒为主，含少量粘粒及有机质。标贯实测击数为412击，平均击数8.4击，渗透系数为2.6m/d。 <2-3>中粗砂层：呈灰色，饱和，稍密为主，局部松散、中密。级配良好，主要成分以石英中粗砂为主，局部夹薄层淤泥，含少量有机质成分，土质不均。标贯实测击数为819击，平均击数11.2击，渗透系数为3m/d。 <5Z>残积土层（Q(el)）：根据母岩性质、残积土的状态和密实程度，划分为两个亚层，其特征分述如下：<5Z-1>混合花岗岩可塑状残积砂质粘性土，呈薄层状或透镜体状分布。土性：褐红色，可塑，粘性一

7、般，由粉粒、粘粒及砂粒组成，韧性及干强度中等，由下伏基岩残积而成。标贯实测击数为820击，平均击数13击；修正后标贯击数为715.2击，平均击数11击，渗透系数为0.21m/d。<5Z-2>混合花岗岩硬塑状残积砂质粘性土，呈薄层状或透镜体状分布。土性：褐黄色、灰黄色，硬塑，粘性一般，由粉粒、粘粒及砂粒组成，韧性及干强度中等，由下伏基岩残积而成。标贯实测击数为1637击，平均击数23.5击；修正后标贯击数为14.330.2击，平均击数19.2击，渗透系数为0.24m/d。 <6Z>混合花岗岩全风化带（Pz1）：呈褐黄色，岩石风化剧烈，原岩组织结构已基本风化破坏，但尚可辨认

8、，岩芯呈坚硬土柱状，遇水易软化崩解。局部夹强风化碎块。标贯实测击数为3266击，平均击数43击；修正后标贯击数为29.149.1击，平均击数33.2击，渗透系数为0.05m/d。 <7Z>混合花岗岩强风化带（Pz1）：呈褐黄色，岩石风化强烈，原岩组织结构大部分破坏，节理裂隙发育，岩芯呈半岩半土状及碎块状，遇水软化崩解。标贯实测击数为55104击，平均击数72.3击；修正后标贯击数为48.976.5击，平均击数57击，渗透系数为0.8m/d。 <8Z>混合花岗岩中风化带（Pz1）：灰色，花岗变余结构，眼球状、块状构造，主要矿物成分为石英、长石，次为云母，长石大部分风化成小

9、黄斑点。裂隙发育，岩芯呈短柱状，碎块状，少量扁柱状，锤击声较清脆。岩质较硬，岩石天然抗压强度范围值fc=30.18126.22MPa，平均值fc=73.19MPa，标准值fc=62.47MPa，属硬质岩；且渗透系数为0.9m/d。2.3 水文条件本区段的地下水补给来源主要是大气降水，强中风化基岩裂隙水，也主要靠大气降水通过土层的渗流补给，补给多少除与季节的变化有关外，也与基岩的裂隙发育程度及其连通性有关。（1）地下水位 勘察期间地下水稳定水位埋深为1.405.40m，平均埋深为2.4m，标高为4.6320.73m，平均标高为6.4m。水位年变化幅度为1.002.50m。场地地下水位同时会随临近

10、珠江潮汐水位涨落而起伏变化。（2）地下水类型本线段位于三角洲地区，地形平坦，沿线地下水类型以及赋存方式有以下几种：第四系孔隙水、构造裂隙水。2.4 盾构机概况根据施工计划安排及公司盾构施工现状，结合广州地铁地质情况，本项目盾构区间投入2台德国海瑞克生产的复合式土压平衡盾构机（EPB6250），编号为S465、S466，完全符合招标要求及投标承诺。以上两台盾构机自深圳地铁5号线5320标完成施工后，转运至我项目，经我单位安排专业班组进行维修保养，使两台设备性能达到良好状态。自盾构始发至今，14#盾构始发井文园站左线S466、右线S465分别相继掘进完成长度600m（400环），526.5m（35

11、1环），目前两台设备性能及状态良好。考虑复合性地层的适用性，盾构机采用面板式刀盘，开口率为32%，布置31把单刃滚刀，4把双刃中心滚刀，64把刮刀。刀盘上的滚刀可以更换为软土用的齿刀，通过刀具的搭配形式来使用各种地层。2.5民房区周边环境 据房屋调查情况显示，盾构下穿双岗民房区施工受影响范围内有7口井：双沙社区光华里2号，7m深水井（现已停止使用）；双沙社区永乐里4号，10深水井；双沙社区永恒里4号，7m深水井；双沙社区光华里4号，10m深水井；双沙社区北便大街11号，4m深水井；双沙社区北便大街13号，7m深水井；双沙社区北便大街8号，5m深水井（详见黄埔区沙浦二社民房区平面图 图2-5、2

12、-6）；双岗民房区北侧沿黄埔东路铺设有煤气管线，材质为钢材，直径0.5m，埋深1.52m。在距离双岗密集民房区北侧12m，煤气管线在ZDK43+392.569ZDK43+477.259（572环630环）里程内斜穿盾构区间左线，沿黄埔东路埋设，该段区间拱顶埋深为20.1721m；煤气管线与盾构区间位置示意图如下， 煤气管线与区间位置平面图 图2-7（略） 根据居民提供及我项目实地调查的每栋楼、每户的进水管路及阀门具体位置，其污水管道主要埋设于巷道中间，自来水管（尺寸大小）均沿建筑物墙边角埋设，特绘制成平面图综合指导盾构施工； 双岗民房区污水管道布置图2-8（略）2.6建（构）筑物概况 双岗密集

13、民房区位于区间隧道南侧，房屋密集，人流量大。据房屋调查显示，房屋大部分为90年代、2000年初的15层民房，基础形式多为条形浅基础，90年代房屋多为砖混结构，2000年后房屋多为框架结构。该区域起讫里程为DK43+188.72DK43+513.76，长度325米，下穿民房43栋，侧穿民房196栋，隧道覆土厚度为18.6米19.4米，经鉴定，其中有严重损坏房5栋，一般损坏房62栋，且大部分房屋存在违规私自加层情况。其中，DK43+194.53DK43+458.18段为上软下硬地质（7Z、8Z），下穿民房39栋，侧穿民房159栋，隧道覆土厚度为18.6米19.4米；DK43+452DK43+516

14、段为全断面8Z地质，下穿民房4栋，侧穿民房37栋，隧道覆土厚度为18.6米19.4米； 双岗民房区平面图 2-9（略） YDK43+194.53YDK43+458.18(580环755环)段，区间右线下穿民房43栋，经调查确定，41栋为条形基础，2栋为独立桩基础，分别为：双沙社区北便大街15#（YDK43+347.52）,侵入隧道右线1根桩，桩径0.6，桩长19m,本段隧道埋深18.5m， 侵入隧道0.5m；双沙社区北便大街8#（YDK43+445）,区间右线范围内有7根桩，桩径0.8m，桩长17m，本段隧道埋深19m，未侵入隧道。该段区间隧道埋深为18.6米19.4米，双沙社区北便大街15#

15、，侵入隧道右线一根桩，桩径0.6m，桩长19m，本段隧道埋深18.5m， 黄埔区沙浦二社民房区平面图 图2-10（略） 黄埔区沙浦二社民房区平面图 图2-11（略）2.6.1 民房基本情况位于盾构区间右线正上方总共有43栋楼房；建于上世纪90年代左右房屋及楼房墙体均有不同程度的开裂和损坏，如下图所示 图2-12 图2-13中铁七局集团有限公司48 图2-142.6.2 建筑汇总表 盾构区间右线下穿建筑物43栋房屋，其中39栋处于上部为<7Z>强风化混合花岗岩，下部为<8Z>中风化混合花岗岩，典型上软下硬地层；里程为Y双岗民房区建筑物及住户具体情况调查表序号项目自编房屋号

16、房屋地址产权人/联系人联系电话层数结构类型建筑时间（年）基础形式 室内人员财物统计 鉴定结备注1175平阳大街2号XXXXXXXXXX5框架1998条形基础XXXXX 基本完好房DK43+194.53YDK43+458.18(580环755环)正穿建筑物汇总如下：注：蓝色标注为盾构下穿双岗民房区处于上软下硬地层建筑物，累计有39栋房屋； 3、 施工前准备工作3.1房屋鉴定我单位委托专业房屋鉴定公司，在双沙社区村委会工作人员配合下，对双岗民房区影响范围内的239栋房屋进行全面调查和评估，形成书面调查和评估报告，并已送至房屋 产权人签收确认。3.2集团公司专家小组此段施工属于II级风险源，集团公司

17、都非常重视并给于大力支持和鼓励，同时成立集团公司专家组现场指导施工，保证顺利通过此段,专家组具体人员如下； 组长：郭建群 组员：李长山、李 王、陈国良 陈庆杰、张志跃、王平孝3.3民房区注浆班组 我单位抽调对二次注浆、袖阀管注浆有多年施工经验人员，组建一支专业化地面注浆队伍，提前对双岗民房区损坏严重房屋及后期发生沉降到达预警值建筑物进行加固，确保下穿双岗民房期间建（构）筑物沉降可控。（详见沉降救援措施P 38）3.3.1具体人员安排：值班领导：郭志军（项目副经理）值班安全员：黄文斌、张峰值班技术人员：张正云、郭建军、张志伟、杨森霖操作手：黄宗海、高 虎、王龙龙、郭 群拌水泥：方克伟、徐小伟、史

18、安岗、徐卫博钻孔及看孔：王学东、王迎辉、张龙、宁志平3.3.2机械材料配制表：机械材料配置表序号名称规格型号单位数量备注1多功能混凝土钻孔取芯机HZ-15台12叉车CP80辆13装载机ZL50辆14三轮车7YPJ-(950)1150辆15发电机100kw台16双液注浆泵SYB-70/4台27水玻璃35Be58水泥P.O42.5T209小型浆液拌和桶0.5m3个210球阀50mm个511三通50mm个21个备用12钻机钻杆HZ15根413注浆软管32根415m14袖阀管50米15PVC管50米16水泥PO.42.5T17高压注浆管6MPa米2018注浆头个519铁马凳个1020对讲机部1021围

19、挡片3022聚氨酯桶5010L/桶23双快水泥包5050kg/包24棉纱kg10025应急照明灯盏1026洋镐把2027铁锨把2028风镐把529手电筒把1030沙袋袋500注：我单位正派专人与双岗村委进行沟通协调临时征取场地用于应急物资堆放；4、 双岗民房区建筑物保护施工工艺4.1盾构施工控制4.1.1做好下穿前准备工作，确保盾构施工连续为下穿民房区做好各项保障工作，其中物资保障包括：管片储备与供应，注浆材料粉煤灰、水泥、膨润土、砂子、水玻璃以及钢轨、轨枕等进场及时性与合理储备；设备保障包括：确保盾构设备本身良好状态，施工现场龙门吊、搅拌站、电瓶车、发电机等设备的完好与良好工作状态，电闸箱等

20、供电设施的安全与稳定。严格保证穿越双岗民房区施工匀速、连续性，确保在民房区不停机。盾构推进过程中长时间的停机易造成地面大量的沉降，为了确保24h连续推进，下穿民房前选择合理位置保压停机，对盾构机及其它设备故障和缺陷，会同厂家共同检测修理。在确保各项条件允许情况下，对盾尾密封装置进行检查更换，并对可能出现的故障预先做好修理准备，对主要设备零件的备件在施工前配备齐全。根据地质及周边建筑物情况，计划在双岗门牌坊东侧左线里程为ZDK43+629.33ZDK43+654.48(500环517环)，右线里程为YDK43+523.331YDK43+548.621（520环537环）内，考虑该段地质为全断面&

21、lt;8Z>中风化混合花岗岩，渗透系数为0.9m/d,采取常压开仓检查更换刀具，以确保在后续下穿民房区时连续掘进。4.1.2 盾构下穿期间建筑物沉降的控制本工程采用土压平衡式盾构掘进机，其工作原理是利用土仓内的土压力来平衡开挖面的土体，从而达到对盾构正前方开挖面支护的目的。平衡压力的设定是土压平衡式盾构施工的关键，维持和调整设定的压力值又是盾构推进操作中的重要环节，这里面包含着推力、推进速度和出土量的三者互相关系，对盾构施工轴线和地层变形量的控制起主导作用，所以在盾构施工中要根据不同土质和覆土厚度、地面建筑物，配合监测信息的分析，及时调整平衡压力值的设定。同时要求推进中盾构姿态保持相对的

22、平稳，控制每次纠偏量不过大，减少对土体的扰动，并为管片拼装创造良好的条件。同时根据推力、推进速度、出土量和地层变形的监测数据，及时调整注浆量，从而将轴线和地层变形控制在允许的范围内。4.2盾构掘进相关参数与施工工艺4.2.1合理设置推进参数在穿越双岗民房密集区之前严格落实盾构施工生产管理制度，充分准备，精心施工，技术交底、安全交底做到“横向到边，纵向到底”，施工现场人员围绕穿越民房施工展开工作，确保盾构穿越民房匀速、连续、安全完成。掘进过程中，合理科学的掘进参数，可以最大限度的减少地面沉降或隆起量，进而保证管线安全。根据前期掘进段总结掘进参数，双岗民房区山软下硬段：ZDK43+355.209Z

23、DK43+468.049(580环642环)/YDK43+194.53YDK43+458.18(580环755环)上部为<7Z>强风化混合花岗岩，下部为<8Z>中风化，为典型上软下硬地层各项参数初步确定为：推力宜控制在1100t1300t，掘进速度715mm/min，刀盘转速不得超过1.5r/min，出土量60m3/环，土仓压力1.9bar（已考虑地面建筑物荷载），注浆量不小于7 m3/环。全断面硬岩段：里程ZDK43+197.53ZDK43+374.77(642环760环)和ZDK43+471.27ZDK43+512.27(550环578环)/YDK43+458.09

24、YDK43+509.91(545环580环)，整体呈全断面<8Z>中风化混合花岗岩，岩层强度达48MPa130MPa，为全断面硬岩地层各项参数初步确定为掘进速度10mm/min，盾构机推力1500t，刀盘转速为1.3r/min，出土量60m3/环，注浆量不小于6.5m3/环。掘进参数需根据掘进过程中监测数进行据实时调整，确保沉降或隆起量满足设计及规范要求。4.2.2渣土改良在上软下硬不均地层中掘进时，采取向土仓内注入优质且发酵良好膨润土的方式，可以对软层掌子面起到一个泥膜的作用，使土仓内的高压空气不易逸出并和渣土混合建立稳定的土压，可有效防止上面软岩地层的坍塌，降低刀盘扭矩，减少刀

25、盘的磨损，且防止喷涌；在全断面中风化混合花岗岩的掘进中，采取以上措施，还可以注入泡沫剂，改良渣土、润滑并降低刀盘的扭矩，减少刀盘磨损。4.2.3严格控制出土量按照设计要求，盾构每环掘进长度为1.5m，每环原状土出土为46.46m3，根据前期现场盾构掘进经验以及该段地质实际情况，考虑取1.3倍松散系数，即每环所需运输土方量为60m3。在下穿密集民房区过程中，盾构司机与土建工程师必须做到“每斗必看，每斗必量”，按照每掘进30cm记录一次出土量的原则进行卡控。4.2.4推进速度下穿建（构）筑物时保证推进应匀速、连续、安全，控制盾构区间隧道掘进轴线与设计轴线相符合，尽可能地减少纠偏，从而保证盾构机安全

26、、平稳地下穿双岗民房区建筑物。4.2.5同步注浆浆液的具体配比如下表：（Kg/m3）浆液配比表水泥（kg）粉煤灰（kg）膨润土（kg）砂（kg）水（kg）外加剂801402413815060710934460470按需要根据试验加入经多次试验确定，按以上配合比进行拌浆，其稠度值为105120，比重为1.89kg/L，初凝时间为4小时左右，符合施工工况需要，此配合比为基准配合比，具体施工中可根据天气原因以及岩土含水量、出土量，对粉煤灰以及膨润土使用量做出合理调整；在特殊情况下，还可考虑添加外加剂。推进单环管片造成的理论建筑空隙为： 1.5p（6.2826.02）/44.05（m3）实际的压注量为

27、每环管片理论建筑空隙的130180，即每推进一环同步注浆量为5.277.29m3，盾构下穿民房区上软下硬段建筑空隙取175%则同步注浆量为7m3，全断面硬岩段建筑空隙取159%同步注浆量为6.5m3，泵送出口处的压力一般控制在0.3MPa左右，实际施工压力还应视地面沉降进行调节和控制。在盾构下穿双岗密集民房区期间，应保证同步注浆系统4组注浆泵、4路注浆管路畅通，一旦发生堵管现象，必须在最短时间内疏通管道，使盾构机尽快恢复掘进。在做到“掘进与注浆同步”情况下，原则上上软下硬段每环注浆量不得小于设计量7m3，全断面硬岩段每环注浆量不得小于6.5m3，根据注浆压力和盾尾密封情况，适当增大注浆量。4.

28、2.6严格控制管片拼装质量 管片拼装质量直接影响施工进度、施工质量，所以必须控制管片拼装质量：严格控制施工现场管片防水材料粘贴，安排专人进行监督与验收；根据盾尾间隙、铰接油缸行程及推进油缸行程合理选择管片类型；管片拼装手必须熟悉各类管片特征，拼装过程中，必须保证管片环向与纵向接缝平整、无错台、无漏水；4.2.7控制好盾构姿态，确保盾尾间隙均匀盾构推进过程中的同步注浆及二次补浆是控制地面沉降的主要因素，以往的经验显示，盾构推进过程中的盾构姿态不好易造成盾尾处漏浆，地面沉降，因此在盾构下穿建筑物期间，确保盾构推进轴线与设计轴线相吻合，盾尾四周间隙均匀。另外通过加大盾尾油脂压注量来防止浆液通过盾尾流

29、失，同时要采用性能良好的盾尾油脂。4.2.8保持盾构机测量系统正常工作（备用一台全站仪） 在盾构下穿双岗密集民房区期间，必须保证全站仪随时能处于正常工作状态，VMT状态良好，在盾构掘进过程中，测量系统一旦发生问题必须停机检查，尽快解决故障，及时恢复掘进，严禁“盲推”。4.2.9成立专门地面巡视组在盾构下穿建筑物期间，进行24h两人蹲守交叉巡视，一旦发现异常迹象，立即上报项目部领导，并根据情况采取适当措施进行处理，具体人员安排如下所示：盾构下穿双岗民房地面建筑物巡视值班表序号班组姓名联系方式负责区域范围1白班黄文斌186-3820-6756盾构掘进前后50m且盾构正穿及鉴定为一般损坏建筑物的重点

30、巡视2白班李洲186-3857-16813夜班张锋189-3547-56094夜班赵刚刚152-9190-8981除专门地面巡视人员，值班副经理每天对盾构掘进区域房屋进行检查巡视；4.3盾构下穿民房区注意事项及相应措施4.3.1掘进通过上软下硬地段14#盾构井文园站盾构区间右线YDK43+194.53YDK43+458.18(580环755环)段，盾构掘进易出现以下风险：a、掘进难度大，因受力不均易出现掉刀、刀圈崩断的情况发生而伤及刀盘；b、上软下硬地层，带压检查更换刀具难度大、工期长，且潜在风险大；c、上下断面地层软硬不均，容易出现出土量增大，导致地面发生沉降；d、盾构机姿态难以控制；为避免

31、以上风险，除采取必要施工工艺技术，还采用以下措施：（1）管理措施通过集团公司“预警平台软件”现场将沉降数据反馈公司技术专家进行分析，对风险进行预测、预判。做好各项预案的交底工作，并在作业前向作业层人员进行施工风险交底和培训。（2）技术措施根据地层埋深及水位高度，提前建立土压动态平衡，参考地质图，在进入上软下硬地层前35环建立土压平衡，压力波动控制在0.2bar内。若地质图不准确，则通过渣样分析提前建立土压平衡；穿越上软下硬地层前，在条件允许情况下选择合适位置保压停机，提前对刀盘所有刀具进行量测检查，对磨损超标滚刀进行更换，待更换完毕后将滚刀螺栓及保护帽全部进行多次复紧。上软下硬地层掘进过程中，

32、根据掘进度、掘进速度、刀盘转速、刀盘压力变化波动大小，及时对刀盘刀具磨损程度做出判断。在上软下硬不均地层掘进，为保护盾构机刀具，不宜过于追求施工进度。在此地层掘进必须控制掘进参数，推力宜控制在1100t1300t，掘进速度715mm/min，刀盘转速不得超过1.5r/min，（同上），具体施工可根据实际地层适当做出调整。加强盾构机推进线路和姿态控制减少蛇形前进，从而减少对盾构施工区域土体扰动，避免因扰动地层而造成地面建筑物沉降。当盾构机处在上软下硬地层换刀，尽量避免在上部地质差、岩石分界线前后5m地段进行，必须进行带压检查更换刀具作业，以确保安全顺利地完成刀具检查更换。在上软下硬不均地层中掘进

33、时，采取向土仓内注入优质且发酵良好膨润土的方式，可以对软层掌子面起到一个泥膜的作用，使土仓内的高压空气不易逸出并和渣土混合建立稳定的土压，可有效防止上面软岩地层的坍塌，在全、强、中风化混合花岗岩的掘进中，主要是可以稳定开挖面，改良渣土、防止喷涌，润滑并降低刀盘的扭矩。 严格控制出土量，结合地面沉降监测双重控制沉降。土建工程师通过油缸行程严格计算每斗出土量与行程吻合，同时渣斗吊至地面时，由地面值班队长记录出土量，并监督门吊倒土时渣斗尽可能的干净，避免渣斗内残余渣土影响出渣量的判断。 4.3.2掘进通过全断面硬岩地段区间YDK43+458.09YDK43+509.91(545环580环)段下穿双岗

34、民房区，根据地质勘察结果，隧道断面地质为全断面中风化混合花岗岩<8Z>，最大天然极限抗压强度在81MPa145MPa。a、盾构机通过该段时，因刀具磨损严重而使开挖断面尺寸不足而出现卡住盾体，或因掉刀、刀圈崩断的情况发生而伤及刀盘致使盾构机损坏，造成长时间停机增加潜在风险；b、上软下硬与全断面硬岩分界线不能完全确定情况下，提前改变掘进模式降低土仓压力，导致盾构掘进区域前方地面房屋发生沉降；c、全断面8Z地层掘进由于振动扰动拱顶地层造成沉降，引起民房的沉降开裂；d、已成型隧道管片同步注浆不密实或二次注浆及止水环效果不好，可能在管片后形成渗水通道，导致上部地层失水沉降；为避免以上情况除采

35、取必要施工工艺技术，还需采取以下措施： （1）参考设计地质图，在掘进过程中，土建工程师全过程观察、分析渣样，每掘进300mm取样分析一次，分析渣样含泥量、含砂量及石块比例，准确判断掌子面地层情况，在盾尾后5环未进入全断面硬岩且未做止水环之前，严格按照上软下硬地层掘进措施实施。 （2）盾尾脱出全段面硬岩5环后，立即注双液浆形成密闭止水环，防止成型隧道后方水进入开挖面造成出渣困难，并在盾尾后管片吊装孔检查止水效果，若止水效果好则采取常压掘进，若止水效果不满足要求，则再次进行补充注浆。 （3）严格控制推进千斤顶油缸压力，确保管片均匀受压。严格控制盾构机掘进姿态及合理的管片选型，减少盾构机蛇形掘进。

36、（4）在全断面硬岩掘进过程中，根据油缸推力、掘进度、掘进速度、刀盘转速、刀盘压力、出土量变化波动大小，在条件允许情况下开仓检查更换刀具工作，并在最短时间内恢复正常掘进。五、双岗民房区建筑物加固在盾构施工中，除了根据地质特征、沉降监测数据合理设置盾构机相关参数，建筑物注浆加固保护还可针对一下四种情况分别采取措施：1、盾构机刀盘未到达时：对一般损坏房提前进行预埋袖阀管进行注浆加固；2、盾构机刀盘到达时：隧道内超前注浆、地面建筑物跟踪注浆；3、管片脱出盾尾时：可采取同步注浆（详见P23)、径向注浆；4、防止工后沉降：主要采取二次补强注浆、地面二次补浆；以上相关施工工艺具体情况如下所述：5.1严重损坏

37、房、一般损坏房预加固（一般损坏房数量及预加固注浆） 经房屋鉴定报告显示，双岗民房YDK43+188.72YDK43+513.76段区间下穿43栋房屋中，有5栋为严重损坏房，分别为毓秀里10号、昌明里8号、狮城里10号、北便大街9号、聚龙里横3、5、7号，对严重损坏房考虑采取预埋袖阀管进行注浆加固，除此之外，对此类房屋住户在后期掘进过程中，还会考虑临时搬迁。 光华里自编1号（46）图5-1 狮东里4号（76）图5-25.1.1工艺特点（1） 注浆过程具有可控性，具有上下两个止浆塞形成止浆系统，能将浆液限定在注浆区域任一范围内进行注浆，达到分段注浆的目的。（2） 止浆系统能在光滑地袖阀管内可以自由

38、地移动，可根据实际情况需要在某一段区域内反复注浆。（3） 可根据地层特点，在一根注浆管内采用不同注浆材料，分段采用不同注浆压力进行注浆施工。（4） 适用范围较广，既适用于渗透性较好地层，又适用于渗透性较差地层。（5） 由于骨架效应存在，浆柱在地层中形成复合性结构，更由于袖阀管在地层中存在，使这种复合结构犹如筋土一般，加固效果更加明显。（6） 在场地狭小地情况下，仍可进行作业。5.1.2适用范围 袖阀管注浆施工工艺是目前处理地基一种的比较先进的方法。它能进行定深、定量、分度、分段、间歇、重复注浆，集中了劈裂注浆法、压（挤）密注浆法和渗入注浆法的优点。适用于地质条件复杂，断层、构造破碎等地带，富水

39、地层地段，场地狭窄情况下的地基加固。使该区域房屋地基松散地质加强，减小盾构掘进时对房屋产生的沉降影响。5.1.3工艺原理对严重损坏房提前预埋袖阀管并进行注浆加固，注浆加固地层是把具有充填和凝胶性能的浆液材料，通过配套的注浆机具压入所需加固的地层中，经过凝胶硬化后充填和堵塞地层中的空隙，减小注浆区地层渗水系数，并能固结软弱和松散岩体使地层强度和自稳能力得到提高。袖阀管结构如图5-7所示，一般采用PVC塑料管作袖阀管，为了方便地进行灌浆，在袖阀管上一般每隔33cm-35cm钻一组46mm或48mm的射浆孔，每组孔的纵向长度6cm-10cm，每米袖阀管上一般钻2-3组射浆孔。在每组射浆孔外部都包裹有

40、一层橡胶套，橡胶套长度比每组射浆孔长度略长，以包裹住射浆孔为原则。在把袖阀管放入钻孔时，橡胶套的作用是防止钻孔泥浆或套壳料进入管内；灌浆时橡皮套在压力作用下被浆液冲开，使浆液进入地层，并且可保证按要求分清层次，形成劈裂，而当停止灌浆时，橡胶套又弹回并裹紧袖阀管，防止管外流体进入管内，起到逆止阀门的作业。为防止橡胶套上下错位，须在橡胶套两侧用固定环固定。袖阀管不应有较大的弯曲，内壁必须光滑。 阀管上的每组射浆孔，即为一个灌浆段，灌浆头由双塞系统止浆塞和灌浆芯组成（如图5-2），每一次灌浆头在袖阀管中上下移动灌浆时，只包含一个灌浆段，亦即灌浆头移动距离与每组射浆孔间距相同。 袖阀管注浆结构示意图5

41、-3 图5-4袖阀管注浆孔布置（右图）5.1.4注浆孔布设要求及平面布置图由于双岗民房区建筑物比较密集，受空间约束影响，袖阀管注浆孔采用单排布设，间距2.0m，考虑到该段区间拱顶地层5m左右深度处于杂填土，钻孔深度至地面以下6m（设计要求基础以下2m，基础多为2m条形基础），以最大程度加固房屋下基础持力层，尽量减小无法加固盲区为原则，钻孔布置可根据现场实际情况适当调整钻孔位置及间距，在无条件钻设斜孔条件下钻设竖向孔，整个注浆完成盾构机顺利通过后用水泥砂浆对注浆孔进行封孔处理。5.1.5施工工艺流程图 图5-5 袖阀管施工工艺流程图5.1.6施工技术参数为保证施工质量，根据以往的施工经验，暂定施

42、工参数如下：用42.5R普通硅酸盐水泥作灌注主料，确定各种灌注材料的合理配和比，在施工中使用的材料配比（质量比）如下： a、袖阀管套壳料： 水泥：粘土：水=1：1.5：1.88（质量比，配方由现场试验最后确定）； b、固管料为单液水泥浆，配比为 水：水泥（质量比）=1：1； c、袖阀管注浆的浆液配比 水泥：水=1：10.6：1，先稀浆后稠浆；如注浆效果较差时根据实据情况采用双液浆或超细水泥浆液。 d、速凝剂： 如发现地下有水流通道，孔内漏浆严重时，可掺入适量的的水玻璃作为速凝剂。水泥浆与水玻璃体积比C:S=1:(0.51)，其中： 水玻璃：浓度为45Be，模数n=2.42.8根据距地面深度情况

43、，注浆压力控制在1.2Mpa1.8Mpa之间。加固完毕后进行洗管，并对管口进行保护，盾构掘进该处时，根据建筑物沉降情况，可继续进行重复注浆作业，且注浆全过程进行建筑物沉降监测作业。5.2地面跟踪注浆 在盾构穿越建（构）筑物期间，对双岗区民房结构进行监控量测，一旦监测数据异常（累计沉降达到10mm或沉降速率达到3mm/d），利用前期对严重损坏房预加固袖阀管进行地面跟踪注浆作业，双岗民房区注浆点布置图如下所示5.2.1双岗民房区注浆平面图 图5-6双岗民房区下穿建筑物加固注浆孔布置（左图） 图5-7双岗民房区下穿建筑物加固注浆孔布置（中图） 图5-8双岗民房区下穿建筑物加固注浆孔布置（右图） 5.

44、2.2区间正上方建筑物注浆计划 区间正上方房屋注浆量统计序号房屋自编号门牌号 单孔深/m孔数/个单孔注浆量/m³注浆总量/m³11镇北里22号652.41228镇北里4号6232.455.239镇北里自编6号6182.443.2419永乐里2号6132.431.2520永恒里2号652.412621永恒里4号622.44.8730永恒里3号672.416.8831永新里2号662.414.4932永新里4号652.4121038光华里4号642.49.61139光华里2号6132.431.21246光华里自编1号642.49.61347保玄里2号692.421.61449厚

45、生里4号642.49.61557贻安里4号642.49.61663昌明里4号672.416.81775狮城里6号6152.4361874狮城里8号662.414.41976狮东里4号692.421.62077双岗狮城里5号682.419.22190毓秀里2号6102.4242289毓秀里4号632.47.22391毓秀里2-1号682.419.22492北便大街15号692.421.62593北便大街毓秀里1号632.47.226119进文里10号692.421.627117北宁里6号642.49.628142北便大街12号682.419.229118北便大街11号6142.433.63014

46、1平阳大街10号692.421.631140北便大街8号682.419.232139北宁里3号之一652.41233138北便大街2号6192.445.634143平阳大街1号6112.426.435152迴龙里5号662.414.436153迴龙里自编9-2号632.47.237154迴龙里6号682.419.238167迴龙里9号6102.42439166迴龙里19号6102.42440172迴龙里3号6222.452.841175平阳大街2号6102.424合计总量854.4m³ 利用前期预埋袖阀管，可分区、分段、分户进行重复注浆作业，其具体施工过程及参数同5.1。5.3超前注

47、浆5.3.1施工目的为了密实盾构施工区域刀盘前上方土体，使其形成一个半圆形壳体，较大程度减少盾构机掘进过程中，对刀盘前上方土体的扰动，从而减小地面沉降。利用盾构上4个超前注浆孔进行注浆，根据加固范围要求，采取超前8m注浆加固，注浆浆液采用双液浆，注浆压力结合注浆量双重控制（注浆量为超挖量1.5倍），其中以土仓压力控制为主。 5.3.2施工材料及机具（1）机械材料配置表机械材料配置表序号名称规格型号单位数量备注1煤矿坑道钻机ZLJ-350台12双液变量注浆泵SYB-70/4台13泥浆搅拌桶1m3个14钻杆42mm×2m根65注浆管19mm×20m根26钢管36mm×

48、4m根67水泥P.O42.5t108水玻璃35Bet59磷酸35kg桶4（2）双液变量注浆泵SYB-70/4主要技术参数表主要参数档 位额定排量L/min额定压力MPa往复次数次/min快 挡70272慢 档42443基本参数参数名称参数值参数名称参数值活塞直径mm62活塞杆直径mm28行程长度mm100泵作用型式卧式双缸双作用活塞型吸浆管直径mm32排浆管直径mm19电机功率kW7.5 6级电机型号Y2-160M-6质量（约）486外形尺寸（L×B×H）mm1806×750×780三角带规格B2261数 量5高压胶管规格19A数 量2（3）ZLJ350

49、煤矿坑道钻机主要技术参数煤矿用坑道钻机基本技术参数产品型号/基本参数名称ZLJ-350立轴额定输出转矩 (Nm)350使用钻杆(mm)33.5/42钻孔深度（m）200/150钻孔直径开孔 (mm)89终孔 (mm)50立轴通径(mm)44立轴转速(rp/m)120/214/375立轴行程(mm)400额定起拔力(kN)12(7MPa时)额定推动力(kN)9(7MPa时)钻孔角度范围（。）0360绞车提升能力(kN)8.7/4.74/2.69绞车单绳第一层提升速度(m/s)0.25/0.45/0.79卷筒容绳量（m）30钢丝绳直径(mm)11弹簧卡盘使用压力（MPa）6弹簧卡盘最大夹紧力(kN

50、)30油泵型号*YBC-12/80油泵额定压力（MPa）8油泵额定流量(L/min)12电机型号*YBK2-132M-4功率(KW)7.5转速(rp/m)1400额定电压(V)380/660额定电流(A)13.4/8.8质量（kg）500外形尺寸（1*b*h）(mm)1250*640*1265 5.3.3施工工艺整个超前注浆过程施工顺序为：搭设脚手架固定钻机钻孔作业注水洗管注入磷酸、水玻璃混合液注浆作业封孔作业； 超前注浆示意图 超前注浆管剖面图 超前注浆管布置平面图 超前注浆现场图 5.3.4施工过程 （1）在推进油缸撑靴上提前固定手拉葫芦，采用手拉葫芦将钻机先拉至拼装机上部，并进行固定；

51、（2）搭设操作平台采用4m长36m钢管脚手架，采用扣件式连接，脚手架下部直接置于管片上。搭设高度距离管片顶部1.2m，至拼装机顶以下0.3m，主要还要考虑钻机施工状态高度。搭设完毕完成后，在脚手架上面铺设四块走道板，并用钢丝绑扎固定； （3）操作平台铺设完成，将预先拉起钻机放置操作平台并进行固定，调整钻机位置与角度，钻杆水平角度为13.50； （4）钻机就位，开始进行钻孔作业，钻孔过程中，两根管道同时进行注水，一方面防止堵塞钻杆，另一方面降低钻杆温度；由于要超前8m加固范围，每根钻杆长度为2m，连续连接4根钻杆； （5）钻孔深度至8m，注入0.1m3水彻底清洗一遍注浆管，然后将磷酸液与水玻璃液按1:1配制完成注入钻孔，其中水玻璃