盾构过站、掉头及特殊地段地质条件施工技术

1、 盾构过站、掉头及特殊地段地质条件施工技术一、特殊地段及地质条件施工 主要包括：1.浅覆土层，覆土厚度盾构直径D2.小半径曲线，半径40D3.大坡度地段，坡度304.穿过地下管线5.遇到地下障碍物6.穿越建构筑物7.平行盾构小净距，0.7D8.穿越江河9.砂卵石及大孤石 1.施工要点：1）详细查明、分析周边地质及环境状况，制定针对性方案2）合理设定开挖面压力，将地层变形控制在容许范围3）针对地质及环境特点，调整注浆方案，控制地表变形4）加强监测，针对监测结果实时调整掘进参数；5）针对可能出现的特殊情况，制定应急预案2.施工措施1）浅覆地层对建构筑物采取保护措施，加固地层制定措施，防止盾构抬头2

2、）小半径曲线 根据地层、超挖量、壁后注浆等制定方案，注意推进反力引起的隧道偏移 将超挖量控制在需要范围内，注浆材料选择体积变化小、早强、速凝型。增加施工轴线、水平测量频率，定期检查洞内控制点防止后配套拖车倾覆或脱轨选择合适辅助工法进行地层加固，防止转弯部分地层松动控制盾尾间隙变化在允许范围 3）大坡度 每环推进结束，应拧紧当前管片螺栓并在下环推进复紧，避免成环隧道错位。 上坡推进一般每环向上调整0.2，并调整好工作面掘进压力设定，以切口土体少隆起、不隆起为准 上坡考虑加大牵引机车牵引力，对台车采取防滑及制动措施12345 注浆采用收缩率小，早强的浆液 急下坡及上坡始发或到达时，基座应采取防滑措

3、施开挖面压力应随水土压力实时调整（随地层变化）。4）地下管线区 刚性管线：主要考虑是否引起管道断裂 柔性管线：接头断裂或泄露引起的破坏 查明沿线管线的分布、类型、允许变形等信息，分析沉降对管线影响。 施工中加强监测，采取相应保护措施。难以避免影响的采取迁移、加固措施。 实时调整掘进速度及出土量，减少地面变形，及时进行同步及二次注浆 加强地面变形监测，特别对于混凝土管、供气管等，要布置监测点并及时分析影响，进行专家论证，确定施工方案 以通过段地层监测结果为依据，对即将进入的管线区做地面沉降预测，据此作出管线保护方案5）地下障碍物及孤石处理 遵循提前从地面处理原则，如需在盾构施工中处理，必须研究可

4、行性及对策，并制定方案 地面拆除障碍物后需妥善回填 掘进中拆除障碍物（或卵石），选择带压作业或地层加固。 针对孤石大小、数量，合理选择刀盘刀具形式及配套人闸等设备 开挖面排除障碍，应尽量控制开挖量，保证地层稳定6）穿越建（构）筑物 施工前，对可能影响到的建筑物进行调查，预估影响，有针对性的采取保护及加固措施，控制地表变形 采用较密的监测点，较高的监测频率7）小净距隧道 施工前，根据隧道所处地层、盾构形式、断面大小、相对位置，预测对已建隧道和平行隧道的影响，制定相应方案 施工中，控制掘进速度、土仓压力、出土量、注浆压力等，减少对临近隧道影响 一般可采取加固隧道间土体或两条隧道错开时间施工等措施8

5、）穿越江河地段 应特别重视查明地层条件及河流情况，制定可靠措施 选择合理的盾构设备类型 确保开挖面稳定，防止地层坍塌，突水等发生 准备足够的防排水设备设施 可对水底地层进行预加固 注意对堤岸、周边结构的影响 注意观察管片的变形及隧道上浮9）砂卵石地层 砂卵石地层的级配变化大，大颗粒卵石的存在，土层的可切削性多变，土仓内砂土和卵石分离，输送机出土稳定性难以控制，难以建立土压平衡，往往对土层扰动较大 掘进中容易发生小坍塌 盾构推进姿势控制困难，易偏移，卡死 一般通过土仓注泥浆改良土质或者采用泥水盾构二、地中对接技术两台盾构相向掘进两种情况侧向将新建隧道接到已建隧道单条隧道过长三种因素交通状况及周边

6、环境（河底）难以设置中间（转向）竖井埋深过大、设置竖井不经济辅助加固对接两类方法机械式对接1.机械式对接 刀盘缩回方式、贯入环方式、护罩推出方式 1）刀盘缩回方式 先行盾构到达对接低点，将切削刀收回面板，准备冻结 后行盾构行至距先行盾构1550m，确认各自位置 先行盾构后行盾构 后行盾构边修正方向，边掘进。对接前，后行盾构收回切削刀 后行盾构面板中间千斤顶顶进盾构面板对接 盾构冷冻管冻结止水，拆除盾构，衬砌2）贯入环方式 发射盾构：一侧安装可前后移动的贯入环（钢套） 接收盾构 ：设置承压橡胶密封环 基本不需要辅助工法 两台盾构各自推进到预定位置；准确定位后，尽可能向前推进，即将相遇时，收回刀具

7、，退回刀盘发射盾构接收盾构 发射盾构的贯入环插进接收盾构，进行对接 完成对接，贯入环内周焊接连接钢板，连接两台盾构盾壳，拆除除盾壳外其余构件，浇筑衬砌混凝土。发射盾构接收盾构 3）护罩推出方式 盾构面板装有可滑动护罩，盾构互相靠近时，推出护罩对接。 为防止泥砂流入，需采用冻结法等辅助工法滑动护罩连接2.辅助加固对接法 1）地层稳定处理方法 可从地面处理或者盾构内进行处理工法化学注浆法：适应条件受限，可靠性不高冻结法：可地下施工，造价高，工期长。效果较好，适用于水下高压旋喷法：改良效果较好1）冻结法 （1）两侧盾构内都有冷却管，同时冻结施工；改良范围基本左右对称，工期长 （2）只从一台盾构进行冻

8、结施工，另一台盾构仅由附着在盾壳外壳的冷冻管在盾壳附近形成冷冻体 。可缩短工期，但形状不规则，易产生冻涨和解冻沉降2）超前注浆加固 可从地面处理或者盾构内进行 （1）两台盾构距离约35m时，两台盾构同时进行超前钻孔，注浆 （2）相距20m左右，再次钻孔注浆 （3）相距5m左右，第三次钻孔注浆 （4）加固完成，盾构对接，解体，衬砌3）盾构解体与隧道对接 为便于盾构拆解，除盾尾外，均为双层盾壳设计。拆除时，仅拆除中盾、前盾内盾壳。 盾构解体、运出，盾壳杂物清理，可进行隧道衬砌对接施工。 三、隧道防水 1.防水标准等级管片隧道上部隧道上部渗水量L/（d）一级无渗漏、无湿渍无渗漏无渗漏、可有偶见湿渍0

9、.05二级无渗漏、无湿渍无渗漏、可有偶见湿渍少量渗漏水0.1 防水包括：管片自防水、接缝防水、螺栓孔防水、注浆孔防水及渗漏处理，同时应加强隧道与洞门及联络通道的防水处理2.管片自防水 强度和抗渗等级等指标符合设计要求。所有预埋件、钻孔、连接螺栓孔等按设计进行防腐防水。 堆放运输中加强管理和检查，防止开裂，掉角。 推进中，避免产生裂纹。3.接缝防水 密封条各项指标满足设计要求 施工前：防水材料必须按设计要求进行抽检，运输存放注意防潮，设专门库房存放。现场粘贴 按管片型号，部位粘贴密封条 环面纠偏衬垫材料，粘贴位置正确 密封条、粘接剂的存放仓库需配备防火设施丁晴软木橡胶承压传力衬垫板4.螺栓孔防水

10、 管片每一个连接螺栓两端均设置遇水膨胀橡胶圈。橡胶圈紧靠混凝土，靠垫片与螺母压紧。5.联络通道防水 清理基面，铺设防水层，绑扎钢筋，振捣混凝土。 使用合格防水卷材，卷材连接质量保证。 钢筋绑扎注意对防水材料及密封条的保护。四、盾构过站及调头 1.盾构过站 地铁车站一般是早于盾构机到达之前建成,盾构在前一个区间施工完后继续向第二个区间施工,需要通过车站。管片反力牛腿推进油缸在混凝土导台铺设轨道，盾构底部安装滑块，每3.5m焊接牛腿2.盾构调头 盾构从区间隧道掘进到工作井，将盾构平移调转到另一条隧道线位，再做反向掘进的过程称为盾构掉头1.作业要点 调头前，做好现场调查及准备工作 调头必须专人指挥，

11、专人观察设备转向状态，避免偏离或碰撞 调头前应做好设备管线标识，调头后按照标识做好管线连接，连接后按照规则试运行履带吊调头千斤顶、卷扬机调头接收支座连同盾构主机顶升，下垫钢板（钢板下涂抹黄油）千斤顶顶推使盾构旋转90 卷扬机拖至指定位置，按照新线隧道轴线定位，千斤顶顶推再旋转90，完成调头五、盾构到达技术 隧道贯通前100m至接收井整个施工过程1.施工程序 可分为三个阶段： 1）准备阶段：一般指洞门约100m的距离；本阶段要加强测量，保证贯通精度，加强管片连接；准备托架。 2）临近阶段：凿除洞门，盾构进入加固区；封闭漏水通道。 3）接收阶段：盾构破除洞口土体，完全进入接收井，管片与洞门可靠封闭

12、洞门凿除接收基座安装掘进参数调整洞门密封安装掘进方向调整到达段掘进推上接收支座2.主要内容1）制定接收方案2）接收井验收并做好接收准备3）盾构到达前100m、50m，对盾构轴线进行测量，调整盾构姿态。距离约10m时，控制盾构速度、排土量，以减小洞门地表变形4）洞门拆除与密封 5）盾构全部进入接收井基座，及时做好管片与洞门密封，做好洞门防水。六、二次衬砌施工技术 一般盾构隧道不需要二次衬砌。 二衬一般采用模筑混凝土 二次衬砌的目的： 进一步加强一次衬砌的荷载承受能力 改善隧道的防水、防腐、抗震性能南水北调穿黄工程1.模筑设备 1）针梁式全圆模板台车 由底模、左右侧模和顶模组成，模板之间铰接 底模

13、随针梁上下运动脱模，侧模、顶模均有独立液压系统 2）全圆穿行式模板台车 模板分节，一节在混凝土强化期间，进行另一节模板衬砌。特点： 可分离，穿行架与模板总成可以分离 可自稳：模板总成在与穿行架分离后可自稳，满足混凝土强度发展要求 可穿行：穿行架可背一组模板从另一组模板下穿过 可连续作业：一台穿行架配套3组模板可满足连续衬砌 可平行作业：台车结合垫层铺设作业、后部处理作业架等作业平台，满足各工序平行作业需要。2.主要技术措施 立模前清理积水、杂物 严格混凝土配比 严格拱顶混凝土灌注工艺，采取预埋排气管、确保拱顶混凝土灌注密实 混凝土入仓自上而下，从已灌注向未灌注方向，左右两侧对称进行，防止偏压 严格控制混凝土从拌合到入料时间，加强振捣 冬季施工，混凝土拌合、运输、养护严格按要求七、盾构的拆卸 拆解顺序主机设备桥拖车一般规定： 1）拆卸前制定详细方案与计划，组织有经验人员组成班组 2） 场地准备 吊车工作区域地面进行钻孔检查，是否存在空洞。 吊装地面及竖井结构进行承载力核算，是否满足吊装要求。 在吊装作业时进行竖井变形及地面沉降监测 按先电气、后液压、再机械的原则进行 拆卸前，对各部件分别进行标识登记。拆解后，做好管线接头密封保护施工准备拆卸皮带及皮带架管路标记及拆解断开台车连接拆卸连接桥