区间盾构施工方案

PAGEPAGE55南京地铁一号线南延线TA05标区间盾构施工方案编制：复核：审核：中铁三局集团有限公司南京地铁一号线南延线TA05标项目经理部2008年8月编制说明编制依据1.南京地铁一号线南延线工程TA05标土建施工招标文件通用部分；2.南京地铁一号线南延线工程TA05标土建施工招标文件专用部分；3.南京地铁一号线南延线工程TA05标设计图纸和设计说明；4.南京地铁一号线南延线工程TA05标工程环境条件；5.南京地铁一号线南延线工程TA05标岩土工程勘察报告；6.现场调查取得的资料；7.本单位现有技术水平、管理水平、装备水平及多年从事地下工程的经验。编制原则1.质量目标明确，保证措施完善，工程质量标准符合招标文件的要求；2.工期目标明确，计划安排合理有序，施工工期满足建设单位要求；3.安全目标明确，安全措施可靠，确保施工过程中人员、设备的安全；4.总体施工筹划合理、施工方案可行，施工方便、施工方法和施工工艺成熟；5.充分考虑本标段的环境特点，尽量减少施工对环境、交通及居民出行的影响。编制范围本工程范围为南京南站站～岔路口站区间，起止里程为：K6+018.919～K8+108.711。编制内容详细阐述了本工程区间隧道的施工方法，主要内容包括盾构隧道的施工方法及工艺、重点阐述了本工程复合地层盾构施工方法和地层改良措施、盾构隧道的联络通道的施工方法和工艺，以及施工测量与施工期间的监控量测等。介绍了为保证本区间工程的顺利进行，而采取的各项施工保证措施，主要内容有：工程质量保证体系及措施，消防、安全、保卫、健康体系及措施。区间隧道盾构施工概述南京南站站~岔路口站区间概况本标段盾构施工范围是南京南站站～岔路口站区间隧道，起止里程为：K6+018.919～K8+108.711,全长4202.544米。其中设中间风井一座及联络通道二座，里程为：中间风井K6+950、联络通道K6+500、K7+545.5。南京南站站～岔路口站区间始于地铁南京南站南端，线路沿规划玉兰路以400m半径曲线东拐后前行，再以350米曲线南拐进入宁溧路地下至岔路口站北端。区间主要从大片新近砌建的厂房、仓库，宁南工业园厂区、工厂、住宅小区及商铺下穿行。拟建场地地形稍有起伏，总体中部稍高，场地吴淞高程9.23~13.34m。线路线间距在13m～34m之间。线路最大坡度为25.093‰，最小坡度为2‰，线路埋深在10m～20m之间。隧道断面均为标准的单线单洞区间隧道。南京南站站～岔路口站区间隧道通过的围岩为②-2b4淤泥质粉质粘土层、②-3b2-3粉质粘土层、③-3-1b1-2粉质粘土层、J3x-1强风化泥质粉砂岩层、J3x-2中风化泥质粉砂岩层。隧道断面内大部分都附存③-3-1b1-2粉质粘土层、J3x-1强风化泥质粉砂岩层、J3x-2中风化泥质粉砂岩层，岩层所占比例较大。概括来讲，盾构掘进断面大部分在泥质粉砂岩层中。本区间场地地下水主要为孔隙潜水，赋存于①层填土和②层新近沉积土中，而③层粘性土为相对隔水层，水位埋深标高约为8.70～9.00m，所以本段区间盾构掘进断面内基本无地下水。区间平面图2-1：图2-1区间平面图盾构施工工艺流程盾构施工工艺流程盾构施工工艺流程详见图2-2。施工场地布置、施工前准备施工场地布置、施工前准备盾构基座安装盾构后配套下井、盾构吊装调试止水装置安装反力架安装洞门破除盾构出洞同步注浆盾构推进姿态测量管片拼装隧道测量二次注浆进洞准备工作凿除洞门洞门地基加固盾构出洞竣工区间联络通道施工盾构解体、吊出洞门地基加固图2-2盾构施工工艺流程图盾构施工工艺特点与其他施工工艺相比，盾构施工工艺具有如下特点：⑴在隧道穿越地面建筑物群或隧道上方有较为密集的地下管线时，可以较好的控制地面的沉降，基本上不影响隧道上方的建构筑物，减少工程拆迁量，降低工程成本；⑵除盾构的工作井外，沿线不需要降水，节约地下水，保护了水资源；⑶施工占地小，对外界的负面影响小，除盾构的工作井外，施工时的地面作业很少，施工隐蔽性好，因施工噪音及震动所引起的环境影响也小；⑷隧道施工所需的费用和技术难度基本上不受隧道覆土厚度的影响，特别适宜于建造覆土深的隧道；⑸当隧道穿越河底或海底时，隧道的施工不会影响到航道的通行，也完全不受气候的影响；⑹盾构施工的机械化程度高，科学技术含量高，工人的劳动强度低，施工的效率高，能够保证工程质量和工期要求。施工部署总体施工安排区间隧道掘进分为三部分，分别为初始掘进→正常掘进→贯通掘进，为了提高掘进效率，故将初始掘进先进行73环；掘进完成后进入正常掘进过程，正常掘进过程中必须严格对盾构掘进轴线、管片拼装质量、地面沉降三方面进行控制，当掘进至距接收端洞口80～100m处进入贯通掘进阶段，需进行全线贯通测量校核，准确定位盾构机头的坐标位置和姿态，并根据测量结果，确定盾构推进方案，保证盾构机顺利、安全、准确地进入接收井，完成整体掘进过程，之后进行刀盘维修，为进行下一段掘进作好准备。盾构隧道管片由南京力高建筑构件有限公司分包生产。正常掘进控制要点及注意事项⑴盾构掘进轴线的控制盾构轴线的控制是盾构工法的重点，掘进时必须注意以下几个方面：①控制好掘进的技术参数，如土压、推速等。当土压过低时，不仅容易造成地层的沉降，而且对盾构轴线的控制也有影响，容易造成盾构下沉；另外注浆的位置及压力，注浆压力过大一方面对地层的扰动较大，另一方面也会使得盾构向注浆位置的反方向移动，不利于盾构的轴线控制；②正确进行盾构千斤顶的编组及分区油压的控制，推进时对千斤顶选择的正确与否直接关系到盾构轴线的轨迹，在盾构轴线控制一节里，针对各种不同盾构轴线位置详细的列出了千斤顶编组及分区油压控制对盾构轴线控制的作用；③合理使用盾构的铰接装置，当盾构偏离隧道设计轴线较多、盾构进行小半径曲线施工时或者盾构姿态极差时，通过调整千斤顶的编组与选择及分区油压控制都较难以达到目的时，可通过开启盾构铰接装置，具体的操作为：根据盾构的偏离程度计算盾构中折每一步的转折角度，先开启盾构的超挖刀进行超挖施工，超挖的长度一般为盾构的半个到一个盾构机身的长度，然后根据计算调整盾构的中折装置，再辅以千斤顶编组及分区油压控制，进行掘进施工，推进时根据盾构姿态的测量数据随时调整中折角度，直到盾构回到设计轴线上来。⑵管片拼装质量的控制管片拼装质量直接影响隧道的结构质量，必须注意以下几点：①必须合理使用管片，本合同段采用的是通用管片，对管片使用要求较高，管片拼装手必须熟悉管片特征；②必须做好管片的运输、保存；③注意成环隧道的保护。⑶地面沉降的控制地面沉降会直接危及地面建筑物的安全，掘进中必须要控制好地面的沉降，掘进操作必须注意以下几点：①土压升高或降低对地面建筑物都是不利的，容易造成地面的隆起和沉降，所以在掘进过程中要严格保持掘进面的土压稳定，一般所采取的措施为严格控制螺旋输送机的排土量与刀盘的切削土量，控制两者相等；还要根据地层的变化合理的对加入的泡沫量进行调整，以更好的改变土体的塑流性，使土体变得更为均匀可以较好的把压力传递至开挖面上，防止开挖面的水土流失过多；②同步注浆保证注浆量和和注浆压力；③二次补注浆注浆量用雷达探测结果决定。注浆时用注浆量和注浆压力进行双控；④⑤根据沉降量检测结果及时调整推进速度、出土压力、同步注浆量及压力参数。⑻在整环管片脱出盾尾后，再次按规定扭紧全部联接螺栓。同步注浆及回填注浆采用盾构施工法，在管片和地层之间将产生空隙，该空隙必须充填，否则，隧道周围的地基会有较大变位（主要由盾尾空隙引起）。因此，及时进行背后注浆是盾构工法中必不可少的环节。同时，背后注浆具有提高隧道的止水性能和确保管片衬砌的早期稳定性。背后注浆采用盾尾同步注浆和二次补注浆两种方式。盾尾同步注浆盾尾同步注浆是利用盾构设备中的同步注浆系统，对随着盾构向前推进、管片衬砌逐渐脱出盾尾所产生的建筑间隙进行及时充填的过程。注浆材料同步注浆是保证管片拼装质量的关键所在，其目的在于控制隧道变形，防止管片上浮，提高结构的抗渗能力。良好的浆液性能体现在一下几个方面：①浆液充填性好；②浆液和易性好；③浆液初凝时间适当，早期强度高，浆液硬化后体积收缩率小；④浆液稠度合适，以不被地下水过度稀释为宜。根据以上几点结合本合同段的地层土质状况，同步注浆采用水泥砂浆。同步注浆浆液配合比（配成1m3浆液）水泥粉煤灰砂膨润土水初凝时间7d强度（MPa）压浆效果50Kg726Kg550Kg50Kg420L6～7h﹥2不常堵管注浆控制参数⑴注浆压力为了使浆液很好的充填于管片的外侧间隙，必须以一定的压力压送浆液。注入压力大小通常选择为地层阻力强度（压力）加上0.1～0.2MPa的和。地层阻力强度是由土层条件及掘削条件决定的，通常在0.1～0.2MPa以下。根据本合同段的地层土质条件，注浆压力初步设定为0.19MPa。⑵注浆量同步注浆量q可按此式估算：q=[π/4(D12-D22)]Lα式中：D1：盾构直径，D2：管片外径L：盾构（背后注入）的全长α：充填率=1+α1+α2+α3+α4α对正确估算注入量至关重要，α1：注浆压力决定的压密系数；α2：土质系数；α3：施工损耗系数；α4：超挖系数。用数值表示注入量α非常困难，至今仍把施工实绩和经验数据作为大致的选定目标，具体数据见下表所示。注入率系数表符号因素推算的增加比例的的范围设定系数α1注入压力产生的压密密加气1.30～1.5500.4不加气1.05～1.1150.1α2土质1.10～1.6600.35α3施工损耗1.10～1.2200.10α4超挖1.10～1.2200.15通过估算，每环注浆量为3.7m3左右（注浆量应控制在130%～180%之间）。施工过程中若注入量持续增多，应检查有无超挖、漏失；若注入量低于理论注入量，可检查一下浆液配比、注浆设备等方面的原因。⑶注浆流量同步注浆非常重要的参数就是要建立注浆流量与盾构推进的关系。如果注浆流量大于盾构推进的速度，则浆液会发生跑浆现象，甚至会穿过盾尾进入盾构机内，污染拼装的工作面；如果注浆流量小于盾构前进的速度，则会在盾尾脱出的部位造成一定的沉降。按盾构推进速度20mm/min计算注浆流量值为54L/min。注浆注意事项⑴制浆时的注意事项=1\*GB3①材料投入顺序要正确，计量要准确；拌和时间要连续，不能间断；严格控制搅拌的时间、速度。=2\*GB3②使用材料要合适，杜绝使用过期、不合格的材料；⑵运输、注入时的注意事项=1\*GB3①使用搅拌装置，保证浆液在运输过程中不出现分离；=2\*GB3②经常检查从注入孔到泵的输浆管路的畅通状况；=3\*GB3③掌握注入孔位置的阀门和泵的工作状况；严密观察注入压力、注入量的波动状况；=4\*GB3④注意注入结束时从注入孔阀门的关闭到移动输浆管的工作顺序；取下注入孔的阀门时，应装上柱塞；=5\*GB3⑤管片出现破损、上浮等现象时先采取封堵措施后再注浆；=6\*GB3⑥当浆液从管片外漏时，应暂停注浆，待采取措施后再行注入；=7\*GB3⑦废浆液及时用排污泵通过排污管线排到地面；=8\*GB3⑧作业结束后，作业员必须对制浆设备、泵等进行彻底的清洗。注浆标准及效果检查⑴注浆压力达到设计压力，注浆量达到设计注浆量的80%以上。⑵注浆效果检查主要采用分析法，即根据压力、注浆量等结合管片、地表及周围建筑物量测结果进行综合评价。⑶对拱顶部分采用超声波探测法通过频谱分析进行检查，对未满足要求的部位进行补充注浆。二次补注浆二次补注浆采用后方注浆方式，即在后几环注浆孔进行壁后注浆。二次补注浆主要是弥补同步注浆的不足，以下三种场合需要进行二次补注浆。⑴雷达检测管片外有不实空洞；⑵注入浆液的体积缩减部分的补充注入；⑶为了提高抗渗透性。注浆孔位置及构造管片的吊装孔兼作二次注浆孔。从便于施工和注浆效果两方面综合考虑，二次补注浆孔的位置宜选择在管片两侧。⑴直线段：注浆孔在管片两侧交替选择；⑵曲线段：注浆孔的位置最好选择在曲线外侧管片注浆孔。注浆孔的断面布设图见图3-1。图3-1注浆孔断面布设图图图考虑到该孔作为同步注浆后的补充注浆手段，为保证同步注浆浆液不从预留空洞泄出，又方便二次补注浆使用，设计在孔洞外侧预留了一层25mm厚的素混凝土层，以便后期补充注浆时将其冲破。注浆孔构造见图3-2。图3-2管片注浆孔构造示意图（单位：mm）注浆方式在隧道内，通过管片注浆孔（盾构机后方5环位置）用枪头注入浆液。注入方式见图4-27。注浆之前要先钻孔，达到预定深度后，再开始注浆。根据本区间的地层地质状况及现场的施工条件等因素，钻孔用具选择便携式薄壁金刚石钻。图3-3管片注浆方式示意图注浆材料二次补注浆的材料主要采用水泥浆。但在隧道开挖对地表建筑物或管线影响较大的地段，为减少地面沉降，可选择双液型浆液。水泥浆所用材料及配比见表5.8。水泥浆液材料配比表5.8水泥水稳定剂1150kg1150kg2.7～3.5kkg注浆控制参数二次注浆在拼装管片时进行。注浆量一般为理论间隙的40%～50%。二次注浆压力一般比同步注浆压力高出0.01～0.03MPa，但是还应参考隧道覆土厚度、地下水的压力及管片的强度进行调整。对于钢管片来说，注入孔处的压力不能大于0.4MPa，以防止钢管片变形。考虑综合因素，注浆的速度约为25L/min。注浆孔密封二次注浆结束后，要对每一个注浆孔进行密封，以防渗水。注浆管密封圈和注浆管盖密封圈均采用缓膨胀型遇水膨胀橡胶制品。注浆管密封构造见图3-4。图3-4注浆孔密封构造图注浆注意事项=1\*GB3①注浆完毕后，要冲洗枪头，使之可顺利进行下一次注浆。=2\*GB3②注意注浆孔的密封，以防渗水。=3\*GB3③使用材料要符合标准，保证注浆质量。注浆标准及效果检查=1\*GB3①对已注浆的壁后注浆材料进行取样，检查其注浆厚度、情况、强度等。=2\*GB3②壁后注浆施工具有防止围岩松弛和把千斤顶推力传递到围岩的作用，因此必须进行充分的填充。掌握好注浆施工与与其它施工环环节的配合是是整个盾构施施工过程的关关键。盾构掘进管理盾构掘进施工管理理的目标是防防止盾构机掘掘进引起的地地面变形和确确保隧道线形形。具体的管管理项目有开开挖管理、加加泡沫管理和和壁后注浆管管理。见图33-5：盾构掘进进管理系统构构成图。开挖管理材料配比压力流量加泡沫量土舱压力切削泥量运行监视排土量确认位置⑴开挖管理=1\*GB3①压力舱的压力为确保开挖面的稳稳定，需要适适当地维持压压力舱压力。推推进中的压力力舱压力的维维持方法有：：用螺旋式排排土器的转数数控制、用盾盾构千斤顶的的推进速度控控制、两者的的组合控制等等。=2\*GB3②排土量为了一边保持开挖挖面的稳定一一边顺利的进进行推进，需需要适量地进进行排土，以以维持排土量量和推进量相相平衡。排土土量管理的方方法可大致分分为容积管理理法和重量管管理法。作为为容积管理法法，一般是采采用钢车台数数的验收的方方法，或从螺螺旋式排土器器转数，压送送泵转数进行行推算。重量量管理法，一一般是用钢车车重量进行验验收。=3\*GB3③切削泥量维持切削泥量和排排土量相平衡衡是确保开挖挖面稳定的关关键。控制切切削泥量主要要是通过控制制推进速度来来实现。⑵加泡沫管理加泡沫量根据围岩岩的粒度组成成而设定。在在施工中先将将隧道进行区区间划分，每每个区间的注注入量根据开开挖面的稳定定情况、开挖挖土的性状和和盾构各部分分的作业情况况，通过注入入效果确认后后进行决定，再再将这一结果果反馈到以后后的施工中。加泡沫量的控制，一一般是根据推推进速度来进进行的。这种种方式是事先先设定加入量量，根据盾构构推进速度自自动增减加泡泡沫量。⑶壁后注浆管理=1\*GB3①材料配比对壁后注浆材料，要要根据地质区区域的不同，及及考虑注浆材材料的管理特特性来进行配配合比设计。对对材料的基本本要求是：不不发生材料离离析；不丧失失流动性；注注浆后的体积积减少小；尽尽早达到围岩岩强度以上；；水密性好。=2\*GB3②压力流量注浆管理是以压力力管理为基础础进行注浆量量管理。将已已施工的注浆浆量和坍塌探探测得出的空空隙量进行对对比，确定设设计注浆量，参参考单环、多多环、超挖探探测量的情况况，最终确定定注浆时的最最终压力标准准。盾构施工异常情况况预案盾构进出洞地面沉沉降、坍塌的的预防措施盾构进出洞是指盾盾构从始发井井出发开始掘掘进（出洞）和和盾构机从隧隧道中进入接接收井（进洞洞）。始发井井和接收井分分别是隧道开开始掘进的始始端和隧道结结束的末端（也也可能是局部部的），在隧隧道的始端和和末端分别都都安有一个钢钢环，即是用用钢板卷制成成的轴向长度度为几十厘米米不等的直径径大于盾构直直径几十厘米米的预埋件，它它是在工作井井施工中浇筑筑于混凝土井井壁中的。钢钢环的作用有有以下几方面面：一是轴线线定位；二是是推进时的一一个受力支撑撑体；三是加加焊钢板后封封堵洞口。当当盾构进入（脱脱出）钢环时时，推进所加加泡沫连同切削削下来的土体体会从盾构机机体与钢环的的间隙中流出出，导致盾构构土仓的泡沫沫与土搅拌不不均匀，土仓仓内土压也难难以控制，于于是在盾构机机的扰动下,盾构前上方方土体就易坍坍塌下落，从从而造成地面面下沉。针对对这种情况，我我们采取的措措施如下：⑴在始发井（或接收收井）的施工工过程中，在在洞口范围内内布设一定数数量的旋喷桩桩或素混凝土土桩或三轴搅搅拌桩以加固固地层，桩的的深度一般要要达到隧道底底部以下3ｍ，加固的的范围一般为为：出洞口加加固9m×（隧道直径+6m）；进洞口口加固6m×（隧道直径+6m）；然后在在三轴搅拌桩桩或混凝土桩桩与工作井围围护结构之间间钻孔进行高高压旋喷桩挤挤密，以加强强加固效果。⑵在始发井洞口钢环环上安装一圆圆环形橡胶帘帘布板，板厚厚几厘米不等等，其内径小小于盾构机体体外径，可以以套在盾构机机外壳上，起起到箍紧密封封的作用，在在盾构机头部进入入钢环后，再再于橡胶帘布布板外安设一一层钢板，都都用螺栓与钢钢环相连，以以此挡住橡胶胶帘布防止推推进加泡沫时外翻，从从而起到密封封作用，防止止土仓内的土土、泥泄漏，从从而可以保持持一定的土压压，可以达到到防坍塌下沉沉的作用。地面沉降（隆起）预预防措施及解解决方法地面沉降（隆起）是是指盾构施工工过程中对土土体破坏而致致使地面产生生的位移变化化。当盾构穿穿行于地下时时，盾构周围围土体在盾构构扰动作用下下会形成沉降降或隆起；另另外在盾构检检修或其它特特殊情况（如如盾构前方有有障碍物），所所造成的长时时间停机时，如如不采取措施施或措施不当当，亦会使上上部土体发生生沉降，一旦旦土体产生沉沉降，地上建建筑物及地下下管线或构筑筑物势必会受受到损坏，以以至于报废，可可见，在盾构构施工中，如如何控制、解解决地面沉降降问题至关重重要。基于对地面沉降所所造成危害的的重视，我们们在过去的施施工过程中，不不断地摸索、尝尝试、总结经经验，现在已已掌握了一套套行之有效的的控制地面沉沉降的施工工工艺：首先，在在工程的初始始掘进阶段，我我们都以现况况的实际土质质、盾构覆土土厚度及地下下含水情况还还有以往经验验初步制定出出一系列的盾盾构操作的工工艺参数。如如土压推进速速度、注浆及及二次补注浆浆的压力数量量与次数、加加泥量等。然然后由测绘人人员在盾构沿沿线的各地层层布设永久性性观测点以实实施全线监控控，在盾构掘掘进阶段随时时观测地面及及各地层的反反应情况，继继而根据地面面及地层的反反应情况对盾盾构掘进的技技术工艺参数数进行修正至至最优化。在管片拼装时，应应采取拼哪片片收哪片部位位的千斤顶，拼拼装完成后及及时将千斤顶顶顶紧，然后后再拼下一片片；另外，盾盾构长时间停停顿时，盾构构机机头在自自身重量和上上部土体压力力作用下会产产生下沉或后后缩，导致前前方土压降低低而发生地面面沉降（因机机头头部较重重且尾部有衬衬砌环支撑），此此时，我们采采用将盾构自自身千斤顶全全部顶紧于后后部衬砌上或或另加设千斤斤顶支撑于盾盾构下半部和和后部衬砌管管片上，以此此来平衡盾构构机前方、上上方的土压。严格控制推进的速速度，尽量保保持速度均匀匀稳定，同时时还要严格控控制土压，尤尤其是在上软软下硬地层中中进行盾构掘掘进施工时，更更要注意这一一点。因为在在上软下硬地地层中掘进土土压的波动幅幅度较大，相相对来讲土压压的控制要困困难一点，更更要严加控制制。推进时稳稳定推进速度度、螺旋输送送机的转速及及加泡沫的量量，通过这几几个方面的协协调控制可以以把土压控制制在一个较为为稳定的范围围内。综合应用上述技术术措施即可较较为理想地控控制地面沉降降量，保证工工程质量。区间盾构施工本区间段穿越此地层层主要为③-3-1bb1-2可-硬塑粉质粘粘土层、J3x-1强风化泥质质粉砂岩层和和J3x-2中风化泥质质粉砂岩。KK8+1088.711～K7+8112.15段为③-3-1bb1-2可-硬塑粉质粘粘土层，计296.5561米；K7+8112.15～K7+4772.17段、K6+8440.06～K6+6993.92段及K6+2555.9～K6+0118.9199段为上软下下硬地层，上上部为J3x-1强风化泥质质粉砂岩层和和J3x-2中风化泥质质粉砂岩，下下部为③-3-1bb1-2可-硬塑粉质粘粘土层，计722.9961米，K7+4772.17～K6+8440.06段及K6+6993.92～K6+2555.9段为硬岩层层，计1070..13米。盾构机机在过粉质粘粘土层和上软软下硬地层时时，容易产生生较大的围岩岩扰动。因此此，对软土地地层和上软下下硬地层如何何控制盾构开开挖面的稳定定性，是保证证盾构安全高高效推进的首首要前提推进进。4.1盾构机掘掘进模式南京南站站～岔路路口站区间盾盾构机采用土土压平衡式掘掘进、欠土压压平衡模式两两种方式进行行施工。4.1.1土压平平衡式盾构机在②、③层层等土层中时时，将采用土土压平衡式模模式掘进。该该模式的核心心是保持合理理的土仓压力力，从而维持持开挖面的稳稳定和控制地地面沉降。控控制土压力的的方法主要有有：①在保持推进速度不不变的情况下下，调节螺旋旋输送机的转转速；②在保持螺旋输送机机转速不变的的情况下，调调节盾构机的的推进速度。上述两种控制方法法可根据实际际情况灵活选选用。4.1.2欠土压压平衡式盾构机全断面在JJ3x-2层层时，将采用用欠土压平衡衡式模式掘进进。在该模式式下施工时，密密封土舱内的的渣土并不饱饱满，土舱内内的被动土压压力小于工作作面的主动土土压力，土舱舱内的渣土处处于一种非平平衡状态。在在掘进过程中中，岩面在短短时间内能保保持自立，不不致发生开挖挖面坍塌或上上部土体塌落落出现地表沉沉降现象。采用这种状态进行行施工，在岩岩层施工效率率较高，总推推进速度较快快。4.1.3掘进模模式的切换在欠土压掘进模式式掘进过程中中，一旦开挖挖面不稳定、土土质变差或地地面变形异常常时应迅速调调节螺旋机转转速或推进速速度，使土仓仓中充满土体体从而保持必必要的压力。在盾构机掘进至土土岩交界带时时，应严密关关注出土的土土质情况及地地面沉降监测测数据，及时时根据情况切切换掘进模式式。4.2在软土地层层掘进南京南站站～岔路路口站区间采采用的盾构机机刀盘直径为为Φ6420，盾体直径径为Φ6390。由于盾构构机刀盘与盾盾体之间存在在15mm的理论空隙隙，并且刀盘盘与盾尾之间间无法进行同同步注浆，盾盾构机在掘进进过程中，土土体存在直接接沉降的风险险，特别是在在②-3b2--3粉质粘土层、②-2b4淤泥质粉质质粘土层等软软土层中掘进进时，沉降影影响将尤为明明显。为了防止这种现象象出现，拟采用以下措措施：在采用土压平衡的模模式掘进，根根据开挖面的的情况，选择择相应的土压压并加以严格格控制,保持开挖面面上方土体的的稳定。推进过程中，适当当的加大密封封土舱内的内内的土压力，保保证盾构机掘掘进时前方10m左右位置保保持着一定的的隆起状态，减减小盾构机通通过时直接沉沉降的影响。在盾构穿越软土过过程中严格控控制与切口土土压力有关的的施工参数，如如推进速度、总总推力、出土土量等，尽量量减少土压力力的波动；严严格控制盾构构纠偏量；保保证盾构机处处于良好姿态态，尽量减少少对易变形土土体的扰动，防防止土体结构构破坏。部分隧顶和隧道洞洞身通过②-3b2--3粉质粘土及③-3-1bb1-2粉质粘土，盾盾构掘进时，对对刀盘可能会会有粘结作用用，在此类地地层中掘进时时，刀盘中心心区和土仓中中心区可能会会形成“泥饼”现象，产生生堵仓现象，造造成刀盘转动动负荷加大，排排土不畅，甚甚至停止转动动，如果地下下水较丰富，螺螺旋机由于排排土不畅而无无法形成土塞塞，排土口就就会产生喷发发，开挖面就就会失稳，发发生地层坍塌塌。同时，造造成土仓内温温度升高，影影响主轴承密密封的寿命，严严重时会造成成密封老化破破坏。为了防止这种现象象出现，采用用以下措施：：（1）刀盘产生“泥饼饼”现象与刀具具的布置、形形式及刀盘的的开口率、形形状等有关，为为了防止“泥饼”现象的发生生，增大中心心区的开口率率和刀具对开开挖面的切削削效果来改善善对“泥饼”的破碎效果果，是避免形形成“泥饼”的有效措施施。（2）在刀盘面板上设设置了5个添加剂注注入孔，配置置了自动泡沫沫和添加剂注注入系统，可可根据需要向向开挖面喷射射水和泡沫，改善善碴土的流动动性，减小刀刀盘面“泥饼”形成的机会会。（3）在刀盘转臂及搅搅拌棒的搅拌拌作用下能使使碴土与添加加材料充分搅搅拌混合，使使碴土具有很很好的塑流性性，利于出土土。（4）掘进中要注意土土仓堵仓，当当出现土仓温温度和出碴温温度比较高的的现象时（土土仓温度可以以通过安装在在驱动密封内内外圈处的二二个温度传感感器检测，温温度可在操作作触摸屏上显显示），就有有可能发生堵堵仓现象，此此时可通过仓仓壁及人行闸闸上的添加剂剂注入孔往土土仓内注入适适量的高压水水和膨润土，以以排除堵仓、降降低土仓温度度和改善碴土土的流动性，防防止由于堵仓仓引起的排土土不畅，从而而引起螺旋机机喷发和开挖挖面失稳，引引起地面沉降降。4.3在复合地层层中的掘进从场地地层条件分分析，隧道穿穿越段岩土层层分布不均，由由于穿越面在在线路上存在在上软下硬现现象，易引起起盾构施工在在前进线路方方向的偏移。本次选用的铰接式式土压平衡盾盾构机既具有有开挖软土又又具有破碎中中风化泥质粉粉砂岩层的能能力，在进入入上软下硬的的地质时，注注意爬坡现象象，，在这种种情况下要控控制好掘进轴轴线、盾尾与与管片四周之之间的间隙要要均匀、推进进油缸总推力力及4个分区的压压力选择要适适合地质情况况，并可结合合铰接装置的的使用。推进速度根据所处处岩层的单轴轴抗压强度选选定，如果掘掘进速度较慢慢，会造成开开挖面失稳引引起前上方的的土体坍塌，如如果掘进速度度过快，会造造成刀具所受受载荷过大及及受力不均引引起刀具的磨磨损损坏。同时，采用土压平平衡的模式掘掘进，根据开开挖面的情况况，选择相应应的土压并加加以严格控制制,保持开挖面面上方土体的的稳定。在复合地层掘进时时，特别是下下部为岩石，上上部为软土层层，此时，总总推力基本上上由岩石部的的刀具承受，如如果选择的推推进速度不当当，油缸总推推力过大，刀刀具就会有加加速损坏的可可能。因此，必必须确定适合合所处岩石单单轴抗压强度度的Pe值，选用适适合岩石的单单轴抗压强度度的推进速度度推进，减轻轻刀具接触岩岩石的负荷。当Pe值（刀盘每转刀具的切削深度）明显偏小，不适合岩石的单轴抗压强度时，应将掘进速度慢慢提高，使其调整为适合单轴抗压强度的Pe值，决不能急速提高掘进速度。随着掘进速度的提高，盾构机推力也随着上升。同时强化信息施工工，不断优化化盾构施工参参数，优化合合适的注浆浆浆液，加强同同步注浆以及及必要时的补补压浆，注意意后部加强止止水措施，封封堵盾尾，并并加强隧道监监测。必要时时对盾构头部部和密封仓内内的注浆孔向向头部和密封封仓注入发泡泡剂，改良土土体。另外还应注意以下下事项：（1）连续均衡施工，避避免较长时间间的搁置；（2）严格控制土仓压压力及出土量量，防止超挖挖及欠挖；（3）盾构姿态变化不不可过大、过过频，每次纵纵坡变化小于于0.2%；（4）同步注浆要求做做到及时、适适量，部分区区段考虑使用用缓凝浆；（5）如沉降超过报警警值时，及时时采取跟踪注注浆等措施控控制建、构筑筑物的变形量量。4.3.1在复合合地层中掘进进的施工参数数设置当盾构机进入上软软（③-3-1bb1-2粉质粘土、J3x-1强风化泥质质粉砂岩）下下硬（J3xx-2中风化泥质粉粉砂岩）的复复合地层，给给盾构机下坡坡掘进带来难难度。①掘进时保持开挖面面的稳定在复合地层掘进时时，采用土压压平衡模式进进行掘进。盾盾构机密封土土仓的被动土土压力设定比比舱外主动土土压力稍小，一一般在1～1.5baar。在掘进中，也应控控制好盾构机机推进速度、推推进力、刀盘盘转速、刀盘盘扭矩等施工工参数。掘进速度不可过快快，总推力基基本上由岩石石部的刀具承承受，如果选选择的推进速速度不当，油油缸总推力过过大，刀具就就会有加速损损坏的可能。由于粉质粘土层、泥泥质粉砂岩层层黏性较大，刀刀盘转速应控控制在较低的的水平，一般般设定在2～3档，即0.8～1.1rppm。掘进时应根据地质质条件，选择择合理的掘进进速度。推进进速度过慢，推推力减小，滚滚刀不转动，容容易造成滚刀刀偏磨。推进进速度过快，盾盾构机推力上上升，刀盘扭扭矩增大，对对刀具磨损也也较大。②保证盾构机掘进姿姿态在进入上软下硬的的地质时，注注意爬坡现象象，在这种情况下下要控制好掘掘进轴线、盾盾尾与管片四四周之间的间间隙要均匀、推推进油缸总推推力不可过大大。由于地层层上部软下部部硬，下部千千斤顶的推力力应比上部千千斤顶推力稍稍大。③其它技术措施掘进过程中，应根根据实际情况况向刀盘和密封仓仓注入发泡剂剂，改良土体体。如掘进困困难时，向刀刀盘注入发泡泡剂，起到润润滑作用，降降低刀盘掘进进时的扭矩。如如岩层中存在在较大的裂隙隙水，应向土土仓中注入发发泡剂，起到到改良土体的的作用，防止止出土时的水水土分离。应合理选择同步注注浆浆液配比比，提高注浆浆的早期强度度，防止管片片上浮、错台台现象，保证证隧道衬砌的的稳定。④复合地层中的施工工参数表4-1盾构推力刀盘转速推进速度扭矩土仓压力8000～150000kn0.8～1.1rrpm15-30mm∕∕min1000～20000knm1bar4.4在岩层掘进进刀具是切削土体的的主要工具。刀刀具布置在刀刀盘上，根据据其位置和工工作原理，可可分为滚刀、刮刀两种。滚刀主主要用来切削削岩层，刮刀主主要用于切削削土层。当盾盾构进入岩层层掘进时，要要将刀盘上的的部分刮刀换换成滚刀，具具体施工详见见“换刀专项方方案”。4.4.1盾构机机姿态控制技技术J3x-2中风化化泥质粉砂岩岩属于硬岩，姿姿态控制较为为困难，操作作要有预见性性、超前，且且不能过急。过全断面硬岩技术术归结为：抗抗浮、抗盾构构机震动、抗抗隧道旋转、姿姿态控制和换换刀控制。（1）刀盘转速控制：提提高滚刀旋转转的线速度。刀刀盘转速宜控控制在2.3-22.8rpmm/min，避免刀具具偏磨，降低低换刀频度。掘掘进原则：高高转速，低扭扭矩、低推力力、欠土压、慢慢速度。（2）贯入度的控制：：避免贯入度度过大而导致致刀圈崩裂，贯贯入度宜控制制在6mm/r。（3）注意发泡剂的使使用：在硬岩岩地层，泡沫沫主要起润滑滑及使刀具降降温的作用。（4）不宜用土压平衡衡模式掘进，因因为建立土压压平衡会降低低破岩能力，有有条件则开仓仓掘进。4.4.2盾构机机姿态纠偏方方法根据VMT系统的显示示数据，通过过调整各分区区千斤顶的压压力及刀盘转转向来调整盾盾构机的姿态态，具体原则则如下：（1）一般原则：硬岩岩段如果盾构构机滚角过大大，可通过反反转刀盘减小小。如果盾构构机水平向右右偏，则应提提高右侧分区区的千斤顶压压力；如果盾盾构机竖直下下偏则应提高高下部千斤顶顶的压力，反反之亦然。（2）水平方向的控制制原则：本区区间水平曲线线的半径较小小，故影响盾盾构机水平方方向控制的主主要因素是线线路特性和地地层特点。①在直线段，盾构机机的水平轴线线偏差控制在在±20mm以内，水平平偏角控制在在±3mm//m以内，否则则会因盾构机机转弯过急引引起盾尾间隙隙过小，管片片错台、破裂裂。②在缓和曲线段和圆圆曲线段，盾盾构机的水平平轴线偏差控控制在±30mm以内，水平平偏角控制在在±5mm//m以内。③由直线段曲线段时，应应根据地层情情况（其决定定盾构机的转转向难易程度度）在直线或或曲线末端10-20mm范围内提前前转弯或外偏偏。内转幅度度或外偏幅度度根据曲线半半径和盾构机机的转向性能能综合确定，一一般控制在20-30mm。(3)竖直方向控控制原则：由由于本区间竖竖曲线的半径径较大，影响响盾构机竖直直方向控制的的主要因素是是地层特点。①盾构机的竖向偏差差控制在±20mm以内，倾角角控制在±3mm//m以内。特殊殊情况下，倾倾角不宜超过过±10mmm/m，否则会因因盾构机转弯弯过急引起盾盾尾间隙过小小，管片错台台、破裂。②盾构机应与设计轴轴线保持平行行。③上、下千斤顶的行行程差宜保持持在±20mm以内，特殊殊情况下不宜宜超过±60mm。4.4.3隧道上上浮控制技术术硬岩段围岩稳定，易易发生管片上上浮。上、下、平坡段管管片均可能发发生上浮现象象，本标段预预采取措施：：（1）根据线路纵坡坡坡度的大小，预预先压低盾构构机姿态0-30mmm。（2）在硬岩段加强管管片姿态的测测量。（3）同步注浆量要足足，使管片没没有上浮的空空间。（4）调整浆液配合比比，缩短凝结结时间，迅速速稳定管片。对于可能发生管片片上浮，我标标段还将配合合考虑下述措措施：管片之之间的螺栓要要拧紧；下坡坡段可考虑减减小盾构机下下方几个千斤斤顶的推力，既既可预先压低低盾构机姿态态，又起到减减小千斤顶作作用在管片向向上顶推分力力的目的。4.5盾构开挖面面的稳定性控控制原理⑴软土地层盾构开挖挖面的稳定机机理由前述开挖面上覆覆地层结构的的稳定性分析析可知，盾构构在软土地层层中掘进时，需需要在土仓内内建立一定的的土压力，并并向开挖面注注入添加剂，是是基于以下机机理：①盾构刀盘对开挖面面的支撑以及及土仓内泥土土压力的作用用有两点：一一为土体结构构提供水平推推力，以利于于形成拱结构构；二提高了了开挖面土体体的竖向抗力力，减少了开开挖面上方土土体失稳的可可能；②盾构机在切削、排排土的同时进进行千斤顶推推进，实际是是为及时有效效地转嫁开挖挖面土体的应应力，控制并并减少下沉速速度；③在刀盘切削的同时时，向开挖面面注入泡沫等等添加剂的作作用是使开挖挖面土体的强强度和刚度得得到加强，对对开挖面土体体起到了支护护作用，减少少了开挖面的的无支护距离离；⑵开挖对盾构机的影影响由于本工程盾构穿穿越的地层有有很大一部分分属于上软下下硬地层及岩层，盾构构在此地层中中施工有其特特殊性。盾构构机在这种地地层中掘进所所受到的影响响主要表现在在以下几个方方面：①内摩擦比较大，故故难以获得好好的流动性，当当切削下来的的土充满土室室和螺旋输送送机内时，将将使切削刀盘盘转矩，螺旋旋输送机转矩矩，盾构千斤斤顶推力增大大，甚至使开开挖排土无法法进行。因此此，盾构刀盘盘切削土体时时容易使刀盘盘过热，加剧剧刀盘刀具的的磨损，影响响盾构的机械械性能；②刀盘切削进来的土土体须经螺旋旋机运出至皮皮带运输机，当当遇到土质含含水量低、较较硬的情况下下，螺旋机也也会因工作扭扭矩过大而发发热，影响其其性能，严重重时甚至停转转。⑶稳定性控制措施由前述可知，盾构构在软土掘进过程程中，如果控控制不当或未未采取有效措措施，将引起起较大的塌落落和松动，以以至于引起显显著的地表沉沉降。因此必必须对开挖面面稳定加以控控制。常采取取以下措施：：调节推进千斤顶的的推力，使得得在盾构土仓仓内建立起的的泥土压力足足以与地层土土压力相抗衡衡；持开挖面切削土量量和螺旋输送送机排土量的的平衡，以使使泥土压力与与地层土压力力保持动态平平衡；盘向开挖面添加泡泡沫，改善开开挖面的力学学性质，同时时有利于改善善盾构刀盘和和螺旋输送机机的工作环境境。基于盾构开挖面的的稳定性分析析，为保证开开挖面稳定，必必须确保以下下两个方面控控制技术的实实现：合理确定开挖面的的泥土压力并并保持泥土压压力与地层土土体压力的平平衡；实施加泡沫技术，改改善开挖面土土体的受力状状况，实现切切削土体的塑塑流性。4.6开挖面加泡泡沫技术4.6.1开挖面面土体改良的的意义与方法法土压平衡盾构机掘掘进时，向开开挖面添加塑塑流化改性材材料，与开挖挖面切削下来来的土体经过过充分搅拌，形形成具有一定定塑流性和透透水性低的塑塑流体。同时时通过伺服机机构控制盾构构机千斤顶速速度与螺旋输输送机向外排排土的速度相相匹配，经密密封仓内塑流流体向开挖面面传递设定的的平衡压力，实实现盾构机始始终在保持动动态平衡的条条件下连续向向前推进。由由于土压平衡衡盾构机可以以根据不同地地层的地质条条件，设计和和配制出与之之相适应的塑塑流化改性剂剂（如泡沫等等），极大地地拓宽了该类类机型的施工工领域。为适应本标段的施施工，我们考考虑增加泡沫沫系统，利用用加入泡沫改改善土体粒状状构造，吸附附在颗粒之间间的气泡可以以减少土体颗颗粒与刀盘系系统的直接摩摩擦，增加切切削土体的粘粘聚力，同时时降低土体的的渗透性。又又因其比重小小，搅拌负荷荷轻，容易将将土体搅拌均均匀，从而达达到既能平衡衡开挖面土压压，又能连续续向外顺畅排排土的目的。因此，加泡沫的功功效主要表现现为以下几个个方面：⑴保持开挖面的稳定定；⑵增加切削土体的塑塑性流动性；；⑶使开挖面土体及切切削下的土体体具有良好的的止水性；⑷防止切削土砂粘附附在刀盘及螺螺旋输送机内内，避免闭塞塞现象，减轻轻机械负荷，降降低刀盘扭矩矩，同时也提提高了掘进速速度；⑸对刀盘、螺旋输送送机起减磨冷冷却作用。⑹泡沫的可压缩性或或称之为弹性性，对土压的的稳定也有积积极作用。4.6.2开挖面面添加泡沫技技术土体塑流性改良采采用泡沫技术术。泡沫是气气相和液相混混合而形成的的气泡聚合体体，气体在液液体中分散即即可形成泡沫沫，泡沫实际际上是具有多多个界面的气气泡聚集体。在在盾构施工中中，其主要作作用在于改善善土体的塑流流性，降低弃弃土的透水性性，并依靠其其优良的润滑滑性能降低粘粘土粘性，降降低机头磨损损，节约能源源。又由于泡泡沫是热不稳稳定体，因而而可大量减少少土方外运量量。⑴泡沫液体粘度泡沫的粘度（强度度）与泡沫液液的粘度、发发泡倍率以及及合成泡沫方方法有关。室内试验中依据泡泡沫与土体拌拌和后的粘聚聚性、塌落度度及透水性，判判断所需泡沫沫液粘度。在在试验段这种种土质条件下下，泡沫液的的粘度应不低低于150ccp。⑵发泡倍率发泡倍率ka指泡泡沫中气体体体积和液体体体积之比(一个标准大大气压Pa下)。在某一压力P下的的泡沫的发泡泡倍率：（23.1）泡沫中气体体积同同泡沫体积之之比称为泡沫沫的含气量a（23.2）工程中所用泡沫其其含气量≥90％，即发泡泡倍率不低于于10。现场应用用时发泡倍率率近似等于泡泡沫密度的倒倒数，可用此此关系进行现现场质量控制制。泡沫稳定定性主要满足足管片拼装时时间。⑶合成试验泡沫可由搅拌法和和撞击法形成成，搅拌时间间长短对泡沫沫质量影响较较大，因而不不适用于隧道道施工。用撞撞击法形成泡泡沫时，合成成器内压力对对泡沫影响较较大。在一定定压力范围内内，合成器内内压力越大，则则泡沫质量越越好，但发泡泡倍率会降低低。⑷发泡剂发泡剂用于产生泡泡沫，本项目目使用的发泡剂剂属阴离子表表面活性剂，由由烷基磺酸盐盐发泡剂和羧羧甲基纤维素素增粘剂以及及其它助剂复复配形成，在在现场可用聚聚合物调整泡泡沫液的粘度度。该发泡剂剂无毒，无刺刺激，其基本本性能见表44-2。发泡剂性能表表4-2比重（g/cm33）PH值水中溶解性颜色粘度临界当量浓度1.0087.6完全溶解黄650cp5.2％（5）发泡设备工作原原理发泡设备主要由空空压机、水泵泵、起泡剂溶溶解搅拌桶、合合成器以及必必要的计量附附件组成。将将泡沫材料在在地面进行混混合，经由管管路输送至盾盾构台车，由由盾构台车上上的泡沫发生生装置将泡沫沫材料吹制成成泡沫，通过过管路在刀盘盘处与泥浆进进行混合，然然后进入土仓仓中。泡沫生生产加注的工工艺流程如图图4-1所示。因为为泡沫是含有有压缩气体的的气泡之聚合合体，且具有有很好的稳定定性，可以承承受较大的地地层压力。此此外，泡沫的的体积极小，混混合了泡沫的的泥浆的扩散散性也增强了了，它可以在在刀盘的搅拌拌作用下迅速速渗透到地层层中，将砂层层的砂砾颗粒粒包裹起来，降降低了土体的的密实度，改改善了土体的的塑流性。图4-1添加泡沫、泥浆系系统概念图（6）现场质量控制现场应用时，据开开挖面的地层层水土压力，泡泡沫添加率和和推进速度，确确定泡沫流量量、供气量和和供液量，而而后自取样口口采取泡沫，测测量其密度，现现场可用烧杯杯和天平完成成。若密度在在拟定范围内内，则认可泡泡沫的质量。泡泡沫的密度和和起泡液的密密度以及空气气的密度之间间的关系如下下： （23.3）由于气体密度极低低，故而一般起泡液的密密度基本上为1.0g//cm3，故有也即发泡倍率（23.4）4.7换刀技术换刀步骤：（1）在稳定地层，先拆拆后换，将刀刀盘缩回20cm后拆装刀具具；在不稳定定地层，拆一一把换一把，不不宜缩回刀盘盘，应在开挖挖面凿洞装刀刀，以便地层层变化较大时时可及时回复复掘进。（2）试转和复紧：在在刀具更换完完成并经工程程师检查后，清清理土仓，关关闭仓门（稳稳定地层可先先不关闭）。试试转刀盘若干干圈后，再安安排人员进入入土仓复紧刀刀具，确认上上紧后退出土土仓，关闭仓仓门。（3）恢复掘进：开始始阶段刀盘转转速和千斤顶顶推力要由小小到大逐渐增增加，避免对对刀具的损坏坏。具体内容详见“换换刀专项施工工方案”。4.8盾构机过中中间风井邻近建、构筑物及及地下管线的的保护以往的隧道施工实实践证明，制制定合理的施施工技术参数数及选取有效效的注浆方法法，对地面沉沉降控制能起起到很好效果果。但这并不不能完全防止止地面隆陷及及地层水平位位移的发生，由由此可能会导导致邻近建筑筑物倾斜、开开裂或地下管管线被破坏。因因此，邻近现现况建筑物或或地下管线施施工时，必须须根据实际情情况采取有效效措施，保护护地面建筑物物及地下管线线免遭破坏。隧隧道施工中，对对地面建筑物物及地下管线线的保护原则则是“预防为主，安安全第一”。5.1盾构机在浅浅埋段和建筑物近间间距地段施工工该段是盾构机进洞洞开始始发的的关键段，里里程为K7+8110至K8+1008.7111，进洞口旁旁边有税务局局大楼、东山山派出所办公公楼等，隧道道侧穿14层楼的苏果果超市，地下下有192根桩，桩径径1000mmm，有效桩桩长18m-277m，下部进进入中风化层层。隧道侧穿穿苏棉服装厂厂，车间为两两座四层楼房房，始建于1987年，结构为为框架结构，基基础为平板基基础，埋深1-2米；仓库为一一层砖混结构构，基础为平平板基础，埋埋深为1-2m区间穿穿越地层主要要为粉质粘土土层。该段增增加了盾构施施工的难度，盾盾构推进时可可能影响周边边建筑物的稳稳定。故该段段建筑物属于于重点保护段段。1、在盾构进洞处，进进行地基加固固提高土层Cu值。既保证证了进洞洞门门安全，又提提高了土层无无侧限抗剪强强度，减小了了地表沉降。2、限制最大推力，以以保证盾构正正面土体不会会由于推力较较大而产生破破坏，向上滑滑动，同时也也兼顾了后盾盾支撑的安全全。3、设置合适的土压压力，使盾构构正面压力小小于被动土压压力，且略大大于静止土压压力，从而保保证正面土体体的平衡。4、对地表沉降加强强监测，以便便即使获得详详细的数据，指指导盾构施工工。5、进行优化设计，并并预先制定风风险预案与风风险转移方案案，将各种施施工风险降到到最低。5.2盾构穿越越建筑物及管管线5.2.1盾构穿穿越居民区段段本段隧道里程为KK7+8100至K7+4550，侧穿金陵陵皮鞋厂房，始始建于1986年，基础为为平板基础，埋埋深为1-2m，上部部为框架结构构，地下埋有有军用光缆，埋埋深为1-2米。隧道侧穿穿圩塘村居民民区民房，均均为二层砖混混结构，砖混混基础，埋深深有2米左右，还有有基础埋深为为6-7米，部分民房房结构局部有有裂缝，年代代据调查为八八九十年代所所建。管线有有地下主水管管两条，埋深深1-2米左右。区间间穿越地层上上部为粉质粘粘土，下部为为泥质粉砂岩岩，属于典型型上软下硬地地层，故该段段建筑物同为为重点保护段段。5.2.2盾构穿穿越厂房区段段本段隧道里程为KK7+4500至K6+0118.9199，隧道侧穿穿宁南工业园园区，该区均均为厂房及仓仓库，据调查查，上部均为为框架结构，条条形基础，基基础埋深为11.5m-33.0m。该该段隧道穿越越地层均为泥泥质粉砂岩，稳稳定性好，此此段建筑物属属于一般保护护段。1、在盾构施工中，严严格控制盾构构机切口平衡衡压力及相关关参数，如推推进速度、总总推力、出土土量等，尽量量减小土压力力的波动。同同时采用信息息化施工，根根据实测数据据来优化盾构构施工参数，必必要时对盾构构推进、拼装装、停止等状状态实行分阶阶段监测，掌掌握规律，减减少地表沉降降。2、盾构施工时，应应尽量保证匀匀速施工，以以减小盾构施施工对周围环环境的影响。3、在区间沿线埋设设沉降观测点点，进行跟踪踪测量，将变变形监测信息息及时反馈到到盾构工作面面和有关部门门。根据信息息合理修改施施工参数，调调整盾构工作作姿态，减少少盾构的超挖挖及欠挖，以以改善盾构前前方土体的塌塌落和挤密现现象，加强注注浆，控制地地表沉降，4、在紧急情况下，当当盾构施工产产生较大地表表沉降，而采采用上述方法法难以控制沉沉降速率时，利利用预设的跟跟踪注浆管，再再进行跟踪注注浆。减少扰扰动土体后期期固结沉降影影响。5、对于穿越重要管管线及建筑物物时，应通过过加密测点、提提高监测频率率、信息及时时传递等措施施加强监测，确确保建筑物安安全。在必要要的情况下，盾盾构施工前须须对原沉降过过大的区域进进行土体加固固，在盾构施施工时如遇紧紧急情况须对对周边建筑物物采取紧急避避险措施。6、盾构推进时应严严格控制地面面隆沉量，一一般为+10~-330mm，下下穿地面建筑筑时，根据地地面建筑的重重要性及盾构构对地面建筑筑影响程度，对对地面隆沉量量进行控制。7、针对特殊情况，如如施工对临近近将建筑物或或地下管线设设施存在严重重影响，则应应进行针对性性的施工保护护设计。5.3施工控制5.3.1建筑物物沉降的控制制值根据建筑物的工前前沉降（或差差异沉降），验验算建筑物结结构的承载能能力以及剩余余承载能力，最最后确定建筑筑物的剩余变变形能力（沉沉降或差异沉沉降）。对于于特殊性质的的建筑物，如如独立柱基的的木结构建筑筑物，除了要要确定每个柱柱基的沉降控控制值外，还还应确定其相相邻柱基之间间的水平位移移（或相对水水平位移）的的控制值。5.3.2地铁施施工地表沉降降（水平位移移）预测根据地质勘察资料料，在施工降降水时，应考考虑到当前最最不利的水位位降深位置；；同时应考虑虑采用哪种降降水方案会产产生较小的地地面沉降；估估计因降水导导致地层有效效应力增加而而带来的最不不利的地层沉沉降值。如果果地铁结构邻邻近有风险很很大的建筑物物，并且降水水可能会对建建筑物产生较较大的影响时时，应进行专专项降水方案案的设计。5.3.3制定地地表沉降控制制标准对于地表沉降的控控制标准，即即在浅埋暗挖挖地铁施工过过程中，地表表沉降值控制制在30mmm以内。不过对于地表表沉降控制标标准的问题，应应根据地铁施施工范围内的的环境进行分分析。隧道开挖完全要求求建筑物不出出现沉降、变变形和裂缝等等几乎是不可可能的，只是是其大小而已已。由于地基基不均匀等因因素产生的变变形，对于砌砌体承重结构构应有局部倾倾斜控制，砌砌体承重结构构沿纵墙6～10m内基础两点点的沉降差与与其距离的比比值：对中、低低压缩性土为为0.002，对高压缩缩性土为0.0003；对于框架架结构和单层层排架结构应应有相邻柱基基的沉降差控控制，单层排排架结构（柱柱距为6m）柱基基的沉降量为为200mmm，框架结结构对中、低低压缩性土的的沉降差为0.0022L，对高高压缩性土的的沉降差为0.0033L（L为相邻柱基基的中心距离离）；对于多多层或高层建建筑或高耸结结构应有倾斜斜值控制，见见表1和表2；必要时还还应控制平均均沉降量，对对于体型简单单的高层建筑筑基础的平均均沉降量的限限制为200mmm。对于同一幢建筑物物，由于其结结构的各个部部分相对于地地铁结构的空空间位置来说说时不同的，在在制定地面沉沉降控制标准准时，可根据据结构的不同同部位的要求求分别制定地地面沉降控制制标准，而对对于建筑物结结构的不同部部位，不必按按照统一的沉沉降控制标准准来控制。因因此可按照分分区、分级、分分阶段制定沉沉降（或差异异沉降或水平平位移）的控控制标准。

分区：是是指依据建筑筑物上部结构构的不同形式式，采用不同同的控制指标标；

分级：根根据建筑物的的危险程度将将建筑物保护护等级统一划划分为不同的的保护等级；；

分阶段：：是指将建筑筑物暗挖法施施工过程划分分为几个主要要的施工阶段段，对于每个个阶段，提出出阶段控制指指标。

对分区、分分级、分阶段段的详细说明明应根据建筑筑物的具体的的性质，基础础形式、建筑筑物的位置等等进行综合分分析。

根据以上上分析，建议议按四个方面面制定控制标标准：（1）沉降（如建筑物物为桩基础和和木结构，则则应包括单桩桩（柱）的沉沉降）；（2）沉降速率（如建建筑物为桩基基础和木结构构，则应包括括单桩（柱）的的沉降）；

（3）垂垂直施工方向向相邻基础之之间的差异沉沉降；

（4）顺顺地铁施工向向相邻基础之之间的差异沉沉降。5.4建筑物风险险控制措施5.4.1施工过过程监测

监控量测测是地下工程程信息化设计计、施工必不不可少的手段段。由于地铁铁施工，必然然会对其周围围影响范围内内的建筑物产产生影响，导导致建筑物出出现裂缝、倾倾斜、甚至倒倒塌。因此，应应将建筑物的的监控量测作作为一个重要要的工序纳入入到建筑物的的风险评估中中。

在地铁施施工过程中，必必须对土建施施工影响实施施全过程进行行监测、及时时提供监测信信息和预报，以以便评估地铁铁施工对建筑筑物的影响程程度，预报可可能发生的安安全隐患。在在监测过程中中，对各监测测项目的监测测值可采用预预警值、报警警值、极限值值三个等级进进行控制：

（1）预预警值是在保保证建筑物不不产生破坏的的前提下所能能达到的最大大差异沉降值值，上述每一一指标的预警警值取为极限限值的60%；

（2）报报警值是指当当沉降过大或或过快接近控控制值时，采采取必要措施施和手段进行行预防，上述述每一指标的的报警值取为为极限值的80%；

（3）极极限值是指施施工过程中所所能到达的最最大的沉降（或或差异沉降、水水平位移）控控制值，超过过这个值，建建筑物结构发发生破坏。在在上述每一指指标中的任意意一个到达或或接近极限值值时，应立即即停止施工，报报专家组进行行论证分析，确确定具体措施施；

（4）当当上述每一指指标小于预警警值时，施工工可顺利进行行；

（5）当当上述每一指指标中的任意意一个超过预预警值时，应应及时制定和和采取必要措措施减小沉降降（或差异沉沉降）；

（6）当当上述每一指指标中的任意意一个超过报报警值时，应应及时组织专专家组进行论论证分析，并并采取相应防防护措施进行行防护，确保保建筑物结构构安全。如果果地铁结构邻邻近有风险很很大的建筑物物，应对该建建筑物进行专专项监控量测测方案的设计计。5.4.2施工过过程控制在前面的分析中，确确定了各个柱柱基的沉降（水水平位移）控控制标准以后后，先选择最最优的施工工工法及辅助施施工工法，在在确定了最优优的施工工法法或辅助工法法的基础上，进进行施工过程程的沉降控制制，保证沉降降在控制范围围之内。（1）施工工法的优化化选择几种可行的施施工工法（包包括对现有的的设计单位提提出的施工工工法）进行数数值模拟计算算，确定最佳佳的施工工法法；在需要增增加辅助措施施时，还应确确定最佳的辅辅助工法。（2）施工过程沉降控控制施工过程沉降控制制的应用在于于严格控制每每一施工步序序的地表沉降降值或水平位位移值，从而而最终到达控控制地表的整整个沉降值和和水平位移值值在控制标准准内，其步骤骤是：①依据现场调查、工工程经验，参参考计算分析析，在满足建建筑物的结构构承载力的前前提下，综合合考虑经济技技术指标，确确定施工过程程中控制参数数的总的控制制指标；②在此基础上，结合合前面的施工工工法，确定定每道工序的的控制目标。依依据以往经验验，结合理论论、数值计算算，给出每步步控制标准；；

③在施工工过程中，如如前一步施工工工序控制参参数在控制标标准范围内，则则继续施工，如如前一步工序序控制参数超超过该步控制制标准，则调调整以后施工工过程，保证证提出每一道道工序的沉降降控制值；④总的原则：在地铁铁施工过程中中，应当保证证各分步沉降降值不超标，确确保总沉降值值不超标。5.5建筑物的一一般保护和加加固措施5.5.1建筑物物保护措施

施工前调调查所有在施施工影响范围围内的建筑物物，着重查明明建筑物的结结构形式、基基础形式、数数量、修建年年代、材质、质质量状况、工工作状态、与与地铁线路的的位置关系等等。当建筑物物具有很大的的破坏风险时时，应遵循“先加固、后后施工”的原则。

施工前的的主要加固措措施：

（1）根根据工程实际际情况，选择择进行地层注注浆、隔离桩桩等措施，严严重时可以采采用建筑物桩桩基托换或加加固措施；

（2）地地层注浆：从从地表或洞内内注浆加固地地层；

（3）隔隔离桩：从地地表或洞内施施作隔离桩；；

当邻近建建筑物破坏的的风险较大时时，应考虑在在地面或洞内内施作隔离桩桩，并对建筑筑物基础进行行处理，控制制基础相邻的的地层沉降。

当建筑物物为桩基础，可可以考虑实施施桩间注浆，提提高外侧土体体的固结程度度与密实度，增增加桩底部承承载区域内的的约束，力求求将桩周的摩摩阻力损失降降至最低。从从而减小建筑筑物本身的变变形程度。

如果建筑筑物基础为桩桩基础，且桩桩长较短，应应考虑在地面面打设深桩，通通过后植筋技技术承台扩大大，并将部分分荷载转移至至新增设的深深桩上，使之之能与短桩共共同承受上部部荷载，一起起抵抗后续施施工中的变形形。

（4）对对建筑物进行行基础托换或或加固。当邻近建筑物破坏坏的风险较小小时一般时，可可以边施工、边边加固，并进进行施工过程程量测监控。当当邻近建筑物物破坏的风险险较小时，可可以先施工、后后加固，即在在施工结束后后，再根据具具体情况确定定是否需要对对建筑物进行行加固。5.5.2地铁施施工加固措施施

（1）地地铁工程在穿穿越邻近建筑筑物时，如果果采取盾构法法施工，应考考虑以下措施施：

①合理理设置土压力力值，保持正正面的平衡，防防止超挖和欠欠挖；②穿越时降低低推进速度，控控制总推力，减减少土层扰动动；③穿越前调整整好盾构姿态态，穿越时减减少纠偏次数数及纠偏量，减减少土体的扰扰动；④在穿越邻近近建筑物地段段，保证一次次穿过，不能能中途换刀，如如果实在避免免不了在上部部地段换刀，事事先要准备充充足的预案。首首先从盾构前前部预留的超超前加固装置置对土仓上部部及前方顶部部的土体进行行注浆加固，以以保持开挖面面稳定不出现现塌方，然后后再对土仓加加气压后更换换刀具。（2）加强建筑物的监监控量测，根根据建筑物的的性质、结构构形式、基础础形式等建立立不同的控制制值，通过监监控量测及时时掌握建筑物物的变形情况况，及时调整整施工工艺，确确保建筑物保保护管理在可可控状态；（3）不良的地质地段段必须采取特特殊的施工技技术措施，如如进行地质改改良，缩短循循环进尺等，以以防止沉降超超限；

（4）加强强洞内外的注注浆措施，控控制地层沉降降。5.6施工完成建建筑物安全风风险评估在地铁施工完成后后，根据建筑筑物地基基础础的最终沉降降值以及建筑筑物的倾斜量量对建筑物的的地基承载力力、建筑物结结构的承载力力进行复核，判判断建筑物的的安全状态以以及还能承受受的附加沉降降值或倾斜量量。如果经过过复核后，建建筑物地基基基础或建筑物物结构承载力力接近甚至超超过极限承载载力时，则应应对地基或建建筑物本身采采取加固措施施，以保证建建筑物的安全全使用。应急预案及措施预防措施及解决方方法：1)路面隆陷路面的隆陷有可能能是由于地下下原有的空洞洞因施工扰动动发生变化所所致以及盾构构施工参数失失控所致，这这几种情况均均可以通过以以下措施进行行控制：预防措施：做好超前探测，探探明前方4～5m左右的土体体性质，及时时采取应对措措施。如发现现有引起掌子子面失稳的因因素，采取封封闭掌子面进进行引排水或或注浆改良地地层，从而预预防掌子面失失稳坍方。施工现场内配备足足够的草袋、水水泥、豆石、砂砂子以及钢板板、木料、型型钢等抢险物物资，一旦发发现险情，立立即封闭事故故现场，并及及时利用抢险险物资回复路路面，确保将将事故的影响响降到最低。处理措施：预先空洞处理：根根据物探单位位提供的雷达达探测资料，对对区间盾构施施工影响范