盾构穿越河流、桥梁、既有线专项施工方案

专项施工方案及措施3.1工程穿越危险性较大的道路、桥梁、河流、地铁和既有管线及建筑物专项施工方案3.1.1穿越危险性较大的道路、桥梁、河流、地铁和既有线及建筑物概况本标段要穿越道路一条、桥梁一座、河流两条、穿越地铁4号线及并行一段电力隧道，穿越详细情况如下：1、河流本标段穿越河流分别为京密引水渠、清河，共两条。其中京密引水渠穿越范围2+650-2+810，是北京市重要的供水设施，具备正向和反向输水能力。隧洞距离渠道底板约11.5m。清河穿越范围3+233-3+265，河底距离盾构区间洞顶约6m。2、地铁本标段施工区间与地铁有一段并行和一次穿越。盾构区间并出行段范围3+300-3+974，地铁4号线为运营线。与隧洞并行线路，部分为地下线，部分为地面线。隧洞结构与4号线结构外壁水平净距最小为14m。穿越地铁范围3+330-3+350，隧洞从备用站台上方穿越。隧洞底板距离备用站台顶板结构约4.5m。3、管线本标段穿越两条管线，分别为污水管线、电力隧道。污水管线穿越范围3+315-3+325，管径为DN1200，管线距离隧洞顶约为5m。电力隧道穿越范围3+282-3+974，电力隧道内径为2.6m×2.4m,隧道内底高程约为41.42m～45.41m。输水隧洞位于电力管沟东侧偏下位置，隧洞外顶高程约为38.68～35.50m。结构面最小净距6.4m。4、建筑房屋本标段在3+132~3+230位置穿越既有地面建筑。基础类型及埋深情况待调查。表3-1穿越建筑统计施工一标风险工程汇总表序号风险工程名称位置、范围风险基本状况描述风险等级1盾构区间隧洞穿越京密引水渠桩号2+650~2+810京密引水渠是北京市重要的供水设施，具备正向和反向输水能力。隧洞距离渠道底板约11.5m。一级2盾构区间下穿房屋桩号3+132~3+230地面为现状房屋，基础埋深不详。二级3盾构区间穿越地铁4号线备用站台桩号3+330~3+350重要保密设施。隧洞从备用站台上方穿越。隧洞底板距离备用站台顶板结构约4.5m。特级4盾构区间下穿清河桩号3+233~3+265河底距离盾构区间结构外壁约6m。一级5盾构区间下穿污水管线桩号3+315~3+325污水管线管径为DN1200，管线距离隧洞顶约为5m。一级6盾构区间下穿房屋桩号3+330~3+400地面为现状房屋，基础埋深不详。二级7盾构区间并行电力隧道桩号3+281~3+974电力隧道内径为2.65m×2.4m,隧道内底高程约为41.42m～45.41m。输水隧洞位于电力管沟东侧偏下位置，隧洞外顶高程约为38.68～35.50m。结构面最小净距6.4m。特级8盾构区间穿越五环路红山口桥桩号3+480~3+540红山口高架桥位于红山口脚下至党校北门。桥梁上部结构采用现浇预应力混凝土连续箱型梁，最大跨径68米，下部结构采用桩基，桩长11～15m。隧洞结构与桥桩最近距离约为1.58m。特级9盾构区间并行地铁4号线桩号3+300~3+974地铁4号线为运营线。与隧洞并行线路，部分为地下线，部分为地面线。隧洞结构与4号线结构外壁水平净距最小为14m。一级3.1.2工程地质1.地形地貌输水管道线路工程区2+153.848-3+974.346段位于北京城西北部，清河中上游左岸河漫滩至清河一级阶地地貌单元处,属温榆河水系,处于永定河冲洪扇东翼地貌。地势较平坦,总体趋势由西向东逐渐降低。输水管线轴线主要地段为清河北岸绿化隔离带及人行便道。建设场地沿线地势西高东,地面标高42.79-45.26m间,地面坡降0.5‰-2‰。输水管线沿线地面以下30m深度范围内的地层主要为人工堆积层、一般第四纪沉积层。2.工程地质情况（1）围岩稳定性分析隧洞在桩号3+380~3+630段洞身上部分多穿越地层为第四系覆盖层，主要岩性包括卵石层、粉土层、卵石层，以及碎石土和少量残积土等；洞身下部分则以穿越二迭系红庙岭组全风化~中等风化~中等风化砂岩为主；其余地段隧洞洞身主要穿越第四系覆盖层。河顶5m以内覆盖地层多为卵石、细砂、中砂层及粉土，颗粒间结构性较弱，围岩洞室自稳能力差，无法形成自然应力拱，易发生塌落现象，依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录N及《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB50307-2012）附录E，该段岩层工程地质分类为V类。由于隧洞穿越岩体风化程度从全风化至中等风化不等，节理裂隙发育，施工时产生的震动及洞室开挖后应力重组分布易使围岩沿节理面、软弱结构面、层面滑动，导致围岩坍塌。同时由于岩体结构的复杂性，围岩压力变化较大，易发生偏压导致坍塌，宜适当加强洞室支护结构。（2）施工工程分级该段隧洞所穿越地层包括卵石层、粉土层、卵石层、细砂透镜体、碎石土、残积土以及二迭系红庙岭组全风化~中等风化砂岩，可开挖性差别极大，软硬不均。依据《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB50307-2012）附录F，该段施工工程分级为II~V级，须选择适宜的盾构机刀具。c）地基稳定性评价根据勘察结果，隧洞洞底分布地层岩性以二迭系红庙岭组砂岩为主，南北两端底地层为卵石层，地基土稳定性较好，但砂岩从全风化~中等风化不等，力学性质差异较大，尤其是第四纪沉积层与基岩交界地段洞底以下地基极不均匀，宜考虑适当加强结构的刚度和强度。（3）地下水影响及建议根据勘察，场区地下水位高于结构底板，其水位年变幅一般为1~3m。同时受京密引水渠渗水影响，洞室周边尤其洞顶卵石层、砂层、粉土层及节理裂隙发育的基岩易发生流砂、管涌、洞顶坍塌等现象，影响隧洞洞身、洞顶稳定，进而引发地面沉降或塌陷以及洞身涌水现象，施工应予以高度重视。根据勘察结果及隧洞设计，该段存在涌水问题。隧洞涌水问题主要涉及到潜水滞水，含水岩组主要为卵石层，综合渗透系数按照150m/d考虑。该段基岩起伏较大，洞顶主要赋水卵石层分布不均一，地下水类型为潜水滞水，补给范围有限，因此施工初期涌水量相对较大，但随着施工的进行，其涌水量可能会逐渐减少。（4）周围环境与地下工程的互相作用=1\*GB3①环境对工程的影响本段隧洞在平面上与电力隧道并行，其水平净距小，在五环路红山口高架桥处平面上基本重合，隧洞埋深大于电力隧道。电力隧道未进行防渗，目前洞内积水较多，其渗水易使砂层、粉土层及卵石发生流砂、管涌等现象。隧洞在桩号3+340附近从地铁4号线备用站台上部穿越，其垂直近距约5m。据调查，地铁4号线备用站台现正采用暗挖法施工，应注意地铁4号线备用站台施工产生的振动、排水等对上部岩土体的影响。该段隧洞距京密引水渠较近，应注意京密引水渠渗水对施工的影响，防止隧洞涌水发生坍塌。另外，隧洞沿线包括京密引水渠东岸马连洼西路、香山路、地铁四号线等交通道路，车辆行驶过程中产生的振动可能使围岩松动，产生坍塌。=2\*GB3②施工对环境的影响本段隧洞周边存在大量重要建筑物，如在桩号3+480~3+540附近穿越五环路红山口桥，隧洞距离桥桩基础最近距离仅为1.58m，同时与电力隧道并行、在地铁4号线备用站台上部穿越，同时沿线多分布有燃气管线等，施工时应注意采取有效防护及监测措施，避免因过大的塌方对临近建（构）筑物、地下管线的正常使用产生影响。3.1.3对穿越道路、桥梁、河流、地铁和既有线及建筑物的综合对策1、建立严密的监测网，对穿越的道路、桥梁、地铁和既有管线及建筑物进行监测，并根据结构物的状况制定警戒值。2、结合实际情况，在场地允许地面采用旋喷施工对地层进行预加固处理，对临近桥墩较近位置增设隔离桩。3、设定准确的土仓压力值，严格控制土压平衡，确保开挖面的稳定。4、确保同步注浆和及时二次补浆，设定合理的注浆量和注浆压力；确保管片围岩间隙及时充填密实。5、对盾构掘进进行严格线形控制和盾构机姿态控制，减小轴线偏差和及时纠偏，减小超挖和对围岩的扰动。6、根据监测信息，及时优化施工参数。3.1.4盾构下穿危险性较大区段度盾构施工措施3.1.4.1盾构推进和地层变形的控制本工程采用土压平衡式盾构掘进机，其利用压力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。3.1.4.2主要参数设定（1）、合理设置土压力，防止超挖在盾构推进的过程中，根据理论计算、前期掘进数据和监测数据及时调整土压力值，从而科学合理的设置土压力值及相宜的推力、推进速度等参数，防止超挖，以减少对土体的扰动。正面平衡压力：P＝k0hP：平衡压力(包括地下水)：土体的平均重度(KN/m3)h：隧道埋深(m)k0：土的侧向静止平衡压力系数表3-2拟定掘进参数序号建筑物名称位置范围顶部土压力bar推力t同步注浆m3掘进速度mm刀盘转速rpm1盾构区间隧洞穿越京密引水渠桩号2+650~2+8101.51500620-301.42盾构区间下穿房屋桩号3+132~3+2301.81600620-301.43盾构区间穿越地铁4号线备用站台桩号3+330~3+3501.41600620-301.44盾构区间下穿清河桩号3+233~3+2651.61700610-201.85盾构区间下穿污水管线桩号3+315~3+3251.61700610-202.06盾构区间下穿房屋桩号3+330~3+4001.61700610-201.87盾构区间并行电力隧道桩号3+281~3+9741.61600620-301.48盾构区间穿越五环路红山口桥桩号3+480~3+5401.81600620-301.49盾构区间并行地铁4号线桩号3+300~3+9741.71700610-202.0（2）、渣土改良为保证一个正常的工作范围，减少刀盘的磨损，在掘进过程预先对掌子面土体进行改良，通过对刀盘前方土体注入泡沫剂，以减少刀盘的扭矩，降低刀盘的油压，并使渣土具有适当的和易性。（3）、推进速度下穿建（构）筑物时保证推进速度的恒定、稳定，严格控制盾构推进方向，减少纠偏，特别是大量值纠偏。在下穿建筑物的推进过程中，每60cm测量一次盾构机的推进方向，尽可能减少纠偏，特别是要杜绝大量值纠偏，同时在盾构下穿期间，保持匀速推进，从而保证盾构机平稳地下穿建筑物。3.1.4.3同步注浆浆液的具体配比如下表：（Kg/m3）表3-3浆液配比表水泥（kg）粉煤灰（kg）膨润土（kg）砂（kg）水（kg）外加剂80～140241～38150～60710～934460～470按需要根据试验加入推进单环管片造成的理论建筑空隙为：1.5（6.252－6.02）/4＝2.89（m3）实际的压注量为每环管片理论建筑空隙的130％～180％，即每推进一环同步注浆量为3.8～5.2m3，这里取最大值并适当增加到6m3。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。3.1.4.4二次注浆管片脱出盾尾后采用二次补强注浆来满足工程质量要求。二次补强注浆根据始发时地层情况选择材料和浆液配比，拟采用双液浆，双液浆配比：水泥浆液水灰比为0.8：1（质量比），水玻璃溶液配比为水玻璃：水=0.6：1（体积比），水泥浆液：水玻璃溶液=1：1（体积比）3.1.4.5洞内加固注浆洞内加固注浆采用在管片上开孔的方式，在管片上部120度范围内径向往外打设L=3m长钢花管，软弱地层（如砂卵石层、粘土层）内注入双液浆，及时对盾构掘进造成的围岩松动圈范围内的岩体进行固结，防止盾构通过后岩体在上部土压及水位变动及盾构运营期间动态振动的情况下发生位移，造成岩层及地表沉降。注浆钢花管采用φ32mm、t=3mm钢筋制作，注浆管前端2.2m割泄浆孔，孔径10mm，泄浆孔呈梅花形布置，纵向间距15cm。洞内注浆示意图见图3-1。地层加固注浆施工步骤见图3-2。图图3-2地层加固注浆流程框图（1）管片开孔根据地层加固注浆施工里程，本段管片采用三孔环，以满足钢花管布置需要。人工开孔时应注意地下水情况，如发生有较大地下水泄漏，应及时采用注浆球阀封堵，进行二次注浆后再进行开孔处理。（2）打设注浆钢花管注浆钢花管采用φ40mm、t=3mm钢筋制作，注浆管前端2.2m割泄浆孔，孔径10mm，泄浆孔呈梅花形布置，纵向间距15cm。（3）浆液拌制地层加固注浆采用水泥浆—水玻璃双液浆，水泥浆水灰比为0.6:1～1:1，水泥浆采用P.O.42.5普通硅酸盐水泥。水泥浆液搅拌时间一般为60～90秒，搅拌时间不能过长，以免影响浆液胶凝时间。（4）注浆二次注浆采用双液注浆机，水玻璃采用35Be，水玻璃掺入量根据凝固时间要求进行现场配置试验确定，凝固时间设定在15~20秒，注浆压力为0.3～0.5MPa，同时进行跟踪监测，根据监测情况对注浆压力进行调整，防止注浆压力过大导致的地面隆起。（5）注浆结束标准二次注浆采用注浆压力及注浆量做为结束注浆的双重控制标准，即当注浆压力达到设定值，并稳定压力5min钟，注浆量到理论注入量时，即可认为该注浆孔达到二次注浆的要求。注浆量根据地层孔隙率按公式：Q=V*n*α*（1+β）=((3.14*5*6.5)-(3.14*3*3))/3*0.5*0.8*(1+0.2)=11.8m3（其中V为注浆加固土体的体积；n为地层孔隙率，为确保加固效果建议不下于50％；α为地层填充系数，取0.8；β为浆液消耗系数，取0.2）进行确定，同时进行跟踪监测，根据监测情况调整注浆压力及注浆量。3.1.4．6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失。同时采用性能较好的盾尾油脂。3.1．4.7加强施工过程管理，确保盾构连续穿越。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，在穿越前对盾构机及其他故障和缺陷，会同设备供应商共同检测修理，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。在盾构下穿建筑物期间，进行24h人员蹲守巡视，一旦发现异常迹象，立即上报，并根据情况采取适当措施进行处理。3.1.5盾构穿越地段地面注浆加固措施地面加固主要采用地面注浆和旋喷桩加固，根据场地状况部分下穿管线采用袖阀管注浆加固。3.1.5.1、地面注浆加固在盾构穿越建（构）筑物后，继续对掘进过后的该建筑物结构进行监控量测，并进行24h巡视，一旦发现异常现象或建筑物变形超标，及时采取地面注浆加固。（1）、注浆孔布置注浆孔沿建筑物周边轮廓线布置，主要在线路穿越范围内布置，间距1.5m，孔深比建筑物桩基深2m。（2）、浆液采用水泥浆—水玻璃双液浆，浆液配合比初步确定：注浆浆液浓度由稀到浓逐级变换，双液浆配比：水泥浆液水灰比为0.8：1（质量比），水玻璃溶液配比为水玻璃：水=0.6：1（体积比），水泥浆液：水玻璃溶液=1：1（体积比）。具体的浆液配合比通过在注浆前及起先几个孔注浆时的现场试验确定。（3）、注浆量及压力注浆以加固土体，提高建筑物基础承载力为目的，同时也考虑到建筑物的安全，施工过程中通过加强监测，缓慢加大注浆压力，注浆压力一般控制在1～2Mpa；注浆量根据地层加固区需充填的地层孔隙数量及现场试验来确定；同时也应加强各方面的监测，以便指导注浆。（4）、注浆步骤：注浆孔采用钻机钻孔，用双液注浆泵注浆，浆液在进入土体前混合。注浆前先注水试压，注水压力1Mpa，持续20min左右。根据选定的参数配制注浆浆液，水泥浆液配好后用筛过滤一遍。按设计连接注浆管路并做好注浆系统的检查。按设计压力、注浆量及时注浆。注浆时，压力逐渐由低到高，排量逐渐减少，并逐渐趋于平衡，可视为正常。时刻注意泵口及孔内压力、流量变化。若压力不升，流量不减，或注入30min后压力上升过快，流量减少亦快，调换浆液配比或调整浆液凝胶时间，并防止堵管事故的发生。当每个孔段达到终压之后，且注浆量单液浆小于20～30升/分，稳定20-30分钟后，即可结束注浆。双液浆泵量小于30～40升/分，持续20分钟后可结束注浆。3.1.5.2三重管旋喷注浆加固（1）施工准备a测量放线根据设计施工图现场精确测设定位出旋喷桩的位置b场地布置施工现场应做到“三通一平”，弄清地下管线和地下障碍物的种类和位置，采取相应的技术措施。严格按照场地规划布置搭建材料堆场及各种施工、生活、安全、保卫和消防设施。c机械设备进场机械设备进场后经理部机电工程师审查作业机械的使用、保养记录，检查其工作状态，以确保投入作业的机械设备状态良好；安全工程师检查作业机械设备是否存在安全隐患，以上均满足要求后上报监理工程师并获得监理工程师的批准方能施工。（2）钻孔施工a钻机就位将钻机安置在现场精确测设的孔位上，使钻头对准孔位中心。钻机安装定位要准确、水平、稳固。为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后须作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。钻杆垂直度＜1%。b钻孔钻孔的目的为了将注浆管插入预定的地层中。钻孔位置与设计孔位偏差不得大于50mm。c喷射注浆喷射注浆管插入预定深度后，由下至上同时喷射高压水及低压空气，利用高压水喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大孔隙。另注入水泥浆液填充空隙。注浆时随时检查浆液初凝时间、浆液流量、浆液压力、旋转提升速度、水压力、水流量及空气压力、空气流量等参数是否符合设计及规范要求，并随时做好记录。d注浆管提升钻杆的旋转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆继续旋喷时，其搭接长度不小于100mm。e冲洗施工完毕后，冲洗干净注浆管等机具设备，管内机内不得残存水泥浆。f移动机具将钻机等机具设备移至新孔位。（3）技术要求施工前先做1～2根试验桩，以确定旋喷桩有关的施工参数。a钻杆就位后，须校正钻机主要立轴二个不同方向的垂直度。使用回转钻机，须校正导向杆。垂直度误差不得超过1%。b在插管时，水压不宜大于1MPa。c旋喷作业时，应检查注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等。高压水射流的压力宜大于20Mpa。d水泥浆液的水灰比取1.0，灌入水泥浆液的比重取1.5～1.6，返浆比重取1.2～1.3。浆液宜在旋喷前一小时内搅拌，搅拌后不得超过4小时，当超过时，应经专门试验证明其性能符合要求后方可使用。e水泥采用325号普通硅酸盐水泥，根据需要可加入适量的速凝或早强等外加剂。f注浆管进入预定深度后，应先进行试喷。应先送高压水，再送水泥浆和压缩空气，压缩空气可晚送30s。在桩底部边旋转边喷射1min后，再进行边旋转、边提升、边喷射，由下而上喷射注浆。喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm。停机时先关高压水和压缩空气再停止送浆。施工顺序为先喷浆后旋转和提升。g旋喷作业前检查高压设备和管路系统，其压力和流量须满足设计要求。注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。注浆管接头的密封圈必须良好。喷射孔与高压注浆泵的距离小于50m。h拆卸钻杆继续旋喷时，须保持钻杆有10cm的搭接长度。成桩中钻杆的旋转和提升必须连续不中断。i发生故障时立即停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即进行检查排除故障。如发现有浆液喷射不足，影响桩体的设计直径时，应进行复喷。g旋喷过程中，钻孔中的冒浆量应控制在10%～25%之间。冒浆量大于注浆量25%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。k土体密度较大，一次喷浆达不到设计桩径时，可进行第二次复喷。l旋喷桩应隔孔施工。m高压喷射注浆过程中若发现地下有块石等障碍物时，可采用放慢或停止提升、定位注喷等方法。n每次注浆后，应将泵体和管道清洗干净。（3）三重管旋喷技术参数旋喷注浆施工技术参数表3-4项目三重管参数水压（Mpa）≥20风压（Mpa）0.7浆压（Mpa）2～3水泥浆水灰比1.0水泥浆比重1.5～1.6旋转速度（r/min）10喷嘴直径（mm）2.0～3.0提升速度（m/min）0.05～0.15浆液流量（L/min）100～150最大深度（m）30质量检验标准质量标准控制表3-5序号检查项目允许偏差或允许值检查方法1水泥及外掺剂质量符合出厂要求查产品合格证书或抽样检查2水泥用量设计要求查看流量表及水泥浆水灰比3钻孔位置≤50mm钢尺量4钻杆垂直度≤1%全站仪5孔深±200mm钢尺量6注浆压力查看压力表7桩体直径≤50mm钢尺量（5）施工常见问题及处理办法旋喷加固施工常见问题处理方法表3-6常见问题产生原因预防措施及处理方法固结体强度不均、缩颈喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择根据设计要求和地质条件，选用不同的喷浆方法和机具喷射设备出现故障（管路堵塞、串、漏、卡钻）中断施工喷浆前进行压水压浆压气试验，一切正常后方可配浆准备喷射，保证连续进行。配浆时必须用筛过滤。拔管速度、旋转速度及注浆量不配合，造成桩身直径大小不均，浆液有多有少。根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量穿过较硬的粘性土产生缩颈对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射（不提升）或复喷的扩大桩径办法喷射的浆液与切削的土粒强制拌和不充分、不均匀，影响加固效果控制浆液的水灰比及稠度，严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径，保证喷浆效果钻孔沉管困难，偏斜遇有地下埋设物，地面不平实，放桩位点时同钎探，遇有地下埋设物清除或移桩位点钻杆垂直度超过1%喷射注浆前先平整场地，钻杆垂直度控制在1%以内注浆流量不变，压力突然下降注浆系统泄露检查各部位的泄露情况，必要时拔出注浆管检查密封性能压力陡增超过最高限值、流量为零，停机后压力不变动喷嘴堵塞拔管疏通喷嘴冒浆过大，超过25%有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过喷浆固结所需提高喷射压力；适宜缩小喷嘴孔径；加快提升和旋转速度。不冒浆地层有较大空隙在浆液中掺入适量的速凝剂，缩短固结时间；在空隙地段增大注浆量，填满空隙后继续正常喷浆。3质量保证措施（1）钻机就位后，应进行水平和垂直校正，钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，以保证桩垂直度正确。（2）在旋喷过程中往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿注浆管壁冒出地面，如冒浆量小于注浆量25%，可视为正常现象，超过者或出现不冒浆时，应查明原因，采取相应的措施。通常冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致，可采取提高喷射压力，适当缩小喷嘴孔径，加快提升和旋喷速度等措施，来减小冒浆量；不冒浆大多是地层中有较大空隙所致，可采取在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短固结时间或增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。（3）在插管摆喷过程中，要防止喷嘴被泥砂堵塞，水、气、浆、压力和流量必须符合设计值，一旦堵塞，要拔管清洗干净，再重新插管和摆喷。插管时应采取边射水边插，水压力控制在1MPa以内，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。（4）钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断；拆卸钻杆要保持钻杆伸入下节有100mm以上的搭接长度，以免桩体脱离。钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋喷，以防断桩，并应立即检修排除故障；为提高桩的承载力，在桩底部1m范围内应适当增加旋喷时间，旋喷桩应隔孔施工。3.1.5.3穿越河流施工措施本标段穿越河流分别为京密引水渠、清河，共两条。其中京密引水渠穿越范围2+650-2+810，是北京市重要的供水设施，具备正向和反向输水能力。隧洞距离渠道底板约11.5m。清河穿越范围3+233-3+265，河底距离盾构区间洞顶约6m。盾构区间施工时，如果不采取针对性的加固措施可能会造成周围土层松动和土体流失，容易发生涌水、涌砂情况，导致碴土含水量增加，螺旋输送机发生喷涌、盾尾漏浆、铰接处漏水、河底大面积塌陷等一系列问题，属于重大风险源，社会敏感度高。针对本工程河涌底下的地质条件情况以及覆土厚度，拟采用主动保护措施进行施工，在盾构掘进至河涌前，对盾构机进行检修，避免中间停机、漏浆或注浆系统堵管等情况发生，保证盾构能够连续匀速推进。盾构施工时严格控制掘进参数，确保开挖面稳定，匀速通过。土仓压力根据覆土性质、厚度确定，并结合出土量、地表沉降情况适时调整。通过在盾构管片注浆孔中打设一定长度的注浆管深入地层中，向盾构施工引起的拱顶松动地层（拱部180°范围）进行压浆加固，浆液采用水泥-水玻璃双液浆。防止因地层失水而造成地面大面积下沉，同时注意控制注浆压力，采取对称注浆的方法。具体措施如下：1穿越前的准备⑴根据地勘院提供的详勘资料，过河段地质情况说明不充分。应我方施工需要及委托，地勘院对穿越溪江河道部位的地貌、地层、岩性、地质构造和水文地质条件进行了补充勘察，摸清河道部位第一手的水文地质资料。⑵对河涌周围地面上设深层沉降测点，配合相关管理部门做好沉降信息化监测控制。⑶为确保盾构机顺利穿越河涌，穿越前必须对机械、电气设备等进行检修，尤其是重点检查盾尾密封、中体与盾尾铰接处的密封的止水效果，确保盾构机的工作状态良好。2合理设置土压力值，严格控制出土量项目部将从盾构始发起，对土压力值进行严格的控制，并结合环境监测数据对土压力值进行调整。对由于盾构在河道底部穿越时其上部覆土厚度与穿越前后有所变化，故需要重新计算设置土压力，并结合实际监测数据调整，进行信息化施工。穿越河道部位原则上应按理论出土量出土，可适当欠挖，保证土体密实，以免河水渗透入土体并进入盾构。3降低推进速度，控制总推力盾构机在穿越河道时，宜采取较低的速度推进，速度一般控制在<30mm/min，严格控制千斤顶总推力，减少土层扰动，以免顶破河底土体。4调整好盾构姿态，减少纠偏次数及纠偏量在穿越推进过程中，连续测量盾构机的姿态偏差，盾构司机根据偏差及时调整盾构机的推进方向，尽可能减少纠偏，特别是要杜绝大量值纠偏，减少土体的扰动，从而保证盾构机平稳地从河道下方穿越。5优化砂浆配比，合理设定注浆量及注浆压力在穿越施工前，我方制作浆液试块，并对浆液的性能指标进行测试，性能指标包括稠度、初凝值、泌水率、抗压强度、比重。在穿越过程中，我方也将每班对浆液取样测试，并根据实际注浆效果，对浆液配比进行调整优化，缩短浆液凝胶时间、确保浆液质量。根据以往经验，我方初定穿越时注浆量为理论建筑空隙120％，并根据实际情况做适当调整，以保证河道土体的稳定。注浆压力小于0.3Mpa，以免应压力过大而击穿河底土体，导致与隧道上部土体贯通，涌水通过土体进入盾构施工区。6严防盾尾漏水盾构机采用三道盾尾钢丝密封刷，能有效防止盾尾透水。掘进中加强盾尾密封油脂的注入，确保盾尾密封油脂压力不小于3.5Bar；加强中体与盾尾铰接处的密封检查，及时调节密封压板螺栓，保证其密封效果，防止地下水涌入。控制好管片姿态，居中拼装，防止盾构建筑空隙过大形成透水通道，必要时在管片外侧粘贴海绵用于止水，封堵管片与盾构间的间隙。采取上述措施后，基本可控制盾尾渗漏。如果盾尾发生渗漏，则从管片注浆孔压注聚氨酯，形成环圈，封闭涌水通道。7加强施工质量，提高隧道自防水能力在河底段掘进时加强盾构掘进姿态控制及管片选型，加强螺栓复紧和盾尾间隙控制，减小管片错台、裂缝、漏水，保证较好的隧道线形，提高隧道防水质量。8土体改良盾构穿越河道段可以利用加泥孔向前方土体加膨润土或泡沫剂来改良土体，增加土体的流塑性。其一：使盾构机前方土压计反映的土压数值更加准确；其二：确保螺旋输送机出土顺畅，减少盾构对前方土体的挤压；其三：及时充填刀盘旋转之后形成的空隙。必要时，可通过盾构前体的超前注浆孔，对切口前上方的土体进行土体加固，防止泥水涌入或切口坍塌的情况。图3-3穿越京密引水渠范围平面图3.1.5.3穿越地铁施工措施本标段施工区间与地铁有一段并行和一次穿越。盾构区间并出行段范围3+300-3+974，地铁4号线为运营线。与隧洞并行线路，部分为地下线，部分为地面线。隧洞结构与4号线结构外壁水平净距最小为14m。穿越地铁范围3+330-3+350，隧洞从备用站台上方穿越。隧洞底板距离备用站台顶板结构约4.5m。盾构穿越前在4号线及出入线区间隧道内安设自动化监测仪器设备，实行信息化施工，根据监测结果及地面监测数据即时调整盾构掘进参数及加固处理方案。加固处理方案主要以两隧道夹土体注浆加固为主，以对既有线隧道道床进行加固为辅。据监测结果决定是否跟踪注浆。对20号线区间隧道下穿段管片进行加强设计，并对管片标准块和邻接块增设2个预留注浆口。1穿越既有线路前50环建立试验段穿越既有线路地铁11号线及出入线前50环作为参数优化和施工磨合段，通过此段施工达到以下目的：⑴收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数，制定正常掘进各地层操作规程，实现匀速、连续、高效的正常掘进。⑵掌握本工程管片位移规律，提高隧道轴线合格率。⑶通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机始发时以及推进时对周围环境的影响，掌握盾构推进参数（推进速度、土压力、出土量、推力、扭矩等）及同步注浆及二次注浆的参数（注浆量、注浆压力、浆液配比、注浆顺序、注浆时间）与地面沉降的关系及规律。⑷通过此段施工，使施工各个环节规范化，协调化，标准化，使穿越既有地铁线路的施工标准化保持常态，规范化作业保持常态。2盾构穿越既有线路盾构参数控制平衡压力设定是土压平衡盾构施工的关键，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，其中包括推力、推进速度和出土量三者相互关系，对盾构施工轴线和地层变形量的控制起主导作用。因此，盾构推进过程中，要根据不同地质、覆土厚度、地面建筑情况并结合地表隆陷监测结果及时调整设定的土仓压力，推进速度要保持相对平稳，控制好每次的纠偏量，减少对土体的扰动，为管片拼装创造良好的条件。同步注浆量也要根据推进速度、出碴量和地表监测数据及时调整，将施工轴线与设计轴线的偏差及地层变形控制在允许的范围内。⑴仓压力值P的选定盾构在掘进过程中，根据现场具体情况，根据盾构所在位置的埋深、土层状况及地表监测结果及时进行调整。⑵盾构掘进参数刀盘贯入土体量：不超过25mm/rpm（由于姿态纠偏少于推进速度）总推力：1800t～2000t，根据土层情况及埋深情况实时调整。刀盘转数：0.9～1.3rpm。刀盘扭矩：小于30%（适时加入泡沫剂调节）。⑶推进出土量控制每环理论出土量=π/4×D2×L=π/4×6.25×1.2=36.8m³/环。盾构穿越既有地铁线推进出土量控制在97%～99%之间。即35.7m3/环～36.4m³/环。⑷根据地质情况，通过在盾构前方压注泡沫剂(或纳基膨润土浆液)，起到保护刀盘以及保证盾构螺旋出土机正常出土的作用，有效的防止土仓土体闭塞，堵仓情况发生。⑸穿越既有地铁线的推进速度控制在2～3cm/min，盾构设置自动控制使之匀速推进。⑹盾构轴线控制偏离设计轴线不得大于±50mm，在盾构掘进机上安装全自动测量控制系统。同时采用人工测量复核，以确保掘进方向的准确；穿越既有地铁线，尽可能使盾构匀速通过，减少盾构纠偏量和纠偏次数；每次的纠偏量不能过大，最大不超过5mm/环，最大管片贴片不超过2-3mm。要做到随偏随纠、勤纠少纠，多注意观察管片与盾壳的间隙，采用稳坡法、缓坡法推进，以减少盾构对既有地铁线的影响。⑺在盾构拼装状态下，由于千斤顶的收缩，必然会引起盾构机的后退，在盾构机穿越既有地铁线时，为避免盾构机后退，在盾构机推进结束时不要立即拼装，等待10～15分钟之后，等到周边土体和盾构机的动摩擦力变为静摩擦力时再进行千斤顶的回缩，保持开挖面的平衡压力，管片拼装应尽量缩短时间，在20min内拼装完成。⑻为防止盾构掘进时，地下水、同步注浆浆液及二次注浆浆液由于压力从盾尾窜入隧道，在盾尾钢丝刷位置压注优质盾尾油脂，以达到盾构的密封功能。为了能安全并顺利地完成区间隧道穿越既有地铁线的掘进任务，必须切实地做好盾尾油脂的压注、记录、检查工作。⑼针对本标段盾构穿越既有地铁线不同土层、穿越形式进行参数调整、优化。表3-7盾构穿越既有地铁线参数调整表类型土压力掘进参数推进速度出土量姿态纠偏穿越形式下穿减0.01MPa推力稍小匀速3cm99%不纠偏侧穿加0.01MPa推力稍大匀速2cm98%少纠偏3同步注浆⑴根据同步注浆使用可硬性浆液特性，盾构机配置了性能良好的双泵同步注浆系统(配置备用管路)，并有回路清洗管路，避免硬性浆液堵管。同步注浆系统既可以采用单液浆，也可以采用双液浆，能及时充填管片与地层的间隙，减小沉降。⑵盾构掘进注浆采用盾尾同步注浆，随着盾构推进，脱出盾尾的管片与土体间出现“建筑空隙”，该空隙用浆液通过设在盾尾的压浆管予以充填。由于压入衬砌背面的浆液会发生失水收缩固结、部分浆液会劈裂到周围地层中，还有曲线推进、纠偏或盾构机抬头等原因，使得实际注浆量要超过理论建筑空隙体积。见图3-4同步注浆示意图。图3-4同步注浆示意图⑶穿越既有地铁线的同步注浆浆液选用可硬性浆液。其浆液粘稠，填充效果好，无渗漏现象发生，沁水性小；浆液有较好的抗渗漏性能，浆液的后期强度高；按规程作业，注浆量充沛，地面沉降的控制可达到较佳状态；一定程度上可提高隧道工程的整体质量，减少对既有地铁线路的影响，保证既有地铁线路的正常运营。表3-8浆液初步配比一览表序号配比量(kg)水泥膨润土粉煤灰砂水备注11立方米80125400680400P.O.42.5水泥；袋装纳基优质膨润土；袋装优质粉煤灰；细砂通过5mm筛孔。23.6立方米288450144024481440在穿越既有地铁线施工前，对浆液配合比进行不同的试调配及性能测定比较，优化出满足使用要求的配方，书面报监理工程师审定后正式投入使用。同时在穿越既有地铁线前50环的推进施工过程中，浆液的配合比根据推进后地表沉降监测情况进行相应的优化及调整。浆液的初步配合比按如下表来调配；其早期强度2天强度≥0.2MPa，3天强度≥0.3MPa，28天长期强度≥1.0MPa；初凝时间控制在10小时以内。⑷注浆的时间应控制在盾尾脱离管片时为宜。注浆时间滞后，容易导致管片脱开盾尾后无法控制上部土体突沉，只是控制了上部土体沉降的速度，因此浆液压入时间应与管片脱开同步为宜，采用手控操作时，可按每环注浆量算出手按的次数，再根据掘进速度算出每按一次的间隔时间，这样就保证了掘进和注浆的同时开始和同时结束。⑸注浆压力取决于地质情况和地下静止水压力，压注时要根据实际施工情况、地质情况对压浆数量和压浆压力二者兼顾以确保充填全部空隙。最初的注浆压力是根据理论的静止水压力确定，在实际掘进中不断的优化。如果注浆压力过大，会导致地面隆起和管片变形，还容易漏浆。如果注浆压力过小，则浆液添充速度赶不上空隙形成速度，又会引起地面沉陷。一般情况下，注浆压力取1.1～1.2倍的静止水压力，约0.3Mpa。由于从盾尾圆周上的四个点同时注浆，考虑到水土压力的差别和防止管片大幅度下沉和浮起的需要，各点的注浆压力将不同，并保持合适的压差，以达到最佳的效果。最初的压力设定时，下部每孔的压力比上部每孔的压力略大0.05～0.1Mpa。压浆速度和掘进保持同步，即在盾构掘进的同时进行注浆，掘进停止后，注浆也相应停止。4二次注浆盾构机穿越后考虑到环境保护和隧道稳定因素，通过管片中部的注浆孔进行二次补注浆，补充同步注浆未填充部分和体积减少部分，减少盾构机通过后土体的后期沉降，还能减轻隧道的防水压力，提高止水效果。⑴二次注浆采用双液浆作为注浆材料，能对同步注浆起到进一步补充和加强作用。同时也是对管片周围的地层起到充填和加固作用。二次注浆采用水泥-水玻璃双液浆。双液浆的初步配比:水泥:水:水玻璃=1:1:0.7，浆液的凝胶时间为30秒～1分钟。⑵补强注浆采用自备的KBY-50/70双液注浆泵。二次补强注浆注浆管及孔口管自制，其加工应具有与管片吊装孔的配套能力，能够实现快速接卸以及密封不漏浆的功能，并配备泄浆阀。⑶注浆施工注意事项①盾构穿越既有地铁线之前制定详细的注浆作业指导书，并进行详细的浆材配比试验，选定合适的注浆材料及浆液配比。②制定详细的注浆施工设计和注浆质量控制程序，严格按要求实施注浆、检查、记录、分析。及时做出P(注浆压力)—Q(注浆量)—t(时间)曲线，分析注浆速度与掘进速度的关系，评价注浆效果，反馈指导下次注浆。③成立专业注浆作业组，由有丰富经验的注浆工程师负责现场注浆技术和管理工作。④根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果，即使进行信息反馈，修正注浆参数和施工工艺，发现情况即使解决。⑤做好注浆设备的维修保养，注浆材料的供应，定时对注浆管路及设备进行清洗，保证注浆作业顺利连续不中断进行。⑥每环掘进之前，都要确认注浆系统的工作状态处于正常，并且浆液储量足够，掘进中一旦注浆系统出现故障，立即停止掘进，及时对注浆系统进行修理。5道床加固由于道床与隧道的整体刚度不一，受变形的影响，道床与隧道结构之间存在着脱离的现象，这样将影响列车的安全运行。为了加强道床与结构之间的粘接和止水能力，建议对既有线的交叉部位注EAA环氧浆进行了补强加固和止水处理。采用EAA环氧——水泥注浆，能有效填充裂缝间隙，形成的聚合物环氧固体有良好的粘接力和物理力学性能，达到填充——粘接——加固的目的，以减少隧道变形对列车运行的影响，确保盾构的顺利通过。6加强下穿地铁线路的专项监控量测工作管理⑴布点原则：监测布点应考虑盾构隧道施工引起的沉降槽情况，同时考虑既有线轨道结构的特点。在轨道和道床上布设监测点。道床刚度较小，且道床与地面无连接，易脱开，为柔性结构，应加密测点；走行轨设置了轨距拉杆防护，故两走行轨的横向差异沉降监测和水平距离变化监测布点可以相对稀疏。过既有线地段的监测项目见表3-9表3-9主要监测项目、监测仪器与监测频率表序号监测项目监测仪器监测频率测点布置1轨道沉降监测静力水准系统施工关键期：1次/20分钟；一般施工状态：1次/2小时每5米布置一组测点2轨道结构纵向变形监测HY-6550数码位移传感器每5～15米布置一组测点3横向水平高差变化监测梁式倾斜仪每5～15米布置一组测点4水平距离的偏差监测电容式位移计每5～15米布置一组测点⑵走行轨结构纵向变形监测为了在列车运营期间也能取得数据，可在每条轨道的轨枕两侧安装HY-6550数码位移传感器量测钢轨的近似垂向变形。测点用连接件连接到轨枕上，测点安装时要保证列车运营的安全，传感器的探头尽量保证铅直。对轨道的下沉全天候定时观测，并将测得的结果与列车运营间隙精密水准测量的数据进行综合叠加、对比、分析。⑶走行轨结构横向水平高差变化监测采用梁式倾斜仪（如图8）监测，布置方案为在施工影响范围内布设测点，测点间距根据实际情况取5～15m。图3-5梁式倾斜仪布置图⑷走行轨水平距离的偏差监测采用测距仪即变位计监测走行轨水平间距的相对变形，布置方案为在施工影响范围内布设测点，测点间距根据实际情况取5～15m。3.1.5.4穿越红山口桥施工措施本标段在桩号3+480~3+540位置穿越五环路红山口桥，红山口高架桥位于红山口脚下至党校北门。桥梁上部结构采用现浇预应力混凝土连续箱型梁，最大跨径68米，下部结构采用桩基，桩长11～15m。此段穿越位于并行地铁四号线范围之内，按穿越既有地铁线路采取的措施施工。图3-6穿越五环路红山口桥平面位置此位置盾构区间同时与地铁四号线和电力隧道并行地，面采用在中心线两侧各11米注浆加固。根据试验段监测情况对并行电力隧道采用袖阀管注浆加固。为减少对桥墩扰动，穿越红山口桥范围内，建议在盾构机壳两侧各1.5m处进行隔离桩施工，隔离桩采用两排旋喷桩，桩径为500mm，间距400，深17m，沿盾构轴线方向加固长度为70m。加固范围见（图3-7）。图3-7五环路红山口桥穿越加固示意图3.1.6穿越危险性较大区段施工监控量测3.1.6.1监测目的在盾构机穿越建筑物、道路、管线的施工期间，对地下管线进行监控量测。以检查施工对建筑物、道路、管线安全的影响，以及检查本工程设计、施工是否符合预期的要求。⑴了解和掌握盾构施工过程中地表隆陷情况及其规律性。⑵了解盾构掘进过程因地表隆陷而引起的地下管线下沉及倾斜情况，确保地下管线的安全。⑶了解围岩与结构物的相互作用力以及管片衬砌的变形情况，实现信息化施工。通过对周围环境等的监测，掌握由盾构施工引起的周围地层和地下管线沉降变化数据，分析出周围环境的变形规律和发展趋势，及时采取必要的技术措施改进施工工艺，将施工引起的环境变形减小到最低程度，确保盾构法施工隧道影响范围内的地下管线的安全；与此同时，隧道自身也要发生相应的变形和位移，必须加以监测，以确保隧道本体免遭破坏。3.1.6.2监控量测实施方法及数据处理（1）监测网建立监控量测系统首先建立水平位移和垂直位移监测控制网。水平位移监测网利用地面平面控制点做主控点，与监测网点组成平面监控网，其形式依据结构布设成轴线形；其垂直位移监控网利用北京市局部高程控制网做为一级控制点，与地表沉降等观测点组成地表高程位移监控网。主控点埋设坚固、稳定，监控点埋设在原状土层中，并加设保护装置。（2）沉降监测采用精密水准仪和铟钢尺按三级水准测量进行，包括地表沉降、建筑物、道路、地下管线沉降。在盾构隧洞施工前，应在地面变形影响范围之外，便于长期保护的稳定位置，埋设水准点，进行水准网布设，首次观测时，适当增加测回数，一般取3次的数据作为测点的初始读数。（3）监控量测控制指标及要求①建筑物、道路、管线沉降量控制要求根据《地铁工程监控量测技术规程》（DB11T490-2007），在隧道施工影响范围内的最大隆起值小于10mm，最大沉降量小于30mm。②建筑物、道路、管线沉降量裂缝控制要求为保证结构使用年限，要求结构原有裂缝不发生明显恶化，且不产生新的结构性裂缝，以防止雨水渗透对结构强度造成影响。③预警值（F）F=实测值/控制值（三级管理体系）当0.7≤F＜0.85时：预警，分析原因，加强监测，准备补救措施；当0.85≤F＜1时：报警，采取补救措施，避免位移值进一步增加。当F＞1时：报警，暂停施工，立即采取补强措施，并上报处理措施，后续调整施工参数，确保位移趋于稳定。在实际施工中，会同业主单位、设计单位、监理单位、第三方监测单位等相关单位进行分析、评价及修正，正确指导设计和施工。（4）监测数据分析、处理取得各种监测资料后，需及时进行处理，排除仪器、读数等操作过程中的失误，剔除和识别各种粗差、偶然和系统误差，避免漏测和错测，保证监测数据的可靠性和完整性，采用计算机进行监控量测资料的整理和初步定性分析工作。（5）信息化施工根据监控量测资料将实测数据分析、绘制各种表格及曲线图，当曲线趋于平衡时推算出最终值，并提示结构物的安全性。监测人员按时反馈监测信息，调整施工参数，保证安全施工。（6）监控量测流程①监测资料的反馈程序监测资料反馈管理程序见图3-8。图3-8监测资料反馈程序图3-4监测资料反馈管理程序图3-4监测资料反馈管理程序图监测信息反馈管理流程见图3-9。图3-9监测信息反馈管理流程图3.1.6.3监测设备测试元件及监测仪器表见表3-10。表3-10主要监测设备汇总表序号监测设备型号生产厂家备注1全站仪TC1201瑞士LEICA2电子水准仪DS3SOKKIA3铟瓦尺3mSOKKIA3.1.6.4监测点埋设及监测频率根据招标文件以及相关规范，在盾构施工过程中需要进行监测的项目有：地表隆陷及路面观测。各种观测数据相互印证，确保监测结果的可靠性，为合理确定盾构施工参数提供依据，达到反馈指导施工目的。（1）地面沉降监测①地表沉降测点的埋设盾构穿越建筑物、道路、管线地表沉降观测点的埋设采用标准方法，即所设测点穿透地面表面结构层，将其埋设在较坚实的地层中（通常深度不小于1米），同时设置保护套管及盖板。②测点的布置依据《地铁工程监控量测技术规程》（DB11T490-2007）中第3.2.2条规定，纵向地表测点沿盾构推进轴线设置，测点间距为10～30m（根据实际地形情况分别布置在穿越建筑物、道路、管线的两侧）。依据《地铁工程监控量测技术规程》（DB11T490-2007）中第5.0.4条规定，横向监测断面：横向地表测点的布置范围应根据预测的沉降槽确定，一般可在隧道结构外沿两侧各30米范围布设，一排横向地表测点不宜少于7个，且依据近密远疏的原则布置。地面沉降监测点布置示例图见图3-10图3-10地面沉降监测点布置示例图说明：本标段地面监测图原则上按照上述监测布置示例图布置，具体视现场实际建筑物情况、盾构掘进情况、沉降情况进行调整。③监测频率依据《地铁工程监控量测技术规程》（DB11T490-2007）中第5.0.4条规定，监测频率见表3-8。表3-11地表沉降监测频率序号检测频率1掘进面距监测断面前后≤20m1-2次/天2≤50m1次/2天3＞50m1次/周4根据数据分析确定沉降基本稳定1次/月④工作基点选点地基坚实稳定、安全僻静，利于标石长期保存与监测。a选点时应与水工设计、工程地质以及水文地质人员的配合确保垂直工作基点选在变形区以外。尽可能选在基岩露头或覆盖层浅的基岩上。b垂直工作基点选定后，埋石所占用的土地，应得到土地使用者的和管理者的同意，填写开挖浇筑数据表。⑤工作基点的浇筑工作基准点应埋设至冻土层以下，现场混凝土浇筑，工作基准点中央应嵌入不锈钢或铜水准标志。⑥监测点的放样、浇筑监测点放样利用业主及监理批准的平面加密控制测量成果，进行监测点的放样测量，采用全站仪坐标法放样，放样精度按五等5″级测量精度施测，点位中误差≤±30mm。按照施工设计图要求，现场混凝土浇筑。（2）建筑物、道路、管线地表裂缝监测安排监测人员巡视建筑物、道路、管线地表和既有裂缝变化情况，盾构穿越期间，24小时安排巡视人员进行不间断观测。（3）地下管线沉降监测①测点的布置依据《地铁工程监控量测技术规程》（DB11T490-2007）中第5.0.4条规定，地下管线每5-15米一个测点，测点布置在管线接头或位移变化敏感部位。②监测频率依据《地铁工程监控量测技术规程》（DB11T490-2007）中第5.0.4条规定，监测频率见表3-6。3.1.6.5巡视检查在监测地面变形监测中，应结合巡视、查勘地面情况和地下管线的变化情况，如发现有塌陷、裂缝时，应做出标记并画出裂缝的分布图，量出每一裂缝的宽度，长度和深度，并编上号码。以后应对裂缝发展情况，定期进行监察。3.1.6.6观测资料分析整编上报（1）观测资料分析①观测成果的可靠性；②监测体的累计变形量和两相邻观测周期的相对变形量分析；③相关影响因素（荷载、气象和地质等）的作用分析。（2）变形观测项目变形观测项目，提交下列有关资料：①原始观测数据记录及变形监测成果统计表；②变形监测点分布图；裂缝位置及监测点分布图；③位移曲线图。3.1.6.7监测体系及保证措施（1）监控量测管理体系针对监测项目的特点建立专业组织机构。施工高峰期间，由我单位派驻现场8人组成监控量测及信息反馈小组，成员由多年从事地下工程施工及具有监测经验的技术人员组成。组长由具有丰富施工经验，较高结构分析和计算能力的工程师担任。监测小组在组长的领导下负责本标段日常监测工作及资料整理工作。监测组织机构见图3-11。图3-11施工监测组织机构图（2）监测小组分工及职责组长：负责编制监测方案，组织监测工作的组织计划、外协以及监测资料的质量审核。组员：在组长的领导下，负责监测点的布置及日常的监测工作。监控量测资料均由计算机进行处理与管理，当取得各种监测资料后，能及时进行处理，绘制各种类型的表格及曲线图，对监测结果进行回归分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，确定工程技术措施。8保证措施要保证监测工程的质量，除了需要有先进的监测仪器设备及富有经验的工程技术人员外，更重要的还应通过建立明确的责任制和检查校核制度来予以保证。为确保量测数据的真实性、可靠性和连续性，特指定以下工作制度和各项质量保证措施：⑴监测组应与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告有关情况和问题，并提供有关真实可靠的量测资料；⑵仪器在安装埋设的全过程中，必须对仪器、监测元器件和设备工艺等进行连续性的检验，以保证它们的质量的稳定性，并作安装记录；⑶制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施；⑷成立专门监测组承担施工监测，量测人员保持固定，保证资料的连续性；⑸仪器的管理采取专人专用，专人保养。盾构始发、接收、停机、换刀和维修专项施工方案3.2.1盾构机始发专项施工方案3.2.1.1始发掘进施工工艺及流程由于盾构始发条件限制，盾构机始发分3个阶段进行：第一阶段：将连接桥及1#台车置于始发井内，其余后续设备置于地面上，盾体与后配套设备之间采用临时管线连接，1#台车与其余后续设备采用临时管线连接，图8-14为临时延长管线照片；调试完毕后，将盾构机顶入破除的洞门内，使得刀盘顶到土体上，，安装反力架，始发掘进；在此阶段，直接在螺旋输送器出土口下用临时小土箱接土，用管片吊运装置提升临时小土箱至运土车上，弃土外运；第二阶段：待掘进自洞门至约70m，拆除临时管线连接，后续台车全部下井连接，调试完毕后，继续掘进。第三阶段：待掘进自洞门至约100m，安装双股岔道轨道，进行双列车编组，进入正常掘进阶段，始发流程示意图如下图所示。3.2.1.2始发施工准备为保证盾构始发的安全和质量，准备工作必须细致，施工方案必须周密到位。1.生产设施准备工作⑴地面生产设施准备工作在盾构推进施工前，按常规进行施工用电、用水、通风、排水、照明等的安装工作，及地面行车的安装工作并验收通过。⑵施工必要的材料、设备、机具准备，并准备好相应的办公、库房等生活用房。以满足本阶段施工要求：管片、螺栓等有足够的备货。管片必须按技术要求生产，经监理验收确认方可进入工地使用。如在运输中管片有碰撞破碎，有厂方专人按规定尺寸修复后，经现场监理认可，方可使用，否则一律退回厂方不得使用。⑶建立测量控制网并经复核、认可。⑷盾构机托架下井组装、定位（见图3-13）托架坡度按照设计坡度摆放。考虑到土压平衡盾构机断面和重量都较大。⑸安装盾构机始发反力架。⑹洞门的密封装置安装盾构在出洞始发过程中，切口水压较高，洞口与盾构壳体形成环形的建筑空隙，为防止盾构始发时压力较高的泡沫、泥水及盾体完全进入洞门后壁后注浆，大量从洞门处通过此建筑空隙窜入井内，影响开挖面土压的建立、造成开挖面土体的不稳定，必须设置性能良好的密封装置。洞口密封采用帘布橡胶密封装置，确保土压平衡建立。在洞口外侧安装一道止水装置，该止水装置由帘布橡胶板、扇形压板、圆形板、连接螺丝、垫圈组成。另外，帘布袜套及盾壳的外表面在始发时，均需涂油脂润滑，减少两者间的摩擦，保证止水装置不被破坏，使其处于良好的工作状态。始发过程中应密切注意洞口止水装置，当盾构机进入时，可能受损破坏，一旦受损应立即停止推进，待修复或调整好方能推进。盾构在始发过程中，洞口与盾构壳体将形成环形的建筑空隙，为防止始发时泡沫、泥水及盾体完全进入洞门后壁后注浆，大量从洞门间隙通过此建筑空隙窜入井内，影响开挖面土压压力的建立、开挖面土体的稳定以及工作井和盾构内的施工，必须设置性能良好的密封止水装置，确保初始土压平衡的正确建立和施工安全。⑺导向轨道的接长盾构始发时，由于托架基准导轨与前方土体之间，为保证盾构安全及准确始发，在洞内安装二根导向延长轨道，安装倾角位置与托架轨道一致，并在延长导轨下方浇捣砼。2．具体各岗位做好以下准备工作：(1)施工技术人员：熟悉工程地质，对隧洞所处地层土质应加强认识，并到现场对各地层、岩层的样本实体作逐一的认识。对工程作详细的了解、分析，认真熟悉施工图纸。(2)盾构操作司机：检查各液压系统运转是否正常；将各液压泵油压调试到设计压力；油路及接头无渗漏；油泵运输无异常声音；盾尾油脂充填密实。(3)电工：保证工地各部位供电正常；保证盾构机内各马达运转正常；盾构机内各传感器工作正常；电瓶车正常充电，运行。(4)起重工：保证门吊运行正常；配备好各种起吊钢丝绳；做好清除门洞内混凝土的准备；熟悉拼装机的操作。(5)测量工：安装好盾构机内测量系统，做好轴线控制点投放工作，测量盾构机初始状态。(6)浆液工：安装好拌浆设备和下井管路，保证其运转正常，根据泥浆配合比试拌和试送。3.2.1.3盾构始发在现场及井内设备布置完成及盾构机调试完后，依靠反力架和负环管片进行盾构始发。开始安装负环管片，边安装负环管片，盾构机边向洞圈推进。当刀盘距离洞口还有1.5m停止，破除洞门剩余部分混凝土。为减少盾构始发时的推进阻力和避免刀盘上的刀头损坏洞口密封装置，在刀盘和洞口密封装置上涂抹润滑油以减小摩擦力。盾构向洞门土体逐渐靠拢，使盾构机头部切入土体，再经刀盘旋转切削土体，充满盾构机土仓，开始建立正面土压力以平衡盾构正面土压，确保土体的位移量降至最小值。推进时，注意观察反力架和后面斜撑是否产生变形，防止位移量过大而造成破坏。为减少盾构的推进阻力，推进前，在盾构基座面上涂抹润滑油。当盾尾完全进入土体后，在洞圈周围安装由橡胶止水帘布、扇形板等组成的密封装置，通过管片注浆孔均匀地向管片外部压注水硬性浆液充填外界土体和管片外环的空隙，开始浆液灌注。3.2.2盾构接收专项方案在盾构机推至离盾构接收井50～100m时，必须做好充分的准备工作。1.盾构到达接收井前的准备工作再次对到达洞门位置的盾构机位置进行测量确认，确保混凝土盾构接收基座施作，洞门封堵材料各项工作全部准备就绪。2.盾构位置姿态的复检测量盾构到达井口前的测量是复检盾构所处的方位，确认盾构状态，评估盾构进洞的姿态和拟订盾构进洞段的施工轴线和施工方案的重要依据，以便盾构在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好姿态进洞，正确无误地移动到基座上。3.安装进洞、出洞口防水装置进洞、出洞口的防水是本工程防水的重要组成部分，因此在进、出洞口连接处均须事先安装好防水装置。在盾构进洞时严格控制同心度是确保装置防水功能的关键，所以进洞前段掘进时即应加强测量控制轴线位置，以便管片拼装成环时与防水装置密贴吻合。并在环片与开挖面的接合空隙处辅以注浆手段以加强接口的防水效果。4.盾构机进入盾构接收井当盾构逐渐靠近井口进洞门时，要在洞门口混凝土上开设10cm大小的观察孔，加强对其变形和土体的观察，并控制好推进时土压值，土压值不宜过高，停止注浆尽量掏空仓内的泥土，使正面土压力降低到最低值，以确保施工安全。盾构应尽快连续推进和拼装管片，尽量缩短盾构进洞时间，减少水和土体的流失。洞圈管片脱出盾尾后，用弧形钢板将其与洞门预埋钢板焊接密封，并用水硬性浆液将管片和洞圈的间隙进行充填，以防止水土流失，保护周围环境。3.2.3盾构停机专项方案3.2.3.1盾构正常停机方案盾构机掘进过程中正常的较大维修、保养需要停机进行，停机过程需采用如下措施：1.停机前，应提前选择地质条件较好，地面无建（构）筑物及地下管线的区域作为停机区域，依据具体的停机时间制定详细的停机方案与计划，提前安排监测人员对预选的停机位置加密布设监测点并取得初始监测数据，盾构掘进人员与机修人员应相互配合做好停机准备。2.做好停机前的最后一环的掘进，调节停机时的土仓压力比设定压力略大于0.2～0.3bar。3.根据同步浆液的初凝时间，安排停机5～7小时后，再掘进50～100mm。掘进过程不进行注浆和出土，防止浆液凝固盾尾密封刷。4.盾构停机时间较长，通过中盾和前盾的膨润土加入系统，在盾体周围注满泥浆，保持地层稳定，同时防止周围土体与盾体固结，避免盾构机再次掘进时土体摩擦力过大。5.加强对盾构机土仓压力的监视和调整，根据地层情况确定土仓压力警戒值。当土仓压力低于警戒值时，通过膨润土系统加入泥浆来保持土仓压力。6.加强对地面的监测，及时反应地层的变形情况。7.每隔3天，需要定期做小距离的推动。8.停机期间，按正常保养程序对盾构机进行保养。3.2.3.2盾构非正常停机方案1.掘进过程中出现下列情况之一时，必须立即停止掘进作业，经过分析，采取措施，确认安全后，方可恢复掘进作业。（1）开挖面发生严重塌方。（2）遇到障碍物无法掘进。（3）传力柱发生弯曲或扭曲。（4）后背变形、位移超过规定。（5）顶力骤然增大或超过控制顶力。（6）成洞管片出现裂缝或接口出现劈裂、错位。（7）成洞管片沉降值、沉降速率和变形大于设计规定。（8）盾构机的切削功率（或切削扭矩）和密封舱压力大于额定值。（9）影响区内地面、地下管线、建（构）筑物的沉降、倾斜度、结构裂缝和变形等量测数据有突变或超过限值。2.以上情况停机需采用如下措施（1）停机时，立即确定盾构机所处位置，立即派出监测人员对盾构机周边地面建（构）筑物及地下管线增设监控点并加密监测，项目部立即启动应急预案，做好地面防护，盾构技术负责人及总机电工程师及时查找问题，根据现场情况做好排除险情的方案上报监理审批后立即组织实施。（2）调节停机时的土仓压力比设定压力略大于0.2～0.3bar。（3）根据实际情况安排盾构机适当掘进，掘进过程不进行注浆和出土，防止浆液凝固盾尾密封刷。（4）盾构停机时间较长，通过中盾和前盾的膨润土加入系统，在盾体周围注满泥浆，保持地层稳定，同时防止周围土体与盾体固结，避免盾构机再次掘进时土体摩擦力过大。（5）加强对盾构机土仓压力的监视和调整，根据地层情况确定土仓压力警戒值。当土仓压力低于警戒值时，通过膨润土系统加入泥浆来保持土仓压力。（6）加强对地面的监测，及时反应地层的变形情况，采取措施确保地面安全直至问题排除。3.2.4盾构换刀专项方案本盾构区间地质复杂，线路较长，隧洞地质结构主要为砂、粘、砾多层结构及砂、粘双层结构，对刀盘、刀具磨损较大，需要在掘进期间进行开仓检查，必要时需要进行开仓换刀，开仓换刀作业首先挑选地质条件较好的地段，必要时对土体进行加固，其次要做好充分的换刀准备工作、作业安全措施。3.2.4.1盾构带压换刀换刀是一个风险大、作业条件艰苦的工作，其成功与否直接关系到工程的成败，选择地点不当或者是措施不力会导致灾难性的后果，因此在考虑换刀以前必须选择好合适的地层中，最好是选择土体能够自稳的地层，如果地层软弱，不能自稳，需提前对土体采用合适的方法进行加固处理以满足换刀条件。换刀施工前，作好地质调查，在拟订的换刀地点前，进行地层加固，以确保换刀过程中的盾构机掘进面的地层稳定，施工中换刀人员的绝对安全。在换刀过程中，需注意的主要事项有：1.进入土仓（1）进入土仓当工人进入土仓后，最重要的是要保证工人在挖掘室中不受塌落材料和突然涌水的伤害。所以应根据地质情况(砾石或沙质地、覆盖小、水)，在停止掘进之后可能需要向土仓的土浆中加入膨润土，并用刀盘混合均匀，以稳定和密封开挖面。在这种情况下，使用的膨润土悬浮液起支承液的作用，在压力的作用下渗入地层，进行密封，生成一种被称为“滤饼”的结构。压缩空气调节系统使这一滤饼保持平衡，象一层薄膜，从而改善开挖面的密封性。然后按以下步骤进行操作：①压缩空气调节设备的管路通过隔墙后面的单独接口用水进行冲洗，以防止挖掘下的材料进入压缩空气回路中。②清洗后给压缩空气装置加压,(压力墙上的所有闸阀均关闭)。③从挖掘室中排出土浆，直至土压降低0.1-0.2bar为止。④达到这一压降之后，可以向挖掘室喷射压缩空气。调节装置要调定成室顶上的空气压力高于起始的土压0.1bar。⑤必须排出一部分土浆，直到至少上面的土压计显示出在压缩空气调节设备上调定的空气压力。在这期间，可以通过转动刀盘卸下室顶范围里的挖掘下的材料。⑥停止刀盘和螺旋输送机的转动，关闭螺旋器闸阀，卸下输送带上的物料。⑦人员进入主室，由人闸管理员将主室调至土仓的压力状态。⑧人员进入人闸主室，且土仓和主室进行压力平衡之后，则可以小心打开压力墙门。在这一过程中要注意落下的材料。（2）安全说明①必须关闭螺旋输送器，如果螺旋输送器闸阀没有关闭，就会造成压缩空气猛烈从螺旋输送器喷出的危险。这会导致开挖面稳定性降低（塌落材料、涌水）。挖掘室的压力减弱和开挖面稳定性降低均会使人员的健康造成严重的伤害。②因为可能会出现开挖面部分倒塌的情况，所以进入土仓非常危险。在整个时间内都必须非常仔细地观察开挖面。③必须遵守全部的安全措施，防止工作材料的滚动和下落，以保证刀具的安全运输。④所有需要的起重工具都要固定在预定的支架上并经过检察，保证安全操作。⑤全部人员都佩戴安全索，特别是在刀盘上工作时，必须把它固定在固定点上。⑥作为紧急安全室，前室必须始终让所有工人进入，不许被管路、电缆或其它材料堵塞。在土仓里进行超压工作过程中，前室的门必须关闭，这样可以保证前室在任何时候都可以从两边进入。⑦无论盾构机处于何种操作方式，都不允许在铺设供应管路时穿过人闸门，造成堵塞。管路每次都要联接在压力墙上规定的连接箱中。2.人闸人闸的操作由经过培训的人闸管理员进行。人闸管理员需要的各种操作和显示元件都安放在人闸的外部。只允许通过高压空气检查和经过相应培训的的人员进入人闸。人员在人闸中高压环境下作业时间需符合相关规定。人闸的前室和主室中装有相同的元件(压力表、时钟、电话等)。定期检查所有设施的功能（显示仪表、带式记录仪、暖气、时钟、温度计、密封和阀等）。（1）安全说明必须定期检查电话和紧急电话设施的正常功能。患有伤风感冒和流感的人员不许进入人闸，他们有鼓膜的危险。人员进出人闸时必须穿干衣服。必须注意人闸前面和里面所有警告牌和信息牌的内容，严格遵守其中的命令和禁令。检查门密封和密封面的清洁和损坏状况，必要时更换密封。每次进出人闸之前，都要检查确定带式记录仪的功能完好和贮纸量。应连续观察人闸人闸内人员的身体状况。如果人闸里一名或多名人员稍有感觉不适的症状，马上中断过程，把他们从人闸中放出。必须保证在高压空气中工作的人员出人闸后在工地上逗留2个小时，以观察他们的身体状况。（2）进入主室①检查显示仪表、带式记录仪、暖气、时钟、温度计、电话、紧急电话、阀门等。检查门密封的清洁状况。②人员进入主室。③开动主室的双纸带记录仪，检查其工作是否正常以及储纸量。④关闭主室和前室之间的隔离门，注意正确锁闭。⑤压力墙上的人闸门处于密封状态。⑥人闸管理员和在人闸中坐着的人员之间建立电话联系。⑦人闸管理员缓慢打开“主室通入空气”闸阀，按照规章缓慢增加主室的压力，直至达到工作压力。(人闸中的工作压力最高可达到3bar，当超过3bar以后，就会通过安全阀自动卸压。⑧主室中的人员可以根据自己的要求调定暖气。⑨当主室的压力与盾壳挖掘室的压力相同时，人闸中的人员缓慢打开主室和挖掘室之间的闸阀。⑩主室和挖掘室之间的压力平衡后就可以打开压力墙门。(11)人闸管理员关闭带式记录仪。（3）离开主室①主室和前室之间的人闸门处于关闭状态。②要出来的人员离开土仓，进入主室。③压力墙门和压力墙上用于平衡压力的闸阀必须关闭。④人闸中的人员与人闸管理员进行电话联系。⑤人闸管理员打开带式记录仪。⑥人闸管理员在观察压力表“主室压力”和流量计“主室排气”的同时，开始使用“主室排气”闸阀缓慢降低主室压力。⑦与此同时，他使用闸阀“主室通入空气”向人闸通入空气。但不能使压力再次上升。⑧调节闸阀“主室排气”和“主室通入空气”，使人闸在通风的情况下达到一个符合规范的稳定而缓慢的降压过程。在这一过程中，流量计“主室排气量”的流量必须不低于每人0.5m3/min。首先使压力降低到规定的第一阶段的压力状态，并稳定观察3分钟，实在气闸中工作的人员适应这个压力状态。⑨重复过程（6）到（8）按附表Ⅰ分几个阶段将压力将压力降低至常压。⑩在这一进出过程中，人闸里人员可以打开暖气。推荐的温度范围是最低15摄氏度，最高28摄氏度。(11)当主室压力到达常压后，就可以打开主室隔墙上通往常压房间的门，让人员走出主室。(12)人闸管理员关闭带式记录仪，把进出过程(日期、时间、压力、人数等)登记到进出人闸登记簿中。（4）进出人闸前室前室用于在挖掘室和压力室的高压空气中工作时送入材料或进入人。旁室的操作与主室相近。唯一的区别是使用的阀和显示仪表不同。（5）把挖掘刀具送入挖掘室①使用起重设备把材料送入人闸前室。②关闭人闸前室门。③升至高压。④打开前室和主室之间的人闸门。⑤把材料从主室取出，送入土仓。3.更换刀盘上的刀具（1）更换刀具的准备工作在工人开始在刀盘上更换刀具之前，还必须进行以下工作：①在掘进停止之后根据地质情况排出挖掘下的材料。②用起重设备和运输台把刀具送入主室(工作室)。③在高压空气中工作时，人员要按照规则适应挖掘室中的压力状态。④使用主室中的维修操纵板把刀盘转至希望的位置。⑤悬挂平台、格筛和起重设备都要固定在盾外壳预设的固定点上。（2）安全说明①因为可能会出现开挖面部分倒塌的情况，所以进入土仓非常危险。在整个时间内都必须非常仔细地观察开