区间盾构施工方案

PAGEPAGE26南京地铁一号线线线南延线线TAA05标区间盾构施工方方方案编制：复核：审核：中铁三局集团有有有限公司司南京地铁一号线线线南延线TA05标项目经经理理部2008年8月月月编制说明编制依据1.南京地铁一一号号线南延线线线工程TA05标土建施施工工招标文文件通通用部分分；2.南京地铁一一号号线南延线线线工程TA05标土建施施工工招标文文件专专用部分分；3.南京地铁一一号号线南延线线线工程TA05标设计图图纸纸和设计计说明明；4.南京地铁一一号号线南延线线线工程TA05标工程环环境境条件；；5.南京地铁一一号号线南延线线线工程TA05标岩土工工程程勘察报报告；；6.现场调查查查取得的的资料料；7.本单位现现现有技术术水平平、管理理水平平、装备备水平平及多年年从事事地下工工程的的经验。编制原则1.质量目标明明确确，保证措措措施完善善，工工程质量量标准准符合招招标文文件的要要求；；2.工期目标明明确确，计划安安安排合理理有序序，施工工工期期满足建建设单单位要求求；3.安全目标明明确确，安全措措措施可靠靠，确确保施工工过程程中人员员、设设备的安安全；；4.总体施工筹筹划划合理、施施施工方案案可行行，施工工方便便、施工工方法法和施工工工艺艺成熟；；5.充分考虑本本标标段的环境境境特点，尽尽量量减少施施工对对环境、交交通通及居民民出行行的影响响。编制范围本工程范围为南南南京南站站站～～岔路口口站区区间，起起止里里程为：K6+00118.99199～K8+11008.77111。编制内容详细阐述了本工工工程区间间隧道道的施工工方法法，主要要内容容包括盾盾构隧隧道的施施工方方法及工工艺、重重点阐述述了本本工程复复合地地层盾构构施工工方法和和地层层改良措措施、盾盾构隧道道的联联络通道道的施施工方法法和工工艺，以以及施施工测量量与施施工期间间的监监控量测测等。介绍了为保证本本本区间工工程的的顺利进进行，而而采取的的各项项施工保保证措措施，主主要内内容有：：工程程质量保保证体体系及措措施，明环体施消防、安安全、保卫卫、健康体体系及措施施。区间隧道盾构施施施工概述述南京南站站~岔岔岔路口站站区间间概况本标段盾构施工工工范围是是南京京南站站站～岔岔路口站站区间间隧道，起起止止里程为为：K6+00118.99199～K8+11008.77111,全长42022..544米。其中中设设中间风风井一一座及联联络通通道二座座，里里程为：：中间间风井K6+99550、联络通通道K6+55000、K7+55445.5。南京南站站～岔岔岔路口站站区间间始于地地铁南南京南站站南端端，线路路沿规规划玉兰兰路以以400m半径曲线线东东拐后前前行，再再以350米曲线南南拐拐进入宁宁溧路路地下至至岔路路口站北北端。区区间主要要从大大片新近近砌建建的厂房房、仓仓库，宁宁南工工业园厂厂区、工工厂、住住宅小小区及商商铺下下穿行。拟拟建建场地地地形稍稍有起伏伏，总总体中部部稍高高，场地地吴淞淞高程9.233~~13..344m。线路线间距在1113m～34m之间。线线路路最大坡坡度为为25.00993‰，最小坡坡度度为2‰，线路埋埋深深在10m～20m之间。隧隧道道断面均均为标标准的单单线单单洞区间间隧道道。南京南站站～岔岔岔路口站站区间间隧道通通过的的围岩为②-2b4淤泥质粉粉质质粘土层层、②-3b22--3粉质粘土土层层、③-3-11bb1-2粉质粘土土层层、J3xx--1强风化泥泥质质粉砂岩岩层、J3xx--2中风化泥泥质质粉砂岩岩层。隧隧道断面面内大大部分都都附存存③-3-11bb1-2粉质粘土土层层、J3xx--1强风化泥泥质质粉砂岩岩层、J3xx--2中风化泥泥质质粉砂岩岩层，岩岩层所占占比例例较大。概概括括来讲，盾盾构构掘进断断面大大部分在在泥质质粉砂岩岩层中中。本区间场地地下下下水主要要为孔孔隙潜水水，赋赋存于①层填土和②层新近沉沉积积土中，而而③层粘性土土为为相对隔隔水层层，水位位埋深深标高约约为8.70～9.000m，所以本本段段区间盾盾构掘掘进断面面内基基本无地地下水水。区间间平面面图2-1：图2-1区间间间平面图盾构施工工艺流流流程盾构施工工艺流流流程盾构施工工艺流流流程详见见图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特特点与其他施工工艺艺艺相比，盾盾构构施工工工艺具具有如下下特点点：⑴在隧道穿越越地地面建筑物物物群或隧隧道上上方有较较为密密集的地地下管管线时，可可以以较好的的控制制地面的的沉降降，基本本上不不影响隧隧道上上方的建建构筑筑物，减减少工工程拆迁迁量，降降低工程程成本本；⑵除盾构的工工作作井外，沿沿沿线不需需要降降水，节节约地地下水，保保护护了水资资源；；⑶施工占地小小，对对外界的的负面影影响小小，除盾盾构的的工作井井外，施施工时的的地面面作业很很少，施施工隐蔽蔽性好好，因施施工噪噪音及震震动所所引起的的环境境影响也也小；；⑷隧道施工所所需需的费用和和和技术难难度基基本上不不受隧隧道覆土土厚度度的影响响，特特别适宜宜于建建造覆土土深的的隧道；⑸当隧道穿越越河河底或海底底底时，隧隧道的的施工不不会影影响到航航道的的通行，也也完完全不受受气候候的影响响；⑹盾构施工的的机机械化程度度度高，科科学技技术含量量高，工工人的劳劳动强强度低，施施工工的效率率高，能能够保证证工程程质量和和工期期要求。施工部署总体施工安排区间隧道掘进分分分为三部部分，分分别为初初始掘掘进→正常掘进进→贯通掘进进，为为了提高高掘进进效率，故故将将初始掘掘进先先进行73环；掘进进完完成后进进入正正常掘进进过程程，正常常掘进进过程中中必须须严格对对盾构构掘进轴轴线、管管片拼装装质量量、地面面沉降降三方面面进行行控制，当当掘掘进至距距接收收端洞口80～100m处进入贯贯通通掘进阶阶段，需需进行全全线贯贯通测量量校核核，准确确定位位盾构机机头的的坐标位位置和和姿态，并并根根据测量量结果果，确定定盾构构推进方方案，保保证盾构构机顺顺利、安安全、准准确地进进入接接收井，完完成成整体掘掘进过过程，之之后进进行刀盘盘维修修，为进进行下下一段掘掘进作作好准备备。盾盾构隧道道管片片由南京力力高高建筑构构件有有限公司司分包包生产。正常掘进控制要要要点及注注意事事项⑴盾构掘进轴轴线线的控制盾构轴线的控制制制是盾构构工法法的重点点，掘掘进时必必须注注意以下下几个个方面：：①控制好掘进的的的技术参数数，如如土压、推推速速等。当当土压压过低时时，不不仅容易易造成成地层的的沉降降，而且且对盾盾构轴线线的控控制也有有影响响，容易易造成成盾构下下沉；；另外注注浆的的位置及及压力力，注浆浆压力力过大一一方面面对地层层的扰扰动较大大，另另一方面面也会会使得盾盾构向向注浆位位置的的反方向向移动动，不利利于盾盾构的轴轴线控控制；②正确进行盾构构构千斤顶的的编编组及分分区油油压的控控制，推推进时对对千斤斤顶选择择的正正确与否否直接接关系到到盾构构轴线的的轨迹迹，在盾盾构轴轴线控制制一节节里，针针对各各种不同同盾构构轴线位位置详详细的列列出了了千斤顶顶编组组及分区区油压压控制对对盾构构轴线控控制的的作用；；③合理使用盾构构构的铰接装装置置，当盾盾构偏偏离隧道道设计计轴线较较多、盾盾构进行行小半半径曲线线施工工时或者者盾构构姿态极极差时时，通过过调整整千斤顶顶的编编组与选选择及及分区油油压控控制都较较难以以达到目目的时时，可通通过开开启盾构构铰接接装置，具具体体的操作作为：：根据盾盾构的的偏离程程度计计算盾构构中折折每一步步的转转折角度度，先先开启盾盾构的的超挖刀刀进行行超挖施施工，超超挖的长长度一一般为盾盾构的的半个到到一个个盾构机机身的的长度，然然后后根据计计算调调整盾构构的中中折装置置，再再辅以千千斤顶顶编组及及分区区油压控控制，进进行掘进进施工工，推进进时根根据盾构构姿态态的测量量数据据随时调调整中中折角度度，直直到盾构构回到到设计轴轴线上上来。⑵管片拼装质质量量的控制管片拼装质量直直直接影响响隧道道的结构构质量量，必须须注意意以下几几点：：①必须合理使用用用管片，本本合合同段采采用的的是通用用管片片，对管管片使使用要求求较高高，管片片拼装装手必须须熟悉悉管片特特征；；②必须做好管片片片的运输、保保存；③注意成环隧道道道的保护。⑶地面沉降的的控控制地面沉降会直接接接危及地地面建建筑物的的安全全，掘进进中必必须要控控制好好地面的的沉降降，掘进进操作作必须注注意以以下几点点：①土压升高或降降降低对地面面建建筑物都都是不不利的，容容易易造成地地面的的隆起和和沉降降，所以以在掘掘进过程程中要要严格保保持掘掘进面的的土压压稳定，一一般般所采取取的措措施为严严格控控制螺旋旋输送送机的排排土量量与刀盘盘的切切削土量量，控控制两者者相等等；还要要根据据地层的的变化化合理的的对加加入的泡泡沫量量进行调调整，以以更好的的改变变土体的的塑流流性，使使土体体变得更更为均均匀可以以较好好的把压压力传传递至开开挖面面上，防防止开开挖面的的水土土流失过过多；；②同步注浆保保证证注浆量和和和和注浆浆压力力；③二次补注浆浆注注浆量用雷雷雷达探测测结果果决定。注注浆浆时用注注浆量量和注浆浆压力力进行双双控；；④严严好推度使速尽定必证构续定⑤根据沉降量量检检测结果及及及时调整整推进进速度、出出土土压力、同同步步注浆量量及压压力参数数。⑻在整环管片片脱脱出盾尾后后后，再次次按规规定扭紧紧全部部联接螺螺栓。同步注浆及回填填填注浆采用盾构施工法法法，在管管片和和地层之之间将将产生空空隙，该该空隙必必须充充填，否否则，隧隧道周围围的地地基会有有较大大变位（主主要要由盾尾尾空隙隙引起）。因因此，及时进进行背后注浆浆是盾构工法法中必不可少少的环节。同同时，背后注注浆具有提高高隧道的止水水性能和确保保管片衬砌的的早期稳定性性。背后注浆浆采用盾尾同同步注浆和二二次补注浆两两种方式。盾尾同步注浆盾尾同步注浆是是是利用盾盾构设设备中的的同步步注浆系系统，对对随着盾盾构向向前推进进、管管片衬砌砌逐渐渐脱出盾盾尾所所产生的的建筑筑间隙进进行及及时充填填的过过程。注浆材料同步注注注浆是保保证管管片拼装装质量量的关键键所在在，其目目的在在于控制制隧道道变形，防防止止管片上上浮，提提高结构构的抗抗渗能力力。良良好的浆浆液性性能体现现在一一下几个个方面面：①浆液充填填性性好；②浆液和易易性性好；③浆液初凝凝时时间适当当，早早期强度度高，浆浆液硬化化后体体积收缩缩率小小；④浆液稠度度合合适，以以不被被地下水水过度度稀释为为宜。根根据以上上几点点结合本本合同同段的地地层土土质状况况，同同步注浆浆采用用水泥砂砂浆。同步注浆浆浆浆液配合合比（配配成1m3浆液）水泥粉煤灰砂膨润土水初凝时间7d强度（MPPaa）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好好的充填填于管管片的外外侧间间隙，必必须以以一定的的压力力压送浆浆液。注注入压力力大小小通常选选择为为地层阻阻力强强度（压压力）加加上0.1～0.2MMPPa的和。地地层层阻力强强度是是由土层层条件件及掘削削条件件决定的的，通通常在0.1～0.2MMPPa以下。根根据据本合同同段的的地层土土质条条件，注注浆压压力初步步设定定为0.199MMPa。⑵注浆量同步注浆量q可可可按此式式估算算：q=[π/4((DD12-D22)]Lα式中：D1：盾盾盾构直径，D2：管片外外径L：盾构（背后后后注入）的的全全长α：充填率=111+α1+α2+α3+α4α对正确估算注注注入量至关关重重要，α1：注浆压压力力决定的的压密密系数；α2：土质系系数数；α3：施工损损耗耗系数；α4：超挖系系数数。用数数值表表示注入入量α非常困难难，至至今仍把把施工工实绩和和经验验数据作作为大大致的选选定目目标，具具体数数据见下下表所所示。注入率系数表符号因素推算的增加比例例例的范围围设定系数α1注入压力产生的压压密密加气1.30～1...500.4不加气1.05～1...150.1α2土质1.10～1...600.35α3施工损耗1.10～1...200.10α4超挖1.10～1...200.15通过估算，每环环环注浆量量为3.7mm3左右（注注浆浆量应控控制在在130%～180%之间）。施施施工过程程中若若注入量量持续续增多，应应检检查有无无超挖挖、漏失失；若若注入量量低于于理论注注入量量，可检检查一一下浆液液配比比、注浆浆设备备等方面面的原原因。⑶注浆流量同步注浆非常重重重要的参参数就就是要建建立注注浆流量量与盾盾构推进进的关关系。如如果注注浆流量量大于于盾构推推进的的速度，则则浆浆液会发发生跑跑浆现象象，甚甚至会穿穿过盾盾尾进入入盾构构机内，污污染染拼装的的工作作面；如如果注注浆流量量小于于盾构前前进的的速度，则则会会在盾尾尾脱出出的部位位造成成一定的的沉降降。按盾盾构推推进速度20mmm//min计算注浆浆流流量值为54L//mmin。注浆注意事项⑴制浆时的注注意意事项=1\*GB3①材料投入顺顺序序要正确，计计量要准确；；拌和时间要要连续，不能能间断；严格格控制搅拌的的时间、速度度。=2\*GB3②使用材料要要合合适，杜绝绝绝使用过过期、不不合格的的材料料；⑵运输、注入入时时的注意事事事项=1\*GB3①使用搅拌拌装置置，保证证浆液在在运输输过程中中不出出现分离离；=2\*GB3②经常检查查从注注入孔到到泵的输输浆管管路的畅畅通状状况；=3\*GB3③掌握注入入孔位位置的阀阀门和泵泵的工工作状况况；严严密观察察注入入压力、注注入入量的波波动状状况；=4\*GB3④注意注入入结束束时从注注入孔阀阀门的的关闭到到移动动输浆管管的工工作顺序序；取取下注入入孔的的阀门时时，应应装上柱柱塞；；=5\*GB3⑤管片出现现破损损、上浮浮等现象象时先先采取封封堵措措施后再再注浆浆；=6\*GB3⑥当浆液从从管片片外漏时时，应暂暂停注注浆，待待采取取措施后后再行行注入；；=7\*GB3⑦废浆液及及时用用排污泵泵通过排排污管管线排到到地面面；=8\*GB3⑧作业结束后后，作作业员必必须对制制浆设设备、泵泵等进进行彻底底的清清洗。注浆标准及效果果果检查⑴注浆压力力达到到设计压压力，注注浆量量达到设设计注注浆量的80%以上。⑵注浆效果果检查查主要采采用分析析法，即即根据压压力、注注浆量等等结合合管片、地地表表及周围围建筑筑物量测测结果果进行综综合评评价。⑶对拱顶部部分采采用超声声波探测测法通通过频谱谱分析析进行检检查，对对未满足足要求求的部位位进行行补充注注浆。二次补注浆二次补注浆采用用用后方注注浆方方式，即即在后后几环注注浆孔孔进行壁壁后注注浆。二二次补补注浆主主要是是弥补同同步注注浆的不不足，以以下三种种场合合需要进进行二二次补注注浆。⑴雷达检测管管片片外有不实实实空洞；；⑵注入浆液的的体体积缩减部部部分的补补充注注入；⑶为了提高抗抗渗渗透性。注浆孔位置及构构构造管片的吊装孔兼兼兼作二次次注浆浆孔。从从便于于施工和和注浆浆效果两两方面面综合考考虑，二二次补注注浆孔孔的位置置宜选选择在管管片两两侧。⑴直线段：注注浆浆孔在管片片片两侧交交替选选择；⑵曲线段：注注浆浆孔的位置置置最好选选择在在曲线外外侧管管片注浆浆孔。注浆孔的断面布布布设图见见图3-1。图3-1注浆孔断面布设图图图考虑到该孔作为为为同步注注浆后后的补充充注浆浆手段，为为保保证同步步注浆浆浆液不不从预预留空洞洞泄出出，又方方便二二次补注注浆使使用，设设计在在孔洞外外侧预预留了一一层25mm厚的素混混凝凝土层，以以便便后期补补充注注浆时将将其冲冲破。注注浆孔孔构造见见图3-2。图3-2管片注浆浆孔孔构造示示意图图（单位位：mm）注浆方式在隧道内，通过过过管片注注浆孔孔（盾构构机后后方5环位置）用用用枪头注注入浆浆液。注注入方方式见图4-27。注浆之前要先钻钻钻孔，达达到预预定深度度后，再再开始注注浆。根根据本区区间的的地层地地质状状况及现现场的的施工条条件等等因素，钻钻孔孔用具选选择便便携式薄薄壁金金刚石钻钻。图3-3管片注浆浆方方式示意意图注浆材料二次补注浆的材材材料主要要采用用水泥浆浆。但但在隧道道开挖挖对地表表建筑筑物或管管线影影响较大大的地地段，为为减少少地面沉沉降，可可选择双双液型型浆液。水水泥泥浆所用用材料料及配比比见表表5.8。水泥浆液液材材料配比表5.8水泥水稳定剂1150kg1150kg2.7～3.555kg注浆控制参数二次注浆在拼装装装管片时时进行行。注浆浆量一一般为理理论间间隙的40%～50%。二次注注浆浆压力一一般比比同步注注浆压压力高出0.01～0.033MMPa，但是还还应应参考隧隧道覆覆土厚度度、地地下水的的压力力及管片片的强强度进行行调整整。对于于钢管管片来说说，注注入孔处处的压压力不能能大于于0.4MMPPa，以防止止钢钢管片变变形。考考虑综合合因素素，注浆浆的速速度约为25L//mmin。注浆孔密封二次注浆结束后后后，要对对每一一个注浆浆孔进进行密封封，以以防渗水水。注注浆管密密封圈圈和注浆浆管盖盖密封圈圈均采采用缓膨膨胀型型遇水膨膨胀橡橡胶制品品。注注浆管密密封构构造见图3-4。图3-4注注注浆孔密封封构构造图注浆注意事项=1\*GB3①注浆完毕后后，要要冲洗枪枪头，使使之可可顺利进进行下下一次注注浆。=2\*GB3②注意注浆孔孔的的密封，以以以防渗水水。=3\*GB3③使用材料要要符符合标准，保保证注浆质量量。注浆标准及效果果果检查=1\*GB3①对已注浆的的壁壁后注浆材材材料进行行取样样，检查查其注注浆厚度度、情情况、强强度等等。=2\*GB3②壁后注浆施施工工具有防止止止围岩松松弛和和把千斤斤顶推推力传递递到围围岩的作作用，因因此必须须进行行充分的的填充充。掌握好注浆施工工工与其它它施工工环节的的配合合是整个个盾构构施工过过程的的关键。盾构掘进管理盾构掘进施工管管管理的目目标是是防止盾盾构机机掘进引引起的的地面变变形和和确保隧隧道线线形。具具体的的管理项项目有有开挖管管理、加加泡沫管管理和和壁后注注浆管管理。见见图3-5：盾构掘掘进进管理系系统构构成图。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压力舱的压压力力为确保开挖面的的的稳定，需需要要适当地地维持持压力舱舱压力力。推进进中的的压力舱舱压力力的维持持方法法有：用用螺旋旋式排土土器的的转数控控制、用用盾构千千斤顶顶的推进进速度度控制、两两者者的组合合控制制等。=2\*GB3②排土量为了一边保持开开开挖面的的稳定定一边顺顺利的的进行推推进，需需要适量量地进进行排土土，以以维持排排土量量和推进进量相相平衡。排排土土量管理理的方方法可大大致分分为容积积管理理法和重重量管管理法。作作为为容积管管理法法，一般般是采采用钢车车台数数的验收收的方方法，或或从螺螺旋式排排土器器转数，压压送送泵转数数进行行推算。重重量量管理法法，一一般是用用钢车车重量进进行验验收。=3\*GB3③切削泥量维持切削泥量和和和排土量量相平平衡是确确保开开挖面稳稳定的的关键。控控制制切削泥泥量主主要是通通过控控制推进进速度度来实现现。⑵加泡沫管理加泡沫量根据围围围岩的粒粒度组组成而设设定。在在施工中中先将将隧道进进行区区间划分分，每每个区间间的注注入量根根据开开挖面的的稳定定情况、开开挖挖土的性性状和和盾构各各部分分的作业业情况况，通过过注入入效果确确认后后进行决决定，再再将这一一结果果反馈到到以后后的施工工中。加泡沫量的控制制制，一般般是根根据推进进速度度来进行行的。这这种方式式是事事先设定定加入入量，根根据盾盾构推进进速度度自动增增减加加泡沫量量。⑶壁后注浆管管理理=1\*GB3①材料配比对壁后注浆材料料料，要根根据地地质区域域的不不同，及及考虑虑注浆材材料的的管理特特性来来进行配配合比比设计。对对材材料的基基本要要求是：：不发发生材料料离析析；不丧丧失流流动性；；注浆浆后的体体积减减少小；；尽早早达到围围岩强强度以上上；水水密性好好。=2\*GB3②压力流量注浆管理是以压压压力管理理为基基础进行行注浆浆量管理理。将将已施工工的注注浆量和和坍塌塌探测得得出的的空隙量量进行行对比，确确定定设计注注浆量量，参考考单环环、多环环、超超挖探测测量的的情况，最最终终确定注注浆时时的最终终压力力标准。盾构施工异常情情情况预案案盾构进出洞地面面面沉降、坍坍塌塌的预防防措施施盾构进出洞是指指指盾构从从始发发井出发发开始始掘进（出出洞洞）和盾盾构机机从隧道道中进进入接收收井（进进洞）。始始发发井和接接收井井分别是是隧道道开始掘掘进的的始端和和隧道道结束的的末端端（也可可能是是局部的的），在在隧道的的始端端和末端端分别别都安有有一个个钢环，即即是是用钢板板卷制制成的轴轴向长长度为几几十厘厘米不等等的直直径大于于盾构构直径几几十厘厘米的预预埋件件，它是是在工工作井施施工中中浇筑于于混凝凝土井壁壁中的的。钢环环的作作用有以以下几几方面：：一是是轴线定定位；；二是推推进时时的一个个受力力支撑体体；三三是加焊焊钢板板后封堵堵洞口口。当盾盾构进进入（脱脱出）钢钢环时，推推进进所加泡泡沫连连同切削削下来来的土体体会从从盾构机机体与与钢环的的间隙隙中流出出，导导致盾构构土仓仓的泡沫沫与土土搅拌不不均匀匀，土仓仓内土土压也难难以控控制，于于是在在盾构机机的扰扰动下,盾构前上上方方土体就就易坍坍塌下落落，从从而造成成地面面下沉。针针对对这种情情况，我我们采取取的措措施如下下：⑴在始发井（或或或接收井）的的施工过程中中，在洞口范范围内布设一一定数量的旋旋喷桩或素混混凝土桩或三三轴搅拌桩以以加固地层，桩桩的深度一般般要达到隧道道底部以下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在始发井洞洞口口钢环上安安安装一圆圆环形形橡胶帘帘布板板，板厚厚几厘厘米不等等，其其内径小小于盾盾构机体体外径径，可以以套在在盾构机机外壳壳上，起起到箍箍紧密封封的作作用，在在盾构构机头部部进入入钢环后后，再再于橡胶胶帘布布板外安安设一一层钢板板，都都用螺栓栓与钢钢环相连连，以以此挡住住橡胶胶帘布防防止推推进加泡泡沫时时外翻，从从而而起到密密封作作用，防防止土土仓内的的土、泥泥泄漏，从从而而可以保保持一一定的土土压，可可以达到到防坍坍塌下沉沉的作作用。地面沉降（隆起起起）预防防措施施及解决决方法法地面沉降（隆起起起）是指指盾构构施工过过程中中对土体体破坏坏而致使使地面面产生的的位移移变化。当当盾盾构穿行行于地地下时，盾盾构构周围土土体在在盾构扰扰动作作用下会会形成成沉降或或隆起起；另外外在盾盾构检修修或其其它特殊殊情况况（如盾盾构前前方有障障碍物物），所所造成成的长时时间停停机时，如如不不采取措措施或或措施不不当，亦亦会使上上部土土体发生生沉降降，一旦旦土体体产生沉沉降，地地上建筑筑物及及地下管管线或或构筑物物势必必会受到到损坏坏，以至至于报报废，可可见，在在盾构施施工中中，如何何控制制、解决决地面面沉降问问题至至关重要要。基于对地面沉降降降所造成成危害害的重视视，我我们在过过去的的施工过过程中中，不断断地摸摸索、尝尝试、总总结经验验，现现在已掌掌握了了一套行行之有有效的控控制地地面沉降降的施施工工艺艺：首首先，在在工程程的初始始掘进进阶段，我我们们都以现现况的的实际土土质、盾盾构覆土土厚度度及地下下含水水情况还还有以以往经验验初步步制定出出一系系列的盾盾构操操作的工工艺参参数。如如土压压推进速速度、注注浆及二二次补补注浆的的压力力数量与与次数数、加泥泥量等等。然后后由测测绘人员员在盾盾构沿线线的各各地层布布设永永久性观观测点点以实施施全线线监控，在在盾盾构掘进进阶段段随时观观测地地面及各各地层层的反应应情况况，继而而根据据地面及及地层层的反应应情况况对盾构构掘进进的技术术工艺艺参数进进行修修正至最最优化化。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。严格控制推进的的的速度，尽尽量量保持速速度均均匀稳定定，同同时还要要严格格控制土土压，尤尤其是在在上软软下硬地地层中中进行盾盾构掘掘进施工工时，更更要注意意这一一点。因因为在在上软下下硬地地层中掘掘进土土压的波波动幅幅度较大大，相相对来讲讲土压压的控制制要困困难一点点，更更要严加加控制制。推进进时稳稳定推进进速度度、螺旋旋输送送机的转转速及及加泡沫沫的量量，通过过这几几个方面面的协协调控制制可以以把土压压控制制在一个个较为为稳定的的范围围内。综合应用上述技技技术措施施即可可较为理理想地地控制地地面沉沉降量，保保证证工程质质量。区间盾构施工本区间段穿越此此此地层主主要为为③-3-11bb1-2可-硬塑粉质质粘粘土层、J3x--1强风化泥泥质质粉砂岩岩层和和J3x--2中风化泥泥质质粉砂岩岩。K8+11008.77111～K7+88112.115段为③-3-11bb1-2可-硬塑粉质质粘粘土层，计计296..5561米；K7+88112.115～K7+44772.117段、K6+88440.006～K6+66993.992段及K6+22555.9～K6+00118.99199段为上软软下下硬地层层，上上部为J3x--1强风化泥泥质质粉砂岩岩层和和J3x--2中风化泥泥质质粉砂岩岩，下下部为③-3-11bb1-2可-硬塑粉质质粘粘土层，计计722..9961米，K7+44772.117～K6+88440.006段及K6+66993.992～K6+22555.9段为硬岩岩层层，计10700..13米。盾构构机机在过粉粉质粘粘土层和和上软软下硬地地层时时，容易易产生生较大的的围岩岩扰动。因因此此，对软软土地地层和上上软下下硬地层层如何何控制盾盾构开开挖面的的稳定定性，是是保证证盾构安安全高高效推进进的首首要前提提推进进。4.1盾构机机机掘进模模式南京南站站～岔岔岔路口站站区间间盾构机机采用用土压平平衡式式掘进、欠欠土土压平衡衡模式式两种方方式进进行施工工。4.1.1土压压压平衡式式盾构机在②、③③③层等土层层中中时，将将采用用土压平平衡式式模式掘掘进。该该模式的的核心心是保持持合理理的土仓仓压力力，从而而维持持开挖面面的稳稳定和控控制地地面沉降降。控控制土压压力的的方法主主要有有：①在保持推进速速速度不变的的情情况下，调调节节螺旋输输送机机的转速速；②在保持螺旋输输输送机转速速不不变的情情况下下，调节节盾构构机的推推进速速度。上述两种控制方方方法可根根据实实际情况况灵活活选用。4.1.2欠土土土压平衡衡式盾构机全断面在在在J3x--2层时，将将采采用欠土土压平平衡式模模式掘掘进。在在该模模式下施施工时时，密封封土舱舱内的渣渣土并并不饱满满，土土舱内的的被动动土压力力小于于工作面面的主主动土压压力，土土舱内的的渣土土处于一一种非非平衡状状态。在在掘进过过程中中，岩面面在短短时间内内能保保持自立立，不不致发生生开挖挖面坍塌塌或上上部土体体塌落落出现地地表沉沉降现象象。采用这种状态进进进行施工工，在在岩层施施工效效率较高高，总总推进速速度较较快。4.1.3掘进进进模式的的切换换在欠土压掘进模模模式掘进进过程程中，一一旦开开挖面不不稳定定、土质质变差差或地面面变形形异常时时应迅迅速调节节螺旋旋机转速速或推推进速度度，使使土仓中中充满满土体从从而保保持必要要的压压力。在盾构机掘进至至至土岩交交界带带时，应应严密密关注出出土的的土质情情况及及地面沉沉降监监测数据据，及及时根据据情况况切换掘掘进模模式。4.2在软土地地地层掘进进南京南站站～岔岔岔路口站站区间间采用的的盾构构机刀盘盘直径径为Φ6420，盾体直直径径为Φ6390。由于盾盾构构机刀盘盘与盾盾体之间间存在在15mm的理论空空隙隙，并且且刀盘盘与盾尾尾之间间无法进进行同同步注浆浆，盾盾构机在在掘进进过程中中，土土体存在在直接接沉降的的风险险，特别别是在在②-3b22--3粉质粘土土层层、②-2b4淤泥质粉粉质质粘土层层等软软土层中中掘进进时，沉沉降影影响将尤尤为明明显。为了防止这种现现现象出现现，拟拟采用以以下措措施：在采用土压平衡衡衡的模式式掘进进，根据据开挖挖面的情情况，选选择相应应的土土压并加加以严严格控制,保持开挖挖面面上方土土体的的稳定。推进过程中，适适适当的加加大密密封土舱舱内的的内的土土压力力，保证证盾构构机掘进进时前前方10m左右位置置保保持着一一定的的隆起状状态，减减小盾构构机通通过时直直接沉沉降的影影响。在盾构穿越软土土土过程中中严格格控制与与切口口土压力力有关关的施工工参数数，如推推进速速度、总总推力力、出土土量等等，尽量量减少少土压力力的波波动；严严格控控制盾构构纠偏偏量；保保证盾盾构机处处于良良好姿态态，尽尽量减少少对易易变形土土体的的扰动，防防止止土体结结构破破坏。部分隧顶和隧道道道洞身通通过②-3b22--3粉质粘土土及③-3-11bb1-2粉质粘土土，盾盾构掘进进时，对对刀盘可可能会会有粘结结作用用，在此此类地地层中掘掘进时时，刀盘盘中心心区和土土仓中中心区可可能会会形成“泥饼”现象，产产生生堵仓现现象，造造成刀盘盘转动动负荷加加大，排排土不畅畅，甚甚至停止止转动动，如果果地下下水较丰丰富，螺螺旋机由由于排排土不畅畅而无无法形成成土塞塞，排土土口就就会产生生喷发发，开挖挖面就就会失稳稳，发发生地层层坍塌塌。同时时，造造成土仓仓内温温度升高高，影影响主轴轴承密密封的寿寿命，严严重时会会造成成密封老老化破破坏。为了防止这种现现现象出现现，采采用以下下措施施：（1）刀盘产生生“泥饼”现象与刀刀具具的布置置、形形式及刀刀盘的的开口率率、形形状等有有关，为为了防止“泥饼”现象的发发生生，增大大中心心区的开开口率率和刀具具对开开挖面的的切削削效果来来改善善对“泥饼”的破碎效效果果，是避避免形形成“泥饼”的有效措措施施。（2）在刀盘面面板板上设置了了了5个添加剂剂注注入孔，配配置置了自动动泡沫沫和添加加剂注注入系统统，可可根据需需要向向开挖面面喷射射水和泡泡沫，改改善碴土土的流流动性，减减小小刀盘面“泥饼”形成的机机会会。（3）在刀盘转转臂臂及搅拌棒棒棒的搅拌拌作用用下能使使碴土土与添加加材料料充分搅搅拌混混合，使使碴土土具有很很好的的塑流性性，利利于出土土。（4）掘进中要要注注意土仓堵堵堵仓，当当出现现土仓温温度和和出碴温温度比比较高的的现象象时（土土仓温温度可以以通过过安装在在驱动动密封内内外圈圈处的二二个温温度传感感器检检测，温温度可可在操作作触摸摸屏上显显示），就就就有可能能发生生堵仓现现象，此此时可通通过仓仓壁及人人行闸闸上的添添加剂剂注入孔孔往土土仓内注注入适适量的高高压水水和膨润润土，以以排除堵堵仓、降降低土仓仓温度度和改善善碴土土的流动动性，防防止由于于堵仓仓引起的的排土土不畅，从从而而引起螺螺旋机机喷发和和开挖挖面失稳稳，引引起地面面沉降降。4.3在复合地地地层中的的掘进进从场地地层条件件件分析，隧隧道道穿越段段岩土土层分布布不均均，由于于穿越越面在线线路上上存在上上软下下硬现象象，易易引起盾盾构施施工在前前进线线路方向向的偏偏移。本次选用的铰接接接式土压压平衡衡盾构机机既具具有开挖挖软土土又具有有破碎碎中风化化泥质质粉砂岩岩层的的能力，在在进进入上软软下硬硬的地质质时，注注意爬坡坡现象象，，在在这种种情况下下要控控制好掘掘进轴轴线、盾盾尾与与管片四四周之之间的间间隙要要均匀、推推进进油缸总总推力力及4个分区的的压压力选择择要适适合地质质情况况，并可可结合合铰接装装置的的使用。推进速度根据所所所处岩层层的单单轴抗压压强度度选定，如如果果掘进速速度较较慢，会会造成成开挖面面失稳稳引起前前上方方的土体体坍塌塌，如果果掘进进速度过过快，会会造成刀刀具所所受载荷荷过大大及受力力不均均引起刀刀具的的磨损损损坏。同时，采用土压压压平衡的的模式式掘进，根根据据开挖面面的情情况，选选择相相应的土土压并并加以严严格控控制,保持开挖挖面面上方土土体的的稳定。在复合地层掘进进进时，特特别是是下部为为岩石石，上部部为软软土层，此此时时，总推推力基基本上由由岩石石部的刀刀具承承受，如如果选选择的推推进速速度不当当，油油缸总推推力过过大，刀刀具就就会有加加速损损坏的可可能。因因此，必必须确确定适合合所处处岩石单单轴抗抗压强度度的Pe值，选用用适适合岩石石的单单轴抗压压强度度的推进进速度度推进，减减轻轻刀具接接触岩岩石的负负荷。当Pe值（刀盘盘每转刀具具的切削深深度）明显显偏小，不不适合岩石石的单轴抗抗压强度时时，应将掘掘进速度慢慢慢提高，使使其调整为为适合单轴轴抗压强度度的Pe值，决不不能急速提提高掘进速速度。随着着掘进速度度的提高，盾盾构机推力力也随着上上升。同时强化信息施施施工，不不断优优化盾构构施工工参数，优优化化合适的的注浆浆浆液，加加强强同步注注浆以以及必要要时的的补压浆浆，注注意后部部加强强止水措措施，封封堵盾尾尾，并并加强隧隧道监监测。必必要时时对盾构构头部部和密封封仓内内的注浆浆孔向向头部和和密封封仓注入入发泡泡剂，改改良土土体。另外还应注意以以以下事项项：（1）连续均衡衡施施工，避免免免较长时时间的的搁置；；（2）严格控制制土土仓压力及及及出土量量，防防止超挖挖及欠欠挖；（3）盾构姿态态变变化不可过过过大、过过频，每每次纵坡坡变化化小于0.2%；（4）同步注浆浆要要求做到及及及时、适适量，部部分区段段考虑虑使用缓缓凝浆浆；（5）如沉降超超过过报警值时时时，及时时采取取跟踪注注浆等等措施控控制建建、构筑筑物的的变形量量。4.3.1在复复复合地层层中掘掘进的施施工参参数设置置当盾构机进入上上上软（③-3-11bb1-2粉质粘土土、J3x--1强风化泥泥质质粉砂岩岩）下下硬（J3x--2中风化泥泥质质粉砂岩岩）的的复合地地层，给给盾构机机下坡坡掘进带带来难难度。①掘进时保持开开开挖面的稳稳定定在复合地层掘进进进时，采采用土土压平衡衡模式式进行掘掘进。盾盾构机密密封土土仓的被被动土土压力设设定比比舱外主主动土土压力稍稍小，一一般在1～1.5bbaar。在掘进中，也应应应控制好好盾构构机推进进速度度、推进进力、刀刀盘转速速、刀刀盘扭矩矩等施施工参数数。掘进速度不可过过过快，总总推力力基本上上由岩岩石部的的刀具具承受，如如果果选择的的推进进速度不不当，油油缸总推推力过过大，刀刀具就就会有加加速损损坏的可可能。由于粉质粘土层层层、泥质质粉砂砂岩层黏黏性较较大，刀刀盘转转速应控控制在在较低的的水平平，一般般设定定在2～3档，即0.8～1.1rrppm。掘进时应根据地地地质条件件，选选择合理理的掘掘进速度度。推推进速度度过慢慢，推力力减小小，滚刀刀不转转动，容容易造造成滚刀刀偏磨磨。推进进速度度过快，盾盾构构机推力力上升升，刀盘盘扭矩矩增大，对对刀刀具磨损损也较较大。②保证盾构机掘掘掘进姿态在进入上软下硬硬硬的地质质时，注注意爬坡坡现象象，在这这种情情况下要要控制制好掘进进轴线线、盾尾尾与管管片四周周之间间的间隙隙要均均匀、推推进油油缸总推推力不不可过大大。由由于地层层上部部软下部部硬，下下部千斤斤顶的的推力应应比上上部千斤斤顶推推力稍大大。③其它技术措施施施掘进过程中，应应应根据实实际情情况向刀刀盘和和密封仓仓注入入发泡剂剂，改改良土体体。如如掘进困困难时时，向刀刀盘注注入发泡泡剂，起起到润滑滑作用用，降低低刀盘盘掘进时时的扭扭矩。如如岩层层中存在在较大大的裂隙隙水，应应向土仓仓中注注入发泡泡剂，起起到改良良土体体的作用用，防防止出土土时的的水土分分离。应合理选择同步步步注浆浆浆液配配比，提提高注注浆的早早期强强度，防防止管管片上浮浮、错错台现象象，保保证隧道道衬砌砌的稳定定。④复合地层中的的的施工参数数表4-1盾构推力刀盘转速推进速度扭矩土仓压力8000～15550000knn0.8～1.111rpmm15-30mmmm∕min1000～200000kknmm1bar4.4在岩层掘掘掘进刀具是切削土体体体的主要要工具具。刀具具布置置在刀盘盘上，根根据其位位置和和工作原原理，可可分为滚滚刀、刮刮刀两种种。滚滚刀主要要用来来切削岩岩层，刮刮刀主要要用于于切削土土层。当当盾构进进入岩岩层掘进进时，要要将刀盘盘上的的部分刮刮刀换换成滚刀刀，具具体施工工详见见“换刀专项项方方案”。4.4.1盾构构构机姿态态控制制技术J3x-2中风风风化泥质质粉砂砂岩属于于硬岩岩，姿态态控制制较为困困难，操操作要有有预见见性、超超前，且且不能过过急。过全断面硬岩技技技术归结结为：：抗浮、抗抗盾盾构机震震动、抗抗隧道旋旋转、姿姿态控制制和换换刀控制制。（1）刀盘转速速控控制：提高高高滚刀旋旋转的的线速度度。刀刀盘转速速宜控控制在2.3--22.8rrpmm/miin，避免刀刀具具偏磨，降降低低换刀频频度。掘掘进原则则：高高转速，低低扭扭矩、低低推力力、欠土土压、慢慢速度。（2）贯入度的的控控制：避免免免贯入度度过大大而导致致刀圈圈崩裂，贯贯入入度宜控控制在在6mm//r。（3）注意发泡泡剂剂的使用：：：在硬岩岩地层层，泡沫沫主要要起润滑滑及使使刀具降降温的的作用。（4）不宜用土土压压平衡模式式式掘进，因因为为建立土土压平平衡会降降低破破岩能力力，有有条件则则开仓仓掘进。4.4.2盾构构构机姿态态纠偏偏方法根据VMT系统统的的显示数据据据，通过过调整整各分区区千斤斤顶的压压力及及刀盘转转向来来调整盾盾构机机的姿态态，具具体原则则如下下：（1）一般原则则：：硬岩段如如如果盾构构机滚滚角过大大，可可通过反反转刀刀盘减小小。如如果盾构构机水水平向右右偏，则则应提高高右侧侧分区的的千斤斤顶压力力；如如果盾构构机竖竖直下偏偏则应应提高下下部千千斤顶的的压力力，反之之亦然然。（2）水平方向向的的控制原则则则：本区区间水水平曲线线的半半径较小小，故故影响盾盾构机机水平方方向控控制的主主要因因素是线线路特特性和地地层特特点。①在直线段，盾盾盾构机的水水平平轴线偏偏差控控制在±20mmm以内，水水平平偏角控控制在在±3mmm//m以内，否否则则会因盾盾构机机转弯过过急引引起盾尾尾间隙隙过小，管管片片错台、破破裂裂。②在缓和曲线段段段和圆曲线线段段，盾构构机的的水平轴轴线偏偏差控制制在±30mmm以内，水水平平偏角控控制在在±5mmm//m以内。③由直线段曲线段时时，应应根据地地层情情况（其其决定定盾构机机的转转向难易易程度度）在直直线或或曲线末末端10-2200m范围内提提前前转弯或或外偏偏。内转转幅度度或外偏偏幅度度根据曲曲线半半径和盾盾构机机的转向向性能能综合确确定，一一般控制制在20-3300m。(3)竖直方向向向控制原原则：：由于本本区间间竖曲线线的半半径较大大，影影响盾构构机竖竖直方向向控制制的主要要因素素是地层层特点点。①盾构机的竖向向向偏差控制制在在±20mmm以内，倾倾角角控制在±3mmm//m以内。特特殊殊情况下下，倾倾角不宜宜超过过±10mmmm/m，否则会会因因盾构机机转弯弯过急引引起盾盾尾间隙隙过小小，管片片错台台、破裂裂。②盾构机应与设设设计轴线保保持持平行。③上、下千斤顶顶顶的行程差差宜宜保持在±20mmm以内，特特殊殊情况下下不宜宜超过±60mmm。4.4.3隧道道道上浮控控制技技术硬岩段围岩稳定定定，易发发生管管片上浮浮。上、下、平坡段段段管片均均可能能发生上上浮现现象，本本标段段预采取取措施施：（1）根据线路路纵纵坡坡度的的的大小，预预先先压低盾盾构机机姿态0-300mmm。（2）在硬岩段段加加强管片姿姿姿态的测测量。（3）同步注浆浆量量要足，使使使管片没没有上上浮的空空间。（4）调整浆液液配配合比，缩缩缩短凝结结时间间，迅速速稳定定管片。对于可能发生管管管片上浮浮，我我标段还还将配配合考虑虑下述述措施：：管片片之间的的螺栓栓要拧紧紧；下下坡段可可考虑虑减小盾盾构机机下方几几个千千斤顶的的推力力，既可可预先先压低盾盾构机机姿态，又又起起到减小小千斤斤顶作用用在管管片向上上顶推推分力的的目的的。4.5盾构开挖挖挖面的稳稳定性性控制原原理⑴软土地层盾构构构开挖面的的稳稳定机理理由前述开挖面上上上覆地层层结构构的稳定定性分分析可知知，盾盾构在软软土地地层中掘掘进时时，需要要在土土仓内建建立一一定的土土压力力，并向向开挖挖面注入入添加加剂，是是基于于以下机机理：：①盾构刀盘对对开开挖面的支支支撑以及及土仓仓内泥土土压力力的作用用有两两点：一一为土土体结构构提供供水平推推力，以以利于形形成拱拱结构；；二提提高了开开挖面面土体的的竖向向抗力，减减少少了开挖挖面上上方土体体失稳稳的可能能；②盾构机在切切削削、排土的的的同时进进行千千斤顶推推进，实实际是为为及时时有效地地转嫁嫁开挖面面土体体的应力力，控控制并减减少下下沉速度度；③在刀盘切削削的的同时，向向向开挖面面注入入泡沫等等添加加剂的作作用是是使开挖挖面土土体的强强度和和刚度得得到加加强，对对开挖挖面土体体起到到了支护护作用用，减少少了开开挖面的的无支支护距离离；⑵开挖对盾构机机机的影响由于本工程盾构构构穿越的的地层层有很大大一部部分属于于上软软下硬地地层及及岩层，盾盾构构在此地地层中中施工有有其特特殊性。盾盾构构机在这这种地地层中掘掘进所所受到的的影响响主要表表现在在以下几几个方方面：①内摩擦比较大大大，故难以以获获得好的的流动动性，当当切削削下来的的土充充满土室室和螺螺旋输送送机内内时，将将使切切削刀盘盘转矩矩，螺旋旋输送送机转矩矩，盾盾构千斤斤顶推推力增大大，甚甚至使开开挖排排土无法法进行行。因此此，盾盾构刀盘盘切削削土体时时容易易使刀盘盘过热热，加剧剧刀盘盘刀具的的磨损损，影响响盾构构的机械械性能能；②刀盘切削进进来来的土体须须须经螺旋旋机运运出至皮皮带运运输机，当当遇遇到土质质含水水量低、较较硬硬的情况况下，螺螺旋机也也会因因工作扭扭矩过过大而发发热，影影响其性性能，严严重时甚甚至停停转。⑶稳定性控制措措措施由前述可知，盾盾盾构在软软土掘掘进过程程中，如如果控制制不当当或未采采取有有效措施施，将将引起较较大的的塌落和和松动动，以至至于引引起显著著的地地表沉降降。因因此必须须对开开挖面稳稳定加加以控制制。常常采取以以下措措施：调节推进千斤顶顶顶的推力力，使使得在盾盾构土土仓内建建立起起的泥土土压力力足以与与地层层土压力力相抗抗衡；持开挖面切削土土土量和螺螺旋输输送机排排土量量的平衡衡，以以使泥土土压力力与地层层土压压力保持持动态态平衡；；盘向开挖面添加加加泡沫，改改善善开挖面面的力力学性质质，同同时有利利于改改善盾构构刀盘盘和螺旋旋输送送机的工工作环环境。基于盾构开挖面面面的稳定定性分分析，为为保证证开挖面面稳定定，必须须确保保以下两两个方方面控制制技术术的实现现：合理确定开挖面面面的泥土土压力力并保持持泥土土压力与与地层层土体压压力的的平衡；；实施加泡沫技术术术，改善善开挖挖面土体体的受受力状况况，实实现切削削土体体的塑流流性。4.6开挖面加加加泡沫技技术4.6.1开挖挖挖面土体体改良良的意义义与方方法土压平衡盾构机机机掘进时时，向向开挖面面添加加塑流化化改性性材料，与与开开挖面切切削下下来的土土体经经过充分分搅拌拌，形成成具有有一定塑塑流性性和透水水性低低的塑流流体。同同时通过过伺服服机构控控制盾盾构机千千斤顶顶速度与与螺旋旋输送机机向外外排土的的速度度相匹配配，经经密封仓仓内塑塑流体向向开挖挖面传递递设定定的平衡衡压力力，实现现盾构构机始终终在保保持动态态平衡衡的条件件下连连续向前前推进进。由于于土压压平衡盾盾构机机可以根根据不不同地层层的地地质条件件，设设计和配配制出出与之相相适应应的塑流流化改改性剂（如如泡泡沫等），极极大地拓宽了了该类机型的的施工领域。为适应本标段的的的施工，我我们们考虑增增加泡泡沫系统统，利利用加入入泡沫沫改善土土体粒粒状构造造，吸吸附在颗颗粒之之间的气气泡可可以减少少土体体颗粒与与刀盘盘系统的的直接接摩擦，增增加加切削土土体的的粘聚力力，同同时降低低土体体的渗透透性。又又因其比比重小小，搅拌拌负荷荷轻，容容易将将土体搅搅拌均均匀，从从而达达到既能能平衡衡开挖面面土压压，又能能连续续向外顺顺畅排排土的目目的。因此，加泡沫的的的功效主主要表表现为以以下几几个方面面：⑴保持开挖面面的的稳定；⑵增加切削土土体体的塑性流流流动性；；⑶使开挖面土土体体及切削下下下的土体体具有有良好的的止水水性；⑷防止切削土土砂砂粘附在刀刀刀盘及螺螺旋输输送机内内，避避免闭塞塞现象象，减轻轻机械械负荷，降降低低刀盘扭扭矩，同同时也提提高了了掘进速速度；；⑸对刀盘、螺螺旋旋输送机起起起减磨冷冷却作作用。⑹泡沫的可压压缩缩性或称之之之为弹性性，对对土压的的稳定定也有积积极作作用。4.6.2开挖挖挖面添加加泡沫沫技术土体塑流性改良良良采用泡泡沫技技术。泡泡沫是是气相和和液相相混合而而形成成的气泡泡聚合合体，气气体在在液体中中分散散即可形形成泡泡沫，泡泡沫实实际上是是具有有多个界界面的的气泡聚聚集体体。在盾盾构施施工中，其其主主要作用用在于于改善土土体的的塑流性性，降降低弃土土的透透水性，并并依依靠其优优良的的润滑性性能降降低粘土土粘性性，降低低机头头磨损，节节约约能源。又又由由于泡沫沫是热热不稳定定体，因因而可大大量减减少土方方外运运量。⑴泡沫液体粘粘度度泡沫的粘度（强强强度）与与泡沫沫液的粘粘度、发发泡倍率率以及及合成泡泡沫方方法有关关。室内试验中依据据据泡沫与与土体体拌和后后的粘粘聚性、塌塌落落度及透透水性性，判断断所需需泡沫液液粘度度。在试试验段段这种土土质条条件下，泡泡沫沫液的粘粘度应应不低于于1550cpp。⑵发泡倍率发泡倍率ka指指指泡沫中中气体体体积和和液体体体积之之比(一个标准准大大气压Pa下)。在某一压力P下下下的泡沫沫的发发泡倍率率：（2333.1）泡沫中气体体积积积同泡沫沫体积积之比称称为泡泡沫的含含气量量a（23...2）工程中所用泡沫沫沫其含气气量≥90％，即发发泡泡倍率不不低于于10。现场应应用用时发泡泡倍率率近似等等于泡泡沫密度度的倒倒数，可可用此此关系进进行现现场质量量控制制。泡沫沫稳定定性主要要满足足管片拼拼装时时间。⑶合成试验泡沫可由搅拌法法法和撞击击法形形成，搅搅拌时时间长短短对泡泡沫质量量影响响较大，因因而而不适用用于隧隧道施工工。用用撞击法法形成成泡沫时时，合合成器内内压力力对泡沫沫影响响较大。在在一一定压力力范围围内，合合成器器内压力力越大大，则泡泡沫质质量越好好，但但发泡倍倍率会会降低。⑷发泡剂发泡剂用于产生生生泡沫，本本项项目使用用的发发泡剂属属阴离离子表面面活性性剂，由由烷基基磺酸盐盐发泡泡剂和羧羧甲基基纤维素素增粘粘剂以及及其它它助剂复复配形形成，在在现场场可用聚聚合物物调整泡泡沫液液的粘度度。该该发泡剂剂无毒毒，无刺刺激，其其基本性性能见见表4-2。发泡剂性能表表4-2比重（g/cmmm3）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）发泡设备备工工作原理发泡设备主要由由由空压机机、水水泵、起起泡剂剂溶解搅搅拌桶桶、合成成器以以及必要要的计计量附件件组成成。将泡泡沫材材料在地地面进进行混合合，经经由管路路输送送至盾构构台车车，由盾盾构台台车上的的泡沫沫发生装装置将将泡沫材材料吹吹制成泡泡沫，通通过管路路在刀刀盘处与与泥浆浆进行混混合，然然后进入入土仓仓中。泡泡沫生生产加注注的工工艺流程程如图图4-1所示。因因为为泡沫是是含有有压缩气气体的的气泡之之聚合合体，且且具有有很好的的稳定定性，可可以承承受较大大的地地层压力力。此此外，泡泡沫的的体积极极小，混混合了泡泡沫的的泥浆的的扩散散性也增增强了了，它可可以在在刀盘的的搅拌拌作用下下迅速速渗透到到地层层中，将将砂层层的砂砾砾颗粒粒包裹起起来，降降低了土土体的的密实度度，改改善了土土体的的塑流性性。图4-1添加泡泡泡沫、泥浆浆系系统概念念图（6）现场质量量控控制现场应用时，据据据开挖面面的地地层水土土压力力，泡沫沫添加加率和推推进速速度，确确定泡泡沫流量量、供供气量和和供液液量，而而后自自取样口口采取取泡沫，测测量量其密度度，现现场可用用烧杯杯和天平平完成成。若密密度在在拟定范范围内内，则认认可泡泡沫的质质量。泡泡沫的密密度和和起泡液液的密密度以及空空气气的密度度之间间的关系系如下下： （23.3）由于气体密度极极极低，故故而一般起泡液的的的密度基本本上上为1.0gg//cm3，故有也即发泡倍率（2333.4）4.7换刀技术术术换刀步骤：（1）在稳定地地层层，先拆后后后换，将将刀盘盘缩回20cm后拆装刀刀具具；在不不稳定定地层，拆拆一一把换一一把，不不宜缩回回刀盘盘，应在在开挖挖面凿洞洞装刀刀，以便便地层层变化较较大时时可及时时回复复掘进。（2）试转和复复紧紧：在刀具具具更换完完成并并经工程程师检检查后，清清理理土仓，关关闭闭仓门（稳稳定定地层可可先不不关闭）。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）恢复掘进进：：开始阶段段段刀盘转转速和和千斤顶顶推力力要由小小到大大逐渐增增加，避避免对刀刀具的的损坏。具体内容详见“换刀专项项施施工方案”。4.8盾构机过过过中间风风井邻近建、构筑物物物及地下下管线线的保护护以往的隧道施工工工实践证证明，制制定合理理的施施工技术术参数数及选取取有效效的注浆浆方法法，对地地面沉沉降控制制能起起到很好好效果果。但这这并不不能完全全防止止地面隆隆陷及及地层水水平位位移的发发生，由由此可能能会导导致邻近近建筑筑物倾斜斜、开开裂或地地下管管线被破破坏。因因此，邻邻近现现况建筑筑物或或地下管管线施施工时，必必须须根据实实际情情况采取取有效效措施，保保护护地面建建筑物物及地下下管线线免遭破破坏。隧隧道施工工中，对对地面建建筑物物及地下下管线线的保护护原则则是“预防为主主，安安全第一”。5.1盾构机在在在浅埋段段和建建筑物近近间距距地段施施工该段是盾构机进进进洞开始始始发发的关键键段，里里程为K7+88110至K8+11008.77111，进洞口口旁旁边有税税务局局大楼、东东山山派出所所办公公楼等，隧隧道道侧穿14层楼的苏苏果果超市，地地下下有192根桩，桩桩径10000mmm，有效桩桩长18m--227m，下部进进入入中风化化层。隧隧道侧穿穿苏棉棉服装厂厂，车车间为两两座四四层楼房房，始始建于1987年，结构构为为框架结结构，基基础为平平板基基础，埋埋深1-2米；仓库库为为一层砖砖混结结构，基基础为为平板基基础，埋埋深为1-2m区间穿越越地地层主要要为粉粉质粘土土层。该该段增加加了盾盾构施工工的难难度，盾盾构推推进时可可能影影响周边边建筑筑物的稳稳定。故故该段建建筑物物属于重重点保保护段。1、在盾构进洞洞洞处，进行行地地基加固固提高高土层Cu值。既保保证证了进洞洞洞门门安全，又又提提高了土土层无无侧限抗抗剪强强度，减减小了了地表沉沉降。2、限制最大推推推力，以保保证证盾构正正面土土体不会会由于于推力较较大而而产生破破坏，向向上滑动动，同同时也兼兼顾了了后盾支支撑的的安全。3、设置合适的的的土压力，使使盾构正面压压力小于被动动土压力，且且略大于静止止土压力，从从而保证正面面土体的平衡衡。4、对地表沉降降降加强监测测，以以便即使使获得得详细的的数据据，指导导盾构构施工。5、进行优化设设设计，并预预先先制定风风险预预案与风风险转转移方案案，将将各种施施工风风险降到到最低低。5.2盾构穿穿穿越建筑筑物及及管线5.2.1盾构构构穿越居居民区区段本段隧道里程为为为K7+88110至K7+44550，侧穿金金陵陵皮鞋厂厂房，始始建于1986年，基础础为为平板基基础，埋埋深为1-2m，上部为为框框架结构构，地地下埋有有军用用光缆，埋埋深深为1-2米。隧道道侧侧穿圩塘塘村居居民区民民房，均均为二层层砖混混结构，砖砖混混基础，埋埋深深有2米左右，还还还有基础础埋深深为6-7米，部分分民民房结构构局部部有裂缝缝，年年代据调调查为为八九十十年代代所建。管管线线有地下下主水水管两条条，埋埋深1-2米左右。区区区间穿越越地层层上部为为粉质质粘土，下下部部为泥质质粉砂砂岩，属属于典典型上软软下硬硬地层，故故该该段建筑筑物同同为重点点保护护段。5.2.2盾构构构穿越厂厂房区区段本段隧道里程为为为K7+44550至K6+00118.99199，隧道侧侧穿穿宁南工工业园园区，该该区均均为厂房房及仓仓库，据据调查查，上部部均为为框架结结构，条条形基础础，基基础埋深深为1.5mm--3.00m。该段隧隧道道穿越地地层均均为泥质质粉砂砂岩，稳稳定性性好，此此段建建筑物属属于一一般保护护段。1、在盾构施工工工中，严格格控控制盾构构机切切口平衡衡压力力及相关关参数数，如推推进速速度、总总推力力、出土土量等等，尽量量减小小土压力力的波波动。同同时采采用信息息化施施工，根根据实实测数据据来优优化盾构构施工工参数，必必要要时对盾盾构推推进、拼拼装、停停止等状状态实实行分阶阶段监监测，掌掌握规规律，减减少地地表沉降降。2、盾构施工时时时，应尽量量保保证匀速速施工工，以减减小盾盾构施工工对周周围环境境的影影响。3、在区间沿线线线埋设沉降降观观测点，进进行行跟踪测测量，将将变形监监测信信息及时时反馈馈到盾构构工作作面和有有关部部门。根根据信信息合理理修改改施工参参数，调调整盾构构工作作姿态，减减少少盾构的的超挖挖及欠挖挖，以以改善盾盾构前前方土体体的塌塌落和挤挤密现现象，加加强注注浆，控控制地地表沉降降，4、在紧急情况况况下，当盾盾构构施工产产生较较大地表表沉降降，而采采用上上述方法法难以以控制沉沉降速速率时，利利用用预设的的跟踪踪注浆管管，再再进行跟跟踪注注浆。减减少扰扰动土体体后期期固结沉沉降影影响。5、对于穿越重重重要管线及及建建筑物时时，应应通过加加密测测点、提提高监监测频率率、信信息及时时传递递等措施施加强强监测，确确保保建筑物物安全全。在必必要的的情况下下，盾盾构施工工前须须对原沉沉降过过大的区区域进进行土体体加固固，在盾盾构施施工时如如遇紧紧急情况况须对对周边建建筑物物采取紧紧急避避险措施施。6、盾构推进时时时应严格控控制制地面隆隆沉量量，一般般为+10~~--30mmm，下穿地地面面建筑时时，根根据地面面建筑筑的重要要性及及盾构对对地面面建筑影影响程程度，对对地面面隆沉量量进行行控制。7、针对特殊情情情况，如施施工工对临近近将建建筑物或或地下下管线设设施存存在严重重影响响，则应应进行行针对性性的施施工保护护设计计。5.3施工控制制制5.3.1建筑筑筑物沉降降的控控制值根据建筑物的工工工前沉降降（或或差异沉沉降），验验验算建筑筑物结结构的承承载能能力以及及剩余余承载能能力，最最后确定定建筑筑物的剩剩余变变形能力力（沉沉降或差差异沉沉降）。对对于于特殊性性质的的建筑物物，如如独立柱柱基的的木结构构建筑筑物，除除了要要确定每每个柱柱基的沉沉降控控制值外外，还还应确定定其相相邻柱基基之间间的水平平位移移（或相相对水水平位移移）的的控制值值。5.3.2地铁铁铁施工地地表沉沉降（水水平位位移）预预测根据地质勘察资资资料，在在施工工降水时时，应应考虑到到当前前最不利利的水水位降深深位置置；同时时应考考虑采用用哪种种降水方方案会会产生较较小的的地面沉沉降；；估计因因降水水导致地地层有有效应力力增加加而带来来的最最不利的的地层层沉降值值。如如果地铁铁结构构邻近有有风险险很大的的建筑筑物，并并且降降水可能能会对对建筑物物产生生较大的的影响响时，应应进行行专项降降水方方案的设设计。5.3.3制定定定地表沉沉降控控制标准准对于地表沉降的的的控制标标准，即即在浅埋埋暗挖挖地铁施施工过过程中，地地表表沉降值值控制制在30mmm以内。不过过对于地表表沉降控控制标标准的问问题，应应根据地地铁施施工范围围内的的环境进进行分分析。隧道开挖完全要要要求建筑筑物不不出现沉沉降、变变形和裂裂缝等等几乎是是不可可能的，只只是是其大小小而已已。由于于地基基不均匀匀等因因素产生生的变变形，对对于砌砌体承重重结构构应有局局部倾倾斜控制制，砌砌体承重重结构构沿纵墙6～10mm内基础两两点点的沉降降差与与其距离离的比比值：对对中、低低压缩性性土为为0.0002，对高压压缩缩性土为0.00003；对于框框架架结构和和单层层排架结结构应应有相邻邻柱基基的沉降降差控控制，单单层排排架结构构（柱柱距为6m）柱基的的沉沉降量为2000mm，框架结结构构对中、低低压压缩性土土的沉沉降差为0.00002L，对高压压缩缩性土的的沉降降差为0.00003L（L为相邻柱柱基基的中心心距离离）；对对于多多层或高高层建建筑或高高耸结结构应有有倾斜斜值控制制，见见表1和表2；必要时时还还应控制制平均均沉降量量，对对于体型型简单单的高层层建筑筑基础的的平均均沉降量量的限限制为2000mm。对于同一幢建筑筑筑物，由由于其其结构的的各个个部分相相对于于地铁结结构的的空间位位置来来说时不不同的的，在制制定地地面沉降降控制制标准时时，可可根据结结构的的不同部部位的的要求分分别制制定地面面沉降降控制标标准，而而对于建建筑物物结构的的不同同部位，不不必必按照统统一的的沉降控控制标标准来控控制。因因此可按按照分分区、分分级、分分阶段制制定沉沉降（或或差异异沉降或或水平平位移）的的控控制标准准。

分区：：：是指依依据建建筑物上上部结结构的不不同形形式，采采用不不同的控控制指指标；

分级：：：根据建建筑物物的危险险程度度将建筑筑物保保护等级级统一一划分为为不同同的保护护等级级；

分阶段段段：是指指将建建筑物暗暗挖法法施工过过程划划分为几几个主主要的施施工阶阶段，对对于每每个阶段段，提提出阶段段控制制指标。

对分区区区、分级级、分分阶段的的详细细说明应应根据据建筑物物的具具体的性性质，基基础形式式、建建筑物的的位置置等进行行综合合分析。

根据以以以上分析析，建建议按四四个方方面制定定控制制标准：：（1）沉降（如如建建筑物为桩桩桩基础和和木结结构，则则应包包括单桩桩（柱柱）的沉沉降）；；（2）沉降速率率（如如建筑物物为桩基基础和和木结构构，则则应包括括单桩桩（柱）的的沉沉降）；；

（3）垂垂直施工工方向向相邻基基础之之间的差差异沉沉降；

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

监控量量量测是地地下工工程信息息化设设计、施施工必必不可少少的手手段。由由于地地铁施工工，必必然会对对其周周围影响响范围围内的建建筑物物产生影影响，导导致建筑筑物出出现裂缝缝、倾倾斜、甚甚至倒倒塌。因因此，应应将建筑筑物的的监控量量测作作为一个个重要要的工序序纳入入到建筑筑物的的风险评评估中中。

在地铁铁铁施工过过程中中，必须须对土土建施工工影响响实施全全过程程进行监监测、及及时提供供监测测信息和和预报报，以便便评估估地铁施施工对对建筑物物的影影响程度度，预预报可能能发生生的安全全隐患患。在监监测过过程中，对对各各监测项项目的的监测值值可采采用预警警值、报报警值、极极限限值三个个等级级进行控控制：：

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

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

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

（4）当当上述每每一指指标小于于预警警值时，施施工工可顺利利进行行；

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

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

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

施工前前前调查所所有在在施工影影响范范围内的的建筑筑物，着着重查查明建筑筑物的的结构形形式、基基础形式式、数数量、修修建年年代、材材质、质质量状况况、工工作状态态、与与地铁线线路的的位置关关系等等。当建建筑物物具有很很大的的破坏风风险时时，应遵遵循“先加固、后后后施工”的原则。

施工前前前的主要要加固固措施：：

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

（2）地地层注浆浆：从从地表或或洞内内注浆加加固地地层；

（3）隔隔离桩：：从地地表或洞洞内施施作隔离离桩；；

当邻近近近建筑物物破坏坏的风险险