湖北地铁区间施工技术总结

江大区间盾构技技术总结引言：武汉地铁六号线线线13标段江汉汉路路到大智智路区区间是6号线工期期紧紧、难度度大、任任务重、风风险险高的盾盾构施施工段。工工程程前期由由于拆拆迁耽误误较长长时间，导导致致队伍进进场延延期1年工期非非常常紧。此此区间间滨临长长江；；13000M的长区间间；；全断面面富水水4-1、4-2粉细沙地地层层；29‰纵坡与350M平曲的复复合合轴线；；下穿穿武汉长长江隧隧道；上上穿小小间距的的既有有地铁2号线；穿穿越越历史优优秀老老建筑群群（浅浅基础）等等诸诸多技术术难点点。在这这样复复杂的工工程施施工还要要保证证节点工工期对对我们确确实是是一个严严峻的的考验。工程区间概况：：：江汉路站～大智智智路站区区间线线路自大大智路路站出发发，沿沿大智路路、中中山大道道敷设设，为地地下线线路。线线路沿沿线管线线众多多、交通通繁忙忙、建构构筑物物密集且且多为为优秀历历史建建筑。本本区间间隧道穿穿越地地层主要要为黏黏土，粉粉质粘粘土、粉粉土、粉粉砂互层层，粉粉砂层及及粉细细砂层。本本区区间起止止里程程为：K19++8813..0771～K21++1158..1772，左线隧隧道道全长13311..3366m，右线隧隧道道全长13455..6355m。隧道埋埋深深范围8.888m～27.66m。由江汉汉路路站到大大智路路站，本本区间间共有5段曲线其其半半径分别别为：：800m、30000m、900m、350m、10000m；最大纵纵坡29‰，最小纵纵坡2‰。工程名称里程长度（m）备注江汉路站～大智智智路站区区间左线K19+81333.0771～K21++1158..17721331.33336右线1345.63335地质情况根据地质详勘报报报告，本本标段段区间部部分地地质断面面图与与物理特特性情情况如下下表所所示：水文情况1）地下水类型型型拟建场区的地下下下水有上上层滞滞水、孔孔隙承承压水、基基岩岩裂隙水水三种种类型。（1）上层滞水水主主要赋存于于于填土层层中，受受大气降降水、地地表水下下渗及及人类生生产、生生活用水水排放放影响，无无统统一自由由水面面。勘察察期间间实测场场区内内上层滞滞水稳稳定水位位埋深深在0.80～4.200m之间，相相当当于绝对对标高高16.664～25.0000m。（2）孔隙承压压水水主要赋存存存于3-5层、4-1层、4-2层、4-3层、5层，基岩岩裂裂隙水赋赋存于于粉砂岩岩及砂砂砾岩中中。含含水层渗渗透性性一般随随深度度的增加加递增增，受侧侧向地地下水的的补给给，与长长江水水力联系系密切切，呈互互补关关系，地地下水水位季节节性变变化规律律明显显，水量量较为为丰富。根根据据2012年3月10日至2012年3月29日在二标标段段测得的的场区区内承压压水位位标高在12.773～16.0055m之间。据汉口（武汉关关关）水文文站实实测资料料，长长江武汉汉段最最高洪水水位为为29.7733m（吴淞高高程程），最最低枯枯水位8.877m，水位升升降降幅度20.8866m。长江、汉汉汉江与其其两岸岸地下承承压水水有较密密切的的水力联联系，愈愈靠近长长江、汉汉江江边边地段段，水位位互补补关系愈愈明显显。武汉地区长江、汉汉江两岸I级阶地第四四系砂（卵石石）土层孔隙隙承压水储量量丰富，含水水层顶板为上上部粘性土，底底板为基岩，含含水层厚度14～45m，一般为30m左右，本车车站含水层厚厚度约10.0m左右。承压压水水头标高高一般为18.5～20.0m（黄海高程程），年变幅幅3～4m。愈靠近河河流河床地段段，地下水年年变幅愈大。本区间抗浮水位位位取最高高洪水水位27.88555m（黄海高高程程）。建筑物及管线情情情况1）江汉路站～～～大智路站站区区江汉路站～大智智智路站区区间沿沿大智路路敷设设，为地地下线线路。线线路周周边主要要建构构筑物具具体如如下表所所示。江大区间周边建建建构筑物物情况况一览表表序号名称与区间相对位置置置基础形式结构形式备注1轨道交通2号线线线上跨2号线隧道道，与与其距离离最小处处为1.311mm//隧道2大清银行旧址隧道距房屋1...77mm浅基础钢砼4层市文物保护单位位位3大陆坊距隧道边线1...4m浅基础砼3层优秀历史建筑4长江隧道下穿长江隧道，与与其抗拔桩距距离最小为1.9m//5荣宝斋在隧道上方浅基础砼4层优秀历史建筑6美术馆紧贴区间边线浅基础混3层优秀历史建筑7盐业银行大楼距隧道边线1000m浅基础砼4层优秀历史建筑8武汉数码港距隧道边线8...25mm桩基础砼27层9中兴大酒店距隧道边线3...14mm浅基础砼8层10大智公寓距隧道边线0...4m桩基础砼18层11大智路人行天桥桥桥横跨区间，桩基基基距隧道道边最最近为3.833mm桩基础钢结构12轻轨1号线横跨区间，桩基基基距隧道道边最最近为2.377mm桩基础现浇箱梁高架13翡冷翠婚纱摄影影影广场距隧道边线0...91mm浅基础砼6层14皇宫婚纱摄影距隧道边线2...96mm浅基础砼6层15非常台北距隧道边线3...56mm浅基础砼5层16武汉电信广场距隧道边线约111m桩基础砼10层17吉庆嘉园距隧道边线2...34mm桩基础砼13层另外在江大区间间间左线南南段约约130m长的隧道道上上方有大大量1～5层的砖砌砌低低矮房屋屋。大大智路站站南端端头井加加固体体上方有有一根根Φ1400和Φ600的自来水水管管。盾构施工特点及及及难点：1）盾构始发工工工序比较繁繁杂杂，交叉叉作业业比较多多。2）始发、接收收收前需凿除除车车站的围围护结结构（主主要是是处理钢钢筋砼砼结构），凿凿除围护结构构后的土体在在一定的时间间段内必须保保持自稳，不不能有水土流流失；3）1300MM的的富水沙层层层长区间间，必必须保证证盾构构机在不不更换换刀具的的情况况下顺利利接收收；4）上行线与下下下行线区间间最最小间距距为2M,必须保证证后后行盾构构机掘掘进时不不影响响已成型型隧道道。5）盾盾构机穿穿越带带有承压压水的的4-1、4-2粉细沙层层，这这种地质质具有有流动性性强、承承载能力力差、内内摩擦角角大等等特点，容容易易发生螺螺旋机机喷涌、改改良良注入口口堵塞塞、盾尾尾漏浆浆漏沙等等影响响安全质质量的的现象发发生，也也对盾构构机姿姿态、地地表沉沉降、背背后注注浆的控控制有有很大的的难度度。6）本标段内区区区间共设5个曲线段段，曲曲线最小小半径径为350m，最大坡坡度度为29‰且为复合合轴轴线。这这种复复合轴线线容易易产生盾盾构机机卡壳、姿姿态态纠偏困困难、管管片错台台破损损、电瓶瓶车溜溜车等严严重影影响施工工安全全质量事事件的的发生。必必须须对施工工安全全技术质质量严严格管理理，采采取有效效的防防范措施施。7）江～大区间间间隧道盾构构施施工需下下穿长长江隧道道桩基基,，且最小小净净距仅为1.9m。安全风风险高高，同时时由于于此位置置隧道道埋深最最深，承承压水压压力大大，掘进进要求求高，施施工难难度大；；江～～大区间间隧道道盾构施施工需需上穿既既有2号线，最最小小净距仅仅为1.3m。该地段段位位于江汉汉路站站盾构接接收端端头加固固区域域内，对对端头头加固注注浆的的工艺措措施要要求高且且盾构构掘进时时的外外推力和和注浆浆工艺对对既有有2号线隧道道的的影响大大，变变形量得得不到到保证；；故盾盾构通过特特殊殊地段是是也是是本工程程的难难点。本标段区间周边边边建筑物物（尤尤其是受受保护护的优秀秀历史史建筑物物）较较多，且且普遍遍离区间间较近近或者直直接位位于区间间上方方，确保保盾构构施工下下穿主主要干道道、建建（构）筑筑物物，同时时旁穿穿邻近保保护建建筑物、地地下下管线时时不对对其造成成大的的影响是是本工工程难点点。盾构机改造本区间使用的的的盾构机为为：：秦皇岛岛天业业通联重重工股股份有限限公司司生产的6490复合土压压平平衡盾构构机，已已经掘进4公里。主机机机结构图图与参参数表：：推进系统参数：：：刀盘设备：螺旋输送机系统统统：为应对本区间的的的风险源源与地地层特点点对盾盾构机进进行如如下改造造：防治渣土、承压压压水进入入主驱驱动对主主驱动动与主轴轴承造造成破坏坏在已有密封的注注注油点前前（紧紧挨土仓仓唇形形密封前前）再再加一道道注油油点，单单管单单泵单独独注入入HBW，HBW比EP0密封效果果要要好很多多。在内外密封的测测测压点上上加安安压力传传感器器，便于于检测测密封内内油压压是否大大于外外面土仓仓渣土土压力。防治螺旋机喷涌涌涌措施：：在原先螺旋机后后后闸门的的基础础上再增增加一一道闸门门，一一旦喷涌涌时可可以两道道闸门门配合出出渣，也也可以防防止一一道闸门门无法法工作时时用另另一道即即时关关闭出土土口。增加一个下料斗斗斗，开口口与皮皮带机方方向一一致的，渣渣土土比较稀稀时防防止掉渣渣。增加皮带机速度度度，将之之前的的2.5米每秒增增加加到3.5米每秒，并并并将原先先的电电机改成成变频频电机操操作手手可以控控制皮皮带机速速度。增设高分子聚合合合物系统统。防治盾尾漏浆漏漏漏沙措施施：更换质量好弹性性性好不易易变形形的盾尾尾刷。增加拼装机平移移移臂的长长度具具备可以以在隧隧道内拆拆装管管片更换换尾刷刷的能力力。增加刀具寿命计算刀具得耐磨磨磨量，保保证13000m不更换刀刀具具，要求求厂家家增加刀刀具得得耐磨性性能。合理布置刀具，增增加先行刀与与齿刀得高差差（≥10mm），增加周周边先行刀的的数量保护周周边刮刀。增加渣土改良的的的能力：：在刀盘前原有的的的5个注入口口的的基础上上再多多增加一一路注注入口，此此注注入口设设置刀刀盘最外外侧减减小刀盘盘边缘缘刀具的的磨损损。将原先的泡沫原原原液与水水混合合改成人人工混混合，增增加一一个2.5方的混合合箱箱，这样样可以以更精确确的控控制配比比，也也可以控控制用用量。将之前的一台泡泡泡沫挤压压泵换换成四台台螺杆杆泵，一一拖四四改成单单管单单泵，螺螺杆泵泵精度高高、稳稳定性好好、维维修频率率少等等优点。减小拼装管片错错错台破碎碎概率率1、将之前的2225mm的盾尾间间隙隙增加15mm改到40mm。预防小小曲曲线半径径盾构构机盾尾尾憋管管片。增加背后注浆能能能力备用一台施威英英英注浆泵泵。将以前的四个注注注浆枪改改成上上四下二二六个个注浆枪枪，有有两个备备用的的。在七号台车左侧侧侧增加一一个二二次注浆浆平台台，以便便二次次注浆使使用。防治接泥饼在胸板上加两个个个万向球球阀，和和一个高高压水水泵，当当发现现接泥饼饼时用用一根钢钢管接接上高压压水泵泵通过万万向球球阀探入入土仓仓对准刀刀盘背背后开口口用高高压水进进行冲冲洗。施工技术及问题题题总结：背后注浆经常堵堵堵管问题题由于粉细沙地层层层中承压压水压压力很大大，在在加之注注浆枪枪是根直直通管管与出口口钢片片挡浆板板（单单向阀）组组成成的装置置。这这样会造造成当当背后注注浆完完成后钢钢片单单向阀密密封不不严，枪枪外的的大压力力水带带粉细沙沙与浆浆液进入入注浆浆枪和注注浆管管里导致致堵管管。解决措施：1、增加浆液的的的粘稠度防防止止浆液中中骨料料离析。2、在注浆枪与与与注浆管连连接接位置增增加球球阀，注注浆完完成后及及时关关闭球阀阀，即即使返沙沙进来来只会堵堵枪不不会堵管管，等等下次注注浆时时注浆的的压力力可以冲冲开堵堵枪的物物质。3、不宜只采用用用每隔一段段时时间注一一下浆浆保持管管路畅畅通，因因为返返沙的速速度很很快，很很短的的时间就就会堵堵管堵枪枪。在在长时间间停机机时应与与球阀阀一起使使用效效果才好好。4、二次注浆的的的点位尽量量远远离同步步注浆浆点位，防防止止二次注注浆的的浆液进进入注注浆枪。在以上措施的实实实施后大大大减减小了堵堵管的的次数，保保证证了正常常施工工。5、保护好备用用用注浆管道道（在在注浆管管道内内打满盾盾尾密密封油脂脂），一一旦堵管管在没没有条件件疏通通时可以以及时时采用备备用管管道。盾尾漏浆漏沙问问问题在盾构机掘进1110000m左右时盾盾尾尾有漏浆浆漏沙沙现象，由由于于穿越建建筑群群不适合合更换换盾尾刷刷，但但为防止止地表表沉降必必须采采取有效效措施施解决。分析产生盾尾漏漏漏浆漏沙沙的原原因主要要有以以下几个个盾尾密封的盾尾尾尾刷部分分已经经损坏。地层是富水粉细细细沙，粒粒径小小、流动动性强强容易穿穿透盾盾尾刷。浆液压力大击穿穿穿尾刷，为为防防止沉降降注浆浆压力大大达到到0.6MMPPa。盾尾油脂注入不不不均匀。盾尾间隙不均匀匀匀一边大大一边边小，间间隙大大的位置置容易易漏浆。二次注浆与盾尾尾尾距离太太近，二二次注浆浆压力力大会击击穿尾尾刷导致致漏浆浆。解决措施：操作手与拼装手手手及时调调整盾盾构机姿姿态与与管片姿姿态保保证盾尾尾间隙隙均匀。同步注浆压力严严严格控制制不能能大于0.4MMPPa，二次注注浆浆压力不不能大大于1.5MMPPa且距离盾盾尾10米以上。增加盾尾油脂注注注入量，先先注注盾尾油油脂建建立压力力再注注浆液，注注盾盾尾油脂脂要均均匀（勤勤观测测注入压压力是是否均匀匀，压压力是否否大于于注浆压压力）。拼装管片前必须须须将盾尾尾清理理干净防防止一一些物体体留到到盾尾里里损坏坏管片。在盾构机里备用用用海绵条条与盾盾尾油脂脂，防防止突发发性大大流量的的漏浆浆漏沙。进过以上措施成成成功减少少漏浆浆频率与与漏浆浆量。为为顺利利穿越建建筑群群打好基基础。在深覆土富水444-1、4-2粉细沙地地层层渣土改改良技技术盾构机所穿越444-1、4-2的粉细沙沙地地层地下下承压压水丰富富最大大覆土27M，在这种种地地层施工工螺旋旋机易喷喷涌；；盾构机机掘进进土压、推推力力、扭矩矩都非非常高，渣渣土土改良是是非常常重要技技术环环节，渣渣土改改良不好好很难难保证连连续施施工。渣土改良主要以以以膨润土土泡沫沫为主。采采用用向刀盘盘前加加入两路路膨润润土与四四路泡泡沫的方方案，都都是单管管单泵泵。用膨膨润土土的目的的是1、提高渣渣土土的可塑塑性减减小渣土土的流流动性；2增加渣土土的的粘稠度度防止止渣土在在土仓仓离析沉沉底增增加刀盘盘扭矩矩；3增加渣土土的的密水性性防止止喷涌；4膨润土泥泥浆浆有一定定的护护壁作用用可以以地表沉沉降；；5减小内摩摩擦擦角降低低渣土土温度；6可以用于于停停机保持持土仓仓压力。泡泡沫沫的主要要目的的是1减小渣土土的的内摩擦擦角，降降低刀盘盘扭矩矩提高掘掘进速速度；2泡沫有一一定定渣土分分散作作用可以以预防防板结泥泥饼。膨润土选用高效效效纳基膨膨润土土，严格格控制制膨润土土的含含砂率等等质量量因素。根根据据实验得得出土土水比为1：4的质量配配比比。发酵酵装置置为一台台搅拌拌机、两两个40方发酵池池、一一个柱塞塞送浆浆泵，保保证膨膨润土充充分发发酵与满满足掘掘进的用用量。大大约每一一延米米用量为4方泡沫根据注入发发发泡效果果得到到混合液液的原原液与水水流量量比为1：10，泡沫的的混混合液与与气流流量比为1：14，气体越越多多，每延延米大大约泡沫沫用量量为14方。通过膨润土泡沫沫沫组合使使用的的方法刀刀盘扭扭矩降低20％左右；；渣渣土流塑塑性合合适；出出渣连连续稳定定。盾构机穿越浅基基基础建筑筑群施施工技术术江汉站～大智路路路站区间间沿大大智路敷敷设，为为地下线线路。线线路沿线线管线线众多、交交通通繁忙、建建构构筑物密密集。主主要建（构构）筑筑物有轨轨道交交通2号线（区区间间上跨）、大大清银行旧址址（市文物保保护单位）、大大陆坊（优秀秀历史建筑）、长长江隧道（下下穿）、荣宝宝斋、美术馆馆（优秀历史史建筑）、盐盐业银行大楼楼（市文物保保护单位）、武武汉数码港、吉吉祥大厦、中中兴大酒店、保保定华池集团团有限公司、大大智公寓、新新鸿基花园、大大智路人行天天桥、京汉大大道天桥和轨轨道交通1号线（高架架线）等。能能否顺利穿越越风险源技术术保证至关重重要。区间施施工对建筑物物的影响分析析：本区间盾盾构隧道埋一一般为8.8m~~27.6mm，穿越地层层主要为砂层层，盾构机掘掘进时或二次次注浆前周围围砂层发生失失水时，隧道道周围地面或或下部地层可可能发生沉降降变形，从而而影响周边建建（构）筑物物安全。穿越前准备：对对对建筑物物提前前预加固;；加密地地表表沉降监监测点点；制定定盾构构机穿越越方案案；制定定快速速有效的的安全全应急预预案（具具有可操操作性性）；保保持设设备的完完好性性尽量不不要在在建筑物物下长长时间停停机；；对相关关人员员进行交交底培培训。对建筑物预加固固固与加强强监测测采用从地面打钢钢钢管桩；；和加加强监测测跟踪踪注浆的的方式式保护建建筑物物基础。下下图图为对建建筑物物保护措措施表表：盾构机穿越建筑筑筑物推进进技术术：对盾构构机机穿越建建筑物物首先控控制沉沉降，控控制沉沉降分为为切口口前控制制；盾盾中控制制；出出盾尾后后控制制，切口口前沉沉降主要要靠建建立合适适的土土仓压力力和控控制超排排的措措施来控控制，盾盾中与盾盾尾后后沉降的的控制制主要依依靠同同步注浆浆与二二次补浆浆措施施来控制制，同同步注浆浆要求求保质保保量，二二次补浆浆要求求及时跟跟进。同同时也要要加强强对地表表的沉沉降点的的监测测，及时时的掌掌握沉降降数据据采取有有效措措施控制制沉降降。在盾盾构机机穿越过过程中中对掘进进参数数的控制制也直直接影响响地表表建筑物物的沉沉降。计算盾构机穿越越越建筑物物的土土压力，上上土土压力公公式：：得，最后确定推推推进时上土土压压力为190--2200kkpaa左右保持持恒恒定，停停机保保压为250kkppa(泡沫逐渐渐减减少使土土压力力降低)确定理论出土量量量：控制出土量不会会会超过54方。控制渣土超排措措措施:1操作手在推进进进过程中要要做做到推进进速度度与出土土速度度的比值值要保保持恒定定；2每出满一一斗斗都要操操作手手都要查查看管管理行程程与之之前数据据比较较，是否否出现现超排现现象；；3在土斗上上做做量尺以以便观观察出渣渣体积积，看土土工人人要平均均分配配每个土土斗的的装土量量；4吊渣土的的龙龙门吊配配置称称重装置置，对对渣土质质量检检测是否否超排排渣土。推进参数保持平平平稳:盾构机在在穿穿越建筑筑物的的过程中中必须须严格控控制盾盾构机土土压力力、姿态态、推推力、速速度、扭扭矩、注注浆量量、注浆浆压力力、改良良剂用用量等参参数的的平稳性性，波波动范围围在正正常允许许得范范围内。这这些些参数平平稳是是盾构机机顺利利通过风风险源源的基础础。盾盾构机部部分参参数请看看下表表：环号速度mm/miinn上部土压力kpppa推力kn扭矩百分比最大大大扭矩为56000kknm出土量M3同步注浆量M333568192032525356546.5569171992800254536.9570181982699451536.7571191962712351536.4572171972659847546.7573162002753747536.7574172002687750526.8575162022624148546.9576151962567447526.9577151962496247527578161962497446546.9579192062535151536.