盾构掘进、管片拼装和同步注浆施工组织设计

广佛线15标［沙园站－燕岗站区间］土建工程盾构始发井（兼轨排井）主体结构施工方案PAGEPAGE36盾构掘进、管片拼装和同步注浆施工组织设计1.编制依据（1）珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段项目土建施工15标段【沙涌～沙园矿山法区间、沙园～燕岗区间】施工承包合同；（2）珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程沙园站～燕岗站区间盾构区间平、纵断面及洞门设计图。（3）《沙园站至江燕路站区间详勘察报告》广东省重工建筑设计院二零零三年八月。（4）《沙园～燕岗区间施工阶段补充岩土工程勘察报告》广东省工程勘察院二OO八年十二月。（5）广佛线总体部发放的相关文件及工作联系单。（6）周边环境、沿线建（构）筑物调查报告。（7）《珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程设计技术要求》。（8）执行的技术标准及规范：《地铁设计规范》（GB50157—2003）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《地下工程防水技术规范》（GB0108-2008）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《人民防空设计规范》（GB50225-95）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）《盾构法隧道施工及验收规范》（GB50446-2008）《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）2.工程概况2.1工程概况珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段项目施工15标段【沙涌～沙园矿山法区间、沙园～燕岗区间】土建工程，起于广州市海珠区光大花园盾构吊出井，向东前行至沙园站北端，再由沙园站南端沿着工业大道向东南行进，下穿昌岗路立交桥，最后进入燕岗站。本标段区间设计起点里程为YDK24+376.394，设计终点里程为YDK26+386.276，标段全长约为1760m。本标段区域位置如下图2-1所示。图2-1标段区域位置图2.2沙燕区间盾构法隧道概况2.2.1基本情况沙燕区间盾构法隧道左线起讫里程为ZDK25+538.897～ZDK26+386.276（ZDK26+167.905=ZDK26+171.419短链3.514）；右线起讫里程为YDK25+539.934～YDK26+386.276。左线长843.865m，右线长846.342。盾构机从沙燕区间中部位于工业大道上的盾构始发井始发，在燕岗站吊出。本标段工程平面示意图如下图2-2所示。图2-2工程平面示意图2.2.2隧道平纵断面（1）区间平面设计：本盾构区间范围内左线设有两段平面曲线：ZJD39曲线半径2000米；ZJD40曲线半径1500米。右线设有一段平面曲线：YJD40曲线半径1500米。（2）区间纵断面设计：本区间线路纵坡为爬坡段，左线最大坡度为20.2‰，设1个竖曲线，半径为5000米；右线最大坡度为20‰，设1个竖曲线，半径为5000米。（3）区间线间距和埋深本区间线路线间距为12.0～13.0m。隧道埋深约为12.375～16.037m表2-1沙燕区间盾构法隧道平面曲线统计表线路里程长度(m)曲率半径R(m)备注左线843.865mZDK25+538.897～ZDK25+546.5827.6852000ZDK25+546.582～ZDK25+566.58220.000缓和曲线ZDK25+566.582～ZDK25+841.643275.061直线段ZDK25+841.643～ZDK25+871.64330.000缓和曲线ZDK25+871.643～ZDK26+137.905266.2621500ZDK26+137.905～ZDK26+171.41930.000缓和曲线短链3.514ZDK26+171.419～ZDK26+386.276214.857直线段右线846.342mYDK25+539.934～YDK25+848.966309.032直线段YDK25+848.966～YDK25+878.96630.000缓和曲线YDK25+878.966～YDK26+145.227266.2611500YDK26+145.227～YDK26+175.22730.000缓和曲线YDK26+175.227～YDK26+386.276211.049直线段表2-2沙燕区间盾构法隧道竖曲线统计表线路里程长度(m)坡度曲率半径R(m)备注左线843.865mZDK25+538.897～ZDK26+000.000461.10310.528‰5000ZDK26+000.000～ZDK26+360.000356.48620.2‰5000短链3.514ZDK26+360.000～ZDK26+386.27626.2732‰3000右线846.342mYDK25+539.934～YDK25+660.000120.06610.78‰5000YDK25+660.000～YDK25+680.00020.0008.78‰5000YDK25+680.000～YDK26+000.000320.00010.78‰5000YDK26+000.000～YDK26+360.000360.00020‰3000YDK26+360.000～YDK26+386.27626.2762‰30002.2.3附属工程概况沙燕区间盾构法隧道设4个洞门,，左、右线始发、到达洞门各一个。1座联络通道（2#），联络通道中心里程：ZDK25+763.963（YDK25+765.000）。2.2.4周边环境及建构筑物盾构区间上方主要有昌岗路立交桥及南泰路天桥等构筑物；沿线两边主要有联星工商旅大楼、市橡胶制品研究所（A7）、东方红印刷厂第四宿舍楼（A7）、海珠区南石街生活服务点职工宿舍（A6）等重要建筑物。区间隧道无下穿建（构）筑物，两侧的地面建（构）筑物较多，其基础与盾构隧道的关系见下表。表2-3建（构）筑物基础与盾构隧道的关系表编号建筑物名称隧道与基础的关系基础类型平面位置关系竖向位置关系联星工商旅大楼最小净距7m天然基础325A7广州市橡胶工业制品研究所住宅科研楼最小净距3m隧道顶以上桩基础327A7东方红印刷厂第四宿舍楼最小净距2m隧道顶以上桩基础328-1南泰路天桥最小净距7m桩底位于隧道底桩基础330A6海珠区南石街生活服务点职工宿舍最小净距6m隧道顶以上天然基础2.3工程地质及水文地质2.3.1地形地貌盾构区间起点为盾构井（轨排井），沿工业大道向东南延伸到达燕岗站，沿线地形起伏较大，地面高程为7.60～19.60m。沿线路延伸方向地势逐渐台升，线路两侧密布建筑物群。在地貌单元上属风化残丘。2.3.2工程地质根据地质勘探资料，该地区未发现断裂构造，岩石裂隙较发育，地基稳定性较好，本标段范围内岩土主要的分层依次如下：<1>人工填土层(Q4ml)、<2-1>淤泥或淤泥质土(Q4mc)、<2-2>淤泥质砂(Q4mc)、〈3-1〉层冲积-洪积细砂层(Q3al+pl)、〈3-2〉层冲积-洪积中粗砂层(Q3al+pl)、〈4-1〉粉质粘土、〈4-2〉淤泥质土、〈5-1〉可塑状态的粉质粘土以及呈稍密状的粉土、〈5-2〉硬塑～坚硬状态的粉质粘土以及呈中密～密实状的粉土、〈6〉全风化泥质粉砂岩、砾岩、〈7〉强风化泥质粉砂岩、砾岩、〈8〉中风化泥质粉砂岩、砾岩、〈9〉微风化泥质粉砂岩、砾岩。2.3.3水文地质本区间的地下水补给主要来源与大气降水。地下水的赋存，场区地下水类型主要有两种：一种为赋存于第四系松散层和全风化带潜水型孔隙水。另一种是赋存于基岩强、中风化层中裂隙水。3.施工重难点分析及对策3.1工程特点（1）沿线建（构）筑物多：地面建筑物密集，多为商铺、办公楼和厂房。（2）隧道地层复杂多样：隧道穿越地层有硬塑状残积土层＜5-2＞、岩石强风化带＜6＞、岩石全风化带＜7＞、泥质粉砂岩中风化带＜8＞、泥质粉砂岩微风化带＜9＞；掘进断面部分地段呈上软下硬，上下岩层完整性及强度差异较大。（3）施工场地较小：盾构始发井收交通疏解影响，场地面积较小，盾构施工场地布置紧凑，作业干扰较大。（4）工期风险较大：沙燕区间盾构发隧道受燕岗站施工进度影响，盾构机需要等待其提供吊出条件。（5）文明施工要求高：本标段2011年作为广州地铁安全文明样板工地选后接待多次创文检查，取得了来之不易的成绩，将文明施工的成果继续保持下去是本工程施工的重要任务。3.2工程重点、难点及对策3.2.1工程施工重点（1）进度控制重点燕岗站何时提供吊出条件是盾构法隧道工期的关键因素，根据目前实际情况，燕岗站提供吊出条件的具体时间尚未最终确定，施工过程中加强同燕岗站的联系和协调，使其尽可能能早的提供一条线的吊出条件，是保证工期的关键。（2）质量控制重点根据我部的施工经验，预先控制影响管片安装后的变形、管片错台破损等缺陷的因素，对管片结构受力、防水等起着决定性的作用，是影响隧道成型质量的关键。（3）安全控制重点盾构隧道线路最大坡度为20.2‰，如何防止轨道车溜车，保证水平运输时人员和设备的安全将是本工程安全控制的重点。盾构施工垂直运输主要由1台40t门吊、1台16t门吊构成，垂直起吊过程中，吊索，吊具、起吊小车、物料的吊装都是施工过程安全管理的重要因素。（4）环境保护重点本工程所处位置，交通繁忙，建筑物、管线复杂；碴土排放、污水排放、地表变形、噪声等环节都是影响周边环境的因素，而地表变形沉降直接影响交通和建筑物安全，对环境影响最大，所以地表变形的控制是本标段环境保护的重点。3.2.2工程施工难点（1）红层掘进防结泥饼盾构隧道大部分穿越<7>、<8>、<9>泥质粉砂岩强、中、微风化地层，粘粒含量达到50～60％，在这样的地层中掘进，土仓温度高，盾构掘进时可能会在刀盘特别是刀盘的中心部位产生泥饼，当产生泥饼时，掘进速度急剧下降，刀盘扭矩也会上升，大大降低开挖效率，甚至无法掘进。因此如何在红层掘进防止结泥饼是本标段的难点。（2）上软下硬地层掘进盾构隧道在进入燕岗站之前存在上软下硬地层，隧道上部为<5-2>粉质粘土以及粉土、<6>全风化泥质粉砂岩、砾岩，隧道下部硬岩为<7>、<8>、<9>泥质粉砂岩强、中、微风化地层，盾构机掘进时由于下部岩层较上部土层抗压强度大，导致盾构机出现抬头现象和出土量过大导致上部地层塌陷。因此上软下硬地层掘进是本标段的难点。（3）盾构机的维修与保养由于本标段地层相对比较复杂，盾构机需要应付硬岩、软硬不均等地层，因此如何做好盾构机及相关配套设备的维修与保养，保证其良好的工作性能是本工程的难点。（4）与相关单位的施工协调盾构发隧道与燕岗站有接口，因此在施工过程中双方充分沟通，协调作业，保证工程顺利进行是本工程的难点。盾构始发井位于交通繁忙的工业大道上，因此在盾构掘进施工时与交通部门的协调也是本工程的难点。3.2.3主要项目的对策措施表3-1工程重难点对策一览表序号重难点项目对策1软硬不均地层掘进①放慢推进速度，严格控制油缸的分区推力，实时调整盾构姿态，防止刀具异常损坏；②对出土量进行严格管理，控制土仓压力，当发生偏位时可有效阻止盾构姿态的进一步恶化；③加强施工监控量测，及时反馈指导施工，控制地表变形；④在在上部土体不产生坍塌情况下，可采用半敞开模式掘进，以利于检查清理刀盘和更换刀具，保证掘进顺利进行。2掘进防泥饼①加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理，密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态；②以适量增加泡沫的注入量和选择比较大的泡沫加入比例，减小碴土的黏附性，降低泥饼产生的几率；③一旦产生泥饼，及时采取对策，必要时采用人工处理的方式清除泥饼；④必要时螺旋输送机内也要加入泡沫，以增加碴土的流动性，利于碴土的排出。3地表变形控制①控制掘进中盾构的姿态，尽可能减小对地层的扰动；②针对不同地质，合理选取掘进参数，保持掌子面稳定，防止或减少地层失水；③“掘进与注浆同步，不注浆不掘进”，及时填充环形间隙，必要时进行二次补强注浆；④加强监控量测，及时分析反馈，指导施工。4进度控制=1\*GB3①贯彻ISO标准和HSE标准，使管理程序化，通过强有力的管理保持生产持续高产稳产，防止大起大落；。=2\*GB3②抓工程统筹、网络计划，抓工序管理，对工程进度进行动态管理，保证控制工期的关键线路可控；=3\*GB3③建立健全盾构机维修保养体系，做好备件储备，使之保持良好状态，提高设备利用率；=4\*GB3④施工前进行详细的现场调查，做到对影响施工的任何环节都了若指掌，并提前制定施工方案，确保施工顺利进行。5垂直提升、水平运输中的安全控制①规范化和标准化培训和考核机制，使操作人员正确操作设备，有效规避施工中的危险；②采用性能良好的垂直和水平运输设备，保证设备的安全装备每天都得到有效检查和正确的养护，使制动装置有效，并由安全部门定期进行制动试验；③设专职轨道养护人员，每天对轨道进行有效的检查和养护；④在盾构机后配套内、轨道上均设置有效的阻车器，并配设相应的信号传递系统，以便有效的通知人员，做好人员及设备的防护。=5\*GB3⑤操作人员必须听从指挥，指挥口令清晰。4.施工组织筹划4.1施工筹划广佛地铁土建15标沙燕区间盾构法隧道的施工，采用我集团公司自有的一台德国海瑞克复合式土压平衡盾构机（S-266）进行隧道掘进，在庄头公园盾构始发井右线始发，在燕岗站北端吊出拆卸撤回盾构始发井，盾构机组装完成后再次于左线盾构始发，盾构至燕岗站北端吊出拆卸退场。4.2施工进度计划根据目前施工进度及业主整条线进度计划安排，沙燕区间盾构法隧道施工节点工期计划如下：（1）沙燕区间盾构法隧道右线盾构机在2012年05（2）沙燕区间盾构法隧道右线盾构机在2012年09（3）沙燕区间盾构法隧道左线盾构机在2013年03（4）沙燕区间盾构法隧道左线盾构机在2013年07说明：左线盾构机施工工期根据燕岗站2013年2月10日提供右线盾构机吊出条件策划。如提供吊出时间推迟，则工期顺延。移交场地时间在第二台次盾构机到达后45天移交。4.3劳力组织项目经理部机电部下设两个盾构掘进工班、一个地面工班、一个维修工班，负责左、右线盾构隧道施工和盾构机维修保养，主要工作内容包括：盾构机掘进、管片和碴土的洞内运输、轨道及辅助设施铺设、管片拼装、同步注浆、二次注浆和隧道清理等工作。表4-1掘进工班（单个）劳动力分配表序号工作岗位工种人数1工班长兼盾构司机技术员12管片拼装手技术工13管片拼装、轨道安装管片工44同步注浆注浆工15二次注浆注浆工26台车勤务勤务工17随车员随车员18电瓶车司机司机29洞口勤务勤务工110洞口指挥司索工1合计15表4-2地面工班劳动力分配表序号工作岗位工种人数1工班长工班长12搅拌站司机兼上料司机23膨润土工普工24放浆工普工25司索工司索工4616t龙门吊司机司机2740t龙门吊司机司机2合计15表4-3维修工班劳动力分配表序号工作岗位工种人数1工班长（机电工程师兼任）工班长12机电维修维修工33电工电工34仓库管理库管员1合计85.盾构掘进施工方案5.1盾构掘进施工方案及工艺流程沙燕区间盾构法隧道采用复合式土压平衡式盾构掘进机，其利用压力仓内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，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，同时要求推进坡度保持相对的平稳，控制每次纠偏的量，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。盾构施工采用连续生产的施工组织原则，每周七个工作日。盾构施工时，作业循环均采用2+1班制，即每天2个班掘进，1个班维修保养。掘进班每天工作12小时，维修班每天保养2小时，其余时间为跟机保养。5.1.1盾构掘进作业工序流程和操作控制程序盾构掘进作业工序流程见图5-1掘进作业工序流程图，工序操作控制见图5-2掘进工序操作控制程序框图。NoNoyesyesNo设置管理基准准备工作掘进同步注浆是否达到循环进尺管片拼装洞内列车出洞掘进是否达到6m延伸轨线下一循环出洞列车出碴洞外列车进洞列车装料图5-1掘进作业工序流程图正常正常报警好不好好不好相符不符No启动设定土仓压力值P0刀盘扭矩是否达到上限yes设定刀盘扭矩、转速设定泡沫、膨润土注入参数设定千斤顶推进速度设定螺旋输送机转速调整泡沫、膨润土注入量土仓压力为P1P1与P0碴土流动性和止水性调整螺旋输送机转速及出料口仓门盾构机姿态调整千斤顶推进参数地层沉降控制与反馈调整掘进参数或补强注浆继续图5-2掘进工序操作控制程序框图5.1.2掘进模式的选择及操作控制不同掘进模式的特点及适用条件：本工程选用的盾构机为土压平衡盾构机，具有敞开式(OPEN)、半敞开式(SEMI-OPEN)和土压平衡式(EPB)三种掘进模式，每一种掘进模式具有不同的特点和适用条件。（1）敞开式该模式下，盾构机切削下来的渣土进入土仓内即刻被螺旋输送机排出，土仓内仅有极少量的渣土，土仓基本处于清空状态，掘进中刀盘和螺旋输送机所受反推力较小。由于土仓内压力为大气压，故不能支撑开挖面地层和防止地下水渗入。该模式适用于能够自稳、地下水少的地层。（2）半敞开式该模式又称为局部气压模式。掘进中土仓内的渣土未充满土仓，尚有一定的空间，通过向土仓内输入压缩空气与渣土共同支撑开挖面和防止地下水渗入。该掘进模式适用于具有一定自稳能力和地下水压力不太高的地层，其防止地下水渗入的效果主要取决于压缩空气的压力。（3）土压平衡模式土压平衡模式就是将刀盘切削下来的渣土充满土仓，并通过推进操作产生与土压力和水压力相平衡的土仓压力来稳定开挖面地层和防止地下水的渗入。该掘进模式主要通过控制盾构推进速度和螺旋输送机的排土量来产生压力，并通过测量土仓内的土压力来随时调整、控制盾构推进速度和螺旋输送机的转速。在该掘进模式下，刀盘和螺旋输送机所受的反推力较大。该掘进模式适用于不能稳定的软土和富水地层。三种掘进模式下的掘进原理见图5-3掘进模式原理示意图。土压平衡模式土压平衡模式半敞开模式敞开模式水、土压力水、土压力水、土压力压缩空气图5-3掘进模式原理示意图5.1.3盾构隧道的掘进模式分段施工前认真研究工程地质，掌握第一手地质资料，进行研究分析，根据隧道地质情况及周边环境条件，分别采用不同模式掘进，并根据监控量测反馈及时调整。施工过程中根据不同地段下发技术交底。5.1.4主要掘进参数及技术措施（1）参数选取①土仓压力的设定基于土力学原理，当土质渗透系数较大时，正面水土压力的理论值采用水土分算：式中：Pc—土压力；Pw—水压力；；—为土的有效内摩擦角；H—盾构工作面中心处深度；—土的有效重度；q—地面超载。土质渗透系数较小时，土仓可以采用水土合算式中：—土的饱和重度；实际盾构推进过程中为了补偿后期的沉降，考虑到土仓压力的波动及衰减，以及为了弥补盾尾沉降损失造成的沉降。一般来说土压力的设定要稍高于理论土压力，但也不宜于过大，过大则使地层产生隆起变形。②推进出土量控制每环理论出土量＝×L×D2/4＝/4×6.28×6.28×1.5＝46.4m实际出土量由于地下水作用及渣土松散，要比理论出碴量略大。③推进速度正常推进时速度宜控制在3～5cm/min之间。过建筑物时推进速度宜控制在2cm④盾构轴线及地面沉降量控制：盾构掘进过程中轴线控制偏离设计轴线不得大于50mm；地面沉降量控制在＋10mm～－30mm。（2）技术措施①敞开式掘进的技术措施：a采用滚刀破岩为主，采用高转速、低扭矩和适宜的螺旋输送机转速推进。b采用敞开模式掘进时，易产生掘进中的盾构机滚动和较大震动现象，施工中如不慎引起盾构机滚动，可使刀盘反转来纠正。c同步注浆时浆液可能渗流到盾壳与周围岩体间的空隙甚至刀盘处，为避免此现象发生可采取适当增大浆液粘度、缩短浆液凝结时间、适当减低注浆压力等方法来解决。d在硬岩敞开式掘进时，刀具磨损较大，温度高，岩渣不具软塑性，因此，应注意观察、检查，及时换刀，注入泡沫和膨润土冷却、润滑，以降磨。②半敞开式掘进技术措施：a半敞开式掘进模式介于土压平衡和开敞式之间，采用滚刀、齿刀混合破岩切削。b为既能稳定开挖面和防止地下水渗入，又能避免出渣时螺旋输送机发生喷涌，压缩空气压力应控制在1～1.5bar以内。c在该模式下掘进时，应注入泡沫对渣土进行改良。遇地层变换、涌水较大时，及时转换模式掘进。③土压平衡模式掘进的技术措施：a采用以齿刀、刮刀为主切削土层，以低转速、大扭矩推进。b土仓内土压力值P应略大于静水压力和地层土压力之和P0，即P=K·P0(K介于1.0～1.3)，并在掘进中不断调整优化。c土仓压力通过采取设定掘进速度、调整排土量或设定排土量、调整掘进速度两种方法建立，并应维持切削土量与排土量的平衡，以使土仓内的压力稳定平衡。d盾构机的掘进速度主要通过调整盾构推进力、转速(扭矩)来控制，排土量则主要通过调整螺旋输送机的转速来调节。在实际掘进施工中，应根据地质条件、排出的渣土状态，以及盾构机的各项工作状态参数等动态地调整优化，此模式掘进时应采取渣土改良措施增加渣土的流动性和止水性。5.1.5掘进方向的控制与调整由于地层软硬不均、隧道曲线和坡度变化以及操作等因素的影响，盾构推进不可能完全按照设计的隧道轴线前进，而会产生一定的偏差。当这种偏差超过一定限界时就会使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力恶化，并造成地层损失增大而使地表沉降加大，因此盾构施工中必须采取有效技术措施控制掘进方向，及时有效纠正掘进偏差。（1）盾构掘进方向控制①盾构机采用VMT自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监测，该系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等，能够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏差以及趋势。据此调整控制盾构机掘进方向，使其始终保持在允许的偏差范围内。随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠，拟每周进行两次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。②采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向根据线路条件所做的分段轴线拟合控制计划、导向系统反映的盾构姿态信息，结合隧道地层情况，通过分区操作盾构机的推进油缸来控制掘进方向。a在上坡段掘进时，适当加大盾构机下部油缸的推力和速度；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力和速度；在左转弯曲线段掘进时，则适当加大右侧油缸推力和速度；在右转弯曲线掘进时，则适当加大左侧油缸的推力和速度；在直线平坡段掘进时，则应尽量使所有油缸的推力和速度保持一致。b在均匀的地质条件时，保持所有油缸推力与速度一致；在软硬不均的地层中掘进时，则应根据不同地层在断面的具体分布情况，遵循硬地层一侧推进油缸的推力和速度适当加大，软地层一侧油缸的推力和速度适当减小的原则来操作。（2）盾构姿态调整及纠偏在实际施工中，由于地质突变等原因盾构机推进方向可能会偏离设计轴线并超过管理警戒值。在稳定地层中掘进，因地层提供的滚动阻力小，可能会产生盾体滚动偏差；在线路变坡段或急弯段掘进，有可能产生较大的偏差。因此应及时调整盾构机姿态、纠正偏差。①分区操作推进油缸来调整盾构机姿态，纠正偏差，将盾构机的方向控制调整到符合要求的范围内。②在急弯和变坡段，必要时可利用盾构机的超挖刀进行局部超挖来纠偏。③当滚动超限时，盾构机会自动报警，此时采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差。④在切换刀盘转动方向时，保留适当的时间间隔，切换速度不宜过快，切换速度过快可能造成管片受力状态突变，而使管片损坏。⑤根据掌子面地层情况及时调整掘进参数，调整掘进方向时应设置警戒值与限制值，达到警戒值时就应该实行纠偏程序。⑥蛇行修正及纠偏时应缓慢进行，如修正过程过急，蛇行反而更加明显。在直线推进的情况下，选取盾构当前所在位置点与设计线上远方的一点作一直线，然后再以这条线为新的基准进行线形管理。在曲线推进的情况下，使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。⑦推进油缸油压的调整不宜过快、过大，否则可能造成管片局部破损甚至开裂。⑧正确进行管片选型，确保拼装质量与精度，以使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。⑨盾构始发、到达时方向控制极其重要，应按照始发、到达掘进的有关技术要求，做好测量定位工作。5.1.6盾尾油脂的压注为了能安全并顺利地完成盾构隧道的掘进任务，必须切实地做好盾尾油脂的压注工作。盾尾油脂注入流程见图5-4所示。图5-4盾尾油脂注入流程5.2粘性土层中掘进防结泥饼措施盾构机穿越〈4-1〉粉质粘土、〈4-2〉淤泥质土、〈5-1〉可塑状态的粉质粘土以及呈稍密状的粉土、〈5-2〉硬塑～坚硬状态的粉质粘土以及呈中密～密实状的粉土、〈6〉全风化泥质粉砂岩、砾岩、〈7〉强风化泥质粉砂岩、砾岩等粘性较强土层时，盾构机掘进时就易在刀盘特别是刀盘的中心部位产生泥饼，当产生泥饼时，掘进速度急剧下降，刀盘扭矩也会上升，大大降低开挖效率，甚至无法掘进。施工中采取的主要技术措施为：（1）掘进过程中通过泡沫系统及膨润土注入系统向刀盘和土仓内加入泡沫、膨润土等渣土改良剂，使搅拌后的切削土体具有较好的流动性，既可顺利排出碴仓，又能降低扭矩，减小刀具的磨损。①通过盾构机上的泡沫系统注入泡沫，泡沫的组成比例如下：泡沫溶液的组成：泡沫添加剂3%，水97%。泡沫组成：90～95%压缩空气和5～10%泡沫溶液混合而成。泡沫的注入量按开挖方量计算：300～600L/m3。泡沫浓度根据渣土状况随时进行调整，必要时增加泡沫剂用量。②通过膨润土注入系统以悬浮液的方式注入膨润土，其体积使用量为20%～30%。拌制的悬浮液泵入储存罐后通过不同的注入口分别注入到开挖仓及螺旋输送机进口处。③必要时可考虑在土仓注入泥浆。其配合比为：水:膨润土:粉煤灰:添加剂=4:1:1:0.1，加泥量为5%～20%出土量。（2）必要时螺旋输送机内也要加入泡沫，以增加渣土的流动性，利于渣土的排出。（3）加强盾构掘进时的出土管理，密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态。土仓渣土堆积太多，压力建立太高易结泥饼，因此在围岩交稳定地层可采用2/3仓土掘进；如果围岩稳定性较差，需要进行土压平衡掘进，可往土仓里加气，达到所需压力，这样可以减少土仓渣土量进而防止结泥饼。（4）注意渣土温度变化。如果掘进速度较慢，而渣土温度较高，则有可能是结泥饼所致。经常用激光温度仪测渣土温度，观察温度变化，如有异常则在掘进时向土仓内加水，可大大降低结泥饼的几率。（5）一旦产生泥饼，可空转刀盘,使泥饼在离心力的作用下脱落。开挖面确保稳定下可采用人工进仓处理的方式清除泥饼。5.3管片上浮原因分析及应对措施在盾构掘进过程中，盾构隧道管片的上浮问题主要由于管片在地层中失去抗浮能力所致，它受盾构衬砌同步注浆、盾构工法特性、工程地质及水文地质条件、盾构机姿态和线路走向等因素影响。从管片上浮发生的实际经验来看，在富含水的硬岩地段的盾构隧道中，均有此现象发生，只是位移值的大小不同。根据我部施工经验，管片拼装后最初2天上浮的位移为总位移的70～80％，上浮速率较快，后期上浮速率趋于缓慢，并且在拼装24小时候下坡时的管片上浮值明显大于上坡时的上浮值。（1）引起管片位移的因素分析1)管片位移的外部条件①衬背环形建筑空间盾构机的切削刀盘直径D与隧道衬砌管片的外径d有一定的差值，即△D=D—d。由于盾构掘进过程中的蛇形运动，会产生超挖和理论间隙，管片与地层问存在一环形建筑空间。如下图5-5所示。图5-5管片外建筑空隙示意图在软岩地层中，当管片脱出盾尾后，如果不及时进行同步注浆填充环形建筑空间，拱顶围岩便有可能产生变形引起地表过量沉降，但这种变形客观上消除了隧道管片与围岩间的建筑空间，有利于即时约束管片上浮的趋势。但在硬岩地层中，管片脱出盾尾后，由于其岩层的稳定性，环形建筑空间在相对长的时间内是稳定的，如不及时充填此空间，脱出盾尾的管片便处于无约束的状态，给管片的位移提供了可能的条件。②过量超挖随着隧道的掘进准确地掌握工程地质与水文地质条件的变化，通过对地质信息的反馈及时修正施工方法。盾构法隧道地质的变化更需要准确地判断，其目的是：决定刀具的适应性；控制和调整盾构机的掘进参数；控制盾构隧道管片的变形和位移。在均质连续的地层中掘进，盾构机刀盘所承受前方开挖面的掘进阻力是均匀的，(包括均匀作用在面板上的水平阻力和面板上的扭矩)，这时候盾构机的掘进是连续均衡的，掘进参数也保持相对不变，盾构姿态沿轴线的控制也较容易。软硬不均地层对于采用盾构法施工的隧道来说，无论是刀具的适应性还是掘进参数的确定和调整以及隧道管片位移的控制都是极为不利的。由于断面内岩层软弱不均，必然造成盾构在掘进过程中过量的蛇形运动，扩大管片与围岩间的建筑空间；同时，下部地层硬，刀盘受到的阻力大于上部，刀盘转动切削土体过程中，极易造成上部相对软弱的土层过量切削甚至坍方，也会扩大管片与围岩问的建筑空间。这些过量蛇形和过量超挖形成的空间为管片位移提供了又一可能的条件。2)管片上浮的内在原因管片与围岩问的建筑空间是造成管片位移的一个外部条件，而引起管片上浮还有下述几方面内在原因：①含水地层广州地区地下水赋存有两种情况：一是第四系孔隙水，主要赋存于中一粗砂层中，由大气降水和珠江水系补给；二是基岩裂隙水，主要赋存于强风化、中风化泥岩之中，裂隙发育，渗透系数大，属中～强透水层。显然，在透水地层中盾构掘进形成的环形建筑空间在充满水(或浆液)初凝时间很长的情况下，管片有上浮的趋势。假定隧道管片全部浸泡在盾构掘进形成的“圆形坑道”之中，管片四周充满了水(或未凝固的浆液)，根据管片外径D=6000mm，厚300mm，宽1500mm管片混凝土自重：G=ρgV=2400×9.8×8.05=189.3KN;水浮力：F=ρgV=1000×9.8×42.4=415.5KN;F﹥G,即管片所收到的浮力大于管片本身的自重。可见，隧道管片在全断面地下水（或未凝固的浆液）的工况下，隧道管片本身就有上浮的趋势。②衬砌背后注浆工艺及浆液质量从管片上浮的外部条件来看，及时充填固结管片背后环形建筑空间是解决管片位移的关键。从浆液质量来看，若同步浆液凝结时间较长，不足以在管片拖出盾尾2～3环的时间内将管片固结来阻止其上浮，同时，在富水地层中，浆液极可能被汇集于管片四周的水稀释，造成浆浆液离析、沉淀甚至不凝固，从而进一步恶化管片稳定的环境。从注浆工艺方面看，一是注浆量不足，实际注浆量应达到理论建筑空间的空隙量的150％～200％才能保证管片四周空隙充分填充密实。盾构开挖断面积扣除管片外径面积后，每一环(环宽1.5m)的理论空隙量为4.05m3。若实际注浆量小于6③盾构机姿态盾构机在掘进过程中的运动轨迹实际上是一条蛇形运动轨迹，始终围绕着隧道轴线作蛇形运动，要通过不断调整各分区油缸千斤顶的推力来让盾构机运动中不断逐渐靠近隧道设计轴线。在盾构在上软下硬地层中掘进，需对千斤顶的推力进行分区操作，适当加大下部c区千斤顶的推力，以克服下部硬地层的阻力。在盾构偏离隧道轴线后应进行纠偏，当盾构机偏离隧道中心线以下时，为纠正其运动轨迹不断靠近理论轴线，亦要加大下部c区千斤顶的推力。在隧道轴线由下坡改变为上坡或由急下坡改变为缓下坡时，亦需要加大下部C区千斤顶的推力，循序渐进地改变盾构机的运动轨迹，以满足设计线路的需要。这样，管片底部受到大于上部的作用力，管片环面上受力不均，也加剧了管片上浮的趋势。（2）控制管片上浮的措施1)选择适当的注浆方法按照隧道管片在含水地层中如同两端固定的弹簧梁的假定，只要管片浸泡在盾构机掘进形成的“圆形坑道”内的“液体”之中，管片就永远存在上浮的趋势。要消除管片上浮这一趋势，就必须使管片脱出盾尾后，不再受到盾尾约束的同时受到其它介质的约束。一般情况下，由于管片环与环之间的纵环缝由10根弯螺栓刚性连结，在2～3环的长度内，管片仍会受到盾尾的约束，此时仅有上浮的趋势但不会自由上浮。在这一时间段内应及时向环形建筑空间注入初凝时间极短的浆液，以固定管片。在硬岩含水地层中，就解决管片上浮问题来看，同步注浆实质上是注浆稳定管片与管片上浮在时间上的竞赛。在浆液性能上的选择同步注浆结合双液瞬凝性浆液(一般称为水泥．水玻璃双液浆)工艺能彻底解决管片上浮的问题。具体做法是在盾构机掘进的同时，在脱出盾尾4～5环的管片上，及时进行二次补注双液浆回填，以保证建筑空隙的填充密实，防止管片上浮。注浆通过吊装孔在1、11点位每隔一环交替对管片进行二次补注双液浆回填，注浆压力控制在4～5bar，最大不超过5bar（防止管片被压裂）。2)选择适当的注浆系统在盾构机连接桥面对主控室一侧设置二次双液注浆作业平台，选择具有注入双液浆功能的QZB-50/6型液压注浆泵，通过设备的先进性来解决管片上浮问题。3)选择适当的浆液性能在硬岩含水地层中为防止管片上浮，无论是采用单液硬性浆液还是双液浆液，衬背注浆都是一场与管片位移在时问上的竞赛。所以，在浆液性能的选择上应保证浆液的充填性、初凝时间与早期强度以及限定范围防止流失(浆液的稠度)的有机结合，才能使隧道管片与围岩共同作用形成一体化的构筑物。盾构隧道衬背注浆的浆液配比应进行动态管理，依据不同地质、水文、隧道埋深等情况的变化而不断调整浆液性能，以控制地表的沉降和保证管片的稳定。4)控制盾构机姿态盾构机过量的蛇形运动必然造成频繁的纠偏，纠偏的过程就是管片环面受力不均的过程。所以要求在掘进过程中必须要控制好盾构机的姿态，尽可能地使其沿隧道轴线作小量的蛇形运动。按规范要求，盾构掘进中轴线的平面位置和高程其允许偏差为±50mm。发现偏差时应逐步纠正，不得过急过猛地纠正偏差，以免人为造成管片环面受力严重不均。5)控制掘进速度如果衬背注浆过程中，浆液不能达到及时有效地固结和稳定管片的条件时，应适当控制盾构掘进速度，确保管片脱出盾尾时形成的空隙量与注浆量平衡，尽量避免注入的浆液被水稀释而降低浆液性能。同时，每日掘进进尺也宜控制在6～8环，以便管片能被浆液充分固结稳定。6)适当降低盾构机的姿态，有意识地压低管片高程，使脱出盾尾的管片不至于超限。由于管片外径与开挖直径在理论上存在140mm间隙，使管片有一个较大的浮动空间，必要时在管片上浮比较严重的区段，可将盾构机的掘进轴心线调至隧道设计轴心线以下10mm～3（3）管片上浮后的处理管片上浮后要想调整下来是极为困难的。一旦发现管片上浮，必须立即停止盾构掘进，对已上浮的管片通过注浆孔进行二次注浆。注浆材料为瞬凝双液浆，注浆顺序应顺着隧道坡度方向，从隧道拱顶至两腰。终止注浆以打开拱底注浆孔无渗水为条件，以防止盾构恢复掘进后管片继续上浮。管片上浮主要是由于隧道管片有上浮的空间但却没有对上浮空间及时进行填充固结而造成的。因此，在实际盾构隧道工程中应紧紧抓住“地质”这条主线，进行准确的地质预测预报，并对复杂多变的地质情况进行分析研究，对各种施工信息进行动态控制，通过技术与经济对比，适时作出合理的适应不同地质条件的浆液配合比，动态地管理注浆作业。同时，不断总结和归纳盾构掘进过程中的各种掘进参数，摸索出不同地质条件下与之相适应的掘进参数的变化规律，最大程度地控制隧道管片在施工阶段的位移和变形，以满足设计规范对隧道轴线的线形要求。6.管片拼装施工方案6.1管片拼装工艺流程及作业方案本工程盾构用管片每环由六块组成，并且纵向采用错缝拼装。管片安装工艺流程见图6-1管片安装工艺流程框图。nonoyes管片止水条、衬垫粘贴管片选型、下井和运输管片吊机卸车、倒运管片安装区清理管片安装及边接管片成环整圆复紧螺栓管片环脱离盾尾紧固螺栓进尺1.盾构掘进管片就位缩回安装位置油缸油缸顶紧就位管片图6-1管片安装工艺流程框图（1）管片选型以满足隧道线型为前提，重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值，确保有足够的盾尾间隙，以防盾尾直接接触管片。一般来说，管片选型与安装位置是根据推进指令先决定，目标是使管片环安装后推进油缸行程差较小。（2）管片安装必须从隧道底部开始，首先安装标准块，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。（3）封顶块安装前，应对止水条进行润滑处理，安装时先径向插入2/3，调整位置后缓慢纵向顶推。（4）管片块安装到位后，及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力应大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机。（5）管片安装完后及时整圆，在管片环脱离盾尾后要对管片连接螺栓再次进行紧固。（6）管片安装时非管片安装人员不得进入管片安装区。6.2管片拼装质量控制措施6.2.1进场管片质量检查与维护控制（1）管片由平板车运到施工场地，由地面工班安排专人配合技术部值班工程师在卸下之前对管片进行逐一的质量检查并填写质量检查记录，不符合下列要求的管片将被立即退回。①管片的出厂单及产品出厂合格证明书是否与运到现场的管片类型一致；②管片的标志是否齐全，是否已达28d龄期；③管片表面是否还有没经修补的蜂窝麻面及气泡等缺陷；④管片在运输过程中是否有破损；⑤管片的止水胶条粘结是否牢固，是否耸肩；⑥管片外弧面掉角高度超过止水条高度的1/2或露筋时，视为报废；内弧面掉角不得露筋。（2）管片经检验合格后由16T龙门吊卸到管片堆放区。在吊装管片时要轻吊轻放，防止管片相互碰撞损坏；管片要堆放整齐，标环与左、右弯环之间的同类管片不能混乱，由地面工班负责检查。（3）管片丁腈软木衬垫已在管片厂贴好，泡沫条需要在现场粘贴，管片进场后，由地面工班安排专人粘贴泡沫条，粘贴要牢固，位置要精确，不能跳角或跑出应有位置。6.2.2管片吊装与运输控制（1）破损的管片经修补好后才可吊下隧道使用。（2）管片在向洞口下吊过程中由洞口指挥进行指挥，相互配合，确保安全。吊装管片时管片带应两边对齐，不能有歪斜，避免操作人员把手指夹到吊带里面，以免夹伤，保证管片带两边对齐的情况下龙门吊才能起吊运行。管片起吊时管片区域禁止工作。（3）每环管片分两次吊到两节管片车上，管片之间用方木垫隔。管片中线尽量和拖车中线重合，以免管片在运输过程中碰撞盾构机拖车而损坏；管片下放到电瓶车上之后洞口指挥要再次检查管片是否破损，止水胶条是否破损、是否牢固，是否标弯环混用，如有问题立即通知地面工班进行处理，不得将受损或混用管片运进洞内。（4）管片运到盾构机附近后，由盾构机上配备的吊机将管片吊到管片输送平台上。吊运过程中要轻吊轻放，并有专人（管片吊装工）扶持。管片在吊到输送平台附近，要缓慢扭转防止碰撞损坏管片。掘进结束后，再由管片输送器送到管片拼装机工作范围内。（5）管片吊装完成后，由管片拼装手检查管片是否破损，止水胶条是否破损、是否牢固，如有问题通知地面工班进行修理，否则不准拼装。6.2.3掘进姿态与同步注浆控制（1）严格控制盾构机掘进姿态，蛇行修正及纠偏时应缓慢进行，严禁猛纠急纠，如修正过程过急，蛇行反而更加明显，推进油缸行程差一般不得超过20mm,小转弯半径等特殊情况下不得超过60mm。（2）每掘进一环盾尾间隙要进行三次测量，即在拼完上一环开始掘进下一环之前进行一次测量，推进油缸行程到1500mm左右时第二次测量，掘完之后拼装之前第三次测量；盾尾间隙测量值要准确真实，并由测量人员及时向盾构司机汇报；盾尾间隙小于60mm（3）在切换刀盘转动方向时，保留适当的时间间隔，切换速度不宜过快，切换速度过快可能造成管片受力状态突变，而使管片损坏。（4）推进油缸油压的调整不宜过快、过大，否则可能造成管片局部破损甚至开裂。（5）掘进时如发现油缸撑靴位置扭转时停机调整油缸撑靴位置，保证油缸撑靴面完全作用在管片上。（6）正确进行管片选型，确保拼装质量与精度，以使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。（7）掘进同时要确保同步注浆的跟进，不同地质地段每环管片背后同步注浆量根据相应的技术交底严格进行。6.2.4管片冲洗与拼装控制（1）管片拼装前用水冲洗干净，下放到管片小车的管片在冲洗之后若发生喷涌漏渣时，在拼装之前要再次进行冲洗，特别是二次注浆平台一侧止水胶条要冲洗干净。（2）管片在现场拼装前再由管片吊装工进行最后一次检查，在确认管片质量完好无缺、止水胶条、软木衬垫粘结无脱落、管片止水胶条无泥砂后，才允许拼装。由管片拼装手负责检查管片是否冲洗干净，不合格者责令其重新冲洗。（3）管片拼装时先清理干净盾尾泥沙等杂物后再就位底部管片，然后自下而上左右交叉安装，每环相邻管片均布摆匀并控制环面平整度和封口尺寸，最后插入封顶管片成环。安装管片时要缓慢、均匀，对好位置后才可上螺栓。插入螺栓困难时，要分析原因，仔细调整位置，切忌大幅移动，强行插入。要避免安装过程中损坏止水条。插入K块管片前在其两侧止水条均匀涂抹肥皂水作为润滑剂以利于拼装。（4）做好管片螺栓的三次复紧工作：管片拼装成环时，其连接螺栓先逐片初次拧紧，脱出盾尾后再次拧紧。当后续盾构掘进至每环管片拼装之前，对相邻已成环的3环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧。7.同步注浆施工方案同步注浆的目的是迅速且可靠填满管片背后的空隙，防止围岩松弛和坍塌，造成地表下沉。同步注浆遵循“同步注入，快速凝结，信息反馈，适当补充”的原则。7.1注浆材料选用可注性强、经久耐用、结石体强度高，对地下水和周围环境无污染，价格相对低廉的水泥砂浆。图7-1盾构隧道开挖边界示意图7.2浆液配合比本工程同步注浆拟采用表7-1同步注浆材料配比表所示的配比。表7-1同步注浆浆液配合比设计配合比水泥粉煤灰砂膨润土水备注120kg440kg730kg40kg290kg施工配合比水泥kg粉煤灰kg砂kg膨润土kg水kg每盘72264438241740.6方60220365201450.5方48176292161160.4方在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验优化确定。同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标：（1）胶凝时间：一般为5～8h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，进一步缩短胶凝时间；（2）固结体强度：一天不小于0.2MPa，28天不小于2.5MPa；（3）浆液结石率：>95%，即固结收缩率<5%；（4）浆液稠度：8～12cm；（5）浆液稳定性：倾析率(静置沉淀后上浮水体积与总体积之比)小于5%。7.3同步注浆主要技术参数（1）注浆压力为保证达到对环向空隙的有效充填，同时又能确保管片结构不因注浆产生变形和损坏，根据计算和经验，注浆压力取值为0.2～0.4MPa。（2）注浆量根据经验公式计算和施工经验，注浆量取环形间隙理论体积的1.2～1.6倍，则每环(1.5m)注浆量Q=4.2～6（3）注浆速度同步注浆速度应与掘进速度相匹配，按盾构完成一环1.5（4）注浆结束标准采用注浆压力和注浆量双指标控制标准，即当注浆压力达到设定值，注浆量达到设计值的85%以上时，即可认为达到了质量要求。7.4同步注浆施工工艺同步注浆与盾构掘进同时进行，通过同步注浆系统及盾尾的内置注浆管（见图7-2同步注浆系统示意图），在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，采用双泵四管路（四注入点）对称同时注浆。注浆可根据需要采用自动控制或手动控制方式：自动控制方式即预先设定注浆压力，由控制程序自动调整注浆速度，当注浆压力达到设定值时，自行停止注浆；手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆流量、速度、压力。（1）设备搅拌站：施工场地设砂浆搅拌站一座，搅拌能力25m3运输系统：砂浆罐车(7m同步注浆系统：配备双柱塞型液压注浆泵2台(盾构机上已配置)，注浆能力2×12m3图7-2同步注浆系统示意图（2）工艺流程见图7-3同步注浆工艺流程框图。nononoyesyes注浆系统准备参数设计设定控制方式注浆注浆工况分析继续注浆注浆完成注浆效果检查下一循环数据采集与管理采取补强注浆措施调整控制方式和参数清洗设备和管路noyes配制浆液检验试验运输浆液图7-3同步注浆工艺流程框图（3）注浆效果检查注浆效果检查主要采用分析法，即根据P-Q-t曲线，结合掘进速度及衬砌、地表与周围建筑物变形量测结果进行综合分析判断，当注浆效果不能满足要求时，要及时进行二次补强注浆。7.5注浆技术保证措施（1）在开工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）成立专业注浆作业组，由富有经验的注浆工程师负责现场注浆技术和管理工作。（3）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，及时进行信息反馈，修正注浆参数和施工工艺，发现情况及时解决。（4）做好注浆设备的维修保养，注浆材料供应，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。（5）环形间隙充填不够、结构与地层变形不能得到有效控制或变形危及地面建筑物安全时、或存在地下水渗漏区段，在必要时通过吊装孔对管片背后进行二次补强注浆。8.盾构掘进测量与监测8.1盾构掘进测量盾构掘进过程中，利用井下控制点对盾构姿态进行人工复测，及时将人工复测的数据与VMT导向系统记录的数据进行比较，当差值较大时，用全站仪对激光站和后视棱镜点坐标进行检查，修改VMT中的设置参数，以确保掘进过程中盾构姿态的正确。盾构姿态人工复测每5—10环进行复测一次。在掘进到100m时，进行一次包括联系测量在内的地下导线复测。8.2盾构掘进监测盾构掘进期间地面监测的主要对象为沿线路面和线路附近建筑物。地面监测点位布置在路面上，在隧道中心沿线路横断面左右30m范围内为监测区域，沿线路方向每隔5—15m布置一个监测点；线路附近建筑物监测点位选取始发井开挖时使用的监测点中部分点。监测初始值在盾构机始发前一个星期观测。盾构机正式掘进时，每天监测一次，及时得到地面沉降与盾构机掘进参数始发期间对管片姿态进行1次/1天的监测。监测完成后及时反馈监测数据，分析管片姿态每日变化趋势，研究管片是否存在上浮或侧移，以及上浮速度和侧移量并及时上报，以便及时调整盾构机垂直姿态或加强二次逐渐来控制管片上浮及侧移，实现信息化施工。9.安全文明施工9.1安全施工（1）垂直运输施工材料及管片的吊运必须落实吊运的设备、确定吊运吨位的匹配，对吊运的索具进行配置。制订相应的分项安全技术措施和操作规程，在吊运过程中进行监控。对起重设备的操作人员和指挥人员进行交底。①行车司机必须经过培训、考核后合格者方能上岗。②做好对行车、起重指挥工的安全教育及安全交底工作。③重点强调重物下严禁站人，并落实措施及管理工作，专职设备员定期检查并做好记录（每周检查）。④对起重设备的索具、钢丝绳、卸克、土箱、管片吊钩做到定期检查，安全使用各种安全装置，督促落实维修、整改工作。在吊装预制构件或其它施工材料时，吊环和索具的安全系数K≥8。⑤同步施工由于起重高度的限制，务必要注意起吊夹角和上下人员的安全，吊装预制构件时，必须固定牢靠后方可脱钩。（2）水平运输①电瓶车司机必须经过培训，考试合格后方可上岗作业。②做好对电瓶车司机安全教育，并做好安全交底工作，防止电瓶车伤人，严格控制电瓶车速度。③井下洞口指挥，同样必须经考核合格后持证上岗。④严格执行电电瓶车安全操作规程，加强对电瓶车“连接”部位检查制。⑤督促电瓶车司机做好交接班及运行情况记录工作。⑥电瓶车运行过程中严禁搭乘电机车，做好检查、监督工作。⑦做好每日巡视检查工作，检查电瓶车运行速度、进入车架段限速及轨道端头限位装置安放情况。⑧电瓶车的警铃和信号必须齐全，进入同步施工区域必须鸣（响）信号，警告施工人员；电瓶车上的运输材料必须堆放整齐并固定牢靠，以防在运输过程中滑移，撞击T型刚架和伤害施工人员；由于后配套拖车区域二侧间距较小，进入此区域严禁电瓶车司机的手、头超出电瓶车外。⑨做好施工安全区域的划分和信号规定。（3）始发时加强洞口监测，保证盾构机组装调试、始发推进的作业安全。（4）做好个人防护，进入施工现场人员戴好安全帽，当班人员穿工作服，戴工作手套。从事2米以上高空作业，系好安全带。设专职安全员负责各种设备和施工过程中的安全隐患检查工作。（5）现场照明设施齐全，配置合理，经常检修，保证正常的生产。（6）始发井周边预留孔洞设护栏（高度不抵于1.2米），下井设置专用楼梯，楼梯上涂安全色。旁边不堆积杂物，严禁向下掷物。（7）加强关键作业岗位的安全巡检工作，确保作业安全。（8）施工现场所有用电设备，按规定设置漏电保护装置，禁止自拉线或拆装用电设备。定期检查，发现问题及时处理解决。9.2文明施工（1）施工现场实行封闭式管理。出入口设门卫，并建立门卫管理制度。工地内车辆出入口设置洗车台和沉淀池、高压冲洗水枪，驶出工地的机动车辆必须在工地出入口洗车场内冲洗干净方可上路行驶。（2）材料堆码工地的材料和设施不得堆放在围墙的外面。墙内的各种材料、设施必须按现场平面图的规划分类摆放整齐，标识清楚，散料要砌池围筑、材料要立杆设栏、块料要起堆叠放，堆放高度不得高于1.（3）临时设施施工现场内设置的临时设施统一采用砖砌墙体，内外墙面批荡刷白，达到宽敞、明亮、整洁。（4）场地管理施工现场无大面积积水，保持排水畅通、道路畅通。所有的泥浆、污水、废水必须经三级沉淀后排入下水道。同时要设立垃圾池集中存放并及时清理。在施工现场醒目处张贴施工许可证、余泥渣土排放证、夜间施工许可证等证的复印件。10.盾构始发地陷、坍塌应急预案10.1应急任务盾构隧道掘进施工期间事故主要包括在盾构区间土建工程施工中所发生的地面地陷、隧道或基坑及地面建（构）筑物倾斜、坍塌（含土方坍塌和结构性坍塌）等事故造成的可能造成人员伤亡财产损失或可能引发社会混乱、市民恐慌的工程灾害事故而采取的应急疏散程序和措施。应急预案的主要任务：（1）调动一切可能的力量（含项目部自身、政府、社会的力量），控制事故的扩大，抢救受伤人员；（2）组织现场施工人员和可能受危及的群众撤离事故危险区域，维护事故现场秩序；（3）抢救、转移国家和人民的财产；（4）协调救援人员、物资、设备、器材等的调度；（5）治理或消除危险源，恢复正常施工；（6）查明人员伤亡及经济损失情况；（7）协助政府有关部门进行事故原因的调查及事故善后的处理。10.2应急组织机构和职责（1）成立盾构区间地陷、坍塌抢险应急疏散指挥领导小组总指挥：马思明副总指挥：康洪信组员：牛会勤、袁超、张崇、刘丹林、杨泊、崔波、李永生、金少华、张勇（2）领导小组的主要职责①负责地陷、坍塌事故的应急救援的指挥职能。②接到事故后立即赶赴现场，掌握事故现场地陷、坍塌的变化情况，提出相应整治措施，协调项目部各方的力量进行救援。③组织工程管理部负责保护事故现场，并及时上报驻地监理、地铁公司、质安部、广州市建设工程安全监督站。④组织召开事故现场会，协助政府安全生产监督部门、地铁公司有关部门做好地陷、坍塌事故的调查处理工作。⑤组织有关部门作好善后处理及恢复生产秩序工作。⑥组织相关人员进行地坍塌的应急救援的联合演练。⑦事故发生时立即启动本项目的应急预案，组织自救，并视事故的严重程度拨打119、120请求救援。⑧派专人到路口接警，保证消防通道的畅通，消防、救护人员到场后，全力配合他们进行救援。⑨组织专业人员制定方案措施消除潜在的危险源，尽快恢复生产。10.3应急救援联络信号应急求援联络信号见下表10-1。表10-1应急求援联络信号人员职务办公地点电话备注马思明总指挥项目经理目经理康洪信副总指挥调度公司总工程师牛会勤组员副经理兼总工目副经理兼总工袁超组员副经理目副经理张崇组员总机械师目总机械师杨泊组员机电目机电部部长崔波组员技术目技术部部长李永生组员安监目安监部部长金少华组员物资目物资部部长张勇组员办公目办公室主任周跃良总监驻地监理海波总监代表驻地监理进也业主段长地铁公司土建五艺业主代表地铁公司土建五继来质量监察员地铁公司质安安南石头派出所110消防海珠区消防支队119医疗珠江医院120杨娜广州市建设工程安全监督江南广州市建设工程质量监督州市卫生局81077625广州市环保局81913005广州市卫生防疫站8384908210.4地陷、坍塌的应急措施（1）盾构隧道掘进造成的地面塌陷（或建筑物坍塌）的原因①因地层中存在不良地质条件（软弱地层），盾构机掘进时对该地层产生扰动，破坏的土体土压力平衡，再盾构机内产生流沙、喷涌，造成地层损失地面塌陷，严重的造成地表建筑物倾斜、开裂坍塌等；②由于盾构机为复合式土压平衡式盾构机，掘进过程中土仓压力不平衡，出渣过多产生塌陷；③隧道管片与掘进开挖面的空隙注浆不饱满，而产生地表塌陷；④地层含水量过大，同时隧道掘进后，截水、堵水效果不理想，造成地层失水、土体自稳能力丧失而地面塌陷。（2）盾构掘进地面塌陷的应急措施①发送地面塌陷时，防地陷、坍塌应急疏散指挥领导小组相关负责人到达事故现场，并立即报告驻地监理、业主、广州市建设工程安全监督站；出现人员伤亡的，立即拨打119、120进行求救；②通知盾构司机停止掘进，并保持土仓内的压力平衡；③使用红白带设置警戒线，并设置危险警示标牌；④如果可能对附近建（构）筑物造成倾斜、坍塌危害的，应立即组织进行人员、财产的疏散，并安抚群众情绪，并对损害建（构）筑物进行加固；⑤在隧道内进行二次注浆，以注浆压力控制注浆量，防止地面进一步塌陷；⑥组织专家分析塌陷原因，制定并实施相应的补救措施。10.5应急预案的实施程序（1）应急预案的演练：①项目部的相关负责人应定期宣传防