盾构下穿竹排冲安全专项施工方案

1、目目 录录 1工程概况工程概况 .1 1.1 工程概况.1 1.2 工程地质及水文地质.2 1.3 盾构隧道与竹排冲的位置关系.3 1.4 风险分析及施工要求.7 2编制依据与原则编制依据与原则 .8 2.1 编制依据.8 2.2 编制原则.9 3施工计划施工计划 .9 3.1 总体施工策划.9 3.2 主要工程数量.10 3.3 施工进度计划.10 3.4 材料计划.11 3.5 设备计划.11 4施工准备施工准备 .12 4.1 技术准备.12 4.2 设备准备.12 4.3 生产准备.13 4.4 应急准备.13 5盾构下穿竹排冲施工工艺技术盾构下穿竹排冲施工工艺技术 .14 5.1 掘

2、进模式选择.14 5.2 土仓压力设定.15 5.3 出土量控制.17 5.4 同步注浆.18 5.5 掘进速度.20 5.6 姿态控制.20 5.7 渣土改良.20 5.8 二次补充注浆.21 5.9 试验段掘进.21 5.10 过河堤段施工.23 5.11 其它施工技术要求.23 6施工安全质量保证措施施工安全质量保证措施 .26 6.1 组织保证.26 6.2 技术保证.26 6.3 安全管理及措施.27 6.4 质量措施.33 6.5 应急预案.36 6.6 监测量控.43 6.7 危险源识别及应对措施.46 7劳动力配置劳动力配置 .47 7.1 盾构施工劳动力配置.47 7.2 特

3、种作业人员配置.47 8相关计算书及图纸相关计算书及图纸 .47 1工程概况工程概况 1.1 工程概况工程概况 金湖广场站会展中心站区间位于民族大道，东西向布置，全线为地下线，区间起点 位于民族金浦路口，线路为民族大道南侧，沿民族大道自西向东，从广西壮族自治区高级 人民法院门前开始由南向北斜穿民族大道转入民族大道北侧，在竹排冲桥北面约 10m 处下 穿竹排冲，过了竹溪立交桥后从民族大道北侧转入南侧，到达区间终点民族会展路口。 本区间隧道采用盾构法施工，线间距 10.85m40.74m，曲线最小半径为 350m；线路 埋深 11.4m20.82m 之间；线路自金湖广场站竹排冲沟为下坡，竹排冲沟会

4、展中心站 上坡，最大坡度为 25.552；整个区间覆土厚度为 6.56m15.98m 之间。左线设计起止里 程为 ZSK22+331.872ZSK23+289.755，长链 9.401m，区间长度为 967.284m；右线设计起 止里程为 YSK22+331.874YSK23+289.755，区间长度为 957.881m。 盾构区间在里程 YSK22+600 处开始下穿竹排冲；右线隧道与竹排冲桥挡土墙桩近距 离穿越，距离约 1.83m。 图图 1-11-1 金湖广场站会展中心站区间总平面示意图金湖广场站会展中心站区间总平面示意图 1.2 工程地质及水文地质工程地质及水文地质 1.2.1 工程地

5、质工程地质 盾构下穿竹排冲段，河底距隧道结构顶 6.55m，河床宽度约为 3040m，现状水深约为 4m，河底覆盖有较厚的淤泥质土层。 河床底至隧道底板依次分布有： 1-2 淤泥质土层、1-1 粉细砂层、1-1 圆砾层。 4 盾构主要穿越地层为：1-1 粉细砂层、1-1 圆砾层。 4 盾构隧道上方与河床底部的地层为1-2 淤泥质土层和1-1 粉细砂层。 4 图图 1-21-2 盾构下穿竹排冲段地质纵剖面图盾构下穿竹排冲段地质纵剖面图 1.2.2 水文地质水文地质 地下水主要有地下水主要分为三种类型：一类为上层滞水，第二类为松散岩类孔隙水， 第三类为基岩裂隙水。竹排冲附近稳定水位于盾构隧道顶 9

6、m。 地下水主要受大气降水补给，其次受地表水补给，沿含水层渗流排泄。地下水的渗流 方向由相对较高水头处向相对较低水头处渗流，流速低，流量小。该场地地下水对混凝土 结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。 1.3 盾构隧道与竹排冲的位置关系盾构隧道与竹排冲的位置关系 1.3.1 盾构隧道与竹排冲的平面位置关系盾构隧道与竹排冲的平面位置关系 盾构区间在里程 YSK22+600 处开始下穿竹排冲，左线穿越长度约 74.5m，从左线 189 环开始穿越，至 238 环结束；右线穿越长度约 61.9m，从右线 179 环开始穿越，至 220 环 结束。盾构隧道与竹排冲斜交

7、，左线隧道处于半径 350m 的曲线段，右线隧道处于半径 370m 的曲线段，双线中心间距由 18m 逐渐增加到 24m。 河底距隧道结构顶 6.55m，河床宽度约为 3040m，现状水深约为 4m，河底覆盖有较 厚的淤泥质土层。盾构下穿竹排冲河堤前，结构顶覆土 15.5m，其中 12m 素填土，3.5m 粉 细砂；盾构下穿河底时，隧道与河底夹土层为 4.5m 粉细砂，2m 淤泥土层，粉土层厚 4.6m，河水按照水深 4m 考虑；盾构出竹排冲河堤后，结构顶覆土 15.6m，其中 7.6m 素填 土，6.6m 粉土，1.3m 圆砾。 图图 1-31-3 盾构隧道与竹排冲平面位置图（一）盾构隧道与

8、竹排冲平面位置图（一） 图图 1-41-4 盾构隧道与竹排冲平面位置图（二）盾构隧道与竹排冲平面位置图（二） 1.3.2 断面位置关系断面位置关系 下穿竹排冲的盾构隧道处于 4的下坡段，左线隧道顶距离竹排冲河底最短约 7.05m， 右线隧道顶距离竹排冲河底约 6.5m。 图图 1-51-5 左线盾构隧道与竹排冲剖面关系图左线盾构隧道与竹排冲剖面关系图 图图 1-61-6 右线盾构隧道与竹排冲剖面关系图右线盾构隧道与竹排冲剖面关系图 1.3.3 竹排冲桥与右线隧道关系竹排冲桥与右线隧道关系 竹排冲桥位于竹溪立交西侧的竹排冲溪上，桥面与竹溪立交连接，结构为混凝土连续 梁、简支梁，为钻孔摩擦桩基础，

9、桩径1.5m，桩长度为 28.9m，区间从竹排冲桥北侧西 端的桥头端部桥台下外侧穿过，一倍洞径（6m）范围以内的侧穿点为 1 处，右线与桥桩最 近距离 1.83m，结构顶大约位于桥桩深度 1/3 位置。 保护方案采取区间隧道通过前地面加固方案，采用袖阀管注浆加固地层，浆液采用水 泥水玻璃双液浆；袖阀管布置间距 1.01.0m 梅花形布置，注浆范围内隧道以下 3.0m 和隧 道结构顶以上 4.0m 范围内。 图图 1-71-7 右线隧道与竹排冲桥墩平面位置图右线隧道与竹排冲桥墩平面位置图 图图 1-81-8 隧道与竹排冲桥墩剖面位置图隧道与竹排冲桥墩剖面位置图 1.4 风险分析及施工要求风险分析

10、及施工要求 竹排冲与南湖相连，有充足的水源补给，盾构施工若发生事故，造成河底软土塌陷， 大量河水就会灌入隧道。 河底距离隧道的最近距离约 6.5m，之间的土层为软塑流塑状淤泥质土、粉土、粉 细砂、圆砾层，地层透水性大，在施工过程中必须防止操作不当引起的局部坍塌，对盾构 施工过程中地层稳定的控制要求十分严格。 右线隧道近距离穿越竹排冲桥桩，若桥墩变形过大超过设计要求，威胁桥梁安全， 需提前对桥桩进行加固，采取保护措施。 盾构下穿施工过程中，必须对桥梁进行不间断监测。 在工程策划、设计、加固等前期工作中必须针对上述盾构区间的重难点进行针对性的 分析和技术准备，下穿时科学制定相应安全措施及应急预案，

11、各方面紧密协作，精心组织 和实施，才能确保盾构安全下穿竹排冲。 2编制依据与原则编制依据与原则 2.1 编制依据编制依据 国家或南宁市现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准等方面的规定。 1） 地下防水工程质量验收规范 （GB50208-2011） ； 2） 地下铁道工程施工及验收规范(GB50446-2008)； 3） 城市轨道交通技术规范 （GB 50490-2009） ； 4） 建筑工程检测试验技术管理规范 （JGJ 190-2010） ； 5） 盾构法隧道施工与验收规范 （GB50446-2008） ； 6） 城市轨道交通工程测量规范 （GB 50308-2008） ； 7） 盾构

12、隧道管片质量检测技术标准 （CJJ/T 164-2011） ； 8） 施工现场临时用电安全技术规范 （JGJ46-2005； 9） 地下工程渗漏治理技术规程 （JGJ/T 212-2010） ； 10） 中华人民共和国建筑法 ； 11） 建设工程安全生产管理条例 ； 12） 城市轨道交通工程安全质量管理暂行办法 （建质） 【2010】5 号） ； 13） 生产安全事故报告和调查处理条例 （国务院令第 493 号） ； 14） 南宁轨道交通集团有限责任公司盾构施工管理办法（试行） ； 15） 南宁轨道交通集团有限责任公司应急救援预案 ； 南宁地铁 1 号线工程土建施工 15 标段承包合同。 建质

13、200987 号文 、南宁地铁 1 号线工程土建施工 15 标段实施性施工组织设计。 南宁地铁 1 号线工程土建施工 15 标段金湖广场站会展中心站岩土工程勘察报告 （详勘） 。 南宁地铁 1 号线工程土建施工 15 标金湖广场站会展中心站区间施工图纸。 本工程现场调查资料。 我公司在北京、南京、苏州、杭州、宁波、广州等地的地铁施工经验和研究成果及 现有的施工管理水平、技术水平、科研水平、机械设备配套能力和资金投入能力。 2.2 编制原则编制原则 为确保所穿越的竹排冲正常，将地铁施工对河流和桥梁的影响降至安全要求之内，保 证盾构机安全、平稳、快速的下穿竹排冲，特依照以下原则编制此方案： 坚决以

14、施工安全做为第一准则，制定有效防范措施及应急处置措施，确保盾构穿越 过程中的安全。 根据施工工况、技术条件、荷载特性、工程地质及水文地质条件，科学、合理、安 全、有效的进行方案编制。 依据施工设备、现场施工条件、参考国内其他地下建筑施工经验和相关技术规程进 行编制。 满足业主、设计要求，达到设计及规范中建筑物控制指标的要求。 3施工计划施工计划 3.1 总体施工策划总体施工策划 区间投入两台土压平衡盾构机，右线采用海瑞克 S540 盾构机，左线采用中铁装备 134 盾构机，以金湖广场站作为始发基地，右线先始发，左线后始发，向会展中心站掘进。 下穿竹排冲的总体施工筹划如下图所示： 试验段 100

15、m 试验段 100m 参数调整 参数调整 设备大检查 竹 排 冲 金 湖 广 场 站 左线 2014.8.5 始发 下穿：2014.9.219.30 金 湖 广 场 站 右线 2014.7.15 始发下穿：2014.9.19.10 图图 3-13-1 总体施工流程图总体施工流程图 3.2 主要工程数量主要工程数量 盾构下穿竹排冲左线 80m，右线 70m，双线主要工程数量如表 3-1 所示。 下穿竹排冲段主要工程数量表下穿竹排冲段主要工程数量表 表表 3-1 序号名 称数 量单 位备 注 1盾构掘进150m双线，左线 80m，右线 70m 2管片拼装100环 3土方外运4900m3未考虑松散系

16、数 4同步注浆600m3按照 1.5 倍的充填系数考虑 3.3 施工施工进度计划进度计划 盾构下穿竹排冲工期计划表盾构下穿竹排冲工期计划表 表表 3-2 任务名称工期(日)开始日期结束日期 金会区间右线1392014-7-152014-11-30 始发段掘进 100m272014-7-152014-8-10 试验段掘进 100m122014-8-112014-8-22 下穿前盾构施工参数调整段92014-8-232014-8-31 下穿地竹排冲段掘进下穿地竹排冲段掘进102014-9-12014-9-10 盾构机下穿后掘进812014-9-112014-11-30 金会区间左线1512014-

17、8-52014-12-31 始发段掘进 100m272014-8-52014-8-31 试验段掘进 100m122014-9-12014-9-12 下穿前盾构施工参数调整段82014-9-132014-9-20 下穿地竹排冲段掘进下穿地竹排冲段掘进102014-9-212014-9-30 盾构机下穿后掘进922014-10-12014-12-31 3.4 材料计划材料计划 主要材料数量表主要材料数量表 表表 3-3 序 号名 称型号单 位数 量备 注 1管片C50环100 2水泥42.5吨96 3粉煤灰二级吨300 4膨润土钙基吨60 5砂细砂吨240 同步注浆 6管片防水材料套100 3.5

18、 设备计划设备计划 施工设备清单施工设备清单 表表 3-4 序 号名 称型 号功率或规格数 量 1盾构机海瑞克 S540/中铁装备 1342 2水泵QW5.5KW4 3通风机SDDY-1255KW2 4电瓶车JXK4095401102KW4 5充电机KLA0110030035KVA6 6碴车DPZC1715m316 7管片车DPGC-168 8浆车SJC8A4 9龙门吊SMQ4545t2 10发电机HNS-3001 4施工准备施工准备 4.1 技术准备技术准备 组织专家进行方案论证，确保施工方案的合理性。 根据盾构试验段总结优化施工参数。 对管理层和作业层进行培训。 安排专人对竹排冲提前巡查。

19、 成立监测小组，提前布设监测点，采集原始数据。 控制点、线路进行复核，调整好盾构机姿态。 施工前对竹排冲、地质及其周边的管线、建构筑物等环境进行调查，分析综合影响， 排除意外因素。 根据施工方案，编制详细的技术交底，并对盾构队作业人员进行详细的技术交底。 4.2 设备准备设备准备 盾构掘进至竹排冲前停机，对管路和传感设备进行彻底的检查和维修，以确保盾构 机在绝对良好的状态下穿竹排冲。 盾构机同步注浆系统、发泡系统维修：对盾构机同步注浆管路进行清理，保证四条 注浆管均可使用；对注浆泵进行维修，保证两台泵均可用。对注浆压力传感器进行维修， 保证每个传感器压力显示均正确；对发泡管路进行疏通，确保发泡

20、系统可用。 土压平衡系统及数据传输系统：为指导盾构掘进，土压力的显示必须正确，掘进数 据必须可以传输到地面监控室，以便值班人员了解盾构施工情况，所以需要做好如下工作： 检查传感器的连线，确保土压力在面板显示正确；维修数据传输系统，确保可用。 盾构油脂注入系统：为确保盾尾注浆时不漏浆或少漏浆，必须对盾尾油脂注入系统 进行检查维修，检查油脂泵、油脂管路，确保油脂管路畅通。 坚持每日早晚各 1 小时的设备保养制度，安排专人负责设备保养； 实行施工现场主管人员轮班制度，加强对设备故障的排除能力，确保施工的连续性； 加强人员的管理力度，重视强化作业层作用。 在掘进过程中，各关键岗位(盾构司机、管片拼装工

21、、注浆手)选用有丰富施工经验 的人员，定岗定人。 下穿前对龙门吊、电瓶车等后配套设备进行全面维保、检查，保证下穿时后配套设 备运行正常。 4.3 生产准备生产准备 提前与产权单位、管理单位保持联系。 提前在竹排冲周围布设监测点，及时取得初始值。 项目成立风险工程指挥部，制定领导值班制度，加强过程管控。 下穿前对盾构机及各系统进行全面检修，保证状态良好，确保穿越过程中连续施工， 不发生机械故障。 和相关厂家、材料、机械供应单位保持联系，保证现场有问题，可以及时调用。 4.4 应急准备应急准备 建立监控及信息反馈的联动机制，成立信息管理机构。 建立健全的应急组织机构，组建专业应急处理突击队，采取项

22、目领导值班制，加强 现场指挥协调。 做好应急物资的采购、储备和保管工作，保证各种设备到位，包括双液、单液注浆 设备各两套，提前准备二次注浆设备以及注浆材料。 下穿期间在竹排冲、竹排冲桥周围安排专人 24 小时巡视，出现任何问题立即上报项 目部，及时采取应急措施。 5盾构下穿竹排冲施工工艺技术盾构下穿竹排冲施工工艺技术 5.1 掘进模式选择掘进模式选择 盾构机对隧道工程的适应性除了表现在刀盘与刀具的适应性、碴土的流动性和止水性 之外，掘进模式的适应性是非常关键的。为了获得理想的掘进效果、保证开挖面稳定、有 效控制地表沉降及确保地面建筑物安全，必须根据不同的地质条件选择不同的掘进工况。 根据竹排冲

23、工程地质条件，采用土压平衡模式进行隧道掘进。该模式的工作原理就是 盾构机在土压平衡状态（作业面水土压力与土仓中的泥土压力平衡）下进行隧道掘进。刀 盘开挖下来的碴土充填满泥土仓，并被装在切削刀盘后面及隔板上的搅拌臂强制搅拌，借 助盾构推进油缸的推力通过隔板进行加压，产生泥土压，这一压力作用于整个作业面，使 作业面稳定，刀盘切削下来的碴土量与螺旋输送机向外输送量相平衡，维持泥土仓内压力 稳定在预定的范围内。 在盾构通过竹排冲过程中匀速、连续、均衡施工。掘进过程中始终保证土仓压力与作 业面水土压力的动态平衡，同时利用螺旋输送机进行与盾构推进量相应的排土作业，掘进 过程中始终维持开挖土量与排土量的平衡

24、，以保持正面土体稳定。 另外，做好掘进、拼装等各工序的衔接以及盾构队作业班的交接工作，尽量减少非工 作时间。在掘进过程中，各关键岗位(盾构司机、管片拼装工、注浆手)选用有丰富施工经 验的人员，定岗定人。在施工过程中加强对机械设备的维修保养，尽量保证不因机械故障 而停机，保证盾构机连续掘进。掘进速度应严格按照技术交底进行，严禁擅自改变，确保 盾构机匀速向前掘进，减少对土体扰动。工作流程见图 5-1。 开 始 设定土仓压力值P0 设定刀盘扭矩、转速 设定泡沫、膨润土注入参数 设定千斤顶速度 设定螺旋机转速 刀盘扭矩上限 土压力P1 P1和P0 渣土流动性与止水性 盾构机姿态 地层沉降控制与反馈 继

25、 续 调整掘进参数或进 行二次补强注浆 调整 泡沫 及膨 润土 注入 参数 调整螺旋输 送机转速及 出料口仓门 是 好 相符 好 好 好 不好 不好 图图 5-15-1 土压平衡盾构工作流程土压平衡盾构工作流程 5.2 土仓压力设定土仓压力设定 下穿竹排冲段，盾构隧道顶与河底之间地层为 4.5m 粉细砂、2m 淤泥土层，粉细砂层 透水性高，淤泥质土透水性弱，粉细砂地层产生的土压力采用水土分算法，淤泥质土产生 的土压按照其饱和密度计算（水土合算） 。 土压力计算公式：P =K0iHi K0静止侧压力系数； 土层容重； H土层厚度。 地质参数统计表地质参数统计表 表表 5-1 地层编号地层名称天然

26、容重（KN/m3）静止侧压力系数 K0 2 素填土19.30.42 1-2 淤泥质土17.20.72 1 粉土2.030.53 1-1 4 粉细砂20.10.43 1-1 圆砾2.050.37 1、下穿河底土压计算 盾构与河底夹土层为 4.5m 粉细砂，2m 淤泥土层，粉土层厚 4.6m，河水按照水深 4m 考虑。 河水产生的土压 P=1104=40kPa=0.04Mpa 淤泥质土产生的土压力 P=0.7217.22=25kPa=0.025Mpa 粉细砂产生的土压力 P=0.4320.14.5+1104.5=84kPa=0.084Mpa 静止土压力 P=0.04+0.025+0.084=0.1

27、49Mpa。 盾构下穿竹排冲的土压设定为盾构下穿竹排冲的土压设定为 0.149Mpa0.159Mpa。 2、下穿河堤前土压计算 盾构下穿竹排冲河堤前，结构顶覆土 15.5m，其中 12m 素填土，3.5m 粉细砂。 素填土产生的土压 P=0.4219.312=97.3kPa=0.097Mpa 粉细砂产生的土压力 P=0.4320.13.5+1103.5=84kPa=0.065Mpa 静止土压力 P=0.097+0.065=0.162Mpa。 盾构下穿竹排冲河堤前的土压设定为盾构下穿竹排冲河堤前的土压设定为 0.162Mpa0.172Mpa。 3、下穿河堤后土压计算 盾构出竹排冲河堤后，结构顶覆

28、土 15.6m，其中 7.6m 素填土，6.6m 粉土，1.3m 圆砾。 素填土产生的土压 P=0.4219.37.6=61.6kPa=0.062Mpa 粉土产生的土压 p=0.5320.36.6=71kPa=0.071Mp 圆砾产生的土压力 P=0.3720.51.3+1101.3=22.8kPa=0.023Mpa 静止土压力 P=0.062+0.071+0.023=0.156Mpa。 盾构下穿竹排冲河堤后的土压设定为盾构下穿竹排冲河堤后的土压设定为 0.156Mpa0.166Mpa。 4、最终确定 根据计算，下穿河堤前土压为 0.162Mpa0.172Mpa，下穿河底时土压为 0.149M

29、pa0.159Mpa，下穿河堤后的土压设定为 0.156Mpa0.166Mpa。穿越河底时与正常 地面掘进的土压力相差不大，因此盾构下穿两岸河堤和河底时，土压波动不能过大，平稳 土压在 0.01490.0172Mpa 之间。 5、覆土变化段土压力设定 根据下穿河堤前、下穿河流、下穿河堤后的土压计算结果，控制穿河前河堤段的土压 力设定由 0.1620.172Mpa 逐渐降至 0.1490.159Mpa，土压总体下降约 0.013Mpa，河堤段 的掘进长度大约 15 环，平均每环下降 0.001Mpa。 穿河后河堤段的土压力设定由 0.1490.159Mpa 逐渐升至 0.156Mpa0.166M

30、pa，土压总 体上升约 0.07Mpa，河堤段的掘进长度大约 15 环，平均每两环上升 0.001Mpa。 5.3 出土量控制出土量控制 每环理论出土量：/4D2L=3.146.2821.5/4=46.4m3 其中：D盾构外径（m） L管片长度（m） 根据南金区间圆砾、粉细砂层中的施工经验，取渣土松散系数为 1.21.3，即理论出 土量：V=（1.21.3）46.4=5560m3。掘进过程中严禁超挖，控制总出土量小于理论出土 量，在渣土斗上标出刻度以便读取数值，确保每环出土总量不超过 60m3。 过程中一旦有超挖现象，必须对该区段进行处理，主要为二次补浆。 5.4 同步注浆同步注浆 当管片脱离

31、盾尾后，在土体与管片之间会形成一道宽度为 140mm 左右的环形空隙。 同步注浆的目的是为了尽快填充环形间隙使管片尽早支撑地层，防止地面变形过大而危及 周围环境安全，同时作为管片外防水和结构加强层。 注浆材料及配比设计 注浆材料 采用水泥砂浆作为同步注浆的材料，水泥选用 42.5 普通硅酸盐水泥。 浆液配比及主要物理力学指标 根据盾构施工经验，同步注浆拟采用下表所示的浆液配比，在施工中，根据地层条件、 地下水情况及周边环境等，通过现场试验优化确定。 同步注浆材料配比表同步注浆材料配比表 表表 5-2 水泥（kg）粉煤灰（kg）膨润土（kg）砂（kg）水（kg）外加剂 1205501006004

32、30按需要根据试验加入 同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标： 胶凝时间：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。对于穿越竹排冲需要利用初凝时间较短的地段，可通过现场试验进一步调整配比 增加水泥用量，进一步缩短胶凝时间。 固结体强度：1 天不小于 0.1MPa，28 天不小于 1MPa。 浆液结石率：95%，即固结收缩率5%。 浆液稠度：10.511.5cm。 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%。 浆液初凝时间：6h 左右。 同步注浆主要技术参数 注浆压力 注浆压力略大于该地层位置的静止水土压力，同时避免浆液进入盾构机的土

33、仓中。 最初的注浆压力是根据理论的静止水土压力确定的，在实际掘进中将不断优化。注浆 压力取 1.11.2 倍的静止水土压力，上部注浆管的注浆压力最大不超过 0.2Mpa，防止浆液 击穿淤泥层。 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，以达到最佳效果。 特别注意侧穿竹排冲桥桩和下穿河底时，注浆压力必须按照低压、足量的原则，上部 孔位注浆压力控制在 0.2Mpa，下部压力控制在 0.3Mpa。 注浆量 根据刀盘开挖直径和管片外径，可以按下式计算出一环管片的注浆量。 V=/4KL（D12-D22）式中： V 一

34、环注浆量（m3） ；L环宽（m） ；D1开挖直径（m） ；D2管片外径（m） ；K 考虑盾构下穿竹排冲施工中地层的粉细砂渗透系数较大，扩散系数应取较高值，实际注浆 量取值为理论方量的 1.5 倍。 代入相关数据，可得： V=/41.51.5（39.44-36）=6m3/环 具体注浆量的最终确定要视试验段的注浆压力、隧道稳定情况以及地面沉降情况而定， 以上数值仅为经验值。 注浆时间和速度 同步注浆时必须要做到“掘进、注浆同步，不注浆、不掘进” ，在同步注浆压力和注浆 量方面进行双控，做到适时、足量。具体注浆参数还需通过地面沉降信息反馈来确定。 注浆结束标准及注浆效果检查 采用注浆压力和注浆量双指

35、标控制标准，即当注浆压力达到设定值，注浆量达到设计 值时，即可认为达到了质量要求。对未满足要求的部位，进行补充注浆。 在河底段掘进时，同步注浆压力泵压力值计算机设定上限，避免同步注浆压力过大 造成河底击穿，导致涌水的发生。 5.5 掘进速度掘进速度 盾构隧道下穿竹排冲段隧道穿越洞身范围为粉细砂、圆砾，根据南金区间穿越此类地 层的经验推进速度为：2030mm/min，日均进尺 67.5m。为保证下穿竹排冲施工的安全， 穿越期间的推进速度控制在 2030mm/min，预计日均进尺 67.5m，保持连续均衡的掘进。 以上掘进速度是经验参数，具体以试验段的参数为调整依据，最主要的是保持盾构不间断、 匀

36、速掘进。 5.6 姿态控制姿态控制 严格控制盾构的纠偏量。在掘进中严格控制盾构机的姿态，最大限度减少每次纠偏的 幅度，使其不超过盾构直径的 0.4%。然后根据每环的测量结果和管片四周间隙情况，对盾 构机下一环的推进提供精确依据，及时调整各区千斤顶的伸长量。 盾构机操作人员严格执行指令，谨慎操作，对初始出现的小偏差及时纠正，尽量避免 盾构机走“蛇”形，并控制每次的纠偏量在 5mm 以内，以减少对地层的扰动，并为管片 拼装创造良好的条件。 5.7 渣土改良渣土改良 在下穿竹排冲过程中，防止刀盘产生砂饼并降低刀盘扭矩。采用在刀盘面注入泡沫、 膨润土的方法进行土体改良（根据我项目做的渣土改良试验，针对

37、过河段地层渣土改良主 要以膨润土为主，泡沫为辅进行渣土改良） 。膨润土和泡沫的作用： 使盾构机前方土压计反映的土压书中更加准确； 减少螺旋出土扭矩，确保螺旋机出土顺畅； 减少盾构前方土体的挤压，及时填充刀盘旋转之后形成空挡，对控制盾构机前方土 体压力及地面沉降有利； 大幅减低土体与刀盘摩擦系数，具有润滑保护刀盘的作用。 5.8 二次补充注浆二次补充注浆 由于盾构机穿越竹排冲后，对地层产生扰动，通过管片中部的注浆孔进行二次补充注 浆，补充第一次注浆未填充部分和体积缩小部分，从而减少盾构机通过后土体的扰动沉降， 减轻隧道的防水压力，提高止水效果。 在盾构穿越竹排冲过程中，根据监测数据、隧道渗漏水情

38、况判断是否进行二次注浆。 二次注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆，注浆压力一般为 0.20.3MPa。 5.9 试验段掘进试验段掘进 盾构下穿竹排冲前的 100m 作为试验段，通过对试验段的数据进行分析，制定合理的 掘进参数指导后续盾构的下穿施工。在试验段的掘进中主要目的如下： 掌握盾构在该段地质条件下盾构推进的各项参数调节与控制。测定和统计该段地层 条件下推力、扭矩的大小；盾构机姿态的控制特点；注浆参数的选择和浆液配比的优化； 同步注浆中出现的问题和解决方法；各种刀具的适应性等；同时要求进一度熟练掌握管片 拼装工艺及注浆工艺。 及时分析在该段地层中各种推进参数条件下，地层的位移规律和结构受力情况

39、，以 及通过监控量测反馈施工对地面环境的影响，并及时反馈调整施工参数，为盾构下一步顺 利在竹排冲下推进施工做好参照。 试验段地层如图 5-2 所示，试验段的土层基本与竹排冲段的相同，但是试验段盾构穿 越的地层粉细砂偏多，因此下穿竹排冲参数相对于试验段参数更为保守，除土压力外，其 他参数可参照试验段。 图图 5-25-2 试验段地层试验段地层 试验段 100 米掘进完成后，对采集到的各项参数进行全面分析，主要分析盾构通过时 盾构姿态偏差、推力、土仓压力、推进速度、刀盘转速、刀盘扭矩、同步注浆量和注浆压 力等相关数据与地面监测日变化率、累积沉降量的对应变化关系，确定在该区间地质情况 下，满足沉降控

40、制量时盾构施工的各项参数，为盾构下穿竹排冲时盾构机各项参数的设定 提供指导，为安全下穿打下良好基础。试验段拟采用的参数见表 5-3。 试验段参数表试验段参数表 表表 5-3 序号参数内容单位试验段拟定参数 1上部土仓压力MPa0.140.16 2推进速度mm/min2030 3总推力kN1300015000 4出土量 m 5560 5刀盘转速r/min1.31.5 6刀盘扭矩 kNm 30003500 7注浆量 m 6 8上部注浆压力MPa0.150.2 5.10 过河堤段施工过河堤段施工 盾构在过河前，先要穿越河堤，为了保护好河堤结构的安全必须做好以下防范措施： 1）土压的控制 在盾构过河堤

41、前，必须控制好土压，尽量保持开挖面稳定，在盾构机穿越了河堤后， 由于覆土厚度产生突变，此时应该及时调整设定的压力值，减少河底的沉降，保护好河堤。 2）推进速度和姿态控制 盾构机的推进速度和姿态控制直接影响到土体沉降，因此在过河堤时应适当放慢盾构 的掘进速度，掘进速度控制在 2030mm/min 左右，即一环（1.5m）的掘进时间约控制在 5075 分钟，以尽量减少对土体的扰动。 穿越过程中，盾构机的姿态变化不宜过大或过频，并且严格控制中线平面位置偏差、 盾构切口与盾尾平面以及高程偏差均不超过50mm。一旦出现盾构偏移轴线过大或地面 变形偏大，应逐步纠正，并及时调整推进速度。 3）河堤监测 根据

42、地面的实际情况，在盾构穿越河堤时，应沿隧道的轴线和其它必要位置布设监测 点，测点每班监测 2 次，并把测量结果及时反馈到操作室，以便其调整各种施工参数。 5.11 其它施工技术其它施工技术要求要求 根据土压平衡盾构的施工特点和河道中的浅覆土情况，在盾构机过河时，针对施工重 难点，对其做出相应的技术措施，确保盾构机安全通过河中浅覆土区域，顺利过河。 1）防止河底冒浆措施 控制土压稳定性 在推进过程中，按分段计算的土压控制值，还要根据推进时可能的水位变化情况（如 突降大雨等）对其进行相应的调整。因此，在盾构机推进过程中，要严格控制好土压的波 动范围，一般控制在设定值的58以内。 控制好同步注浆的压

43、力 每环推进前，对同步注浆的浆液进行小样试验，严格控制胶凝时间，胶凝时间为 6h 左 右。在同步注浆过程中，合理掌握注浆压力，注浆出口压力计算土压+80100KPa，按 本章前计算的土压，注浆压力宜在 0.20.3Mpa 之间，异常情况如注浆管堵管时，不得大 于 0.4Mpa，使注浆量、注浆流量和推进速度等施工参数形成最佳匹配。 2）河底冒浆应急对策 当轻微冒浆时，在不降低土压的情况下，尽量继续向前推进，同时应适当加快推进 速度，提高管片的拼装速度和质量，使得盾构机尽早穿过冒浆区； 作为风险预案，必要时，可采取从隧道顶部对应的河面处，抛填 12m 厚的淤泥质 粘土包。 3）防止盾尾漏浆措施 加强盾尾舱的管理 推进中应