沈阳地铁汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案(按专家意见修改版)

1、 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 1 -目目 录录1 编制依据 .- 1 -2 工程简介 .- 1 -2.1 隧道工程概况.- 1 -2.2 过浑河段工程概况.- 2 -2.3 工程地质与环境条件 .- 2 -3 盾构过浑河段施工重难点 .- 4 -4 盾构过浑河段施工原则与技术要求 .- 4 -4.1 施工原则 .- 4 -4.2 掘进过程的施工技术要求 .- 4 -5 盾构过浑河段的技术措施 .- 5 -5.1 施工前的准备 .- 5 -5.2 施工技术措施 .- 6 -5.3 施工参数的选定 .- 10 -6 盾构过浑

2、河段监测技术措施 .- 11 -6.1 监测技术方法 .- 11 -6.2 水位监测 .- 11 -7 施工质量保证措施 .- 12 -7.1 施工掘进管理 .- 12 -7.2 盾构机的轴向控制管理 .- 12 -7.3 注浆管理 .- 12 -7.4 管片拼装的管理 .- 12 -8 安全、文明施工保证措施 .- 13 -8.1 安全生产管理目标 .- 13 -8.2 文明施工保证措施 .- 14 -9 应急预案 .- 15 - 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 2 -9.1 盾尾漏浆（防漏）风险预案 .- 15 -9.2

3、 河底地层沉降风险预案 .- 16 -9.3 隧道上浮预案 .- 17 -9.4 河底带压开仓换刀预案 .- 18 -9.5 隧道突发停电风险预案 .- 19 -9.6 应急组织机构.- 19 - 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 1 -1 1 编制依据编制依据1、沈阳地铁九号线土建施工第七合段合同文件；2、辽宁省交通规划设计院设计的沈阳地铁九号线汪河路站曹仲站区间正线结构与防水施工图 ；3、 沈阳地铁九号线汪河路站曹仲站区间区间岩土工程勘察报告 ；4、现场施工及验收规范和相关技术标准：(1)地铁设计规范 （gb50157-2

4、003） ；(2)地下铁道工程施工及验收规范(gb50299-1999)(2003 年版)；(3)混凝土结构工程施工质量验收规范(gb50204-2002（2011 版）)；(4)地下工程防水技术规范 （gb50108-2008） ；(5)地铁工程监控量测技术规程(db11/490-2007)；(6)城市轨道交通工程质量安全检查指南 （试行）(7)沈阳市地铁土建工程施工质量验收实施细则 （试行）(8)沈阳地铁制度汇编(9)汪河路站至曹仲站区间施工监测方案5、其他由业主或监理工程师指定的工程规范和技术说明；6、本公司在地铁及地下工程施工中的施工技术及管理经验；7、中国铁建重工 dz063 泥水盾

5、构机设计图纸及相关技术文件；8、现场勘察资料。2 2 工程简介工程简介2.12.1 隧道工程概况隧道工程概况汪河路站曹仲站区间自浑河北岸汪河路站起，向南下穿大堤路、浑河以及浑河南岸规划地块至浑南西路后东转，沿浑南西路道路下方走行至曹仲站，结合线路及地质条件，本区间采用盾构法施工，盾构机选用泥水平衡盾构。汪河路站始发，曹仲站接收。本工程起点里程 dk12+145.180，终点里程 dk14+386.056，在左 14+094.232设置短链 5.768 米，右线长 2240.876 米，左线长 2235.108 米。纵断采用 v 字坡，顶板覆土 9.324.1m，区间分别在右 dk12+740.

6、00、右 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 2 -dk13+320.00、右 dk13+609.00、右 dk14+105.0 设 4 个联络通道。其中，1 号、2 号联络通道与泵房结合设计，3 号联络通道结合区间风井设置。1 号、2 号、4号联络通道采用冻结法施工，3 号联络通道及区间风井采用明挖施工，钻孔灌注桩加内支撑方案，坑外降水。区间走向线如图 2-1 所示：图 2-1 区间走向线2.22.2 过浑河段工程概况过浑河段工程概况 区间在里程左右 dk12+800左右 dk13+300 下穿浑河河床（+541 环+959环

7、） ，区间横穿浑河，线路上河面宽约 500m，隧道过河段覆土厚度为13m20m。风险工程等级为一级。过河段线路平面曲线为直线，竖向曲线以 3坡度直线下坡至隧道最低点。2.32.3 工程地质与环境条件工程地质与环境条件区间隧道浑河地质自上而下依次为淤泥-1-1、圆砾层-9-3、 、中砂层-6-4，粗砂层-7-4、砾砂层-8-4，在 dk13+86.96dk13+300 段隧道顶部有粉质粘土-1-33 层。盾构掘进断面大部分为粗砂层-7-4，施工穿过的主要是砂性地层，围岩土体的自稳能力差，盾构该地层中施工，易出现刀盘的磨损及刀盘前方砂性地层塌方的问题。过浑河段地质剖面图见图 2-2。各地层描述如下

8、：第四系全新统浑河低漫滩（q/42al+pl/）-1-1 淤泥：腥臭，含有大量腐质物，流塑。第四系全新统浑河高漫滩及古河道冲积层（q/42al/）-9-3 圆砾：粗颗粒主要由变质岩组成，颗粒呈微风化状，亚圆形，混粒 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 3 -结构，坚硬，颗粒级配好，一般粒径 2-20mm，约占总质量的 70%，最大粒径80mm，充填约 20%的混粒砂和黏性土，局部为卵石层，稍密中密，局部密实。 图 2-2 浑河段地质剖面图第四系全新统浑河新扇冲洪积层（q/41al+pl/）-1-33 粉质黏土：灰褐色，含铁锰质结

9、核，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，摇震反应无，可塑硬塑。-6-4 中砂：黄褐色，石英-长石质，亚圆形，均粒结构，颗粒级配差，含少量黏性土，湿，水下饱和，中密密实。-7-4 粗砂：黄褐色，石英-长石质，亚圆形，均粒结构，颗粒级配差，含少量黏性土，湿，水下饱和，中密密实。-8-4 砾砂：黄褐色，石英-长石质，亚圆形，混粒结构，颗粒级配较好，局部为圆砾薄层，湿，水下饱和，中密密实。浑河河床底下各层地层的力学指标见表 2-1。表 2-1 岩土物理力学参数值表地层编号岩土名称天然密度（g/cm3）天然含水量(%)黏聚力c(kpa)内摩擦角（）垂直基床系数 kv (mpa/m)渗透系数k（m/d）承载力

10、标准值fak(kpa)围岩分类 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 4 -地层编号岩土名称天然密度（g/cm3）天然含水量(%)黏聚力c(kpa)内摩擦角（）垂直基床系数 kv (mpa/m)渗透系数k（m/d）承载力标准值fak(kpa)围岩分类-1-1淤泥1.6442.93.030.0175.210-2-9-3圆砾2.0313.50.035.04380400水下部分-1-33粉质黏土1.9524.130.115.0205.810-4180-6-4中砂1.919.73.032.03610.0350-7-4粗砂1.9814.63

11、.030.03525.0350-8-4砾砂1.9712.20.035.04770.0380浑河河道河水深度在施工前 1 个月对浑河水位进行监测，经观测水位受上下游水坝开闸放水影响，浑河一般水深为 1m，最深 2m，水位涨幅在 1m 内。3 3 盾构过浑河段施工重难点盾构过浑河段施工重难点隧道在区间中段下穿浑河，河床约宽 500m，隧道洞身岩层为中粗砂层，隧道上方有淤泥、圆砾层，土层软弱，渗透性较强，与河水直接有水力联系，且过河段覆土厚度 13-20m，河底水压较高，故盾构掘进时风险较大，对盾构密封性能、刀盘刀具耐磨性及地层沉降控制要求较高。施工时，应根据以下的各重、难点，予以重视： 防止盾尾漏

12、浆（防漏） ； 防止河底地层沉降； 防止隧道上浮和控制盾构的掘进姿态； 开挖时盾构刀盘刀具的耐磨性；河底更换刀具难度高、风险大。4 4 盾构过浑河段施工原则与技术要求盾构过浑河段施工原则与技术要求4.14.1 施工原则施工原则过河前检查设备，然后采用均衡快速通过的原则施工。4.24.2 掘进过程的施工技术掘进过程的施工技术要求要求要求盾构在通过该特殊段时有序、平衡、平稳的施工技术。4.2.14.2.1有序有序：施工组织有序： 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 5 -人、机、料的配置合理，工序的安排、衔接有序；机械保养有序：机械

13、保养定人、定期、专业、规范，做到无遗漏、标准化；信息管理有序：技术交底、作业交底按部就班，自经理部至作业面指令畅通、反馈迅速。4.2.24.2.2 平衡平衡：切口压力与开挖面水土压力平衡严格控制切口水压，尽量保持平衡，不要出现过大的波动，控制在0.5bar；切削干砂量与掘进进尺平衡严格控制切削量，做到进尺量与切削量均衡。除量的控制外，还要坚持对每环出渣样进行地质水文分析，发现与开挖断面地质情况不符，则马上采取措施；注浆压力与水土压力平衡除考虑注浆处的水土压力，还要考虑后方来水、开挖面来泥浆压力，故注浆压力是在切口水压基础上提高 0.060.1mpa,且应使浆液不进入开挖仓和压坏管片和不因注浆压

14、力过大造成击穿河道。4.2.34.2.3 平稳：平稳：盾构姿态平稳推进过程应保持盾构机有良好的姿态，避免蛇行，每环姿态变化控制在5mm 内。推进油缸各分区油压值差宜保持统一、恒定性，不宜出现过大的波动；管片姿态平稳做好管片选型，现场对盾尾间隙实测实量，注意管片拼装的椭圆度，防止尾刷与管片碰撞导致盾尾密封、铰接密封损坏及管片变形；推进速度平稳泥水站备置适宜掘进地层的泥浆，严格控制泥浆各项指标，形成高质量泥膜，并提高泥浆的携渣能力，平稳控制环流进出浆流量，有利于保持速度的稳定。 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 6 -5 5 盾构

15、过浑河段的技术措施盾构过浑河段的技术措施针对本工程河道河床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。具体措施如下：5.15.1 施工前的准备施工前的准备（1）施工前，配制一定比重、粘度的泥水供盾构循环使用，在掘进前，在储浆池里要制备足够量的施工所需优质泥浆。（2）为确保盾构机顺利穿越河床，穿越前必须对机械、液压、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。 同时对泥水处理系统及各配套设备等关系到盾构机掘进的机械设备加强检查，以减少因设备故障造成的盾构机停机时间。详见附表穿越浑河前盾构机设备检查表。（3）前提与上下游水

16、利部门沟通，详细调查水坝开闸放水时间段，并观测水坝开闸放水对浑河水位影响规律，绘制水位时间变化图，指导施工。（4）在里程 dk12+650 处（421 环）停机带压进仓检测刀具，对磨损超标的刀具（刮刀）进行更换。根据在此之前盾构机在始发段地层中刀具的磨损情况和过河段的地质情况确定刀具选用，力求避免在河中再次换刀。（5）盾构穿越浑河前的 50 环作为施工试验段，穿越浑河前认真总结分析试验段施工各项掘进参数及监测数据，作为过河段掘进参数设定的依据。5.25.2 施工技术措施施工技术措施5.2.15.2.1 切口水压的设定与控制切口水压的设定与控制切口水压用于平衡开挖面的水土压力，维持开挖面的稳定，

17、保证盾构安全顺利掘进。开挖面的水土压力随着隧道的覆土深度、河面水位的变化而变化，因而，通过切口水压控制开挖面稳定是一种动态的管理，掘进时，必须对开挖面的切口水压进行严格监控，通过手动控制，使其控制在设定值的0.5bar 范围内。设定泥水压力=开挖面水、土压力+加压一般加压值控制在 20kpa，加压过大会使开挖面的渗透加强，过小可能会导致塌方。设计值要根据土层渗透系数等物理力学指标进行设定，同时还应考虑河中的变化情况。 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 7 -浑河河水水位深度在高位时为 h高=3m，在低位时 h低=1m。根据埋深

18、和地质资料，刀盘前方的水土压力按土力学理论并按水土分算方法计算，得到盾构机刀盘在过河段最大和最小的水土压力分别为：221kpa 和 201kpa。设定泥水压力： p高=土压力（含水压力）+加压（k）=221+20=241kpa p低=土压力（含水压力）+加压（k）=201+20=221kpa5.2.25.2.2 开挖干砂量管理与控制开挖干砂量管理与控制干砂量的监控也是确保开挖面稳定的重要手段。根据送泥、排泥的流量计和密度计测定的数据，对送、排泥浆中所含有的干砂量的体积进行计算，以此来反映出盾构每掘进一环切削下来的土体量的数值。计算后的理论干砂量可与实际掘削干砂量作比较，根据两者之间的差距，判断

19、开挖面是否有超挖或欠挖，以及地质变化情况。在过河时的浅覆土段其单环理论干砂量： g = (d2l/4)(1-/100) = (3.146.2821.54) (1-13.5/100) =32.135m3实际单环干砂量 g 根据仪器测定送泥水和排泥水的差，通过计算求出实际土粒子量（干砂量）：实际掘削量g可由下式计算得到： s g = q1(1-1)-q0 (0-1)t s-1g：实际掘削量(kn/环)；s ：土的比重； q1 ：排泥流量(m3/min)；1 ：排泥密度(kn/m3)； q0 ：送泥流量(m3/min)；0：送泥密度(kn/m3)； t ：掘削时间(min)。当发现掘削量过大时，应立

20、即检查泥水密度、粘度和切口水压。同时调查土体是否有坍塌情况，在查明原因后及时调整有关参数，确保开挖面稳定。 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 8 -本项目通过安装在送泥管和排泥管上的电磁流量仪和差压密度计，测量送、排泥管内泥浆的流量和密度，根据土粒子比重值算出土粒子量，从排泥量和送泥量的差值上计算出土粒子量，然后根据 g=(g-g)/g 得出超挖率 g，当 g20%，则开挖面有可能塌方或土层出现变化， 此时应使用土层探测装置，以便及时掌握切口正面土体塌方的情况。综上所述，在盾构掘进中对开挖面的管理显得尤为重要，故在管理中要注意

21、收集以下数据：送泥水量； 1排泥水量； 2开挖面泥水压力； 3盾构推进速度； 4泥水设备的运转。 5根据这些数据，采集以下几个方面的数据，以监视开挖面的稳定状况：相当于一环的掘削土量； 1开挖面压力。 25.2.35.2.3 泥水性能管理及控制泥水性能管理及控制（1）比重控制根据过河段的地质主要是中粗砂地层，且该地层具有较好的自造浆能力，泥浆比重控制在 1.051.1g/cm3，当泥浆的比重、粘度较大时，加水进行稀释，来降低其数值，当泥浆的比重、粘度较小时，可适当添加膨润土以提高泥水比重。（2）粘度控制送泥水的粘度主要用于悬浮和携带刀盘切削下来的土体，从土颗粒的悬浮性要求而言，要求泥水的粘度越

22、高越好，但粘度的提高会使泥水的凝胶强度和塑变值提高，加大泥浆泵的负荷，同时加大泥水分离难度，综合考虑以上因素，粘度值可取 2025 秒。（3）失水率、胶体率及 ph 值控制泥浆失水率是泥浆在受内外水头压力差的作用，在一定时间内渗入地层的水量，失水率控制在15ml/30min ，泥浆的胶体率是泥浆中粘土水化分散程度及其悬浮状态稳定性的简易且有效的衡量。胶体率在很大程度上与泥水粘度 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 9 -有关，悬浮性好的泥浆就意味着析水量小，反之则大。故泥水的胶体率控制在96%以上，以降低土颗粒和提高泥浆的粘度。

23、泥水酸碱度 ph 值须呈碱性， ph值一般控制在 810。5.2.45.2.4 掘进速度控制与姿态控制掘进速度控制与姿态控制1、过河掘进速度控制盾构过河虽然以快速通过为原则，但并非盲目地加快速度掘进。泥水盾构掘进速度除取决于自身的掘进能力（总推力与扭矩）外，还与背填注浆能力以及环流系统的能力有关，如若背填注浆能力跟不上盾构掘进的速度，则管片的背填注浆量不足，隧道质量难以保证；如若环流系统的能力跟不上盾构掘进的速度，则刀盘切削下来的碴土进入泥水仓后，无法及时地通过泥浆管路运送到地面，将造成泥水仓堵塞和管路堵塞，泥水仓压力产生瞬间高压，对开挖面土体产生扰动，容易引起开挖面地坍塌。因此，掘进速度必须

24、在确保注浆质量和保持环流系统畅通的前提下逐渐加快。在过河段，以确保开挖面稳定为原则，提倡盾构机均速前进，保持环流系统畅通。本工程过河段的掘进速度均控制在 3545mm/min 左右。2、盾构姿态控制过河段对盾构姿态的控制更显得重要，一是该段隧道处于下坡段，二是该段为软弱地层中掘进，盾构机容易产生磕头，纠偏难，因此，该段掘进设定报警值为 30mm，限制值为 50mm，严格控制盾构机在50mm 范围内行走。盾构机产生偏差后，不宜急纠，管片选型时，保持与盾构机在同一中心线上，使盾尾间隙保持均衡。若盾尾间隙不均衡，则盾尾容易产生漏水、漏浆，也容易产生险情。5.2.55.2.5 注浆控制注浆控制同步注浆

25、是在盾构推进的同时进行注浆，注浆应完全填充盾尾空隙。本施工段主要在富水砂层中掘进，能够适合围岩、能够保持长期稳定性、防水性的灌浆材料极为重要，选用水泥-水玻璃双液浆。二次注浆作为同步注浆的补充，必要时注，主要采用水泥浆。在穿越施工前，我部制作浆液试块，并对浆液的性能指标进行测试，性能指标见表 5-1。采用双液注浆（其性能指标见表 1） ，a 液为水泥浆液，b 液 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 10 -为水玻璃，a、b 液的比例为 4：1，凝结时间稳定在 3545 秒。表 5-1 双液注浆液的性能指标项目指标凝结时间3545

26、 秒1 小时抗压强度0.050.1mpa1 天时抗压强度0. 51mpa1 小时析水率5在穿越过程中，我部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，我部初定穿越时注浆量为理论建筑空隙 180200，注浆量为 5.86.5m/环，并根据实际情况做适当调整，以保证河道土体的稳定。注浆压力控制在 0.30.4mpa，以免应压力过大而击穿河底土体，导致与隧道顶部圆砾层贯通，河水通过圆砾层进入盾构施工区。施工中要做到“不注浆、不掘进，要掘进、必须注浆” 。在过河段盾构 1 号拖车配一套注浆机，对拖出盾尾 5 环以后的管片进行二次补充

27、注浆，注浆选用水泥浆，水灰比 1:1。注浆位置为管片顶部，每环注浆量由现场值班工程师根据地面监测数据和当环同步注浆量确定，注浆过程严格控制压力，不大于 0.3mpa，作业人员时刻观察压力变化和管片变化，发现异常及时停机。5.2.65.2.6 盾尾密封控制盾尾密封控制盾构机采用四道盾尾钢丝密封刷，可有效防止盾尾透水。盾尾刷在过河前，由于无法打开检查，为确保过河安全，过河前利用管片注浆孔对两个盾尾舱进行彻底检查，以后定期检查，每 10 环全面检查一次，正常状态掘进中（在没有发生漏水窜浆状态下） ，每 2 环正常补脂一圈，确保盾尾密封油脂压力不小于0.5mpa。加强中体与盾尾铰接处的密封检查，及时调

28、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条用于止水，封堵管片与盾构间的间隙。每次管片拼装前必须把盾壳内的杂物清理干净，以防对盾尾刷造成损坏。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 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 11 -浆孔压注聚氨酯，形成环圈，封闭涌水通道。 5.2.75.2.7 管片防水控制管片防水控制过河段管片在 epdm 橡胶密封垫及迎水面一侧粘贴 2mm 厚遇水膨胀橡胶片，用以在管片张开时，加强防泥

29、、防水。范围为河床及河床两侧十环。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5.35.3 施工参数的选定施工参数的选定 表 5-2 盾构穿浑河段施工掘进参数序号项目参数备注1盾构总推力20000kn 内根据切口水压调整2掘进速度45mm/min 内匀速、连续推进3刀盘转速1.01.3rpm4刀盘扭矩3000kn.m 以内40%以下5切口水压理论计算值p 切=p 压0.2bar6切削干砂量3235m7进、出浆流量进浆 800m/h，出浆 850m/h与掘进速度及切削量匹配8泥浆主要指标比重：1.051.

30、10粘度：2025s9注浆量5.86.5m10注浆压力0.30.4mpa11盾尾油脂每环 50kg发现渗漏及时补充12目标姿态均小于 10mm6 6 盾构过浑河段监测技术措施盾构过浑河段监测技术措施6.16.1 监测技术方法监测技术方法盾构过河河底监测一般采用声纳法或传感器法，根据以往施工经验，两种方法监测精度均不高。我部已在浑河枯水期测出河底地貌，并在河中埋设水位 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 12 -监测桩。由于浑河河床地势平缓，水位浅，过河前同地层施工段地表沉降变形值小，盾构气压能稳定控制，我部根据河床实际情况，拟采

31、用常规地表监测法在河中河漫滩埋设监测点进行河底沉降监测，洞内盾构采取切口水压和同步注浆控制沉降，同时通过干砂量管理控制超挖，河床进行水位监测。图 6-1 河底水位监测图6.26.2 水位监测水位监测每天进行 2 次水位监测，如有特殊情况，进行加强巡视。7 7 施工质量保证措施施工质量保证措施7.17.1 施工掘进管理施工掘进管理通过开挖面管理（刀盘和密封舱内的泥浆压力和浓度） 、盾构进尺管理、泥浆浓度管理和盾构机管理使开挖面泥浆浓度根据地层情况作出合理调整。目前，掘进管理已经实行自动化控制，用智能化系统来频繁调整掘进速度以协调各方面的需要，维护天然地层不受扰动，优化选择泥浆浓度。7.27.2

32、盾构机的轴向控制管理盾构机的轴向控制管理通过一套测量系统随时掌握正在掘进中盾构的位置和姿态，并通过计算机将盾构的位置和姿态与隧道设计轴线相比较，找出偏差数值和原因，下达调整盾构姿态应启动的千斤顶的模式，从最佳角度位置移动盾构，使其蛇形前进的曲线与隧道轴线尽可能接近。7.37.3 注浆管理注浆管理通过浆体、注浆压力、注浆开始时间与注浆量的优化选择，达到能及时填满衬砌与周围地层之间的环向间隙，防止地层移动，增加行车的稳定性和结构 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 13 -的抗震性。对浆体的要求：应具有能充分填满间隙的流动性：注入后

33、必须在规定时间内硬化：必须具有超过周围地层的静态强度，保证衬砌与周围地层的共同作用，减少地层移动；具有一定的动态强度，以满足抗震要求；产生的体积收缩小；受到地下水衡释不引起材料的离析等。采用同步注浆时，要求注入的注浆压力大于该点的静水压力和上压力之和，做到尽量填充而不是劈裂。考虑盾构推进过程中纠偏，跑浆和浆体的收缩等因素，实际注浆量一般为理论值的 180200。注浆作业应在掘进时间内完成。为了防止地层中泥水和注浆的浆液从盾尾间隙中漏入盾构，同步注浆时盾尾密封装置必须完好。盾构始发时密封刷上必须涂足密封油脂，推进中还应按要求压注油脂，以提高密封效果，减少密封刷与管片外表面的磨擦，延长密封刷寿命。

34、7.47.4 管片拼装的管理管片拼装的管理要严格控制管片拼装的垂直度、椭圆度、拧紧螺栓的扭矩、修正蛇行时楔形管片或垫块的拼装位置等，防止接缝张开漏水。刚拼好的管片环在自重和土压力作用下都将产生变形，盾构中的真圆保持器用以支撑刚拼好的管片环，同时采用同步注浆及时固定管片环的形状和位置。8 8 安全、文明施工保证措施安全、文明施工保证措施8.18.1 安全生产管理目标安全生产管理目标本工程的安全生产目标是：实现“六无” （即无死亡、无坍塌、无火灾、无中毒、无重伤、无重大机械设备事故）安全管理目标，将月轻伤率控制在 1.2以下。（1）贯彻执行国家安全生产、劳动保护方面的方针、政策和法规，监理的指示和

35、决定。（2）建立健全项目安全生产保证体系，建立和实施安全生产责任制、项目经理是安全第一责任人，主管施工生产的项目副经理是安全生产直接责任人，项目经理部的技术负责人对劳动保护和安全生产的技术工作负责。项目经理部建立安全生产领导小组，各班组设兼职安全员，各作业点应有安全监督岗。项 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 14 -目经理部建立具体的安全责任制，并将安全生产责任制层层落实。（3）组织工程项目施工的安全教育和技术培训考核，对管理人员和施工操作人员进场前安全教育。（4）编制和呈报安全计划、安全技术方案和安全措施，并认真贯彻落实。

36、（5）确保必需的安全投入。购置必备的劳动保护用品，安全设备及设施齐备，完全满足安全生产的需要。（6）积极做好安全生产检查，发现事故隐患要及时整改。（7）工程施工中如发生死亡事故或其他恶性事故，应立即组织人员抢救伤员、保护现场，向主管上级、驻地监理报告，严肃事故处理、提出预防事故重复发生和防止事故危害复延的有效措施。（8）所有工程在开工前必须编制有安全技术的施工组织设计（包括施工用电组织设计）及技术复杂的专题方案，必须严格审核批准手续、程序。（9）必须逐级进行安全技术交底，技术交底应有书面资料或有作业指导书（或操作细则） 。技术交底针对性要强，并履行签字手续，保存资料。项目经理部质安员负责监督检

37、查，严格按照安全技术交底的规定要来进行作业。（10）施工现场应实施机械安全管理及安装验收制度。使用的施工机械、机具和电气设备，在安装前，应当按照规定的安全技术标准进行检测，经检测合格后方可安装；机械安装要按平面布置图进行。在投入使用前，应按规定进行验收，并办好验收手续登记。经验收，确认机械状况良好，能安全运行的，才准投入使用。所有机械操作人员都必须经过培训合格后持证上岗。机械操作人员要进行登记存档，按期复验。使用期间，应当指定专人负责维护、保养；保证其机械设备的完好率和使用率以及安全运作。（11）施工现场安全管理必须抓好施工现场平面布置图和场地设施管理，做到图物相符，井然有序，状况良好，此外还

38、应做好环保、消防、材料、卫生、设备等文明施工管理。（12）施工现场的安全设施主要包括安全网、围护、洞口盖板、防栏、防护罩等。各种限制装置都必须齐全、有效，并且不得擅自拆除或移动。如因施工实际需要移动时，必须经工地负责人同意，并采取相应措施方可施工。（13）施工现场除应设置安全宣传标语牌外，危险地点必须悬挂规定的标牌，夜间有人经过的坑洞还应设红灯示警。 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 15 -（14）施工现场安全教育的重点是岗位生产知识和岗位安全操作规程，以及安全思想、施工纪律和安全生产制度。施工现场安全教应有针对性，应结合工

39、地特点和生产的实际情况；施工现杨安全教育应有计划，适时地有效地进行，经过培训考核。发给安全合格证。（15）施工现场安全教育，包括定期教育及新工人（含民工） 、特种作业工人的安全教育。职工（含民工）新进场，未经三级安全教育不准上岗。采用新工法、新工艺、新设备、新材料及技术难度复杂或危险较大的作业，必须进行专门的安全教育，并有可靠的措施，才能进行作业。（16）施工现场特殊工种的安全教育、考核、复验，应按特种作业人员安全技术考核管理规则执行，必须实施安全教育和安全技术培训，培训后经考核合格，取得操作证者，方准独立作业。（17）安全检查由项目经理或主管施工生产的项目副经理主持、项目经理部有关人员参加。

40、对查出的隐患，要建立登记、整改、验证、销项制度，要定人、定措施、定经费、定完成日期，在隐患没有消除前，必须采取可靠的防护措施。如有危及人身安全的紧急险情，应立即停止作业。8.28.2 文明施工保证措施文明施工保证措施（1）用电线路施工现场的用电线路、设施的安装和使用必须符合安装规范和安全操作规程，并按施工组织设计进行架设，严禁任意拉线接电，施工现场必须设有保证施工安全要求的电压和工地照明。（2）机械、车辆管理施工机械、车辆按照施工总平面布置图规定的位置和线路行驶，不得任意侵占道路。各种施工机械进场必须进行安全检查，经检查合格后方能使用，施工机械操作人员建立机组责任制，按有关规定持证上岗，禁止无

41、证人员上岗。（3）现场办公、生活设施卫生管理施工现场设置各类必要的职工生活设施，搞好环境卫生和内务，建好职工之家，办好文体活动，办好职工食堂、饮用水供应，做好卫生防病工作，确保职工身心健康。随时清除建筑垃圾，保持场容场貌整洁，在车辆、行人通行的区域施工，设置沟井坎穴覆盖物和施工标志。 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 16 -（4）治安保卫做好安全保卫工作，采取必要的防盗措施，施工现场按标准设置围挡，建立门卫制度，进入现场实行登记，施工现场主要管理人员在现场佩带胸卡， ，非施工人员不得进入施工现场；不准留宿家属及闲杂人员；经常

42、对工人进行法纪和文明教育，严禁在施工现场打架斗殴及进行非法活动。（5）监督检查加强检查监督，从严要求，持之以恒，使文明施工现场管理真正的抓出成效。项目经理部对文明施工现场实行定期不定期的检查，每月组织一次专项检查，对照评分，严格奖惩，交流经验，查纠不足。9 9 应急预案应急预案根据泥水盾构的施工特点和浑河河床覆土情况，在盾构机过江时，针对 3章节提出的重难点及风险，对其做出相应的防漏、防沉、防浮和防磕的预案，确保盾构机安全通过浑河。9.19.1 盾尾漏浆（防漏）风险预案盾尾漏浆（防漏）风险预案（1）预防措施）预防措施1)提高同步注浆质量每环推进前，对同步注浆的浆液进行小样试验，严格控制初凝时间

43、，在同步注浆过程中，合理掌握注浆压力，注浆压力取 0.30.4mpa，使注浆量、注浆流量和推进速度等施工参数形成最佳匹配。同时还应注意盾构机本身要增加盾尾刷保护及其严格控制盾尾油脂的压注。2)保持切口水压稳定在推进过程中，防止因设备故障和操作失误而引起的切口水压波动。在每次调高切口水压后，必须进行试推进，并安排专人观察盾尾漏浆情况，确定无漏浆后再正式调高切口水压，进行正常掘进。3)盾尾油脂注入控制注脂压力的设定基本原则：第四道盾尾刷的设定压力比注浆压力高 2bar，第三道盾尾刷的设定压力比第二道盾尾刷低 1bar，第二道盾尾刷比第一道盾尾刷低 1bar。特殊情况： 【中铁十二局集团有限公司】

44、汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 17 -一般情况第四道盾尾刷容易堵塞，若某个或几个油脂管出现堵塞现象，则调大设定压力。若某个或几个注浆管注浆压力比正常值偏高，则相应增大此位置和相邻位置油脂的设定压力，第三、二、一道盾尾刷设定压力依次减少1bar。盾尾油脂注入量控制正常情况下，盾尾油脂的注入量定在 4-5 环一桶。每环掘进前必须注脂 10分钟。长时间停机，必须每隔 3-4 小时，注油脂 10 分钟。盾尾注脂系统完好率的控制油脂管路的清理：对盾尾部分堵塞和完全堵塞的油脂管路采用特殊的机械装置进行清理导通（比如清理下水道的特殊工具） 。盾尾密封的清理：彻底清

45、理第一道盾尾刷处的掉落的海绵橡胶、砂浆、泥浆及其他异物，避免异物损坏盾尾刷。注脂系统泵、阀的检查：注脂系统好坏直接影响盾尾注脂，保养班负责每天对系统中油脂泵及各个阀进行检查、维护，保证每个油脂管路都有油脂注入，并作好书面检查维保记录，检查、维保人员和维保工程师要签字确认，确保系统工作正常。盾尾油脂的储备 正常掘进时，掘进班要随时保证盾构机上有两桶的盾尾油脂的储备；非正常掘进时，掘进班要及时通知调度在井下准备足够的盾尾油脂储备；盾构部维保工程师要及时清点盾尾油脂的库存，提前 200 桶开始作盾尾油脂计划；材料库根据计划及时联系订货，保证工地盾尾油脂的供应。注脂系统备件的储备盾构保养工程师要及时提

46、供足够的注脂系统泵、阀的配件及备件计划；材料库要根据计划及时联系订货，保证配件及备件的储备。（2）应急措施）应急措施1) 盾尾小量泄漏处理 掘进过程若盾尾出现泥浆、砂浆或清水渗漏，则主司机立即停止掘进采用手动注脂的方法进行处理，此位置和相邻位置增加油脂注入量，若泄漏较大，则调大油脂注入量，直至完全密封住。渗漏停止后继续推进并掘进班安排专人在盾尾处观察，主司机时刻关注泄漏处的注脂压力变化，前后人员随时保持联 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 18 -系；若长时间不能封堵或泄漏量增大，则主司机和值班工程师通知技术负责人，决定下一步

47、处理方案。盾尾巡检责任人：班组专职人员、值班工程师；注脂系统操作及压力、流量调节责任人：主司机2) 盾尾大量泄漏处理 手动注脂 立即停止掘进，主司机将油脂泵泵送速度调大停机打开气动阀进行三排手动注脂，针对泄露位置和相邻位置增加油脂注入量，若泄漏较大，则调大油脂注入量，直至完全密封住。 洞内排水在隧道最底部安装的一台 55kw，流量 160m/h，扬程 78m 的泥浆泵向泥浆管内进行抽水，为抢险争取时间。 快速掘进拼装管片若手动注脂无法解决盾尾泄露问题，则加快掘进速度，快速完成本环掘进，拼装管片。 管片壁后封堵在管片安装机上储备两带棉纱，盾尾泄露发生后，用钢钎将棉纱塞入泄露位置管片与盾尾刷连接处

48、。钻孔压住聚氨酯 在盾构机上准备 5 台高压针头灌浆机，盾尾发生大量泄露时，立即在盾尾刷后部钻孔，5 台设备同时压注油溶性聚氨酯，直至将泄露 完全密封住。二次注浆在盾构机上准备 2 台手摇压力泵注浆设备，就近打开倒数第二环二次注浆孔，安装注浆接头、球阀，用手动注浆设备压注丙稀酸盐堵漏材料，在管片壁后形成密封。3) 管片接缝处出现泥浆、砂浆或清水渗漏处理 掘进过程中若盾尾内管片接缝处出现泥浆、砂浆或清水渗漏，立即停止掘进采用手动注脂进行封堵，此位置和相邻位置增加油脂注入量，若泄漏较大，则调大油脂注入量，直至完全密封住。若渗漏不能堵住则及时通知隧道堵漏队伍对管片渗漏处注聚氨酯进行封堵，处理完毕后，

49、由技术负责人视封堵情况决定是否恢复掘进。注脂系统操作及压力、流量调节责任人：主司机；封堵责任 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 19 -人：工程部4) 盾尾刷异常磨损或管片外弧面破损出现大量泄漏此位置和相邻位置增加油脂注入量，采用手动注脂。在管片背面增加厚橡胶板。5) 漏浆失控洞外排浆若盾尾漏浆比较大，而且效果不好或不能封堵，用在 0#拖车前部平台处或在隧道最底部安装的一台 55kw，流量 160m/h，扬程 78m 的泥浆泵向泥浆管内进行抽水。9.29.2 河底地层沉降风险预案河底地层沉降风险预案（1）预防措施）预防措施按设

50、计值设定切口水压在推进过程中，按设计值设定切口水压，更重要的是还要根据推进时水位的不断变化情况对其进行相应的调整。注浆量的控制若发现河底沉降量较大（5cm）时，则适当的增加同步注浆量，必要时更要进行衬砌（管片）壁后补注浆。在保证每环同步注浆总量的同时，还须保证均匀合理地注浆，并保证浆液的配比符合质量标准。（2）应急措施）应急措施地层发生较大沉降的情况分两种情况，一是地面沉降发生在盾构前方；另一个是地面沉降发生在盾构经过区。1）当地面沉降发生在盾构前方的情况（针对地面沉降较大甚至坍塌）（1）首先盾构机司机应当停机，做好保压工作：根据地质条件确定保压压力值，关上安全门，并开启空压机；在保压期间，密

51、切关注地面沉降的情况，做好地面监测。若发生地面意外沉降或隆起，应首先调整空压机，并打开安全门，调整压力值。（2）与此同时，应在第一时间将相当情况报告值班领导，各值班工程师应各司其值，首先将地面较大沉降甚至是坍塌部位进行封锁，并与指挥部相关部位联系。（3）组织人力及物资对较大沉降处进行填充（利用土方，并压实） ，如有必要，进行加桩加固。 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 20 -（4）在进行加固平整后，盾构机方可通过，在通过时，掘进速度不宜过快，控制好刀盘转速，以减小对土体的扰动；同时，加大同步注浆量，及时进行二次注浆、二次深孔

52、加强注浆。具体参数根据所通过风险点的具体土质及环境选择。（5）盾构机通过后，对沉降地面进行监测并进行再次平整恢复。2）当地层沉降发生在盾构通过段的情况（针对地层沉降较大甚至坍塌、冒浆）（1）根据监测数据确定沉降量，如该地面下的洞内已进行二次注浆，则必须进行再次的深孔加强注浆，同时地面进行填充恢复。（2）如地下的洞内措施未进行到二次注浆，则应及时进行二次注浆，注浆的凝固时间应选较短的双液浆，同时地面进行填充恢复。（3）具体参数，应根据不同风险点进行选择。9.39.3 隧道上浮预案隧道上浮预案（1）预防措施）预防措施提高同步注浆质量，要求浆液有较短的初凝时间，1 小时抗压强度大于60kpa，注浆压

53、力取 0.30.4mpa，这样，可使浆液遇泥水后不产生劣化，并要求浆液具有一定的流动性，使通过同步注浆后的浆液能均匀地布满隧道一周；提高注浆与盾构推进的同步性，使浆液能及时充填建筑空隙，注浆量取理论建筑空隙的 180%200%（即注浆率 =180%200%，并假定盾构掘进速度为 3545mm/min） ，得：q=sv= (180%200%)(/4)(d12-d22)0.04 =(1.82)(3.14/4)(6.282-62)0.04=0.1930.217m3/min做好隧道补浆准备，发现隧道上浮量较大，且波及范围较远时立即采取对已建隧道进行补压浆措施，以割断泥水继续流失路径。补压浆要求均匀，压

54、浆后浆液成环状。一般补压浆采用双液浆与聚氨酯相结合的注浆方法，注浆范围 57 环。加强隧道隆沉监测是防止隧道上浮的积极措施。在过河段中，每隔1020m 布置连通管测量点，利用计算机自动监测隧道垂直位移情况，使施工人员及时了解隧道上浮量，以便及时采取相应措施。管片拼装坚持居中原则，使成环衬砌与盾壳的间隙均匀，确保盾尾密封 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 21 -效果的正常发挥。拼装后及时调整千斤顶的顶力，防止盾构姿态发生突变。盾构姿态变化不可过大、过频，推进时不急纠、不猛纠，多注意观察管片与盾壳的间隙，以减少盾构施工对盾尾密封

55、效果的影响。（2）应急措施）应急措施适当降低盾构机的姿态，有意识的压低管片高程；增加管片上超量的制作，并加贴防水条；壁后同步注浆采用上部 2 个注浆孔注浆，利用注浆压力把管片往下压，防止管片继续上浮。9.49.4 河底带压开仓换刀预案河底带压开仓换刀预案（1）预防措施）预防措施过河段中地层层主要为中粗砂地层，属于软弱地层，在此地层中进行盾构施工时采用的主要技术措施如下：切削方式以刮刀为主，确保密封仓内压力平衡，设定切口压力大于自然水土压力 20kpa 以上，采取一切可能的措施使切口压力的波动不超过 5。严格控制排泥干砂量，保证切削面稳定和地表沉降在允许范围内。严格控制盾构姿态，防止盾构磕头现象

56、。在盾构施工过程中，加强对地面和隧道的监测，坚持信息反馈法施工，通过信息反馈优化掘进参数。即时掌控地层沉降发展的趋势并及时采取有效措施。选定双液注浆材料，控制初凝时间在 15 秒以内，启动两套注浆系统，掘进时同时进行盾尾同步背填注浆和管片补充注浆，保证注浆量。采用优质泥浆掘进，比重控制在 1.101.15，粘度 20 秒。保证泥浆具备良好的泥模形成能力，其泥浆性能指标必须符合规定。（2）应急措施）应急措施河中带压进仓换刀，人员及材料需要进入密封仓工作，在泥水压力平衡状态下须先转换为气压平衡，才能进入密封仓，但人员与材料进入密封仓具有一定的危险性，必须严格按照人员舱的安全操作规程和有关说明进行操

57、作。具体进仓施工方案详见汪曹区间带压进仓作业施工方案 。9.59.5 隧道突发停电风险预案隧道突发停电风险预案（1）预防措施）预防措施加强隧道内高压电缆悬挂保护措施，由专业电工负责电缆延伸；定期检查高压柜控制系统，保证其正常使用功能； 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 22 -与电力部门作好沟通，停电前作好应急电源准备；盾构机应急发电机定期检查油量，并定期启动检查完好性。（2）应急措施）应急措施施工现场配置好后备电力供应系统（备置一台 200kw 发电机） ，以防在施工进行中遭遇因各种外部因素造成的停电，并在停电后保证电源回路

58、能马上进行切换，以保证隧道内的临时用电，确保照明、通讯、隧道抽水的用电。停电时，无法通过环流操控系统控制切口水压，也无法通过送浆泵往泥水仓送泥浆，以保持切口水压的稳定，切口水压的数值只能通过泥水仓上的压力表观察。若盾尾不出现漏水、漏浆，一般均能保持停电时的压力；若盾尾出现漏水、漏浆，则切口水压下降、消失，这时因无法往泥水仓送浆保压，若不采用其他的保压措施，开挖面将失稳，一旦开挖面失稳，将意味着盾构过河失败，采用自来水保压，无须动力设备，直接将自来水管接入到泥水仓的注水口，通过控制自来水管的阀门和观察泥水仓上的压力表来控制泥水仓的压力。9.69.6 应急组织机构应急组织机构9.6.19.6.1

59、组织机构及职责组织机构及职责工程预案应急救援组织机构如图 9-1 所示。负责及时协调抢救现场等各方面工作，积极组织救护和现场保护工作。负责及时与业主、监理、公安、消防、卫生卫生防疫等相关机构人员联系。负责及时对现场伤员进行急救，及做好安全管理和应急保障措施。负责及时提供所需交通工具、器材、通讯、药品等急救设备。负责及时安排好事故伤亡者及其亲属的善后工作。项目部应急救援领导组组长项目副经理项目总工程师应急通讯组事故救援组医疗救护组救援保障组技术及检测组事故调查组善后处理组 【中铁十二局集团有限公司】 汪曹区间盾构穿越浑河专项施工方案【沈阳地铁九号线土建施工第七合同段】 - 23 -图 9-1 应

60、急救援组织机构图针对盾构施工，成立应急救援领导小组，负责应急救援的指挥、布置、实施和监督。贯彻执行国家、行业和上级的指示精神，及时向上级汇报事故情况，指挥、协调应急抢险工作及善后处理。按照国家、行业和上级有关规定参与对事故的调查处理。组 长：毋海军副组长：华相明、王宗勇、乔国强、安宏斌、冀兴俊成 员：各部室及协作队伍人员（1）应急部门应急抢险领导小组下设应急通讯组、事故救援组、医疗救护组、救援保障组、技术及检测组、事故调查组、善后处理组。各小组负责人及主要职责如下：（2）应急通讯组主要职责：负责重大事故的报告，通知领导小组全体成员立即赶赴事故现场。在实施应急救援任务时与其他小组协调工作，保证通