盾构掘进遇障碍物的处置措施

1、盾构掘进遇障碍物的处置措施、工程概况惠四院站河埒口站区间左线起终点里程为左DK8+875.505左 DK9+809.376,左线短链 8.221m,左线长 925.650m ；右线 起终点里程为右DK8+875.515右DK9+809.378,右线长933.863m,左右线 全长 1859.513m。图1-1四院站河埒口站区间线路图区间左线设置2处曲线，曲线半径分别为350m 320m区间右线设置2处 曲线，曲线半径分别为400m 325n。线路线间 距约为14.0023.80m。本区间地质条件较好，主要涉及1杂填土、®1黏土、2层粉质黏土夹 黏质粉土、1黏土、（12） -1层含碎石

2、粉质黏土、（12） -3层残积土等，均为 弱透水或不透水层，区间隧主要位于1黏土层中，穿越建筑物及溶洞地段约60m长涉及2-1层含碎石粉质黏土、2 -3层残积土。表1-1地层参数表层号土层名 称含水率 W%天然 密度P g/cm3压缩模量（MPa静止侧 压力系 数K。三轴压缩UU基床系数热物理参数渗透系 数 （m/d）透 水 性 分 级地基承 载力特 征值 kPa地基的 基本承 载力 kPa黏聚 力 KPa内摩擦 角bcq 度垂直 MPa /m水平 MPa /m比热 容 KJ/k g.k导热系 数 W/m. k导温系 数 a10< (mV h)1黏土24.12.0110.80.42811

3、.342441.341.271.686.7 X不23024010-? 1碎石粉 质黏土23.928.5/1.7X10-弱290300?3残积土29.81.856.6/601.6/2202301到斛琬M上yoMrl.创星趾图1-3区间溶洞处理断面示意图二、溶洞填充处理措施溶洞的填充情况不一，存在全填充、半填充及未填充3种情况，全填充的 填充物为硬塑状的黏土；半填充的填充物为软塑流塑状的粉质黏土、含碎石粉质黏土。溶土洞的处理范围应根据岩面以上土层性质、岩体的特性、溶洞的填充情 况等综合判断，一般情况下可参照以下要求执行：1）隧道外放5m后，隧道底以下有大于2m厚的可塑、可塑 硬塑粘土和 粉质粘土隔

4、水层，其下方溶洞顶板（完整灰岩）厚度大于3m的岩溶原则上可不 作地面处理；对于溶腔较大（洞高较大）的溶洞需要加密探测其边界后再酌情处理。2）隧道投影范围内，隧道底以下10m范围内无中、微风化岩层覆盖的土 洞（包括探明的裂隙、岩土交界面松散土体）均予以处理。3）若填充物为全填充的可塑、硬塑粉质粘土，且承载力特征值大于160kpa或标贯值大于15击，可不进行地面注浆处理。2.1地面处理措施（1）填充加固处理方法对不同的溶洞采取不同的处理方法：对全填充的溶（土）洞采用水泥浆压力注浆填充；对无填充、半填充溶（土）洞可先采用水泥浆进行填充，再采用水泥浆进行压力注浆填充;对于无填充或半填充的较5m),可采

5、用泵大溶洞(洞径 送混凝土进行填充。(2)注浆工艺岩溶处理注浆可采用花管注浆，花管注浆时应设置止浆塞。 注浆管材质应便于盾构掘进时顺利通过。注浆花管可采用©48硬质PVC花管，在钻孔揭露岩溶溶腔高度的上、下各1 m范围内沿注浆管每200mn设置© 8出浆孔，出浆孔沿注浆管四周梅花状布设。(3)注浆材料水泥浆：0.8 : 11:1 (水灰比)，用于填充及压注灌浆；双液浆：质 量比水：水泥:水玻璃(0.81) :1:(0.080.20 ),用于周边孔速凝封孔。水玻 璃模数2.43.0，波美度3843Be1 °双液浆混合后，现场试验失去可泵 性的时间约为60秒。均采用4

6、2.5级普通硅酸盐水泥。具体施工时参数应根据时间情况、现场试验进行调整。(4)注浆压力周边孔：以相对小压力、多次数、较大量控制；压力建议为 0.21 .OMPa , 34 次。中间孔：压力建议按0.5Mpa2.0 Mpa控制，3次。(5)注浆间歇时间：每次间隔610小时。(6)注浆压力达到设计终压，且注入量很小时，终压 5mim 后可结束注浆。(7)施工前应进行现场注浆试验，注浆参数根据试验情况进行调整，注 浆量和注浆有效范围通过现场试验确定，实际注浆量由监理旁站确认。(8)注浆过程中应对注浆压力、注浆量等参数做好记录，图2-1盾构洞内径向注浆示意图以作为发现异常情况时分析原因的基础材料。2.

7、2洞内处理(1)在岩溶发育段左DK9+389.931左DK9+739.131、右 DK9+465.400右DK9+706.600管片采用增力口注浆孑L的特殊混凝土管片，预 埋注浆孔构造同管片吊装孔。(2)岩溶段加强同步注浆、二次注浆质量管控，背填注浆应饱满、密 实。(3)盾构通过后，在左DK9+589.131左DK9+739.131、右 DK9+595.000右DK9+706.600段采用地质雷达等物探手段在 洞内进行探查，探查范围为隧道轮廓外5- 10m,若发现异常情况，通过拱底90° 范围内的预埋注浆孔和管片吊装孔钻孔以进一步探查是否仍然存在发育于隧道下 方的溶(土)洞。(4)洞

8、内钻孔揭示有岩溶时，采用©42 t=3.5mm钢花管注 浆对岩溶 进行处理，注浆材料采用水泥浆，注浆压力0.5MPa2.0MPa注浆其他要求同 地面处理；对未揭示有岩溶发育的钻孔，应及时采用水泥浆进行封堵。(5)注浆过程中应加强监测，根据监测情况及时调整注浆参数。© 42m 钢花管，t=3.5mm三、处理过程3.1隧道下方溶洞发育情况该区间在DK9+470- DK9+680段分布灰岩，局部隧道下方存 在溶洞，原设 计共有35处溶洞需填充处理，目前地面可钻孔注 浆溶洞均已处理完成(22处)， 剩余13处均位于建筑物下方，2019年6月23日专家会明确建筑物下方溶洞待盾 构通过

9、后在洞内处理，且仅处理隧道底部5m范围内溶洞即可，盾构通过后仅 有1处需处理。图3-1溶洞处理平面布置图 表3-1溶洞与隧道位置关系溶洞编号隧道平面位置关系1隧道剖面位置关系地质情况备注1# A y 卜150 p'h”4 、f I #1 J3.6m1层黏 土、0.7m(12) 1 含碎石粉质粘 土、4的2)3残 积土、(13)2微风 化灰岩强风化灰岩地质情况备注2#3#4#5#6#溶洞编号im1层黏土、5.5m(12)3 残积 土、O.5m(13)3 中等风化灰岩2的2) 3残积 土、1.5m(13)3 中等 风化灰岩2.7m(12)3 残积 土、O.5m(13)3 中 等风化灰岩/s

10、p5 W2.2m(12)3残积 土3.5m1层黏土溶洞编号隧道平面位置关系隧道剖面位置关系地质情况备注7#4.2*12) 3 残积 土、0.9m(13)3 中 等风化灰岩1.4m1层黏 土、2.2 血)3 残 积土3.6m1层黏 土 ' 1.2m) 1 含3.5m)3 残积土碎石粉质粘土、1.2m) 3 残积土5.8m1层黏土、4.2m) 1 含碎石粉质粘土1.3m(12)1含碎石 粉质粘土、7询2)3残积土2.2m(12)1含碎石粉质粘土 ' 1.2m(12) 3残积土层黏土、3.6m(12) 1含碎石粉质粘土、4日勺2)3残积土钻孔未/发现溶洞4.6m1层黏土、2.6m(1

11、2)1 含 碎石粉质粘土17#5.5m1层黏土、(12)3 残积 土18#79#20#21#噪：时上 A-T.F严-2L刘WRMH儿层黏 土、3m®2粉质 粘土、0.9m(12)3 残积土W3争儿EgLOCO4.8m1层黏 土、2.5m2 粉 质粘土、1询2)3残积土寸t -rJ育亦努 . 匚 rfCI2n2)1含碎石粉质粘土、8询2)3残积土2日勺2)3残积土溶洞编号隧道平面位置关系隧道剖面位置关系地质情况备注#22# 32#24# 52# 624m® 1层黏土、 12m(12) 3 残积 土4mj!2)3 残积土、0.5m(13)3 中等风化灰岩4.2m(12)3 残积

12、 土、0.5m(13)3 中 等风化灰岩4.6m1层黏土、0.5m(12) 1含碎石粉质粘土、06m(13) 4 微风化灰岩5.2m1层黏土 ' 1.8m(12) 1 含碎石粉质粘土、1.4m(12)3残积土、(13) 4微风化灰岩27#28#29#30#31#1X2*岂孱目呷 77A阿阿薇甘士 . j、二7 二二JN、一和<化|泊4.7m1层黏土、1n2)1 含碎石粉质粘土、0.6m(13)4微风化灰岩4.4m1层黏 十、1.2m(12) 1 含 碎石粉质粘土、 (13) 4微风化灰岩5.7m1层黏土 > 1.6m(12) 1含碎石粉质粘土、0.6m(13)4微风化灰岩6

13、n 1层黏土、(12)1含碎石粉质黏土4.8m1层黏十、1.8m(12) 1 含碎石粉质粘土、 (13)2强风化灰岩32#33#34#35#34 3520播5_严师些L如Si (确全充削%1ati.13.8m1层黏 土、0.4m(12)3 残积土、 0.8m(13)4微风化灰岩3.3m1层黏±、2.6m(12)3残积土、3.8m(13)4微风化灰岩4.2m® 1层黏+,、2.4m®2 层粉质黏土、imi%i含碎石粉质黏±、(13) 4微风化灰岩5.2m® 1层黏+,、2.4m®2 层粉质黏土、3 4微风化灰岩3.2溶洞处理情况自201

14、9年4月5日开始钻孔施工至今,已完成溶洞钻孔22处(共6248n),注浆共1219m3(含200m3双液浆)。施工期间，针对溶洞探边、注浆量等问题存在的疑议召开了5次专题会，项目部根据专题会要求进行溶洞钻孔注浆施工。如下表所示，已注浆溶洞均存在地面返浆现象。表3-2溶洞地面钻孔注浆情况统计表序号溶洞编 号钻孔数量 （个）注浆数量（m3钻孔深 度（m）预估溶洞顶 深（m备注19#658.6,含双液浆262626地面返浆210#38174.4,含双液浆11626-3125-26地面返浆322#6144,含双液浆5826-3026地面返浆47#11196.526-3226-27地面返浆58#9/ J

15、7#注浆地面返浆：624#3373027地面返浆715#8232/地面返浆816#81733/地面返浆911#1212332-3526-30地面返浆1020#3333/地面返浆11121#158031-3528地面返浆122#283832-3528地面返浆134#9693528-31 地面返浆：143#71032-3528-30地面返浆155#383328-30地面返浆1614#3103230地面返浆1718#5932/地面返浆1819#3532/地面返浆11912#880.538/地面返浆201#6233/地面返浆2113#3123628 :地面返浆：226#41403428地面返浆目前位于

16、建筑物下方未钻孔处理的溶洞含：1#、17#、23#、25#、26#、27#、28#、29#、30#、31#、32#、33#、34#、35#，建筑物下方溶洞与隧道底部之间均存在3.3m以上1不透水层黏土，地质情况 较好。2019年6月23日，在地铁大厦召开建筑物下方溶洞处理方案专家论证会，会议明确建筑物下方溶洞待盾构通过后在洞内进行钻孔 注浆填充，且仅处理 隧道底部以下5m范围内溶洞即可。根据已处理溶洞预估量和实际注浆量相比，除9#、10#、22#、21#、12瞪溶洞实际注浆量较原设计预估量偏大外，其余溶洞实际注入量均比设 计预估量小，建筑物下方溶洞注浆对比如表所示：表3-3溶洞地注浆对比表溶洞

17、编号设计预估量实际注入量备注9#3.8449.610#21174.4已处理22#18144已处理7#234180.58#116/7#注浆返浆24#62.537已处理15#32已处理16#11.59已处理11#85104已处理20#133已处理21#11.565已处理2#1838已处理4#23.563已处理3#55.57已处理5#8.68已处理14#11.510已处理18#309已处理19#65已处理12#1#/建筑物下方13#1565已处理6#19196已处理附件：相关会议纪要1 )根据2019年4月23日下午关于四河区间岩溶处理第一次专题会议要求，先以10#溶洞为试验，注双液浆封边，注浆量按

18、照设计预估量的3倍进行试验，该溶洞设计预估量为35方，目前该溶洞注双液浆和单液浆已到达105方，且溶洞未填充满。鉴于此情况，于2019年4月28日下午地铁集团建设分公司工程二部组织相 关参建单位再次就岩溶注浆的处理方法及注浆的相关要求等进行了进一步讨 论，各方充分讨论，形成如下会议纪要：(1 )因7#、24#溶洞位于隧道正下方，且预估溶腔较大,直接影响后续盾构施工和后续运营安全，各方同意现场以7#、24#溶洞为试点，按照设计预估量约450方进行注浆处理。(2)考虑10#溶洞用双液浆进行封边试验时多次出现堵管 等问题，具 体填充效果暂无法验证，结合2号线河大区间岩溶注浆处理经验，各方同 意7#、

19、24#溶洞注水泥单液浆进行试验。(3)未充分发挥水泥浆凝固后的填充作用，控制计量，现场需采用“阶段性注浆原则”，每次注浆量控制在50方左右，注浆完成后停止12 个小时供水泥浆液凝固，然后再次继续注浆处理，注浆压力控制在0.4Mpa 为宜。(4)7#、24#溶洞注浆量达到设计预估方量时，各方再次开会总结并讨论下一步方案。(5)目前现场进行溶洞探边，引孔工艺只能探测溶洞的水 平投影边线，对于溶腔高度紧靠掉钻来判断数据不一定完全准确，现场需在7#溶洞 四个方向各取一点进行钻芯取样，用来验证溶腔高度。(6)项目部梳理24个溶洞，结合周边建筑物拆迁情况，明确哪些溶 洞能处理，哪些溶洞目前不能处理的。如不

20、能处理的溶洞对后续盾构推进过程中有什么影响要分析清楚。(7)对于可以探到边的溶洞，根据探测情况重新计算理论预估量，与原设计给定方量进行对比，后续进行方量修正，为注浆量的控制提供依据。(8)项目部需充分调研岩溶双液浆封边施工工艺，单位技术负责人 应给予支持。(9)项目部将近期施工遇到的技术、合同等方面的问题梳理出来， 形成书面情况汇报，于4月29日下班前提交业主。(10)监理单位根据各参建单位一致认可的岩溶注浆处理方 案进行监督 管控，现场派驻专人对整个注浆处理过程进行监督旁站，并做好相关记录。2) 2019年5月8日，由地铁集团技术委员会主任、总工程师潘组 织，在地铁大厦2105会议室召开岩溶

21、处理专题会议。经各方充分讨论，形成会议纪要如下：(1)对于10#孔，施工单位继续探边，由施工单位通过对比注水泥浆 及双液浆的费用，提出施工方案，由业主单位牵头经 参建各方确认后组织 实施；(2)由施工单位委托有资质的勘察单位进行勘察，由原勘察单位市政院复核，原勘察监理中X院审核，具体费用另行商议；(3)请设计单位完善设计文件，对于已揭示的溶洞实施注 浆施工， 实施单液浆，超过原设计预估量1倍开会讨论。3) 2019年5月20日下午，地铁集团建设分公司总经理助 理在地铁 大厦2405室组织召开了地铁4号线一期工程四院站河埒口站区间岩溶处 理讨论会。汇报了本区间目前岩溶处理的情况和遇到问题，市政院汇报了 对1个洞探边布孔的原则和后期施工需解决问题，与会人员进行了充分讨 论，形成纪要如下：(1)对于现场已注浆完成的溶洞(7#、8#、11 #、15#、16#、 20#、24#)，安排取芯检测，检测模式和检测方式参照车站端头加固检 测，由施工单位委托岩土勘察工程有限公司负责取芯检测工作，根据取芯结 果判断是否还需继续注浆填充；(2)对于目前未处理溶洞，14#' 18#和19#溶洞，施工单 位继续 按原有方式探边注浆