盾构下穿河道施工方案

1、一、工程概况中和村站元通站区间,设计里程为K2+983.05K2+983.05K4+392K4+392.099,099,为单圆盾构区间,右线长度为 14311431.81m,81m,左线长度为 14531453. .491m491m, ,在 K3+350K3+350 和 K3+908.500K3+908.500 处分别有一个河道,盾构机在此两处将下穿河道近距离桩基施工.K3+35.K3+350 0 处河道长约 m,m,宽约m,m,盾构与桥桩基距离约2mK3+908.2mK3+908.5 5处河道长约m,m,宽约m,m,盾构与桥桩基距离约2m2m.二、工程地质水文情况K3+350K3+350 处

2、隧道埋深 13m,13m,洞身经过地层为粉细砂层一 3d2-3,3d2-3,中密,局部稍密；K3+908K3+908.5 5 处隧道埋深 15.8m,15.8m,洞身经过地层为粉细砂层一 3d2-3,3d2-3,中密,局部稍密,赋存与地下的水具有一定的承压性,但对硅不具腐蚀性,对硅结构中钢筋不具腐蚀性.地下水的补给来源主要为大气降水及生产、生活用水的入渗.粉细砂层中分布有承压水,盾构推进时做好以下工作：增强盾构掘进治理1 1 . .增强同步注浆治理,限制注浆量.2 2 . .充分压注盾尾油脂,预防泥水从盾尾进入.3 3 . .增强盾构补压浆系统治理.由于土体已扰动,需要不断地调整各项参数,进行

3、补压浆.4 4 . .保证螺旋机的密封性能.增强对施工范围的监测,及时反应,调整施工参数.三、桩根底情况两处桥的桩基为钢筋硅结构,桩长约 m,m,直径约 m,m,四、沉降限制举措1 1 . .到达河道前的准备工作1 1准备支顶加固材料、注浆加固材料、抢险机具设备、车辆、警戒标识物等以备用.2 2 在到达特殊段前选择一开挖面自稳性较好的地段对盾构机进行全面检修,减少在特殊地段停机检修的风险.3 3对破损较大的盾尾刷进行更换.4 4全面检测刀具,对磨损超标的刀具进行更换.5 5对堵塞的注浆管进行疏通处理.6 6对分别通往开挖面、土仓、螺旋输送器的主从泡沫管进行疏通,并在刀盘面中央附近增设 1 1

4、根泡沫管.2 2 . .盾构机通过技术举措1 1做好各项准备工作,提前对盾尾密封进行检查.2 2调整同步注浆浆液的配合比,缩短凝结时间,同时增大注浆量和注浆压力.3 3在盾构机通过后及时进行二次双液注浆,通过调整水泥水玻璃的配比参数,限制双液注浆的凝结速度,到达加固土体和加固充填溶洞的目的.4 4增强掘进姿态限制,全面贯彻信息化施工.5 5同时备好抽排水设备等应急设备和物资,制订应急抢险预案.3 3 . .盾构掘进过程的施工技术掘进过程的施工技术：要求盾构在通过该特殊段时有序、平衡、平稳.有序:1:1施工组织有序人、机、料的配置合理,工序的安排、衔接有序.2 2机械保养有序机械保养定人、定期、

5、专业、标准,做到无遗漏、标准化.3.3信息治理有序技术交底、作业交底按部就班,自经理部至作业面指令畅通、反应迅速.平衡：1 1土仓压力与开挖面水土压力平衡.严格限制土仓压力,尽量保持土压平衡,不要出现过大的波动； 考虑本段地下水水压较高,土仓压力设置为上部 1.3bar1.3bar 左右,下部 1 1.8bar8bar 左右.2 2出土量与掘进进尺平衡.严格限制出土量,做到进尺量与出土量均衡.本隧道开挖直径 6 6.40m,40m,考虑盾构姿态变化或其他原因引起的岩土损失和岩土的松散系数,每环出土量约 666669m69m3, ,即 4 4.5 5 节矿车.除量的限制外,还要坚持对每环渣样进行

6、地质水文分析,发现与开挖断面地质情况不符 尤其是出现 3 32砂层时,那么马上采取举措.3 3注浆压力与水土压力平衡.除考虑注浆处的水土压力,还要考虑前方来水、 开挖面来水的水压,故注浆压力是在注浆处水土压力根底上提升 1 12kg/cm2kg/cm2 2, ,且应使浆液不进入土仓和压坏管片和不因注浆压力过大造成地表隆起.特殊段注浆压力设置：1#1#、4#4#注浆孔限制在 1.5bar1.5bar 左右,2#2#、3#3#注浆孔限制在 2.0bar2.0bar 左右.4 4注浆量与进尺平衡.考虑浆液失水固结、盾构推进时壳体带土使开挖断面大于盾构外径、局部浆液劈裂到周围地层,采用理论值的 150

7、%150%200%200%进行注浆,即为 3 3.5 54.75m4.75m3.要保证浆液配置与地质水文条件、 掘进速度相适应, ,过本段时浆液配比设置为： 水泥：粉煤灰：砂：膨润土：水=180=180：371371：780780：3535：400400kgkg, ,浆液稠度限制在 110110115mm,115mm,凝胶时间限制在 5 5h h 以内.平稳：1 1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,每环姿态变化限制在 5mm5mm 内.千斤顶 A A 区、C C 区油缸油压值差宜保持统一、恒定性,不宜出现过大的波动.2.2管片姿态平稳.做好管片选型,现场对盾尾间隙实测实

8、量,限制下部盾尾间隙在 70mm70mm 以内,注意管片拼装的椭圆度,预防尾刷与管片碰撞导致盾尾密封、较接密封损坏及管片变形.3 3推进速度平稳.掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫等添加材料,改善渣土性能,提升渣土的流动性和止水性,预防涌水流砂、结泥饼和喷涌现象,有利于保持速度的稳定.推进速度保持在 252540mm/min,40mm/min,日均进尺 7 79m9m.4 4 . .通过后的补强举措1 1二次注浆.盾构同步注浆后,由于浆液的脱水,浆液体积收缩会加剧地表的后期沉降量,又由于盾构推力,衬砌和土层间会相互分离,二次注浆能有效地进一步充实背衬和提升止水水平.特殊地段每推进 4 4 环后

9、补注双液浆一次,在通过桩基位置两环管片的范围内增注一次.2 2三次复紧为预防因管片的变形引起地层的过度扰动,对管片螺栓拧紧要求三次复紧.即拼装管片时一次拧紧,推出盾尾后二次拧紧,后续盾构掘进至每环管片拼装前,对相邻已成环的 3 3 环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧.5 5 . .施工监测1 1监测点的布设2 2监测在施工中的应用,要保证盾构机能够在复杂的地质条件下顺利掘进很重要的一点就是要保证盾构机良好的工作状态,也就是要对盾构机进行定期的维护和保养,及时排除盾构机的故障,降低故障率无论对于加快施工进度还是保证施工平安与质量都是非常重要的.五.盾构隧道穿越河底主要应对举措1. .洞内施工举措

10、：1 1在进入 K3+350K3+350 和 K3+908.5K3+908.5 处施工之前 50m,50m,对刀盘、盾尾密封刷、螺旋输送器、较接、密封油脂系统、注浆系统等进行一次全面的检查、维修；在进入这两处施工之前 2020m m 再次对盾构机进行一次全面的检查,并队盾构机的掘进状态及时进行纠偏调整.2 2采取土压平衡工况掘进,及时调整土仓压力,保证土压平衡,同时采取举措预防拼装管片时盾构出现后退,保证工作面的土体定.3 3适时调整掘进参数,预防出现过大的方向偏差.4 4掘进过程中向土仓内注入泡沫,预防螺旋输送机堵塞和水涌入隧道.合理使用外加剂如稠膨润土和泡沫.参加土仓内的稠膨润土一方面能提

11、高土仓内渣土的易搅拌性,另一方面可和泡沫共同作用降低掌子面处土体的渗透性.如果这样仍不能有效解决土仓内水量较大的问题,采取向土仓内添加其他高分子吸水材料的方法加以解决5 5连续掘进,对地表和建筑物连续监测.及时注浆充填管片与地层之间的环形间隙,预防土体塑性区的扩大,限制地表沉陷.6 6 水压较大时,为预防盾尾被击穿,要及时在尾刷处注油脂.掘进中增强盾尾密封油脂的注入,保证盾尾密封效果； 增强中体与盾尾较接处的密封效果,预防地下水涌入； 具体举措为定期、 定量、 均匀地压注盾尾油脂； 合理确定同步注浆的压力,以免浆液进入盾尾；7严格限制管片拼装质量,保证拼装好的管片与盾壳之间的间隙;盾构推进过程

12、中合理的利用钱接千斤顶；增强盾构掘进姿态监测和管片选型工作,保证管片脱出盾尾后的防水效果和较好的隧道线型2 .监控量测举措增强对地面和隧道的监测,坚持信息反应法施工,通过信息反应优化掘进参数.增强监测力度,采用声纳法或水中设立观测桩法进行江底沉降监测； 对江堤进行人工布点及时监测,保证盾构过江的平安.六、应急预案1 1 . .盾构穿越河道可能存在的风险1 1渣土含水量增加导致螺旋输送机发生喷涌；2 2盾尾漏浆；3 3较接处漏水；4 4河底大面积塌陷；5 5隧道上浮；2 2 . .应急预案在穿越过程中如果盾构施工引起地面、桩基、深层土体的变形超过预定的限制范围,立即停止盾构掘进,进行洞内注浆,并

13、根据具体状况利用筏板注浆加固的注浆孔进行地面注浆加固.应急预案当出现险情进行抢险时具体应急举措如下：1立即关闭螺旋输送机阀门,并向土仓内打入稠膨润土以限制土仓内的土压和抑止喷涌；2采用速凝型浆液在相邻盾尾最近的管片吊装口进行每孔注浆,在缓解了漏浆、漏水状态后,试行推进,同时对同步注浆、盾尾打油进行严格掌控.3在盾构工作面配置适量的注浆材料和木楔、棉纱、麻丝等堵漏材料和工具；并且在盾构机内安装大功率水泵 2 2 台, ,如果涌水, ,抽水排险. .4根据本标段区间地质勘察报告的提示,本标段过江段施工过程中可能会受到地质钻探孔的影响,对于这种情况的出现,首先可根据图纸、 资料尽可能准确确定勘探孔的实际位置,然后在盾构过江前根据时间条件采取一定的举措进行封堵处理,在盾构掘进至钻孔位置附近时,密切注意土仓内水土压力变化.在盾构推进过程中如果遇到于钻