南京地铁四号线TA13标盾构端头地层加固方案

1、东流站青龙站盾构区间端头地层加固方案1 编制说明l 1.11.1编制依据 （1）地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）； （2）建筑地基处理技术规范（DBJ79-2002）； （3）建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2001）； （4）南京地铁四号线工程初步设计青龙站 （5）南京地铁四号线工程初步设计专家评审意见 （6）南京地铁四号线一期工程D4-XK04标青龙站岩土工程详细勘察报告勘察报告编号D4-XK04-0000-1104（江苏省地质工程勘察院2012年7月） （7）南京地铁四号线一期工程施工设计技术要求（中铁第四勘察设计院集团有限公司2012年6月） （8）南京地铁

2、四号线一期工程施工设计文件组成内容与编制规定（中铁第四勘察设计院集团有限公司2012年5月） （9）建筑施工手册第四版。l 1.21.2编制原则 （1）施工方案遵循科学合理，切实可行； （2）科学管理、合理组织、优化配置、强化监督，确保全部工程达到国家、南京市现行工程质量验收标准。 （3）施工项目进度及设备调配按合同要求进行合理安排，以求满足工期需要； （4）各种措施能满足施工安全、环境保护和文明施工的要求。2 工程概况l 2.12.1区间概况 本区间隧道右线起止里程为右线起止里程为右CK36+482.200右CK38+671.100，长2188.900m；左线起止里程为左CK36+482.2

3、00左CK38+671.100，长2177.076m（含东流站矿山法存车线，里程为CK36+482.200左CK36+681.050，长197.850m），短链一处（左CK38+488.176=左CK38+500.000，短链11.824m）。左右线间距为13.522.46m。区间隧道在右CK37+000处设1号联络通道，在右CK37+532.000处设2号联络通道兼废水泵房，在右CK38+100处设3号联络通道。纵坡采用“V”字坡，线路竖曲线与车站相连端采用3000m半径，其余采用5000m半径。线路埋深6.1735.14m。 矿山法存车线隧道开挖尺寸约11.2m10.769m、13m11.

4、501m。矿山法存车线隧道采用马蹄形断面，复合衬砌。初期支护采用锚喷支 护，由超前小导管、拱部中空注浆锚杆、边墙全螺纹砂浆锚杆，钢筋网、格栅钢架和C25喷射混凝土组成。根据盾构施工的特点和招标文件的总体筹划，本标段盾构工程筹划如下： 东流站青龙站区间共采用两台盾构机施工，分别由青龙站始发，到达东流站。为确保盾构施工安全，根据地质条件，本区间盾构始发和到达端头井需做土体加固。见图2.1-1盾构区间施工流向图： 图2.1-1 盾构区间施工流向图l 2.22.2工程地质及水文地质l 2.2.12.2.1地形地貌东流站青龙站区间为侵蚀堆积岗地地貌单元，地形变化起伏较大，沿线现状多为山丘、耕地、村庄及水

5、塘，地面高程一般15.9745.18m。本区间范围内地表水体主要为在右AK37+590AK38+690里程处的庙山水库及一个与庙山水库相连通的水塘，勘测期间测得庙山水库水面标高27.08m（吴淞高程系）。l 2.2.22.2.2东流站 青龙站区间工程地质本区间隧道全部在基岩中通过，隧道围岩主要为侏罗系象山群J1-2xn3中风化泥质砂岩、J1-2xn2中风化泥质砂岩、三叠系黄马青组T2h中风化泥质砂岩、砂岩。岩土层的岩性特征及工程地质评价见表2.2-1。表2.2-1 岩土层的岩性特征及工程地质评价表 端头井加固区地质条件见图2.2-1东流站端头加固区左线纵剖面图、2.2-2青龙站端头加固区左线纵

6、剖面图、2.2-3东流站端头加固区右线纵剖面图、2.2-4青龙站端头加固区右线纵剖面图。图2.2-1 东流站端头加固区左线纵剖面图 图2.2-2 青龙站端头加固区左线纵剖面图- 2 b 2 J1 - 2 x n 3 - 2 J1 - 2 x n 3 - 3 - 2 b 2T2 h - 3T2 h - 3 sT2 h - 3- 3- 3 J1 - 2 x n 3 - 3 J1 - 2 x n 3 - 2标高( m )4 03 53 02 52 01 51 050- 5D 4 S 1 4 Z 6D 4 Q 1 4 Z 1 03 7 . 0 5( 0 . 0 5 ) 3 7 . 0 03 0 . 2

7、 9( - 7 . 7 1 ) 3 8 . 0 0f r = 1 6 . 3 5 M P af r = 9 . 2 1 M P af r = 9 . 9 3 M P af r = 1 7 . 5 7 M P af r = 1 9 . 0 7 M P af r = 2 0 . 4 7 M P af r = 2 6 . 7 M P af r = 4 9 M P af r b = 1 0 . 2 8 M P af r b = 9 . 4 6 M P af r = 1 7 . 4 4 M P af r b = 1 9 . 1 2 M P af r = 1 9 . 2 M P af r b = 9 .

8、3 4 M P af r = 1 3 . 1 M P af r b = 6 . 8 5 M P a6 54 6反 弹反 弹8 0反 弹反 弹3 34 6反 弹反 弹5 05 33 33 43 64 14 04 34 05 07 0反 弹反 弹6 04 2 0 . 7 03 6 . 3 5 8 . 5 02 8 . 5 51 5 . 5 02 1 . 5 5 0 . 3 02 9 . 9 9 5 . 8 02 4 . 4 92 2 . 4 07 . 8 92 4 . 6 05 . 6 9隧 道 底 板 线隧 道 底 顶 线 J1 - 2 x n 3 - 2 J1 - 2 x n 2 - 3- 4

9、 e 1- 2 b 2- 2 b 2 J1 - 2 x n 3 - 2 J1 - 2 x n 3 - 3 J1 - 2 x n 2 - 3 - 3 J1 - 2 x n 3 - 3 4 03 53 02 52 01 51 050- 5D 4 Q 1 4 G 8 3D 4 Q 1 4 Z 3 53 0 . 6 7( 5 . 6 7 ) 2 5 . 0 02 7 . 9 281 82 63 5反 弹反 弹反 弹反 弹 1 . 5 02 9 . 1 7 4 . 5 02 6 . 1 71 2 . 2 01 8 . 4 71 8 . 0 01 2 . 6 7杂 填 土素 填 土图 例粉 质 黏 土 b

10、混 合 土 e强 风 化 砂 岩中 风 化 砂 岩强 风 化 泥 质 砂 岩中 风 化 泥 质 砂 岩( 5 . 4 2 ) 2 2 . 5 0f r = 3 . 4 M P af r b = 9 . 7 M P af r = 2 3 . 6 M P af r = 1 8 . 3 M P af r b = 2 2 . 9 2 M P a0 . 7 4 7 1 2 . 90 . 3 96 . 00 . 8 5 1 1 3 . 10 . 5 64 . 80 . 7 6 8 1 0 . 40 . 5 36 . 30 . 7 3 0 1 0 . 40 . 5 45 . 81 71 4 3 . 5 02

11、 4 . 4 2 8 . 6 01 9 . 3 21 1 . 1 01 6 . 8 21 1 . 4 01 6 . 5 21 4 . 5 01 3 . 4 2隧 道 底 顶 线隧 道 底 板 线 图2.2-3 东流站端头加固区右线纵剖面图 图2.2-4青龙站端头加固区右线纵剖面图- 2 b 2 J1 - 2 x n 3 - 3 J1 - 2 x n 3 - 3 T2 h - 3T2 h - 3 sT2 h - 3T2 h - 3- 4 e 1- 2 b 2 J1 - 2 x n 3 - 3- 3 J1 - 2 x n 3 - 2 J1 - 2 x n 3 - 3 J1 - 2 x n 3 -

12、2标高( m )4 54 03 53 02 52 01 51 050- 5D 4 S 1 4 Z 7D 4 Q 1 4 Z 23 3 . 7 8( - 5 . 2 2 ) 3 9 . 0 03 0 . 3 7( - 0 . 6 3 ) 3 1 . 0 0f r = 2 3 . 8 5 M P af r b = 2 3 . 5 7 M P af r = 1 0 . 3 1 M P af r = 7 . 6 1 M P af r = 7 M P af r = 6 . 3 1 M P af r = 9 . 0 7 M P af r b = 5 0 . 1 7 M P af r = 3 5 . 3 6

13、 M P af r = 8 . 3 4 M P af r = 6 . 7 1 M P af r = 1 0 . 8 M P af r = 7 . 7 M P af r b = 1 1 . 3 7 M P af r = 1 8 . 5 5 M P a765 . 53 74 23 83 11 6反 弹9 3反 弹 0 . 9 03 2 . 8 8 2 . 0 03 1 . 7 8 6 . 3 02 7 . 4 8 8 . 8 02 4 . 9 81 2 . 4 02 1 . 3 82 3 . 8 09 . 9 82 7 . 4 06 . 3 8 2 . 5 02 7 . 8 7 7 . 5 02

14、2 . 8 7 8 . 5 02 1 . 8 71 2 . 5 01 7 . 8 71 6 . 8 01 3 . 5 71 8 . 0 01 2 . 3 72 3 . 1 07 . 2 7隧 道 底 板 线 J1 - 2 x n 3 - 3隧 道 底 顶 线 J1 - 2 x n 3 - 3- 2 b 2- 2 b 2- 3 b 1 - 2- 4 e 1 J1 - 2 x n 3 - 3 J1 - 2 x n 3 - 3 - 1 J1 - 2 x n 3 - 3 J1 - 2 x n 3 - 3 J1 - 2 x n 3 - 3 J1 - 2 x n 3 - 3 - 1- 2 b 2- 4 e

15、 1 J1 - 2 x n 3 - 2- 3- 3 J1 - 2 x n 2 - 3 J1 - 2 x n 2 - 3 J1 - 2 x n 2 - 3 s J1 - 2 x n 2 - 3 - 3 b 1 - 2 J1 - 2 x n 3 - 2 J1 - 2 x n 3 - 3 4 54 03 53 02 52 01 51 050- 5D 4 Q 1 4 Z 4 6D 4 Q 1 4 Z 4 7D 4 S 1 5 Z 12 8 . 4 9( 6 . 4 9 ) 2 2 . 0 02 7 . 6 4( 1 . 6 4 ) 2 6 . 0 0f r b = 2 . 7 5 M P af r b

16、 = 1 . 1 1 M P af r b = 6 . 4 1 M P af r b = 1 . 7 8 M P af r b = . 7 4 M P af r b = . 5 6 M P a3 71 6 61 1 1 1 . 1 02 7 . 3 9 3 . 6 02 4 . 8 9 4 . 6 02 3 . 8 9 5 . 8 02 2 . 6 9 7 . 7 02 0 . 7 9 9 . 5 01 8 . 9 91 2 . 0 01 6 . 4 91 3 . 3 01 5 . 1 9 0 . 8 02 6 . 8 4 5 . 5 02 2 . 1 4 7 . 8 01 9 . 8 41

17、1 . 2 01 6 . 4 41 4 . 0 01 3 . 6 41 7 . 9 09 . 7 41 9 . 3 08 . 3 42 0 . 0 07 . 6 42 1 . 0 06 . 6 42 3 . 5 04 . 1 42 4 . 7 02 . 9 4隧 道 底 板 线隧 道 底 顶 线l 2.2.32.2.3东流站 青龙站区间盾构区间水文地质概况 （1）地下水类型本区地形地貌复杂、地层类型多、变化大，水文地质条件较复杂。依据地下水的埋藏条件和赋存条件，可分为孔隙潜水、基岩裂隙水。孔隙潜水：一般在分布在填土中，水量较小。基岩裂隙水主要分布于基岩破碎带和裂隙发育带。 （2）地下水补给、迳

18、流、排泄条件孔隙潜水主要受地表水和大气降水入渗补给，其次为山体基岩水的少量补给，丰水期在短时间内地表水也有一定的补给作用，全线均有分布，以蒸发排泄为主。基岩裂隙水主要受土层地下水或周围裂隙水补给，补给条件受岩体破碎程度、节理裂隙张开程度及延伸情况等控制，以垂直下渗为主，埋藏较深，迳流一般较滞缓。（3）地下水水位地下水位与地形地貌、地层岩性、裂隙状况、地表水系密切相关。勘察期间孔隙潜水地下水位埋深2.104.20m，标高26.0231.28m，年变幅约2.0m，常年最高水位按地表下埋深1.00m考虑。3 拟采取的加固方案基岩裂隙水：据我院1975年出版的南京东郊供水水文地质普查报告青13孔（位于

19、东流站北侧，里程AK35+961.4右238m）抽水试验资料;含水层为裂隙发育的T2h黄马青组泥质砂岩和砂岩，水位标高15.165m,具有承压性，两次降水测得渗透系数为1.101.29 10-4cm/s，水质类型为HCO3 - CaMg型；根据XJ1孔（位于东流青龙站区间南侧，里程AK38+383.3右169.9）抽水试验资料;含水层为裂隙发育的J1-2xn象山群泥质砂岩和砂岩，水位标高25.98m,具有承压性，两次降水测得渗透系数为6.016.24 10-4cm/s。l 3.1加固方案简介为保证盾构安全进出洞，在盾构进出洞前要对隧道端头的土体进行加固处理，加固后的土体必须有良好的自立性和密实

20、性，本区间始发、到达洞门加固情况如表3.1-1。表3.1-1 始发、到达洞门加固情况加固长度9米（沿隧道轴向），加固体宽度为盾构隧道结构每侧3m。优先采用50mmPVC花管地面注浆加固（左线在东流站暗挖接收处加固，加固方法不变）。图3.1-1 东流站盾构接收端端头井加固示意图图3.1-2 青龙站盾构始发端端头井加固示意图 J1 - 2 x n 3 - 3- 2 b 2- 3 b 1 - 2- 4 e 1 J1 - 2 x n 3 - 3 J1 - 2 x n 3 - 3- 3 J1 - 2 x n 2 - 3 J1 - 2 x n 2 - 3 J1 - 2 x n 2 - 3 s J1 - 2

21、 x n 2 - 3 1 - 2 x n 3 - 2 J1 - 2 x n 3 - 3 D 4 S 1 5 Z 12 7 . 6 4( 1 . 6 4 ) 2 6 . 0 0 0 . 8 02 6 . 8 4 5 . 5 02 2 . 1 4 7 . 8 01 9 . 8 41 1 . 2 01 6 . 4 41 4 . 0 01 3 . 6 41 7 . 9 09 . 7 41 9 . 3 08 . 3 42 0 . 0 07 . 6 42 1 . 0 06 . 6 42 3 . 5 04 . 1 42 4 . 7 02 . 9 4 Jl 3.23.2加固质量要求 加固方案具体详见各端头加固

22、方案表和各端头端头加固区平面图、剖面 图； 根据加固后强度要求，洞口土体加固后应具有良好的均匀性和自立性，无侧限抗 压强度1Mpa，渗透系数110-7cm/s。l 3.3主要工程量端头井加固工程量见表3.3-1l 3.4施工进度计划始发到达端头地层加固安排在盾构掘进前进行，时间为30天。表3.3-1 端头井加固数量表l 3.5投入机械设备和施工人员情况为满足盾构进出洞加固的施工进度计划如期实现，我项目部根据实际情况进行了合理组织和筹划，并投入了足够的人员和机械设备。制定出劳动力使用计划，保证施工现场劳动力充足，避免因劳动力不足而出现停工现象；同时做好设备的使用、保养、维修工作，保证设备的正常运

23、转，并提高设备的完好率，具体见表3.5-1、表3.5-2：表3.5-1 始发、接收端头井底层加固施工劳动力分配表l 3.63.6物资保证 根据材料供应计划，提前定货、加工，同时严把材料质量关，防止因不合格材料而影响工期。l 3.73.7花管注浆施工方案 花管注浆加固原理是注浆浆液经注浆泵加压后，通过连通管进入注浆管聚集到花管注浆管段的射浆孔的底层。当压力逐渐增大到一定程度，再加压浆液就会沿着地层结构产生初始劈裂流动，此时由于供浆量小于吃浆量，压力会自动恢复到平衡状态，续后的浆液在持续压力作用下使得劈裂裂缝不断的向外延伸，浆液在土体中形成条脉片状固结体，从而达到增加强度，降低底层渗透性的目的。表

24、35-2 始发、接收端头井底层加固施工主要机械设备表 花管施工工艺流程如下： （1）测量定位 施工场地的基准点、基轴线及水准点均须会同建设单位、监理单位共同引进，经复核及各方签证后方可使用。 对于标定的基准点要做好明显的标志和编号，并做好保护工作。 使用经纬仪和钢卷尺等，采用坐标法进行桩位区域边线的测定。 对施工区域内的所有桩进行测量定位，并做好明显、牢靠的桩位标志。此外，还要做好测量记录，以便复核。 （2）桩机就位（对中、调平） 由机长统一指挥桩机的就位工作，移动桩机前应看清桩机上下、左右、前后各方有无障碍，发现有障碍应及时排除。移动结束后，应检查桩机的定位情况，并及时纠正。 桩机就位对中后

25、应平稳周正，并且其动力头、搅拌头及桩位三者的中心应处于同一铅垂线上。 据规范要求，桩机搅拌头的定位偏差不大于5cm。 （3）开钻成孔 钻孔深度达到设计孔深或钻进困难且接近设计孔深时可以终孔，钻孔时采用膨润性黏土泥浆护壁，防止塌孔。钻孔时要确保成孔的垂直度，准确记录孔深，并做好孔口和孔壁的保护工作。 （4）灌注套壳料 成孔后立即灌注用彭润性粘土和水泥浆液搅拌成的套壳料，其目的是在花管周围形成一道密封圈，防止浆液任意渗透，以达到劈裂注浆效果和达到设计单孔扩散范围的要求。 采用钻机的泥浆泵灌注套壳料替换钻孔泥浆，注意防止泥浆掺入套壳料中。 （5）埋插花管 套壳料灌注完毕后，应马上埋插花管。埋插时注意

26、不要用力过大导致花管被压弯或被折断，每下完一节，在管的接头用PVC套管粘结牢固。花管应埋设在孔位中心，这样注浆的效果更为明显。 （6）灌注浆液 当套壳料达到预定强度（自花管埋插后10-12小时）后，可以灌注浆液 注浆时注意以下事项： 严格按钻孔和注浆的顺序进行自下而上逐节并连续的灌注浆液。 密切关注注浆压力变化，把压力控制在合理范围内，以确保注浆效果，同时严防爆管伤人。 严格按钻孔和注浆的顺序进行自下而上逐节并连续的灌注浆液。 密切关注注浆压力变化，把压力控制在合理范围内，以确保注浆效果，同时严防爆管伤人。 中途停止注浆时，应清洗注浆管和花管，以便多次重复灌注浆液。 每次灌注浆液超过3h，将会

27、影响结石程度，应及时废弃，重新拌制。 （7）打设探测孔检查注浆效果 取不少于灌浆总孔深的5打设探测孔，做静力荷载触探试验和标准惯入试验，检查注浆层土体的厚度，密实度以及地层应力荷载等方面的物理力学性能。若达到规定允许的力学性能，说明满足设计要求，否则需补孔继续注浆，直到满足设计要求。检查满足设计要求后，对所有探测孔注浆补强，并用砂浆封口。 在花管施工的整个过程中，对各主要工序的施工方法和过程做详细准确的记录，为工程结束后编写成果资料和竣工报告提供可靠的依据。收集的原始资料包括：钻孔记录、灌注套壳料记录、埋插花管记录、压水记录、浆液实验配比记录、注浆浆量和压力记录、静力触探试验记录、标准贯入试验

28、记录、水泥鉴定试验记录、水玻璃鉴定试验记录、水泥和水玻璃的出厂合格证等。4 质量保证措施 制定技术管理制度和岗位制度，加强全面质量管理，建立健全全面质量检查监督机制和施工过程质量保证体系，采用“信息管理、动态施工”的科学施工方法，确保工程保质、保量，按时完成。 （1）按施工方案做好各项施工前的准备工作； （2）做好技术交底工作。工程项目技术负责人对施工员、机组队长进行技术交底，确保施工按方案要求进行； （3）做好各种施工机械设备的保养、检修工作，保证施工过程中机械设备的正常运转； （4）按方案提供的控制轴线和控制点，根据设计图纸测放出注浆孔位，开工前专人复核检查注浆孔位； （5）50mmPVC

29、花管入场材料质量应严格控制，花管质量决定注浆施工加固的效果。 （6）钻孔机对准孔位，调整垂直度，保证垂直钻孔机对准孔位，调整垂直度，保证垂直成孔； （7）严格控制注浆压力，开环压力为0.35mpa左右，正常注浆压力为0.4-0.8Mpa。注浆压力控制在1.0MPa以内，并由下而上逐渐减小，注浆压力过小则效果不明显，注浆压力过大则造成浆液浪费。5 安全、文明施工及环保管理l 5.15.1安全、文明施工 （1）施工前对所有参建人员进行安全生产教育培训和安全技术交底工作；对大型设备和特种作业人员进行审核、报监、备案；（2）严格执行现场施工的各类劳动保护标准，加强对施工现场安全、环保设施的验收；（3）加强对特殊工种操作者的安全操作合格证的检查，不符合劳动部门要求的，不准在本工程施工现场作业；（4）做好施工现场各种安全施工宣传，各种安全警示、警告牌等，根据不同场合，悬挂到位；（5）项目经理部要建立安全生产领导