高强度硬岩段间杂软弱岩地层盾构掘进施工工法

1、2015年度参评国家级工法 高强度硬岩段间杂软弱岩地层盾构掘进施工工法PAGE PAGE 40 2013年度参评总公司优秀工法 高强度硬岩段间杂软弱岩地层盾构掘进施工工法高强度硬岩段间杂软弱岩地层盾构掘进施工工法中国铁建大桥工程局集团有限公司金东哲黄泳1前言土压平衡盾盾构已广广泛应用用于国内内地铁隧隧道和其其他市政政公用隧隧道，但但是在深深圳地区区，地质质条件复复杂多变变，既有有坚硬的的花岗岩岩与软弱弱的粘土土和砂层层混杂的的复杂自自然地质质，又有有移山填填海的人人工开采采活动，在在本地区区进行地地铁盾构构施工，掘掘进难度度大，不不可预见见因素多多，目前前尚无成成熟经验验可以借借鉴，常常规的土

2、土压平衡衡式盾构构已难以以适应施施工要求求。深圳地铁22号线22223标标段香梅梅北站景田北北站区间间设计为为左右线线为分修修的单线线盾构隧隧道（右右线长10112.7713mm，左线线长10113.6644mm），区区间隧道道拱顶埋埋深为110m22mm，最小小曲线半半径3550m。该该区间硬硬岩段距距离长、强强度高、曲曲线半径径小，软软硬两种种地层间间相互混混杂、突突变、复复杂多变变，层间间水丰富富、岩层层透水性性较强，具具有各种种不利因因素共存存的复合合特点。针针对本工工程特点点和难点点，中铁铁十三局局集团有有限公司司采用复复合型土土压平衡衡盾构成成功穿越越该复杂杂地层，总总结形成成了“

3、高强度度硬岩段段间杂软软弱岩地地层盾构构掘进施施工工法法”，关键键技术经经评审达达到国际际先进水水平。2特点2.1 目目前国内内外广泛泛使用的的复合式式土压平平衡盾构构机对于于长度超超过1000m、岩岩石单轴轴抗压强强度超过过1000MPaa的长距距离硬岩岩地层，有有一定施施工技术术难度。本本工法实实现了在在极硬岩岩段间杂杂软弱岩岩的地层层中及软软硬岩地地质界面面处盾构构快速、安安全掘进进施工，拓拓宽了盾盾构的应应用领域域，降低低工程成成本，保保证了工工期。2.2 针针对在高高强度硬硬岩间杂杂软弱岩岩地层中中盾构掘掘进下穿穿大量建建筑物的的情况，本本工法盾盾构施工工顺利下下穿基础础形式多多样的

4、建建筑物群群，将建建筑物变变形控制制在允许许的范围围内，保保证盾构构、围岩岩及地面面建筑物物的稳定定与安全全。2.3 目目前小半半径盾构构隧道施施工的实实例及技技术主要要是在软软弱地层层条件下下取得的的，本工工法针对对盾构穿穿越高强强度、长长距离、小小半径硬硬岩曲线线段的技技术难点点，顺利利进行了了全断面面硬岩小小半径曲曲线盾构构隧道的的施工。3适用范围围本工法适用用于高强强度硬岩岩段间杂杂软弱岩岩地层中中的土压压平衡盾盾构机的的隧道掘掘进施工工。4工艺原理理土压平衡盾盾构机掘掘进时，刀刀具切削削下来的的土充满满土仓，然然后利用用土仓内内泥土压压与作业业面的土土压和水水压相抗抗衡，与与此同时时

5、，用螺螺旋式输输送机排排土设备备进行与与盾构推推进量相相应的排排土作业业，掘进进过程中中，始终终维持开开挖土量量与排土土量的平平衡，以以保持正正面土体体稳定，并并防止地地下水土土的流失失而引起起地表过过大的沉沉降。复复合式土土压平衡衡盾构机机在高强强度硬岩岩段间杂杂软弱岩岩地质条条件下施施工时，对对选用的的土压平平衡复合合盾构进进行技术术改造升升级及合合理配套套，对刀刀具进行行科学的的管理，有有计划地地更换刀刀具，有有效地减减小换刀刀频率，减减少停机机时间；选择合合理的掘掘进参数数；选择择不同掘掘进模式式并及时时进行转转换；调调整螺旋旋输送机机转速，严严格控制制出碴量量；进行行同步注注浆和二二

6、次注浆浆；顺利利实现了了盾构隧隧道的施施工。如如图4-1、2、3所示。图4SEQ 图 * ARABIC s 11土压压平衡盾盾构施工工原理图图图 4SEQ 图 * ARABIC s 12土土压平衡衡盾构施施工原理理图图 4SEQ 图 * ARABIC s 13土土压平衡衡盾构施施工原理理图5 工艺流流程与操操作要点点5.1工艺艺流程盾构掘进作作业工序序流程如如图5.11-1“掘进作作业工序序流程图图”，工序序操作控控制如图5.11-2“掘进工工序操作作控制程程序框图图”。图5.1-1 掘进作作业工序序流程图图图 5.11-2掘进工工序操作作控制程程序框图图5.2操作作要点5.2.11地质补补勘

7、及加加固做好地质补补勘，对对复杂、多多变、突突变和地地质不祥祥的地段段加密探探孔勘测测，了解解地层的的实际变变化情况况以指导导施工，为为盾构掘掘进在地地层转换换时提供供更准确确的信息息。对楼楼房基础础差、容容易出现现下沉的的地层提提前进行行加固或或提前做做好加固固准备，在在盾构通通过前或或通过后后及时进进行加固固，为盾盾构下穿穿建筑物物做充分分的准备备。5.2.22盾构选选型本工程选取取复合式式土压平平衡盾构构机以适适应复杂杂多变地地质条件件下的盾盾构施工工，除具具备盾构构机的一一般功能能外，针针对本工工程施工工的特点点需提高高和加强强以下几几方面的的配置和和功能。1 盾构机机具备硬硬岩掘进进

8、和软土土掘进功功能针对本工程程软、硬硬岩同时时存在的的特点，盾盾构机刀刀盘和刀刀具的设设计和配配置需要要既能适适应软土土地层又又能适应应硬岩地地层。这这就需要要配置高高强度的的刀盘和和破硬岩岩的滚刀刀以及开开挖软土土的齿刀刀。并能能够方便便和及时时地进行行修理与与更换。对对盾构机机进行了了以下配配置和设设计：1）选用同同时能安安装滚刀刀和齿刀刀的高强强度面板板型刀盘盘本工程选用用的沈重重产法马马通盾构构机，盾盾构机刀刀盘设计计破岩能能力为2000MPaa，其刀刀盘配置置如图55.2.2-11。其刀具具配置为为：5把中心心滚刀，30把单刃刃滚刀，100把正面切刀，12把边刮刀，12把边缘保护刀，

9、刀盘中心开口率28%。盾构机最大推力为36100KN，最大扭矩为6305KNm。盾构机的技术参数和性能能够满足硬岩掘进的要求。图 5.22.2-1 沈重产产法马通通盾构机机的刀盘盘2）选用能能破硬岩岩的重型型滚刀普通刀圈、重重型刀圈圈、镶齿齿硬质合合金刀圈圈相比，其其中普通通刀圈磨磨损较大大，镶齿齿硬质合合金刀圈圈虽然破破岩能力力较好，但但由于合合金齿与与刀圈母母材硬度度相差20 HRCC左右，合合金齿在在极硬岩岩段掘进进容易崩崩裂脱落落致使刀刀圈母材材暴露在在极硬岩岩中，刀刀圈偏磨磨严重。重重型刀圈圈的刀具具较适合合极硬岩岩层掘进进。根据据本工程程的施工工地质情情况选配配从意大大利进口口的旁

10、迈迈力重型型滚刀。3）选用软软土的切切割刀具具：选用用齿刀性性能比较较好的切切削刀具具。4）配置人人闸系统统：配置置人闸系系统以实实现常压压下无法法进仓需需带压进进仓进行行刀具的的更换和和检查的的功能。2 盾构机机具备防防喷涌功功能为适应本工工程地层层富水，防防止盾构构施工出出现喷涌涌，盾构构机需进进行如下下配置和和设计：1）尽可能能地减小小皮带机机的上仰仰角。皮皮带机的的仰角控控制在12度以下下，以减减少喷涌涌时造成成的落渣渣。2）配置双双层螺旋旋闸门。螺螺旋机出出渣口配配置双层层闸门，以以提高螺螺旋输送送机出渣渣时的防防喷涌的的控制功功能。3）配置自自动保压压系统。以以实现土土仓保压压和防

11、止止水流汇汇集造成成土仓内内水过多多而产生生的喷涌涌问题。3 盾构机机具备超超挖能力力由于本工程程硬岩地地层较硬硬，为防防止卡住住刀盘和和困住盾盾构机，用用于本工工程施工工的盾构构机配备备超挖刀刀，以提提高盾构构机的适适用性，盾盾构机上上的超挖挖防形刀刀如图55.2.2-2。图5.2.2-2 盾构机机上的超超挖防形形刀4 具备渣渣土改良良能力配备渣土改改良的泡泡沫系统统和加水水系统。通通过泡沫沫系统和和加水系系统的渣渣土改良良来改善善和提高高盾构机机的防喷喷涌能力力和防结结泥饼的的能力。同同时刀盘盘上泡沫沫管路设设置要可可靠并方方便进行行修理。刀刀盘喷泡泡沫的情情形如图图5.22.23。图 5

12、.22.23 刀盘喷喷泡沫系系统5 其它方方面的配配置1） 盾体体上开设设注聚胺胺脂的孔孔。以实实现水大大时对盾盾体进行行的封堵堵和紧急急情况下下对盾构构机的处处理。2）储备一一些易损损的盾构构机备品品、配件件，确保保盾构机机的正常常运行和和使用。5.2.33刀具选选用1 盾构刀刀具是根根据本标标段硬岩岩、软岩岩的不同同强度和和地质特特点，根根据刀具具在软、硬硬岩中不不同的破破岩机理理来进行行设计和和选择的的。刀盘盘上可以以安装不不同类型型的刀具具以适应应不同地地层的开开挖，主主要刀具具类型为为单刃滚滚刀、中中心滚刀刀、撕裂裂刀、切切刀、刮刮刀和仿仿形刀，其其中滚刀刀和撕裂裂刀的刀刀座形式式相

13、同，根根据不同同的地质质类型两两种刀具具可以互互换。在在硬岩中中掘进时时刀盘需需安装单单刃滚刀刀、中心心滚刀，在在软岩中中掘进时时可以根根据需要要把单刃刃滚刀、中中心刀更更换为对对应形式式的撕裂裂刀。2 当刀盘盘安装滚滚刀时，刀刀盘的开开口率约约28%，当滚滚刀全部部换为撕撕裂刀时时，刀盘盘的开口口率可以以达到31，刀刀盘中心心部位设设计的开开口率达达到35%。特别别是中心心滚刀更更换为中中心撕裂裂刀后在在刀盘的的中心部部位开口口率增加加，这样样的设计计形式有有利于刀刀盘在软软土中的的掘进，特特别是有有利于防防止刀盘盘中心泥泥饼的形形成。3 刀具形形式及数数量如表表5.22.3所所示。表 5.

14、22.3 刀具具形式表表双刃中心刀刀用于硬岩掘掘进，在在软土中中可以换换装中心心撕裂刀刀数量：5单刃滚刀用于硬岩掘掘进，刀刀刃距刀刀盘面1140mmm，掌掌子面与与刀盘面面间碴土土空间大大，利于于流动，可可换装正正面撕裂裂刀。数量：300中心撕裂刀刀用于软土掘掘进先行行撕裂开开挖，替替换滚刀刀，更换换后可以以增加刀刀盘中心心部分的的开口率率。数量：5正面撕裂刀刀用于软土掘掘进先行行撕裂开开挖。其其结构形形式有利利于碴土土流动进进入土仓仓数量：300切刀软土刀具，斜斜面结构构利于软软土切削削中的导导碴作用用。同时可用做做硬岩掘掘进中的的刮碴。数量：1000弧形刮刀刀盘弧形周周边软土土刀具，斜斜面

15、结构构，利于于碴土流流动。同时在硬岩岩掘进下下可用作作刮碴数量：122仿形刀用于局部扩扩大隧道道断面数量：14 硬、软软岩中的的刀具布布置方案案刀具可以根根据地质质的软硬硬不同按按两种不不同方式式来组合合使用：1）用于硬硬岩掘进进的刀具具布置：30把单刃刃重型滚滚刀 5把双刃刃重型中中心滚刀刀100 把把切刀12把双刃刃刮刀/右向旋旋转2）用于砂砂土层开开挖的刀刀具布置置：100把切切刀12把双刃刃刮刀/右向旋旋转18把正面面撕裂刀刀12把双刃刃刮刀/左向旋旋转12把边滚滚刀中心刀刀（5把中心心撕裂刀刀或5把双刃刃滚刀）3）在软土土地段，撕撕裂刀和和滚刀可可以混装装或全部部安装撕撕裂刀。5.2

16、.44刀具检检查和更更换盾构机在进进入硬岩岩前和走走出硬岩岩前都要要检查和和更换滚滚刀，确确保盾构构机能够够顺利进进入全断断面硬岩岩和进入入软土中中后安全全地进行行掘进，每每掘进10环必须须检查刀刀具，特特别要及及时检查查和更换换边缘滚滚刀，新新安装滚滚刀要及及时进行行复紧。盾构在进入入上软下下硬地层层前要提提前检查查和更换换刀具。盾构在地层层转换施施工时，要要选择稳稳定的地地层和地地点换刀刀。如是是自稳性性差的软软土地层层或临近近有建筑筑物，需需提前对对土体进进行加固固来满足足换刀条条件。一一般是在在盾构机机快走出出全断面面硬岩地地层前或或走进上上软下硬硬地层前前检查更更换完刀刀具。在穿越建

17、筑筑物前要要进行刀刀具的检检查和更更换，确确保盾构构机能够够一次性性穿越建建筑物，争争取不在在建筑物物下停留留换刀。全断面硬岩岩小半径径曲线段段，盾构构每掘进进10环要检检查刀具具的磨损损情况，边边缘滚刀刀的磨损损量超过过10mmm就要要更换新新边缘滚滚刀。5.2.55导向控控制1 用陀螺螺定向法法将地面面坐标及及方向传传递到始始发井隧隧道中，如如图5.2.55-1所示示。图 5.22.5-1 陀螺坐坐标法传传递示意意图2 盾构机机采用PPPS隧隧道自动动导向系系统和人人工测量量辅助进进行盾构构姿态监监测，该该系统配配置了导导向、自自动定位位、掘进进程序软软件和显显示器等等，能够够全天候候在盾

18、构构机主控控室动态态显示盾盾构机当当前位置置与隧道道设计轴轴线的偏偏差以及及趋势。据据此调整整控制盾盾构机掘掘进方向向，使其其始终保保持在允允许的偏偏差范围围内。参参见图55.2.5-22、3：图5.2.5-22激光导导向系统统图图5.2.5SEQ 图 * ARABIC s 13激光导导向系统统图随着盾构推推进导向向系统后后视基准准点需要要前移，必必须通过过人工测测量来进进行精确确定位。为为保证推推进方向向的准确确可靠，拟拟每周进进行两次次人工测测量，以以校核自自动导向向系统的的测量数数据并复复核盾构构机的位位置、姿姿态，确确保盾构构掘进方方向的正正确。5.2.66掘进模模式施工前掌握握第一手

19、手地质资资料，并并进行研研究分析析，实际际施工中中根据地地质变化化和监控控量测反反馈进行行掘进模模式调整整。掘进进模式原原理如图5.22.6所示图5.2.6 掘进模模式原理理示意图图1 在全断断面硬岩岩地层，采采用敞开开模式掘掘进；在在水量大大、漏碴碴严重的的硬岩地地层停机机时要保保气压进进行止水水。2 在上软软下硬地地层，做做好土仓仓内碴土土的塑流流化改良良，根据据隧道埋埋深和地地层稳定定情况确确定土压压值，保保持土压压平衡模模式或气气压平衡衡模式或或者欠土土压平衡衡模式下下掘进。3 在全断断面软弱弱围岩地地层，在在碴土塑塑流化改改良的前前提下采采取土压压平衡模模式或气气压平衡衡模式进进行掘

20、进进施工。4 在地层层转换时时，盾构构由全断断面硬岩岩进入软软岩前，先先减少或或停止出出碴，进进行碴土土改良并并逐渐建建立起土土压，掘掘进状态态由敞开开模式向向土压平平衡模式式过渡，确确保开挖挖面稳定定。盾构构由软岩岩进入全全断面硬硬岩时要要等到盾盾构机刀刀盘顶到到硬岩面面上时才才逐渐降降低土压压，推进进状态由由土压平平衡模式式向敞开开模式过过渡。5 在下穿穿建筑物物时，全全断面硬硬岩中采采用敞开开模式进进行掘进进；软岩岩和上软软下硬地地层中采采用土压压平衡模模式进行行掘进，掘掘进中进进行碴土土改良，并并在确保保不多出出碴的条条件下将将土压平平衡模式式向气压压平衡模模式转化化。5.2.77碴土

21、改改良1 系统介介绍：盾盾构机配配有两套套碴土改改良系统统，泡沫沫系统和和膨润土土系统，两两者共用用一套输输送管路路，在1号拖车车处相接接。1）泡沫系系统：盾盾构机配配有一套套泡沫发发生系统统，用于于对碴土土进行改改良。泡泡沫系统统主要由由泡沫泵泵、高压压水泵、电电磁流量量阀、泡泡沫发生生器、压压力传感感器、管管路组成成，其工工作原理理如图55.2.7所示示图 5.22.7 泡沫沫及膨润润土系统统示意图图2）膨润土土系统：盾构机机还准备备加装一一套膨润润土注入入系统。在在确定不不使用泡泡沫剂的的情况下下，关闭闭泡沫输输送管道道，同时时将膨润润土输送送管道打打开，通通过输送送泵将膨膨润土压压入刀

22、盘盘、碴仓仓和螺旋旋输送机机内，达达到改良良碴土地地目的。根根据实际际需要，可可以把膨膨润土箱箱内装入入泥浆注注入土仓仓内。膨膨润土只只应用在在一些特特殊的工工程下。2 具体措措施1）高强度度硬岩地地层盾构构掘进时时，同步步适量注注入低浓浓度泡沫沫，冷却却和润滑滑刀具，降降低土仓仓温度。2）全断面面软弱围围岩盾构构施工时时，注入入泡沫剂剂进行碴碴土改良良，泡沫沫济的注注入参数数要根据据碴土的的改良效效果进行行调整。5.2.88掘进参参数1 高强度度硬岩地地层盾构构掘进时时，刀具具的贯入入度控制制在200mm以以内；刀刀盘转速速控制在在1.331.66rpmm之间，扭扭矩控制制在10000200

23、00kNNm，推力力根据扭扭矩控制制在1550000kN以内。2 上软下下硬地层层盾构掘掘进时，适适当降低低刀盘转转速，控控制在1.111.44 r/minn，使刀刀具受到到的瞬时时冲击小小于安全全荷载。要要注意盾盾构机姿姿态的控控制和减减小刀具具在掘进进中受到到的冲击击力。刀刀盘扭矩矩是刀具具在受到到冲击力力后的直直接体现现，理想想值应保保持在220000kNm以内，掘掘进速度度控制在在30 mm/minn左右，推推力在116000 t以内。掘掘进时应应保持较较高的土土仓压力力与掌子子面的压压力平衡衡，即在在全土压压平衡模模式或气气压平衡衡模式下下掘进，根根据隧道道埋深，土土仓压力力保持在在

24、0.22 MPPa左右。在在保持土土仓压力力稳定的的条件下下调节螺螺旋输送送机的转转速，一一般保持持在38 rr/miin之间。3 全断面面软弱围围岩盾构构施工时时，推力力控制在在1100015000t；扭矩矩控制在在1100032000 KKNm；刀盘盘转速1.33rpmm左右；掘进速速度400mm/minn左右；土仓压压力2BAAR左右。4 盾构在在地层转转换施工工时，如如果刀盘盘扭矩的的波动突突然加大大，油缸缸推力也也不均衡衡，说明明刀盘前前方土体体软硬不不均，此此时须调调整盾构构推力控控制推进进速度不不可过快快，并降降低刀盘盘转速。5 盾构下下穿建筑筑物时，掘掘进速度度控制在在30mm

25、m/mmin左右，盾盾构推力力控制在在150000kkN左右，扭扭矩在30000kNNm以内，刀刀盘转速速控制在在1.33rpmm左右，保保持各掘掘进参数数波动不不大和刀刀盘无大大震动的的情况下下均衡、匀匀速向前前掘进。6 全断面面硬岩小小半径曲曲线盾构构施工时时，控制制盾构机机掘进速速度和盾盾构机推推力，在在盾构掘掘进启动动时，掘掘进速度度要以较较小的加加速度递递增，以以避免千千斤顶起起始推力力过大和和盾构机机跑偏的的问题。盾盾构机的的油缸推推力差选选取要适适当，不不可过大大，防止止顶碎管管片、损损坏刀具具和盾构构转向过过急。5.2.99姿态控控制1 高强度度硬岩地地层盾构构掘进时时，通过过

26、调节推推进油缸缸的力缓缓慢纠偏偏，控制制盾构机机掘进姿姿态和铰铰接油缸缸的伸缩缩来调节节盾尾间间隙。2 全断面面硬岩小小半径曲曲线隧道道盾构掘掘进时，保保持盾构构机掘进进姿态的的稳定，保保持掘进进推力的的大小与与掘进方方向的一一致性。3 在小半半径曲线线段、上上软下硬硬地层及及下穿密密集建筑筑群的复复杂条件件，为防防止盾构构机抬头头以及管管片上浮浮和向圆圆曲线外外侧移动动，要对对掘进方方向进行行预偏。5.2.110出碴碴及监测测1 出土量量确定土压平衡式式盾构是是以切口口环作为为密闭土土仓，盾盾构推进进中切削削后土体体进入密密闭土仓仓，随着着进土量量增加建建立一定定的土压压力，再再通过螺螺旋输

27、送送机完成成排土，而而土仓压压力值是是通过出出土量来来控制的的。因此此，出土土量的多多少、快快慢与设设定的土土压力值值密切相相关，可可通过计计算每环环理论出出土量与与实际每每环出土土量相比比较，判判断出土土量是否否正常。每环理论出出土量LD2/4/46.2286.22811.546.4m33/环。实际出土量量由于地地下水作作用及碴碴土松散散，要比比理论出出碴量要要大。2上软下硬硬地层盾盾构掘进进时，做做好碴样样分析、出出碴记录录及地面面的监测测工作，一一旦多出出碴或地地面有沉沉降要及及时进行行二次补补充注浆浆。3 全断面面软弱围围岩盾构构施工时时，做好好出碴记记录及地地表、建建筑物和和隧道内内

28、监控量量测工作作，根据据监测结结果对施施工参数数进行分分析和进进一步修修正，实实现优化化匹配掘掘进参数数、有效效控制地地层变形形的目的的。4 盾构在在地层转转换施工工时，做做好碴样样分析、出出碴记录录及地面面的监测测工作。掘掘进中注注意碴样样的变化化，从碴碴样的颜颜色、性性状、块块粒的新新旧、软软硬分析析地层的的风化程程度和掌掌子面隐隐定情况况，指导导施工。5 盾构下下穿建筑筑物时，加加强地面面和建筑筑物的监监控量测测工作。并并根据掘掘进时出出碴量多多少和楼楼房的监监测情况况来确定定是否打打小导管管进行管管片的壁壁后注浆浆或地面面注浆。在在软岩和和上软下下硬地层层中掘进进要通过过控制螺螺旋输送

29、送机的转转速来控控制出土土量，做做好每环环出碴量量记录。本本工程管管片环宽宽1.55m，每每环出碴碴量控制制在722.5mm3以内内。5.2.111注浆浆控制同步注浆系系统能够够及时填填充管片片背面的的空隙，不不但能减减少地面面的下沉沉，而且且能及早早稳定管管片，保保证隧道道施工的的质量。由于某种原因未能进行充分的同步注浆施工而出现管片漏水等现象时，要根据实际情况，对注浆方法和材料等加以研究，进行补充注浆。同时，步注浆浆液产生的浮力大于管片自身的重力，成型隧道管片容易上浮，因此必须从设在管片上的注浆孔进行二次注浆。注浆系统、注脂系统如图5.2.11所示。图 5.22.111 注浆浆系统、注注脂

30、系统统图1 高强度度硬岩地地层盾构构掘进时时，调节节同步浆浆液配比比，缩短短凝结时时间到4小时左左右，提提高稠度度减小离离淅；同同时跟踪踪进行二二次补充充注浆，确确保管片片不上浮浮和下沉沉。2 上软下下硬地层层盾构掘掘进时，在在不漏浆浆的条件件下尽可可能多注注浆，确确保地层层空隙的的及时填填充。同同时跟踪踪进行二二次补充充注浆。3 全断面面软弱围围岩盾构构施工时时，盾尾尾同步注注浆参数数：1）合理配配合比的的浆液：稠度值值控制在在10.511.0，容重重近似于于原状土土。2）注浆压压力：控控制在0.33MPaa左右。3）注浆时时间：浆浆液的注注入时间间与盾构构的掘进进同步进进行，匀匀量注入入浆

31、液的的时间应应与管片片推进一一环的时时间相同同。4）注浆量量：一般般以注浆浆压力值值控制注注浆量，注注浆量平平均在6立方每每环。5）二次注注浆：根根据监测测和出碴碴状况进进行二次次补注浆浆。4 盾构在在地层转转换施工工时，在在地层转转换地段段加大同同步注浆浆和二次次注浆量量。5 盾构下下穿建筑筑物时，调调节同步步浆液配配比和凝凝结时间间；同步步注浆量量控制到到67m33；注浆浆压力控控制到3baar；同时时进行管管片壁后后双液注注浆，注注浆压力力控制在在45baar左右，保保证管片片背后回回填密实实和快速速固结。对对多出碴碴处，加加大同步步浆液和和二次浆浆液注入入量。6 全断面面硬岩小小半径曲

32、曲线盾构构施工时时，采用用不平衡衡同步注注浆和双双液注浆浆相结合合，控制制隧道轴轴线，减减小管片片错台和和破损，稳稳定成型型隧道。二二次注浆浆的点位位，一般般都选取取与盾构构机转向向相反的的一侧管管片进行行管片背背后注浆浆，确保保二次浆浆液固结结住管片片，有利利于盾构构机转弯弯的需要要。5.2.112盾尾尾间隙控控制在全断面硬硬岩小半半径曲线线隧道，盾盾构的掘掘进、管管片的选选型、拼拼装的点点位都要要使管片片姿态吻吻合盾构构机姿态态。通过过调节推推进油缸缸的力缓缓慢纠偏偏，控制制盾构机机掘进姿姿态和铰铰接油缸缸的伸缩缩来调节节盾尾间间隙，将将盾尾间间隙保持持在3315mmm范围围内。5.2.1

33、13管片片拼装本工程盾构构用管片片每环由由六块组成成，并且且纵向采采用错缝缝拼装。1）每掘进进一环盾盾尾间隙隙要进行行三次测测量，即即在拼完完上一环环开始掘掘进下一一环之前前进行一一次测量量，推进进油缸行行程到115000mm左右右时第二二次测量量，掘完完之后拼拼装之前前第三次次测量；盾尾间间隙测量量值要准准确真实实，并由由测量人人员及时时向盾构构司机汇汇报，以以方便管管片选型型；盾尾尾间隙小小于600mm时时就要考考虑采用用左、右右弯环来来调整间间隙。2）管片拼拼装时先先清理干干净盾尾尾泥沙等等杂物后后再就位位底部管管片，然然后自下下而上左左右交叉叉安装，每每环相邻邻管片均均布摆匀匀并控制制

34、环面平平整度和和封口尺尺寸，最最后插入入封顶管管片成环环。安装装管片时时要缓慢慢、均匀匀，对好好位置后后才可上上螺栓。插插入螺栓栓困难时时，要分分析原因因，仔细细调整位位置，切切忌大幅幅移动，强强行插入入。要避避免安装装过程中中损坏止止水条。插插入K块管片片前在其其两侧止止水条均均匀涂抹抹肥皂水水作为润润滑剂以以利于拼拼装，安安装时先先径向插插入2/3，调整整位置后后缓慢纵纵向顶推推。3）管片块块安装到到位后，及及时伸出出相应位位置的推推进油缸缸顶紧管管片，其其顶推力力应大于于稳定管管片所需需力，然然后方可可移开管管片安装装机。在在切换刀刀盘转动动方向时时，保留留适当的的时间间间隔，切切换速度

35、度不宜过过快，切切换速度度过快可可能造成成管片受受力状态态突变，而而使管片片损坏。推推进油缸缸油压的的调整不不宜过快快、过大大，否则则可能造造成管片片局部破破损甚至至开裂。掘进时如发现油缸撑靴位置扭转时停机调整油缸撑靴位置，保证油缸撑靴面完全作用在管片上。4）管片安安装完后后及时整整圆，并并做好管管片螺栓栓的三次次复紧工工作：管管片拼装装成环时时，其连连接螺栓栓先逐片片初次拧拧紧，脱脱出盾尾尾后再次次拧紧。当当后续盾盾构掘进进至每环环管片拼拼装之前前，对相相邻已成成环的3环范围围内管片片螺栓进进行全面面检查并并复紧。5.2.114辅助助技术措措施1 做好同同步注浆浆及二次次注浆管管理工作作注浆

36、对确保保地层稳稳定、隧隧道的质质量以及及调整盾盾构的姿姿态、掘掘进的正正常进行行都起着着至关重重要的作作用。注注浆中要要特别注注意选好好注浆的的点位。2 注浆点点位的选选取1）同步注注浆点位位的选择择根据不同的的地质条条件及控控制标准准确定各各个注浆浆管的注注浆压力力与注浆浆量，使使“漂浮”于浆液液中的隧隧道尾端端产生可可控位移移，既可可改善隧隧道轴线线原有的的偏差，又又可有效效改善管管片与盾盾尾的挤挤卡状况况。2）二次注注浆点位位的选取取在风化岩急急转弯段段掘进需需同步注注入足量量的、快快凝双液液浆，尽尽早地固固定管片片，改善善管片的的受力状状态，防防止管片片错台破破损。防止上方方土体坍坍塌

37、注浆浆点位掘进过程中中，在1点和11点位置置，打设设小导管管注入二二次浆液液，确保保迅速填填充上部部土体，固固结隧道道上部土土体。环向封堵堵注浆点点位连续两环，梅梅花型布布置注二二次浆液液，以封封堵管片片背后水水流，确确保管片片与周边边形成固固结环。当隧道在在左、右右转弯时时注浆方方式主要要如图55.2.14所示。图 5.22.144 注注浆方式式图3 防止喷喷涌、结结泥饼措措施1）预防喷喷涌的几几项措施施，主要要是封堵堵水、排排水和碴碴土改良良三个方方面。放水：地地面无建建筑物，失失水不会会造成地地层固结结沉降过过大，通通过土仓仓背板上上的球阀阀往外放放水可以以降低喷喷涌发生生。加气：通通过

38、气压压阻止裂裂隙水向向土仓汇汇聚降低低喷涌发发生。停停机加气气和掘进进中采用用气压平平衡模式式。截水：通通过管片片吊装孔孔二次注注入双液液浆进行行环向封封堵，拦拦截管片片背后的的水流向向土仓产产生的汇汇水，降降低喷涌涌发生；通过前前盾、中中盾的环环向注入入孔注入入聚氨酯酯阻止盾盾体围岩岩裂隙水水向土仓仓汇聚降降低喷涌涌发生。档碴：在在距离尾尾盾最近近的一环环管片，用用编织袋袋装碴堆堆成围堰堰拦截喷喷涌漏下下的碴，减减少尾盾盾清理工工作量，缩缩短停机机汇水时时间。碴土改良良：在土土仓内注注入泡沫沫进行碴碴土的塑塑流化改改良降低低喷涌发发生。2）防止结结泥饼的的几项措措施：主主要是降降低土仓仓压力

39、和和碴土改改良等碴土改良良：根据据地质条条件，有有针对性性地向土土舱内和和刀盘面面板前适适量加注注高质量量的泡沫沫以改善善土体的的和易性性和流塑塑性。泡泡沫济的的注入参参数要根根据碴土土的改良良效果进进行调整整。掘进模式式：地层层相对自自稳定时时，设定定的出土土压力不不宜超过过主动土土压，即即采用欠欠土压平平衡模式式掘进；地层稳稳定性较较差，但但隔气性性较好时时，采用用气压平平衡模式式掘进。土仓内加加水：如如碴土过过干可采采用向土土仓内加加水的方方式进行行流塑性性改良，同同时也避避免密封封土舱高高温高热热和碴土土的粘结结。停机管理理：避免免密封土土舱饱满满时长期期停机。如如适时转转动刀盘盘或向

40、前前推移盾盾构机等等；检查管理理：加强强对碴样样的干湿湿、结块块、碴温温的检查查，及时时调节泡泡沫注入入量和加加水量；同时确确保泡沫沫系统和和加水系系统完好好有效。4 注意观观察震动动和声音音1）上软下下硬地层层盾构掘掘进，注注意观查查和窥听听掘进时时盾构机机的震动动和刀盘盘前的声声音，震震动和声声音过大大及时调调节推力力和刀盘盘转速，发发现异常常要及时时停机检检查。2）盾构在在地层转转换时施施工，仔仔细聆听听刀盘前前的声音音和观查查盾构机机的震动动，如刀刀盘的震震动很大大说明刀刀盘前方方土体软软硬不均均，就要要降低刀刀盘转速速和减小小推力，防防止刀盘盘被卡死死和刀盘盘、刀具具的损坏坏。6 材

41、料与与设备6.1主要要设备表 6.11 主要要机具设设备一览览表序号设备名称型号及规格格数量备注1盾构机（含含后配套套）EPB6628002台推进2注浆泵KBY500/7004台注双液浆3全站仪徕卡1套姿态监测4龙门吊16t1台出土5龙门吊40t1台管片运输6电瓶牵引车车XK25-7/22886台7蓄电池组D-60009组8充电机KCA011-1000A/2200V6台9砂浆搅拌站站TS-50001套10管片平板车车LJK8GG12台11通风机SFD600-4-N01102台6.2主要要材料表 6.22 主主要材料料一览表表序号材料名称规格单位数量备注1泡沫添加剂剂t82盾尾油脂t903润滑油

42、脂桶1194水泥32.5RRt 23425粉煤灰t 30876膨润土t3277砂M376778水玻璃39PEt1537 质量控控制7.1技术术标准及及规范地下铁道道工程施施工及验验收规范范（GB5502999-119999）20003版；盾构法隧隧道施工工与验收收规范GB5504446-220088；建筑工程程施工质质量验收收统一标标准（GBJJ503300-20001）；铁路隧道道工程施施工质量量验收标标准（TBJJ4177-20003）；地下铁道道、轻轨轨交通工工程测量量规范（GB50308-1999）；工程测量量规范（GB50026-93）； 城市轨道道交通工工程测量量规范（GB 503

43、08-2008）；地下工程程防水技技术规范范（GGB5001088-20008）；地下防水水工程质质量验收收规范（GB50208-2002）；混凝土结结构工程程施工质质量验收收规范（GB50204-2002）；人民防空空工程施施工及验验收规范范（GB5501334-220044）；建筑地基基基础工工程施工工质量验验收规范范（GB5502002-220022）；混凝土质质量控制制标准（GB50164-92）；混凝土强强度检验验评定标标准（GBJJ1077-877）；砌体工程程施工质质量验收收规范（GB50203-2002）；建筑地面面工程施施工质量量验收规规范（GB5502009-220022）

44、；钢筋焊接接及验收收规程（JGJ18-2003）；钢筋焊接接接头试试验方法法（JGJJ/T227-220011）；砌筑砂浆浆配合比比设计规规程（JGJJ98-20000）；回弹法检检测混凝凝土抗压压强度技技术规程程（JGJJ/T223-220011）。7.2质量量要求管片成环后后的质量量是衡量量和判断断盾构法法隧道质质量合格格与否的的主要依依据。在在进行检检查中重重点检查查以下内内容：7.2.11高程和和平面偏偏差盾构法成型型隧道轴轴线平面面位置和和高程偏偏差应符符合下表表规定。表 7.22.1 隧道轴轴线平面面位置和和高程偏偏差项目允许偏差检验方法检查频率隧道轴线平平面位置置100用全站仪测

45、测中线10环隧道轴线高高程100用水准仪测测高程10环7.2.22管片允允许偏差差盾构法成型型隧道纵纵、环向向相邻管管片高差差和纵、环环向缝隙隙宽度应应符合下下表规定定。表 7.22.2 隧道允允许偏差差项目允许偏差检验方法检查频率衬砌环直径径椭圆度度0.6%D尺量后计算算10环相邻管片的的径向错错台10尺量4点/环相邻管片环环向错台台15尺量4点/环注：D指隧隧道的外外直径，单单位：mm。7.2.33监测报报警值1 地表累累计沉降降报警值值为-220mmm，单次次沉降报报警值为为3mmm；2 建筑物物累计沉沉降报警警值为10mmm，单单次沉降降报警值值为2mmm；3 地下管管线的沉沉降按管管

46、线单位位要求，刚刚性管线线的累计计变形应应控制在在+6mmm-6mmm，单单次沉降降报警值值为2mmm；4 隧道内内累计沉沉降报警警值为20mmm，单单次沉降降报警值值为3mmm；7.3控制制措施质量控制主主要有下下列方面面：原材料料进场检检验；管管片生产产精度；管片拼拼装质量量；隧道道渗漏水水防治；工程整整体稳定定性。本项目质量量控制从从以上五五点着手手，领导导层面建建立质量量保证体体系，作作业层面面严格执执行。施施工时严严格进行行材料、构构配件检检验、试试验和工工程试验验，实行行工序质质量监控控，加强强质量检检查，确确保工程程质量达达到标准准要求。8 安全措措施1 做好盾盾构机维维修保养养

47、工作，保保证盾构构机安全全高效地地的工作作，使设设备的完完好率和和利用率率达到较较高的水水平。2 起重吊吊装作业业时，吊吊装范围围严禁人人员停留留，起吊吊重物前前应检查查索具吊吊具等有有无损伤伤，发现现磨损及及时更换换。加强强电机车车安全管管理，轨轨行区严严禁走人人，电瓶瓶车运行行必须鸣鸣笛。3 采用信信息化施施工，设设定警戒戒值，及及时反馈馈监测信信息，根根据施工工时实际际情况及及时调整整掘进状状态，并并采用相相应的保保护措施施，从而而确保盾盾构掘进进安全。4 由于受受工程地地质条件件的影响响，在盾盾构施工工过程中中需要开开仓对刀刀具进行行处理，开开仓施工工受工程程地质条条件的限限制并可可能

48、存在在一定的的危险。在在盾构施施工过程程中做好好开仓管管理，建建立完善善的开仓仓控制程程序，对对确保开开仓施工工的安全全十分重重要。1） 对参参加的人人员进行行安全交交底，人人人作到到心中有有数，对对换刀的的操作人人员进行行换刀前前的技术术交底；2 ）保证证充足的的照明，准准备好换换刀所需需的材料料、工具具及机料料具；3 ）对可可能发生生的突发发事件作作好充分分的估计计及应对对措施；4） 换刀刀前对刀刀盘前方方的工作作面进行行认真细细致的检检查，确确认地层层条件稳稳定的条条件下进进行换刀刀，在换换刀过程程中对工工作面进进行监视视；注意意突发性性的涌水水、涌沙沙现象；5 ）开仓仓前，对对盾构机机

49、各系统统进行检检查，保保证其正正常运转转。5 由于始始发地质质软弱且且有地下下水，如如始发端端头加固固效果不不到位，在在洞门破破除过程程中容易易造成涌涌砂、涌涌水、坍坍塌事故故。1）优选最最佳端头头加固方方案。加加固时间间根据加加固方法法不同而而异，但但一般应应提前至至少3个月进进行，应应充分考考虑1个月的的工期、1个月的的龄期、检检测后的的补充加加固等因因素。2 ）严格格控制洞洞门土体体加固的的施工质质量，通通过垂直直与水平平钻芯取取样的方方式，检检测土体体加固强强度和均均匀性，如如未达标标，采用用补充注注浆的方方法进行行补救。3 ）隧道道洞门混混凝土凿凿除前，在在洞圈范范围内钻钻水平观观测

50、孔，观观察是否否出现渗渗漏水；如有，则则根据渗渗漏水的的具体情情况，采采用水平平注浆或或降水等等处理措措施。4）洞门凿凿除应按按给定的的顺序进进行凿除除，第一一次凿除除为车站站内侧连连续墙至至车站外外侧钢筋筋位置，外外侧钢筋筋第一次次凿除时时应保留留不予割割除，待待始发时时进行割割除。在在凿除过过程中，项项目部专专人现场场指挥与与监视洞洞门土体体变化，一一旦发现现有涌水水、涌砂砂、坍塌塌问题，马马上处理理及时反反馈。5）洞门临临时止水水装置安安装牢固固，第二二次洞门门砼快速速凿除后后，盾构构机迅速速推进入入洞圈靠靠近土体体，防止止洞口加加固土体体暴露时时间长而而出现渗渗漏水情情况。6） 建立立有效的的监测机机制，及及时反馈馈，当超超出预警警值时马马上启动动应急预预案。7） 认真真做好盾盾构调试试工作，做做好始发发注浆和和盾尾油油脂的注注入等工工作。9 环保措措施9.1环境境保护的的重点施工区域和和施工现现场的空空气污染染、噪音音污染、固体废废弃物污污染、废废水污染染等。9.2环保保措施1）采用先先进、状状态良好好的施工工机械，消消除不良良机械设设备对现现场产生生的废气气、噪声声。2）碴土外外运集中中在夜间间进行，按按照拟定定路线运运输至指指定弃碴碴点，在在场地出出碴门口口设置洗洗车槽，运运输车辆辆出施工工场地前前进行清清洗，车车厢需覆覆盖。3）所有的的泥浆、污污水