盾构注浆加固开仓施工方案终稿

1、深圳地铁2号线（蛇口线）东延段土建工程【侨香站香蜜站（原香蜜湖北站）】区间侨香站香蜜站（原香蜜湖北站）左线仓内注浆加固开仓换刀施工方案编制 审核 审批 中铁隧道深圳市政联合体深圳地铁2222标项目经理部二一年四月目 录1带压进仓施工依据- 1 -2刀盘附近地质状况- 1 -3前期加固情况- 1 -3.1地面深孔注浆- 2 -3.2土仓注膨润土- 3 -3.3目前情况- 3 -4土仓加固工艺流程- 4 -4.1土仓注浆施工顺序- 4 -4.2检查整个注浆效果- 5 -5进仓准备工作- 5 -5.1方案准备- 5 -5.2工具准备- 6 -5.3人员准备- 6 -5.4人闸检查- 6 -6安全体系

2、及安全体系- 6 -6.1安全体系- 6 -6.2安全措施- 6 -7换刀作业程序及注意事项- 6 -7.1更换刀具标准- 6 -7.2更换刀具流程- 7 -7.3换刀注意事项- 7 -8施工监测- 7 -8.1测点布置- 7 -8.2测量方法- 7 -8.3监测频率- 8 -9应急预案- 8 -9.1应急反映机制- 8 -9.2应急措施- 9 -10工期安排- 10 -附件一、换刀材料、工具清单- 11 -附件二、刀具检查表- 12 -附件三、项目组织机构及急救部门联络清单- 13 -附件四、侨香区间左线开仓位置及香莲立交沉降点监测图- 14 -附件五、工程量清单- 15 -1 带压进仓施工

3、依据香蜜站(原香蜜湖北站)侨香站区间左线从香蜜站西端始发，以11.620的纵坡下坡掘进至里程20+539.064处，刀盘结大量泥饼，刀具磨损及崩裂严重（如图1-1），须立即开仓清泥饼换刀。但由于刀盘所处位置为遇水崩解性地层，掘进掌子面自稳能力差；刀盘位置位于侨香路主干道，距离香莲立交不足10m（如图1-2），不具备地面加固条件；且经过前期深孔注浆及膨润土置换处理，未能形成封闭土仓实施带压进仓作业，因此决定进行土仓注浆加固，待仓内加固后，实施常压开仓换刀清泥饼工作。图1-1 滚刀磨损严重及崩裂图1-2 刀盘地面位置示意图2 刀盘附近地质状况参照侨香区间左线地质详勘资料，编号Z3-2TQX-17柱

4、状图（如附图）显示，盾构机掌子面为全断面强风化花岗岩，该地层有一定自稳能力，但遇水崩解软化。刀盘前上方为微风化花岗岩。地面覆土厚度约10米。3 前期加固情况根据现场实际情况，我部原计划在该里程处实施带压开仓换刀作业。因此在该里程的地面实施了深孔注浆以封堵漏气通道；在土仓内实施了膨润土置换以形成封闭泥膜。3.1 地面深孔注浆3.1.1 深孔注浆概况地面深孔注浆自3月23日起至3月31日注浆完成，共计完成34个孔。注浆孔分布及注浆深度如图3-1、图3-2所示。共计使用水泥55T，水玻璃90桶（31.5吨），浆液配比大致如下所示：C液：水400L水泥200kg；A液：水玻璃100L掺入水300L；A

5、液 ：C液 =1:1；凝胶时间不超过30s。 图3-1 深孔注浆孔位分布图（19、20、21、22、27未注浆）图3-2 地面深孔注浆剖面示意图3.1.2 注浆过程中三种情况A、空孔现象29号孔引孔10米，期间钻孔至1.5米后钻进压力非常小，且没有水回返地面，注入45方浆液后，锌管依然能够轻易拔起，疑为空孔。17号孔引孔6米，期间钻孔至1.0米后钻进压力非常小，且没有水、砂回返地面，注入5方浆液后，锌管依然能够轻易拔起，疑为空孔；后期在该位置实施了补勘探孔，如图3-3，未发现孔洞。图3-3 探孔平面位置示意图B、注浆异常32号孔引孔6米，锌管插入5米后开始注浆堵漏，当注入约2方浆液后，盾构机土

6、仓压力在半小时内从0.7bar上升到1.7bar，立刻停止注浆堵漏，土仓压力逐渐下降，下降速率为0.1bar/10min。在注浆堵漏期间，孔内返浆，浆液中杂有少量膨润土，且水温较高。33号孔引孔5米，引孔期间有温热的水回返地面，引好孔后，锌管插入4.5米后开始注浆堵漏，初始类似32号孔，冒出大量温水，于是迅速进行封堵。引孔、堵漏过程中土仓压力均未发生变化，一直保持在0.83bar。34号孔引孔至5米，期间未有水、砂回返，在提钻期间孔中的水迅速流失。 C、正常情况除A、B类情况特殊外，其他孔均较为正常，注浆时会有膨润土浆液返出地面。深孔注浆完成后，该里程处地面平均隆起约6mm。目前地面沉降稳定。

7、3.1.3 硬岩分布情况18号孔引孔4.5米，钻头接触到较硬地层，无法继续钻进，疑为硬岩； 10号孔引孔8米后遇到岩层，无法继续钻进；7号孔引孔6.5米后遇到岩层，无法继续钻进；5号孔引孔6米后遇到岩层；25、26、28号孔在引孔至6米左右，遇到硬岩无法下钻。3.2 土仓注膨润土为实施带压作业，封闭土仓以及稳定掌子面，出空土仓渣土后，分三次向土仓内共注膨润土120方（80方、20方、20方）。通过盾尾倒数第五环（121环）分5个方位（除K块吊装孔）注水溶性聚氨酯0.6吨。通过盾尾倒数第八环（118环）分5个方位（除K块吊装孔）注双液浆约15方。3.3 目前情况深孔注浆完成后，土仓压力可保持在1

8、.7bar，但在保压试验时，土仓压力升到2.1bar，压力过高，可能击穿地面，形成新的漏气通道；且在压注膨润土后，转动刀盘过频繁，扰动土层，形成新的塌方。目前土仓11点位置以下都被砂土充填，土仓顶部压力稳定在0.4bar。目前盾尾未发现漏水想象。4 土仓加固工艺流程根据专家意见及相邻单位类似的施工经验，将土仓内充填满水泥浆固结，固结形成一道不透水的水泥浆帷幕，帷幕与刀盘共同维持掌子面的稳定，实现常压安全开仓作业。如图4-1所示。通过对土仓检查后开仓，在开仓清理过程中口处等薄弱地方进行封堵，确保安全的情况下进行换刀清泥饼作业。图4-1 土仓注浆加固示意图4.1 土仓注浆施工顺序4.1.1 清空土

9、仓内碴土将土仓内的碴土清空，在出碴的同时，向土仓内注入压缩空气，使土仓压力维持在0.81.0bar，并避免上下波动过大。在土仓内剩余碴土约6m3时关闭螺旋出土机后门，仍开动螺旋出土机，使螺旋出土机仓内装满碴土，提出螺旋出土机，关闭前门，向螺旋出土机内注入泡沫，保证螺旋出土机内碴土的流动性、和易性。4.1.2 注水泥浆从土仓壁4点球阀（DD03）及8点球阀（DD04）向土仓内注入水泥浆，如图4-2。在注浆的同时，打开土仓壁顶部11点球阀（PY03）排气，直到排气孔排出水泥浆后关闭闸阀，最后利用土仓隔板最上面的闸阀（PY03）注入浆液，直至注满仓为止。以上注浆过程均为边注浆边正反转动刀盘，刀盘转速

10、维持在0.50.8rpm，由于注浆时间过长，超过水泥浆初凝时间，刀盘扭矩将越来越大，最后刀盘停止转动时需使刀盘与中心旋转接头位置处于水平位置。水泥浆液配合比：水:水泥=0.8:1.0，每800公斤水中可加入20公斤泡沫。水泥采用PO.32.5R普通硅酸盐水泥，注浆压力控制在3bar左右。注浆量为40方50方。注浆前由盾体超前注浆管向土仓内注废机油。注浆材料及设备应在出土之前准备充足以保证能连续注浆，浆液制备应由当班操作手根据螺旋出土机出土情况提前通知，尽量保证在出空土仓后立即注浆。从注水泥浆开始至注浆完成后12小时内，须不间断向刀盘主轴承内打油脂。图4-2 土仓壁球阀分布图4.1.3 测温注浆

11、结束后，利用电子测温仪测量土仓壁各区域的温度，土仓内由于注入了水泥浆会有一个升温过程，待土仓隔板最上部的温度升到最高而下降到一定温度且持续1天时间不发生变化时，测温工作结束，具备准备开仓条件。4.2 检查整个注浆效果1、首先检查仓内浆液凝固情况，判断能否开仓先打开土仓壁上的两个球阀，利用粗细10rnm左右的钢筋向土仓内砸入，根据砸入的情况判断凝固的情况。然后再打开土仓门上方的球阀，同样的方法检查仓内凝固的情况，看是否还有水流出。如两个条件均满足，则可进行开仓工作。2、盾构机刀盘前方加固效果待土仓门打开后，先进行土仓清理。土仓清理完成后，观察掌子面泥浆帷幕固结情况和渗水情况。如两个条件均比较好，

12、则换刀工作可以继续，做好刀盘开口的防护工作，能保证开仓的安全。5 进仓准备工作5.1 方案准备开仓的技术方案由盾构部准备，经项目经理部组织专家专题讨论后，总工程师审批同意，由项目经理签发、总监工程师审批同意后，方可开仓。5.2 工具准备配备足够的更换刀具，及相关的配件和机具、材料，如附件一。5.3 人员准备人员安排如下a、 带压开仓换刀总指挥：曾庆雄；b、 设备主管：李小康；c、 作业总调度：陈永超；d、 现场调度：巫永龙、任小录e、 人工作业员工，具有开仓作业经验的工人（12人）；f、 机电工程师：曹小龙、宗海根、庄庆华。5.4 人闸检查检查以下项目，保证符合要求：a、 紧急照明（共2组）必

13、须能正常照明；b、 紧急电话（共3部）必须能正常通话；c、 各个压力表（共6个）必须能正常显示；d、 各个手动球阀（共10个）开关必须正常；e、 各个密封门（共5扇）开关必须正常；6 安全体系及安全体系6.1 安全体系a、 由项目经理负责开仓的总体指挥和协调，盾构部长负责现场组织和调配人员以及下达相关操作命令，盾构调度现场协调指挥，生产经理和安全经理一起组织好人员、资源、安全的各项事宜；b、 换刀前要做好安全技术交底；6.2 安全措施a、 因为可能会出现开挖面部分倒塌的情况，所以进入土仓非常危险。在整个时间内都必须非常仔细地观察开挖面和水位。b、 作为紧急安全室，前室必须始终让所有工人进入，不

14、许被管路、电缆或其它材料堵塞。c、 必须遵守所有的安全措施，防止工作材料的滚动和下落，以保证刀具的安全运输。d、 所有需要的起重工具都要固定在预定的支架上并经过检查，保证安全操作。7 换刀作业程序及注意事项7.1 更换刀具标准检查刀盘记录应备案并拍照留底(刀盘检查表见附录二)。更换刀具按以下标准执行：（1） 正面滚刀刀圈磨损量在25mm时即须换刀。（2） 边缘滚刀刀圈磨损量为10mm时须换刀。（3） 边缘刮刀及齿刀出现较严重崩齿或刀具上的合金堆焊层磨损较严重时须更换。7.2 更换刀具流程（1） 换刀班组在接受换刀工作后，必须明确所需更换刀具的编号及换刀步骤。换刀必须由底部开始，自下而上依次换刀

15、（2） 为了安全以及作业方便，可在土仓壁上安装换刀用的站人平台。（3） 为了装刀工作的顺利进行，拆下的螺栓、垫圈、螺母、压块等必须集中放置在铁皮工具箱里。（4） 滚刀的挡圈必须朝向刀盘圆心；刀具安装好后必须确保锁紧螺栓。7.3 换刀注意事项（1） 首先清空土仓（保护仓仓门开始，向掌子面凿约0.88米），由领班观察掌子面泥浆帷幕状况：若掌子面泥浆帷幕较好，可由当班操作手负责根据刀盘的刀具布置图和刀盘旋转角度，清一块刀口位置换一把刀；若掌子面出现渗漏，可根据现场情况，先用棉纱塞填渗漏点，再在土仓辐条上焊接钢筋将胶木板压在渗漏点上；若掌子面渗漏点较多，且出现涌砂相像，必须停止换刀，人员离开土仓，关闭

16、人仓闸门，土仓重新充填水泥浆。（2） 未清空土仓，不得进行换刀作业，否则掌子面一旦塌方将无法再次置换土仓。（3） 清出刀盘后，在主舱的水管上接长水管冲洗刀盘，注意节约用水，主要是减少土仓内的排水量，在刀具冲洗后量刀。（4） 更换刀具时，现场必须配备抽水设备随时抽水；（5） 换刀之前在辐条之间架设木板及方木支撑掌子面，确保安全；（6） 本次换刀作业，临时用材料工具的转换在副仓内完成。8 施工监测8.1 测点布置隧道沉降监测采用人工监测的方法，隧道上方地表每隔5米布置一组沉降观测点，如附图六仪器设备水准仪及附设 精度：3mm/km全站仪 精度：测角2+2ppm8.2 测量方法沉降监测从水准控制点出

17、发按二等水准测量要求测量各监测点的高程，测量闭合差小于0.5mm*N（N为测站数）。前后两次测量值之差为本次沉降变化量，测量值与初值之差为累计沉降变化量。 水平位移检测方法：将经纬仪安置在基准点上，用视准直线法测量各测点到视准线的距离，以前两次测量的平均值作为起始初值，以后每次的测量值与之比较得到本次位移量和累积位移量。8.3 监测频率施工期间，正常每天监测2次，如出现超过报警值的情况，则适当增加监测频率。9 应急预案9.1 应急反映机制a、 做好后勤服务与突发安全事故处理与抢救准备，工程意外、紧急情况下立即成立事故处理领导小组，成员如下：组 长：胡正东副组长：张海波、罗忠、王志彬组 员：彭智

18、、曾庆雄、陈永超、李小康、邓彬侨香区间盾构劳务施工队应急抢险小组：组 长： 邹回生 电话：副组长： 邹新春 电话：邹长国 电话：b、 工程意外、紧急情况下快速反应机制如图9-1。应急事件发生通知有关单位及部门分析原因，商量、制定针对性技术措施业主代表上级单位主管部门视事件严重程度调查原因实施解决方案调查报告处理意见解决应急事件四不放过原则应急预案启动 视事件严重程度图9-1 工程意外、紧急情况下快速反应机制c、 组织有公司医护人员参加的抢救小组；d、 在施工现场配备急救医药与器械，公司医护人员在现场值班（紧急救疗部门联系方式见附录三的表二）；e、 在施工现场规划与建立安全事故抢救通道，确保在发

19、生安全事故时能及时疏散人员。f、 当发现正面岩石面突然松动、开裂；岩石面突然涌水。作业面局部塌方；作业面有不明有味气体；作业面有异常响声。动火作业面火灾；作业人员中暑、中毒、窒息、触电等意外伤害的现象时，施工负责人立刻命令施工人员撤离开挖仓，关闭开挖仓闸门，马上进行密闭式（不出土）的推进工作，并且进行加固施工(具体联系人及急救部门联系方式见附录三：项目组织机构及急救部门联络清单)。g、 同时加强地表监测，若有较大沉降的情况立刻汇报项目部，通知仓内作业人员迅速撤离土仓，并准备砂土以防坍塌时可马上进行回填工作。9.2 应急措施9.2.1 重大地表沉降及地面塌陷重大地面沉降，采取土体加固注浆技术。注

20、浆处理范围根据地面沉降范围确定。注浆材料为水泥粘土浆，渗透系数达10-3cm/s，由425#普通硅酸盐水泥、钠基膨润土、水组成。浆液初凝时间根据地质条件确定。在碎石土、砂土中注浆，初凝时间可采用1025min；在粉土和粘性土中注浆，初凝时间可采用12d。浆液配比根据现场实验确定，暂拟配比：水泥：膨润土：水=1：0.5：1.2；水灰比控制在0.81.2之间。注浆量根据现场沉降范围及沉降量确定，以地面沉降得到有效控制为准。注浆压力在砂土中的取值是0.20.4MPa，在粘性土中取值是0.30.6MPa。注浆孔布置应能使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体。根据土体加固宽度在平面上可采用多排布置，

21、多排布置宜采用等边三角形排列。注浆孔的钻孔直径可采用60110mm，注浆管直径根据钻孔直径选用。注浆顺序采用线先外部后内部的间隔注浆；对有地下动水流的情况，应自水头高的一端开始注浆。发生塌方，应采取先回填后土体加固的办法，要根据具体塌方情况（面积、深度、部位等）确定具体的回填措施。包括考虑材料的选择、碾压的方法、城管部门对道路处理的要求等等。回填压实后，需采用半惰性浆液进行注浆加固。地面注浆时，盾构机操作手应24小时值班，每隔20分钟转动刀盘10分钟，并随时观察土仓情况，防止刀盘及螺旋出土机被水泥裹住硬化。9.2.2 地表冒浆当事故发生时，现场值班人员立即联系紧急事故处理小组，并向项目部领导汇

22、报，紧急事故处理小组按照紧急事故处理程序对事故现场进行保护，并及时组织人员撤离，加强测量监控，同时通知深圳市交管部门和急救部门，并安排24小时轮流值班人员。通过监理、业主、承包商三方技术会议确定补救方案，由监理工程师审批后实施。对于地表冒浆部位进行注浆封堵，并将杂务清理干净，周围道路恢复原状。9.2.3 洞内涌水针对泄漏部分集中压注盾尾密封脂。配制初凝时间较短的双液浆进行壁后注浆，压浆部位在盾尾后3环。利用堵漏材料进行封堵。如上述措施效果不佳时，可采用聚氨脂在盾尾后一定距离处压注，进行封堵。9.2.4 空气污染对于开挖面有毒气体侵入，每天进行开挖面气体指标检测，一旦发现有毒气体，立即检查盾构机的密封装置，发现有密封不严的地方立刻进行抢险维修，必要时启动盾体上的紧急密封圈来保证盾体的气密性。隧道通风系统不能正常工作时，应该立即停止施工，组织工作人员撤离现场，并组织维修人员进行维修。10 工期安排1、土仓注浆：1天；2、浆液待凝及测温：3天；3、土仓内水泥浆破除：2天；4、盾构机维修：2天5、刀盘开口处水泥浆凿除及换刀：7天合计：15天。附件一、换刀材料、工具清单刀具：一盘刀，刀具压块10个，压块螺栓20个；照