盾构法隧道进出洞施工风险控制

目前常用的土体稳定技术有:1、井点降水法；2、高压旋喷桩；3、深层搅拌桩；4 、灌浆法；5、冻结法；6、SMW工法等。
源深体育中心东端头井封门形式为SMW工法+深层搅拌桩，考虑到挑出去的部位与搅拌桩搭接不好，为了确 保进洞安全在两侧进行旋喷加固。（其中有15根插入型钢，在洞圈区域共有13根（SMW范围1.5X13米））。
60°
60°
常见的基座形式
盾构基座可以采用现浇或预制的 钢筋砼结构或钢结构形式。
双圆基座
砼基座
沪崇苏基座
二、基座最为常见的通病如下
1、盾构基座变形
现象
风险特征：在盾构进出洞中，盾构基座发生变形。 存在风险：出洞时使盾构掘进轴线偏离设计轴线。有时会影响洞圈止水效果，进洞 时拉坏管片，造成渗漏水、碎裂、高差等，严重的影响盾构正常进出洞。甚至不能 进出洞。
盾构法隧道施工进出洞控制重点
1、地基加固 2、密封装置、盾构机设备
3、盾构基座、延伸短轨、后接的前端基座和后靠系统 (包括负环质量)
4、盾构机、起吊设备 5、洞门的处理 6、进出洞的测量 7、盾构进出洞中应注意的环节 8、二次进洞 9、进出洞施工中应急措施
一、盾构进、出洞地基加固的目的和种类 二、选择地基加固方法应考虑的因素 三、目前地铁盾构进出洞地基加固的范围 四、复杂地层或有承压水时应采用多种加固工艺以及调整加固范围 五、地基加固前准备工作 六、盾构进出洞地基加固时间与车站开挖之间的关系 七、地基加固中注意的事项之一 八、地基加固的质量检查 九、地基加固质量异常的补救措施
五、地基加固前准备工作-----之二
2、地基加固前应事先通过开挖样沟或其它探摸措施，排摸管线的走向、障碍 物(如原桩基)的位置等。 如发现有管线、桩基等，在加固前应搬迁或保护， 加固过程中遇到不明障碍物或其它因素，改变了原桩位，必须做好书面记录 并及时上报，并采取有效的针对措施，确保加固质量。
五、地基加固前准备工作-----之三
一、密封装置种类
常用的密封装置（1）袜套（2）环板（3）止水箱体 （泥水盾构）（4）气囊（5）反袜套（6）洞圈内埋 冻结环管及应急门等。
以往进洞时为了防止渗 漏通常采用的两到挡板
加海面后尝试海带
海绵和海带
改进后的用6㎜一道挡板
袜套）
洞 圈 内 挡 板 进 行 了 改 革
特点：1、成本低，弯度好，箍得老盾构 2、6㎜的钢板焊接好，盾构即使背土也不影响 3、筋板要短 4、推进轴线控制越好，效果就越好
盾构法进出洞是隧道法施工中一项高风险的控制点。是隧道施工 中起头和尾的作用，它控制的好坏直接对这条隧道甚至对整条线的列 车运行的起到关键的作用。
后 盾 支 撑
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盾构进、出洞是盾构法隧道施工中的一道关键工序，在进、出洞 过程中，施工环节多，工作量集中，各工种交叉施工频繁，设备、人 员众多、风险大。因此，加强过程质量管理和控制尤为重要。
一、盾构进、出洞地基加固的目的和种类
地基加固是盾构进、出洞中相当重要的一个组成部分，是指天然地层土不能满足 工程施工需要而必须采取改良的一种加固的措施，其目的利用各种工艺方法来提高地 基的抗剪切强度，降低地基的压缩性，改善地基的透水特性，改善地基的动力特性和 改善特殊土的不良地基特性。特别是在松软土地铁隧道施工中，其选择加固的工艺和 加固质量的好坏直接关系着盾构进、出洞的安全。只有洞门外土体能稳定自立相当长 一段时间后，方安全拆除封门，盾构即可进出洞，(尤其对周边环境保护要求高,盾构 进出洞又处在承压水范围内)地基加固的尤为重要 。
施工现场取芯
静力触探试验
八、加固后的质量检查 2、水泥土加固出洞前--- 探孔 宜“米”字型钻孔（Φ6～10㎝） 水泥土加固进洞前--- 探孔 宜“米”字型钻孔（Φ6～10㎝），鼻尖位置钻孔直径最好选用（Φ15 ～ 25 ㎝）,但要根据实际情况,总之偏大为好
原则----样洞应选择最薄弱的上面最有影响的地方。严禁先凿除后开样洞。
单圆基座
1、盾构基座变形
产生风险的原因
1、对盾构基座的固定方式考虑不周，固定不牢靠（如底板未垫平、垫实等）。 2、盾构基座的整体刚度、稳定性不够，或局部构件的强度不足。 3、盾构基座多次使用，钢材发生疲劳或钢材生锈等原因。 4、加工人员私自更改结构形式，焊接人员技术不够或漏焊。 5、技术和质量人员无进行专项检查。
施工中需考虑对场地及邻近建筑物可能产生的影响、占地大小、工期及用料等 。只有综合分析上述因素，坚持技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的原则 合理制定加固方案，才能获得最佳的加固效果。
三、目前地铁盾构进出洞地基加固的范围
一般：出洞段：长度 6米、宽盾构上下左右各3米 进洞段：长度 3.5米、宽盾构上下左右各3米
3、地基加固（方案中）必须考虑到加固范围内受影响的构建筑物和管 线的安全的防范措施，加固前应做好监测点的布置并在施工过程中加 强监测手段，发现异常，及时采取措施，并上报。（注意监测点布置 的合理性、及时性和真实性可测性），目前地铁施工中采用布软土点 ，必要时应布正规的深层点。
六、盾构进出洞地基加固时间与车站开挖之间的关系
盾构进洞时大部分位于砂质粉土，含水量丰富，容易出现从盾尾流砂的情况，因此采用
搅拌桩与三重管旋喷，对进洞口区域进行加固，加固区域分二大块：
举
A、前板块由旋喷和深层搅拌桩构成，长度3.35米,深度21.5米； B、在加固区后面及盾构两侧设置二道侧向防水帷幕（长度8.5米,深度21.5米搅拌
例： 桩）。
C、在防水帷幕后面及两侧分别设置4根井点，通过降水及时蔬干进洞范围内土层中
5
4
3
2
1
出洞加固桩位平面布置图
七、地基加固中注意的事项之二
1、施工中加强地基加固旁站工作，尤其是水泥的掺量、桩位 的位置、垂直度和搭接情况。并且对槽壁和加固体之间加固 的夹档和两侧包角要进行重点监控。并作好施工记录表”。
七、施工中注意环境保护
随着社会的发展，环境污染问题日益严重，公民的环境保护意识也 逐步提高，在地基加固设计和施工中一定要注意保护环境，处理好地基 加固与环境保护的关系。
洞圈上应事先标出盾构机壳体上外突 注浆管的大致区域，洞圈内两道弧形 钢板的高度保证25㎝，注浆管区域内 严禁焊接小的三角筋板，洞圈内应事 先预埋5根2寸的注浆管。
二、密封装置注意事项-----底部封板（砂性 土、承压水或周边环境复杂等工况下）
1、无论是一次还是两次进洞，底部轨道中间的封 板一定要在盾构进洞前封好，钢板的厚度不应小于 1公分,并且两面必须满焊，确保其强度和刚度， 2、里面的环板应比外面上，但要注意的是翻下来 时不能影响外面这道环板。
的潜水或地下不明水，防止间隙水土流失。
12米
2004年12月20日进洞。
旋喷 桩
3.5米
搅拌 桩
帏幕到盾 构为2.5米
4
侧向防水帷幕8.5
米
1
盾构全长11.375米 直径11.58米
3
2
五、地基加固前准备工作-----之一
1、地基加固前必须排摸车站槽壁施工 的实际情况（即有无坍方情况便于制定 合理的地基加固工法）。通常坍方物范 围小或又不在进出洞盾构推进的位置内 ，一般可通过钻机打穿、排摸槽壁成槽 的情况（超声波检查资料），钢筋笼垂 直度等相关信息。
气囊 双圆盾尾刷
二、密封装置注意事项---1、洞圈铰链板
洞圈下半圈铰链板必 须有足够强度的防翻 装置，确保盾构后退 土体塌方时帘布橡胶 板不外翻。
洞圈防翻装置
铰链板不符合要求造成外翻
铰链板的长度宜控制27㎝，下半圈铰链板安装后必须与盾构基座进行支撑加固。
27cm
举例：
现象
盾构进出洞时，洞圈渗漏
地基加固最好在车站开 挖后在施工，但目前由 于工期紧以及地面交通 不允许长时间的影响， 因此车站槽壁施工和地 基加固同步进行，开挖 后加固体有一定的位移 量，引起渗水通道，为 此要留出夹档施工的位 置（50公分左右），如 50公分都没条件的话， 事后必须采取相应的补 加固措施，填充位移量
米开加挖固区过程中槽壁位移
二、选择地基加固方法应考虑的因素
盾构进、出洞地基加固的核心是正确选择与实施加固的方法。对某一工程来讲 ，在选择加固方法时要综合考虑各种影响因素，
如1地基土的类别、 2加固深度、 3周围环境条件、 4施工工期、 5施工队伍技术素质与施工技术条件、 6设备状况和经济指标等。
尤其对地基条件复杂、还要详细调查施工区内地形及地质成因、地基层状况、软弱 土层厚度及不均匀性的分布范围、地下水情况及地基土的物理和力学性质等相关资 料。
注意环板端面与轨 道接触面的空隙
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ60°
60°
三、结构施工中事先预埋注浆管（砂性土、承压水 或周边环境复杂等工况下）
有条件的话最好在结构施工中预埋了应急 注浆管，作为应急措施，进出洞前最好事 先将管路接好，一旦发生突发事件就可以 争取时间，有效控制。
一、盾构基座 二、基座最为常见的通病如下
一、盾构基座
双圆15只(如进洞鼻尖位置宜大)
9、地基加固质量异常的补救措施
地基加固强度、抗渗指标或样洞有异常情况（渗漏）必须采取补加固措施。 采取措施后应重新开样洞观察确认质量符合要求后方可凿除洞门砼。 补加固措施有1水平注浆加固(单液、双液)
2地面垂直加固(单液、双液) 3冻结加固 4降压井等
一、密封装置种类 二、密封装置注意事项 三、结构施工中事先预埋注浆管
普遍采用旋喷、搅拌+旋喷、SMW工法及冻结法，地基加固工艺选择必须合理，应适 合盾构进出洞段土层，满足进出洞时土体在一定时间内的自立性和隔水性。确保进出 洞的安全.根据目前发展情况看，通常只要摸清进出洞段所处的地质情况，埋深以及周 边构建筑物和地下管线等情况，一般确定一套合理的地基加固工法是没有问题。但特 殊工况条件下或风险较高的情况下需采用多种地基加固工艺组合使用。
1、盾构基座变形
风险如何预防
1、选用盾构基座时，基座框架结构的强度和刚度应满足盾构进出洞需要，尤其是盾构 出洞时过土体加固区所形成的推力；
2、盾构基座的底面与井的底板之间要垫平垫实，保证接触面积满足基座安放的要求。 3、盾构基座如需多次使用，应及时作好保养及修理工作。确保原应有的强度、刚度。
风险产生后补救措施
风险特征：洞圈发生渗漏水、漏泥，土体塌方。 存在风险：进出洞段地面沉降，危及管线和建筑物的安全。
产生风险的原因
1、地基加固质量不好 2、弧形板防翻强度不够或太短。造成帘布橡胶板外翻，或帘 布橡胶板损坏。
风险产生后补救措施
1及时封堵，进行注浆等加固。
二、密封装置注意事项----2铰链板位置要考虑注浆管的位置
进洞
3.5 米
6米
3米
3米
出洞
浦江耀华站东端头井进洞地基加固平面图，采用三轴搅拌桩进行施工。（强
加固12.7m和弱加固9.67m，水泥掺量分别为强加固16％和弱加固8％，桩长22.37m）。
四、复杂地层（3层、5-2层等）或有承压水时应采用多种加固工艺 以及调整加固范围
翔殷路隧道使用大直径泥水平衡盾构推进，进洞口直径约为12米，根据地质资料，
盾构基座安置在工作井或接收井内的底板上，用作安装及稳妥地搁置 盾构，更重要的是通过设在基座上的导轨，使盾构在进出洞时有正确的导 向，因此导轨要根据隧道设计轴线及施工要求定出平面、高程、纵坡来进 行测量定位。
导轨夹角一般为60°盾构基座除承受盾构自重外，还应考虑盾构切入 地层后，进行纠偏时产生的集中菏载。因此盾构基座必需保证足够的整体 刚度、稳定性和各部件的强度。
1、对已发生基座变形损坏的构件，及时进行相应的加固或调换；进出洞时应加强基 座的观察，一旦发生基座正在变形时，应停止推进，及时采取措施进行补加固。
地面
在开挖过程中槽壁移位
渗水通道
80 槽壁
60 结构
举例：
M8线6标（中山北路～中兴 路）区间隧道------盾构出 洞时，洞圈渗漏
七、地基加固中注意的事项之一
1、加固参数要合理，夹挡加固质量非常关键尤其是两头的包角旋喷加 固要控制好加固顺序最好是跳跃式加固。
48米
13.5米
12 11 10
9
8
76
常见的与地基处理方法有关的环境污染主要是噪声、地下水质污染 、地面位移、振动、大气污染以及施工场地泥浆污水排放等。在地基处 理施工中应根据施工现场条件，合理安排施工工艺，施工时间等。以减 少甚至消除对周围环境的不良影响。
八、加固后的质量检查
1、地基加固检测 地基加固强度、抗渗指标等必须按规范经过现场取样进行复试（包括抗压试块、 取芯、渗透系数），复试指标、复试频率必须满足设计等要求。