特殊地段及复杂地质条件盾构施工技术措施

特殊地段及复杂地质条件盾构施工技术措施一. 盾构下穿河流（续）1.应对江河地段水文地质条件、河床、河堤状况、水流速度、水深、淤泥层厚度、岸边建（构）筑物情况及保护要求进行详细调查。

必要时进行补堪，确定河底地质。

2.应对地质勘探孔位进行调查确认，防止河水从勘探孔灌入隧道。

3.盾构应具有土仓加泥或泡沫的功能，螺旋输送机应设有防喷装置。

4.穿越时在土仓和刀盘前注入泡沫、膨润土改善渣土性能，防止涌沙突水发生。

5.盾构机刀盘处于河岸前一倍覆土厚度时，应逐渐降低土仓压力，到达河岸下方时，土仓压力应与浅覆土的河流段土压力相等。

确保快速通过危险区域。

6.穿越前，应对盾尾密封系统做全面检查和处理。

使用优质盾尾油脂，掘进中不断地对盾尾密封注入油脂，保证每环30kg以上。

防止泥水和浆液进入盾体。

7.严格控制盾构操作，控制好盾构的各项参数，调整好盾构推进油缸的压力差及各组推进油缸的行程，避免盾构上浮。

注浆材料加入早强剂，块速达到强度。

8.注浆压力在理论上减小0.05—0.1MPa，避免形成劈裂注浆，造成河水倒灌。

必要时，可每１０环压注一次环箍（双液浆、水泥浆），防止窜浆，增强盾尾防水能力。

注浆时应注意管片变形及隧道上浮。

保证出渣量与掘进速度一致，避免“冒顶”。

9.掘进时保持土压平衡，停止掘进时保持土仓压力为正常值的1.1—1.2倍。

二．穿越风险源施工盾构穿越铁路、桥梁、建(构)筑物、大型管线、河流、胡泊、主干道路、不良地质地段（简称穿越施工）：1. 盾构机组装时，禁止使用劣质盾尾刷；使用优质盾尾油脂，防止盾尾漏浆。

2.加强盾构机检修、保养工作，保持盾构均速、快速施工，避免非正常停机。

3.确保盾构机姿态，减少姿态调整引起的土层扰动，必须纠偏时每环纠偏量控制在4mm以内。

4.必须对同步浆液的稠度进行现场测试，浆液水泥含量不得低于120kg/m3,稠度不得大于11，浆液初凝时间不得大于6小时。

5.必须进行“持续”注浆，即：除同步注浆和二次注浆外，盾尾与二次注浆之间的管片（一般为5—8环），在不能实现二次注浆之前，必须进行间歇注浆。

必须保证从同步注浆开始，盾尾以后的所有管片都能实现即时注浆，以控制地面沉降。

6.必须加大监测频率，根据监测数据及时调整土仓压力，注浆压力及注浆量。

7.必须坚持精细化施工，每天至少两次进行穿越过程书面作业，即：核对盾构机与地面建（构）筑物的精确对应关系，分析监测结果，对沉降部位及时采取措施。

三. 浅覆土地段推进（覆土厚度不大于盾构直径的地段）1.必要时，采取对浅覆土地层提前加固，地面建（构）筑物加固等保护措施。

2.为减小地层变形和对环境的影响，严格控制盾构开挖面土压力、掘进速度、出土量、注浆压力等参数。

2.1调整推进土压，采用欠压推进，施工土压力应比计算土压力低0.01—0.02MPa，推进中根据监测数据及时调整。

2.2 同步注浆，必须对壁后注浆的压力及流量进行控制。

2.2.1 浆液质量：浆液稠度控制在9.5—10cm。

2.2.2 注浆压力：注浆压力比土仓压力大0.01—0.02MPa，推进中根据监测数据及时调整。

2.2.3 注浆量：以满足注浆压力为宜。

3.严格控制盾构姿态，减少纠偏，防止对土体扰动过大。

4.事先制定相应的防治措施，以克服因覆土荷载小而发生盾构机抬头和管片上浮。

5.开挖面上部为硬粘土，下部为承压水砂性土时，应向土仓压注浆或添加剂，以改良渣土，同时加大盾构下区推力，防止沙性土液化流失，导致盾构磕头，隧道下沉。

6.掘进期间加强监测，对浅浮土段建筑物进行实时在线监测。

还应派专人巡视地面隆沉情况，对雨、污水等管道、周边建筑物等进行定期巡视。

四. 大坡度地段1.选择牵引机车时，应进行必要的计算，车辆应采取防溜措施。

2.上坡时,由于盾构前部较重，应加大下半部分推力，对后方台车应采取防滑措施。

3.壁后注浆宜采取收缩率小，早期强度高的浆液。

五. 地下管线地段1.盾构施工前，应详细查明地下管线类型、管材、位置、接头形式，允许变形值等，制定专项施工方案。

2.对重要管线和施工中难以控制的管线，施工前应根据具体情况进行加固或改移。

3.应及时调整掘进速度和出渣量等施工参数，减少地表沉降和隆起，控制地下管线的变形。

盾构到达管线前2环至盾尾脱离管线后2环范围内，应以设定土压力值和出土量的控制为推进管理重点，必须严格控制同步注浆压力和注浆量。

4.掘进中，应加强对管线的监测，时刻掌握管线的动态变化。

六. 穿越地下障碍物1.先查明地下障碍物，制定处理方案。

2.从地面处理障碍物时，应选择合理的处理方法，处理后应进行回填。

必要时可采用桩基托换、地基加固、桩基拔除等处理措施。

3.盾构穿越不具备拔除条件或拔除不经济的木桩时，建议对桩周土体进行加固，推进速度控制在10mm/min以内。

4.盾构穿越地连墙(盾构穿越处的地连墙，是采用玻璃纤维筋替代钢筋的)时，可采用注入混凝土消解剂，或对地连墙进行定向爆破的方式进行穿越。

穿越时的推进速度控制在10mm/min以内，可加大刀盘转速，控制总推力。

5.需对盾构机进行适应性改造，增设先行刀、撕裂刀，加强盾构机的切削能力。

6.从开挖面排除障碍物，选择带压作业或加固地层的方法，控制开挖量，确保开挖面稳定。

7.宜采用可伸缩式螺旋输送机或大直径螺旋机（螺旋直径不小于800mm），降低渣土堵塞螺旋机无法出土的风险。

8.必须做好设备检修工作，确保一次性通过，避免长时间停机，导致地层沉降。

七. 穿越建（构）筑物1.盾构施工前，应对距盾构轴线2—3倍埋深范围内的建（构）筑物结构类型及基础形式、使用现状进行详细调查，根据以往的工程经验，评估施工对建（构）筑物的影响，并应采取相应的保护措施，控制地表变形。

2.根据建（构）筑物基础与结构的类型、现状，可采取加固或托换措施。

3.施工前，应对建（构）筑物进行监测，取得初始值。

在施工过程中，加强监测，关注建筑物差异沉降和裂缝监测。

还应对危房或一些重要建筑物进行房屋鉴定。

4.施工中保持较高土压掘进，土压力设定值调高0.1—0.2bar，管片拼装时再将土压提高0.1bar，保证刀盘前方地表有0—2mm的隆起量，停机过程中加强土压监测。

5.及时调整掘进速度和出渣量等施工参数，应严格控制出渣量，每环实际出渣量控制在理论出渣量的98%左右。

减小盾构施工对土体的扰动，减小土体沉降量。

6.加大同步注浆量（建议填充率为200—250%），注浆压力控制在0.25—0.35MPa，可根据地面变形情况调整。

定期对浆液质量进行检查，浆液质量建议控制指标为初凝时间＜6h，稠度9—11cm。

必要时，壁后注浆需要密实和早强。

7.掘进速度不宜过快，宜控制在20—40mm/min,以均匀速度通过建筑物地段。

8.施工时，应勤纠偏，小纠偏，缓纠偏，保持姿态，减少土体扰动。

建议设姿态警戒值±30mm，达到警戒值时应缓慢进行调整，每环纠偏量不大于3mm。

9.保证盾构油脂注入量及注入压力，建议注入量≮25kg/环。

10.根据监测情况，可在离盾尾5环以外注双液浆稳固地层，控制地表沉降。

11.根据螺旋输送机的扭矩及渣土性质，进行加泡沫、膨润土改良渣土。

12.应加强盾构机的保养与维修，避免盾构机在桩基或建筑物下部的非正常停机。

八. 水平小间距推进（平行盾构隧道净间距小于盾构直径70%的地段）1.施工前，应根据隧道所处的地层条件、盾构型式、隧道断面大小，两条隧道之间的相对位置与距离，分析施工对已建隧道以及平行隧道的影响，采取相应的施工措施，保证施工安全和质量。

2.两条隧道应错开施工，先行隧道施工完成后，采取加固隧道间的土体，支撑台车或门式桁架等措施对成型隧道进行支撑保护，控制地层和隧道变形。

3.小间距段先行隧道管片宜选用特殊管片，每环管片预留注浆孔16个。

通过管片预留孔进行注浆，以增加土体的强度。

要求加固后的土体无侧限抗压强度≮0.4MPa。

4.对先行隧道每天进行跟踪监测，发现存在轴线向后施工隧道方向产生偏移4mm以上时，应在后施工隧道内进行二次注浆。

二次注浆压力取1.0—1.1倍的静止水压力，最大不超过0.35MPa（根据隧道埋深设置），注浆位置为发生偏移处对应的后行隧道管片注浆孔。

5.及时进行同步注浆、二次（或多次）注浆措施，有效减少由于近距离双线隧道施工带来的地面沉降。

6.在后行盾构隧道小间距施工过程中需做到匀速、连续、均衡施工。

施工时，应控制掘进速度、土仓压力、出渣量、注浆压力等，减少对相邻隧道的影响。

7.曲线段小间距施工时，应先施工曲线内侧隧道。

8.对先行和后施工隧道应加强监控量测，当监测数据出现异常时，应立即停止掘进，查明原因，根据情况采取相应的施工措施和辅助施工方法再继续掘进。

九. 地质条件复杂地段1.穿过复杂地层、地段（软硬不均互层），应优先选择复合式盾构。

2.应综合考虑所穿过地段地质条件，合理选择刀盘形式和刀具配制方式、数量；3.应选择适当地点，及时更换刀具或改变其配置，以适应前方地层的掘进。

4.应根据开挖面地质预测信息，调整掘进参数、壁后注浆参数和土仓压力，保证开挖面的稳定和掘进速度。

5.采用土压平衡盾构通过砂卵石地段时，应进行渣土改良。

6.采用泥水平衡盾构通过砂石地段时，应根据砾石含量和粒径确定破碎方法和泥浆配比。

遇有大孤石影响掘进时，需人工进入土仓进行（带压）排除。

十. 下穿现有铁路1. 应对既有铁路地质情况、道床、路基、基础形式、涵洞、接触网杆、列车运行频次、运行速度、允许沉降量等进行详细调查。

评估施工对既有铁路线地段的影响。

2. 应选择与下穿铁路工况类似的100m区段作为试验段，进行模拟操作，通过试验段数据调整下穿期间的掘进参数。

加强既有铁路线地段的变形监测，严格控制沉降。

3. 控制掘进速度与出土速度，控制地表变形，保证土仓内的上部土压力稳定。

4.下穿期间，按盾构与铁路的相对位置关系，分段采用相应的加固措施控制沉降：①刀盘前方，日沉降超过0.7mm，将土仓压力提高0.1bar；沉降超过1mm 时，将土仓压力提高0.2bar。

②盾构机上方，日沉降超过0.7mm，在盾构机径向孔处注入膨润土，注入点为2点、10点位置，膨润土注入量为3m³；当沉降量超过1mm，膨润土注入量增加1m³。

③盾尾范围，任意3小时沉降超过0.5mm时，须增加10%的同步注浆量；任意3小时沉降超过1mm时，增加20%。

日累计沉降超过报警值（1.4mm）时须增加30%；日累计沉降超2mm时须增加50%，④盾尾脱离轨道下方5环后，日沉降控制超过0.5mm，须持续二次注浆进行沉降控制，注浆压力控制在0.4—0.6MPa之间，同时根据监测情况对注浆量及压力进行调整。

5.盾构下穿铁路道岔区时，应制定专项措施，在接近道岔前20环时，应对施工参数等进行优化确定。