盾构过江河施工技术ppt课件

二、盾构过江典型案例分析 （土压平衡式盾构）
盾构始发井
1、工程概况
盾构吊出井
官洲站 仑
头
海
官
洲
河
区间从仑头盾构始发井出发经仑头村后底岗通过仑头村穿
越仑头海，到达官洲站；盾构过站后再次始发经官洲村穿越官 洲河，到达盾构吊出井。
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
4、基本的施工措施要保证： ①盾构机正确的掘进姿态（避免扰动）； ②开仓或换刀时必要的保障和地层加固措施； ③正确地控制各种施工参数，如出土量、注浆量、泡 沫量、油脂量等等； ④准备充足的抢险材料和物质； ⑤在铰接密封之前的盾壳上预设径向注浆孔。当机头 前方塌方时，可以通过这些孔注入化学浆液或者水泥浆 力保铰接密封和盾尾密封的完好； ⑥成立必要的指挥和决策机构等（突发事件）。
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2）官洲河段掘进模式
YDK18+100～YDK18+270盾构主要穿过<6Z>、<7Z> 地层，隧道顶板以上有<5Z-2>地层出露，采用土压平衡模式掘 进，施工时防止结泥饼。
＜6Z＞ 19.74% 34.4 22.7
0.47
0.02 39 50.2
＜7Z＞ 15.40% 50
28
0.25～0.38 0.6 84 36
＜8Z＞
500
30
8.85
0.9
＜9Z＞
1000
32
26.2,部分地 段90
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YDK18+270～YDK18+383.5盾构主要穿过<6Z>、 <7Z>地层,采用土压平衡模式掘进，施工时防止结泥饼。
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5、施工方法及主要技术措施
1）施工总体措施概述
3、江底特殊地层（上软下硬、沼气、古河道等）
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一、盾构过江风险分析
3、若要避免盾构过江风险，要把绝大部分精力投入到 对盾构机的维修和保养方面，即“保头、护尾、防密 封”，要保证过江时盾构机是在完全正常和安全状态下 运行；
1）土压平衡管理
土仓土压力设定是土压平衡掘进模式的最重要的参数，土 仓土压力值的设定要充分考虑水头压力及水土压力（及其变化， 尤其是涨落潮），并应实时调整，随水头、土层的变化而变化， 以保证土仓的土压力足以平衡开挖面的压力。
土仓压力设定大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
＜1＞ 34.80% 17
8
0.002 5.5
＜2-1A＞ 68.57% 6.5
5.2
0.72
0.0002 2
＜2-1B＞ 48.82% 9.6
7
0.72
0.0002 2.4 24.9 30.66
＜2-2＞ 34.20%
25
0.66
0.5 4.4 24.1 16.61
＜2-3＞
30
0.49
5.3
9 22.1 13.25
常见事故 管片上浮
地层下降
管片上浮、地层下沉、盾构机滚动
喷涌、盾尾漏浆、管片上浮、地层下沉
解决办法
常见事故预防及处理措施
图 例
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里程 1
270 2
地质特点
（260m）→YDK18+383.5处换刀→盾构过官洲河施工结束。
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2）具体技术措施
• 认真做好试掘进及进海、进河前掘进的总结工作，摸索出盾构对不 同地层的适应情况，总结出不同地层盾构机刀具的合理配置及掘进 参数；在过海、过河前对盾构机进行一次全面的保养检修、更换刀 具，安装保压泵渣系统（防喷涌）。
3）换刀位置选择及换刀作业； 4）粉粒含量高，盾构掘进防结泥饼 ； 5）盾构机穿过仑头海河堤对沉降的控制。
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4、掘进模式
1）仑头海段掘进模式
YDK16+790～YDK16+840盾构穿过<6Z>地层，盾构穿越地 层单一，该段采用气压平衡模式掘进。
区间隧道主要穿越全风化混合岩<6 >和<7 >，5 在隧道顶板也有 出露，部分5 侵入隧道顶板。<6 >和5 粉粒含量均较高。
地质判定及 不会有大量涌水。覆盖层承载力较低，受扰动后变形大，采用土压平衡 掘进模式 模式掘进。
常见事故 结泥饼、蛇形较大、河底下沉、管片上浮
3
113.5
区间隧道主要穿越强风化混合岩层7 ，<6 >地层 起伏较大。
线路主要穿越8 、9 地层。8 地层起伏大。覆盖层主要为7 、8 地层，砂层与强中风化岩中无残积土或全风化岩相隔。缺少5 、5
地层。均有7 地层出露，厚度3.6 。
1
2 280
3
线路主要穿越7 、8 、9 地层。覆盖层6 、7 很薄，最小覆盖层厚度12.5 。洞顶穿越6 、7 地层 ，6 、7 覆盖层很薄。覆盖层中含3-2中等透水砂层。仑头海断裂带在砂层与强、中风化混合岩中无风化 残积土或全风化岩相隔，因此基岩水与砂层水力联系较为密切，存在局部涌水的可能。
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区间隧道岩土物理力学参数表
表1
参数 地层
含水率
凝聚力 内摩擦 （Kpa） 角(°)
抗压强度 （MPa）
侧压系数
渗透系数 （m/d）
标贯
粉粒%
粘粒%
工程地质
里 程 8 50
50
9
180
隧道主要穿越7 地层。
洞顶覆盖层依次为7 、6
、5 、3-2、2-3
、2-1 ，中等透水砂
层3-2距洞顶最小距
地质特点
离3.2 深2.8
，进入仑头海水 处穿越单一7 地
层。
隧道主要穿越8 、9 ，有6 、7 切入洞 顶，覆盖层依次为6 、7 、3-2。平均厚 度19.3 。海水最深 处6.12 。
覆盖层承载力较低，受扰动后变形大，采用土压平 衡模式掘进。
结泥饼、蛇形较大、管片上浮、河底下沉
图 例
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水文地质
本段线路按地下水赋存方式分为第四系砂层弱 承压水及基岩裂隙承压水，地下水对钢筋混凝土无腐 蚀性。隧道穿越的地层主要为<6Z>、<7Z>、<8Z>地层， 渗透系数为0.7 m/d。
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汇报的主要问题:
一、盾构过江风险分析 二、工程案例（以广州过珠江为例）
1、工程概况水文地质 2、施工重难点分析 3、掘进模式 4、施工方法及主要技术措施 5、施工管理措施 6、异常情况及处理措施 三、盾构过江的监测方法探讨 四、对于过钱塘江和新塘河的建议
区间隧道穿越官洲河
官州河起止里程为 YDK18+100～YDK18+383.5, 全长283.5m，水面宽度约 182.61m，最大水深9.71m， 隧道顶部距河底最小距离 7.1m。
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3、施工重、难点分析
根据工程地质情况，盾构掘进通过仑头海、 官洲河段掘进有以下几个难点：
1）工程水文地质条件复杂，易出现涌水、 涌砂现象，施工难度大；
2）地层软硬不均，对刀具磨损大，合理设 定掘进参数、推力、刀具配置等参数；
YDK16+840～YDK16+900盾构主要穿过<8Z>、<9Z>地层,
施工时采用气压平衡模式掘进。
YDK16+900～YDK17+080盾构主要穿过<8Z>、<9Z>地层，
属穿越硬岩地层，采用气压平衡模式掘进。
YDK17+080～YDK17+360盾构主要穿越<7Z>、<8Z>、<9Z>
复合地层，洞顶上覆盖<7Z>、<6Z>很薄，最薄处仅为30cm，在 ZDK17+210～230段洞顶切穿<3-2>透水砂层。该段既有上软下硬地层， 又有洞外水通过透水砂层进入洞内可能。采用土压平衡掘进模式。
2、工程水文地质
地质构造
本区地质构造为华南褶皱系湘桂粤褶皱带粤中拗陷增城--台 山隆断束的东莞盆地西端，构造格架由近东西向的白垩系红层 组成的珠江向斜褶皱南翼及上元古界震旦系变质岩东西向片麻 岩理褶皱组成，并被北西向北亭断裂，化龙断裂所切割，广三 断层在本区间穿过，破碎带宽4～6m,其直接影响带约150m。
• 盾构机在海底、河底掘进中，要每天进行渣土性质分析，严密监视 渣土的成分变化，判断前方地层情况，及时调整掘进参数。
• 盾构机在海底、河底掘进中，要建立严格的渣土管理制度。对出渣 量进行认真统计，每环出渣量与临近的一个掘进环出土量进行比较。
• 严格控制掘进参数，按设定的压力掘进。为保护刀盘和刀具，在掘 进过程中推进速度控制在15～35mm/min，刀盘转速控制在1.7～ 1.9r/min。
＜2-4＞ 24.48% 16
11
0.47
0.3
8 18
＜3-2＞
35
0.47
3
15 22.6
＜4-3＞ 22.85% 19
20
0.47
0.02 18 13 8.5
＜5Z-1＞ 26.42% 25
13
0.49
0.02 9 56.3
＜5Z-2＞ 21.02% 36.5 20.2
0.47
0.02 21 50.3 20
地质判定 穿越单一7 地层， 上软下硬地层，水量
及掘进模 采用32渣土加气平
式
衡模式掘进。
大，采用23渣土加气平衡 模式掘进，控制出土与
进尺关系，防止坍塌。
穿越硬岩，水量大，采用土压平衡模式。
6 、7 覆盖层很薄，透水砂层离顶板距离很小，受扰动后易产生大的沉降。透水层与隧道顶板无残积 土或全风化岩相隔。采用土压平衡模式掘进。
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一、盾构过江风险分析
1、过江出现的种种问题涉及 到盾构施工问题的各个方面；
2、盾构机自身防水系统是最大的风险： （否则即使不在江底，同样也有风险） ①盾尾密封失效； ②铰接密封失效； ③螺旋输送机密封失效； ④水压力超过轴承最大密封压力，造成轴承密封压力失效；
区间隧道穿越仑头海
仑头海起止里程为YDK16+790～YDK17+360,全长570m， 水面宽度418.87m，最大水深12.55m，隧道顶部距河底最小 距离12.68m。
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盾构过仑头海 根据仑头海段工程水文地质条件及盾构施工特点： 进入仑头海前YDK16+785处开仓换刀→进入仑头海段掘
进（260m）→仑头海底YDK17+050处开仓换刀→继续掘进→ 盾构过仑头海施工结束。
盾构过官洲河 根据官洲河段工程水文地质条件及盾构施工特点： 进入官洲河前YDK18+100处开仓换刀→进入官洲河段掘进
• 盾构过仑头海在半径为800m的曲线上掘进时，严格控制铰接油缸行 程及行程差。在过海、过河之前，对盾尾密封刷进行检修并加足油 脂，确保盾尾的密封性。
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6、施工管理措施