盾构工程重难点分析

目录

1 端头加固是本工程的重点 (2)

2 洞门破除风险预防及处理是本工程的重点 (3)

3 避免洞门密封失效是本工程的重点 (4)

4 盾构掘进中的刀盘防磨、防结“泥饼”、防喷涌是本工程的难点 (5)

5 盾构穿越南太桥盘龙江是本工程的重难点 (8)

6 平行穿越近日隧道、侧穿建筑物是本工程的重难点 (11)

7 管线沉降控制是本工程的重点 (13)

1 端头加固是本工程的重点

盾构的始发涉及盾构机刀盘的进洞，容易引起地表沉降和涌水、

突泥，如果加固效果不能达到设计要求，可能会造成始发的失败，因

此端头加固是本工程的重点。

为确保始发时施工安全，确保地层稳定，防止端头地层发生坍塌或涌漏水等意外情况，应根据始发端头工程地质、水文地质、地面建

筑物及管线状况和端头结构等综合分析与评价，对洞门端头地层采用旋喷桩方式进行加固处理。要求加固后的土体应有良好的均匀性和独立性，掌子面不得有明显渗水，其无侧限抗压强度大于0.8Mpa，渗透系数≤1×10-6cm/s。加固后进行抽芯检测，达不到标准，须重新进行加固。具体施工方案及技术控制要点如下：

⑴在进行钻孔前首先要对加固区域内的管线调查清楚，避免对管线造成直接破坏，并在施工过程中进行监测；

⑵旋喷桩钻孔按Ф900@650梅花型布置。旋喷桩布置范围为始

发端9m、接收端9m，宽度为12.2m(隧道外轮廓各3m)，设计加固深度为12.2m（隧道外轮廓上下各3m）；

⑶灌注水泥浆时，控制好提升速度，保证浆液灌注的连续性；

⑷控制好桩基的垂直度，保证桩基的咬合密实性；

⑸加固完成后，要对加固效果进行检查。如注浆效果未能达到设计要求，需要重新进行补充注浆。

2 洞门破除风险预防及处理是本工程的重点

（1）预防措施

盾构端头采用旋喷桩加固，加固体强度较高，正面土体稳定性较好，其主要的风险点在于加固体与车站围护结构的外侧表面结合不好

及加固体之间的密实度未达到施工要求。如果出现上述情况，则洞门破除时很容易产生土体失稳现象，故在洞门破除前要做好预防措施。

①加固体抽芯检测

盾构端头抽芯检测共抽5根。依据抽芯的结果对盾构端头加固的效果进行评价，若质量达不到要求，则对加固体进行补充加固。

②洞门水平观察孔

洞门破除前15～20天，对洞门区域进行抽芯试验和通过水平观

察孔来检测盾构端头的加固效果，主要是观察正面土体的含水量及土体的加固强度等。

③注浆泵

破除洞门前，准备好注浆泵及相关的应急抢险物资（水泥、砂子

和棉被等），一旦洞门漏砂或塌陷就立即使用注浆泵对漏砂处进行封堵。

④紧急安全通道

利用盾构井后方的车站结构设置破除洞门时的紧急安全通道，在施工期间，严禁任何人员和物品堵塞通道。

⑤破除洞门时机

盾构始发前的洞门破除工作，必须是在盾构机及盾构施工成员全

部工作准备就绪后，且设备和人员全部处于临战状态下才能进行。

⑥做好降水措施

盾构始发端及到达端加固区内分别设3口降水井，降水井井底位于盾构隧道外轮廓线以下3m，盾构始发到达前保证周边地下水位位于隧道外轮廓线以下1m。

（2）处理措施

①少量土体塌落

洞门破除过程中，由于机械破除时产生的震动等原因不可避免的有砂石掉落的现象。如果掉落砂石的量在控制范围内，不影响正常的施工，也不会对设备和人员构成安全风险，则可将砂石清理后继续施工，需要时可派专人在旁观测土体状况一旦发生危险即使通知施工人

员撤离。

②大量土体塌落

若因端头加固效果不好或施工不当等，造成洞口土体大量塌落时，应立即停止施工，并组织施工人员使用注浆泵对塌落初的土体进行注浆封堵，直到封堵完毕后方可进行下一步施工。

3 避免洞门密封失效是本工程的重点

洞门密封失效预防措施：

①严格按照设计文件进行洞门钢环的制作、安装，保证施工精度满足要求；

②加强盾构始发时的姿态控制，避免盾构姿态不好造成洞门密封的局部失效；

③盾构始发时，派专人对洞门密封情况进行观察，发现问题，及时处理；

④适当调整铰接压板，保证帘布橡胶与盾构筒体的密贴。

4 盾构掘进中的刀盘防磨、防结“泥饼”、防喷涌是本工程的难点

盾构机在富水的粉质粘土、粉土、粉砂地层中掘进时，易发生刀

盘磨损、结“泥饼”和喷涌。采取的工程措施如下：

⑴刀盘防磨损措施

①不同的刀具，其切削机理不同，小松盾构刀盘结构形式是根据**的地质及水文地质情况配备不同类型的刀具并进行合理地组合。盾构穿越地层为软土地层，只需要切削型刀具；在配置刀具时可考虑增加刀具的数量，即增加刀具（特别是先行刀）的行数或增加每一行的刀具数量，或是采用长短刀具并用法切削土体，利用长短刀具不同的切削高度差（高差值约为 2 0～3 0m m），来延长刀具使用寿命。当长刀具磨损后，短刀具开始接替长刀具掘削，这样就大大提高了刀具整体抗磨损能力。

②改善刀盘的耐磨性

刀盘耐磨性的提高一般是采用在刀盘面板堆焊格栅状特殊耐磨

材料的工艺措施，在刀盘面板外周、刀盘边缘侧板等处焊接格栅状耐磨条（堆焊效果如图4-1 所示），增加加强钢板，增强刀盘外周及相关部位的强度和硬度，提高其耐磨性；另外刀具的刀刃上应使用硬度大、抗剪性好的超硬钢材，可沿刀具表面实施硬化堆焊，提高刀具自

身的耐磨性。

图4-1 格栅状耐磨条堆焊效果

③对开挖土体进行渣土改良

选择合适的土体改良剂（如常用的泡沫、膨润土等），并根据地质情况，进行科学的动态施工管理，改善土体的流塑性，使之切屑成

流动型，不仅可以减少对刀盘面板和刀具的磨损，而且还可以防止切下来的泥沙和碎石对刀盘以及螺旋输送机的堵塞，同时改良剂的添加对刀具起到一定的润滑和冷却作用，延长了刀具使用寿命。

④合理选择掘进参数

盾构机掘进时，掘进参数的正确选择对延长刀盘及刀具的寿命是非常重要的，掘进参数选择不合理会导致刀具过早的损坏，不能达到隧道掘进长度的要求。根据大量的统计资料，可采用下列公式计算盾构机刀盘外圈刀具磨损量：δ=1 / 10×K×π×D×N×L / V式