地铁盾构施工富水砂层盾构施工须注意事项

富水砂层盾构施工须注意事项

一、盾构机设计要考虑的关键因素

1、盾构密封系统

富水砂层中的土砂在高水头压力下可能从各种间隙涌入隧道,为此盾构设计必须有良好的密封系统,其中重点保证盾尾系统、铰接系统和螺旋输送机的密封防水性能。

（1）盾尾密封系统

盾构机盾尾设计不应少于3排环形弹性较好的钢丝刷，每排钢丝间距应合理均匀的构成盾尾油脂仓;油脂孔数量和位置的设置应能满足富水地层盾构掘进油脂仓油脂的及时填充的需要，掘进中自动或手动注入密封油脂以减少钢丝刷磨损和填充钢丝刷之间的空隙，防止砂水进入盾构机。

（2）铰接密封系统

铰接利于盾构曲线施工,其连接部位必须考虑防水措施。铰接部位除了采用弹性橡胶条，还设置了应急橡胶气囊。当橡胶止水条不能满足防水要求时，立即向橡胶气囊充气，使气囊膨胀暂时堵塞空隙，然后逐步缩回后体.

（3）螺旋输送机密封系统

为有效防止“喷涌"，螺旋输送机应设计双闸门。前闸门通过螺旋轴伸缩来实现关闭，后闸门随时能关闭。如果施工人员带压进行土仓作业，关闭前闸门可进一步提高土仓的密封性。

2、盾构机刀盘系统

砂层软土地层中刀盘设计应考虑以切刀为主、刮刀辅助.刀盘开口率大小须根据标段具体地质情况和专家评审意见定夺，不得随意更改和使用原有刀盘.碴槽布置与土碴开挖量应对应，碴槽最好接近刀盘中心，以防止刀盘中心部位“泥饼”的形成，提高刀盘的开挖效率。为改善砂层的塑性及粘度、降低透水性及内摩擦力，刀盘及密封隔板还应设计足够的泡沫、泥浆注入管路，通过压注高性能泡沫和经过合理配比的泥浆，有效防止高水头水砂“喷涌”的发生。

二、盾构安全始发、到达的注意事项

一）盾构机始发注意事项

盾构始发或到达时须破除盾构井围护结构(一般是人工挖孔桩、钻孔桩或是连续墙等），盾构穿过围护结构抵达土体撑子面或进入盾构井。为了确保暴露出来的盾构撑子面稳定,在软土地层中必须对端头的土层进行加固。一般要求如下:

始发端头，富水砂层中沿着隧道纵向1倍盾构机主机长度，宽度为盾构直径左右两边各延长3m，深度为盾构下方3m至盾构上方3m；到达端头，加固宽度和深度与始发端头的相同,只是隧道纵向1倍盾构机主机长度加1环管片宽度。如果对端头土层加固仍无法满足富水砂层中的施工要求，必须采取其它有针对性的措施。

(1）盾构始发端头加固

必须注意封堵加固体与车站围护结构的间隙，即采用高压旋喷桩和深层搅拌结合的加固方法。外排施工深层搅拌桩，靠洞门结构位置

施工三重管高压旋喷桩。整个加固体强度保证破除洞门后端头土体能自稳，旋喷桩的止水帷幕则防止水砂由间隙涌入。28天后进行垂直抽芯检查和洞门水平探孔检查各项指标.

(2）破除洞门结构砼

原则上先破除外层钢筋混凝土,保留里排钢筋和约10㎝厚的砼层；迅速安装橡胶帘布和扇形钢压板.待以上准备工作完成后，由下往上，分块破除钢筋混凝土,并尽快使盾构机前移直至刀盘顶到加固体撑子面。从安装橡胶帘布到盾构前移，应控制在12h内完成，否则盾构撑

子面暴露时间过长容易产生加固体失稳变形现象。盾构开始向前掘进时暂不出碴，超量注入泡沫，改良碴土,以建立土仓压力。

二)盾构机到达注意事项

(1）砂层中盾构进站很容易发生“涌砂”，原因是盾构机开挖的直径比盾构机机身的直径大，使得盾构机外围形成一环缝，高水头细砂和水很容易从此缝隙涌入，引发地面坍塌，所以必须采取有效的措施防止流砂的发生。当盾构机刀盘到达加固区边缘时应缓慢掘进并相继不段的通过管片吊装孔对盾尾后的3环管片注双液浆并确保注浆效

果完好，确保止水帷幕外的泥水再没有通道到达出洞口.

（2）刀盘进入车站时盾构与洞门之间的缝隙可能有喷砂水的现象,须立即收紧洞门折页压板钢丝绳压紧洞门密封，喷涌严重时采用

遇水膨胀的聚胺酯封堵;如不是很厉害，可迅速把盾构往前推出洞门。

三、盾构穿越重大建（构）筑物注意事项

(1）根据轨道公司文件要求，在穿越重大建（构）筑物前应完成

关键节点验收各项工作.

（2）盾构机在穿越重大建（构)筑物时应保证匀速连续通过，进入建筑群前,对盾构机和配套设备(水平运输的电瓶车、垂直运输的门吊和砂浆搅拌站等）进行全面保养和维修，减少盾构因设备故障停机的情况。

（3）加强地表及建筑物的监测,把监测的成果及时反馈到盾构操作室（要符合盾构沉降的一般规律)。

（4）土仓压力应比普通地层施工要适当提高,并根据地表监测的结果，不断调整土仓压力参数；注浆以规范要求的130％~180％的填充率为最低值,适当提高注浆量（富水砂层中充填率可达250％）。要求控制盾构每循环的出渣量，发现异常要及时处理。

（5）盾构掘进过程中,专人检查盾构的铰接密封和盾尾密封，发现有泄漏应及时处理。

（6）出渣时应防止“喷涌”.盾构掘进的每循环结束前，关闭螺旋输送机后闸门，打开的闸门再掘进一段（约为10～20cm），发现土仓压力没有变化后方关闸门停止盾构掘进，确保土仓内满仓土,并有一定气压。如果发生了“喷涌"，螺旋输送机的出碴门宜减小，并通过正反转以及加入大量的泡沫和膨润土来改良渣土.