武汉长江隧道工程盾构施工

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长江盾构穿越施工安全控制技术介绍

土压平衡盾构：是在机械式盾构的前部设置隔板，在刀盘的旋转作用下，刀具切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土舱，使土舱和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土，依靠盾构推进油缸的推力通过隔板给土舱内的土碴加压，使土压作用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。
2、土压平衡盾构工作原理
3、螺旋输送机
螺旋输送机通过一个密封套装在盾构机的土仓底部。机壳上留有添加剂注入口，可以根据渣土情况注入泡沫、膨润土等添加剂。螺旋输送机出渣口安装有滑动式闸门，该闸门的开度能调节，从而调节螺旋输送机的送料速度，使土仓保持一定的压力。
螺旋输送机装有土压传感器，用于检测输送机内部的土压力，并反馈给PLC系统或操作人员，以决定对螺旋输送机的转速、出渣闸门的开度大小进行调整，从而很好的控制出土量，达到控制土仓压力的目的，最终保证盾构机的正常掘进。
泥水系统构成：主要由膨润土、CMS、纯碱和水组成膨润土的作用提高泥水粘度、比重、悬浮性、触变性 CMS（缩甲基淀粉）的作用降低失水率、增加粘度纯碱（碳酸钠）调节PH值、分散泥水颗粒
泥水盾构的泥水系统由四大部分组成 ⑴造浆分系统 ⑵泥水输送分系统 ⑶泥水处理分系统 ⑷泥水监控分系统
造浆分系统包括泥水拌制分系统和浆液调整分系统盾构在掘进过程中，需要进行新旧泥浆交替补充到盾构开挖面，形成
电缆托盘等）
皮带机泡沫发
注浆气
生器
动阀四三号号台台车车（（左左））
管片六五吊号号台台车车（（左左））
喂片机
设四三一六备号五号号二连号台号台台号接台车台车车台桥车（车（车正（侧右（右面右）右）））
6、施工配套管片车管片车浆液车土箱土箱土箱电瓶车
三、盾构施工的原理

高水压条件下盾构隧道结构特征分析

高水压条件下盾构隧道结构特征分析摘要：武汉长江隧道工程盾构长距离穿越砂层、盾构承受水压高，最高5.7bar，地质条件和地下水状况非常复杂，江底段隧道最小覆土厚度小于1d，而且水底部分与覆土压力相比水压力更大，特别是武昌深槽段，水压力主导的施工。

为了确保盾构管片结构安全，本文通过梁弹簧计算模型，分别进行了大量的计算，分普通地层和复杂地层两个方面，从水压变化方面进行了计算。

分析高水压对管片结构的影响。

关键词：盾构隧道水土压力梁弹簧计算模型隧道覆土1．概述根据提供的武汉长江隧道纵断面图，武汉长江隧道盾构段隧道底板最高点为江北竖井一侧（标高-0.89m），最低点位于k3+718m处（标高-31.78m），盾构穿越的地层主要为中密粉细砂（地层代号⑤2）、密实粉细砂（地层代号⑤3），底部中间为卵石层（地层代号⑥）及强风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩（地层代号⑦1和⑦2）之间。

局部见中密中粗砂（地层代号⑤4）、密实中粗砂（地层代号⑤5）、可塑粉质粘土层（地层代号⑤6）。

盾构两端接近竖井处的地层为软塑粉质粘土层（地层代号④4）、中密粉土层（地层代号④6）其可挖性除中风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩为ⅳ级、强风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩及密实卵石为外ⅲ级外，其它土层为ⅰ级。

盾构穿越地层主要为富含地下水的砂土层，其地下水特征在两岸表现为较高承压水头的承压水特征，在长江则表现为高水头压的潜水特性。

由于其水头压力较高，盾构施工时易引起突发性涌水和流砂，而导致大范围的突然塌陷。

同时，高水头压对盾构机和隧道的密封及抗渗能力提出了更高要求。

根据盾构段隧道底板标高k3+588.6m～k4+250m段盾构工作面的下部将切入密实卵石层（地层代号⑥）及强、中风化泥质粉砂岩夹砂、页岩（地层代号⑦1、⑦2）层中，与盾构工作面其它土层构成了软硬不均匀的工作面，盾构推进时，由于受力不均，容易造成盾构在线路方向上的偏离。

如图1所示lk4+200地质剖面所示。

武汉地铁二号线越江隧道盾构始发技术

武汉地铁二号线越江隧道盾构始发技术摘要：武汉地铁二号线越江隧道工程采用气垫式泥水平衡盾构施工，盾构直径6520mm，盾构双线均已始发成功，文章主要介绍盾构始发过程中的关键技术，为类似工程提供参考。

关键词：始发；泥水盾构；地铁1 引言随着我国城市轨道交通设施的兴建，盾构法隧道施工越来越普遍的被使用，也越来越多地被国内地铁届所接受。

武汉地铁二号线越江隧道工程是穿越长江的第一条地铁隧道，该工程的成功与否直接影响到地铁二号线的顺利通车。

盾构发施工已有许多成功的工程实例，但是此方法也有较大的风险。

管控好各个施工阶段的施工技术将是工程成功的关键，本文主要介绍泥水盾构始发技术。

由于始发边界条件不同于盾构正常掘进，盾构始发通过开挖面平衡条件差，对开挖面稳定产生不同程度的不利影响，盾构处于试掘进状态，盾构故障多，盾构操作人员不熟练等，容易发生地表变形过大，甚至坍塌、地表冒浆等事故，因此根据工程地质条件、地下水、盾构类型、覆土厚度、洞门密封等条件选择合适的始发具有重要的意义。

2 工程概况武汉市轨道交通二号线越江隧道工程为武汉市重点工程，是武汉市重要的过江通道，位于武汉长江一、二桥之间。

隧道江北起点为江汉路站，江南终点为积玉桥站。

施工内容主要包括：盾构区间隧道、明挖风井、联络通道及江中泵房等。

隧道右线长约3085米，左线长约3098米。

线路纵坡大致为U形，线路最大下坡为2.7%，最大上坡为2.56%。

盾构区间采用两台直径6520mm的泥水盾构施工，盾构隧道采用管片拼装式单层衬砌，管片外径6200mm，内径5500mm，环宽1.5m。

衬砌环由一个封顶块（K）、两个邻接块（B1、B2）和三个标准块（A1、A2、A3）组成，管片为双面楔形通用管片，楔形量为40mm，管片采用错缝拼装方式，管片环纵缝均设置凹凸榫槽，环缝和纵缝均采用弯螺栓连接。

盾构始发内容主要包括洞口端头地层加固、洞门环及洞门密封装置的安设、盾构始发基座的设计加工及定位安装、盾构机组装调试、泥水处理系统的组装调试、反力架的设计加工及安装就位、洞门地下连续墙围护结构钢筋混凝土凿除、负环管片拼装、两侧支撑系统安装、盾构始发推进、以及其他保证措施的准备等。

冷冻法施工作业指导书

武汉长江隧道工程冷冻法施工作业指导书编制：审核：批准：中铁隧道股份有限公司武汉长江隧道工程项目经理部二零零六年七月一、编制依据1.1《地下铁道工程施工及验收规范·GB50299-1999》；1.2《盾构法隧道工程施工及验收规范· DGJ08-233-1999》；1.3《地下防水工程施工及验收规范· GBJ208-83》；1.4《煤矿井巷工程施工及验收规范·GBJ213-90》；1.5本工程投标文件。

二、编制目的规范操作程序，指导现场施工。

三、适用范围武汉长江隧道盾构隧道联络通道冷冻施工。

四、作业概述该工法是在地层中按预定间隔埋设冻结管（Φ100mm的管径），冷却液在冻结管上循环，则管周围地层中的孔隙水以管为中心生成年轮形状冻土。

邻近的冻土柱连接在一起，形成止水墙。

本工程用冷冻机把盐水溶液冷却到-20～-40℃，由循环泵送至冻结管冷却地层，盐水吸收地层的内热后，温度上升，经由盐水冷却泵，返回冷却机降温后，再次进入冷却管，如此反复循环。

五、人员机械配置人员配置表工种人数工种人数打钻工20 辅助工 4 机械安装工10 技术人员 3 机修工 3 管理人员 5电工 6合计51机械设备配置表编号机械单位数量备注1 W-YSLGF300Ⅱ型螺杆机组台2 备用一台2 IS150-125-200水泵台 1 盐水泵3 IS150-125-200C水泵台 1 清水泵4 测斜仪台 15 测温仪台 26 NBL-50冷却塔台 27 J-200型金刚石钻机台 1 管片开孔8 MD-50钻机台 19 电焊机台 2六、部门职责1、工程部：①、负责冻结帷幕设计计算、冻结孔布置及制冷设计；②、冻结施工过程现场监督，冻结效果检查。

2、设物部：①、负责冷冻设备的维修、保养；②、保证电力持续、足量供应。

3、操作班组：①、严格按照冷冻设计布孔、埋管；②、钻机、冷冻机械操作。

七、作业流程作业流程见下图。

武汉长江隧道盾构施工引起的地表沉降预测

维普资讯
２００８年５月第５期（１６总１）
铁道工程学报ＪＵＮＬＯＡＬＹＥＧＮＥＩＧＳＣＥＹＯＲＡＦＲＩＷＡＮＩＥＲＮＯＩＴ
Ｍａ２０ｙ０８Ｎ．（ｅ．１）Ｏ５Ｓｒ１６
术，今世界３大海底隧道工程：吉利海峡隧道当英
（ｈｎｅＴｎｅ）丹麦海峡隧道（ｒａＢｌＴｎｅ）Ｃａｎｌｕｎ１、Ｇｅｔｅｔｕｎ１和东京海底隧道均采用了盾构掘进技术，示出了盾显构技术的巨大优越性和技术潜力，发达国家隧道及在
文章编号：０６— １６２０）５— ０９一ｏ１０２０（０８００施工引起的地表沉降预测
李国成丁烈云
（中科技大学，武汉４０７）华３０４
摘要：究目的：构隧道施工会对周围土体产生扰动，而影响到周围建筑物和地下管线。因此，确预测研盾进准
ＡｂｓｒｃＲｅｅｒｈｒｓｓ：Ｇｒｕｎｏｅｅｔｅｓｌｃｕｓｉｈｏｓｒｔｏｒｃｓｆｓｉｌｉｇｔｎｅ，ｒｓｌｉｇｔａｔ：ｓａｃｐｕｐｏｅｏｄｍｖｍｎａｉｏｃｒｎｔｅｃｎｔｕｃｉｎｐｏｅｓｏｈｅｄｎｕｎｌｅｕｔｙｎｉｉｔｒｎｈｕｒｕｎｉｉｎｓａｄｐｉｅｉｅｎｄｓｕｂｉｇｔｅｓｒｏｄｎｇｂｕｌｇｎｐｌｎｓ，ＳｔｉｉｎｆｃｎｏｃｕａｅｐｅｉｔｇｔｅｇｏｎｄｓｔｌｍｅｔｄｉＯｉｓｓｇｉｉａｔｆｒａｃｒｔｒｄｃｉｈｒｕｅｔｅｎｎｉｄｃｄｂｈｉｌｏｓｒｃｉｎｏｕａｎｔｅＲｉｅｕｎｌｔｒｔｃｈｕｒｕｄｎｕｉｎｓａｄｐｐｌｎｅ．ｎｕｅｙｓｅｄｃｎｔｔｆＷｈｎＹａｇｚｖｒｔｎｅｏｐｏｅｔｔｅｓｒｏｎｉｇｂｌｇｎｉｅｉｓｕｏｄｉＲｅｅｒｈｏｎｌｉｎＴｈｅｕｔｎｃｔｓｔａｇｏｎｅｔｅｎｕｄｏｈｎｇａｇｌｎｔｒａｏ０ｍｅｅｓｓａｃｃｃｕｓｏｓ：ｅｒｓｌｉｄｉａｅｈｔｒｕｄｓｔｌｍｅｔｗｏｌｎｔｃａｅｌｒｅｙｉｈｅａｅｆ４ｔｒｂｈｎｈｅｃｔｎａｅａｏｇｔｅｔｎｌａｉｌａｅｉｄｔｕｔｉｇｆｃｌｎｈｕｎｅｘａ，ｎｄｗｈｅｈｒｕｄｌｓａｅｉｅｓｔｎ２．ｎｔｅｇｏｎｏｓｒｔｓｌｓｈａ０％，ｇｏｎｅｔｅｎｒｕｄｓｔｌｍｅｔｉｄｃｄｂｏｌｐａｔｅｏｍａｉｎｉｆｓｌｐｒｅａｅｔｈｏａｅｔｅｎａｕ．ｎｕｅｙｓｉｌｓｉｄｆｒｔｏｓｏｍａｌｅｃｎｔｇｏｔｅｔｔｌｓｔｌｍｅｔｖｌｅｃＫｅｏｄｓ：ｓｉｍｅｈｎｃｙｗｒｏｌｃａｉｓ；ｓｉｌｕｎｌｒｕｄｓｔｌｍｅｔｕｅｉａｉｌｔｎ；ＷｕａｎｔｅＲｉｅｕｎｅｈｅｄｔｎｅ；ｇｏｎｅｔｅｎ；ｎｍｒｃｌｓｍｕａｉｏｈｎＹａｇｚｖｒｔｎｌ

武汉长江隧道盾构始发井深基坑施工技术

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王光辉
武汉长江隧道盾构始发井深基坑施工技术
的抽水试验结果，场地承压含水层的综合渗透系数
为１．８／，９６ｍｄ降水影响半径１８６ｍ。
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维普资讯
公路隧道
２０年第３（０７期总第５期）９
武汉长江隧道盾构始发井深基坑施工技术
王光辉
（中铁隧道集团科研所洛阳长江隧道工程盾构始发井为深基坑工程，在长江附近、地质条件复杂、地下水位较高的武昌地区修
四系粘性土层中，其水量较小；压水主要赋存于承长江两岸粉细砂、中粗砂层中。根据场地所取上部滞水、承压水的水质分析结果，场地内地下水对混凝土及混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。场地上部滞水的水位埋深在０５．～２８ｍ２间（当于标高２．～２．０。场地承．ｏ．相０７３９ｍ）

武汉长江隧道鲁兹故居综合保护技术分析

ｌ２
土工基础
部门强烈反对的，审批程序非常严格，一般不采用；移位法是近年来逐步被采纳应用的方法，但也有一定的限制条件，比如必须有移位放置的新址和移位
行托换，分段开挖５００ｍｍ宽的原条基下面土体，然后将钢筋笼放置在原条基下，再用膨胀混凝土浇筑密实。待间隔的两段基础梁达到混凝土强度等级后，再施工间隔中的一段５００ｍｍ基础梁，最后将三
第２７卷第１期２０１３年２月
土工基础
ＳｏｉｌＥｎｇ．ａｎｄＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ
Ｖｂ１．２７ＮＯ．１Ｆｅｂ．２０１３
武汉长江隧道鲁兹故居综合保护技术分析
胡斌，杨盛双，钟有信
（中铁隧道集团有限公司，河南洛阳４７１００９）
摘要：武汉长江隧道工程盾构施工近距离下穿省级文物保护建筑一鲁兹故居，且盾构接收井深基坑距该建筑也
初步设计情况见图１。
程项目与重要的古建筑物、文物保护建筑等发生冲
突等问题。如何满足工程项目的需求，又最大限度地保护重要古建筑物，是工程项目各方需要面对和
解决的问题。

武汉长江隧道泥水盾构的改造

（ｈｎａｌａｕｎｌｇＥＭｅＣ．Ｌｄ，ｉｉｎ５００ＨｎｎＣｉａＣｉａＲｉｙＴｎｅｎｑｍｍｏ，ｔ．Ｘｎａｇ４３０，ｅａ，ｈｎ）ｗｉｘ
Ａｂｓｒｃｔａｔ：ＴｈｄｆａｉｎｏｈａｇｉｍｅｅｌｒｙｓｉｌｒｇｎｌｓｄｉｎｔｅＲｉｅｕｎｌｉｕａｓｐｅ — ｅｍｏｉｃｔｏｆｔｅｌｒｅｄａｔｒｓｕｒｈｅｄｏｉｉａｌｕｅｎＹａｇｚｖｒｔｎｅｎＷｈｎｉｒｓｉｙ
ｓｉｌＴｕｎｌｇｅｆｃｓｏｅｍｏｉｅｌｒｙｓｉｌｈｗｈｔｔｅｐｅｅｔｎｍｅｓｒｓｔｋｎｉｈｄｆａｉｎａｅｈｅｄ．ｈｅｔｎｅｉｆｅｔｆｔｄｆｄｓｕｒｈｅｄｓｏｔａｈｒｖｎｉａｕｅａｅｎｔｅｍｏｉｃｔｏｒｎｈｉｏｉｅｆｃｉｅ．Ｆｒｈｒｒｆｔｖｅｕｔｅｍｏｅ，ｓｍｅｓｏｃｍｉｇｆｔｅｍｏｉｃｔｏｒｕｍｍａｉｅｏｈｒｏｎｓｏｈｄｆａｉｎａｅｓｔｉｒｚｄ．Ｔｈｐｒｃｎｐｏｉｅｅｅｃｏｕ — ｅｐａｅａｒｖｄｅｒｆｒｎｅｆｒｆｒｔｅｔｄｅｎｔｕｔｒ．ｈｒｓｕｉｓｉｈｅｆｕｅＫｅｒ：ＹａｇｚｖｒＴｕｎｌｉｕａｙｗｏｄｓｎｔｅＲｉｅｎｅｎＷｈｎ；ｓｕｒｈｅｄ；ｇｏｏｙａｐｉａｉｉｌｒｙｓｉｌｅｌｇｐｌｃｂｌｙ；ｆａｉｉｉｎｌｓｓｔｅｓｂｌｔａａｙｉｙ

大直径通用楔形管片拼装技术

大直径通用楔形管片拼装技术张毅1 徐贤宇2 荣亮3（1．中铁隧道股份有限公司，河南郑州 453000；2．中铁隧道集团科研所，河南洛阳 471009）摘要：武汉长江隧道是我公司第一个大直径泥水盾构过江隧道工程。

盾构隧道管片外径11000mm，内径10000mm，管片环宽2000mm，采用双面楔形的通用管片，楔形量为55mm，采用9块等分“大楔型封顶”分块形式。

管片拼装的质量直接影响到盾构掘进工程的安全、进度和隧道整体的防水质量。

为了保证盾构安全顺利的完成隧道掘进，本人对管片拼装的技术和遇到问题的解决办法加以研究总结。

关键词：盾尾间隙点位选取管片安装管片旋转管片椭圆质量保证Large-diameter General Wedge Segment Assembly technologyZhang Yi1,Xu Xian yu2,Rong Liang3（1．China Railway Tunnel Stock Co, Ltd., Xinxiang 453000,He’nan；2．China Railway Tunnel Group Scientific Research Institute, Luoyang 471009, He’nan）Abstract: The Wuhan Yangtze River Tunnel is the first company of large diameter shield muddy river tunnel project. Shield Tunnel-diameter 11000 mm, diameter of 10000 mm, the ring-width 2000 mm, using double-sided wedge of the Universal film, for the wedge of 55 mm, using nine sub-"big wedge-shaped cap" block form. The quality of the films assembled a direct impact on the security shield tunneling projects, progress and the overall water quality of the tunnel. In order to ensurethe smooth completion of safety shield tunnel boring, I assembled the film's technical problems and solutions to summarize.Key words: Mei space shield，Select the Point，Installation Segment，Segment Rotation，Segment Elliptic，Quality Guarantee.1. 概况本工程施工中，采用错缝拼装通用楔形管片。

泥水盾构工作原理

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气压调节系统
目前是使用的一般是SAMSON公司产品。其原理为，当压力降低或升高，与设定值有偏差时，通过压力的反馈，调整进气阀或者排气阀，对气仓内进行补气或排气，使压力逐渐升高或降低到设定压力值，直至与设定值平衡。因为掘进时液位总是存在一定的波动，其压力有一定变化，SAMSON系统能根据压力的反馈，及时对气压进行调整。
压力调节器
进排气阀
一般气仓压力一经设定，一个掘进循环内不再进行调整，所以掘进循环内，刀盘压力稳定在某个恒定值。只有当掘进条件发生变化，需要调整掘进压力时，再对压力调节器重新进行压力设定。气压调节系统功能是保证泥水仓的压力，泥浆循环系统的功能是出渣。
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四、泥水处理系统
泥水盾构掘进，其泥浆质量是控制盾构掘进质量的重要基础，对于盾构掘进循环回来的污浆，其性能不能满足循环使用要求，为能够保证掘进质量，需要对泥浆的比重、粘度、颗粒等进行处理，其中泥水分离设备是对泥浆性能有最直接影响的设备
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两种泥水盾构的主要区别如下
日本体系泥水盾构的泥浆压力，在循环掘进时，通过调整进浆泵的转速或者调整进浆泵出口节流阀的开口比值来实现压力控制的。因此掘进速度、地层变化、掘进深度及其掘进长度对压力均有影响。调节泵的压力是通过中心控制室的自动调节完成。
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德国体系的空气室的压力是根据开挖面需要的支护泥浆压力设定的，空气压力可通过空气控制阀使压力保持恒定。同时由于空气缓冲层的弹性作用，即使液位波动或出现突然的泄漏，对土仓压力也无明显影响。
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长时间停机模式
这个模式是自动控制的。此时所有泵都停止运转。开挖面压力由压缩气回路来控制。当气垫室泥浆液位低于预定的低限时，便进行校正。
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3.2泥浆循环参数控制
泥浆循环参数包括泥浆流量和液位、压力、比重等，循环部件包括进出泥浆泵、流量计、比重计、各种泥浆阀门等。对于不同厂家的盾构的，其泥浆循环略有区别。泥浆循环的控制包括：流量和液位的控制泥浆压力的控制比重的控制等。

国内大直径盾构隧道的设计技术进展_肖明清

#隧道/地下工程#收稿日期:2008-04-30作者简介:肖明清(1970)),男,教授级高级工程师,国家一级注册结构工程师,1992年毕业于西南交通大学地下工程及隧道工程专业,工学硕士。

国内大直径盾构隧道的设计技术进展肖明清1,2(11西南交通大学土木工程学院,成都 610031;21中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)摘要:自上世纪90年代以来,我国大直径盾构隧道的建设得到较大的发展,特别是近期建设的武汉、南京和上海越长江隧道以及广深港客运专线狮子洋隧道,无论是在工程建设规模还是建设难度方面,均堪称世界级工程,也代表了当前国内盾构隧道的设计水平。

对目前国内几座有代表性的大直径盾构隧道的概况进行介绍,对设计技术的进步进行总结。

关键词:大直径盾构;隧道;设计;技术进展中图分类号:U 455143 文献标识码:A 文章编号:1004-2954(2008)08-0084-041 概述111 国内外大直径盾构的发展概况1818年,英国的布鲁诺(M 1I 1B r une l)提出盾构工法并申请了专利,1825~1843年,他利用矩形(618m @1114m )盾构,在伦敦泰晤士河下几经挫折修建了世界上第一条盾构隧道。

1869年,Barlo w 和G rea t 采用圆形盾构(外径2121m 的铸铁管片)在泰晤士河下成功修建了第二条盾构隧道。

随后,盾构工法相继传入美国、法国、德国、日本、苏联以及我国,并得到逐步发展,尤其从20世纪60年代以来,随着机械制造技术的发展,不同类型盾构机相继出现,可实施的盾构隧道直径也逐渐增大,掘进长度与开挖深度也在不断增加,陆续建成了英法海峡隧道、东京湾海底隧道、荷兰绿色心脏隧道等一批著名工程。

我国盾构隧道的应用时间相对较短,较为全面的试验是1962年在上海塘桥的试验隧道(<4116m 的普通敞胸盾构)工程。

1966年,上海用盾构法建造了国内第一条水底公路隧道)))打浦路隧道。

盾构隧道同步注浆水下不分散砂浆的研制

盾构隧道同步注浆水下不分散砂浆的研制摘要:武汉长江隧道采用盾构法施工,所处的高压富水地质条件决定了同步注浆材料必须具备高抗水分散性能,以保证同步注浆材料在灌注过程中不被地下高压水稀释,从而达到对围岩的填充和加固效果。

本文采用有机-无机复合技术原理,利用硅灰、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺三种物质进行复配,对高掺量粉煤灰砂浆进行抗水分散性能试验研究。

试验结果表明:通过无机和有机外加剂的增强、保水和絮凝作用,可以使高掺量粉煤灰盾构隧道同步注浆单液砂浆具有良好的保水性能、高抗水分散性能和固结性能,新拌砂浆环境水溶液pH 值最高为8.3,砂浆28d水陆强度比可达91%。

关键词:水下不分散砂浆;同步注浆;盾构隧道0前言同步注浆是地下隧道盾构施工法中的壁后注浆工法之一,即在盾构掘进的同时,通过注浆泵的泵压作用,将水泥砂浆灌入盾尾的管片环外间隙之中,达到填充管片环外空隙、固结管片环位臵、减小地面沉降、充当环外第一道防水线的目的[1]。

武汉长江隧道部分地段处于高水压饱水地质条件下,因此,同步注浆材料将可能直接浇注于水中,如采用普通的注浆材料,其拌合物的水胶比、组成等参数会发生巨大变化,严重影响硬化后注浆材料的力学性能和耐久性。

具体地说,会产生以下后果:1)集料与水泥浆严重分离,部分水泥颗粒被水流稀释甚至带走,致使浆材不具有胶结能力;2)浆材注入后均匀性十分差,局部形成水囊,水胶比大幅增加;3)存在空洞,严重缺浆等现象,耐久性差;4)附近水域和生物将遭到严重污染和侵害,如果在流动水中进行注浆,则问题更加严重。

因此,在高水压富含水地层中,同步注浆要求浆材具有能快速充填,保水性强,不离析,倾析率小、抗水分散性能好等性能。

普通同步注浆单液砂浆一般采用膨润土来获得高的稳定性,但在高水压富含水条件下灌注很容易造成离析、浆液流失、灌注不均匀、不密实等现象,达不到同步注浆所要求取得的效果。

抗水分散砂浆也可称为水下不分散砂浆,其中关键技术是抗水分散外加剂的性能。

隧道施工方法分类

隧道工程设计业绩
隧道工程设计业绩
序号
工程名称
主要水底隧道项目业绩一览表
工程概况
阶段
1
京沪高速铁路南京长江水底隧道
京沪高速铁路全线控制工程，全长5760米，沉管法
初步设计
2
长江南京段上游过江通道
全长3385米，双向六车道，沉管法
预可行性研究
3
武汉长江隧道工程
全长3270米，双向四车道，盾构法
1、隧道修建方法分类与简况 2、矿山法施工方法分类 3、施工组织设计的编制程序与方法 4、隧道施工的基本原则 5、隧道开挖与出碴运输 6、超前支护与初期支护 7、防排水施工 8、二次衬砌 9、施工通风除尘
1．隧道修建方法分类与简况
1.1 分类表1
明挖法：明挖暗埋；沉埋管段暗挖法：矿山法（新奥法、钻爆法）
工程名称
1
深圳梧桐山上行隧道 (旧洞改建)
主要公路隧道项目业绩一览表
工程概况
阶段
附注
2270米，单向双车道城市隧道
建成
为既有隧道改造设计,是国内首次对公路市政隧道进行改造设计。获国家鲁班奖入选中国企业新纪录,获部优
秀设计三等奖
2
广州白云山公路隧道
242米
建成
国内第一座双跨连拱6车道隧道，宽34m，获部优秀设计二等奖
主要根据工程规模、地形地理条件，工期及方便管理进行安排和划分。
计划进度安排：
主要依据总工期要求、开挖方法、施工队伍素质、机械设备能力，并参考同类工程的平均进度确定。当前铁路、公路隧道的开挖（含初期支护）的平均进度水平如表3
3．施工组织设计的编制程序与方法
表3 隧道开挖平均进度表（m/月）

武汉长江隧道工程盾构施工风险研究

工程施工前，要通过补充地质钻孔和双频回声测
靠或长时间磨损，导致周边水土流失，盾构机内涌水或沉陷；数据采集系统、传感器失灵；液压推进系统漏油；注浆管路堵塞；磨损或受到较大的偏心
力矩致使主轴承断裂，盾构机无法工作。
广州地铁施工，日本产的二手盾构机推进地铁区
开挖面的稳定、切削刀盘的种类、出土方式、主轴的扭矩、推进能力以及最为关键的盾构机械的密封性能等方面，均应认真对待。为保证盾构机推进不出现无法现场维修更换的机
收稿日期：２０ —０－９０６６２
械故障，要求盾构机主要部件原材料性能优良，无损伤；主轴承在长时间挤压力和扭转力矩负荷的作
有参考价值。
１长江隧道盾构施工风险分析及其防治根据长江隧道工程具体的地理位置、工程地质水
上同时存在着土层、卵石层及泥质砂岩加岩层的强、中分化的岩石地层。
盾构机在隧道施工过程中，由于盾构机械选择不
文情况以及盾构法施工技术特点，通过专家讨论分析，得出了工程可能发生的主要风险因素及防治方法。
武汉长江隧道工程盾构施工风险研究
吴贤国。吴刚。骆汉宾
（中科技大学土木工程学院，湖北武汉４０７）华３０４
摘要：结合武汉长江隧道工程特殊的地理环境，在参考国内外类似工程经验基础上，对长江隧道工程盾构施工主要风
维普资讯

万里长江第一隧—武汉长江首座公路隧道施工侧记

造 “ 中国中铁 ”著名品牌。
桩、承压降水、文物保护、房屋加固、控制沉降等频繁的
武汉长江隧道由中国中铁隧道集团联合体设计、采购和施工总承包。中铁隧道凭借丰富的穿越江河湖海和科技实力，在世人瞩目的长江隧道建设中，屡
中铁隧道更是联合铁道第四勘察设计院、武汉市市
政建设集团、武汉市城市规划院、
武汉长江隧道是国家批准立项、武汉 “ 五 ”期间重点地震、人防、沉船、抛锚、爆炸等各种特殊性因素，并十充分考虑了长江３００年一遇洪水水位以及使用期内洪水对河床的影响，按照六级人防抗力设计。
江修建交通隧道，被誉为 “ 万里长江第一隧”。
万里长江第一隧
武汉长江首座公路隧道施工侧记
文，中铁隧道股份有限公司党群工作部牛雪顶尹强
足武汉长江大堤，极目远眺，滔滔江水，奔腾而去。１５年，武汉长江大桥贯通，毛泽东主席７９世纪之后，武汉长江隧道开建，大堤之下，两条 “ 龙”横铁
２０年１月，武汉长江南岸，中央政治局委员、湖北０４１
度低，开挖过程中极易造成地面沉降，对周边建筑物产生破坏，施工风险极大。项目部全体工程技术人员和广大员工认真落实施工方案，按照有关专家意见，基坑防水采用 “ 以封为主，减压降水为辅，封降结合 ” 的原则，降水主要采用管井降水和井点降水，科学组织，攻坚克险，成功

武汉长江沿线复合地层盾构超长时间停机复推关键技术研究

武汉长江沿线复合地层盾构超长时间停机复推关键技术研究摘要：近些年来城市地下轨道交通的高速发展，在轨道交通建设过程中，盾构施工技术由此进步和发展。

在盾构机掘进施工过程中，或因设备故障、或因风险源处理、或遭受疫情等主客观因素的影响，常常需要暂停掘进，等待时机再行复推。

长江沿线地质复杂多变，复推工作困难重重，谋地铁区间施工单位对盾构机复推施工各方面影响因素进行详细分析，精准预测、深入研究后采取了一系列有效措施，保障复推工作的有序开展。

本文将复推技术加以总结，以便为类似施工提供参考。

关键词：盾构施工停机复推沉降一、研究背景以某某标段为例，该区间工程位于武汉市汉阳区境内，地形平坦，地面高程22.7～23.3m，地貌单元属长江Ⅰ级阶地、长江Ⅱ级阶地、长江Ⅲ级阶地，地质条件复杂，区间拱顶埋深7.82~19.57m。

左线盾构机在219环时停机，处于（3-4）淤泥质粉质粘土层、（10-2）粘土夹碎石、（10-3）粉质粘土、（10-4）粘土夹碎石。

（如图1所示）右线在195环时停机，处于（7-2）粉质粘土层、（10-4）粘土夹碎石。

（如图1所示）图1盾构机停机位置地质剖面图二、盾构机超长时间停机复推风险分析2.1盾构机超长时间停机复推对地层影响2.1.1有限元分析盾构停机对地层影响本次建模计算采用midas/GTS（NX版）岩土有限元分析软件。

midas GTS是为能够迅速完成对岩土及隧道结构的分析与设计而开发的“岩土隧道结构专用有限元分析软件”可以广泛应用于地下结构、岩土、水工、地质、矿山、隧道等方面的分析及科研。

表2.1-1地质参数表车站结构及盾构管片材料力学计算参数如表2.1-2所示。

表2.1-2砼力学参数表模型尺寸结合工程项目实际情况，并考虑边界影响，总体尺寸为150m×150m×50m（X×Y×Z）。

图2.1-1整体模型地层位移分析：图2.1-2开挖后长时间停机竖向位移根据有限元掘进模拟，不采取措施停机将造成地面沉降15mm左右。

泥浆制作作业指导书

泥浆制作作业指导书篇一：泥浆制作作业指导书篇二：泥浆调制作业指导书武汉长江隧道工程泥浆调制作业指导书编制：审核：批准：中铁隧道股份有限公司武汉长江隧道工程项目经理部二零零六年七月一、编制目的指导泥浆制作和调整的工作，保证泥浆在盾构掘进时的泥膜形成及掘削面的稳定以及有效运送排放掘削土砂。

二、编制依据2.1《地下铁道设计规范》2.2 《地下铁道工程施工及验收规范》2.3《盾构隧道》2.4相关技术规范。

三、工程概况武汉长江隧道为武汉市重点工程，是武汉市重要的过江通道，位于武汉长江一、二桥之间。

隧道江北起点为汉口大智路与铭新街的交叉口，江南终点为武昌友谊大道南侧规划中的沙湖路。

本工程暗挖盾构隧道左线LK2+720～LK5+270总长2550米，右线YK2+778～YK5+277.2总长2499.2米，主要穿越地层为粘土，粉土，粉质粘土，淤泥质粉质粘土，粉细砂，中粗砂，卵石层，泥质粉砂岩夹砂岩页岩。

四、适用范围适用于武汉长江隧道工程盾构施工。

五、原材料5.1泥浆制备所需材料有：膨润土、CMC、纯碱、水、聚合物。

5.2材料要求1、水，自来水，若用江水、地下水等则需要作特别的处理。

2、膨润土，主要成分是蒙脱土，必须符合施工要求。

3、纯碱，不允许含有其它杂质。

4、CMC ，能增加粘度和提高泥膜形成性能。

5、聚合物，以长链有机聚合物和各种无机硅酸盐类为主体的膨润土代用品。

6、所有原材料都必须经检验合格后方可进场。

7、所有材料的质量检查、运输、储存、使用都必须满足规范要求。

六、泥浆试验检测人员配置及职责泥浆搅拌站配置泥浆检测工程师一名，主要负责制浆原材进场的取样、送检；新浆配合比的配制，各项指标的控制检测；再生浆的测试、调整及各项指标的控制检测。

七、泥浆试验检测仪器设备配置八、泥浆配合比及指标8.1泥浆配合比泥浆配合比必须满足相关标准、规则和技术规范的规定。

泥浆配合比(重量比)为膨润土:CMC:纯碱:水＝7:0.05:0.33:100。

武汉长江隧道工程泥水盾构施工安全技术

保证。
１由于本桥是２）０世纪８Ｏ年代建设的旧桥，计施工的水平设都较低，监管不到位，使在今天重交通的情况下病害较大，致因此
５梁体顶升施工过程
０世纪桥梁的检测是十分必要的。２实践证明，）回澜大１封闭新桥交通，）让车辆在旧桥行驶，并限速４ｍｈ限载加强对２０ｋ／，５ｔ以下的车辆通过。２凿除桥面铺装及桥面连续，各跨成为桥病害处理措施得当，）使能够结合桥梁病害实际情况进行精确治为省道３４线的大修创造了良好条件。５个独立的简支体系。３由于需要对部分损坏梁体进行钢板加理。节省了施工时间，】
建筑，０１３（）１６１７２１，７６：６－．６
ＲｓａｃｎｄｓａｅｔｅｔｎｆｉｎＢｉｇｎｙａｉｅｅｒｈｏｉｓａｍｅｔｌｒｄｅｉＱｉｇｕｎｃｙｅｒｏＨｕａｎｔ
第３Hale Waihona Puke ８卷第７期２０１２年３月
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＴＣＵＲＥＨＩＥＴ
山西建筑
Ｖｏ．８Ｎｏ７１３．
Ｍａ．２２ｒ０１
・１３・７
文章编号：０９６２（０２０ — １３０１０ — ８５２１）７０７・２
２１掌子面稳定问题．
武汉长江隧道过江段穿越地层主要为粉细砂层，水压高、通水性强、渗透系数大，注入掌子面前方的泥浆极易被稀释，很难形成隔水泥膜，泥水压力难以建立，法平衡掌子面前方土压力，无施工过程中如果控制不好，可能产生开挖面失稳、江底冒浆、隧道涌

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纹防治难度大。
A
7
二、盾构选型、性能
1、盾构的选型（1）盾构机的分类
根据开挖面平衡根据地层和地下水情况，所采用的稳定开挖面的方法进行分类，盾构法分为敞开式盾构（自然平或机械支护）、气压盾构（压缩空气支护）、泥水盾构（泥水支护）、土压平衡盾构（碴土支护）和复合式盾构。
A
8
盾构类型
基本原理
支护方式/开挖面压力调节方式
在最大水压0.6 Mpa下盾构推进的施工安全和工程防水是重点。关键是保证主轴承密封、盾尾密封在高承压状态下的正常工作、耐久性和管片的拼装防水质量。
3、长距离掘进。
盾构长距离掘进中密和密实粉细砂（石英含量高），并在江中段掘进上软下硬地层，切削中等风化基岩，对刀具特别是边刀的磨损很大。盾构正面刀盘刀具耐久性和可靠性是一次过江成败的关键。
A
13
➢ 地质影响因素：土砂层、岩层，特别应考
虑特殊地质条件，一般来说对于土层或淤
泥质地层，选择土压平衡盾构；而砂层或
卵石地层选择泥水；岩石地层选择土压盾
构；对于复合地层需要综合分析。主要因
素有：地层的渗透系数、岩土层的颗粒分
布与组份、岩石的强度、岩石的RQD指标、
地质构造。
A
14
卵石层粗
敞开式
自稳获机械支撑
2
气压盾构
3
泥水盾构
A
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盾构类型
基本原理
支护方式/开挖面压力调节方式
4
气垫式泥水盾构
5
土压平衡盾构
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A
11
2、盾构选型
（１）盾构选型的内容 A盾构机基本类型的选择：土压盾构、泥水盾构、复合盾构 B盾构刀盘与刀具的选择：幅条式刀盘、面板式刀盘；滚刀、切刀、先行刀、超挖刀。 c 主要功能的配置：
从工程投资角度考虑，一般泥水盾构施工的成
本高于土压盾构的15~20%；且泥水系统会造
成噪音污染。
A
16
3、武汉长江隧道盾构性能介绍
根据武汉长江隧道盾构所穿越的地层分析，即有强度高的粉砂岩，也有粉细砂和粉质粘土等，以及高水压、周边环境条件复杂的特点，因此采用复合式泥水平衡盾构施工。
具有高效的开挖系统、泥水压力平衡功能、泥水输送及管路延伸功能、控制及故障显示功能、方向控制及导向系统、数据采集处理和分析功能、管片安装功能、同步注浆功能、泥水分离系统等
盾构隧道为双洞分离式隧道，衬砌外径11000mm，内径 10000mm，采用通用（楔形量为55mm）钢筋混凝土管片。隧道断面底部设逃生通道和电缆通道，中部为行车道，上部为专用排烟道。
为改善隧道的防灾条件，在两条盾构隧道间设置2条联络
通道。
A
4
4.隧道穿越地层岩性分布本盾构隧道先后穿越淤泥质粘土、粉细砂、中粗砂、卵石、
粘土
(m/s)
系渗数透
地层渗透性与盾构选型
-10 -1 -10-1 -10-2 -10-3 -10-4 -10-5 -10-6 -10-7
-10-8
-10-9 -10-10 -10-11
泥水盾构本工程渗透系数
土压平衡盾构
A
15
➢ 环境因素：建构筑物、场地环境、工程投资
作为控制地层变形能力评判，泥水盾构优于土压盾构；但是由于泥水处理系统的需要，工作场地要求大。
大利阳庭大汉口江堤长江
武昌江堤
平武和大铁路电教楼竖井友
谊
大
大
大
道
道街
街街道
道
道
武汉长江隧道A 总平面图
3
3.盾构隧道线路平、纵、横断面设计概况
盾构段隧道线间距为16m～28m，隧道线路平面最小曲线半径为800m。线路纵坡大致为U形，线路最大下坡坡度为 4.35%，最大上坡坡度为4.4%。隧道覆土厚度在6.8-43m之间。
土压盾构：加泥装置、泡沫注入装置；泥水盾构：冲洗装置、气垫平衡装置；复合盾构：功能部件更换、多模式平衡功能
A
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（2）盾构机选型及定购的依据
土质条件、岩性；
开挖面稳定；
隧道埋深、地下水位；
设计隧道的断面；
环境条件、沿线场地；
衬砌类型；
工期；
造价；
辅助工法；
设计路线、线形、坡度；
选型的原则：掘得进、稳得住、出得来、成形快、环保好
基本功能．
A
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盾构由法国NFM公司设计，除核心设备采用进口件，部分结构在国内制造。
（1）盾构机类型：膨润土-气垫式泥水平衡盾构；（2）开挖直径11.38米；（3）重量：主机与后配套的重量1100 t（主机900t，后配
4、周边环境复杂，保护难度大。
进出洞段埋深浅，且下穿众多重要的建筑物，如电教楼、长江防洪大堤、武大铁路、鲁兹故居等
5、施工难度大。
施工中存在以下技术难题：①高承压水砂层联络通道施工风
险大；②特殊地段（浅覆土、上软下硬复合地层、小半径曲线
段）盾构掘进质量控制难度大；③大体积、深手孔管片预制裂
武汉长江隧道工程盾构施工技术
A
1
一、工程概况二、工程重难点分析三、泥水盾构选型和性能四、施工关键技术五、浅覆土地面冒浆应对措施六、科技创新
A
2
1、工程位置
一、工程概况
武汉长江隧道为武汉市重点工程，是武汉市重要的过江交通通道，位于武汉
长江一、二桥之间。起点为汉口大智路与铭新街的交叉口，终点为武昌友谊大道南侧规划中的沙湖路，线路平面见下图。
2.工程规模
工程范围包括盾构始发井、到达井、盾构隧道、联络通道、明挖暗埋隧道、 A、B、C、D、E、F六条匝道、管理中心大楼、通风井、路面工程及机电设备安装工程等。
主线隧道建筑总长3630m，其中盾构隧道左右线各长2538.6m，过江段长 1310m。
临中胜
沿
洞
江山
鄱竖井鲁兹故居
江
上软下硬复合地层等，具有地层多变、高承压水等特点。
盾构隧道工程地A 质纵断面图
5
二、工程重难点分析
武汉长江隧道工程是个高风险、高难度、规模大、技术复杂的涉及多领域的系统工程,技术特点和难点主要体现在长约 2.5km，外径为11m的两条圆隧道的设计、施工和施工组织等方面，可以用多变、长、大、深、难几个字来概况：
1、地质条件复杂多变。盾构隧道穿越的地层,进出洞段以粉质粘土、粘土、淤泥质
粘土为主，江边及江中段以粉细砂及中粗砂为主，江中段局部穿过上软下硬的复合地层，地质条件复杂且多变，且隧道穿越的地层透水性强，最大水压达0.6Mpa。对盾构机性能（适应性、可靠性、耐久性）要求高。
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2、高水压。