浅论南京地铁3号线大行宫至夫子庙区间盾构施工重难点应对措施

浅论南京地铁3号线大行宫至夫子庙区间盾构施工重难点应对措施

摘要：南京地铁3号线是一条南北客流主干线，贯穿大江南北、连接主城江北新市区和东山新市区，连接禄口机场、南京南站、南京火车站及江北火车站最重要的对外交通枢纽。本文对工程概况、编制依据盾构机选型、主要掘进参数、质量目标、盾构施工重难点及应对措施、富水软弱地层盾构施工、联络通道矿山法施工、风险建筑物保护提供数字依据和探讨，在以后的地铁施工过程中有重要意义和作用。

关键字：工程概括盾构施工地质条件风险建筑物保护

工程概况

南京地铁三号线TA09标段包含大行宫站～常府街站～夫子庙站共2个区间。区间里程为K22+785.694～K24+609.379，大常区间左右线长度分别为757.886米、755.142米，常夫区间左右线长度均为866.619米；工程量包括两条圆形盾构隧道、2个联络通道兼排水泵房、8个洞门组成。隧道覆土厚度在9.54～20.36m 之间，大常区间盾构主要穿越粉质粘土等，夫常区间盾构穿越地层为粉质粘土夹中密粉细砂层等。隧道衬砌采用6块厚度350mm、环宽1.2m的环形预制钢筋混凝土管片，错缝拼装，隧道外径6.2m，内径5.5m。

二、编制依据

三号线TA09标设计图纸；地质勘察报告；适用于本工程的规范、法律法规等；如GB50299—1999，GB50446—2008等。

三、盾构机选型、主要掘进参数、质量目标

采用土压平衡盾构，由广东海瑞克技术支持，江苏南京凯宫重工生产，盾构壳体外径6.42米；掘进速度1～2公分／分钟，土仓压力1～2bar等；质量目标为合格；盾构中线高程和平面允许偏差±100mm，管片环、纵向允许高差分别为10mm和15mm。

四、盾构施工重难点及应对措施

4、1盾构始发、到达

（1）严格按设计要求做好地基加固。端头地基加固方案经过专家组评审并按照专家意见执行。盾构端头地基采用三轴搅拌桩+旋喷桩水泥系加固，辅以冻结法加固。

（2）采用安全的盾构进出洞辅助工法，盾构进洞施工均采用钢套筒盾构接

收工艺。

（3）精心组织各工序施工，盾构始发与到达中主要保证洞门破除与冷冻管拔除、盾构进出洞、钢套筒安装固定之间的工序衔接。

4、2富水软弱地层盾构施工

1）根据不同地质条件、盾构工况，选择不同的盾构掘进参数，并根据实际施工情况和测量监测反馈的信息及时优化调整掘进参数。

2）严格控制盾构掘进姿态。施工中严格控制盾构纠偏量，在确保盾构正面沉降控制良好的情况下，使盾构均衡匀速施工，盾构姿态变化不可过大、过频。每隔3～5环检查管片的超前量。提前纠偏过程中必须保持良好的盾构姿态，盾构轴线偏差不得超过50mm。根据机选和人选进行对比合理选择管片，避免因管片选型不好，对盾尾刷造成损坏。

3）严格控制同步注浆量和浆液质量，浆液“及时、足量”注入管片与地层之间空隙，确保浆液的配比符合控制沉降标准。盾构司机及工程技术人员对注入位置、注入量、注浆压力值作详细记录，并根据沉降变形监测信息及时调整。

4）准备足量的二次注浆材料以及设备，根据后期沉降观测结果，及时进行二次注浆，软土及液化砂层段增加注浆量及注浆次数，以便有效控制后期沉降和管片之后接缝处渗漏。

5）合理加注泡沫等材料，做好渣土改良，防止切削刀盘和螺旋机头处土体结泥饼。

6）采用钢套筒接收工法。洞门全密封下盾构进入保压的钢套筒，以抵御洞门外水土压力，有效防止涌水、涌砂。

4、3联络通道矿山法施工

在右K23+171.735、K24+298.283处各设区间联络通道兼排水泵站一座，通道长度分别为4.81m和4.45m。

1）加强冷冻效果的监测，正确判断冻土帷幕是否交圈及冻土强度、厚度, 确认联络通道是否具备开挖的条件。同时根据监测结果调整施工工艺，确保施工安全。在打开管片前应进行探孔检查，探孔应打在冻结帷幕薄弱处，探孔处无涌沙、突水现象，地层稳定，冻结帷幕正常，测温效果良好，即可打开管片试挖。应做好重大事故应急控制，在现场预备砂袋、水泥、水玻璃和钢支撑等应急材料以及双液注浆设备, 一旦发生冻结管断裂漏砂或出现孔口管脱落现象, 利用二次开孔装置封闭, 并进行水泥—水玻璃注浆封堵；在钢管片开孔处, 预先安装应急防护门, 遇有突发事故难以控制, 可快速关闭防护门, 从防护门预留孔内注浆填充和封闭。

2）合理组织开挖，并及时施做初期支护，及时形成闭合，尽早完成二次衬砌施工。

4、4风险建筑物保护

本标段区间沿线侧穿、下穿建筑物44栋。

1）通过对下穿的建筑物进行建筑物调查，详细探明建筑物基础、建筑物结构特点、所属单位、是否有开裂等现象、修建年限等情况了解详实，并形成记录。

2）穿越上述建（构）筑物时，充分考虑并制定应急预案，备好应急物资。

3）盾构机穿越地面环境复杂地段前，采取有意识的预先停机维护，对盾构机的性能进行全面的检修，配置充足的盾构机易损部件，特别是对盾构机的密封性能进行检查，保持盾构机以良好的状态完成特殊地段的掘进施工。对盾尾密封性的检查,确保盾构机的注浆效果，不因盾尾密封性不好而产生漏浆；对盾构机铰接密封性进行检查，避免因铰接密封损伤而产生出水；对螺旋输送机密封性的检查，避免因螺旋输送机密封性不好而发生漏气泄压。

4）施工参数优化

在穿越邻近建筑物时，应合理设置土压力值，保持正面的平衡，防止超挖和欠挖；穿越时适当降低掘进速度，控制总推力，减少土层扰动；穿越前调整好盾构姿态，穿越时减少纠偏次数及纠偏量，减少土体的扰动；在穿越邻近建筑物地段，保证一次穿过。

5）有效的渣土改良

根据下穿风险建筑物处隧道所处地层地质特点，选用优质的泡沫进行渣土改良。通过减小盾构掘进对土层的扰动和防止螺旋机喷涌来减少土层沉降。

6）优化同步注浆的厚浆配比，提高浆液凝结速度和强度，及时减小土层沉降。

7）监控量测措施

重点监测地表及隧道隆陷、建筑物及管线变形等。根据建筑物的性质、结构形式、基础形式等建立不同的控制值，通过监控量测及时掌握建筑物的变形情况，及时调整施工参数，确保建构筑物保护管理在可控状态。

8）应急加固预案

施工期间根据监测结果，当变形超出设计报警数值之后立即启动应急预案。