盾构到达专项施工方案

1、工程概况

本标段线路始自于XXXX广场，线路与规划的七号线并行下穿XX南站西广场后，再下穿钟三路地下人行通道，之后下穿XX南站内河涌、上跨七号线韦涌站~XX南站正线区间，再下穿韦涌、石壁涌、海怡大桥桥桩至出洞口，后经U型槽段、地面线段进入大洲车辆段。

图1-1 工程示意图

入段线盾构里程为RDK0+146.103~ RDK1+384.360，长度为1238.257m；出段线盾构里程为CDK0+147.548~ CDK1+675.000，长度为1527.452m。出入段线隧道埋深为3~13m，隧道间距7~181m，最大坡度为32‰，出段线最小转弯半径R=210m，入段线最小转弯半径

R=250m，为保证最小转弯半径要求及提高管片拼装效率，盾构隧道采用1.2m及1.5m两种规格管片衬砌，1.2m管片用于急曲线段隧道施工，1.5m管片用于非急曲线段隧道施工。

盾构施工从XX南站西广场既有盾构井始发，在暗埋段南侧盾构井吊出，为确保目标工期实现，我司投入两台日本三菱泥水平衡盾构机参与本标段隧道掘进工作。

2、到达端头情况

2.1 到达端地层情况

吊出端头地层在洞门拱顶以上为主要为<2-1B>淤泥质土，隧道范围内主要为全断面<2-2>淤泥质粉细砂地层，底部为<2-2>淤泥质粉细砂地层，地下水位在地表以下1~1.5m 范围左右，吊出端头整体地质条件较差。吊出端地质情况详见图2-1所示。

图2-1 到达端头的地质图

表2-1 端头主要地质性能表

2.2 加固情况

盾构机吊出端头采用双管旋喷桩加固，地层加固范围为端头外10m，加固深度为隧道以上、下3m范围。采用ø600旋喷桩，咬合150mm。双重管旋喷要求浆液的喷射压力大于22MPa，压注浆宜采用42.5R级的硅酸盐早强水泥，可根据需要加入适量的外加剂及掺合料，水泥用量应通过试验确定，水泥浆液的水灰比一般为 1.1～1.3，并根据施工实际情况确定。旋喷桩加固后土体28d无侧限抗压强度不得小于2MPa。

图2-2 到达端头加固图3、盾构机到达

3.1盾构机到达操作流程Array

图3-1 盾构机到达操作流程图

当盾构机到达接收井端头加固区域时，首先利用同步注浆、超前注浆、管片壁后二次注浆等措施，切断流向盾构刀盘掌子面的水源。当盾构机掘进到刀盘接触接收井洞门连续墙时即停止掘进，将泥水仓泥水排空，检查掌子面地下水情况，在确保无地下水流的情况下开始进行洞门破除，在盾构机破除洞门前完成洞门密封安装和接收台初步就位工作。完成洞门凿破除后，快速清理渣土，将盾构机顶出洞门；盾构机顶出洞门时利用洞门帘布橡胶、折形压板等密封装置快速将盾壳包裹形成密封，同时通过同步注浆、二次注浆和洞门处注浆封闭可能沿开挖面和盾壳间隙出现的涌水；盾构按照掘进循环（安装管片同时进行同步注浆和二次注浆）继续向前推进至接收台上；在盾壳脱离洞门密封前应打穿洞门位各管片的二次注浆孔检查是否有地下水涌出，在确认无地下水由端头向洞门涌出时方可将盾尾脱离洞门密封，盾构机主机完全推进到托架上后，开始盾构机拆机工作。

盾构到达段施工按施工时间先后，分为盾构机掘进至到达区域前的准备工作和盾构机掘进到达段两个阶段。

为了确保盾构机安全到达，针对工程实际情况，盾构掘进至到达段前的准备工作包括：接收井端头加固、托架制安、洞门密封装置制安、盾构接收场地硬化等。

盾构机掘进到达段至进洞段施工内容包括：盾构掘进至到达段姿态调整及掘进参数控制、管片壁后二次注浆、洞门破除、盾构机推出洞门等。

到达段非永久结构管片仅在底部拼装3～4块管片，以满足盾构机推出的反力要求并便于拆卸。

3.2 水平探孔

3.2.1 试水目的

钻孔的目的在于查明洞门范围内加固土体稳定性和渗水情况，以防止在盾构机到达前，端头土体（洞门）塌方而造成灾害。

3.2.2 试水步骤

根据穗轨建监[2008]62号文《盾构工程重大风险控制关键节点验收管理办法》要求，在盾构到达前，需在洞门范围内的连续墙施钻水平钻孔，沿洞门四周不少于9个，其中始发探孔深度进入加固体不少于2m，到达探孔深度进入加固体不少于2.5m，确保无流沙流泥、无明显线流；，钻孔时应尽量避免钻到玻璃纤维筋的位置，具体见下图。

钻孔施工的具体步骤如下：

（1）搭设脚手架和工作平台，固定牢靠后，使用Ø100mm钻孔机在洞门范围内依次施钻9个水平钻孔；

（2）钻孔达到预定深度后，将钻孔套管取出，并以木方加棉布阀头沿钻孔植入，以便随时观察其变化；

（3）钻孔按顺序进行施工。

图3-2 洞门镜面试水位置示意图

3.2.3 结果判断

试水结果应从以下几个方面来判断：

（1）试水后，孔内如干燥或只有少许渗水情况，则判断状况为优良；

（2）如有少量的流水（约为孔径的1/5）情况，则可通过补充灌注7.5MPa的砂浆以封堵渗漏路径；

（3）若有大量的涌水或漏砂情况出现，则需重新补充灌浆，补充灌浆的方法、位置和数量可根据实际情况来决定。

3.3 盾构掘进到达参数

3.3.1 掘进速度控制

入段线盾构刀盘从886环进入（出线1103）端头加固区，在进入加固区前后，盾构

推进应尽量保持匀速、平顺，千斤顶推进速度控制在10mm/min以下；在盾构机抵达围护结构连续墙前，掘进速度应逐步降低，最后一环（入891环，出1109环）的推进速度应控制在3mm/min左右。

3.3.2 切口水压控制

盾构机进入加固区后，在保证环流系统通畅不堵管的前提下，逐步降低盾构切口水压，以防止洞门冒浆。由于盾构到达区域覆土厚度只有3.7m，切口水压应控制在65KPa左右，且控制切口水压波动在±5KPa范围内。

在盾构到达掘进期间，盾构操控手应密切注意环流系统运行状况，以严禁堵管为原则调节切口水压力，并视环流运行情况对最终切口水压力设定值进行微调。

3.3.3 泥浆性能控制

盾构到达掘进期间，泥浆比重应尽量控制在1.20g/cm3左右，泥浆粘度28秒以上。若端头加固质量较好，盾构到达围护结构停机，逐步降低泥浆比重、粘度和流量，直至以清水来代替，对土仓进行清洗。

3.3.4 注浆控制

（1）盾构机在加固体内掘进时要求注浆量在150%以上，即每环注浆量在6.08m³以上，进入加固体后要求每一环都需要进行二次注浆。必须保证同步注浆和管片补充注浆的量和质量，并尽量多注浆，注浆压力控制在0.8Mpa以下，以封堵加固体与管片间的渗漏通道。

（2）最后20环注浆配合比中适当增加水泥用量，同时增加同步注浆量，每环注浆要达到密实均匀，保证注浆量的同时也要保证盾尾密封的安全，在掘进过程中根据注浆压力和地面监测情况进行实时调整，以达到管片壁后同步注浆充填密实的效果。

3.3.5 盾构姿态控制

从盾构进入端头加固体开始，盾构操控手应注意控制好盾构掘进姿态，使盾构机尽量平缓掘进，严禁进行大幅度的纠偏动作，以保证盾构机能够平缓出洞。

洞门中心根据实际测量定位，盾构操控手要考虑出洞期间盾构机处于32‰上坡状态，注意控制好盾构机的垂直偏差。

3.3.6 测量控制

在盾构到达掘进期间，盾构姿态和管片姿态必须保证每环一测，并及时将人工测量的结果反馈值班经理和中央控制室，并及时报送监理。地面监测要24小时两班持续进行，监测数据要及时传达。