盾构始发和到达施工关键技术讲座 87页

主要内容 第一部分 基本概念 第二部分 盾构始发施工技术介绍 第三部分 盾构到达施工技术介绍 第四部分 实例分析 第五部分 应吸取的经验教训 第一部分 基本概念 第一部分 基本概念 盾构始发的定义 : 是指盾构在安装竖井内或过站竖井内，自盾构主机开始定位，刀盘向前推进贯入围岩，沿设计线路向前掘进，直至具备拆除负环条件为止。 盾构到达的定义 : 指盾构机到达过站竖井或拆卸井，要完成到达前的定位测量、接收架的安装、管片连接装置的安装和区间隧道洞口的处理等工作。 第一部分 基本概念 盾构始发、到达是盾构施工中风险最大的环节之一，非常容易发生工程质量和安全事故。 如何对盾构始发、到达的安全和质量风险进行评估，并形成风险对策以付诸实施，是确保盾构施工安全和质量的必不可少的工作。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 第二部分 盾构始发施工技术介绍 1 、始发施工顺序及技术要求 始发技术包括洞口端头处理（在软土无自稳能力的地层中）、洞门砼凿除（主要针对钢筋砼围护结构）、盾构始发基座的设计加工、定位安装；始发用反力架的设计加工、就位；支撑系统、洞门环的安设、盾构组装、调试；盾构始发方案、其他保证盾构推进用设备、人员、技术准备等，直到始发推进。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 洞口地层处理 洞口地层效果验收 洞门密封安装 设备验收 负环管片的定位、安装 负环管片安装 盾构始发 盾构机及反力架定位、固定 洞门破除 第二部分 盾构始发施工技术介绍 始发端头加固 为了盾构机顺利始发有两种方式 : 一是采用注浆、冻结法等方式使出洞段地层具有一定的自稳性 ; 二是通过设置双层挡土墙或双层竖井的方式使出洞段地层具有一定的自稳性。一般情况下 , 由于出洞施工场地限制及节约成本的考虑 , 多采用第一种方式 , 即通过地质改良使地层具有一定的自稳性 , 从而确保出洞施工的安全。 地层加固应达到以下目的 : ① 防止设置竖井时造成的围岩松动影响 ; ② 保证破除围护结构后的开挖面具有一定的自稳性 ; ③ 防止或减少地层损失从而减少地面沉降。 随着盾构适应性越来越广泛，盾构始发到达端头地层越来越复杂，越来越多的盾构端头采用回填水土为主，加固为辅的处理方式。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 端头加固范围 （ 1 ）土体横向加固最小尺寸 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 2 ）土体纵向加固范围（无水，粘土层） 始发端头加固长度不小于 6m ； 到达端头在地质条件较差时加固长度不小于 3m 。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 3 ）土体纵向加固范围（有水，砂砾、粉砂层） L= 盾构长度 + （ 2~3 ） B 其中， B 为管片宽度 第二部分 盾构始发施工技术介绍 端头土体加固主要方法 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 1 ）注浆加固 注浆加固的效果，主要是增强粘聚力，对其它因素影响不大。 注浆加固法优缺点：施工性好且经济（从地面、井内均可施工）。但地层加固的可靠性低，加固强度有限，故多用于改善止水特性。 注浆加固法注意事项：注浆材料和施工方法多种多样，需根据地下水、地质、施工环境等来确定，同时要考虑所期待的加固效果，包括注浆量过大引起的地层隆起的处理对策等。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 2 ）高压旋喷注浆 高压喷射注浆法所形成的直径，随施工地层的性质和施工深度而变化，一般根据地层的 N 值进行设定。 砂砾地层和粘聚力大的粘土层，有时不能形成满意的加固桩。另外，在施工深度超过 40m 时，应谨慎设定。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 3 ） 冷冻法 冻结法是将自然状态下不均匀的地层通过冻结变成具有均匀力学性质的冻土 。 考虑到钻孔直径和施工性冻结管直径采用 8.9cm 或 10cm ；埋设间距兼顾到施工性和成本因素一般定为 80cm 。 用冻结法进行始发保护，多采用从地面竖直冻结的方式。到达处多采用从竖井水平冻结的方式，加固强度大且稳定。 存在流动地下水时，因推进速度不可能达到 1 ～ 2m/ 日，因此要注意地下水状况和竖井内的漏水情况。 形成冻土需要的时间，因条件而异，一般需 40 ～ 60 日。 冻土会产生冻胀和解冻沉降，特别是在粘性土层场合下，对此应采取必要的措施。 冻结法是一种不得已的办法，需充分考虑盾构设备本身的要求。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 始发托架安装 （ 1 ）始发及到达托架结构 始发托架一般采用钢结构形式，主要承受盾构机的重力及推进时盾构机产生的摩擦力和扭转力。结构设计考虑盾构前移施工的便捷和结构受力，以满足盾构在组装时对主机进行向前移动的需要。盾构机主机总重达 300 吨以上，始发托架必须具有足够的强度、刚度和稳定性。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 2 ）始发及到达托架安装 始发托架： 基座必须具有足够的刚度、强度。 安装前测量放样，准确定位始发基座，轨道上涂抹硬 质润滑油，减少推进阻力 基座坡度（盾构机中心坡度）略小于隧道设计轨道坡度 第二部分 盾构始发施工技术介绍 反力支撑系统 （ 1 ）系统组成 反力架及支撑系统由钢反力架、钢支撑及负环管片临时衬砌组成。一般情况下负环管片通缝拼装。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 2 ）反力架及支撑系统安装 反力架安装时，首先测量在反力架位置起始里程断面的中心线，并刻划在始发井侧墙上，以便反力架中心定位，反力架中心随始发托架抬高而同时抬高。定位的关键是反力架紧靠负环管片的定位平面与此处的隧道轴线垂直。反力架与车站结构连接部位的间隙要垫实，以保证反力架脚板有足够的抗压强度。 反力架底部的横梁和立柱下端，采用钢支撑支顶在后面底部，位置确定之后，再焊接固定后部斜撑。 反力架的设计及加固都需进行力学计算后实施。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 洞门密封安装 （ 1 ）施工步序 在车站结构的施工工程中，做好始发洞门预埋件的埋设工作，在埋设过程中预埋件必须与车站结构钢筋连接在一起； 在盾构正式始发之前，先清理完洞口的碴土，再完成洞门密封的安装。 （ 2 ）洞门密封形式 压板式和折叶式，其中折叶式越来越被人们所认可。 在泥水盾构中要采用密封水箱的方式进行洞门密封加强。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 扇形压板式洞门密封 该种方式洞门密封装置在内衬墙入门洞圈周围安装设有 M20 螺孔的预埋板 A ，用螺栓将密封橡胶板、压紧环板 B 和扇形压板栓连在预埋环板 A 上。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 第二部分 盾构始发施工技术介绍 折页式洞门密封 第二部分 盾构始发施工技术介绍 某处过江隧洞泥水盾构洞门密封 此处洞门采用密封水箱的方式进行洞门密封，洞门处安装两道扇形压板式密封，在盾构机通过洞门时，两道帘布间会形成一个空腔，在此空腔内可注入盾尾油脂，有效加强洞门密封性。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 第二部分 盾构始发施工技术介绍 成都地铁泥水盾构洞门密封 此处洞门密封也是密封水箱的一种方式，洞门密封环最外周为一道折页式密封，而在洞门密封内侧加装两道盾尾刷，加强洞门密封效果。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 第二部分 盾构始发施工技术介绍 洞门破除 （ 1 ）人工破除围护结构 地铁车站维护结构一般采用围护桩或者连续墙等方式施工，盾构机无法直接破除该结构，因此必须破除车站维护结构，使盾构机能顺利始发。 在对端头土体进行加固后 , 同时为了减少洞门破除对端头土体的扰动 , 把挡土墙分成多个小块 , 通常将洞门分成 12 块和 9 块进行施工。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 第二部分 盾构始发施工技术介绍 若车站或风井维护结构为混凝土维护桩，地层具有较好的自稳性，水位较低，且地层加固效果良好时，可使用截桩法破除洞门，此方法效率快，掌子面暴露时间短，能有效的提高工效。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 2 ）盾构机直接破除围护结构 随着市场上玻璃纤维筋的出现，它具有抗拉强度高，接近混凝土的弹性模量、耐腐蚀、非磁性或非导电等特性。同时还具有易于切割的特点，因此提供了应用玻璃纤维筋替代连续墙中钢筋的可行性，使盾构进出洞时可以直接切割筋材，避免了上述诸多工序和影响人身安全的危险因素。同时也提高了施工效率，节省了工程造价，保证了施工安全，减少了对周围环境的影响，是一种比较有效的施工方法。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 第二部分 盾构始发施工技术介绍 盾构推进 （ 1 ）负环管片安装 负环管片安装准备 在安装负环管片之前，为保证负环管片不破坏尾盾刷、保证负环管片在拼装好以后能顺利向后推进，在盾壳内安设厚度不小于盾尾间隙的方木（或型钢），以使管片在盾壳内的位置得到保证。 负环管片后移 第一环负环管片拼装成圆后，用 4 ～ 5 组油缸完成管片的后移。管片在后移过程中，要严格控制每组推进油缸的行程，保证每组推进油缸的行程差小于 10MM 。在管片的后移过程中，要注意不要使管片从盾壳内的方木（或型钢）上滑落。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 第二部分 盾构始发施工技术介绍 负环管片与反力架的连接及加固 负环管片由推进油缸推出与反力架接触后需要与反力架进行固定，根据现场情况一般使用螺栓与反力架连接或者焊接挡块与反力架固定。 负环管片的拼装类型 在安装井内的负环管片的拼装类型通常采取通缝拼装可以保证能及时、快速的拆除负环管片。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 负环管片脱出盾尾后与托架有一定空隙，需要使用木楔子加固，同时使用钢丝绳对负环管片全环加固。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 2 ）盾构的始发 空载推进 盾构在空载向前推进时，主要控制盾构的推进油缸行程和限制盾构每一环的推进量。 要在盾构向前推进的同时，检查盾构是否与始发台、始发洞发生干涉或是否有其他异常事件或事故的发生，确保盾构安全的向前推进。 始发时盾构姿态的控制 主要通过盾构机的推油缸行程来控制姿态。 始发时盾构推进参数的控制 在保证盾构正常推进的情况下，稍微降低总推力和刀盘扭矩。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 3 ）洞门圈封堵 当盾构前体进入洞口后及时调整洞口圈密封设备的压板 , 防止注浆时因注浆压力作用使帘布橡胶板外翻发生漏浆。根据出洞口的深度推算出盾尾进入开挖面的里程 , 确定盾尾已进入开挖面土体后 , 开启盾尾油脂系统为盾尾注入足量的盾尾油脂 , 然后通过管片预留注浆孔对洞口圈压注双液浆进行封堵。待洞口圈封堵完成后开启同步注浆系统进行背衬注浆 , 进入正常掘进循环。 （ 4 ）联系条的安装 盾构始发后 , 在拆除负环管片前 , 在管片注浆孔 ( 吊装孔 ) 安装螺栓将进洞段 10 环管片用高强度的角钢联系起来 , 防止在负环管片拆除后 , 出洞处管片之间出现松动 , 从而导致渗水等事故。联系条必须在洞口混凝土保护圈达到设计强度后才能拆除。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 反力架、负环管片的拆除 反力架、负环管片的拆除时间根据背衬注浆的砂浆性能参数和盾构的始发掘进推力决定。一般情况下，掘进 100M 以上（同时前 50 环完成掘进 7 日以上），可以根据工序情况和工作整体安排，开始进行反力架、负环管片拆除。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 2、盾构始发风险分析 （ 1 ）加固效果不好 端头土体加固的效果不好是在始发过程中经常遇到的问题。采取的主要措施是必须根据端头土体情况选择合理的加固方法，而且要加强过程控制，特别是要严格控制一些基本参数。对于加固区与始发井间形成的必然间隙要采取其它方式处理。 （ 2 ）开洞门时失稳 开洞门时失稳主要表现为土体坍塌和水土流失二种，其主要原因也是由端头加固效果不好所致。在小范围的情况下可采用边破除洞门砼，边利用喷素砼的方法对土体临空面进行封闭。如果土体坍塌失稳情况严重时，只有封闭洞门重新加固。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 3 ）始发后盾构机“叩头” 始发推进后，在盾构机抵达掌子面及脱离加固区时容易出现盾构机“叩头”的现象，根据地质条件不同有些可能出现超限的情况。为此，通常采用抬高盾构机的始发姿态、合理安装始发导轨以及快速通过的方法尽量避免“叩头”或减少“叩头”的影响。 （ 4 ）密封效果不好 洞门密封效果不好会出现土体流失。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 5 ）支撑系统失稳 支撑系统在某些情况下由于盾构机推进中的瞬时推力或扭矩较大而产生失稳，这样将导致整个始发工作的失败。对于支撑系统的失稳只能从预防角度进行，同时在始发阶段对支撑系统加强监测。 （ 6 ）地面沉降较大 由于始发施工的特殊性，始发阶段的地面沉降值均较大，因此在始发阶段需尽早建立盾构机的适合工况并严密注意出土量及土压情况，同时加大监测频率，控制地面沉降值。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 3、盾构始发重点关注的事项 （ 1 ）始发基座定位时，盾构中心坡度与隧道设计轴线坡度保持一致，考虑隧道后期沉降因素，盾构中线可比设计轴线抬高 10 ～ 20mm 。 （ 2 ）在洞口开始注浆时，要在盾构两侧派人严密监测洞口密封是否有异常情况，是否需要封堵，或者采取其他加固措施。 （ 3 ）在管片的后移过程中，要注意不要使管片从盾壳内的方木（或型钢）上滑落。 （ 4 ）要在盾构在向前推进的同时，检查盾构是否与始发台、始发洞发生干涉或是否有其他异常事件或事故的发生，确保盾构安全的向前推进。 第二部分 盾构始发施工技术介绍 （ 5 ）在始发阶段由于推力较小，地层较软，要特别注意防止盾构低头。同时要防止盾构机旋转、上飘。 （ 6 ）盾构机始发时负环管片周围没有约束，必须在管片四周尽可能地加上各种支撑，保证盾构机向前推进时负环管片不会失稳。 （ 7 ）在盾构机始发之前，为防止盾构机在始发台掘进时发生旋转，需要在盾构机两侧盾壳焊接两排防扭装置，用来卡住始发台，防止盾构机发生旋转。 （ 8 ）要严格控制负环管片的拆除时间，确保隧道整体稳定。 （ 9 ）严格各工序质量的验收和确认。 第三部分 盾构到达施工技术介绍 第三部分 盾构到达施工技术介绍 1 、到达施工顺序及技术要求 盾构到达工作包括到达洞门端头处理（在软土无自稳能力的地层中）、洞门砼凿除（主要针对钢筋砼围护结构）、盾构接收基座的设计加工、定位安装；洞门环的安设、盾构到达方案、其他保证盾构推进用设备、人员、技术准备等，直到盾构机拆除吊出。 第三部分 盾构到达施工技术介绍 第三部分 盾构到达施工技术介绍 盾构到达端头加固 与盾构始发类似，盾构到站之前要根据洞口地层的调查情况对地层稳定性进行评价，并采取有针对性的加固措施。地层加固一般采取如“固结灌浆”、“冷冻法”、“插板法”、“浇注混凝土岩墙”等措施进行洞门加固处理。 随着盾构适应性越来越广泛，盾构始发到达端头地层越来越复杂，越来越多的盾构端头采用回填水土为主，加固为辅的处理方式。 第三部分 盾构到达施工技术介绍 盾构到达准备工作 （ 1 ）对隧道中心及到达洞门进行复核 在盾构机到达前必须对盾构机姿态洞门中心位置进行复核 , 以保证盾构顺利从洞门通过。 （ 2 ）盾构接收托架的安装 根据隧道贯通时刀盘的姿态确定出接收托架的中心位置，根据刀盘的高度和线路坡度情况确定出接收托架的高度和托架坡度。 接收托架的轨面标高除适应于线路情况外，适当降低 20mm ，以便盾构机顺利上托架。 第三部分 盾构到达施工技术介绍 （ 3 ）洞门密封的安装 为防止背衬注浆砂浆或碴土外泄，必须在洞口安设洞门密封。洞门密封的施工分两步进行施工，第一步在车站结构的施工工程中，做好始发洞门预埋件的埋设工作。在埋设过程中预埋件必须与车站结构钢筋连接在一起。第二步在盾构刀盘露出洞门端头之前，清理完洞门的碴土，完成洞门密封的安装。 第三部分 盾构到达施工技术介绍 第三部分 盾构到达施工技术介绍 盾构到站时的掘进 （ 1 ）贯通前的测量与盾构姿态的调整 盾构到站前 50m ，要对洞内所有的测量控制点进行一次整体的、系统的控制测量复测，对所有控制点的座标进行精密、准确的平差计算。 盾构到达前 50 米地段即加强盾构姿态和隧道线形测量，及时纠正偏差确保盾构顺利地从到达口进入车站。并根据实测的车站洞门位置进行必要的调整隧道贯通时的盾构刀盘位置。 第三部分 盾构到达施工技术介绍 （ 2 ）盾构到达阶段掘进应做到如下几点 根据地下水及盾构铰接密封等情况 , 结合注浆工序 , 不提倡压气掘进模式 , 尽量采用土压或半土压模式掘进 ; 掘进速度逐渐放慢 , 掘进推力相应减少 ; 在盾构机刀盘距离贯通面小于 5m 时 , 在条件允许的情况下 , 由盾壳上的预留孔向盾壳外部注入化学聚合物或膨润土 , 用于阻止盾构机后部管片上部的水向洞口流动 ; 增加盾构机测量次数 , 不断校准盾构机掘进方向 ; 加大地面监测频率 , 并依据监测结果及时调整掘进参数 ; 派人对接受井内洞口位置进行监视 ; 保持泡沫剂系统和循环水系统良好 , 保证碴土具有较好的流塑性 ; 控制出碴量。 第三部分 盾构到达施工技术介绍 洞门维护结构凿除 凿除洞门维护结构前 , 在围护结构上开检查孔 , 以确认围岩状况和盾构机到达位置。围护结构的凿除因有地层坍塌、地下水涌入等危险 , 所以为确保地层自稳 , 必须止水。由于围岩的自稳性会随时间的推移而变化 , 因此拆除作业要迅速而谨慎 , 特别是在凿除洞门围护结构后盾构机向接受井推进时 , 应仔细监视围岩状况 , 谨慎施工。 第三部分 盾构到达施工技术介绍 最后几环管片的安装 当隧道贯通后 , 一般还需要安装 5 ～ 6 环管片才能完成区间隧道的管片安装。同时 , 随着隧道的贯通 , 盾构机前方没有了反推力 , 将造成管片之间的环缝连接不紧密 , 容易漏水。在最后几环管片安装时 , 根据现场实际情况 , 采用以下对应措施 : (1) 在刀盘前方的预定位置 , 设置支挡 , 以防盾构机刀盘向前滑动 ; (2) 使用特殊设计的高强度螺栓 , 使其仅依靠螺栓紧固力即可将管片间的止水压缩到位 ; (3) 管片安装完毕需用风动扳手拧紧所有纵向和横向螺栓 , 且在下一环掘进完毕后再次紧固螺栓 ; 第三部分 盾构到达施工技术介绍 (4) 严格按照操作规程拼装管片 , 同时防止管片之间出现错缝、台阶差 ; (5) 每一环应在掘进大于管片环宽0.25－ 0.4m 时开始安装管片 ( 不同的盾构机有不同的要求 ) , 保证管片特别是封顶块的安装质量 ; (6) 管片安装完毕应将注浆塞拧牢固 , 对损坏的要及时处理并报注浆司机 ; (7) 管片安装前应保证止水条不损坏、不膨胀 , 并及时清理干净管片上因注浆掉落的碴土和砂浆等 ; (8) 对管片底部尽快实施注浆 , 防止出现管片下沉、松开或浆液从管片与密封装置漏出等现象。 第三部分 盾构到达施工技术介绍 联系条的安装 盾构机完全脱出隧道前 , 在管片注浆孔 ( 吊装孔 ) 安装螺栓将出洞段 10 环管片用高强度的角钢或钢板联系起来 , 防止洞口处管片之间出现松动 , 从而导致渗水等事故。联系条必须在洞口混凝土保护圈达到设计强度后才能拆除。 第三部分 盾构到达施工技术介绍 2、盾构到达风险分析 （1）、 端头加固效果不佳，破除洞门时洞口水土流失造成的地表坍塌 （2）、 地下水位较高，洞门密封失效，盾构机推出洞门时涌砂涌水造成地表塌陷 （3）、 接收托架安装不合理，导致盾构无法上接收托架 （4）、 盾构姿态控制不好，盾构机偏离洞门圈，导致盾构机无法推出洞门 第三部分 盾构到达施工技术介绍 3、盾构到达重点注意事项 （ 1 ）对洞门加固效果要进行检验。 （2）盾构刀盘距离贯通里程小于 10 米时，在掘进过程中，要派专人负责时刻观察出洞洞口的变化情况。如发现加固的混凝土或维护桩有较大的震动时，立即通知主司机进一步降低盾构推力、刀盘转速以及推进速度，避免由于刀盘前部土体太薄，造成刀盘前部形成坍塌。 （3）盾构贯通前，应合理选择同步注浆时间及压力。 进行土体改良时 , 严格控制改良剂的注人压力及注人量 , 防止人为在掌子面前方土体形成有水条件 , 造成土体失稳。 第三部分 盾构到达施工技术介绍 （ 4 ）合理的管片选型应坚持到盾构完全出洞，以确保洞口地段管片拼装质量。 （ 5 ）在盾构主机出洞时，设备桥及管片安装机下部严禁站人，以防隧道上部砂浆脱落伤人。 第四部分 实例介绍 第四部分 实例分析 1 ．北京地铁十号线全断面砂卵石地层盾构冬季成功始发 工程概况 北京地铁十号线二期工程土建施工 07 标合同段位于北京市丰台区，主要包括一站两区间：角门西站、角门东站～角门西站区间、角门西站～草桥站区间。 始发时间为 12 月 ~1 月，平均气温在 -10 ℃左右，最低气温－17℃左右。 第四部分 实例分析 超低温环境始发措施 盾构机管路使用电伴热加热和保温布保温系统 水箱和泡沫箱使用热得快加热保温 盾尾油脂桶采用电热毯加热保温 场地水系统、拌浆系统管路电伴热加热和保温布保温系统 将始发井口与出土口用彩条布覆盖 温度控制箱回路 温度控制箱面板 温度调节器 外缠保温布 电伴热带 外缠保温布 洞口遮盖 第五部分 应吸取的经验教训实例 2. 深圳地铁二号线端头水平前进式注浆加固 工程概况 区间段原始地貌为三角洲相及海滩，现已堆填整平，为典型的填海区域。隧道洞顶标高约为 -2.5 ～ -16.0m ，埋深约为 8.0 ～ 18.0m 。隧道洞身穿越土层主要为：海积淤泥质粘土层、冲洪积粘土层、砾砂层、砾砂层、砾（砂）质粘土层，隧道沿线土层地下水层较厚，渗透性好，补给源丰富。 第四部分 实例分析 水平前进式注浆加固技术 原设计方案为 旋喷桩加固 ，在施工了几根桩后，发现流砂速度太快，无法成桩，加固效果太差，后选用水平前进式水泥 - 水玻璃双液浆注浆加固方案。 每循环注浆压力控制在1.5－2MPa，最大水平孔深 8 米，共有31个孔，最终效果达到了始发加固要求。 第四部分 实例分析 在此工程中，在半径 3.25m 的洞门范围内共设计了 31 个水平深孔注浆孔。 第四部分 实例分析 3 . 深圳地铁重叠隧道接收 工程概况 深圳地铁2号线2227标段湖～黄盾构区间地处深圳罗湖核心区，区间西起地铁湖贝站，由叠线形式出站后拉开，沿深南东路东行，下穿文锦路口到达地铁黄贝岭站。隧道区间长度932.439m，其中重叠段隧道长约130m，左、右线盾构从黄贝岭站平行始发，到达湖贝站前变为上下叠加隧道出洞，由于左线（上洞）隧道底高程低于湖贝站负三层中板顶面高程，盾构出洞拆卸吊出必须安排在湖贝站负三层中板施工前进行，同时距离井口底板8.1m高，因此必须在盾构吊出井内建造一个临时钢平台接收左线（上洞）盾构出洞，钢平台需承受盾构机重量、盾构接收架等荷载，待左线盾构吊出后再拆除。 第四部分 实例分析 钢平台结构布置 1 、立柱：钢管 Ф600×10mm ， 12 根，两端焊接在 20mm 厚的钢板上，然后下端支撑于车站底板上； 2 、主梁： I56a 工字钢， 3 根； 3 、次梁： I18a 工字钢双拼， 7 根； 4 、面板： 20mm 钢板； 5 、锚固 : 采用 M16 高强膨胀螺栓，每根立柱采用 4 个螺栓，共 48 个螺栓。 6 、侧向固定：纵梁 I56a 、横向双拼 I18a 工字钢两端分别支顶在环框梁侧面，防止钢平台侧向位移。 以上材质均为 Q235 第四部分 实例分析 钢平台布置图 第四部分 实例分析 第五部分 应吸取的经验教训实例 第五部分 应吸取的经验教训实例 1 . 地铁到达失控案例 工程概况 岩土工程详勘报告显示 , 盾构到达前 50 环主要穿越土层为粉质粘土 , 粉砂 , 细砂。盾构到达端从上到下覆盖土层依次为 : 杂填土 , 素填土 , 粉土 , 粉质粘土 , 粉土 , 粉砂 , 粉质粘土 , 粉砂。该站地下 38 m 深度范围内主要揭露了 3 层地下水 , 第 1 层为台地潜水 , 第 2 层为层间水 , 第 3 层为潜水和承压水。 承压水埋深为 23.9 ~26.l m, 盾构接收井结构底标高 24.485 m, 影响施工的地下水主要为第 1 层台地潜水与第 2 层层间水。盾构到达端头区域隧道埋深约 12.32 m, 采用旋喷法进行加固 , 纵向加固范围为 9m, 旋喷桩桩长 12 m, 梅花形布孔 , 间距 450mm, 咬合 150mm, 盾构接收井旋喷桩加固桩位整体布置如下图所示。 第五部分 应吸取的经验教训实例 事故过程 盾构刀盘于 2010 年 9 月 16 日顶到车站围护桩 , 此时 , 破桩工作已基本完成 , 只剩下桩体部分钢筋尚未截断 , 刀盘已部分可见 , 现场发现盾构仍在进行同步注浆 , 在 8 点钟方向有浆液携带泥沙从刀盘与周围土体的缝隙中流出 , 发现此现象后 , 停止注浆 , 涌水涌沙量稍微减少。待刀盘前方的土体清理完后 , 盾构开始恢复推进 , 推进速度缓慢 , 推力较大 , 最大推力达 3000t , 洞门下部的压板被盾构带出约 30cm, 同时压板与车站主体连接钢筋被拔出 , 洞门处主体结构严重损坏，此外 , 洞门 7 点钟方向涌水涌沙量加大。 第五部分 应吸取的经验教训实例 事故原因分析 （ 1 ）土体加固欠佳，盾构到达端头加固并未达到预期效果。 （ 2 ）盾构到达施工过程中姿态控制不佳 , 盾构向下偏离设计轴线，无法从洞门顺利推出，导致将洞门密封环拉坏，失去密封效果。 （ 3 ）施工参数控制不当，在刀盘顶至围护桩后依然进行注浆 , 导致注浆量过大 , 最后从刀盘前方流出 , 人为形成有水环境 , 造成涌水涌砂现象的发生。 第五部分 应吸取的经验教训实例 第五部分 应吸取的经验教训实例 2 . 始发洞门涌水涌砂险情 工程概况 该车站的地下水主要以潜水型孔隙水赋存于海陆交互相淤泥质砂层和陆相冲洪积砂层中，该两层厚度较大，孔隙度较大，处于饱和水状态，渗透系数 k=1.76 ～ 5.46 m/d ，属于富水的中等透水地层。基岩裂隙水与基岩的裂隙发育及其连通性有关。全风化岩带中地下水主要以孔隙水形式存在，该带属于弱富水性地层，弱透水性；强 - 中风化带地下水以承压裂隙水形式存在，为弱富水地层，弱透水性。 第五部分 应吸取的经验教训实例 险情发生情况 2008 年 7 月 22 日下午，某工程右线盾构始发掘进至－ 1 环时，洞门密封下部出现较大涌水涌砂渗漏，在短短三十多分钟内，涌水量达 300 多方，夹带的涌砂量达 160 余方，涌水涌砂迅速灌满始发井区域的地坑，并漫到车站的其它底板上。 而该右线洞门，曾于 2008 年 5 月 19 日开始开凿时发现有较大涌水，于 2008 年 6 月 7 日割除洞门外排钢筋时，洞门中下部的外排钢筋保护层混凝土发生较大水平向变形，向基坑内侧鼓出，较大水流夹带粉细砂从混凝土与围岩间缝隙涌出险情。 第五部分 应吸取的经验教训实例 经验教训总结 （ 1 ）始发及接收端头的加固方案设计，应根据具体的水文地质与工程地质条件，充分考虑方案的适应性、地层加固及止水的效果。 （ 2 ）端头加固施工时应做好施工工艺、施工参数的监控。 （ 3 ）注重端头加固质量检测的监控，包括检测方式方法、点位选取、样品存放及送样等。 第五部分 应吸取的经验教训实例 第五部分 应吸取的经验教训实例 3、加固不好引起的起面沉降 4、密封效果不好 洞门密封的主要目的也是在始发掘进阶段减少土体流失。当洞门加固达到预期效果时，对于洞门环的强度要求相对较低，否则要在盾构推进前彻底检查和确定洞门环的状况。在始发过程中若洞门密封效果不好时可即时调整壁后注浆的配合比，使注浆后尽早封闭，也可采用在洞门密封外侧向洞门密封内部注快凝双液浆的办法解决。 第五部分 应吸取的经验教训实例 盾构姿态在一定程度上决定了始发、到达施工的成败 , 姿态控制不当 , 盾构轴线偏离洞门轴线 , 造成盾构无法按预设的洞门推出。 5、盾构姿态控制不好 第五部分 应吸取的经验教训实例