盾构接收端头加固情况说明及处理专项措施.doc

目 录
一、工程概况 2
1.1 设计概况 2
1.2 水文地质 2
二、端头加固 3
2.1设计情况 3
2.2目前加固施工情况说明 4
2.3降水情况说明 6
三、补救措施 6
3.1 降水井 6
3.2 洞门水平注浆 7
3.3 效果检测 9
四、盾构接收期间相关技术保措施 9
4.1 接收准备工作 9
4.2 接收技术措施 9
五、盾构接收期间应急措施 11
5.1 事故描述 11
5.2 事故应急处理的工作组织 11
5.3 事故应急处理方案 12
六、接收期间盾构掘进参数 12
6.1 接收端概况 12
6.2 加固区掘进 12
6.3 抵达连续墙，清仓封环 13
6.4 切削连续墙掘进 14
6.5 托架空推、洞门密封、管片拉紧 14

盾构接受端头加固状况阐明及解决办法
一、工程概况
1.1 设计概况
区间左线设计起止里程为ZSK21+375.116～ZSK22+101.871，短链0.570m，长度约为726.185m；右线设计起止里程为YSK21+375.116～YSK22+101.871，长度约为726.755m。整个区间覆土厚度为10.489～15.216m。区间设立有一处联系通道兼废水泵房，其中心里程为YSK21+808.980（ZSK21+809.050），采用矿山法施工。
管片外径6m，内径5.4m，环宽1.5m，转弯环最大楔形量38mm，错缝拼装。接受出洞环为486环。
接受端采用三重管Φ800@600旋喷桩加固，加固区长9米，里程YSK22+92.071～ YSK22+101.071。
车站围护构造为地下持续墙，厚800mm，里程为YSK22+101.071～ YSK22+101.871。地连墙迎土面钢筋为玻璃纤维筋，背土面为普通钢筋。盾构机刀盘到达持续墙时，刀盘直接切削玻璃纤维筋通过，背土面普通钢筋采用人工割除。
车站侧墙厚800mm，外侧里程YSK22+101.871。洞门里程YSK22+102.671，洞门直径6.5m。接受时盾构隧道线型为直线，坡度为2‰下坡。
接受端盾构隧道埋深10.8m，穿越地层为上部粉质粘土②2-2层、中部粉土③1层、底部粉细砂④1-1层。
1.2 水文地质
**场地内有两层地下水：第一层地下水为上层滞水；第二层地下水为第四系松散岩类孔隙水，具承压性。
第一层地下水重要赋存于素填土①2中，属上层滞水，该层地下水水量贫乏，重要由大气降雨及生活废水补给，重要通过大气蒸发方式排泄，水位埋深与填土层厚度关于，无统一水位。第二层地下水重要赋存于圆砾、卵石及砂土层中，属松散岩类孔隙水，水量丰富，在丰水期重要为邕江水向地下水补给，而在枯水期地下水向邕江排泄。
初见水位埋深为10.00～16.60m，标高为59.70～66.56m，稳定水位埋深为9.00～11.70m，标高为64.64～67.06m。
二、端头加固
2.1设计状况
**小里程盾构接受井盾构隧道位于粉土层，考虑加固范畴施工场地、周边管线迁改以及交通疏解等因素，采用旋喷桩进行加固。
为保证加固后土体有良好密实性、完整性、自立性、止水性。凿除洞门前需抽芯检测加固效果，砂层、圆砾层其注浆固结体无侧限抗压强度不不大于0.5MPa，淤泥质土层不不大于0.3MPa，最大不超过10MPa，同步检测加固体加固效果应均匀，不浮现较大松散未注浆区域；加固体渗入系数应不大于0.1m/d，不满足设计规定期，需对加固体进行注浆或其她补救办法。
表2-1 端头加固登记表
位置
盾构形式
地层分布
加固方案
**小里程端
左线
盾构接受
地层分布从上到下依次为素填土层①2、硬塑状态粘土层②2-1、硬塑状态粉质粘土层②2-2、粉土层③1、中砂层④2-1、圆砾层⑤1-1、卵石层⑤1-2、泥岩层⑦1-2、⑦1-3等，洞门位置重要位于粉土层③1。
Φ800@650三管旋喷桩（外围三排进入圆砾层底部）+Φ850@600mm三管旋喷桩（内排进入隧道下方4.5m）
右线
地层分布从上到下依次为素填土层①2、硬塑状态粘土层②2-1、硬塑状态粉质粘土层②2-2、粉土层③1、粉（细）砂层④1-1、中砂层④2-1、圆砾层⑤1-1、泥岩层⑦1-2等，洞门位置重要位于粉土层③1及粉（细）砂层④1-1。
端头加固地层必要经验收且达到设计规定后方能进行下道工序（即盾构接受井开凿洞门等）以保证施工安全。

图2-1 加固平面布置图

图2-2 加固剖面布置图
2.2当前加固施工状况阐明
当前右线三重管旋喷桩施工已按照设计规定所有施工完毕，水泥掺量、钻孔深度、提高速度、水泥浆比重均能满足设计及有关规范规定，结合3月23日～3月24日现场取芯状况分析，当前三重管旋喷桩在粉土层加固效果较为抱负，但在粉细砂层效果未达到预期值，分析以为跟粉细砂层地下水流速存在一定关系。

图2-3 现场取芯状况 图2-4 监理旁站
右线三管旋喷桩施工完毕后，项目部按照设计规定及时在洞门位置进行水平探孔，深度6m，孔位布置如下：

图2-5 孔位布置图
水平探孔发现1、2、3、5号孔均正常，无流水流砂现象，且水平取芯效果良好，但在钻4号孔过程中发既有流水流砂现象，因当时左线旋喷桩正在施工，初步以为旋喷加固对粉细砂层存在一定影响，因而在旋喷桩施工停止6小时后来再次打孔，仍有流水、流砂现象，但压力减小，因而我项目部初步分析以为南宁市粉细砂地层也许存在流动水且流速较大，对加固施工影响较大，导致在该地层加固效果不抱负状况。

图2-6 水平探孔 图2-7 无流水流砂

图2-8 芯样完整 图2-9 深度满足设计规定

图2-10 4号孔流水、流砂
同步为了拟定粉细砂层厚度，现场从洞门中心开始向下布设水平孔，间距1米，观测水平孔状况，最后拟定洞门范畴内粉细砂层厚度约为1米。
2.3降水状况阐明
在加固质量不能保证盾构安全出洞状况下，降水井施工必要抓紧进行，依照南湖站大里程始发端头降水井成功经验，我项目部决定在**小里程接受端头采用同样型号降水井，即成孔直径1m，下方550mm钢筋笼，钢筋笼采用双层60目密目网以保证砂层过滤，在钢筋笼下放完毕后均匀填充5～8mm左右豆石滤料。
降水井施工于4月9日完毕，完毕后及时进行降水，经12小时抽水观测，水位稳定在14.3m，达不到水位降至隧道底如下1m规定，同步经检测，水体含砂率为0.75%，含砂率较高，对周边建筑为存在潜在影响。针对该问题，我项目部在原井管内下放300mmPVC井管，同步井管外包80目密目网两层，在下放过程中发现1号井下部已被流沙填实，深度约为12米，该井废弃。
三、补救办法
3.1 降水井
在当前状况下，为保证粉细砂层加固效果，只有采用办法减少粉细砂层含水率及承压水头，因而我项目部决定在加固区边沿重新补打2口降水井及时进行降水，对原加固区也许存在缝隙水进行疏干，同步减少承压水头，提高洞门水平注浆效果：
新增2口降水井采用功率7.5kW，出入量50m3水泵，同步，我项目部对钢筋笼降水井进行了改进，对钢筋笼骨架进行了加强，同步为减少地下土体流失，缩小了密目网孔径，采用80目密目网。
图3-1 钢筋笼降水井设计图

3.2 洞门水平注浆
3.2.1 洞门钢花管注浆
对洞门下部进行钢花管水平注浆，采用水泥-水玻璃双液浆，水泥标号PO42.5，水玻璃波美度35°～40°，水泥浆水灰比为1：1，水玻璃稀释比例按照体积比水玻璃：水=1：1，水泥浆与水玻璃比例按照体积比1:1。最初注浆可按此配比注浆，可现场调节水玻璃与水比例，控制初凝时间控制在20～30s，可以有效减少粉细砂层渗入系数。
开孔采用ZM15型电钻。注浆泵采用QZB-50/6型气动注浆泵注浆压力0.2～0.3mpa，

图3-3钢花管水平注浆示意图
3.2.2 洞门迈进式注浆
为了保证盾构接受安全，在采用了洞门钢花管注浆后我项目部又联系了专业队伍对洞门下部粉细砂层进行迈进式注浆，孔位布置如下：

图3-4迈进式水平注浆示意图
开孔采用KS500型轻便金刚石取芯器在持续墙上取芯钻孔，钢筋和混凝土一次性取出，孔径100mm，斜角8～9°，在孔口管内采用潜孔钻机进行钻孔，钻孔直径90mm，钻进长度6米。钻孔时左右对称、从上部向下部进行，同步要保证邻近区域在纵向上要错开施工。钻孔结束后在孔内布设4根ø20mmPVC注浆管，长度分别为1.5m、3m、4.5m、6m，按注浆管深度由浅入深逐个进行注浆，注浆材料采用水泥浆+化学浆液，水泥采用PO42.5袋装水泥。
3.3 效果检测
在洞门钢花管注浆施工完毕后，我项目部对洞门底部加固区域采用水平探孔方式进行了效果检测，钻进尺度约5米，未见流水流沙现象，芯样完整。

图3-5钢花管水平注浆效果检测
四、盾构接受期间有关技术保办法
4.1 接受准备工作
在盾构进入加固区前，保证洞门水平探孔无流水流沙等异常现象，应急物资准备充分并摆放在制定区域，接受托架加固状况良好，盾构机工作状况良好，并依照接受节点验收条件逐项进行检查贯彻，保证出洞安全。
4.2 接受技术办法
1、工艺流程
见下页
2、接受托架安装与固定
依照洞门测量成果安装托架，托架四周采用型钢支撑。
3、洞门密封橡胶帘布、折页压板安装
完毕洞口密封压板、橡胶帘布及钢丝绳倒链紧固装置安装。

洞门密封、管片拉结

、
盾构机切削持续墙

接受托架安装与固定
洞门密封橡胶帘布、折页压板安装
掘进参数调节
掘进方向控制
贯通后上接受托架
人工割除表层钢筋，清渣
盾构抵持续墙、出空土仓

盾尾后二次注浆封环

图4-1 盾构接受工艺流程图

图4-2 盾构接受时压板密封图
4、接受端掘进参数调节
接受前50m调节盾构姿态，垂直姿态+25～+30mm，防止出洞时栽头，水平姿态控制±5mm。仰角容许偏差控制在2mm/m以内，避免浮现俯角姿态。盾构机到达端头墙30m时，选取合理掘进参数，逐渐放慢掘进速度，掘进速度控制在30mm/min左右。
5、土仓清空、注浆封环
刀盘到达持续墙时（扭矩明显增长），停机出空土仓，在盾尾进行二次注浆封环，并通过前盾径向孔注入聚氨酯进行径向封环，详细注浆参附后。
6、盾构切削持续墙
盾构机出土清仓、二次注浆封环、洞门凿除均完毕后，盾构机开始切削持续墙，详细推动参数附后。
7、人工割除钢筋
刀盘将持续墙砼即将磨穿时，停机人工割除持续墙外侧钢筋，为盾构机上托架准备。
8、洞门密封
盾构机上托架后，盾尾脱离橡胶帘布前，停止推动，进行洞门密封，详细参数附后。
9、管片拉结
管片拉紧采用槽钢制作，通过螺栓将槽钢与管片吊装孔固定牢固，采用6m槽钢拉紧482-486环管片。盾体上托架后，盾壳焊接牛腿，管片拉结前，里用千斤顶顶推盾构机，保证盾构机对管片推力不释放。
五、盾构接受期间应急办法
5.1 事故描述
盾构进洞施工时，因施工场地水文地质条件和工程地质条件，以及区间隧道到达土体加固质量影响，在盾构接受时有也许浮现如下状况：
盾构进洞区域加固土体，与地下持续墙墙未能较好咬合，有些部位浮现间隙，洞圈内浮现流水、流砂现象，导致土体失稳，地面塌陷。
5.2 事故应急解决工作组织
（1）事故发生时，由组长或副组长及时向上级机关、甲方、监理单位电话报告事故发生状况。
（2）事故发生后，应急小组人员所有在第一时间赶到事故现场，按照任务划分各司其责，将事故损失和影响减小到最小限度。
（3）一方面报告关于部门对事故现场实行封闭，作好治安保卫工作，杜绝无关人员进入事故现场，防止浮现人员伤亡。
（组织机构及分工见附表）
5.3 事故应急解决方案
如果盾构接受过程中洞门浮现大量渗水、流泥现象，采用如下办法解决：
（1）事先预留某些注浆孔，一旦浮现涌漏，可及时从预注浆孔注入双液浆或聚氨酯进行封堵；
（2）在现场准备好木楔子、面纱、快干水泥、沙袋、钢板、电焊机等应急物资设备，一旦发生涌水涌沙，可及时采用面纱塞堵，木楔子包面纱塞堵，快硬水泥封堵，沙袋堆压封堵，焊钢板封堵；
（3）同步，加强地面沉降监测和隧道内拱顶沉降，及时报告到领导并告知土建工程师和盾构机司机，以便发现问题及时解决。
（4）及时从前盾径向孔注入聚氨酯封水，从近洞门处管片注浆孔打入双液浆打环箍封水，从盾尾注双液浆封环封堵盾尾日后水来砂。
（5）若洞门处涌水涌沙量较大，先迅速将整个洞门封堵死，以控制风险，然后再施打降水井或采用其她办法化解风险；
（6）以上办法也难以控制涌水涌沙状况时，则可采用水中接受方案。
六、接受期间盾构掘进参数
6.1 接受端概况
表6-1 接受端概况
序号
项目
说 明
1
端头加固
接受端采用三重管Φ800@600旋喷桩加固，加固区长9米，里程YSK22+101.071～ YSK22+101.871。
2
维护构造
车站围护构造为地下持续墙，厚800mm，里程为YSK22+101.071～ YSK22+101.871。地连墙迎土面钢筋为玻璃纤维筋，背土面为普通钢筋。
3
接受洞门
洞门里程YSK22+102.671，洞门直径6.5m。
4
接受线形
接受时盾构隧道线型为直线，坡度为2‰下坡。
5
工程地质
接受端盾构隧道埋深10.8m，穿越地层为上部粉质粘土②2-2层、中部粉土③1层、底部粉细砂④1-1层。
6.2 加固区掘进
474环拼装完毕后，油缸行程300mm时，刀盘到达加固区。

图6-1 盾构机刀盘到达加固区（474拼装完毕后）
掘进475环时，土仓上部土压控制在1.0～1.1Bar，接下来加固区内5环土压逐渐减少，到479环时，上部土压降至0.2Bar。475环～477环时总推力控制在8000kN之内，478～479环时，总推力控制在5000kN之内。严格控制盾构机掘进速度，掘进速度控制在5～15mm/min之间。密切关注盾构机推动速度和推动压力以及掘进出土状况，有异常状况及时停止掘进反馈。盾构机出洞姿态依照洞门测量状况实际调节，保证每环同步注浆6m³。
6.3 到达持续墙，清仓封环
480环拼装完毕后，油缸行程300mm时（此时刀盘扭矩明显增大）刀盘到达持续墙，停止掘进。

图6-2 盾构机刀盘到达持续墙（480环拼装完毕后）
停止掘进后，475环～476环进行二次注浆封环，6个吊装孔所有注浆，重要注下部3个孔位。封环采用水泥-水玻璃双液浆，水泥标号PO42.5，水玻璃波美度35°～40°。水泥浆水灰比为1：1，水玻璃稀释比例按照体积比水玻璃：水=1：1，水泥浆与水玻璃比例按照体积比1:1。最初注浆可按此配比注浆，可现场调节配比，初凝时间控制在20～30s。严格控制注浆压力在5Bar如下，在压力不超前提下，每个吊装孔注浆量1m³。
二次注浆封环完毕后通过前盾径向孔向土体注入聚氨酯进行封环。
注浆结束后，将土仓内渣土运用螺旋机出空。
6.4 切削持续墙掘进
封环完毕后，盾构机推动切削持续墙。掘进速度5～10mm/min，总推力控制在5000kN之内，刀盘扭矩控制在1500kN·m。
刀盘将持续墙砼即将磨穿时，停机人工割除持续墙外侧钢筋，为盾构机上托架准备。
481环掘进至油缸行程1300mm时，刀盘切削持续墙结束，刀盘开始出钢环。
6.5 托架空推、洞门密封、管片拉紧
盾构机刀盘推出帘布后，刀盘上托架前转正刀盘，在托架上刀盘禁止转动。盾构机上托架后，加强管片螺栓复紧，防止管片下沉。481～485环空推阶段，保证每环注浆量5m³。管片拼装至485环后，盾构机继续向前推动。486环推动时同步注浆4m³。 486环拼装完毕后，继续顶推盾构机至油缸行程1220mm时，停止推动。此时盾尾距离洞门钢环40cm，进行洞门密封，管片拉结。

图6-3 停机进行洞门密封位置（486拼装完毕后油缸行程1220mm）
486环拼装完后，继续顶推盾构机至油缸行程1220mm时，理论注浆量为2.6m³，盾尾注浆压力控制在1.5bar如下，注浆量依照现场洞门漏浆状况随时调节。
注意观测洞门两侧注浆状况，当洞门浮现漏浆时，暂时注浆，对洞门防水进行解决后进行注浆。当洞门顶部浮现漏浆时，停止注浆。48小时后，盾尾推出帘布。
停机洞门密封期间进行管片拉结，拼装完最后一环管片，千斤顶不要收回，及时将洞口段5环管片纵向暂时拉紧成整体，拧紧所有管片螺栓，防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌应力释放，引起管片下沉，错台和漏水。