盾构施工到达施工方案

到达施工方案1 工程概况本工程位于天津市河北区，区间隧道由铁东路站始发，下穿铁东路、志成道立交、新开河、北宁公园、北站体育馆、东纵快速下沉隧道、京津城际铁路、北站铁路股道，于北站站到达，根据本工程特点以及我单位施工经验确定：隧道贯通前100m掘进至天津火车北站站(DK19+354.178DK19+454.178)接受井内的整个施工过程，以盾构主机推出洞门爬上接收台、后配套与盾构主机分离为止。1.1工程地质和水文地质根据地质勘探资料在DK19+354.178DK19+454.178盾构施工范围内主要的土质分布为2粉土，1粉质粘土,1粉质粘土,2粉土,3粉质粘土,4粉土,粉砂。1.2周边环境接收井距离天津火车北站货场办公楼(三层砖混结构)仅7m左右，并下穿货场一两层办公楼,盾构到达过程中注意对车站办公楼的监测及保护工作；接收井附近地线管线较多，施工中注意做好对管线的监测及保护工作。 2.1到达施工工艺到达施工工艺见图2-1到达施工工艺框图 图2-1到达施工工艺框图2.2到达施工方法2.2.1 施工准备2.2.1.1端头注浆加固本工程盾构到达井端头采用800600旋喷桩进行端头地层加固,旋喷桩按梅花形布置。（2）加固参数端头地基纵向加固长度为9.0m（设计加固长度为6米，盾构机主机长度为8.68米，为保证出洞安全，加固区长度增加到9米），加固宽度为盾构隧道轮廓线左右各3.0m，竖向加固范围为盾构隧道结构轮廓线上下各3.0m（-6-18m），详见下图所示。（3）注浆施工及检查情况 （A）开孔涌水情况B、注浆情况 C、理论与实际情况对比 D、浆液填充率反算 根据Q =Vn(1+)反算出地层填充率。 接收井总注浆量Q=1031.6m3；加固体体积V=3793.3m3；n地层孔隙率，取0.37；浆液损失率(%)，取15%。 计算得浆液填充率=1.48，远远超过设计值。分析原因有两点：1、地层里面有空洞，裂隙较大；2、有很大一部分浆液跑出了设计加固范围，有的沿着裂隙窜至地表。 E、注浆检查情况 选择可能出现的薄弱环节进行钻孔检查，计划待洞门加固完成后沿洞门周边钻8个孔（其中4、5、2、7号孔检查开孔以45度角向外倾斜，具体孔位布置见图23洞门注浆水平探孔检测布置），中间1个孔进行注浆加固效果检查，检查孔无涌泥、涌砂，不塌孔，涌水量小于0.2L/min·m。图23洞门注浆水平探孔检测布置 J1检查孔情况 J2检查孔情况 J3检查孔情况 J4检查孔情况J5检查孔情况 J6检查孔情况 J7检查孔情况 J8检查孔情况 J9检查孔情况b、垂直取芯情况 为了近一步确保，端头加固的质量，在水平取芯的基础上增设了垂直取芯，垂直取心情况如下图24垂直取芯位置图 图24垂直取芯位置图 14-21m 22-27mF注浆效果评价综合评价本次注浆效果，前3m较为理想,基本为水泥体，34m含有大量水泥体，局部夹有少量砂、土，干实；46m含有大量水泥体，局部夹有少量砂、土，吹出颗粒含水率较高；6-9米水泥、砂土的混合体，密实，土湿；912m，水泥扩散较少，存在注浆盲区，土体含水量较大；整个掌子面注浆分布较为均匀，加固后掌子面前期的渗水得到较好控制，掌子面较为干燥，注浆后期钻孔后基本无水，检查孔全部达到设计要求，土体得到加固。最后在上半断面最外圈孔内下设了8m长PVC管，并通过PVC管从孔底注浆，进一步提高了注浆的整体性和地层的刚度，达到了较好的效果。2.2.1.2施工测量（1）进洞复测在盾构机头距洞门约100米时，进行洞门复测，复测内容包括：洞门的中心坐标、洞门环向直径以及接收井高程等。要求在洞门复测前，首先应进行平面和高程控制网联测，确保在控制点位精度符合规范要求的情况下，实施洞门复测，以保证复核结果的正确性。本区间进行2次复测，即距到达洞门100米和60米位置处，且更换测量人员。复测结果及时报送监理单位，进行复核。（2）到达环定位测量到达环的里程位置直接关系到洞门防水密封装置的设计、加工、制作与密封做法，为此，在盾构进洞前，首先应较为准确地确定出进洞环的里程位置，为制定方案和前期物资准备提供依据。本区间两次对到达环管片位置进行定位测量，即距到达洞门100米和60米位置处。2.2.1.3盾构姿态的复核测量 盾构贯通前的复核测量是复核盾构所处的方位、确认盾构姿态、评估盾构进洞时的姿态和拟定盾构进洞段的施工轴线、推进坡度的控制值和施工方案等的重要依据，以使盾构在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进洞，准确就位在盾构接收基座上。尤其进洞前，盾构刀盘与洞圈的里程位置关系等十分重要。由于盾构在加固区内很难进行纠偏，因此必须保证盾构以良好的姿态进入加固区。在到达洞门复测完成之前，盾构与接收井之间保持一定的距离，以保证盾构能顺利调整姿态开始到达段施工。2.2.1.4盾构基座安装盾构主体长8.68m，到达井净空为12×10m。盾构基座由型钢支座拼接而成。基座必须根据到达洞门的复测结果就位。基座就位时，延轴线方向紧贴到达井结构内衬墙，两侧用型钢支撑在内衬上，确保施工过程盾构基座不产生位移及变形。基座安放过程中，必须由测量人员对基座轨道的标高和走向进行精确定位（定位时基座面标高比设计标高低1cm控制）。为防止刀盘面因偏低而铲到轨道，在基座轨道端部与洞圈之间放置两根有一定坡度的楔型轨道，轨道面尽量平直，并在上面涂抹适量油脂，便于盾构顺利滑到基座轨道上。2.2.1.5 止水槽施工为增加盾构到达的安全系数，在钢洞圈内增设一道20cm宽的环形止水槽，内设高密度海绵。增加了盾构到达时，与洞圈之间的防水系数。 洞圈止水槽示意图2.2.1.7到达材料准备（1）加工制作加强连接条：按照设计图纸要求，提前加工制作盾构进洞段连系最后15环片的加强连系条，以备工程之需。（2）加工制作洞门防水装置：根据进洞环定位测量结果，制定洞门封堵钢板的形式，并提前安排加工制作。（3）洞门封堵浆液材料和设备：洞门封堵所用的双液浆原材料和注浆泵应预先进入施工现场，以便及时注浆封闭洞门。2.2.2到达段盾构掘进措施2.2.2.1严格控制盾构施工参数 （1）严格控制盾构正面平衡压力到达段盾构施工过程中必须严格控制切口平衡土压力，尽量减少平衡压力的波动。到达处隧道中心轴线埋深为21.6m，根据本区间-2层粉质粘土和-2灰色粉质粘土特性，土体侧压力系数K取0.50，土体容重为21 KN/m，在盾构机机头进入加固区前，土仓压力目标值设置为0.24MPa，当刀盘进入加固区后，土仓压力适当减小。（2）严格控制推进速度及刀盘扭矩 到达施工时，正面土体为加固区，土质较硬，为控制推进轴线和洞门安全，必须慢慢磨削加固区，使加固区土体充分得到切削，因此推进速度应放慢，尽量做到均衡施工，推进速度控制在10mm/min左右，同时刀盘扭矩控制在3000KN.m以内，当刀盘出加固区后应快速到达。（3）严格控制出土量当盾构机刀盘进入加固区后，应尽量减少出土。尽可能的使实际出土方量与理论量一致。（4）土体改良 在穿越土体加固区时，将通过添加膨润土泥浆来改良土体性能，加泥浆液浓度515之间，添加量视推进情况调整。2.2.2.2严格控制同步注浆量 通过同步注浆及时充填建筑空隙，减少施工过程中的土体变形。同步注浆量取建筑空隙的200，即为3.2m3.当盾尾进入加固区后同步注浆量逐渐减少，在盾尾脱出后停止注浆（同步注浆配合比见下表）。2.2.2.3严格控制盾尾油脂的压注 在同步注浆量充足的前提下，盾构机的盾尾密封功能就显得尤为重要，为了顺利、安全的进洞，必须切实的做好盾尾油脂的压注工作。每班上班时保证储桶内有充足的油脂2.2.2.4严格控制盾构掘进轴线因盾构与洞门钢环间间隙较小，为预防刀具与洞圈冲突，故在到达时，盾构轴线宜控制在设计轴线以上10mm范围内。2.2.3到达段盾构施工2.2.3.1穿越加固区施工经过里程核算，盾构推进拼173环时，切口开始进入加固区，此时必须放慢推进速度，以控制刀盘油压和推进油压在正常范围内。（1）加固区内刀盘转速控制在1rad/min，推进速度控制在10mm/min以内.（2）盾构在穿越加固区时，要密切注意刀盘油压、螺旋机油压等参数，可根据现场情况酌情加水或加泥来改良正面土体。（3）安排专人密切观察洞门变形和水土流失情况，加快信息反馈速度，有异常情况立即停止推进，采取相应对策。2.2.3.2洞门凿除 接收井洞门厚度为100cm。当盾构机刀盘到达围护结构边时进行洞门破除，洞门破除前先将盾构机土仓内土出净，再进行洞门破除，洞门破除自上而下，一次破除完成。详情见洞门破除示意图。在整个作业过程中，由专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故发生，确保人身安全。在洞门凿除的过程中，还应做好如下工作： （1）对成环管片连接件予以复紧。最后15环管片用14号槽钢进行连接，每环4个点，以防止在管片脱出盾尾后，环与环间隙被拉大。（2）通过洞门混凝土上的探孔，进一步检查加固区加固情况及防水效果洞门探孔布置图（3）洞门凿除过程中，须采取措施对洞门止水装置进行保护。2.2.3.3盾构靠上洞门当盾构刀盘鼻尖靠上槽壁后准备凿除槽壁混凝土。此时盾尾进加固区约3m。考虑到盾构到达期间采用壁后注浆工艺进行同步注浆，注浆孔位距盾尾尚有2环距离，并且浆液凝结速度较慢，在盾构到达过程中，盾壳与管片之间的间隙容易成为盾尾脱出管片后的渗漏通道。因此，在刀盘靠上槽壁后，在盾尾后第五环开始通过管片的注浆孔压注环箍，浆液为双液浆。环箍注浆为5孔/环（封顶块无注浆孔），每孔注浆量为0.40.5m3，可根据注浆压力及时调整注浆量。压注顺序为从下到上。为防止浆液在土体中的流动路径过长，浆液的初凝时间不能过长。2.2.3.4盾构到达洞门混凝土板块吊除完成和洞圈内清理干净后，盾构应尽快推进并拼装管片，尽量缩短盾构到达时间。在到达过程中，在盾尾进入加固区之前都要进行同步注浆。由于浆液硬化速度慢，为了防止浆液从洞门圈冒出，同步注浆量减少为2m3/环。盾构加固区与原状土的分界面位于178、179环处。为充分填补该位置的建筑孔隙，在178、179环处压注环箍来封闭间隙，但注浆压力不得过高。本次盾构到达采用二次到达施工工艺。第一