盾构进洞施工方案

南京地铁二号线D2-TA05标

盾构机进站施工方案

编制： 审核： 批准：

中铁十九局集团南京地铁二号线BT项目经理部

二OO五年十二月一日

目 录

1. 工程概况 ······························································································ 1 2. 地质状况 ······························································································ 1 3. 盾构到达施工测量 ··············································································· 2 4. 盾构到达段施工 ··················································································· 2 4.1 到达前掘进施工 ··········································································· 2 4.2 盾构到达前洞门混凝土的凿除 ···················································· 3 4.3 盾构到达接收井 ··········································································· 3 4.4 洞口密封环的安装与准备 ··························································· 3 4.5 接收托架的安装与固定 ······························································· 3 5. 盾构进站施工主要措施 ······································································· 4 5.1盾构机到站掘进参数控制 ···························································· 4 5.2盾构机在端头位置的处理 ···························································· 4 5.3最后几环管片的安装 ···································································· 5 6 盾构到达段施工要点 ············································································ 5 6.1 盾构到达阶段的掘进 ··································································· 5 6.2到达段管片安装 ············································································ 7

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1. 工程概况

南京地铁二号线D2-TA05标工程共有三个盾构区间，其中向兴路站~所街站盾构区间采用两台日本小松公司制造的土压平衡盾构机施工，在所街站南端头井下井始发，沿江东中路向南推进至向兴路站。我单位根据盾构施工规范及本区间盾构施工情况和地质条件，确定区间隧道后50环为盾构机到达段施工。 2. 地质状况

向兴路站～所街站盾构区间属长江低漫滩地貌，地势较为平坦，场地地层呈二元结构，上部主要以淤泥质粉质粘土为主，下部以粉土和粉细砂为主，赋存于粘性土中的地下水类型为孔隙潜水，赋存于砂层中的地下水具微承压性，属微承压水。

盾构机主要穿越粉土（②-3c2-3）、淤泥质粉质粘土（②-2b4）、粉砂（②-1d4）、粉细砂（②-3d2-3、②-4d2-1）土层，各土层特征见下表。

主要地质土层特征表

层 号 地层名称 状 态 松散，饱和 特 征 描 述 分布 情况 零星 ②-1d4 粉砂 含云母，夹少量粘性土薄层 含有机质及少许腐植质，夹有薄层粉土和粉砂，局部有植物根，含少许有机质。切面光滑，摇振反应无，干强度中等，韧性中等。 含有机质，夹有粘性土薄层。呈交互层状，摇振反应中等～迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。 含云母，夹有少许粘性土薄层，偶含少许腐殖质。 ②-2b4 淤泥质 粉质粘土 流塑 稍密，局部中密，湿~很湿 中密，局部稍密，饱和 均布 ②-3c2-3 粉土 局部 ②-3d2-3 粉细砂 均布 1

②-4d2-1 粉细砂 中密，局部密实，饱和 含少许腐殖质、云母，砂质较均匀，偶夹少许粘性土薄层。 均布 3. 盾构到达施工测量

盾构机到达向兴路站前，由测量班对隧道内所有控制点进行一次整体系统的控制测量复测，对所有控制点进行精密准确地平差计算。在隧道贯通前的最后一次系统搬站时，以测设的地面导线点和水准点为基准，以测量二等控制点的办法精确测量测站、后视点的坐标和高程。每一测点的测量不少于4个测回。

盾构机到达前50米即加强盾构姿态和隧道线形测量，经常人工复测，对隧道全线做定向测量，纠正推进轴线，保证准确进入盾构接收架。

根据实测的车站洞门位置调整隧道贯通时的盾构机刀盘位置。隧道贯通时其刀盘平面偏差允许值：平面≤±20mm、高程≤±20mm，盾构坡度较设计坡度略大0.2%。 4. 盾构到达段施工 4.1 到达前掘进施工

当盾构进入接收井前，盾构切口靠近地下连续墙3m时，在洞圈中凿出ø500mm的孔，用于应力释放。

盾构机切口进入加固土体后，正面土体土质较硬，为控制推进轴线、保护刀盘，要耐心磨削水泥土搅拌桩和旋喷桩，使加固区土体得到充分切削，为控制好刀盘油压和转速，在推进时按工况条件在盾构正面加入水，以减小刀盘扭矩和改良正面的土体，此时推进速度不宜过快，控制在3mm/min范围内。

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4.2 盾构到达前洞门混凝土的凿除

当盾构逐渐靠近洞门时，混凝土洞门上开设观察孔加强对其变形和土体的观测，在盾构切口距洞门200mm时停止盾构推进，尽可能掏空平衡仓内的泥土使切口正面的土压力降到最低值。以确保混凝土洞门凿除的施工安全。

4.3 盾构到达接收井

盾构到达接受井前，在接收井洞门位置进行测量确认，安装盾构接收机座，接收井内洞门混凝土凿除和洞门封堵材料等各项工作全部准备就绪。在洞门内混凝土吊除并将残留物清除后，盾构应尽快推进并拼装管片，缩短盾构进入接收井时间。洞圈特殊环管片脱出盾尾后，立即用环形钢板与进洞特殊环处弧面的预埋钢板焊接成一个整体，之后在穿墙洞口前3环范围内用水泥固结浆液将管片与洞圈的间隙进行充填，以减少水土流失。 4.4 洞口密封环的安装与准备

隧道贯通后，清除洞口的石碴，将圆弧板分多块焊接在预埋钢环上，使管片与钢环之间的空隙封住。洞口密封环的安装应在隧道贯通之后，同时洞口的碴土清理结束之后进行，以确保洞口密封环不致因盾构机盾壳下部积土而导致密封环损坏。 4.5 接收托架的安装与固定

隧道贯通前，迅速清除洞口的碴土，然后开始安装接收托架。接收托架直接放在车站地板上，根据区间隧道设计中线准确定出托架的空间位置，接收托架固定用斜撑撑在车站结构上。

接收托架定位时，要严格控制托架的中线与盾构机上托架之前的姿态

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与趋势相匹配，托架轴线与盾构机轴线之间的夹角不大于1.5‰，托架上的导轨最好比盾构机的底部高1～2cm，一方面保证盾构机盾尾在脱离最后一环管片时，不会突然向下跌落；另一方面避免盾构机在始发台上往前推进时产生盾构机低头现象，从而避免破坏托架或损坏刀盘、盾壳等现象的发生。

5. 盾构进站施工主要措施 5.1盾构机到站掘进参数控制

盾构机进入进洞段后，首先减小推力、降低推进速度和刀盘转速，控制出土量并时刻监视土仓压力值，避免较大的地表隆陷。贯通前5～6环，进一步降低盾构掘进推力，掘进推力维持在400t左右，推进油缸压力不大于4 MPa。在掘进的同时，要注意维持土仓内的压力值，一般情况下，土压不低于0.06 MPa。无论何种情况下，推进油缸压力均不能大于5MPa。在贯通前的最后3环，要求掘进速度控制在0.5～1cm/min。

盾构机刀盘距离贯通里程小于10米时，在掘进过程中，派专人对车站时刻观察洞口加固段的情况。如发现加固土体有较大的震动时，立即通知洞内盾构机进一步降低推力、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。

在进入车站阶段要密切关注盾构机推进系统的推进速度和推进压力以及掘进出土情况，当发现推力突然降低，碴土粒径突然变大，推进速度同时加大的情况时，必须立即停机。 5.2盾构机在端头位置的处理

在盾构机刀盘距离贯通小于5米时，在条件允许的情况下，由盾壳上

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的预留孔向盾壳外部注入或膨润土，用于阻止盾构机后部管片上部水向洞口流动。

尽量使盾构机刀盘抵拢预留钢筋层，然后清除碴土，再切割钢筋，切割顺序为先切割底部，后切割上部。

盾构机掘进露出刀盘时停止掘进，彻底拆除洞门支撑结构，视漏浆情况用棉纱或装有泥土的编织袋进行堵漏。将洞门口清理干净之后，盾构机开始推进，爬上接收托架。 5.3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。同时这几环管片随着隧道贯通后，盾构机前方没有了反推力，将造成管片与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，要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。

待盾尾离开洞口密封环后，迅速重新调整洞口扇形压板，用快速凝固的砂浆进行注浆，保证洞口的管片背衬注浆迅速凝结。同时要求盾构机贯通后各工序应紧密有序的进行。

在最后几环管片安装时，为加强管片防水和防止管片背后的砂浆突然从洞口冒出，在完成每一环管片的向前推进和管片安装后，等待砂浆凝固2小时后，再进行下一环管片的推进。 6 盾构到达段施工要点 6.1 盾构到达阶段的掘进

在盾构机距离接受井端墙50m时，即进入到达掘进阶段。为迎接盾构

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机进入车站，应在到达洞口前作好如下准备：

⑴ 安装洞门密封装置； ⑵ 安装盾构机接收托架的轨道； ⑶ 铺设盾构机移动托架的轨道； ⑷ 部分凿除洞门处的车站围护墙；

⑸ 在接受井内准备砂袋、水泵、水管、方木、风镐等应急物资和工具； ⑹ 准备洞内与接受井内的通讯联络工具； ⑺ 准备好接受井内的照明设备。

以上准备工作完成以后，盾构机才进行最后的到达阶段掘进。为确保盾构机从预留洞门穿出，该阶段的掘进有以下特点：

⑴ 围护墙在盾构机贯通前可预先分块凿除内侧的2/3厚度，保留1/3墙厚度，待盾构机刀盘顶住墙时，再通过人工或盾构机刀盘旋转以凿除混凝土和切断钢筋，这样既可加快贯通速度，又可有效防止土体塌入站内。

⑵ 根据地下水及盾构铰接密封等情况，结合注浆工序，不提倡气压平衡掘进模式，任何时候都要土压或半土压模式掘进；

⑶ 最后70m应保持土压平衡模式掘进；

⑷ 从最后5环开始降低推力和速度，掘进速度不大于3cm/min； ⑸ 掘进速度逐渐放慢，掘进推力相应减少；

⑹ 需增加盾构机测量次数，不断校准盾构机掘进方向； ⑺ 需加大地面监测频率，并依据监测结果及时调整掘进参数； ⑻ 站内需派人对洞门位置进行值班监视；

⑼ 需保持泡沫剂系统和循环水系统良好，保证碴土具有软连续状态；

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⑽ 控制出土量。 6.2到达段管片安装

盾构机进入车站时，因为刀盘前端阻力几乎为零，故千斤顶推力将逐渐减少，千斤顶施加在管片上的力也相应减少，因此此处若干管片连接不够紧，存在较大缝隙，影响了防水质量，从而导致渗水。根据左右线到达段施工情况，采用以下对应措施：

⑴ 通过在第一节拖车与轨道之间设置夹轨器或其它固定装置，在盾构推力的作用下管片之间产生足够的反力，使管片间的密封条压紧，达到防水的要求；

⑵安装管片完毕需用风动扳手拧紧所有纵向和横向螺栓，且在下一环掘进至1.5m左右时再次紧固螺栓；

⑶严格按照操作规程拼装管片，同时防止出现管片之间出现错缝、台阶差；

⑷每一环应在掘进大于1.7m时开始安装管片，保证管片特别是封顶块的安装质量；

⑸管片安装完毕应拧牢固注浆塞，对损坏的及时更换；

⑹管片安装前应保证止水条不损坏，并及时清理干净管片上的注浆掉落的碴土和砂浆等；

⑺ 对管片底部尽快实施注浆，防止管片下沉松开。

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