盾构过碧溪及国美仓库专项施工方案-大学论文.doc

目 录 第一章 编制依据与原则11.1编制依据11.2编制目的与原则21.2.1 编制原则21.2.2编制目的2第二章 工程概况32.1工程简介32.2地质概况32.3 周边环境调查42.4 国美仓库结构及内部环境调查52.5碧溪环境调查72.5.1碧溪72.5.2碧溪大桥8第三章 施工重难点及风险分析93.1盾构穿越富水砂层的风险93.1.1 易形成喷涌93.1.2 地面沉降难以控制93.1.3喷涌形成条件的分析93.2 盾构施工过程中的停机风险93.3 开仓处理孤石的风险93.4 工程对地面构筑物的风险103.4.1 对仓库本身结构的破坏103.4.2 仓库内货物损坏103.5盾构下穿碧溪风险10第四章 盾构下穿国美仓库的基本技术措施104.1 控制原则114.1.1 盾构施工原则114.1.2 应采取专项方案保证建筑物的安全可靠性114.1.3 风险等级评价114.2 盾构穿越国美仓库主要施工方案134.2.1盾构穿越国美仓库前期准备工作134.2.1.1地面控制134.2.1.2洞内控制144.2.2盾构施工过程中处理方案144.2.2.1地面控制154.2.2.2洞内控制154.2.3盾构施工后期处理方案184.3盾构下穿国美仓库的技术保障措施184.3.1技术措施总体原则184.3.2盾构下穿国美仓库时的施工参数选择与控制：194.3.3控制盾构机姿态204.3.4 技术交底204.3.5 人员配置214.3.6 施工参数优化214.3.7 机械设备及检查224.3.8 穿越阶段224.3.9 穿越后阶段244.4盾构下穿碧溪主要技术方案24第五章 劳动力及及机具保障措施255.1 人员组织架构265.2 主要劳动力计划安排265.3设备计划27第六章 施工质量保证措施286.1 质量保证体系296.2 盾构掘进质量保证措施296.3 壁后注浆质量控制措施306.4 盾构施工沉降控制措施306.5 试验质量保证措施31第七章 盾构施工安全措施317.1 安全监测327.1.1 监测目的和依据327.1.2 监测对象和项目337.2 盾构下穿国美仓库的保护措施367.3 盾构机掘进377.4 垂直运输387.5水平运输387.6电力设备安全保护措施397.7 通风设备安全措施407.8消防保护措施407.8.1建立消防、保卫体系407.8.2 消防措施417.9对井下工作人员的管理42第八章 应急预案428.1组织机构及人员组织分工438.2 应急救援小组人员分工及职责438.3应急响应及报告制度478.4应急物资准备488.5应急事件处理方案498.6 信息报告程序518.7 应急联系单位513第一章 编制依据与原则1.1编制依据1、厦门市轨道交通1号线一期工程软件园站集美大道站区间招、投标文件；2、上海市隧道工程轨道交通设计研究院设计的厦门市轨道交通1号线一期工程软件园站集美大道站区间结构施工图；3、厦门市轨道交通1号线软件园站集美大道站区间岩土工程详勘报告；4、厦门市轨道交通1号线软件园站集美大道站区间岩土工程补勘报告；5、现场施工及验收规范和相关技术标准：（1） 地铁设计规范（GB50157-2013）；（2） 地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)(2003年版)；（3） 盾构法隧道施工与验收规范(GB50446-2008)；（4） 建筑结构荷载规范(GB50009-2012)；（5） 混凝土结构设计规范(GB50010-2010)；（6） 混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002)（2011年版）； (7) 城市轨道交通地下工程建设风险管理规范(GB50652-2011) (8) 地铁工程监控量测技术规程(DB11/490-2007)； (9) 盾构掘进隧道工程施工及验收规范（GB502991999）； (10) 其他由甲方或监理工程师指定的工程规范和技术说明 ； (11) ISO9001(2008)质量管理和质量保证体系； (12) 厦门市轨道交通1号线一期工程施工图设计 第五篇 区间工程 第二十二册 软件园站集美大道站区间 第一分册 区间隧道平、纵断面（上海市隧道工程轨道交通设计研究院）2014年03月；（13）城市轨道交通工程测量规范GB50308-2008； 厦工中铁CTE6450盾构机设计图纸及相关技术文件； （14）广州复合地层盾构施工风险管理办法； (15) 现场考察资料。1.2编制目的与原则1.2.1 编制原则1、贯彻“安全第一、质量第一”的总体原则2、坚持“统筹规划、流水作业”的施工原则。3、有利于安全生产、文明施工、节约用地和环境保护。4、坚持执行设计文件、技术规范和标准的要求，正确选择施工方案，实行全面质量管理措施。5、坚持优化技术方案和推广应用“四新”成果的原则，在施工中发扬创新精神，以科技为先导，应用新技术、新材料、新工艺、新设备，积极寻求全方位的合理化建议，对技术方案进行不断的优化。1.2.2编制目的依据厦门市轨道1号线整体工筹，结合线路范围地质勘察、实地调查情况，以及软件园站集美大道站区间蓝图、盾构相关图纸等资料，参照危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质200987号文相关规定，本工程盾构机掘进施工属于危险性较大的分部分项工程，在遵循上述编制原则的基础上特编制本专项方案以指导后续盾构机掘进施工安全、顺利、高效的进行。第二章 工程概况2.1工程简介厦门市轨道交通1号线二标二工区软件园站集美大道站盾构区间起点里程为DK27+953.022，终点里程为DK28+897.069，其中左线存在12.912m的长链，左、右线的长度分别为956.959m、944.046m，含一个联络通道。区间左、右线均采用盾构法施工。左右线盾构过国美仓库段长度均为170m左右。盾构进入该段时大约有72m的直线段，48m的缓和曲线段后进入350m小曲线，以及25的上坡。所以盾构要进入该段时需要提前调整盾构姿态，设置掘进参数，该段施工风险和施工难度较大。下图为国美仓库与区间隧道平面图：图2.1 软集区间国美仓库段隧道线路平面图2.2地质概况软件园站集美大道站区间线路范围主要为硬塑状砂质粘性土、砂砾、粗砂、全风化花岗岩、可塑状粉质粘性土，局部为可塑性砂质粘性土。盾构施工穿越砂性地层时围岩土体的自稳能力差，区间地下水丰富，盾构该地层中施工，易出现刀盘的磨损及刀盘前方砂性地层塌方，施工风险较大。下图为软集区间国美仓库段左右线纵断面图：（如下）图2.2 软集区间国美仓库段左线纵断面图图2.3 软集区间国美仓库段右线纵断面图2.3 周边环境调查在施工中，按盾构机掘进方向依次通过碧溪鱼塘（左线通过养鸭场）洗砂场国美仓库部队地块（鱼塘），如图2.4所示，国美仓库四周匀为鱼塘，水系发达。图2.4 国美仓库周边环境2.4 国美仓库结构及内部环境调查图2.5国美仓库内部分布图及盾构穿越线路图根据前期调查，国美仓库属部队地块，且为厦门、漳州等地供货，货物出入库及车辆进出频繁内部货物较多。国美仓库在修建前大部分为农田回填，另一部分为鱼塘回填，结构下部采用人工挖孔桩，成桩深度为3.5m左右，且未进入基岩，国美仓库的结构仅为圈梁、20cm混凝土阀板结构，并无桩基础，结构的稳定性很差，目前仓库内部已出现多出裂缝及变形，当盾构穿越时一旦出现较大的沉降，将会对结构造成毁灭的影响。内部结构采用砖混和钢结构混合结构，其中3号楼库为二层结构。根据前期调查，目前国美仓库已出现多条裂纹。图2.6 国美仓库内部情况图2.7国美仓库内部结构开裂情况表2.1盾构影响区内库房盘点量2.5碧溪环境调查2.5.1碧溪盾构区间下穿碧溪(YDK28+575YDK28+635)，最小竖向净距约8.3m，该处隧道穿越地层主要为11-1-3砂质粘性土，17-1全风化花岗岩；穿越碧溪护岸（YDK28+555YDK28+575，图2.8碧溪地质图YDK28+635YDK28+650），碧溪西侧护岸为松木桩基础，基底标高-2m，隧道下穿，最小竖向净距约6.7m；碧溪东侧护岸为松木桩基础，基底标高-6m，隧道下穿，最小竖向净距约2.1m。2.5.2碧溪大桥软件园站集美大道站区间下穿由中铁大桥局承建的碧溪大桥，碧溪大桥里程YDK28+459YDK28+667，长208m，碧溪大桥桩基为1500、1800的钻孔灌注桩，盾构机从预留通道下穿碧溪大桥，与桥桩基最小水平净距1.85米。0#40m40m40m40m60m1#2#3#4#5#40m60m国美仓库图2.9碧溪大桥平面图 图2.10盾构机与碧溪大桥桥桩关系图 图2.11碧溪大桥桥桩承台平面图第三章 施工重难点及风险分析3.1盾构穿越富水砂层的风险3.1.1 易形成喷涌由于富水砂层含水量丰富，渗透性好，且受扰动后易液化，因此土压平衡盾构在富水砂层中掘进很容易出现喷涌现象，一方面，需用大量时间进行盾尾清理，严重影响盾构施工进度。另外，大量泥沙喷出或遇水液化，均易引起地层沉降，从而最终导致地面建构筑物的沉降变形，甚至破坏。3.1.2 地面沉降难以控制一旦发生喷涌现象，地面沉降肯定会很大，即使没有发生喷涌，控制地面沉降还是非常的困难，主要原因是：1） 砂层自稳性差，而刀盘开挖直径比盾体外径至少大30mm，从刀盘开挖到注浆填充这需要一段较长时间，这期间不可避免产生砂层沉降；2） 掘进过程中，不可避免要造成砂层失水，且一定会对砂层产生扰动，这都会导致砂层产生沉降。若沉降控制不好，极易造成地面塌方、建（构）筑物损坏。 3.1.3喷涌形成条件的分析 造成喷涌的原因多种多样，但无论何种原因，喷涌的发生都必须同时具备以下条件：1） 具有足够高的水头压力和充足的水源。水源主要有两个，即掌子面和盾构后方的汇水通道；2） 开挖下来的渣土本身不具有止水性，而且渗透性好，这造成在螺旋输送机内无法形成土塞效应，导致高压力的水体穿越土仓和输送机形成渗流，并带动渣土颗粒一起运动；3） 渗流水在输送至螺旋输送机最终出口的一瞬间，由于其压力水头还没有递减至零，且前方是临空的隧道内部处于无压状态，带压的渗流水便携带砂土喷涌而出。3.2 盾构施工过程中的停机风险1、 残积土、全风化花岗岩中可能存在孤石，造成的停机2、盾构在富水地层中停机风险很大，如遇到孤石需要找到合适的停机位3.3 开仓处理孤石的风险国美仓库没有钻孔勘探条件，故采用微动法对国美仓库区间段进行孤石探测，详细查看我部编制的微动法孤石探测专项方案，如遇到孤石需要在洞内处理孤石，具体方案查看我部编制的盾构开仓处理孤石专项方案。带压进仓孤石处理对地表扰动较大，地表沉降保障困难，风险系数很大。3.4 工程对地面构筑物的风险3.4.1 对仓库本身结构的破坏根据调查，国美仓库的结构仅为圈梁、阀板结构，并无桩基础，结构的稳定性很差，目前仓库内部已出现多出裂缝及变形，当盾构穿越时一旦出现较大的沉降，将会对结构造成毁灭的影响。建议在盾构掘进至国美仓库前对其进行清仓处理，保证安全。3.4.2 仓库内货物损坏国美仓库内有大量货物存放，且码放货物最高达5米高，且有二层结构内也有大量货物，货物稳定性差，当盾构穿越时由于地层及结构原因地面沉降量难以控制，极易造成货物的倒塌等现像，不能保证货物的安全。为保证施工安全，建议盾构到达前将盾构影响范围内的所有货物清空以保证货物的安全。3.5盾构下穿碧溪风险软件园站集美大道站区间下穿碧溪河（YDK28+575YDK28+635)，最小竖向净距约6.4m，该处隧道穿越地层主要为11-1-3砂质粘性土，17-1全风化花岗岩，容易发生河水渗漏、河道内土体坍塌事故。在碧溪大桥施工过程中，如盾构断面范围内回填不密实容易造成冒顶，透水等事故。同时由于在大桥施工过程中插入钢板桩做为维护结构，如处理不好会直接形成水通道，为隧道施工带来很大风险。第四章 盾构下穿国美仓库的基本技术措施4.1 控制原则4.1.1 盾构施工原则对盾构掘进具有指导性、针对性、实用性、可行性；保证盾构安全、稳定、连续地顺利推进；采取先进，合理的施工工艺，保证工期。4.1.2 应采取专项方案保证建筑物的安全可靠性盾构下穿国美仓库，施工难度大，风险系数高，易造成经济损失和工期延误；另外国美仓库自身结构不稳定，经前期调查墙体已有裂纹，另外国美仓库储存量大，物资昂贵，容易造成损害。因此，建议立专项方案指导施工，并提交专家评审，保障施工顺利、安全、快速进行。4.1.3 风险等级评价1、工程地质和水文地质（包括地形、地物、水系、气候等）风险源、盾构机选型、设计和施工管理风险源划分为3级，分别是：一级: 盾构施工工法在某些特定的地质环境下存在的先天性缺陷，选择的辅助工法施工难度大，或实施的质量较难保证，盾构掘进易造成故障和事故，损失非常严重；二级：工程实施难度虽然较大，如果采取的辅助措施得当，会避免故障和事故；三级：工程实施难度较小，不易造成故障和事故。表4.1 工程地质和水文地质风险源;风险源分级原则具体风险源地质和水文一级工程实施难度大1，土压平衡盾构机穿越第四系富水砂层、砂砾石层和流塑状淤泥层；2，第四系漂石、人工回填抛石；3，花岗岩球状风化体；4，石灰岩上软下硬地层；5，岩浆岩、硬质变质岩上软下硬地层；6，过江河湖海；7，超过3bar水压的地层；8，地层中含可燃有毒气体。二级工程实施难度较大1，隧道上部上覆富水砂层、砂砾石层或流塑状淤泥层；2，隧道穿越易结泥饼的黏土层；3，隧道穿越全断面石灰岩、花岗岩；4，穿越小溪、小池塘等水体，水压小于3bar；5，非硬岩上软下硬地层三级工程实施难度较小1，均一的第四系土层；2，均一的软岩地层；3，水压小于3bar2、施工环境的保护风险分4个等级：一级：按零沉降要求控制；二级：按零沉降要求控制；三级：按-20mm要求控制；四级：按+10-30mm要求控制；五级：不要求严格的沉降。表4.2 施工环境的保护风险风险源分级要求具体风险源一级保护按零沉降要求施工1，下穿运营地铁、铁路、主航道、飞机跑道，结构距离小于+1.0D；2，下穿医院、学校、幼儿园等敏感建筑物，结构距离小于+1.0D；3，下穿重要的古建筑、标志性建筑、高压线塔、市政水电下水道总干线管道，结构距离小于+1.0D；4，在江河湖海下，上覆地层小于+1.0D；5，地质资料少且无法协调或非常难以协调的重要或敏感建筑物或场所；二级保护按零沉降要求施工1，下穿运营地铁、铁路、主航道、飞机跑道，结构距离大于+1.0D；2，下穿医院、学校、幼儿园等敏感建筑物，结构距离大于+1.0D；3，下穿重要的古建筑、标志性建筑、高压线塔、市政水电下水道总干线管道，结构距离大于+1.0D；4，在江河湖海下，上覆地层大于+1.0D；5，军事禁区、重要的市政管线、公路三级保护-20mm高层建筑、重要的市政道路和管线、没有地基基础的民房四级保护地面沉降按+10/-30mm控制一般的民用建筑、市政管线；五级保护不要求无任何地面和地下建筑物的荒地3、按直接经济损失直接经济损失是指工程风险事故发生后所造成工程项目发生的各种直接费用总称，包括工程建设的直接费用及事故修复所需的费用等，直接经济损失等级的定义采用直接经济损失费用总量表示，具体等级标准见表4.3。表4.3直接经济损失等级标准损失等级12345经济损失（万元）EL500500EL10001000EL50005000EL10000EL10000经济损失；参考国务院生产安全事故报告和调查处理条例（2007-06-01）。4、风险等级分级表：表4.4 分险等级矩阵表风险等级建筑物保护等级为一级建筑物保护等级为二级建筑物保护等级为三级建筑物保护等级为四级建筑物保护等级为五级一种或以上风险源为一级特级I级II级II级IV级一种或以上风险源为二级I级I级II级III级IV级一种或以上风险源为三级II级II级III级III级V级4.2 盾构穿越国美仓库主要施工方案4.2.1盾构穿越国美仓库前期准备工作在盾构到达国美仓库前30米范围内为盾构机的检修段及实验段，在此段范围内应降低盾构的推进速度，全面检查盾构机的工作状态确保盾构机在国美仓库段的推进过程中不会出现设备故障。4.2.1.1地面控制1、应急物资储备准备一个仓库用于储存盾构下穿国美仓库段时的应急物资，应急物资的数量及种类如表4.5所示表4.5盾构下穿国美仓库应急物资种类规格数量水玻璃1吨水泥P42.520吨砂细沙20立方注浆泵2台钻机4台照明灯4把对讲机4部2、国美仓库段监测布点在盾构穿越国美仓库之前由测量队在国美仓库的及地面布设测量点记录初始数值。3、在盾构穿越国美仓库前，应采取必要的措施对盾构线路上方国美仓库内部货物进行清空，以保证盾构在穿越时出现险情后造成不必要的经济损失，在国美仓库内需布设沉降观测点，并需将观测点预埋至自然土体内，以确保沉降观测的准确性。做好过国美仓库全过程的监测记录。4、对盾构穿越国美仓库段采用微动法对孤石进行探测，对此地层中孤石进行全面了解，如发现孤石应结合孤石处理方案中的相关措施，针对每一块孤石制定相适应的处理方案。5、对国美仓库进行第三方鉴定评估及保险咨询。6、穿越国美仓库前应组织召开条件验收，对施工准备，安全措施等进行验收。4.2.1.2洞内控制盾构在到达国美仓库前，应对盾构机进行全面的检修工作，以保证盾构机通过国美仓库时能够实现连续施工，保证不带病作业。具体操作为盾构机到达联络通道前10环（400环）进行一次进仓工作，对盾构机刀具进行全面的检修及更换工作，同时对地质进行详细的分析，对前期采取的措施进行评估。1、刀盘检查通过安装在刀盘上的磨损监测装置及盾构掘进过程中的施工参数来判断刀盘的磨损程度，并在盾构推进至400环时进行开仓作业对磨损程度严重的刀具要进行更换。2、 电机检查检查电机的各种转动是否正常，减速箱及主轴承的润滑油是否在规定的液位以上。检查主轴承的密封是否良好。对各系统的电机加黄油进行保养。3、 检查渣土改良及壁后注浆系统盾构的同步注浆采用单液浆，单液浆的选用与隧道质量有着密切的关系，要求在初选时依据试验提供切实可行的数据，达到设计标准。要求在前期做大量的筛选试验工作，并严格控制凝结试验及注浆出口压力。同步注浆实施时间及浆液性能的选择根据公式计算和相关技术要求，理论注浆量Q=66.68m3。为了保证掘进中能按上述要求完全注入，采用自动同步注浆和二次注浆的双重手段。浆液配合比依据试验情况进行确定，进入国美仓库之前仔细检查同步注浆系统的四条管路是否通畅，根据地面的沉降情况判断砂浆的配比是否符合目前的地质特征。若不符合应及时进行调整，在进入国美仓库前试验出合适的砂浆配比。渣土改良系统主要检查系统的各个管路是否通畅，根据螺旋输送机排出的渣土分析渣土改良剂的配比是否合适，排渣效果及土仓的保压效果是否良好。4、其他部位检查 检查盾构机各部位螺栓或焊接处是否有松动现象，对松动的部位及时进行加固。4.2.2盾构施工过程中处理方案4.2.2.1地面控制1、 加强施工过程中国美仓库和土体监测。盾构其中国美仓库监测项目包括沉降监测、倾斜监测和裂缝监测，土体监测项目包括土体变形监测、水位监测等。监测点应提前布置，稳定后在盾构达到一周前开始实施监测工作。2、 在通过建筑物时，专人实行24小时监测，每34h监测一次，测量结果及时反馈给控制室以进行参数调整。4.2.2.2洞内控制1、试验段施工主要用于收集盾构掘进参数、地表沉降情况以及构筑物的变形情况。通过各项数据的整理、分析总结出一份最佳的施工参数，保证盾构机下穿国美仓库的安全质量。本次试验段为盾构穿越国美仓库前30环，确定盾构穿越的参数。盾构掘进参数初步定为：（1）上土压力：0.13-0.16Mpa；（2）推力：12000-16000KN； （3）掘进速度：30-50mm/min；（4）扭矩：1500-2000kNm；（5）同步注浆：6-6.68m3，上孔压力2-3bar；（6）环出土量：49.5m3；（7）刀盘转速1-1.3r/min；以上参数根据地面监测值、及试掘进情况进行局部调整，确保平稳安全掘进。2、 姿态控制（1）姿态监控系统盾构姿态监控可通过PTS自动导向系统和人工测量复核进行盾构姿态监测。该系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等，能够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏差以及趋势。随着盾构推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位。为保证推进方向的准确可靠，拟每3050m进行一次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确（2）纠偏措施 滚动纠偏刀盘切削土体的扭矩主要是由盾构壳体与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡，当摩擦力矩无法平衡刀盘切削土体产生的扭矩时将引起盾构本体的滚动。盾构滚动偏差可通过转换刀盘旋转方向来实现。 竖直方向纠偏控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力，它与盾构机姿态变化量间的关系非常离散，需要靠人的经验来掌握。当盾构机出现下俯时，可加大下侧千斤顶的推力，当盾构机出现上仰时，可加大上侧千斤顶的推力来进行纠偏。同时还必须考虑到刀盘前面地质因素的影响综合来调节，从而达到一个比较理想的控制效果。 水平方向纠偏与竖直方向纠偏的原理一样，左偏时应加大左侧千斤顶的推进压力，右偏时则应加大右侧千斤顶的推进压力，并兼顾地质因素。（3）方向控制及纠偏注意事项 在切换刀盘转动方向时，应保留适当的时间间隔，切换速度不宜过快，切换速度过快可能造成管片受力状态突变，而使管片损坏。 根据掌子面地层情况应及时调整掘进参数，调整掘进方向时应设置警戒值与限制值。当盾构姿态接近警戒值时就应该实行纠偏程序。 蛇行修正及纠偏时应缓慢进行，如修正过程过急，蛇行反而更加明显。在直线推进的情况下，应选取盾构当前所在位置点与设计线上远方的一点作一直线，然后再以这条线为新的基准进行线形管理。在曲线推进的情况下，应使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相割。 推进油缸油压的调整不宜过快、过大，否则可能造成管片局部破损甚至开裂。 正确进行管片选型，确保拼装质量与精度，以使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。3、渣土改良（1）目的 使渣土具有较好的土压平衡效果，利于稳定开挖面，控制地表沉降。 使渣土具有较好的止水性，以控制地下水流失。 使切削下来的渣土顺利快速进入土舱，并利于螺旋输送机顺利排土。 可有效防止土渣粘结刀盘而产生泥饼。 可防止或减轻螺旋输送机排土时的喷涌现象。 可有效降低刀盘扭矩及螺旋输送机扭矩，降低对刀具和螺旋输送机的磨损，提高盾构机掘进效率。（2）方法拟用于本合同盾构掘进时的渣土改良方法包括向刀盘、土舱及螺旋输送机添加泡沫剂及聚合物溶液等。具体为： 泡沫剂的使用泡沫通过盾构机上的泡沫系统注入。泡沫的组成比例如下（一般为）： 泡沫溶液的组成：泡沫添加剂3%，水97%。泡沫组成：9095%压缩空气和510%泡沫溶液混合而成。泡沫的注入量按开挖方量及渣土实际情况计算：一般300600L/m3。 聚合物溶液的使用聚合物溶液按照1方水配2.5千克的比例进行调配，如盾构螺旋机出口处出现喷涌现象时，从刀盘前方注入。4、同步注浆及壁后二次注浆（1） 方式与材料壁后注浆采取同步注浆和二次补充注浆两种方式，同步注浆通过同步注浆系统随掘进同时注入，二次补充注浆利用补充注浆系统在盾尾后通过管片注浆孔进行，直至盾构完全通过并且沉降稳定为止。（2） 技术参数 注浆压力保证达到对环向空隙的有效充填，同时又能确保管片结构不因注浆产生过大的变形和损坏，根据计算和经验，注浆压力取值为：0.30.5MPa。 注浆量根据管片壁后环形空隙与地层有效填充的经验公式计算，根据规范要求，则每环（1.2m）壁后注浆量：Q=66.68m3。 注浆速度同步注浆速度应与掘进速度相匹配，按盾构完成一环1.2m掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度。达到均匀的注浆目的。 注浆结束标准采用注浆压力和注浆量双指标控制，即当注浆压力达到设定值时，注浆量达到设计值的95%以上时，即可认为达到了质量要求。对本设计参数还需通过监控量测进行优化，使注浆效果达到更佳。 效果检查注浆效果检查主要采用分析法，结合掘进速度及衬砌、地表与周围建筑物变形量测结果进行综合分析判断。当检查表明注浆不足时，及时进行补充注浆。4.2.3盾构施工后期处理方案盾构通过国美仓库段后继续进行掘进施工，但须及时进行多次注浆作业。同时应保持对国美仓库段的监测工作。二次注浆材料为以1:1的水泥浆液；注浆压力控制在0.30.5MPa,可根据现场注浆情况适当调整，同时应强化监控量测工作，发现问题及时解决，确保施工安全。4.3盾构下穿国美仓库的技术保障措施4.3.1技术措施总体原则在施工前对国美仓库、管线进行充分调查。收集有关资料，包括国美仓库的设计图纸、竣工图进行研究分析，并对国美仓库进行实地调查分析，建议对国美仓库进行局部结构加固以保证仓库内物品安全及结构安全。经过调查后应明确国美仓库的位置、结构形式及尺寸、何种基础、建筑年代、老化程度、使用状态、产权归属、与盾构隧道的距离及相对位置关系等；对地下管线通过调查应明确管线的功能性质、材质、接口形式、管道输送介质、老化程度、埋深以及产权归属、与盾构隧道的距离及相对位置关系等基本情况。为避免盾构通过后不必要的纠纷，在盾构通过前根据国美仓库的产权情况、重要性、盾构施工对其的影响程度，对部分国美仓库应选择有资格的鉴定单位对国美仓库进行鉴定，在通过后建议对国美仓库重新进行鉴定。4.根据地质勘察情况或根据盾构推进过程中的地质变化情况，对国美仓库周边地质进行补充详细勘察，明确地形情况、基础土层结构、各土层土体性质、地下水情况等。5.根据调查情况，分析国美仓库或管线的变形和应力允许值。6.根据国美仓库、管线以及地质补勘的结果，结合盾构的形式、盾构隧道与国美仓库的距离以及相对位置关系和施工技术能力以及项目的应急能力制订详细周密的施工方案。为保证施工方案的合理性应邀请有关专家对方案进行讨论审查；为确保其可行性和得到贯彻落实，应邀请国美仓库的所有者或管理者、主要施工作业人员参加方案讨论，根据讨论结果修改盾构下穿或旁通穿过国美仓库、管线的施工方案。7.盾构机连续掘进、出碴量正常地层不会出现问题。但盾构机一旦停机，在恢复推进或开仓清碴刀盘转动时，地层损失控制困难。因此在盾构即将通过国美仓库前应对刀具进行全部更换并对设备进行全面检修，选定同步注浆浆液的配比和凝固时间，以保证盾构机连续、快速通过，且使盾尾空隙得到及时有效的填充。8.加强施工过程中国美仓库和土体监测。其中国美仓库监测项目包括沉降监测、倾斜监测和裂缝监测，土体监测项目包括土体变形监测、水位监测等。监测点应提前布置，稳定后在盾构达到一周前开始实施监测工作。在通过建筑物时，专人实行24小时监测，每34h监测一次。测量结果及时反馈给控制室。4.3.2盾构下穿国美仓库时的施工参数选择与控制：为确保国美仓库、管线的安全，在盾构掘进施工时应严格对盾构施工参数监测，包括盾构推力、出土量、注浆填充率、注浆压力、盾构姿态等。盾构下穿国美仓库掘进时，盾构施工参数做如下控制：（1）推进速度和推力控制盾构掘进速度控制在3050mm/min，盾构推力控制在12000KN15000KN。确保盾构连续掘进、快速通过，减小对地层的扰动。推力过大易造成地面隆起，过小则地面沉降加大，盾构掘进速度亦不易太快，以免同步注浆量不足，如果遇到为发现的孤石时，需及时调整掘进参数。必要时采取洞内处理方案进行孤石处理。（2）严格控制出土量厦门地铁建设中，目前主要选用厦工中铁盾构机，面板式刀盘、刀盘开口率3538%、刀盘外径6.48m、有轴式螺旋出土器；盾构隧道主要采用的管片幅宽（f=1.2m）、松散系数为1.25（，计算每环出渣量：V=（D1/2）2f1/0.8=（6.48/2）21.21.25=49.438m3。通过建筑物期间，派专人监控出土量，每环出碴量控制在49.5m3以内。（3）保证同步注浆饱满度同步注浆的注入率应控制在180%200%之间，注浆压力24bar，最大程度利用同步注浆填充满管片背后的间隙。厦门地铁盾构隧道采用幅宽f=1.2m、外径D2=6.2m，钢筋混凝土管片。Q=（D1/2）2f（D1/2）2f180200%=(39.5536.21)180200%=66.68 m3。（4）二次注浆在同步注浆的同时进行二次注浆，确保填充效果。注浆管片位置盾尾后34环的位置。注浆点位以在拱顶点位注浆为原则。4.3.3控制盾构机姿态盾构机过量的蛇形运动必然造成频繁的纠偏，纠偏的过程就是管片环面不均的过程。所以要求盾构机掘进过程中必须控制好盾构机的姿态，尽可能沿隧道轴线做小量的蛇形运动。发现偏差及时纠正，不得过急、过猛纠正，否则会人为造成管片环面受力严重不均，由于管片外径与开挖直径在理论上存在间隙，使管片有一个较大的浮动空间，必要时在管片上浮比较严重的区段将盾构机的掘进轴心线调至隧道设计轴心线以下20mm50mm掘进。掘进速度控制在35cm/min以下，以较为平缓的速度推进，并严格控制土仓压力和出土量，防止超挖欠挖。监测信息应及时反馈，根据监测资料及时修正掘进参数，施工过程中，盾构姿态变化不可过大、过频，同时加强同步注浆及二次补注浆工作。每环掘进结束后，必须拧紧当前环管片的连接螺栓，并在下环掘进时进行复紧，克服作用于管片推力产生的垂直分力，减少成环隧道浮动。盾构掘进施工设定参数如下：表4.6盾构下穿国美仓库段盾构施工参数名称具体要求土压力以开挖面土体前端略微沉降0.51.0mm为宜掘进速度3cm/min左右千斤顶行程差直线段40mm；曲线段进行适度调整同步注浆量66.68/环；浆液稠度812cm二次补浆频率每5环4.3.4 技术交底在穿越国美仓库前，对所有施工人员进行技术交底。使每一个参加施工的工作人员清楚了解盾构与国美仓库之间的相对位置以及应当采取的不同技术措施。4.3.5 人员配置在现场配备监测人员，在值班室配备值班人员。现场监测人员和值班室值班人员保持联络，值班人员及时将信息进行汇总并将指令传达给施工班组，指导盾构推进施工。4.3.6 施工参数优化在盾构穿越国美仓库之前的施工过程中，应当及时总结出盾构所穿越土层的地质条件，掌握这种地质条件下土压平衡盾构推进施工的方法，掌握盾构推进施工参数和同步压浆量，并且通过实践不断地对其进行优化（特别是盾构施工到达国美仓库前20米的施工参数的优化），以求达到盾构以最合理的施工参数穿越国美仓库。1 掘进模式拟用于本合同段掘进施工的土压平衡盾构的开挖土舱由刀盘、切口环、隔板、土压传感器及膨润土添加、泡沫注入系统组成。根据隧道地层条件，需选择土压平衡模式进行本合同段区间隧道的掘进。土压平衡掘进模式中土舱压力的保持首先需选定土舱压力，掘进过程中通过调整推进力实现推进速度控制、通过调整螺旋输送机转速实现出渣量控制。具体方法如下： 土舱压力值P的选定P值应能与地层土压力和静水压力相平衡，设刀盘中心地层静水压力、土压力之和为P0，则PKP0，K一般取1.01.3。掘进施工过程中土舱压力可根据试掘进时取得的经验参数并结合盾构所在位置的埋深、土层状况及地表监测结果进行调整与控制。地表沉降与工作面稳定的关系以及相应技术对策见表4.2。表4.7 地表沉降与工作面稳定关系以及相应技术对策地表沉降信息工作面状态P 与P0关系措施与对策备注下沉超过基准值工作面坍陷与失水PmaxP0增大P值Pmax、Pmin分别表示P的最大峰值和最小峰值隆起超过基准值支撑土压力过大，土舱内的水进入地层PminP0减小P值 推进速度控制为保持土舱压力的稳定，掘进速度必须与螺旋输送机的转速相符合，同时必须兼顾注浆，确保浆液能均匀填实管片与地层的空隙，根据施工的实际情况确定并调整掘进速度控制推进油缸的推力。 出渣量的控制每环掘进出渣量根据试掘进段取得的参数进行控制。出渣量控制可通过推进速度与螺旋输送机转速来实，对盾构机掘进的出土控制、土压控制要有绝对的敏感性和稳定性，如出现超挖现象应做好记录，可为后期地面处理及同步注浆进行指导。4.3.7 机械设备及检查在盾构进入国美仓库影响范围之前，对盾构机进行机械设备和压浆管路的检查和维护，对于存在故障和故障隐患的机械一律进行维修，对压浆管路进行一次彻底的清洗，保证穿越国美仓库过程中不发生机械故障和压浆管路堵塞情况，并对盾构刀具进行一次全面检修及更换工作。4.3.8 穿越阶段（1）建立试推进阶段及穿越后稳定阶段将推进前的30环做为盾构穿越国美仓库的试推进阶段，在这个阶段中在前期的掘进施工中，通过施工实践不断优化盾构推进参数控制地表变形，减少对国美仓库的影响，紧密依靠地表变形监测，及时调整盾构掘进参数，不断完善施工工艺，将施工后地表变形量控制在最小范围内。盾构穿越过后的10环作为盾构穿越国美仓库后的沉降稳定阶段，在此期间仍需要对国美仓库进行密切监测。如果国美仓库出现较大的沉降应及时对国美仓库进行注浆保护。（2）加强监测盾构穿越国美仓库时，对地表沉降、国美仓库沉降、国美仓库的倾斜应适当加密监测频率，具体可根实际情况作相应调整。施工前所得的初始数据为三次观