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盾构二次进洞方案

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2020年4月19日
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附件二
盾构二次进洞方案
一、工程概况
宁波市轨道交通1号线一期工程地下工程Ⅵ标段包括2个区间隧道：福明路站~世纪大道站、樱花公园站~福明路站。福明路站～世纪大道站区间隧道于 7月23日下井在福明路站东端头井右线下井，于 8月20日向世纪大道掘进。本区间起止里程为：K15+205.714~K15+906.289，在里程右K15+591.000处设一联络通道兼泵站（在地层冷冻加固后采用暗挖法施工）。区间长700.575m。本区间隧道断面为单洞单线圆形隧道，线间距为12～13m不等。隧道纵坡最大坡度为25‰，隧道顶部埋深为9.93～15.3m，最小平面曲线半径为800m。
根据地质勘查报告福明路站~世纪大道站区间盾构机主要穿越地层为②2-2层灰色淤泥质粘土、③2层灰色粉质粘土夹粉砂。土层的分布及特征见下表：
福～世区间主要地质土层特征表
层号
地层名称
状态
特征描述
分布情况
②2-1
淤泥
流塑
高压缩性，高灵敏度，无摇振反应。
-1.4～-3.4零星
②2-2
淤泥质粘土
流塑
土质不均，局部为淤泥，切面光滑，呈油脂光泽，干强度中，韧性中，无摇振反应。
-3.4～-6.9均布
③1
粉砂层
软塑
土质不均，夹薄层粘性土，局部为细砂，含云母。
局部
③2
粉质粘土夹粉砂
软塑
土质不均，局部粉性较重为粉土，切面稍光滑，无光泽，干强度中，韧性中，无摇振反应。
-6.9～-13.4均布
工程地质条件差。为了有效降低盾构机进洞过程中的施工风险，本区间盾构机进洞采用了二次进洞的施工工艺。
二、工艺流程
二次进洞工艺流程见图1

加固区加固
加固效果检查
洞门复测
托架安装
洞门凿除
洞圈内焊接弧形钢板圈、放海绵条
盾构靠上围护结构、拉出内层钢筋网片
快速拼装管片、第一次进洞
在洞圈外侧与盾壳间焊密封钢板、洞圈外注浆
待浆液达到一定强度后、盾构二次进洞
在洞圈内与管片外侧焊钢板、注浆加固

三、进洞前的施工准备
1、加固区加固效果检查
洞门土体加固采用桩径800mm的三轴搅拌桩，靠近洞门采用一排高压旋喷桩加固。盾构进洞前采用垂直取芯的方式对地基加固效果进行检查，强度达到设计要求后，才能进行进洞门凿除，否则应对加固区间采取补救措施。
2、盾构位置姿态复测
在盾构进洞前100环对已贯通隧道内布置的平面导线控制点及高程水准基点做贯通前复核测量，准确评估盾构进洞前的姿态和拟定进洞段掘进轴线。复核数据应经过重复比较，分析误差是否在允许偏差之内，从而正确的指导进洞段盾构推进的方向，以确保盾构机良好的姿态进洞，准确就位在盾构接收基座上。
3、接收井内盾构基座安装
盾构接收托架用于接收进洞后的盾构机，由于盾构机进洞姿态是未知的，在盾构机进洞前仍需复核接收井洞门中心位置和接收托架平面、高程位置（一般以稍低于洞圈面为原则），确保盾构机进洞后能平稳、安全推上基座。
盾构基座为钢结构预制成榀，盾构基座位置按洞口实测中心位置和设计轴线准确放样，基座安装时按照测量放样的基线，两根轨道中心线必须对准洞门中心且与盾构推进的轴线一致，确保盾构推进过程中移动轨迹符合施工要求。考虑到盾构进洞轴线为－2‰直线和加固区的盾构姿态控制，盾构基座高程按0‰安放；平面以实测洞门数据为准安放，吊入井下就位焊接固定
4、洞门凿除
从下到上凿除地下连续墙外层混凝土，边凿除边割除外层钢筋，然后从上到下凿除两层钢筋间混凝土，预留20 cm不凿除，最后按分块要求（一般分9块）将分块处和吊环处混凝土凿至钢筋。洞门凿除要连续施工，尽量缩短作业时间，以减少土体暴露的风险。
5、焊接洞圈内弧形钢板圈
由于工作井洞圈直径与盾构外径存有一定的间隙，盾构外径6 340 mm，洞门圈内径6 700 mm，间隙单边18 cm，盾构进洞前，为了缩小盾壳与洞圈的间隙、便于塞填海绵条以防止盾构进洞时洞圈产生漏水、漏泥等问题，在洞圈内焊接一整环钢板。下部采用3道1cm厚10 cm高的弧形板，上部采用2道0.5 cm厚30cm高的花纹钢板，钢板之间填充150 mm×150 mm的海绵条。为确保盾构机靠上钢板时，钢板顺利外翻，在钢板一圈以10 cm间距开缝，缝深约10 cm。洞圈下部是盾构进洞的薄弱点，是最容易出现险情的部位，因此在洞圈底部钢板内、外层各加焊1道挡泥板，加焊在洞圈底部6 m弧度范围内；加焊1 cm厚，高10 cm，内弧弦长2 m钢板3道，间距20 cm，用于盾构进洞时清理盾构底部的泥土便于盾构顺利骑上基座。见图2。

图2 洞圈内弧形钢板、注浆孔、导向轨

四、盾构一次进洞
在盾构切口距洞门地连墙50 cm时，停止盾构推进，尽可能出空土仓内的泥土，使洞门正面的压力降到最低值，确保混凝土洞门的安全。洞门钢筋网片拉出完毕后，盾构开始推进。由于刀盘已出洞圈，前方无土层存在，故此时推进无出土，每推进1.2 m应立即拼装管片，尽可能缩短进洞时间。当盾构机刀盘露出弧形钢板后，停止推进，立即在主体结构预埋的盾构环上与盾壳之间焊接一整圈弧形钢板，焊接完毕后用速凝水泥封堵弧形钢板、管片、钢圈之间的缝隙。见图3。
图3 一次进洞后弧形钢板焊接

洞圈封堵完毕后，利用管片吊装孔进行壁后填充注浆，水泥浆配比为1:1，注浆压力0.2MPa。隧道内注浆的同时考虑到浆液有可能顺着盾壳和管片间的间隙流出，因此在钢板上、下、左、右4个位置开设注浆孔，在洞圈外进行补压浆。见图4和图5。

图4隧道内衬砌壁后注浆

图5 洞圈外预留注浆孔

五、盾构二次进洞
一次进洞完成，待浆液达到一定强度后，开始二次进洞，伸长千斤顶，直到将盾构机全部推出，二次进洞结束。
六、质量保证措施
6.1质量标准及依据
（1）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204— ；
（2）《盾构法隧道施工与验收规范》 GB50446— ；
（3）《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299—1999（ ）。
6.2 具体标准
（1）施工过程中隧道实际轴线与设计轴线允许偏差（上、下、左、右）50mm。
（2）地面变形＋10mm至－30mm。接收区段应根据实际情况予以严格控制。
七、安全与文明施工措施
（1）施工时严格执行国家强制性标准，必须遵守有关安全生产的单项法规《中华人民共和国建筑法》，及国家标准《建筑安全施工检查标准JGJ59－99》和有关地方标准。
（2）施工前，做好职工及施工队伍的安全管理及安全三级教育。
（3）每道工序施工前，安全员对施工班组进行专项安全技术交底。
（4）割除洞门钢筋时，脚手架按要求搭设，施工人员配戴好安全带，所用机具要系有安全绳。
（5）现场所有接电施工由持有上岗证的专业电工进行操作，接电线路要架空设置，严禁在有积水的地面上放置。
（6）所有设备用电要“一机、一闸、一保护”，采用移动配电箱接入施工作业面，配电箱漏电保护器反应灵敏，经检查合格后方可使用。
（7）检修、搬迁设备及电器设备（包括电缆和电线）时，应切断电源，并悬挂“有人工作、禁止合闸”的警告牌。移动钻机或旋喷机时，由专业操作人员负责，非机械操作人员禁止近前。若要带电迁移的，应制定出安全措施后，在专职技术人员的监护下进行。
（8）吊装作业中，吊车司机和吊装指挥必须有上岗证，在吊装时要有统一的指挥，司机与指挥配合一致。吊运大型的机械设备、重物时要配备相应的起重索具，严格禁止人员在吊臂下作业和走动。
（9）及时处理流失于地面的浆液和土渣，保持施工场地整洁。
（10）施工时，专职安全员进行全过程监控、指挥人员站位安全可靠，督促安全措施落实情况，按安全技术交底实施。发现不符合安全规定的作业行为，及时进行整改。