盾构机过别墅区专项施工方案

2206标盾构机过别墅区施工方案

一、工程概述

1.1工程概况深圳地铁2号线2206标蛇口客运站海上世界站区间盾构隧道，盾构下行穿过碧涛苑别〜墅区、怡景阁、工业二路、沿太子路接暗挖区间线路左线里程ZDK2+

788.7ZDK3+

235.35,〜全长439nb右线里程YDK2+

798.0YDK3+

235.35,全长437m〜左线在ZDK2+992ZDK3+075（长约83m）和右线在YDK3+018YDK3+110（长约92m）〜〜范围内，隧道下行穿过碧涛苑别墅区；左线在ZDK3+135ZDK3+161（长约26m）和右线隧道〜在YDK3+140YDK3+158（长约18m）范围内，下行穿过怡景阁公寓楼隧道与建筑物平面关〜系图见图1-1所示，隧道与建筑物纵剖面关系见图卜

2、图1-3所Zj\O图1-1隧道与建筑物平面关系图1-2盾构隧道左线与建筑物纵剖面关系图1-3盾构隧道右线与建筑物纵剖面关系

1.2工程地质状况根据线址区已有地址资料，结合本区间场地的工程地质特征和工程特性，地层岩性为:覆土表层为人工填筑的（Qml）素填土（填石）、填砂，其下为第四系全新统海积层（Q3淤泥质粘土、粗砂（含淤泥）、冲洪积（Q a,+p,）粘土、圆砾，第四系上更新统冲洪积（Q al+P1）粘土、淤43泥质粘土、砾砂，中更新统残积（QD砾（砂）质粘±,下伏基岩为燕山晚期粗粒花岗岩（Y/）3）钻孔要保持垂直，因钻孔偏斜较大，使同一断面处的套壳厚薄不等，导致很不匀称的开环4）钻孔护壁泥浆要特地管理，因护壁泥浆质量较差，易形成厚而松软的孔壁泥皮，套壳开环后成为浆液上串的通道5）袖阀管埋设，接收抹胶水时要等上30秒，才能放下一节管，以防袖阀管接头处松动、开裂、倾斜，导致止浆塞不易上下，甚至不能拔出

5、施工效果检测为确保施工质量，加固完成14d后采纳取芯和标贯试验对加固效果进展检测，若加固区不成整体或仍有松散体存在以和地下水较多，则需对袖阀管进展二次注浆，直到到达要求为止

1.2实行土压平衡形式掘进，严格限制掘进参数1）始发前，对于盾构机各个组成部分进展全面的修理保养，并经调试确保盾构机各系统、线路、管路等处于良好的工作状态（尤其留意泡沫系统和同步注浆系统的通畅，土压传感器准确显示土压值）2）盾构掘进时应和时根据地层状况进展添加剂的参加以改进土体（留意泡沫剂和TAC高分子材料的质量和添入量），防止结泥饼的产生，同时削减对地层的扰动，限制好掘进各项掘进参数3）施工前做好人员培训，针对后续施工的地质条件和掘进留意事项对施工人员进展具体的技术交底，打算好应急材料4）严格限制出土量，具体记录每一磴斗的出土量和掘进长度的关系，根据计算确定每一斗须要掘进的长度，在掘进中严格限制5）工程部实行双交班会制度，作业班组交接班时应和时将存在的问题在会上提出以便接班人员快速将出现问题进展妥当解决，确保盾构机运行正常6）根据以往类似工程施工阅历，掘进参数选择如下:土压

1.

21.5bar〜推力800t-1500t扭矩1500MNm3000MNm〜同步注浆6~7in3掘进速度25mm以下刀盘转速

1.5rpm以下7）每天派专人对房屋进展巡查，发觉异样状况，随即启动应急预案

1.3在中盾位置设置径向孔掘进发觉超挖时，和时利用径向孔向地层中注入聚氨脂，然后穿透聚氨脂注入水泥浆，将超挖部分填充密实具体施行的措施为1）在中盾位置沿圆周位置均布径向钻孔8个（

①16）,孔位安装不锈钢管、球阀和快速接头备用中盾盾壳径向孔图8径向孔布置不意图2）新选购配置聚安脂泵2台（已购）3）盾构机每环掘进中和每环掘进完成后拼装管片前利用径向孔探测围岩状况，如发觉超挖、富水、砂层，或已知懦弱重点地层，马上通过径向孔注入水溶性聚氨脂封堵4）如发觉超挖或围岩空洞较大（＞100mm）,在注入聚氨脂后，再运用二次注浆机通过径向孔穿透聚氨脂注入双液（水泥一水玻璃）浆封堵

5.4二次注浆和时补充针对盾构机的工作原理和特点，我们将确保同步注浆饱满的根底上，实行以下二次注浆措施和早弥补地层损失以防止围岩失稳、塌落1）新选购配置一台二次注浆机（已到位）2）预先在管片上设置注浆孔和接口3）掘进中同步注浆机的

1、4号管通过盾构机

1、4号注浆孔进展水泥砂浆注入,同时运用同步注浆机的

2、3号管通过管片注浆孔在管片脱出盾尾后，同步注入水泥砂浆4）在管片脱出盾尾的当环同时用二次注浆机向管片壁后注入双液浆，使管片壁后填充爱护层快速强化，补充围岩开挖损失并承载压力5）同步注浆机的

2、3号水泥砂浆注入管和二次注浆机的双液浆注入管在管片脱出盾尾的当环形成强有力的二次跟进注浆，该3个管路的交替注入填充物，使脱出盾尾的当环快速固结图9二次注浆跟进措施示意图

5.5地面监测措施1）对所涉和到的桩、柱布置监测点，同时在裙楼旁每5m一个断面密布地面点,建筑物沉降预警值±10mm,报警值±24mm,戒备值±30mm在施工过程中加强地面点和桩、柱点观测，并和时指导施工，一旦发觉沉降过大或超过戒备值，和时进展跟踪注浆加固2）提早确定盾构机掘进的准确时间，实时理解盾构掘进状况和盾构机在地面上的具体位置；3）监测人员和监测设备提早到位，用全站仪实时监测房屋和地面的沉降状况，用高精度水准仪每隔2个小时监测一次，监测完后的10分钟内将监测结果报现场负责人并反响到洞内操作室；同时根据沉降状况进展加密监测4）对于目前存在裂缝的建筑物，掘进通过前对裂缝处张贴薄纸或其他方法以视察裂缝是否有扩大趋势，现场专人视察房屋状况，出现较大改变时，和时报告现场负责和洞内操作室以指导施工

六、施工保证措施

6.1组织管理保证措施在我部现有组织管理体系的根底上，进一步细化和加强施工全过程监控和反响组织管理体系具体人员支配和职责如下图所示通过上图所示监控反响组强化管理体系的贯彻执行，形成对盾构隧道掘进施工全方位网络化的管理形式，随时监控掘进施工全过程，第一时间对突发事务做出反响和处理，对各种预案细致落实执行特地聘请外部专家，就重大技术方案论证、疑难工程问题解决、重大险情处理等方面发挥作用马愿军（测量队负责人）地面及建筑物监测盾构隧道施工测量王小孟、梁勇冯忠（总工、副经理）井（物设部部长）井下下盾构掘进施工监控盾构掘进施工监控值值班班柴敬尧（工程经理）信息汇总及总调度任永强张伯龄（盾构1队队长）盾（盾构2队队长）盾构隧道掘进施工及各构隧道掘进施工及各指领施行指领施行陈斌（施技部部长）盾构隧道施工指令下达及施工技术责任图10全过程监控组织管理体系图

6.2技术保证措施坚持各专业人员集体探讨制，实在选择先进、科学、成熟的施工方案，施工期间对工序不断进展细化、优化，对关键和特别工序制定具体的施工方法、操作细则和留意事项，明确技术要求和质量标准，并具体落实到每个人1）技术管理以“现场第

一、强化效劳”为原则，施行技术交底制2）工程部设立技术管理系统，制定和执行岗位责任制，编制施行性施组、作业指导书3）总工程师指导，技术部统一管理，建立专业分工责任制4）测量制度

①坚持测量双检制

②测量数据在测前、测中、测后分三次复核检查，内业资料二人独立计算，互相核对；测量仪器定期检定

③加强施工监测工作，利用监测数据分析指导施工

6.3平安保证措施1）进入现场必需遵守平安消费纪律2）进场作业人员必需戴好平安帽，严格按平安规程操作，严禁越工种工作3）现场施工用电抽水用潜水泵和电源线应绝缘良好，接线正确，符合三相五线制和“一机一闸，一漏一箱”要求4）根据深圳市管网图，在施工过程中避开地下管线，对特别状况实行爱护措施

6.4文明施工保证措施1）加强职工标准化施工教化，建立健全岗位责任制，把文明施工责任落到实处,进步全体施工人员文明施工自觉性与责任性2）采纳有效措施处理消费、生活废水，并确保施工现场无积水现象多雨季节要装备应急的抽水设备与突击人员3）现场布局合理，材料、物品、机具、土方堆放符合要求4）生活垃圾要集中堆放，统一搬运至指定地点废弃5）施工期间，确保施工便道雨畅通，并便利沿线居民的消费、生活

七、施工保证措施详见《盾构施工应急预案》盾构机过别墅区段前60m范围内，隧道全断面为

⑧3砾质粘土，上覆土层主要为

①素填।土和

⑤2圆砾后80m范围内，隧道断面内上半部分为

⑧3砾质粘土，下半部分主要为

⑨］全风化花岗岩、

⑨2强风化花岗岩和

⑨3中风化花岗岩，部分可能存有

⑨4微风化花岗岩，上覆土层主要为

①I素填土和

⑤2圆砾详见左、右线地质纵断面图

1.3水文地质状况场地内地下水主要有两种类型一是松散土层孔隙潜水，二是基岩裂隙水孔隙水主要赋存在第四系全新统粗砂（含淤泥）、圆砾，上更新统砾砂层中，此外粘性土、残积砾（砂）质粘土、全风化岩也赋存上述各砂层之间一般无连续的隔水层基岩裂隙水主要赋存在基岩强风化层中等风化岩的裂隙中，其上覆残积砾质粘土和全风化岩，二者浸透性〜相近本次勘察期间，滨海砂堤地貌单元，地下水位埋深

1.5~

2.6m,水位高程T.52~

1.81m；低丘地貌单元，地下水位埋深

6.

78.5m,水位高程

14.94-

23.86m〜

二、地面建筑物状况和周边环境通过从招商档案馆调查建筑物设计资料，地面建筑物均建成于20世纪80年头末位于线路上方的碧涛苑别墅建筑构造为23层钢筋硅框架构造，根底类型为浆砌块石+钢筋税条形〜扩大根底，根底埋深在地面下2m,其建筑物的承重墙、柱均在原地表的自然砂层上位于线路上方的怡景阁公寓楼建筑构造为6层钢筋砂框架构造，根底类型为毛石硅+钢筋碎扩大根底，根底埋深在地面下2m,其建筑物的承重墙、柱均在原地表的自然砂层上根据深圳市市政管网图，碧涛苑别墅区建筑物和怡景阁公寓楼四周分布有小型雨水、污水管道和电力电信管线，无市政主电力、电信管线和污水、雨水管道

三、风险分析和应对措施

3.1泥饼成因和防治措施

3.

1.1风险分析盾构机过别墅区和怡景阁段，洞身主要处于砾质粘性土中，部分有下伏基岩地面建筑物密集，为防止地面沉降，盾构机在土压平衡掘进过程中设定较高的出土压力；上软下硬段掘进缓慢，盾构机产生高温高热上述缘由导致盾构机产生泥饼后，将引起地面沉降、隆起、塌陷等工程事故

3.

1.2防治措施在易结泥饼的地层中掘进时，应考虑实行以下措施1）根据地质条件，有针对性的向密封土舱和刀盘面板适量加注高质量的泡沫或聚合物或膨润土或其中两种混合液甚至三种混合液等，以改善土体的“和易性”和“塑性”2）在浅埋隧道施工、刀盘开口率小于40%,并且地层贯标值大于20的状况下，即地层相对自稳时，设定的出土压力不易超过主动压力，并且最好限制在l.Okg/cm以下，即宜采纳欠土压平衡形式3）采纳冷却措施，避开密封土舱高温高热4）避开密封土舱饱满是长期停机，宜以泥饼或黏性差的砂土代替部分土体充填密封土舱

3.2地质条件困难，上软下硬

3.

2.1风险分析盾构机在上软下硬地层中掘进时，土压力难以限制，上部软地层较易进入密封土舱，而下部较硬岩体不易破裂此时，往往会使上部软地层过量切削进入舱内，一旦密封土舱内有一点土压失衡，上部的松散地层很简单土体流失，进而发生较大沉降

3.

2.2应对措施在推动过程中关键是设法保持上部软底层的平衡，在施工过程中主要实行以下措施1）结合现有地质资料和补充地质勘探资料，摸清上软下硬地层的分层和软硬状况2）在刀具的布置上，增加边缘滚刀的数量，增加边缘的破岩实力；3）细致视察土仓出的硝土改变状况，理解工作面软硬不均程度，根据掘进状况推断刀具状态，以确定掘进推力的大小，避开刀具超载工作受损4）在软硬不均地层掘进，为爱护盾构和其刀具，不宜追求太高的施工进度在此地层掘进必需限制掘进参数，推力不宜太大，刀盘转数不宜太快（一般为LOr/min左右），刀具贯入量不宜太深（一般为5mm10mm/转）〜5）加强盾构机推动线路和姿态限制6）选择土压平衡掘进形式7）通过向土仓和刀盘添加泡沫或TAC高分子材料改进硝土，防止形成泥饼8）限制出土量，尤其是上部为软土时更为关键，防止坍塌

3.3地面建筑物爱护施工过程中实行如下措施进展限制1）通过优化掘进参数保持开挖面稳定设定推动速度、调整排土量或设定排土量调整推动速度，以求得土仓压力与地层压力平衡，保持掘进面稳定2）尽快在脱出盾构后的衬砌反面和时注浆，限制地面沉降3）盾构在曲线上推动和盾构纠偏时，推动速度放慢，纠偏幅度不要过大，加大注浆量，以注浆压力限制注浆量，加强纠偏测量等，削减地层损失，降低地面沉降量4）通过对盾构机中盾上开设径向孔，和时向其中注入聚氨酯以弥补地层损失，限制地面沉降5）接着加强盾构掘进过程中的沉降监测，通过监测结果调整掘进参数，限制地表隆起、沉降

四、盾构过别墅区和怡景阁公寓楼总体施工方案

4.1建筑物加固方案根据建筑物周边环境和线路地质状况，在盾构机未掘进到此段前，对建筑物地基进展袖阀管注浆加固袖阀管注浆加固完成后，当盾构机穿越别墅区和怡景阁时，通过选取合理的掘进参数和其他协助措施来确保盾构机匀速、连续、平安通过别墅区和建筑物

4.2实行土压平衡形式掘进，严格限制掘进参数盾构机下行进入别墅区和怡景阁后，采纳土压平衡形式掘进，根据此段地质详设套壳料配制站，用泵送至机台特地的浆桶里放落钻机的钻杆至设计的深度,利用钻机的水泵，通过钻杆灌入套壳料浆液，直到套壳料浆液溢出孔外为止6）埋设袖阀管拔出钻杆，再将底端封闭的袖阀管，边下边往管内注满清水，节头用胶水粘好,压入孔内，直至预定深度，管端用压盖盖住，上面2米用水泥砂浆封孔7）开环待套壳料养护3到达

0.3Mpa的强度后，通过泵送清水施加压力把套壳压裂，为浆液进入地层翻开通路8）采纳较大的起始泵压，较短的升压间隔时间和较大的压力增值进展开环泵压由小到大逐级施加，并测读每级压力相应的吸水量，直至套壳开场吸水破坏和压力泵压骤降9）注浆袖阀管注浆时，袖阀管每隔35cm为一环注浆孔，即为一个注浆段，止浆塞采纳双塞系统，一套塞子包含一环注浆孔注浆时，要分段自下而上注浆，到达设计注浆压力后，注浆流量量小于12L/min时，即可完毕注浆工作〜

4、袖阀管施工中留意事项1）钻孔不得采纳清水钻进易造成孔壁部分坍塌，套壳料在坍塌处形成大鼓包,使该处的开环压力增大甚至不能开环2）严格按协作比配制套壳料，根据地层调整套壳料协作比，高强度套壳料不利于开环，低强度套壳料却简单使浆液向上串冒浆。