1、 特殊地段及复杂地质条件 盾构 施工 技术措施 一 . 盾 构 下 穿 河 流 （ 续 ） 1.应对江河地段水文地质条件、河床、河堤状况、水流速度、水深、淤泥层厚度、岸边建（构）筑物情况及保护要求进行详细调查。必要时进行补堪，确定河底地质。 2.应对地质勘探孔位进行调查确认，防止河水从勘探孔灌入隧道。 3.盾构应具有土仓加泥或泡沫的功能，螺旋输送机应设有防喷装置。 4.穿越时在土仓和刀盘前注入泡沫、膨润土改善渣土性能，防止涌沙突水 发生。 5.盾构机刀盘处于河岸前一倍覆土厚度时，应逐渐降低土仓压 力，到达河岸下方时，土仓压力应与浅覆土的河流段土压力相等。确保快速通过危险区域。 6.穿越前，应对
2、盾尾密封系统做全面检查和处理。使用优质盾尾油脂，掘进中不断地对盾尾密封注入油脂，保证每环 30kg以上。防止泥水和浆液进入盾体。 7.严格控制盾构操作， 控制好盾构的各项参数，调整好盾构推进油缸的压力差及各组推进油缸的行程，避免盾构上浮。注浆材料加入早强剂，块速达到强度。 8.注浆压力在理论上减小 0.05 0.1MPa，避免形成劈裂注浆，造成河水倒灌。必要时，可每环压注一次环箍（双液浆、水泥浆 ），防止窜浆，增强盾尾防水能力。注浆时应注意管片变形及隧道上浮。保证出渣量与掘进速度一致，避免“冒顶”。 9.掘进时保持土压平衡，停止掘进时保持土仓压力为正常值的 1.11.2倍。 二 穿 越 风 险
3、 源 施 工 盾构穿越铁路、桥梁、建 (构 )筑物、大型管线、河流、胡泊、主干道路、不良地质地段（简称穿越施工）： 1. 盾构机组装时，禁止使用劣质盾尾刷；使用优质盾尾油脂，防止盾尾漏浆。 2. 加强盾构机检修、保养工作，保持盾构均速、快速施工，避免非正常停机。 3.确保盾构机姿态，减少姿态调整引起的土层扰 动，必须纠偏时每环纠偏量控制在 4mm以内。 4.必须对同步浆液的稠度进行现场测试，浆液水泥含量不得低于120kg/m3,稠度不得大于 11，浆液初凝时间不得大于 6小时。 5.必须进行“持续”注浆，即：除同步注浆和二次注浆外，盾尾与二次注浆之间的管片（一般为 5 8 环），在不能实现二次
4、注浆之前，必须进行间歇注浆。必须保证从同步注浆开始，盾尾以后的所有管片都能实现即时注浆，以控制地面沉降。 6.必须加大监测频率，根据监测数据及时调整土仓压力， 注浆压力及注浆量。 7.必须坚持精细化施工，每天至少两次进行穿越过程书面作 业，即：核对盾构机与地面建（构）筑物的精确对应关系，分析监测结果，对沉降部位及时采取措施。 三 . 浅 覆 土 地 段 推 进 （覆土厚度不大于盾构直径的地段） 1.必要时，采取对浅覆土地层提前加固，地面建（构）筑物加固等保护措施。 2.为减小地层变形和对环境的影响，严格控制盾构开挖面土压力、掘进速度、出土量、注浆压力等参数。 2.1调整推进土压，采用欠压推进，
5、施工土压力应比计算土压力低 0.01 0.02MPa，推进中根据监测数据及时调整。 2.2 同步注浆，必须对壁后注浆的压 力及流量进行控制。 2.2.1 浆液质量：浆液稠度控制在 9.5 10cm。 2.2.2 注浆压力：注浆压力比土仓压力大 0.01 0.02MPa，推进中根据监测数据及时调整。 2.2.3 注浆量：以满足注浆压力为宜。 3.严格控制盾构姿态，减少纠偏，防止对土体扰动过大。 4.事先制定相应的防治措施，以克服因覆土荷载小而发生盾构机抬头和管片上浮。 5.开挖面上部为硬粘土，下部为承压水砂性土时，应向土仓压注浆或添加剂，以改良渣土，同时加大盾构下区推力，防止沙性土液化流失，导致
6、盾构 磕头，隧道下沉。 6.掘进期间加强监测，对浅浮土段建筑物进行实时在线监测。还应派专人巡视地面隆沉情况，对雨、污水等管道、周边建筑物等进行定期巡视。 四 . 大 坡 度 地 段 1.选择牵引机车时，应进行必要的计算，车辆应采取防溜措施。 2.上坡时 ,由于盾构前部较重，应加大下半部分推力，对后方台车应采取防 滑措施。 3.壁后注浆宜采取收缩率小，早期强度高的浆液。 五 . 地 下 管 线 地 段 1.盾构施工前，应详细查明地下管线类型、管材、位置、接头形式，允许变形值等，制定专项 施工方案。 2.对重要管线和施工中难以控制的管线，施工前应根据具体情况进行加固或改移。 3.应及时调整掘进速度
7、和出渣量等施工参数，减少地表沉降和隆起，控制地下管线的变形。盾构到达管线前 2 环至盾尾脱离管线后 2 环范围内，应以设定土压力值和出土量的控制为推进管理重点，必须严格控制同步注浆压力和注浆量。 4.掘进中，应加强对管线的监测，时刻掌握管线的动态变化。 六 . 穿 越 地 下 障 碍 物 1.先查明地下障碍物，制定处理方案。 2.从地面处理障碍物时，应选择合理的处理方法， 处理后应进行回填。必要时可采用桩基托换、地基加固、桩基拔除等处理措施。 3.盾构穿越不具备拔除条件或拔除不经济的木桩时，建议对桩周土体进行加固，推进速度控制在 10mm/min以内。 4.盾构穿越地连墙 (盾构穿越处的地连墙
8、，是采用玻璃纤维筋替代钢筋的 )时，可采用注入混凝土消解剂，或对地连墙进行定向爆破的方式进行穿越。穿越时的推进速度控制在 10mm/min以内，可加大刀盘转速，控制总推力。 5.需对盾构机进行适应性改造，增设先行刀、撕裂刀，加强盾构机的切削能力。 6.从开挖面排除障碍物，选择带 压作业或加固地层的方法，控制开挖量，确保开挖面稳定。 7.宜采用可伸缩式螺旋输送机或大直径螺旋机（螺旋直径不小于800mm），降低渣土堵塞螺旋机无法出土的风险。 8.必须做好设备检修工作，确保一次性通过，避免长时间停机，导致地层沉降。 七 . 穿 越 建（构）筑 物 1.盾构施工前，应对距盾构轴线 2 3 倍埋深范围内
9、的建（构）筑物结构类型及基础形式、使用现状进行详细调查，根据以往的工程经验，评估施工对建（构）筑物的影响，并应采取相应的保护措施，控制地表变形。 2.根据建（构）筑物基础与结 构的类型、现状，可采取加固或托换措施。 3.施工前，应对建（构）筑物进行监测，取得初始值。在施工过程中，加强监测，关注建筑物差异沉降和裂缝监测。还应对危房或一些重要建筑物进行房屋鉴定。 4.施工中保持较高土压掘进，土压力设定值调高 0.1 0.2bar，管片拼装时再将土压提高 0.1bar，保证刀盘前方地表有 0 2mm 的隆起量，停机过程中加强土压监测。 5.及时调整掘进速度和出渣量等施工参数，应严格控制出渣量，每环实
10、际出渣量控制在理论出渣量的 98%左右。减小盾构施工对土体的扰动，减小土体沉降量 。 6.加大同步注浆量（建议填充率为 200 250%），注浆压力控制在 0.25 0.35MPa，可根据地面变形情况调整。定期对浆液质量进行检查，浆液质量建议控制指标为初凝时间 6h，稠度 9 11cm。必要时，壁后注浆需要密实和早强。 7.掘进速度不宜过快，宜控制在 20 40mm/min,以均匀速度通过建筑物地段。 8.施工时，应勤纠偏，小纠偏，缓纠偏，保持姿态，减少土体扰动。建议设姿态警戒值 30mm，达到警戒值时应缓慢进行调整，每环纠偏量不大于 3mm。 9.保证盾构油脂注入量及注入 压力，建议注入量
11、25kg/环。 10.根据监测情况，可在离盾尾 5 环以外注双液浆稳固地层，控制地表沉降。 11.根据螺旋输送机的扭矩及渣土性质，进行加泡沫、膨润土改良渣土。 12.应加强盾构机的保养与维修，避免盾构机在桩基或建筑物下部的非正常停机。 八 . 水 平 小 间 距 推 进 （平行盾构隧道净间距小于盾构直径70%的地段） 1.施工前，应根据隧道所处的地层条件、盾构型式、隧道断面大小，两条隧道之间的相对位置与距离，分析施工对已建隧道以及平行隧道的影响，采取相应的施工措施，保证施工安全和质量。 2.两条隧道应错开施工，先行隧道施工完成后，采取加固隧道间的土体，支撑台车或门式桁架等措施对成型隧道进行支撑
12、保护，控制地层和隧道变形。 3.小间距段先行隧道管片宜选用特殊管片，每环管片预留注浆孔 16个。通过管片预留孔进行注浆，以增加土体的强度。要求加固后的土体无侧限抗压强度 0.4MPa。 4.对先行隧道每 天进行跟踪监测，发现存在轴线向后施工隧道方向产生偏移 4mm 以上时，应在后施工隧道内进行二次注浆。二次注浆压力取1.0 1.1倍的静止水压力，最大不超过 0.35MPa（根据隧道埋深设置），注浆位置为发生偏移处对应的后行隧道管片注浆孔。 5.及时进行同步注浆、二次（或多次）注浆措施，有效减少由于近距离双线隧道施工带来的地面沉降。 6.在后行盾构隧道小间距施工过程中需做到匀速、连续、均衡施工。
13、施工时，应控制掘进速度、土仓压力、出渣量、注浆压力等，减少对相邻隧道的影响。 7.曲线段小间距施工时，应 先施工曲线内侧隧道。 8.对先行和后施工隧道应加强监控量测，当监测数据出现异常时，应立即停止掘进，查明原因，根据情况采取相应的施工措施和辅助施工方法再继续掘进。 九 . 地 质 条 件 复 杂 地 段 1.穿过复杂地层、地段（软硬不均互层），应优先选择复合式盾构。 2.应综合考虑所穿过地段地质条件，合理选择刀盘形式和刀具配制方式、数量； 3.应选择适当地点，及时更换刀具或改变其配置，以适应前方地层的掘进。 4.应根据开挖面地质预测信息，调整掘进参数、壁后注浆参数和土仓压力， 保证开挖面的稳
14、定和掘进速度。 5.采用土压平衡盾构通过砂卵石地段时，应进行渣土改良。 6.采用泥水平衡盾构通过砂石地段时，应根据砾石含量和粒径确定破碎方法和泥浆配比。遇有大孤石影响掘进时，需人工进入土仓进行（带压）排除。 十 . 下 穿 现 有 铁 路 1. 应对既有铁路地质情况、道床、路基、基础形式、涵洞、接触网杆、列车运行频次、运行速度、允许沉降量等进行详细调查。评估施工对既有铁路线地段的影响。 2. 应选择与下穿铁路工况类似的 100m 区段作为试验段，进行模拟操作，通过试 验段数据调整下穿期间的掘进参数。加强既有铁路线地段的变形监测，严格控制沉降。 3. 控制掘进速度与出土速度，控制地表变形，保证土
15、仓内的上部土压力稳定。 4.下穿期间，按盾构与铁路的相对位置关系，分 段 采用相应的加固措施控制 沉降： 刀盘前方，日沉降超过 0.7mm，将土仓压力提高 0.1bar；沉降超过 1mm时，将土仓压力提高 0.2bar。 盾构机上方，日沉降超过 0.7mm，在盾构机径向孔处注入膨润土，注入点为 2 点、 10 点位置，膨润土注入量为 3m；当沉降量超过 1mm，膨润土注入量增加 1m。 盾 尾范围，任意 3 小时沉降超过 0.5mm 时，须增加 10%的同步注浆量；任意 3 小时沉降超过 1mm 时，增加 20%。日累计沉降超过报警值（ 1.4mm）时须增加 30%；日累计沉降超 2mm 时须
16、增加 50%， 盾尾脱离轨道下方 5 环后，日沉降控制超过 0.5mm，须持续二次注浆进行沉降控制，注浆压力控制在 0.4 0.6MPa 之间，同时根据监测情况对注浆量及压力进行调整。 5.盾构下穿铁路道岔区时，应制定专项措施，在接近道岔前 20 环时，应对施工参数等进行优化确定。过道岔中心的施工宜选择在天窗点。 6.下穿期间，加强既 有铁路线地段的变形监测，对铁路道床、铁轨沉降、铁轨水平位移等进行监测，并对轨道几何尺寸进行检查，所有数据及时反馈。 十 一 . 穿 越 地 铁 线 1.应对既有隧道进行调查 ,确定其使用状况 ,允许变形值。采取相应的保护措施，控制变形。 2. 应以计算参数值试掘
17、进，出土量控制在理论值的 98%左右，保证盾构切口上方土体能微隆起，以减少土体的后期沉降量。 3.加强对既有地铁线的监测，及时优化调整掘进参数，控制掘进速度，合理控制注浆量，控制既有地铁线隧道及地面沉降。 4.注发泡剂或水等润滑剂，减少刀盘 所受扭矩，同时降低总推力。 5.盾构穿过地下连续墙（玻璃纤维筋）时，可采用注入混凝土消解剂或对地连墙进行定向爆破的方式进行穿越。穿过时的推进速度控制在10mm/min以内，可加大刀盘转速，控制总推力。 十二 . 特 殊 砂 层 推 进 1. 针对特殊砂层选用的盾构机须具有土体改良设备。 2. 加强对施工参数的优化，通过施工参数的合理调整，确保隧道稳定和控制
18、地面沉降。 3. 对于长距离穿越粉土，沙土的掘进施工，可在隧道衬砌内部进行二次环箍或半环箍补浆。 4. 通过压注泡沫剂或膨润土改良土体，提高和易性。 5. 施工时，应严格管理盾尾油脂注入工作，保证质量。 6. 在必要时可采用压注聚氨酯的措施，防止土体液化并进行隔水。 7. 特殊砂层段管片增设注浆孔，每环增加 10 个注浆孔，共 16 个。 十三 叠 交 推 进 1.叠交段隧道要遵循先下后上的原则 ,上下隧道盾构掘进的纵向净距 100m。 2. 下部隧道施工完成后，可先对重叠部分注双液浆加固，加固范围为盾构周圈 3m，加固后的土体应具有良好的均匀性和较小的渗透系数。加固强度宜为 0.2 0.3M
19、Pa。 3. 注浆宜采用长管注浆，同一 孔内采用从外到内的方式进行分层注浆，每层厚度为 15cm。同一衬砌环内不同注浆孔的注浆保持对称平衡。一般情况下，隧道纵向注浆顺序采取隔环跳打的方式，每环一次施工 1 2 孔，每两个施工环间隔 4 环。特殊情况下应根据监测数据适当调整。 4. 注浆时要加强地面监测，隆起控制值为 3mm。当超过控制值，应暂停当前孔的注浆，待沉降稳定后继续补注该孔剩余浆量，直至完成该孔全部设计注浆量。当该孔注浆却有困难需要调整注浆量时，应在该孔相邻孔位补足注浆量。 5上部隧道施工时，需要在下部隧道架设钢支撑，加固区段超过盾构刀盘前 15m，盾尾 30m，加固长度 60m。 6
20、. 上下隧道推进结束后，根据实测资料，对变形较大的部分进行再注浆，防止变形增加。 7. 采用铰接式盾构，必要时 可开启仿形刀和铰接装置。加大盾构及管片姿态测量频率，及时纠偏调整，保持铰接角度。建议铰接角的开启度为理论值的 60% 80%。 8. 控制好盾构土仓压力、出土量、推进速度、千斤顶回缩量等施工参数，避免超挖和欠挖，同时应采取减小侧摩阻力的措施，有效减小对周围土体扰动以及先建隧道的影响。 9. 加强隧道衬砌变形和地面沉降监测。 后掘进隧道应增加监测频率，及时反馈，合理地设置土压力等推进参数，保证施工质量。 10. 后掘进隧道到达叠交段后宜降低推进速度，减少纠偏量，严格控制盾构姿态，加密测量，监测控制值为 3mm。
