宁波地区盾构施工关键技术及培训材料.pptx

1、宁波市轨道交通集团有限公司朱瑶宏宁波地区盾构施工技术及相关问题处置案例目录一一一一宁波轨道交通盾构工程特点宁波轨道交通盾构工程特点二二二二宁波地区盾构施工技术宁波地区盾构施工技术三三三三相关工程案例相关工程案例四四四四总总 结结8PART ONE宁波轨道交通盾构工程特点宁波轨道交通盾构工程特点宁波轨道交通在饱和软土地区全面采用错缝拼装带凹凸榫槽的通用环管片，且宁波土层总体软弱，而部分区段号土层与临近土层力学性质的较大差异，给盾构施工带来了许多难题。p宁波轨道交通工程范围内均为第四纪松散沉积物，属第四系滨海平原沉积层。线路穿越及下卧的典型土层以，、号淤泥及淤泥质土层、号软塑黏土层、号可塑到硬塑黏

2、土层等。典型性号淤泥质土典型性号粉质粘土宁波轨道交通盾构工程特点u特点一：高流变软土p与上海等典型软土地区的土层性质相比，宁波软土工程性质更差，具有明显的含水量高、流动性强、灵敏度高、压缩性高、抗剪能力差等特点。地区地区岩土名称岩土名称物理性质指标物理性质指标力学性质指标力学性质指标灵敏度灵敏度含水率W/%液限IL空隙比e压缩模量Es/MPaSt范围最大值范围最小值宁波淤泥质黏土37.574.074%1.11.61.11.51.694.971.6935.9淤泥质粉质黏土34.451.451.4%1.11.91.01.42.088.482.08上海淤泥质粉质黏土36.049.749.7%1.01

3、.11.01.32.25.92.22.53.5天津淤泥质黏土36.748.348.3%1.01.21.01.42.33.92.3南京淤泥质粉质粘土32.349.749.7%1.11.51.11.32.53.62.535宁波轨道交通盾构工程特点u特点一：高流变软土宁波轨道交通盾构工程特点u典型性地质剖面盾构穿越以淤泥质土为主剖面图盾构穿越以半断面号土层剖面图p宁波盾构隧道管片全线采用通用环管片设计，为单层装配式钢筋混凝土衬砌，C50抗渗混凝土。p衬砌圆环包括1块封顶块F，2块领接块L1、L2、3块标准块组成B1、B2、B3。管片内径为5500mm，外径为6200mm，厚度为350mm，环宽为12

4、00mm。宁波轨道交通盾构工程特点u特点二：通用环管片F块B块L块p隧道衬砌采用通用楔型环错缝拼装。楔形衬砌环设计为双面楔形环，封顶块中间位置为管片环宽度最小处，宽度为1181.4mm；中间标准块(B3)的中间位置为管片环宽度最大处，宽度为1218.6mm通用管片图注：F 为封顶块；L1、L2为邻接块；B1、B2、B3为标准块。宁波轨道交通盾构工程特点u特点二：通用环管片封顶块平面图宁波轨道交通盾构工程特点u特点二：通用环管片领接块平面图p管片纵缝及环缝均采用M30弯螺栓连接。p管片楔形角为2037.59，楔形量为37.2mm，管片拼装过程中可通过调整拼装角度来拟合不同的隧道线型。根据各类线型

5、所需要的超前量选择合适的拼装点位及组合排版方式。直线段衬砌拟合转弯段衬砌拟合宁波轨道交通盾构工程特点u特点二：通用环管片宁波轨道交通所选管片形式根据封顶块的位置不同，每环管片可分为16个不同拼装点位，其中封顶块F块不能拼装在K8、K9、K10位置；共13个可拼装点位。宁波轨道交通盾构工程特点u特点二：通用环管片K13K1K2K3K4K5K6K7K8K9K10K11K12K14K15K16p管片环缝采用凹凸榫槽结构，使得成型隧道结构刚度大大提升宁波轨道交通盾构工程特点u特点三：凹凸榫槽环缝凹凸榫结构a）修改前）修改前b）修改后）修改后地下段沉降统计表p一号线地下区间段2015年出现渗漏水67处。

6、p2号线运营至今，地下区间段发现共出现渗漏水16处。区域区域一号线地下区间段一号线地下区间段二号线地下区间段二号线地下区间段平均沉降量-1.2-0.03累计最大沉降量-39.6-5.82015年最大沉降量-12.1-5.8宁波轨道交通盾构工程特点u效果验证：运营期沉降数据统计地下段收敛统计表区域区域一号线地下区间段二号线地下区间段横径竖径横径竖径平均收敛变化量+1.13mm-1.67mm+0.01mm-0.21mm累计最大收敛量+12.7mm-14.6mm+4.0mm-4.0mm2015年最大收敛变化量+6mm-4mm+4.0mm-4.0mm宁波轨道交通盾构工程特点u效果验证：运营期收敛数据统

7、计p综上所述宁波所采用带凹凸榫槽的通用环管片有以下几个优点：管片形式统一，减少了管片模具的需求量，便于生产和调配，经济性好。通过管片错台控制较好，成环管片整圆度好，成型隧道美观。隧道结构整体刚度大，抗变形能力强，收敛变形，特别是竖向收敛变形小。长期沉降小，一号线运营至今，全线平均沉降5mm，沉降最大40mm。宁波轨道交通盾构工程特点p同时也伴随着许多挑战l管片拼装中出现碎、裂现象l盾构姿态难以控制l隧道施工过程中盾构机轴线急降和急升现象l成形隧道管片上浮宁波轨道交通盾构工程特点p为保证宁波轨道交通项目的施工质量与安全，宁波轨道交通提出了六不原则。p即“不碎、不裂、不偏、不沉、不浮、不渗”，以六

8、不原则指导控制通用管片的施工质量。PART TWO宁波地区盾构施工技术二二二二宁波地区盾构施工技术宁波地区盾构施工技术01PART02PART特殊问题的盾构施工技术六大问题的盾构施工技术六大问题的盾构施工技术碎 的 问 题增加自由度增加自由度管片精细化拼装管片精细化拼装原因前期拼装头自由度欠缺施工技术水平01六大问题的盾构施工技术管片轴向裂缝管片棱角处破损碎裂环向螺栓孔周边管片掉块纵向连接螺栓孔周边管片掉块表面内部的细裂纹管片破损类型主要有以下几种：管片边角碎裂六大问题的盾构施工技术确立盾构施工专业化、精细化管理理念尽可能提高管片的拼装精度，测量F块预留空间，如宽度不足，应重新拼装该环管片，避

9、免管片拼装过程中的相互碰撞与挤压作用。将管片拼装头自由度由四个方向增至六个方向，保证管片精确到位。主要问题通用环排版对人员素质的要求较高；管片成圆度不佳；封顶块预留空间不足，采取野蛮拼装；前期盾构机管片拼装头自由度仅有四个方向。管片精细化拼装六大问题的盾构施工技术裂 的 问 题盾尾间隙测量盾尾间隙测量通用环管片自动排版与通用环管片自动排版与纠偏纠偏原因盾尾间隙不足轴线与姿态控制不到位牺牲管片质量02六大问题的盾构施工技术盾尾间隙测量1号线一期工程盾构隧道施工过程中管片出现了较多的破损、开裂现象，其中因盾尾间隙过小引起的盾壳与管片之间的挤压力是引起管片破损的主要原因之一，因此控制盾尾间隙量是解决

10、管片碎裂问题的关键。现场利用人工方法进行盾尾间隙测量工作繁杂且存在现场作业人员对盾尾间隙测量不重视，随意性较大。盾尾间隙要勤测，要测准。六大问题的盾构施工技术纵向剖面示意图纵向剖面示意图盾尾间隙测量为了提高盾尾间隙测量效率和精度，宁波轨道交通提出盾尾间隙自动测量。通过配置至少3个激光测距仪，从不同角度对激光测距仪到管片的距离和到盾尾的距离进行测量，从而计算出盾尾间隙。管片拼装前，测量测距仪到外壳板内面距离；管片拼装完成后，断续测量测距仪到管片内面距离。根据以上数据计算出盾尾间隙。测量数据可通过盾构触摸屏中“测量盾尾间隙”按钮控制完成测量并显示数据。所得数据将发送至自动排版软件辅助后续盾构自动排

11、版计算。六大问题的盾构施工技术盾尾间隙自动测量通过采用盾尾间隙测量系统，实现了对盾尾间隙的自动测量，降低了施工成本，提升了盾构机装备水平。降低了人工测量的繁杂性、主观性和随意性。建立了一套数据采集、实时传输、智能分析的盾尾间隙测量系统，达到了综合控制盾构机姿态，辅助完成通用环管片自动排版的目的。六大问题的盾构施工技术偏 的 问 题早发现、早预警早发现、早预警通用环管片自动排版与通用环管片自动排版与纠偏纠偏原因地质条件认识不清盾构司机缺乏经验盾构姿态控制不佳排版纠偏技术欠缺03六大问题的盾构施工技术存在问题通用环管片的纠偏可以通过拼装点位的选取由排版来实现，但因其楔形量、盾尾间隙等因素控制，单环

12、纠偏量有限。通用管片的排版存在动态变化的特征，各家单位没有统一排版体系，在1、2号线实际施工过程中因排版不匹配引起的隧道成形质量问题时有发生。宁波地区软弱土层易受盾构掘进扰动，导致掘进过程中盾构施工轴线控制困难，对实际施工技术人员素质要求较高。六大问题的盾构施工技术通用环管片排版理论基础基于工程实际情况考虑，总结出宁波轨道交通通用环管片排版的基本原则：(1)通用环排版每环必排；(2)不能出现“大通缝”情况；(3)千斤顶行程差宜控制在50mm以内；(4)保持盾尾间隙均匀（理论值30mm），盾尾单侧间隙不足20mm时需引起重视并及时调整，并不应小于10mm；(5)管片超前量尽量与设计轴线所需超前量

13、一致；(6)盾构姿态偏差控制在50mm，管片坡度尽量与盾构坡度保持一致；(7)隧道上浮宜控制在30mm以内。六大问题的盾构施工技术当前拼装可拼(优先拼装)小通缝(次要拼装)大通缝(严禁拼装)K1K3K6K9K12K15K2K5K13K16K4K7K8K10K11K14K2K4K7K10K13K16K3K6K14K1 K5K8K9K11K12K15K3K5K8K11K14K1K4K7K15K2K6K9K10K12K13K16K4K6K9K12K15K2K5K8K16K3K7K10K11K13K14K1K5K7K10K13K16K3K6K9K1K4K8K11K12K14K15K2K6K8K11K1

14、4K1K4K7K10K2K5K9K12K13K15K16K3K7K9K12K15K2K5K8K11K3K6K10K13K14K16K1K4K8K10K13K16K3K6K9K12K4K7K11K14K15K1K2K5K9K11K14K1K4K7K10K13K5K8K12K15K16K2K3K6K10K12K15K2K5K8K11K14K6K9K13K16K1K3K4K7K11K13K16K3K6K9K12K15K7K10K14K1K2K4K5K8K12K14K1K4K7K10K13K16K8K11K15K2K3K5K6K9K13K15K2K5K8K11K14K1K9K12K16K3K4K6K7

15、K10K14K16K3K6K9K12K15K2K10K13K1K4K5K7K8K11K15K1K4K7K10K13K16K3K11K14K2K5K6K8K9K12K16K2K5K8K11K14K1K4K12K15K3K6K7K9K10K13管片排版表管片排版表通用环管片排版理论基础六大问题的盾构施工技术确定预警指标p盾尾间隙：当盾尾间隙小于10mm时便会导致管片拼装困难，因此确定10mm作为盾尾间隙的预警值，并根据盾尾间隙大小进行分级：预警状态(10mm)，正常状态(10mm20mm)，良好状态(20mm 30mm)。p隧道轴线偏差：预警状态(50mm)，警示状态 (30mm50mm)，良好状

16、态(30mm)。p盾构姿态偏差：预警状态(50mm)，警示状态 (30mm50mm)，良好状态(30mm)，同时要考虑盾构机轴线和管片轴线的夹角。六大问题的盾构施工技术偏差偏差mm最少最少纠偏纠偏环数环数纠偏量纠偏量mm/环环纠偏距离纠偏距离m纠偏半径纠偏半径m平均每环平均每环超前量超前量mm501051214405.17601214.417284.31701416.820163.69801619.223043.23901821.625922.87100202428802.585050100 mm100 mm偏差的纠偏概况表偏差的纠偏概况表通用环管片纠偏原则p宁波轨道交通根据相关规范要求与实际

17、施工累积，提出了通用环管片分级纠偏技术，根据隧道轴线偏移量不同将盾构隧道纠偏等级分为：正常状态、注意状态、纠偏状态，并针对不同的纠偏等级提出对应的盾构轴线纠偏措施。p为保证盾尾间隙足够，避免管片破损，应始终坚持“少纠偏、慢纠偏”的原则，每环管片的纠偏量控制在25 mm，则对于510 cm的偏差，其所需的纠偏环数最少为1020环。导向系统自动测量计算当前管片位置计算纠偏线自动排环当前管片隧道计划线纠偏线盾构机当前位置六大问题的盾构施工技术自动排版与纠偏六大问题的盾构施工技术环号环号封顶块位置封顶块位置自动选型点位自动选型点位环号环号封顶块位置封顶块位置自动选型点位自动选型点位环号环号封顶块位置封

18、顶块位置自动选型点位自动选型点位371F3F3391F3F3411F3F3372F11F11392F11F11412F5F5373F3F3393F3F3413F13F13374F5F5394F5F5414F5F5375F13F13395F3F3415F3F3376F5F5396F5F5416F5F5377F3F3397F13F13417F13F13378F5F5398F2F5418F5F5379F13F13399F13F13419F13F13380F5F5400F5F5420F5F5381F13F13401F3F3421F3F3382F5F5402F11F11422F11F11383F3F34

19、03F3F3423F3F3384F11F11404F5F5424F5F5385F3F3405F13F13425F3F3386F11F11406F5F5426F11F11387F3F3407F3F3427F3F3388F5F5408F5F5428F11F11389F3F3409F13F13429F3F3390F5F5410F5F5430F14F11选用通用环管片自动排版系统，每环必排。通用环管片自动排版应用效果目前管片自动排版系统应用良好，与人工选型符合度达到96.7%。六大问题的盾构施工技术沉 的 问 题认真研究地层剖面认真研究地层剖面重视同步注浆技术重视同步注浆技术实时监测实时监测原因地质条

20、件认识不清同步注浆不到位监测不及时04灰色淤泥质粉质粘土灰色淤泥质粘土粉质黏土六大问题的盾构施工技术沉降问题n.宁波地区、号存在：五高二低”特点：n高含水率、高灵敏度、高压缩性、高流动性、高孔隙比、低渗透性、低强度n.是引起各类沉降发生的根本原因n.其土与号土的物理力学性能普遍存在35倍的差别。u成型管片下沉、盾构机下沉、地表沉降、冻结融沉六大问题的盾构施工技术成型管片下沉、盾构机下沉p宁波软土灵敏度高，承载力低；p对地层认识不清，判断不足，盲目推进；p监测测量不及时，未能及早发现问题；p盾构施工专业技术水平欠缺。所以应重视对地层的解读，特别是对土层软硬交替面的识别，做到“一读、二看、三测”：

21、盾构掘进前读地质报告，盾构掘进时看出土情况，盾构掘进后测管片沉降，对土质问题早发现早处理。控制掘进速度，减少对土体扰动，对盾构机主体重量进行限制。六大问题的盾构施工技术地表沉降u原因：n宁波软土特性：高含水率、高灵敏度、高压缩性、高流动性、高孔隙比、低渗透性、低强度n盾构施工控制不足：掘进速度、土压力、盾构姿态、出土量、同步注浆及二次注浆、渣土改良等保证拔桩区回填质量。六大问题的盾构施工技术冻结融沉p从1号线全线沉降曲线图中可观察出，部分区间沉降变形最大点多发生于联络通道处，而此处沉降变形的原因在于联络通道冻结法施工后的冻土融沉，且融沉注浆不科学。冻结融沉p融沉注浆：以少量多次为原则，持续进行

22、。六大问题的盾构施工技术浮 的 问 题盾构同步注浆盾构同步注浆盾构机适应性改造盾构机适应性改造原因地质条件认识不清盾构机自身原因05原设计竖曲线原设计竖曲线调坡起点337环调坡终点690环实际管片轴线实际管片轴线建议调坡轴线建议调坡轴线原设计轴线原设计轴线六大问题的盾构施工技术隧道上浮规律从地层地质情况来看，管片上浮在各种土质的施工中均有发生，在上软下硬地层中引起的管片上浮较严重。从线路特征来看，在变坡点尤其是在竖曲线的最低点，管片上浮比较严重。从管片上浮影响范围来看，脱出盾尾至盾构尾后15环连续出现上浮情况。从管片上浮的速率和快慢来考虑，在脱出盾尾后24h内，数值一般可以达到稳定值的2/3，

23、随后管片上浮速度有所减慢，在2448h上浮值为稳定值的1/41/3，在48h后管片基本稳定。隧道上浮影响因素通过在现场建立不同的试验段并进行现场实测分析，分别研究了总推力竖向分力、同步注浆压力、掘进速度等盾构施工参数以及同步注浆浆液性能对管片上浮的影响，得到上浮影响因素敏感性排序：开挖卸载回弹同步注浆配比同步注浆压力总推力反力的竖向分力盾构及后配套自重。六大问题的盾构施工技术隧道上浮影响因素定量得到：(1)注浆压力单因素变化对施工期管片上浮有影响，下半侧注浆压力高于上半侧注浆压力时，施工期管片上浮量增大；(2)总推力反力的竖向分力单因素变化对施工期管片上浮有影响，随着向上的总推力反力的竖向分力

24、增大；(3)同步注浆配比单因素对施工期管片上浮有影响，在同步注浆胶凝材料总量、浆液总质量、非胶凝材料掺量不变的基础上，随着粉灰比、水灰比的减小，浆液抗压强度、粘聚力提高，初凝时间缩短，管片上浮量减小，当每3m浆液中水泥的相对掺量增加150kg，管片上浮最大约减小18.8mm；(4)掘进速度单因素变化对施工期管片上浮无明显影响。各个上浮区上浮控制措施六大问题的盾构施工技术上浮区段划分控制措施具体方法正常区段(40mm)调整盾构姿态通过改变千斤顶行程差来改变盾构机与管片环之间夹角，使千斤顶竖向分力向下一般控制区段(4056mm)调整注浆压力差调整注浆压力，使上部压力大于下部压力，或仅对上部进行注浆

25、调整浆液配比在浆液中增加水泥用量重点控制区段(大于56mm)二次补浆对已脱出盾尾的管片环采用水泥浆或双液浆进行二次补浆，每隔五环注一环，主要以上部注浆为主上浮控制技术上浮控制技术1盾构同步注浆同步注浆是解决盾构上浮、地面隆沉、螺旋机喷涌、盾尾密封等问题的关键因素之一。同步注浆的作用方面：控制地面变形提高隧道的抗渗性具备一定早期强度的浆液及时填充盾尾间隙，可确保管片衬砌施工期和后期的稳定性。六大问题的盾构施工技术六大问题的盾构施工技术新型厚浆工艺标准上浮控制技术1盾构同步注浆宁波轨道交通盾构施工从以下三方面对同步注浆进行控制：浆液材料工艺标准，盾构设备工艺标准，注浆施工工艺标准。六大问题的盾构施

26、工技术项目项目宁波同步注浆系统分析宁波同步注浆系统分析宁波同步注浆系统宁波同步注浆系统改制改制输送系统输浆管路直径应满足于新型浆液的输送；输浆泵应适应低稠度、高含砂率浆液的输送，流量要大于12m3/h；搅拌轴的密封使用寿命须满足较长区间段的盾构推进。挤压泵；参数如下：1）型号：JYB-11KW-1；2）最大理论流量：48m3/h；3）功率：11kW；泵送系统可压送坍落度约920cm 的浆液材料；长期泵送压力应大于3MPa，短期泵送压力能达6MPa；单缸泵送流量可控制在40100L/min；泵送压力与流量为无级可调；泵送流量稳定，且正确显示并易记录；6能在同步注浆的注浆压力要求范围内，自动开启或

27、停止泵的工作。Schwing KSP 12 型注浆泵系统与PLC 控制系统；盾构设备工艺标准上浮控制技术1盾构同步注浆六大问题的盾构施工技术盾构设备工艺标准图1 德国Schwing 泵样机上浮控制技术1盾构同步注浆 注浆施工工艺标准：盾构掘进过程中，同步注浆应采用多点均匀注浆，注入流量应同掘进速度相适应，使之既能达到有效填充建筑空隙，又不会对管片成环质量产生影响，盾构注浆系统通过多个（46 点）注浆点对盾尾管片外部建筑空隙实施同步注浆，如图所示在盾构掘进过程中，应采用双控即注浆压力达到设计最佳值、注浆量达到理论注浆量的100以上进行控制。为达到充填密实的目的，注浆率一般应为120%200%，并

28、根据地层条件、隧道稳定性和环境保护要求，通过工程试验确定其合理注浆率。上浮控制技术1盾构同步注浆六大问题的盾构施工技术六大问题的盾构施工技术上浮控制技术2盾构适应性改造统一选用6340mm开挖直径盾构机，并缩小盾尾间隙，从而减小开挖卸载回弹量。对盾构机总重量做出限定，主机身长9米左右，320T主机总重 360T。六大问题的盾构施工技术漏 的 问 题防堵结合综合治理防堵结合综合治理原因管片碎裂、错台止水胶条埋设有误06防堵结合处置渗漏 宁波地区因其高含水地层特性，使得隧道渗漏问题是无可避免的，采取有效措施，防堵结合，才能有效减少管片渗漏情况。六大问题的盾构施工技术 管片止水胶条 通过盾构隧道同步

29、壁后注浆，在控制隧道沉降，改善衬砌受力状况的同时起到盾尾间隙充填和防渗作用。及时进行同步注浆及时进行同步注浆回填回填六大问题的盾构施工技术二次注浆堵漏 增加第六节台车，直接配置二次注浆设备，确保及时有效二次补浆。特殊问题的盾构施工技术盾构近穿古建筑施工控制技术n针对区间多次近穿年代久远的国家级和市级古建筑，通过室内模型试验、数值计算和现场施工反馈，提出能适应高流变性软土层的盾构近穿古建筑时的土仓压力、注浆压力设定方法，首次将宁波的土仓压力设定修正系数确定为1.051.1。4 处古建筑最大倾斜控制在0.190.9之间。盾构穿越江河技术研究n通过对宁波轨道交通越江隧道施工的风险分析，在施工前期进行

30、环境调查和盾构设备参数适应性选择；施工过程中进行措施和参数控制、施工后期跟踪控制的三方面的施工技术总结确保盾构顺利穿江。特殊问题的盾构施工技术2b2b层与层与1 1层互层层互层1 1层层全断面全断面宁波粉质粘土层盾构施工技术n土层特性宁波1粉质粘土为陆相沉积的中等压缩性土，“较硬”，物理力学性质较好，埋藏适中，分布较稳定。相较于其他土层，1土具有重度高、流动性差；孔隙比低，渗透性差；压缩模量高、变形模量高，粘塑性强；自稳定性好；内摩擦角大、内聚力大，粘性大；地基承载力特征值高，抗变形能力强等特点。特殊问题的盾构施工技术宁波粉质粘土层盾构施工技术n技术难点l1粉质粘土土质硬、粘度高、自立性好，将

31、会引起螺旋机扭矩高，出土困难，螺旋机空转不出土；推进阻力大，推进速度慢。l易形成“泥饼”造成出土不畅，并可能影响土压传感器数据的准确性，还将导致盾构推力与扭矩增大，刀具磨损严重。l1粉质粘土层与其他土层差异性大，交替面土层性状的不均匀，将使盾构施工所受阻力产生明显差异，从而易引起盾构体的轴线偏离；还将引起土压力波动大，影响土压力控制，以致出现超挖。因此，有必要针对以上问题，制定完备的土体改良施工技术方案，摸清盾构掘进土质的特性与改良机理，明确土体改良添加剂材料的种类、掺量与施工方法，提前采取预防措施。特殊问题的盾构施工技术土体改良前（左）土体改良后（右）盾构出土情况对比土体改良前（左）土体改良

32、后（右）盾构出土情况对比宁波粉质粘土层盾构施工技术n渣土改良特殊问题的盾构施工技术宁波粉质粘土层盾构施工技术n处置措施施工参数控制要求：n针对不同阶段，应设置不同的施工参数，采用不同轴线及沉降控制方法。n施工中土压力波动宜控制在0.2Bar以内，总推力宜控制在16000KN以内，刀盘扭矩宜控制在30000KNm以内，掘进速度宜控制在2040mm/min，注浆量宜控制在(44.5)m/R，出土量宜控制在37.69 m/环38.46 m/环，刀盘转速宜控制在0.91.2 rpm/min，施工轴线宜控制在50mm以内。n根据实际情况布置地面、隧道监测点，加强监测；并实时关注盾构轴线，及时、合理纠偏，

33、做到勤纠，减小单次纠偏量。PART THREE主要相关工程案例三三三三主要相关工程案例主要相关工程案例01PART02PART盾构下穿既有铁路施工技术盾构下穿古建筑物施工控制技术主要相关工程案例u盾构下穿萧甬铁路工程概况宁波地铁1号线泽民站大卿桥站区间(以下简称泽大区间)隧道沿中山西路自西向东布设，盾构在右线里程K8+345.000(中心)处下穿萧甬铁路公铁立交桥。主要相关工程案例u盾构下穿萧甬铁路工程概况萧甬铁路桥桥体为三孔箱型框架结构，箱型结构高度7.4m，净空5m，三孔的宽度分别为8m、16m、8m，箱体长度为10m，基底预制方桩，满堂布置，桩长4m。箱体上方为南北向的萧甬铁路(复线)，

34、线间距5m。盾构隧道沿中山西路布置，隧道顶部距桩底约8.5m主要相关工程案例u盾构下穿萧甬铁路技术隧道穿越土层主要为2层粉质黏土、1-1层淤泥质粉质黏土、1层黏土层，本段盾构隧道深度范围内无承压水主要相关工程案例u盾构下穿萧甬铁路技术措施1、穿越萧甬铁路时间安排在铁路运输量小的时间段，尽量减小施工对运营的影响，确保施工安全和铁路运输安全；2、在穿越萧甬铁路前，加强地面监测，隧道内与现场监测人员实时通讯，及时将监测信息传达给隧道内值班工程师及主司机，指导盾构施工；3、在盾构通过前，对穿越段土体进行加固并要求达到设计强度后方能进行隧道掘进施工，加固区沿线路方向长28m；4、根据铁路部门提供的控制标

35、准，建立完善的预警机制，实行三级预警管理制度，在监测结果超过预警值时立即采取措施，将铁路隆沉控制在要求范围内；施工过程中采取的主要技术措施如下：施工过程中采取的主要技术措施如下：主要相关工程案例u盾构下穿萧甬铁路技术措施5、穿越萧甬铁路时，土仓中心土压力值根据埋深及土层情况设定为0.25MPa，压力波动控制在0kPa20kPa；6、盾构穿越铁路桥期间推进速度控制在2025mm/min以内(加固区内控制在10mm/min以内)，在推进过程中保持稳定，并保持推进速度、出土速度和注浆速度相匹配；7、在盾构机穿越的萧甬铁路时候，将出土量控制在理论出值的98%，保证盾构切口上方土体能有微量的隆起(不超过

36、1mm)，以便抵消一部分土体的后期沉降量；施工过程中采取的主要技术措施如下：施工过程中采取的主要技术措施如下：主要相关工程案例u盾构下穿萧甬铁路技术措施8、根据搅拌站和同步注浆设备配置情况，同步注浆采用可硬性浆液，施工期间合理调整同步注浆配合比。根据左、右线盾构机型号的差异(左线为小松盾构，右线为中铁装备盾构)，穿越期间左线注浆量设定为2.5m/环，右线注浆量设定为3.8m/环，并在掘进过程中及时根据监测信息进行调整，注浆压力均控制在0.3MPa；9、在盾构穿越前(进入影响范围)监测频率为3次/天，在穿越过程中及穿越后5环期间2小时一次，当在施工过程中轨面变形较大或出现异常时，监测频率可根据工

37、程需要随时进行调整，加密直至进行跟踪监测；施工过程中采取的主要技术措施如下：施工过程中采取的主要技术措施如下：主要相关工程案例u盾构下穿萧甬铁路实施效果n 盾构穿越铁路桥时轨面累积沉降量如右图所示，左线盾构穿越铁路桥时，轨面面累计最大沉降量为：-1.7mm；右线盾构穿越铁路桥时，轨面累计最大沉降量为：-1.6mm，盾构施工对铁路影响较小。n盾构穿越铁路桥时地面沉降变化如左图所示。地面隆沉变化均在-30mm+10mm范围内。主要相关工程案例u盾构近穿古建筑概况宁波为历史名城，古建筑众多，仅轨道交通1号线一期工程西门口站鼓楼站区间就侧穿五处古建筑，其中两处国家级，三处市级。序号序号名称名称建造年代

38、建造年代隧道穿越土层隧道穿越土层与隧道空间位置关系与隧道空间位置关系1永丰库遗址(国级)元代3、2、1-2沿长边侧穿、水平距离：2.513m、垂直距离：15.496m2鼓楼(市级)1855年3、2、1-2、2沿长边侧穿、水平距离：28.463m、垂直距离：15.496m3范宅(市级)明代(96年重修)3、1-2、2沿短边侧穿、水平距离：11.768m、垂直距离：14.735m4王宅(市级)1935年2-2、3、1-1、1-2沿短边侧穿、水平距离：9.628m、垂直距离：14.36m5咸通塔(国级)863年3、1、1-1、1-2侧穿(底层方形)、水平距离：14.091m、垂直距离：13.67m主

39、要相关工程案例u盾构近穿古建筑概况王宅与区间隧道相对位置关系王宅与区间隧道相对位置关系永丰库遗址与区间隧道相对位置关系永丰库遗址与区间隧道相对位置关系主要相关工程案例u盾构近穿古建筑概况 以上古建筑距离盾构隧道最近的一处水平距离仅为2.5m，该区域隧道穿越土层主要为2-2灰色淤泥质黏土、3灰色淤泥质粉质黏土、1黏质粉土、2粉质黏土、1-1淤泥质粉质黏土、1-2粉质黏土、2黏土，是宁波典型软土层，具有明显的“五高二低”特性，施工扰动引起的变形范围广、量值大，古建筑保护控制难；另一方面，由于古建筑历史悠久，社会价值大故保护要求高，为此宁波轨道交通提出盾构近穿古建筑时的保护报警值。盾构近穿古建筑施工

40、时保护古建筑的最直接方式是通过优化施工参数减小盾构掘进对周边环境影响，其具体为：主要相关工程案例u盾构近穿古建筑控制措施 盾构掘进过程中，控制开挖面压力与地层压力基本相同，以保持开挖面稳定。土压力首先根据盾构在具体位置的埋深理论计算得出，再考虑一些不可预见因素的影响增加一定的预备压力，如在穿越咸通塔位置土舱压力设定为0.22MPa0.23MPa。在盾构穿越古建筑段掘进过程中派专人进行监控，保证盾构刀盘通过时，刀盘前方的土压力不至于引起地表沉降过大。1.严格控制盾构土仓压力主要相关工程案例 盾构进行平面或高程纠偏的过程中，必然会增加建筑空隙，造成一定程度的超挖，因此在盾构机进入文物影响范围之前，

41、将盾构机调整到良好的姿态，并且保持这种良好姿态穿越。盾构姿态变化不可过大、过频，控制每环纠偏量不大于4mm(高程、平面)，盾构变坡不大于1，以减少盾构施工对地层的扰动影响，从而尽可能减少地表沉降，保证古建筑安全。2.盾构姿态和纠偏量的控制u盾构近穿古建筑控制措施主要相关工程案例 在盾构穿越的过程中尽可能匀速推进，推进速度不宜过快，最快不大于3cm/min，确保盾构机均衡、匀速地穿越，减小盾构推进对前方土体的扰动。出土量与土压力值一样，是影响地面沉降的重要因素。每环的理论出土量为311.21=37.2m3。在盾构机穿越古建筑的时候，将出土量控制在理论出土量的98%，即37.298%=36.5m3

42、左右，保证盾构切口上方土体能有微量的隆起（不超过1mm），以便抵消一部分土体的后期沉降量。3.盾构掘进速度及出土量控制u盾构近穿古建筑控制措施主要相关工程案例 盾构推进后将形成建筑空隙，必须进行注浆，否则将造成地层沉降。注浆要做到及时、足量、浆液体积收缩小，才能收到预期效果。注浆时压入口的压力要大于该点的静止水压力与土压力之和，做到尽量填充而不是劈裂。注浆压力过大，管片外的土层被浆液扰动而造成较大的后期沉降，并易形成跑浆；注浆压力过小，浆液填充速度过慢，填充不足，也会使地表变形增大。以穿越咸通塔区域为例，由于左、右线盾构机型号的差异(左线为小松盾构，右线为中铁装备盾构)，其注浆量也有所区别，左

43、线注浆量设定为2.7m3/环，右线注浆量设定为3.7m3/环，并在掘进过程中根据监测信息进行实时调整，注浆压力均控制在0.3MPa。4.同步注浆控制u盾构近穿古建筑控制措施主要相关工程案例 在盾构处于拼装状态下时，千斤顶的收缩会引起盾构机的微量后退，因此在盾构推进结束之后不要立即拼装，需等待几分钟，待周围土体与盾构机具有一点粘结强度后再进行千斤顶的回缩，回缩的千斤顶数量尽可能少，满足管片拼装要求即可。在管片拼装过程中，安排最熟练的拼装工进行拼装，减少拼装的时间，缩短盾构停顿的时间，减少土体沉降。若在拼装过程中发现前方土压力下降，可以采用螺旋机反转的手段，将螺旋机内的土体反填到盾构机的前方，起到

44、维持土压力的作用，拼装结束后，尽快地恢复推进。5.管片拼装u盾构近穿古建筑控制措施主要相关工程案例n 穿越后的控制措施主要为二次补浆技术。n根据监测数据，在管片脱出盾尾5环后，对管片后的建筑空隙按照“少量、多次”的原则进行二次注浆来填充。注浆浆液采用水泥、水玻璃双液浆，注浆压力为0.3MPa0.5MPa。壁后二次注浆须根据地面监测情况实时调整，以使地层变形量减至最小。u盾构近穿古建筑控制措施主要相关工程案例 通过实时监测，得到盾构穿越对古建筑影响如下表所示，仅永丰库遗址超出了预定报警值，通过对古建筑外观检查，均未发生明显破损。u盾构近穿古建筑实施效果古建筑名称古建筑名称累计沉降（累计沉降（mm

45、）盾构到达前盾构掘进中盾构穿越后报警值咸通塔-0.06-1.61-2.2810王宅-0.13-7.66-15.5620范宅-0.43-3.27-4.5120鼓楼-0.14-2.12-6.3120永丰库遗址-0.48-28.81-54.97-30+10宁波轨道交通2号线一期工程丽云南路站云霞路站区间(简称丽云区间)、城隍庙站宁波火车站区间(简称城宁区间)盾构隧道均在施工期间因土层突变、施工控制不到位等原因在局部位置发生了较大的轴线偏差，而导致出现了调线困难、限界不足的问题。宁波轨道交通在该两工点进行了盾构隧道整体抬升的尝试，并取得了成功，最终形成了“下部注浆、内部支撑、实时监控、即使调整”的软土

46、地层盾构隧道整体抬升技术。为了后续施工期及运营期隧道轴线纠偏提供技术储备。u软土地层盾构隧道结构整体抬升主要相关工程案例PART FOUR总 结 目前宁波轨道交通已进入新一轮的建设周期当中，为了保证接下来的轨道交通工程建设项目在工程管理水平、成形隧道质量、现场施工安全等多方面有进一步的提升，指挥部采取了多重手段。总 结 关键系统改造工程（管片自动排版系统、盾尾间隙测量系统、同步注浆升级系统、皮带机称重系统、同步注浆自动称重系统、超前钻探及注浆系统、二次注浆系统、螺旋机升级系统）盾构机监造进行盾构机全面管理 盾构、车站分别招标 成立盾构中心 建立盾构专业化平台 建立新的管理模式开展盾构相关系列科研组织盾构专业培训总 结谢 谢