盾构施工关键技术质量控制及其发展.ppt

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1、钟显奇钟显奇广东省基础工程公司广东省基础工程公司盾构施工关键技术、质盾构施工关键技术、质量控制及其发展量控制及其发展1盾构施工的关键技术1.洞门处理技术2.水土压力平衡技术和土石方排放3.地面沉降控制4.管片背后注浆5.姿态控制6.刀盘布置技术和混合地层施工技术7.急转弯技术8.质量控制措施2SEW-Shield Earth Retaining Wall SystemShieldEarthRetainingWallSystemShieldEarthRetainingWallSystem始发井 到达井地盤改良地盤改良SEW壁SEW壁側壁砂材料支保工用于盾构始用于盾构始发发和到达的和到达的SEW工

2、法工法洞门处理技术3（Shield Earth Retaining Wall）4従来従来工法工法SEWSEW工法工法ShieldEarthRetainingWallSystemShieldEarthRetainingWallSystem地盤改良機地盤改良FFU壁地地 盤盤 改改 良良 範範 囲囲地地 盤盤 改改 良良 範範 囲囲5FFU材料的使用本区间左线盾构机始发是采用SEW工法进行盾构始发，它的工作原理就是在盾构始发洞门范围内的围护结构上，预先埋设一种玻璃纤维材料（简称FFU），形状大小可结合围护结构的形式进行预制，利用在材料两端的钢结构分别与围护结构的钢筋进行连接，以保证材料与围护结构钢

3、筋笼的整体性，在围护结构施工时可随钢筋笼一起放入槽段（孔）内，然后浇注混凝土。6运用FFU材料加固后的左线始发洞门左线盾构始发7在盾构始发时，盾构机可以直接通过围护结构，对FFU进行切削，免除了传统上洞门凿除的工序，另外由于该材料在预埋时，根据围护结构的受力情况，考虑到其强度问题以保证洞门的稳定性，因此在盾构始发前，也可取消对端头进行加固的工作。8盾构机切削盾构机切削FFU材料时排出的渣样材料时排出的渣样9水土压力平衡技术n土压平衡在泥土仓内将土体拌和成流塑的“熟土”，“熟土”从螺旋出土器中排出，通过在泥土仓内压入泥浆或压缩空气，即使土体容易排出，同时维持压力的平衡。但螺旋出土器容易喷涌。n泥

4、水平衡通过泥水循环，维持一定的压力，保持地层的稳定，同时将土渣输送到地面。不同的地层，压力设定的方法不一样。淤泥：静止土压力，砂层：水压力，均加2m水头。10管片管片管片拼装机管片拼装机管片拼装机管片拼装机pinzhuang24个盾构推进千斤顶个盾构推进千斤顶同步注浆管同步注浆管硬岩刀盘硬岩刀盘软岩刀盘软岩刀盘n盾构形式：泥水加压平衡式盾构；盾构形式：泥水加压平衡式盾构；n盾构外径：盾构外径：6260；n盾构机身长度：盾构机身长度：8170mm；n总推力：总推力：36000kN；n最大扭矩：最大扭矩：6327 kNm；n刀盘转速：刀盘转速：0.23.4rpm；n最大推进速度：最大推进速度：6.

5、7cm/min；n背填注浆形式：双液浆（水泥浆水背填注浆形式：双液浆（水泥浆水玻璃）玻璃）11泥水平衡盾构机的原理泥水平衡盾构机的原理n开挖面被加以大于孔隙水压力的泥浆压力，使工作面得以稳定。n泥水平衡盾构利用泥水平衡开挖面压力及输送掘削下来的土体，是一种先进的盾构工法。12n泥水盾构的主要特点：1、在易发生流砂的地层中能稳定开挖面。2、泥水压力传递速度快而均匀，开挖面平衡土压力的控制精度高，对开挖面周边土体的干扰少，地面沉降量的控制精度高。3、盾构出土由泥水管道输送，速度快而连续，减少了电机车的运输量，保证安全及文明施工。4、需要较大规模的泥水处理设备及场地。13泥水循环流程及泥水分离处理n

6、泥水盾构通过泥浆循环将碴土携带到地面，通过泥浆处理场将浆、碴分离，碴土外运，泥浆则循环使用，每台盾构机泥浆循环量约500m3/h。14泥水处理设备泥水处理设备泥浆处理设备在工作泥浆处理设备在工作(2005.2.1)土渣分离系统出渣情况土渣分离系统出渣情况(2005.2.1)15泥浆池布置泥浆池布置16地面沉降控制技术n关键是压力控制n地面沉降控制17注浆效果示意图壁后注浆层18 过江采用声纳法进行监测过江采用声纳法进行监测 采用了声纳法对盾构过珠江时江底沉降进行监测。声纳法监测点布置示意图 19江堤和过江段沉降曲线江堤和过江段沉降曲线206260泥水平衡盾构机侧面泥水平衡盾构机侧面 盾构机刀盘

7、正面盾构机刀盘正面 刀盘布置技术和混合地层施工技术21n刀盘刀具配置与选用刀盘刀具配置与选用n主切削刀：贝壳刀主切削刀：贝壳刀滚刀（单刃及双刃滚刀）滚刀（单刃及双刃滚刀）n中心刀：鱼尾刀中心刀：鱼尾刀中心滚刀中心滚刀n刮刀刮刀 22第一种断面：古河道冲第一种断面：古河道冲刷形成的典型断面，接刷形成的典型断面，接触面含粗砂和砾石，掘触面含粗砂和砾石，掘进过程容易卡住刀盘。进过程容易卡住刀盘。上软下硬地层的两种断面情况上软下硬地层的两种断面情况 上软下硬地层的特点上软下硬地层的特点 上软下硬地层施工上软下硬地层施工23n而且该地层由于明显的强弱过渡，容易对刀具而且该地层由于明显的强弱过渡，容易对刀

8、具产生强烈的冲击而造成崩、裂的不利影响。另产生强烈的冲击而造成崩、裂的不利影响。另外，外，中风化岩层地层造成掘进困难，若掘中风化岩层地层造成掘进困难，若掘进缓慢，则对上部的进缓慢，则对上部的砂层容易产生因过分砂层容易产生因过分的扰动而塌方。的扰动而塌方。n第二种断面有如下情况：底下的第二种断面有如下情况：底下的中风化岩层中风化岩层地层掘进困难，中间的地层掘进困难，中间的、地层容易产生地层容易产生泥饼，上部的泥饼，上部的砂层容易塌方，因此，泥浆砂层容易塌方，因此，泥浆性能指标和掘进参数必须严格控制好，方能确性能指标和掘进参数必须严格控制好，方能确保掘进顺利。保掘进顺利。n该地层不具备自然条件下开

9、仓换刀的条件。该地层不具备自然条件下开仓换刀的条件。24 大中区间地质复杂多变，刀盘断面上部为砂层、下部为、岩层，是典型的上软下硬地层，该岩层完整性好，且含砾石，对刀具的磨损很大，刀盘也容易结泥饼给盾构的掘进带来了极大的困难。区间左线在444环开仓换完刀后（外周9把滚刀，其余为贝壳刀），掘进到510环开仓后检查刀具发现17贝壳刀磨损严重。2）上软下硬地层对刀具的磨损大 1）上软下硬地层中沉降控制难度大 上软下硬地层施工的难点上软下硬地层施工的难点 25n开挖面轨迹线非常清晰，岩层完整性很好，岩石成分主要为泥岩、砂质泥岩，局部存在砾岩岩石强度约10 30Mpa，部分地层的泥岩中含有很多砾石，砾石

10、强度高达80100Mpa。26n贝壳刀极其容易磨损，贝壳刀极其容易磨损，配置滚刀时，控制也很配置滚刀时，控制也很关键，否则也容易出现关键，否则也容易出现偏磨。偏磨。27断层破碎带岩样断层破碎带岩样283 3）容易形成泥饼）容易形成泥饼 盾构在高粘性土或泥质岩等地层中掘进时可能盾构在高粘性土或泥质岩等地层中掘进时可能会在刀盘尤其是中心区部位及土仓隔板前刀盘支撑会在刀盘尤其是中心区部位及土仓隔板前刀盘支撑之间产生泥饼，当产生泥饼后，泥饼会裹住滚刀使之间产生泥饼，当产生泥饼后，泥饼会裹住滚刀使用滚刀偏磨，从而导致掘进速度急剧下降，刀盘扭用滚刀偏磨，从而导致掘进速度急剧下降，刀盘扭矩也会上升，使盾构掘

11、进困难，大大降低开挖效率。矩也会上升，使盾构掘进困难，大大降低开挖效率。掘进过程必须做好对刀具的保护措施，一旦刀具磨掘进过程必须做好对刀具的保护措施，一旦刀具磨损，盾构掘进将变得异常困难，甚至无法继续掘进。损，盾构掘进将变得异常困难，甚至无法继续掘进。293.4.1 选用合理的刀具选用合理的刀具实践证明，以滚刀为主配置实践证明，以滚刀为主配置主切削刀具。本项目在采用主切削刀具。本项目在采用滚刀掘进后，平均每天掘进滚刀掘进后，平均每天掘进进度为进度为56环，且刀具磨损环，且刀具磨损在正常范围内，滚刀也未出在正常范围内，滚刀也未出现偏磨。现偏磨。配置贝壳刀的刀盘配置贝壳刀的刀盘配置滚刀的刀盘配置滚

12、刀的刀盘 上软下硬地层施工的上软下硬地层施工的主要技主要技 术措术措施施30出洞刀具图出洞刀具图31 防泥饼及滚刀偏磨技术措施防泥饼及滚刀偏磨技术措施 在有泥饼形成条件的地层，中央操控人员要严格监测盾构机的各种参数，合理的控制掘进速度，及时用低比重优质泥浆置换土仓内粘土，防止粘土在土仓内堆积，保证刀盘开口处通畅。在掘进过程中每掘30cm清洗一次土仓，防止土仓内结成泥饼。可大大降低泥饼的形成或化解初步形成的泥饼。对泥浆处理设备的出土温度进行跟踪监测，对土仓隔板的温度也进行人工随时探测。以便及时发现异常苗头。32实施效果实施效果33343536广茂铁路的沉降控制地面沉降监测点除了沿隧道轴线方向按要

13、求布置剖面监测点和横剖面的监测点外，在隧道与铁路的交点处另外增设监测点，并沿着与铁路垂直的方向布设横剖面的监测点，同时，在铁路与隧道的交点处两侧的路基上，相隔6m距离布两个点，以监测路基的沉降。上软下硬地层施工的上软下硬地层施工的沉降控制情况沉降控制情况37盾构过广茂铁路地面沉降曲线图38地表的时间沉降曲线地表的时间沉降曲线39 大中区间段穿过广茂铁路后，左、右线均马上进入急曲线段，左线的急曲线段半径为260m，右线的急曲线段半径为290m，在急曲线段内，左、右线的线路纵向坡度均约为3的下坡和23的上坡。40n难题难题1：盾构机如何在急转弯：盾构机如何在急转弯段解决盾构推力问题？段解决盾构推力

14、问题？n正常情况下的纠偏和正常情况下的纠偏和R500m的转弯，通常是采用千斤顶的的转弯，通常是采用千斤顶的偏选来使盾构机转弯或纠偏的，偏选来使盾构机转弯或纠偏的，但对于急转弯段来说，千斤顶但对于急转弯段来说，千斤顶的过分偏选，将造成两个问题：的过分偏选，将造成两个问题：每个千斤顶能提供的推力约每个千斤顶能提供的推力约120t，若选用的千斤顶太少，若选用的千斤顶太少，无法提供盾构掘进所需的推力；无法提供盾构掘进所需的推力；管片受力过于集中，会对管管片受力过于集中，会对管片产生破坏。片产生破坏。本工程最小转弯半径为本工程最小转弯半径为260m260m，急转弯段的地层既，急转弯段的地层既有近乎全断面

15、岩层也有全有近乎全断面岩层也有全断面的软弱土层（砂层和断面的软弱土层（砂层和淤泥层）。实现盾构机转淤泥层）。实现盾构机转弯，有如下难题：弯，有如下难题：41n难题难题2：在岩层中掘进，如何保证开挖直径，：在岩层中掘进，如何保证开挖直径，保证盾构机在岩层中能顺利转弯而不被岩层保证盾构机在岩层中能顺利转弯而不被岩层卡住？卡住？n盾构机在岩层中转弯，需要的超挖量是多少盾构机在岩层中转弯，需要的超挖量是多少如何保证开挖直径，这些，在掘进前必须计如何保证开挖直径，这些，在掘进前必须计算清楚，并制定好相关措施，使盾构机在岩算清楚，并制定好相关措施，使盾构机在岩层中能顺利沿计划曲线转弯。如若盾构机在层中能顺

16、利沿计划曲线转弯。如若盾构机在岩层中被卡住，将使盾构机的推力变得很大，岩层中被卡住，将使盾构机的推力变得很大，甚至无法掘进。甚至无法掘进。42n难题难题3：在软弱地层中掘进，因盾构机的阻力：在软弱地层中掘进，因盾构机的阻力和推力均较小，如何使盾构机在掘进过程中和推力均较小，如何使盾构机在掘进过程中提供足够的侧向力，使盾构机能在软土层中提供足够的侧向力，使盾构机能在软土层中顺利转弯？顺利转弯？n盾构机是一个刚体，在软土地层中掘进时，盾构机是一个刚体，在软土地层中掘进时，容易出现整体平移现象，这使得盾构机在软容易出现整体平移现象，这使得盾构机在软弱土层中掘进时，同样须预先制定好相关措弱土层中掘进时

17、，同样须预先制定好相关措施，使盾构机能顺利沿计划曲线转弯。如若施，使盾构机能顺利沿计划曲线转弯。如若盾构机在软弱土层中无法转弯，将使盾构机盾构机在软弱土层中无法转弯，将使盾构机远离计划曲线，施工失败。远离计划曲线，施工失败。43n难题难题4：如何使管片受力尽量均匀，以保护：如何使管片受力尽量均匀，以保护管片？管片？n问题问题5：如何控制在侧向力的作用下，不要：如何控制在侧向力的作用下，不要产生过大的偏移？产生过大的偏移？n n隧道整体易因侧向分力向弧线外侧偏移隧道整体易因侧向分力向弧线外侧偏移隧道整体易因侧向分力向弧线外侧偏移隧道整体易因侧向分力向弧线外侧偏移n急曲线隧道每掘进一环，管片端面与

18、该处轴线的法线方向在平面上将产生一定的角度，在千斤顶的推力下产生一个侧向分力。管片出盾尾后，受到侧向分力的影响，隧道易向圆弧外侧偏移从而可能导致管片超限。44n问题问题6：如何控制盾构掘进的线形？如何控：如何控制盾构掘进的线形？如何控制盾构机姿态？出现偏差怎么办？制盾构机姿态？出现偏差怎么办？在急曲线段，由于盾构机本身为直线形刚体，不能与曲线完全拟合。曲线半径越小、盾构机身越长，则拟合难度越大。在急曲线段盾构机掘进形成的线形为一段段连续的折线，为了使得折线与急曲线接近吻合，掘进施工时需连续纠偏。特别在缓和曲线段，每环甚至每米施工参数都有所不同，盾构机姿态控制难度更大。45n问题问题7：广州盾构

19、施工通用的环宽：广州盾构施工通用的环宽1.5m管片管片能否满足转弯要求？能否满足转弯要求？n问题问题8：管片如何选型？要注意哪些问题？：管片如何选型？要注意哪些问题？46如何使盾构机转弯？如何使盾构机转弯？盾构的急转盾构的急转弯主要靠铰弯主要靠铰接装置和千接装置和千斤顶的选用斤顶的选用来实现来实现盾构机的铰盾构机的铰接装置接装置47对于本工程最小转弯半径为260m，若不开启铰接是无法满足转弯的。盾构机启用铰接进行曲线掘进，铰接的开启量于曲线半径有关，最理想的开启量是：盾构机在打开铰接后，其前后体均沿计划曲线行走。根据这一原则，可计算本工程所采用盾构机，在打开铰接后，其能转弯的最小转弯半径为16

20、3.95m，满足该转弯的刀盘开挖的理论超挖量为19.65mm。铰接开启量应该是多少？刀盘开挖的超挖又是多少？铰接开启量应该是多少？刀盘开挖的超挖又是多少？48 急曲线段铰接与左右行程差使用参数值急曲线段铰接与左右行程差使用参数值参数参数缓缓和曲和曲线线段段圆圆曲曲线线段段缓缓和曲和曲线线段段R500m260mR500mR=260m260mR500mR500m铰铰接角度接角度0.4810.4810.9250.9250.9250.4810.481伸出量伸出量4.81cm4.819.25cm9.25cm9.254.81cm4.81cm左左线环线环数数433433456457728729743744左

21、右行程左右行程差差14.4mm14.427.69mm27.69mm14.427.69mm14.4mm491)1)、使用、使用铰接和彷行刀铰接和彷行刀铰接和彷行刀铰接和彷行刀 盾构机掘进进入缓圆曲线后开启盾构铰接装置，配合开启仿形刀进行超挖，并依据设计曲线半径及盾构直径计算铰接角度，开启盾构铰接装置，使得盾构机前体与后体的张角与曲线吻合，预先推出弧形趋势，为管片提供良好的拼装空间。随着盾构进入缓和曲线，逐步减小水平张角。急转弯段施工主要技术措施急转弯段施工主要技术措施502)2)、盾构掘进时预偏盾构掘进时预偏 为了控制隧道轴线最终偏差控制在规范要求的范围内，盾构掘进时，考虑给隧道预留一定的偏移量

22、。将盾构沿曲线的割线方向掘进，管片拼装时轴线位于弧线的内侧，以使管片出盾尾后受侧向分力向弧线外侧偏移时留有预偏量，预偏量控制在40mm60mm左右。3)3)、注意、注意管片选型管片选型 为满足急转弯施工要求，在缓和曲线段内，开始使用环宽为1.2m管片，其管片结构形状均为通用形式，楔形量皆为41mm的双边楔形管片。根据每环掘进完后盾构的行程差来安排F块的安装位置，以此来保证管片姿态跟着盾构姿态走。514)4)、控制掘进速度与推力控制掘进速度与推力 在常规隧道施工时，为了保证进度，盾构机掘进速度往往达到2030mm/min左右，同时产生的推力也较大。因此，必须适当地降低掘进速度，掘进速度控制在10

23、15mm/min左右，降低千斤顶总推力，同时也意味着降低侧向分力，有利于减少隧道向弧线外侧的偏移量。5)5)、加强、加强注浆质量与管理注浆质量与管理 在急曲线段，注浆采用双液浆，因双液浆为瞬凝性浆液，具有较高的早期强度、良好的流动性和填充的均匀性，可以在较短的时间内将建筑空隙填充并达到一定的强度，与原状土共同作用，有效减小管片受侧向压力影响在建筑空隙范围内向弧线外侧的偏移量。在注浆时，特别注意加强对管片外弧侧的注浆，通过注浆防止或减少管片向外弧侧的偏移，并为盾构机转弯提供足够的侧向力。52急转弯段管片与计划轴线的偏差情况实施结果实施结果5354急转弯段管片偏移情况55急转弯隧道施工后情况急转弯

24、隧道施工后情况56n结论：采用以铰接为主，通过适当的铰接开启量，用千斤顶的选用辅助调整，是实现盾构机在小曲率半径曲线中顺利掘进的最好方法，加强管片外弧侧注浆，防止管片侧移，为盾构机转弯提供足够的侧向力，是盾构机实现转弯的保证。57盾构吊装盾构吊装n 把把LSD-200液压提升机安装在钢结液压提升机安装在钢结构吊装架上，用构吊装架上，用64条条18mm30m的高的高强钢索的两端分别联接到强钢索的两端分别联接到LSD-200液压液压提升机和提升机和320t的盾构机上，调整好吊装的盾构机上，调整好吊装重心和用重心和用1t手拉葫芦把手拉葫芦把64条高强钢索的条高强钢索的均匀受力后，用上锚锁锁紧高强钢索

25、，均匀受力后，用上锚锁锁紧高强钢索，起动起动LSD-200液压提升机缓慢吊起，每液压提升机缓慢吊起，每吊起吊起500mm后用下锚锁锁紧高强钢索，后用下锚锁锁紧高强钢索，把上锚锁松开并回退把上锚锁松开并回退500mm,重新锁好重新锁好高强钢索，松开下锚锁，继续提升盾构高强钢索，松开下锚锁，继续提升盾构机，反复进行。当高出地面机，反复进行。当高出地面1100mm时，时，钢结构吊装架进行平移，平移到位后，钢结构吊装架进行平移，平移到位后，固定放置在预先准备好的运输车上，如固定放置在预先准备好的运输车上，如右图所示。右图所示。上锚下锚吊装架盾构机油泵站油管58盾构运输盾构运输n 盾构机运输时，运输盾构

26、机运输时，运输车行驶速度控制在车行驶速度控制在5km/h以内。平路采用以内。平路采用1台拖头台拖头在前牵引，通过较大坡在前牵引，通过较大坡度（度（3）纵坡时采用）纵坡时采用2台拖头前拉后推。驶入台拖头前拉后推。驶入盾构场地时，将后面拖盾构场地时，将后面拖头解下，由一个拖头拖头解下，由一个拖头拖入场地内并进行转弯，入场地内并进行转弯，驶入停放位置后，将液驶入停放位置后，将液压全挂车的高度降低存压全挂车的高度降低存放，等待吊入盾构井。放，等待吊入盾构井。盾构运输通过厦滘村牌坊盾构运输通过厦滘村牌坊59R260mR260m急急转弯段转弯段SEWSEW工工法始发法始发上软下上软下硬地层硬地层5555大

27、大坡度段坡度段过广茂过广茂铁路铁路约约260m260m宽珠江宽珠江河岸河岸陡坡陡坡全断面全断面硬岩硬岩工程实例工程实例60隧道基本情况n每个区间长度约1000mn覆土厚度：525mn隧道直径：6000n平曲线情况：大中区间线路线型以曲线为主，有2个曲线段，占该区间总长的58，曲线最小转弯半径为左线R260m、右线R290m。n最大下坡为最大下坡为55，最大上坡为，最大上坡为21.785 n管片情况：环宽1.5m和1.2m，管片楔形量分别为38mm和41mmn地质情况61【大坦沙南中山八站区间】隧道洞身地层统计比例图【大坦沙南中山八站区间】隧道洞身地层统计比例图【中山八站西场站区间】隧道洞身地层

28、统计比例图【中山八站西场站区间】隧道洞身地层统计比例图62 广东省基础工程公司广东省基础工程公司【大坦沙南西场站盾构区间大坦沙南西场站盾构区间】大坦沙南中山八站地质纵断面图大坦沙南中山八站地质纵断面图5555下坡段、全断面软下坡段、全断面软土土,江底覆土约江底覆土约5 5米米隧道洞身主要穿隧道洞身主要穿越越砂层砂层隧道洞身主要穿隧道洞身主要穿越上软下硬层越上软下硬层广茂广茂铁路铁路宽约宽约160160米米珠江珠江63中山八站西场站地质纵断面图中山八站西场站地质纵断面图隧道洞身主要穿越隧道洞身主要穿越风化岩层风化岩层64260米宽的珠江米宽的珠江盾构过江盾构过江65312米宽的珠江三枝香水道（米

29、宽的珠江三枝香水道（2005.3.30）505米宽的南珠江（米宽的南珠江（2005.3.30）66泥水盾构越江基本情况盾构隧道由西往东下穿宽度约260m的珠江。江中线以西约100m范围内，江底隧道线间距13m，坡度55，覆土厚度最小仅有5m，小于1倍的盾构直径。在过江隧道的南侧，有一条800过江自来水管，水管离隧道最近的地方正好在珠江西岸的江堤处，距隧道约10m，因此盾构施工通过该江堤段时，存在一定的风险。800过江自来水管盾构隧道隧道与水管间距最近处67过江段地质情况：隧道过江段的洞身地层主要为淤泥、淤泥质砂层和中粗砂层。隧道底部存在少量的卵石层、红层岩的强、中风化。隧道的覆土层为淤泥层及淤

30、泥质砂层。地表水与砂层及岩体裂隙水水力联系密切，富水性强。左线左线68右线69珠江西岸江堤基础为抛填石，该基础底部与盾构隧道间的净距仅为4m；而在过江水管与江堤相交处，其基础为钢筋混凝土预制沉箱基础，基础底部有桩伸至持力层。在盾构施工时，应有效控制河堤和自来水管的沉降，特别要绝对防止抛填石基础的块石进入土仓。江堤情况江堤情况70安全过江的原则与过江风险安全过江的原则与过江风险1）安全过江原则：连续掘进，快速通过！）安全过江原则：连续掘进，快速通过！2）过江风险分析）过江风险分析 切切口口压压力力：因因隧隧道道顶顶部部覆覆土土层层以以淤淤泥泥、淤淤泥泥质质砂砂层层和和中中细细砂砂层层为为主主，稳

31、稳定定性性和和抗抗击击穿穿能能力力差差。切切口口压压力力太太小小会会坍坍塌塌，太太大大会会击击穿穿覆覆土土层层。必必须须设设定定合合适适的的切切口口压压力力后后，还还要要保保证证压压力力稳稳定定。一一旦旦切切口口压压力力波波动动，对对覆覆土土层层扰扰动动是是双双向向反反复复作作用用，更更容容易易造造成成失失稳稳坍坍塌塌，坍坍塌塌后后回回填填困困难难，土土仓仓堵堵塞塞，切切口口压压力力失失去去控控制制，盾盾构构难难以以继继续续掘进。掘进。71 盾尾密封：如若盾尾漏浆严重，一方面导致切口盾尾密封：如若盾尾漏浆严重，一方面导致切口水压下降，刀盘前方土体失稳；另一方面，隧道内大水压下降，刀盘前方土体失

32、稳；另一方面，隧道内大量淤积泥浆，若抽排不及时，将造成盾构机被淹没。量淤积泥浆，若抽排不及时，将造成盾构机被淹没。沉降监测：掘进过程中沉降监测是信息法施工沉降监测：掘进过程中沉降监测是信息法施工最重要的基础，是保证施工安全的必要措施。而河床最重要的基础，是保证施工安全的必要措施。而河床的沉降监测比陆地复杂的多，一方面是工作环境，另的沉降监测比陆地复杂的多，一方面是工作环境，另一方面是河床的动态特征。一方面是河床的动态特征。过江风险分析 72过江堤段技术措施过江堤段技术措施n盾构机过江堤段施工措施n1 从地面情况分析，江堤的地面高度由高至低分别是：混凝土路面江堤斜坡段珠江江堤，因此，从覆土厚度的

33、变化情况来看是一个渐变的过程，同时也为过江堤段提供了一个较好的过渡段。n2 泥浆采用高浓泥浆，泥浆的粘度应在25s以上，泥浆比重控制在1.151.20的范围内，同时控制好切口水压的波动性，必要时可采用逆推掘进。n3 盾构机采用快速通过为原则，掘进速度一般控制在3.5cm/min，如条件允许可增至4cm/min。n4 派测量人员随时监测珠江潮位的变化，并把测得数据及时反馈到中控室以指导施工。中控室人员应根据数据，在过江堤段时，每环掘进需重新设置切口水压，以保证江堤的安全和掌子面的稳定。n 5 盾构机过江堤段时管片环数应为71环77环，根据江堤的覆土厚度和珠江水位的变化，拟定这几环开始掘进时的切口

34、水压设定值详见下表，并根据下一环的切口水压设定值，在推进过程中逐步均匀调整切口水压；其中第77环的切口水压须根据潮水位情况进行调整。73环数环数717274757677切口水切口水压压170160160155150140（高潮）（高潮）130（低潮）（低潮）74过江的措施：在江堤河床底的地段，在河床面浇注一层混凝土，并采用沙包堆积在上方，以防止盾构机过江堤时切口水压过大击穿江底。盾构在浅覆土层施工时，以快速通过为原则，同时必须动态设定切口压力并防止切口压力的波动，保证土体稳定的同时又不击穿覆土层。附加压力取值范围是1015 Kpa；切口压力的波动不能超过3。加强监测力度，采用声纳法进行江底沉降

35、监测，对江堤进行人工布点及时监测，确保盾构过江的安全。754)注浆管理注浆管理 本工程采用双液注浆，水泥浆（本工程采用双液注浆，水泥浆（A液）和水玻液）和水玻璃（璃（B液）的比例为液）的比例为911：1，初凝时间根据地，初凝时间根据地质情况及地下水情况具体调控，一般为质情况及地下水情况具体调控，一般为1016s，注浆压力控制在，注浆压力控制在0.30.5Mpa。江底掘进以盾尾同步为主，管片二次补压双液江底掘进以盾尾同步为主，管片二次补压双液注浆的措施，补浆范围为新安装的注浆的措施，补浆范围为新安装的58环管片。环管片。项项目目指指标标凝凝结时间结时间1016秒秒1小小时时抗抗压压强强度度0.0

36、50.1Mpa1天天时时抗抗压压强强度度0.51Mpa1小小时时析水率析水率5双液注浆液的性能指标双液注浆液的性能指标 765)江堤及过江段切口水压、掘进速度曲线江堤及过江段切口水压、掘进速度曲线77江堤及过江段推力、扭矩曲线江堤及过江段推力、扭矩曲线783.典型上软下硬地层中泥水盾构施工技术典型上软下硬地层中泥水盾构施工技术3.1 3.1 上软下硬地层的特点上软下硬地层的特点 大中区间不论左线还是右线均有约大中区间不论左线还是右线均有约250m 在上软下硬地层中掘进，需在上软下硬地层中掘进，需穿越广茂铁路、内环路和中山八立穿越广茂铁路、内环路和中山八立交桥等，地表沉降控制要求高，施交桥等，地

37、表沉降控制要求高，施工难度大。工难度大。79大中区间隧道与广茂铁路相交，左右线与铁路相交的范围约为35m。大中区间的上软下硬地层从广茂铁路开始，一直延续至中山八路，广茂铁路行车的密度高，关系重大，上部为较软弱土层，下部为硬岩的典型上软下硬地层，对盾构机掘进的泥水压力、注浆压力、掘进速度，地面沉降等参数的控制要求较高，铁路路轨的最大沉降才6mm，给隧道施工造成一定的难度。80过铁路段左线地质纵断面图过铁路段左线地质纵断面图 81过铁路段右线地质纵断面图过铁路段右线地质纵断面图 82盾构施工质量控制措施n始发和到达洞口处理n始发方向的控制n掘进过程姿态测量和纠偏控制n管片的安装质量控制n注浆量、时间、压力控制，二次注浆n土水压力平衡控制和地面沉降n推进速度、刀具要与地层相适应n刀具磨损要及时更换n加强管片的检查83