1、成都地鐵成都地鐵1 1號線一期工程盾構號線一期工程盾構4 4標標盾構過火車南站施工盾構過火車南站施工方案匯報方案匯報中鐵隧道集團有限公司成都地鐵盾構項目經理部中鐵隧道集團有限公司成都地鐵盾構項目經理部20062006年年1111月月主要內容第一部分 泥水盾構機簡介第二部分 盾構通過火車南站的措施第三部分 工程實例第一部分 泥水盾構簡介 1、盾構 外形與隧道橫截面相同，但尺寸比隧道外形稍大的鋼筒或框架壓入地中構成保護掘削機的外殼。該外殼及殼內各種作業機械、作業空間的組合體稱為盾構機，簡稱盾構。實際為一種既能支承地層的壓力、又能在地層中掘進的施工機具。 目前主要使用的有泥水盾構、土壓平衡盾構等。（

2、一）、盾構的定義1 1、泥水盾構的工作原理、泥水盾構的工作原理 由切削刀盤掘削下來的土砂進入泥水艙，經攪拌裝置攪拌后形成含土砂的高濃度泥水，經泥漿泵泵送到地表的泥水分離系統，待砂土、泥水分離后，再把濾除掘削土砂的泥水重新壓送回泥水艙。如此不斷循環完成掘削、排土、推進。泥水倉和刀盤前方采用泥水并施加壓力使掘削面和周邊土體穩定。為保持泥水壓力的穩定，可采用在泥水倉中加設隔板，并加壓縮空氣的方式。 盾構機每向前掘進一個支撐管片的寬度，停機進行管片的拼裝，形成隧道的襯砌結構，依次循環完成整條隧道的襯砌施工。 在盾構向前掘進的同時，向盾構前移造成的地層與管片間的孔隙內注入砂漿，進行填充。以防止地層發生坍

3、塌和大的變形。（二）、泥水盾構的工作原理2 2、泥水盾構穩定地層的原理、泥水盾構穩定地層的原理 泥水盾構開挖面土體是依靠泥水壓力對開挖面上的水土壓力發揮平衡作用以求得穩定。泥水壓力設置時大于周邊土體的水壓和土壓之和，泥水中的粘粒受到上述壓力差作用在開挖面形成一層泥膜，起到對開挖面的穩定性的重要作用，尤其在透水性高的砂性地層中的穩定作用尤為顯著。切削刀盤切削刀盤膨潤土溶液膨潤土溶液壓縮空氣壓縮空氣地地 層層進漿管進漿管排漿管排漿管連通管連通管氣鎖室氣鎖室膨潤土液區膨潤土液區 優點：優點： (1)適應性強，適用范圍廣。可適用于砂卵石、砂層、沖、洪積土層、巖石等多種地層。適用于常壓下、地下水位以下和

4、以上、高水壓力等條件下施工。 (2)由于泥水在土層中的滲透性比空氣在土中的透氣性小，施工中可減少地下水的移動，從而減少由此而引起的地表沉降。 (3)因采用管路排泥，井下施工作業環境能保持清潔良好，提高了作業人員的施工安全性； (4)采用氣壓保持泥水壓力的穩定，調節速度快，壓力波動小，可在覆土較淺的條件下進行盾構法隧道施工。 (5)挖土及出土等可全部實現機械化、管道化水力輸送，并可在地面上控制，從而改善隧道內作業條件，提高了施工效率。 缺點：缺點： (1)需要砂土分離裝置，其設備費用高，占地面積大。（三）泥水盾構的優缺點 （四）泥水盾構施工管理系統1 1、盾構掘進系統、盾構掘進系統 包括泥水盾構

5、掘進機（即主機、刀盤）和使其運轉的動力設備、裝載動力設備以及與掘進機同時前進的后配套拖車。刀盤主機拖車雙刃滾刀雙刃滾刀 切刀切刀刮刀刮刀2、泥水加壓和循環系統 包括進排泥泵、保壓系統、進排漿管路及相關設備。 3 3、泥水分離處理系統、泥水分離處理系統 主要對泥水中攜帶出來的砂土進行分離。采用振動篩和主要對泥水中攜帶出來的砂土進行分離。采用振動篩和旋流器進行分離。振動篩篩出大于旋流器進行分離。振動篩篩出大于3mm3mm的砂土，旋流器除去的砂土，旋流器除去大于大于0.074mm0.074mm的砂。的砂。 4 4、管片安裝和盾尾壁后注漿系統、管片安裝和盾尾壁后注漿系統 主要作用是為開挖后的空間提供支

6、撐和及時充填盾構主要作用是為開挖后的空間提供支撐和及時充填盾構機外殼前移后留下的空間。包括管片安裝機、吊機、注漿泵機外殼前移后留下的空間。包括管片安裝機、吊機、注漿泵和相應管路。和相應管路。n管片安裝機結構示意圖管片安裝機結構示意圖同步注漿示意圖同步注漿示意圖第二部分 盾構通過火車南站的措施1 1、位置關系和火車南站的交通情況、位置關系和火車南站的交通情況 火車南站位于盾構井北端頭30m處，鐵路線路呈東西走向，地鐵線路呈南北走向，地鐵線路下穿火車南站股道，火車南站股道與地鐵線路近垂直相交，地鐵隧道頂距地面7.69m。該區間隧道右線在YCK14+461YCK14+400，長61m，該區段下穿成都

7、火車南站10根股道，其中股道3為正線，股道10為廢棄股道，其余股道為到發線；股道1，2，3，4主要為客車通過及停靠股道，股道5，6，7主要為貨車通過及停靠股道，股道8，9主要為閑置火車車箱停放股道，股道10為廢棄股道，其中股道3，4，5最為繁忙。火車南站交通繁忙，每天通過該站的車次共84次。（一）、工程概況（一）、工程概況磚磚磚右線盾構隧道與軌道的位置圖2 2、工程地質和水文地質情況、工程地質和水文地質情況 工程地質 盾構過火車南站段隧道穿越地層為（2-5）細砂層、（3-7-1）稍密卵石層、（3-7-3）密實卵石層以及（3-4）粉砂層。上覆地層主要為（1）人工填筑土、 （2-3）粉質粘土、（2

8、-5）細砂 。 車站盾構隧道 水文地質 地下水主要為第四系松散堆積砂礫卵石層孔隙潛水，孔隙潛水富水性較好，透水性強，滲透系數為2.3110-42.8910-4m/s，且潛水具有交替循環強烈，水位恢復迅速的特點。 地下水位3.86.8m，豐水期地下水位正常埋深約3m，歷史最高水位2m，水位年變幅約為12.5m；地下水自北西向南東流，水力坡度0.002。3 3、施工指導思想、施工指導思想 確立“泥水壓力合理、防范失水、快速掘進、注漿充分、嚴密監測、快速反饋”的施工原則，保證安全、連續、快速的通過成都火車南站股道。 成立以項目經理為首的領導小組，協調解決過火車南站的各項事務。1.盾構掘進控制 主要控

9、制掘進參數、同步注漿和泥水質量來保證該段的施工安全。 （1）通過試掘進，總結出較為合理的掘進參數。主要總結出總推力、上下推力差、推進速度、泥漿比重、泥水倉壓力、盾構機轉速等參數。 （2）嚴格控制盾構機壓力波動，保持有足量的壓縮空氣供應，以保證掘進時有穩定的泥水壓力。 （3）避免盾構機轉速過大,減少盾構機對土體的擾動和對加固軌道的樁基的擾動，嚴格控制盾構機的轉數，控制在1.5轉/分。 （4）盾構機控制盾構機的推力，采用相對較小的推力，根據試掘進段調整合理的推力。（二）過火車南站的主要措施 1.盾構掘進控制 （5）采用合適的掘進速度施工，速度確定為2040mm/分鐘。 （6）同步注漿漿液采用凝結時

10、間較短的漿液，漿液的稠度小和抗稀釋能力強，收縮率小，強度高。 （7）過火車股道處管片采用特殊環管片，增大管片強度。 （8）泥漿有效形成泥膜時間短，性能好，減少地層失水。 （9）做好監控量測及反饋。 （10）加強勞動組織，保證過火車南站時的人員、材料和設備。 2 2、做好施工監控量測和反饋、做好施工監控量測和反饋 （1）監測 合理布設監測點。地面沉降測點沿隧道中心線上間隔30m布設一個監測斷面，對影響范圍內所有軌道進行埋設測點，每股軌道上布設35個測點。 采用精密的監測方法。對于軌道的沉降觀測采用精密水準測量的方法進行量測作業。 加大監測頻次。掘進面前后20m時，測12次/ 天，掘進面前后50m

11、時，測1次/ 周。2 2、做好施工監控量測和反饋、做好施工監控量測和反饋 （2）信息反饋 監測發現變化較大時，及時通知值班工程師和盾構司機調整掘進參數，確保地表不致因掘進而產生較大的沉降。 監測組隨時保證處于監測準備狀態，每次監測結束后2小時將監測情況上報工程部，由工程部迅速傳達到項目部領導及施工現場，并根據監測情況及時地調整盾構掘進參數和采取相應措施。 （3）根據理論計算和試掘進情況，預測過火車南站時的變形量，并制定相應的應對措施。3.3.做好聯絡和預案做好聯絡和預案 （1）做好與車站的聯絡、施工前，與成都鐵路局及工務段建立良好的合作關系，便于信息的交流與溝通。、掘進通過時，每天由專人將施工

12、信息和軌道及路基的變形情況及時傳遞給成都鐵路局火車南站、工務段。、發生異常時，及時與車站溝通，尋求妥善的處理辦法。 （2）做好施工預案、成立以項目經理為首的應急領導小組。、做好應急人員、物資和設備準備。、制定應急標準和針對各標準的應急辦法。、應急情況發生時，及時向相關部門匯報，同時和鐵路局聯系，做好現場的應急工作。4 4、主要應對措施、主要應對措施 通過監測發現地層變形異常時，主要采用二次補強注漿和補碴措施，保證路基和軌道的安全。 （1）二次補強注漿 同步注漿后使管片背后環形空隙得到填充，多數地段的地層變形沉降得到控制。在局部地段，同步漿液凝固過程中，可能存在局部不均勻、漿液的凝固收縮和漿液的

13、稀釋流失，為提高背襯注漿層的防水性及密實度，并有效填充管片后的環形間隙，根據監測結果，必要時通過管片注漿孔進行二次補強注漿。 二次補強注漿材料以水泥、水玻璃等材料為主，二次補強注漿采用KBY-50/70注漿泵。二次補強注漿的注漿壓力選定0.30.5MPa。注漿量根據監測到的空隙和監控量測的結果確定。 通過二次補強注漿，可充分填充盾構掘進后管片外的孔隙，抑制地層的變形，還可使變形的地層達到一定的恢復。4 4、主要應對措施、主要應對措施 （2） 補碴在施工現場準備一定數量的道碴，如果出現沉降量超過控制值時，根據現場情況，及時進行補碴作業。指派專人與相關單位聯系，并簽訂軌道維護委托協議，保證軌道及時

14、維護。如果發現線路沉降異常情況，及時向相關部門報告并根據現場情況，及時采取相應措施。專人負責與車站值班室聯系列車通過情況，并及時通報現場施工人員。同時向運輸調度部門，通報現場施工情況。第三部分 工程實例 1 1、概況、概況 廣州地鐵二號線越秀公園站火車站三元里站盾構區間隧道有165m長區段穿越廣州火車站站場的十四股軌道。同時隧道要穿過四個站場下部的郵政通道和一個跨越站場的人行天橋。郵政通道距離區間隧道頂部的最近距離為4.2米，人行天橋的樁基距洞頂2.6米。 （一）、廣州地鐵二號線盾構下穿火車站實例（一）、廣州地鐵二號線盾構下穿火車站實例火車站站火車站站場火車站人行天橋郵政通道郵政通道 所處地層

15、情況從上至下依次為素填土、粉質粘性土、殘積粘土 、全風化巖石、中風化巖石、微風化巖石。 2 2、施工措施、施工措施（1）對盾構機進行全面的維保，保證刀具、各系統良好。（2）在掘進過程中加強對鉸接密封、盾尾密封部位的檢查與巡檢，發現有涌水或砂漿露出等現象，立即進行處理，避免因水的流失或砂漿流失，產生沉降。 （3）選擇合理的掘進參數，控制出碴量。推力比普通段相同，壓力倉壓力加大0.1bar。出碴量不超過核定值。（4）掘進時保證同步注漿的壓力與注漿數量，注漿壓力要維持在1.5bar以上，每一循環注漿量不少于4.5m3。在管片安裝過程中，提高注漿壓力至2.0bar。（5）對同步注漿有異常的部位，要及時

16、地進行二次補強注漿。先用風鉆鉆孔深不小于1.5m的孔，然后用40Be水玻璃與1：1的水泥凈漿按照1：1的體積比，用23bar的壓力，進行補強注漿。 （6）加強監控量測。盾構到達前 1次/天；盾構到達時 2次/天；盾構通過后 1次/12天。 3 3、地層變形和對車站的影響、地層變形和對車站的影響在過站期間，左右線的典型沉降觀測資料如下圖所示：從右線監測結果可以看出，由于掘進參數合理、注漿飽滿，一般因施工引起的地表沉降都比較小但由于左線隧道施工二次擾動，沉降速度比右線施工引起的地表沉降速度大，累計沉降量的增加也比較大。右線2001.9.89.28日通過165m，左線9.1710.15日通過165m。盾構的掘進對車站的正常使用未產生任何影響。 1、概況上海市軌道交通9號線一期工程R413-盾構隧道（九亭站-七寶站）位于上海市閔行區滬松公路沿線