泥巖地層掘進(jìn)參數(shù)選擇

1、成都地鐵四號線二期土建五標(biāo)泥巖地層掘進(jìn)參數(shù)選擇1、 工程概況 1、工程概況 2、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)2、 影響掘進(jìn)的主要參數(shù)3、 掘進(jìn)參數(shù)的選擇1、 掘進(jìn)參數(shù)的設(shè)定2、 掘進(jìn)參數(shù)的選擇1、 工程概況1、 工程范圍十陵東站西河鎮(zhèn)站盾構(gòu)區(qū)間位于成都市龍泉驛區(qū)境內(nèi)，盾構(gòu)區(qū)間隧道起于十陵東站東段2#明挖區(qū)間，止于西端3#明挖區(qū)間。盾構(gòu)區(qū)間起訖里程為YDK43+999.3YDK44+900.700，ZDK43+001.135ZDK44+900.700，左線線路總長890.7m，短鏈長8.840m，右線線路總長894.3m，短鏈長7.105m，全線總長為1785m。區(qū)間隧道拱頂最大覆土埋深18m，最小埋深4

2、.1m，最小曲線半經(jīng)700m，最大坡度28，最小坡度16(車站過渡段2)，相應(yīng)附屬工程含4個洞門、1個聯(lián)絡(luò)通道兼泵房(里程YDK44+530.000、ZDK44+530.078)。盾構(gòu)區(qū)間下穿的主要建筑物有繞城高速、燃?xì)夤芫€及成花鐵路等；十西盾構(gòu)區(qū)間線路圖2、 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)區(qū)間位于成都平原區(qū)與龍泉山低山丘陵區(qū)過渡帶的成都東部臺地區(qū)，屬川西平原岷江水系級階地，主要為山前臺地地貌，次為侵蝕、堆積型丘、崗、谷地貌。隨著城市的發(fā)展，測區(qū)范圍地表大多已被人工改造，房屋密集分布，道路縱橫交錯。區(qū)間范圍上覆第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4ml）；其下為第四系上更新統(tǒng)冰水沉積、沖積成因的（Q3fgl+al）黏

3、土，中更新統(tǒng)冰水沉積、沖積成因的（Q2fgl+al）黏土夾卵石、卵石土；下伏白堊系上統(tǒng)灌口組（K2g）泥巖。按上述分層依據(jù)，結(jié)合本工程地質(zhì)斷面，劃分巖土層。每個巖土層描述如下：<1-1>人工素填土（Q4ml）：黃褐、灰褐等雜色，松散稍密，稍濕，以黏性土為主，夾磚塊、混凝土碎塊、卵石等。該土層均一性差，多為欠壓密土，結(jié)構(gòu)疏松，多具強(qiáng)度低，壓縮性高，受壓易變形的特點。該層廣泛分布于場地地表，層厚03.8m。<3-1-1>軟黏性土（Q3fgl+al）：灰黑色，軟塑，粘性強(qiáng)，有臭味，液性指數(shù)IL=0.760.79，天然快剪指標(biāo)：凝聚力C=818kPa，內(nèi)摩擦角=6.914.2&

4、#176;。該層僅在3個鉆孔中揭示，厚度變化較大，層厚05m，頂板埋深01.0m。<3-2-1>黏土（Q3fgl+al）：棕黃、黃褐色，可塑硬塑，粘性強(qiáng)，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，夾灰白色高嶺土團(tuán)塊，巖芯呈土柱狀，能搓成35mm的細(xì)條。該層廣泛分布于表層人工填土之下，層厚0.815.9m，頂板埋深03.8m。標(biāo)貫實測擊數(shù)平均值N=15.6擊/30cm。根據(jù)室內(nèi)試驗：天然密度=1.722.08g/cm3，天然含水量=17.634.9%，天然孔隙比e=0.570.99，飽和度Sr=63100%，液限WL=26.457%，塑限WP=13.926.8%，塑性指數(shù)IP=12.530.2，液性指數(shù)IL=-

5、0.160.59，天然快剪指標(biāo)：凝聚力C=2985kPa，內(nèi)摩擦角=11.520.5°，壓縮系數(shù)av=0.1100.375MPa-1，壓縮模量Esv=4.8712.78MPa。自由膨脹率Fs=3761%，屬弱中等膨脹土。<4-1>黏土夾卵石（Q2fgl+al）：灰褐色、棕黃色，硬塑，約夾1045%的卵石，卵石粒徑以3080mm為主，石質(zhì)成分主要為砂巖、石英砂巖、灰?guī)r及花崗巖等，部分卵石已風(fēng)化成砂狀，該層卵石含量差異較大。顆粒分析試驗顯示，0.0750.005mm的黏粒含量為一般19.833.4%，局部含量較高。該層主要分布于<3-2-1>黏土之下，層厚012.

6、2m，頂板埋深6.313.2m。該層黏土具有弱中等膨脹。<4-2-1>細(xì)砂（Q2fgl+al）：褐黃色，飽和，中密，主要成分以石英為主，長石次之，分選性和磨圓度較好，黏粒含量約25%。該層呈透鏡體狀分布，層厚01.5m，頂板埋深12.216.2m。<4-5-2>卵石土（Q2fgl+al）：棕黃色、灰褐色，飽和，密實，卵石約占5070%，粒徑210cm，夾少量圓礫，余為細(xì)砂、黏土充填，石質(zhì)成分主要為砂巖、石英砂巖、灰?guī)r及花崗巖等，卵石以亞圓形為主，少量圓形，分選性差。根據(jù)相同地質(zhì)單元的點荷載試驗結(jié)果，換算巖石單軸抗壓強(qiáng)度平均值R為64.3MPa127.0MPa，換算巖石單

7、軸抗壓強(qiáng)度Rmax200.5MPa。該層層厚010m，頂板埋深7.416.8m。<5-1-1>全風(fēng)化泥巖（K2g）：紫紅、褐紅、肉紅等色，呈土狀，原巖結(jié)構(gòu)已破壞，偶夾少量碎石、角礫。該層層厚011.4m，頂板埋深021.7m。標(biāo)貫實測擊數(shù)平均值N=15.9擊/30cm。<5-1-2>強(qiáng)風(fēng)化泥巖（K2g）：紫紅、肉紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)膠結(jié)。巖芯呈土狀、碎塊狀、餅狀，少量短柱狀。該層層厚07.9m，頂板埋深12.533.1m。<5-1-3>中等風(fēng)化泥巖（K2g）：紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，泥、鈣質(zhì)膠結(jié)，中厚層狀構(gòu)造，風(fēng)化裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)軟，錘擊聲啞，局部夾砂質(zhì)泥巖。巖芯

8、多呈短柱狀，少量長柱狀。該層頂板埋深18.132.1m。根據(jù)室內(nèi)試驗：天然密度=2.12.5g/cm3，天然含水率=6.116.9%，天然抗壓強(qiáng)度1.09.3MPa，飽和吸水率sa=5.9%31.7%，膨脹力Pp=7174kPa，自由膨脹率FS=20%63%。巖石堅硬程度分類為極軟巖軟巖，巖體基本質(zhì)量等級分類為。2、 各掘進(jìn)參數(shù)的相對關(guān)系由于盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)是在埋深較深和密閉環(huán)境中進(jìn)行，掘進(jìn)參數(shù)的選擇對盾構(gòu)施工至關(guān)重要。選擇得當(dāng)可以控制地表沉降，延長刀具壽命，并保證盾構(gòu)機(jī)良好的工作狀態(tài)等。在掘進(jìn)過程中主要考慮的參數(shù)有：土倉壓力、刀盤轉(zhuǎn)速、推進(jìn)油缸各分區(qū)油壓、掘進(jìn)速度、螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速、刀盤扭矩、出渣口倉門

9、開口大小、鉸接油缸行程、同步注漿壓力及速度、渣土改良添加劑等。土倉壓力是為了平衡開挖面壓力及水壓力，以避免掌子面失穩(wěn)坍塌或地層失水過多引起的地表沉降。掘進(jìn)中對土壓起主要調(diào)節(jié)作用的參數(shù)有：刀盤轉(zhuǎn)速，推進(jìn)系統(tǒng)推力，螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速等。刀盤轉(zhuǎn)速及推力可以調(diào)節(jié)刀盤對掌子面的切削速度，從而調(diào)節(jié)切削的渣土量，螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)出渣速度，通過刀盤轉(zhuǎn)速、推力、螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速等來調(diào)節(jié)盾構(gòu)掘進(jìn)的出渣量，同時又影響刀盤扭矩、掘進(jìn)速度、土倉壓力等相關(guān)掘進(jìn)參數(shù)的變化。在掘進(jìn)中我們需要根據(jù)不同的地質(zhì)情況合理的設(shè)定相對應(yīng)的掘進(jìn)參數(shù)以保證盾構(gòu)掘進(jìn)的連續(xù)性、安全性、穩(wěn)定性及成型隧道的質(zhì)量。3、 掘進(jìn)參數(shù)的選擇掘進(jìn)參數(shù)的選擇主要包括：刀盤轉(zhuǎn)速

10、、推力、土倉壓力、螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速、同步注漿壓力及速度、渣土改良添加劑參數(shù)等。不同地層，掘進(jìn)參數(shù)的選擇各不相同。以下就以本標(biāo)段的盾構(gòu)掘進(jìn)淺析泥巖地層掘進(jìn)參數(shù)的選擇。1、 掘進(jìn)參數(shù)的設(shè)定（1）土倉壓力P1土倉壓力P1按深埋隧道與淺埋隧道兩種情況進(jìn)行計算。當(dāng)隧道埋深H<2D時，為淺埋隧道；否則，為深埋隧道。1）在淺埋隧道中，因隧道埋深較小，上覆水土產(chǎn)生的壓力全部作用于開挖面。其土倉壓力計算如下。主要取決于刀盤前的水土壓力，一般取刀盤中心處的水土壓力為準(zhǔn)，按下式計算：P1=k0××h式中：P1土倉壓力k0側(cè)壓力系數(shù)土的容重D為盾構(gòu)外徑2）當(dāng)隧道埋深H>2D時，由于隧道埋深較

11、大，土體在隧道上方形成拱效應(yīng)，上部土體產(chǎn)生的土壓力不會完全作用于開挖面。其土倉壓力計算如下：土倉壓力計算取值示意圖由上圖可見：盾構(gòu)頂部埋深為H因H2D，故可確定盾構(gòu)在土層中屬于深埋狀態(tài)，可按太沙基（Terzaghi）理論計算盾構(gòu)所受的垂直載荷。先按下圖所示松動圈土壓計算模式計算出松動圈寬度B：松動圈計算模型先求出松動圈高度ha：式中：地層的側(cè)壓系數(shù)為上覆地層的平均浮容重C凝聚力內(nèi)摩擦角3）盾構(gòu)頂部所受垂直土壓力：P1=ha·根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)位置及相應(yīng)的地質(zhì)情況，可選取相應(yīng)的參數(shù)代入上式，一般情況下，土倉壓力可在1.02.0kg/cm2范圍內(nèi)取值，具體將取決于地面的監(jiān)測結(jié)果。(2) 千

12、斤頂推力F確定推力需考慮以下因素：盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)需克服的摩擦力?？朔侗P前的水土壓力。掘進(jìn)速度。管片的承受能力?？刂凭蜻M(jìn)方向。最大扭矩。最大推力Fmax=3990t（30個千斤頂），初始掘進(jìn)階段時F<900t，正常掘進(jìn)階段時F=8001500t,特殊情況時F=20003000t,(3) 刀盤轉(zhuǎn)速n1，n2滿足轉(zhuǎn)速和扭矩曲線，且無級可調(diào)n1=06.1rpm，n2=03 rpm。扭矩水平較高時，使用n2段，扭矩水平較低時使用n1段。6及強(qiáng)度小于6的地層，刀盤轉(zhuǎn)速一般為12 rpm；789地層可設(shè)為2 2.5rpm 。(4) 刀盤扭矩T正常掘進(jìn)時，扭矩應(yīng)低于最大扭矩。當(dāng)工作扭矩超過最大扭矩時，刀盤

13、將停止轉(zhuǎn)動，如多次正反轉(zhuǎn)啟動未果，即可啟動脫困扭矩，使刀盤重新啟動。刀盤的最大扭矩為4377kN·m，脫困扭矩為5350kN·m，正常施工扭矩一般小于3750 kN·m。(5) 螺旋器轉(zhuǎn)速n3n3=019rpm，根據(jù)維持土倉壓力的需要或出土口處的出土情況進(jìn)行調(diào)整。(6) 掘進(jìn)速度v根據(jù)土質(zhì)、扭矩、推力和土倉壓力等綜合確定，受土質(zhì)影響最大。vmax=8cm/min，一般v=46cm/min。(7) 注漿壓力P2P2是在注漿處的水土壓力的基礎(chǔ)上相應(yīng)提高0.51.0kg/cm2，且使?jié){液不會進(jìn)入土倉和壓壞管片，并保證地面的隆陷值在允許范圍內(nèi)（+10，-30mm）。(8)

14、 注漿量V1V1是在管片與土體之間的空隙體積的基礎(chǔ)上，再考慮1.21.5擴(kuò)大系數(shù)確定的。一般每環(huán)的注漿量V16m3。(9) 發(fā)泡劑的摻量m1和空氣的混合比例m2發(fā)泡劑在水中的摻量m1以及空氣與發(fā)泡溶液的混合比例m2主要根據(jù)地質(zhì)情況確定，一般情況下，m1=26%，m2=10:120:1(10) 左右推進(jìn)千斤頂行程差SD S主要根據(jù)線路特點和盾構(gòu)機(jī)在水平方向偏離設(shè)計軸線的程度來確定的。S的大小也受到管片選型的影響。在管片選型正確的條件下S的大小確定了盾構(gòu)機(jī)方向改變的急緩程度。(11) 盾構(gòu)機(jī)俯仰角根據(jù)線路特點和盾構(gòu)機(jī)在豎直方向偏離設(shè)計軸線的程度來確定的。的保持靠合理使用上部和下部的推進(jìn)千斤頂。(1

15、2) 盾構(gòu)機(jī)滾轉(zhuǎn)角和刀盤轉(zhuǎn)動方向及扭矩大小有關(guān)，可以通過改變刀盤轉(zhuǎn)動方向和使用穩(wěn)定器來控制，一般情況下，值不應(yīng)超過±0.50º。(13) 管片與盾尾的空隙1414可由人工測量，它反映了管片和盾構(gòu)機(jī)的相對位置關(guān)系，對確定下一環(huán)的管片類型和掘進(jìn)參數(shù)有指導(dǎo)意義。理論值為1=2=3=4=75mm。通常在4590mm之間波動。(14) 鉸接千斤頂根據(jù)線路的走向，鉸接千斤頂可通過控制行程差調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)擬合線路。在直線段時，鉸接千斤頂伸長量一致保持盾構(gòu)機(jī)前體與中后體成直線。在線路的曲線或者緩和曲線段（上、下坡）時，鉸接千斤頂順著轉(zhuǎn)彎方向有一定的行程差，使得盾構(gòu)機(jī)后體相對于中體有一定的

16、折角(最大為3度)，與線路的弧線基本保持一致。2、 掘進(jìn)參數(shù)選擇本標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間起始里程為右線YDK43+999.3(左線ZDK44+001.135)。盾構(gòu)掘進(jìn)過程中先后穿越抗浮壓板（左線起止里程為ZDK44+011.485ZDK44+070.08，隧道頂部距板底0.81.05m，右線起止里程為YDK44+027.592YDK44+087.08，隧道頂部距板底1.331.52m）；繞城高速（左右線Z(Y)DK44+170220）；燃?xì)夤芫€群（Z(Y)DK44+465475）；成花鐵路（Y(Z)DK44+670690）幾處重大風(fēng)險源后到達(dá)區(qū)間終止里程Y(Z)DK44+900.7。1） 始發(fā)段掘進(jìn)參

17、數(shù)選擇本標(biāo)段始發(fā)端頭覆土厚度為5.4m，為淺覆土。坡度為28，結(jié)合本工程地質(zhì)斷面，以及反力架受力情況等考慮，我部對始發(fā)段掘進(jìn)參數(shù)做了以下技術(shù)交底：環(huán)數(shù)掘進(jìn)速度mm/min推力t扭矩t.m刀盤轉(zhuǎn)速rpm1#土倉壓力bar備注-75-15500t1500.9-1.20采用泡沫劑對渣土進(jìn)行改良，根據(jù)泡沫劑的特性，泡沫混合液中原液的比例為0.5%1.5%。泡沫混合液和壓縮空氣流量比例為1:81:12。氣體比例不能過大，在掘進(jìn)中操作手可根據(jù)每環(huán)的渣土改良效果再做調(diào)整。-65-15500t1500.9-1.20-0.2-510-20600t1801.0-1.30-0.2-410-20600t2001.0-

18、1.30-0.2-320-30700t2001.0-1.30.2-0.3-220-30700t3001.0-1.30.2-0.3-120-30800t3001.0-1.30.3-0.5030-401000t3001.0-1.50.3-0.5當(dāng)盾尾全部進(jìn)入洞門之后，停止掘進(jìn)，開始封堵洞門，待洞門封堵完成后恢復(fù)掘進(jìn)，此時開始在掘進(jìn)過程中進(jìn)行同步注漿。采取注漿量與注漿壓力雙控措施。每方漿液配合比如下：水泥砂粉煤灰膨潤土水200Kg600Kg320Kg60Kg500Kg在始發(fā)段掘進(jìn)過程中，我部嚴(yán)格按照掘進(jìn)參數(shù)技術(shù)交底監(jiān)控管理盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，并加強(qiáng)地表檢測頻率，使盾構(gòu)安全穩(wěn)定的通過始發(fā)段掘進(jìn)。2） 穿越抗

19、浮壓板掘進(jìn)參數(shù)選擇盾構(gòu)隧道下穿成安渝高速E匝道區(qū)域施工抗浮壓板，左右線抗浮壓板寬10m，長60m，厚1.0m，左線抗浮壓板起止里程為ZDK44+011.485ZDK44+070.08，隧道頂部距板底0.81.05m，右線抗浮壓板起止里程為YDK44+027.592YDK44+087.08，隧道頂部距板底1.331.52m。以右線為例，抗浮壓板環(huán)號為2060環(huán)。隧道與抗浮壓板位置關(guān)系圖盾構(gòu)下穿抗浮壓板地段，隧道頂部覆土主要為黏土，隧道范圍地層為黏土和卵石土。地質(zhì)示意圖我部借鑒左線盾構(gòu)穿越抗浮壓板的經(jīng)驗，在右線穿越前對掘進(jìn)參數(shù)等做出如下技術(shù)交底：序號項目內(nèi)容1掘進(jìn)原則控制盾構(gòu)機(jī)水平姿態(tài)±

20、20mm；控制盾構(gòu)機(jī)垂直姿態(tài)前點不超過-95，后點不超過-130mm；控制管片錯臺、內(nèi)部破損和裂紋。2掘進(jìn)參數(shù)推進(jìn)速度2040mm/min；刀盤轉(zhuǎn)速0.91.2rpm；土壓初步定為0.60.8bar；總推力初步設(shè)定為8001200t，減少管片破損的機(jī)率。減小泡沫的注入量和氣體的注入量，并將泡沫原液比例調(diào)至3.0，保證螺旋機(jī)能將土抽出的狀態(tài)下，渣土盡可能改良偏干，保證土倉內(nèi)底部和刀盤前方底部渣土偏干，便于盾構(gòu)機(jī)抬頭。3推進(jìn)油缸卸力推進(jìn)至500mm時，先卸底部油缸壓力，再卸左右油缸壓力(先雙后單)，然后卸除頂部油缸壓力；當(dāng)推進(jìn)至1000mm時，按上述方法再一次進(jìn)行卸力。目的：釋放管片集中應(yīng)力防止管

21、片破損。4認(rèn)真做好管片選型管片選型按“推進(jìn)油缸形成差不大于50mm、盾尾間隙65-85mm、緊跟盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)”三原則進(jìn)行；當(dāng)環(huán)掘進(jìn)完成后，主司機(jī)和值班工程師將管片選型做好后，上報值班領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行復(fù)核。5糾偏原則鑒于目前盾構(gòu)機(jī)水平和垂直姿態(tài)情況，在掘進(jìn)過程中，糾偏原則為“少量多次”，水平糾偏量不大于3mm/環(huán)，豎向糾偏量不大于5mm/環(huán)，防止因糾偏量過大造成管片錯臺和破損。6徑向注漿孔注膨潤土鑒于目前盾尾鉸接力過大，施工過程中每2環(huán)進(jìn)行徑向注漿孔注膨潤土以減少盾體的摩擦力，逐步減小鉸接力。7優(yōu)化同步注漿方法調(diào)整同步注漿配合比為：水泥120、砂600、粉煤灰350、膨潤土60、水500?？傋{量為5.5

22、6.5m3，在保證頂部注漿管路不堵塞的情況下，主要注底部點位。注漿壓力控制在23.5bar，按要求做到注漿量與注漿壓力雙控。主要目的為最大程度上抬管片，保證管片姿態(tài)不超-100mm。8二次注漿方法二次注漿為管片脫出盾尾8環(huán)后考慮注漿，暫定為每2環(huán)進(jìn)行注漿。注漿點位為48點，注漿量為0.50.8m3/孔，注漿壓力為2.53.5bar，注漿量和注漿壓力雙控。主要目的為最大程度上抬管片，保證管片姿態(tài)不超-100mm。9延遲管片螺栓的復(fù)緊時間當(dāng)環(huán)管片拼裝完成后，采用棘輪扳手?jǐn)Q緊，待管片螺栓待脫出盾尾一環(huán)后再進(jìn)行復(fù)緊。減少脫出盾尾管片的破損程度。10調(diào)整管片螺栓根據(jù)需要，管片螺栓調(diào)整為M27、5.6級，

23、增大螺栓的拉伸率來控制管片破損，待盾構(gòu)掘進(jìn)和管片質(zhì)量正常后按設(shè)計進(jìn)行更換11管理制度值班領(lǐng)導(dǎo)檢查。以上措施的具體落實由顧連強(qiáng)、高軍、權(quán)永華、孫錫山、曹勇監(jiān)督實施。當(dāng)班管理人員負(fù)責(zé)制，根據(jù)以上分工，各崗位管理人員緊盯施工過程，發(fā)現(xiàn)問題及時分析及時處理。嚴(yán)格交接班管理制度。主司機(jī)或值班工程師、工班長、管片拼裝手、值班領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行嚴(yán)格交接班，總結(jié)分析當(dāng)天的掘進(jìn)情況，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。盾構(gòu)進(jìn)入抗浮壓板后，15-36環(huán)盾構(gòu)機(jī)垂直姿態(tài)出現(xiàn)下掉現(xiàn)象，從15環(huán)的前點-13mm后點-15mm，降到21環(huán)的前點-24mm后點-60mm。我部立即停機(jī)開會重新制定掘進(jìn)參數(shù)，采取大推力(16001800t)、高

24、土壓(1.11.3bar)、大趨向(+8+10)的方式掘進(jìn)，右線盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)得到控制并好轉(zhuǎn)。但在恢復(fù)掘進(jìn)后，28-34環(huán)管片出現(xiàn)連續(xù)表皮破損，我部立即停機(jī)并邀請專家召開分析會，內(nèi)容如下：隨著盾構(gòu)推進(jìn)，盾尾對管片的約束力逐漸減小，加之為了保證盾構(gòu)機(jī)在抗浮壓板下不 “栽頭”，穩(wěn)定姿態(tài)，底部推進(jìn)油缸壓力大于上部推進(jìn)油缸壓力，其次為了不讓管片姿態(tài)下掉，底部注漿量占整環(huán)注漿量的70%，注漿壓力大于頂部，管片出盾尾后頂部應(yīng)力集中造成管片破損。在管片出盾尾過程中，我部采用3次螺栓復(fù)緊方式，在該段管片螺栓等級為8.8級，拉伸率較小，管片略有錯臺即造成管片破損。推力過大造成管片破損。每環(huán)的啟動掘進(jìn)階段(0-500

25、mm期間)，總推力達(dá)到2000-2150t。專家會議制定的技術(shù)措施為：降低土壓，做好渣土改良，保證土倉內(nèi)為實土壓，土壓控制在0.5bar0.6bar，逐步降低推力；掘進(jìn)過程中從徑向注漿孔注膨潤土以減少盾體的摩擦力，逐步減小鉸接力；掘進(jìn)完成后，現(xiàn)場值班領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)盾尾間隙、油缸行程差分析，綜合考慮后確定管片類型及拼裝點位；掘進(jìn)中推進(jìn)油缸的壓力差不宜超過60bar，禁止糾偏過激；注漿壓力略高于土倉壓力，4路注漿管路均勻注漿；螺栓復(fù)緊采用棘輪扳手，扭矩不宜過大，8.8級螺栓在600700Nm，5.6級螺栓在460Nm左右。2月14日，右線盾構(gòu)復(fù)推，并嚴(yán)格按照制定的措施進(jìn)行推進(jìn)。3739環(huán)掘

26、進(jìn)過程中，盾構(gòu)機(jī)垂直姿態(tài)前點共計下掉29mm，后點共計下掉17mm，趨向從+1降到-1。對此我部立即停機(jī)，于2月23日召開盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)糾偏專家分析會議，對盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)持續(xù)下掉的原因進(jìn)行分析，并制定糾偏措施。主要原因為：抗浮壓板底距離隧頂約1.31.5m，在盾構(gòu)姿態(tài)上抬過程中，上部土體受擠壓至極限后，反作用于盾體，導(dǎo)致抬頭困難；停機(jī)時間過長(2月2日-14日)，且盾構(gòu)息工時為防止盾尾抱死從同步注漿管路注入5m³膨潤土，并從盾體徑向注入4m³膨潤土，長時間停機(jī)后盾體四周土體經(jīng)膨潤土浸泡松散，推進(jìn)時盾構(gòu)機(jī)上抬困難；盾尾后部由于膨潤土較多，脫出盾尾的23環(huán)管片四周充滿膨潤土，管片壁后填

27、充物剛性較差，未能很好的對盾構(gòu)機(jī)提供反力，盾構(gòu)抬頭困難；盾尾可能被漿液包裹，鉸接壓力過大，導(dǎo)致姿態(tài)上抬困難；施工不連續(xù)性造成盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)下掉嚴(yán)重。制定的主要措施為：人工挖除盾構(gòu)機(jī)頂部覆土，排除上部土體擠壓盾體因素；更換兩把刀具，擴(kuò)大開挖直徑，提高盾構(gòu)上抬的機(jī)率；對可能被包裹的盾體，進(jìn)行了加注泡沫劑，減小盾體與土體的摩擦力；制定糾偏方案，通過40環(huán)60環(huán)掘進(jìn)緩慢實現(xiàn)糾偏，若姿態(tài)偏差較大，可進(jìn)行調(diào)線調(diào)坡。根據(jù)專家會議精神和各方意見，并根據(jù)糾偏方案進(jìn)行4060環(huán)的推進(jìn)，初期按照模擬盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)進(jìn)行推進(jìn)，但很快發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)下掉嚴(yán)重，根據(jù)經(jīng)驗垂直趨向達(dá)到+8+10才能平穩(wěn)推進(jìn)或保持緩慢上抬，再次調(diào)整掘進(jìn)參

28、數(shù)，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)逐漸好轉(zhuǎn)，過程中管片破損得到控制直至盾尾脫出抗浮壓板。結(jié)合左線盾構(gòu)姿態(tài)控制經(jīng)驗及右線前期施工經(jīng)驗，我部分析總結(jié)出抗浮壓板下盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)如下：推進(jìn)速度(mm)推力(t)上部土壓(bar)刀盤轉(zhuǎn)速(rpm)扭矩(tm)30408001000 (總推力-鉸接拉力)1.41.71.21.5100滾動角(mm/m)盾尾間隙（mm）注漿壓力(bar)注漿量（m³）行程差（mm）±460802.02.56.050AC油壓差（bar）BD油壓差（bar）垂直趨向（mm/m)水平趨向(mm/m)出土量（m3）以趨向為準(zhǔn)以趨向為準(zhǔn)57±3573） 一般地段掘進(jìn)參數(shù)的選擇

29、盾尾在完全脫出抗浮壓板之后，盾構(gòu)進(jìn)入一般地段施工。此階段隨著盾構(gòu)埋深逐漸增加，我部制定了以下掘進(jìn)參數(shù)：掘進(jìn)速度mm/min推力t扭矩t.m刀盤轉(zhuǎn)速rpm1#土倉壓力bar 同步注漿30-501000t3001.0-1.50.6-0.8四根管路均勻注漿此階段掘進(jìn)過程中，我部嚴(yán)控各項掘進(jìn)參數(shù)以期保證盾構(gòu)掘進(jìn)的連續(xù)性，安全性。但隨著隧道埋深的逐漸加大，水壓力及掌子面土壓逐漸增大，同步注漿漿液初凝時間較長，致使管片在脫出盾尾后出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。我部針對此情況立即組織召開了內(nèi)部會議并制定以下措施：1、 加大注漿量至每環(huán)不少于7方，以確保盾構(gòu)施工間隙能填充飽滿。2、 調(diào)整上下同步注漿速度及壓力差。上部注漿壓力

30、不低于2.5bar，下部不高于1.5bar。上部注漿量至少兩倍于下部注漿量。3、 增大二次注漿頻率，每兩環(huán)進(jìn)行一次二次注漿，注漿位置為管片上部。4、 降低盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)，姿態(tài)控制在-20-30之間，確保管片在脫出盾尾后管片姿態(tài)不超限。 后續(xù)施工中我部嚴(yán)格按照上述措施執(zhí)行，逐步控制了管片的上浮量在可控范圍之內(nèi)。4） 盾構(gòu)穿越繞城高速掘進(jìn)參數(shù)選擇盾構(gòu)機(jī)在里程Z(Y)DK44+170220范圍內(nèi)左右線正穿成都繞城高速路基段，環(huán)號114 147，盾構(gòu)隧道覆土約13.5m，盾構(gòu)頂部距繞城高速底部約7m。隧道洞身處于5-1-3中風(fēng)化泥巖，拱頂主要為密實卵石土,局部有砂層。隧道與繞城高速位置平面圖穿越繞城地

31、質(zhì)斷面圖穿越繞城前，我部組織所有施工人員召開了安全技術(shù)交底會，技術(shù)交底如下：掘進(jìn)過程中土壓力(bar)注漿量(m3)推進(jìn)速度(mm/min)刀盤轉(zhuǎn)速(r/min)待機(jī)土壓(bar)出土量(m3)0.91.167.035401.2-1.51.01.256刀盤扭矩t.m注漿壓力（bar）泡沫比例2502.0-2.52.0%-3.0%同步注漿與二次注漿漿液的配比盾構(gòu)和周圍土體的建筑間隙是否填充飽滿直接關(guān)系到地面沉降量，因此必須保證同步注漿量充足，由于施工或地層原因?qū)е聺{液損失，必須立即進(jìn)行二次補(bǔ)漿以控制地面沉降。二次注漿采用水泥漿及水玻璃雙液漿，水泥漿水灰比1：1，水泥漿和水玻璃體積比1：1。具體同

32、步注漿配合比如表所示。同步注漿漿液配合比（單位：kg/m3）水泥砂粉煤灰膨潤土水250kg600kg320kg60kg530kg穩(wěn)步推進(jìn)減少地層損失土體超挖和土體擾動是地面沉降的主要原因，因此在盾構(gòu)穿越危險源期間，加強(qiáng)盾構(gòu)掘進(jìn)控制，避免盾構(gòu)姿態(tài)頻繁調(diào)整造成的土體超挖和擾動，并嚴(yán)格控制平衡壓力和出土量。盾構(gòu)推進(jìn)過程中嚴(yán)格將推進(jìn)速度控制在3540mm/min，避免速度頻繁變化。加強(qiáng)沉降監(jiān)測，信息化施工技術(shù)保障措施的落實與響應(yīng)的及時與否，是盾構(gòu)穿越危險源時控制地面沉降的重中之重，在盾構(gòu)穿越危險源期間必須增加地表沉降監(jiān)測頻率，并做到及時反饋，為掘進(jìn)參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整提供可靠依據(jù)。掘進(jìn)控制措施（1）土體改良

33、本標(biāo)段使用盾構(gòu)機(jī)為土壓平衡式盾構(gòu)，其特點是用開挖出的土砂作為支撐開挖面穩(wěn)定的介質(zhì)，因此要求作為支撐介質(zhì)的土砂具有良好的塑性變形、軟稠度、內(nèi)摩擦角小及滲透率小。由于一般土壤不能完全滿足這些特性，所以要進(jìn)行改良，其技術(shù)要點是在刀盤前部和泥土倉中注入水、膨潤土泥漿、粘土、聚合物或泡沫等材料，經(jīng)攪拌，改善開挖的土砂塑性、流動性，降低渣土的透水性。結(jié)合該工程地質(zhì)情況，我項目部根據(jù)地質(zhì)、水文情況的變化渣土改良選用優(yōu)良泡沫劑或膨潤土泥漿作為渣土改良材料。（2）土倉壓力的控制本工程采用的盾構(gòu)機(jī)均為土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，以土倉內(nèi)的泥土壓力來平衡刀盤前端水土壓力，從而保證掌子面穩(wěn)定，而盾構(gòu)掘進(jìn)的前期沉降和土倉平衡壓力的

34、設(shè)定有直接關(guān)系，若土倉壓力小于掌子面水土壓力，那刀盤前端土體就會產(chǎn)生沉降，因此平衡土壓力也是盾構(gòu)掘進(jìn)時地面沉降的重要控制因素，通過嚴(yán)格控制掘進(jìn)過程中土壓力，避免波動過大引起開挖面的不穩(wěn)定。（3）糾偏控制控制好盾構(gòu)推進(jìn)軸線，盾構(gòu)機(jī)前后端和設(shè)計軸線偏差控制在30mm以內(nèi)，并嚴(yán)格控制盾構(gòu)姿態(tài)，避免盾構(gòu)機(jī)頻繁或大幅度調(diào)整姿態(tài)。在盾構(gòu)進(jìn)入危險源范圍前將盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整到最佳狀態(tài)，進(jìn)入施工范圍后嚴(yán)格按照設(shè)計軸線推進(jìn)。同時加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的人工復(fù)核，確保盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)軸線和設(shè)計軸線的偏差在設(shè)計允許范圍內(nèi)。（4）推進(jìn)速度控制推進(jìn)速度的穩(wěn)定對地面沉降的影響非常大。速度的變化主要的加大了對土體的擾動，因此將速度嚴(yán)格控制在3

35、5mm/min40mm/min之間。（5）盾尾防漏盾構(gòu)機(jī)在盾尾內(nèi)有三道盾尾密封刷，密封刷之間用盾尾密封油脂填充，起到防止泥水進(jìn)入隧道的作用。若盾尾密封裝置密封效果不良將引起同步注漿漿液損失，甚至泥水進(jìn)入隧道，造成地層損失，引起更大的地面沉降甚至坍塌。因此加強(qiáng)盾尾密封裝置的維修保養(yǎng)，確保密封效果，對控制地面沉降意義重大。在盾構(gòu)穿越危險源前對盾尾密封裝置進(jìn)行檢修，穿越期間加大盾尾油脂的注入力度，確保盾尾密封效果。同步注漿與二次補(bǔ)漿（1）同步注漿同步注漿直接影響地面沉降控制效果，是地面沉降控制的根本。盾構(gòu)在穿越危險源時壁后注漿填充率控制在150%250%，按照該注入率每環(huán)注漿量為6m3到7m3，但注

36、漿壓力不宜過大，以不超過5bar為宜。（2）二次注漿二次注漿是控制地面后期沉降的主要技術(shù)措施，二次注漿通過二次注漿泵將水泥漿和水玻璃通過管片吊裝孔注入管片與周圍土體之間，二次注漿采用壓力控制，壓力控制在23bar之間。二次注漿泵安裝在移動平臺上，可對脫出盾尾5環(huán)后的管片進(jìn)行二次注漿。當(dāng)盾尾后5環(huán)位置地面單日沉降量超過4mm時應(yīng)及時進(jìn)行二次注漿。二次注漿時應(yīng)作好記錄，要求內(nèi)容真實有效，詳實全面，包括注漿量，注漿壓力值，注漿材料，配合比，注漿持續(xù)的時間等內(nèi)容。并觀察隧道結(jié)構(gòu)變化，避免注漿壓力過大影響隧道結(jié)構(gòu)安全或漿液突竄至地表。注漿施工的各項參數(shù)（注漿量、注漿壓力、注漿的點位、配合比、持續(xù)時間等參

37、數(shù)）將根據(jù)地面沉降監(jiān)測情況及時進(jìn)行調(diào)整并嚴(yán)格執(zhí)行。 地表及管線沉降監(jiān)測控制地面沉降，確保地面、建構(gòu)筑物的安全穩(wěn)定。（1）在穿越繞城高速期間，派專人實行46h/次監(jiān)測，測量結(jié)果及時反饋給主控制室。（2）采取有效的地面與盾構(gòu)控制室通信聯(lián)絡(luò)方式，聯(lián)系內(nèi)容包括盾構(gòu)掘進(jìn)的里程、隧道內(nèi)的作業(yè)情況等。（3）及時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，每天按時上報給業(yè)主、監(jiān)理等部門。穿越繞城期間，我部嚴(yán)格按照上述制定的技術(shù)方案執(zhí)行，確保盾構(gòu)安全、快速、穩(wěn)定的穿越繞城高速。5） 盾構(gòu)穿越燃?xì)夤芫€群掘進(jìn)參數(shù)選擇盾構(gòu)機(jī)在里程Z(Y)DK44+465475范圍內(nèi)左右線正穿4根燃?xì)夤芫€，分別為燃?xì)夤艿繰Q 鋼 DN159（中壓）、平

38、通線RQ 鋼 DN219 （中壓）、 成德線RQ 鋼 DN420 （高壓）、威青線RQ 鋼 DN720 （高壓）， A型管片，環(huán)號306 312，盾構(gòu)隧道覆土約12.5m，盾構(gòu)頂部距離埋深最大的720威青線約8.1m 。隧道洞身處于4-5-2卵石土和5-1-2強(qiáng)風(fēng)化泥巖中。隧道與燃?xì)夤芫€平面關(guān)系圖燃?xì)夤芫€群段地質(zhì)圖我部針對穿越燃?xì)夤芫€召開了內(nèi)部安全技術(shù)交底會議，技術(shù)交底內(nèi)容如下：序號項目內(nèi)容備注1掘進(jìn)原則控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)垂直姿態(tài)。盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制目標(biāo)：垂直前點-25，后點-40?？刂频孛娉两盗俊３两德∑鹉繕?biāo)：隆起+10，沉降-10。2掘進(jìn)模式土壓平衡模式最少土倉存土1/2。3上部土壓值0.60.8

39、bar4掘進(jìn)速度3040mm/min掘進(jìn)過程中應(yīng)結(jié)合各類掘進(jìn)參數(shù)綜合考慮。5總推力800t1000t6刀盤轉(zhuǎn)速1.21.5rpm7盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)水平：±15mm垂直：前點-25mm，后點-40mm垂直趨向0+4確保姿態(tài)略微上抬。糾偏量：不大于3mm/環(huán)。8油壓上部油壓60bar，下部油壓100160bar上下油壓差40100bar9管片拼裝根據(jù)“盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、盾尾間隙、油缸行程差”三方面綜合考慮。但目前盾構(gòu)機(jī)為向上糾偏，管片拼裝要及時跟隨。10螺栓復(fù)緊復(fù)緊次數(shù)3次，11渣量控制總出渣量不超過57m³主司機(jī)檢查渣斗空斗情況和滿斗情況，仔細(xì)統(tǒng)計出渣量。12同步注漿管理注漿量6m

40、79;，注漿壓力22.5bar，注漿量分布上部為50，下部50。根據(jù)管片姿態(tài)和地面隆起情況適當(dāng)調(diào)整。13地表及管線檢測每2小時監(jiān)測一次管線及地表沉降并及時上報司機(jī)根據(jù)地表及管線的檢測數(shù)據(jù)實時調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)在穿越燃?xì)夤芫€過程中，因前期下雨，我部監(jiān)測到地表及管線單次形變量較大，我部立即調(diào)整了掘進(jìn)參數(shù)：上部土壓不低于0.8bar，并加大同步注漿量不低于7方后逐步控制管線及地面沉降在規(guī)范的可控范圍內(nèi)直至盾尾安全脫離燃?xì)夤芫€群。6） 盾構(gòu)穿越成花客運鐵路段掘進(jìn)參數(shù)選擇盾構(gòu)機(jī)在里程Y(Z)DK44+670690范圍內(nèi)左右線正穿成花貨運專線鐵路。盾構(gòu)掘進(jìn)方向與鐵路股道正線斜交，鐵路軌道為碎石道床,已通車運營。鐵路橋跨為32.7m，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，樁徑分別為1.0m和1.5m。左線盾構(gòu)區(qū)間距離22號墩橋樁距離為3.55.1m，右線盾構(gòu)區(qū)間距離23號墩橋樁距離為3.64.4m。盾構(gòu)覆土約11m，環(huán)號440 453。隧道與成花鐵路位置關(guān)系圖成花鐵路段地質(zhì)情況圖盾構(gòu)穿越成花鐵路前，我部根據(jù)此段地質(zhì)、隧道埋深等情況，制定了以下掘進(jìn)參數(shù)并交底，交底內(nèi)容如下：序號項目內(nèi)容備注1掘進(jìn)原則控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)盾構(gòu)機(jī)水平姿態(tài)控制目標(biāo)：±15mm。盾構(gòu)機(jī)垂直姿態(tài)控制目標(biāo)：垂直前點-10-20mm，后點-40-50mm?？刂频孛娉两盗砍两德∑鹉繕?biāo)：隆起+10mm