杭州地鐵一號線
九堡東站－喬司南站盾構區間
周邊建築物、管線等保護方案
編制複核
審核中鐵十一局集團
杭州地鐵一號線22號盾構專案部
二○○八年十二月二十日
1．工程概況
杭州地鐵一號線【九堡東站～喬司南站】盾構區間，沿線穿越九堡鎮、喬司鎮及臨平鎮，從九堡站開始沿九沙大道下方往東走，並逐漸向北偏轉，穿越德勝路後，於樁號k30+280（右）出地面。區間沿線所經過的片區多為城市待開發區，從九堡東站出來大約300m長的範圍存在較多1～3層農居，多為磚混結構，其餘位置多為農田。
該標段盾構區間里程範圍為k28+630～k29+820（右），盾構外徑6.34m，盾構隧道長1190m。區間包括一座聯絡通道兼廢水幫浦房,為暗挖結構；另外該標段的隧道洞口段里程範圍為k30+050～k30+280，長230m（右），為明挖箱形u型槽結構；洞口與盾構段過渡段里程範圍為k29+833.
2～k30+050（右），長216.8m，為明挖隧道；k30+050（右）處設1座雨水幫浦房，為明挖結構。始發試掘進段長100ｍ，線路都是平面直線段，對始掘進較為有利。
2．編制目的及依據
2.1編制目的
為確保盾構機始發時洞口土體穩定，使盾構機安全、平穩、迅速地由盾構始發井進入隧道，防止洞門處土體坍塌及洞門漏水，指導現場始發期間的工作進行。基於該目的，特制定此方案。
2.2編制依據
（1）盾構機圖紙，盾構機使用維護技術檔案；
（2）盾構始發井主體結構設計圖；
（3）《 岩土工程勘察報告》，《岩土工程補充勘察報告》；
3．盾構始發工藝流程
盾構始發是盾構施工的關鍵環節之一，其主要內容包括：端頭地層加固——安裝盾構機始發基座——盾構機組裝和除錯——安裝洞門密封圈——安裝反力架——安裝洞門密封簾布橡膠板——拼裝負環管片——拆除洞門圍護結構——盾構機貫入作業面加壓和掘進等。
本標段九堡東站～喬司南站盾構區間採用兩台盾構機進行掘進施工，在盾構井始發，採用安裝反力架和拼裝負環管片的方案，始發流程見圖3-1《盾構始發流程圖》
圖3-1 盾構始發流程圖
3.1始發洞口的地層處理
在盾構始發之前，一般要根據洞口地層的穩定情況評價地層，並採取有針對性的處理措施。本工程盾構在k29+820（右）處設1座盾構工作井，為明挖結構，始發端頭隧道穿越的地層為③層粉砂土，粉性土的透水性較好，易引起流砂、管湧等不良地質現象，因此需要進行端頭加固。加固後土體強度需要達到以下指標：
無側限抗壓強度qu≥0.5mpa，滲透係數k≤1×10-10公尺/秒。同時由於加固區與非加固區土體軟硬程度有差異，為避免端頭井加固區與非加固區間的不均勻沉降宜在其間設定變形縫。
地基加固範圍一般為洞口周圍3公尺，加固長度為盾構出洞外10公尺，盾構進洞外8公尺，擬採用水泥土攪拌樁。
本工程盾構井在k29+820（右）為明挖結構，盾構井寬19.9公尺，長14.3公尺，圍護結構採用34mφ1000鑽孔灌注樁及30mφ850水泥土攪拌樁止水，鑽孔樁與止水樁之間採用20mφ800高壓旋噴樁加固；k28+634為盾構出井處。
始發和到達端頭隧道穿越的地層為③層這層粉砂土，粉性土的透水性較好，易引起流砂、管湧等不良地質現象，因此需要進行端頭加固。加固後土體強度需要達到以下指標：無側限抗壓強度qu≥0.
5mpa，滲透係數k≤1x10-10公尺/秒。同時由於加固區與非加固區土體軟硬程度有差異，為避免端頭井加固區與非加固區間的不均勻沉降宜在其間設定變形縫 。圍護結構布置見圖3-2《盾構工作井圍護結構布置圖》。
圖3-2 盾構工作井圍護結構布置圖
3.1.1加固方案
加固區間分為兩部分初步加固與補充加固。初步地基加固範圍一般為洞口周圍3公尺，加固長度為盾構出洞外9公尺，盾構進洞外10公尺，採用水泥土攪拌樁。加固盾構進出洞口端頭土體初步加固完成，盾構井圍護結構強度達到設計要求後，對於加固體和圍護結構之間約 60cm左右的加固盲區，施工兩排500公釐旋噴樁補充加固，見圖3-3《端頭補充加固範圍示意圖》。
圖3-3 端頭補充加固範圍示意圖
3.1.2加固土體質量檢驗
3.1.2.1加固強度
施工完28天後採用鑽孔取芯等方法對樁身質量和樁身強度進行檢驗，加固土體無側限抗壓強度不小於1mpa。檢測加固土體強度檢驗樁的數量不少於已完成樁數的1%，且不少於3根。檢驗樁位在樁間的搭接部位，具體位置由監理工程師指定。
所有試驗、檢驗報告及時交監理工程師審查，在得到書面通知後方可進行下一道工序的施工。
3.1.2.2防水要求
加固後的土體具有良好的防水性，以使盾構機在土壓平衡狀態未建立階段的施工安全。土體加固完後，在預留洞門處鑿九個孔，孔深3.5m ,保證透水量小於0.03m3/d。
3.1.2.3勻質性
通過對所取芯樣的觀察，判斷所加固土體的勻質性。
3.2 始發前準備工作
3.2.1洞門環複測
盾構井施工完成後應對洞門環的精度進行複測，洞門的偏差不應大於20mm。以保證盾構機的順利進入和洞門防水的效果。洞門複測完成後根據複測結果安裝始發托架。
3.2.2盾構始發的預埋件埋設
盾構始發需要安裝始發托架和反力架，始發托架與反力架的安裝固定需要與始發井的預埋件連線牢固，保證始發托架與反力架的穩定和足夠的剛度。
3.2.3始發托架的安裝
始發托架的安裝在始發井施工完成後進行。始發托架是盾構機在始發井底板上的支撐和定位托架。其結構圖見圖3-4《始發托架俯檢視》、圖3-5《始發托架側檢視》。
托架採用拼裝式，採用16t龍門吊進行吊裝。首先依據隧道在此處的設計軸心線確定始發托架中心線，托架中心線與線路中心線垂直投影重合。通過測量放線，將托架中心線和托架支撐軌切點位置刻劃於始發井底或端牆及側牆上，以指示托架的安裝位置。
始發井底板標高為－8.769ｍ，為防止盾構始發時會出現「栽頭」現象，以及防止盾構機駛上導軌困難，將始發托架抬高20mm安裝，托架安裝採用鋼板找平；托架安裝就位後，由於始發托架在盾構始發時要承受縱向、橫向的推力以及約束盾構旋轉的扭矩，所以在盾構始發前，必須對始發托架兩側與盾構井預埋件焊接固定。
圖3-4始發托架俯檢視
圖3-5 始發托架側檢視
3.2.4洞門破除
洞門破除的主要目的是割掉盾構機通過範圍內始發井端頭圍護結構的鋼筋，使盾構機順利進入端頭圍岩。由於端頭土體暴露時間不能過長，吊裝螺旋輸送機時需暫時將盾構機推進預留洞門內，在盾構機刀盤進入預留洞門前只能將部分圍護結構進行鑿除以策安全。
本區間出洞或進洞前先打探孔檢查洞口處加固體穩定情況，確認穩定時開始進行洞門端頭圍護結構鑿除。為了避免洞門鑿除對結構產生擾動，洞門鑿除時分九塊進行，洞門鋼筋混凝土鑿除分塊見圖3-6《洞門鑿除示意圖》。露出內外鋼筋，割除內排鋼筋，保留外排鋼筋，在每塊混凝土中間開鑿乙個吊裝孔，清理乾淨洞門圈底部的混凝土塊後按先下後上順序逐塊割除外排鋼筋（外排鋼筋割除時要注意將侵入開挖輪廓線的鋼筋割除乾淨），吊出所有的混凝土塊。
圖3-6 洞門鑿除示意圖
破除範圍為直徑6540mm的預留洞門輪廓線以內的圍護結構。當盾構機組裝、除錯完成後，準備始發時，再割除圍護樁外部鋼筋並吊出盾構井，盾構機向前推進，刀盤頂住掌子面。
洞門鑿除施工時，在盾構機與掌子面之間搭建腳手架，利用人工進行鑿除圍護結構混凝土。鑿除時要在洞口安排土木工程師觀察土體穩定狀態，還要經常與地面沉降監測人員溝通，確保安全。割除工作保證預留洞門輪廓線範圍內圍護結構鋼筋全部切斷，切口平整，以避免盾構刀盤被圍護結構的鋼筋掛住。
鑿除施工完畢後拆除腳手架，快速拼裝負環管片，使盾構機抵達掌子面，避免掌子面暴露太久發生失穩坍塌。
洞門鑿除方案詳見洞門鑿除專項施工方案。
3.2.5 洞口密封安裝
（1）洞口密封是為盾構在始發時防止背襯注漿砂漿外洩所用，本工程中盾構機始發洞門密封採用折葉式壓板。洞口密封的施工分兩步進行施工，第一步是在盾構井結構的施工過程中，做好始發預埋件的埋設工作，要特別注意的是在埋設過程中預埋件必須與車站結構鋼筋連線在一起；第二步在盾構正式始發之前，應先清理完洞口的渣土，再完成洞口密封固定板、折葉壓板及洞門簾布橡膠板的安裝，密封環的安裝安排在盾構機下井組裝除錯完成、洞門外層砼鑿除之後、圍護樁最後一層鋼筋拆除之前進行。洞門密封裝置安裝時，需注意密封橡膠簾布及扇形壓板的安裝方向。
密封橡膠簾布端頭的凸起方向與盾構掘進方向相同。洞門密封裝置安裝如圖3-7《洞口密封裝置安裝圖》。
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