杭州慶春路過江隧道工程
盾構到達施工方案
編制審核
批准中鐵隧道集團
杭州慶春路過江隧道專案部
2023年2月
目錄1.編制目的 2
2.編制依據 2
3.工程概述 2
3.1設計概況 2
3.2工程地質概況 2
3.3水文地質概況 3
4.盾構到達施工的特點及重難點 3
5.盾構到達施工方案 4
5.1總體施工方案 4
5.2盾構到達前準備工作 5
5.2.1江北工作井端頭加固 5
5.2.2工作井端頭降水 8
5.2.3接收臺澆注 11
5.2.4洞門密封裝置安裝 11
5.2.5場地硬化 12
5.3盾構到達的施工內容 12
5.3.1貫通前測量及盾構姿態調整 13
5.3.2到達前施工引數控制 15
5.3.3東西線盾構達到先後控制 15
5.3.4管片壁後二次注漿液 16
5.3.5超前注漿 16
5.3.6洞門鑿除 17
5.3.7盾構機前推、形成洞門密封 17
5.3.8管片拉緊裝置 18
5.3.9盾構機推出 19
5.3.10拆除洞門密封 19
5.3.11洞門施工 20
6.盾構機到達過程中風險分析及對策 20
6.1盾構機未到達設計位置 20
6.2洞門鑿除過程中地下水湧入 20
6.3洞門密封拆除過程中地下水湧入 20
7.到達施工應急預案 21
7.1地下水湧入盾構井應急預案 21
7.2地面塌陷應急預案 21
8.施工進度計畫 22
9.勞、材、機計畫 22
10.施工安全措施 24
盾構到達施工方案
1.編制目的
盾構到達，是指盾構機沿設計線路自隧道貫通前100m掘進至隧道貫通後（西線隧道rk1+340.53～rk1+440.53、東線隧道lk1+344.
4～lk1+444.4），從預先施工完畢的洞門處進入工作豎井內的整個施工過程，以盾構主機推出洞門爬上接收基座、後配套與盾構主機分離為止，其中包括確保到達段施工安全的各項施工措施。
盾構機到達掘進是整個盾構掘進施工的重點環節之一，為了保證盾構機能夠順利地通過江北接收井預留洞門，安全地完成盾構到達施工，特編制此方案。
2.編制依據
2.1、《杭州慶春路過江隧道工程岩土工程勘察報告》；
2.2、《杭州慶春路過江隧道工程施工圖設計》；
2.3、《江北工作井端頭加固方案》；
2.4、國家現行規範有關標準；
2.5、類似工程成熟的施工經驗。
3.工程概述
3.1設計概況
本工程盾構隧道總長3532.442單線公尺，其中東線長為1765.478m，西線長1766.
924m。管片外徑11.3m，管片內徑10.
3m，管片厚度50cm，環寬2m。通用契型環，分塊採用「6+2+1」形式，錯縫拼裝，縱環向採用高強螺栓連線。盾構隧道採用兩台φ11.
68m的泥水平衡盾構機掘進，盾構主機長度為11.71m。兩台盾構機均從江南（蕭山側）盾構工作井始發掘進至江北（杭州側），隧道到達段東線縱坡為3.
25%，西線縱坡為3.1%，**路平面上西線隧道為直線段，東線隧道處於r=1500m圓曲線上，到達段洞門直徑為12.1m。
盾構到達段隧道沿杭州市慶春東路向江北工作井方向掘進，隧道上方地面主要為慶春東路路面及沿線綠化帶。
3.2工程地質概況
江北工作井端頭自上向下依次為①-2素填土、-1砂質粉土、-2粉土夾淤泥質土、-1粉砂夾粉土、-3粉砂夾粉土、淤泥質粉質粘土、⑤-1粉質粘土、⑤-2粉質粘土。詳細地質情況見圖1。
圖1 江北工作井端頭地質剖面圖
3.3水文地質概況
該區段地面高程約為5.40m，場地第四系含水層可分為孔隙潛水含水層和孔隙承壓水含水層兩大類。影響盾構到達段施工的主要為孔隙潛水，主要賦存於場區淺部人工填土及其下部粉、砂土層內。
承壓水主要賦存於下部的砂土和層圓礫、卵石層內，上覆④層、⑤層、層粘性土，是相對隔水層，構成了含水層的承壓頂板，承壓實測水位標高為-3.98m，具水量大、強透水、承壓性等特點。
4.盾構到達施工的特點及重難點
盾構進出洞的安全直接關係到盾構裝置和工程的安全，在施工組織上具有工序轉換多，銜接多的特點。由於盾構到達（進洞）端頭地層主要為飽和性砂質粉土、粉土夾淤泥質土，滲透性較強，賦存的地下孔隙潛水較為豐富，因此在盾構到達施工過程中，如何有效的降低地層中的孔隙潛水是到達施工中的難點；如何形成有效的降水帷幕和洞門密封體系來降低和隔絕地下水是盾構到達施工重的重點。為了保證盾構到達施工的安全，針對盾構到達施工中的重難點，擬採取如下對策和措施：
1）對端頭地層進行加固，加固土體範圍、強度、均勻性和滲透性滿足要求，特別是加固區長度大於盾構殼體長度。在端頭地層加固施工完畢之後，對加固區域進行垂直取芯以及在洞門處均勻布置數個水平探孔，用以檢測加固效果。如有問題及時進行補充加固，確保盾構進洞的安全。
2）盾構到達期間，在加固範圍外側布置深層降水井形成降水帷幕降低地下水水頭。
3）在盾構進洞時在洞圈內安裝簾布橡膠板，當盾構前體盾殼推出洞門時，調整彈簧鋼板使其盡量壓緊簾布橡膠板，並將彈簧鋼板焊接在進洞預埋鋼板上，形成密封體系，以防止洞門處地下水漏出。
4）盾構到達時，對近洞口的10環管片採用h100槽鋼通過管片拼裝定位孔進行拉緊，確保在盾構反推力較小的情況下，管片環間的縫隙不至於加大，避免管片接縫發生滲漏。
5）在盾構機刀盤抵攏洞門連續牆後就對脫出盾構尾部的管片進行注漿形成一道止水箍。
6）加強盾構進洞段的掘進控制。
5.盾構到達施工方案
5.1總體施工方案
當盾構機到達江北工作井端頭加固區域時，首先利用同步注漿、超前注漿、管片壁後二次注漿、深井降水等措施，切斷流向盾構刀盤掌子面的水源。當盾構機掘進到刀盤抵攏工作井洞門連續牆時即停止掘進，將泥水倉泥水排空，檢查掌子面地下水情況，在確保無地下水流的情況下開始進行洞門鑿除，在鑿除洞門前完成洞門密封安裝和接收臺就位工作。完成洞門鑿除後，快速清理渣土，將盾構機頂出洞門；盾構機頂出洞門時利用洞門簾布橡膠、扇形壓板等密封裝置快速將盾殼包裹形成密封，同時通過同步注漿、二次注漿和洞門處注漿封閉可能沿開挖面和盾殼間隙出現的湧水；盾構按照掘進迴圈（安裝管片同時進行同步注漿和二次注漿）繼續向前推進至接收台上；在盾殼脫離洞門密封前應打穿洞門位置管片的二次注漿孔檢查是否有地下水湧出，在確認無地下水由端頭向洞門湧出時方可將盾尾脫離洞門密封，盾構機主機完全推進到接受台上後，開始盾構機拆機工作。
盾構出洞具體施工流程見圖2。
盾構到達段施工按施工時間先後，分為盾構機掘進至到達區域前的準備工作和盾構機掘進到達段兩個階段。
為了確保盾構機安全到達，針對工程實際情況，盾構掘進至到達段前的準備工作包括：工作井端頭加固、到達段降水井施工、洞門橫樑鑿除、接收台製安、洞門密封裝置制安、盾構接收場地硬化等。
盾構機掘進到達段至進洞段施工內容包括：盾構掘進至到達段姿態調整及掘進引數控制、管片壁後二次注漿、洞門鑿除、盾構機推出洞門等。
到達段非永久結構管片僅在底部拼裝3～4塊管片，以滿足盾構機推出的反力要求並便於拆卸。
為了降低工程風險江北洞門結構在盾構拆機期間完成。
圖2盾構到達施工流程圖
5.2盾構到達前準備工作
盾構到達前的準備工作包括：工作井端頭加固、到達段降水井施工、接收臺施工、洞門密封裝置安裝、盾構接收場地硬化等工作。
5.2.1江北工作井端頭加固
江北工作井盾構出洞加固區域，採用以攪拌樁加固為主，高壓旋噴樁補充加固的形式。加固範圍隧道外輪廓兩側3.25公尺，加固深度隧道外輪廓底以下3公尺。
總加固範圍長37.23公尺，寬13.85公尺，攪拌深度23.
42公尺。攪拌樁與連續牆之間的加固盲區用選噴樁補充加固，外設降水井等措施，保證盾構到達的安全。
圖3江北工作井端頭加固平面圖
圖4江北工作井深攪加固剖面圖
圖5江北工作井高壓旋噴加固剖面圖
（1）三軸深層攪拌樁施工
深層攪拌樁採用三軸zdk-850smw樁機施工，樁機葉片直徑ф850，單孔中心距600mm，各幅樁體間搭接250mm,採用32.5級普通矽酸鹽水泥，深加固區內水泥摻量16%，空攪區水泥參量7%，28d無側限抗壓強度達到0.8～1mpa，攪拌樁深度為23.
42m，施工時按距連續牆由近到遠，縱向跳幅，橫向跳排，依次連續進行。
（2）高壓旋噴樁施工
旋噴樁共施工2排，每排63根，共計126根，第一排樁心距離地下連續牆20cm，第二排樁心距離第一排樁心40cm，每根樁徑為φ800mm@600mm，地面標高為+7.1公尺，樁底標高為-16.62m，樁深23.
72公尺，其中地面下2公尺為空樁，2～23.72為實樁。
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