[黑龙江]富水砂层地质条件下盾构端头井土体加固施工.doc

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1、富水砂层地质条件下盾构机接收技术哈尔滨地铁项目部 刘天祥摘 要 富水砂层具有透水性强、稳定性差的特点，在富水砂层地区采用盾构法进行城市地铁施工，盾构始发和到达施工时隧道洞门极易发生涌水、涌砂及地层坍塌等严重事故，危及周围建构筑物安全，甚至造成盾构始发或接收失败。本文结合哈尔滨地铁工程砂层盾构机接收施工的成功实例，介绍了富水砂层地质条件下盾构机接收技术的选择与应用。关键词 富水砂层，盾构机接收，端头加固，涌砂引言目前，国内已发生多起因盾构始发或接收技术措施不足导致严重工程事故的案例，在富水砂层等不利地质条件下进行盾构机始发与接收施工作业的风险更高，必须予以高度重视，在实际施工过程中可采取多重风险

2、预防措施叠加，提高盾构机始发与接收工程的安全保障系数，确保盾构机始发与接收施工安全、顺利进行。 1工程概况哈尔滨地铁一号线九标段包含两站两区间，区间采用土压平衡盾构法施工，区间全长1206.98m，隧道最小转弯半径450m，最大纵坡坡度25，隧道衬砌管片内径5400mm，外径6000mm，环宽1200mm。隧道埋深9.010.2m，盾构接收端隧道埋深9.8m。隧道开挖地层为全断面中细砂层，且处于微承压水层，含水量丰富、灵敏度高、渗透性强、中高压缩性、自稳性极差，易引起地面较大变形。上覆地层为砂性地层，地下水稳定水位埋深为自然地面下2.5m。地面环境距接收段隧道中线30m处为5层楼小区住宅。到达

3、端车站主体结构侧墙厚800mm，围护结构采用8001000+旋喷桩支护结构。盾构到达端洞门预埋钢环内径为6500mm，盾构机外径为6260mm，管片外径为6000mm，故盾构机外壳与预埋钢环的间隙为120mm，成型管片外径与预埋钢环的间隙为250mm，间隙均较大。2盾构机接收方案确定（1）采用旋喷桩加固方法加固隧道接收端地层，以使开挖断面及上覆地层具有较好的自稳性和止水性。因隧道埋深较大，旋喷桩施工质量不能得到完全保证，盾构接收时涌水、涌砂的风险仍然较大，还需采取进一步保证措施。（2）沿旋喷桩加固区周围布设降水井，并进行抽水试验。若地下水位能降至隧道底部以下0.5m，则认为旋喷桩加固能够维持地

4、层稳定，可以进行洞门围护结构破除施工及盾构机进洞接收；若地下水位不能降至隧道底部0.5m以下，则洞门围护结构破除及盾构机进洞接收时存在较大涌水、涌砂风险，还需采取进一步保证措施。（3）采用冻结法加固隧道接收端地层，防止洞门围护结构破除后发生地层坍塌、及涌水、涌砂事故。（4）在盾构接收井内浇筑挡水墙，挡水墙高度根据抽水试验确定，以达到比降水后水位高1.0m为标准。若盾构接收时出现涌水、涌砂现象，可立即灌水反压，以消除涌水、涌砂风险。到达端端头旋喷桩加固冻结法加固挡水墙施工降水井施工及抽水试验水位降至隧道底部以下0.5m是否破除洞门盾构机进洞冻结管拔除安装橡胶帘幕注浆封堵洞门型钢联接进洞10环管片

5、盾构机掘进至冻土墙前方0.5m接收井回灌水洞门漏水弧形接收导台施工（5）隧道洞门安装止水橡胶帘布，待盾构机盾尾脱出洞门后收紧钢丝绳压紧止水橡胶帘布，并从管片注浆孔进行补充注浆，将管片与洞门间的空虚压注密实。盾构到达接收施工流程见图1所示：图1 盾构机接收施工流程图3盾构到达接收准备措施3.1端头旋喷桩加固（1）加固方式为减小盾构到达时涌水、涌砂风险，对盾构到达端头采用900600三重管高压旋喷桩固处理。为降低加固体强度，并保证加固体整体稳定性，旋喷材料中减小水泥用量，采用膨润土替代，经试桩确定水泥与膨润土质量比为4:1。（2）加固范围旋喷桩加固范围沿隧道纵向长12m，以保证盾构机完全进入加固区

6、后通过壁后注浆能形成有效封堵环，防止盾尾后地层中的砂土串入刀盘前方。为减小工程量，并保证洞门处加固效果，加固体沿隧道方向成杯状，竖直方向加固范围靠车站围护结构端为开挖隧道上下各3m范围内，另一端为开挖隧道上下各2m范围内；横向加固范围靠车站围护结构端为开挖隧道左右各3m范围内，另一端为开挖隧道左右各2m范围内。旋喷桩加固范围见图2、图3所示。图2 盾构到达端旋喷桩加固平面图 图3 盾构到达端旋喷桩加固剖面图（3）施工参数三重管旋喷桩施工前在原位做三根试桩，通过试桩及取芯取得三重管旋喷桩施工参数如表1所示：表1 三重管旋喷桩施工参数水空气浆液旋喷桩外径(mm)提升速度(cm/min)旋转速度(r

7、/min)压力(MPa)流量(L/min)压力(MPa)流量(m3/min)压力(MPa)流量(L/min)水灰比3290-1000.71.01.570800.590081210203.2降水井布设及抽水试验（1）降水井布设沿盾构到达端旋喷桩加固区外围共布设9口降水井，降水井内径300mm，井深22m，间距6m，每口井内安装11KW潜水泵1台，水泵流量80m3/h。降水井平面布置见图4所示。（2）降水井抽水试验降水井布设完成后启动降水井进行抽水试验，当降水井水位达到持续24h保持稳定时，即抽水量与地层补给水量达到动态平衡，此时的地下水位即为盾构接收时的地下水位。通过现场抽水试验，到5d时各降水

8、井水位均达到稳定，降水井水位最深为17.5m，最浅为13.8m，考虑水位深的降水井位于两线加固区中间部位，汇水通道受阻，不是真实的地下水位，应以基坑边上的降水井水位为参考依据，并考虑“水跃”现象，地下水位埋深小于13.8m，即该水位在隧道底部上方2m以上。根据抽水试验结果，还需采取冻结法加固及挡水墙施工措施。图4 盾构接收端降水井平面布置图3.3冻结法加固因地下水位在开挖隧道底部上方2m以上，为确保洞门围护结构破除时施工安全，并防止车站底板以下的承压水沿主体结构与围护桩结构间的缝隙从洞门处串出，采用冷冻法紧贴围护桩对洞门端进行加固，加固范围沿隧道纵向长2m，两侧为开挖隧道外各3m，上下为开挖隧

9、道上下各3米。冻土墙积极冻结温度达到-10后，进入维护冻结施工，直至洞门破除完毕及盾构机刀盘达到冻土墙前方0.5m时停止冻结施工，进行冻结管拔除施工。加固范围见图5、图6所示： 图5 盾构机到达端冷冻加固平面布孔图 图6 盾构机到达端冷冻加固剖面图3.4挡水墙施工挡水墙设置在满足盾构机接收和吊装条件下，设置范围应尽量小，以减小回灌水时间，尽早实现反压作用。土挡水墙为钢筋混凝结构，长14.5m，宽8m，墙厚30cm，墙高至隧道轴线（比地下水位高1m左右）。盾构机刀盘进洞后若出现漏水、涌砂现象，立即向吊出井回灌水，以形成反压，防止洞门漏水、涌砂。回灌水水源采用从降水井抽出的地下水，回灌水时降水井抽

10、水作业不停，将抽出的地下水回灌到吊出井内即可。3.5盾构机接收装置盾构机接收装置采用混凝土浇筑混凝土弧形导台，弧形导台顶面预埋500300mm钢板，钢板间距1000mm，钢板上焊接43#钢轨作为盾构机滑行导轨。弧形导台长14.35m，由2根混凝土梁组成，梁宽1m，梁间距2.2m，梁高约70cm。梁内侧各植1排22200钢筋，以防止梁因受盾构机侧压发生翻倒。导台混凝土浇筑完成后及时对预埋钢板标高进行复测，以确保导轨标高误差在允许值内，保证盾构机能顺利上导轨。混凝土导台施工见图7、图8所示：图7 混凝土导台剖面图图8 混凝土导台平面图4盾构进洞接收施工技术措施4.1盾构机姿态控制为保证盾构机顺利进

11、洞，必须准确控制管片姿态及盾构机进洞姿态，将盾构机控制在“抬头”20mm左右的趋势，以保证盾构机能顺利上接收导台。接收段盾构机及管片纠偏幅度按照“少量多次”的纠偏原则，每环纠偏量3mm，避免盾构机姿态发生突变。4.2同步注浆盾构机完全进入旋喷桩加固区后，及时进行壁后注浆，填充管片与加固体间的建筑空隙，使管片与加固体联接成整体，以有效封堵后方水源补给。适当增大同步注浆压力和注浆量，并调整注浆配比，缩短浆液凝结时间。注浆材料见表2所示。表2 同步注浆材料配比和性能指标表配合比（1/m3）性能水泥(kg)粉煤灰(kg)膨润土(kg)细砂(kg)水(kg)比重稠度(cm)凝结时间(h)18030050

12、5805601.661644.3回灌水反压盾构机顶破冻结加固体，刀盘临空后，从刀盘底部涌出2股浑水，流量约5m3/h，立即采用6个水泵向挡水墙内回灌水进行反压（回灌水总流量480m3/h），回灌水水位加到隧道轴线位置。静置24h后观察挡水墙内液位降低约1cm，反压效果明显。4.4注浆封堵洞门（1）洞门注浆封堵方式洞门与隧道衬砌管片间的间隙采用注浆进行封堵。盾构机刀盘临空后，采用拼装模式推进，并拼装管片，直到拼装完成进洞环后一环，推进过程中及时同步注浆。盾构机刀盘脱出洞门橡胶帘幕后，立即拉紧紧固橡胶帘幕的钢丝绳，待盾尾脱出橡胶帘幕后，再次拉紧紧固橡胶帘幕的钢丝绳，防止洞门环漏浆，并采用二次补浆加

13、强空隙填充密实度。（2）二次注浆材料及注浆参数盾构机脱出洞门环后，通过管片注浆孔对洞门处5环管片壁后进行二次补充注浆，将管片与围岩间的间隙充填密实。注浆压力0.60.8MPa，注浆材料采用先注水泥单液浆，使浆液能充分扩散，直到洞门环出现漏浆现象时改注水泥+水玻璃双液浆，以将洞门封堵密实。二次补浆材料见表3所示。表3 二次补浆材料及配合比单液浆双液浆浆液配比浆液配比凝结时间水泥水A液B液30s54水泥水=11水玻璃（35Be）A液B液=315结语在富水砂层中进行盾构机始发与接收施工作业风险大，技术难度要求高，该盾构机接收工程结合工程现场条件和特点，采用三重管高压旋喷桩和冻结法加固盾构机接收端头地

14、层、浇筑盾构机接收挡水墙、安装洞门止水橡胶帘布、管片壁后充分挤密注浆等多重风险预防和治理措施叠加，盾构机安全顺利接收，注浆完成后停止降水井降水作业，并排除挡水墙内的回灌水，进行盾构机吊装等后续工序，洞门没有出现渗漏水情况，效果良好。参考文献1苏学清，齐之龙，郝玉生，等，基坑降水中几个值得注意的问题J 勘察科学技术，1999,98（2）：6-92薛禹群，地下水动力学M 第二版，北京：地质出版社，1997,703程骁，章凤祥.土建注浆施工与效果检测。上海：同济大学出版社，19984中华人民共和国规范 地下工程防水技术规范 GB50108-2001（1）5张凤祥，朱合华，傅德明，盾构隧道M，北京，人

15、民交通出版社，2004下面是赠送的励志文档需要的朋友可以好好欣赏，不需要的朋友可以下载后编辑删除！谢谢！不想穷，就好好读懂这些话！一言惊醒梦中人！ 1、成功的人，就是那种能用别人扔向他的石头来铺设路基的人。2、批评你的人是你今天的敌人，明天的朋友；吹捧你的人是你今天的朋友，明天的敌人。3、Nothing is impossible、只要选择了目标，不要再想太远，每天脚踏实地，风雨兼程。生命不息，战斗不止。4、你和你的朋友会一起在将来打造一个可能很辉煌的事业。很好听是吗？记住，你们都要努力。 5、后悔是一种耗费精神的情绪，后悔是比损失更大的损失，比错误更大的错误，所以不要后悔。6、别怕丢人，追求

16、丢人是一种成功的尝试，至于为此笑话你的人，你可以把他们从你将来人生对手的名单中排除了，你也要为每一位上台唱歌的人鼓掌。7、人生在世，需要不断地为心灵除尘，自省、自责、自悟、自重。8、永远不要对可能是坏事的事好奇，否则可能要了你的命。永远不要在痛苦的时候做决定，否则你以后一定会后悔。9、别为你自己和别人下定论，你所看到听到的可能只是一面。10、如果周围有人嫉妒你，那么你可以把他从你的竞争者之列排除了。11、很多事情别人通知你了，要说谢谢，没有通知你，不要责怪，因为那些事你其实应该自己弄清楚。12、一个人最大的痛苦，莫过于被圈在自己设定的圈子里出不来。就像一只蚕，丝吐的越多，对自己捆绑得越紧，直到

17、最后完全把自己包上，想出也出不来。13、善良是一种智慧，是一种远见，一种自信，一种精神力量，是一种文化，一种快乐。14、一个人的脚步再大，也永远无法丈量完脚下的道路。人生有限，道路无限，要想在有限的生命中多走一程，就时刻别停下脚步，别浪费分秒时间。15、遇到再大困难的时候，不要惊慌，千万要学会冷静；不要去想着求别人，以前有家人帮你，现在需要你一个人面对挑战，从绝望中寻找希望，人生终将辉煌。16、学会说谢谢，但谢谢并不是随便敷衍，是对别人帮助的肯定和回报；更要学会说对不起，但对不起不是借口，是对自己过错的弥补和内疚。17、处事不必求功，无过便是功；为人不必感德，无怨便是德。18、有时你的快乐是你

18、的微笑之源，但是有时候你的微笑却可能是你的快乐之源。19、不论男人还是女人，如果还把容貌当作重要的东西而过分重视的话，可能不会吃亏，但是早晚会吃亏、可能，很可能。20、放假的时候，要么留在家里多陪陪父母，帮他们做点事，远走高飞的你能像以前天天守在他们身旁的时间已不多；要么多去社会中体验生活，因为你不但要懂得生活，还要学会如何去生活。21、心烦意乱或者无聊闲着的时候，多到图书馆去泡泡，书中有现实中难得的纯明和清静；多看些书，生活会渐渐少一些迷茫，多一些追求。22、一个人如果心中时刻能够想着别人，别人也一定会时刻想着你。多替别人着想，就等于给自己铺设一条道路。你付出的越多，你得到的也会越多，这就叫

19、做感情投资或感情积累。23、你可输给任何人，但不能输给自己。24、经常给家里打个电话，即使嘴上都说不想对方，其实内心早已情动于中；有了女（男）朋友，也不能忘了爹和娘。25、多笑笑，会慢慢让自己真的快乐起来。26、好好利用公开场合锻炼、展示自我，哪怕只是一次课堂上的发言，别怕尴尬，更别怕丢人，也不要笑话在公众面前丢脸的人。27、小的眼睛里没有君子，君子的眼睛却可以识破小人。28、屈原说：“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。”这种精神可贵，但在现实之中却很少有人能这样执着了。如果有人能够做到，他一定会是最成功的人。29、永远别渴望做个任何人都不得罪的人，有人反对有人支持然后自己做出决定是精彩的人生。

20、30、一个生命完结，另一个生命诞生，世界就是在这种循环中得到永恒。用不着为死去的过于悲哀，也用不着为新生的过分高兴。生命都是一种相同的过程，关键在于能否使它辉煌。如果一个人能活得无愧无悔，坦坦荡荡，虽未轰轰烈烈，但这仍可算作是伟大的一生。31、后悔是一种耗费精神的情绪、后悔是比损失更大的损失，比错误更大的错误、所以不要后悔。32、你的确要学的有心计，但是记住，永远记住，在社会上要胜利的唯一的方法永远只是一个，那就是实力，永远不用怀疑。34、人生百态，不要对新的看不惯的东西生气，无所谓的。35、我们确实活得艰难，一要承受种种外部的压力，更要面对自己内心的困惑。在苦苦挣扎中，如果有人向你投以理解的

21、目光，你会感到一种生命的暖意，或许仅有短暂的一瞥，就足以使我感奋不已，所以我们要学会感激。36、冷静，有大事时，能安静并能快速想出办法的人，很厉害。37、社会充满竞争，赢得竞争靠的是自己的实力。38、一种对工作和学习的冲击力及持久力会让你有特殊的魅力和个人实力。39、父母给我们生命，生活给我们智慧。智慧产生于社会实践，这是千真万确的真理。因此，不仅要珍惜生命，珍视生活，更要重视社会实践。不经历风雨就无法见到彩虹，没有实践就无法得到智慧。40、积水成渊，积土成山。不积跬步无以致千里，做事万不可心急，必须从一点一滴做起，必须从每一件小事做起。现在的人常是小事不做，大事做不来，到头来空活一场，空耗一

22、生。41、水涨船高，勿怕他人强于己。水落石出，别羡乌云压枝低。42、你可以选择坚持，也可以选择放弃。没有对错。我是说对爱情来说，但是重要的是坚持你的选择。43、如果老是去琢磨哪些人你讨厌，哪些人与你志趣相投，那么你就大错了，要想着如何让别人接纳你，而不是你能接受什么样的人。44、对陌生人，或者把对方当做一张白纸，或者把对方当你的朋友，总之别当做敌人，即使你听到再多的关于他（她）的不好的传闻。45、爱你的人，不管你接不接受，你都应该感谢对方，这是对他们的尊重。46、坚持在背后说别人好话，别担心这好话传不到当事人耳朵里，有人在你面前说某人坏话时，你只微笑。47、抽时间出来锻炼身体。48、不管现在你

23、对未来多困惑，多迷茫，都不要忘了树立一个目标。一个人过去或现在的情况并不重要，将来想要获得什么成就才最重要。除非你对未来有理想，否则做不出什么大事来。49、不要把过去的事全让人知道，尊敬不喜欢你的人。50、成大事的方法多种多样 ，别不接受你看不惯的方法。51、一切以健康为中心,遇事潇洒一点，看世事糊涂一点。52、气不鼓不能前进，气太足可能爆胎。53、三个忘记：忘记年龄，忘记过去，忘记恩怨。54、乐观的人看见问题后面的机会，悲观的人只看见机会后面的问题，机会是从来不会主动敲响你的门，无论你等待多少年。它也只会如一阵风一样拂面而过，需要你的反应能力和追随速度。朝着一个目标前进，尽量使用你的潜能，才

24、华横溢的你会发现机会的存在。风虽然没有颜色，可是拂过之后却是绿意一片。55、很多事情当你再回忆时会发现其实没什么。所以，不管当时你多么生气都告诉自己不必这样，你会发现事实真的没啥大不了。56、人生唯一不会落空的等待是注定的死亡，世间唯一保持恒久不变的就是变化。57、最难战胜的敌人，是自己；最可怕的敌人，是朋友；最防不胜防的敌人，是欲望；最迷惑人的敌人，是感情。58、生活是一种经历，也是一种体验；生活是一种感受，也是一种积累。生活没有答案，生活不需要答案。当生活即将不属于你时，你才会发现:生活仅仅是一个过程，而这个过程无论多么复杂，最终结局都是一样的。生活注重的是过程，而不是结局。59、奋斗人生

25、的诀窍就是经营自己的长处。经营自己的长处能给你的人生增值。经营自己的短处必然使你的人生贬值。自己的路自己走自己的路自己走，谁都无法代替你，无论别人如何成功你如何失败。即使是一个失败的自己你也要好好的珍重自己的失败，因为这是你人生的经验，是你来到这世界上的你全部的报偿和收获。我们也可以说适合自己的就是最好的，你之所以这样做之所以这样走到今天，一定是有你的理由和依据。人与人没有可比性关键是要找到自己。我曾经以为自己已经找到了自己却发现寻找的工作还是要一直继续下去，活一天就得去寻找一天。追求是要追求的哪怕这样的追求显得是很虚弱很无力很无奈，甚至它像是一块遮羞布但是我仍然需要它，因为只有这样才能看见自

26、己感觉到自己。人生的路曲曲弯弯已经走成了这样，墓志铭已经提前写就。失败已经注定但追求的脚步并没有停下，内心的不屈渐渐已成为一种信念，成为自己人生的支撑。孤独人生里，无尽天涯路，始终不放弃自己的努力，自己的路走成了自己，这或许也是值得自己自豪的吗?或许也不敢这样说，因为现实是残酷的，生存是艰难的，我们身上的力量也是有限的，不会无止境的挥洒下去，总有油灯熬过的一天。唯一能告慰自己的就是没有放弃自己，一直以来坚守了自己，哪怕是一个晦暗的失败的自己。努力可以，但已看不到成功的希望了，内心的欲望也在渐渐变得虚无。在平凡的生活中，走完自己平凡的一生，风雨中，小草也可以纪念自己，因为你曾经为自己的生命不屈歌

27、吟过，你也为自己的人生努力拼搏过，在你的身上留有伤痛的记忆和烙印，在你的眼神里有沉郁和悲伤，在你的心志里还有不屈的火种，自己的生命随时准备为它点燃。精神越孤寂，就越需要支撑，需要理想、热情、力量和信念的支持。别无选择，既然生活这样选择了你，你也只能成就这样的自己。别无退路，只有坚持往前走，哪怕是把失败当作一条人生的出路。有的时候，失败也是一种力量，激发人斗志的力量，你要向上拼搏才有希望，才有前途。为自己的梦想而奋斗年轻人总是会有各种各样的想法，青春的誓言总是会挂在嘴边。不管是在哪里都能够体现出我们年轻人的朝气，而大学是一个年轻人最聚集的地方。这里面发生的事情会更多，而里面的想法会更加的丰富。来

28、到大学，我们总是会有太多的想法，每天都是在匆匆忙忙中度过。看起来是那样的忙碌，可是当自己静下来的时候，却会发现自己也不知道在忙一些什么。自己都找不到自己的方向感。当这个时候来临，就会出现各种各样的形式，来表达自己这个时期的不一样了。因为是年轻人，所以一些怪异的想法和生活方式会出现。有的人开始成天的打游戏了，有的人开始不上课而去买东西了，有的人开始整各种社团而旷课了。没有几个人能真正明白自己成天都做了一些什么，只知道青春保贵，不能浪费，可是却不知道怎么样真正的珍惜。适应社会这个话题，在大学里被提得很前，大家都在忙着自己去适应这个社会，忙得都没有时间来思考自己为什么要这样做了。只是大学里的一阵风，

29、大家就跟上去了。可是慢慢地大家就会发现，这个所谓的适应社会，为自己工作打下基础的口号，其实只不过是一个空气。大学里的那些设施只不过是一种摆设，天天就是在那里浪费时间，真正学到的东西没有。越来越迷茫的我们，找不到方向在哪里，没有谁能够真正清楚的告诉我们应该怎么样做。而我们只能是天天的在浪费时间，消耗自己的青春。心里也会很为好受，可是也没有别的办法。大学里的四年时间这么长，也只能这样过，才能让自己有点依靠吧。面对考试，面对学习，越来越多的假东西出现了。大家都变得不再爱学习，不再看书了。成天像一只苍蝇一样，到处的飞。而没有花点点的时间来想想，我们的路在何方？沉静了一个寒假，在校园里冰冻了一个假期，一直在苦苦找寻着自己的方向。或许是老天有眼，或许是虎年吉祥，这个方向在自己脑海里越来越清晰了。那就是为自己的梦想而奋斗！给自己的人生设立一个目标，给自己未来一个明确的希望，给自己的生活一个方向灯。让我们为着这个方向而努力，不断去超越自己，提高自己的水平，不让自己有懈怠的时候。越来越感觉，年轻人有目标，有理想，有梦想的重要性了。这是他们前进的动力，这是他们行动的方向，这是他们人生奋斗的灯塔。唯有这样，我们的青春才能不老不死不休。年轻人，大家都起来吧！为自己的梦想而奋斗吧！13