特殊地段及复杂地质条件施工技术措施

特殊地段及复杂地质条件施工技术措施

一. 盾 构 下 穿 河 流（续）

1. 应对江河地段水文地质条件、河床、河堤状况、水流速度、水深、淤泥层厚度、

岸边建（构）筑物情况及保护要求进行详细调查。必要时进行补堪，确定河底地质。

2. 应对地质勘探孔位进行调查确认，防止河水从勘探孔灌入隧道。 3. 盾构应具有土仓加泥或泡沫的功能，螺旋输送机应设有防喷装置。

4. 穿越时在土仓和刀盘前注入泡沫、膨润土改善渣土性能，防止涌沙突水发生。 5. 盾构机刀盘处于河岸前一倍覆土厚度时，应逐渐降低土仓压力，到达河岸下方

时，土仓压力应与浅覆土的河流段土压力相等。确保快速通过危险区域。

6. 穿越前，应对盾尾密封系统做全面检查和处理。使用优质盾尾油脂，掘进中不 断

地对盾尾密封注入油脂，保证每环 30kg 以上。防止泥水和浆液进入盾体。

7. 严格控制盾构操作，控制好盾构的各项参数，调整好盾构推进油缸的压力差及 各

组推进油缸的行程，避免盾构上浮。注浆材料加入早强剂，块速达到强度。

8. 注浆压力在理论上减小0.05 — O.IMPa避免形成劈裂注浆，造成河水倒灌。 必要

时，可每10环压注一次环箍（双液浆、水泥浆），防止窜浆，增强盾尾防水能 力。注浆时应注意管片变形及隧道上浮。保证出渣量与掘进速度一致，避免“冒顶”。

9. 掘进时保持土压平衡，停止掘进时保持土仓压力为正常值的 1.1 —1.2 倍。

二． 穿 越 风 险 源 施 工 盾构穿越铁路、桥梁、建 （ 构）筑物、大型管线、河流、胡泊、主干道路、不良 地质地段（简称穿越施工） ：

1. 必须对同步浆液的稠度进行现场测试，浆液水泥含量不得低于 120kg/m,稠度

不得大于 11，浆液初凝时间不得大于 6 小时。

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2. 必须进行“持续”注浆，即：除同步注浆和二次注浆外，盾尾与二次注浆之 间的

管片（一般为 5—8环），在不能实现二次注浆之前，必须进行间歇注浆。必须 保证从同步注浆开始，盾尾以后的所有管片都能实现即时注浆，以控制地面沉降。

3. 必须加大监测频率，根据监测数据及时调整土仓压力，注浆压力及注浆量。 4. 每环纠偏量不得大于 4mm。

5. 盾构机组装时，禁止使用劣质盾尾刷；使用优质盾尾油脂，防止盾尾漏浆。

6. 必须坚持精细化施工，每天至少两次进行穿越过程书面作业，即：核对盾构机 与

地面建（构）筑物的精确对应关系，分析监测结果，对沉降部位及时采取措施。

三. 浅 覆 土 地 段 推 进 （覆土厚度不大于盾构直径的地段）

1. 必要时，采取对浅覆土地层提前加固，地面建（构）筑物加固等保护措施。 2. 为减小地层变形和对环境的影响，严格控制盾构开挖面土压力、掘进速度、出 土

量、注浆压力等参数。

2.1 调整推进土压，采用欠压推进，施工土压力应比计算土压力低 0.01 — 0.02MPa

推进中根据监测数据及时调整。

2.2 同步注浆，必须对壁后注浆的压力及流量进行控制。 2.2.1 浆液质量：浆液稠度控制在 9.5—10cm。

2.2.2 注浆压力：注浆压力比土仓压力大 0.01 — 0.02MPa推进中根据监测数据 及

时调整。 2.2.3 注浆量：以满足注浆压力为宜。

3. 严格控制盾构姿态，减少纠偏，防止对土体扰动过大。

4. 事先制定相应的防治措施，以克服因覆土荷载小而发生盾构机抬头和管片上浮。

5. 开挖面上部为硬粘土，下部为承压水砂性土时，应向土仓压注浆或添加剂，以 改良

渣土，同时加大盾构下区推力，防止沙性土液化流失，导致盾构磕头，隧道下 沉。

6. 掘进期间加强监测，对浅浮土段建筑物进行实时在线监测。还应派专人巡视地 面隆

沉情况，对雨、污水等管道、周边建筑物等进行定期巡视。

四. 大 坡 度 地 段

1. 选择牵引机车时，应进行必要的计算，车辆应采取防溜措施。

2. 上坡时 , 由于盾构前部较重，应加大下半部分推力，对后方台车应采取防滑措

施。

3. 壁后注浆宜采取收缩率小，早期强度高的浆液。

五 . 地 下 管 线 地 段

1 .盾构施工前，应详细查明地下管线类型、管材、位置、接头形式，允许变形值

等，制定专项施工方案。

2. 对重要管线和施工中难以控制的管线，施工前应根据具体情况进行加固或改移 3. 应及时调整掘进速度和出渣量等施工参数，减少地表沉降和隆起，控制地下管 线

的变形。盾构到达管线前 2环至盾尾脱离管线后 2 环范围内，应以设定土压力值 和出土量的控制为推进管理重点，必须严格控制同步注浆压力和注浆量。

4. 掘进中，应加强对管线的监测，时刻掌握管线的动态变化。

六 . 穿 越 地 下 障 碍 物

1. 先查明地下障碍物，制定处理方案。

2. 从地面处理障碍物时，应选择合理的处理方法，处理后应进行回填。必要时可 采

用桩基托换、地基加固、桩基拔除等处理措施。

3. 盾构穿越不具备拔除条件或拔除不经济的木桩时，建议对桩周土体进行加固，

推进速度控制在10mm/min以内。

4. 盾构穿越地连墙 （ 盾构穿越处的地连墙，是采用玻璃纤维筋替代钢筋的 ）时，

可 采用注入混凝土消解剂，或对地连墙进行定向爆破的方式进行穿越。穿越时的推进 速度控制在10mm/min以内，可加大刀盘转速，控制总推力。

5. 需对盾构机进行适应性改造，增设先行刀、撕裂刀，加强盾构机的切削能力。 6. 从开挖面排除障碍物，选择带压作业或加固地层的方法，控制开挖量，确保开 挖

面稳定。

7. 宜采用可伸缩式螺旋输送机或大直径螺旋机（螺旋直径不小于 800mm,降低

渣土堵塞螺旋机无法出土的风险。

8. 必须做好设备检修工作，确保一次性通过，避免长时间停机，导致地层沉降。

七 . 穿 越 建（构,筑 物

1 .盾构施工前，应对距盾构轴线 2—3倍埋深范围内的建（构,筑物结构类型及 基础

形式、使用现状进行详细调查，根据以往的工程经验，评估施工对建（构,筑 物的影响，并应采取相应的保护措施，控制地表变形。

2. 根据建（构,筑物基础与结构的类型、现状，可采取加固或托换措施。

3. 施工前，应对建（构,筑物进行监测，取得初始值。在施工过程中，加强监测， 关

注建筑物差异沉降和裂缝监测。还应对危房或一些重要建筑物进行房屋鉴定。

4. 施工中保持较高土压掘进，土压力设定值调高 0.1 — 0 . 2bar ，管片拼装时再

将 土压提高0.1bar，保证刀盘前方地表有0—2mm勺隆起量，停机过程中加强土压监 测。

5. 及时调整掘进速度和出渣量等施工参数，应严格控制出渣量，每环实际出渣量 控制

在理论出渣量勺 98%左右。减小盾构施工对土体勺扰动，减小土体沉降量。

6. 加大同步注浆量（建议填充率为 200— 250%），注浆压力控制在0.25 — 0.35MPa可根据地面变形情况调整。定期对浆液质量进行检查，浆液质量建议控制 指标为

初凝时间v 6h，稠度9— 11cm必要时，壁后注浆需要密实和早强。

7. 掘进速度不宜过快，宜控制在20—40mm/min,以均匀速度通过建筑物地段。 8. 施工时，应勤纠偏，小纠偏，缓纠偏，保持姿态，减少土体扰动。建议设姿态

警戒值土 30mm达到警戒值时应缓慢进行调整，每环纠偏量不大于 3mm

9. 保证盾构油脂注入量及注入压力，建议注入量玄 25kg/环。

10. 根据监测情况，可在离盾尾 5环以外注双液浆稳固地层，控制地表沉降。 11. 根据螺旋输送机的扭矩及渣土性质，进行加泡沫、膨润土改良渣土。 12. 应加强盾构机的保养与维修，避免盾构机在桩基或建筑物下部的非正常停机。

八. 水 平 小 间 距 推 进（平行盾构隧道净间距小于盾构直径 70%的地段）

1. 施工前，应根据隧道所处的地层条件、盾构型式、隧道断面大小，两条隧道之 间的

相对位置与距离，分析施工对已建隧道以及平行隧道的影响，采取相应的施工 措施，保证施工安全和质量。

2. 两条隧道应错开施工，先行隧道施工完成后，采取加固隧道间的土体，支撑台 车或

门式桁架等措施对成型隧道进行支撑保护，控制地层和隧道变形。

3. 小间距段先行隧道管片宜选用特殊管片，每环管片预留注浆孔 16个。通过管 片预

留孔进行注浆，以增加土体的强度。要求加固后的土体无侧限抗压强度 < 0.4MPa>

4. 对先行隧道每天进行跟踪监测，发现存在轴线向后施工隧道方向产生偏移 4mm

以上时，应在后施工隧道内进行二次注浆。二次注浆压力取

1.0—1.1 倍的静止水压

力，最大不超过0.35MPa （根据隧道埋深设置），注浆位置为发生偏移处对应的后行 隧道管片注浆孔。

5. 及时进行同步注浆、二次（或多次）注浆措施，有效减少由于近距离双线隧道 施

工带来的地面沉降。

6. 在后行盾构隧道小间距施工过程中需做到匀速、连续、均衡施工。施工时，应 控制

掘进速度、土仓压力、出渣量、注浆压力等，减少对相邻隧道的影响。

7. 曲线段小间距施工时，应先施工曲线内侧隧道。

8. 对先行和后施工隧道应加强监控量测，当监测数据出现异常时，应立即停止掘

进，查明原因，根据情况采取相应的施工措施和辅助施工方法再继续掘进

九. 地 质 条 件 复 杂 地 段

1. 穿过复杂地层、地段（软硬不均互层），应优先选择复合式盾构。

2. 应综合考虑所穿过地段地质条件，合理选择刀盘形式和刀具配制方式、数量； 3. 应选择适当地点，及时更换刀具或改变其配置，以适应前方地层的掘进。 4. 应根据开挖面地质预测信息，调整掘进参数、壁后注浆参数和土仓压力，保证 开

挖面的稳定和掘进速度。

5. 采用土压平衡盾构通过砂卵石地段时，应进行渣土改良。

6. 采用泥水平衡盾构通过砂石地段时，应根据砾石含量和粒径确定破碎方法和泥 浆

配比。遇有大孤石影响掘进时，需人工进入土仓进行（带压）排除。

十 . 下 穿 现 有 铁 路

1. 应对既有铁路地质情况、道床、路基、基础形式、涵洞、接触网杆、列车运 行频

次、运行速度、允许沉降量等进行详细调查。评估施工对既有铁路线地段的影 响。

2. 应选择与下穿铁路工况类似的 100m 区段作为试验段，进行模拟操作，通过试 验

段数据调整下穿期间的掘进参数。加强既有铁路线地段的变形监测，严格控制沉 降。

3. 控制掘进速度与出土速度，控制地表变形，保证土仓内的上部土压力稳定。 4. 下穿期间，按盾构与铁路的相对位置关系，分段采用相应的加固措施控制沉降：

① 刀盘前方，日沉降超过0.7mm,将土仓压力提高O.lba;沉降超过1mm时，将土 仓压力提高 0.2bar。

② 盾构机上方，日沉降超过0.7mm,在盾构机径向孔处注入膨润土，注入点为 2点、 10点位置，膨润土注入量为3m3;当沉降量超过1mm，膨润土注入量增加1m3。

③ 盾尾范围，任意3小时沉降超过0.5mm时，须增加10%的同步注浆量；任意3小 时沉降超过1mm时，增加20%。日累计沉降超过报警值（1.4mm）时须增加30%; 日累计沉降超

2mm 时须增加 50%，

④ 盾尾脱离轨道下方5环后，日沉降控制超过0.5mm,须持续二次注浆进行沉降控 制，注浆压力控制在0.4— 0.6MPa之间，同时根据监测情况对注浆量及压力进行调 整。

5.

时，应制定专项措施，在接近道岔前

参数等进行优化确定。过道岔中心的施工宜选择在天窗点。

盾构下穿铁路道岔区20 环时，应对施工

6. 下穿期间，加强既有铁路线地段的变形监测，对铁路道床、铁轨沉降、铁轨水 平

位移等进行监测，并对轨道几何尺寸进行检查，所有数据及时反馈。

十一 . 穿 越 地 铁 线

1. 应对既有隧道进行调查 ,确定其使用状况 ,允许变形值。采取相应的保护措施，