国内最大直接水下盾构隧道—南京江心洲夹江隧道施工关键技术.pptx

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1、目目录录CONTENTS1234工程概况工程概况盾构盾构设备选设备选型型工程重工程重难难点分析及点分析及应对应对措施措施刀刀盘盘脱困脱困1工程概况工程概况目目录录CONTENTS长长江第五大江第五大桥桥五里五里桥桥互通互通梅子洲互通梅子洲互通青奥青奥轴线轴线地下工程地下工程中中新新大大道道扬扬子子江江大大道道夹夹江隧道江隧道设计设计范范围围AB1-1 工程整体概况本标段工程位于长江五桥项目的南端，隧道起自梅子洲规划中新大道（葡园路）西侧桥隧分界点，终点为已建成通车的青奥轴线地下工程（扬子江大道西侧）。中新中新大道大道（葡（葡园路园路）洲泰洲泰水道水道夹夹江江南京南京眼步眼步行行桥桥明挖段明挖段

2、盾构段盾构段江江南南接接收收井井始始发发工工作作井井R=2500mR=3087.04m梅子洲盾构始隧道曲线半径为R=2500m和3087.04m；隧（右线），江南接收井长35.8m。发井及明挖段长560m，盾构隧道长1159m 道最大纵坡2.95%。隧道起点隧道起点隧道隧道终终点点1-2 工程线路1-3 盾构管片设计概况n 管片外径15m，内径13.7m，环宽2m。n 强度等级C60，抗渗等级P12。n 每环10块管片：7块标准块+2块邻接块+1块封顶块。n 错缝拼装。kN/m3粉细砂地层砂土石英含量达到60-75），杂填土119.50.695质粘土、3粉细砂、4粉质粘土地层；（2）本标段地层

3、中夹含了部分淤泥质粉质黏土，刀盘易结泥饼；（3）长距离穿越粉砂、粉细砂地层（部分图例：淤泥质粉质粘土2 粉质粘土1穿越砂层，水粉细 系数高，对沉降数细砂 敏感。头 砂 粉据 2 3敞开段 明挖暗埋段 梅子洲工作井（1）140构隧道主要穿越地层为24.6淤泥质粉盾米 395.4米 米层号标贯含水率盾构段岩土名称1158.984米w重度孔隙比e固结快剪江南工作井击数Cq q 35.85米N1231粉质黏土淤泥质粉质黏土粉砂粉细砂%33.537.930.024.9夹江18.418.118.919.6-0.9491.0650.8660.715kPa15.813.18.69.0*14.215.923.9

4、32.2*4.33.87.412.4234粉细砂粉细砂粉细砂1粉质黏土24.822.933.219.5 0.721粉质黏土1粉砂118.4 0.9748.0*7.0*16.432.7*33.0*17.221.835.35.71-4 工程地质情况2盾构盾构设备选设备选型型目目录录CONTENTS盾构区间采用一台德国海瑞克泥水平衡盾构机，刀盘直径为15.46m，整机长度为140m，整机功率约6100KW，额定扭矩为40000KNm,最大总推199504kN，盾构机所有设计耐压能力均在6bar以上，是根据夹江地质水文条件量身打造的具备常压换刀功能的大直径泥水盾构机。2-1“新时代号”泥水平衡盾构机选

5、型3 安装限位筒安装限位筒4 用油缸抽出刀具用油缸抽出刀具2 安装多安装多级级油缸油缸5 拆掉整个装置拆掉整个装置1 开始开始2-1“新时代号”泥水平衡盾构机选型“新时代号”盾构机刀盘具备常压换刀功能，结构为星型辐条式，开口率为51%。刀盘共配备225把刀具，包含16把先行刀，12把边缘刮刀，188把正面刮刀，7把中心刀，2把超挖刀。其中可进行常压更换的刀具为73把，实现了对刀盘开挖轨迹的“全覆盖”。刀盘面板磨报检测装置2个,刀具磨损检测装置6个；施工前对刀具耐磨进行针对性设计，隧道施工过程中未进行道具更换。设计大流量中心冲刷系统，防止刀盘结泥饼。设大功率同步注浆泵，保证砂层中的同步注浆填充质

6、量。隧道设计纵坡达2.95，设计了双刹车系统管片吊机，防止出现溜车事故。根据地勘报告，夹江隧道多为粉细砂、粘土地层，设计双叶轮驱动搅拌器，防止渣土堆积滞排。设计大流量中心冲刷系统，防止刀盘结泥饼、刀具及泥水管路进行耐磨处理，确保排渣顺畅。2-1“新时代号”泥水平衡盾构机选型2-2 泥水处理设备2-2.1 现象本工程施工场区沿线依次为江心洲生态科技岛、夹江、江南青奥文化公园，环保要求及绿色施工标准高。2-2.2 应对措施项目部联合三峡大学开展了盾构隧道弃浆环保处理与改良再利用技术应用研究工作科研课题研究。2-2.2 应对措施采用“泥水分离泥水分离设备设备+板框板框压滤压滤机机+废废水水处处理装置

7、理装置”的处理方案进行处理。对盾构产生的弃浆快速干化、就地回收利用配置同步注浆，产生的渣土可作为周边景观回填土，处理后的水体可达到国家一级排放标准。实现废渣废水零排放的要求。2-2 泥水处理设备3工程重工程重难难点分析及点分析及应对应对措施措施目目录录CONTENTS7.1m3-1浅覆土始发3-1.1现象p 始发端覆土7.1m，不足0.5D。p 隧道顶部为粉质粘土、粉细砂地层。3-1.2分析p 成环管片拖出盾尾后受到浮力大于管片自重造成上浮。p 软弱土层对管片约束力不足，管片成环后易发生上浮。p 注浆压力低，地层注浆不密实，易发生地表沉降。p 软弱地层对切口压力敏感，易击穿。p 端端头头加固：

8、加固：始发端头采用20m三轴搅拌桩（含3m贴壁冷冻）的加固形式。p 掘掘进轴线进轴线：掘进姿态与隧道设计高程的偏差控制在-30mm，并保持姿态稳定。3-1浅覆土始发3-1.3应对措施三轴搅拌桩加固冻结加固20m3m环号情况描述13位置：1点位置B2/B3块裂纹漏水；14位置：12点位置B5/B6块裂纹漏水；15位置：12点位置B5块裂水漏水；17位置：12点位置B3/B4块裂纹漏水；18位置：12点位置B5块裂纹漏水；19位置：10点位置L2块裂纹漏水；20位置：12点位置B6/B7块裂纹漏水；22位置：12点位置B3块裂纹漏水；23位置：12点位置B5块裂纹漏水；24位置：12点位置B2块裂

9、纹漏水；25位置：12点位置L2块裂纹漏水；n 第二条线左线掘进至第14环时，出现盾构机姿态上漂，难以控制的情况。接着出现部分管片顶部有裂纹进而渗水的情况。而位于顶部12点位置的缺陷占比为83%。渗渗漏漏水水统统计计表表3-2 管片上浮3-2.1 现象第第25环环上浮曲上浮曲线线（蓝蓝）3-2 管片上浮3-2.1 现象n 管片错台呈现楼梯型，且刚脱出盾尾后上浮速率过快，判断是上浮导致管片裂纹及渗漏水；n 盾构机姿态异常，压头推进时盾尾不跟随盾体下行，加大调整趋势，盾体明显开始下行，但盾尾依然上行；拼装前后姿拼装前后姿态对态对比比3-2 管片上浮3-2.1 现象n 推进12环时，切口位置覆土8.

10、7米，切口压力由0.85bar调整至0.92bar之后，地表有轻微隆起，且盾壳上方也有隆起。n 在拼装管片时，停机姿态会发生慢慢回落的现象，最大时回落10mm。覆土厚度与上浮覆土厚度与上浮n 加固区段。加固区段。覆土厚度在6.98.05m，该区段虽覆土较浅，但属于加固区，土体自稳性较好，掘进完成后，管片上浮量在12mm以内，无渗水及裂缝的情况。n 11-30环环。覆土厚度在8.059.24m，该段刚刚脱出加固区，覆土也比较浅，管片上浮量大大增加，最大值为61mm，出现连续的管片裂缝及渗水现象。n 31-100环环。覆土深度在9.2414.82m。随着覆土厚度的增加，管片上浮量持续缓慢减小，渗水

11、及裂缝也逐渐减少。所以判断五桥项目的覆土厚度与上浮是有关系的。3-2 管片上浮3-2.2 原因分析右右线线始始发发段段地地质质左左线线始始发发段段地地质质n 左线前100环顶部基本为3粉砂以及部分4粉质黏土（4粉质黏土标贯值5.7N，3粉砂标贯值7.4N）。但右线该段为2粉细砂（标贯值21.8N），双线地质差异较大，右线的施工经验无法完全借鉴，可能存在超挖情况。n 再加上右线始发降水、右线掘进、左线始发降水3次对土体扰动，管片脱出盾尾后土体约束有限。所以始发段地质与上浮是有相互关系的。地地质质情况与上浮情况与上浮3-2 管片上浮3-2.2 原因分析n 0-30环盾构机姿态难以控制，出现持续上漂

12、的情况，管片上浮量也持续增加。而30-100环姿态稳定下来，并得到控制缓慢下调后，上浮量也逐渐稳定。所以姿态与上浮存在一定的关系。盾构机姿盾构机姿态态与上浮与上浮3-2 管片上浮3-2.2 原因分析水泥粉煤灰膨润土砂水保塑剂沁水率失去流动性凝结时间1532428597040014.42.1%5-7h10-13h 同步注同步注浆浆量与上浮量与上浮n 经过右线的实际施工经验，我们确定了同步注浆浆液配比。所以左线在同样的浆液配合比、注浆量稳定在150%左右的不变的工况下，根据曲线可以看出上浮量与同步注浆量关系不大。3-2 管片上浮3-2.2 原因分析 掘掘进进速度与上浮速度与上浮n 左线始发段的掘进

13、速度基本稳定在20-25mm/min之间，由下面的上浮量与掘进速度关系图可以看出，掘进速度与上浮量没有太大关系。3-2 管片上浮3-2.2 原因分析n 在掘进线路上方，中心线两侧各9米范围内，堆放3米高渣土，通过增加覆土高度以及降水固增加覆土高度以及降水固结结两项措施来压实土体，进而增加土体对于同步注浆浆液、管片及盾尾的约束力；3-2 管片上浮3-2.3 应对措施n 启用管片上浮自管片上浮自动动化化监测监测系系统统。在管片顶部，每环都布设一处参考棱镜，频率为20min/次，自动监测范围为10-15环。3-2 管片上浮3-2.3 应对措施3-2 管片上浮3-2.3 应对措施n 每环每推进0.5m

14、，记录一次管片上浮的数据，若发现管片上浮过大，立即停止推进，研究情况来采取相关措施。有时甚至停机一整个班（12h）用以二次注浆稳定管片；n 在一号台车电柜顶部搭设平台，待管片完全脱出盾尾后，立即在上部开孔二次注浆，压力1.2Mpa。使脱出盾尾的管片尽快稳定下来后再恢复掘进；3-2 管片上浮3-2.3 应对措施n 在盾体外侧注入克泥效，注入点位为12、11、1三个位置，注入压力1.0MPa，用以填充同步注浆无法及时填充的盾体与开挖轮廓的空隙，同时防止同步注浆与二次注浆的浆液前窜，保证注浆质量；n 推进后加大同步注浆量，顶部注浆压力控制在3-4bar，通过加大注浆量保证填充密实。n 保证每环管片最

15、少进行复复紧紧3次，后期发现管片出现上浮或螺栓松动时，再次复紧；n 每环推进时，将重为80t的拼装机后退至1号台车前端，以增加刚脱出盾尾的管片的受力，尽可能的减小上浮；n 管片上浮带动盾尾上浮，导致盾构机姿态控制困难。姿态上漂严重，使管片轴线上移，造成恶性循环。盾构姿态采取勤纠、少纠的思路，先减小趋势，后调整姿态，让盾构机姿态与管片及设计轴线相匹配。3-2 管片上浮3-2.3 应对措施n 二次注浆完成后，拆除注浆阀门，将二次注浆孔清理干净后，使用环氧树脂砂浆进行封堵，最后将砂浆与管片表面抹平。n 管片裂纹后期采用高渗透环氧灌缝加固处理。注浆材料为改性环氧树脂类材料，固化后强度可达到C60。3-

16、2 管片上浮3-2.3 应对措施10环14环17环20环23环26环29环32环35环38环41环44环47环50环53环56环59环62环65环68环71环74环77环80环83环86环89环92环95环1环4环98环80.070.060.050.040.030.020.010.00.0-10.03-2 管片上浮3-2.4 处理后情况n 经过项目采取积极的应对措施以后，和隧道埋深不断的增加，管片上浮量大大减小，后期基本未再发生渗漏水及管片裂纹情况。3-3 盾构穿越两岸大堤3-3.1现象p 盾构机穿越大堤，周边地形复杂，地表建筑较多：南京眼桥墩、博物馆等相关建筑。3-3.2原因分析p 盾构机推

17、进会对地层形产生成扰动，产生沉降，其中注浆量和切口压力的设置尤为重要。北岸大堤南岸大堤p 参数验证：穿越大堤前，选取试验段，验证掘进参数。p 设备检查：对盾构刀具及盾构机各项设备进行检查，保证连续推进。p 切口压力控制：严格按照每环计算的切口压力值掘进控制。同步注浆控制：穿越大堤时注浆量从120%加大至130%150%加大注浆量控制。p 重浆推进：泥浆比重控制在1.181.20g/cm3（普通段1.13-1.16g/cm3）、粘度控制在2224s。p 信息化控制：在穿越阶段，专人在地面，通过移动电话随时向盾构作业面反馈最及时的地面信息。3-3.3应对措施3-3 盾构穿越两岸大堤构筑物沉降夹江北

18、岸大堤累计沉降夹江南岸大堤累计沉降右线隧道-4.42mm-3.18mm左线隧道-5.61mm-5.44mm3-3 盾构穿越两岸大堤p 盾构两次顺利穿越了夹江两岸大堤，穿越大堤单次最大沉降控制在1cm内。顶等事故3-4 盾构穿越冲槽段3-4.1现象p 江底冲槽段覆土厚度8m12m，地形结构多变，主要为粉细砂与粉质黏土地层。3-4.2原因分析p 冲槽段地形多变，推进时不及时调整切口压力，易导致开挖面压力失稳，产生跑浆、甚至冒地形地形测测量成果量成果显显示，示，宽宽约约30米，深度米，深度约约2.7米米的槽段的槽段地形地形测测量成果量成果显显示，示，历历史冲槽段被冲填史冲槽段被冲填p 参数控制参数控

19、制：进入冲槽段前，选取试验段，及时调整掘进参数。严格把控刀盘转速与泥水压力，采取重重浆浆推推进进，保持掌子面的稳定。p 注注浆浆控制控制：严格控制开挖量与注浆量，在保证注浆压力不会击穿覆盖层的前提下，保证同步注浆的密实性。3-4.3应对措施3-4 盾构穿越冲槽段p 观景平台位于南京眼步行桥终点处，属于盾构接收端。盾构隧道下穿观景平台桩基范围为55m，桩底距离管片顶仅为1.046m，距离开挖面仅为81cm。3-5 盾构下穿观景平台3-5.1现象序号序号1234水泥80100120153粉煤灰207295230242膨润土50655085砂11409901100970水420375430400保塑

20、剂10.1111.51214.4使用部位正常埋深段正常埋深段始发浅埋段下穿观景平台段3-5 盾构下穿观景平台3-5.2应对措施n 同步注浆配合比及注浆量调整：同步注浆量由120%加大至130%160%。同步注浆的浆浆液液配比配比调调整整，增加水泥、膨润土、外加剂的用量，稠度控制在12-13cm，塌落度控制在20-22cm，凝结时间8-10小时。砂浆配合比%3-5 盾构下穿观景平台3-5.2应对措施n 加注克泥效：在盾体外侧加注克泥效加注克泥效，注入口为盾体2点和10点位置，每环注入800kg克泥效。使用克泥效后，同步注浆压力有明显提升，浆浆液注入率液注入率160%，注浆更加饱满。克泥效注入范围

21、n 二次注浆控制：观景平台段采用带有三个注三个注浆浆孔孔的管片。同步注浆完成后，及时对脱出盾尾的管片通过预留注浆孔进行二次注浆。提前提前3环环开始对桩基影响范围的管片进行二次注浆。3-5 盾构下穿观景平台3-5.2应对措施3-6 复杂环境下的盾构接收3-6.1 现象n 周边建筑物较多，包括观景平台、青奥双子楼、青奥博物馆等。n 江南工作井深度达38.9m。n 盾构隧道处于全断面粉细砂层。n 其中南京眼步行桥桩基紧贴在加固区素墙处，盾体进入加固区后，盾尾仍位于桩基底部，对切口压力设定要求高。且桩底距离开挖面仅为81cm。3-6.2分析n 工程因周边高大建筑物较多无法采取坑外降水。n 盾构进度加固

22、区前段时，盾尾仍位于观景平台底部，对切口压力设定要求高。3-6.3应对措施n 一、破入素墙前采取“20m旋喷桩（含3m冻结区）+0.8m塑性混凝土墙”的加固方式。冻结加固强加固0.8m塑性 混凝土墙3-6 复杂环境下的盾构接收弱加固3-6.3 应对措施n 一、破入素墙前完成盾构工作井的内的洞门破除、回填土、回灌水的工作。完成降水试验，并降水至回填水位。应急回灌水源、人员、设备等准备到位。3-53-6 复杂环境下的盾构接收3-6.3 应对措施n 二、破入素墙后破入素墙后，必须保持缓速推进，密切关注出浆压力及碎石机油压；每推进50cm，停机强制内仓循环，防止渣块堆积。3-53-6 复杂环境下的盾构

23、接收刀刀盘盘旋旋转转3-6.3 应对措施n 二、破入素墙后刀盘靠近冷冻区至少4m之前，必须停机冷冻管拔除。将开挖范围冷冻管拔除至开挖面以上500mm并恢复二次冷冻，穿越区域外部冷冻管维持冷冻；冷冻区停机期间保证每隔30min旋转刀盘3min。3-53-6 复杂环境下的盾构接收3-6 复杂环境下的盾构接收3-6.3 应对措施n 二、破入素墙后接收段15环预埋钢板管片处，每环拼装完成后及时进行螺栓复紧与连接板焊接。3-6 复杂环境下的盾构接收3-6.3 应对措施n 三、洞门密封到达焊接位置后，将加固区内水位降至洞门底以下1m。将工作井上部清水利用水泵抽排，之后利用泥浆循环清理工作井内泥浆，直至无法

24、处理后，使用挖机。清理采取分层清理的方式，每清理一个阶段便迅速进行清理部位的密封钢板焊接。3-6 复杂环境下的盾构接收3-6.3 应对措施n 三、洞门密封密封钢板焊接完成后，取消降水，拔除冷冻管，即可开始洞门二次注浆。二次注浆采用洞门环预埋注浆孔进行注浆。注浆顺序为从底部注浆孔开始注浆，按预留注浆孔位置依次向上进行，直至注浆密实、饱满。n 预制15环特殊管片，每环管片布3个注浆孔，梅花型注浆，以求在素墙及接收环处形成二次注浆环箍，保证洞门接收安全；3-6 复杂环境下的盾构接收3-6.4 质量保证措施n 在素墙内外四环，反复二次注浆，直至开孔透过管片壁后检查无渗漏水后，再向前推进。n 降水过程中

25、，对降水井的水位进行观察，看水位是否有明显下降，判断素墙处的封堵效果是否完好。3-6 复杂环境下的盾构接收3-6.4 质量保证措施克泥效克泥效开孔仰开孔仰拱拱块块3-6 复杂环境下的盾构接收径向孔径向孔注注浆浆3-6.4 质量保证措施n 接收环前一环时，使用盾体5点7点径向注浆孔注浆，保证洞门处底部无渗水通道。n 接收段掘进过程中，在盾体外11点、12点、1点三个方向注入克泥效，保证注浆的密实性。n 在素墙以及出洞前的两次环箍处，特制开孔仰拱块，保证底部注浆封堵效果。阶段环号压力加固区推进5711.21刀盘破壁5721.13盾构机接收井掘进5731.12574根据回填压力平衡580根据回填压力

26、平衡洞门密封581根据回填压力平衡阶段环号压力素墙外掘进5622.715672.67加固区推进5682.675692.675701.225711.21n 刀盘进入加固区后，盾尾仍然位于观景平台下方，所以不能开始降低切口压；直至盾尾全部进入素墙，素墙处形成二次注浆环箍后，此时刀盘距离冷冻墙4.3m，开始降低切口压力，开始拔除冷冻管。3-6 复杂环境下的盾构接收3-6.4 质量保证措施3-6.5 应急措施3-6 复杂环境下的盾构接收n 五桥接收环外出洞门较少，所以接收环后，再拼装一整环管片，保证三道盾尾刷位于管片上，确保盾构机与隧道内保持密封状态，一旦出现洞门涌水等情况，可以立即回填水土，直至风险

27、排除。3-6 复杂环境下的盾构接收n 渗水现象：右线掘进过程中，部分管片出现管片拼管片拼缝缝渗水和裂渗水和裂纹纹渗水渗水现象。n 原因分析：渗水情况出现后，经过多次专家会讨论、分析、验证，最终采用VMT三维管模测量方法，通过三维测量设备、精确的距离测量、实时的环境补偿传感器，可以测出传统测法中无法测出的模具平行四边形变形、弧度变形等情况。管模精度不足，对隧道防水带来巨大影响3-7.1 情况说明3-7 隧道渗漏水3-7 隧道渗漏水n 三维测量可以根据目前测量的管片情况，构建出虚拟环，模拟出按照当前生产的管片所拼装的成型隧道的情况数据。3-7.2 管片生产精度模具禁模具禁锢锢螺栓螺栓编编号号扭矩扳

28、手扭矩扳手拧紧拧紧3-7 隧道渗漏水3-7.2 管片生产精度n 对既有两套模具进行改造，并新购置了1套新模具，经VMT检测合格后投入使用。在生产过程中采取以下措施保证管片精度：n 1、对管片的紧固螺栓进行编号，工人合模时按照顺序拧紧螺栓，开模时按照的顺序松开螺栓。同时配置了扭矩扳手，扳手设定值为720Nm。宽宽度度测测量量对对角角线测线测量量3-7 隧道渗漏水3-7.2 管片生产精度n 2、管片每次生产前，工人清理模具后合模，质检人员对模具的宽度、对角线进行测量，模具合格后涂刷脱模剂，再打开一侧模板，吊入钢筋笼。测测量量对对角角线线测测量内腔深度量内腔深度测测量每延米平整度量每延米平整度测测量

29、楔形量量楔形量3-7 隧道渗漏水3-7.2 管片生产精度n 3、模具每周转15次，进行一全面检测，检测项目包括宽度、弧弦长、内腔高度、楔形量、对角线及每延米平整度。VTM现场检测现场检测VMT检测报检测报告告3-7 隧道渗漏水3-7.2 管片生产精度n 4、模具每周转100次邀请VMT公司对管片模具及管片进行三维测量。n 5、每次管片拆模后对管片的宽度进行测量，每生产15环抽一环对管片的厚度、对角线、弧弦长及平整度进行检测。n 6、水平拼装检测：每生产100环进行1次水平拼装试验。（设计及规范要求为200环，为加强精度控制，100环拼装一次）。3-7 隧道渗漏水3-7.2 管片生产精度喂片机上

30、部滴水喂片机上部滴水3-7 隧道渗漏水 盾尾盾尾积积水水对对遇水膨遇水膨胀胀条的破坏条的破坏贴贴n 原因分析：原因分析：隧道下坡过程中，盾尾始终有积水或泥浆无法排除干净，造成遇水膨胀密封垫失效。n 应对应对措施：措施：与防水材料厂家对遇水膨胀密封垫材料粘贴工艺进行优化。n 常规做法是密封垫粘贴完再涂刷2层缓膨剂，但缓喷时间有效，一般只能做到3小时。n 改进后，提前将遇水膨胀密封垫在缓膨剂内进行浸泡，缓喷时间延长，然后再粘贴。隧道出现有少量渗水湿渍时，5-10小时内会消失。证明该措施有效，不影响防水效果，可一劳永逸解决被积水浸泡失效的问题。3-7.3 施工环境影响 喂片机上部台喂片机上部台车车滴

31、水的影响滴水的影响n 原因分析：原因分析：管片运输至隧道内后，存放于1号台车下部的喂片机上。上部为砂浆罐、废水箱、泥浆泵等，不可避免会有水滴落至下部管片上，遇水膨胀密封垫会提前膨胀失效。n 应对应对措施：措施：将砂浆罐平台的漏水点、缝隙焊接严实。3-7 隧道渗漏水 防水材料粘防水材料粘贴贴n 粘贴作业时要注意通风，利于胶粘剂的干燥。粘贴作业不得在雨雪天操作。n 原因分析：原因分析：基面潮湿时，粘结剂容易起泡，密封垫或海绵胶条会提前膨胀、开口，粘贴不牢固。n 应对应对措施：措施：采用喷灯或其他措施烘干。隧隧道道内内提提前前膨膨胀胀3-7.3 施工环境影响 管片存放及运管片存放及运输输n 原因分析

32、：原因分析：管片防水材料粘贴作业一般在地面进行，在存放及运输至隧道的过程中，遇到阴雨天气，雨水淋湿会造成遇水膨胀密封垫的提前膨胀、失效。虽然遇水膨胀密封垫表面已经涂刷了缓膨剂，但效果有限。n 应对应对措施：措施：根据天气情况，运输时采用塑料布、雨布等进行覆盖。施工人员应密切关注天气情况，提前准备覆盖材料。3-7 隧道渗漏水空心三元乙丙空心三元乙丙试验试验3-7.4 防水材料角部节点的影响n 原因分析：原因分析：三元乙丙弹性密封垫硬度较高，达到675（邵尔A），为保证压缩后的高度，密封垫截面设计为多孔梳形。工厂生产时挤出成型，角部则将模具设计成角部挖空形式，再在模具中整体连接成框。由于工艺原因，

33、角部密封垫内部无法加工为镂空形式，造成角部硬度较大，管片拼装过程中角部三元乙丙堆积量比较大，容易出现渗水通道。n 应对应对措施：措施：将角部模具优化，增大脚步抓空高度，降低硬度，在拼装时更均匀的分解角部的压缩空间，避免管片拼装时三元乙丙角部堆积过多，影响管片整体防水效果。3-7 隧道渗漏水 三元乙丙密封三元乙丙密封垫垫摩阻力摩阻力过过大大n 原因分析：原因分析：管片拼装过程中，要求三元乙丙密封垫装配力不大于80KN/m（遇水膨胀密封垫装配力不大于20KN/m），管片接缝处两侧的三元乙丙在装配力挤压下，产生较大摩擦力。如果摩擦力过大，密封垫会发生滑动造成局部堆积过大出现渗水点。n 应对应对措施：

34、措施：管片拼装前，在接缝两侧的密封垫表面涂刷水性润滑剂，如水溶性硅油，可明显降低摩阻力。3-7.5 管片拼装涂抹减阻涂抹减阻剂剂3-7 隧道渗漏水 密封密封垫垫粘粘贴贴不牢固造成的不牢固造成的错错位位n 原因分析：原因分析：密封垫粘贴采用单组分氯丁-酚醛胶粘剂，该胶粘剂与管片粘贴面的抗剪切强度可达到0.27Mpa。根据以往施工经验必须放置12小时养护，胶粘剂的性能才能完全发挥作用。否则管片在拼装过程中，接缝处的挤压和滑动均会造成密封垫的移位甚至错动，导致局部密封垫堆积过多出现渗水点。n 应对应对措施：措施：提高人员的质量意识和责任心，加强现场验收环节管理。3-7.5 管片拼装 拼装拼装损损坏密

35、封坏密封垫垫或海或海绵绵胶条胶条n 原因分析：原因分析：管片在拼装过程中，由于人员操作失误或外界干扰，不可避免会出现密封垫或胶条损坏的情况，都会造成防水体系的削弱。n 应对应对措施：措施：隧道内储备一定量的胶粘剂，出现小的损坏时，及时重新粘贴并补强。如出现大的损坏，应将管片退回，重新下放验收合格的管片。3-7 隧道渗漏水3-7.6 后期监控n API激光跟踪仪，测量端面错台，并根据凹凸情况，调整后续管片衬垫拼装参数。n 拼装完成后在盾尾内、将出盾尾、全出盾尾、出盾尾5环，四个阶段对管片的错台以及渗漏水与破损情况进行跟踪测量、记录。API现场测现场测量量施工施工质质量表格台量表格台账账4刀刀盘盘

36、脱困脱困目目录录CONTENTSn 停机位置：568环推进70cm，行程推至1400mm。n 相对位置：刀盘已穿越塑性止水墙，进入端头加固区内，距离冻结体外边缘5.8m，距离接收井8.8m，盾尾处于观景平台下方。观观景平景平台台冻结冻结区区4-1 停机情况介绍 现象1：出浆流量突然下降，比进浆流量低1000m/h，管道压达到15bar。检查方式：停机检查泥浆管道及排浆泵检查结果：V32出浆管道被堵塞。4-1 停机情况介绍带压带压清障出清障出的石的石块块、螺、螺纹钢纹钢筋等筋等4-1 停机情况介绍 现象2：气泡仓内搅拌器无法转动。检查方法：带压进气泡仓检查。检查结果：搅拌器与前闸门完全被大石块与

37、渣土卡住，第四仓进仓发现在搅拌器处有螺纹钢筋缠绕。现象3：刀盘扭矩至45MNm（脱困扭矩），正反方向均无法转动检查方式：通过V11/V12等前仓管路泥浆循环检查。检查结果：刀盘前仓至少一半高度范围被石渣堆积。刀盘土仓内用高粘度膨润土浆液填充，自底部注入，直至上部放浆液出来，并继续注入，后续注入克泥效增加长效时间。4-2 应急措施4-2.1 膨润土封仓通过顶部的14个斜向超前钻探孔向刀盘上方注入克泥效，形成至少30cm的厚度，这样可以在刀盘与后期注浆加固土体之间形成一个隔绝层，防止后期注浆浆液渗入开挖舱。超前探孔注入克泥效注入口超前探孔注入克泥效注入口4-2 应急措施4-2.2 超前探孔注入克泥

38、效4-2 应急措施4-2.3 径向孔注入克泥效保护盾体为了防止后期填充砂浆，砂浆渗透造成盾体被固结抱死，利用盾体周边12个均匀分布的径向注浆孔注入克泥效，尤其是顶部2-10点范围。盾体径向10点至2点累计注入克泥效10.5方，压力在10bar左右。盾构机刀盘新增加4个电机与2个150t千斤顶，额外增加15000KNm的扭矩，设备能力达到额定极限，未能成功转动。刀盘新增150T千斤顶4-2 应急措施4-2.4 额外增加刀盘扭矩4-3 脱困方案4-3.1 整体思路n 脱困方案 1、咬合桩帷幕 2、咬合桩接缝及前端注入双液浆 3、盾体上方注入双液浆 4、素墙环形空间聚氨酯封堵 5、带压进仓清障整体施

39、工整体施工顺顺序序：施工咬合桩盾体上方注浆加固咬合桩接缝注浆、咬合桩与冷冻体之间注浆、素墙处注聚氨酯封堵环形空间降水泥浆循环带走前仓松散物带压进仓清障。4-3 脱困方案4-3.1 整体思路4-3 脱困方案4-3.1 咬合桩帷幕 1、在刀盘前方及侧面，使用全回转套管钻机施工“2m直径咬合桩”，形成围闭空间 2、2m桩荤素搭配，隔一布一，桩与桩之间咬合0.5m。3、咬合桩深度40m，掘进范围使用玻璃纤维筋。咬合桩距离刀盘底部最近处50cm。弯矩云图剪力图模型4-3 脱困方案4-3.1 咬合桩帷幕 计算采用GTS结构有限元模型，对2m咬合桩+荤素搭配情况下，以等效刚度的方式代换为二维板单元，根据地层

40、基床系数采取相应的曲面弹簧模拟地层。水泥水泥浆浆水和水泥水和水泥为质为质量比量比水（g）175水泥PO.42.5（g）100水灰比1.75水玻璃水玻璃(波美度：波美度：40)与水泥与水泥浆浆体体积积比比为为1:1凝凝结时间结时间40s 1、盾体上方：盾体上方0.5m至5m，咬合桩后方6.4m，盾体两侧各延伸出3m，范围内注浆加固土体共94个孔。孔深20-40m。2、咬合桩接缝：自上而下全部注浆，深度40m。3、咬合桩至冷冻体之间：地面下6m至40m范围，盾体两侧各延伸3m。3排32个注浆孔。注浆要求1）采用由底部向上分层提升注浆方式，盾体上方2m范围内每层提升高度0.66m。2m以上范围每层提

41、升高度0.99m。2）正常注浆压力为0.51.0MPa注浆压力达到1Mpa或注浆量2方时提升。4-3 脱困方案4-3.2 袖阀管注浆A1A2A排A3 A4 A5 A6 A7 A8A9 A10 A114-3 脱困方案4-3.2 袖阀管注浆注入34L15bar注入41L15bar超过30bar机器跳停超过30bar机器跳停超过30bar机器跳停超过30bar机器跳停超过30bar机器跳停超过30bar机器跳停注入47L15bar注入28L15bar注入130L 超过在平台下方无法接管掘进方向6点方向4-3 脱困方案4-3.3 素墙环形空间聚氨酯封堵 1、从地面上：在塑性止水墙内侧引设注浆孔，孔径7

42、3mm，孔间距2000mm。2、在隧道内部：使用径向注浆孔，向盾体下半部注入聚氨酯，封闭环形空间。注浆压力顶部15bar，底部30bar。15bar 超过30bar机器跳停12点方向底部切口异物底部切口异物前前仓仓作作业业仓门仓门进仓清障4-3 脱困方案4-3.4 带压进仓清障1、进仓流程：进仓准备条件验收保压试验进仓作业清障刀盘恢复转动2、施工时间：8月31日9月17日，清理约200方障碍物，共进400余仓。3、进仓结果：1）刀盘底部切口被钢筋卡住造成刀盘无法转动。2）“咬合桩+注浆”的加固方式，经实际检验，掌子面稳定，保压效果良好。3）双液浆加固，盾构机主机未有被箍的情况发生，措施可靠。设备改进1、刀盘增加限径板2、搅拌器改为碎石机3、左线更换新刀具，接收前抽刀检查4、预备三个进仓作业仓掘进控制1、三阶段参数控制：到达段、加固区、进洞段。2、定期气泡仓循环：每推进50cm进行气泡仓循环，防止滞排3、缓速推进，密切关注出浆压力及碎石机油压，根据出渣情况，必要时停机进行进行循环限径板碎石机作业仓碎石机4-4 改进措施管理措施1、公司专家组常驻现场2、海瑞克工程师现场评估设备3、预备高压进仓作业人员4、完善的应急处理机制