盾构洞门加固方案最新

和燕路站～南京站站～新庄站区间

盾构始发和到达加固方案

第一章编制说明

一、编制依据

1、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）；

2、《建筑地基处理技术规范》（DBJ79-2002）；

3、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）；

4、南京地铁三号线TA06标和燕路站～南京站站～新庄站区间岩土工程详细勘察报告；

5、根据南京地铁三号线TA06标盾构区间工程施工图设计；

6、国家和地区的现行规范；

7、我单位在南京地铁2号线TA05标、宁波轨道交通1号线TJ-VI标的成功经验和科研成果。

二、编制原则

1、施工方案遵循经济合理，切实可行；

2、科学管理、合理组织、优化配置、强化监督，确保全部工程达到国家、南京市现行工程质量验收标准。工程一次验收合格率达到100%；

3、施工项目进度及设备调配按合同要求进行合理安排，以求满足工期需要；

4、各种措施能满足施工安全、环境保护和文明施工的要求。

第二章工程概况

一、洞门加固概况

南京地铁三号线TA06标土建工程由一站两区间及风井组成，包括南京站站、中间风井、和燕路站～南京站站区间、南京站站～新庄站区间、所有土建工程。

根据工程总体筹划，本标段区间盾构采用3台盾构机（1#、2#、3#）进行施工，2#、3#盾构机先施工中间风井~新庄站区间盾构，到达后吊出转场至中间风井，然后施工中间风井~南京站站区间盾构，1#盾构机由和燕路站北端头井右线始发，向南京站站推进，达到南京站站调头至左线，向和燕路站推进，到达和燕路后吊出解体。为确保盾构施工安全，根据地质条件，本区间盾构始发和到达端头（共六个）土体均需做土体加固。见下图盾构施工流向图。

二、工程地质及水文地质

1、工程地质

1）南~新区间

沿线地形地貌复杂多变，自南京站至新庄站，为坳沟与岗地相间地段，总体上覆第四系主要以填土、粘性土、粉土、混合土组成，厚薄不均，下伏基岩，起伏较大，多破碎，裂隙发育，风化不均，软硬不一。隧道穿越地层为第四系土层、岩浆岩(闪长玢岩～闪长岩)及T2z角砾岩～角砾状灰岩。

中间风井盾构加固区地质土层特征表

新庄站北端头盾构加固区地质土层特征表

2）南~火区间

拟建区间地处岗地及岗地～岗间坳沟地貌，上部土层主要为Q4冲积的砂性土和粘性土，西侧厚度一般为30～40m，东侧厚度一般为5～15m，深部为燕山期闪长岩、侏罗系砂岩、二叠系灰岩，局部破碎。

火车站西端头井盾构加固区地质土层特征表

2、水文地质

1）南~新区间

孔隙潜水主要分布于岗间坳沟地段，含水层主要为粉土和填土,，水量一般较小。对本工程影响小。

微承压水主要分布于岗间坳沟地段和接近新庄站为河漫滩地段，含水层主要为3层、4层的混合土。在河漫滩地段③-2c2粉土层弱透水，厚度较厚，与下部基岩裂隙水相接，水量较丰富，水压较大，易产生渗透破坏，降低围岩的稳定性，对施工和防水都有较大影响。为了保证盾构进出洞安全，应对端头土层采取加固措施，并设置降压井。其他地段水量一般较小，对本工程影响不大。

基岩地下水主要赋存于灰岩裂隙、溶隙、不同岩性接触带、强风化岩及破碎中风化岩，由于受构造、

闪长岩侵入及后期不同程度的囊状风化作用，岩体完整性、裂隙张开和密集程度、连通和充填情况、富水性及透水性呈不均匀性、各向异性。建议盾构施工穿越上述含水岩层时控制掘进速率，在强风化带和破碎中风化地段加强注浆，确保防水、止水效果；为了保证盾构进出洞安全，应对端头强风化和破碎岩层采用注浆加固，并设置降压井。

岩土层渗透系数和透水性评价一览表

2）南~火区间

依据地下水的埋藏条件和赋存条件，可分为松散岩类孔隙潜水、松散岩类孔隙承压水、基岩裂隙水。

孔隙潜水主要赋存于坳沟地段的软土和填土中（③层土以浅各土层中）。

孔隙承压水含水层主要为粉土、粉砂（③层以下各土层中）。

本区间岩隙水主要在火成岩与灰岩接触部位，水量较为丰富。

该区间基岩岩性由灰岩、闪长岩系列组成，受构造、岩浆活动影响，岩体总体破碎，裂隙发育，灰岩有溶蚀迹象，局部见溶洞。

三、周边环境和地下障碍物情况

1）南~新区间

中间风井东侧加固区距居民楼约10米；

新庄站接收井施工场地面积较狭窄，端头井距围挡最小距离5米。

根据我项目部前期对现场的调查和查阅勘测资料，除新庄站外本标段区间盾构始发、到达处加固区内地下均无管线、障碍物等。

1）南~火区间

根据我项目部前期对现场的调查和查阅勘测资料，本标段火车站站始发加固区内地下均无管线、障碍物等。和燕路站接收井位于居民区内，由于车站管线改迁工作尚未完成，具体管线情况我项目部将在施工前进行详细的调查。

第三章施工部署

根据本标段总体工期筹划，结合实际现场情况，安排施工部署如下。

1、南~新区间先施工中间风井东、西端头加固区，再施工新庄站南端头加固区，最后施工火车站南端头井加固区。

2、南~火区间先施工火车站站北端头井加固区，再施工和燕路南端头加固区。

第四章拟采取的施工方案

一、方案的选择

根据各端头井地质情况，中间风井东、西端头（左右线）下部岩层分布较多，局部岩层硬度达到60Mpa，且地层起伏大，根据地勘及补堪报告显示，洞门处岩层中分布较多夹层，且岩隙水较丰富，因此拟采用地面袖阀管注浆配合+洞内大管棚加固方式；

新庄站北端头（左右线）施工场地狭窄，基坑距围挡最近处不足5米，基坑边一路电缆距基坑距离不足4米，无法满足地面加固要求，且新庄站北端头处分布有河漫滩地段③-2c2粉土层弱透水，厚度较厚，与下部基岩裂隙水相接，水量较丰富，水压较大，易产生渗透破坏，降低围岩的稳定性，对施工和防水都有较大影响。为了保证盾构进出洞安全拟，采用水平冻结法进行加固；

火车站站东、西端头（左右线）下部地层较硬，不满足三轴搅拌桩施工条件，拟采用引孔施做三重管旋喷桩进行加固。

和燕路南端头井（左右线）可以满足常规地层加固要求，因此拟采用三轴搅拌桩和三重管旋喷桩对

地层进行加固。

所有加固范围：均为盾构隧道外轮廓线的上下、左右各3m；

加固长度：中间风井站东、西端头（左右线始发）加固长度均为6m；新庄站北端头（左右到达）加固长度为6m；火车站站东端头（左右线到达）加固长度为9m；火车站西端头（左右线）、和燕路站南端头（左右线）加固长度均为9m。具体详见各端头加固方案表和各端头端头加固区平面图、剖面图；

根据加固后强度要求，洞口土体加固后应具有良好的均匀性和自立性，无侧限抗压强度≥0.8Mpa，渗透系数≤1×10-8cm/s。

二、主要工程量

三、施工进度计划

根据我单位以往施工经验，对三轴搅拌桩与旋喷桩加固施工用时的预测算和对目前围护结构的施工进度的掌控，同时考虑众多不利因素，三轴深层搅拌桩机按15幅∕天计算，旋喷桩机按15根∕天计算，具体计划详见下表。

端头加固进度计划表

四、投入机械设备和施工人员情况

为满足盾构进出洞加固的施工进度计划如期实现，我项目部根据实际情况进行了合理组织和筹划，并投入了足够的人员和机械设备。制定出劳动力使用计划，保证施工现场劳动力充足，避免因劳动力不足而出现停工现象；同时做好设备的使用、保养、维修工作，保证设备的正常运转，并提高设备的完好率，具体见表（根据实际场地条件，先施工南~新区间中间风井始发端头加固和新庄站端头到达加固并且完成后，再施工南~火区间两端头，最后施工火车站东端头进到达加固。故下表人员、机械均按一个区间考虑）。

施工劳动力配备表

投入本工程的主要机械设备表

五、物资保证

根据材料供应计划，提前定货、加工，同时严把材料质量关，防止因不合格材料而影响工期。

第五章施工工艺

一、三轴搅拌桩施工

1、施工准备

（1）平整场地

在熟悉地下管线图纸的基础上，清除桩位处地上地下一切障碍物、改移地下管线，填平碾压地面管线迁移的沟槽。做到地基坚实平整，然后铺设道木及滚管。

（2）机架安装

塔架立柱采用整体起板的方法。施工前先将底盘与立柱平卧地面进行组装，并在立柱底部位置对接，然后采用“直角法”将立柱起板。立柱垂直后即将底部锁紧，安装斜撑，从而完成机架安装。

（3）深层搅拌机吊装

深层搅拌机的吊装可利用机架进行。通过机架上端的吊点吊升安装各部件，其顺序为：

1）机架上安装附加夹板和导向架；

2）吊起深层搅拌机；

3）安装横撑并固定导向架；

4）安装导向滑块、固定深层搅拌机。

吊装过程中注意保护导向架、深层搅拌机轴及搅拌叶不受损坏。

（4）安装灰浆制备系统

灰浆制备系统包括工作平台、制浆设备及泵送设备；工作平台的高度应略高于灰浆拌制机进料口高度，灰浆拌制机应高于集料斗上口，集料斗出口高度应高于灰浆泵进口。如下图所示：

（5）管线连接

1）将压力胶管连接搅拌机输浆管与灰浆泵，必须连接牢固，水冷型搅拌机还应用普通橡胶管连接搅拌机冷却水进口及冷却水泵出口；

2）用电缆连接搅拌机电源线与电气控制柜；

深层搅拌机配套机械及布置图

3）将以上各种管线捆为一束，固定在搅拌机上；

4）将两台电机的工作电流表用电线引至驾驶室工作台上。

（6）试运转

机械组装完后必须进行试运转。试运转时应检查下列项目：

1）各电气部件是否正常工作，电流值是否在正常范围内；

2）灰浆管路、冷却水管路是否畅通；

3）深层搅拌机两个搅拌头转动方向为相反旋转；

4）监视表在开启、提升搅拌机时应能正确显示。

（7）施工前应标定深层搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数。用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在0.4～0.6Mpa，并应使搅拌提升速度与输浆速度同步。

2、施工工艺

三轴搅拌桩施工采用“四搅两喷”工艺，见下三轴搅拌桩施工工艺流程图。

3、施工方法

（1）定位：根据测量定位，搅拌机到达指定桩位；

（2）制备水泥浆：搅拌机下沉前，开始按确定的配合比搅制水泥浆，压浆前将水泥浆倒入集料斗中；

（3）预搅下沉：搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电动机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉至设计桩底标高。

（4）喷浆搅拌提升：搅拌机下沉到达设计深度后，按照确定的提升速度，开始边喷浆边提升搅拌机；

（5）重复下沉：深层搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时，集料斗中的水泥浆应正好排空。为

使软土和水泥浆搅拌均匀，再次将搅拌机边旋转边沉入土中，重复搅拌升降控制在0.5～0.8m/min，重复搅拌下沉至设计加固深度。

(a)定位下沉(b)预搅下沉到设计深度(c)喷浆搅拌提升

(d)原位重复搅拌下沉(e)重复喷浆搅拌提升(f)搅拌完成形成加固体

三轴搅拌桩施工工艺流程图

（6）重复喷浆提升出地面，即完成一根柱状加固体，外形呈“8”字形。

（7）清洗：向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净；

（8）将深层搅拌机移到新的桩位，重复上述1~5步骤，进行下一根桩的施工。

二、三重管旋喷桩施工

1、施工流程

三重管旋喷桩的施工工序流程可分为：清障测放孔位、机具就位、成孔、置入注浆管、喷浆作业、桩顶二次补浆等步骤。具体施工工序流程及质量控制见下图。

2、施工方法

（1）清障

施工前应查明地下障碍物，对路面路基事先进行挖除，深度较深时可采用钻机打孔。

（2）旋喷桩成孔

a、施工前应根据现场环境和地下埋设物的位置等情况，复核高压喷射注浆孔的设计孔位；

b、测量人员根据钻孔布置图正确放线定桩位，定位误差<10mm，所测桩位中心打入一根钢筋或木桩为标志；

c、钻进中要认真做好值班报表，准确丈量钻杆、钻头长度，并详细记录各种泵压，浆液的消耗情况；