成都砂卵石地层盾构掘进技术
成都富水砂卵石地层盾构施工通过构筑物地面沉降控制措施探讨
成都富水砂卵石地层盾构施工通过构筑物地面沉降控制措施探讨摘要：本文通过成都地铁4号线盾构施工中的两个实例，探讨了成都地区地下水位高、卵石含量丰富的特殊地质情况下，盾构通过构筑物的技术和管理控制措施；盾构施工过程中，通过精心组织、严格把控，最终盾构施工安全顺利的通过了上述构筑物，取得了良好的经济和社会效益。
关键词：地面沉降；监理管控一、工程概述成都地铁4号线一期工程土建监理2标负责5站5区间2个施工标的监理任务。
二、监理措施项目监理工作开展以来，监理部认真贯彻公司“强化控制，有利协调，精心监理，确保质量”的监理工作方针，积极开展项目监理工作。
针对成都地铁富水砂卵石地层盾构施工特殊性及地面沉降控制难的特点，监理部提出了“认识到位、监控及时、反应迅速”的12字现场工作方针，从盾构施工各环节对地面沉降控制采取了相关的措施。
1、监理准备工作1）盾构始发前，监理部组织全体监理人员进行安全、技术交底。
2）督促施工单位做好沿线地质补勘及建（构）筑物、管线调查及安全鉴定工作并制定有针对性的保护方案。
3）监理全过程参与重大危险源调查、辨识、方案评审等工作。
2、地面沉降监理措施1）盾构始发、到达前督促施工单位对端头进行加固，加固范围为始发端长度8m，接受端长度6m，加固的深度要达隧道底以下2m，加固的宽度要比隧道开挖外围线各宽3m，也就是要保证加固体能将盾构机主体和至少1环管片全都包起来。
在盾构机始发或到达时，对最前或最后6环管片及时进行二次反复补注浆，堵住端墙与管片之间可能出现的涌水通道。
对进出洞加固范围内不同深度土体采用钻芯取样检测的方式加以验证，监理人员对施工单位钻芯取样过程进行见证，确保取样工作的真实性。
2）盾构机掘进中的超挖、姿态不良、土仓压力波动、喷涌流土、密封渗漏、注浆不足等，都会导致隧道上方的土体过量沉降和失水，引起地面过大的沉陷而损坏建（构）筑物。
3）盾构在成都富水砂卵石地层中掘进，严格控制出渣量是控制地面沉降的关键。
成都地铁盾构施工掘进技术要点连载（二）盾构正常掘进
成都地铁盾构施工掘进技术要点连载（二）盾构正常掘进展开全文3.2 盾构正常掘进3.2.1 盾构施工中应严格执行“控制欠压、充分注浆、深层量测、主动防护”的十六字方针和“严格控制掘进参数、评估地层空洞隐患、监理全程跟机旁站、对比分析监测数据、保障应急快速处置”的五条安全措施。
3.2.2 砂卵石地层始发时需要进行填仓，可采用惰性浆液或膨润土浆液填充。
砂卵石地层始发段由于降水影响，每环掘进完成停机前，应多加入泡沫和水，拼装完成再掘进前先加些泡沫和水，减少停机期间水流失，提高渣土流塑性。
3.2.3 砂卵石地层采用泡沫加水或泡沫加膨润土浆液的渣土改良方式，刀盘面板中心、土仓中心均须加水；泥岩地层除采用泡沫改良外，刀盘中心前方、土仓中心和土仓上方要加水改良，提高渣土改良效果，防止结泥饼；渣土改良系统均须采用“单管单泵”的设置。
3.2.4 砂卵石地层掘进时，严禁转刀盘不掘进的情况发生，刀盘开始旋转应马上出渣掘进。
不出渣不掘进时刀盘不宜旋转，防止刀盘上方砂卵石进入土仓。
3.2.5 正常掘进停机前适当减少出土量，提高土仓压力，防止停机期间水浸入土仓或掌子面，再掘进时掘进困难；砂卵石地层掘进时若发生喷涌现象，应缓慢转动螺旋输送机出土，防止细颗粒流失后土仓内全是卵石，造成掘进卡刀盘、卡螺旋输送机的情况。
3.2.6 盾构施工单位掘进过程中须严格控制盾构姿态和管片姿态，盾构水平姿态控制在±50mm以内；砂卵石地层垂直姿态控制在规范要求的±50mm以内，泥岩地层可控制在-70mm～+50mm之间。
严格控制好推进里程，应尽量避免盾构机走“蛇”形，根据水平曲线和隧道中心线偏差控制纠偏量，盾构机掘进一米纠偏量不宜过大。
3.2.7 掘进模式选择：中风化泥岩开挖面成拱条件下可采用敞开或半敞开掘进模式；强风化、全风化不成拱泥岩下盾构须采用保土压或气压模式进行掘进施工；砂卵石地层下采用满仓、保压掘进。
3.2.8 盾构正常掘进出渣采用方量与称重双控原则。
成都砂卵石地层施工技术总结(2)
其中D为管片外径，L为管片宽度，K为出渣的松散系数。
在实际施工过程中盾构机推进每环的出土量控制在
95%~100%之间是比较理想的，结合渣土重量双控。
（3）每环的注降量q及注降压力p
以理论计算为依据结合实际施工情况，严格控制每一环的
注浆量和注浆压力。
三、掘进参数选择
盾尾
中国中铁隧道集团
盾尾注浆管 浆液注 入范围
盾构机技术参数
面板式 26%-35％ 中心双刃滚刀+单刃滚刀+宽刮刀+周边刮刀 3m 螺旋输送机(轴式)+皮带 700-800mm 240-290mm 2000KVA 34210kn 80mm/min 5200kn.
中国中铁隧道集团
三、掘进参数选择
三、掘进参数选择
中国中铁隧道集团
盾构施工的关键就是如何根据盾构机掘进的地质条件及
制在20mm以内，在350m半径曲线上一般控制在60mm以内， 见表4。当铰接油缸行程差超出范围时，及时通过安装转弯环 （调节安装点位）或调节盾构机掘进姿态来进行调整。
掘进地段参数
砂卵石地层正常掘进段（半径段）
铰接油缸行程差（mm）
≤60
三、掘进参数选择
3.5土仓压力的设定
盾构机在掘进施工中土仓压力 的设定值，应根据盾构埋深、 所在位置的土层状况以及监测 数据进行不断的调整才能达到 最佳，在本段砂卵石地层中掘 进中土仓压力详见表5
一、工程概况
一、工程概况
中国中铁隧道集团
1、工程简介 成都地铁4号线一期工程土建4标【苏坡立交站～清江路口站～成温立交
站～草堂路站】区间隧道起于苏坡立交站东端，止于草堂路站西端。如图1所 示。
一、工程概况
中国中铁隧道集团
例析砂卵石地层盾构施工
例析砂卵石地层盾构施工引言：成都地铁采用盾构法施工已经多年了，盾构掘进技术有所突破，但在复杂地质条件下盾构掘进超方现象还是时有发生，导致地表产生塌陷风险。
成都地铁4号线二期西延线土建6标1队盾构施工区域，大粒径漂卵石地层土压平衡盾构掘进过程进行压力控制，掘进参数摸索制定、渣土改良、降低超方、移动围挡等，确保地表安全。
一、工程概况成都地铁4号线二期工程土建6标1队盾构施工主要工程数量有：1#盾构井～凤溪站～南熏大道站～光华公园站区间，左线区间长2126.408m，右线区间长2110.577m，盾构掘进总长度为4236.985m。
盾构施工顺序为：凤溪站→南熏大道站→光华公园站；凤溪站→1#盾构井。
盾构区间隧道施工顺序图成都地铁4号线二期工程土建6标1队盾构施工区域难度大，很具有代表性的是凤溪站～南熏大道站盾构区间，凤南区间全长878m，起于南熏大道二段与向阳大道交叉口西侧，沿南熏大道二段、上林宽境右侧绿化带、光华大道三段下方穿行至南熏大道站。
区间下穿凤溪河渠及多处雨污水管线，旁穿中国人民武装警察部队水电第九支队、中国人民武装警察部队水电第十支队、柳城谊苑和上林宽境等多处商住区。
正线线路共4处曲线，最小曲线半径为300m，最大为400m，纵断面采用“V”型節能坡型式，最大纵坡25‰，最小纵坡2‰，区间最小埋深约9.7m，最大埋深约15.5m。
区间左线在ZDK20+366.024=ZDK20+350.000设16.024m长链，区间隧道右线全长862.299m，左线全长878.324m。
联络通道兼泵房设置于ZDK20+281.000，覆土约15.8m，采用矿山法施工。
管片衬砌环宽1500mm和1200mm，外径Φ6000mm、内径Φ5400mm、厚度300mm，C50混凝土、6块/环分块形式，错缝拼装。
二、工程地质及水文地质情况盾构区间主要穿越〈2-9-2〉中密卵石土、〈2-9-3〉密实卵石土和〈3-8-3〉密实卵石土地地层，漂卵石含量70～90%，卵石粒径一般为20～200mm，漂石含量根据探坑揭示含10～25%，漂石粒径集中在200～300mm ，凤南区间大于300mm粒径漂石含2～5%（体积比），漂卵石抗压强度41～299MPa。
成都地区富水砂卵石地层盾构到达施工技术
2富水砂卵石地层盾构到达施工技术
2.1到达端头加固
2.1.1超前大管棚加固
区间盾构到达洞门拱部采用“大管棚+注浆”方式超前加固，主要施工参数如下：（1）大管棚钢管采用φ108mm，壁厚6mm的无缝钢管管棚分节安装施作，规格3m×5节=15m；（2）管棚布置范围为拱顶120°范围内，管棚孔口位置在盾构拱部开挖轮廓线外200mm位置环形布置，钢管环向中心间距400mm；（3）注浆管上钻孔，孔径10mm，孔间距200mm，梅花形布置；（4）注浆浆液采用水泥浆，水泥浆水灰比0.8：1，注浆压力控制0.2～0.4Mpa。
引言
盾构到达施工是盾构施工高风险之一，处理不当将出现端头涌泥涌沙、端头坍塌导致地面沉陷及管线破坏等不良事件。盾构到达段地层覆盖较薄、地层松散，存在较厚透水性较差的砂层地质；地下管线较多且错综复杂，降水井设置及降水难度大。为保证盾构顺利到达接收降低施工风险，本文依托成都地铁三号线二三期工程龙桥路站~双凤桥站区间盾构到达接工程情况，对盾构到达中施工环节加以简要阐述和总结。
成都地区富水砂卵石地层盾构到达施工技术
摘要：盾构到达施工是盾构施工高风险之一，本文根据成都地铁3号线二三期工程龙桥路站~双凤桥站区间盾构机到达施工为工程背景，简要概述了富水砂卵石地层盾构机到达接收端头加固的相关施工控制技术，总结了施工过程中的几个关键注意事项，可为以后类似工程提供参考和借鉴。
关键词：富水砂卵石地层；盾构到达；端头加固
2.2.2地面钻孔加固
地面辅以袖阀管深孔注浆加固，袖阀管采用直径Ф38mm的PE管，注浆孔间距5m，每排3个注浆孔，车站端头15m范围梅花型布置，孔深至隧道中心位置处。地表打孔前进行人工探挖深度不小于3m，以免对管线造成破坏，钻孔完成后放入PE管采用后退式注入水泥浆进行地层加固。
成都砂卵石泥岩复合地层盾构掘进常见问题及处理措施探讨
Engineering Equipment and Materials | 工程设备与材料 |·107·2019年第10期成都砂卵石泥岩复合地层盾构掘进常见问题及处理措施探讨黄 彭（中铁城市投资发展集团有限公司，四川 成都 610000）摘 要：目前成都地铁建设正处于井喷式发展阶段，在建及尚未运营的盾构区间有近100条，分布于成都市不同区域，而其中很大部分会涉及到复合地层，盾构在砂卵石泥岩复合地层中掘进存在参数多变、沉降、结饼等诸多风险。
关键词：复合地层；盾构适应性；地面沉降；刀盘结泥饼中图分类号：U455.43 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2019）10-0107-02作者简介：黄彭（1983—），男，工程师，研究方向：工程管理。
成都市复合地层复杂多样，最常见的为盾构刀盘上部为砂卵石，下部为泥岩地质。
砂卵石地层富水、渗漏系数大、卵石间松散程度不一；泥岩地质为板块状，总体强度较高，局部遇水易出现软化。
对于岩土性质存在差异，控制参数不同的地质，盾构掘进过程中需在总结经验的基础上加以应用。
文章以成都地铁穿越砂卵石泥岩复合地层为例，通过对这一特殊地质条件下常见问题及原因分析，提出实施过程中的相应措施，为后续工程提供相应经验及参考。
1 成都复合地层基本情况成都地区主要为岷江冲击平原，上部有人工填土层及黏粉土。
中部砂卵石呈褐灰色、浅灰色，含量介于40%～85%，粒径主要分布在20～180mm ，磨圆度较好，分选性较差，卵石间为细颗粒填充且分布不均，多数为中密、密实地层。
下部泥岩为白垩系中统灌口组（K2），以中风化、强风化为主，抗压强度1.5～5MPa ，软化系数为0.2左右。
该复合地层中盾体断面多在砂卵石及泥岩地层中掘进。
2 盾构机适应性优化调整盾构刀盘设置要在综合分析工程地质条件的基础上确定刀具类型及布置，成都市岷江冲击平原，地质中下层以卵石类土为主，考虑到经济性普遍使用偏重于卵石类设计的土压平衡盾构，对于出现的复合地层，需对盾构机进行适度改造。
成都地铁富水砂卵石地层盾构施工
成都地铁富水砂卵石地层盾构施工三航南京分公司李龙[摘要]成都地铁17号线一期工程位于成都温江城区，首次采用大盾构施工。
本文结合成都17号线地铁 实际施工经验，介绍了盾构法在富水卵石层施工的运用及盾构选型、掘进参数、碴土改良、刀具磨损等一系列施 工内容,详细分析了各项参数的最佳匹配。
[关键词]盾构施工富水卵石层1工程概况成都轨道交通17号线一期工程某区间，单线长度为1547 m,线路中心间距16.8 m,覆土厚度10~21 m,隧道开挖直径08.63 m，管片内径07.5 m、外径08.3 m，环宽1.5 m，双面楔形40 mm，最小平曲线半径600 m，最大1 200 m。
盾构区间分别下穿了成温邛高 速公路、全兴酒厂厂房、战备渠桥梁、凤溪河 等建(构)筑物，见图1。
市五择溪河站子i桐庙停车场蚊龙工业港站]蛟圪丨港南彭镇北站—期工程期工程1图1成都17号线一期线路平面图2地质水文条件2.1工程地质<3-8-2>中密卵石土(Q:ifg|w):灰色、灰 黄色，中密，饱和，中细砂充填,卵石成份主要 为石英岩、花岗岩，呈圆状、亚圆状，层厚4.4〜5.6 m,埋深6.0~13.0 m,区间普遍分布。
<3-8-3>密实卵石土(Q f»*):灰色、灰 黄色，密实，饱和，卵石粒径一般20〜190 mm,中细砂充填，局部含砂量较大，卵石成份主要 为石英岩、花岗岩、石灰岩，呈圆状、亚圆状。
该段含漂石，最大约380 mm。
麵充计分析，卵石最大缝可倉離75%，漂石粒径在20〜70 cm之间，其中20~40 cm 的漂石体积含量约占7.4%,大于40 cm的漂 石体积含量约占2%。
2.2水文地质成都位于平原岷江水系丨级阶地，地貌 上属于岷江冲洪积扇状平原I级阶地，为侵 蚀~堆积地貌。
地下水主要有2种类型：一是 赋存填土层的上层滞水，二是第四系砂卵石 层的孔隙水,水量变化大且不稳定，对工程有 一定影响。
盾构机在砂卵石及中风化泥岩复合地质情况下掘进技术
盾构机在砂卵石及中风化泥岩复合地质情况下掘进技术摘要：盾构隧道掘进机，简称盾构机。
是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。
盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。
该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。
挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
不同的地质构造对盾构机的正常掘进安全影响不同，依托成都轨道交通30号线双寺区间工程，本文对盾构机在砂卵石及中风化泥岩复合地质情况下掘进技术进行了详细阐述，希望能为同行提供一些借鉴和参考。
关键词：盾构机；砂卵石；中风化泥岩；复合地质；掘进技术1砂卵石及中风化泥岩复合地质砂卵石，对于浑圆状颗粒，分为圆砾石、卵石、漂石、砾石土、砂卵石等;对棱角状颗粒，分为角砾石、碎石、块石、碎石土等。
砂卵石是一种典型的力学不稳定地层，颗粒之间的空隙大，没有粘聚力，砂卵石地层在无水状态下，颗粒之间点对点传力，地层反应灵敏。
刀盘旋转切削时地层很容易破坏原来的相对稳定或平衡状态而产生坍塌,引起较大的围岩扰动使开挖面和洞壁失去约束而产生不稳定。
泥岩风化特点，泥岩构成的崖壁风化速度快，而结核形成的石蛋风化速度慢，当泥岩层层风化剥落石蛋就慢慢孕育而出。
中风化泥岩是软质岩。
岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分发生变化的现象。
导致上述现象的作用称风化作用。
风化岩划分为未风化岩、微风化岩、中等风化岩、强风化岩、全风化岩与残积土。
泥岩弱固结的粘土经过中等程度的后生作用（如挤压作用、脱水作用、重结晶作用及胶结作用等）即可形成强固结的泥岩和页岩。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
泥水平衡盾构
中铁十三局集团第二工程有限公司
3、盾构掘进中的超挖现象
超挖范围 前盾 刀盘 受扰动区域
未扰动区域
图3 刀盘对掌子面的扰动区域及超挖范围
中铁十三局集团第二工程有限公司
4、盾构超挖塌陷机理
地表
地表
地表 地表塌陷
地表
粘土层
粘土层
粘土层
空洞
松散粘土层
密实砂卵石层
密实砂卵石层
空洞
松散砂卵石层
松散砂卵石层
水浸后砂卵石层
水浸后砂卵石层
密实砂卵石层
密实砂卵石层
密实砂卵石层
一、超挖后拱顶地层示意图
二、掘进十几天后的砂卵石层示意图
三、松散地层地下水位上升后示意图
四、超挖最终导致地表塌陷示意图
中铁十三局集团第二工程有限公司
5、注浆回填方法
• • • •
同步注浆； 二次注浆； 顶管注浆； 地表钻孔注浆；
8、成都砂卵石地层特殊地段处理
• 进出洞门； • 长期渗水地段； • 粉细砂层；
中铁十三局集团第二工程有限公司
谢谢!
中铁十三局集团第二工程有限公司
同步注浆
中铁十三局集团第二工程有限公司
6、渣土改良方法 泡沫+水
中铁十三局集团第二工程有限公司
7、刀具配置 卵石以破碎为主
中铁十三局集团第二工程有限公司
刀具改进
中铁十三局集团第二工程有限公司
刀具改进
中铁十三局集团第二工程有限公司
刀盘的其它改进的措施
中铁十三局集团第二工程有限公司
中铁十三局集团第二工程有限公司
2、砂卵石地层盾构选型
中铁十三局集团第二工程有限公司
土压平衡盾构
1 6
8 2
3
4
5
7
• 1. 掌子面 • 2. 刀盘 • 3. 土仓(压力仓) • 4. 土仓隔板 • 5. 掘进油缸 • 6. 螺旋输送机 • 7. 管片拼装机 • 8. 管片
中铁十三局集团第二工程有限公司
中铁十三局集团第二工程有限公司
成都砂卵石地层 盾构掘进技术总结
中铁十三局集团 第二工程有限公司
2010年4月25日
中铁十三局集团第二工程有限公司
• • • • • • • •
1 工程概况 2 砂卵石地层盾构选型 3 盾构掘进中的超挖现象 4 盾构超挖塌陷机理 5 注浆回填方法 6 渣土改良方法 7 刀具配置 8 特殊地段处理
中铁十三局集团第二工程有限公司
• 1、工程概况 • 成都地铁2号线2标盾构标段隧 道主要穿越砂卵石层，卵、砾 石成分以灰岩、砂岩、石英岩 等为主，呈圆形～亚圆形，粒 径大小不一，分选性差。卵石 含量约68%，粒径以30～ 100mm为主，初探揭示最大粒 径180mm，根据试验段探井和 天府广场基坑揭示最大粒径达 530～550mm，圆砾含量约10 ％，兼夹漂石，漂石最大粒径 270mm。卵石硬，最大强度可 达200MPa。卵、砾石以中等风 化为主。充填物主要为中细砂、 及少量粘性土。卵石土层顶板 埋深8.2～16.0m。