1、三線并行隧道盾構(gòu)法下穿鐵路施工工法1.前言上海市軌道交通9號(hào)線一期工程R413標(biāo)段盾構(gòu)隧道由正線（雙線）及出入段線（兩段）兩部分組成，全長6249.676m，采用盾構(gòu)法施工。兩岔道井將區(qū)間正線分割成三部分共六段盾構(gòu)隧道。在正線的東、西岔道井之間及線路北側(cè)為東、西車輛出入段線，呈“八”字形分布，區(qū)間上、下行線和東出入段線三線并行隧道在東西岔道井之間下穿越運(yùn)營時(shí)速達(dá)140km/h的雙線既有滬杭干線鐵路，隧道拱頂距鐵路覆土僅7.9m。中鐵二局股份有限公司城通公司聯(lián)合設(shè)計(jì)單位和大專院校開展了科技創(chuàng)新，取得了“三線近距、斜交、小半徑、大坡度地鐵盾構(gòu)法施工綜合技術(shù)”研究成果，于2007年通過四川省科技成果

2、鑒定，獲得四川省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。我們對(duì)此技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，形成了本工法。2.工法特點(diǎn)2.1有效地保護(hù)既有鐵路、上行列車及鄰近既有建筑物、管線，很好的控制地表沉降，使盾構(gòu)施工中對(duì)其影響非常之小。 2.2 適用范圍廣，不僅適用于下穿鐵路，也適用于下穿公路及既有建構(gòu)物。2.3 充分利用精密儀器的監(jiān)控量測(cè)作用，及時(shí)反饋信息，調(diào)整加固參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)，保證鐵路正常運(yùn)行。3.適用范圍軟土地區(qū)土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)小凈距并行或下穿鐵路掘進(jìn)施工。4.工藝原理利用三維有限元數(shù)值模擬對(duì)三孔盾構(gòu)施工的相互影響及受鐵路列車振動(dòng)的影響進(jìn)行了研究，對(duì)三孔盾構(gòu)施工的施工順序進(jìn)行比選，確定最佳推進(jìn)順序，并根據(jù)相關(guān)地表變形和結(jié)構(gòu)強(qiáng)

3、度要求，選定鐵路路基加固的方案；采用荷載結(jié)構(gòu)模型，計(jì)算確立鐵路列車動(dòng)載下的盾構(gòu)管片配筋加強(qiáng)方案；利用詳細(xì)的地基加固方案及具體的管片輔助措施，明確的監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目和頻率，及時(shí)優(yōu)化的盾構(gòu)施工參數(shù)控制的綜合運(yùn)用，保障了盾構(gòu)下穿鐵路的順利施工。將數(shù)據(jù)處理和信息反饋技術(shù)應(yīng)用于施工，利用監(jiān)控量測(cè)指導(dǎo)施工，動(dòng)態(tài)修正施工方法和支護(hù)參數(shù)，以信息化施工技術(shù)為貫穿全過程的主線，全面控制和優(yōu)化盾構(gòu)施工參數(shù)，確保施工安全、快速。5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程圖5.1 施工工藝流程圖5.2操作要點(diǎn)5.2.1選擇盾構(gòu)掘進(jìn)順序利用三維有限元對(duì)各施工順序和方法進(jìn)行模擬，計(jì)算各施工順序工況條件下的地表位移、結(jié)構(gòu)內(nèi)力變

4、化，并結(jié)合模型試驗(yàn)結(jié)果選定盾構(gòu)掘進(jìn)順序：先逐一施工兩側(cè)的隧道，后施工中間的隧道；5.2.2根據(jù)三維有限元模擬確定加固鐵路路基的方法按照實(shí)際工況，建立三維連續(xù)介質(zhì)有限元模型，分析列車動(dòng)載對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響，得到了動(dòng)應(yīng)力的分布規(guī)律，并根據(jù)動(dòng)應(yīng)力的影響程度，確立加固鐵路路基的方法。5.2.3地基加固類型及范圍三線盾構(gòu)隧道下穿鐵路施工前，對(duì)下穿區(qū)域鐵路路基采取分區(qū)域加固的保護(hù)措施，下穿區(qū)域鐵路線路兩側(cè)B區(qū)設(shè)4.2m厚1.2m旋噴樁四排，咬合量為0.2m；樁間范圍內(nèi)A區(qū)及其外側(cè)路基C區(qū)分層注漿加固。加固區(qū)域如圖5.2.3-1和圖5.2.3-2所示。其中A、C區(qū)為注漿加固區(qū)，具體參數(shù)要求如下：A區(qū)：主加固區(qū)

5、，分層注漿加固，要求Ps1.0MPa；C區(qū)：次加固區(qū)，分層注漿加固，要求Ps=1.0MPa；B區(qū)：旋噴加固區(qū)，旋噴樁起加固和隔斷及控制變形的作用。加固要求逐漸降低，土體強(qiáng)度介于A、C之間，形成過渡。圖5.2.3-1 地基加固平面圖（單位：mm）圖5.2.3-2 地基加固立面圖（單位：mm）5.2.4旋噴樁加固沿鐵路兩側(cè)進(jìn)行高壓旋噴樁加固施工，每側(cè)在距鐵路對(duì)稱中心線7.5m外設(shè)4.2m寬的旋噴樁加固區(qū)。旋噴樁起加固和隔斷及控制變形的作用。旋噴樁單樁直徑為1.2m，在加固范圍內(nèi)滿布旋噴樁，樁與樁相互咬合量為0.2m。加固土體強(qiáng)度qu0.8Mpa，滲透系數(shù)k10-8cm/s，水泥摻入量360kg/m

6、3。5.2.5分層注漿加固在旋噴加固施工完成后，對(duì)鐵路兩側(cè)進(jìn)行分層分塊注漿加固。采用分層斜孔注漿，注漿孔與地面的夾角為30，層高為0.50.8m。采用復(fù)合漿液，縮短膠凝時(shí)間，以控制注漿壓力和擴(kuò)散范圍，減小注漿對(duì)基床的影響；第一層斜孔注漿完成后，進(jìn)行下部深層注漿加固，注漿壓力和注漿速度應(yīng)根據(jù)線路變形的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整；注漿加固區(qū)域如前“地基加固平面圖、立面圖”所示。1、施工工藝流程分層注漿加固地層工藝流程見下。放線定位布孔鉆機(jī)就位對(duì)中校正機(jī)械傾斜角鉆孔安放塑料閥管，土體回縮插入注漿管封口注漿分層上拔注漿管圖5.2.5 分層注漿加固地層工藝流程圖填充加固層以上的空隙段結(jié)束2、施工工藝先施工主加固區(qū)

7、的第一和第二排斜孔，上部形成封閉層，加固24小時(shí)后施做主加固區(qū)下部土體，最后施做次加固區(qū)。采用分層注漿加固，實(shí)施第一和第二層斜孔注漿，注漿漿孔距50cm，注漿孔與地面的夾角為300，孔底距線路對(duì)稱中心線的路基底為4.33m，采用復(fù)合早強(qiáng)漿液，縮短膠凝時(shí)間，以控制注漿壓力和擴(kuò)散范圍，注漿壓力和注漿速度根據(jù)線路軌道變形的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，減小注漿對(duì)基床的影響；主加固區(qū)第一和第二層斜孔注漿完成后，下部深層注漿加固采用的注漿孔與地面的夾角由30逐漸加大。次加固區(qū)采用豎直施做注漿孔，退拔式一次性分層注漿加固完成。1）成孔及注漿成孔注漿前，先做幾個(gè)注漿孔試壓，注漿壓力和注漿量以鐵路軌道頂面不沉隆為控制標(biāo)準(zhǔn)

8、，取得經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，方可進(jìn)行正式施工。 孔位布置：主加固區(qū)域注漿斜孔按梅花形布置，孔距500mm；次加固區(qū)域采用豎直施做注漿孔，梅花形布置，孔距500mm。注漿管布置圖見圖5.2.5-1和5.2.5-2所示：圖5.2.5-1注漿管布置平面圖圖5.2.5-2注漿管布置剖面圖 鉆孔：注漿孔定位、鉆機(jī)定位并校正垂直度和傾斜度，鉆機(jī)造孔至設(shè)計(jì)底標(biāo)下0.3m，鉆孔的位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于50mm。 安放塑料閥管并封口，以防泥土流入管內(nèi)影響施工 插管：將噴管插入花管內(nèi)，接上注漿管，封堵管口 注漿：第一次注漿完成后，將注漿管向上再提升40cm，開始第二次地基土注漿，同樣工序重復(fù)施工就可由下而上完成整個(gè)加

9、固厚度范圍的注漿作業(yè)。注漿流量1520L/min，注漿壓力一般為0.2 Mpa，以下壓力逐漸加大，但最大不超過0.6 Mpa，注漿壓力和注漿量以鐵路軌道頂面不沉隆為控制標(biāo)準(zhǔn)。 沖洗：噴射施工完畢后，應(yīng)把注漿管等機(jī)械設(shè)備沖洗干凈，管內(nèi)、機(jī)內(nèi)不得殘留水泥漿液。 移動(dòng)機(jī)具：將鉆機(jī)等機(jī)具移到新孔位上。 拔出注漿管，用砂漿將鉆孔留下的空隙填滿，保證今后土方開挖時(shí)，土體的相對(duì)穩(wěn)定。 注漿順序按跳孔間隔、先外圍后內(nèi)部的方式進(jìn)行。2）漿液材料的選擇及配制 材料的選擇采用水泥液注漿材料，普通32.5水泥，保證新鮮無結(jié)塊。水玻璃：模數(shù)2.53.3，濃度3045波美度 配合比水灰比為0.5，并摻加適量的速凝促進(jìn)劑。

10、每立方土體需用水泥176kg、水玻璃5.67kg、促進(jìn)劑10.3kg；漿液初凝時(shí)間：A區(qū)3090s，C區(qū)150600s5.2.7加固施工時(shí)壓力釋放。旋噴樁、注漿加固時(shí)對(duì)土體產(chǎn)生一定的擾動(dòng)，隨土體密實(shí)形成的隆起或沉降量超標(biāo)會(huì)影響鐵路的正常運(yùn)行。施工時(shí)采用在兩側(cè)設(shè)各設(shè)多排100-150預(yù)埋鋼花管泄壓孔，每排中管間間距、管長及與地面夾角根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定。發(fā)現(xiàn)地面有隆起超過設(shè)計(jì)要求時(shí)立即打開泄壓孔讓多余的水泥漿液排出土體外，從而達(dá)到規(guī)范及設(shè)計(jì)的要求。5.2.8加強(qiáng)管片配筋在下穿鐵路施工時(shí)，由于上部有列車動(dòng)載時(shí)，根據(jù)數(shù)值模擬試驗(yàn)對(duì)鋼筋混凝土管片采取加強(qiáng)措施。采用荷載結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)三維動(dòng)力計(jì)算得到的動(dòng)應(yīng)

11、力作為列車荷載，對(duì)單圓盾構(gòu)隧道橫斷面的內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算，對(duì)鐵路下方中心線左右兩側(cè)各30m的范圍內(nèi)的鋼筋混凝土管片配筋進(jìn)行加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)鐵路路基下方的管片摻入鋼纖維以增強(qiáng)其抗裂性。具體配筋加強(qiáng)方案為：鐵路中心線左右兩則各6m的范圍內(nèi)采用鋼纖維砼管片，其他區(qū)域仍采用鋼筋砼管片，鋼纖維砼管片外采用24m的過渡區(qū)，過渡區(qū)內(nèi)的配筋比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加，過渡區(qū)外采用標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)的配筋量。 5.2.9 穿越前進(jìn)行模擬掘進(jìn)設(shè)置合理長度的模擬掘進(jìn)區(qū)，模擬穿越建筑物的工況條件，設(shè)置能準(zhǔn)確掌握類似變形的監(jiān)測(cè)儀器，將監(jiān)測(cè)數(shù)值與施工管理標(biāo)準(zhǔn)值、允許值比較；同步記錄盾構(gòu)機(jī)密封倉土壓力、盾構(gòu)掘進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)速、同步注漿等數(shù)據(jù)，查看

12、在各種參數(shù)控制下盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)的影響，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理，找出上述參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)，從而進(jìn)行穿越段土壓力設(shè)定、掘進(jìn)速度和同步注漿等關(guān)鍵參數(shù)的初始設(shè)定。在總結(jié)施工參數(shù)和盾構(gòu)穿越施工方法后，再正式穿越鐵路，以此確保盾構(gòu)順利穿越鐵路，并將影響降到最低。5.2.10選擇三線盾構(gòu)施工參數(shù)在盾構(gòu)穿越鐵路前，根據(jù)一定的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)信息，設(shè)定盾構(gòu)機(jī)的穿越施工參數(shù)： 1、合理設(shè)定正面土壓力：三線隧道的土倉壓力以開挖面前端土體略微隆起約0.51mm為宜；2、加強(qiáng)同步注漿：在穿越鐵路期間先行兩側(cè)隧道每環(huán)同步注漿量均為2.5m3，漿液稠度為910，后行中間隧道每環(huán)同步注漿量均為2.7m3，漿液稠度為1011；3、控制掘進(jìn)速度

13、：先行兩側(cè)隧道盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制在3cm/min，后行中間隧道盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制在2cm/min；4、控制軸線偏差：在每環(huán)拼好后，及時(shí)測(cè)量盾構(gòu)和成環(huán)管片與設(shè)計(jì)軸心的偏差，先行兩側(cè)隧道糾偏量3mm/環(huán)，后行中間隧道糾偏量2mm/環(huán)，然后根據(jù)每環(huán)的測(cè)量結(jié)果和管片四周間隙情況，對(duì)盾構(gòu)機(jī)下一環(huán)的推進(jìn)提供精確依據(jù)，及時(shí)調(diào)整各區(qū)千斤頂?shù)纳扉L量；5、利用預(yù)埋注漿孔進(jìn)行壁后二次注漿：在三線隧道并行段增設(shè)注漿孔管片，每環(huán)16個(gè)注漿孔，在后行隧道施工前，對(duì)先行完成的兩條隧道進(jìn)行注漿加固，加固范圍為管片壁后2m，土體強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度后才施工后行隧道，后行中間隧道每掘進(jìn)完成5環(huán)，及時(shí)進(jìn)行注漿加固，二次注漿的漿液為雙漿液，

14、漿液組成為水泥、水玻璃，漿液稠度910cm，漿液重量配比：水：水泥：水玻璃為1：1.21.5：0.050.1，注漿壓力0.3Mpa，注漿量0.3-0.5m3，注漿速度10-15L/min；5.2.11監(jiān)測(cè)技術(shù)與分析監(jiān)測(cè)主要由洞外觀察和周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)兩部分組成。其目的是把周圍環(huán)境，特別是既有鐵路線在施工期間的變形情況，及時(shí)地反饋給施工方，使之能夠迅速調(diào)整、優(yōu)化施工方法，以確保本工程和鐵路行車安全。1、監(jiān)測(cè)內(nèi)容：1）地表沉降在盾構(gòu)下穿鐵路線兩側(cè)范圍內(nèi)，垂直于盾構(gòu)推進(jìn)方向各設(shè)置7道地表沉降觀測(cè)斷面。沿隧道中線上方地面設(shè)置9道地表沉降觀測(cè)斷面。地表沉降點(diǎn)見下圖DM（1-9）-（1-7）。2）線路沉降及方

15、向偏移在盾構(gòu)推進(jìn)前先在地面上布置好變形觀測(cè)點(diǎn)。在穿越區(qū)設(shè)置3道橫向沉降觀測(cè)斷面（鐵路線路中心各設(shè)置一個(gè)斷面，鐵路上下行線的線間設(shè)置一個(gè)斷面）；橫向觀測(cè)斷面上測(cè)點(diǎn)布置與地表沉降相同，沉降點(diǎn)位采用鋼深層沉降點(diǎn)。沉降點(diǎn)見下圖DM（1-9）-（3-5）兼作鐵路線路中心部分沉降觀測(cè)點(diǎn)，鐵路軌面觀測(cè)點(diǎn)GM1GM10設(shè)置在鋼軌扣件螺栓軸上，由于鐵路整道，此類點(diǎn)的單次變形量比較有意義。SP1SP6為線路偏移觀測(cè)點(diǎn)。圖5.2.11-1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖3）分層沉降值設(shè)置分層沉降管4根，2根位于主加固區(qū)范圍內(nèi)，2根位于次加固區(qū)范圍內(nèi)，管內(nèi)磁環(huán)豎向間隔1m布置。4）管片靜力測(cè)試針對(duì)三線隧道下穿鐵路和隧道相互間近接施工的

16、難點(diǎn)，對(duì)管片結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，以檢校設(shè)計(jì)管片的受力情況，在鐵路路基下方管片內(nèi)埋入傳感器，測(cè)設(shè)鋼筋及管片應(yīng)力。傳感器采用JXG型鋼筋應(yīng)力傳感器（下簡稱鋼筋計(jì)）和JXH型埋入式應(yīng)變傳感器（下簡稱應(yīng)變計(jì)）。傳感器在管片環(huán)的上埋置位置如圖5.2.11-2所示。圖5.2.11-2管片靜力測(cè)點(diǎn)埋設(shè)圖5）隧道內(nèi)沉降監(jiān)測(cè)在盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，在拼裝好的管片上，布置隧道沉降觀測(cè)點(diǎn)，及時(shí)了解隧道推進(jìn)后的沉降以便采取二次注漿等措施防止隧道沉降引起地面沉降，沉降點(diǎn)布置在管片拱底塊的平臺(tái)上，點(diǎn)位對(duì)稱布置，在鐵路影響范圍內(nèi)每2環(huán)管片布置一組。2、監(jiān)測(cè)頻率：1）地表加固：地面隆沉觀測(cè)：頻率2次/天；深層土體沉降監(jiān)測(cè)：頻

17、率1次/天。2）盾構(gòu)推進(jìn)穿越線路：按照每條盾構(gòu)線的推進(jìn)過程將監(jiān)測(cè)工作又分為以下3個(gè)重點(diǎn)：a盾首距離鐵路路基25m處盾首切入路基前根據(jù)盾構(gòu)推進(jìn)施工影響范圍，選擇每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)單獨(dú)過鐵路時(shí)各監(jiān)測(cè)橫斷面上對(duì)應(yīng)觀測(cè)點(diǎn)。每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)此階段監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下：地面隆沉觀測(cè)：頻率2次/天；路基隆沉觀測(cè)：頻率2次/天。線路隆沉位移觀測(cè)：頻率2次/天；深層土體沉降監(jiān)測(cè)：頻率1次/天。隧道內(nèi)沉降監(jiān)測(cè)：頻率2次/天。b盾首切入鐵路路基盾尾遠(yuǎn)離路基5m。此階段為監(jiān)測(cè)重點(diǎn)。每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)此階段監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下：地面隆沉觀測(cè)：頻率2次/天；路基隆沉觀測(cè)：頻率1次/2h。線路隆沉位移觀測(cè)：頻率1次/2h；深層土體沉降監(jiān)測(cè)：頻率1次/天。隧道內(nèi)

18、沉降監(jiān)測(cè)：頻率4次/天；應(yīng)力測(cè)試點(diǎn)：頻率2次/天c盾尾遠(yuǎn)離路基5m盾尾遠(yuǎn)離路基25m范圍。此階段仍然主要觀測(cè)路基及線路變形情況，直至觀測(cè)值穩(wěn)定收斂。每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)此階段監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下：地面隆沉觀測(cè)：頻率2次/天。路基隆沉觀測(cè)：頻率4次/天，觀測(cè)期2天。頻率降為2次/天，觀測(cè)3天。若觀測(cè)值趨于穩(wěn)定，則1次/周觀測(cè)持續(xù)一月后結(jié)束。線路隆沉位移觀測(cè)：頻率4次/天，觀測(cè)期2天。頻率降為2次/天，觀測(cè)3天。若觀測(cè)值趨于穩(wěn)定，則1次/周觀測(cè)持續(xù)一月后結(jié)束。深層土體沉降監(jiān)測(cè)：頻率1次/天；隧道內(nèi)沉降監(jiān)測(cè)：頻率2次/天；應(yīng)力監(jiān)測(cè)：頻率2次/天。6勞動(dòng)力組織本工法的勞動(dòng)力組織見表6表6 勞 動(dòng) 力 組 織 表序號(hào)崗位

19、工種人數(shù)序號(hào)崗位工種人數(shù)一、盾構(gòu)施工1盾構(gòu)司機(jī)機(jī)修工29維修工電焊工22電瓶車司機(jī)機(jī)修工410電工13管片拼裝土建工611涂料制作普工34井口底吊運(yùn)普工412管片吊運(yùn)起重工25拌漿普工213測(cè)量測(cè)量工26龍門吊司機(jī)起重工314施工及技術(shù)負(fù)責(zé)人27充電普工28維修工機(jī)修工4合計(jì)39人二、旋噴加固1施工及技術(shù)負(fù)責(zé)人24拌漿人員普工62作業(yè)領(lǐng)班土建工25機(jī)修工機(jī)修工43司鉆及操作126電工1合計(jì)27人三、注漿加固1施工及技術(shù)負(fù)責(zé)人2人3起重工2人2注漿12人4攪拌普工8人3機(jī)械操作手24人電工及機(jī)修7合計(jì)55人四、監(jiān)控量測(cè)1量測(cè)負(fù)責(zé)人22測(cè)工4合計(jì)6人五、測(cè)量1量測(cè)負(fù)責(zé)人22測(cè)量3合計(jì)5人六、其他1

20、專職安全員22聯(lián)絡(luò)員2合計(jì)4人7.材料與設(shè)備本工法無需特別說明的材料，采用的機(jī)具設(shè)備見表7。表7 主要施工機(jī)械設(shè)備表序號(hào)名稱規(guī)格(型號(hào))單位數(shù)量一旋噴加固1旋噴樁設(shè)備PG-1500臺(tái)62高壓泵3D2-5Z臺(tái)63灌漿泵HB-80臺(tái)64泥漿泵BW-150 150/min臺(tái)65拌漿機(jī)JW-180 180L臺(tái)66注漿機(jī)NZ130B 700L/h臺(tái)67注漿泵KBY-50/70 50L/min臺(tái)68空壓機(jī)w-9-7臺(tái)6二注漿加固1注漿泵HYB50/50臺(tái)122攪拌機(jī)200L臺(tái)63液壓鉆機(jī)XU3002型臺(tái)124注漿管60mmm2805拔管腳架3T臺(tái)2三盾構(gòu)施工1土壓平衡盾構(gòu)機(jī)6340mm臺(tái)22盾構(gòu)施工配套設(shè)

21、備套13雙液注漿泵UB3臺(tái)14電動(dòng)空壓機(jī)4L-20/8臺(tái)15攪拌機(jī)200L臺(tái)1四監(jiān)控量測(cè)1光學(xué)經(jīng)緯儀DJ2-1臺(tái)12徠卡全站儀TC2002型臺(tái)13S1水準(zhǔn)儀S1臺(tái)14銦鋼尺臺(tái)1五測(cè)量儀器1徠卡全站儀TCR 1102臺(tái)12電子水準(zhǔn)儀DINI12臺(tái)13光學(xué)錘準(zhǔn)儀NL臺(tái)14塔尺5M5把15鋼尺50M把18.質(zhì)量控制8.1旋噴加固質(zhì)量保證措施8.1.1嚴(yán)格按照規(guī)定的施工參數(shù)進(jìn)行鉆孔及旋噴作業(yè)。8.1.2認(rèn)真作好施工放樣工作，放樣誤差小于5cm，鉆孔深度誤差小于10cm，垂直度誤差小于1%。8.1.3成孔、旋噴施工程序須做好準(zhǔn)確的記錄。8.1.4嚴(yán)格控制漿液的配合比，做到掛牌施工，定期對(duì)漿液進(jìn)行抽查檢測(cè)

22、工作。8.1.5每根旋噴樁施工完畢后都要對(duì)機(jī)械管路進(jìn)行沖洗。8.1.6水泥堆場(chǎng)加強(qiáng)防雨防潮，保證水泥質(zhì)量。8.2注漿加固質(zhì)量保證措施8.2.1注漿管埋設(shè)深度必須符合注漿深度要求，注漿孔均勻布置，間距適中，保證孔間注漿寬度能相搭接。8.2.2按設(shè)計(jì)配合比配置漿液原材料，配合比要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行試配，控制好漿液的凝結(jié)時(shí)間，水泥不受潮、不接塊，各項(xiàng)指標(biāo)符合國家規(guī)定。8.2.3漿液要充分?jǐn)嚢璨⑦B續(xù)進(jìn)行，使?jié){液均勻、供料不斷，漿液攪拌時(shí)間一般不得少于3min，不大于2h，漿液儲(chǔ)存時(shí)間不能過長，從制備到用完不宜超過4h。嚴(yán)格控制各層的注漿厚度，保證地層注漿均勻。8.2.4嚴(yán)格控制好注漿壓力和注漿量，保

23、證注漿達(dá)到規(guī)定位置。8.2.5漿液在配制過程，控制好計(jì)量精度和漿液的攪拌均勻。8.2.6注漿時(shí)要保證均勻，連續(xù)不間斷進(jìn)行。8.3盾構(gòu)推進(jìn)質(zhì)量保證措施8.3.1掘進(jìn)前明確設(shè)計(jì)線路的各項(xiàng)參數(shù)，通過測(cè)量，判斷出盾構(gòu)機(jī)的當(dāng)前位置，并根據(jù)掘進(jìn)前的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)成果，確定下次掘進(jìn)的各項(xiàng)參數(shù)。掘進(jìn)過程中，值班工程師全過程監(jiān)視盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)，根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)發(fā)出指令。8.3.2每環(huán)推進(jìn)過程中，嚴(yán)格控制平衡土壓力，使切口正面土體保持穩(wěn)定狀態(tài)，以減少對(duì)土體的撓動(dòng)。采取信息反饋的施工方法對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)行質(zhì)量控制，在盾構(gòu)推進(jìn)工程中進(jìn)行跟蹤沉降觀測(cè)，并及時(shí)反饋沉降數(shù)據(jù)，為調(diào)整下階段的施工參數(shù)提供依據(jù)。8.3.3及時(shí)地掌握盾構(gòu)機(jī)的

24、方向和位置，嚴(yán)格對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行姿態(tài)控制，確保隧道施工實(shí)際偏差控制在50mm以內(nèi)。推進(jìn)測(cè)量管理應(yīng)在每推進(jìn)一環(huán)后進(jìn)行，通過對(duì)測(cè)量數(shù)值的分析計(jì)算，及時(shí)地發(fā)布操作指令。根據(jù)不同的情況，通過優(yōu)化盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)、注漿量的控制、二次注漿等施工手段，將地表沉降控制在允許范圍內(nèi)。8.3.4注漿前檢查盾尾的密封性，保證漿液不泄漏，保證注漿管路的暢通。所用砂須細(xì)砂。做好注漿設(shè)備的維修保養(yǎng)，注漿材料的供應(yīng)，保證注漿作業(yè)順利連續(xù)不中斷的進(jìn)行。針對(duì)不同的地質(zhì)情況選擇不同的注漿壓力和注漿量。注漿跟推進(jìn)同步進(jìn)行，且注漿速度應(yīng)與推進(jìn)速度相適應(yīng)；注漿飽滿程度由注漿壓力和注漿量雙重控制。8.3.5根據(jù)高程和平面的測(cè)量報(bào)表和管片間隙，及

25、時(shí)調(diào)整管片拼裝的姿態(tài)，并嚴(yán)格控制管片成環(huán)后的環(huán)、縱向間隙。安裝管片時(shí)要緩慢、均勻，對(duì)好位置后才能上螺栓，切忌大幅度移動(dòng)，強(qiáng)行插入；另應(yīng)避免損壞止水條，避免管片間有較大錯(cuò)臺(tái)。對(duì)襯砌連接螺栓采取一次緊固，三次復(fù)緊的工藝。9.安全措施9.1鐵路線路安全保證措施9.1.1施工期間根據(jù)對(duì)鐵路軌道監(jiān)測(cè)的情況，及時(shí)對(duì)線路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，對(duì)碎石道床進(jìn)行鋪墊和軌道校正，保持鐵路軌道的平順直。9.1.2 所有施工機(jī)具、設(shè)備、車輛在任何情況下均不得侵入鐵路限界；任何單位或個(gè)人不得擅自動(dòng)用鐵路工務(wù)設(shè)備（軌道及配件、軌枕、道床、路基、橋隧涵及各種標(biāo)志）。 9.1.3在線路上的作業(yè)人員必須熟悉鄰線列車運(yùn)行速度、密度和各種信號(hào)顯

26、示方法，認(rèn)真執(zhí)行鐵路安規(guī)有關(guān)人身安全的各項(xiàng)規(guī)定，作業(yè)中，防護(hù)人員應(yīng)隨時(shí)注意了望鄰線來車，做好預(yù)報(bào)和確報(bào)；9.1.4每步工序施工間隔時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握變形數(shù)據(jù)。并請(qǐng)鐵路部門配合檢查線路軌距、水平、高低、方向等幾何尺寸，對(duì)于較大變形盡量馬上糾正；9.1.5盾構(gòu)穿越鐵路時(shí)，在地面準(zhǔn)備道碴等鐵路所需物資，配備足夠的機(jī)動(dòng)設(shè)備、材料、人員，一旦發(fā)生意外情況，在第一時(shí)間內(nèi)投入工作；9.1.6在預(yù)加固和盾構(gòu)推進(jìn)過程中，變形較大危及行車時(shí)，應(yīng)立即停止施工，及時(shí)與鐵路運(yùn)營部門聯(lián)系，同時(shí)配合鐵路養(yǎng)護(hù)維修單位，盡快減緩變形，調(diào)整線路設(shè)備達(dá)到通車條件后，方可放行列車；9.2地基加固安全保證措施9.2.1工

27、地內(nèi)電線不得亂拉亂掛，統(tǒng)一使用標(biāo)準(zhǔn)安全電箱，遵守安全用電制度和持證上崗制，防止用電事故的發(fā)生。9.2.2嚴(yán)格按照安全生產(chǎn)的有關(guān)條例進(jìn)行施工作業(yè)，正確操作使用機(jī)械設(shè)備。施工中隨時(shí)調(diào)整鉆機(jī)垂直度，防止傾倒事故的發(fā)生。9.2.3施工現(xiàn)場(chǎng)做到安全生產(chǎn)，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)正確戴好安全帽。9.2.4人體與噴嘴間的距離不得小于60cm，經(jīng)常檢查各種高壓管道。9.3盾構(gòu)施工安全保證措施9.3.1加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)機(jī)的檢查、保養(yǎng)，每周及穿越鐵路時(shí)由經(jīng)理部組織人員進(jìn)行安全檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改。9.3.2在推進(jìn)過程中，優(yōu)化施工參數(shù)，嚴(yán)格控制隧道軸線，加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)的密度和強(qiáng)度，以減少地表隆沉和先行隧道的變形，確保盾構(gòu)施工安全。9.3

28、.3對(duì)垂直運(yùn)輸起重設(shè)備的索具、鋼絲繩、土箱、管片吊鉤等做到定期檢查，安全使用各種安全裝置，及時(shí)維修。井口吊裝作業(yè)時(shí)配置聲控閃光信號(hào)裝置作警示。9.3.4電瓶車司機(jī)嚴(yán)格執(zhí)行安全行車規(guī)程，加強(qiáng)對(duì)車連接部位的檢查。電瓶車增設(shè)電動(dòng)制動(dòng)剎車裝置，配置行車閃光警示燈；運(yùn)行過程中嚴(yán)禁搭乘車，嚴(yán)格控制行車速度，工作面鋼軌末端設(shè)置電瓶車行使止動(dòng)裝置。電瓶車內(nèi)設(shè)行車監(jiān)控系統(tǒng)。9.3.5管片工作面和拼裝位置做好警示標(biāo)志，管片舉重臂旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人。10.環(huán)保措施10.1將施工場(chǎng)地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)識(shí)醒目，施工場(chǎng)地整潔文明。10.2設(shè)立專用排漿溝、集漿坑

29、，對(duì)廢漿、污水進(jìn)行集中，認(rèn)真做好無害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。10.3定期清運(yùn)沉淀泥砂，做好泥砂、棄渣及其它工程材料運(yùn)輸過程中的防散落與沿途污染措施，廢水除按環(huán)境衛(wèi)生指標(biāo)進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)外，并按當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求的指定地點(diǎn)排放。棄渣及其它工程廢棄物按工程建設(shè)指定的地點(diǎn)和方案進(jìn)行合理堆放和處治。10.4優(yōu)先選用先進(jìn)的環(huán)保機(jī)械。采取設(shè)立隔音墻、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允許值以下，同時(shí)盡可能避免夜間施工。10.5在晴天經(jīng)常對(duì)施工通行道路進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚(yáng)，污染周圍環(huán)境。10.6在盾構(gòu)掘進(jìn)施工過程中，鋪設(shè)良好的管道排水、排污系統(tǒng)，所有生活和生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水及水泥漿液均經(jīng)過過濾、沉淀等方式集中處

30、理后排出，未造成水污染。10.7盾構(gòu)正常掘進(jìn)時(shí)各施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的集土坑能夠滿足臨時(shí)堆土需求，采用加蓋封閉式載重車進(jìn)行棄土晚間運(yùn)輸。為了防止土方運(yùn)輸車輛污染道路，運(yùn)土車輛出去時(shí)在洗車臺(tái)處將車輛輪胎沖洗干凈，防止帶泥上路。10.8嚴(yán)格按照使用要求檢修和保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使用合格的燃料油和潤滑油，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒和工作質(zhì)量，減少發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣對(duì)環(huán)境的污染。11.效益分析11.1本工法避免了對(duì)鐵路正常運(yùn)營的嚴(yán)重影響，施工中鐵路及地表隆沉均在允許范圍內(nèi)，確保了鐵路、道路、管線和建筑物的安全，未造成環(huán)境危害。近距離安全穿越干線鐵路的成功，為多孔隧道的近接工程和各類盾構(gòu)下穿鐵路及重要建筑物的工程提供具體的指導(dǎo)和借鑒，

31、為以后城市地下工程在類似情況下的規(guī)劃建設(shè)提供了可靠的決策依據(jù)和技術(shù)指標(biāo)，新穎的工法技術(shù)將促進(jìn)地下工程施工技術(shù)進(jìn)步，社會(huì)效益和環(huán)境效益明顯。11.2本工法由于采用數(shù)值模擬及離心試驗(yàn)，比選了三線盾構(gòu)隧道的掘進(jìn)順序，確定了詳細(xì)的地基加固方案及具體的管片輔助措施，明確了監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目和頻率，采用全過程的監(jiān)控量測(cè)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)地基加固和盾構(gòu)掘進(jìn)過程，全面控制和優(yōu)化盾構(gòu)掘進(jìn)施工參數(shù)，保障盾構(gòu)施工質(zhì)量和安全，確保鐵路及地表隆沉均在允許范圍內(nèi)，周圍既有設(shè)施和管線完好無損，確保居民生命、財(cái)產(chǎn)安全，避免列車減速緩行甚至中斷行車和居民臨時(shí)遷移，節(jié)約了鐵路要點(diǎn)占時(shí)費(fèi)用，形成了較好的經(jīng)濟(jì)效益。12.應(yīng)用實(shí)例上海市軌道交通9號(hào)線

32、一期工程R413標(biāo)段盾構(gòu)隧道12.1工程概況上海市軌道交通9號(hào)線一期工程R413標(biāo)段盾構(gòu)隧道（九亭站七寶站）位于上海市閔行區(qū)滬松公路沿線，由正線（雙線）及出入段線（兩段）兩部分組成，全長6249.676m，采用盾構(gòu)法施工。線路呈西東走向，兩岔道井將區(qū)間正線分割成三部分共六段盾構(gòu)隧道。在正線的東、西岔道井之間及線路北側(cè)為東、西車輛出入段線，呈“八”字形分布，東、西出入段線分別始于東西岔道井，終端位于上下行線之間，與上下行線形成三線小凈距并行布置，三線間隧道凈距僅為3.66m。區(qū)間上、下行線和東出入段線三線并行隧道在東西岔道井之間 DK20664（=L2DKO220）里程處下穿越運(yùn)營時(shí)速達(dá)140k

33、m/h的雙線既有滬杭干線鐵路（鐵路里程約DK31820），鐵路路基寬約12m，與隧道基本正交（相交角約88），隧道拱頂距鐵路覆土僅7.9m。盾構(gòu)法隧道外徑為6200mm，內(nèi)徑為5500mm，裝配式襯砌管片通縫拼裝；襯砌塊寬度1200mm，厚350mm，襯砌管片砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C55，抗?jié)B等級(jí)S10；縱環(huán)向均用29根5.8級(jí)M30雙頭直螺栓連接，連接件進(jìn)行防銹防腐處理；襯砌管片每環(huán)六塊，由一塊封頂塊、二塊鄰接塊、二塊標(biāo)準(zhǔn)塊、一塊拱底塊拼裝而成；襯砌縱環(huán)縫防水采用三元乙丙彈性橡膠密封墊+遇水膨脹橡膠條，管片縱縫和變形縫環(huán)縫傳力襯墊材料采用丁晴軟木橡膠。 三線并行盾構(gòu)隧道下穿鐵路平面和橫斷面示意如圖12

34、.1所示。 圖12.1-1三線并行盾構(gòu)隧道下穿鐵路平面和橫斷面示意圖圖12.1-2 加固區(qū)環(huán)境影響平面圖（單位：mm）鐵路走向呈北南向，盾構(gòu)隧道在穿越處西側(cè)為居民民房，結(jié)構(gòu)多為磚混二層結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)薄弱。盾構(gòu)隧道在穿越滬杭鐵路時(shí)，附近主要有電力線、電話線和煤氣管線：在下行線北側(cè)2.53.5m處大致平行于線路方向的電力電纜線1根，埋深3.6m；在上行線和出入段線之間平行于線路方向的通信電話電纜線6孔，埋深0.9m；在上行線隧道頂部平行于線路方向的700鑄鐵煤氣管，埋深3m；在滬杭鐵路兩側(cè)垂直于線路方向的電話電纜線共20根，埋深0.20.7m。12.2施工情況路基加固階段為了給下行線的盾構(gòu)推進(jìn)及早提供

35、時(shí)間，使下行線安全通過鐵路。施工順序安排為：C區(qū)壓密注漿先施工，并與B區(qū)旋噴樁同時(shí)施工，然后作A區(qū)壓密注漿。先完成出入段線中心到盾構(gòu)隧道下行線區(qū)域的加固，然后完成出入段線中心到盾構(gòu)隧道上行線區(qū)域的加固。數(shù)據(jù)分析表明C區(qū)壓密注漿對(duì)線路影響很小。引起變形的關(guān)鍵因素是B區(qū)旋噴加固。施工方案根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，具體如下：B區(qū)旋噴注漿對(duì)變形起主導(dǎo)作用，對(duì)B區(qū)的旋噴注漿參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。注漿壓力和提樁速度進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，并采取了快速提升砂層的措施。并在鐵路近側(cè)增大了泄壓孔徑、間距，原來的泄壓孔PVC-U 110 1.5m調(diào)整到350 1m。并根據(jù)一根樁的成樁規(guī)律進(jìn)行了跳樁措施由原來的1-4-7調(diào)整

36、到1-5-10，到后來的1-6-11。并避免鐵路兩側(cè)旋噴樁的同時(shí)施工。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明泄壓孔與施工工序的調(diào)整對(duì)變形的控制起到了明顯的作用。盾構(gòu)穿越滬杭鐵路階段在下行線進(jìn)入鐵路施工時(shí)，擬在進(jìn)入路基下時(shí)逐步調(diào)大土倉壓力15kPa。最大地表隆起為5.2mm，最大沉降值為15.9mm。雖然未超限，但比0.5mm的理想隆起值偏大，經(jīng)分析認(rèn)為預(yù)估的鐵路下壓力增加值偏高，同步注漿壓力為0.3MPa。為此，需適當(dāng)調(diào)低正面壓力值,同時(shí)同步注漿壓力也過大。在上行線施工時(shí)，參考了下行線的經(jīng)驗(yàn)，調(diào)低了土倉壓力值10kPa，和同步注漿壓力下調(diào)為0.25MPa, 最大隆起和沉降值分別為3.5mm和15.8mm，均在允許范圍內(nèi)

37、，且隆起量有了一定的減小。 在出入線施工時(shí)，經(jīng)旋噴和壓密注漿加固后的地層，在經(jīng)過一較長的齡期后，地層變硬，物性已有較大改變，因此盾構(gòu)施工參數(shù)在下穿鐵路段要做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，特別是土倉壓力應(yīng)該適當(dāng)降低。在適當(dāng)降低出入段線盾構(gòu)土倉壓力設(shè)定值0.01-0.02MPa后，地面隆起恢復(fù)正常。為防止過大的沉降，通過從管片注漿孔壓注雙液漿控適后，成功控制地表沉降值在11.2mm。11.3工程監(jiān)測(cè)與結(jié)果評(píng)介采用“三線并行盾構(gòu)法下穿鐵路”工法后，為保證施工過程鐵路的安全穩(wěn)定，并及時(shí)監(jiān)測(cè)各主要工序施工階段引起的沉降動(dòng)態(tài)數(shù)值，上海市地質(zhì)勘查技術(shù)研究院對(duì)鐵路路基加固和盾構(gòu)掘進(jìn)施工進(jìn)行了全過程監(jiān)控量測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均在允許值范圍內(nèi)。施工全過程處于安全、穩(wěn)定、快速、優(yōu)質(zhì)的可控狀態(tài)，未影響到鐵路的正常運(yùn)營，工程質(zhì)量合格率達(dá)100%以上，無安全生產(chǎn)事故發(fā)生，得到了各方的好評(píng)。