1、5.9km地铁站区间1340m过江联络隧道工程专项施工方案编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位： 编 制: 审 核： 批 准： 二XX年X月 目 录1、工程概况11.1工程简介11.2区间隧道过江段工程地质11.2.3过江段承压水文情况61.3有害气体（沼气）分布情况81.3.1原区间内沼气情况的描述81.3.2最新区间内沼气情况的描述82、过江段隧道掘进施工主要施工难点102.1盾构穿越段富含沼气102.2圆砾层隧道掘进施工112.3承压水段112.4盾构长距离穿越xx113、过江段盾构掘进施工主要技术措施113.1盾构机选型11刀盘、刀具11盾尾密封2、12沼气检测装置13螺旋机13同步注浆系统133.2沼气段地面（含江中）处理要求及隧道掘进施工技术133.2.1沼气段地面（含江中）处理要求133.2.2沼气段隧道掘进施工技术153.2圆砾层段施工技术173.3承压水及xx潮汐影响下的过江隧道施工技术183.4盾构长距离穿越xx19防止切口冒顶措施19防止盾尾漏泥、漏水措施19防止隧道上浮及保持纵向稳定的对策204应急预案204.1技术组织措施204.2材料的配备214.3机械设备配备214.4应急指挥机构及分工214.5人员联系方式224.6应急汇报制度235. 施工设计轴线调整建议235.1调整理由235.2调整依据245.3调整后对施工3、的影响241、工程概况1.1工程简介xx站xx路站区间为xx地铁xx工程穿越xx全地下区间，里程范围为K5880.274K8835.859，区间左线总长为2.946km，区间右线总长为2.956km。在里程K6750和K8351.9处设风井2座，在K7220和K7810处设2座联络通道，其中K7220处联络通道兼排水泵站。本区间隧道始于xx站（xx大道xx路路口），沿xx路向西北方向前行，至xx风井进洞，随后盾构机xx风井出洞继续向西北推进，过xx路，穿越南岸江堤和xx，过江后穿越北岸江堤和xx路，再推进至xx风井进洞，盾构机在xx风井出洞后继续向西北沿xx路推进至xx路站进洞，整条隧道完成。4、xx风井位于xx路xx路路口，xx风井位于xx路xx路路口，区间隧道采用2台盾构机先后从xx站始发，穿越xx、xx风井后抵达xx路站。盾构从里程K6+913.3K8+255.0之间将穿越xx，穿越长度约为1340m。图1：区间隧道推进线路示意图1.2区间隧道过江段工程地质隧道穿越地层过江段隧道掘进区域主要穿越的地层有：5层粉砂夹砂质粉土、7层砂质粉土、3层淤泥质粉质粘土、2层淤泥质粉质粘土、1a层粉质粘土、1b层含砂粉质粘土、2层细砂、4层圆砾。其土层特征描述和力学指标详见下表：土层特征描述 表1.201土层特征5层 粉砂夹砂质粉土灰、青灰色，稍密，饱和，含有机质、云母屑，砂质粉土呈团块状。实5、测标贯锤击数416击,平均值7击。静力触探锥尖阻力qc=4.456.43MPa，平均值5.05MPa，侧壁阻力fs=38.473.2kPa，平均值43.8kPa。全区分布，顶板埋深5.7017.80m，顶板高程-11.801.27m，层厚1.107.60m。7层 砂质粉土色，稍密，很湿。含有机质、云母碎屑，具水平层理，夹淤泥质粉质粘土，摇振反应中等，切面无光泽反应，干强度较低，韧性较低，江中夹有淤泥质粉质粘土。实测标贯击数215击,平均值5击。静力触探锥尖阻力qc=1.585.45MPa，平均值3.81MPa，侧壁阻力fs=43.875.2kPa，平均值46.0kPa，属中等压缩性土。场区内局6、部缺失，顶板埋深8.2024.00m，顶板高程-15.87-6.48m，层厚0.309.20m。3层 淤泥质粉质粘土灰色，流塑，具层理结构，层间夹粉砂。粉土薄层。无摇振反应，切面光滑，干强度中等，韧性中等，实测标贯击数26击，平均值2.7击。全区分布，顶板埋深18.3023.90m，顶板高程-16.00-12.43m，层厚2.606.70m。2层 淤泥质粉质粘土灰色，流塑，具层理结构，层间夹粉砂薄层。无摇振反应，切面光滑，干强度中等，韧性中等，实测标贯击数26击，平均值3.5击。静力触探锥尖阻力qc=0.974.44MPa，平均值1.47MPa，侧壁阻力fs=12.750.6kPa，平均值257、.85kPa，属高压缩性土。局部缺失，顶板埋深14.4029.00m，顶板高程-22.42-16.80m，层厚0.907.50m。1a层粉质粘土灰绿色、灰黄色，可塑硬塑，含铁锰斑点，局部夹粉砂团块。实测标贯击数526击，平均值10击。静力触探锥尖阻力qc=0.797.42MPa，平均值2.66MPa，侧壁阻力fs=18.4237.8kPa，平均值78.0kPa，属中等压缩性土。局部缺失，顶板埋深17.5031.80m，顶板高程-26.14-17.22m，层厚0.707.80m。1b层 含砂粉质粘土灰、灰黄色，软塑可塑。含砂，含砂量515。实测标贯击数625击，平均值16击。静力触探锥尖阻力qc8、=1.055.02MPa，平均值2.92MPa，侧壁阻力fs=27.3180.2kPa，平均值87.3kPa，属中等压缩性土。局部缺失，顶板埋深18.4034.70m，顶板高程-26.74-17.96m，层厚0.606.702层 细砂灰、灰黄色，中密，饱和。含铁锰质结核，含云母片。实测标贯击数1735击，平均值29击。个别孔分布，顶板埋深22.3030.30m，顶板高程-28.23-22.35m，层厚0.805.60m。4层 圆砾杂色，中密密实，饱和。圆砾直径0.22cm，含量2035，母岩成分以砂岩、熔结凝灰岩、灰岩为主，亚圆形，卵石粒径26cm为主，最大粒径1025cm，含量2535，局部9、含块石，填充中粗砂，砂以石英质中粗砂为主，偶夹薄层粉土透镜体，实测重型动探击数9100击，平均值36击，属低压缩性土。全区分布，顶板埋深23.4035.60m，顶板高程-32.38-23.18m，揭露最大层厚14.20m。力学指标详见表1.202。二区地层力学特征 表1.202层号土层名称天然状态的物理性指标液限塑限塑性指数液性指数压缩（固结）试验指标 直剪试验静止侧压力系数渗透系数原位测试含水量密度土粒比重孔隙比饱和度压缩系数压缩模量固块垂直水平标贯湿干76g凝聚力摩擦角实测锤击数WoPPdGseSrWLWpIpILav0.10.2Es0.10.2cKoKvKHN%g/cm3%Mpa-1Mp10、akpacm/scm/s击/30cm3砂质粉土33.91.871.42.70.93497.70.1810.558.429.81砂质粉土33.21.821.372.71.00691.60.227.747.329.85.68E-045.12E-0411.32砂质粉土321.881.422.70.996.10.188.818.729.65.10E-045.34E-04103砂质粉土夹粉砂28.71.911.492.690.81794.50.1510.675.831.94.27E-046.59E-04154砂质粉土32.11.871.422.70.90495.638.222.815.41.20.21811、.56928.15粉砂夹砂质粉土29.41.91.472.690.84940.188.185.631.36.29E-049.52E-0476粉砂30.31.891.452.690.8569541.124.516.51.210.18810.8333.40.35.37E-047.14E-04257砂质粉土31.91.871.422.70.90495.234.921.613.31.080.226.99.227.50.44.80E-047.08E-0458粉砂24.21.971.592.690.70692.334.521.513.11.250.1511.815.331.21.19E-032.04E-012、3183淤泥质粉质粘土43.41.761.232.731.22696.438.723.215.51.350.72.8118.311.10.531.02E-072.60E-072.71淤泥质粉质粘土41.61.781.262.731.1896.240.223.516.61.150.653.1519.213.12.40E-071.93E-0632淤泥质粉质粘土411.771.262.731.17495.43823.214.81.240.652.9918.813.10.591.11E-083.06E-083.52淤泥质粉质粘土40.61.751.252.731.18793.339.826.413.413、1.070.732.8916.712.8101a粉质粘土25.71.991.592.720.721973421.712.40.350.266.7934.719.13.33E-077.93E-07161b含砂粉质粘土23.82.011.622.710.67296.226.218.37.90.70.265.3621.822.60.533圆砾2.661粉质粘土30.61.921.482.730.8697.63320.912.10.810.394.2539.917.12细砂23.21.961.62.680.68590.90.1610.823.332.80.241.02E-031.22E-03隧道断面内14、各地层所占的百分比 表1.2-03 根据上表，粉砂土、圆砾层所占比例为38%；粘土所占比例为62%。隧道断面内圆砾层分布情况圆砾层的分布，根据原详勘资料“区地基土分析”中描述：在桩号K6+957K7+704.5m， 层细砂、圆砾层顶部1 2m分布盾构开挖范围的底部。从上述文字中，可以理解为圆砾层侵入隧道断面的区域不到50米，且仅侵入隧道断面12米。但根据地质勘探柱状图显示，圆砾层侵入隧道断面深度达2.26米左右，涉及区域约300米。为进一步真实的弄清圆砾层侵入隧道断面的深度和侵入区域的长度，我项目部又特委托浙江省工程勘察院对隧道沿线地质进行补勘。根据新的地质补勘资料显示，圆砾层砾石最大长度近915、厘米，宽度约4厘米，厚度约34厘米。综合两次地勘资料，取圆砾层最不利的重叠最大区域，圆砾层侵入隧道深度最大达3.1米左右，等于侵入了隧道半个断面，且侵入区域达520多米。且，侵入隧道断面深度1m的，涉及范围达300多米；侵入隧道半径2m的，也有160多米。（附两次勘探后的地质剖面图及隧道轴线及综合后隧道轴线，包括冲刷线位置）下图为补勘所截取的圆砾层颗粒照片。图2 圆砾层取样卵石照片图3 圆砾层岩性分类及强度 通过对圆砾层取样进行岩性分析，其主要含岩类及强度情况如下：1.2.3过江段承压水文情况（1）xx水体xx是浙江省第一河流，其发源于安徽休宁县境内怀玉山主峰六股尖，在浙江省海盐县澉浦注入xx16、湾，干流长度668km，流域面积达55558km2，汇水面积达3.13万km2。其洪汛受梅汛控制，汛期时，江水面暴涨，据xx江芦茨水文站资料，xx径流有明显的年际和年内变化，其最大年径流总量539亿m3（1954年），最小年径流总量130亿m3（1979年），多年年迳流量在301亿m3左右，实测最大洪峰流量达29000m3/s（1955年），最小流量15.4m3/s(1934年)。xx属感潮型河流，呈不规则半日潮型，水位直接受潮汐影响，变化幅度大，场区地处强潮河口，独特的地理环境形成了举世闻名的钱江涌潮。据xx钱江四桥上游3.3km的闸口水文站资料，xx历年最高潮水位8.11m（1997年8月17、19日，黄海高程，下同），历年最低潮水位为1.24m（1954年8月10日），多年平均高潮位4.45m，多年平均低潮位3.96m，多年平均潮差0.46m，历年最大潮差4.90m，多年平均涨潮历时1小时32分，多年平均落潮历时10小时53分；据xx钱江二桥下游3.3km的七堡水文站资料，xx历年最高潮水位7.98m（1997年8月19日，1985年国家高程基准，下同），历年最低潮水位为1.26m（1955年8月14日），多年平均高潮位4.44m，多年平均低潮位3.75m，多年平均潮差0.69m，历年最大潮差4.02m，多年平均涨潮历时1小时25分，多年平均落潮历时11小时01分。按内插法，邻近工18、程场区的xx历年最高潮水位高程可取8.06m。xx百年一遇最高洪水位8.52m，300年一遇最高洪水位为8.85m。隧道区江面宽约1340米，勘探期间水面高程一般为2.804.80m，勘察期间受涌潮影响时，潮差约12米。由于水动力条件复杂，xxxx段河槽极不稳定，历史上曾形成大冲大淤的变化，年内冲淤特点表现为“洪冲潮淤”，随着两岸标准堤防的建成，岸线受到堤塘的限制，目前岸线已经基本趋于稳定。（2）地下水类型场地地下水主要为第四系松散岩类孔隙潜水、孔隙承压水以及基岩裂隙水。根据地下水的含水介质、赋存条件、水理性质和水力特征，勘探深度内可划分为第四系松散岩类孔隙潜水和承压水以及基岩裂隙水。1) 潜19、水拟建场地浅层地下水属孔隙性潜水，主要赋存于表层填土及17层粉土、粉砂中，由大气降水和地表水径流补给，地下水位受季节以及xx地表水影响较大。xx南岸勘探期间测得钻孔静止水位埋深4.957.60m，相应高程0.412.02m；北岸勘探场地西侧的浙江广电中心基坑开挖施工，采用井点降水，影响本场地的地下水位，勘探期间测得钻孔静止水位埋深7.007.60m，相应高程0.420.97m，基坑降水停止后，根据后期观测，水位恢复为埋深3.60m左右（高程为4.0m）。根据xx闸口和七堡历年最高潮水位高程，工程区xx最高设计水位可取8.85m，目前北岸的地面高程7.60m左右，南岸的地面高程6.20m左右，考20、虑最不利的因素即洪水位持续时间较长，两岸地表积水及设计地面回填后高程北岸、南岸分别为7.84、6.75m，建议两岸的抗浮设计水位高程取设计地面高程，即南岸中间风井抗浮设计水位高程取6.75m，北岸中间风井抗浮设计水位高程取7.84m。2) 孔隙承压水区有两层承压水。第一承压水分布于xx岸区内，含水层分布在3粉砂层中，水量小中等；该层位于盾构隧道底板以下一定深度，对盾构掘进无影响；由于地下连续墙穿透了3层，第一承压水对xx中间风井施工也无影响。故详勘测未实测第一承压水水头高度。第二孔隙承压水：xx南岸承压含水层主要分布于深部的层细砂、圆砾层中，水量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（、层）。21、承压含水层顶板高程为-38.02-37.20m，隔水层顶板高程为-15.25-16.00m；根据勘察在承压水抽水孔的1个观测孔中同时进行了承压水水头测试，将上部潜水含水层用铁制套管隔离，2007年3月至4月1日实测承压水头埋深在地表下6.257.45m，相应高程为-1.53-2.73m。北岸承压含水层主要分布于深部的4层圆砾和2层圆砾中，水量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（、层）。承压含水层顶板高程为-26.00-24.82m，隔水层顶板高程为-14.02-15.12m；根据勘察在承压水抽水孔的两个观测孔中同时进行了地下承压水水头测试，将上部潜水含水层用铁制套管隔离，2007年2月实测22、承压水头埋深在地表下10.85米，相应高程为-3.23米； 2007年3月至至4月1日实测承压水头埋深在地表下7.708.24米，相应高程为0.08-0.62米。根据周边类似钻孔灌注桩施工经验，由于承压水流速较小，承压水对钻孔灌注桩和地下连续墙施工无影响。隧道最深区域中心标高为-25.844m，靠近xx南侧，其承压水压力在2.32.4kg左右。3) 基岩水基岩裂隙水：赋存于强风化、中风化基岩中，含水量主要受构造和节理裂隙控制。由于场地基岩裂隙不发育，故基岩裂隙水水量一般不大。1.3有害气体（沼气）分布情况本区间隧道内掘进范围内存在大片的沼气含气层。1.3.1原区间内沼气情况的描述根据业主原提供23、的： xx地铁xx标xx站xx路站区间岩土工程详细勘察报告-浙江华东建设工程有限公司（2007.3）的地质勘探资料。本工程区域内沼气情况的描述如下：“3.7不良地质作用和地下障碍物-6）”中描述：本次勘察北岸及江中钻孔未发现有沼气。结合地热区域调查报告，初步分析xx站至桩号K6+850，区内分布有沼气。 根据上述资料，xx站xx风井xx南岸区域可能存在沼气。但江中及北岸无沼气。1.3.2最新区间内沼气情况的描述但根据业主于2008年2月2日下午召开的关于“过xx过江隧道段、xx风井段有害气体”会议，及2008年2月20日拿到的浙江省地矿勘察院施工的 xx地铁xxxx站xx路站区间地下有害气体特24、性研究报告（xx风井段、xx过江隧道段）。均指出：（1）xx站xx岸：1）xx站xx路站区间xx风井段地下气体主要成份为甲烷，其体积约占90.4%92.8%；其次为氮气，约占5.31% 7.67%，二氧化碳约占1.53% 1.92%，还有一些微量的一氧化碳；2）从滨盛路至xx边的K6+500 K6+900里程范围内分布着压力大小不一的有害气体。一部份在里程K6+564附近小范围分布，另一部分沿南北方向呈长条状分布，与地铁隧道线交汇于xx风井位置；3）xx风井段地下气体以囊状形式存在，主要赋存在3层粉细砂层，含气层顶板埋深在地面以下26 27m处；含气层底板埋深在地面以下28 30m处；4）xx25、风井段2淤泥质粉质粘土层为气源层， 3粉细砂层为主要储气层；5）K6+564附近气体分布范围较小，中心最大气压0.38MPa，而长条状气带分布范围较广，进一步向江中延伸，中心最大气压0.4Mpa；6）实测得出xx风井段地下有害气体最大流量为26.8m3/h。（2）过江隧道段：1）过江隧道地下气体主要成份为甲烷，其体积约占91.6%94.6%；其次为氮气，约占1.9% 5.7%，二氧化碳约占2.58% 3.44%，还有一些微量的一氧化碳；2）过江隧道地铁盾构线自xx岸至主航道均存在有害气体，主航道至xx岸不存在有害气体；3）过江隧道地下气体以囊状形式存在，主要赋存于细砂及圆砾层上部，含气层顶板埋26、深在地面以下21 23m处；含气层底板埋深在地面以下24 28m处.含气层沿隧道结构线长度540m；4）过江隧道的2淤泥质粉质粘土层为气源层，（12）2细砂层为主要储气层；（5）xx靠近南岸位置处气体压力较大，最大气压约0.220.39MPa，并沿结构线向北岸逐渐减小；（6）过江隧道地下有害气体最大流量为48.85m3/h。关于沼气情况的描述，前后两次地质勘探资料在沼气分布范围、气流量等方面均存在较大的差异。下图为新勘探过程中沼气段沼气释放时的照片。图4：陆地上沼气释放情况的照片图5：xx中沼气释放的照片2、过江段隧道掘进施工主要施工难点2.1盾构穿越段富含沼气过江段靠xx案一侧富含沼气，在施27、工前和施工时应采取措施，确保施工安全。2.2圆砾层隧道掘进施工 过江段盾构刚进入xx就将穿越近450米的圆砾层，且圆砾层最大侵入深度达3.1米。上半部为砂层和砂性土，在施工中需采取措施，予以确保隧道轴线及施工安全。2.3承压水段本工程过江段盾构穿越地层为砂层和圆砾层，此地层除富含沼气外，还含承压水，在施工中需采取措施，预防螺旋机喷涌和盾尾渗漏。2.4盾构长距离穿越xxxx江面宽1.3公里，盾构在江底必需采取措施，确保隧道施工安全。3、过江段盾构掘进施工主要技术措施3.1盾构机选型针对本工程的地质详勘资料，为确保隧道顺利施工，就盾构的类型及适应性，业主及我公司特组织了两次专家论证会。会后，我公司28、根据专家会的意见积极对盾构机进行改进。图6：为盾构机选型专家评审会照片刀盘、刀具刀盘采用中间支承形式，采用6幅条式焊接结构；采用可拆式刀具，刀盘面板上布置有开挖刀、中心刀、周边刀三种形式的刀具 。总刀具144把，含有开挖刀、中心刀、周边刀、仿形刀、滚刀、贝壳刀、撕裂刀等，另外，还配有2套刀具磨损检测装置。在取得地质补勘报告和总结成都现地铁隧道施工的经验后，我公司又对盾构机进行了改进：1）刀具数量由原来的144把调整为171把；其中：切削刀70把，弧面切削刀12把，中心刀1把，贝壳刀52把，撕裂刀21把，周边刀35把。2）增大盾构机开口率。开口率由原来的30%扩大到约40%；原来设计的撕裂刀现改29、良型撕裂刀图7 撕裂刀3）对撕裂刀的形状和耐磨程度作了改良，使刀具更加适应地层。 盾尾密封盾尾密封设三道，呈钝角形。采用焊接式钢丝密封刷二道和钢板刷一道，钢板刷图盾尾密封刷的设置是提高刚性，使密封刷不易折断，更好的保证密封性能。 此盾尾密封结构能抵抗Kg以上的水压。 沼气检测装置考虑到本工程盾构所经区域段富存沼气，为保障施工面的安全，特地在盾壳顶部靠近盾尾处、螺旋机出口处、1号车架上部靠近工作面处设置了3套固定式沼气检测仪。一旦任何一处检测点的瓦斯浓度达到报警值时，盾构将发出报警声。另外，在隧道内还配置流动式沼气检测设备，以有效的检测隧道内沼气浓度。 螺旋机1）大直径针对隧道断面内卵石颗粒较大30、，砂性土多的特点，盾构螺旋机采用的是直径达800mm，内相应采用大直径的叶片，以提高出土效率和实现大颗粒出土。最大出土能力312m3/h。2）无级调速螺旋机驱动采用一台低速大扭矩液压马达直接驱动,同时配置液压比例控制系统，转速能实现无级调节，实现了盾构机土压平衡功能。3）配置加泥加水口螺旋机的壳体上设有2个加泥加水口，用来改善土体流动性。4）设置2道液压紧急闸门和1道手动闸门另外还配备了2对闸门液压紧急开关装置和1套手动开关装置，用于紧急状态时及时关闭螺闸门。 同步注浆系统同步注浆系统为独立液压控制系统的注浆系统，它由搅拌桶和施维英泵组成（另外还配置双杆泥浆泵、 A、B液注浆搅拌桶 ），其既可31、压注单液厚浆，也可压注双液浆。3.2沼气段地面（含江中）处理要求及隧道掘进施工技术3.2.1沼气段地面（含江中）处理要求根据第二次有害气体的勘察，本区间段沼气分布较第一次地质详勘所示的范围要广，且显示的流量和压力均很大。最大压力0.4MPa，最大48.85m3/h。为确保在盾构在沼气段的安全施工，在施工前必须先对盾构穿越区域内的沼气进行泄压释放。释放应在盾构穿越前23个月进行，并在盾构穿越泄压断面内沼气压力需泄放到0.05MPa以下。盾构推进过程中继续保持释放和监测。考虑到沼气覆盖范围广，含气量丰富，故建议沼气释放可再提前进行试验。目的是为了确定沼气的释放效果和地下沼气的补充汇拢情况。同时，为32、搞清沼气释放对周边地层的影响，建议在进行沼气释放时，进行地层分层变形监测。沼气释放必须由专业施工单位进行，并进行相关监测。沼气释放可采取以下发措施：（1）释放孔布设1）释放孔主要布设在隧道两侧，呈梅花状交叉布设。2）隧道每侧各布设两排，离隧道边间距分别58米和1520米。同排释放孔间距15m。3）两隧道中间可根据情况设一排释放孔。 （2）沼气释放1）沼气释放应从提前进行。2）为减少沼气快速释放对隧道区域土体的扰动，沼气释放应先释放外排孔。3）释放孔端应加设控制阀，适当控制释放量，防止周边地形急剧变形。4）释放时，应将每个孔的沼气压力释放至0.05Mpa以下，再换孔释放。5）若释放压力降不下，可33、适当增加释放孔的密度。6）前期释放后，过一段时间（半月1月）应检查沼气释放效果和汇拢情况。根据检查结果制定下阶段的释放方案。（3）地层变形监测1）为了解沼气释放对周边土体的扰动情况，可根据情况布设深层分层监测点进行检测。2）变形监测应在沼气前期释放时就开始进行。并预先取得初始值。3）监测点可根据情况布设35道断面，每断面间隔3050m。4）点位布设：两隧道中间布设1点，隧道外侧布设1m位置布设一点，两排释放孔中间布设一点，外排释放孔外侧35m和710m位置各布设一点。3.2.2沼气段隧道掘进施工技术在存在高压力高流量有害气体区域进行盾构掘进施工具有较大的施工危险性。为确保盾构掘进施工的安全，在34、施工中必须采取以下措施：（1）设备1）监测设备首先从盾构机上，必须在合理位置设置可靠有效的沼气检测装置。本工程所采用的盾构机已在螺旋机出口处，盾壳顶部靠盾尾密封处、第一节车架上部工作面处等位置配置了有害气体监测报警仪。另外，在隧道施工面内，还设置移动式有害气体监测仪，进行人工24小时的监测。所有监测设备在施工前必须到位，并经检验合格后投入使用。2）通风设备在隧道内必须设置强有力的通风系统，予以24小时不间断的通风。盾构从xx风井出洞后，约掘进140米后逐步进入江中段。根据地质勘探报告，江中沼气段从南岸至江中富气范围约540米。故考虑隧道强通风区域约在出洞后，至推进至约700米范围。故本工程采用35、高性能的风机。风机叶轮650，风管700，风压8004500pa，风量550850m3/min，风机功率22KW2。该类型风机一般送风距离可达1.62km。同时，在车架顶部设置防爆风机和隧道内配置应急防爆照明灯。沼气含量报警时，及时开启。3）防护应急设备 隧道内施工面配置防毒面具，以备应急时使用。 隧道施工面必须配置足够的应急灭火器材。（2）人员1）对所有施工人员必须进行有害气体的预防、应急培训；并对其进行安全技术交底 。2）对进行沼气监测必须有专人进行。（3）施工1）施工前必须制定有害气体段施工的规章制度，和报警警戒线；沼气段施工时，正常施工、警戒施工、中止作业及人员撤离的沼气浓度：根据测爆36、仪测试的甲烷浓度，00.25为正常作业范围；0.250.5开始警戒，并加强监测；0.51中止作业，加强通风，进行监察；11.5疏散作业人员，切断电源，禁止人员入内，隧道内配置应急灯，并开启。若施工人员重新进入施工现场，必须经检测人员检测，沼气浓度小于0.25时，方可恢复施工。 2）确保所有监测设备处于正常运转监测状态，监测人员必须作好监测工作及相关记录；3） 施工现场必须配备备用检测仪器，如检测仪器发生零点漂移，必须予以纠正后才可使用。不能纠正的要予以维修。 4）隧道内通风设备必须24小时开启；4）一旦隧道内沼气含量达到警戒值，必须停止施工，待通风稀释安全后再恢复施工。5）施工过程中加强对明火37、使用的管理，施工工作区禁止吸烟等；6）加强过程中的安全管理，特别是工作面的明火使用和监测管理；7）加强对隧道施工质量的控制，主要包括：隧道轴线控制（严禁强纠和猛纠）、隧道成环质量控制等；8）加强对成环隧道质量的控制，主要包括：螺栓的复拧、同步注浆后壁后补压浆的加强；9）控制螺旋机开口率，并根据需要往螺旋机内进行加泥等措施，形成土塞效应，预防喷涌影响施工；10）采用进口盾尾油脂，加强盾尾油脂的压注和管理，确保盾尾密封。（4）应急措施一旦隧道内沼气含量超限，出现险情时，应：1）停止施工，关闭所有机电设备等易引起爆炸的电源和火源；2）继续加强隧道内通风；3）撤离隧道内所有施工人员。3.2圆砾层段施工38、技术盾构在圆砾层施工，既要考虑其地质的不良影响，又要考虑环境的不利因素（位于xx下），故在粉砂层及圆砾层段施工时应注意：（1）沼气处理按上述“2.2章节沼气段隧道掘进施工技术”进行；（2）机械设备上：提高盾构机耐磨方面的能力，特别是在盾构机刀盘、刀具和螺旋机方面进行高耐磨处理。（3）施工技术上：1）土体改良渣土改良就是通过盾构机配置的专用装置向刀盘面、土仓或螺旋输送机内注入膨润土或泡沫，利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与土渣混合的方法。在卵石层中施工，通过渣土改良，可以更好地建立正面平衡压力，降低透水性，另外盾构切削下来的渣土也具有更好的流塑性和稠度。土量改良一39、般采用膨润土或泡沫等，考虑到粉砂层和圆砾层的特殊情况，本工程主要采用膨润土。砂卵土中，膨润土浆液添加量约为土体量的2030。具体根据实际情况作调整。2）推进速度在圆砾层掘进中，因其岩性强度很高，快速掘进易造成正面砾石层挤压、密实，加大对刀盘和刀具的磨损；同时，盾构断面内上下土层软硬不均，快速掘进易使轴线偏离设计轴线。故该段掘进中推进速度不宜过快。推进速度一般可设在12cm/min左右。3）土压力设定考虑到正面土层的自立性相对较差，且富含沼气，故推进平衡压力不宜偏低。一般略高于理论平衡压力。具体根据实际施工和监测情况及时进行调整。同时在千斤顶开启时，尽量注意下部推力应适当大于上部。4）注浆量本区40、段施工时，应适当增加同步注浆量；并根据江底扫描监测情况，及时进行二次补压浆。5）刀具检查和调整在盾构进入xx风井后，根据前段施工对刀具的影响进行评估，并进行检查和维修。同时，针对过江段地质情况适当进行刀具更换和调整。3.3承压水及xx潮汐影响下的过江隧道施工技术（1）土压力设定在盾构推出xx大堤前后，隧道覆土厚度变化特别大，因此需先确定大堤的准确里程，在盾构切入大堤后，根据覆土厚度、水深、潮汐变化和监测数据及时调整土压力的设定值，减少对土体的扰动，保证大堤和江中隧道施工的安全。（2）监测制定合理的监测方案，加强沉降监测。盾构穿越大堤后，江中段施工采取跟踪观测的方法进行观测，将观测数据及时传送给41、施工技术人员进行分析，掌握盾构推进时切口前方及盾尾所对应的江底的沉降情况，并调整盾构推进的参数。（3）纠偏控制江中段隧道考虑隧道断面内地层复杂，给轴线控制带来一定的困难。过程中轴线纠偏要做到“勤纠、少纠”，避免大幅度纠偏。（4）出土量控制每环盾构掘进出土理论方量约为38m3。一旦盾构掘进施工出土量没有控制好，出现较大的超挖现象，就可能出现正面土体失稳、坍塌，所以在江中段施工，必须在土压平衡状态下进行盾构掘进，过程中严格控制出土量。（5）同步注浆量控制在进入本段施工前，对前阶段盾构施工的同步注浆情况、沉降变形情况进行汇总、分析，得出适合本工程地质条件的同步注浆量。在本区段施工时，根据上述优化的同42、步注浆量严格控制，保证在掘进过程中及时填充建筑空隙，既不能因过少而造成江底大量沉降，也不能因过多而造成江底隆起，使xx水涌入隧道。穿越段注浆量应达到150200%。5）防喷涌处理盾构螺旋机内设置二道液压闸门和一道手动闸门，作为承压水层施工时，一旦产生喷涌时，及时关闭闸门，并通过加泥加水系统，分别向盾构机正面、土仓内及螺旋机进行加泥等措施，以形成土塞效应，预防喷涌影响施工。6）加强盾尾密封的管理在穿越xx施工过程中，必须加强对盾尾油脂压住的管理，确保盾尾密封性能。盾尾油脂应采用进口优质油脂，并确保施工中及时、足量压注。3.4盾构长距离穿越xx防止切口冒顶措施 （1）严格控制出土量，原则上按理论出43、土量出土，可适当欠挖，保持土体的密实，以免xx水渗透入土体并进入盾构； （2）圆砾层等土质较硬，推进时需往刀盘前加膨润土等以改良土体，要研究加膨润土量、刀盘力矩和螺旋机力矩的平衡关系； （3）若出现机械故障或其它原因造成盾构停推，应采取措施防止盾构后退； （4）每环推进结束后，关闭螺旋机闸门方可进行拼装； （5）在螺旋机的出口设置防喷涌设施，在发生漏水情况时关闭螺旋机出口，将水堵在盾构外； （6）控制壁后注浆的压力，在注浆管路中设置安全阀，以免注浆压力过高而顶破覆土。防止盾尾漏泥、漏水措施（1）技术措施为避免在江中段施工时、易发生的盾尾漏泥、漏水等现象，施工过程中重点做好以下事项： 按盾尾油脂44、压注程序，定期、定量、均匀地压注盾尾油脂。 在同步注浆过程中，合理掌握注浆压力，使注浆量、注浆流量与掘进速度等施工参数形成最佳参数匹配。严格控制同步注浆的压力，以免浆液进入盾尾，损坏盾尾密封装置，降低盾尾密封性能，引起盾尾漏泥、漏水。 管片尽量做到居中拼装，以防盾构与管片之间的建筑空隙过分增大，降低盾尾密封效果，引发盾尾漏泥、漏水。图3 盾构机上预设注浆孔 为在江中段推进过程中，在必要时可在盾尾与管片之间垫放海绵用以止水，封堵管片与盾构间的间隙。 在盾构工作面配置适量的双快水泥、木楔、回丝等堵漏材料及工具。（2）如果盾尾发生泄漏现象时，拟采用以下施工对策： 针对泄漏部位集中压注盾尾油脂。 采取45、盾构机上增设的注浆孔和盾尾后3环管片注浆孔进行注浆，减缓盾尾止水压力。 利用堵漏材料进行封堵。 如上述措施效果不佳时，可采用聚氨脂在盾尾后一定距离处压注，进行集中、快速封堵。防止隧道上浮及保持纵向稳定的对策 在江中段，土中含水量较高，土的渗透系数大，加上xx潮汐的影响，隧道不可避免地存在上浮的现象，为了减少隧道的上浮量，使隧道尽快稳定，采取下列措施： （1）施工期间严格控制隧道轴线，使盾构尽量沿着设计轴线推进，下坡时千斤顶对管片有一个向上的分力，可控制高程在-20-30mm内，以减少后期上浮；（2）每环均匀纠偏，减少对土体的扰动； （3）加强隧道纵向变形的监测，并根据监测的结果进行针对性的注浆46、纠正。如调整注浆部位及注浆量，配制快凝及提高早期强度的浆液。4应急预案4.1技术组织措施(1)盾构过xx前对施工人员进行交底，做到精心施工；(2)加强值班管理，保证现场24小时有人值班；(3)盾构过xx时实行24小时连续推进，减少江底停顿。(4)螺旋机发生喷涌时应急措施：立即关闭液压闸门；若闸门受外力作用变形、闸门口被异物堵住等使闸门无法关闭，则关闭手动闸门；(5)盾尾发生泄漏时应急措施：通过盾尾油脂孔压注盾尾油脂；如不奏效，则用海绵、回丝和木头等进行封堵，并通过盾构机上预留注浆孔及盾尾后3环管片进行注浆；若还是泄漏，则在盾尾后3环压注聚氨酯。(6)在穿越xx前对所有设备进行全面的检修，彻底消47、除隐患。以确保盾构在穿越xx时保证良好的状态。大刀盘所有驱动马达保持良好状态、推进、拼装系统处于稳定状态。盾尾油脂压注点畅通，油脂泵工作处于稳定状态。螺旋机闸门处于良好状态。确保盾构在穿越段处于最佳状态。对水平运输系统的检查保养，对轨枕、轨道作重点检查，电机车进行一次二级例保。垂直运输系统的检修保养，主要针对32T行车进行一次全面保养。对供电系统高低压配电间，进行一次检查，如发生外部停电，应在30分钟内完成二路供电转换。4.2材料的配备相应的配备足够的材料，一旦发生意外，可第一时间投入使用。具体的材料有：水泥、水玻璃、聚氨酯、砂、海绵、木头等。4.3机械设备配备现场配备足够的机械设备，一旦发生48、意外，可第一时间投入工作。具体设备如下：序号设备名称规格数量单位性能用途1压浆泵海纳式2台良好压浆2电焊机2台良好焊接3排泥泵PUMP2台良好排污4空压机1台良好4.4应急指挥机构及分工应急指挥机构如图所示：4.5人员联系方式姓 名职务联系电话盾构分公司副总经理xx地铁建设公司现场业主代表建通工程建设有限公司项目总监项目经理党支部书记兼项目副经理项目副经理项目副经理项目总工程师项目副总工程师施工员安全员技术员4.6应急汇报制度发生喷涌和盾尾泄漏等紧急情况时，由井下人员联系值班人员，值班人员向项目经理汇报，项目经理再向分公司、业主及监理各方汇报，由他们向各自上级单位汇报，如下图所示:5. 施工设49、计轴线调整建议5.1调整理由根据业主原提供的： xx地铁xx标xx站xx路站区间岩土工程详细勘察报告-浙江华东建设工程有限公司（2007.3）的地质勘探资料。本工程区域内沼气、圆砾层、及江中冲刷线的描述如下： （1）沼气根据详勘资料“3.7不良地质作用和地下障碍物-6）”中描述：本次勘察北岸及江中钻孔未发现有沼气。结合地热区域调查报告，初步分析xx站至桩号K6+850，区内分布有沼气。（2）圆砾层根据详勘资料“5.2围岩分级和土、石可挖性分级”中描述：根据铁路工程地质勘察规范（TB10012-2001）附录E级铁路隧道围岩分级标准，本工程区开挖深度内土层围岩类别均为级；工程区开挖深度内土石可挖50、性分级，2、4层圆砾为级硬土。 根据详勘资料“区地基土分析”中描述：在桩号K6+957K7+704.5m， 层细砂、圆砾层顶部1 2m分布盾构开挖范围的底部。但根据项目部委托浙江省工程勘察院对区间隧道进行的补勘，和业主委托浙江省地矿勘察院进行的区间地下有害气体特性研究。表明区间隧道穿越的地质情况发生较大变化。（1）盾构穿越xx长度达约1340米；且进江后就将穿越（12）4层圆砾层，圆砾层侵入隧道深度达3.1米，穿越距离达500多米，且圆砾层岩性复杂，颗粒较大，对盾构机抗磨要求极高。 一旦盾构机刀具磨损严重，换刀风险极大，且施工工期将无法保证。一般盾构机换刀的方式：（1）土体或岩体自立性好，正面51、无承压水或裂隙水等，可直接开仓进行换刀；（2）若正面岩体自立性差，或正面有承压水或裂隙水等，可采取在盾构机前端进行地面注浆加固后，开仓进行换刀；（3）若无法进行地面加固的，则采取局部气压法进行换刀。考虑到本工程盾构穿越圆砾层时，一、在xx下（无法进行地面加固）；二、断面土体自立性差，且富含承压水（无法直接开仓换刀）；三、断面富含沼气。综合三者很难保障气压法换刀施工的安全。故本工程的工况条件基本不符合上述换刀施工方法的要求。若在江底该区域换刀，风险将极大。（2）盾构断面上半部为砂层和砂性土，下半部为圆砾层，盾构断面内土层软硬不均，对隧道施工轴线控制难度大；（3）圆砾层（12）4层除本身岩性特征外52、，该层还富含沼气。由于圆砾层圆砾粒径较大，扰动后正面土体空隙相对会增大，易使沼气贯通通道增大，对施工不利。5.2调整依据（1）参照庆春路越江隧道在三百年一遇冲刷线下隧道的覆土设计（隧道在冲刷线下最浅为3.5米）；（2）调整轴线后，经设计计算仍能满足隧道抗浮要求；（3）新调整隧道轴线满足隧道剖面线形的要求；（4）参照成都现在卵石层施工的现状和经验。（目前成都地铁一号线四家参建单位8台盾构机在卵石层掘进时，其盾构机磨损情况均比较严重。根据他们现施工经验，一般在掘进150米左右就必须进行换刀）。5.3调整后对施工的影响隧道设计轴线调整后，将大大减少了盾构掘进断面内的圆砾层的侵入深度和涉及范围。（详见轴线调整后隧道平剖面图），同时也大大减小了盾构在江底施工的风险。 （1）规避了江中段可能需换刀的风险，从而有效的保证了隧道施工进度。同时也确保了后续施工的顺利进行。（2）减少了江中段圆砾层中承压水、沼气对施工的风险，特别是减轻了螺旋机出土防喷和盾尾密封的压力。（3）减小了联络通道及泵房施工的风险性。（4）减缓或减小圆砾层中高压力沼气对成形隧道的侵入，对成形隧道后续的稳定和安全有一定的好处。