1、1,盾构始发井、接收井及区间联络通道施工关键技术及安全控制要点,1,盾构始发井、接收井及区间联络通道施工关键技术及安全控制要点目 录,一、盾构始发井与接收井施工关键技术二、盾构始发井与接收井端头地层加固三、盾构始发井与接收井安全控制要点四、盾构区间联络通道的施工关键技术五、结束语,2,一、盾构始发井与接收井施工关键技术,盾构始发井、接收井及区间联络通道施工关键技术及安全控制要点,3,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.1、主要支护形式,盾构始发井与接收井常用的主要支护形式：,（1）地下连续墙,（3）钻孔灌注桩+桩内旋喷桩,（2）钻孔灌注桩+降水井,4,优点：（1）工效高，工期短，占地面积少2、。（2）墙体自身刚度大，对周边地层扰动少。（3）防渗性能好。（4）施工振动小，噪音低，适于在城市施工。缺点：（1）淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等地层施工难度很大。（2）对操作人员的技术水平要求很高。（3）废泥浆地处理比较麻烦。（4）造价高。,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.2、地下连续墙的关键施工技术,1.2.1、优、缺点,5,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.2、地下连续墙的关键施工技术,1.2.2、工艺流程,6,原因分析：(一)槽壁坍塌原因分析：1.泥浆质量不合格；2.降雨使地下水位急剧上升；3.单元槽段过长；4.地面附加荷载大。(二)钢筋笼上浮原因分析：1.钢筋笼重量3、太轻；2.槽底沉渣过多；3.砼导管插入深度过大；4.砼浇灌速度太快。(三)槽段接头渗水原因分析：粘附在上段砼接头表面上泥皮未清除掉就下钢筋笼浇砼。,常见问题：槽壁坍塌、钢筋笼上浮、槽段接头渗水等。,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.2、地下连续墙的关键施工技术,1.2.3、常见问题及原因分析,7,1.防止导墙破坏或变形：按要求施工导墙，导墙内侧钢筋应连接，注意墙深到位；导墙拆模后，立即在内侧加撑，撑导墙面之间不得有缝隙，支撑有足够刚度；导墙附近荷载不宜过大，施工过程中尤其注意大型施工机械堆土或其它堆物荷载；2.防止槽壁坍塌：控制泥浆质量，严禁使用不合格泥浆；经常量测泥浆面，在漏浆或由其它4、原因使浆面下降时，及时补浆；降雨季节或地下水位升高时应提高浆面标高；控制连续墙附近地面超载。3.防止钢筋笼吊放不下：下笼前，检查槽壁垂直度，槽底沉淤；验笼时注意定位块不得过于凸出；吊笼就位后，检查变形情况；接笼时，加强垂直度检验。,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.2、地下连续墙的关键施工技术,1.2.4、质量控制要点,8,4.防止钢筋笼上浮：槽底沉渣清除干净；检查导墙上锚固点固定钢筋是否有足够强度，钢度；导管埋入砼深度不大于6m；浇灌速度不得太快。5.防止砼导管进泥砼堵塞导管：保证初灌量；导管口防槽底间距不小于1.5倍导管直径；保证砼配合比，经常检查坍落度；保持连续浇灌。6.防止槽段接5、头渗漏水：清槽同时，对接缝幅砼面用钢丝刷或刮泥器清洗干净。,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.2、地下连续墙的关键施工技术,1.2.4、质量控制要点,9,1.3.1、工艺流程,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.3、钻孔灌注桩的关键施工技术,10,1.3.2、钻孔过程中易出现的故障,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.3、钻孔灌注桩的关键施工技术,一、钻孔偏斜这是在施工中最为常见的一种，偏斜原因有：1）.桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动。解决措施：在开钻前一定要检查钻机的稳定性与垂直度，在钻进过程中要随时复核，如有偏差及时处理。2）.土层软硬不均，致使钻头受力不均。解6、决措施：在地层分层处要注意控制钻速，不要过快，同时要采用减压钻进。3）.钻进中遇有较大孤石，探头石。解决措施：此时宜用钻机钻透。用冲孔机时，用低速将石打碎；有倾斜基岩时，可用混凝土填平，待混凝土凝固后再钻。4）.扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。解决措施：在容易扩孔处低速减压钻进。5）.钻杆弯曲，接头不正。解决措施：为了防止出现成孔偏斜，可在施工中采用加扶正圈导正，全孔减压钻进的防斜措施。扶正圈直径比设计桩径小20厘米，扶正圈的位置放在离钻头56米处，必要时可每钻进2030米加一扶正圈，以加强钻具的导向性。,11,1.3.2、钻孔过程中易出现的故障,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.3、钻孔7、灌注桩的关键施工技术,二、塌孔 其表征是孔内水位突然上升又下降，孔口冒细密的水泡，出渣量明显增加而不见进尺，钻机负荷显著增加。塌孔原因主要有：1）护筒埋置过浅，周围封填不密，漏水；2）操作不当，如提升钻头，冲击锥（抓）或掏渣筒倾倒，或放钢筋骨架是碰撞孔壁；3）泥浆稠度小，起不 到护壁作用；4）泥浆水位高度不够，对孔壁压力小；5）向孔内加水时流速过大，直接冲刷孔壁；6）在松软砂层中钻进时进尺过快。预防措施：汛期或潮汐地区水位变化过大时，采取升高护筒，增加水头或用虹吸管等措施保持水头相对稳定；提升钻头，下放钢筋骨架时应保持垂直，不要碰撞孔壁。处理措施：事故发生后应查明塌孔位置后进行处理。塌孔位置不8、深时，可采取深埋护筒，穿过塌孔处。塌孔位置深时，塌孔不严重时，可回填到塌孔位置以上，并采取改善泥浆性能，加高水头措施，继续钻进。塌孔严重时，应立即将钻孔用砂类土或砾石土回填，无此类土时可采用粘质土并掺入5%-8%的水泥砂浆，观察数日后重新开钻。,12,1.3.2、钻孔过程中易出现的故障,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.3、钻孔灌注桩的关键施工技术,三、扩孔与缩径 扩孔多系孔壁小塌孔或钻锥摆动过大，应针对原因采取措施。缩径常因地层中含有遇水能膨胀的软塑性土或泥质叶岩造成；钻锥磨损过甚也可造成孔径偏小。前者应采取失水率较小的优质泥浆护壁，后者应及时焊补钻锥。缩径已发生后，可采取钻锥上下反复9、扫孔，扩大孔径。四、漏浆 钻孔施工时，密切注意泥浆面的变化，一但发现有漏浆现象，分不同情况及时采取控制措施。1）.增大泥浆比重和粘度，停止除砂，停钻进行泥浆循环，补浆保证浆面高度，观察浆面不在下降时方可钻进。2）.若仍漏浆，需在浆液里加锯末，经过循环堵塞孔隙，使渗漏浆得以控制。3）.若钢护筒底口漏浆，在采用上述措施得不到控制后，将钢护筒接长跟进。4）.在采用上述措施后，若漏浆得不到控制，要停机提钻，填充粘土，放置一段时间后，再进行施钻。,13,1.3.2、钻孔过程中易出现的故障,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.3、钻孔灌注桩的关键施工技术,五、糊钻 在正循环回转钻进时，遇软塑粘质土层，10、泥浆相对密度和粘度过大，进尺快，钻渣量大，钻杆内径过小，出浆口堵塞而造成。此时应改善泥浆性能，对钻杆内径钻渣出口和排渣设备的尺寸进行计算，并适当控制进尺。若已严重糊钻时，应停钻提出钻锥，清除钻渣。六、掉钻 掉钻的主要原因是因为钻杆与钻杆或钻杆与钻头之间的连接承受不了扭矩或自重，使接头脱落、断裂或钻杆断裂所至。防止吊钻措施为：加强接头连接质量检查，加强钻杆质量检查，对焊接部位进行超声波检测；每使用一次就全面仔细检查一次，避免有裂纹或质量不过关的钻具用于施工中，同时钻进施工时要中低压中低速钻进，严禁大钻压、高速钻进，减小扭矩。措施：如果钻杆较长（在5米以上，钻具倾斜），采用偏心钩打捞，速度快，成功11、率高；如果钻杆较短，采用特制的三翼滑块打捞器进行打捞，成功率高。打捞要及时，不可耽搁，以免孔壁不牢，出现塌孔，故现场需备用好偏心钩和三翼滑块打捞器，以防万一。,15,1.3.2、钻孔过程中易出现的故障,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.3、钻孔灌注桩的关键施工技术,七、卡钻 卡钻原因有如下几种：1）孔内出现梅花孔，探头石，缩孔等未及时处理；2）钻头被塌孔落下的石头或误落入孔内的大工具卡住；3）入孔较深的护筒倾斜或钻头被撞击严重变形；3）钻头的尺寸不一，焊补的钻头过大；4）下钻头太猛，或钢绳过长，使钻头倾向卡在孔壁上。预防及处理措施：1）对于向下能活动的上卡，可用上下提升法，即上下提动钻头12、，并配以钢丝绳左右拨移，旋转；2）卡钻后不宜强提，只宜轻提，经提不动时，可用小冲击锥冲或用冲吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出。,16,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.4、旋喷桩的关键施工技术,1.4.1、优、缺点,旋喷工艺是在化学注浆法的基础上，应用射流切割原理创立的一种地基加固技术，以高压喷射流直接冲击破坏土体，使浆液与土自行拌合为均匀旋喷泥浆后形成固结体加固地层的方法。在国内，铁道系统于1972年最早开始研究和应用旋喷桩技术，1978年开始进行三重管旋喷工艺的研究和应用，它有以下特点：（1）适用范围广，对邻近构筑物影响较小。（2）施工简便，喷射作业可形成直径0.4m3m甚至5m13、的固结柱体。（3）固结桩体强度高，水泥桩形成的旋喷桩体的无侧限抗压强度可达到 5Mp10Mp，在砂土中则更高，一般可达到10Mp20Mp。（4）旋喷桩材料来源广、价格低廉、浆液流失少。,17,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.4、旋喷桩的关键施工技术,1.4.2、垂直旋喷工艺流程,虽然垂直旋喷注浆工艺有单管，二重管和三重管旋喷注浆之分，且注入地层的浆液材料的种类和数量不同，但其施工工艺流程却大体相同，如右图所示：,18,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.4、旋喷桩的关键施工技术,1.4.3、垂直旋喷技术要点,施工前检查高压设备和管路系统，注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，注浆管接头的密14、封圈必须良好。施工时钻孔的倾斜度不得大于1.5。注意防止喷嘴被堵，拆卸或安装注浆管时动作要快，拔管清洗净后再进行插管和旋喷，若其中的一个喷嘴出现堵塞的情况，采用复喷的办法继续施工。喷射时，要做好压力、流量和冒浆的量测工作，并按要求逐项记录，钻杆的旋转和提升必须连续不得中断。深层喷射时，先喷浆后旋转和提升，以防注浆管被扭断。喷浆的过程中应防止水泥浆沉淀，使其浓度降低。施工完毕后立即拔出注浆管，对注浆管和注浆泵进行彻底的清洗，管内和泵内不得留有残存的水泥浆液。,18,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,1.4、旋喷桩的关键施工技术,1.4.4、水平旋喷工艺流程,水平旋喷注浆与垂直旋喷相比，主要在于15、水平钻孔和水平注浆等，一般注浆管（单管、二重管及三重管）兼作钻杆进行钻孔，注浆结束后迅速拔出注浆管，并立即打入一个木桩，封闭空口。钻孔时可预先将钻杆上抬一定角度，以防止钻杆出现下垂现象。由于成桩条件不同，水平旋喷工艺垂直旋喷工艺要求高，有如下特点：（1）在加固深度范围内尽可能减少中途接卸钻杆；（2）钻杆兼作注浆管，由里向外旋喷；（3）注意使注浆管外拔速度尽量均匀；（4）旋喷浆液流失较多时，需补充浆液；（5）旋喷直径较大时，可采用复喷（先喷水后喷浆）工艺，或加大压力，放慢外拔速度；（6）浆液可采用快速凝固浆液，使浆液在第三天即能达到28天的强度值。,19,1.4、降水井施工,1、盾构始发井与接收16、井施工关键技术,降低地下水位法是为了防止滞水砂地层向掘进面涌水导致塌坍，而把地层中的地下水排除的使地下水位降低的工法。适用地层从砂层到砂砾层均可。基础降(排)水工作通常是土方工程、地基与基础工程施工中的一项重要技术措施，能疏干基土中的水分，促使土体固结，提高地基强度；对处于天然地下水位以下基坑(槽)的施工，可以减少土坡土体侧向位移与沉降，稳定边坡，清除流砂，减少基底土的隆起；使位于天然地下水位以下的地基与基础工程施工能避免地下水的影响，改善了施工条件。此外，还可以减少土方量，缩短工期，提高工程质量和保证施工安全。但在城市施工中，因排水量大，存在无法隔离处理，易发生土质脱水压密沉降和使水井枯竭等17、问题。目前，常用基础降(排)水方法有明排井(坑)、井点降水、井管降水等。根据其设备又可分为轻型井点、喷射井点、电渗井点、深井井管等。具体选用时，可根据工程的特点、要求的降水深度、含水层土的类别及其渗透系数、施工设备的条件和施工期限等因素，进行比较，选取经济合理、技术可靠、易于施工、管理方便的降水方案。各种井点、井管的性能、施工工艺和操作管理不尽相同。,1.4.1、施工工艺,20,1.4、降水井施工,1、盾构始发井与接收井施工关键技术,）严格按有关规范及设计图进行施工。钻孔安装要调正水平，应随钻孔延伸逐步加长粗径钻具，以保持钻孔垂直，使钢花管顺下到预定深度。）针对地层情况将花管准确下置在富水井段18、，应下入井底812，下管时不得左右旋轩式上下串动。）井管外围填入砾料为0.5cm石米,应均匀下入,避免“架桥现象”。）洗井要充分及时，一般为每口井个台班。）下水泵时，所有泵管连接应拧紧，下置井深应预留井底泥砂段。）水泵下好后，应包扎好井口，以防异物掉进孔内，保证每口井正常抽水，并作好抽水记录。,1.4.2、应注意的问题,21,二、盾构始发井与接收井端头地层加固,盾构始发井、接收井及区间联络通道施工关键技术及安全控制要点,22,2、盾构始发井与接收井端头地层加固,2.1、地层加固范围,根据洞口围岩的水、土侧压力及盾构推进方向，隧道进出洞端头地层加固范围为：始发井长度6-8m，始发井长度4-6m，19、宽12m，具体范围为：沿隧道轴线方向自混凝土灌注桩外皮开始往外，隧道两侧各3m，隧道上部3.5m，隧道底部以下1.95m。盾构始发井、接收井隧道端头加固详见下图：,23,2、盾构始发井与接收井端头地层加固,2.1、地层加固的一般方法,在盾构机始发及到达洞口时对封门的拆除会使工作面处于开放状态，如处理不当，会引起周围围岩的坍塌，甚至会造成土体涌入盾构工作井中，造成极大的损失和危害。另外，为了保持盾构机刚进入土体中时，机头盾尾具有相同的刚度，保持良好的初始掘进姿态，均须进行隧道端头洞口的加固工作 用于盾构进出洞端头地层加固的方法很多,目前主要采用的有注浆法、冻结法、高压旋喷以及搅拌法等。加固方案主20、要考虑地层的工程地质条件和水文条件进行选取,对于加固范围内地层主要为砂性地层的,一般采取旋喷桩或冻结法进行加固,对于粘性土及其他非砂性地层,一般采取搅拌桩进行加固。对于砂卵等地层易采用注浆法施工。目前,用于旋喷桩和搅拌桩施工的机械很多,旋喷桩有单管旋喷、双管旋喷以及三重管旋喷等形式;搅拌桩也有单轴搅拌、双轴搅拌以及三轴搅拌等形式,选择合理的施工机械对加固质量尤其关键,根据我单位在南京、深圳地铁施工经验,采用三重管旋喷要好于单重管和双重管旋喷、三轴搅拌要好于单轴和双轴搅拌,其加固土体不论在稳定性、匀质性和止水性方面都有明显的优越性。从方案可靠、成本节约的目的出发,砂性地层端头地层加固建议采用三重21、管旋喷法,粘性土等软土地层建议采用三轴搅拌桩进行加固。,24,2.2、搅拌桩的一般施工关键技术,2、盾构始发井与接收井端头地层加固,2.2.1、工艺流程,所谓搅拌法是指通过钻孔将水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂送入地层，依靠特制的深层搅拌机械在地层中将软土和固化剂（浆液和粉体）就地强制搅拌，利用固化剂和土体之间产生的一系列物理-化学反应形成深层搅拌桩，使土体的物理力学性能得到改善的地层加固方法，其工艺流程如右图所示：,25,2.2、搅拌桩的一般施工关键技术,2、盾构始发井与接收井端头地层加固,2.2.2、水泥浆制备工艺流程,26,2.2、搅拌桩的一般施工关键技术,2、盾构始发井与接收井端头地层22、加固,水泥剂量的控制：为确保桩体水泥浆用量达到设计要求，应现场应用比重计控制水泥浆稠度，做到一桩一配浆，一桩一清池（灰浆池）。,水泥搅拌桩桩头复搅的控制：当钻机反循环提钻并喷浆升至工作基准面以下3050厘米时，持喷30秒水泥浆，目的是保证桩的上部密实度和强度，根据荷载的扩散及传递原理，有必要加强水泥桩上部的密度和强度。,喷浆时间的控制：每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。,成桩的检验：制桩完成后，须达到要求的龄期后方可进行开挖，清理桩头时不得使用重锤或重型机械，宜用小锤、短钎等轻便工具操作以免损伤桩头。群桩桩顶应平齐，间距应均匀；桩体圆匀，无缩颈和回陷23、现象。水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。钻芯时不应在桩中心，应偏外侧些。,2.2.3、技术要点,27,2.2、搅拌桩的一般施工关键技术,2、盾构始发井与接收井端头地层加固,2.2.4、施工中问题分析及处理措施,施工中问题分析及处理措施,28,2.3、注浆施工关键技术,2、盾构始发井与接收井端头地层加固,所谓注浆加固技术，是指用压送设备将具有胶结性的合适的浆液材料通过注浆孔有目的地注入地层，充填土颗粒间的孔隙、土层界面或岩石裂隙，使其扩散、膨胀、胶凝或固化，以提高地层强度和模量，降低地层渗透性和减少地层变形一类的地基处理技术，通过地面注浆，充填24、注浆范围内土体，硬化后将泥土胶结成一个整体，形成一个强度大、压缩性低、抗渗性高和稳定性良好的新土体，从而使地基得到加固，可有效防止或减少不均匀沉降和渗透。在盾构施工中，位于工作竖井（盾构始发井或接收井）洞门外侧土体在洞门拆除后常常不能满足自立稳定性要求，需对其进行加固。采用注浆法施工有以下优点：（1）施工设备简单；（2）规模小，耗资少；（3）占地面积小，对交通影响小；（4）工期短，见效快；（5）施工中产生的噪声及振动小，对环境影响小；（6）加固深度易于控制,2.3.1、优点,29,2.3、注浆施工关键技术,2、盾构始发井与接收井端头地层加固,2.3.2、浆液的种类,一、水泥类浆液（1）一般性浆25、液：浆液由一般性各种强度等级的水泥+水混合拌制而成。水泥颗粒通常是悬浮于水中的不稳定状态，当水灰比大于1.5时浆液的沉淀大为减少。这种浆液主要用于岩石裂缝的填充补强，但这种浆液水灰比小于1.5时易发生沉积固结，及水合硬化后产生较多的离析水，硬化时间长，用途不广。（2）膨润土水泥浆液：由膨润土、水泥和水按一定顺序混合配制的浆液，即为膨润土水泥浆液。若在浆液成分中增加膨润土，使浆液成为稳定性浆液，与此同时，还吸收水泥硬化的离析水继续水化膨胀，可抑制浆液中的水泥沉淀，提高浆液凝固体的强度和抗渗性。（3）带填料的水泥浆液：带填料的水泥浆液系指在水泥或粘土水泥浆液中加入惰性粉状材料的浆液。往浆液材料里添26、加填料的目的是改善浆液的稠度，以便获得替代部分水泥，降低浆液成本，以便在吸收率大的情形或在填充大孔洞时使用。填充材料多为天然砂、粉煤灰及火山灰。决定浆液凝固强度的主要因素是水灰比。,30,（4）速凝型水泥基浆液：在水泥浆液中加入速凝剂，缩短浆液凝固时间，速凝剂主要为氯化钙或硅酸钠。（5）膨胀型水泥基浆液：在水泥浆液中加入铝粉和少许硅酸钠（硅酸钠作用仍为速凝），从而使浆凝固体的体积明显膨胀增大，此种方法在大孔隙的土层和空洞效果较好。（6）加气型水泥基浆液：在拌和浆液时掺入湿润剂，以此完成往浆液中掺加空气的需要。采用这种方法充填孔洞，可在封闭的空间产生一定的压实效果。（7）泡沫型水泥基浆液：用水泥27、及水和湿润剂单独制作的泡沫拌和制成。这种方法比膨胀型和加气型浆液水泥用量高，故比特们有固结强度高、结构轻的特点（8）超细水泥浆液：为了提高浆液的可注性，通常把普通水泥浆材再次磨细，获得平均粒径小于34m的超细水泥。,2.3、注浆施工关键技术,2、盾构始发井与接收井端头地层加固,2.3.2、浆液的种类,31,2.3、注浆施工关键技术,2、盾构始发井与接收井端头地层加固,2.3.2、浆液的种类,二、水玻璃浆液（1）碱性溶液型水玻璃浆液：水玻璃自身为碱性溶液，以碱性水玻璃溶液为主，外加凝胶剂（固化剂）的浆液为碱性溶液型水玻璃浆液，这类浆液属纯水玻璃浆液，因外加凝胶剂不同，分无机和有机两类。无机类的浆28、液价格便宜，材料容易获得，但水玻璃与凝胶的反应剂反应不彻底，凝胶固结体的稳定性差，强度不均，有机类浆液是针对无机类浆液缺点提出的浆液，特点是水玻璃的碱性条件下，遇水发生水解反应，生成有机酸，有机酸再与水玻璃反应，生成硅酸胶，胶凝反应的时间长，可控。但是无论有机无机的碱性溶液型水玻璃浆液，均存在环境污染，稳定性、耐久性仍不够理想，故适用范围较小。（2）非碱性溶液型水玻璃浆液：胶凝固结体呈中性，改善有机类碱性水玻璃浆液，价格便宜，近年来用途较广，主要是硫酸直接与水玻璃浆液混合可产生中性或酸性水玻璃浆液，此浆液的固砂体强度一般在0.2Mp2Mp之间，渗透系数K10-6cm/s，可注土层粒径为0.1029、.2mm。（3）碱性悬浊型水玻璃浆液：由碱性水玻璃溶液与悬浊型水泥浆液的混合液及在此基础上添加膨润土的水泥+水玻璃混合溶液。其胶凝时间基本上取决于水泥的用量，而与水玻璃的用量关系不大，若凝胶时间过短，可考虑加入缓凝剂。,32,2.3、注浆施工关键技术,2、盾构始发井与接收井端头地层加固,2.3.2、浆液的种类,（4）非碱性悬浊型水玻璃浆液：是指用去掉水玻璃中的碱以后的硅溶胶取代碱性悬浊型水玻璃+水泥+硅溶胶的浆液。配方中的A液是酸性硅溶胶，B液是水泥（或矿渣水泥）悬浊液及适量可溶性碱剂的混合液。胶凝时间取决于硅溶胶的浓度、水泥用量以及可溶性碱剂三要素的特性。其中关键性的因素是硅溶胶的浓度，高浓30、度下可瞬时固结，故常用作瞬凝性浆液使用。另外这种浆液的稳定性、耐久性好。（5）常用复合型水玻璃浆液：碱性复合型水玻璃浆液（悬浊溶液型及瞬结缓结型）、非碱性复合型水玻璃浆液（悬浊溶液型及瞬结缓结型），在砂砾等间隙较大的土层中，为了确保加固强度和防渗性能的提高，往往采用悬浊降也（瞬结）+溶液型水玻璃（中性弱酸性）浆液（缓结）的复合浆液，以便实现填充注入和渗透注入两者均佳的注入。,33,三、盾构始发井与接收井安全控制要点,盾构始发井、接收井及区间联络通道施工关键技术及安全控制要点,34,3、盾构始发井与接收井安全控制要点,3.1、盾构井支护设计要考虑盾构机吊装及设备堆放荷载,盾构井作为施工作业基地使31、用，需要在此场地进行盾构机的搬入或搬出、组装或解体、进发或到达，以及管片、隧道构筑物原材料、施工设备等物资的运入运出。一般采用明挖法施工，但与一般方法差异较大。其开挖深度大于隧道深度，属深层开挖，开挖时间较长，作业较为集中，在其设计、施工阶段均应考虑其安全因素，由于竖井上的土压受竖井形状、尺寸、刚性、壁厚等因素的影响，一般考虑其静止土压及固定的动荷载进行施工，往往忽视盾构机吊装及设备堆放荷载，但受盾构机吊装设备及作业场地的制约，往往盾构机在吊装时选择就近吊装方式，从而使盾构井支护设计显得尤为重要。,35,3.2、土方开挖于支护要随挖随撑，不允许超载,3、盾构始发井与接收井安全控制要点,支护施工32、应与土方开挖密切配合,以达在保证安全的基础上充分利用场地，降低造价，缩短工期的目的。每层土方开挖先挖、排基坑四周的土方，首先为支护结构施工创造有利条件，然后进行基坑中间部位的土方施工，此时土方、支护可同时施工互不影响。待支护完毕后，再补挖该部分预留土方，使整个工程平稳有序的进行，以达到土方与支护施工的最佳配合状态，不允许盲目争抢工期，超挖土方，对基坑的安全性。,36,3.3、始发井要考虑后背力的作用,3、盾构始发井与接收井安全控制要点,盾构后背的作用是盾构初始掘进时为盾构向前推进提供所需的支撑力，盾构初始掘进前一般先确定钢后背的形式，并根据盾构推进所需最大推力进行校核，然后根据设计加工盾构钢后33、背，待钢后背安装完毕后，进行初始掘进，盾构始发井在进行设计时应按照盾构初始掘进推力大小，考虑后背力的作用设计支护形式。,37,3.4、洞口凿除,3、盾构始发井与接收井安全控制要点,盾构机在进发、到达竖井的墙壁，虽然是临时性的墙壁，在进发与到达之前的一段时间里，靠临时墙壁阻止地下水压和土压，待进发和到达之前需对洞口地层进行加固，待达到设计强度后凿除。,38,四、盾构区间联络通道的施工关键技术,盾构始发井、接收井及区间联络通道施工关键技术及安全控制要点,39,4、盾构区间联络通道的施工关键技术,4.1、洞口处管片支撑加固及管片破除,区间隧道与联络通道接口部位，为了使加工及施工方便，特殊衬砌环均采用34、标准环。每处联络通道有6环特殊衬砌环（线路左、右线各三环），每环由6块钢管片（其中4块钢管片用于拆卸开洞）和4块钢筋混凝土管片（1块封顶块、2块邻接块和1块标准块）组成。钢管片拆除前，在顶拱中部打孔预埋传感器，对地层进行监测，根据监测信息指导钢管片置换施工。在钢管片拆除时，为避免发生隧道顶部土体坍塌，采取先加固周边土体，后分步拆除钢管片。为便于环向土体注浆，在盾构钢管片加工制作时，预留注浆孔，孔距400mm，孔径50mm，成梅花形分布，孔口用可拆除的孔盖封闭，注浆管采用 42mm的普通钢管加工，注浆管长2m。拆除钢管片前，在拆除钢管片两侧的混凝土管片上施作临时拉紧装置，将混凝土管片连接拉紧，防35、止端部混凝土管片发生纵向位移。隧道联络通道位置钢管片拆除时分块逐步进行，先拆中间再拆四周。,40,4.2、地层加固（提前加固）方法,4、盾构区间联络通道的施工关键技术,盾构区间联络通道的提前加固可采用注浆法、搅拌桩、冻结法及降水等措施。关于搅拌桩注浆法、搅拌桩及降水的方法前文已做解释，下面简要介绍一下冻结法施工。,41,4.2.1、冻结法,4.2、地层加固（提前加固）方法,4、盾构区间联络通道的施工关键技术,冻结法：人工地层冻结是利用低温盐水或液氮，降低地层温度，将天然岩土变成冻土，形成强度高、不透水的临时冻结加固体。人工地层冻结是一种环保型工法，地层冻结仅仅是将地层中的水变成冰，所加固地层最36、终要恢复到原始状况，因此能够保障地下水不受污染、保护城市地下地质结构的完整性。冻结法最早于1883年被F.H.Poetsch采用，此后在西方许多国家相继得到应用，已被广泛用于地层加固和地下水控制，诸如矿山井筒、市政隧道和地铁隧道等工程。我国于1955年在开滦煤矿林西风井首次使用冻结法，至今已利用冻结法建成煤矿立井450多个，总延米70000m。20世纪20年代后，北京、上海、广州和南京在地铁隧道施工中，冻结法在其中得到广泛应用，发挥了该工法自身的优势和特点，取得了良好的效果。目前，国内首次在流砂地层中利用人工地层冻结法成功地解决了地铁隧道盾构出洞口地层封闭加固难题，取得了良好效果。先在隧道周围37、布置水平冻结孔,并在孔中循环低温盐水,使冻结孔附近的含水地层结冰,形成强度高、封闭性好的冻结壁即冻土帷幕,然后在冻结壁的保护下运用矿山法进行隧道开挖与构筑施工。,42,4.2.1、冻结法,4.2、地层加固（提前加固）方法,4、盾构区间联络通道的施工关键技术,43,冻结法施工工艺作为成熟工艺应用到地铁区间联络通道施工必须要注意以下几点：(1)必须确保冻结时间，在开挖实施中，必须保证冷冻设备正常运转。(2)施工监测点位布设及监测频率根据施工进程调整，并且随时反馈用以指导施工。(3)在开挖前准备工作必须落实，应急措施到位(水泥、小型液氮及喷洒装置)。(4)在开挖构筑施工中必须组织好人员、机械、材料从38、而确保施工流程能够顺利进行，混凝土浇筑中重视对施工缝的处理，提高混凝土自身的防水能力。(5)联络通道主体结构施工完毕后，停止供冷，土体自然解冻，解冻过程中会引起地面的沉陷，如果沉陷过大，不但对隧道而且对地面建筑、地下管线将产生不利影响。为减少土体解冻产生的沉降量，可通过隧道及联络通道预留的注浆孔，采取跟踪注浆的形式，根据观测到的隧道及地层沉降情况，及时地对地层进行补偿注浆。,4.2.1、冻结法,4.2、地层加固（提前加固）方法,4、盾构区间联络通道的施工关键技术,44,冻结施工与隧道掘砌施工的配合：1为了避免冻结时间过长,冻土进入开挖端面过多,一方面要避免冻结孔距开挖区太近,另一方面又可考虑开39、挖过程中调整盐水循环量或采用间歇式冻结,控制冻土发展速度,提高挖土速度。2严格控制开挖进度和冻结壁暴露时间,采用小断面和小步距及时跟进钢格栅支护和喷射混凝土,喷射混凝土中适量掺入早强和抗冻添加剂,控制混凝土入模温度,确保冻结壁和初衬的稳定。3高温混凝土喷射到冻结壁上,会使冻结壁表面出现一定厚度的融冻层,再次回冻后会产生一定的冻胀力,初支强度应考虑冻胀力的影响,确保冻结壁和初支喷射混凝土的安全,并铺设保温层。,4.2.1、冻结法,4.2、地层加固（提前加固）方法,4、盾构区间联络通道的施工关键技术,45,施工监测：在隧道开挖过程中,对隧道及其周边设施采取了全方位的监测,主要项目包括:冻结壁断面内40、水文卸压孔压力变化;开挖后冻结壁表面温度,地面的沉降位移;隧道的水平及垂直方向的收敛变形;冻结器的去、回路盐水温度、却循环水进、出水温度等。,4.2.1、冻结法,4.2、地层加固（提前加固）方法,4、盾构区间联络通道的施工关键技术,46,4.3、浅埋暗挖施工通道,4、盾构区间联络通道的施工关键技术,47,4.5、洞口防水处理,4、盾构区间联络通道的施工关键技术,洞门是盾构隧道与工作井（车站）的连接部位，是施工防水的难点也是重点，这些部位拐角多、结构复杂、施工缝和变形缝多；还有在盾构进出隧道时推力小，管片缺乏后座顶力时管片间的压力相对较小，接缝不密实，易漏水，靠近洞门的盾构区间隧道要重点对待。洞41、门防水见图：,48,4.5、洞口防水处理,4、盾构区间联络通道的施工关键技术,由于联络通道及风道是在隧道施工完成后，再采用暗挖法施工完成的，所以盾构区间结构和通道结构的结构相交边缘的防水是整个区间防水的重点。以下是设计中采用的处理措施：a.首先加大接缝处通道结构断面，以提高此处的结构刚度，减小通道接口处结构变形，同时也提高了结构自防水的能力。b.特殊管片开洞周围与通道结构相交面采用SBS防水层，和两道封闭的水膨胀橡胶止水条。c.通过初衬及二衬间采用无纺布和ECB板防水。,联络通道的防水,49,4.6、安全技术控制要点,4.6.1、洞口破除临时支撑,4、盾构区间联络通道的施工关键技术,两次支护方42、式：第一次支护(临时支护)采用预应力钢支架加背板。第二次支护(永久支护)采用现浇钢筋混凝土。联络通道的临时支护即做为维护地层稳定，确保施工安全的一项重要技术措施，又作为永久支护的一部分，是支护工艺最为关键的一步。如图所示。临时支护采用18#工字钢加工成的直腿拱形支架和矩形支架。钢拱架为封闭形式用于喇叭口及通道内的临时支护，为增加支架的稳定性，每道支架中部加有一根横撑，拱形支架的间排距与通道的开挖步距相对应为0.30.5 m，相邻支架间加有纵向拉杆，以增加整个支护体系的整体性和稳定性。矩形钢支架用于集水井，支护间距为0.5 m，上下两排支架间由8 根拉杆相互连接，必要时增加纵横向支撑，以增加支架43、整体的稳定性及抗变形的能力。为了控制支架间冻结壁的变形，减少冻结壁冷量损失，所有钢支撑架后用木背板密背，背板必须同冻结壁紧贴，尽量减少支护间隙，木背板不能松动，当支护间隙较大时，可增加背板厚度和木楔子，以提高支护效果。,联络通道的临时支护,50,4.6、安全技术控制要点,4.6.2、浅埋暗挖控制要点,4、盾构区间联络通道的施工关键技术,马头门施工 一、施工前应在马头门位置处进行换撑措施处置，在割除前先在竖井内架设临时支撑，确保马头门处土体稳定，临时支撑在进洞后拆除。二、洞口处换撑措施措施完毕后，应尽快在井壁上放出横通道开挖轮廓线的位置，并标出超前小导管的位置，为了加大洞口处加固地层的范围，马头门处第一排小导管长度为5 m，且尽量与隧道中线保持平行，超前注浆加固地层。三、注浆完毕后，即破除马头门处上部竖井井壁砼，割除该部位钢格栅支撑，架设上部第一榀格栅架，并将其主筋与周围的竖井壁格栅焊接牢固，并及时喷射砼，按隧道的主体开挖及初期支护的方法将上部向前推进8m10m，待竖井施作到底部并施作井身衬砌后，破除下部竖井井壁砼，割除该部为位的钢格栅支撑，架设下部第一榀格栅拱架，同样将起主筋与周围的竖井钢格栅焊接牢固，并及时喷射砼。,51,五、结束语,盾构始发井、接收井及区间联络通道施工关键技术及安全控制要点,52,