CN115539056A - 包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构施工的方法、用于盾构施工的防水和监测方法，涉及工程施工领域。该盾构施工的方法包括：将盾构基座按照测量放样的基线吊入井下，在盾构基座安放过程中保证与出洞段轴线相一致；盾构基座就位后，在最后一环负环和井壁结构之间加设钢后盾支撑；对洞门位置进行复核测量后，根据地面监测信息的分析，分块成井字型凿除洞门混凝土，并标出分块位置；在凿除洞门前将分块接缝处砼凿除，做好分块吊点；盾构机整体进入洞圈后，进行同步注浆。该方法在盾构基座安放过程中保证与出洞段轴线相一致，可确保盾构基座对盾构机出洞时能起到导向作用，进一步提高了盾构施工的掘进精度。

Description

包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法

本申请是2019年6月14日提交的申请号为201910509202.1，发明名称为“盾构施工的方法、用于盾构施工的防水和监测方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，尤其涉及一种盾构施工的方法、用于盾构施工的防水和监测方法。

背景技术

盾构法的是利用盾构进行隧道开挖，衬砌等作业的施工方法。用盾构在软质地基或破碎岩层中掘进隧洞的施工方法。盾构是一种带有护罩的专用设备，利用尾部已装好的衬砌块作为支点向前推进，用刀盘切割土体，同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。

盾构既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。盾构机外形上看是一个大的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用来抵挡外向水压和地层压力的。它包括三部分：前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及箱形等其他形式。以及，现有盾构施工的掘进精度一致无法达到需求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种盾构施工的方法、用于盾构施工的防水和监测方法，能够在盾构基座安放过程中保证与出洞段轴线相一致，可确保盾构基座对盾构机出洞时能起到导向作用，进一步提高了盾构施工的掘进精度。

为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种盾构施工的方法。

本发明实施例的盾构施工的方法包括：将盾构基座按照测量放样的基线吊入井下，在所述盾构基座安放过程中保证与出洞段轴线相一致；所述盾构基座就位后，在最后一环负环和井壁结构之间加设钢后盾支撑；对洞门位置进行复核测量后，根据地面监测信息的分析，分块成井字型凿除洞门混凝土，并标出分块位置；在凿除洞门前将分块接缝处砼凿除，做好分块吊点；盾构机整体进入洞圈后，进行同步注浆。

可选地，还包括：在洞圈区域搭设安装脚手架，以及在所述脚手架安装止水装置；在洞圈上安装一圈作为止水屏障的弧形插板。

可选地，还包括：在洞圈内与凿除70cm槽壁处放置两根导向轨，所述导向轨延伸至盾构基座上并与基座上的两根导向轨联成一体安装角度、位置应顺延盾构基座上的轨道。

可选地，还包括：在洞圈周围布设注浆球阀；在所述注浆球阀后端连接预设长度的1.5寸钢管深入至洞门外地层。

可选地，所述最后一环负环和井壁结构之间加设钢后盾支撑的步骤包括：在所述钢后盾支撑与负环管片之间的空隙灌注水泥砂浆；以及，所述钢后盾支撑采用2根双榀70#H钢。

可选地，所述对洞门位置进行复核测量后，根据地面监测信息的分析，分块成井字型凿除洞门混凝土，并标出分块位置；在凿除洞门前将分块接缝处砼凿除，做好分块吊点的步骤包括：在洞门中心凿一个孔，用来观察外部土体情况，然后分块成井字型凿除洞门混凝土，并标出分块位置；暴露出内、外排钢筋，并割去内排钢筋，凿除留下迎土面剩余部分混凝土及其中的外排钢筋；清理干净落在洞圈底部的混凝土碎块；在凿除洞门前将分块接缝处砼凿除，并做好分块吊点，并且先上后下的顺序吊除洞门砼块。

可选地，根据结构尺寸定制钢模板，立模采用

槽钢制作的碹骨作为模板支撑，碹骨间距900-1200mm，碹骨立设于已浇底板砼面上，碹骨底脚处加型钢横撑；碹骨脚底加垫一层厚20mm的木板防止骨腿下沉；碹骨按中腰线安设；在该过程中，在钢模板上均匀涂刷脱模剂，按结构特征顺序安装钢模板。

为实现上述目的，根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种用于盾构施工防水的方法。

本发明实施例的用于盾构施工防水的方法，用于如上述任一项所述的盾构施工的方法，包括：在洞圈周围安装密封装置，所述密封装置由橡胶帘布带、环板、翻板组成；设置洞口防水堵漏的注浆孔，在洞圈四周预埋注浆管；确认盾构出洞施工中出现水、土渗漏的情况下，通过所述注浆管压注双液浆进行密封防水。

可选地，在盾构调试结束后，向盾尾钢刷之间均匀密实地涂抹盾尾油脂，以充满盾尾刷油脂腔。

可选地，沿管片肋面四周设置弹性密封垫；其中，所述弹性密封垫为水膨胀橡胶材料。

为实现上述目的，根据本发明实施例的再一个方面，提供了一种盾构施工的监测方法。

本发明实施例的盾构施工的监测方法，用于如上述任一项所述的盾构施工的方法，包括：在井底设临时点位，根据所述临时点位设站测洞门圈的横径和平面坐标，并求出洞门圈的平面中心坐标，计算洞门圈的平面偏差值；利用高程传递至井底的临时水准点，测量洞门圈底高程，顶高程，求出圈直径和高程偏差值；计算的洞门圈中心、盾构基座前中心和盾构基座后中心的坐标，用仪器实测该坐标的值，以及计算所述坐标的值与理论值的偏差；根据所述偏差调整基座平面位置。

可选地，还包括：在监测裂缝中部的两侧各粘贴一块金属不锈钢板，钢板中心钻有一个圆孔，埋设时圆孔连线方向垂直于所述裂缝，在所述裂缝的两端也各作一个标记，以观测所述裂缝的开展情况；在所述裂缝两端设置石膏薄片，所述石膏薄片与裂缝两侧牢固粘结。

可选地，还包括：在盾构螺旋机出口处安装异常气体监测仪，以监测异常气体。

可选地，还包括：沿隧道轴线进行布设地面沉降测点，相隔一定距离布设沉降槽观测断面，穿越重要建筑物、管线群时，增布沉降槽观测断面，在坚硬地面使用射钉或道钉设置测量标志，软土地面使用钢筋桩做测量标志；盾构始发段100m范围内每隔20米布置一个监测断面；其余地段每隔30米布置一个监测断面；所述监测断面上的测点间隔为2-5m，一个监测断面内应设7-11个测点。

可选地，还包括：悬挂三根钢丝，所述钢丝与井上、井下的观测台在平面上组成两个直伸三角形；所述三角形长短边之比值至少大于2.5倍，所述三角形中的角小于2°；钢丝末端悬挂垂球，所述垂球浸在盛满油的油桶内，并且垂球不得与油桶接触；将测量数据分为两组，每组数据包括一个井上方位、四个连接角、五条边长；对三角形解算时，利用三角形闭合差的条件，用简单平差来计算，求得井下方位与井下控制点坐标；对另一组数据进行如上计算，求得的方位与坐标与第一组的进行检核，以确保不出现差错。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：盾构机出洞方位的准确度主要依赖于盾构基座的安放位置，在盾构基座安放过程中保证与出洞段轴线相一致，则可确保盾构基座对盾构机出洞时能起到导向作用。由于工作井洞圈直径与盾构外径存有一定间隙，为了防止盾构出洞时及施工期间土体从该间隙中流失，在洞圈周围安装橡胶帘布带、环板、翻板等组成的密封装置，并设置注浆孔，作为洞口防水堵漏的预防措施。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据本发明实施例的盾构施工的方法的主要流程的示意图；

图2是根据本发明实施例的盾构基座的示意图；

图3是根据本发明实施例的区间盾构始发后靠体系的示意图；

图4是根据本发明实施例的盾构出洞施工流程的示意图；

图5是根据本发明实施例的型钢预应力支架安装的示意图；

图6和图7是根据本发明实施例的管片拉开的示意图；

图8是根据本发明实施例的采用SL-2型钢尺收敛计测试的示意图；

图9为根据本发明实施例的隧道内导线点布置的示意图；以及

图10是根据本发明实施例的定向测量的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本发明实施例的盾构施工的方法的主要流程的示意图，如图1所示，本发明实施例的确定盾构施工的方法主要包括：

步骤S101：将盾构基座按照测量放样的基线吊入井下，在所述盾构基座安放过程中保证与出洞段轴线相一致。

步骤S102：所述盾构基座就位后，在最后一环负环和井壁结构之间加设钢后盾支撑。

步骤S103：对洞门位置进行复核测量后，根据地面监测信息的分析，分块成井字型凿除洞门混凝土，并标出分块位置；在凿除洞门前将分块接缝处砼凿除，做好分块吊点。具体的，在洞门中心凿一个孔，用来观察外部土体情况，然后分块成井字型凿除洞门混凝土，并标出分块位置；暴露出内、外排钢筋，并割去内排钢筋，凿除留下迎土面剩余部分混凝土及其中的外排钢筋；清理干净落在洞圈底部的混凝土碎块；在凿除洞门前将分块接缝处砼凿除，并做好分块吊点，并且先上后下的顺序吊除洞门砼块。

步骤S104：盾构机整体进入洞圈后，进行同步注浆。

本发明实施例还包括：在洞圈区域搭设安装脚手架，以及在脚手架安装止水装置。在洞圈上安装一圈作为止水屏障的弧形插板。

本发明实施例还包括：在洞圈内与凿除70cm槽壁处放置两根导向轨，导向轨延伸至盾构基座上并与基座上的两根导向轨联成一体安装角度、位置应顺延盾构基座上的轨道。

本发明实施例还包括：在洞圈周围布设注浆球阀；在注浆球阀后端连接预设长度的1.5寸钢管深入至洞门外地层。

最后一环负环和井壁结构之间加设钢后盾支撑的步骤包括：在钢后盾支撑与负环管片之间的空隙灌注水泥砂浆；以及，钢后盾支撑采用2根双榀70#H钢。

根据结构尺寸定制钢模板，立模采用

槽钢制作的碹骨作为模板支撑，碹骨间距900-1200mm，碹骨立设于已浇底板砼面上，碹骨底脚处加型钢横撑；碹骨脚底加垫一层厚20mm的木板防止骨腿下沉；碹骨按中腰线安设；在该过程中，在钢模板上均匀涂刷脱模剂，按结构特征顺序安装钢模板。

对于盾构机吊装及运输施工方案，盾构上井主要包含前筒与刀盘、中筒三大件的吊装，均有工作井井口吊出，其中前筒与刀盘组件最重，约110吨。盾构拆吊包括：(1)盾构进洞。(2)盾构机断电：所有盾构设备停到正位并固定、所有油缸回缩到零位；盾构机拉闸断电。(3)拆除管线：拆除桥架与主机、车架间的管线；拆除盾构主机内的管线；拆除车架间的管线。(4)拆除单梁及皮带机头：拆除皮带机皮带，并从隧道内拉出；铺设电机车轨道至螺旋机底下；用葫芦拆除单梁，并从隧道内拉出；用葫芦拆除皮带机头，并从隧道内拉出。(5)拆除双梁及桥架：用葫芦拆除双梁，并从隧道内拉出；用葫芦拆除拉杆及桥架，并从隧道内拉出。(6)焊接吊耳：搭设吊耳焊接平台；焊接后筒、刀盘、前筒、中筒吊耳。(7)吊拆后筒上部：后筒上下部内部用钢管焊接支撑加固，防止变形。切割后筒上部并吊出。(8)吊拆拼装平台：拆除中间拼装平台连接螺栓，吊出中间拼装平台。拆除连接销，吊出左拼装平台。拆除连接销，吊出右拼装平台。(9)吊拆螺旋机：用吊车拎住后拆除螺旋机拉杆及连接螺栓。吊出螺旋机，用2个5t葫芦调节角度。(10)吊拆拼装机：拆除拼装机挡轮。吊出拼装机并翻身。(11)吊拆后筒下部：切割后筒下部。吊出后筒下部。(12)吊拆中筒：用碳刨分割中筒与前筒的焊缝。拆除中筒与与前筒连接螺栓。将前筒用铁板在基座上焊接固定。吊出中筒并翻身。主吊使用350t起重机，副吊使用130t起重机；中筒起吊上井(先在井下胎架上用3个5t葫芦配合350t吊机将中筒平移至回转半径为9m，再起吊出井)。(13)吊拆刀盘与前筒：切割前筒与基座的固定铁板。割除防倾支撑。吊出前筒与刀盘并翻身。(14)吊拆人行闸：拆除人行闸连接螺栓。吊出人行闸。(15)吊拆车架：铺设轨道至井底。拉出并吊出车架。(16)结尾工作：拆除井底轨枕。吊出盾构基座。井底清理。

对于设备吊装方法确定及吊装方法，可根据工程施工现场的条件和设备的重量，外型尺寸与大型吊机性能特性等实际情况，确定机械化施工选择AC350型350T吨全液压式汽车吊为主吊。

以及，考虑吊载能力和部件外形尺寸，盾构主机分解成以下关键部件：刀盘、切口环、支承环、盾尾环(上、下半环)、拼装机和工作平台，以及后续车架。对于吊机选用，依据盾构机最大部件自重；工作井尺寸及盾构部件需摆放位置。本发明实施例可选择型号为350T吊车进行吊装，同时再利用130T吊车辅助大吊车在地面进行盾构部件翻身、立起或放倒。

盾构吊装过程中，根据部件下井顺序，依次将支撑环、切口环、刀盘、拼装机、盾尾等吊入井下并进行组装。以及，盾构调试工期可设为30天左右，盾构机各部件在井下安装完毕即进行调试。具体调试内容如下：

空载调试：检查设备能否正常运行。调试内容为：液压系统、润滑系统、冷却系统、配电系统、注浆系统以用仪表校正。

负载调试：检查各种管线及密封的负载能力，对空载调试不能完成的工作进一步完善，以使盾构机的各个系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。试掘进时间即为设备的负载调试时间,负载调试时将采取严格的管理措施保证工程安全、工程质量和线型精度。

盾构基座为钢结构预制成榀，盾构基座位置按设计轴线准确放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位焊接。两根轨道中心线与基座上的盾构必须对准洞门中心且与隧道设计轴线反向延长线基本一致，并对基座加设支撑加固，盾构基座如图2所示。

对于盾构后盾支撑制作，在最后一环负环和井壁结构之间加设钢后盾支撑，钢后盾支撑采用2根双榀70#H钢，钢后盾支撑与负环管片之间的空隙灌注水泥砂浆。70#H钢后部设Ф609围檩斜撑。后盾支撑设置完成后，在盾构推进时，注意观察后盾支撑的变形，防止位移量过大而造成破坏。在后盾支撑设置变形观测点，开始时每推进一箱土测量一次，待后盾支撑变形较稳定时每环测量一次，直至后盾支撑稳定后方可停止观测。后盾支撑如变形过大，立即采取加固措施，区间盾构始发后靠体系示意图如3所示。

对于导向轨制作，洞圈内盾构支座制作需满足支撑盾构机出洞时的本体重量，并起到一个导向作用。支座材料采用43kg/m重型轨道，共布置2根，准确位置为盾构基座上2根43kg/m重型轨道在洞圈内的延伸。

由于工作井洞圈直径与盾构外径存有一定间隙，为了防止盾构出洞时及施工期间土体从该间隙中流失，在洞圈周围安装橡胶帘布带、环板、翻板等组成的密封装置，并设置注浆孔，作为洞口防水堵漏的预防措施。本次出洞防水装置设计为：一道翻板、一道帘布橡胶板等组成的防水体系。并在车站结构施工时，洞圈四周预埋注浆管，当盾构出洞施工中，若出现水、土渗漏现象，则可通过该注浆管压注双液浆进行密封防水。

以及，为确保盾尾的密封防水效果，在盾构调试结束后，向盾尾钢刷之间涂抹盾尾油脂，油脂涂抹要均匀、密实，以充满盾尾刷油脂腔为准。

对于负环拼装，第一环开口环后部与型钢后盾支撑(反力架)存在的间隙，用高标号砂浆进行充填，使混凝土管片受力均匀，环面平整。第1环负环管片拼装是控制管片拼装质量的第一步，管片的环面按轴线高程和平面放样的位置，校正到垂直于设计轴线的位置。为保证管片脱出盾尾后不产生变形，在管片外弧面加设支撑，予以固定。

盾构出洞、到达施工的过程，包括盾构进出洞地基加固施工。具体的，考虑到盾构进出洞土质情况，盾构进出洞地基必须预先加固，采用地面旋喷或旋喷加搅拌桩结合的加固方法。加固长度：出洞9m，进洞12m；隧道上下各3m采用强加固，隧道上3m至地面采用弱加固(打铁关站南端头井右线盾构范围弱加固为隧道上3m至风亭底板)。加固土体无侧限抗压强度不小于1.0Mpa，渗透系数小于10-8cm/s，加固土体应具有良好的均匀性、自立性、密封性以防止盾构进出洞发生流砂现象。盾构出洞前再对加固区域进行多次探孔打设如有需要则在结构接缝间采用注浆进行补加固，确保盾构进出洞安全。

盾构进出洞前对井外地基加固进行验收，加固土体指标满足招标图纸要求后，再进行出洞施工。如果地基加固效果没有达到预定要求，则采取补加固措施直至合格。出洞地基加固在盾构吊装下井前完成。

盾构机出洞方位的准确度主要依赖于盾构基座的安放位置，因此在盾构基座安放过程中必须保证与出洞段轴线相一致。要确保盾构基座对盾构机出洞时能起到导向作用。另外，在基座与洞圈间将基座轨道延伸，导轨下部进行合理支撑，确保盾构机经过时导轨的稳定性。

图4是根据本发明实施例的盾构出洞施工流程的示意图。如图4所示，盾构调试完成，在确保盾构运转状态良好的情况下开始凿除洞门。在洞圈内搭设钢制脚手架。在洞门中心凿一个孔，用来观察外部土体情况，然后分块成井字型凿除洞门混凝土，并标出分块位置。采用风镐粉碎性破除。首先暴露出内、外排钢筋，并割去内排钢筋，凿除留下迎土面剩余部分混凝土及其中的外排钢筋。清理干净落在洞圈底部的混凝土碎块。为确保洞门砼块吊除时土体一次分离，在凿除洞门前将分块接缝处砼凿除，并做好分块吊点。开凿、吊除顺序：先上后下。洞门凿除要连续施工，尽量缩短作业时间，以减少正面土体的流失量。由专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故隐患，确保人生安全，同时对洞口上的密封装置采取必要的保护措施。

由于工作井结构的厚度及槽壁结构的厚度，使盾构基座上的导向轨道与土体之间有一定的距离，为保证盾构安全、正确出洞，在洞圈内与凿除70cm槽壁处安装两根导向接长钢轨道，安装角度、位置应顺延盾构基座上的轨道。

以及，由于洞口与盾构(或衬砌)存在建筑空隙，易造成泥水流失，从而引起地表沉降，因此，须在洞口安装出洞密封止水装置，出洞装置包括帘布橡胶板、圆环板、扇形板及相应的连接螺栓和垫圈。安装前须对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核，确保其与洞圈上预留螺孔位置一致，并用螺丝攻清理螺孔内螺纹。安装顺序为帘布橡胶板→圆形板→扇形板，自上而下进行。安装时圆形板的压板螺栓应可靠拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止盾构出洞后同步注浆浆液泄漏。

当盾构安装、调试结束并一切正常后，进入出洞状态。同时，在盾构前土仓内利用螺旋机反转的方式填充粘土。为避免刀盘上的刀头损坏洞口密封装置，在刀头和密封装置上涂抹黄油以减少摩擦力。盾尾钢刷中必须充满盾尾油脂。出洞过程加强观察止水装置密封效果，以防止土体从间隙中流失而造成地面的塌落。初出洞时，由于盾构处于加固区域，正面的土质较硬，为控制推进轴线、保护刀盘，在这段区域施工时，平衡压力设定值应低于理论值，推进速度不宜过快，盾构坡度可略大于设计坡度。并注意以下几点措施：

(1)、盾构穿越加固区技术措施

①、加密测点并加强监测频率

②、严格控制土压力

由于盾构刚靠上的加固好的土体，因此土压力的设定可偏低。同时结合沉降报表和其它施工参数进行分析、调整，反馈给推进班组确保出洞施工安全。

③、严格控制出土量

根据盾构及管片之间的建筑间隙及各土层特性合理控制出土量，大约为建筑间隙的98％-100％。并通过分析调整，寻找最合理的数值。

④、控制推进速度

盾构推进速度宜控制在1-2cm/min以内，确保盾构顶进压力以及刀盘扭距不至于太大而影响盾构机性能，保证盾构出洞安全,同时根据需要在盾构正面加入发泡剂或泥，以改良正面的土体。

⑤、同步注浆

严格控制同步注浆量、浆液质量及压力。盾构机整体进入洞圈后，及时同步注浆，浆液质量将是减少区域地面二次沉降的保证，注浆压力不宜过大，以减少对土体的扰动，避免带来地面变形。

⑥、动态信息传递

在盾构施工中要根据地面监测信息的分析，结合推力、推进速度和出土量以及千斤顶的编组等等之间相互关系，保持推进坡度相对的平稳，控制一次纠偏的量，减少对土体的扰动。

(2)、穿越加固区注意事项

①、负环管片脱出盾尾后，周围无约束，在推力作用下易发生变形，为此需采取必要的加固措施(如加横向临时支撑)。

②、千斤顶总推力控制在适当的范围内(不超过钢后靠的设计荷载)。

③、盾构机进入洞圈时，需密切注意洞圈止水装置是否完好，必要时需对其采取补加固措施，确保密封效果。

④、安装负环管片时，要保证管片和盾构机下部的合理间隙。

⑤、确保盾尾油脂的压入量和均匀性，保证盾尾密封效果。

⑥、初始注浆时，注浆压力的设定要综合考虑地面沉降监测数据和洞门密封装置的承压能力。

盾构出加固区后，为防止正面土质变化而造成盾构突然“磕头”，将平衡压力值设定略高于理论值。同时，根据地层变形量等信息反馈对平衡压力设定值、推进速度等施工参数作及时调整。

在第一环闭口环管片脱出盾尾后，立即进行后盾支撑的安装，在第一环后座闭口环管片的横支撑与2根双榀70#H工字钢后靠支撑之间，通过四根Ф609钢管作轴向力传递，型钢把力传递至车站结构。这样，盾构出洞推进时千斤顶的区域及油压可有较大的选择范围，便于盾构出洞施工时轴线的控制。后盾支撑设置完成后，在盾构推进时，应注意观察后座的变形，防止位移量过大而造成破坏。在后靠设置变形观测点，开始时每推进一箱土测量一次，待后靠变形较稳定时每环测量一次，直至后靠稳定后方可停止观测。

盾构进洞过程中为防止盾尾将洞口管片拉开，造成隧道变形及接缝渗漏水，在进洞前须采用槽钢将洞口约11环管片连接成整体，通常在一环6块管片中间设置一根纵向联系条。

尾部距离洞圈一定距离后，对洞圈进行单液浆的补压注加固。

盾构推进至距接收井井壁50m至接收井段为进洞段施工阶段。在盾构进洞之前，接收井内各项准备工作全部就绪。先对洞门位置进行复核测量，并安装盾构接收基座，准备进行盾构到达施工。

根据洞门的确切方位，对盾构基座安放位置进行准确放样。基座安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位拼装、焊接。基座按平坡安放，基座就位后，进行支撑加固加强其整体稳定性。

预先在洞圈区域搭设安装止水装置的脚手架，安装止水装置，洞圈上安装一圈弧形插板，作为止水屏障。

为了使盾构到达施工时有良好的导向，在洞圈上安放导向轨。导向轨在洞圈底部放置2根，延伸至盾构基座上并与基座上的两根导向轨联成一体。

为了防止盾构到达施工时漏泥浆，及时在渗漏点压注双液浆，在洞圈周围布设6个注浆球阀。为了使得注浆效果更佳，注浆球阀后端连接一定长度的1.5寸钢管深入至洞门外地层。

由于在洞圈内外侧需焊接洞门止水装置及封洞门的弧形插板等，因此将洞圈清理干净，确保钢洞圈能与其它铁质装置牢固焊接。

盾构贯通前的测量是复核盾构所处的方位、确认盾构姿态、评估盾构到达施工时的姿态和拟定盾构达到段的施工轴线、推进坡度的控制值和施工方案等的重要依据，以使盾构在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进行到达施工，在盾构接收基座上准确就位。

盾构进洞施工的过程中，在盾构到达施工过程中尽快推进并拼装管片，缩短盾构进洞时间。洞圈特殊环脱出盾尾后，立即用弧形钢板与其焊接成一个整体，并用浆液将管片和洞圈的间隙进行充填，以减少水土流失。

根据现场实测车站端头井洞圈尺寸，盾构到达施工阶段的姿态做适当调整。盾构穿越加固区及围护结构时，注意以下事项：

①、推进速度控制在1cm/min以内，正面土压力逐渐降低；

②、穿越时需密切注意刀盘力矩等参数；

③、安排专人密切观察洞门变形和水土情况，加快信息反馈速度，有异常情况立即停止推进，采取相应对策。

盾构进洞前，对盾构机主要设备进行一次全面的检查，对存在问题及时解决，使设备保持良好的运行状态，确保在到达施工时不致由于设备原因引起工程难点产生，并尽量缩短施工时间。

盾构进洞施工过程中为防止盾尾将洞口管片拉开，造成隧道变形及接缝渗漏水，在盾构进洞前须采用槽钢将洞口约11环管片连接成整体，通常在一环6块管片中间设置一根纵向联系条。

待盾构靠上地下连续墙后，分块凿除并吊出地下连续墙混凝土板块，在整个作业过程中，由专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故隐患，确保人身安全。

对成环管片连接件进行复紧，确保管片连接紧密，防止盾构进入接收井过程中隧道的变形。洞门凿除过程中，须采取措施对洞门止水装置进行保护。

根据本工程进洞施工情况如有必要则进行二次进洞施工。即第一次当盾构机进入洞圈后即进行封门，然后利用洞圈预埋注浆孔进行填充注浆；待注浆达到一定的强度，土体稳定无渗漏现象产生时，盾构机继续向前推进，最后一环管片完全脱离洞圈，在原有扇形板基础上加长并与进洞环管片焊接成一个整体，并用水硬性浆液将管片和洞圈的间隙进行充填，继续进行洞圈注浆填充土体间隙，维持土体稳定。

对于正常段盾构推进施工，经过出洞段100m试推进后，人员操作、设备磨合等都能熟练掌握，并调整好合适的盾构施工参数及出土量，开始进入盾构正常段掘进施工。

其中，主要施工参数控制包括：

(1)、平衡压力值的设定原则

正面平衡压力：P＝k₀γh

P：平衡压力(包括地下水)

γ：土体的平均重度(KN/cm³)

h：隧道埋深(m)

k₀：土的侧向静止平衡压力系数

盾构在掘进施工中参照以上方法来取得平衡压力的设定值。具体施工设定值根据盾构埋深、所在位置的土层状况以及监测数据进行动态调整。

(2)、推进出土量控制

每环理论出土量＝π/4×D²×L＝37.88m³/环。

盾构推进出土量控制在98％-100％之间，即37.12m³/环-37.88m³/环。

(3)、推进速度

正常推进时速度控制在3-5cm/min之间。穿越沉降要求高的地下管线时推进速度控制在2cm/min以内。

(4)、盾构轴线及地面变形量控制

盾构掘进时偏离设计轴线值不大于±50mm；地面沉降量控制在(+10)-(-30mm)。

盾构推进中的同步注浆是充填土体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期变形的主要手段，也是盾构推进施工中的一道重要工序。浆液压注做到及时、均匀、足量，确保其建筑空隙得以及时和足量的充填，将地表变形和管片偏移控制到最小，并防止管片接缝渗漏水。同步浆液可以迅速、均匀地填充到盾尾间隙的各个部位，使施工对土体扰动减少到最小。每环的压浆量一般为建筑空隙的200％-250％(实际注浆量根据监测数据调整)。根据地表监测反馈数据，及时采取有效措施进行控制，对浆液配比进行调整。压浆属一道重要工序，施工中指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值做好详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。隧道内运输车以及地面上的拌浆系统定期进行清洗，清洗时间基本控制在每班一次。由于盾构工作面的注浆管路清洗等原因将形成一定的废浆，对工作环境造成污染，所以利用土箱及时外运。

本发明实施例还可进行壁后二次注浆。二次注浆是当漏浆严重或地面沉降报警或其它需要时需进行。壁后二次补注浆浆液选用双液浆，双液浆配比如下表：

实际施工中根据具体情况对浆液配比进行调整。

由于地面有大量管线，因此本区间隧道掘进时的盾尾密封功能特别重要。为了能安全并顺利地完成区间隧道的掘进任务，必须切实地做好盾尾油脂的压注工作。正常情况下，盾尾油脂通过盾尾油脂泵进行自动压注，盾构掘进过程中视油脂压力及时进行补充。

对运输至现场的管片进行验收，确认没有缺角掉边及养护期限等问题后分类堆放。对管片的各防水处理面进行清洁。衬砌接缝采用密封垫槽内设弹性橡胶密封垫进行防水。弹性密封垫由三元乙丙橡胶挤出硫化，顶面嵌入水膨胀橡胶预制成型。采用水膨胀橡胶密封圈加强螺孔防水，封顶块两侧的弹性密封垫在拼装前涂表面润滑剂，以减少封顶块插入时弹性密封垫间摩阻力。表面润滑剂应为水性涂抹剂，粘度为300cps。密封垫表面遇水膨胀橡胶遇到水和潮气会膨胀，故逢雨天时在其上覆盖塑料薄膜或在表面涂缓膨胀剂。

隧道衬砌由六块预制钢筋混凝土管片错缝拼装而成，封顶块先径向推上再纵向插入，在管片拼装过程中严格把握好衬砌环面的平整度，环面的超前量以及椭圆度等的控制。根据高程和平面的测量报表和管片间隙，及时调整管片拼装的姿态，管片拼裝控制要点：

(1)、严格控制环面平整度：自负环做起，且逐环检查，相邻块管片的踏步应小于4mm，每块管片不能凸出相邻管片的环面，以免邻接块接缝处管片碎裂。

(2)、环面超前量控制：施工中经常检测管片圆环环面与隧道设计轴线的垂直度，当管片超前量超过控制量时，通过调整管片拼装角度给予纠正，从而保证管片环面与隧道设计轴线的垂直。

(3)、相邻环高差控制：相邻环高差量的大小直接影响到建成隧道轴线的质量及隧道有效断面，因此必须严格控制环高差不超出允许范围内。

(4)、隧道椭圆度控制：每环拼装时，及时测量隧道椭圆度，衬砌拼装成环的水平、竖向直径偏差≤±3mm，不合格的及时纠正，直到椭圆度达到要求后再进行下一环的推进。

(5)、在拼装之前清除盾尾拼装部位的垃圾，并检查管片的型号、外观及密封材料的粘贴情况，如有损坏，必须修复才可拼装。第一块定位管片的拼装质量将直接会影响整环管片拼装质量及其与盾构的相对位置，除保证其与前环管片无踏步、居中拼装等一般要求外，还应保证其与隧道轴线的垂直度。

(6)、千斤顶按拼装管片的顺序相应缩回，拼装好后及时靠拢千斤顶，防止盾构后退。拼装结束后，伸出全部千斤顶并控制到所需的顶力再进行下一管片的拼装，这样逐块进行完成每环的拼装，防止盾构姿态发生突变。

(7)、纵、环向螺栓连接成环管片均有纵、环向螺栓连接，其连接的紧密度将直接影响到隧道的整体性能和质量。因此在每环衬砌拼装结束后及时拧紧连接衬砌的纵、环向螺栓；在推进下一环时，应在千斤顶顶力的作用下，复紧纵向螺栓；当成环管片推出车架后，再次复紧纵、环向螺栓。

在盾构施工中根据不同土质和覆土厚度，配合地面监测信息的分析，结合推力、推进速度和出土量三者的相互关系，保持推进坡度相对的平稳，控制一次纠偏的量，减少对土体的扰动。同时根据推进速度、出土量和地层变形的监测数据，及时调整注浆量，从而将轴线和地层变形控制在允许范围内。

(1)、合理控制区域油压

盾构的轴线控制是盾构施工中的一个重要环节，盾构依靠千斤顶的推力向前推进。为便于轴线控制，将千斤顶设置分成不同区域，推进时通过调整区域油压，实现盾构沿设计轴线方向推进。

在切口平衡压力正确设定的前提下，严格控制各区域油压，同时控制千斤顶的行程，合理纠偏，做到勤纠，减小单次纠偏量。

(2)、正面平衡压力设定

由于地质条件、地面附加载荷等诸多因素不同的制约，导致刀盘前方土压力有所差异，需及时调整。

(3)、出土量

推进过程中，应尽量避免超挖或欠挖引起推进轴线偏离和地面沉降。

(4)、均衡施工

盾构推进应尽可能做到连续性，减少不必要的停顿，以防止盾构下沉。

在保证安全施工的前提下，隧道断面布置主要考虑合理利用空间，有利于盾构推进过程中的施工方便。

(1)、车架轨枕：轨枕选用14#槽钢制作的落地轨枕，每环布置，井口放坡轨枕采用H20型钢制作。

(2)、电机车轨道：在轨枕上布置电机车轨道(30kg/m)，用于盾构掘进材料运输。在井口处布置一岔道，提高电机车的利用率。

(3)、人行走道：在隧道侧下方管片上制作人行走道架，上搁走道板(0.5×2m)，固定牢靠。

(4)、隧道照明：在隧道侧上方间隔10m布置一个灯架，照明电缆和灯具固定在上面，动力电缆布置在灯架下方。

(5)、管路：隧道一侧布置给排水管路，每隔10m用吊架固定。

(6)、通风管：在侧上方布置通风管，每隔10m用吊架固定。

(7)、电缆及通讯线路：在灯架的对侧布置电缆及盾构机通讯线路。

(8)、隧道内每隔100m布置一个灭火器，每隔200m布置一个电箱及电话。

进一步，洞门井接头施工规则，主要包括：

(1)、洞门井接头施工任何时候不得对主体隧道工程的进展造成延缓。

(2)、拆除或凿除管片前探明管片外注浆层情况并确定是否需要预注浆。

(3)、现浇砼应与隧道和车站端墙密贴、稳固联接。

(4)、应采取一切措施保证防水施工质量。

(5)、现浇砼浇灌在获监理工程师批准后方可实施。

(6)、采取有效措施保证施工人员安全及通道上运输车和人员安全。

(7)、修补方案在报监理工程师审查及批准后实施。

洞门井接头施工方法主要包括：

(1)、拆除零环管片

首先用风镐凿宽落底块与标准块之间的空隙，以使标准块松动而便于拆除。在吊点用两根φ12双股钢丝绳穿与标准块的外侧纵向螺孔内。为了预防起吊后管片晃动的危险性，内侧纵向螺孔与+1环外侧纵向螺孔用钢丝绳捆绑牵引后，平稳移动至垂直起吊位置，随后进行起吊。以这样的施工方法，依次拆除邻接块、封顶块、邻接块和标准块。

(2)、钢筋成型焊接

根据现场实际尺寸决定钢筋的长短，用单组份氯丁－酚醛胶粘剂粘贴并弯折定位钢筋协同固定水膨性橡胶止水条，并外涂缓膨胀剂。均匀设置环型钢筋，焊接固定钢筋骨架，并以电桥检验其钢筋与管片预埋钢板、车站内衬洞口预埋钢板是否接通，不通者补焊。

(3)、模板制作

采用木模，内弧根据洞圈内径尺寸放样，放样后用10块圆弧木模组成内圈。外圈根据洞圈外径尺寸放样，放样后用23块20mm的胶合板作封头。固定模板的栏杆采用φ12圆钢焊接在钢洞圈上，外接φ12拉杆螺丝，用三形卡、1寸半钢管固定。

(4)、混凝土浇捣

采用商品混凝土自卸和串筒施工方式，地面用1.5米左右溜槽连接串筒，串筒长度根据沉井的深度可进行调整。串筒直通至模板开孔处，用插入式振荡器振捣密实。

对于隧道防水嵌缝施工，区间隧道防水等级为二级，顶板不允许渗水，结构不允许漏水，结构表面可有少量湿渍。总湿渍面积不应大于防水面积的6/1000，任意100m²防水面积上湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不大于0.2m²。管片混凝土强度C50，抗渗等级不小于P10，裂缝宽度不大于0.2mm，对地下水对混凝土有腐蚀时，要求混凝土的抗侵蚀系数大于0.8。隧道顶部不允许滴水，侧面允许有少量湿绩，砌接头不允许漏泥砂和滴漏，拱底块在嵌缝作业后，不允许有渗水。漏水量与湿渍量的测定方法：用贮水土坝测一昼夜积聚水方法推算，用尺度测量湿渍面积的方法推算渗漏量和湿渍面积(在隧道尚未贯通的情况下测得)。

区间隧道结构防水以管片混凝土自防水，管片接缝防水，区间隧道与车站或工作井接头、联络通道接头防水为重点，确保区间隧道整体防水性能。隧道主体结构采用防水混凝土，混凝土采取“双掺技术”，及加入20％优质粉煤灰和抗裂外加剂，管片渗透系数K≤5×10^-13m/s,氯离子扩散系数≤8×10^-9cm²/s。当隧道处于侵蚀性介质中时，应采用相应的耐侵蚀混凝土或在衬砌结构外表面涂刷耐侵蚀的防水涂料，其混凝土的渗透系数K≤5×10^-14m/s，离子扩散系数≤2×10^-9cm²/s。

管片接缝配以弹性橡胶密封垫(简称为密封垫)作为接缝防水主要措施，嵌缝与壁后注浆均为辅助措施，管片纵缝需设置传力衬垫，以分散集中应力。

(1)、弹性密封垫(盾构管片止水条)

采用沿管片肋面四周设置弹性密封垫的办法进行管片接缝防水，所采用的密封垫保证因施工误差时仍达到防水要求，所采用批准的粘合剂按操作方法将密封垫牢固地粘接于管片上，采用遇水膨胀橡胶防水材料时，运输和存放时必须采取防潮措施，设专门库房存放。

弹性密封垫应符合有关规定性能指标。性能指标测试方法应符合国标有关规定。

(2)、嵌缝

嵌缝作业在盾构顶进结束，并彻底清洗隧道后才能开始作业。嵌缝作业允许在微渗与潮湿的管片上进行，若漏水，则应在堵漏完成后方可进行。管片嵌缝槽若有大的缺损应予修补后用，修补料强度应与原砼接近，并报监理工程师批准后，方能使用。

(3)、传力衬垫

丁氰软木橡胶传力衬垫应按设计图加工，在施工现场粘贴，粘贴前用钢丝刷去浮灰、污泥，并保证粘贴后不移位、脱落、所有粘结剂与密封垫的相同。

对于防水施工的流程，主要包括：

1、管片纵、环缝嵌缝

清除纵、环缝内泥砂、垃圾－涂刷界面剂－嵌入闭孔泡沫聚乙烯条－制作聚氨酯密封胶保护层。

2、螺栓防腐处理

检查并拧紧螺帽－清除金属件浮锈、泥尘－涂刷防锈材料－套上内盛快凝微膨胀水泥的高压聚乙烯塑料杯。

3、管片手孔充填

清除手孔内垃圾、杂物，清洗浮尘、浮泥－涂刷界面剂－以微膨胀水泥填充手孔。

4、防水方式

(1)、管片外注浆防水

盾构掘进施工过程中通过同步注浆及壁后二次注浆填充盾构和管片之间间隙，形成一道外围防水层，有利于区间隧道的防水。

(2)、管片自防水

管片采用以耐久性好为特点的高性能自防水混凝土，通过合理的配合比设计、规范的材料选择、严格的生产控制等措施来确保管片的抗渗等级，混凝土管片抗渗等级不小于P10。

(3)、管片接缝防水

为了满足接缝防水要求，在管片环、纵缝接缝处设置了框形弹性密封垫和嵌缝两道防水措施，并以弹性密封垫为主要防水措施。

(4)、弹性密封垫防水

1)、弹性密封垫是衬砌接缝防水的主要措施，由三元乙丙橡胶挤出硫化而成且在其顶面嵌入遇水膨胀橡胶。

2)、密封垫粘贴前须用应对运输至现场的管片进行验收，确认没有缺角掉边及养护期限等问题并分类堆放然后用钢丝刷刷去管片凹槽内的浮灰、污垢，采用氯丁――酚醛胶粘合剂粘贴。

必须保证密封垫在沟槽中牢固粘合，不能有掉落、剥离、移位现象。

粘贴好密封垫的衬砌若暂时不用或遇雨天，必须用塑料薄膜或油布严密遮盖，同时涂刷缓胀剂，现场配备可移动式遮雨棚。

3)、为加强弹性密封垫角部防水，在密封垫外角部覆贴自粘性橡胶薄板。

4)、封顶块与邻接块两侧的防水密封垫在拼装前应涂水性表面润滑剂，(粘度为300CP的水性涂抹剂)以减少封顶块插入时弹性密封垫间摩阻力而造成错位或拉损。

5)、盾构曲线推进或因其他原因须调整姿态时，一次(推一环)的调整量不宜过大，以免盾尾钢板拉伤管片，损坏密封垫，影响止水效果。

(5)、遇水膨胀橡胶挡水条

为确保隧道防水效果，在区间管片弹性密封垫外侧加贴一条20×4mm遇水膨胀橡胶挡水条，在隧道变形缝处还应在弹性密封垫上加贴3mm厚遇水膨胀橡胶条。

挡水条的搭接部位应避开转角处，搭接头以斜45度对接，并以胶粘剂固定。

(6)、嵌缝防水

嵌缝防水是构成接缝防水的第二道防线。在密封垫寿命期满之后，作为内道防水线的嵌缝材料是容易剔除并重新嵌填的。

1)、嵌缝槽密封材料采用聚合物水泥(如氯丁胶乳水泥砂浆)，材料与混凝土结合面用界面处理剂进行处理。

2)、嵌缝范围：洞门段30m、联络通道两侧各8-10m处等变形量大的衬砌环段进行整环嵌填，其余区段为拱顶45°范围和拱底90°范围。

(7)、螺栓孔及吊装孔(注浆孔)的防水

螺栓孔防水：采用遇水膨胀橡胶密封圈作为螺栓孔密封圈，利用压密和膨胀双重作用加强防水。

吊装孔(注浆孔)防水：当吊装孔和注浆孔结合使用时，为减少注浆孔作为隧道渗水的薄弱环节，在吊装孔的管片外侧留50毫米的素砼，当需要进行衬砌背后二次注浆时，将吊装孔素砼破开，作为注浆孔使用。注浆孔设置一道水膨胀螺孔密封圈加强防水。

(8)、盾构进出洞时的防水

盾构进出洞时由于推力减小，管片弹性密封垫难以压紧，施工中应采取管片拉紧措施，并结合导管注浆和盾构进、出洞加固土层进行综合防水。

(9)、防腐蚀

对衬砌螺栓、其它金属连接件和外露件必须作热浸锌或锌基铬酸盐涂层处理。

(10)、联络通道防水

联络通道及泵站采用柔性防水层(无纺布+EVA防水板)，区间隧道与联络通道接头采用遇水膨胀橡胶条进行防水。

嵌缝防水处理措施包括：

①、清缝，刷去缝内泥砂杂物，用清水冲洗干净。

②、嵌入闭孔泡沫聚乙烯条。当接缝产生踏步时，密封胶的嵌入深度至少为12mm，并使嵌入后能达到预定的深度且紧密服贴。

③、闭孔泡沫聚乙烯条嵌好后，表面应平整。

④、接头处闭孔泡沫聚乙烯条应相连接。

⑤、涂刷界面剂YJ－302(双组份)，将界面剂以甲组：乙组：水泥＝1：3：4的配合比倒入容器拌匀，每次的搅拌量应在2小时内用完。

⑥、界面剂涂刷范围为缝槽内壁、纵缝两侧各15mm范围内，环缝两侧各16mm范围内。

⑦、加封聚氨酯密封胶保护层。用聚氨酯密封胶封堵，封填时间应在界面剂干燥前。

对于嵌缝范围，进出口洞20环作整环、纵缝嵌缝。联络通道钢管片环中心环缝前后各5环作整环嵌缝(包括环纵缝)。变形缝环缝进行整环嵌缝(仅环缝)。其他区域的管片拱顶45°范围和拱底90°范围内嵌填。

拼装螺栓外露部分的防腐处理包括：上部180度范围内的外露螺栓、螺帽、垫圈作防腐处理。施工要求为：

1)、清除锈渣及浮锈；

2)、涂刷水性防锈漆；

3)、用快凝水泥严密封头并套上塑料保护套；

4)、封头及塑料保护套应垂直孔口壁面，螺帽、垫圈不得外露。

对于区间隧道与车站端头井、联络通道接头防水，主要包括：

(1)、隧道与端头井

隧道与竖井的接头防水包括：施工阶段的临时接头与竣工后的永久接头的防水。

a、临时接头主要由帘布橡胶圈及其紧固装置构成，辅以井圈注浆堵水。

b、永久接头为钢筋混凝土井圈，它与井壁、管片的接缝应预设全断面出浆的注浆管与单组份聚氨酯密封胶等多道柔性防水材料。

(2)、隧道与联络通道

联络通道与盾构区间接头处是防水的薄弱环节。防水板在与盾构管片相接处应进行收口处理。采用遇水膨胀橡胶止水条和外贴式止水带，并通过注浆管对节点处外围地层进行注浆止水。

对于联络通道、泵房土体开挖及支护，土体开挖应具备一些条件，例如：

1)、测温孔检查

可根据测温孔实测数据，推算出冻土发展速度，算出交圈时间，进而算出在该冻结时间下的冻土发展半径，从而算出冻土帷幕厚度，再根据此厚度用公式法或作图法得出冻土帷幕平均温度，若各个层位、各个部位的冻土帷幕的厚度和平均温度均达到设计要求，即可进行开挖。

2)、卸压孔检查

在积极冻结过程中，卸压孔有两个作用，一是起到卸载冻胀压力的作用，另一方面它所显示的压力一定程度上可以作为判断冻土帷幕是否交圈的重要依据。一般说来，在冻结初期，卸压孔的压力是原始地层压力，随着冻土的逐渐扩展，水分不断迁移，交圈后冻土形成一个封闭的土体，冻胀压力得不到释放，而逐渐增加，它的外在表现即为卸压孔压力的剧增，而且打开卸压阀卸压再关闭后能逐渐回到原数值，卸压孔的数值交圈前后差别为0.15-0.3Mpa。

3)、盐水去回路温差

由于交圈后冷耗较交圈前要少，因此交圈前盐水去、回路温差要比交圈后大，倘若某一时期盐水去、回路温差(其它冻结参数不变)突然变小，则很可能已经交圈，不过此现象仅作为判断交圈的参考，要确定开挖，还需要结合测温孔资料，卸压孔压力，探孔情况等方面综合考虑。

在联络通道、泵房土体开挖施工之前，包括：

1)、探孔检查

正式开挖前应进行探孔检查，探孔应打在冻土帷幕薄弱处，探孔处无涌沙突水现象，地层稳定冻土帷幕正常，测温效果良好，即可正式开挖。

2)、隧道内工作平台搭设

根据连接通道出口尺寸及施工的需要，在连接通道开口处搭设中间工作平台，主要作为通道材料运输手推车换向之用，并搭设材料设备平台用于施工物资临时堆放。

3)、应急安全门安装

应急安全门是考虑开挖构筑期间，加固土体发生大量砂、水涌出，或位移变形超值，其它措施抢救无效的情况下，为确保隧道安全而使用的。安全门安装要牢固可靠，门扇启闭方便安全应急门在连接通道积极冻结前安装完成，并配备风量不小于6m³/min的空压机为安全门试压供气，联络通道竣工后即可拆除安全门。

以及，考虑到在洞口钢管片拉开后，联络通道开口衬砌环的应力发生重分配，影响主隧道结构安全，开挖施工喇叭口之前，在通道开口处隧道管片开口环中设置型钢预应力隧道支架，以减轻联络通道开挖构筑施工对隧道产生不利的影响。单个钢支架由中部矩形封闭钢支架、5个预应力千斤顶、2个固定支撑及支撑保护板等部分组成，如图5所示。安装方法：在区间隧道联络通道开口两侧各架两榀，两榀钢支架间距2m，并在联络通道两端沿隧道方向对称布置，两榀支架间用67×67mm等边角钢搭焊组合。每榀支架有七个支点，由5个50t螺旋式千斤顶提供预应力，施加预应力时每个千斤顶要同时慢慢平稳加压，每个千斤顶以压实支撑点为宜。架设时要有专人负责指挥，拼装时螺栓必须拧紧，高处千斤顶应固定在主架上，防止脱落。要定期检查千斤顶压力情况，发现松动等异常情况要及时处理。

4)、气压设施安装

为保证土体开挖施工安全，考虑配备20m³空压机一部及相关管路配套，可以与安全门压缩空气阀门连接，一旦联络通道内发生严重漏水，须在联络通道内加气压，平衡外部水压力，减少水量流入，保证隧道安全，紧急情况下，可以将气压增加到180Kpa。

5)、抢险物资的储备

为了应对冻结孔施工及开挖构筑过程中可能出现的突发情况，除了制订切实可行的应急措施外，施工现场需要堆放一定数量的抢险物资：液氮、应急砂袋、粘土袋、木楔、水泥、麻丝、木背板等，以保证连接通道施工的安全。应急抢险物资应堆放有序，并设立醒目的标识牌，抢险物资应专项专用，不得随便挪用，并设有专人看护、保管，定期检查。

加固土体强度达到设计要求，施工准备工作就绪后土体开挖工作方可正式开始，开管片前，首先准备2台5t千斤顶，5t和2t手拉葫芦各一个。开管片方法的包括：将两台千斤顶架在被开管片两侧，中间用一根型钢横梁同钢管片直接相连接，通过千斤顶顶推横梁向外顶推钢管片，如图6、图7所示。操作时，要认真观察管片受力及位移情况，消除局部受阻因素，防止管片变形。

其中，5t葫芦作为辅助拉拔管片用，一端挂住欲拆管片，一端系在对面隧道管片上，水平方向稍加力向外(隧道内)拉拔管片，要配合千斤顶操作。2t葫芦悬吊在欲拆管片的上方，一端钩住欲拆管片，以防管片拉出时突然砸落在工作平台上。在用千斤顶及5t葫芦拉拔期间要注意观察管片外移情况，并随时注意调整2t葫芦拉紧程度和方向。当拉拔困难时，应检查受阻原因并处理。如为管片锈蚀引起，则需用大锤来振动管片，以减少拉拔阻力。

根据工程结构特点，联络通道开挖掘进开挖循环进尺控制在0.5m或0.6m，采取2级台阶开挖，上台阶先行开挖，开挖高度1.6m，支立拱部钢拱架，随后开挖下台阶土体，高度1.65m，安装侧墙钢拱架接腿及仰拱钢拱架，2级台阶开挖面间距保持在2m左右，为减轻开挖对隧道变形的影响，开挖步距控制为0.5m。联络通道开挖贯通后，开挖排水泵房集水井，排水泵房开挖按下台阶形式实施，分层开挖，每层0.5m。

作为另一方面，本发明还提供了一种用于盾构施工防水的方法。

本发明实施例的用于盾构施工防水的方法，用于如上述任一项所述的盾构施工的方法，包括：在洞圈周围安装密封装置，所述密封装置由橡胶帘布带、环板、翻板组成；设置洞口防水堵漏的注浆孔，在洞圈四周预埋注浆管；确认盾构出洞施工中出现水、土渗漏的情况下，通过所述注浆管压注双液浆进行密封防水。

在盾构调试结束后，向盾尾钢刷之间均匀密实地涂抹盾尾油脂，以充满盾尾刷油脂腔。以及，沿管片肋面四周设置弹性密封垫。其中，所述弹性密封垫为水膨胀橡胶材料。

作为另一方面，本发明还提供了一种盾构施工的监测方法，本发明实施例的盾构施工的监测方法，用于如上述任一项的盾构施工的方法，包括：在井底设临时点位，根据临时点位设站测洞门圈的横径和平面坐标，并求出洞门圈的平面中心坐标，计算洞门圈的平面偏差值；利用高程传递至井底的临时水准点，测量洞门圈底高程，顶高程，求出圈直径和高程偏差值；计算的洞门圈中心、盾构基座前中心和盾构基座后中心的坐标，用仪器实测该坐标的值，以及计算坐标的值与理论值的偏差；根据偏差调整基座平面位置。

本发明实施例的盾构施工的监测方法还包括：在监测裂缝中部的两侧各粘贴一块金属不锈钢板，钢板中心钻有一个圆孔，埋设时圆孔连线方向垂直于裂缝，在裂缝的两端也各作一个标记，以观测裂缝的开展情况；在裂缝两端设置石膏薄片，石膏薄片与裂缝两侧牢固粘结。

本发明实施例的盾构施工的监测方法还包括：在盾构螺旋机出口处安装异常气体监测仪，以监测异常气体。

本发明实施例的盾构施工的监测方法还包括：沿隧道轴线进行布设地面沉降测点，相隔一定距离布设沉降槽观测断面，穿越重要建筑物、管线群时，增布沉降槽观测断面，在坚硬地面使用射钉或道钉设置测量标志，软土地面使用钢筋桩做测量标志；盾构始发段100m范围内每隔20米布置一个监测断面；其余地段每隔30米布置一个监测断面；监测断面上的测点间隔为2-5m，一个监测断面内应设7-11个测点。

本发明实施例的盾构施工的监测方法还包括：悬挂三根钢丝，钢丝与井上、井下的观测台在平面上组成两个直伸三角形；三角形长短边之比值至少大于2.5倍，三角形中的角小于2°；钢丝末端悬挂垂球，垂球浸在盛满油的油桶内，并且垂球不得与油桶接触；将测量数据分为两组，每组数据包括一个井上方位、四个连接角、五条边长；对三角形解算时，利用三角形闭合差的条件，用简单平差来计算，求得井下方位与井下控制点坐标；对另一组数据进行如上计算，求得的方位与坐标与第一组的进行检核，以确保不出现差错。

盾构施工是对土体一个扰动过程，因土体受到挤压或土体损失及土体固结均会引起地面产生隆沉变化，具体与以下因素有关：盾构密封仓平衡压力；出土速度；盾构姿态；盾构外壳拖带作用；管片衬砌接缝密封程度；建筑间隙；隧道衬砌变形；土体固结和次固结沉降；注浆填充材料凝固收缩沉降等。以及，监测考虑盾构施工设计及周边环境状况，重点需考虑以下因素：

(1)、盾构施工深度及穿越土层，估算扰动影响的可能范围及程度；

(2)、受盾构穿越的建(构)筑物及邻近建(构)筑物、排水箱涵及桩基等结构特征以及与隧道的距离关系；

(3)、邻近盾构施工的管线分布情况及各自特征；

(4)、隧道施工时应作好土体变形和地面垂直位移监测及地面建筑物、构筑物、地下管线的变形监测工作，辅以适当措施保证地面沉降控制在规定的范围内，确保道路、管线和建筑物的安全。

监测项目为：地下综合管线垂直、水平位移监测；周边建(构)筑物垂直位移倾斜及裂缝监测；盾构隧道沉降及沿线地表沉降剖面监测；隧道收敛监测；土体内部位移。

采用收敛计(如有条件可选用TCRA1200系列全站仪)测量方法进行收敛变形测量，在隧道环腰上部和腰下部两侧各埋设两个收敛测量钩，测点埋设时，先在测点位置用冲击钻打一个稍大于膨胀螺栓直径的孔，然后将顶端加工有螺孔的膨胀螺栓拧紧，再把用不锈钢制作的挂钩一端拧进膨胀螺栓即可。测试前，需首先读取环境温度，以便进行温度修正。温度修正公式如下：

ΔL_C＝K×ΔT×L

其中：ΔLc 温度修正值(mm)

K 修正系数(本仪器为12*10-6mm/℃)

ΔT 本次温度与初始温度的差值(℃)

L 两测点的本次读数距离(mm)

在高温、严冬季节，进入隧道后，应保证收敛计稳定15分钟以上。测试任意两点间的距离时均需连续测读3次以上，取平均值作为本次读数。在对本次读数进行温度修正后的本次收敛值与上次收敛值的差值即为本次收敛变化量。符号“+”表示伸长，符号“-”则表示缩短。收敛监测点剖面示意图如下，A、B、C、D为监测点，收敛测试时用收敛计量测AB、AC、BD、BC、BD、CD六条边的距离：图8为根据本发明实施例的采用SL-2型钢尺收敛计测试的示意图。

工程土层中可能会存在沼气等有害气体，为确保本工程顺利进行，还须进行土体有害气体超强监测，在盾构螺旋机出口处安装异常气体监测仪，一旦发现异常气体立即拉响警报器。本发明实施例区间隧道施工监测项目汇总如下表：

为了监控区间隧道推进时对周围地表的影响程度和范围，需布置地表沉降剖面监测点进行垂直位移监测，具体布置如下：

地面沉降测点一般沿轴线进行布设，点距4-5m，进出洞和遇有重要建筑物时适当加密。相隔一定距离(约30m)布设沉降槽观测断面，穿越重要建筑物、管线群时，增布沉降槽观测断面，在坚硬地面使用射钉或道钉设置测量标志，软土地面使用钢筋桩做测量标志。

盾构始发段100m范围内每隔20米布置一个监测断面；其余地段每隔30米布置一个监测断面。横断面上测点间隔一般为2-5m，一个监测断面内应设7-11个测点。待进场后根据区间线路实际情况布设沿线地表沉降监测点。

在隧道内布设收敛监测断面，拟按10m间距在左线、右线的隧道结构上设置收敛断面，收敛断面与沉降点同横断面。

为使盾构推进参数设定更具科学性和准确性，现场建立监测信息交流沟通网络，最终达到控制地面沉降的目的。

由于地质条件、地面附加载荷等诸多因素不同的制约，将导致刀盘前方土压力有所差异，为此需及时调整。同时对沉降报表进行分析，及时调整，反馈给推进班组。若盾构切口前地面沉降，则需调高平衡压力设定值，反之调低。若盾尾后部地面沉降，则需增加同步注浆量，反之减少。

根据盾构及管片之间的建筑间隙及各土层特性合理控制出土量，以沿线沉降监测数据控制，并通过分析调整，寻找最合理的数值。

控制合理的推进速度，使盾构均衡匀速施工，减少盾构对土体的挠动。达到控制地面变形的目的。

盾构推进过程中，根据实际情况，同步开启其它注浆管路。严格控制同步注浆量和浆液质量，通过同步注浆及时充填建筑空隙，减少施工过程中的土体变形。同步注浆量一般为建筑空隙的140％-200％。由于盾构推进时同步注浆的浆液在填补建筑空隙时可能会存在一定间隙，且浆液的收缩变形也存在地面沉降的隐患，因此必要的时候进行二次壁后注浆。浆液通过管片的注浆孔注入地层，并在施工时采取推进和注浆联动的方式，注浆未达到要求，盾构暂停推进，以防止土体变形。根据施工中的变形监测情况，随时调整注浆量及注浆参数，壁后二次注浆根据地面监测情况随时调整，从而使地层变形稳定。

每一次测量成果都及时汇总给施工技术部门，以便于施工技术人员及时了解施工现状和相应区域管路变形情况，确定新的施工参数和注浆量等信息和指令，并传递给盾构推进面，使推进施工面及时作相应调整，最后通过监测确定效果，从而反复循环、验证、完善，确保隧道施工质量

为了确保隧道结构和周边环境的安全，加强结构监测及环境监测，做到信息化管理，使监测的资料得以及时反馈，指导施工。对于冰冻法加固土体的开挖除进行收敛变形监测以外，还应进行冻土温度预防性监测，以掌握冻结土体的发展状态，提供施工安全预警。施工测量及监测内容包括：1、冻结管钻孔施工监测内容：钻孔长度、铺设冻结管长度、冻结管偏斜监测、冻结设备密封性能、供液管铺设长度；2、冻结系统监测内容：冻结设备去回路盐水温度、冷却循环水进出水温度、盐水泵工作压力、冷冻机吸排气压力、冷冻机吸排气压力、制冷系统冷凝压力、制冷系统汽化压力；3、冻结壁监测内容：冻结壁内外侧测温孔温度、冻结壁泄压孔监测、开挖后冻结壁井帮温度、冻胀压力监测；4、主隧道及联络通道结构监测内容：支护结构及构筑物变形监测、隧道变形监测(区间隧道径向变形<15mm；水平、垂直位移≤10mm)。

对冻结法施工的联络通道，对不同部位和不同阶段采取不同的监测方法和手段，包括：

1、对冻结系统的去回路盐水温度，采用在管路上布设温度传感器，并全部纳入计算机监测系统来管理。

2、对冻土帷幕的冻结效果，采用在测温孔内布设温度传感器，在卸压孔内布设压力传感器的方法，也纳入计算机监测系统来采集管理。

3、对隧道的结构变形监测，采用在联络通道30米范围内的管片上布设监测点，用全站仪，精密水准仪来测量平面和高程的变形及沉降。

4、其他常规监测项目，需按照规范要求及时采集监测数据，并进行记录汇总。

在施工中有一项很重要的工作就是以井上井下联系三角形几何定向方法控制平面，修正盾构推进的轴线。在施工期间每个区间段依照具体情况进行若干次定向测量，一般第一次在推进150-200米左右,最后一次离进洞大约100米左右。联系三角形定向是用三根钢丝来传递坐标和方位的，在具体实施时悬挂三根钢丝，在平面上钢丝与井上、井下的观测台组成两个直伸三角形。侧面示意图如10所示。

在布设时使三角形长短边之比值应至少大于2.5倍，而a:b则不应大于1.5倍，同时O₂,O₃点也不宜离仪器过近。三角形中α角应小于2°，同时，钢丝末端悬挂垂球，为防止钢丝晃动影响观测，将垂球浸在盛满油的油桶内，并且垂球不得与油桶接触。观测时井上、井下联接角及联系三角形观测要求以两台2秒级的全站仪往返测边，测角要求9测回，归零观测、测回差≤9″(最大角与最小角差值)，2C差≤13″(正镜与倒镜差值)，归零差≤6″，测边要求正倒境各四次，观测平均值比较差应小于3mm。联系三角形边长测量采用在钢丝上贴反射片，用对边模式来测边，每次独立测量三次，这三个数据间每次较差≤3mm，并在测边时考虑井上与井下的温度，计算边长改正。以上测量数据分为两组，每组数据包括一个井上方位、四个连接角、五条边长。对三角形解算时，利用三角形闭合差的条件，用简单平差来计算，求得井下方位与井下控制点坐标。然后，再对另一组数据进行如上计算，求得的方位与坐标与第一组的进行检核，以确保不出现差错。

每次独立定向测量的成果应该满足方位角较差≤12″，点位较差≤20mm。

在几何定向的同时应该对于井下控制导线进行复核。在井下布置用以控制隧道的平面偏差的测量导线，它主要分为井下控制导线和井下施工导线。井下施工导线精度较低、边长较短作为一般工作导线，井下控制导线是作为施工首级控制，用来准确指导掘进方向的边长较长、精度较高的导线，应与每次几何定向配合同步进行井下导线复测，重新计算导线点，并将定向所得的方位传至隧道内最新设置的测量台，修正施工导线的偏差，图9为根据本发明实施例的隧道内导线点布置的示意图。观测时仪器应采取强制对中，其测量规范采用与井上放样测量相同的规定。

竖井高程导入的目的是把地面高程传入竖井底，进行高程传递时，用挂49N(检验时采用的拉力)的钢尺，两台水准仪在井上和井下同步观测，将高程传至井下固定点。共测量三次，每次应变动仪器高度。三次测得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (13)

1.一种包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，

所述盾构施工的方法包括：

将盾构基座按照测量放样的基线吊入井下，在所述盾构基座安放过程中保证与出洞段轴线相一致，其中两根轨道中心线与基座上的盾构对准洞门中心且与隧道设计轴线反向延长线一致；

所述盾构基座就位后，在最后一环负环和井壁结构之间加设钢后盾支撑，其中在钢后盾支撑设置变形观测点，开始时每推进一箱土测量一次，待钢后盾支撑变形较稳定时每环测量一次，直至钢后盾支撑稳定后方可停止观测；

对洞门位置进行复核测量后，根据地面监测信息的分析，分块成井字型凿除洞门混凝土，并标出分块位置；在凿除洞门前将分块接缝处砼凿除，做好分块吊点；

盾构机整体进入洞圈后，进行同步注浆，

其中，所述用于盾构施工防水的方法包括：

在洞圈周围安装密封装置，所述密封装置由橡胶帘布带、环板、翻板组成；

设置洞口防水堵漏的注浆孔，在洞圈四周预埋注浆管；

确认盾构出洞施工中出现水、土渗漏的情况下，通过所述注浆管压注双液浆进行密封防水，以及

其中，用于盾构施工的监测方法包括：

在井底设临时点位，根据所述临时点位设站测洞门圈的横径和平面坐标，并求出洞门圈的平面中心坐标，计算洞门圈的平面偏差值；

利用高程传递至井底的临时水准点，测量洞门圈底高程，顶高程，求出圈直径和高程偏差值；

计算的洞门圈中心、盾构基座前中心和盾构基座后中心的坐标，用仪器实测该坐标的值，以及计算所述坐标的值与理论值的偏差；根据所述偏差调整基座平面位置。

2.根据权利要求1所述的包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，所述盾构施工的方法还包括：

在洞圈区域搭设安装脚手架，以及在所述脚手架安装止水装置；

在洞圈上安装一圈作为止水屏障的弧形插板。

3.根据权利要求1所述的包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，所述盾构施工的方法还包括：

在洞圈内与凿除70cm槽壁处放置两根导向轨，所述导向轨延伸至盾构基座上并与基座上的两根导向轨联成一体安装角度、位置应顺延盾构基座上的轨道。

4.根据权利要求1所述的包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，所述盾构施工的方法还包括：

在洞圈周围布设注浆球阀；

在所述注浆球阀后端连接预设长度的1.5寸钢管深入至洞门外地层。

5.根据权利要求1所述的包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，所述最后一环负环和井壁结构之间加设钢后盾支撑的步骤包括：

在所述钢后盾支撑与负环管片之间的空隙灌注水泥砂浆；以及，所述钢后盾支撑采用2根双榀70#H钢。

6.根据权利要求1所述的包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，所述对洞门位置进行复核测量后，根据地面监测信息的分析，分块成井字型凿除洞门混凝土，并标出分块位置；在凿除洞门前将分块接缝处砼凿除，做好分块吊点的步骤包括：

在洞门中心凿一个孔，用来观察外部土体情况，然后分块成井字型凿除洞门混凝土，并标出分块位置；

暴露出内、外排钢筋，并割去内排钢筋，凿除留下迎土面剩余部分混凝土及其中的外排钢筋；

清理干净落在洞圈底部的混凝土碎块；

在凿除洞门前将分块接缝处砼凿除，并做好分块吊点，并且先上后下的顺序吊除洞门砼块。

7.根据权利要求1所述的包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，所述盾构施工的方法还包括：

根据结构尺寸定制钢模板，立模采用

槽钢制作的碹骨作为模板支撑，碹骨间距900-1200mm，碹骨立设于已浇底板砼面上，碹骨底脚处加型钢横撑；碹骨脚底加垫一层厚20mm的木板防止骨腿下沉；

碹骨按中腰线安设；在该过程中，在钢模板上均匀涂刷脱模剂，按结构特征顺序安装钢模板。

8.根据权利要求1所述的包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，所述用于盾构施工的防水方法还包括：

在盾构调试结束后，向盾尾钢刷之间均匀密实地涂抹盾尾油脂，以充满盾尾刷油脂腔。

9.根据权利要求1所述的包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，所述用于盾构施工的防水方法还包括：

沿管片肋面四周设置弹性密封垫；其中，所述弹性密封垫为水膨胀橡胶材料。

10.根据权利要求1所述的包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，所述用于盾构施工的监测方法还包括：

在监测裂缝中部的两侧各粘贴一块金属不锈钢板，钢板中心钻有一个圆孔，埋设时圆孔连线方向垂直于所述裂缝，在所述裂缝的两端也各作一个标记，以观测所述裂缝的开展情况；

在所述裂缝两端设置石膏薄片，所述石膏薄片与裂缝两侧牢固粘结。

11.根据权利要求1所述的包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，所述用于盾构施工的监测方法还包括：

在盾构螺旋机出口处安装异常气体监测仪，以监测异常气体。

12.根据权利要求1所述的包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，所述用于盾构施工的监测方法还包括：

沿隧道轴线进行布设地面沉降测点，相隔一定距离布设沉降槽观测断面，穿越重要建筑物、管线群时，增布沉降槽观测断面，在坚硬地面使用射钉或道钉设置测量标志，软土地面使用钢筋桩做测量标志；

盾构始发段100m范围内每隔20米布置一个监测断面；其余地段每隔30米布置一个监测断面；所述监测断面上的测点间隔为2-5m，一个监测断面内应设7-11个测点。

13.根据权利要求1所述的包括盾构施工、用于盾构施工的防水和监测方法的方法，其特征在于，所述用于盾构施工的监测方法还包括：

悬挂三根钢丝，所述钢丝与井上、井下的观测台在平面上组成两个直伸三角形；所述三角形长短边之比值至少大于2.5倍，所述三角形中的角小于2°；

钢丝末端悬挂垂球，所述垂球浸在盛满油的油桶内，并且垂球不得与油桶接触；

将测量数据分为两组，每组数据包括一个井上方位、四个连接角、五条边长；对三角形解算时，利用三角形闭合差的条件，用简单平差来计算，求得井下方位与井下控制点坐标；对另一组数据进行如上计算，求得的方位与坐标与第一组的进行检核，以确保不出现差错。

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