盾构姿态及沉降控制实例总结课件

盾构泥水平衡姿态及沉降控制实例总结盾构泥水平衡姿态及沉降控制实例总结主主 要要 汇汇 报报 内内 容容集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部二、泥水盾构掘进姿态控制一、工程概况三、泥水盾构掘进施工沉降控制四、施工总结主 要 汇 报 内 容集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部一、工程概况集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经玛丽轨道交通1号线二期工程土建施工三标段包括1站2区间，位于玛丽市松北区，线路北起河口大世界站（不含），斜穿松北大道后沿太阳大道穿行，过玉湖站后南行相继穿越太阳桥、松花江后到达人民广场站（不含）。含本站含本站太太人人区区间间松花江松花江盾盾构构区区间间松北大道松北大道太阳大道太阳大道1.1 1.1 工程概况工程概况玛丽轨道交通1号线二期工程土建施工三标段包括1站2区间，位于玉湖站人民广场站区间左线长1923.6m,右线长1903.2m，设置2个联络通道，1个联络通道及泵房。区间隧道外径6200mm，采用2台泥水平衡式盾构机施工；线路出玉湖站后向东下穿金水河河滩、金水河、太阳桥、松花江后到达人民广场站。线路平面呈反S形，共设置两个曲线，曲线半径分别为R=400m、R=450m；线路纵向呈“V”型，最大坡度30，覆土厚度约12-24m。玉湖站玉湖站河玉区间河玉区间人民广场站人民广场站右转曲线，右转曲线，R=400mm左转曲线左转曲线R=450mm穿越松花江穿越松花江1.2km太阳桥太阳桥金水河金水河1.21.2河玉区间设计概况河玉区间设计概况玉湖站人民广场站区间左线长1923.6m,右线长1903.玉湖站-人民广场站区间盾构穿越的地层主要有中中砂砂、细细砂砂、粉粉质质粘粘土土、黏黏土土、中中砂、粗砂层。砂、粗砂层。区间隧道顶板距离松花江河道底部冲刷线最小距离14.4m。松花江水深3-6米。1.3 1.3 工程地质条件工程地质条件 玉湖站-人民广场站区间盾构穿越的地层主要有中砂、细砂、集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部二、泥水盾构掘进姿态控制集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部2.1 2.1 盾构掘进姿态盾构掘进姿态盾构掘进姿态控制内容盾构机的姿态控制简言之就是，通过调整推进油缸的几个分组盾构机的姿态控制简言之就是，通过调整推进油缸的几个分组区的推进区的推进 油压的差值，必要时结合铰接油缸的调整，使盾构油压的差值，必要时结合铰接油缸的调整，使盾构机形成向着轴线方向的趋势，使盾构机三个关键节点，切口、机形成向着轴线方向的趋势，使盾构机三个关键节点，切口、铰接、盾尾尽量保持在轴线附近。以隧道轴线为目标，根据自铰接、盾尾尽量保持在轴线附近。以隧道轴线为目标，根据自动测量系统显示的轴线偏差和偏差趋势动测量系统显示的轴线偏差和偏差趋势 ，进行盾构姿态调整，进行盾构姿态调整，将姿态偏差控制在设计范围内（将姿态偏差控制在设计范围内（50mm50mm）。）。集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部2.1 2.1 盾构掘进姿态盾构掘进姿态盾构掘进姿态形式水平姿态类型:盾构掘进过程中的水平姿态根据盾构机和设计轴线间的相对位置关系可分为下图所示的9种类型；盾构机垂直姿态类型与水平姿态相同。盾构姿态设计轴线集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部2.1 2.1 盾构掘进姿态盾构掘进姿态盾构掘进姿态的主要影响因素1、地质条件：在软土层或软硬不均等复杂地质条件下，盾构刀盘受力不均匀，将会导致姿态发生蛇形现象。2、刀具磨损：盾构机刀具磨损严重，将会减小开挖面直径，缩小盾构机调整空间，难以控制掘进姿态。3、特殊地段：在小半径水平曲线或大坡度竖直曲线段掘进，需要频繁纠偏，千斤顶对管片产生反作用力4、注浆工艺：注浆压力和数量不均匀，会导致管片姿态、掘进姿态发生偏移或仰俯。5、管片选型：需始终保证管片与盾构尾部姿态一致，防止盾尾间隙过小，影响盾构姿态调整6、测量误差：自长距离掘进过程中，测量累计误差会影响导向系统的真实性，影响盾构姿态纠偏的指导性。集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线设计曲线情况河玉区间左线河玉区间左线平曲线数据要素平曲线数据要素备注：左线隧道总长：1923.972m XK15+371.317=XK15+350 短链长度21.317m 集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线设计曲线情况河玉区间左线竖曲线河玉区间左线竖曲线数据要素数据要素集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况R400m曲线段情况河玉区间R400m右转弯段隧道照片环号：+34+537环，平曲线R=400，长=605米，竖曲线：最大-25下坡段。（本标段设计要求成型隧道建筑界限不超150mm）集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况R400m曲线段姿态控制情况河玉区间始发后36环537环为R450m曲线段，成型隧道质量，错台、渗漏水控制良好，成型隧道轴线控制均在设计要求范围内。但是在掘进过程中，盾构垂直姿态最大值为偏上122mm偏下-70mm，水平偏差最大值为偏右79mm，偏左-86mm；166166环后端环后端偏上偏上122mm122mm169169环前端偏下环前端偏下-70mm70mm365365环后端环后端偏右偏右79mm79mm539539环前端环前端端偏右端偏右79mm79mm3636环前端偏左环前端偏左-86mm86mm河玉区间R400m右转弯段盾构掘进姿态集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况R400m曲线段姿态偏差原因分析对主动铰接盾构认识理解以及操作不到位，导致姿态出现偏差，且姿态波动较大。u主动铰接与被动铰接盾构差异集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况u主动铰接与被动铰接盾构姿态调整差异铰接受力情况对比铰接受力情况对比被动铰接：被动铰接：由由前前盾承受盾构盾承受盾构千斤顶推力千斤顶推力 主动铰接：由主动铰接：由后后盾承受盾构盾承受盾构千斤顶推力千斤顶推力盾构姿态调整区别：主动铰接摆头，被动铰接甩尾集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况u盾构主动铰接控制要点对于不同曲率半径时，铰接角度及铰接行程差选择不同；掘进期间需时刻关注盾构姿态变化趋势，了解盾构姿态变化的延迟性，及时调整铰接角度，防止纠偏过量，盾构机姿态出现蛇形。铰接角度调整面板集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部u盾构主动铰接水平角度理论参考表集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部1、掘进时主动铰接油缸行程的最佳位置应设置在最大行程的1/2+10%。2、在转弯时动主动铰接不要一次动到位，要每掘进10cm主动铰接动3-5mm。3、在刀盘未转动时禁止动主动铰接铰接。（除土仓加压回退刀盘时）4、主动铰接要根据推进分区油压的压差随时进行调整，不能像被动铰接只要行程不拉长就不管它。5、盾构直线掘进时主动铰接油缸的行程最好设置为下油缸行程和上油缸行程应有20-30mm的行程差（经验），以利于推进分区上、下区压差不超过30%。u盾构主动铰接使用注意事项集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部直线段掘进姿态控制河玉区间左线700800环掘进过程中，垂直姿态出现最大值为盾构机后端偏上136mm，水平姿态均在50mm以内；744744环后端环后端偏上偏上136mm136mm718718环后端环后端偏上偏上76mm76mm河玉区间600-1200环盾构掘进姿态统计图2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部原因分析：原因分析：隧道处于直线下坡段，盾构姿态态理应易控制，但实际掘进工程中，发现较多黏土。据地勘资料显示如下图：此区域地质多层，底部部分黏土，但实际分离出的黏土夹杂碎石，黏土量超过地勘报告数量，上层地层松软砂层，致盾构抬头，采取有效纠偏措施滞后，向下调整时，盾尾垂直向上偏离100mm。7-37-3黏土黏土2-4-12-4-1中砂中砂7-27-2中砂中砂盾构机分离设备筛分此地段照片分离设备筛分此地段照片 此地段地质剖面图此地段地质剖面图2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部现场采取具体措施：(1)加大上部油缸推力,加大上下侧行程差，达到纠偏效果。(2)为确保盾构机姿态，且防止管片上浮，主要利用上方两个注浆管（1#和4#注浆孔）进行同步注浆。(3)盾构姿态还要继续纠偏,加大盾构前端向下趋势才能纠偏,盾尾趋势变大,但对于741-748环,安排测量人员,每环测量高程,推出盾尾后,再测量高程,按照以上措施试掘进一环后,虽盾尾趋势变化,但管片上浮量很小,能够确保管片姿态不会加大.纠偏在可控范围,推至757环姿态已满足要求，姿态为刀盘-19mm，盾尾43mm。盾构掘进时姿态线型示意图2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部河玉区间左线8001287环为江中段；姿态控制良好，姿态控制良好，均在50mm以内;总结总结：（1）主司机对中交天和盾构机及主动铰接使用已经灵活掌握。（2）地层以中粗砂为主，相对均匀，易于线型控制。（3）将盾构掘进线路以30mm为姿态控制标准。姿态超过30mm时，立即上报项目总工，调节合适的主动铰接角度纠偏，超50mm时停机，分析原因，现场组织专题会制定措施，采取纠偏措施确保施工达到规范范围内。（4）勤测管片姿态，测量频率加强至每天一测，每环一测。2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部R450m曲线段设计情况河玉区间左线1345环-1523环为左转弯R450m圆曲线段；2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况人民广场站站1345环 1523环 盾构2-4中砂 竖曲线：30%上坡地段；地层：主要为2-4密实砂层，标贯值大于31。集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部R450m曲线段掘进姿态控制掘进期间垂直姿态未超限，水平姿态在1433环开始偏离设计曲线，1485环水平偏差达到最大值702mm；盾构姿态严重超限。随后由设计院对线路进行修正，调整线路后盾构水平姿态为偏右177mm。14921492环调线后环调线后后端偏右后端偏右177mm177mm14851485环偏环偏右右702mm702mm14201420环前环前端偏右端偏右116mm116mm13961396环后端环后端偏左偏左-96mm-96mm河玉区间R450m曲线段盾构掘进姿态13571357环前环前端偏右端偏右111mm111mm2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部R450m曲线段姿态严重超限原因分析河玉左线R450m曲线段掘进产生姿态严重超限的主要原因有以下几点：u刀盘边刮刀磨损由于长距离砂层掘进导致刀盘边刮刀严重磨损，掌子面开挖轮廓不足，造成盾构机推力大。（12把边刮刀外侧均磨损25mm左右，磨损部位已于刀座齐平）2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部R450m曲线段姿态严重超限原因分析u盾构机脱困与姿态纠偏的矛盾由于盾构机被困，导致盾构机在脱困过程中难以进行姿态调整，加剧姿态超限情况。正常段推力平均在正常段推力平均在2500t2500t曲线段推力均在曲线段推力均在3500t3500t以上以上2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部u盾构机被困及脱困情况 河玉区间左线在过江堤前进行盾构机检查维护，停机2天后恢复掘进，推力达到3900T，速度仅有1-2mm/min，采用活动铰接，分区活动推进油缸、后拖车轨道抹黄油减少阻力等方式，均未取得脱困效果。脱困过程中加辅助油缸盾构脱困掘进参数2.22.2河玉区间左线掘进姿态控制情况河玉区间左线掘进姿态控制情况集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经一、长时间砂层停机，砂层收敛包裹盾壳，外部摩擦力增大；二、盾构刀具磨损，掌子面开挖轮廓不足;三、盾构机纠偏铰接角度较大，推进侧向分力较大；四、盾构机处于R450圆曲线且大坡度上坡段；集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部u盾构机被困主要原因一、长时间砂层停机，砂层收敛包裹盾壳，外部摩擦力增大；集团有一、加辅助油缸，增加盾构机推进能力；二、采用铰接蠕动方式掘进；三、盾构机径向孔注膨润土，减小盾构机外部摩擦力；四、开启仿形刀，掌子面土体扩挖；（超挖刀伸出模式2*60mm+1*40mm的伸出模式）五、正确搭配转弯环与直线环，确保盾尾间隙，防止管片卡盾尾。集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部u盾构机脱困采取的措施在盾构机被困，项目采取常规方法，辅助油缸加载最多时达9*200T，盾构机推力及速度并无改观，遂邀请公司领导现场指导施工，经过多次尝试后盾构机得以脱困。盾构机于1475环完成脱困，拥有10-30mm/min左右速度，但此时盾构机姿态已超限至500mm，偏右趋势还未消除，直至1485环偏离至702mm时姿态开始回转。一、加辅助油缸，增加盾构机推进能力；集团有限公司玛丽市轨道交集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部2.32.3左线盾构姿态超限原因左线盾构姿态超限原因u刀具磨损长距离砂层掘进导致刀盘边刮刀磨损严重，掌子面开挖轮廓不足，是导致姿态超限的主要原因。u盾构机脱困由于长时间停机，导致盾构机被困，在脱困过程中难以进行姿态调整，加剧姿态超限情况。u地质影响盾构掘进段位于2-4砂层，属于致密性砂层，标贯值大，收敛快，导致盾构机掘进困难，影响盾构姿态调整。u曲线、大坡度上坡等不利设计因素盾构机处于450圆曲线段且30%上坡段，盾构机掘进所受侧向分力较大。集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部2.42.4盾构姿态控制措施盾构姿态控制措施u增大铰接角度 根据盾构机铰接设计，理论上在铰接角度为0.64deg时满足R450m曲线段掘进，但由于长距离砂层掘进导致刀盘刀具磨损，掌子面开挖直径不足，导致盾构机掘进转向困难，为能达到盾构转向要求，需将铰接角度进行调整至1.3deg，遏制姿态恶化趋势，使掘进姿态向设计曲线拟合。纠偏段盾构机水平铰接角度线性图集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经盾构机刀盘刀具配置图仿形刀实物图（出洞后磨损照片）经实测仿形刀磨小了60mmu开启仿形刀由于盾构机长距离处于砂层掘进，导致刀盘刀具磨损比较严重，这时掌子面开挖直径已严重不足，为增大盾构机开挖直径，达到转向要求，需开启盾构机刀盘配置仿形刀，对靠近设计轴线侧掌子面进行扩挖；初始仿形刀伸出量为40-60mm，为防止过量超挖加大地层扰动，仿形刀伸出量采用2*40+1*60mm的方式进行调整。后续根据掘进情况进行适当调整。盾构机刀盘刀具配置图仿形刀实物图（出洞后磨损照片）开启仿形刀u严格控制管片选型要求现场值班工程师严格根据盾构机盾尾间隙、油缸行程差以及盾构掘进姿态进行合理选型；加强管片拼装质量，螺栓进行2次复紧，防止脱出盾尾后错台。u加强同步注浆及二次注浆为防止脱出盾尾管片发生沉降位移，将每环同步注浆量调整为6.0-7.5m，注浆压力控制在3-5bar，浆液初凝时间缩短为6h左右;为防止盾尾压力过大，发生漏水漏浆等情况，将盾尾密封油脂注入量每环增加至25kg。根据盾构机掘进情况，对脱出盾尾后5环管片进行二次注浆，进一步稳固管片。注浆浆液为双液浆，浆液初凝时间45-70s，注浆范围为管片底部及两侧管片。u加强洞内管片及盾构机姿态人工复测规定5-6环进行一次搬站作业，并对前后视点进行复测，每天对每一环管片姿态进行测量，比对盾构机尾部姿态；联系第三方测量及精测队对洞内控制点进行复测，对测量数值及时进行比对，差异过大必须进行复测，确保测量数据的准确性。严格控制管片选型加强洞内管片及盾构机姿态人工复测2.52.5盾构姿态纠偏效果盾构姿态纠偏效果14921492环调线后环调线后后端偏右后端偏右177mm177mm15131513环调整至环调整至后端偏右后端偏右48mm48mm现场严格按照纠偏方案进行掘进施工，盾构姿态缓慢拟合设计轴线，于1513环达到设计允许范围（50mm），后续掘进至左线贯通接收，姿态均未出现超限等情况。后续掘进情况证明：盾构姿态纠偏措施可行，达到纠偏效果。左线盾构纠偏段盾构掘进姿态2.5盾构姿态纠偏效果1492环调线后后端偏右177mm15三、泥水盾构掘进施工沉降控制三、泥水盾构掘进施工沉降控制3.1盾构掘进地表沉降盾构掘进引起地表沉降主要因素u开挖面稳定情况由于掘进两与排土量不等的原因，开挖面土压力、水压力与压力舱压力不平衡，致使开挖面失去平衡状态，从而产生地基变形。u掘进对围岩的扰动盾构推进时，由于盾构的盾壳与围岩摩擦对围岩的扰动，从而引起地基下沉或隆起，特别是蛇形修正和曲线推进时进行的超挖，是产生围岩松动的主要原因。u盾尾空隙的发生和壁后注浆不充分由于盾尾空隙的发生使受盾壳支撑的围岩朝着盾尾空隙变形而产生地基下沉。u衬砌管片的变形与变位接头螺栓紧固不足，管片环容易变形，盾尾空隙的实际量增大，盾尾脱出后外压不均等使衬砌变形或变位，从而增大地基沉降。u地下水位下降来自开挖面的涌水或衬砌管片产生漏水时，地下水位下降而使地表收缩下沉。3.1 盾构掘进地表沉降盾构掘进引起地表沉降主要因素3.2河玉区间地表河玉区间地表沉降控制河玉区间盾构从玉湖站始发，依次下穿玉湖停车场、侧穿太阳桥、松花江、松花江道里堤、人民广场、于人民广场站接收。玉湖停车场人民广场松花江太阳桥松花江防渗墙松花江道里堤3.2河玉区间地表沉降控制河玉区间盾构从玉湖站始发，依次下穿3.2河玉区间地表河玉区间地表沉降控制玉湖停车场地表沉降曲线图盾构下穿玉湖停车场、侧穿太阳桥地表沉降情况河玉区间左右线盾构下穿玉湖广场及太阳桥附近地表沉降情况稳定，累计最大沉降值为-5.76mm，沉降值均未超警戒值（沉降30mm、隆起10mm），停车场路面及太阳桥附近地面稳定无异常情况。3.2河玉区间地表沉降控制玉湖停车场地表沉降曲线图盾构下穿玉3.2河玉区间地表河玉区间地表沉降控制盾构下穿松花江成型隧道沉降收敛情况左右线盾构下穿松花江期间，玉湖江堤沉降值稳定，江面未出现冒泡、冒浆等现象，隧道拱底沉降最大值为130环上浮3.72mm，未超警戒值（30mm）过江段左线管片拱底沉降曲线图3.2河玉区间地表沉降控制盾构下穿松花江成型隧道沉降收敛情况3.2河玉区间地表河玉区间地表沉降控制左右线盾构下穿松花江期间，成型隧道沉降收敛变形最大值出现在第100环收敛-0.51mm，收敛变形均未超警戒值（20mm），成型隧道稳定无异常。过江段左线管片收敛变形曲线图3.2河玉区间地表沉降控制左右线盾构下穿松花江期间，成型隧道左线盾构下穿道里堤 2018年9月23日中午11时许，松花江南岸江堤坡梯发现局部沉陷情况，江岸坡梯底部位置出现长度4m、宽度2m、深约1m的局部沉陷。经现场测量，江堤沉陷区域对应左线隧道管片环号为14171418环，对应盾构机掘进施工环号为14111412环。沉陷位置关系平面示意图沉陷大堤回填处理3.2河玉区间地表河玉区间地表沉降控制左线盾构下穿道里堤沉陷位置关系平面示意图沉陷大堤回填处理3.松花江水位变化影响2018年5月份松花江江水水位仅113.38m，松花江罕见低水位，十几年未出现干旱场面。7月份至9月份玛丽强降水天气频发，松花江水位持续上涨至116.31m，低于警戒水位1.79 m，流量1540 m/s。对道里堤冲刷较为严重，可能造成台阶底部土体流失，会对台阶稳定造成一定影响。2018年5月份松花江实景图2018年9月份松花江实景图3.33.3江堤江堤沉陷原因分析松花江水位变化影响2018年5月份松花江实景图2018年9月江堤段地质情况变化江堤沉陷处地层存在以下不利因素：隧道顶覆土地层不均一，有粉砂、细砂、中粗砂、且夹杂黏土；大堤迎水侧斜坡大；上部粉砂地层有液化特征，受扰动容易造成土体液化流失，形成地面沉降。盾构纠偏掘进影响过江堤期间，盾构机推力大，掘进速度过慢，掘进工序用时长，可能对土体产生扰动，引起地表沉降。3.33.3江堤江堤沉陷原因分析江堤段地质情况变化3.3江堤沉陷原因分析地表监测存在问题 由于道里堤为松花江玛丽段重点水利工程，禁止在大堤上进行钻孔等施工，导致大堤现场监测点无法按照设计要求深埋布置，只能选择布设射钉作为监测点（经设计、业主、第三方会议认可），监测过程中受影响程度较高，未能提前反映出大堤真实沉降情况，及时对盾构掘进施工作出指导。道里堤监测点布置情况3.33.3江堤江堤沉陷原因分析地表监测存在问题 道里堤监测点布置情况3.3江堤沉陷原因分析泥水压力、泥浆质量控制 重新测算地层土压力，后续掘进期间切口水压控制在2.8-3.0bar，控制泥浆比重在1.2-1.3g/cm、粘度25-30s，尽量减少进仓循环时间，减小循环掘进对土体的扰动。同步注浆及二次注浆掘进期间提高注浆量在5.5-7m，注浆压力控制在3-5Mpa，注浆速度与盾构掘进同步，在盾构通过后根据地面监测情况及时进行二次注浆，进一步填充孔隙，抑制地层变形的进一步发展。盾构掘进速度及姿态控制在保证开挖面稳定的情况下，保持30-45mm/mmin的掘进速度，尽可能快速通过，避免长时间停机；严格控制掘进姿态，每环纠偏量控制在4mm，严禁急纠猛调。管片拼装质量控制正确进行管片选型；提高管片拼装精度和拼装质量；加强管片螺栓复紧，避免脱出盾尾后管片变形。加强监控巡视按规范要求重新布置监测点，加大监测频率，安排人员24h巡视，密切关注沉降情况，及时反馈地面情况，指导盾构掘进施工。3.43.4沉降控制措施沉降控制措施泥水压力、泥浆质量控制3.4沉降控制措施河玉区间下穿防渗墙及人民广场左线盾构穿越道里堤之后，严格按照沉降控制措施进行施工，掘进过防渗墙、人民广场期间，地表沉降及成型隧道收敛变形监测数值稳定，周边环境安全可控。3.53.5后续掘进沉降控制情况后续掘进沉降控制情况河玉区间下穿防渗墙及人民广场3.5后续掘进沉降控制情况左线穿越加固区接收接收 2018年10月28日左线盾构机到达接收端，至11月16日左线盾构贯通，接收端地面沉降监测数值稳定，累计最大沉降值-5.65mm，均未超警戒范围，接收端周边环境安全稳定。3.53.5后续掘进沉降控制情况后续掘进沉降控制情况左线接收端地面沉降监测曲线图后续掘进情况说明，地表沉降控制良好，施工措施行之有效。左线穿越加固区接收接收3.5后续掘进沉降控制情况左线接收端地四、施工总结四、施工总结4.14.1泥水盾构姿态控制泥水盾构姿态控制1 1、直线段姿态控制总结、直线段姿态控制总结在进行直线段的推进时，应尽量控制切口位置保持在施工轴线在进行直线段的推进时，应尽量控制切口位置保持在施工轴线-10mm10mm10mm 10mm 范围范围之间之间，最大控制在施工轴线的最大控制在施工轴线的20mm20mm20mm 20mm 范围之间，范围之间，左右两侧的推力应始终保持一致，并根据实际的刀盘受力情况作微小调整，左右油缸行程差值最大不应超过50mm，合理控制铰接及盾尾位置，如出现超出偏差范围的情况，应及时作纠偏处理，严禁在纠偏过程中铰接角度设置过大，造成后续推进中的姿态失控；2 2、圆曲线段姿态控制总结：、圆曲线段姿态控制总结：（1）推进圆曲线前应提前计算好左右油缸行程的超前量提前计算好左右油缸行程的超前量。超前量的值可以通过计算求出，也可以通过CAD绘图模拟直接量取。（2）在推进过程中，盾构机切口的控制中心应向着圆圆曲线的圆心方向作出一定量曲线的圆心方向作出一定量的偏移的偏移。偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定，半径越小偏移量越大，推进中应控制切口位置保持在设定的控制中心附近，正常施工时的误差不应超过-10-+10mm，最大应控制在-20-+20mm间。4.1泥水盾构姿态控制1、直线段姿态控制总结2、圆曲线段姿态3 3、均一地质情况下的姿态控制：、均一地质情况下的姿态控制：一般情况下，盾构方向偏差控制在盾构方向偏差控制在20mm20mm之内，缓和曲线及之内，缓和曲线及圆圆曲线段控制在曲线段控制在30mm 30mm 以以内内，曲线半径越小，控制难度越大。姿态控制受到设备状况，地质条件及施工操作等多方面因素影响，在地质均一的在地质均一的地层中控制姿态较容易，方向偏角（趋势）一般控制在地层中控制姿态较容易，方向偏角（趋势）一般控制在5mm/m5mm/m以内，特殊情况下控制以内，特殊情况下控制在在10mm/m 10mm/m 以内。以内。否则会带来管片错台破损等不利后果。4 4、不均一地质情况下的姿态控制：、不均一地质情况下的姿态控制：（1）当开挖面存在上下不均时，为防止盾构机机头下垂，一般情况下要保持上要保持上仰姿态，仰姿态，掘进时注意上下两端及左右两端的行程差，铰接角度控制在铰接角度控制在+0.3-0.5deg+0.3-0.5deg，上下油缸行程差控制在上下油缸行程差控制在30mm30mm左右，防止盾尾间隙过小，管片错台左右，防止盾尾间隙过小，管片错台。（2）当存在左右不均且又处于圆曲线时，盾构机的方向控制将会比较困难。在此情况下，采取采取降低掘进速度，降低掘进速度，采用采用分区分区推进模式推进模式。必要时开启超挖刀开启超挖刀扩挖。当以上操作均无效时，可通过更换边刮刀，增加开挖面的方式来进行姿态调整。因此在盾构过圆曲线段前，一方面要提前进行方向的调整，另一方面要准备在适合的地点进行进仓刀具检查，确保能够顺利的通过曲线段。3、均一地质情况下的姿态控制：4、不均一地质情况下的姿态控制姿态控制技术管理措施姿态控制技术管理措施1 1、提高对地质因素影响的认识，提前采用防范措施。、提高对地质因素影响的认识，提前采用防范措施。盾构机在推进过程会受到几个方面力的作用：盾构正面阻力盾构正面阻力、盾构四周土体与盾构壳体间的摩阻力盾构四周土体与盾构壳体间的摩阻力、盾构自重与下卧土层的摩阻力及刀盘上的扭矩盾构自重与下卧土层的摩阻力及刀盘上的扭矩等，由于受到土质变化、隧道埋深变化和地面建筑等因素影响，使以上这些外力不均匀地作用于盾构从而导致盾构推进时的偏向。特别是当盾构开挖面位于不同地层时，推力和扭矩变化较大，盾构主机会产生向地层较软一侧偏移的倾向。2、应根据设计线路，提前对不同线性下的管片排版进行精细设计，现场人员必须熟练掌握管片选型熟练掌握管片选型要点，正确选取管片，保证管片安装质量。3、盾构长距离掘进时，要求盾构的超挖量必须得到保障，这就必须加强加强边缘刀具边缘刀具的配置；否则很容易出现盾构盾体被困，推进困难的情况。4、熟悉主动铰接使用，正确的使用主动铰接。5 5、盾构搬站误差卡控、盾构搬站误差卡控盾构掘进移站测量时，应从地下控制导线点人工引测，同时必须对比移站前后盾构掘进移站测量时，应从地下控制导线点人工引测，同时必须对比移站前后盾构机姿态数据，移站前后姿态较差控制在盾构机姿态数据，移站前后姿态较差控制在15mm内，超限时要分析查找原因，必要内，超限时要分析查找原因，必要时重新测量。时重新测量。姿态控制技术管理措施1、提高对地质因素影响的认识，提前采用防4.24.2泥水盾构沉降控制要泥水盾构沉降控制要点点1、盾构机穿越建构筑物及管线前，需在穿越前详细调查分析，排除造成沉降的不利因素，制定详细可行的施工方案进行施工。2、在盾构机穿越施工时保证盾构机的最佳掘进状态，避免在掘进过程中发生长时间停机搁置。3、施工过程中不断优化掘进参数，严格控制泥水压力、泥浆流量及泥浆质量，尽可能减小泥水压力波动，防止不合理的超挖和欠挖。条件允许时可设置试验段，根据试验段沉降情况，进一步优化掘进参数。4、加强同步注浆及二次注浆控制，合理设定注浆压力及注浆量，根据监测情况及时进行二次注浆。5、盾构姿态控制，减少纠偏量，减轻盾构与周围土体的摩擦，防止偏挖。6、管片正确选型，提高管片拼装精度及质量，加强管片螺栓复紧，减小管片收敛变形。7、合理合规布置监测点，穿越前明确建构筑物自身沉降情况；穿越期间加大监测频率，根据监测情况及时优化掘进参数；穿越掘进之后仍应加强监测，掌握后续变化，如有异常及时进行处理。4.2 泥水盾构沉降控制要点1、盾构机穿越建构筑物及管线前，THANK YOUTHANK YOUThanK you