盾构施工过黄埔涌方案--课件

盾构施工过黄埔涌方案盾构施工过黄埔涌方案1 1PPTPPT课件课件目目 录录n n1.1.概述概述n n2.2.黄埔涌段盾构掘进风险因素分析黄埔涌段盾构掘进风险因素分析n n3.3.盾构施工技术措施盾构施工技术措施n n4.4.掘进中的碴土改良与防泥饼措施掘进中的碴土改良与防泥饼措施n n5.5.换刀方案换刀方案n n6.6.施工监测施工监测n n7.7.突发事件应急措施突发事件应急措施n n8.8.施工组织机构及人力资源施工组织机构及人力资源n n9.9.安全保证体系及保障措施安全保证体系及保障措施2 2PPTPPT课件课件1.概述概述n n黄埔涌水道宽约100m（YDK14+550YDK14+650）、水深最深约5.3m，洞身主要为69全、微风化泥质粉砂岩。洞顶主要为2-1A、2-2、2-3、5-2、6、7淤泥质粉细砂层、淤泥层及可塑状红层残积土。涌底隧道最小覆土厚度约6m。3 3PPTPPT课件课件4 4PPTPPT课件课件黄埔涌（黄埔涌（YDK14+600YDK14+600）处地质剖面示意图）处地质剖面示意图2-1A2-1A淤泥；淤泥；2-22-2淤泥质粉细砂；淤泥质粉细砂；5-15-1可塑状红层残积土可塑状红层残积土 6 6、7 7全强风化泥质粉砂岩；全强风化泥质粉砂岩；8 8、9 9中微风化砂岩中微风化砂岩5 5PPTPPT课件课件黄埔涌段地质纵剖面图黄埔涌段地质纵剖面图黄埔涌段地质纵剖面图黄埔涌段地质纵剖面图 （补充勘探）（补充勘探）（补充勘探）（补充勘探）2-2、2-3层地下水较丰富。6 6PPTPPT课件课件7 7PPTPPT课件课件8 8PPTPPT课件课件9 9PPTPPT课件课件1010PPTPPT课件课件2黄埔涌段盾构掘进风险因素分析黄埔涌段盾构掘进风险因素分析 隧道穿越黄埔涌，穿越长度达100多米，水深最深处约5.3m；覆土厚度6米左右，且大部分地层为淤泥质粉砂、粉质粘土等，一旦土仓压力不稳定，刀盘前方及其上部土层被扰动，将造成掌子面失稳，地表沉降，盾构掘进困难。若在河涌段发生刀具磨损严重，必须停机换刀时，因河床土体比较软弱，尤其有的地段直接切入2-2淤泥质土层，稳定性差，换刀难度大。隧道拱顶存在厚度大于1m的5-1，其余为、2-2等地层，且隧道在ZDK14+581ZDK14+620切入2-2淤泥质土层，特别是当左线盾构过黄埔涌时，由于涌底土体已被严重扰动，很容易出现冒顶漏泥、漏水。1111PPTPPT课件课件3盾构施工技术措施盾构施工技术措施n n掘进技术措施盾构机采用土压平衡模式匀速推进。盾构机采用土压平衡模式匀速推进。注入泡沫或泥浆，提高碴土的流动性和止水性。注入泡沫或泥浆，提高碴土的流动性和止水性。掘进中加强盾尾密封油脂的注入，确保盾尾密封油脂压力掘进中加强盾尾密封油脂的注入，确保盾尾密封油脂压力不小于不小于0.35Mpa0.35Mpa；加强中体与盾尾铰接处的密封检查，及；加强中体与盾尾铰接处的密封检查，及时调节密封压板螺栓，防止地下水涌入。时调节密封压板螺栓，防止地下水涌入。及时调整油缸推力及推进速度，推进速度控制在及时调整油缸推力及推进速度，推进速度控制在1 13cm/min3cm/min，使之平稳快速通过，避免因刀盘推力波动过大，使之平稳快速通过，避免因刀盘推力波动过大对地层造成严重扰动。对地层造成严重扰动。1212PPTPPT课件课件n n注浆技术措施同步注浆量控制，同步注浆量要控制适中，严格控制注浆压同步注浆量控制，同步注浆量要控制适中，严格控制注浆压力，既不能因过少而造成地面大量沉降也不能因过多而击穿力，既不能因过少而造成地面大量沉降也不能因过多而击穿砂层，造成涌砂、涌水等事故的发生。施工中压注砂层，造成涌砂、涌水等事故的发生。施工中压注110130%110130%的建筑空隙来控制地面变形。注浆压力取的建筑空隙来控制地面变形。注浆压力取0.2Mpa0.2Mpa左右。左右。适适当当调调整整同同步步注注浆浆浆浆液液配配比比，缩缩短短浆浆液液凝凝胶胶时时间间，如如采采取取双双液液注注浆浆等等。根根据据地地层层的的软软硬硬变变化化以以及及安安装装好好的的盾盾构构管管片片的的变变形、位移情况，必要时可进行二次注浆。形、位移情况，必要时可进行二次注浆。虽虽然然盾盾构构机机同同步步注注浆浆管管设设计计只只有有两两个个，根根据据设设计计特特点点和和掘掘进进速速度度，注注浆浆管管数数量量满满足足要要求求。但但在在施施工工过过程程中中应应严严格格遵遵守守管管路冲洗制度，保证注浆管路不会堵塞，确保注浆的质量。路冲洗制度，保证注浆管路不会堵塞，确保注浆的质量。1313PPTPPT课件课件1414PPTPPT课件课件n n盾构机姿态调整进入涌底掘进以前全面检查盾构机掘进姿态，及时进行纠偏调进入涌底掘进以前全面检查盾构机掘进姿态，及时进行纠偏调整，将盾构机姿态在设计允许范围内有意向下调整，有效抑制整，将盾构机姿态在设计允许范围内有意向下调整，有效抑制管片上浮管片上浮 。精确计算每一推进循环的偏离量与偏转角的大小，根据盾尾间精确计算每一推进循环的偏离量与偏转角的大小，根据盾尾间隙和掘进线形，选择合适类型的管片拼装，合理选配推进千斤隙和掘进线形，选择合适类型的管片拼装，合理选配推进千斤顶的数量、推进力、分区与组合进行推进；顶的数量、推进力、分区与组合进行推进；将每一循环推进后的测量结果记入图中与设计轴线相对照，同将每一循环推进后的测量结果记入图中与设计轴线相对照，同时与人工测量数据相比较，确定是否修正下次推进的偏转量与时与人工测量数据相比较，确定是否修正下次推进的偏转量与方位角。方位角。1515PPTPPT课件课件n n防渗技术措施视压力损失及渗水情况，在过涌隧道管片外弧侧粘贴海绵条以增强盾尾防水效果。若盾尾发生漏水，则在盾尾漏水部位集中压注盾尾油脂，并在距离盾尾3环管片的位置压注聚氨酯进行堵水，或在管片脱出盾尾后，通过管片上的吊装孔对土体进行注浆加固。加强中体与盾尾铰接处的密封检查，及时调节密封压板螺栓，防止地下水涌入。1616PPTPPT课件课件n n碴土改良的目的与添加剂 其主要目的就是要使盾构切削下来的碴土具有好的流其主要目的就是要使盾构切削下来的碴土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力，塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力，以满足在不同地质条件下采用不同掘进模式掘进时以满足在不同地质条件下采用不同掘进模式掘进时都可达到理想的工作状况，降低刀盘扭矩都可达到理想的工作状况，降低刀盘扭矩 。添加剂主要有泡沫和膨润土配制的泥浆，其添加剂主要有泡沫和膨润土配制的泥浆，其配比和注入量根据地质条件及施工情况确定。配比和注入量根据地质条件及施工情况确定。4掘进中的碴土改良与防泥饼措施掘进中的碴土改良与防泥饼措施1717PPTPPT课件课件n n 碴土改良的主要技术措施 在砂质粘性土和全、强、中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩在砂质粘性土和全、强、中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩的掘进中，采取分别向刀盘面和土仓内注入泡沫的方法进的掘进中，采取分别向刀盘面和土仓内注入泡沫的方法进行碴土改良，必要时可向螺旋输送机内注入泡沫。泡沫的行碴土改良，必要时可向螺旋输送机内注入泡沫。泡沫的注入量为每立方米碴土按注入量为每立方米碴土按300300600600升注入。升注入。在硬岩地段的掘进主要是要降低对刀具磨损、螺旋输送机在硬岩地段的掘进主要是要降低对刀具磨损、螺旋输送机的磨损，防止涌水，拟采取向刀盘前和土舱内及螺旋输送的磨损，防止涌水，拟采取向刀盘前和土舱内及螺旋输送机内注入泥浆的方法来改良碴土。泥浆的注入量一般为每机内注入泥浆的方法来改良碴土。泥浆的注入量一般为每立方米碴土立方米碴土20%20%30%30%的量。的量。在富水地段和其它含水地层采用土压平衡模式掘进时，主在富水地段和其它含水地层采用土压平衡模式掘进时，主要是要防止涌水、防止喷涌，拟向刀盘面、土仓内和螺旋要是要防止涌水、防止喷涌，拟向刀盘面、土仓内和螺旋输送机内注入较稠的泥浆，并增加对螺旋输送机内注入的输送机内注入较稠的泥浆，并增加对螺旋输送机内注入的泥浆量，以利于螺旋输送机形成土塞效应，防止喷涌。泥浆量，以利于螺旋输送机形成土塞效应，防止喷涌。在砂土地层中掘进时，主要是保持土仓内的压力平衡，以在砂土地层中掘进时，主要是保持土仓内的压力平衡，以稳定开挖面，控制地层沉降，采取向刀盘面和土舱内注入稳定开挖面，控制地层沉降，采取向刀盘面和土舱内注入泡沫或泥浆来改良碴土。泡沫或泥浆来改良碴土。1818PPTPPT课件课件n n防泥饼措施加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理，特别是在粘性土中加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理，特别是在粘性土中掘进时，要更加密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状掘进时，要更加密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态。态。在这种地层掘进时选择比较大的泡沫原液加入比例、适量增在这种地层掘进时选择比较大的泡沫原液加入比例、适量增加泡沫的注入量，减小碴土的黏附性，降低泥饼产生的几率。加泡沫的注入量，减小碴土的黏附性，降低泥饼产生的几率。必要时螺旋机内也要注入泡沫，以增加碴土的流动性，利于必要时螺旋机内也要注入泡沫，以增加碴土的流动性，利于碴土的排出。碴土的排出。上述措施无效的情况下，因施工场地在河涌底部，宜采取加上述措施无效的情况下，因施工场地在河涌底部，宜采取加入较多的清水，适当提高转速同时减小推力和推进速度，待入较多的清水，适当提高转速同时减小推力和推进速度，待扭矩降低排土良好后再恢复正常掘进，且改变泡沫的注入量扭矩降低排土良好后再恢复正常掘进，且改变泡沫的注入量等指标。等指标。1919PPTPPT课件课件5检查换刀方案检查换刀方案 n n左右线过涌前换刀位置选择 根据本段的地质情况，换刀的位置尽可能选择在根据本段的地质情况，换刀的位置尽可能选择在、号地层中，并且考虑采取敞开式换刀作业。号地层中，并且考虑采取敞开式换刀作业。线线路路换刀里程换刀里程洞身地层洞身地层洞顶地层洞顶地层掘进掘进距离距离换刀换刀模式模式刀具刀具类型类型备注备注右线右线YDK14YDK14465.747465.747、2 2270270敞开式敞开式挖岩挖岩180180环处环处左线左线ZDK14ZDK14510.747510.747、315315敞开式敞开式挖岩挖岩210210环处环处2020PPTPPT课件课件挖岩刀具形式挖岩刀具形式滚刀数量：39把滚刀与先行刀高差：45mm滚刀与刀盘面高差：110mm2121PPTPPT课件课件n n压气换刀作业压气换刀作业 对于过涌过程中可能产生的刀具磨损过快或刀具对于过涌过程中可能产生的刀具磨损过快或刀具崩裂无法继续使用的情况，必须采取气压平衡状态下崩裂无法继续使用的情况，必须采取气压平衡状态下的压气换刀作业。的压气换刀作业。压气作业准备工作压气作业准备工作 n n工程师根据刀盘自检情况及磨损情况提出刀具更换方案，作业工程师根据刀盘自检情况及磨损情况提出刀具更换方案，作业人员根据计划准备作业所需的刀具、工具，并把进仓作业所需人员根据计划准备作业所需的刀具、工具，并把进仓作业所需的工具、预计需要更换的刀具等放入人仓或仓外。的工具、预计需要更换的刀具等放入人仓或仓外。n n检查人仓内高压设备的完好性，人仓密封性能是否良好，必须检查人仓内高压设备的完好性，人仓密封性能是否良好，必须保证人仓内设备处于完好状态。保证人仓内设备处于完好状态。n n计算确定压力，根据土层覆盖厚度及土层特性计算出能稳定掌计算确定压力，根据土层覆盖厚度及土层特性计算出能稳定掌子面的最低气压压力，再将压力乘以安全系数作为进仓工作压子面的最低气压压力，再将压力乘以安全系数作为进仓工作压力。力。2222PPTPPT课件课件人员进出仓步骤人员进出仓步骤 入仓步骤：入仓步骤：开启土仓密封门设备检查开启记录设备人员工具进主舱,关闭主仓门主舱升压主仓压力=土仓压力进入土仓检查刀具及换刀作业否是2323PPTPPT课件课件出仓步骤：出仓步骤：工作完成开启记录设备人员进主舱,关闭主仓门主舱降压主仓压力=仓外大气压力开启土仓密封门离开土仓停止记录设备否是2424PPTPPT课件课件安全技术措施安全技术措施n n必须严格控制土仓与人舱的压力，一般宜控制在必须严格控制土仓与人舱的压力，一般宜控制在0.150.150.25Mpa0.25Mpa。n n在有压状态下进入土仓内作业前，应将土仓内的碴土排至在有压状态下进入土仓内作业前，应将土仓内的碴土排至舱高的舱高的1/51/5以下。以下。n n必须严格按照国家相关规定及我局必须严格按照国家相关规定及我局盾构安全操作规程盾构安全操作规程的相关规定进行操作。的相关规定进行操作。n n在有压状态下进入土仓内的工作人员必须经过体检并具有在有压状态下进入土仓内的工作人员必须经过体检并具有相应的作业资质，在工作前要进行严格的技术交底。相应的作业资质，在工作前要进行严格的技术交底。n n人员进入压力仓后，必须严格按照加压、减压的操作规程人员进入压力仓后，必须严格按照加压、减压的操作规程操作，严禁违规作业，确保入仓人员的安全。操作，严禁违规作业，确保入仓人员的安全。n n换刀过程中，禁止进行机械设备任何运转操作，并且对刀换刀过程中，禁止进行机械设备任何运转操作，并且对刀盘周围情况做密切监视。盘周围情况做密切监视。2525PPTPPT课件课件6施工监测施工监测 河床沉降监测河床沉降监测n n盾构机通过黄埔涌段时，在左、右线中心线，各布设两排盾构机通过黄埔涌段时，在左、右线中心线，各布设两排传感器监测点进行监测。传感器监测点进行监测。n n传感器法是一种用于隧道过江施工中监测河床沉降的方法，传感器法是一种用于隧道过江施工中监测河床沉降的方法，通过采集沉入江底固定的水压传感器装置的信号而得到传通过采集沉入江底固定的水压传感器装置的信号而得到传感器的埋设深度，通过前后数据的对比得出传感器埋设深感器的埋设深度，通过前后数据的对比得出传感器埋设深度的变化，从而得到河底沉降的数据。其精度可达度的变化，从而得到河底沉降的数据。其精度可达20mm20mm。n n埋设的方法是沿河涌每隔埋设的方法是沿河涌每隔5 5米埋设一个传感器测点，采用米埋设一个传感器测点，采用专用信号接收仪器获取每个测点的水底压力，通过设定水专用信号接收仪器获取每个测点的水底压力，通过设定水位基准，以改正潮水涨落的影响，最终换算成每个测点的位基准，以改正潮水涨落的影响，最终换算成每个测点的标高，作为数据处理的基本参数，最终得出每个测点的水标高，作为数据处理的基本参数，最终得出每个测点的水压力变化与沉降值。监测的范围为盾构机刀盘前压力变化与沉降值。监测的范围为盾构机刀盘前2020米和后米和后4040米。米。2626PPTPPT课件课件n n隧道管片监测 成型管片的纵向垂直位移监测、圆度变形监测、水平偏移成型管片的纵向垂直位移监测、圆度变形监测、水平偏移监测监测 采用水准测量的方法测量遂道底正下方固定位置的采用水准测量的方法测量遂道底正下方固定位置的高程变化量。监测精度与地表监测相同。圆度变形监测与高程变化量。监测精度与地表监测相同。圆度变形监测与水平偏移监测采用水平偏移监测采用4M4M（5M5M）长铝合金直尺法测量。水平）长铝合金直尺法测量。水平横置直尺，用全站仪测定铝合金直尺中心坐标，比对与设横置直尺，用全站仪测定铝合金直尺中心坐标，比对与设计中心坐标的变化量测定水平偏移值，并推算下半环隧道计中心坐标的变化量测定水平偏移值，并推算下半环隧道圆度的变化值，采用收敛仪测定环片脱出盾尾后的净空收圆度的变化值，采用收敛仪测定环片脱出盾尾后的净空收敛变化值。敛变化值。2727PPTPPT课件课件 测量频率测量频率 参照参照地铁、轻轨施工测量规范地铁、轻轨施工测量规范的要求的要求 1 1倍洞径处及变化量倍洞径处及变化量 10mm10mm，为，为2 2次次1d1d 1 12 2倍洞径处及变化量倍洞径处及变化量 1010mmmm，为，为1 1次次1 1天。天。2 25 5倍洞径处及变化量倍洞径处及变化量 4 41mm1mm，为，为1 1次次2 2天天 5 5倍洞径处及变化量倍洞径处及变化量 1mm1mm，及为，及为1 1次天。次天。在黄埔涌底部设五个固定监测环，监测后续环片的位移变化在黄埔涌底部设五个固定监测环，监测后续环片的位移变化情况。情况。2828PPTPPT课件课件 监测信息的反馈监测信息的反馈 井下管片变形监测的成果以变形观测成果表的方式井下管片变形监测的成果以变形观测成果表的方式上报，并附绘左右偏移变化曲线图，信息反馈流程与地表上报，并附绘左右偏移变化曲线图，信息反馈流程与地表监测相同。如果地表沉降有较大变化，应以最快方式上报监测相同。如果地表沉降有较大变化，应以最快方式上报总工室以便采取应急措施，同时上报监理部。总工室以便采取应急措施，同时上报监理部。2929PPTPPT课件课件7突发事件应急措施突发事件应急措施 对地层坍塌，螺旋输送机出口发生喷涌及盾尾密封、铰接密对地层坍塌，螺旋输送机出口发生喷涌及盾尾密封、铰接密封发生涌水、突泥等情况，采取向土仓内注入泡沫或优质泥封发生涌水、突泥等情况，采取向土仓内注入泡沫或优质泥浆以提高碴土的流动性和止水性，同时启动螺旋输送机出口浆以提高碴土的流动性和止水性，同时启动螺旋输送机出口保压装置建立土压平衡状态，防止事态的扩大。保压装置建立土压平衡状态，防止事态的扩大。涌水较大时或局面较难以控制的情况下，应立即统停止盾构涌水较大时或局面较难以控制的情况下，应立即统停止盾构掘进，向仓内注入优质泥浆防水，然后采取超前注浆的措施掘进，向仓内注入优质泥浆防水，然后采取超前注浆的措施先对前面地层进行固结，待土层有一定强度后再继续掘进。先对前面地层进行固结，待土层有一定强度后再继续掘进。出现采用以上措施仍无法解决的出现大量涌水、流砂或掘进出现采用以上措施仍无法解决的出现大量涌水、流砂或掘进困难，甚至泥水涌入隧道内，则应停止推进，用施打钢板桩困难，甚至泥水涌入隧道内，则应停止推进，用施打钢板桩或沉井止水的方法阻隔地层中的地下水，然后将围封填砂，或沉井止水的方法阻隔地层中的地下水，然后将围封填砂，用高压旋喷桩将盾构机前体地层固结成一体，待硬化后再推用高压旋喷桩将盾构机前体地层固结成一体，待硬化后再推进，围封的范围以铰接处至刀盘前进，围封的范围以铰接处至刀盘前3m3m、两侧隧道边线外侧、两侧隧道边线外侧1.51.53m3m为宜。为宜。3030PPTPPT课件课件8施工组织机构及人力资源施工组织机构及人力资源 n n施工组织机构施工组织机构项目经理项目经理 魏志云常务副经理常务副经理 林世友副经理副经理 机电副总机电副总 林 辉总工总工 唐福来 副总工副总工 乔晓锋总经济师总经济师 陈 艺工工程程部部 严 辉 阳争荣质质检检部部 张 颢机机电电部部 熊万里安安全全部部 傅常庆机机电电车车间间 黄 东物物资资部部 李俊平合合同同部部 李世桂办办公公室室 徐素莲财财务务室室 江彩莲调调度度室室 王 健3131PPTPPT课件课件n n人力资源人力资源 主要包括掘进班组、机电班组、测量班组、运输班主要包括掘进班组、机电班组、测量班组、运输班组等，双线人数约组等，双线人数约199199人。人。3232PPTPPT课件课件9安全生产保证体系及保障措施安全生产保证体系及保障措施n n安全生产保证体系安全生产保证体系安全生产保证体系安全生产保证体系常务副经理：林世友安全部：傅常庆项目副经理：林辉项目总工：唐福来 项目副总工：乔晓锋 张颢管片安装负责人：肖贵明土方开挖负责人：李俊平物资负责人：徐素莲消防卫生负责人：梁闽东测量负责人：阳筝荣 盾构掘进负责人：张文凭防水施工负责人：熊万里机电负责人：严辉通道施工负责人：项目经理：魏志云3333PPTPPT课件课件n n安全保障措施安全保障措施安全保障措施安全保障措施建立安全生产体系，落实安全生产责任制。建立安全生产体系，落实安全生产责任制。经理部要保证检查制度的落实，要规定定期检查日期、参加经理部要保证检查制度的落实，要规定定期检查日期、参加检查的人员。检查的人员。隧道工程所使用的材料或制品等应符合设计要求。隧道工程所使用的材料或制品等应符合设计要求。针对盾构法施工在特定的地质条件和作业条件下可能遇到的针对盾构法施工在特定的地质条件和作业条件下可能遇到的风险问题，施工前必须仔细研究并制定防止发生灾害的安全风险问题，施工前必须仔细研究并制定防止发生灾害的安全措施。措施。严格执行盾构机安全操作规程。严格执行盾构机安全操作规程。3434PPTPPT课件课件3535PPTPPT课件课件