地铁盾构冷冻法地层加固施工工法

内容简介 一、前言 武广客专线某桥梁工程地处广花冲积盆地，区内地表大部分为水田、水沟、鱼塘，地形较为平坦。其钻孔桩施工区域地下主要有冲积砂层和石灰岩溶洞裂隙，溶洞多为串珠状，洞内多为无充填或半充填软塑性粘土，特殊地段溶洞极其发育，洞高最高达53.7m，地下水丰富，砂层综合渗透系数达10～25m/d，石灰岩岩溶类裂隙溶洞含水层渗透系数达30～50m/d。地下水位埋深一般在0.50～2.00m，水位埋藏较浅，地下水位常年变化幅度为2.0～3.0m。由于本工程位于岩溶发育地区，所有钻孔桩均按照不等长桩基设计。 二、工法特点 1．对溶洞类型进行判断后，根据溶洞大小有针对性的采取处理措施，避免了大小溶洞均采用统一的处理方法所造成的经济浪费。 2．一般溶洞及大型溶洞采用超前注浆预处理充满空洞及裂隙，钻孔过程中抛填片石和粘土，钻孔成孔效率高。 3．特大型溶洞采用护筒跟进法施工。单层特大型溶洞，采用一层护筒根据法施工，多层特大型溶洞，根据具体情况下2～3层护筒。岩溶地区特大型单层或多层溶洞采用护筒跟进法施工钻孔桩成孔效率高。 三、适用范围 本工法适用于地下为冲积砂层和石灰岩溶洞裂隙、串珠状溶洞、溶洞极其发育的公路、铁路或房建钻孔桩施工区域。 四、地质核查 1．岩溶地区地质核查 岩溶地区地下岩溶的构造千奇百怪，没有任何规律，其产状、大小变化十分复杂，即使在一个很小的范围内，溶洞的大小变化也十分明显，钻孔桩施工时，经常发生同一桥墩下不同桩位处岩溶发育明显不同的情况。设计单位设计阶段常根据不完善的地质资料来推测附近的地质情况，往往会发生较大的偏差，因此，施工前的地质核查是岩溶地区钻孔桩施工前必不可少的一道程序，也是工程建设中必须考虑的直接费用。

盾构从XX站西端头始发，在XX南路站东端头到达，过XX南路站后在XX南路站西端头二次始发盾构推进线路。 盾构始发端和到达端头土体的稳定是盾构机始发和到达的一个关键,端头土体加固的成功与失败直接影响到盾构机能否安全始发、到达；盾构始发和到达过程直接影响到隧道顶施工区的安全、周边环境保护的成效及工程施工的成败。因此根据本工程所处区域的工程地质、水文地质、环境条件和环境保护等要求，制定针对本标段盾构机的始发端洞门土体加固方案。 本区间从XX南路站沿着XX西路西进，穿越一座XX铁路箱涵桥和XX路公路桥，到达XX路北站。区间在XX西路道路正下方穿过，总长852.887米，区间对两边建筑物影响较小，主要影响的建筑物是一座XX铁路箱涵桥和XX路公路桥。区间覆土为9.46m～15m。

加固形式采用双重管旋喷桩，桩径为800㎜，间距600㎜。盾构始发端头单线加固区平面尺寸长12m，宽8m，单根桩长12米；盾构到达端头单线加固区平面尺寸长12m，宽9m，单根桩长12米。

本标段隧道工程含两个区间，分别为：东南角站～建国道站区间，建国道站～天津站站区间。 东南角站～建国道站区间采用两台单圆盾构从东南角站小里程井先后始发掘进右线与左线。 左线DK10+576.558～DK11+426.600，区间长度845.818m（短链5.024m）； 右线DK10+576.558～DK11+426.600，区间长度859.424m，（长链8.582m）。 区间线路最大纵坡18‰，最小纵坡3‰，最小平面曲线半径为400m；线间距为15～58.5m,结构覆土厚度约为9.5～20m。 该段地层地质条件复杂，盾构接收段穿越的土层主要为：④层粉土、⑥1粉质粘土⑦1粉土、盾构接收时有涌砂涌水的风险。为保证盾构机接收安全，防止泥砂及地下水涌入工作井。左、右行线盾构接收地基加固均拟采用水平冻结加固方法施工。即利用人工地层冻结加固技术，所加固的土体，具有强度高、均匀性好、隔水性好等优点，可有效地保障盾构顺利接收，工程量为2个盾构接收加固。

北京地铁 5 号线 18 标（雍和宫站—和平里北街站） 区间采用暗挖法施工，区间隧道埋深约 15 m，采用复合 衬砌支护。隧道断面为标准马蹄形，断面尺寸为 5.8 m× 6.23 m。 隧道采用台阶法开挖，台阶长度为 6 m。

目前对于上海双圆盾构法隧道的抗震问题,尚没有成熟的方法可供利用。本文结合上海地区典型软土室内动力试验研究成果,采用考虑土-结构相互作用的软土地层中地下建筑物抗震稳定分析方法,研究了隧道-土体体系二维地震反应,并应用梁单元有限元模型研究了隧道的纵向地震反应。计算结果包括:地震引起的隧道周围软土孔隙水应力比、震陷、动剪应力比,以及隧道结构的动剪应力、轴力、剪力、弯矩等。最终从地震影响角度对该隧道的优劣作了初步评价,为工程决策提供了重要参考依据,所得结论可为软土隧道抗震设计提供参考依据。

越—三区间属于广州地铁二号线工程的的北段,由越秀公园站—火车站、火车站—三元里站两个双孔区间隧道和两个联络通道及泵房组成。工程起于越秀区的地铁越秀公园站,向北下穿人民北路、环市西路到达地铁广州火车站;然后,线路从地下穿过广州火车站南站房等建筑群向西北延伸,最后下穿广花路到达地铁三元里站。 区间全长3926 单线延米,曲线半径为600m 和400m 两种。 区间纵坡均为“v”形坡,最大坡度为30 ‰,最小竖曲线半径为3000m。线路沿线地形起伏较大,隧道最小覆土厚度为9m ,最大覆土厚度为26m。

越—三区间属于广州地铁二号线工程的的北段,由越秀公园站—火车站、火车站—三元里站两个双孔区间隧道和两个联络通道及泵房组成。工程起于越秀区的地铁越秀公园站,向北下穿人民北路、环市西路到达地铁广州火车站;然后,线路从地下穿过广州火车站南站房等建筑群向西北延伸,最后下穿广花路到达地铁三元里站。 区间全长3926 单线延米,曲线半径为600m 和400m 两种。 区间纵坡均为“v”形坡,最大坡度为30 ‰,最小竖曲线半径为3000m。线路沿线地形起伏较大,隧道最小覆土厚度为9m ,最大覆土厚度为26m。

越—三区间属于广州地铁二号线工程的的北段,由越秀公园站—火车站、火车站—三元里站两个双孔区间隧道和两个联络通道及泵房组成。工程起于越秀区的地铁越秀公园站,向北下穿人民北路、环市西路到达地铁广州火车站;然后,线路从地下穿过广州火车站南站房等建筑群向西北延伸,最后下穿广花路到达地铁三元里站。

越—三区间属于广州地铁二号线工程的的北段,由越秀公园站—火车站、火车站—三元里站两 个双孔区间隧道和两个联络通道及泵房组成。工程起于越秀区的地铁越秀公园站,向北下穿人 民北路、环市西路到达地铁广州火车站;然后,线路从地下穿过广州火车站南站房等建筑群向西 北延伸,最后下穿广花路到达地铁三元里站。 区间全长3926 单线延米,曲线半径为600m 和400m 两种。 区间纵坡均为“v”形坡,最大坡度为30 ‰,最小竖曲线半径为3000m。线路沿线地形起伏较大, 隧道最小覆土厚度为9m ,最大覆土厚度为26m。

土压平衡式盾构法施工的后配套运输系统配置方案，涉及到与盾构机能力匹配及施工进度、一次配置成本或长期使用成本、对本标段或今后不同标段的适用性、以及施工管理的易操作性等问题。一台盾构机，如要达到较高的施工进度必须配置强大的后配套运输系统。如要取得较高的施工效益必须配置最佳的后配套运输系统。 目前，国内盾构法施工的后配套运输系统基本上均采用有轨运输方式。运输系统的主要参数与隧道长度、隧道坡度、工程进度要求、盾构机型号及参数有关，也与施工单位的管理方式有关。前者是必须满足的必要条件，后者是可综合考虑的相关因素。

土压平衡式盾构法施工的后配套运输系统配置方案，涉及到与盾构机能力匹配及施工进度、一次配置成本或长期使用成本、对本标段或今后不同标段的适用性、以及施工管理的易操作性等问题。一台盾构机，如要达到较高的施工进度必须配置强大的后配套运输系统。如要取得较高的施工效益必须配置最佳的后配套运输系统。 目前，国内盾构法施工的后配套运输系统基本上均采用有轨运输方式。运输系统的主要参数与隧道长度、隧道坡度、工程进度要求、盾构机型号及参数有关，也与施工单位的管理方式有关。前者是必须满足的必要条件，后者是可综合考虑的相关因素。

通过比较详细的资料调查糨统计分析，了解北京目前在建的几条地铁线路上盾构法的施工现状，发现盾构 法在丈援摸应簇枣覆瞧鲶主要阕题骞：疆擒法连续魏王的区阉分教；撩擒设备懿糕耀渗镳低；凄梅撬酶簿攮迸终 监过多；盾构法施工的工期延误；盾构法施工的籁外成本较多。通过矜析，认为最根本的原因在于詹构区闻施工 与车站施工在速度和组织上的矛盾未能得到很好的协调，实际上也就是盾构过站的问题没有得到很好的解决。目 前采用的三种实施方案没能真正地解决这个问题，为此提出一种新的懈决方案～盾构先行贯通全线犬部分车站 行车隧道，再缀含明挖法或浅埋麟挖法在适当的时机拓展建造地铁率站。该方案对于撼离地铁建设质量，加快缝 铁建设速度，降低逢铁王程造徐蠢蓍稷大懿优越稳，具有重要懿瑷实意义。

工程概况，工程总体筹划

广州市轨道交通三号线[天~华]区间盾构工程分为两个区间（天河客运站~五山站区间以及五山站~华师站区间），主要由两条圆形盾构隧道为主组成，双线长6259.615m

针对西安市轨道交通二号线的地质特征，即黄土的高粘性、湿陷性及砂性土的高磨耗性、高透水 性，提出了相应的盾构选型结论及盾构的设计特点。

内容简介 二、特点 1、可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水、松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术………… 三、使用范围 冻结法适用于各类地层，主要用于煤矿井筒开挖施工。目前在地铁盾构隧道掘进施工、双线区间隧道旁通道和泵房井施工、顶管进出洞施工、地下工程堵漏抢救施工等方面也得到了广泛的应用………… 四、工艺原理 冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，将松散含水岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水，以便在冻结壁的保护下，进行地下工程掘砌作业………… 4、积极冻结阶段 积极冻结，就是充分利用设备的全部能力，尽快加速冻土发展，在设计时间内把盐水温度降到设计温度。旁通道积极冻结盐水温度一般控制在-25～-28℃之间………… 6、工程监测 工程监测贯穿整个施工过程，其主要监测内容为：地表沉降监测，隧道变形监视，通道收敛变形监测，冻土压力监测………… 编制于2007年 共10页

盾构法是今后城市地铁隧道的主要施工方法，我国虽然在盾构法施工方面已取得一定的成功经验盾构法是今后城市地铁隧道的主要施工方法。我国虽然在盾构法隧道施工方面已取得了一定的成功经验和技术积累, 但在与之相关的地质工程领域内, 仍然存在许多尚待解决的理论和技术问题。依据现有的文献以及成功经验, 对盾构法隧道施工中的地面沉降以及地面沉降范围估计方法进行了研究, 并认为, 盾构法隧道施工引起的地面沉降主要是由于其产生的附加应力造成的, 地面沉降范围估计应采用多种方法进行综合评判同时, 阐述了附加应力对周围建筑物及地层的影响。

越—三区间属于广州地铁二号线工程的的北段,由越秀公园站—火车站、火车站—三元里站两 个双孔区间隧道和两个联络通道及泵房组成。工程起于越秀区的地铁越秀公园站,向北下穿人 民北路、环市西路到达地铁广州火车站;然后,线路从地下穿过广州火车站南站房等建筑群向西 北延伸,最后下穿广花路到达地铁三元里站。

资料目录 设计说明 土层冻结加固及支护施工技术要求 区间清障冻结平面图 冻结壁平、剖面图 上行线冻结孔布置立面透视图 上行线冻结孔开孔位置图 上行线冻结孔特征及冻结参数表 下行线冻结孔布置立面透视图 下行线冻结孔开孔位置图 下行线冻结孔特征及冻结参数表 初期支护钢支架布置图 初期支护钢支架结构图 防护门基础图 防护门加工图 防护门安装图 材料消耗量表

根据地质勘测资料，盾构始发井端头加固处从下到上的地质情况如下：<8-2>强风化变质砂岩、<8-1>全风化变质砂岩、<6-2>硬塑状残积层、<3-1>淤泥质粘土、<3-4>中粗砂、<3-1>淤泥质粘土；XX站端头加固处从下到上的地质情况如下：<8-2>强风化变质砂岩、<3-6>卵石、<3-3>粉细砂、<3-2>粘性土、<1-1>素填土。

根据工期安排、施工场地情况、施工工艺合理选择施工机械及施工机械的数量，提前组织好施工队伍，确保土体加固按时保质保量完成。

资料为盾构施工管片后注浆工法及其应用，共55页。 盾构机设计制造时，应根据地层情况，选择不同的盾尾注浆方式，在条件允许的情况下，尽可能采用通过安装在盾尾的注浆管进行同步注浆的方式，注浆工艺应既可选择单液浆，也可选择双液浆，注浆过程应设计为自动控制，而将通过管片注浆孔注浆作为备选注浆方案或补充应急方案。

本资料为隧道施工工法的选择及盾构机的分类，共27页。 暗挖法的环境场地要求为：埋深较浅对土体进行冻结、注浆、深层搅拌桩加固地基，棚管法加固，浅埋车站，如北京、哈尔滨等城市地铁。

盾构法隧道施工与验收规范，适用于采用盾结构法施工、预制管片拼装式隧道衬砌结构的施工与质量验收。

砂卵石地层盾构刀具磨损测试分析，内容详细丰富，可供网友参考下载。

本资料为复杂环境下盾构近距离穿越地铁车站施工工法，共29页。 随着城市轨道交通网络越来越发达，隧道穿越正在运营的既有车站的工程将越来越多，目前采用暗挖法下穿既有站的施工经验和研究较多，而采用盾构法近距离（仅2.25m）正穿正在运营的既有车站施工在全国尚属首例，特别是既有站沉降要求如此之严，在国外的地铁施工中亦很少见。

主要测量工作 （一）、地面控制测量 1、 平面控制测量 整个区间只有一个盾构隧道区段(因为体育中心站是先隧后站)，既林～天区段，故在横向贯通误差分析时，以林～天区段（盾构区间的长度0.92km）进行估算。经初步测量设计和贯通误差估算后，决定采用电磁波测距精密导线网作为隧道外平面控制测量方法，测量导线按四等导线精度要求进行………… 2、高程控制测量 地面高程控制网是在城市二等水准点下布设的精密水准网，常规水准测量按城市二等水准精度指标要求，沿隧道线路走向布设成附合导线，将业主移交的水准点II地0－1、II地0－2、II地0－3联系起来………… （三）、洞内控制测量 洞内控制测量尽量安排在推进或停机时进行，避开与管片车进出时间发生冲突，保证测量工作安全且最大限度不影响掘进生产（测量控制导线一站的时间为50分钟，测量控制水准一站的时间为20分钟）………… 每周左、右线必须复测控制点一次，每月左、右线互换检核一次。每次延伸控制点时，必须对现有控制点前三个点进行检测………… （四）、盾构、管片姿态测量 与中控室取得联系，提前15分钟做好准备下井。依现场情况采用管片姿态→盾构姿态的步骤进行测量，管片必须重合上次3环，检核与上次成果的互差。测量时间控制在30分钟左右。

工程概述 盾构始发井右线里程为支YDK0+729.418～ 支YDK0+764.233， 基坑长度为34.8m，最宽18.424m，基坑最深18.203m，基坑开挖是在围护结构为800mm 厚C30 地下连续墙结构范围内进行，内支撑采用两道Φ600mm 钢支撑加一道混凝土联合支护。 1.2 始发井主体结构概述 始发井主体结构沿南北走向，主体结构长度34.8m， 高11.899～13.2m， 底板最大埋深约18.203m 。此外，结构宽度按不同的结构位置各有差异，1轴～4轴主体结构宽度为15.316m；4 轴～6 轴主体结构宽度为18.424m。 始发井采用钢筋混凝土箱式结构。

本资料为：地铁盾构施工组织设计方案，内容完整，详细，可供参考。

本工程线路全长16.90公里，设车站13 座，车辆段一个。基本上沿中山南路一直向北，在中山南路桥西侧穿越内秦淮河，至南侧端头井；隧道最大纵坡为25‰。

本文档为某地地铁盾构施工管理规定。内容有地铁盾构施工管理规定。内容详尽，可供参考。

天津地铁盾构区间施工组织设计，内容详实，可供参考。

北京地铁某区间工程，位于顺义区内。工程为双线单洞圆形隧道，单线分为两个盾构区间，其中右线区间于2010年6月5日盾构始发，2011年5月13日盾构顺利到达，区间总长3291.337m。期间，盾构先后穿越含水砂卵石地层、某河流及其故道，地下水类型主要为潜水，水量较大。

本施工场地采用钢围挡，房屋一般采用砖房，设置临时供水、供电系统等临时工程，具体见第七篇第三章第二节，在完工后规定的期间内拆除临时工程，并清理工地，或者根据要求和协议把工地复原成施工前的原始状况。

本资料为振冲置换法加固软粘土地基工法，内容包括编制依据、工程概述、主要施工技术方案等，设计精准，内容详实，可供网友下载参考。

本工程采用P.042.5普通硅酸盐水泥，根据工期进度安排水泥进场。现场水源应为清洁水，接入水流量应为2英寸以上管道，流量大于10 m?/h，所有设备额定总功率约为320KW，考虑现场生活用电等，电源应满足350KW功率满负荷运转。

根据地质情况及堵水施工要求，注浆材料以普通硫铝酸盐水泥单液浆为主，普通硅酸盐水泥、普通水泥-水玻璃双液浆、HSC超细水泥浆、TGRM水泥浆和普通硫铝酸盐水泥浆为辅。施工过程根据涌水情况及地层吸浆情况进行材料种类及配比选择调整。

（1）保证盾构机吊装作业过程中端头上部地层、盾构井结构的稳定以及吊装作业施工的安全； （2）提高在洞门钢筋割除后隧道洞身地层的稳定性，保证盾构始发施工的安全； （3）降低端头地层地下水渗透性，防止在盾构始发时地下水过量流失。