****軌道交通1號線一期工程TJ-Ⅱ標項目經(jīng)理部盾構(gòu)施工風(fēng)險管理交流材料第21頁**軌道交通1號線一期工程TJ-Ⅱ標盾構(gòu)施工風(fēng)險管理技術(shù)交流材料目錄1參建單位 12項目概況 12.1線路走向及周邊環(huán)境 12.2工程造價及工期 23工程進展情況 23.1澤民站 23.2大卿橋站 23.3西門口站 23.4盾構(gòu)區(qū)間 24本項目盾構(gòu)技術(shù)難點及應(yīng)對措施 34.1盾構(gòu)穿越沿線建（構(gòu)）筑物 32.1.1盾構(gòu)穿越蕭甬鐵路橋 32.1.2盾構(gòu)上跨人防通道 72.1.3盾構(gòu)穿越河流及橋樁 132.1.4盾構(gòu)穿越**重點文物保護區(qū) 144.2盾構(gòu)隧道管片在xx軟土地質(zhì)下的上浮控制 182.2.1基本情況 182.2.2管片上浮主要原因分析 182.2.2管片上浮過程分析 202.2.3管片上浮控制應(yīng)對措施 211項目概況1.1線路走向及周邊環(huán)境工程線路沿中山西路東西向布置，標段總長約2.8公里。中山西路為**東西向主要交通要道，車流量大，道路兩旁建筑物密集，地下管線縱橫交錯；線路近鄰西塘河，線路依次下穿杭甬鐵路橋、上跨人防通道，穿越北斗河（西門板橋樁基）、法院巷過街地道，近距離通過咸通塔、范宅、鼓樓等重要文物。本標段主要工程內(nèi)容見圖1。圖1標段內(nèi)容簡圖2本項目盾構(gòu)技術(shù)難點及應(yīng)對措施2.1盾構(gòu)穿越沿線建（構(gòu)）筑物2.1.1盾構(gòu)穿越蕭甬鐵路橋（1）基本情況【澤民站～大卿橋站】區(qū)間線路沿中山西路自西向東布設(shè)，本區(qū)間線路在里程（右）K8+345.000（中心）處下穿蕭甬鐵路公鐵立交橋。本區(qū)間從澤民站東端頭（右K7+919.438）始發(fā)至鐵路橋中心里程（右K8+345.000）處距離約426米、見圖2。穿越時影響段距離盾構(gòu)始發(fā)端頭約398～451米。圖2【澤～大】區(qū)間盾構(gòu)掘進順序示意圖蕭甬鐵路橋橋體為三孔箱型框架結(jié)構(gòu)，箱型結(jié)構(gòu)高度7.4米，凈空5米，三孔的寬度分別為8、16、8米，箱體長度為10米，基底預(yù)制方樁，滿堂紅布置，樁長度4米。箱體上方為南北向的蕭甬鐵路，復(fù)線，線間距5米，下方為垂直相交的中山西路（雙向5車道）。盾構(gòu)隧道沿中山西路布置，隧道頂部距樁底約8.5米。圖3樁基礎(chǔ)與隧道位置關(guān)系平面位置：中山西路立交橋中心里程位于蕭甬鐵路K144+852，其中心線與既有鐵路法線交角為10°25′36″（10.43°），見圖4。圖4區(qū)間線路與鐵路橋平面位置關(guān)系及周邊情況地質(zhì)情況：穿越鐵路橋處主要地層為③2層粉質(zhì)粘土、④1-1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、⑤1層硬土層，以上地層除⑤1硬土層外，均由流塑～軟塑狀粘性土和稍密狀粉砂土為主，較適宜盾構(gòu)掘進；⑤1層掘進較困難，掘進過程中需要添加泡沫劑進行改良、速度較慢，各地層特性見下表。表1穿越段地質(zhì)特性表層序地層名稱層厚(m)土層描述③2粉質(zhì)粘土0.8～4.2灰色、流塑、厚層狀構(gòu)造，粘塑性中等，性質(zhì)不均勻，夾粉土團塊較多，韌性中等，干強度中等，無搖震反應(yīng)。具高壓縮性，物理力學(xué)性質(zhì)較差。④1-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土1.1～6.9灰色、流塑、鱗片狀構(gòu)造，含粉團塊，土質(zhì)不均。韌性中等，干強度中等，無搖震反應(yīng)。具高壓縮性，物理力學(xué)性質(zhì)差。⑤1粘土1.7～11.6灰綠色、灰黃色、可塑、局部硬塑，少數(shù)呈軟塑狀，厚層狀構(gòu)造，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，韌性高，干強度高，無搖震反應(yīng)，巖性以粉質(zhì)粘土為主，局部為粘土。具中等壓縮性，物理力學(xué)性質(zhì)較好。圖5穿越段地質(zhì)情況（2）盾構(gòu)穿越施工技術(shù)方案及措施★方案背景澤民站～大卿橋站區(qū)間盾構(gòu)原計劃始發(fā)推進時間為2010年11月20日，但由于業(yè)主未及時完成盾構(gòu)穿越鐵路橋之前的上海鐵路局相關(guān)審批手續(xù)，故盾構(gòu)始發(fā)時間根據(jù)其審批時間一再推遲，直至2011年5月15日第一臺盾構(gòu)才正式始發(fā)，對工期造成較大影響，主要原因為業(yè)主對盾構(gòu)穿越鐵路施工無相關(guān)經(jīng)驗，對鐵路部門的相關(guān)管理及工作程序認識不夠、對困難估計不足導(dǎo)致。故在類似工程施工之前，須預(yù)留較長的時間積極與相關(guān)產(chǎn)權(quán)單位進行溝通協(xié)調(diào)，共同制定相關(guān)保護及防護技術(shù)方案，取得產(chǎn)權(quán)單位的支持和理解，為后續(xù)施工創(chuàng)造有利條件。本工程中，業(yè)主經(jīng)過長時間與上海鐵路局協(xié)調(diào)之后，最終同意盾構(gòu)穿越施工，但在施工之前必須由上海鐵路局委托其設(shè)計院、施工單位對橋體箱涵進行預(yù)注漿加固處理，所有費用均由xx軌道交通承擔(dān)，對建設(shè)成本及工期造成較大影響。★具體實施方案首先由權(quán)屬單位上海鐵路局委托其施工單位按照杭州鐵路設(shè)計院的加固設(shè)計方案進行加固。加固采用劈裂注漿加固，加固深度為隧道底以下1米。其原設(shè)計思想為加固過程中注漿鉆桿不得侵入盾構(gòu)隧道斷面范圍以內(nèi)，避免出現(xiàn)鉆桿掉落給盾構(gòu)推進帶來安全隱患，加固設(shè)計剖面圖如下。圖6鐵路橋箱涵注漿加固剖面圖盾構(gòu)穿越施工方案由項目部負責(zé)進行編制，編制完成后組織軌道交通指揮部、鐵路局等相關(guān)單位的專家召開專家評審會，評審?fù)ㄟ^后按照專項方案實施。根據(jù)盾構(gòu)推進施工的特點，盾構(gòu)推進技術(shù)控制主要分三個階段進行。第一階段為盾構(gòu)推進前的各項技術(shù)準備工作；第二階段為盾構(gòu)推進施工過程中的各項技術(shù)參數(shù)等的控制；第三階段為盾構(gòu)通過之后的技術(shù)工作，主要為盾尾后部出現(xiàn)沉降的控制階段。第一階段：在盾構(gòu)穿越鐵路橋前100環(huán)選取作為試驗段，在該段范圍內(nèi)將監(jiān)測點加密，并根據(jù)理論計算數(shù)據(jù)實時調(diào)整各項推進參數(shù)，為正式穿越總結(jié)經(jīng)驗數(shù)據(jù)；第二階段：穿越過程中主要的控制參數(shù)為盾構(gòu)正面土壓力、同步注漿數(shù)量，這兩個參數(shù)的調(diào)整必須嚴格以試驗段的總結(jié)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在該基礎(chǔ)之上結(jié)合地面及軌面的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行微調(diào)，確保鐵路運營安全；第三階段：穿越完成后往往是盾構(gòu)引起地表沉降較大的時段，在該時段內(nèi)主要控制手段為二次注漿，但須嚴格控制二次注漿時機及數(shù)量，確保二次注漿與盾構(gòu)穿越完成后引起的地表沉降產(chǎn)生的疊加效應(yīng)。（3）方案實施效果通過以上各種技術(shù)手段的控制，本區(qū)間盾構(gòu)穿越完成后地表沉降、軌面沉降均在允許誤差之內(nèi)。施工監(jiān)測、第三方監(jiān)測及鐵路部門委托的監(jiān)測單位均進行了相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，且分析結(jié)論基本一致，最終將鐵路部門要求的軌面沉降控制在了±2mm/天以內(nèi)，確保了蕭甬線的正常運營，穿越取得了較好效果。2.1.2盾構(gòu)上跨人防通道（1）基本情況【大卿橋站～西門口站】區(qū)間線路沿中山西路自西向東布設(shè)，本區(qū)間線路在里程（左）K9+181.164（中心）處上跨布政巷人防通道。本區(qū)間從大卿橋站東端頭（左K8+987.954）始發(fā)至人防通道中心里程（左K9+181.164）處距離約193米（右線約188米），見圖7。圖7【大～西】區(qū)間盾構(gòu)掘進順序示意圖根據(jù)收集到的相關(guān)資料，該人防通道凈寬2.0米，凈高2.05米，拱體采用200#鋼筋混凝土預(yù)制對折拱，倒拱采用毛石排密，塊石為30*30*20定型石，該人防通道頂板標高為-21.7m～-22.06m，人防通道斷面結(jié)構(gòu)見圖2。目前人防通道已經(jīng)廢棄，內(nèi)部充滿水。人防通道標準斷面見圖8。圖8人防通道斷結(jié)構(gòu)平面位置：盾構(gòu)區(qū)間隧道沿中山西路自東向西延伸，人防通道為南北走向，基本與區(qū)間隧道垂直。高程位置：區(qū)間隧道在人防通道上部通過，隧道底部距離人防通道頂部約5.2～5.3米。圖9人防通道與區(qū)間隧道平面相對位置關(guān)系圖10人防通道與區(qū)間隧道高程相對位置關(guān)系地質(zhì)情況：人防通道斷面范圍內(nèi)主要地層為⑤1層、⑤2層，區(qū)間隧道穿越范圍土層主要為③1、③2及④1-1層，地質(zhì)斷面圖見圖3，各地層見圖11。圖11人防段地質(zhì)情況相應(yīng)的地層特性見表2。表2地質(zhì)特性表層序地層名稱層厚(m)土層描述③1砂質(zhì)粉土0.6～4.1灰色，稍密，飽和，厚層狀，局部為含粘性土粉砂，混雜粘性土團塊。砂質(zhì)粉土韌性低，干強度低，搖震反應(yīng)明顯。③2粉質(zhì)粘土1.1～3.8灰色，流塑，厚層狀構(gòu)造，粘塑性中等，性質(zhì)不均勻，夾粉土團塊較多，韌性中等，干強度中等，無搖震反應(yīng)。④1-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土1.0～8.7灰色、流塑，鱗片狀構(gòu)造，含粉團塊，土質(zhì)不均。韌性中等，干強度中等，無搖震反應(yīng)。⑤1粉質(zhì)粘土3.0～8.7灰綠色、灰黃色，可塑，局部硬塑，少數(shù)呈軟塑狀，厚層狀構(gòu)造，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，韌性高，干強度高，無搖震反應(yīng)。⑤2粉質(zhì)粘土1.0～7.3灰綠色、灰黃色，可塑，局部軟塑，薄層狀構(gòu)造為主，薄層厚2~6mm，層間夾粉土薄膜，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，韌性中等，干強度中等，無搖震反應(yīng)。（2）主要處理施工技術(shù)方案及措施★方案背景根據(jù)項目部技術(shù)人員走訪調(diào)查的相關(guān)資料及相關(guān)設(shè)計資料，該人防通道為上世紀60年代修建的人防工程，目前已經(jīng)廢棄。由于其修建時間較早，結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)不同程度的破壞，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度已經(jīng)無法進行估計。為了保證盾構(gòu)施工過程中盾構(gòu)順利從其上方通過，同時為了保證盾構(gòu)隧道交付運營之后的安全性，需要將該人防通道進行回填處理。★具體實施方案回填范圍南北兩側(cè)端頭部位灌注水下混凝土封堵，端頭封堵完成后在中間空隙部位壓注水泥漿填充擠密。采用φ600鉆孔樁機在地面打設(shè)垂直孔洞，成孔過程中采用鋼護筒護壁，護筒須下放至人防通道預(yù)制拱頂位置。當成孔至人防通道預(yù)制拱頂時，鉆孔設(shè)備改用小直徑鉆頭，在通道頂部混凝土預(yù)制拱上先鉆小直徑孔洞，然后再進行擴孔，最終擴孔至滿足φ200導(dǎo)管下放即可。在φ600垂直孔洞內(nèi)下放φ200混凝土導(dǎo)管并灌注C25水下早強混凝土對通道南、北側(cè)進行初步封堵，之后改用雙液漿對南、北側(cè)端頭進行補充封堵，確保封堵密實；封堵完成后改用C25緩凝混凝土進行補充填充，最后用注漿機壓注水泥漿填充密實。圖12人防通道注入填充材料示意成孔按照8#→7#→9#→16#→17#→19#→18#→1#→2#→3#→4#→5#→6#→10#→11#→12#→13#→14#→15#的順序進行，共打設(shè)19個孔，填充順序相應(yīng)按照成孔順序進行。在進行前一個孔混凝土的灌注過程中，后一個孔可以作為透氣孔進行人防通道內(nèi)的壓力釋放，每次灌注之前至少須成孔完成2個以上。圖13灌注混凝土孔、注漿孔平面布置圖由于施工地點為繁忙的中西西路，路面中央位置處無法直接進行地面鉆孔作業(yè)，只能在南、北兩側(cè)圍擋范圍內(nèi)進行作業(yè)，故項目部技術(shù)人員經(jīng)過討論后制定了斜向打孔填充的技術(shù)方案，斜向打孔剖面示意見圖14。圖14注漿導(dǎo)管剖面布置圖（3）方案實施效果經(jīng)過近2個月的緊張施工，本區(qū)間人防通道的回填全部順利結(jié)束，根據(jù)專項施工方案相關(guān)內(nèi)容，在人防通道正上方地面進行鉆孔檢測，檢驗回填密實度，根據(jù)現(xiàn)場打設(shè)的3個檢測孔效果來看，當鉆頭打穿人防通道頂板后鉆頭鉆進壓力仍然較大，說明通道內(nèi)填充的密實程度較好。由于本方案對原設(shè)計方案中的垂直鉆孔、密集排列灌注孔洞后填充混凝土的方案進行了相應(yīng)優(yōu)化，采用斜孔壓注水泥漿，從根本上解決了在繁忙的中山西路上進行圍擋、交通疏解的難題，使交通疏解問題、占用城市道路問題得到了極大的簡化，節(jié)約了近一半的成本，取得了一舉多得的效果。2.1.3盾構(gòu)穿越河流及橋樁（1）基本情況**軌道交通1號線一期工程大部分區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，為保證盾構(gòu)順利掘進，需要將盾構(gòu)掘進過程中碰到的橋樁先拔除，整個1號線盾構(gòu)沿線共有11座橋梁部分樁基需要拔除。其中，本標段大卿橋站～西門口站區(qū)間即受到西門板橋的橋樁的影響，需要提前進行原橋樁的拔出，在盾構(gòu)隧道范圍以外進行新橋樁的施工。（2）拔樁處理技術(shù)拔樁采用雙套管全螺旋回轉(zhuǎn)鉆機（CD機）進行施工，利用全回轉(zhuǎn)設(shè)備產(chǎn)生的下壓力和扭矩，驅(qū)動鋼套管轉(zhuǎn)動，利用管口的高強刀頭對土體、巖層及鋼筋混凝土等障礙物的切削作用，將套管鉆入地下，去除套管內(nèi)樁體，最后向套管內(nèi)回填土體并逐節(jié)頂拔套管。在整個過程中套管鉆進與套管頂拔是整個施工的關(guān)鍵。該工法最大的特點是可將套管鉆入有巖層或高強障礙物的土層，利用套管的護壁作用，在套管內(nèi)進行清障。圖14拔樁楔型夾緊機構(gòu)示意1號線一期工程中所有涉及到影響盾構(gòu)隧道的橋梁樁基、廢棄建（構(gòu)）筑物樁基等的拔除施工由業(yè)主作為一個單獨施工標段進行招投標，故在此前提下，需要每個標段對自己標段內(nèi)的樁基拔除情況進行認真監(jiān)督和復(fù)核，及時與拔樁施工單位進行有效的技術(shù)溝通和聯(lián)系，每一次拔出來的障礙樁都須對樁長、樁徑、具體位置及拔除完成后的回填效果進行檢查，確保盾構(gòu)通過的安全性。由于此種操作模式增加了各個施工單位之間的協(xié)調(diào)工作量，且實施效果不好，容易造成一旦出現(xiàn)施工質(zhì)量等問題時相互推諉，故在后續(xù)的2號線招標投標中，直接將相應(yīng)的障礙樁拔除含在相應(yīng)的土建施工標段中，避免以上問題的出現(xiàn)。在盾構(gòu)穿越過程中，值班工程師須認真對出土情況進行觀察，確認出土情況有無異常，并在河道范圍內(nèi)調(diào)整相應(yīng)的土壓力等參數(shù)，確保在河流段不發(fā)生冒頂?shù)荣|(zhì)量事故。（3）方案實施效果在拔除障礙樁施工過程中，項目部制定了專門技術(shù)人員對其拔樁情況進行現(xiàn)場復(fù)核，并做好詳細記錄，與原橋樁基設(shè)計圖紙進行核對，確保障礙樁拔除徹底，不留隱患。根據(jù)現(xiàn)場盾構(gòu)推進施工情況，在推進至障礙樁附近時，出土過程中夾雜一定數(shù)量的混凝土塊，經(jīng)分析認為，該混凝土為在障礙樁拔除完成后清孔不夠徹底遺留下來的雜物，故在后續(xù)施工過程中須認真做好清空工作，避免出現(xiàn)大塊混凝土卡死螺旋機的事故出現(xiàn)。經(jīng)觀察，塊狀混凝土數(shù)量及粒徑都較小，對盾構(gòu)推進的影響并不大，最終順利完成了穿越河道及障礙樁區(qū)段的施工。2.1.4盾構(gòu)穿越**重點文物保護區(qū)（1）基本情況本標段西門口站～鼓樓站區(qū)間地處**老城區(qū)，途經(jīng)中山西路段，沿線自東向西依次分布有王宅、咸通塔、范宅、鼓樓、永豐庫遺址五座文物建筑，其中，距今已有1100多年歷史的咸通塔為國家級重點文物，故在該區(qū)段進行盾構(gòu)施工須在原有技術(shù)水平上更謹慎、認真。王宅建于1935年，占地面積約1250平米，系砼、磚、木混合結(jié)構(gòu)，由5幢2～3層仿西式建筑風(fēng)格的主樓、偏房組成。圖15王宅與區(qū)間隧道相對位置關(guān)系咸通塔建于唐咸通4年（863年），距今已有1100多年的歷史，是我國長江以南現(xiàn)存的唯一唐代方形磚塔?，F(xiàn)為國家重點文物保護單位。咸通塔全磚結(jié)構(gòu)，平面呈正方形，底層每邊長3.2米，占地面積10余平方米，外塔頂塔高約12米，塔內(nèi)空呈正方形，穹窿頂；塔體剝蝕風(fēng)化較嚴重。該塔共5層，底層略高并開有壺門，以上塔身逐層收縮變小；每層四壁均設(shè)有供奉佛像的龕，四周用磚砌疊澀檐，出挑密度0.7米左右。圖16咸通塔與區(qū)間隧道相對位置關(guān)系范宅建于明后期萬歷、天啟年間，1996年重修，后辟為文化商場，現(xiàn)為**海曙區(qū)文物保護單位。范宅占地約1840平米，建筑面積約2100平米。圖17范宅與區(qū)間隧道相對位置關(guān)系鼓樓是**唯一存在的古城樓遺址，海曙區(qū)文物保護單位。整座樓占地面積700多平米，城高8米多，門道深16米，門寬5米，為弓形石建筑。圖18鼓樓與區(qū)間隧道相對位置關(guān)系永豐庫遺址全稱“浙江xx元代慶元路永豐庫遺址”，是元朝時期xx的衙署倉儲區(qū)遺址，遺址位于地下1米以下，無地面建筑。遺址的發(fā)現(xiàn)位列“2002年度中國十大考古新發(fā)現(xiàn)”。2006年被列入全國重點文物保護單位。圖19永豐庫遺址與區(qū)間隧道相對位置關(guān)系（2）文物段推進地表沉降控制★地質(zhì)條件本區(qū)間隧道穿越的土層主要為②2-2灰色淤泥質(zhì)粘土、②3灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、③1粘質(zhì)粉土、③2粉質(zhì)粘土、④1-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、④1-2粉質(zhì)粘土、④2粘土、⑤1硬土層，以上地層除⑤1硬土層外，均由流塑～軟塑狀粘性土和稍密狀粉砂土為主?！镏饕夹g(shù)措施在本區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)推進之前，項目部就積極與**文保所進行溝通和交流，將盾構(gòu)推進施工工法向文保所管理人員、技術(shù)人員進行交流匯報，使其對盾構(gòu)隧道施工形成一個比較感性的認識，強調(diào)盾構(gòu)隧道施工的安全性和可靠性，打消其多余的顧慮，同時了解和掌握該區(qū)間相關(guān)文物的基本情況，如文物的重要等級、有無基礎(chǔ)、基礎(chǔ)形式、抗變形能力等，有重點的進行針對性保護，在施工之前做到心中有數(shù)，有的放矢。在正式施工之前，項目部將盾構(gòu)推進施工專項方案組織各方專家進行評審，同時邀請了文保所的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員同時進行討論，經(jīng)過2次相關(guān)的方案討論會后，制定了完善的施工技術(shù)措施和應(yīng)急保護措施，并報監(jiān)理部、指揮部審批后實施。本方案的實施過程類似于穿越鐵路橋施工過程，分為三個階段進行控制：第一階段：在盾構(gòu)穿越文物段前100環(huán)選取作為試驗段，在該段范圍內(nèi)將監(jiān)測點加密，并根據(jù)理論計算數(shù)據(jù)實時調(diào)整各項推進參數(shù)，為正式穿越總結(jié)經(jīng)驗數(shù)據(jù)；第二階段：穿越過程中主要的控制參數(shù)為盾構(gòu)正面土壓力、同步注漿數(shù)量，這兩個參數(shù)的調(diào)整必須嚴格以試驗段的總結(jié)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在該基礎(chǔ)之上結(jié)合地面及文物本體的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行微調(diào)，確保文物本體的安全；第三階段：穿越完成后往往是盾構(gòu)引起地表沉降較大的時段，在該時段內(nèi)主要控制手段為二次注漿，但須嚴格控制二次注漿時機及數(shù)量，確保二次注漿與盾構(gòu)穿越完成后引起的地表沉降產(chǎn)生的疊加效應(yīng)對文物的不良影響，尤其是咸通塔區(qū)域。（3）方案實施效果通過以上各種技術(shù)手段的控制，本區(qū)間盾構(gòu)穿越完成后地表沉降、文物本體變形均在允許誤差之內(nèi)。施工監(jiān)測、第三方監(jiān)測及文物部門委托的監(jiān)測單位均進行了相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，且分析結(jié)論基本一致，最終將文保部門要求最嚴格的咸通塔累積沉降控制在了±2mm以內(nèi)（其中最大累積變形為1.79mm），其他各個文物變形量均在允許范圍內(nèi)，確保了該區(qū)間文物的安全，穿越取得了較好社會效益和環(huán)境效益。2.2盾構(gòu)隧道管片在xx軟土地質(zhì)下的上浮控制2.2.1基本情況**軌道交通1號線一期工程盾構(gòu)隧道施工于2010年逐漸開始進行施工，在其余標段推進初期，均不同程度的存在拼裝完成的盾構(gòu)管片在脫出盾尾之后出現(xiàn)較大的上浮，造成成形隧道線形不符合設(shè)計要求、隧道管片出現(xiàn)錯臺、破損，甚至造成成型隧道侵限，給施工質(zhì)量帶來較大質(zhì)量隱患。本標段在盾構(gòu)施工初期，盾構(gòu)隧道管片也存在上浮現(xiàn)象，最大上浮量可達8cm。項目部技術(shù)人員經(jīng)過認真分析認為：首先應(yīng)調(diào)整同步注漿漿液的稠度，使?jié){液在注入管片背后之后的凝固時間盡量縮短，盡早形成固定體系，抑制管片的上?。黄浯?，對盾構(gòu)推進高程姿態(tài)進行適當調(diào)整，盾構(gòu)在推進姿態(tài)保持在設(shè)計軸線下一定數(shù)值，以此抵消部分后期上浮量，保證上浮量在允許范圍內(nèi)。2.2.2管片上浮主要原因分析管片上浮主要原因有如下幾點：A、盾構(gòu)工法特性的影響由于盾構(gòu)機的切削刀盤直徑D與隧道襯砌管片的外徑d有一定的差值，于是在盾構(gòu)開挖的洞身與管片外徑間存在建筑間隙Δ=D-d。在高水位軟土地層中，管片脫出盾尾后，拱頂土體全部塌落到管片結(jié)構(gòu)需要一定時間和過程，如不及時填此空間，脫出盾尾的管片周圍處于無約束的地下水的包圍狀態(tài)，給管片的位移提供了可能的條件。盾構(gòu)隧道是空心的筒體，在混凝土自重作用下有下沉的趨勢，但在全斷面地下水壓力作用下，防水性能優(yōu)良的襯砌隧道則有上浮的趨勢。以本區(qū)間盾構(gòu)隧道外徑6.2m、內(nèi)徑5.5m、環(huán)寬1.2m的管片為例計算如下：管片混凝土自重G=ρ×g×Vc=2500×9.8×7.7≈189(kN)(1)水浮力F=ρw×g×V=1000×9.8×36.2≈355(kN)(2)（式中，混凝土比重ρ為2500kg/m3，管片混凝土方量Vc約為7.7m3，一環(huán)管片所占空間體積V約為36.2m3。）可見管片混凝土自重G小于水浮力F，而拱頂土體施加在管片結(jié)構(gòu)上需要時間，這就解釋了在拼裝管片初期為何隧道上浮位移發(fā)展快的原因。另一方面盾構(gòu)機的重量主要集中在前盾(切口環(huán)和支承環(huán))，由盾尾至后配套臺車間一段襯砌(約9～10環(huán)管片)基本無壓載，管片脫出盾構(gòu)后失去了約束，同時還受到周圍土層的作用，土層作用可能是壓力，也可能是盾構(gòu)出土造成地基卸載，地基回彈的作用上浮。B、同步注漿工藝的影響如前所述，隧道上浮有兩大條件：一是建筑間隙Δ的存在，二是引起上浮位移的力，同步注漿漿液在填充了建筑間隙A的同時，讓隧道與周圍土層緊密接觸形成穩(wěn)定的復(fù)合構(gòu)造體共同抵抗外力。要達到上述目的，關(guān)鍵問題是選擇的注漿漿液應(yīng)滿足：①必須具有充填性；②應(yīng)具有一定的和易性且離析少；③應(yīng)及早凝固且有一定的早期強度，以抵抗變形對管片產(chǎn)生的不均勻壓力。同時，漿液硬化后的體積收縮率要小，以便更好地固定管片；④應(yīng)有合適的稠度，以便不被地下水稀釋。由于在實際注漿過程中，很難完全做到以上的注漿要求，故引起管片上浮。C、盾構(gòu)機姿態(tài)及走向的影響盾構(gòu)機在掘進過程中的運動軌跡實際上是一條蛇形運動軌跡，始終圍繞著隧道軸線作蛇形運動，要通過不斷調(diào)整各分區(qū)油缸千斤頂?shù)耐屏碜尪軜?gòu)機運動中不斷逐漸靠近隧道設(shè)計軸線。而本區(qū)間隧道縱斷面呈“V”字形上下坡，所處地層又是軟土，在盾構(gòu)掘進中，由于盾構(gòu)機自身重量，可能發(fā)生盾構(gòu)機偏離隧道中心線以下。此時，為糾正其運動軌跡不斷靠近理論軸線，要加大下部千斤頂?shù)耐屏σ钥朔軜?gòu)機身的自重。在隧道軸線由下坡改變?yōu)樯掀禄蛴杉毕缕赂淖優(yōu)榫徬缕聲r，亦需要加大下部千斤頂?shù)耐屏?，循序漸進地改變盾構(gòu)機的運動軌跡，以滿足設(shè)計線路的需要。本區(qū)間盾構(gòu)隧道無論是盾構(gòu)機偏離隧道中心線以下還是線路坡度變化，都通過加大下部千斤頂?shù)耐屏碚{(diào)整盾構(gòu)機的姿態(tài)。這樣，致使管片底部受到大于上部的作用力，管片環(huán)面上受力不均，加劇了管片上浮的趨勢。2.2.2管片上浮過程分析經(jīng)過項目部技術(shù)人員對管片上浮主要原因進行分析之后，制定相應(yīng)的解決對策，并在現(xiàn)場進行逐一落實，比對效果。首先，測量技術(shù)人員對在盾尾內(nèi)拼裝完成的管片立即測取一個高程“初始值”，然后在該環(huán)管片脫出盾尾后沒個2