盾构穿越A20公路方案Word下载.docx

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纵环向均用29根5.8级M30双头直螺栓连接，连接件进行防锈防腐处理；

衬砌管片每环六块，由一块封顶块、二块邻接块、二块标准块、一块拱底块拼装而成；

衬砌纵环缝防水采用三元乙丙弹性橡胶密封垫加遇水膨胀橡胶条，管片纵缝和变形缝环缝传力衬垫材料采用丁晴软木橡胶。

上行线在里程SK7+807.500和下行线在XK7＋832.148里程处各设泵站一座。

本工程上行线盾构机2008年7月15日从淞虹路西端头井出洞，向西推进，下行线盾构机2008年8月20日从淞虹路北端头井出洞，向西推进。

在SK8+014～SK8+079处，区间隧道下穿外环A20公路，其中上行线区间隧道至0号承台管桩的最小平面距离为2.3m。

1.2被穿越段A20公路简介

在SK8+014～SK8+079处，区间隧道下穿外环A20公路，其0号和18号承台采用φ550管桩，桩长43m，桩底标高-41.15m，1号～17号承台采用φ600管桩，桩长41～45m，桩底标高-39.25～-42.35m，其中上行线区间隧道至0号承台管桩的最小平面距离为2.3m。

1.3A20公路穿越区域隧道简介

本区间隧道工程穿越A20公路区域范围内线形及里程详见下表。

上行线

线型

长度（m）

里程

竖曲线

3‰下坡

65

SK8＋014～SK8+079

平曲线

直线

下行线

XK7＋976～XK8+41

上表所述范围内上行线区间隧道中心最高标高约-15.47m，最低标高-15.67m。

隧道上部覆土厚度16.5m～17m；

下行线区间隧道中心最高标高约-21.54m，最低标高-21.74m。

隧道上部覆土厚度22.7m～23.1m；

1.4工程地质

1、地形和地面标高

淞虹路站～4#工作井区间隧道与A20公路处隧道地质剖面图

淞虹路站～4#工作井区间隧道穿越A20公路处地层特性表

成因

类型

层

号

土层

名称

层底

深度

（m）

标高

揭示

层厚

土层

描述

人工

①1

填土

2.2

1.6

由杂填土和素填土组成，杂填土含碎石、垃圾等，素填土含植物根茎、贝壳屑等。

滨海

~

河口

②

灰黄色粘土

3.6

0.2

1.4

可塑~软塑，尚均匀，含铁锰质结核及氧化铁斑点，局部为粉质粘土，层底偶呈淤泥质；

刀切面光滑，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，压缩性高。

滨海

浅海

③

灰色淤泥质粉质粘土

10

-6.2

6.4

流塑，欠均匀，夹薄层粉性土、粉砂，含有机质及云母，局部为淤泥质粘土；

稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，压缩性高。

④

灰色淤泥质粘土

17.9

-14.1

7.9

流塑，尚均匀，夹少量薄层粉性土，含有机质及零星贝壳碎屑，局部为淤泥质粉质粘土；

刀切面光滑，无摇震反应，干强度高，韧性高，压缩性高。

、

沼泽

⑤1

灰色

粘土

21.7

-17.9

3.8

软塑，尚均匀，含有机质、腐植质，局部含泥钙质，夹少量粉性土，局部为粉质粘土，层顶偶呈淤泥质；

⑤1j

粉砂

25.9

-22.1

4.2

饱和，中密~密实，欠均匀，含云母，夹少量薄层粘性土，有时呈粉性土，且夹粘性土较多；

无光泽，摇震反应迅速，干强度低，韧性低，压缩性中等。

⑤2b

35

-31.2

饱和，中密~密实，欠均匀，含云母，夹薄层粘性土，局部为粘质粉土；

溺谷

⑤3

灰色粉质粘土

-35.92

-46.88

39.80

50.40

3.00

23.50

软塑，欠均匀，含少量有机质、腐植质，夹薄层粉性土、粉砂，局部较多，偶为粘土，层顶偶呈淤泥质；

稍有光泽，无摇震反应，干强度低，韧性低，压缩性中等。

1.5地下管线与地下障碍物情况

盾构穿越A20公路处附近管线众多，主要管线有电力电缆、信息电缆、煤气管道、雨水管、电话线路管、污水管道等，详见下图。

盾构穿越A20公路附近地下管线情况表

1.6工程重点与难点

（1）隧道穿越A20公路距离长，其中0～18号承台近400m，其中上行线区间隧道至0号承台管桩的最小平面距离为2.3m。

（2）A20公路是上海交通主要快速道，日夜交通繁忙，此处车速一般为60km/h，无法开展常规的人工监测，隧道穿越A20公路拟采用自动化变形监测。

2施工方案

本工程隧道施工时，A20公路交通不能中断，施工对A20公路的运营不能产生丝毫影响。

针对本工程的地质、施工条件，结合我公司以往盾构穿越障碍物的成功经验，我们在盾构施工时特别制定了以下方案对A20公路加以保护，保证A20公路的稳定、安全及正常运营。

2.1施工准备

2.1.1技术准备和设备管理

成立穿越地铁A20公路领导小组和工作小组，加强对穿越工作的领导。

对具体施工操作人员进行充实，增加富有施工经验的、责任心强的优秀施工人员。

为确保盾构顺利穿越A20公路，在盾构穿越前，对所有施工人员进行技术交底。

使每一个参加施工的工作人员清楚了解盾构隧道与A20公路之间的相对位置，以及盾构穿越流程。

在盾构机操作室张贴相关技术交底、盾构穿越流程及重点控制措施。

在穿越施工时，24小时有人值班，随时监测A20公路的沉降情况，并将情况及时向领导小组汇报。

在穿越前对对盾构机、行车、电机车、补压浆和拌浆设备等进行彻底检修清理，排除盾构机上存在的各种故障及隐患，保证穿越期间设备正常运转。

制定详细的物资供应计划，公司物资部门确保施工物资材料的及时供应。

在盾构穿越期间，与上海地铁盾构设备工程有限公司建立24小时有效的联系及供应渠道，保证在盾构出现故障时能及时更换零配件。

2.1.2资料收集

因为A20公路交通正常运行，施工前到公路运营管理部门联系，取得该路段的资料数据，以进一步了解该结构的变形情况。

2.2施工技术措施

2.2.1推进速度

土压平衡盾构压力舱内土压大小与盾构推进速度以及出土量有关：

若推进速度加快而出土率较小，则土压仓土压力会增大，其结果将导致造成地面隆起。

反之推进速度放慢，出土量增加将令土压仓土压力下降，引起地面下沉。

为此盾构推进过程中应做到：

降低推进速度，严格控制盾构方向、姿态变化，减少纠偏，特别是杜绝大量值纠偏，保证盾构机的平稳穿越。

（1）盾构推进速度

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

在穿越区施工过程中，盾构掘进速度控制在2cm/min以内，尽量保持推进速度稳定，确保盾构均衡、匀速地穿越A20公路，以减少对周边土体的扰动影响，以免对其结构产生不利影响。

确保盾构比较匀速地穿越加固区，同时保证刀盘对加固土体进行充分切削。

掘进速度可通过盾构机的液压系统增设节流阀，控制千斤顶进油量，进而使速度稳定在低速，同时增设冷却系统防止油温过高。

（2）出土量

出土量是与土层损失紧密联系在一起的，它与一环长度内盾构的体积直接相关。

假定基准出土率时地层损失为0，则实际出土率变化时将引起附加的地层损失。

其中：

为一环长度内盾构的体积

为实际出土量

为出土率，与土层性质有关。

若假定为基准出土率，‘为实际出土率，则由于出土率变化所引起的地层损失增量为：

其中，

为超挖所引起的地层损失系数

出土量控制在理论值的95％左右，即V=37.8×

95％＝35.91m3/环，保证盾构切口上方土体能微量隆起，以减小土体的后期沉降量。

2.2.2盾构姿态控制

在穿越区间，上、下行线盾构按3‰下坡度、平面为直线段向前推进。

因盾构进行平面或高程纠偏的过程中，会增加对土体的扰动，因此在穿越过程中，在确保盾构正面沉降控制良好的情况下，尽可能使盾构匀速、直线通过，减少盾构纠偏量和纠偏次数。

推进时不急纠、不猛纠。

2.2.3管片拼装

在盾构进行拼装的状态下，由于千斤顶的收缩，必然会引起盾构机的后退，因此在盾构推进结束之后不要立即拼装，等待2～3分钟之后，到周围土体与盾构机固结在一起后再进行千斤顶的回缩，回缩的千斤顶应尽可能的少，以满足管片拼装即可。

拼装过程中，盾构司机应注意土压力的控制，必要时通过反转螺旋机维持盾构前方土体平衡。

2.2.4同步注浆

①注浆量

盾构施工中，由于盾构外径大于管片的外径，所以盾尾拖出后会在管片与周围土体之间留下空隙。

此空隙大小的理论值为：

　D为盾构外径

　　　　d为管片外径

为管片一环的长度

注浆的浆体除填充盾尾的空隙外，还将渗透到周围土体中，所以注浆量可表达为：

为注浆量调整系数。

与土体性质、注浆压力、浆体材料及配比等有关。

每环压入量一般控制在“建筑空隙”的130％-200％，即2.15m3／环～3.3m3／环。

而在本次穿越施工时，根据本区间前阶段施工经验，计划进入A20公路处后注浆量设定在3.0m3／环，注浆量根据监测结果即时调整。

②注浆压力

为保证浆体较好地渗入周围土体中，注浆压力须大于隧道底处的土压力值。

而且必须控制在较好的范围之内，保证只是填充而不是劈裂。

根据经验可取为1.1～1.2倍的静止土压力。

③浆液配比

同步注浆采用惰性浆液，浆液选用以下配比，适当提高了浆液的稠度。

实际掘进时在盾构机送浆泵正常运作情况下，尽可能提高含沙量，减小后期沉降。

黄沙（公斤）

粉煤灰（公斤）

膨润土（公斤）

水（公斤）

32％

30％

11％

27％

注：

该配方稠度7-9cm。

盾构出洞前，请专业技术人员用专业设备进行盾尾油脂填充。

盾构施工过程中，采用同步注浆工艺，确保浆液填充盾尾管片与土体间的建筑空隙，注浆量的控制应根据模拟推进的监测数据确定，动态控制。

为防止漏浆，在穿越阶段使用进口油脂，确保油脂质量和压注数量。

2.2.5壁后注浆

盾构掘进拼装至前后影响区最后10环管片时，停止同步注浆，改壁后注可硬性浆，使最后十环建筑间隙填充并凝固成环箍，阻止前期惰性浆向穿越区方向流通

3.信息化施工管理

进行实时监测和信息化施工是保证土体沉降能在第一时间内得到控制的行之有效的手段。

盾构穿越前，到上海市公路管理处办理穿越A20公路手续，以便在A20公路处布置沉降观测点，进行监测。

盾构穿越期间，实时监测的数据应立即报告盾构总控制台，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、