盾构穿越苏州运河软土地层施工技术研究

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1、盾构长距离穿越苏州运河软土地层施工技术研究中铁四局集团有限公司城市轨道交通工程分公司二O一四年八月目录一、立项背景-1-二、项目研究预期达到的目标-1-三、项目研究的主要内容和关键技术-2-四、项目研究的总体思路-2-五、本研究课题采取的方法与具体措施-3-六、研究过程及现场实施情况-3-6.1软弱地层中掘进施工控制要点-3-6.1.1地质特性-4-6.2实施的重难点及技术保障措施-5-6.2.1地表、隧道沉降控制-5-6.2.2有害气体监测-6-6.3掘进施工技术措施-7-6.4技术参数的分析、确定-15-6.5成型隧道

2、隧底注浆加固施工技术-21-七、隧道掘进过程中遇到的质量问题、原因分析及处理措施-25-7.1质量问题-25-7.2原因分析-25-7.3处理措施-27-八、研究成果-31-九、依托技术成果带来的经济和社会效益-32-十、结论-32-十一、参考文献-33--25-一、立项背景随着我国轨道交通隧道的大量修建，盾构工法以其安全、快速、可适应复杂地层等优点已经成为隧道施工的主流工法。盾构技术是集液压、制造、控制、测量技术等多学科交叉为一体的现代掘进技术,所以如何优质、高效的完成盾构法施工已成为当今城市现代化建设的重要课题。苏州市

3、轨道交通2号线延伸线工程东方大道站～独墅湖南站区间穿越苏州运河，苏州运河河道宽83m，下穿段长280m，隧道最小埋深11.6m。驳岸基础为整板砼基础，厚度为0.5m，宽为3.7m。砼基础上为浆砌块石。主要穿越地层为④2粉土夹粉质粘土层，为典型的全断面软土地层，隧道埋深较浅，含水量高。盾构姿态较难控制，对河堤沉降要求严格，穿越过程中，易出现涌水喷砂事故。必须采取针对性的创新技术解决，我公司通过对掘进参数的设计、研究、修正，并结合盾构施工中对地表沉降、姿态控制、掘进参数选择等方面的控制方法进行探索，形成一套先进、成熟的淤泥质粘

4、土、粘性土层盾构施工方案和施工工艺，为盾构在该类土层中施工提供先进的施工经验，确保工期的前提下，降低施工成本，顺利完成本工程提高了集团公司在苏州地区的企业公信力，提高了集团公司在类似地层中的施工技术管理水平，为开拓苏州轨道交通市场提供坚实的技术保障。二、项目研究预期达到的目标预期达到目标、成果内容及主要技术指标：1、预期目标：通过掘进参数的设计、修正、积累，形成一套完整的盾构穿越河流软土地层中盾构姿态、管片姿态控制及掘进参数。保证成型隧道上浮控制不大于20mm，沉降控制不大于10mm。2、成果内容：形成一套先进、成熟的淤泥

5、质粘土、粘性土层盾构施工方案和施工工艺，为盾构在该类土层中施工提供先进的施工经验，提高企业的竞争力。培养一批在软弱地层盾构施工方面具有先进生产经验的技术人员和作业工人。-34-3、主要技术指标：顺利完成本工程将能够提高集团公司在苏州地区的企业公信力，提高集团公司在类似地层中的施工技术管理水平，为开拓苏州轨道交通市场提供坚实的技术保障。三、项目研究的主要内容和关键技术苏州地铁2号线延伸线2标东方大道站～独墅湖南站区间线路始于东方大道站东端，区间最小曲线半径450m，左右线间距为13～16.5m，线路埋深10.8～19.1m，

6、最大纵坡为25‰，最小纵坡为3.5‰。其间穿越苏州运河，苏州运河河道宽83m，下穿段长280m，隧道最小埋深11.6m。驳岸基础为整板砼基础，厚度为0.5m，宽为3.7m。砼基础上为浆砌块石。主要穿越地层为④2粉土夹粉质粘土层，为典型的全断面软土地层，隧道埋深较浅，含水量高。盾构姿态较难控制，对河堤沉降要求严格，穿越过程中，易出现涌水喷砂事故，施工风险很大，存在水域地段地质的不确定性、水底存在障碍物的可能性、地质探孔或者其他地质扰动可能导致掘进面与水底贯通等，故而本工程施工时须对盾构在长距离穿越苏州运河软土地层掘进施工中各

7、项技术参数进行相应的优化和比选。本课题研究的主要内容：①盾构长距离穿越苏州运河软土地层掘进姿态控制技术②盾构长距离穿越苏州运河软土地层掘进参数设计、修正、比选③软弱地层中盾构掘进管片姿态控制技术④软土地层掘进地面沉降控制技术⑤盾构长距离穿越河流软土地层掘进施工技术⑥软地层中成型隧道隧底注浆加固施工技术四、项目研究的总体思路-34-根据工程施工生产的需要，对盾构掘进各施工工序进行细化，重点把控盾构机及管片姿态控制、掘进参数设计和选取控制、同步注浆控制、河堤及地面沉降分析等重点环节，对施工过程中各项操作要点进行修正、归纳、整理

8、、提炼，对过程中发现的问题及时进行攻关，形成工法原始材料的收集。在此基础上开展盾构长距离穿越苏州运河软土地层掘进施工工法的科研，对涉及的关键技术进行理论补充，形成系统、科学的工法材料，为今后类似工程的施工提供指导和借鉴。五、本研究课题采取的方法与具体措施1、立足于集团公司内部的力量，成立技术专家组和技术