第2章 工程重点、难点与对策

2.1盾构施工工程重点

2.1.1盾构机的选型

本标段盾构区间地质比较复杂多变，盾构机多穿越残积硬塑粉质粘土<6-2>，硬塑～坚硬土状全风化岩<11-1>、<11-1-2>，半岩半土或碎块状强风化

岩<11-2>，岩体破碎～较破碎的中等风化岩<11-3>，富水不良地质，局部地段穿越上软下硬地层（参见图1.2-2）。

在这些复杂地质条件下，如何保证工程的安全、顺利进行，盾构机及其配套设备的选型尤为重要。

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1、选用复合式土压平衡盾构机。具有土压平衡、半敞开（局部气压）和敞开式三种掘进模式及良好的相互转换功能，能够确保在各种不稳定软土地层和稳定地层中及软硬混合地层中的安全、可靠掘进，有效防止地层沉陷、坍塌，并保证地面建筑物和地下管线的安全。

2、针对隧道穿越地层复杂的特点，所选盾构机刀盘具有广泛的地层适应性，刀盘的刀具有良好的可互换性，多种刀盘刀具的布置形式能良好地适应不同地层的掘进。

3、针对地层对刀具的磨损较严重的特点，除对刀具耐磨性考虑外，选择在易于更换的刀座设计，且能够背后拆装，以提高换刀的效率和安全性。

4、装备有可靠的人闸系统，保证在气压状态下的各种施工作业。

5、盾构机刀盘设计适当的开口率，具有良好的防泥饼设计和完备的碴土改良装置，既满足大粒径卵石排出，又有效的防止掘进时刀盘产生泥饼，保证了开挖面的稳定。

6、选择较大直径、较大螺距、螺杆能伸缩的中轴式螺旋输送机，既有利于岩石和粘土的排出，又防止在出碴过程中出现喷涌现象，螺杆伸缩可以解决柱塞问题。同时配备了保压泵渣装置和双闸门装置，能够更好地保证在富水地段掘进时持续地维持开挖面的压力平衡、能在高水压下可靠地防坍、防喷涌，从而可确保富水地段掘进的绝对安全。

7、为有效解决管片上浮、出渣喷涌，配备了隧道二次注浆设备。

8、在主轴承密封的选择上，盾构机采用自诊断管理系统，能够进行润滑脂压力及主轴承温度的自动检测。

9、为保证开挖下来的岩石、土的流动性、可排性，有效地稳定开挖面，所选盾构机在刀盘、密封隔板及螺旋输送机均设有泡沫、膨润土泥浆注入管路。

10、为有效的控制地层变形，所选盾构机配备了自动定压同步注浆系统。

11、为保证隧道轴线的准确，配备自动测量导向系统，可以适时测控盾构机姿态和管片拼装精度。

12、针对本区段地质复杂，盾构机配备有超前钻机及预注浆装置，可实现特殊地层的超前加固处理。

13、盾构机设计足够大扭矩和推力。

14、盾尾设置三道钢丝刷，配有管路自动向盾尾密封注入专用密封油脂，保证盾尾的密封效果及可靠性。

15、选择技术先进可靠的盾构机制造商，并与之密切配合，制定周密的生产计划，控制盾构机制造的各环节，确保盾构机如期交付使用。

2.1.2地表及建筑物沉降控制

盾构隧道下穿东门北路后，再下穿四幢6～8层的扩大基础和一片低矮房屋，过大头岭公园后再下窜管线密布的翠竹路，通过翠竹立交处隧道要下穿一幢基础下方存在软塑～流塑状软土的6层的房屋，须保证地面沉降，尤其是建筑物桩基础沉降及其差异沉降需严格控制在允许范围之内。为确保万无一失，需严格管理，采取有效的技术措施。而盾构掘进过程中控制地面沉降的技术关键是保持盾构开挖面的稳定和及时充填隧道与地层之间的建筑空隙，并且在掘进过程中随时优化掘进参数。具体措施如下：

（1）在盾构掘进通过之前，对受影响的基础、建（构）筑物和地下管线进行预评估，根据实际情况，组织论证，制定预案。

（2）在盾构掘进施工过程中，保证盾构开挖面的稳定。通过优化掘进各种掘进参数：刀盘和土舱压力与时间、注浆方式、浆液性能、盾构坡度、盾构姿态和管片拼装偏差等。熟练掌握盾构机的操作，根据地面变形曲线进行实测反馈，以验证选择施工的合理性，并且不断地进行施工参数的优化调整。

（3）在盾构掘进过程中，要尽快在脱出盾构后的衬砌背后环行建筑空隙内充填足量的浆液材料。根据不同地质条件，确定不同的浆液配比、注浆压力、注浆量及注浆时间等。

（4）在盾构同步注浆之后，及时进行跟踪补浆或二次注浆。

（5）贯彻信息化动态施工，加强地表沉降及建筑物变形监测，监测数据经过分析后反馈于盾构掘进施工，及时根据分析后的结果优化和调整盾构施工参数，确保盾构安全平稳掘进。

（6）加强机械检修养护，在建筑物下进行连续快速地掘进。

（7）防止螺旋输送机涌砂，防止盾尾和铰接部位漏泥等地层过度损失造成沉降或沉降加大。

（8）控制好盾构姿态，避免盾构大幅度纠偏、上浮或叩头、后退现象的发生。在曲线段掘进施工时，尽量减少超挖。

2.1.3沿线建（构）筑物保护

由于区间隧道穿越大量楼区、管线，需在盾构到达前对其进行进一步详细调查、分析，制定必要的保护措施、方案。在施工过程中，加强监测，及时反馈，以迅速调整、优化施工方案。

（1）分析盾构机在类似地层掘进和过类似建筑物基础时的沉降情况及监测数据，作为本工程施工参考，从而选取合适的施工参数，编制完善的施工方案和应急措施，确保穿越建筑物的安全；

（2）根据建（构）筑物的结构类型及对沉降的敏感程度、沉降的允许值，制定重要建（构）筑物及地面变形警戒值。

（3）在盾构到达前30～50m时，调整好各项施工参数，以最优化、对地层扰动最小的施工参数、保持稳定良好的盾构姿态，尽量减少蛇行纠偏的幅度，减少对地层的扰动，施工中确保地表沉陷值控制在+10mm和-30mm以内。

（4）建立完善的变位监制系统，在隧道的两侧埋设沉降观测点，进行系统、全面的跟踪测量，实行信息化施工。将监测数据及时、准确地反馈给控制室，使得控制室能根据地面所反映的情况，进行正确判断，及时通知各子系统优化施工参数，保持盾构开挖面的稳定；

（5）严格控制盾构掘进过程中的出土量，建立并保持正面合理的碴土压力，保证开挖面的稳定，保证拱顶上方不出现空洞；

（6）根据地表沉降和建筑物变形跟踪监测，及时进行跟踪补浆或二次注浆。在盾构同步注浆之后，严格壁后同步注浆工作，注浆要及时、到位，在注浆时要兼顾设定的注浆压力和注浆量，确保注浆工作有效地弥补盾构掘进过程中造成的地层损失。

（7）加强机械检修养护，在建筑物下进行连续快速地掘进。

（8）实行巡视制度，预先做好建筑物、构筑物跟踪注浆等的准备工作，跟踪做好交通疏解。

（9）当采用以上措施后，根据监测信息，当建筑物、构筑物、管线沉降较大并接近警戒值时，应停止盾构掘进。从地面在基础下方布置袖阀注浆管，根据量测反馈资料进行跟踪注浆。

2.1.4合理安排施工顺序，保工期重协调

（1）对于可能影响盾构正常掘进的建（构）筑物、端头加固、盾构始发准备等需要与相关单位密切协调，争取提前安排、提前完成，保证工期。

（2）做好工序的衔接，在地层不断转换过程中，要勤检查刀具的磨损情况，根据前方地质情况，选择合适地点，采取有效措施，对刀具进行更换，避免盾构机非正常停机。

（3）保证盾构机及后配套的完好率和利用率，保证盾构机的有效掘进时间。

（4）做好各种协调，减少施工干扰，确保施工顺利。在施工过程，密切与相关单位保持密切接触，随时掌握其进度，确保按时移交施工场地。

2.1.5防水施工

防水施工是一个复杂的系统工程，防水的效果，是地铁工程施工质量的综合体现，直接影响着工程的耐久性和地铁运行安全，是施工控制的重点。主要对策如下：

（1）做好防水材料、施工技术、质量要求、注意事项的交底，使施工人员人人心中有数，避免盲目施工。

（2）对每道工序按照工艺细则进行精心操作，严格检查，凡检查验收不合格者，坚决纠正，绝对不迁就。上道工序纠正不合格不准进入下道工序，防水质量对施工进度一票否决。

（3）管片砼的质量是根本，对材料、配合比、入模振捣、综合控温及养护等全过程要进行严格控制，防止砼开裂，确保砼的强度和自防水的性能。

（4）止水条粘贴时，保证基面无尘、无污染、干燥，以保证粘贴质量。管片吊运、拼装时注意保护管片表面免受碰撞，确保止水条状态完好。

（5）施工中严格控制盾构机推进姿态，减小分组油缸推力差，避免管片的错台和止水条脱落失效。

（6）盾构推进过程中保证同步注浆的质量，选择合适的浆液、注浆参数、注浆工艺，足量注浆，形成稳定的管片外围防水层。视需要及时进行二次注浆。

2.2盾构施工工程难点

2.2.1盾构机长距离穿越致密坚硬的微风化花岗片麻岩段的施工

翠竹站～田贝站区间隧道穿越大头岭地段，左线在里程ZCK10+530～ZCK11+000、右线在里程YCK10+570～YCK11+070段的围岩主要为Ⅱ～Ⅲ级微风化花岗片麻岩〈11-4〉。该段微风化花岗片麻岩连续分布，长度较大，强度高（最大饱和抗压强度达127.1Mpa），盾构在此地层条件下直接掘进，刀具磨损会异常严重，掘进速度很慢，且易造成刀具非正常损坏。同时由于刀具的磨损，造成切割的岩体碎片组成比例和大小不合理，螺旋输送机排渣困难，使得整个掘进困难。

微风化岩中掘进的对策：

（1）盾构机的掘进采用敞开模式，遵循高转速、低扭矩原则选取参数，以提高纯掘进速度。掘进过程中随时监测刀具和刀盘受力状态，确保其不超载。

（2）调整盾构掘进推力、掘进速度等相关施工参数，既保持较高的刀盘转速和施工效率，又使刀具的磨损控制在合理的范围之内。

（3）严格控制盾构机的姿态，保证掘进面与刀盘面的平行。发现掘进方向偏差超过允许值时，采用小角度渐近纠偏。

（4）向开挖面注入清水或膨润土浆液，润滑和冷却刀具，改善岩屑的可排性，提高掘进效率。

（5）掘进过程中，有针对性的加注泡沫剂以减少刀盘扭矩，消除盾构旋转的外力因素，从而防止盾构过度旋转。

（6）根据地层情况的变化，经常性进行刀具进行检查、更换，特别是对边缘扩挖刀要及时更换。

（7）采用合适的滚刀破岩，选择耐磨刀具，减少换刀次数与频率，提高施工进度。掘进过程中随时监测刀具和刀盘受力状态，确保其不超载。

（8）当盾构通过前方岩体困难时，采用静力爆破或人工开凿方式通过。

2.2.2盾构机在粘性土(岩)层中掘进控制（"泥饼"防治）

翠竹站～田贝站区间盾构始发和接收段也将穿越残积硬塑粉质粘土<6-2>，硬塑～坚硬土状全风化岩<11-1>、<11-1-2>地层，盾构在此类地层掘进时，刀盘中心区和土仓中心区容易形成"泥饼"，产生堵仓现象，造成刀盘转动负荷加大，排土不畅，甚至停止转动，同时造成土仓内温度升高，影响主轴承密封的寿命，严重时会造成主轴承密封老化破坏，"泥饼"现象往往会堵塞滚刀，使滚刀发生偏磨。如果地下水较丰富，螺旋机由于排土不畅而无法形成土塞，排土口会产生喷涌，开挖面就会失稳，发生地层坍塌。

穿越地层如图1.2-2所示。

盾构机在粘性地层及泥质岩层中掘进的对策：

（1）刀盘的刀座设计充分考虑了在不同的地质情况下同一位置可安装与不同地层相适应的刀具，即可以将滚刀更换成撕裂刀（羊角刀），反之亦然。在施工过程中，通过更换中心滚刀为中心撕裂刀，增大中心区的开口率和切削效果来改善对"泥饼"的破碎效果，避免"泥饼"的形成。

（2）在刀盘面板上设置了8个添加剂注入孔，配置了自动泡沫和添加剂注入系统，可根据需要向开挖面喷射水、泡沫和膨润土，改善碴土的流动性，减小开挖面泥饼生成的机会，也可在螺旋输送机内加入泡沫，以增加碴土的流动性，利于碴土排出。

（3）刀盘上设有4根搅拌棒，可以随着刀盘一起转动，辅以仓壁上的固定搅拌棒可起到搅拌破碎碴土的功能。

（4）设定的出土压力不宜超过主动土压，并且最好控制在1.0kg/cm² 以下，采用半敞开掘进模式。加强盾构掘进时的地质预测和泥土管理，密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态。

（5）若地层稳定性较差，但隔气性较好时，宜采用辅助气压作业，掘进也宜采用半敞开掘进模式。

（6）通过加水或泡沫，对切削下来的土体进行改良，改善土体的"和易性"和"塑性"，防止粘性土附着在刀盘上。

（7）严格控制温度，一方面可以通过向土仓适当加水降温；另一方面可通过调节冷却系统循环水的温度来提高降温速度；再者可实行停机冷却，待温度降至35℃以下时再继续推进。

（8）加强操作控制管理，对各项施工参数进行优化，防止对土体的过分压缩而促进泥饼的形成；防止人为的集中出土或不均匀出土；防止土体中的固有水分过分流失；防止注浆浆液流入开挖面或土仓内，造成土体固结等。

图2.2-1 翠～田区间盾构始发段隧道穿越粘性地层纵断面示意图

（9）施工过程中，根据参数特征定时或不定时进行洗仓，清除既有泥饼，并防范大的泥饼产生。洗仓时宜采用肥皂水，因其能增加土体和易性及减少土颗粒之间的凝聚力；加水量应严格控制，若加水量过大则会污染工作面，而加水量过小又会加剧泥饼的形成；洗仓要经过若干次循环，既能消除泥饼，又不会对正面土体造成大的扰动或破坏。

2.2.3盾构机在上软下硬地层的掘进控制

本标段在翠竹站～田贝站区间隧道断面内地层多处存在"上软下硬"现象，隧道顶部多穿越〈6-2〉或〈11-1〉〈11-1-2〉层，隧道下部多穿越〈11-2〉、〈11-3〉，甚至〈11-4〉层。在"上软下硬"地层中掘进时，由于下部土体的抗压强度大，上部土体的抗压强度小，刀具对不同抗压强度的土层的切削效果和速度均不同，对抗压强度大的微风化岩的切削速度远远小于对粘土层的切削速度，在这种情况推进的话就会使盾构机产生向上抬移，破坏原有的盾构姿态。掘进过程中刀盘的转动速度是一样的，因而在掘进中就会对相对软弱地层会产生较大扰动，甚至由于土压的失衡会造成土方的大量亏方，造成地面较大的沉降或塌方。而在发生姿态超标的情况下进行纠偏则会更大的扰动软弱土层，造成严重的地面沉降或塌方。

盾构机在上软下硬地层中的掘进困难的对策：

（1）结合现有地质资料和补充地质勘探资料，同时考虑运用超前钻事先探明上软下硬地层的分层及软硬情况。

（2）在刀具的布置上，合理配备边缘滚刀数量和刀间距，增强边缘的破岩能力；同时，利用安装在刀盘上的超挖刀，便于掘进方向发生偏差时能够对岩层进行超挖，及时纠正偏差，确保盾构机前进方向与隧道设计轴线一致。

（3）在条件允许的情况下，有计划地进入土仓了解工作面，了解工作面软硬不均程度和检查刀具状态，以确定掘进推力的大小，避免刀具超载工作受损。

（4）在软硬不均地层掘进，为保护盾构及其刀具，不宜追求太高的施工进度。在此地层掘进严格控制掘进参数，推力不宜太大，刀盘转数不宜太快（一般为1.0r/min左右），刀具贯入量不宜太深（一般为5mm/转）。同时掘进期间要经常、有计划地检查刀具、刀盘状况。

（5）加强盾构机推进线路和姿态控制：

1）适当降低总推力，减小盾构掘进速度，并根据盾构行程千斤顶所反馈的信息变化，随时调整千斤顶编组和各区域油压；

2）充分利用铰接千斤顶的纠偏作用，根据不同状况及时对各组铰接千斤顶进行行程调整；

3）根据不同情况，选择不同型号管片进行拼装，同时兼顾管片与盾壳间的空隙变化情况，做到通过盾构后方着力点的导向变化来影响盾构的掘进方向；

4）通过改变注浆部位、注浆量和注浆时间、步骤，使得盾尾后方成型隧道在盾构推力的反作用力下产生一定范围的变形，从而实现成型隧道与盾构相互之间的影响和制约；

5）在偏硬风化岩地层中，可动用超挖刀来加强纠偏力度，达到纠偏效果。

（6）当盾构机处在上软下硬地层，尽量避免在土仓上部地层差的地段换刀。当必须在这样的地段频繁更换刀具时，根据在当前地层中刀具的磨损情况与线路前方的地质情况，准确定出更换刀具时的位置，提前对该位置地层进行加固处理，加固体达到强度要求后，再采取压气作业进行刀具更换，确保当盾构机到此位置时，安全顺利地更换刀具。

（7）根据地质资料，提前预测，选择合理的掘进模式。

（8）通过向土仓和刀盘添加泡沫或膨润土改良碴土，防止形成泥饼。

（9）控制出土量，尤其是上部为软土时更为关键，防止坍塌。

2.2.4盾构穿越含球状风化岩（孤石）地层技术措施

本标段盾构区间花岗片麻岩中存在差异风化及球状风化现象，虽然在本次勘探中，钻孔在全风化层及残积层中未直接揭示到球状风化体。盾构隧道穿越残积层、全风化、强风化花岗片麻岩地层时，有遇到中风化、微风化球状片麻花岗岩（即孤石）的风险。球状风化岩有大有小、天然单轴极限抗压强可高达100Mpa以、整体性好。直径25cm以下的球状风化岩可通过螺旋输送机直接排除，直径25cm以上者则难以排除，盾构又难以将其破碎，球状风化体将与刀盘随动，其可能引起盾构机刀盘被卡住、刀具变形非正常损坏、刀盘产生严重磨损等，还易造成地面较大沉降。如何安全顺利穿越球状风化岩地层是盾构施工的又一难点。为此采取以下措施：

（1）施工前，对盾构将穿越的可能存在球状风化岩地层进行补充勘探，摸清其分布、大小、环境状况。

（2）施工中对排除的碴土每环必查。根据排除的碴土成分、结合施工参数的分析，以能及时发现球状风化岩。在条件允许的情况下，有计划地进入土舱了解工作面和检查刀盘、刀具状态。

（3）盾构通过球状风化岩地层时，若球状风化体强度较低，可通过放慢盾构机的推进速度，以小推力、刀盘小转速推进，通过盾构刀盘的刀具慢慢磨蚀球状风化体，盾构直接通过；若球状风化体强度较高，可开舱（工作面不稳定时须加气压），采取人工进舱静态爆破或凿岩机破碎处理；否则，采取地面加固，然后盾构机掘进通过。

2.2.5盾构穿越建（构）筑物基础的掘进控制

本标段盾构区间线路穿越的建筑物基础基本为条形基础或筏板基础，穿越的道路地下管线密集，交通流量大。考虑到盾构掘进对土体的扰动，在盾构通过时布置测点加强监测，及时反馈监测信息，并对管片背后采取二次注浆加固。为避免盾构施工不造成地面沉降超过允许值，危及建筑物，除按设计要求进行处理外，拟采取施工措施如下：

（1）严格控制土仓内压力、刀盘转速等参数、严格控制出土量，以求得土舱压力与地层压力的平衡。

（2）在盾构掘进过程中，合理使用水、膨润土和发泡剂，改善土仓内土的和易性，加强对刀盘的保护，提高掘进效率。同时，可以避免发泡剂管路堵塞。

（3）严格同步注浆工序，确保地层稳定。经常检查注浆管，确保管路畅通。必要时，衬砌背后实施二次注浆，重点对拱部1200范围进行。

（4）盾构推进过程中，控制好盾构姿态，避免盾构上浮、叩头和后退等现象发生，盾构在曲线段掘进时，须放慢掘进速度、减少超挖，加大注浆量并加强纠偏测量工作，以减少地层损失和地面沉降量。

（5）针对建筑物的结构类型、对沉降的敏感程度及沉降的允许值，制定建筑物及地面变形警戒值，建立系统、完善的监测网，安排专人对地面建（构）筑物进行二十四小时（间隔不大于2小时）监测，及时进行信息反馈，及时进行盾构参数调整。

（6）加强机械检修养护，防止螺旋输送机喷涌砂，盾尾及铰接部位漏砂等，造成地层损失，加大沉降。

（7）当前方地质情况复杂或不容易确定时，密切监视土压、螺旋输送机等参数，结合地面监测情况，分析开挖面的稳定性，发现问题及时采取有效对策。

（8）避免在该区段进行停机、换刀，必须停机时，保持好土仓内压力，并对停机部位土体进行预先加固措施。

（9）经过专家论证，制定地面加固方案，并严格实施。

2.2.6穿越富水地段的掘进控制

本标段盾构大部分穿越裂隙水丰富地段，特别是临近砂层、岩石破碎地段，大量的、不可预测的地下水很可能造成喷涌。在富水岩层掘进时，管片很容易产生上浮。

盾构穿越富水地段的对策：

（1）通过地质勘察报告及补充勘察，掌握前方地质及地下水实际情况，在盾构掘进到该地段之前，对盾构机进行全面、系统地检查与维修，保证盾构机的性能良好。

（2）当处于富含水的破碎带下面时，TBM必须在闭合模式下运行，开挖室里完全充满泥土。此时开挖室里保持受控土压以支撑刀盘前面和上面的地层。这样就可以防止水或泥土的流入，保持地层、地下水位等的稳定性。闭合模式是一种普通的工作模式，不需要特殊的程序。值得注意的是，开挖室里土压的作用如同塞子可阻止水流入。泡沫注射用来进一步减小开挖面的可渗透性。

（3）在盾构快要进入破碎带地区之前，要求能尽量精确地预测不良地层，此时可使用超前钻机进行钻探或使用雷达超前装置进行探测，然后根据探测的结果采取有针对性的措施进行处理。当探测的结果反映盾构前方地层破碎严重、涌水量较大时，可利用设备上配有的钻机进行钻孔注浆预先加固或往前方注入一定数量的聚合物进行止水，同时启用保压泵碴装置，从多方面采取措施，确保工程的安全。

（4）如果是意外发现这些地质条件，必须立即停止转动螺旋输送机，关闭螺旋输送机的排渣闸门，并继续缓慢开挖直到开挖室里充满泥土，把工作模式切换为闭合模式。同时采用超前处理措施及保压泵碴装置进行处理。

2.2.7防喷涌技术措施

本标段通过的风化岩层，赋存基岩裂隙水，一般为弱透水层，但由于岩石的风化程度不均匀，裂隙发育的情况不一致，其富水性差异较大，局部承压，易发生隧道涌水，泥浆容易从螺旋输送机喷出。在刀盘粘附"泥饼"的情况下，切削效率降低，在螺旋输送机排土的同时，仓底易形成空洞，地下水迅速补充，易发生喷涌现象。

（1）在水量较大的地段掘进时采用螺旋输送机双闸门控制，加注泥浆或高效聚合物，防喷涌、防涌水，必要时采用保压泵碴装置。同时，利用盾构机配套的二次注浆设备及时注浆，在管片外周形成连续的封闭环，防止管片周围的地下水串通，避免喷涌。

（2）采用土压平衡模式掘进参数；严格控制盾构掘进方向和铰接油缸的行程差，以确保铰接密封效果。加强盾构机铰接密封检查，保证不漏水漏砂。

（3）经常检查盾尾密封刷密封效果，经常填加油脂，确保密封刷状态良好。

（4）若出现喷涌现象，立即关闭螺旋输送机的后门，适当向前掘进，使土仓内建立平衡，通过刀盘的转动，将土仓内的土体搅拌均匀。然后才将螺旋输送机的后门慢慢打开，开门度为30%，边掘边出土，始终保持土仓内压力稳定。

（5）做好盾构机及后配套设备的保障后勤工作，保持连续快速推进，不能因盾构机后配套设备故障而影响掘进。

（6）严密监控螺旋机出土口的出土情况和土仓的压力变化情况，一旦发生喷涌现象，首先关闭螺旋机出土口处的闸门，然后在螺旋输送机出土口接驳保压泵碴系统，保证掘进，避免地下水、流砂或所添加泥浆的大量喷出，保持土仓内的土压稳定。

（7）向土仓中加入膨润土或发泡剂，改善土仓内土质的和易性，使土体中的颗粒和泥浆成为一个整体，连续从螺旋输送机排出，避免喷涌。

（8）在中、微风化岩地层中，如果管片背注浆不充分，需通过管片进行双液二次注浆，以便尽快封堵隧道背后汇水通道。

2.2.8管片防上浮技术措施

本标段隧道经过的地层变化较快，且地下水较丰富，在盾构掘进过程中，隧道的成型较好，但由于盾构超挖，虽然也进行了同步注浆，但在隧道管片和围岩之间的注浆浆液还是属于软弱层，成型后隧道管片没有较大的刚性支撑，在推进过程中产生变形，超过隧道限界。由于本工程的地下水位较高，最终使得管片基本上浮。管片上浮原理参见图2.2-2。

图2.2-2管片上浮示意图

管片防上浮的措施：

（1）了解隧道所经过地段的地质情况，包括里程、土层分布、深度、强度、含水量，预先制定不同地段采取不同的掘进措施。在掘进过程中，及时调整掘进速度、刀盘润滑剂添加量、掘进模式等施工参数。

（2）加强对盾构机姿态的控制，尤其在上、下坡地段必须注意千斤顶的作用分力对管片的影响，及时调整姿态及千斤顶行程差。避免超挖和蛇行，尽量使各组推进油缸推力适当均衡。

（3）在变坡段一定要注意做好管片的选型及正确安装。

（4）控制测量的精度和频率，要严格按要求建立起一套严密的人工测量和自动测量控制系统，严格控制测量的精度，合理布设洞内的测量控制点和导线，根据工程中的实际情况合理控制测量和复核的频率。根据测量的结果来调整盾构机的控制参数和管片的拼装等（如调整对称千斤顶的行程差，合理控制各区域千斤顶的行程，更合理使用铰接、超挖等设施，调整管片类型和拼装方式等）。

（5）改变砂浆配比，提高水泥用量，降低浆液初凝时间，及时、足量注浆，提高固结效果。

（6）加强管片姿态测量，一旦有上浮异常现象，立即启用二次注浆（在隧道顶部注双液浆），有效控制管片进一步上浮。

（7）保证管片连接螺栓的安装质量。管片拼装过程中尽量减小管片之间的错台，及时安装连接螺栓，确保管片定位准确，连接牢固。用仪器检测管片安装的误差，若误差超过允许值需进行调整；管片安装就位后，在下一循环的掘进开始时，推进系统作用于管片上的轴向压力应缓慢、均匀地施加；管片连接螺栓在掘进的开始时也会出现松动，需及时对松动的螺栓进行紧固。

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