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目录一、工程概述三、火车站及东风井端头加固情况四、盾构进出洞施工技术五、盾构进出洞出现的风险及应对措施二、火车站站东端头及东风井情况简介盾构进出洞施工技术一、工程概述苏州地铁2号线II-TS-05标天筑路站～火车站站区间始于天筑路站南端，沿人民路向南下穿人民路北延一号桥，至苏站路处以半径为350m的曲线下穿苏州火车站规划建筑转为东西方向，通过中间风井后下穿苏州火车站地下空间的南北联系车道，最后到达苏州火车站站。1、工程概况齐～金区间金～天区间天～火区间盾构进出洞施工技术区间起讫里程DK12+317.114～DK13+102.14，线路总长1596.839m。区间线间距为13.0～19.4m，埋深范围约8.1m～14.1m，区间隧道纵坡呈“V”型节能坡，区间最大纵坡为25‰，最小纵坡为3.02‰。天火区间在里程DK12+966.209～DK12+980.211处设置火车站站东风井，该风井已先行施工，盾构以拼装管片方式通过风井。本区间采用1台小松土压平衡盾构施工，4次始发、4次到达。1、工程概况图例：盾构始发盾构到达二次始发盾构调头东风井号盾构机号盾构机号盾构机号盾构机号盾构机号盾构机苏州火车站站天筑路站金民东路站齐门北大街站一、工程概述盾构进出洞施工技术2、工程地质与水文地质（1）工程地质区间隧道覆土层依次为①1人工填土层；③1粘土层；③2粉质粘土层；③3粉土；④2粉砂；⑤1粉质粘土；⑥1粘土层；⑥2粉质粘土；⑦2粉土层。盾构施工主要穿越④2粉砂层、⑤1粉质粘土层，掘进时可能会遇到④2层流砂、流土现象；承压水突涌现象，⑤1粉质粘土层具有一定触变特性；该地层特征描述及物理力学性质指标表下表。（2）水文地质苏州地区近3～5年来最高潜水位标高为2.50m，潜水位年变化幅度为1～2m；微承压水主要赋存于③3粉土和④2粉砂中，最高微承压水水位标高为1.6m，地下水年变化幅度为0.8m。承压水主要赋存于⑦2粉土层中，水位标高一般在-2.5～4m之间。一、工程概述盾构进出洞施工技术土层序号土层名称土层描述层厚（m）含水量重度固快峰值粘聚力内磨角(%)KN/m3Kpa度④2粉砂层、灰色，偶成灰黄、青灰色，饱和，实测平均标贯击数为26.6击，中密，该层压缩性中等偏低。2.9～17.525.319.1331.7⑤1粉质粘土灰色，欠均匀，夹粉土、粉砂薄层，含云母片，有机质，局部为粘土。无摇振反应，软~可塑，偶成流塑，稍有光泽，韧性、干强度中等，压缩性中等。1～22.229.51921.112.42、工程地质与水文地质一、工程概述盾构进出洞施工技术二、火车站站东端头及东风井情况简介东风井新建高铁7站台左线隧道右线隧道雨棚承台1、火车站东风井情况简介盾构进出洞施工技术二、火车站站东端头及东风井情况简介盾构进出洞施工技术国铁设备用房3#二、火车站站东端头及东风井情况简介14.5m隧道右线隧道左线2、火车站站情况简介盾构进出洞施工技术④5粉质粘土层•中铁隧道集团有限公司苏州轨道交通2号线II-TS-05标项目经理部二、火车站站东端头及东风井情况简介盾构进出洞施工技术•中铁隧道集团有限公司苏州轨道交通2号线II-TS-05标项目经理部④2粉砂层隧道范围内占26%⑤1粉质粘土层3地质情况二、火车站站东端头及东风井情况简介东风井隧道轮廓线隧道轮廓线5#洞门粉质粘土4粉砂层23粉土层332粉质粘土层15盾构进出洞施工技术三、火车站站东端头及东风井端头加固情况1、原端头加固情况火车站站东端头及东风井端头已由原车站施工单位施工完成，加固采用搅拌桩+旋喷桩相结合的形式。三轴搅拌桩φ850@600，双重管旋喷桩φ800@600。出洞端加固长度为9米，进洞端为8米；加固范围为隧道开挖轮廓线外侧3米。经垂直取芯检测，加固体整体性差，加固效果不理想。盾构进出洞施工技术④3粉砂层④5粉质粘土层三、火车站站东端头及东风井端头加固情况盾构进出洞施工技术2、加固方案选定火车站东端头~东风井穿越火车站国铁设备用房区域，距离沪宁城际高铁较近，且隧道位于粉土、粉砂层中，现场不具备端头降水条件，仅凭原有端头搅拌桩加固，进行盾构进出洞施工，不仅轨道交通工程施工具有较大的安全风险，同时对沪宁城际高铁正常运营也有较大的安全风险，经比选后，选用洞内水平冷冻对火车站东端头及东风井端头进行加固，确保沪宁高铁及其附属结构安全。三、火车站站东端头及东风井端头加固情况盾构进出洞施工技术BABAA-AB-B在盾构进出洞洞门上利用水平冻结和部分倾斜孔冻结加固地层，使盾构机外围及洞门口范围内土体冻结，形成圆柱加板块、强度高、封闭性好的冻结帷幕。1、洞内水平冷冻法施工四、盾构进出洞施工技术盾构进出洞施工技术四、盾构进出洞施工技术1、洞内水平冷冻法施工洞门钢环7500510027001234567891011121315161920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253原点6340181714测温孔卸压孔兼注浆孔盾构进出洞施工技术四、盾构进出洞施工技术1、洞内水平冷冻法施工盾构进出洞施工技术18中心外圈外圈φ7.510.3米中圈φ5.12.8米内圈φ2.7四、盾构进出洞施工技术1、洞内水平冷冻法施工盾构进出洞施工技术中心外圈外圈φ7.510.5米中圈φ5.13.3米内圈φ2.7四、盾构进出洞施工技术1、洞内水平冷冻法施工盾构进出洞施工技术四、盾构进出洞施工技术1、洞内水平冷冻法施工盾构进出洞必须在确认冻结壁厚度、平均温度达到设计要求后进行。控制盾构机推进速度，当盾构进出洞时，在距离冻结壁1.0m时停止推进，当冻结壁积极冻结已达到30天，且通过测温孔测温确定冻结壁厚度、平均温度达到设计要求，冻结壁与连续墙完全胶结，交界处测点平均温度小于-5℃~-10℃时可以开始槽壁破除。最后预留的连续墙厚度不小于0.3m，确认冻结壁发展良好，探明连续墙后无未冻土体后将剩余连续墙全部凿除。盾构机穿越冻结壁过程中保持持续运转，以防刀盘被冻住。拔管前用+50～+70℃热盐水循环解冻5～8分钟后，利用两个10吨千斤顶架设在槽壁上或用倒链，先拔内圈的同时中圈、外圈孔继续冷冻。内圈孔拔完后开始拔中圈和外圈孔，拔孔时要间隔拔除，未拔除的相邻孔继续冷冻。从冻结管拔除到盾构机进出洞，总时间控制在1天以内。盾构进出洞施工技术四、盾构进出洞施工技术纵向渗漏水通道的封堵,是盾构进洞施工的关键。以往的施工主要以二次进洞进行间隙封堵，此方法对盾构第1次进洞堵水效果非常有效；但进洞经历的时间长，盾构在第2次进洞过程中可能对第1次硬化后的土体破坏，同样会造成漏水的风险，同时双液浆进入尾刷，将造成尾刷功能失效。根据以往盾构进出洞施工经验，在以往的进出洞堵水措施的基础上，采用聚氨脂进行纵向渗漏水通道的封堵。聚氨脂发泡后与盾构机形成柔性接触密封,可较好地封堵纵向渗漏水通道，效果明显，同时整个盾构机进洞时间短。2、纵向渗水通道封堵盾构进出洞施工技术四、盾构进出洞施工技术（1)聚氨脂注入位置确定根据东风井东端头左线（5#洞门）进洞经验以及聚氨脂发泡的特点，为让聚氨脂在有限的空间里面充分发泡，选在第94环和第95环注聚氨脂，位于冻结加固区内，加固土体强度高,为聚氨脂的发泡和形成“瓶塞”提供条件。2、纵向渗水通道封堵盾构进出洞施工技术四、盾构进出洞施工技术2、纵向渗水通道封堵（2）压入量计算盾构进出洞施工技术四、盾构进出洞施工技术注聚氨脂时，施工要迅速，使聚氨脂在管片外周切实可靠地形成“瓶塞”止水效果，确保进洞安全。当最后一环管片脱离盾尾后，立即用棉纱填满管片和洞门钢环之间的缝隙，并用木楔子将其塞紧固定；然后力争在最短的时间内，把进洞环管片和洞门钢环之间的空隙用弧形钢板焊接封住洞门；最后对进洞段5~10环范围内的管片外周压注水泥-水玻璃双液浆。为了将管片外周的空隙封填密实，注双液浆的过程中要释放空隙中的空气，可在弧形钢板顶部安装1只D50阀门，在注浆的同时将阀门打开，待浆液注满时再关闭阀门。2、纵向渗漏水通道封堵盾构进出洞施工技术1、风险分析（1）据地质条件分析，冻结施工区域所以在钻孔施工和槽壁凿除、拔冻结管施工阶段极易发生泥水涌出事故，施工时需严加防范。（2）电力中断时，冻结机组不能制冷，造成冻结帷幕的温度回升，降低冻土强度，严重地造成冻结进洞失败。（3）冻结机组出故障，长时间不能及时恢复冻结，同样也会造成冻结帷幕强度的降低。（4）拔管时，从拔出的孔洞内流泥水。出现这种现象有如下几种可能：冻结管内盐水循环短路，没有实现全深冻结循环；冻结管顶端漏盐水；冻结管端的冻结帷幕厚度过小，不能承受水土压力。五、盾构进出洞出现的风险及应对措施盾构进出洞施工技术2、风险应急对策（1）在施工时，一定严格按照冻结法的施工工艺、技术要求施工，把好每道工序的施工技术质量关，建立健全技术质量的管理体系，确保各项保证措施的落实。在此基础止，尚需做出如下几个方面的应急准备措施。（2）在现场要备有足够抢险物资，堆放整齐，有明显标识，放大易于抢险的位置或材料库内。（3）在开孔时，坚持采用二次开孔法，只有在安装好孔口管及孔口密封装置后，方可将槽壁钻通。冻结孔钻进时，尽量采用无泥浆钻进，钻孔完毕后，及时向冻结管与孔之间间隙注浆，确保孔周围的土体稳定。现场要准备注浆泵、普通水泥、快硬水泥等。五、盾构进出洞出现的风险及应对措施盾构进出洞施工技术（4）采用二路供电回路，当一条回路停电时可及时切换到另一条回路上。（5）本工程冻结机组选用新型的螺杆机组2台，其中一台作为备用机组。本型机组具有制冷效率高、故障率低的特点。安排专业制冷机修人员驻现场，在现场备有机组易损件，在故障发生时可方便及时修理。（6）在槽壁上的冻结区铺设保温层。在凿除槽壁冻土外露时，及时用保温材料（PEF保温板）进行保温处理。在洞圈口外用塑料布封闭洞口，减少洞圈内外热量的交换。（7）拔管时，要及时用水泥砂浆封堵拔出后的孔洞。当出现从孔内冒泥水时，及时用圆土塞塞住。2、风险应急对策五、盾构进出洞出现的风险及应对措施盾构进出洞施工技术3、防冻防卡措施为确保盾构机在穿越冷冻土体过程中不被卡住及不备冻住，盾构机范围内的冻结管拔出后，出洞盾构机继续向基坑连续墙方向推进，盾构机穿越冻结壁过程中保持盾构机持续运转，必须停机时亦应使用盾构机刀盘连续运转。盾构机在穿越加固体过程前，对盾构机所有系统、部件进行全面检修，确保盾构机各系统能正常运转。如发生设备故障停机时，刀盘需足量的集中润滑油脂确保刀盘正常运转。五、盾构进出洞出现的风险及应对措施盾构进出洞施工技术（1）盾构机超挖刀盾构机刀盘进入防水装置内50cm～70cm时启动刀盘，掘进加固区时超挖刀开度为8～10cm模式，尽量增大成型面积，从而增加盾构机身与周围土体的间隙，降低盾壳被卡住的机率；同时在管片脱出盾尾1～2环必须进行注浆回填间隙，保证管片与土体全面接触。（2）断开连接在盾构机刀盘抵达加固区前解除刀盘、螺旋输送接与管片拼装机的连锁装置，使刀盘、螺旋输送机、管片拼装机均能独立运转。避免因拼装管片时，刀盘无法转动而被冻住。4、防冻防卡措施五、盾构进出洞出现的风险及应对措施盾构进出洞施工技术4、防冻防卡措施五、盾构进出洞出现的风险及应对措施（3）解冻措施新添蒸汽锅炉及浴霸加热设备，在盾构进入到加固区前组织技术人员、施工员、各作业班组进行演练，使每个作业人员熟悉工序施工顺序及要求。1）、刀盘解卡措施刀盘被卡后，首先停止掘进，使刀盘正反交替运行，强制脱困，如无法强制脱困，再采用以下措施：a、向土仓里加入少量热水，热水温度30℃。b、通过刀盘加泥孔向掌子面输送蒸汽融化掌子面加固体，同时刀盘不断进行试运转，直至成功启动。C、人工进入土仓内用风镐破除中心刀和被卡刀头部位，减少刀盘与掌子面的接触面。2）、盾壳解卡措施盾构机加大被困侧的推力，强制脱困，如无法脱困采用蒸汽解冻脱困，蒸汽通过盾构机中体的超前注浆孔进行加热。在盾壳壳内均匀布置4个浴霸，通过壳体传热至冻土层解冻。盾构进出洞施工技术