南京地铁盾构机的选型.docx

南京地铁建设盾构机选型
南京地铁1号线盾构隧道概况
南京地铁1号线一期工程南起奥体中心站，北至迈皋桥，全长21. 72 km,共15个区间。其中 5个半区间采用土压平衡盾构施工，盾构推进总长度约10. 9 km。设计由上海隧道设计院和中出许府巷及进玄武门时施工比较顺利，但盾构二标、 盾构一标在进出洞时出现了一些问题。例如，盾构二标在某站南端头盾构出洞时曾出现两次流砂,流砂量 达110 m3，主要集中在洞门中心东西侧，东部20 m左右, m2范 围地面下降1m左右。因洞门处的混凝土经过开凿,已经局部开裂。为防止洞门处的混凝土失稳,在洞门 钢环上焊接18号工字钢作为横挡，采用木板支模浇灌C20混凝土加固。
为防止流砂再次发生，保证盾构机安全出洞，需对段头井补充加固。为此，考虑了三种方法:深井 降水法、旋喷桩加固法、冻结法。根据两次流砂情况，流砂量在长时间内没有减少,反而有增加的趋势， 说明地下水补给比较丰富，且内秦淮河离张府园南段头井约50m,地下水和内秦淮河可能连通，因此降水 效果无法保证。从理论上讲，旋喷加固在该地层加固效果较好，但夹在连续墙和搅拌桩加固体之间进行旋 喷补充加固，一边为硬的水泥土，一边为钢筋混凝土，影响成桩效果。此外，洞门处的连续墙已开裂，旋喷
桩施工时可能发生侧漏，地层内可能有流动水存在,对成桩有影响。最后决定对段头井采用冷冻法进行 补充加固，在盾构出洞方向沿工作井的连续墙外侧布置冻结孔,并在冻结孔中循环低温盐水，使冻结孔附 近的含水地层结冰，形成冻土墙。盾构在冻土墙的保护下出洞。 m,有效宽度 m, m（洞口周边冻土搭接宽度1 m, m），见图1。
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图1张府园南段头井补充冷冻法加固
盾构一标在某站出洞时由于大量流砂，盾构洞门无法打开，原洞门周围的土体加固是用单管旋 喷加固，加固范围为隧道上部4 m、下部3 m、左右各3 m、轴线方向6 m。由于在推进范围多处存 在纯粉砂土含水层，流砂严重，致使多处加固效果不明显。因此，以降水把地下水位降到15 m以下，确保 开洞无涌砂、流砂出现。井点设在隧道两侧2 m处, m,每排5根共10 根， m, m。
盾构掘进参数的优化
在盾构施工中，尽可能减少对周围土体扰动的关键在于保持盾构开挖面的稳定和管片脱出盾尾 后及时充填空隙。这就要求调整好盾构掘进参数，做好同步注浆和二次压浆。
盾构掘进主要有如下10个参数控制:刀盘和土仓压力、排土量、推进速度、螺旋机转速、千斤 顶总顶力、注浆压力、盾构坡度、盾构姿态和管片拼装偏差等。为了合理选择盾构掘进参数，根据地质 埋深和环境条件对参数选取作预测计算，同时对盾构轴线上方的地面变形进行实测反馈，以验证选择参 数的合理性并优化施工参数。一般情况，选取盾构出工作井50〜100 m范围作为试验段，并通过对试验段 地表沉降观测进行参数优化。土压平衡盾构，就是要保证开挖面的土压平衡，可以通过控制推进速度、 调整排土量等使地层水土压力与土仓压力的差值最小。这种平衡是一种动态平衡。
3. 4 特殊工点的处理
该工程难点较多，下面仅介