CN103277108A - 泥水盾构水下到达施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于，所述施工工法的主要工艺流程是：端头加固、端头冻结、洞门凿除、基坑回填、盾构到达、后续施工。本发明提供的泥水盾构水下到达施工工法，在深覆土、高水压工况状态盾构到达时端头无法进行常规降水或者降水不能达到预期效果的情况下，可采用此水下到达施工方法；在端头无足够场地进行端头加固或者降水等辅助措施的情况下，也可采用此种安全有效的到达方法。所述泥水盾构水下到达施工工法具有安全可靠、对地表影响很小、整个盾构到达时间显著减少、管片拼装质量好等特点。

Description

泥水盾构水下到达施工工法

技术领域

本发明涉及的是一种隧道盾构施工工法，属于隧道施工领域，尤其涉及一种泥水盾构水下到达施工工法。

背景技术

随着泥水盾构在国内的城市轨道交通、公路交通、水利水电、输气工程等领域的应用越来越广泛，泥水盾构施工技术日益成熟，泥水盾构施工的安全问题也受到了高度关注。近几年的在建、已建泥水盾构工程的盾构始发、到达分项施工，尤其是到达施工，经常出现各种各样的问题，近而引发事故。特别是在深覆土、高水压、复杂地层工况状态下盾构到达的施工风险仍无法有效的进行规避，且一旦在盾构到达时发生大量泥水喷涌造成地表沉降等重大工程险情时，由于缺乏有效、迅速和绝对确保的处理手段，极有可能在短时间内发生灾难性的工程事故。

目前，采用较多的到达技术为接收井土体改良结合降水的施工工艺，但在高埋深、复杂地质条件下，往往难以达到预期效果。为此，对泥水盾构水下到达（过站）作业进行总结、形成工法非常必要。

发明内容

本发明的目的是：针对背景技术的不足，本发明提供一种泥水盾构水下到达施工工法，在深覆土、高水压工况状态盾构到达（过站）时端头无法进行常规降水或者降水不能达到预期效果的情况下，可采用水下到达施工方法；在端头无足够场地进行端头加固或者降水等辅助措施的情况下，也可采用此种安全有效的到达方法。

本发明所采用的技术方案是：一种泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于，所述施工工法的主要工艺流程是：端头加固、端头冻结、洞门凿除、基坑回填、盾构到达、后续施工；

所述端头加固是采用三重管高压旋喷桩，利用钻机把带有喷嘴的注浆管，钻入土层的预定位置，然后将浆液以高压流的形式从喷嘴里射出，冲击破坏土体，高压流切割搅碎的土层，呈颗粒分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液搅拌混合，喷浆管不断以360°回转提升，随着浆液的凝固，组成具有一定的强度和抗渗能力作用的加固体；

所述端头冻结施工工艺包括施工准备、钻孔施工、冻结站安装、监测系统安装及冻结器安装、积极冻结与维护冻结、槽壁破除、冻结管回填；

所述洞门凿除按照自上而下的凿除顺序，先将外排主筋全部割除，然后凿除外侧地下连续墙，凿除过程中，严格遵守施工规范和交底，发现洞门渗水现象立刻停止凿除进行处理；保证预留洞门净空不小于Φ7200，宜大不宜小，确保盾构穿越时不擦挂主体结构；

所述基坑回填是在洞门凿除完成后，使用预先配置好的塑性混凝土对基坑进行回填，回填高度以超过洞门顶2m为标准；回填塑性混凝土达到一定强度后，基坑内即可回灌水至地下水位标高处，至此盾构机到达前准备工作全部完成；

所述盾构到达步骤需对盾构到达施工参数进行设定，包括水土压力的设定、掘进姿态的控制、掘进速度设定、同步注浆控制；

所述后续施工是待盾构机到达后，洞内进行二次注浆，进行封堵管片与风井结构之间的空隙；二次注浆的范围为洞门内10环，待二次注浆完全封堵注管片与结构之间的空隙，开始后续施工，包括二次开挖回填物、进行盾构拆机、施工洞门；若在后续施工过程中，出现漏水，需再次补注，直至不再漏水为止。

如上所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：所述端头加固施工工艺流程包括下述步骤：

（1）定位放线，按设计要求放线定孔位，孔位偏差≤50mm，并准确测量孔口地面高程；

（2）钻孔：采用旋转式钻机钻进，钻进过程中，必须保证钻孔的垂直度；

（3）下喷射管：采用高喷台车移至孔口，应先进行地面试喷以调整喷射压力，下喷射管至设计喷射深度；

（4）制浆：选用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1：1，根据每根桩的灰浆用量制作并充分搅拌，搅拌时间少于3分钟的不得使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生堵塞；抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌；

（5）喷射提升：喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的浆液，待浆液冒出孔口后，即按要求的提升速度、旋转速度，自下而上开始喷射、旋转、提升，到设计的终喷高度停喷，并提出喷射管；

（6）回灌：喷射灌浆结束后，利用水泥浆进行回灌，直到孔内浆液面不下沉为止；

（7）冲洗：喷射结束后，应及时将管道冲洗干净，以防堵塞。

如上所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：所述端头冻结施工工艺具体包括下述步骤：

（1）施工准备：由于钻孔施工均在地面作业，场地需能够满足冻结站布置及打孔需求；冻结施工用电由工地配电房直接供给；

（2）钻孔施工：包括对冻结管、测温孔管、供液管、盐水干管和集配液圈和冷却水管规格进行选型；对钻机选型；布置冻结孔，冻结孔间距1m，设置2排，排距1m，第一排距离围护结构0.5m，孔深至洞门底部以下4m，两侧冻结体保证距洞门侧边不小于3m，孔位偏差不应大于50mm，冻结管规格φ127×5mm，钻孔实际深度比设计大0.5m；采用盐水或液氮冻结；冻结孔开孔选用φ127跟进钻孔；

（3）冻结站安装：冻结站设计选用W-YSLGF600Ⅱ型螺杆机组三台套，冻结站布置在一侧，3台机组并联安装，相互备用；站内设备主要包括电柜、冷冻机、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及清水池；

（4）监测系统安装及冻结器安装：管路连接、保温及测试仪表安装：盐水和冷却水管路用法兰连接，管路应固定牢固；去、回路盐水管路和冷却水循环管路上安装压力表、温度计、流量计、控制阀；盐水管路采用聚苯乙烯泡沫塑料保温，保温层外面用塑料薄膜包扎；

（5）积极冻结与维护冻结：冻结过程中要不间断检测去、回路盐水温度，盐水流量、冻结壁扩展情况，必要时调节冻结系统运行参数；在积极冻结中，要根据温度数据判断冻结壁是否交圈和达到设计厚度，根据冻结帷幕稳定性进入维护冻结，但盐水温度不能高于-18℃；

（6）槽壁破除：冻结30天后根据计算确定交圈后，槽壁破除前先在洞门上有分布的打若干探孔，以判断冻土与槽壁的胶结情况；探孔深度应进入素混凝土挡墙内10～15cm，然后，采用高精度的温度计或测温仪进行量测，要求各探孔实测温度必须低于-2℃，当通过探孔实测温度与水平测温孔实测温度判断冻土墙与槽壁完全可靠胶结方能够全部破壁；

（7）冻结管回填：待洞门破除完成后，对冻结管拔除并注浆封堵，必要时采取多次少量方式进行封堵回填，以保证盾构通过时不会通过冻结孔产生压力泄露波动的情况；

如上所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：步骤（2）中冻结管选用φ127×5mm，20#低碳钢无缝钢管，管箍加手工电弧焊焊接；测温孔管选用φ45×3.5mm，无缝钢管；供液管选用φ45×3.5mm，无缝钢管，采用焊接连接；盐水干管和集配液圈选用φ219×6mm，无缝钢管；冷却水管选用φ133×4.5mm，无缝钢管。

如上所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：步骤（2）中钻机选用钻孔能力较强的YGL-100型潜孔锤钻机2台施工，电机功率75KW/台；泥浆循环选用BW-850/50型泥浆泵4台，电机功率55KW/台；套管测斜使用灯光测斜，必要时采用JDT-5型陀螺测斜仪测斜以保证钻孔垂直精度。

如上所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：所述水土压力的设定采取的方法是：根据端头地层地质情况及地下水位标高计算出洞门圈顶部的水土压力，根据此压力来推算基坑内的回填及灌水高度，并在盾构机上设定气压仓的压力。

如上所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：所述掘进姿态的控制采取的措施是：在盾构到达前，由测量组复核盾构掘进姿态，确保盾构掘进姿态的正确无误；盾构到达时，掘进姿态水平、垂直偏差控制在±5mm以内；盾构穿越风井时，由于风井处在半径为350m的圆曲线上，盾构穿越风井前需对水平姿态提前采取预偏，避免盾构机在回填混凝土内无法按设计路线掘进，进而无法穿越对策洞门；水平偏差向转弯方向预偏15mm，控制在+20-+15以内，垂直偏差控制在±5mm以内。

如上所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：所述掘进速度设定采取的措施是：在端头加固区及回填混凝土内掘进，必须严格控制盾构掘进速度；从正常地层进入加固区或从加固区进入正常地层时，盾构掘进速度控制在10mm/min-15mm/min以内；在加固区和回填混凝土内掘进速度控制在15mm/min-20mm/min以内。

如上所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：所述同步注浆控制所采取的措施是：在盾构水下到达的施工作业过程中，必须严格控制同步注浆质量，封堵管片与主体结构之间的孔隙；注浆质量采取压力和注浆量双重控制，注浆压力大于地层水土压力1.2倍，注浆量为管片与结构之间空隙的1.5-2.1倍。

本发明的有益效果是：泥水盾构水下到达（过站）施工工法具有安全可靠、对地表影响很小、整个盾构到达（过站）时间显著减少、管片拼装质量好等特点。

（1）安全可靠，风险小：采用水下到达（过站）时，到达（过站）基坑内进行回填是以水土压力平衡设计的原则为依据，充分保证了外部水土压力和到达（过站）基坑内的压力平衡，不会发生涌水涌砂等事故；对于到达（过站）端头无须采用降水等辅助措施，能充分保证端头地表的稳定性，不会造成地表在盾构穿越时的沉降加剧，充分保证建筑物和管线的安全；对端头进行小范围的地表加固及冷冻，有效地保证了洞门凿除的安全性，以及开挖基坑内回填物时洞门圈的稳定性。

（2）盾构到达（过站）时间短：在前期准备工作完成后，盾构机直接掘进穿越端头加固区，穿越洞门后直接掘进回填物，到达指定位置，以盾构机常规长度10m左右计算，正常情况下掘进12小时内盾构机即到达指定位置停机，完成盾构到达；该工法盾构一次性通过风井，无需采用常规的空推过站方式，不必再进行二次始发，缩短工期约10天。

（3）管片拼装质量提高：盾构机刀盘抵拢洞门后，因水下到达（过站）井内已回填并且灌水加压，井内外水土压力基本平衡，因此在到达（过站）过程中，盾构机推力变化较小，能充分保证洞门附近管片拼装的环缝防水质量，有效防止了洞门圈附近管片错台现象的发生。

附图说明

图1是本发明的泥水盾构水下到达施工工法原理示意图。

图2是本发明的端头旋喷加固施工工艺流程图。

图3是本发明的端头冻结施工工艺流程图。

图4是本发明的冻结孔布置图。

图5是本发明的基坑回填示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

如图1所示，为本发明的盾构水下到达施工原理示意图。在盾构接收井或待穿越基坑底部回填塑性混凝土至洞门上部一定高度，然后上部灌水至地下水位高度，以平衡竖井内外的水土压力，避免盾构到达（穿越）过程中洞门圈由于未注浆封闭出现涌水、涌砂等事故，从而安全的完成盾构到达（过站）。

本发明的泥水盾构水下到达施工工法，其施工工艺流程是：端头加固→端头冻结→洞门凿除→基坑回填→盾构到达（过站）→后续施工。

下面以某地越江隧道工程实际施工情况为例，详细介绍本发明的泥水盾构水下到达施工工法具体施工步骤。

端头加固

在某地越江隧道水下到达（过站）施工中，因在端头加固完成后，洞门凿除前辅助进行了端头冻结施工，以保证洞门凿除过程中的土体稳定及防水效果，所以端头加固的主要目的是保证盾构在穿越加固体的过程中保证端头土体的稳定以及在盾构到达（过站）后，开挖基坑内回填物时洞门圈的稳定性。因此端头加固的重要性稍微削弱，在某地越江隧道盾构机到达时右线隧道端头加固长度仅3m。

端头加固采用三重管高压旋喷桩，其原理是利用钻机把带有喷嘴的注浆管，钻入土层的预定位置，然后将浆液以高压流的形式从喷嘴里射出，冲击破坏土体，高压流切割搅碎的土层，呈颗粒分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液搅拌混合，喷浆管不断以360°回转提升，随着浆液的凝固，组成具有一定的强度和抗渗能力作用的加固体。

1.1端头旋喷加固施工工艺流程

如图2所示，是本发明的端头旋喷加固施工工艺流程图。

（1）定位放线

按设计要求放线定孔位，孔位偏差≤50mm，并准确测量孔口地面高程。

（2）钻孔

采用旋转式钻机钻进，钻进过程中，须随时注意观察钻机的工作情况，并且必须保证钻孔的垂直度。

（3）下喷射管

将高喷台车移至孔口，先进行地面试喷以调整喷射压力。为防止水嘴和气嘴堵塞，下管前可用胶布包扎。下喷射管至设计喷射深度。    

（4）制浆

选用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1：1，根据每根桩的灰浆用量制作并充分搅拌，搅拌时间少于3分钟的不得使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生堵塞；抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。

（5）喷射提升

喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的浆液。待浆液冒出孔口后，即按要求的提升速度、旋转速度，自下而上开始喷射、旋转、提升，到设计的终喷高度停喷，并提出喷射管。

（6）回灌：

喷射灌浆结束后，利用水泥浆进行回灌 ，直到孔内浆液面不下沉为止。

（7）冲洗：

喷射结束后，应及时将管道冲洗干净，以防堵塞。

1.2旋喷主要参数控制

端头加固旋喷桩施工主要施工参数如表1.1。

表1 旋喷施工参数表

项目

喷嘴直径（mm）

旋转速度（r/min）

提升速度（mm/min）

浆液流量（L/min）

水压（Mpa）

浆压（Mpa）

气压（Mpa）

施工参数

2.0

20

110～200

60～120

38

0.3～1

0.5～0.7

2端头冻结

2.1端头冻结施工工艺流程

端头冻结施工工艺流程见图3。

2.2施工准备

（1）由于钻孔施工均在地面作业，场地能够满足冻结站布置及打孔需求。

（2）冻结施工用电由工地配电房直接供给。

2.3钻孔施工

（1）冻结管、测温孔管、供液管、盐水干管和集配液圈和冷却水管规格

冻结管选用φ127×5mm，20#低碳钢无缝钢管,管箍加手工电弧焊焊接。测温孔管选用φ45×3.5mm，无缝钢管。供液管选用φ45×3.5mm，无缝钢管，采用焊接连接。盐水干管和集配液圈选用φ219×6mm，无缝钢管。冷却水管选用φ133×4.5mm，无缝钢管。

（2）钻机选型

选用钻孔能力较强的YGL-100型潜孔锤钻机2台施工，电机功率75KW/台；泥浆循环选用BW-850/50型泥浆泵4台，电机功率55KW/台。套管测斜使用灯光测斜，必要时采用JDT-5型陀螺测斜仪测斜以保证钻孔垂直精度。

（3）冻结孔质量要求

按照冻结孔布置图（图4）布置冻结孔，冻结孔间距1m，设置2排，排距1m，第一排距离围护结构0.5m，孔深至洞门底部以下4m，两侧冻结体保证距洞门侧边不小于3m，孔位偏差不应大于50mm，冻结管规格φ127×5mm，钻孔实际深度比设计大0.5m。

施工中考虑常规施工手段和成本因素，多采用盐水冻结，若考虑工期因素，可采用液氮。

（4）冻结孔开孔

冻结孔开孔直接选用φ127跟进钻孔。

（5）冻结孔钻孔及冻结站安装

①按冻结孔方位固定钻机，冻结管丝扣补焊，冻结孔下方到位后上丝堵密封头部。

②为保证钻机准度，要不断调整钻机位置。

③冻结管下入孔内管前应先配管，保证冻结管同心度。

④冻结管下方完成后对地面空隙进行封堵。

2.4冻结站安装

冻结站设计选用W-YSLGF600Ⅱ型螺杆机组三台套，冻结站布置在一侧，3台机组并联安装，可相互备用。

（1）冻结站布置及设备安装

站内设备主要包括电柜、冷冻机、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及清水池等。

2.5监测系统安装及冻结器安装

管路连接、保温及测试仪表安装：

盐水和冷却水管路用法兰连接，管路应固定牢固。去、回路盐水管路和冷却水循环管路上安装压力表、温度计、流量计、控制阀。盐水管路采用聚苯乙烯泡沫塑料保温，保温层外面用塑料薄膜包扎。

2.6积极冻结与维护冻结

（1）冻结过程中要不间断检测去、回路盐水温度，盐水流量、冻结壁扩展情况，必要时调节冻结系统运行参数。

（2）在积极冻结中，要根据温度数据判断冻结壁是否交圈和达到设计厚度，根据冻结帷幕稳定性可进入维护冻结，但盐水温度不能高于-18℃。

2.7槽壁破除

冻结30天后根据计算确定交圈后，槽壁破除前先在洞门上有分布的打若干探孔，以判断冻土与槽壁的胶结情况。探孔深度应进入素混凝土挡墙内10～15cm。然后，采用高精度的温度计或测温仪进行量测，要求各探孔实测温度必须低于-2℃。当通过探孔实测温度与水平测温孔实测温度判断冻土墙与槽壁完全可靠胶结方可全部破壁。 

2.8冻结管回填

待洞门破除完成后，对冻结管拔除并注浆封堵，必要时采取多次少量方式进行封堵回填，以保证盾构通过时不会通过冻结孔产生压力泄露波动的情况。

洞门凿除

按照自上而下的凿除顺序，先将外排主筋全部割除，然后凿除外侧地下连续墙，凿除过程中，严格遵守施工规范和交底，发现洞门渗水现象立刻停止凿除进行处理。保证预留洞门净空不小于Φ7200，宜大不宜小，确保盾构穿越时不擦挂主体结构。

基坑回填

洞门凿除完成后，使用预先配置好的塑性混凝土对基坑进行回填，回填高度以超过洞门顶2m为标准。回填塑性混凝土达到一定强度后，基坑内即可回灌水至地下水位标高处，至此盾构机到达（过站）前准备工作全部完成。

基坑回填示意图见图5。

塑性混凝土的配制，由工地试验室根据某地越江隧道工程实际情况进行配比：

（1）根据某地越江隧道工程2台盾构机的刀具配置，必须保证回填料的易切削性，调制混凝土强度为C10；

（2）考虑回填混凝土的特性需求，在盾构机切削掘进过程中，为保证前方压力的稳定，必须保证回填物具有良好的延展性，以保证在轻度变形下不产生裂隙导致漏气漏浆，需加入适量的膨润土。

塑性混凝土配合比见表2：

表2 塑性混凝土配合比

项目	水泥（Kg）	砂（Kg）	Ⅱ级粉煤灰（Kg）	膨润土（Kg）	水（Kg）	WLH-131聚羧酸高效减水剂（Kg）
							配比	180	1450	100	120	280	5.5

5泥水盾构水下到达施工参数设定

（1）水土压力的设定

根据端头地层地质情况及地下水位标高计算出洞门圈顶部的水土压力，根据此压力来推算基坑内的回填及灌水高度，并在盾构机上设定气压仓的压力。压力设定不宜过高也不宜偏低。压力设置过高，由于回填混凝土厚度较小，宜发生冒顶。若压力偏低，则无法平衡端头水土压力，造成端头地层水土涌进泥水仓内，进而造成端头沉降。

（2）掘进姿态的控制

在盾构到达（过站）前，由测量组复核盾构掘进姿态，确保盾构掘进姿态的正确无误。盾构到达时，掘进姿态水平、垂直偏差控制在±5mm以内；盾构穿越风井时，由于风井处在半径为350m的圆曲线上，盾构穿越风井前需对水平姿态提前采取预偏，避免盾构机在回填混凝土内无法按设计路线掘进，进而无法穿越对策洞门。水平偏差向转弯方向预偏15mm，控制在+20-+15以内，垂直偏差控制在±5mm以内。

（3）掘进速度

在端头加固区及回填混凝土内掘进，必须严格控制盾构掘进速度。从正常地层进入加固区或从加固区进入正常地层时，盾构掘进速度控制在10mm/min-15mm/min以内。若速度较高，易造成加固地层大块掉落，进而堵塞盾构出浆管路。在加固区和回填混凝土内掘进速度控制在15mm/min-20mm/min以内。

（4）同步注浆

在盾构水下到达（过站）的施工作业过程中，必须严格控制同步注浆质量，封堵管片与主体结构之间的孔隙。注浆质量采取压力和注浆量双重控制，注浆压力大于地层水土压力1.2倍，注浆量为管片与结构之间空隙的1.5-2.1倍。

后续施工

待盾构机到达（过站）后，洞内进行二次注浆，进行封堵管片与车站（风井）结构之间的空隙。二次注浆的范围为洞门内10环，待二次注浆完全封堵注管片与结构之间的空隙，开始后续施工（二次开挖回填物、进行盾构拆机、施工洞门等）。若在后续施工过程中，出现漏水，需再次补注，直至不再漏水为止。

材料与设备

机械设备、工具、材料包括旋喷设备，冷冻设备、盾构掘进设备以及各个施工作业所需的专业工具，并根据作业内容准备需更换配件。设备机具配备详见表3。

表3 设备机具配备表

效益分析

1．社会效益

本工法施工，可大量减少端头施工场地的占用，并且能充分保证端头建筑物和管线的安全，消除了对城市交通的严重影响，施工产生的振动、噪音、粉尘等公害也得到了最大限度的降低。为以后城市地下工程在类似情况下的规划建设提供了可靠的决策依据和技术指标，新颖的工法技术将促进城市地下工程施工技术进步，社会效益和环境效益明显。

2．经济效益

泥水盾构施工中，如采用水下到达（过站）施工工法，工程的地面施工场地占地小，场地易于布置、工程进度快、对地面干扰因素少、有利于文明施工、各种资源能较好地利用，能确保周围既有建（构）筑物完好无损，确保居民生命、财产安全，避免线路绕行和居民临时迁移，节约了大量工程拆迁、地面场地占用等费用，同时在采用本工法时由于增加了冻结工程，增加了工程部分直接费用，但综合进行评估，由于其在可大量减少端头加固工程量以及盾构机在丰水地区的到达降水的成本，因此在施工进度、材料消耗、机械零部件消耗、水电消耗等作业上成本较低，总体来看，该工法在施工过程中略微增大了投资，但综合工程拆迁、管线改移及场地占用等方面来看，具有较大的经济效益。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于，所述施工工法的主要工艺流程是：端头加固、端头冻结、洞门凿除、基坑回填、盾构到达、后续施工；

所述端头加固是采用三重管高压旋喷桩，利用钻机把带有喷嘴的注浆管，钻入土层的预定位置，然后将浆液以高压流的形式从喷嘴里射出，冲击破坏土体，高压流切割搅碎的土层，呈颗粒分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液搅拌混合，喷浆管不断以360°回转提升，随着浆液的凝固，组成具有一定的强度和抗渗能力作用的加固体；

所述端头冻结施工工艺包括施工准备、钻孔施工、冻结站安装、监测系统安装及冻结器安装、积极冻结与维护冻结、槽壁破除、冻结管回填；

所述洞门凿除按照自上而下的凿除顺序，先将外排主筋全部割除，然后凿除外侧地下连续墙，凿除过程中，严格遵守施工规范和交底，发现洞门渗水现象立刻停止凿除进行处理；保证预留洞门净空不小于Φ7200，宜大不宜小，确保盾构穿越时不擦挂主体结构；

所述基坑回填是在洞门凿除完成后，使用预先配置好的塑性混凝土对基坑进行回填，回填高度以超过洞门顶2m为标准；回填塑性混凝土达到一定强度后，基坑内即可回灌水至地下水位标高处，至此盾构机到达前准备工作全部完成；

所述盾构到达步骤需对盾构到达施工参数进行设定，包括水土压力的设定、掘进姿态的控制、掘进速度设定、同步注浆控制；

所述后续施工是待盾构机到达后，洞内进行二次注浆，进行封堵管片与风井结构之间的空隙；二次注浆的范围为洞门内10环，待二次注浆完全封堵注管片与结构之间的空隙，开始后续施工，包括二次开挖回填物、进行盾构拆机、施工洞门；若在后续施工过程中，出现漏水，需再次补注，直至不再漏水为止。

2.根据权利要求1所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：所述端头加固施工工艺流程包括下述步骤：

（1）定位放线，按设计要求放线定孔位，孔位偏差≤50mm，并准确测量孔口地面高程；

（2）钻孔：采用旋转式钻机钻进，钻进过程中，必须保证钻孔的垂直度；

（3）下喷射管：采用高喷台车移至孔口，应先进行地面试喷以调整喷射压力，下喷射管至设计喷射深度；

（4）制浆：选用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1：1，根据每根桩的灰浆用量制作并充分搅拌，搅拌时间少于3分钟的不得使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生堵塞；抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌；

（5）喷射提升：喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的浆液，待浆液冒出孔口后，即按要求的提升速度、旋转速度，自下而上开始喷射、旋转、提升，到设计的终喷高度停喷，并提出喷射管；

（6）回灌：喷射灌浆结束后，利用水泥浆进行回灌，直到孔内浆液面不下沉为止；

（7）冲洗：喷射结束后，应及时将管道冲洗干净，以防堵塞。

3.根据权利要求1所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：所述端头冻结施工工艺具体包括下述步骤：

（1）施工准备：由于钻孔施工均在地面作业，场地需能够满足冻结站布置及打孔需求；冻结施工用电由工地配电房直接供给；

（2）钻孔施工：包括对冻结管、测温孔管、供液管、盐水干管和集配液圈和冷却水管规格进行选型；对钻机选型；布置冻结孔，冻结孔间距1m，设置2排，排距1m，第一排距离围护结构0.5m，孔深至洞门底部以下4m，两侧冻结体保证距洞门侧边不小于3m，孔位偏差不应大于50mm，冻结管规格φ127×5mm，钻孔实际深度比设计大0.5m；采用盐水或液氮冻结；冻结孔开孔选用φ127跟进钻孔；

（3）冻结站安装：冻结站设计选用W-YSLGF600Ⅱ型螺杆机组三台套，冻结站布置在一侧，3台机组并联安装，相互备用；站内设备主要包括电柜、冷冻机、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及清水池；

（4）监测系统安装及冻结器安装：管路连接、保温及测试仪表安装：盐水和冷却水管路用法兰连接，管路应固定牢固；去、回路盐水管路和冷却水循环管路上安装压力表、温度计、流量计、控制阀；盐水管路采用聚苯乙烯泡沫塑料保温，保温层外面用塑料薄膜包扎；

（5）积极冻结与维护冻结：冻结过程中要不间断检测去、回路盐水温度，盐水流量、冻结壁扩展情况，必要时调节冻结系统运行参数；在积极冻结中，要根据温度数据判断冻结壁是否交圈和达到设计厚度，根据冻结帷幕稳定性进入维护冻结，但盐水温度不能高于-18℃；

（6）槽壁破除：冻结30天后根据计算确定交圈后，槽壁破除前先在洞门上有分布的打若干探孔，以判断冻土与槽壁的胶结情况；探孔深度应进入素混凝土挡墙内10～15cm，然后，采用高精度的温度计或测温仪进行量测，要求各探孔实测温度必须低于-2℃，当通过探孔实测温度与水平测温孔实测温度判断冻土墙与槽壁完全可靠胶结方能够全部破壁；

（7）冻结管回填：待洞门破除完成后，对冻结管拔除并注浆封堵，必要时采取多次少量方式进行封堵回填，以保证盾构通过时不会通过冻结孔产生压力泄露波动的情况。

4.根据权利要求3所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：步骤（2）中冻结管选用φ127×5mm，20#低碳钢无缝钢管，管箍加手工电弧焊焊接；测温孔管选用φ45×3.5mm，无缝钢管；供液管选用φ45×3.5mm，无缝钢管，采用焊接连接；盐水干管和集配液圈选用φ219×6mm，无缝钢管；冷却水管选用φ133×4.5mm，无缝钢管。

5.根据权利要求3所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：步骤（2）中钻机选用钻孔能力较强的YGL-100型潜孔锤钻机2台施工，电机功率75KW/台；泥浆循环选用BW-850/50型泥浆泵4台，电机功率55KW/台；套管测斜使用灯光测斜，必要时采用JDT-5型陀螺测斜仪测斜以保证钻孔垂直精度。

6.根据权利要求1所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：所述水土压力的设定采取的方法是：根据端头地层地质情况及地下水位标高计算出洞门圈顶部的水土压力，根据此压力来推算基坑内的回填及灌水高度，并在盾构机上设定气压仓的压力。

7.根据权利要求1所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：所述掘进姿态的控制采取的措施是：在盾构到达前，由测量组复核盾构掘进姿态，确保盾构掘进姿态的正确无误；盾构到达时，掘进姿态水平、垂直偏差控制在±5mm以内；盾构穿越风井时，由于风井处在半径为350m的圆曲线上，盾构穿越风井前需对水平姿态提前采取预偏，避免盾构机在回填混凝土内无法按设计路线掘进，进而无法穿越对策洞门；水平偏差向转弯方向预偏15mm，控制在+20-+15以内，垂直偏差控制在±5mm以内。

8.根据权利要求1所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：所述掘进速度设定采取的措施是：在端头加固区及回填混凝土内掘进，必须严格控制盾构掘进速度；从正常地层进入加固区或从加固区进入正常地层时，盾构掘进速度控制在10mm/min-15mm/min以内；在加固区和回填混凝土内掘进速度控制在15mm/min-20mm/min以内。

9.根据权利要求1所述的泥水盾构水下到达施工工法，其特征在于：所述同步注浆控制所采取的措施是：在盾构水下到达的施工作业过程中，必须严格控制同步注浆质量，封堵管片与主体结构之间的孔隙；注浆质量采取压力和注浆量双重控制，注浆压力大于地层水土压力1.2倍，注浆量为管片与结构之间空隙的1.5-2.1倍。

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