苏州轨道交通四号线IV-TS-04标 盾构下穿火车站站场专项施工方案
可行性进行评审，待评审通过后，做为指导施工的技术性文件。
在盾构机通过该区域过程中，向铁路相关部门申请，邀请铁路专业人员及时检查铁路线路轨距、方向、水平、高低等几何姿态，判断盾构隧道影响范围内的铁路是否完好。与监测单位及时沟通，保证盾构监测数据实时可靠。
结合其他项目成功穿越铁路的经验，通过对试验段的数据进行分析，制定合理的掘进参数指导后序盾构施工，保证盾构顺利安全通过站场。
穿越期间要保证盾构机附属设备完好，匀速、连续施工，尽量减少对土层的扰动，以达到最小沉降。
穿越火车站站场期间成立一个注浆班，对沉降区域进行二次注浆，保证穿越期间施工连续性，并且不影响施工进度。 6.2.1.2物资设备准备
对盾构及后配套设备进行一次全面、细致的检修。对存在故障隐患的部位及时排除。特别是对注浆管路进行清洗疏通，避免输送管在盾构下穿站场时堵塞，导致浆液供应中断，从而造成盾构机停机，同时对盾尾密封系统进行检测，确保下穿站场时不发生漏浆现象，从而保证注浆量。
检修前制定详细的设备检修计划，并安排经验丰富的机修人员对设备进行彻底的检修，确保盾构过铁路施工中所有设备均处在最佳工作状态。
加强材料的供应量，对一些常有材料加强管理力度，保证盾构机在穿越站场期间不因材料问题影响盾构顺利掘进。 6.2.1.3人员准备
盾构掘进至站场附近时，加强人员的管理力度，重视强化作业层作用。由于盾构施工的特殊性，每台盾构机都配有相应的作业人员，作业人员掌握了盾构施工技能，对项目质量、进度等有很大的影响，对于关键岗位人员，穿越火车站站场阶段禁止请假，保证盾构掘进安全顺利。 6.2.1.4应急准备
为保证盾构掘进顺利安全，我项目成立下穿施工应急领导小组，采取项目领导值班制，加强现场指挥协调。
做好应急物资的采购、储备和保管工作，保证各种设备到位，包括双液、单液注浆设备各两套，提前准备二次注浆设备以及注浆材料。
苏州轨道交通四号线IV-TS-04标 盾构下穿火车站站场专项施工方案
在进入铁路群前，组织人员进行一次应急演练，邀请铁路部门和参建各方加入演练队伍，保证出现险情时，各部门人员到位。 6.2.2主要施工参数设定 6.2.2.1掘进模式选择
根据火车站站场区域的工程地质条件，采用土压平衡模式进行隧道掘进。该模式的工作原理就是盾构机在土压平衡状态（作业面水土压力与土仓中的泥土压力平衡）下进行隧道掘进。刀盘开挖下来的碴土充填满泥土仓，并被装在切削刀盘后面及隔板上的搅拌臂强制搅拌，借助盾构推进油缸的推力通过隔板进行加压，产生泥土压，这一压力作用于整个作业面，使作业面稳定，刀盘切削下来的碴土量与螺旋输送机向外输送量相平衡，维持泥土仓内压力稳定在预定的范围内。
在盾构通过火车站站场过程中采用匀速、连续、均衡施工。掘进过程中始终保证土仓压力与作业面水土压力的动态平衡，同时利用螺旋输送机进行与盾构推进量相应的排土作业，掘进过程中始终维持开挖土量与排土量的平衡，以保持正面土体稳定。
另外，做好掘进、拼装等各工序的衔接以及盾构队作业班的交接工作，尽量减少非工作时间。在掘进过程中，各关键岗位(盾构司机、管片拼装工、电瓶车司机、龙门吊司机)选用有丰富施工经验的人员，定岗定人。在施工过程中加强对机械设备的维修保养，尽量保证不因机械故障而停机，保证盾构机连续掘进。
6.2.2.2土压力设定
盾构在穿越火车站站场过程中需下穿火车站北广场地下空间、下沉广场、火车站南广场地下空间、北环快速路隧道等地下构筑物。下穿施工中需根据不同的地段选择不同的土压平衡模式，掘进过程中始终保证土仓压力与作业面水土压力的动态平衡。
土压力计算公式如下： P?K0?Hi?i?Q?whw
式中K0为静止土压力系数，一般通过试验确定，无试验资料时，可按参考
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值选取；粘性土取0.5～0.7。?为土的有效重度，单位KN/m3，H为计算点土层厚度。Q为渗透系数粘性土取0.3～0.5，?w为水的容重，h为水位深度。
w本工程计算取渗透系数Q为0.4，
根据北广场地下空间及下沉广场、南站房站场既有线及南广场地下空间各个工程节点的土层参数及隧道埋深的具体情况，计算四个工点的土仓压力。考虑到土质渗透系数较小，采用水土合算方法进行计算：
P0?K0?H
取静止土压力系数K0=0.6。
火车站北广场地下空间隧道隧顶埋深为17.9m，此段土仓压力为：
P0?0.6?(19.4?2?19.9?2.5?19.3?1.7?19.7?3.6?19.4?3.8?19.1?7.4)
?244.404kN/m2 =0.24MPa；
北下沉广场隧道隧顶埋深为19.7m，此段土仓压力为：
P0?0.6?(19.4?2?19.9?2.5?19.3?1.7?19.7?3.6?19.4?3.8?19.1?9.2)
?265.032kN/m2 =0.27MPa；
南站房站场既有线隧道隧顶埋深为19m，此段土仓压力为：
P0?0.6?(19.4?2?19.3?4.8?19.1?2?19.4?3?19.1?6?20.3?4.3)
?257.838kN/m2
=0.26MPa；
火车站南广场地下空间隧道隧顶埋深为21.5m，此段土仓压力为：
P0?0.6?(19.4?2.6?19.9?2.3?19.3?4.6?19.1?1.8?19.4?1.4?19.1?8?20.3?3.9)
?287.1kN/m2
=0.29MPa；
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在实际施工中，一般取1.1～1.2倍的静止土压力，因此土仓压力设定在0.26MPa～0.32MPa之间。在本工程实施过程中，根据实际情况和出土量及监测数据，土压力设定值可作适当的动态调整调整。 6.2.2.3出土量控制
盾构施工每环理论出土量计算公式为：
S=π/4×D×L
其中：D—盾构开挖外径（m） L—管片长度（m）
故本工程出土量S=3.14×6.41×1.2/4=38.72m
2
3
2
盾构掘进出土量控制在理论出土量的99%～100%之间，即38.34m～38.72 m之间。3 3
根据以往其他区间下穿铁路的成功经验，出土量严格控制在38m3左右。盾构施工过程中一旦有超挖现象，必须对该区段进行处理，包括二次补浆、地面注浆加固等措施。 现场安排值班人员每天对出土量进行统计，按照出土渣斗体积进行现场量测，在渣斗上标记出土量控制线，严禁出土超线。 6.2.2.4同步注浆 盾构施工根据刀盘开挖直径和管片外径计算出每环理论施工空隙量，如图6.2-1所示。 盾尾注浆管 盾尾 浆液注入范围 图6.2-1 同步注浆示意图 空隙量计算公式为： 苏州轨道交通四号线IV-TS-04标 盾构下穿火车站站场专项施工方案
Q=π/4×L×（D-d2）
其中：D—盾构开挖外径（m） d—管片外径（m） L—管片长度（m）
故本工程计算建筑空隙量Q=（6.412-6.22）×3.14×1.2/4=2.50m3 计算每环建筑空隙量为2.50m3，因本工程盾构施工地层中以④2粉砂或粉层和⑤1粉质粘土层为主，同时依据我公司在苏州及类似地层的施工经验，实际注浆量取值为理论方量的200%～240%，即5.0m3～6.0m/环。注浆量的最终确定要视注浆压力、隧道稳定情况以及地面沉降情况而定，以上数值仅为经验值。在穿越地段掘进施工要加强地面沉降隆起监测，及时分析数据，调整盾构机掘进参数和注浆压力。
根据苏州2号线盾构施工经验，同步注浆浆液拟采用下表所示的准厚浆浆液配比。在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边环境等，通过现场试验优化确定。同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标：
表6.2-1 同步注浆准厚浆浆液配合比
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序号 体积 1m3 消石灰粉煤灰膨润土黄砂水（Kg） （Kg） （Kg） （Kg） （Kg） 60 45 70 53 400 300 300 225 70 53 67 50 800 600 930 700 400 300 400 300 减水剂（Kg） 2 1.5 3 2.3 A 0.75m3 1m3 B 0.75m3 如上表所示，浆液分A型、B型两种配比，A型为正常段掘进注浆配比，B型为盾构始发段及接收段注浆配比。注浆量统计以人工计量为主，同步注浆系统为辅的办法予以控制，安排专人进行同步注浆量和浆液拌合质量的监督工作，并做好计量记录备查。 6.2.3 试验段掘进与参数调整
通过试验段的掘进，调整好机械设备和后配台车、地面站场的配合一致性，确保盾构施工的安全性和连续性，并熟悉该段地质情况。按照设定的施工