南宁市轨道交通一号线一期工程 盾构下穿竹排冲安全专项施工方案
⑵同步注浆主要技术参数 ①注浆压力
注浆压力略大于该地层位置的静止水土压力，同时避免浆液进入盾构机的土仓中。 最初的注浆压力是根据理论的静止水土压力确定的，在实际掘进中将不断优化。注浆压力取1.1～1.2倍的静止水土压力，上部注浆管的注浆压力最大不超过0.2Mpa，防止浆液击穿淤泥层。
由于从盾尾圆周上的四个点同时注浆，考虑到水土压力的差别和防止管片大幅度下沉和浮起的需要，各点的注浆压力将不同，并保持合适的压差，以达到最佳效果。
特别注意侧穿竹排冲桥桩和下穿河底时，注浆压力必须按照低压、足量的原则，上部孔位注浆压力控制在0.2Mpa，下部压力控制在0.3Mpa。
②注浆量
根据刀盘开挖直径和管片外径，可以按下式计算出一环管片的注浆量。 V=π/4×K×L×（D12-D22）式中：
V一环注浆量（m3）；L—环宽（m）；D1—开挖直径（m）；D2—管片外径（m）；K—考虑盾构下穿竹排冲施工中地层的粉细砂渗透系数较大，扩散系数应取较高值，实际注浆量取值为理论方量的1.5倍。
代入相关数据，可得：
V=π/4×1.5×1.5×（39.44-36）=6m3/环
具体注浆量的最终确定要视试验段的注浆压力、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。
③注浆时间和速度
同步注浆时必须要做到“掘进、注浆同步，不注浆、不掘进”，在同步注浆压力和注浆量方面进行双控，做到适时、足量。具体注浆参数还需通过地面沉降信息反馈来确定。
④注浆结束标准及注浆效果检查
19
南宁市轨道交通一号线一期工程 盾构下穿竹排冲安全专项施工方案
采用注浆压力和注浆量双指标控制标准，即当注浆压力达到设定值，注浆量达到设计值时，即可认为达到了质量要求。对未满足要求的部位，进行补充注浆。
⑤在河底段掘进时，同步注浆压力泵压力值计算机设定上限，避免同步注浆压力过大造成河底击穿，导致涌水的发生。
5.5掘进速度
盾构隧道下穿竹排冲段隧道穿越洞身范围为粉细砂、圆砾，根据南~金区间穿越此类地层的经验推进速度为：20～30mm/min，日均进尺6～7.5m。为保证下穿竹排冲施工的安全，穿越期间的推进速度控制在20～30mm/min，预计日均进尺6～7.5m，保持连续均衡的掘进。以上掘进速度是经验参数，具体以试验段的参数为调整依据，最主要的是保持盾构不间断、匀速掘进。
5.6姿态控制
严格控制盾构的纠偏量。在掘进中严格控制盾构机的姿态，最大限度减少每次纠偏的幅度，使其不超过盾构直径的0.4%。然后根据每环的测量结果和管片四周间隙情况，对盾构机下一环的推进提供精确依据，及时调整各区千斤顶的伸长量。
盾构机操作人员严格执行指令，谨慎操作，对初始出现的小偏差及时纠正，尽量避免盾构机走“蛇”形，并控制每次的纠偏量在5mm以内，以减少对地层的扰动，并为管片拼装创造良好的条件。
5.7渣土改良
在下穿竹排冲过程中，防止刀盘产生砂饼并降低刀盘扭矩。采用在刀盘面注入泡沫、膨润土的方法进行土体改良（根据我项目做的渣土改良试验，针对过河段地层渣土改良主要以膨润土为主，泡沫为辅进行渣土改良）。膨润土和泡沫的作用：
①使盾构机前方土压计反映的土压书中更加准确；
20
南宁市轨道交通一号线一期工程 盾构下穿竹排冲安全专项施工方案
②减少螺旋出土扭矩，确保螺旋机出土顺畅；
③减少盾构前方土体的挤压，及时填充刀盘旋转之后形成空挡，对控制盾构机前方土体压力及地面沉降有利；
④大幅减低土体与刀盘摩擦系数，具有润滑保护刀盘的作用。
5.8二次补充注浆
由于盾构机穿越竹排冲后，对地层产生扰动，通过管片中部的注浆孔进行二次补充注浆，补充第一次注浆未填充部分和体积缩小部分，从而减少盾构机通过后土体的扰动沉降，减轻隧道的防水压力，提高止水效果。
在盾构穿越竹排冲过程中，根据监测数据、隧道渗漏水情况判断是否进行二次注浆。二次注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆，注浆压力一般为0.2～0.3MPa。
5.9试验段掘进
盾构下穿竹排冲前的100m作为试验段，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续盾构的下穿施工。在试验段的掘进中主要目的如下：
⑴掌握盾构在该段地质条件下盾构推进的各项参数调节与控制。测定和统计该段地层条件下推力、扭矩的大小；盾构机姿态的控制特点；注浆参数的选择和浆液配比的优化；同步注浆中出现的问题和解决方法；各种刀具的适应性等；同时要求进一度熟练掌握管片拼装工艺及注浆工艺。
⑵及时分析在该段地层中各种推进参数条件下，地层的位移规律和结构受力情况，以及通过监控量测反馈施工对地面环境的影响，并及时反馈调整施工参数，为盾构下一步顺利在竹排冲下推进施工做好参照。
试验段地层如图5-2所示，试验段的土层基本与竹排冲段的相同，但是试验段盾构穿越的地层粉细砂偏多，因此下穿竹排冲参数相对于试验段参数更为保守，除土压力外，其他参数可参照试验段。
21
南宁市轨道交通一号线一期工程 盾构下穿竹排冲安全专项施工方案
图5-2 试验段地层
试验段100米掘进完成后，对采集到的各项参数进行全面分析，主要分析盾构通过时盾构姿态偏差、推力、土仓压力、推进速度、刀盘转速、刀盘扭矩、同步注浆量和注浆压力等相关数据与地面监测日变化率、累积沉降量的对应变化关系，确定在该区间地质情况下，满足沉降控制量时盾构施工的各项参数，为盾构下穿竹排冲时盾构机各项参数的设定提供指导，为安全下穿打下良好基础。试验段拟采用的参数见表5-3。
试验段参数表 表5-3 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 参数内容 上部土仓压力 推进速度 总推力 出土量 刀盘转速 刀盘扭矩 注浆量 上部注浆压力 单位 MPa mm/min kN m3 r/min kN·m m3 MPa 试验段拟定参数 0.14~0.16 20~30 13000~15000 55~60 1.3~1.5 3000~3500 6 0.15~0.2 22
南宁市轨道交通一号线一期工程 盾构下穿竹排冲安全专项施工方案
5.10过河堤段施工
盾构在过河前，先要穿越河堤，为了保护好河堤结构的安全必须做好以下防范措施： 1）土压的控制
在盾构过河堤前，必须控制好土压，尽量保持开挖面稳定，在盾构机穿越了河堤后，由于覆土厚度产生突变，此时应该及时调整设定的压力值，减少河底的沉降，保护好河堤。
2）推进速度和姿态控制
盾构机的推进速度和姿态控制直接影响到土体沉降，因此在过河堤时应适当放慢盾构的掘进速度，掘进速度控制在20～30mm/min左右，即一环（1.5m）的掘进时间约控制在50～75分钟，以尽量减少对土体的扰动。
穿越过程中，盾构机的姿态变化不宜过大或过频，并且严格控制中线平面位置偏差、盾构切口与盾尾平面以及高程偏差均不超过±50mm。一旦出现盾构偏移轴线过大或地面变形偏大，应逐步纠正，并及时调整推进速度。
3）河堤监测
根据地面的实际情况，在盾构穿越河堤时，应沿隧道的轴线和其它必要位置布设监测点，测点每班监测2次，并把测量结果及时反馈到操作室，以便其调整各种施工参数。
5.11其它施工技术要求
根据土压平衡盾构的施工特点和河道中的浅覆土情况，在盾构机过河时，针对施工重难点，对其做出相应的技术措施，确保盾构机安全通过河中浅覆土区域，顺利过河。
1）防止河底冒浆措施 ①控制土压稳定性
在推进过程中，按分段计算的土压控制值，还要根据推进时可能的水位变化情况（如突降大雨等）对其进行相应的调整。因此，在盾构机推进过程中，要严格控制好土压的波动范围，一般控制在设定值的±5～8％以内。
23