盾构过溶土洞地层安全管理要点

1.事前控制要点

①探明溶土洞

为了盾构机施工安全，在盾构机施工前，必须切实探明溶洞的分布、规模、填充状况及与地表水和地下水联系情况，应有以钻探为主、多种方法综合运用的探测方案。

②过溶土洞区域盾构隧道管片设计控制要点

要求设计对溶土洞区域管片进行单独核算，并在盾构隧道管片上预留注浆管，为后期注浆提供条件。

③编制《过溶土洞区域专项施工方案》和《安全应急预案》。

2.事中控制要点

①盾构掘进模式控制

土压盾构在岩溶地层中掘进模式为土压动态平衡模式，当出现土仓压力突然下降或盾构姿态出现下栽趋势时，立即停止盾构推进并停止出土，转动刀盘并反转螺旋机，使土仓和螺旋机内的渣土经刀盘开口充分回填可能揭露的溶洞空间。若仍不足以控制土仓压力继续下降时，立即向掌子面注入黏土和添加剂、泡沫直至恢复土仓压力。必要时采用盾构机上的注浆泵向掌子面注浆，并每间隔2小时转动刀盘，待砂浆有一定强度，建立起土压平衡后恢复正常掘进，确保地面建筑物及盾构机的安全。

泥水盾构在岩溶区掘进，要增大泥浆储量，在掘进过程中出现浆液流失和土仓压力减小时，能有足够的泥浆补充，以稳定切口压力和地面沉降，然后再采取其他方法对渗漏通道或原未发现的溶土洞进行处理。

②盾构机掘进参数的选择和控制

a）断面软硬不均掘进参数的选择和控制

在岩溶地层中遇到软硬不均时，造成阻力不一致，刀盘盘面受力不均。因此，要控制土仓压力、推进速度、总推力、排土量、刀盘转速和扭矩、注浆压力和注浆量之间的关系，保持盾构机缓慢平稳推进。如果刀盘转速过快，很容易损伤刀具；如果推进速度过快，刀具贯入量大，很容易卡住刀盘。一般情况下，盾构机的推力、扭矩、转速和贯入量等不可过大。

b）断面软硬较均掘进参数的控制

在岩溶地层中如果是软硬较均匀，一是全断面是软地层，二是全断面是比较硬的地层。对于全断面是软地层，盾构掘进遇到全断面溶洞，应将位于隧道底部的溶洞列为关注的重点。当盾构接近和通过这些孔位时要高度关注掘进参数的变化情况，保持盾构通过的上挑姿态，提高土仓压力稍高于开挖面的水土压力，可使地面略有隆起（≯5mm）以控制开挖面的应力释放。若出现土仓压力突然下降或盾构姿态出现下栽趋势时立即停止掘进，土压盾构可立即向掌子面注入黏土和添加剂、泡沫直至恢复土仓压力，泥水盾构则加大进浆量。

③渣样分析和管理控制要点

根据详勘资料，盾构机进入溶土洞区域前10米，选取渣样进行清洗分析，判断实际地质是否与详勘地质资料一致，以便做出参数的及时调整。

盾构掘进过程，当出现土仓压力突然下降或盾构姿态出现下栽趋势时，立即停止盾构推进。如果采用的是泥水盾构，则加大进浆量，以稳定土仓压力。提取渣样进行分析，渣样中是否含有溶土洞中填充物或溶土洞处理的水泥浆块，若渣样中含有溶土洞中填充物但是没有溶土洞处理的水泥浆块，判断该溶土洞处理效果不理想，采用盾构机内超前地质钻探机对前方地层情况进一步进行探明，并组织业主、承包商、设计等参建各方开会确定下一步施工方案，督促承包商认真按照会议确定的施工方案进行施工。

3.溶土洞地层中管片拼装控制要点(www.xing528.com)

①须根据盾构机姿态调整千斤顶编组和开挖面阻力，来控制偏差。

②在确定千斤顶编组时，应停开与盾构偏离方位相反处的几个千斤顶，但在满足纠偏量限制的前提下，停开的千斤顶应尽可能减少。

③应尽量选择转弯楔形量小的点位拼装管片。

④采用先纵后环的拼装方法，选择合理的油缸压力，在整个拼装过程中防止盾构机的停机位置发生移动。

4.溶土洞地层中注浆控制要点

①同步注浆

②在岩溶地层中，以注浆压力控制注浆量。注浆压力主要取决于地层阻力，但与浆液特性、土仓压力、设备性能、管片强度也有关系。注浆压力通常为0.1～0.3 MPa，具体值必须结合现场实际情况和地面沉降监测分析数据来确定。

③二次注浆

④二次注浆作为同步注浆的补充，加强注浆效果的作用，能有效控制地面后期沉降和及时稳定管片。二次注浆浆液采用水泥、水玻璃双液浆，在管片背后形成止水环，阻止隧道衬砌壁后水的汇流至刀盘，改善开挖条件，提高隧道防水效果。要避免单点超压注浆，以减少衬砌环的不均匀施工荷载。

5.盾构机掘进姿态控制要点

掘进过程中保持盾构机头上仰的正确姿态，禁止急纠和猛纠。

①当实测变形量大于允许变形的2/3时，必须及时通报业主，并要求承包商采取相应措施。组织业主、施工单位和设计单位等参建单位人员开会确定解决方案，督促承包商按方案进行施工。

②当实测变形量超允许值，组织业主、施工单位和设计单位等参建单位人员开会确定解决方案，督促承包商按方案进行施工。

6.事后控制要点

①盾构机通过溶土洞区域后继续进行地面监测和隧道内监测，直到地面和隧道沉降速率和累计值稳定后才能停止监测。

②若盾构隧道沉降量超规范允许值的2/3，组织业主、施工单位和设计单位等参建单位人员开会确定解决方案，督促承包商按方案进行施工。

③当实测变形量超允许值，组织业主、施工单位和设计单位等参建单位人员开会确定解决方案，督促承包商按方案进行施工。