盾构始发和到达端头加固施工工艺工法
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隧道盾构法施工 盾构法施工工艺流程
1、建造盾构工作井
2、盾构掘进机安装就位
3、出洞口土体加固
4、初推段掘进施工
5、掘进机设备转换
6、盾构连续掘进施 工7、接收井洞口土体加 固8、盾构进入接收 井，并运出地面
盾构法施工工艺
1概述
始发井端头加固 盾构机下井
始发反力架安装
洞门密封圈安装
盾构机就位调试 初始掘进 设备调整 正常掘进 到达掘进
盾构法施工工艺
2施工工艺
(6)管片拼装
1）管片在预制工厂通过质检后，由专门的平板运输车将其运输至施工现场临时存放，在 施工现场场地粘贴三元乙丙防水橡胶条并编号。管片由龙门吊吊入井下。洞内采用二节专用 平车运输管片，每节平车可装运3片。安装采用能够左右旋转220°全自动安装机。拼装形式 采用错缝拼装，当盾构向前推进一环管片长度1.5m时，即可安装一环管片。管片安装前先进 行防水处理，并将管片、连接件备齐，盾尾杂物清理干净，检查管片拼装机的举重臂等设备 运转正常后方可进行管片安装。管片安装顺序先就位底部管片，再自下而上左右交叉安装， 每环相邻管片控制环面平整度和封口尺寸，最后插入封顶管片成环。
洞门凿除完成之后，依据隧道设 计轴线定出盾构始发姿态的空间 位置，然后反推出始发台的空间 位置。由于始发台在盾构始发时 要承受纵向、横向的推力以及约 束盾构旋转的扭矩。所以在盾构 始发之前，先对始发台两侧进行 加固。
始发托架的安装
盾构法施工工艺
2施工工艺
(3)始发设施的安装
b)反力架安装
在盾构主机与后配套连接之前，开始进行反力架的安 装。由于反力架为盾构始发时提供反推力，在安装反力 架时，反力架端面与始发台水平轴垂直，以便盾构轴线 与隧道设计轴线保持平行。安装时反力架与盾构始发井 结构连接部位的间隙要垫实，以保证反力架脚板有足够 的抗压强度 。
MJS工法在盾构始发端加固中的运用
MJS工法在盾构始发端加固中的运用蔡虹！，朱正国！，罗支贵！，范剑雄！，亓培先#,罗彬！（1中铁四局集团第四工程有限公司，安徽合肥2300122安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽重点实验室，安徽合肥230601）作者简介：蔡虹（1971-），女，福建晋江人，毕业于合肥工业大学土木工程专业，硕士，级工程师，主要从事地下空间研究。
摘要:在粉砂地层中，以淮安东站盾构始发端洞门加固为背景，根据现场施工条件，对多种地基加固措施综合比选，最终采用MJS工法对洞门进行加固。
工程实践表明：MJS工法桩无侧限抗压强度达到3MPa以上，满足设计要求，盾构机顺利始发，可为类似工程提供借鉴。
关键词:MJS;盾构；始发端;加固旺忸JJT航态长培H^中图分类号:TU443;U455.43文献标识码:A 文章编号：）007-7359（202））0）-0053-03D0l：10.）6330/j.c n ki.）007-7359.202）.0）.0220前言随着我国的飞速发展，城市建设中，地铁的建设越发重要5因此盾构法成为地铁建设最为重要的施工方法。
盾构施工过程中，如何加固盾构始发段，保证盾构安全始发及接收5避免泥土及地下水涌入工作井，使洞□土体在盾构经过该段时不坍塌是盾构法在隧道掘进的过程中必须要解决的难题。
辛振省⑶等人通过理论分析和工程实例相结合并进行数值模拟分析，从破坏场、应力场、位移场出发,确定盾构始发端合理的加固范围；吴韬⑶等人通过归纳盾构出洞区加固土体稳定性分析的方法，得出抗滑移失稳通常是出洞加固中的安全控制的关键；我国传统的地基处理方法是高压喷射注浆法，然而张帆⑶认为传统的施工方法成桩质量低，并且对周围环境扰动大；王志丰⑶等人建立水平旋喷桩数值模拟，发现此施工方法使地表隆起并且数值为41mm；淮安东站盾构始发段采用MJS工法进行洞门加固，此工法从日本引进5在我国许多工程中得到运用并取得良好的效果。
陈仁朋⑶等人以长沙地铁4号线近距离下穿上覆2号线运营隧道工程为例，研究MJS水平桩的成桩效果，研究表明，MJS水平桩加固区域，地表的沉降较小，满足设计要求；周朋⑶在砂卵石地层采用MJS工法对小净距既有运营线路进行水平加固5保证了既有区间的运营安全；李兴国⑶等人以上海某地基加固为例5介绍了MJS工法的施工重点、难点及其解决的措施，实践证明5该工法具有施工扰动小、土压力稳定、施工效果可靠等优点。
盾构工程施工方法(3篇)
第1篇一、引言随着我国城市化进程的加快，城市交通拥堵、环境污染等问题日益突出，地下空间开发利用成为解决这些问题的有效途径。
盾构法作为一种高效、环保的地下工程开挖方法，在地铁、隧道、地下通道等工程中得到广泛应用。
本文将对盾构工程施工方法进行详细介绍。
二、盾构法简介盾构法是一种利用盾构机在地下开挖隧道的方法。
盾构机由盾构主体、刀盘、推进系统、注浆系统、泥水处理系统等组成。
在施工过程中，盾构机在土体中推进，形成隧道空间，同时注浆填充盾构机与土体之间的空隙，确保隧道结构的稳定。
三、盾构施工方法1. 施工准备（1）现场勘查：对施工现场进行详细勘查，了解地质条件、地下管线、周边建筑物等情况，为施工方案制定提供依据。
（2）施工方案：根据勘查结果，制定详细的施工方案，包括盾构机选型、施工工艺、进度安排、质量控制、安全管理等。
（3）设备安装：安装盾构机及其配套设备，包括刀盘、推进系统、注浆系统、泥水处理系统等。
（4）临时设施：搭建施工临时设施，如施工围挡、排水设施、通风设施等。
2. 盾构始发（1）端头处理：根据地质条件和隧道结构要求，对盾构始发端头进行加固处理，确保盾构机顺利始发。
（2）盾构机就位：将盾构机安装在始发洞室内，确保其位置准确、稳定。
（3）盾构机调试：对盾构机进行调试，确保其各项性能指标符合要求。
3. 盾构掘进（1）掘进参数控制：根据地质条件和隧道结构要求，合理设置掘进参数，包括推进速度、刀盘转速、注浆压力等。
（2）土体控制：采用刀盘刀具、渣土改良技术、管片壁后同步注浆与二次注浆等措施，确保土体稳定，防止地面沉降、隧道变形等问题。
（3）盾构姿态控制：通过调整掘进参数、纠偏装置等手段，确保盾构机在掘进过程中保持稳定姿态。
4. 管片拼装（1）拼装成环：盾构推进结束后，迅速拼装管片成环，确保隧道结构的完整性。
（2）拼装顺序：从下部的标准管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接管片，后安装楔形管片。
盾构施工工艺流程图
盾构施工工艺流程图
、盾构始发端头加固
、旋喷桩工艺流程
洞门橡胶帘布安装 二、盾构始发流程
洞门凿除
台车及皮带机下井
★ 电瓶车及平板车下井盾构机前移
地面浆液系统的安装
盾构机与台车相连鸭
洞口土体加固 基座安装
反力架安装
盾构机下井
铺设临时轨道
台车间的管路连接 盾构机调试
三、正常掘进流程图
四、同步注浆工艺流程图
五、管片拼装工艺流程图
六、盾构抵达流程图
最后几环注浆及二次补浆
七、盾构调头作业流程图
八、盾构施工整体流程。
盾构始发接收技术
盾构始发接收技术一、盾构始发技术盾构始发是指利用反力架和负环管片，将始发基座上的盾构，由始发竖井站推入地层，开始沿设计线路掘进的一系列作业。
盾构始发在施工中占有相当重要的位置。
1）盾构始发方式盾构始发方式根据盾构主机、后配套及相关附属设施是否一次性放置于地下，分为整体始发和分体始发；根据临时拼装的负环管片是否采用半环方式，分为整环始发和半环始发；根据盾构始发的线路不同，又可分为直线始发和曲线始发。
（1）整体始发与分体始发①整体始发。
整体始发是指将盾构主机和全部台车安装在始发井下，盾构始发掘进时带动全部台车一起前进的施工技术。
当具备整机始发条件时，尽量采用整体始发，以便充分发挥盾构施工安全、快速、高效的优势。
目前盾构施工中，采用的整体始发主要有利用车站整体始发和利用“始发竖井+反向隧道+出土井”的整体始发两种方式（图6.13）。
图6.13 盾构始发井+反向隧道+出土井整体始发方式示意图利用“始发竖井+反向隧道+出土井”的整体始发方式只需增加一个出土竖井的投资，在出土井施工场地许可的情况下，可以在始发井和出土井同时施工的情况下，从两个工作面相向施工70 m左右的反向隧道，能大大节约工期。
因此，在车站条件不具备盾构机整体始发时，可优先考虑“始发竖井+反向隧道+出土井”的整体始发方式。
②分体始发。
盾构按常规整体始发需要80 m长的始发竖井或车站空间。
如此长的竖井不但造价昂贵，而且在繁华的城市中很少具备这样条件的场地。
车站也有可能因场地拆迁或总工期控制等因素一时不能提供盾构整体始发空间，这时就需要采用分体式始发。
分体始发是将盾构主机与全部或部分台车之间采用加长管线连接，盾构主机与全部或部分台车分开前行，待初始掘进完成后再将盾构主机与全部台车在隧道内安装连接进行正常掘进（图6.14）。
盾构分体式始发时，盾构主机与地面台车之间采用的电缆、油管等管线需加长连接，在盾构掘进80 m 左右后拆除负环，将后配套台车吊入始发井内，并拆除台车与盾构主机相接的加长管线，对台车与盾构主机重新进行连接，然后按正常掘进模式掘进。
盾构始发作业程序
盾构始发作业程序盾构始发作业程序1 工艺概述盾构始发是隧道盾构法施工的一大关键环节，也是盾构法施工隧道的难点之一，始发的成败将对隧道施工质量、进度、安全、工期及经济效益产生决定性的影响。
2 作业内容主要作业内容：包括始发端头地层加固、始发台定位安装、盾构机组装并调试、始发基座与反力墙施做、洞门破除、洞门导轨安装、洞门密封装置安装、负环管片安装等。
3 质量标准及检验方法3.1 附属设施1.始发基座主要作用是用于稳妥、准确地放置盾构，并在基座上进行盾构安装与试掘进，所以基座必须有足够的强度、刚度和安装精度，并且考虑盾构安装调试作业方便。
2.对始发台、反力架进行全面的检查与修理，反力架受力要检算，安装固定必须在定位完成后进行，反力架支柱底部必须以钢板垫实，始发台必须通过加固挡块固定于地面上，近洞门端须支撑于车站二衬墙上；3.洞门防水装置安装时必须将连接螺栓栓接牢固，根据实际情况合理对扇形压板的位置进行调整，防止帘布橡胶板外翻影响防水效果；在进行洞门凿除、始发台加固等施工操作时，注意对帘布橡胶板的保护；确保将洞门圈周边的钢筋及混凝土清除干净，避免对盾构掘进造成影响；3.2 始发掘进1.洞口拆除后必须尽快将盾构向前推进，使盾构刀盘切入土层，尽量缩短正面土体的暴露时间，在拆除封门的同时，作好盾构掘进和管片拼装的准备工作。
2.洞门凿除前，应对洞门经改良后的土体进行质量检查，合格后方可进行洞门凿除；应制定洞门围护结构破除方案，采取适当的密封措施，保证始发安全。
3.第一环负环管片定位时，应先保证管片横断面应与路线中线垂直，待管片完成定位后，将管片与反力架之间的空隙填充密实。
4.盾构空载调试运转正常后开始盾构始发施工，在开始进行负环管片后移时，应通过控制推进油缸行程的方法控制负环管片后移，所有推进油缸行程应尽量保持一致。
5.盾构在始发基座上向前推进时，应注意对反力架的保护，根据反力架的强度制定推力限制，并尽量做到不调向，油缸均匀施加推力。
盾构到达接收施工工艺及技术要求课件
由于工作井洞圈直径与盾构外径存有一定的间隙，盾构进洞前， 为了缩小盾壳与洞圈的间隙、便于塞填海绵条以防止盾构进洞 时洞圈产生漏水、漏泥等问题，在洞圈内焊接一整环钢板。下 部采用3道1cm厚10cm高的弧形板，上部采用2道0.5cm厚 30cm高的花纹钢板，钢板之间填充150mm×150mm的海绵条。 为确保盾构机靠上钢板时，钢板顺利外翻，在钢板一圈以 10cm间距开缝，缝深约10cm。
以减少对周围土体的扰动，避免在途中有较长时间耽搁， 如推得过快则刀盘开口断面对地层的挤压作用相对明显。 进入加固区前推进速度宜控制在3～4cm/min，进入加固 区后推进速度控制在1cm/min。
四、施工技术要点
4.3 盾构进洞段掘进技术措施
（3）严格控制纠偏量
在确保盾构正面沉降控制良好的情况下，使盾构均衡、匀 速施工，盾构姿态变化不可过大。每环检查管片的超前量， 隧道轴线和折角变化不能超过0.3％。推进时不急纠、不 猛纠，多注意观察管片与盾壳的间隙，相对区域油压的变 化量随出土量和千斤顶行程逐渐变化。采用稳坡法、缓坡 法推进，以减少盾构施工对地面的影响。在盾构进入加固 区前应根据洞门中心调整好盾构进洞位置与姿态，避免在 进入加固区以后再调整盾构姿态。
轨道面应尽量平直，并在上面涂抹适量油脂，便于盾构顺 利滑到基座轨道上。
接收基座安装
三、盾构进站施工工艺
3.5 洞门凿除
首先在洞圈内搭设扣件式脚手架吊架。在洞门上、中、下 均布五个探孔，采用水钻穿透洞门范围内围护结构，对其 后土体自立性、渗漏等情况进行观察，当进洞区域土体的 实际加固效果满足盾构安全进洞要求时，方可凿除洞门混 凝土，如不满足应采取补救措施。
洞门凿除要连续施工，尽量缩短作业时间，以减少正面土 体的流失量。整个作业过程中，由专职安全员进行全过程 监督，杜绝安全事故隐患，确保人身安全，同时安排专人 对洞口上的密封装置做跟踪检查，起到保护作用。
以减少对周围土体的扰动，避免在途中有较长时间耽搁， 如推得过快则刀盘开口断面对地层的挤压作用相对明显。 进入加固区前推进速度宜控制在3～4cm/min，进入加固 区后推进速度控制在1cm/min。
四、施工技术要点
4.3 盾构进洞段掘进技术措施
（3）严格控制纠偏量
在确保盾构正面沉降控制良好的情况下，使盾构均衡、匀 速施工，盾构姿态变化不可过大。每环检查管片的超前量， 隧道轴线和折角变化不能超过0.3％。推进时不急纠、不 猛纠，多注意观察管片与盾壳的间隙，相对区域油压的变 化量随出土量和千斤顶行程逐渐变化。采用稳坡法、缓坡 法推进，以减少盾构施工对地面的影响。在盾构进入加固 区前应根据洞门中心调整好盾构进洞位置与姿态，避免在 进入加固区以后再调整盾构姿态。
轨道面应尽量平直，并在上面涂抹适量油脂，便于盾构顺 利滑到基座轨道上。
接收基座安装
三、盾构进站施工工艺
3.5 洞门凿除
首先在洞圈内搭设扣件式脚手架吊架。在洞门上、中、下 均布五个探孔，采用水钻穿透洞门范围内围护结构，对其 后土体自立性、渗漏等情况进行观察，当进洞区域土体的 实际加固效果满足盾构安全进洞要求时，方可凿除洞门混 凝土，如不满足应采取补救措施。
洞门凿除要连续施工，尽量缩短作业时间，以减少正面土 体的流失量。整个作业过程中，由专职安全员进行全过程 监督，杜绝安全事故隐患，确保人身安全，同时安排专人 对洞口上的密封装置做跟踪检查，起到保护作用。
端头加固
深层搅拌与高压旋喷工法总结顾名思义“端头加固”就是加固盾构机进洞或者出洞范围内与车站围护结构相邻的一定范围内的土体；目的是在洞门预埋钢环内凿除车站围护结构以后，其背后土体有良好的自稳性及止水性。
端头加固是地铁盾构法施工非常重要的分项工程，它是盾构机能否成功始发及到达的关键。
二加固方案许府巷南北端头紧邻南京市区南北交通主干道中央路，中央路地下管线密集，加固区附近有南汽老厂房及老办公楼，现场条件要求盾构机必须成功始发。
我们本着“安全、可靠、经济”的方针，根据现场条件及实际施工的可行性，采用深层搅拌及高压旋喷相结合的办法进行加固。
在一般地段采用Φ700单轴大功率深层搅拌桩进行搅拌施工；在与连续墙相接段采用三管高压旋喷加固。
加固范围：隧道断面轮廓线外3.0米，长度6.0米。
（见附图1、附图2）1、深层搅拌深层搅拌原理是土与水泥通过机械强制搅拌，使水泥土之间发生一系列物理化学反映，土的性质被大大改善而形成具有一定强度、整体性和水稳定性的水泥土。
在水泥土中水泥的水解和水化反映是在具有一定活性的介质—土的围绕下进行的，其硬化速度较慢且较复杂。
端头加固与联络通道土体加固对加固后的土体稳定及抗渗性能要求很高，1.1 工艺流程见文图2。
1.2 施工工艺1.2.1 钻机定位移动深层搅拌机到指定桩位对中，调整塔架丝杆或平台基座，使搅拌轴保持垂直。
一般对中误差不超过2cm，搅拌轴垂直度偏差不超过1.0%。
1.2.2 浆液配置（1）严格控制水灰比，一般为0.45～0.55，对袋装水泥抽检，使用经过核定准的定量容器加水；（2）充分拌合水泥浆，每次投料后拌合时间不得少于3min；1.2.3 送浆将制备好的水泥浆经筛过滤后，倒入贮浆桶，开动灰浆泵，将浆液送至搅拌头。
1.2.4 钻进搅拌钻进至桩位的设计标高（隧道底下3m）。
1.2.5 提升搅拌喷浆证实浆液从喷嘴喷出并具有一定压力后，连续喷入水泥浆液，原地喷浆搅拌30秒。
根据设计要求的成桩试验结果调整灰浆泵压力档次，使喷浆量满足要求。
盾构始发专项施工方案
盾构始发专项施工方案四、盾构始发方案4。
1 盾构施工总体安排4.1.1 盾构施工工期安排见附图1 盾构施工工期安排.4。
1.2 盾构总体施工方案盾构采用整机始发.在盾构完成试掘进后,进入正常掘进阶段。
拆除盾构井内的负环管片、反力架等.在盾构始发时，管片、管线、砂浆等材料从预留出土口吊入隧道内，然后由电瓶车牵引编组列车将管片、管线、砂浆运抵工作面.泥浆管路及电缆线路均从预留口接入隧道内盾构工作面。
在拆除负环管片后，盾构隧道进排泥管线均移至盾构工作井,轨线管片等材料从盾构工作井吊入，砂浆从盾构工作井放入编组列车的砂浆车内。
盾构在切入土体时,为确保利用上部千斤顶，整体向前推进，负环管片设置为全环闭口环,错缝拼装。
拼装负环管片前先安装反力架和负环钢环。
盾构整机始发方案示意图4-1。
图4-1 盾构整机始发方案示意图4.1.3 盾构始发场地平面布置见附图2 镇龙站盾构始发场地平面布置图。
渣土坑：设置两个渣土坑,存土高度4m，总存土量2789m3。
出土龙门吊:两台45t龙门吊，布置位置如图，跨度26m。
出渣道路：宽度为5m,行车道为车站底板覆土回填后，采用200mm厚素C20混凝土铺设。
料库：采用10m*5m活动板房,并设专人管理。
水泥库：采用10m*5m彩钢板房。
砂石料场:采用15。
27m*7.2m混凝土硬化场地堆放。
搅拌站场地:采用15m＊9m硬化场地.充电房：采用12m＊3m，布置于盾构吊装孔两侧，采用24砖墙砌，内部做防水处理，中部采用12砖墙进行分割成4个3m*3m的水池，可存水冷却。
安全通道：采用标准梯笼,高度应根据现场实际进行设计。
4。
1。
4 盾构人员准备情况主要管理人员：项目经理1名，项目总工1名，工区副经理1名,工区土建负责人1名,工区机电负责人1名,技术人员4名，施工队长2名，班长4名，材料员2名，安全员4名，质检人员2名.主要作业人员：盾构机主司机4名，盾构机副司机4名,管片拼装手4名，电瓶车司机4名，电工4名，电气焊工4名,机械维修保养工12名，线路维护工4名，地下隧道配合工20名，龙门吊司机4名，挖掘机司机4名，盾构砂浆搅拌站8名，地面配合工24名.4.1。
盾构始发施工方法
盾构始发施工方法1、初始掘进目的初始掘进时是相对于正常掘进而言，后配套设备开始时安放在车站站台层的底板上，随着初始掘进的进行，逐步进入隧道内部。
初始掘进设立的目的是：（1）结合本工程的地质条件，对盾构机的操作方法、机械性能进行熟悉，掌握土压盾构在本标段的施工特性，尽快摸索出各种参数的正确设定方法。
（2）在初始掘进段采取多种监测手段（地面沉降、分层沉降监测和孔隙水压力监测等），广泛采集信息以指导盾构施工。
（3）通过对各种监测信息的分析，掌握盾构掘进参数和合适的同步注浆量。
摸索出控制盾构轴线的规律，熟练使用铰接千斤顶。
（4）通过初始掘进，完善施工组织设计方案；完善盾构施工各个工种工序岗位的操作规程、作业工法。
2、盾构始发工艺盾构始发施工工艺流程：图8.8 盾构始发流程图（1）洞门凿除和洞门密封的安装①洞门凿除凿除围护结构盾构端墙体的主要目的是割掉盾构机通过范围内的钢筋，使盾构机顺利进入端头加固区。
为保证洞门凿除的安全，洞口掌子面方向按下图示分块进行顺序凿除。
洞口砼厚度方向凿除分两部分进行，施工时先凿除墙体砼，并将外层钢筋焊割掉。
当盾构机推进至洞门时将剩余的钢筋焊割掉，并进行剩余砼的凿除。
详见洞门凿除示意图。
图8.9 洞门凿除示意图凿除施工时在盾构机与掌子面之间搭建脚手架，采用人工用高压风镐进行凿除围护结构连续墙砼施工，凿除按照从上往下、从中间往两边的顺序进行，凿除的范围为预留洞门轮廓线内的围护结构连续墙。
拆除工作需保证围护结构连续墙钢筋全部切断，以避免盾构刀盘被围护结构连续墙的钢筋挂住。
凿除施工完毕后拆除脚手架，快速拼装负环管片，使盾构机抵拢掌子面，避免掌子面暴露太久发生失稳坍塌。
②洞门密封安装工艺流程及控制要点:在盾构始发掘进时，为了防止洞内水和回填注浆沿着盾构机外壳向洞口方向流出，在内衬墙上的盾构机入口洞圈周围安装环形密封橡胶板止水装置。
图8.10 洞门止水装置图该装置在内衬墙入口洞圈周围安装设有M20螺孔的预埋板A，用螺栓将密封橡胶板、压紧环板B和扇形压板栓连在预埋环板A上。
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盾构始发和到达端头加固施工工艺工法
公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 盾构始发和到达端头加固施工工艺工法 QB/ZTYJGYGF-DT-0405-2011 城市轨道交通工程有限公司 王联江
1 前言 工艺工法概况 盾构始发和到达时，工作面将处于开放状态且持续时间较长，工作面的稳定与否直接影响盾构始发和到达安全。对始发和到达端头地层加固，要使加固体的强度，均匀性和止水性满足长时间开放状况下洞门的稳定性要求，并满足设计和相关规范要求，防止出现工作面涌泥、涌砂，甚至坍塌等情况的发生，确保盾构施工安全顺利。 盾构始发和接收端头加固常规采用的方法主要有：注浆法、深层搅拌桩、高压旋喷桩、冻结法、素砼地下连续墙（钻孔灌注桩）以及降低地下水位等工法。其主要目的是提高软弱地基的承载力，降低地下水位，保证地基的稳定，防止出现工作面涌泥、涌砂，甚至坍塌等情况的发生，确保盾构施工安全顺利。 工艺原理 由于盾构始发和接收时的荷载较大，端头所处地层土质又较软弱，强度不足或压缩性大，不能在天然地基上直接施工时，可针对不同情况，采取各种人工加固处理的方法，以改善地基性质，增加土体的稳定性，减少地基变形和基础埋置深度。地基加固的原理是：将土质由松变实，将土的含水量由高变低，起到固结、稳定、止水的效果，即达到地基加固的目的。 2 工艺工法特点 根据盾构隧道所处的地层情况，结合现场实际情况，确定技术可行，经济合理的加固方案。 常规采用深层搅拌桩，加固体均匀性好，强度、止水性和抗渗性满足设计要求。 组合采用加固+降水的方案，在满足施工的前提下，大大降低了施工风险。 采用监测信息化技术指导施工，使施工质量、安全始终处于受控状态。 提高土的抗剪强度，防止过大的剪切变形和剪切破坏，提高地基承载力； 降低土的压缩性，减小地基变形和不均匀沉降； 改善土的渗透性，减小渗流量，防止地基渗透破坏； 改善土的特性，减轻振动反应，防止土体液化。 3 适用范围 本工艺工法适用于盾构始发和到达施工。 4主要引用标准 《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299）； 《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446）； 《地基与基础工程施工及验收规范》(GB50208)； 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202）； 其他国家现行有关施工及验收规范、质量技术标准。 5 施工方法 盾构端头加固体的强度、均匀性及止水性是施工控制的三个重要方面。加固效果应满足洞门破除后加固体能有效抵挡洞门处水土压力，有一定的强度，整体性和自稳能力，且能有效封堵地下渗水。端头土体加固方案设计应在对地质条 件、地面环境和地下管线详细调查了解的基础上，充分考虑场地条件施工工期等要求，经技术、经济比较后确定安全可靠的加固方案。在加固方案的选择上，不论采用哪种方案进行加固，一定要考虑在加固体和围护结构之间设孔注浆，以封堵加固体与围护之间的施工冷缝，封堵可能存在的来水通道。 端头加固范围 为保证洞门破除的安全和盾构机始发进入加固体（或到达时破开洞门）时端头土体的自稳性和水稳性，盾构始发和到达端头需进行加固处理，其加固范围一般为隧道上下左右各3m，加固长度始发端头为盾构机盾尾完全进入橡胶帘布时盾构机全部在加固体并且至少还有2m在加固体内，到达端头为盾构机破开土体露出刀盘时盾构机已经进入加固体2m。同时要求在加固体与围护结构之间设置一排注浆孔，在盾构始发前，需进行压密注浆，封堵可能产生的施工冷缝。 端头加固方法 目前常见的端头加固方法主要有：注浆法、深层搅拌桩、高压旋喷桩、冻结法、素砼地下连续墙（钻孔灌注桩）以及降低地下水位等工法，各工法见表1。 表1 端头加固工法汇总表 工法名称 简述 工法特点 适用范围
高压旋喷 有单重管、二重管、三重管以及近几年出现的多重管法，在地基加固、提高地基承载力、改善土质进行护壁、挡土、隔水等起到很好的作用。 ①可指定加固某一深度的土层。 ②可克服渗透系数很小的细颗粒土层中无法进行灌浆的土体加固。 ③在间距狭小处可施工。 ④结合定喷法，可有效的形成垂直向、水平向或封闭式隔水墙。 ⑤使用方便，移动灵活。 适用于砂土、粘性土、淤泥土及人工填土等土质。
深层 搅拌桩
通过深层搅拌机器搅拌均匀，使水泥类悬浊液在原地层中与土体反复均匀混①固化桩与原地基构成复合地基，改善承载力和变形模量。 ②能自立支护挡土， 适用于粘性
土、砂性土等地层中施工。 工法名称 简述 工法特点 适用范围 合，水泥固结后，形成水泥土加固体。 ③桩体连接成壁后有隔水帷幕作用。 ④施工中无振动，无噪声、无污染，对周边建构筑物和地下管线影响小。 ⑤施工机具简单，操作方便，造价低。
降水法 人工降低地下水位是在施工范围内埋设一定数量的滤水管（井），用抽水设备抽其井内水，降低地下水位到有利工程施工，在过程中保持不间断抽水，使工作面土体始终保持干燥，从根本上防止流砂现象发生，同时动水压力减少或消除，土体竖直面更为稳定。
①盾构工作井施工中，防止井内涌泥或产生流砂。 ②盾构隧道施工中，稳定开挖面土体，防止盾尾漏泥漏水。 ③井点降水尤其适用盾构的进出洞施工。 适用土层为粉砂、砂质粉土、粉质粘土。
冻结法 当用其他方法难以达到稳定开挖面土体时，采用冻结法可取得较好的效果，可使不稳定的含水地层能形成强度很高的冻土体，形成完整的防水屏蔽，起到隔水和挡土墙的作用。 ①可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水、松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术； ②冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度可达5-10Mpa，能有效提高工效； ③冻结法是一种环保型工法，对周围环境无污染，无异物进入土壤，噪音小，冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构； ④冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业，能有效缩短工期。 使用范围冻结法适用于地下水大，但流动性较小的地层；粉细砂层厚度大。目前在地铁盾构隧道掘进施工、双线区间隧道旁通道和泵房井施工、地下工程堵漏抢救施工等方面得到了广泛的应用。
加固方案设计举例 根据地质条件和以往设计、施工经验，端头加固方案往往是几种工法的单独使用或组合使用，根据工程具体情况而定。举例如下： 【例1】苏州地铁1号线会展中心站端头隧道范围内地层为粉砂层，为良好的赋水、透水底层，隧道埋深为9.27m，经采用ф600mm＠300mm单重高压旋喷桩配合ф850mm＠600mm三轴深层搅拌桩进行端头加固施工，其中单重高压旋喷桩在车站顶板完成后施工。在加固体外侧和中部设置共3个降水井备用（围护桩背后漏水检测中若发现有漏水、漏砂现象，进行降水作业）。降水作业在盾构始发时进行。见图1。 图1 苏州会展中心盾构始发端头加固平面示意图 【例2】武汉地铁4号线工业四路站端头隧道范围内地层为粉质粘土与粉土、粉砂互层、粉细砂，承压水水头在地面以下～1.22m，相当于绝对标高～19.18m,承压水头标高年变化幅度在～4.0m之间。经采用ф800mm＠600mm三重高压旋喷桩配合水平注浆，辅助以降水进行加固。见图2。 图2 武汉工业四路站盾构始发端头加固平面示意图 【例3】广州地铁3号线客～大区间大塘站北端头地层由上而下依次为：<1>杂填土、<2-1>淤泥及淤泥质土层、<4-1>冲洪积土层、<5-1>可塑或稍密状残积土层、<5-2>硬塑或中密状残积土层、<6>全风化泥岩、<7>强风化粉砂岩等地层。 【例4】南京地铁2号线集庆门大街站端头隧道范围内地层为淤泥质粉质粘土（②-2b4）、粉砂（②-2d3）、淤泥质粉质粘土（②-3b3-4）和②3c2-3粉土，地下水具有承压性，承压含水层中地下水与长江及秦淮河均有一定的水力联系。盾构接收有涌砂涌水的风险。由于一期的常规法端头加固失效后，经专家评审，采用冷冻法进行端头加固。 图3 南京集庆门大街站站盾构接收端头加固平面示意图 6 工艺流程及操作要点 端头土体加固方案设计应在对地质条件、地面环境和地下管线详细调查了解的基础上，充分考虑场地条件施工工期等要求，经技术、经济比较后确定安全可靠的加固方案。 施工工艺流程 6.1.1 地基土加固 1 搅拌桩
图4 搅拌桩施工工艺流程图
2 旋喷桩 图5 旋喷桩施工工艺流程图 3 注浆 图6 注浆加固工艺流程图 6.1.2 降水施工 图7 轻型井点降水工艺流程图 6.1.3 冷冻法加固 图8 冻结加固工艺流程图 操作要点
构筑导墙 施工完毕 残土处理 制作试块 搅拌、提升、喷浆 水泥浆拌制 报监理工程师 报监理工程三轴搅拌机定
设置机架移水泥材质检
旋喷机就位
插入双重管 旋喷提升 移至下一桩位 钻机就位 冲
洗
开孔 安装孔口管 扫孔并钻到设计测量涌水量 压力试验 注浆 结束注浆 清洗注浆管路 布置注浆管 安装设备、调试 配置浆液 目前常见的端头加固方法主要有：注浆法、深层搅拌桩、高压旋喷桩、冻结法、素砼地下连续墙（钻孔灌注桩）以及降低地下水位等工法。根据施工原理和施工方法一般分为3类：一是旋喷、搅拌、素墙等地基土加固类型；二是降水固结类型；三是冷冻法加固。 6.2.1 搅拌桩施工要点 开机前必须探明和清除一切地下障碍物，须回填的部位要分批回填夯实，以确保桩的质量。 桩机行驶路轨和轨枕不得下沉，桩机垂直偏差不大于1%。 水泥宜采用级普通硅酸盐水泥，参入比8%～16%，可根据情况参入不同类型外加剂。 桩与桩搭接时间不应大于24h，若超过，应在第二根桩施工时增加20%注浆量，同时减慢提升速度；若相关时间太长，第二根无法搭接，应在设计认可下采取局部补桩或注浆措施。 6.2.2 旋喷桩施工要点 设备安装平稳对正，开孔前须严格检查桩位和开孔角度。 确保引孔深度达到设计要求。 保持引孔泥浆性能，孔壁完整，不坍孔，确保高喷管顺利下至孔底。 高喷管下至距孔底时，应先启支浆泵送浆，同时旋转下放，下到孔底（开喷深度）后，再启动高压泵和空压机，各项参数正常后方可提升。 高喷作业中，必须注意观察气、浆压力和流量达到设计要求，发现异常，要立即停止提升，查明原因，及时处理。