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西安地铁盾构始发与接收端头加固方案研究【摘要】本文研究了西安地铁在盾构始发与接收端头的加固方案，通过对比不同方案的实施效果进行评估。
针对地铁盾构始发端头的加固，提出了一种有效的方案，并在实际工程中得到验证。
对盾构接收端头的加固方案进行了研究，探讨了不同方法的可行性和适用性。
评估了加固方案的实施效果，并探讨了如何推广应用这些方案到其他地铁建设项目中。
结合技术创新，对未来地铁建设提出了展望。
通过本研究可为西安地铁建设提供参考，提高工程施工效率与质量，促进地铁建设的可持续发展。
【关键词】西安地铁, 盾构始发端头, 接收端头, 加固方案, 实施效果, 应用推广, 技术创新, 发展, 研究总结, 未来展望1. 引言1.1 研究背景西安地铁的建设是西部地区城市交通建设的一个重要内容，盾构法作为地铁隧道施工的主要技术手段，其开始端和接收端的加固方案对地铁运营安全具有至关重要的意义。
西安地铁盾构始发端头在开展施工时，由于地质条件复杂、施工风险大，始发端头加固方案考虑到地铁盾构始发端头的稳定性和安全性，提高了盾构始发端头的围岩承载能力，并增加了施工设备的加固与支撑措施，以确保始发端头施工的安全顺利完成。
而在盾构法地铁的接收端头，由于轨道盾构穿越的地质环境复杂，地下管线密集，因此接收端头的加固方案需要考虑到地下结构的保护，提高盾构接收端头的承载能力和稳定性，以保证地铁运营的安全和稳定。
对西安地铁盾构始发与接收端头加固方案进行研究具有重要的意义。
1.2 研究意义地铁在城市交通中扮演着重要角色，而盾构作为地铁建设中的重要工程技术之一，其始发与接收端头加固方案的研究具有重要的意义。
盾构始发与接收端头是地铁隧道工程中最薄弱的环节之一，其在施工过程中容易受到不同程度的外力和地质条件的影响，因此必须有有效的加固方案来保证隧道工程的安全和稳定。
随着城市地铁建设规模的不断扩大和技术的不断进步，盾构始发与接收端头加固方案的研究对提高地铁工程的施工水平和质量具有积极的推动作用。
端头加固与盾构密闭钢套筒平衡始发技术的应用摘要：本文分析地铁盾构施工端头加固的适应性和存在问题，介绍盾构密闭钢套筒平衡始发技术的应用，以供同行参阅和借鉴。
关键词：地铁施工；端头加固；钢套筒；始发技术地铁施工中，地质情况的复杂多变性带给地铁施工巨大的难度和不确定性。
地铁盾构隧道施工过程中，盾构始发及到达一直以来都是盾构施工的主要技术难点，针对复合地层结构复杂，考虑到经济性和适用性，端头加固形式多变，但受限于目前各种加固工艺以及检测手段的局限性，盾构始发的风险实际上并不能完全排除。
1.端头加固的作用端头加固的主要作用有两方面：（1）、控制水土流失盾构始发及到达过程中，在渗透系数大，含水量较高的地层，如果始发到达过程中，刀盘掌子面存在水土压力差，容易造成水土流失，如果土体没有进行加固，没有一定的强度和整体性，容易造成地面坍塌。
（2）、设备吊装的土体承载力除通过土体加固，控制水土流失外，因盾构组装和拆卸过程中，均需利用始发、到达端头进行设备吊装，而盾构设备重量较大，所采用吊装设备本身自重较大，因而始发、到达端头需具备一定的承载力，防止吊装过程中土体沉陷，导致设备倾覆、失稳以及危及基坑、隧道的安全。
2.端头加固的形式端头加固的种类和形式较多，但从经济上及适用性考虑，不同的地层宜采用不同的加固形式。
（1）注浆加固该工艺主要通过注射带压力浆液，渗入土体的孔隙中，将孔隙水和空气排挤出去，该方法主要是增强土体的凝聚力和抗渗性，但对土体强度改良效果有限，主要适用于砂性土体、砂砾层和有裂隙的岩层。
由于存在土塞作用，始发或到达过程中，如采用水平探孔，往往不能判断土体的实际加固情况，因而该加固形式存在一定的盲目性，加固效果不能提前预判。
（2）旋喷桩、搅拌桩加固通过旋喷桩和搅拌桩加固，不但能够改良土体的抗渗性能，同时也能提高土体的强度。
但由于旋喷桩钻杆刚度不够，随着加固深度增加，钻杆垂直度存在偏差，容易偏桩，且随着加固深度的增加，气升效果会越来越弱，高压喷嘴的喷射效率会下降，桩径会收缩，造成成桩效果较差等问题。
西安地铁盾构始发与接收端头加固方案研究随着城市人口增加和交通压力不断加大，地铁建设成为解决城市交通问题的重要手段。
西安作为中国古都之一，也跟随着城市化进程逐步完善地铁交通系统。
地铁建设中，盾构是一种常见的施工方式，但在实际应用中，盾构始发与接收端头加固方案是至关重要的。
本文将对西安地铁盾构始发与接收端头加固方案进行研究探讨。
一、地铁盾构始发与接收端头介绍盾构法是一种在地下施工的工程方法，其特点是利用盾构机在地下直接掘进和铺设管道。
在具体的地铁盾构工程中，始发与接收端头是盾构机工作的起点和终点，也是影响隧道结构安全和稳定性的关键部位。
二、盾构始发与接收端头加固的重要性盾构始发与接收端头承受着地下水压力、土压力和地下岩石的影响，其承载能力和工程质量直接关系到隧道的安全稳定和使用寿命。
因此对盾构始发与接收端头进行合理的加固是至关重要的。
三、西安地铁盾构始发与接收端头加固方案研究3.1 盾构始发端头加固方案在盾构始发端头加固中，需要考虑地质情况、水压和土压的影响，常见的加固方案包括加强端头构造、提高端头抗水压和抗土压能力等措施。
还需要考虑环境保护和社会稳定因素，选择合适的工程材料和施工工艺。
3.2 盾构接收端头加固方案盾构接收端头是隧道的终点，其加固方案需要考虑与周边地质环境的接触、隧道结构的承载能力等因素。
常见的加固方案包括采用高强度材料、提高端头结构稳定性、加强隧道环境监测等手段。
3.3 盾构始发与接收端头加固实践案例以西安地铁建设为例，对盾构始发与接收端头加固实践进行案例分析。
通过对工程实际情况和地下地质条件的综合分析，选择合适的加固方案，并对加固效果进行评估和总结。
四、盾构始发与接收端头加固方案的优化在研究实践的基础上，对盾构始发与接收端头加固方案进行优化。
通过对新材料、新工艺的研究应用，提高加固方案的效果和成本效益，实现地铁盾构始发与接收端头的安全施工和维护。
五、结语盾构始发与接收端头加固方案的研究对于地铁建设具有重要意义。
浅谈地铁盾构始发端头加固wss工法质量控制摘要：地铁盾构法施工中，端头加固是盾构机始发的一个重要组成部分，也是一个比较关键性的决定性因素。
端头加固的效果影响着盾构机能否成功顺利始发。
因此在端头加固施工过程中应加强质量的控制不可放松。
关键词：始发；端头加固；质量控制一、引言目前我国城市轨道交通日益发达、线路不断扩张与完善，修建地铁是一座城市的名片，越繁华的城市地铁线路越密集，这给我们的施工也带来了巨大的挑战，盾构法隧道施工关键性的第一步就是端头加固，端头加固的效果从而影响着盾构机能否成功始发，所以在端头加固施工过程中对于质量的控制必须严格。
二、工程概况北京地铁19号线一期工程积水潭站~北太平庄站区间，盾构始发井位于新街口外大街与北护城河相交位置的西北角，中心里程为右K48+268.003。
洞门加固里程范围：右线YK48+274.158~K48+284.158，左线K48+274.599~K48+284.599。
三、地质、水文情况始发洞门地层主要为：粉质黏土、粉细砂、中粗砂、卵石等；隧道顶覆土厚度约为17.70m~29.38m。
根据勘察成果，共观测到三层地下水，上层滞水（一）、潜水（二）、层间水（四）。
上层滞水（一）：水位埋深为4.50~4.60m，潜水（二）：水位埋深为16.70~18.26m，层间水（四）：水位埋深为28.60~32.90m。
四、端头加固质量控制的重要性端头加固质量的好坏直接影响着盾构是否能成功始发，如加固质量不满足要求，会引起以下几种事故：1.洞门土体坍塌，造成地下管线沉降、破裂，如遇到天然气管线，更有甚者发生爆炸事故。
2.周边建构筑物产生沉降、裂缝、倾斜甚至倒塌。
3.地面发生沉降、隆起、凹陷甚至坍塌，造成地面过往行人及车辆受损。
4.始发时洞门处发生涌水、涌砂事故，导致水土流失，地层变形受损。
5.始发后管片脱出盾尾由于加固土体抗压强度或抗渗系数不合格时会造成管片破损、渗水、漏水、变形更甚者造成坍塌事故。
西安地铁盾构始发与接收端头加固方案研究
随着城市地铁网络的不断扩展，地铁盾构始发与接收端头在地铁工程中起着至关重要的作用。
为了确保盾构施工的安全和效率，对始发与接收端头进行加固是必要的。
本文将对西安地铁盾构始发与接收端头加固方案进行研究。
对于盾构始发端头的加固方案，可以采取以下措施。
在挖掘盾构始发井前，可以进行预处理工作，如加固井口结构，以增加始发井的稳定性。
在挖掘始发井时，可以采用支撑结构，如预制梁和钢支撑杆等，保证始发井的稳定性。
然后，在进行盾构始发施工前，可以进行加固材料注浆工作，提高始发端头的承载能力。
在进行始发施工时，可以采取适当的水平控制和保护措施，以确保始发端头的安全施工。
西安地铁盾构始发与接收端头的加固方案可以通过预处理、支撑结构和加固材料注浆来实现。
这些加固方案可以提高始发与接收端头的稳定性和承载能力，确保盾构施工的安全和效率。
需要注意的是，在进行加固工作时，要根据具体情况制定合理的加固方案，并在施工过程中加强监测和控制，以确保加固效果的达到预期目标。
希望本研究可以为西安地铁盾构始发与接收端头的加固工作提供一定的参考价值。
广州盾构始发和到达端头加固方法浅析徐资【摘要】从端头加固的目的着手,就端头加固设计及方法进行了详细阐述,并对端头加固效果检测方法作了介绍,最后分析了端头加固事故多发因素,以降低端头加固风险,确保盾构施工的顺利进行.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)013【总页数】2页(P177-178)【关键词】盾构;端头加固;方法;效果检测【作者】徐资【作者单位】广州中咨城轨工程咨询有限公司,广东,广州,510400【正文语种】中文【中图分类】U455.43端头加固是盾构始发、盾构到达的一个重要技术环节,端头加固的成功失败直接影响到盾构能否安全始发、到达。
合理选择端头加固施工工艺,是保证盾构顺利施工的非常重要的一个技术手段。
盾构正常掘进,盾构始发与到达施工通过开挖面时,土压平衡或泥水平衡条件差,对开挖面的稳定性产生了不同程度的不利影响;同时始发与到达端隧道覆土浅,特别是始发端,盾构处于试掘进状态,盾构故障多,盾构操作人员不熟练等原因,容易发生地表变形过大,甚至坍塌、地表冒浆等事故。
因此根据工程地质条件、地下水、盾构类型、覆土厚度、洞门密封等条件,选择合适的始发与到达端的加固方式,具有重要的意义。
1 端头加固的目的端头加固是指通过改良端头土体,提高端头土体强度和自稳能力,堵塞颗粒的间隙和地层的水,防止坍塌、流沙、涌水现象发生,确保盾构机始发和到达的安全。
因此,端头加固不仅仅要有强度要求,还要有抗渗透性要求。
1)控制地表沉降,端头不坍塌。
始发、到达前往往需要凿除洞口井壁的混凝土,割断钢筋,以满足盾构顺利进出洞,而洞口的井壁混凝土有时要达到 800 mm或者更厚,凿除时间长,要避免凿除过程中发生坍塌,更要避免因开挖面暴露时间过长而坍塌或造成地表过大的沉降。
2)控制水土流失。
盾构始发进入加固体,或盾构到达穿过加固体时,在含水量较高、水平渗透系数大的含砂层、卵石层等地层,盾构进出洞易造成水土流失。
盾构机始发与到达端头土体加固技术研究作者：马世兵来源：《农家科技下旬刊》2014年第02期摘要：盾构进出工作井施工技术，是困扰盾构施工的一个困难的重要环节。
本文详细地阐述了盾构始发与到达端头土体加固的目的与意义，给出了端头土体加固的范围，介绍了端头土体加固的施工方法及其适应性，以供同行参考关键词：地铁；盾构法；端头加固；事故随着城市化进程的不断加快，加上近年来快速增长的交通需求，使得城市轨道交通的建设成为城市发展的必然。
在城市地铁隧道的建设中，盾构法以其成形质量高、安全可靠、施工进度快、造价合理等优点，成为城市地铁隧道施工的首选。
盾构法隧道施工中，端头土体加固是盾构机始发、到达技术的一个重要组成部分，也是盾构机始发、到达事故多发地带，端头土体加固的成功与否直接关系到盾构机能否安全始发、到达[1，2]。
在隧道挖掘过程中，盾构始发与接收是盾构施工中风险最大的环节，特别是在盾构进出洞施工过程中，最容易发生工程事故，并且多是较为严重的事故。
当盾构进出洞时，需要破除洞口的井壁，如果不对洞口土体进行加固处理，井外的土体和地下水将向工作井内坍陷，导致地表下沉并危及地下管线和附近的建筑物，泥水盾构还会出现地面跑浆等问题[3]。
因此，必须选择合理端头土体的加固方式对盾构始发与到达端头土体一定范围的土体进行加固，使其强度提高，保证盾构隧道顺利施工。
一、端头土体加固目的1.1控制地表沉降，防止端头坍塌盾构始发、到达前往往需要凿除洞口井壁的混凝土，割断钢筋，以满足盾构顺利进出洞，而洞口的井壁混凝土柱有的达到800mm或更厚，其凿除时间长，为避免凿除过程中发生坍塌，以及避免因开挖面暴露时间过长而坍塌或造成过大地表沉降。
1.2防止土压建立困难引起过大的地面沉降或坍塌。
盾构始发进入洞门后，在一定的掘进距离内土舱压力较小，不足以维持开挖面压力的平衡，地层加固必须确保盾构在土压建立起来以前开挖面不会因为平衡压力不足而引起地面过大沉降或坍塌。
浅议盾构始发\到达中端头加固及辅助措施的应用
摘要：盾构法隧道施工中，盾构机始发、到达往往伴随很大的施工风险，而正确的采取一些辅助措施，可有效降低盾构机始发、到达中的风险。
本文结合实际施工案例，对辅助措施在盾构始发、到达中的应用和取得的效果进行简要介绍。
关键词盾构始发、到达软弱地层辅助措施
引言
随着盾构法施工技术的逐渐成熟，盾构法在城市地铁、公路、电力隧道等工程中得到广泛的应用。
如何有效的规避盾构施工中的风险，已成为盾构施工关注的重点。
通过对近年来盾构隧道施工事故的统计情况看，盾构施工事故一般在盾构始发、到达阶段发生频率比较高。
发生事故轻则地表出现塌陷，重则车站、隧道被淹。
在实际施工中一些辅助措施的合理应运有助于规避部分事故的发生。
1、盾构机始发、到达端头土体加固的辅助措施
由于盾构始发、到达的中存在风险较大，特别是地下水丰富、渗透性好的地层很容易出现土体坍塌、洞门涌水涌沙等险情，为了降低施工风险就要对盾构始发、到达段端头处的土体采用一些加固处理措施，也就是通常所说的端头加固，其目的主要是提高端头土体的强度、封堵地下水，保证洞门破除的时候端头土体的稳定。
1.1端头土体加固常见种类
端头土体加固质量的好坏直接决定着盾构始发、到达的成败，因此在设计阶段选择端头加固处理方案时，一定要的综合考虑工程的地质、水文条件以及周边环境等因素。
在当前盾构法施工中比较常见端头土体加固措施有：注浆法、搅拌桩+旋喷注浆、素混凝土地下连续墙、冷冻等，不同的加固措施其取得的经济效益和加固效果也不尽相同，具体可见表1。
表1：端头土体辅助加固措施分析标
辅助加固措施适应地层优点缺点
注浆法主要适用地层为砂层、卵石层或岩层、黄土层施工成本低加固体整体性较差；一般只在注浆扩散性较好且不具备深层搅拌条件的地层使用。
三轴搅拌+旋喷注浆加固区范围内地质为砂性土、粉土及粘土层加固整体性较好施工条件苛刻，施工场地需求大，成本较高;加固体与车站围护结构处的缝隙易渗漏。
旋喷注浆+压密注浆加固区范围内为砂砾层、卵石层或岩石层加固体整体性较好。
施工成本较高，加固深度右线，深度过深旋喷注浆效果差。
素混凝土地下连续墙残积土层、砂性土层或岩石层加固整体性好。
施工成本较高，对盾构机有一定的破岩能力要求。
冷冻砂性土、粉土、粘性土、黄土及卵石层均可对地面场地需求量小；加固后施工对周边环境影响小。
施工成本很高，比较适合在闹市采用该工法，但解冻后融沉时间较长。
1.2端头土体加固效果的检验
端头土体加固完成后，一般从两个方面进行检验：一方面是加固体强度检测，从地面取芯检测加固体强度，加固后土体强度要求为0.8~1.5Mp。
对采用冷冻法加固的，根据测温孔温度曲线和去回路盐水温度曲线分析判断加固体情况，一般要求冻结土体温度低于-10℃；另一方面是在洞门掌子面打水平探孔查看渗漏水情况，观察探孔看是否有水流流出，无水流流出说明加固效果良好，有水流流出需采取措施进行补强加固并隔断地下水通道。
2、盾构机始发、到达存在的主要风险
盾构机始发、到达面临的风险有：加固体失稳、洞门涌水涌砂、地面坍塌、建筑物及管线损坏等，在诸多风险中加固体失稳、洞门涌水涌砂是主要风险，往往发生这两中情况会引起地面坍塌、建筑物及管线损坏等次生风险。
因此盾构机始发、到达中加固体质量的好坏直接影响盾构机能否顺利始发、到达。
影响端头加固体质量的因素众多，主要有设计阶段和施工阶段的因素。
在设计阶段选择端头加固措施时一定要综合考虑端头地质特性、水文条件及周边建筑物特征等情况，进行“量体裁衣”选择加固方案。
施工阶段的因素施工过程质量控制不严，最终导致加固质量达不到设计要求，因此在施工过程中一定要加强质量的控制。
3、始发、到达加固效果不理想时的辅助措施
在盾构机始发、到达中经常会遇到端头的加固效果不理想、地质情况差、地下水丰富等不利情况下，这些情况会导致盾构机始发、到达中发生事故，因此遇到这些情况后采取有效的辅助措施降低施工风险就显的尤为重要，选择合适的辅助措施可以取得事半功倍的效果。
盾构始发、到达常用的辅助措施有：冻结辅助加固、降水、洞门临时防水等，具体可见表2。
表2：常见的辅助措施统计
辅助措施应用范围控制要点优、缺点
冻结辅助加固1、尽管采取了搅拌或注浆加固，但取芯强度低或水平探孔中有涌水涌砂等情况，加固效果不理想；
2、尽管采取了降水措施，但是掌子面的水量依然很大；
3、加固范围内有重要管线及建筑物需要确保安全。
1、冷冻管布置合理；
2、冻结时间及冻结温度达到要求；
3、停冻及拔管时间控制；
4、解冻后融沉控制。
优点：可以有效止水，加固效果好；
缺点：费用高、工期长，后期融沉处理时间久。
降水1、地层透水性很强（如砂层），且饱含地下水；
2、承压水与作业面贯通。
1、降水井布置及水位降深计算；
2、周边建筑物及管线的沉降控制。
优点：可有效的降低地下水位；
缺点：降水对周边环境影响大。
注浆1、端头加固效果不满足要求；
2、地层中含水量丰富。
1、注浆压力及注浆量的控制
2、浆液配合比，双液浆、单液浆的选用优点：成本较低，可封堵地下水，同时能起到补充加固的效果。
缺点：浆液在地下流向不确定，引起地表隆起。
水中进洞1、盾构机在软土地质中到达；
2、地层中含水量丰富。
1、根据盾构机到达段地质情况，需采取辅助措施；
2、在盾构井施工完成后回填水泥土或砂浆
3、确保回填土体密实。
优点：可明显降低盾构到达端涌水涌砂，减少风险；
缺点：成本造价高
4、盾构始发中辅助措施的实际应用
南京地铁某工地盾构始发端头隧道拱顶埋深约9.7米，洞门断面内的主要地层为②-1d2-3层稍密～中密状粉砂层，地下水主要为孔隙潜水，地下水稳定水位埋深0.8m-3.94m。
4.1端头加固方案
根据盾构始发端的地质及水文情况，该工程盾构始发及到达端头加固采用三轴搅拌桩+旋喷桩的加固措施。
洞门外地基采用∮800@600×600三轴搅拌桩加固，同时在端头加固体两侧各设置2口降水井，共设置6口降水井。
4.2端头加固检查情况及检测
端头加固三轴搅拌桩完成达到龄期后，对其进行了垂直抽芯检测，其检测结果满足设计要求，共抽取12组芯样。
为了进一步检查端头加固的情况，在距洞门上部打设了三处水平探孔，水平探孔内出现流砂情况，证明端头加固效果达不到设计要求。
4.3原因分析及采取的处理措施
4.3.1造成水平探孔出现流砂的主要原因是：
（1）通过水平探孔和垂直抽芯检测取芯的情况分析，三轴搅拌桩加固效果较好，而旋喷桩的成桩效果较差，在车站围护结构与三轴搅拌桩之间存在软弱夹层。
（2）端头地层主要为粉细砂层且富含地下水，极易形成流沙，在端头加固效果不理想的情况下，容易出现涌水涌砂现象。
（3）地下水位较高，未降至隧道底板以下。
由于地下水位较高，而降水井数量较少未能将地下水位降至隧道底板以下。
4.4.2处理措施及取得的效果
(1)对端头薄弱区域进行二次加固
因端头旋喷桩加固质量不理想，在原有旋喷桩的区域内施做二次加固。
主要采用旋喷注浆加固的方法，孔位布置采用两排梅花型，孔深20米，孔距1米，排距0.5米。
(2)增加降水井，加强降水
由于原设计方案设置的降水井数量较少，不能满足现场降水需求，所以在原有降水的基础上又增加了5口降水井，加强了降水效率。
采取的上述注浆加固和增加降水井的辅助措施，取得了良好的效果，最终盾构机顺利始发。
5、总结及思考
5.1选用搅拌桩+旋喷桩的加固措施时，由于旋喷桩的成桩效果不理想，易在围护结构与搅拌桩之间形成软弱夹层。
因此在进行端头加固措施选择时可以考虑其他的加固方式，如直接进行端头土体冻结或者选用素混凝土地下连续墙代替旋喷桩。
5.2通过采取增加降水井、二次注浆加固等辅助措施取得了较好的效果，确保了盾构的顺利始发，但也导致了盾构始发工期滞后。
为了解决普通降水井降水时耗时较长的这一问题，可以考虑转变降水井的降水原理，如:采用真空降水井，来提高工作面疏干的效率。
5.3在富水砂层等软弱地层中出现端头加固不理想等情况时，可以考虑采用直接冻结的辅助措施（采用液氮垂直冷冻），进行再次加固或直接选用冷冻进行端头加固。
6、结束语
随着盾构法施工更广泛的被应用，地层、周边建筑物、管线也会越复杂，盾构机始发、到到过程中所面临的风险也就越大，为了更好的规避这些施工风险，从设计阶段就应该对盾构机始发、到达的面临的风险予以重视，选择端头加固方案中要考虑到现场的可操作性和加固质量。
在施工过程中出现端头加固质量不理想等情况时，要合理选择一些行之有效的辅助措施，会对盾构顺利始发和到达带来积极有效的作用。
参考文献
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