1.前言
道在大中城市的公路、地铁、铁路、轨道交通、综合管廊建设等方面发挥着越来越重要的作用. 为满足我国大中城市建设经济发展的需求，对地下空问开发利用日益增长.大直径盾构隧目前在上海、武汉、南京等城市已建成多条大直径穿江越海隧道，在深圳、广州、汕头等地区有多条在建大直径穿江越海隧道，国内超大直径市场竞争愈演愈烈，对公司在大直径盾构隧道 施工方面技术的总结提高提出了严格的要求.
排水板，穿越长度约90m.排水板主要用于海堤基础固结，材质为PVC，间距1.5m，正方形布 置，长度15m，侵入盾构隧道3-4m：穿越地层主要为黏土、粉质黏土地层，隧顶为回填土、海积淤泥层，自稳能力较差，且部分排水板位于海堤下方，对地层沉降控制要求高.根据国内既有工程的施工经验，如采用预加固处理，不仅工期长，费用高，且对原结构和周边环境影响较 大，如采用常规刀具直接切削，则会出现排水板未充分切断、继绕刀盘、造成出渣系统堵塞等情况，造成盾构异常停机，增加盾构施工风险：项目通过在刀盘上合理设置高利刃撕裂刀，成功完成了盾构下穿排水板段施工.在认真总结大直径泥水盾构穿越排水板施工技术后，形成该工法.
2.工法特点
既有排水板进行预处理，减少对原地层的扰动，同时又避免常规刀具对排水板切削效果较差， 2.1安金性高.本工法通过在刀盘上合理设置高利刃撕裂刀、直接掘进穿越排水板，不需对降低了盾构施工对原设计和既有建（构）筑物的影响，提高盾构施工安全.
2.2节约工期.采用盾构直接据进穿越，减少预处理周期，节约整体施工工期.
2.3降低施工成本.避免对既有排水板进行预处理，降低施工成本.
2.4减少对周边环境影响.减少预处理或采用常规刀具穿越时对周边环境、原设计、既有建构筑物的影响.
3.适用范围
本工法适用于盾构法下穿地基固结型排水板的各类工程.
4.工法原理
路平纵设计文件，在刀盘上新增焊接高利刃撕裂刀，并在盾构下穿排水板施工期间严格遵循“高 施工前根据排水板和区间隧道位置关系、盾构掘进配套的环流系统，并结合盾构下穿时线转速、低贯入度、严格控制土压、密切进行地表沉降监测联动”的理念，施工后加强地面及建（构）筑物的监测，确保盾构安全、顺利下穿排水板施工.
图4.1.1刀盘焊接利刃刀布置示意图（以舟山嵊泗项目为例）
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工流程
图5.1.1盾构下穿排水板施工流程
5.2操作要点
5.2.1施工调查
探明排水板的区域、排列方式、材质等是否和设计一致，对存在偏差需及时和设计沟通. 施工前由安排专人借调查阅周边建（构）筑物的竣工资料，有条件时可采用人工挖掘方式
5.2.2地质补勘工作
作业，补勘孔主要针对岩层变化交界面、施工风险较大地段（如重要建（构）筑物、开仓、联 在盾构施工前，结合区间设计平纵断面初步设计文件、地质详勘报告，进行区间地质补勘络通道施工等位置）、详勘中缺失位置等，并和详勘报告进行比对，观察地层是否存在较大变化.
5.2.3盾构机针对性改造
针对性改造主要为高利刃撕裂刀具的采用及合理布置.
经中铁隧道和盾构及掘进技术国家重点实验室、中铁工程装备工程技术研究中心联合验证，对排水板的切削实验，高利刃撕裂刀布置原则如下：
①布置范围：结合排水板和隧道纵断面位置关系进行设置，刀具布置范围要超出排水板侵入隧道断面范围0.5~1m：
②刀间距：需结合配套环流系统或出渣系统进行调整，由于外圈刀具切削距离较长，刀间距由外图向内圈逆增：
由于外圈刀具切削距离较长，外圈同轨遗设置2~3把，内图同轨迹设置1~2把： ③高利刃撕裂刀数量：需结合施工前到穿越期间地质情况、排水板侵入范围等综合评定，
④刀高差：高利刃撕裂刀均需高出常规刀具不小于50mm，亦可根据穿越前、穿越期间地质情况进行调整，如地层对刀具磨损较严重，需增加耐磨措施.
图5.2.1利刃刀对排水板的切削实验
5.2.4技术文件审批
在盾构下穿排水板前完成技术方案的编制、审核及审批工作，必要时组织专家论证，施工前完成后对作业人员交底培训工作.
5.2.5各项准备及条件验收
按照技术方案及地方要求，在盾构到达排水板施工前，对各项准备工作进行逐项检查及验收，以确保盾构在排水板施工期间作业连续、安全、快速穿越.
5.2.6盾构机下穿排水板施工
况、监测数据等对参数进行优化调整，确保盾构下穿排水板期间施工安全，详细的参数制定可 下穿期间主要为据进参数管控，首先建立试据进段，根据试据进段参数变化情况、注浆情参照以下：
（1）泥水仓压力：泥水仓压力需结合隧道埋深、地下水水位、地表有无建筑物等进行综合判定，并在过程中监测数据进行调整优化，确保刀盘前方地表处于微隆起状态（隆起1~3mm），掘进过程中仓压波动控制在±0.1bar，如波动超过范围需及时上报.
刀盘转速建议控制在1.5~1.7r/min，握进速度不宜大于20mm/min，推力和扭矩与据进速度相匹 （2）掘进参数选择：本掘进段遵从“小推力、高转速、小扭矩、匀速推进”的原则进行控制，配，并控制扭矩单次波动不大于800KN.m，扭矩波动超过范围或持续波动时需及时上报.
（3）泥浆参数控制：泥装比重为1.12~1.15g/cm3，粘度20~22s（漏斗粘度），并在掘进中安排人员跟踪泥浆参数，对超过参数控制范围及时进行调整.
（4）出渣量控制：泥水盾构控制循环流量不低于设计流量90%，进出浆流量差不大于循环流量的10%：土压盾构出渣量控制在理论出渣量的1.1~1.3倍，螺旋输送机扭矩波动不大于10%：严格控制出土量，以稳定工作面：过程中做好刀盘中心位置冲刷.
（5）同步注浆：同步注浆以量和压力双重管控，注浆量需根据地质情况、地表监测数据等进行综合评定，建议实际注浆量为理论注浆量的1.5-1.8倍.
5.2.7监控量测
下穿期间加密监测频率，并及时将监测数据上报值班工程师及土木总工，以便于根据监测数据及时调整优化参数：施工期间安排人员对地面及周边建（构）筑物进行24h遇视，当发现地面或建（构）筑物出现漏浆等异常现象时，立即通知调度、盾构主机室、土木总工等，根据制定的应急措施，避免地面或建（构）筑物的异常沉降.
5.2.8穿越后措施
盾构穿越后，严格按照监测方案进行地面及建（构）筑物监测，直至变形稳定.如发现建注浆等措施进行加固作业，确保建（构）筑物安全.洞内二次补注浆、花管注装以拱顶120°范 （构）筑物出现连续下沉或数据异常时，需及时通过洞内二次补注浆、洞内钢花管注装、地面围为主.
5.3劳动力组织
施工期问作业人员配置如下表5.3.1所示.
表5.3.1人员配置表（以舟山嵊泗项目为例）
部门 工种 人数 部门 #工 人数生产副经理 2 班长 2测量工程师 3 注浆司机 2值班工程师 3 据进班 26 管片安装司机 2易 19 主司机 4 （单班） 电瓶车司机 4人员 维保工程师 电气工程师 1 调车员 2专职安全员 2 2 班组成员 班长 16调度 2 门吊司机 3电工 2 综合 止水条安装员 6维保 01 盾构维保工 2 保障班 30 搅拌站 4班 其他维保工 4 机加工 6维保班班长 2 其它 10地面逻视人员：3名，由工程部安排技术人员巡视，生产人员配合.
6.材料与设备
6.1主要物资材料
主要物资材料见表6.1所示.
表6.1主要物资材料配置表（以舟山嵊酒项目为例）
序号 材料名称 单位 数量 备注1 管片 环 41 根据掘进长度进行调整2 管片螺栓 套 1476 根据掘进长度进行调整3 防水材料 环 41 根据掘进长度进行调整4 散装水泥 T 139 根据掘进长度进行调整
5 M3 400 根据掘进长度进行调整6 粉煤灰 T 260 根据掘进长度进行调整7 膨润土 T 28 根据掘进长度进行调整8 袋装水泥 T 10 二次注浆9 水玻璃 T 10 二次注浆01 11 人行路板 钢花管 m m 100 82 洞内花管注浆、地面注浆 根据施工进度跟进12 水管（Φ100） m 82 根据施工进度跟进13 污水管（Φ150） m 82 根据施工进度跟进14 泥浆管（Φ300） m 82 根据施工进度跟进15 泥浆管（Φ450） m 82 根据施工进度跟进16 中轨（6m/组） 组 14 根据施工进度跟进17 高压电缆 m 82 根据施工进度跟进18 聚氨酯 Kg 400 应急堵漏
6.2主要机具设备
主要机具设备见表6.2所示.
表6.2主要机具配置表（以舟山嵊泗项目为例）
编号 设备名称 规格型号 单位 数量 备注1 泥水盾构机 台2 搅拌站 JS-750 座 13 4 泥水分离设备 龙门吊 45T 台 套 15 电瓶运输机车 康明克斯-800 45t/55t 组 2 26 应急发电机 400kw 台7 双液注装机 FBY50/70 台 2
7.质量控制
7.1严格按照设计图纸进行高利刃撕裂刀焊接，并做好焊接质量管控.
7.2结合既有项目施工经验及本项目穿越前掘进参数，合理制定盾构下穿期间掘进参数，并在穿越期间严格控制掘进参数，确保泥水仓压力波动不超过±0.1bar，扭矩波动不大于800kn.m，当掘进参数波动超过规定范围必须及时上报，分析原因、制定措施.
7.3加强据进过程中环流管控，并加大对刀盘、出浆口冲刷，避免造成刀盘结饼或出浆管路堵塞造成泥水仓压力波动超限：安排专人监测泥浆性能及出渣渣样情况，当泥浆性能超过规定范围时需及时进行泥浆的处理.
7.4严格控制穿越期间注浆管理，同步注浆以注浆压力和注浆量双控，确保填充效果，二次注浆需结合地表监测数据及成型隧道管片复测数据，如沉降速率超过3mm/d或成型隧道上浮量超过30mm需立即对盾尾位置进行二次补注浆施工.
8.安全措施
8.1施工前根据设计文件、施工调查、地质详勘及补勘成果等编制专项施工方案，必要时组织专家论证，并按照论证意见修改完善后组织实施.
8.2做好对人员的交底培训工作，要求主要管理人员熟悉了解施工主要流程、主要风险源及突发情况时应急处理措施.
