基本情况
（1）工法级别：湖南省省级
（2）工法编号：HNJSGF129-2015
（3）完成单位：中国建筑第五工程局有限公司
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基本内容
1）前言
国内外地下空间的开发利用推动了城市现代化的发展进程，土压平衡盾构机在开发地下空间过程中被广泛运用；不同的地质条件选择不同的掘进参数，特别是在富水破碎带的地层，同时地处高楼林立的城市敏感区，盾构掘进参数的选取对盾构掘进的风险控制十分关键。本工法以深圳地铁9 号线9104-2 标段项目盾构隧道为工程实例，从掘进机械设备、掘进参数、辅助措施等方面寻求思路，探究土压平衡盾构穿越富水断层破碎带施工技术。深圳地铁9 号线9104-2 标为两站两区间，其中区间单线总长约1.5km，采用φ6250mm 复合土压平衡盾构施工，隧道外径6000mm、内径5400mm。区间隧道主要位于卵石〈3-6〉、硬塑状砾质黏土〈6-2〉、变质砂岩全风化带〈8-1〉、变质砂岩强风化带〈8-2〉、变质砂岩中风化带〈8-3〉、变质砂岩微风化带〈8-4〉、强风化断层角砾〈13-2〉和全风化断层角砾〈13-1〉地层。由于工程位于深圳罗湖区，区间隧道须多次穿越罗湖断裂带束FL8、FL9。受该断裂影响，岩石局部碎裂风化，岩石相对较破碎，重结晶作用较明显，岩性较复杂，称之为断层角砾破碎带。又根据地勘资料显示，该断裂束内含承压水，涌水量相当大，有可能与布吉河连通，因此土压盾构在该地层中掘进易出现喷涌、刀盘刀具和螺旋输送机易磨损等问题。
针对深圳地铁9 号线9104-2 标项目盾构隧道在穿过富水断层破碎带段所遇到的前所未有的困难，中国建筑第五工程局有限公司提出了通过修正掘进参数、完善盾构设备及利用辅助措施，达到平稳穿越富水断层破碎带的效果。经过现场试验、提炼、归纳和总结，逐步形成了土压平衡盾构穿越断层破碎带施工工法。实践结果表明，应用此工法，可有效地解决盾构下穿富水断层破碎带喷涌、磨损刀具、地面沉降等问题。在富水断层破碎带应用此工法能极大地保证盾构掘进安全，节约成本，降低风险。其经济效益和社会效益显著，具有广阔的应用前景。
2）工法特点
本工法属盾构隧道掘进应对复杂地质水文条件的一项工法，可有效处治盾构机在该地质水文条件下因掘进带来的刀盘刀具磨损、螺旋输送机磨损、喷涌喷渣、地面沉降等问题，其特点如下。
（1）地面调查，地质补勘
在盾构掘进过程中，由地质条件突变引发盾构掘进地质风险和地面风险，致使盾构掘进风险不可控，为此强化地质超前预报，补勘分析地质数据，重视地面建（构）筑物调查；建立以地质为基础，地面调查为关键的盾构掘进体系。
（2）设备改良，硬岩突破
根据断层破碎带对盾构机刀盘及螺旋输送机加焊耐磨网格，为土压平衡盾构机安全穿越破碎带时刀盘及螺旋输送机防磨损做好准备；刀盘面板及刀箱采取加焊HARDOX 板及方格耐磨堆焊的措施，对螺旋输送机叶片采取在叶片上加焊耐磨复合材料，每完成一个工程后可以对该耐磨复合材料进行更换，在螺旋输送机前端筒体加装可更换的耐磨块；同时根据断层破碎带围岩的变化情况及时更换刀具，可将双刃滚刀更换为单刃滚刀。
（3）参数调整，防塌止喷
采取渣土改良、减少地下水来源、配置保压渣泵系统措施，防止喷涌；启动盾构稳定装置，控制螺旋输送机转速和后闸门开口，防止喷渣；适当增大土仓土压，确保土压平衡，注意控制盾构姿态和刀盘扭矩，防止出现过大的方向偏差，在盾构穿越过程中通过信息化修正掘进参数和调整掘进措施保障掘进安全。
（4）措施辅助，快速穿越
加强盾构穿越断层破碎带影响区域的监控量测，加强同步注浆，避免浆液漏入盾尾，防止土体塑性区的扩大；及时跟进二次注浆，严格控制出渣量，控制地表沉陷，在各项掘进指标正常的情况下，保障盾构稳定快速通过。
3）适用范围
本工法适用于富水（涌水量Q ＞ 1200㎡/d）断层破碎带的城市地铁隧道施工，在轨道交通、市政工程、公路、铁路、电力、水工等各种地下工程的穿越富水破碎带施工中均可广泛采用。
