天津地铁3号线第10a合同段。
解放桥站-天津站站区间右线。
盾构接收专项施工方案。
编制。审核。
审批。中铁隧道集团****。
天津地铁3号线第10a合同段项目经理部。
2023年7月。
解放桥站-天津站站区间右线。
盾构接收专项施工方案。
一、编制目的。
解放桥站~天津站盾构右线区间接收端头井埋深较深，含承压水，且距京津城际铁路较近，如何保证盾构机安全，顺利接收是编制本方案的目的。
二、编制依据。
1）施工设计图纸。
2）解～天区间地质勘察报告。
3）现场实际情况。
4）现场监测资料。
5）施工组织设计。
6）国家及天津有关规范。
7）历次专项方案专家会意见。
三、工程概况。
3.1区间设计概况。
天津地铁3号线第10a标段解放桥~天津站站区间右线里程13+784.519~14+421.505，全长630.
945m(右线短链6.041米)。区间起于海河右岸张自忠路，右线始发30.
2m（25环）后开始穿越海河。在右线dk14+230处开始下穿天津站股道。在右线dk14+251处下穿津山上行右线（津山k139+223）。
之后穿越津秦线。然后在右线dk14+378处以76°交角下穿天津站京津城际车场（京津城际k117+895）。穿出铁道后即到达在建的天津站交通枢纽。
隧道中心在国铁地段内右线曲线半径为r=1500m及直线，右线区间隧道坡度为1.19%和0.2%上坡，区间线间距由13米，逐渐调整加宽，到天津站后线间距增加到19.
0米。隧道底板埋深28.4~35.
1m，顶板埋深22.0~28.7m。
在此段影响区域内涉及的铁路设施有：进出天津站的18股铁路股道（轨面高程约+3.8m根接触网杆，10个站台区和8个雨棚柱。
区间采用盾构法施工。
3.2接收井状况。
天津站接收端头井设计终点里程为dk14+421.505,车站设计结构为0.9米厚的结构墙。
地连墙为t型连续墙，普通段为1.2米，t型头结构为1.3米钢筋混凝土结构+0.
3米素混凝土。t型连续墙总厚度为2.8米。
洞门钢圈范围内后来又分别浇注了两层混凝土，厚度分别为0.4米和1.2米。
现需要暗挖破除总厚度为1.2(普通段地连墙)+1.6（地连墙t型头）+0.
4（第一次浇注混凝土）+1.2（第二次浇注混凝土）=4.4米，接收端头井平面示意图3-1：
图3-1 接收井洞门状况图。
3.3接收井平面位置。
天津站接收端头平面位于直线段上，竖曲线为0.2%的上坡。京津城际铁路据地连墙t型头左线距离为：
7.203米，右线距离为：11.
937米。端头井平面位置示意图如下所示：
天津站接收端头井平面示意图。
3.3目前施工现状。
车站施工方在地连墙与结构墙接缝处喷锚了一层素混凝土，由于喷射混凝土不能保证完全密实，地连墙与结构墙之间可能存在一定的渗水通道。在前期冷冻孔施工中，由于钻孔施工对原有地层有一定的扰动，地下水顺着地连墙与结构墙之间的缝隙流入洞门圈内喷锚层。由于喷锚层不密实，我公司不能准确的找到渗水点，有效的进行封堵。
针对此情况，经相关专家论证，决定在喷锚层外再施工一道0.4厚混凝土。此层混凝土施工完成后继续进行冷冻孔施工。
在施工至最后2个冷冻孔时，由于后加混凝土层厚度较薄，后浇注混凝土出现裂缝，洞门圈与后浇注混凝土接缝处也发生漏水现象。经注双液浆和聚氨酯处理后，洞门圈内渗水得到了控制。接收井端头埋深较深，地面沉降基本为零，地面监测点最大沉降仅在1mm左右。
为保证后续施工的安全，相关领导组织专家论证后决定在0.4厚混凝土外在加一层1.2米厚混凝土。
混凝土内加型钢和钢筋增加混凝土墙的强度，型钢与钢筋与车站结构连接。
四、地质条件。
4.1接收端头地形地貌。
天津站接收端头井紧邻京津城际铁路，位于天津站站台区西侧，进出客流量大，机车运营繁忙。
天津站接收井地貌图。
隧道与铁路位置关系平面图。
隧道与铁路位置关系纵剖面图。
解天区间沿线地质剖面图。
隧道与铁路位置关系横剖面图。
4.2地层岩性。
天津站接收井隧道顶设计标高为-20.125米，地面标高约为2.77米，隧道顶至地面埋深为22.
89。接收端头井隧道内上部为⑦1粉质粘土、中部为⑦4粉砂、下部为⑦1粉质粘土；隧道外上部为⑦1粉质粘土、1粉质粘土；隧道外下部为⑧2粉土；接收端头井具体地质情况如下图所示：
4.3水文地质特征。
本场地内表层地下水类型为第四系孔隙潜水。赋存与第ⅱ陆相层以下粉砂及粉砂土中的地下水具有微承压水性，为微承压水。
地下水的温度，埋深在5m范围内随气温变化，5m以下随深度略有递增，一般为14～16℃。
潜水存在于人工填土层①层、新近沉积层②、第ⅰ陆相层③层及第海相层④层中。该水层以第ⅱ陆相层⑤1粉质粘土、⑥1粉质粘土为隔水底板。人工填土层为①1杂填土、①2素填土，土体结构松散，含水量丰富，土层渗透系数大。
新近沉积层②以粉质粘土、粘土为主，夹粉土层；第ⅰ陆相层上部以③1层粉质粘土、③3粘土为主，局部夹③2粉土，土层渗透系数较大。第海相层主要含水层为④2粉土，分布较连续。④1粉质粘土层夹有大量粉土、粉砂薄层储水量较高，但出水量较小，垂直、水平方向渗透系数差异较大。
潜水地下水位埋深较浅，勘测期间水位埋深0.5～4.7m（高程-0.
30～2.27m）。潜水主要依靠大气降水入渗和地表水体渗补给，水位具有明显的丰、枯水期变化，受季节影响明显。
地下水丰水期水位上升，枯水期水位下降。高水位期出现在雨季后期的9月份，低水位期出现在干旱少雨的4～5月份。潜水位年变化幅度的多年平均值约0.
8m。微承压水以第ⅱ陆相层⑤1粉质粘土、⑥1粉质粘土为隔水底板。⑥2粉土、⑥4粉砂、⑦2粉土、⑦4粉砂、⑦5细砂、⑦6粉土、⑨2粉土、⑨4粉砂、⑨5细砂为主要含水地层，含水层厚度较大，分布相对稳定。各含水层局部夹透镜体状粉质粘土。
微承压水水位受季节影响不大，水位变化幅度小。该层微承压水接受上层潜水的补给，以地下径流方式排泄，同时以渗透方式补给深层地下水。水位观测初期，该层水上升很快，一般在30分钟之内既完成全部上升高度的80%左右，30分钟之后，水位上升速度变缓慢，经过24小时之后，稳定水位一般稳定于潜水位之下。
勘测期间对微承压进行分层抽水，分层观测，第一层微承压水埋深约5.13m（高程约-0.08m）。
承压水头为承压水稳定水位至隔水顶板的距离。
五、施工方案及技术措施。
5.1洞门加固。
区间端头采用水平注浆和水平冻结相结合的加固方案，全断面分层注浆。纵向加固长度为14.4米，径向加固范围隧道开挖工作面及开挖轮廓线以外4米。
原冻结帷幕设计，冻结孔按水平角度布置，冻结孔数53个。
根据周边环境、隧道埋深以及工程地质和水文地质条件，区间端头采用洞内水平注浆和水平冻结相结合的加固方案。
1）全断面分层注浆加固方案。
全断面分层注浆纵向加固长度为14.4米，径向加固范围隧道开挖工作面及开挖轮廓线以外4米。全断面分层注浆设计图如下图所示。
注浆孔钻孔布置图。
注浆孔纵剖面布置图。
1）、注浆参数。
a.注浆压力。
全断面分层注浆的注浆压力取值为2.0～3.0mpa。
b.浆液扩散半径。
注浆扩散半径设计考虑为0.8m，注浆过程中可根据实际地质情况进行调整。
c.注浆加固范围。
注浆区域应按围岩止水的有效范围进行计算，径向设计为开挖轮廓线外4m，纵向为14.4m。
d.注浆工艺。
洞内地质条件较差时，以前进式分层注浆为主；成孔条件较好时，采用钻杆后退式分层注浆。
e.注浆速度。
注浆速度110l/min。
f.浆液注入量。
前期填充注浆阶段限压不限量；后期注浆段每米注浆量控制在0.3～0.6m3，现场应根据实际情况进行调整，达到注浆压力或注浆量的1.5～2倍，即可封孔停止注浆。
全断面分层注浆参数见下表。
全断面分层注浆参数表：
2）、注浆材料。
注浆材料为水泥—水玻璃双液浆，水泥为级普通硅酸盐水泥，水玻璃浓度为35be，模数2.4～2.8，浆液配比参数如下表。
浆液配比参数表：
3）、注浆顺序。
注浆采取从上往下，间隔跳孔，先外圈，后内圈的顺序进行。
4）、注浆工艺。
前期注浆段地质条件比较差，出水量较大，采用前进式分段注浆。当钻孔过程成孔条件较好时，为了保证钻孔后部注浆效果可采用钻杆后退式注浆工艺。注浆分段长度1～2m，施工中可根据地质情况进行适当调整以保证注浆效果提高作业效率。
钻孔注浆时，为了避免泥砂的大量流失引起地表沉降，钻孔退钻后，应快速将注浆管路接到孔口管上，尽快组织注浆作业，孔口管外端的注浆接头应采用快速接头形式，并连接排渣装置，以利于快速安装注浆管路。
5）、注浆结束标准。
a.单孔注浆结束标准。
单孔注浆以定量定压相结合。
定量标准：注浆量根据类似地层空隙率，每米注浆量控制在0.3～0.
6m3，当注浆量达到设计注浆量的1.5～2倍，压力仍然不上升，可采取调整浆液配比缩短凝胶时间或进行间歇注浆等工艺压力达到设计终压，结束该孔注浆；
定压标准：注浆终压暂定为2～3mpa，注浆过程根据浆液扩散情况并结合注浆量大小对注浆压力终值进行验证，确定合适的注浆终压力。单孔注浆压力达到设计终压并维持10min以上可结束该孔。
b.全段结束标准。
设计的所有注浆孔均达到注浆结束标准，无漏注现象。
按总注浆孔的5～10%设计检查孔，检查孔满足设计要求。
6）、注浆效果检查及评定。
a．检查孔。
注浆结束后，在注浆薄弱区域钻设检查孔，检查孔数量按设计注浆孔数量的5～10%考虑，对检查孔进行钻孔检查（对一定数量的孔进行取芯），测定涌水量。检查孔每延米涌水量不大于0.15l/min或局部孔涌水量不大于2l/min时，涌水含沙量不大于1%，水压不大于0.
1mpa，取芯孔取芯率不小于75%。
b.浆液填充率反算。
通过统计总注浆量，根据σq =vnα(1+β)反算出地层填充率，浆液填充率α达到80%以上。 σq—总注浆量(m3)；v—注浆加固体体积；n—地层空隙率，取0.20；α—地层浆液填充率(%)浆液损失率(%)取15%。
若达不到设计要求，需补充钻孔注浆，直到达到设计要求为止。
2）水平冻结施工工艺。
1）、冻结孔的布置。
原设计接收水平冻结孔分四圈布置，合计53个，梅花布置。其中外圈冻结孔32个，孔距0.805m，圈径8.
2m，入土深度为12.3米，单孔冻结孔孔深为14.1米（车站扶壁柱共设冻结孔5个，扶壁柱上冻结孔孔深为16.
6米）；第二圈冻结孔14个，孔距1.257m，圈径5.6m，入土深度为4.
5米，单孔冻结孔孔深为6.6米；第三圈冻结孔6个，孔距1.466m，圈径2.
8m，入土深度为4.5米，单孔冻结孔孔深为6.6米；内圈圆心1个冻结孔入土深度为4.
5米，冻结孔总长为6.6米。 冻结孔的布置详见下图所示。
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