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长沙地区端头加固方法选择及始发风险（洞门渗漏、地表坍塌）防范对策 1、端头加固方法选择 盾构自始发井进入隧道或从隧道进入接收井，首先要解决洞门区域土体的加固问题。当洞门区域为自稳能力差、透水性强的松散砂层或含水量高、强度低的粘土层时，若不预先进行加固，始发或到达时打开围护结构洞门瞬间（或打开期间）大量的泥沙和水一起涌向工作井，导致地表坍塌，严重的甚至导致已成型的盾构隧道破坏，盾构机被埋，无法正常进洞。 常用的端头加固方法有旋喷桩（二重管、三重管）、袖阀管注浆、深层搅拌桩（二轴、三轴）、素混凝土墙+袖阀管（或旋喷桩）、冷冻法等方式。1标两个盾构区间共4次始发（目前已全部完成）和4次到达（目前完成2次），隧道断面内均为砂卵石地层+强风化板岩（或强风化砂砾岩）地层的组合，设计采用外围三重管旋喷桩+内侧袖阀管注浆方式进行地层加固。 下面以 区间右线始发端头加固为例进行说明。 1）地质情况 (0-15环）区间右线始发段地质情况 地层 埋深 厚度 标高 备注 1-2-1杂填土 0～3.0 3 31.27～28.27 松 散 1-2-2素填土 3.0～5.8 2.8 28.27～25.47 1-6粉质粘土 3.2～7.7 1.9 25.47～23.57 1-7粉土 4.7～9.8 5.1 26.48～21.38 1-11粗砂 7.7～10.5 2.8 23.57～20.77 水量大 13-1-2强风化板岩 10.5～12.0 1.5 20.77～19.27 13-1-3中风化板岩 12.0以下 19.27以下 区间始发段地质断面图 2）地层加固设计方案 2、施工过程中碰到的问题 1）事件描述 区间于 11月30日开始拼装负环管片，12月1日掘进拼装-2环、-1环、0环时，洞门16点～3点方向开始漏水。12月2日掘进1环、2环，12月3日掘进3环后，盾尾全部进入洞门，漏水量较大，当晚从负环管线上方采用型钢、钢板和棉絮等材料对漏水部位进行了封堵。12月6日17：55掘进完成12环，始发加固地段地表迅速开裂、下陷，位于隧道正上方的搅拌站主体倾斜（见下图）。当晚将搅拌站主机拆除，对沉陷地段进行了混凝土填充，随后在地表打设钢花管，对地表位置进行了注浆，重新浇筑搅拌站基础，安装搅拌站设备，于 12月9日21：05恢复掘进。 2）原因分析 （1）地层原因 隧道断面内上部为1.5m（1-11）粗砂，下部为4.5m（13-1-2）强风化砂板岩，开挖断面为上软下硬地层。盾构断面上方为2.0m左右的粗砂，极为松散。盾构始发时，由于地下水丰富，隧道上方的粗砂坍落，随水从洞门流失。始发段地表下3.0～5.0m的杂填土层（1-2-1）极为松散，下方的地层损失迅速反馈到地表，形成坍塌。 （2）始发端头地层加固 设计采用外围2排三重管旋喷+内侧袖阀管注单液浆的方案进行地层加固。通过取芯，旋喷桩芯样基本完整，但袖阀管注单液浆在水量大的情况下成桩质量差，芯样破碎（基本取不到完整的芯样），总体加固质量差。虽然始发时从洞门进行了水平补充加固，但效果不明显。另外，始发前水平探孔深度仅3.5m左右，深度较浅，无法准确判断加固地层内的水量渗透大小，导致始发前未提前打设降水井。 （3）盾构参数设置 始发掘进时，刀盘上部土压较小，一般在0.4～0.7bar，且波动较大。当时的思路是提高掘进速度，减少出渣量。实际掘进速度在15～35mm/min，出渣量大，超方严重（个别环严重超方，如+5环出渣量达84m3，超方达19m3），超方直接导致地表坍塌。渣土改良采用泡沫，改良效果一般。 （4）技术准备 1标盾构始发前，整个项目部对地层的复杂性预见不足，盲目乐观；应急措施和应急物资不足；土木技术人员基本未进行盾构施工（个别人员见习期间盾构跟班作业过，但经验不足），盾构掘进前各项统计、分析表格不齐，盾构各项掘进参数统计不规范。 3）处理过程 12月6日盾构掘进完12环后（17：55）停机，首先迅速拆除搅拌站主机，对地表沉陷部位进行了混凝土填充，将位于隧道左右线中间的水泥和粉煤灰罐放空，对罐体进行实时监测。随后对地表进行了注浆加固（含罐体周边），将两个罐体露出地面部分用型钢相连，用混凝土浇筑成一个整体。最后重新安装搅拌站，并进行调试。12月9日21：05盾构恢复掘进。 12月12日， 右线盾构掘进到第26环，地表沉降突破150mm，轨道公司在现场召开专题会，晚20：05到26环后停机，对原因进行了分析，确定在地表地层进行预加固。14日下午14：30召开专家论证会，确定进行30m地表加固。随后按照轨道公司和专家论证会中专家意见要求，项目部于15日上午召开盾构掘进分析会，对当前的掘进参数进行了进一步分析，对下一步的工作进行了布置，并完成了以下工作。 （1）立即进行渣土改良室内试验。经过多次试验