杭州地铁 1 号线工程滨江站～富春路站区间
（1，2 号盾构）隧道工程 穿越钱塘江段施工技术方案
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目 录
目 录.........................................................................................................................................1
1、工程概况...............................................................................................................................1
工程简介 ...........................................................................................................................1
区间隧道过江段工程地质 ...............................................................................................1
隧道穿越地层.............................................................................................................1
隧道断面内圆砾层分布情况.....................................................................................5
有害气体（沼气）分布情况 .........................................................................................10
原区间内沼气情况的描述.......................................................................................10
最新区间内沼气情况的描述...................................................................................10
2、过江段隧道掘进施工主要施工风险.................................................................................12
盾构穿越段富含沼气 .....................................................................................................12
圆砾层隧道掘进施工 .....................................................................................................12
承压水段 .........................................................................................................................12
3、盾构机针对性设计.............................................................................................................12
盾构机主图 ...........................................................................................................................13
刀盘和刀具 .....................................................................................................................13
盾尾密封 .........................................................................................................................15
螺旋机 .............................................................................................................................15
加泥加水口 .....................................................................................................................16
应急注浆孔的设置 .........................................................................................................16
同步注浆系统 .................................................................................................................17
有毒有害气体监测装置 .................................................................................................17
4、前期准备工作.....................................................................................................................17
沼气释放试验 .................................................................................................................17
掘进段施工试验 .............................................................................................................19
渣土改良...................................................................................................................19
隧道通风...................................................................................................................19
沼气浓度的控制.......................................................................................................20
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管片制作 .........................................................................................................................21
5、沼气段穿越施工技术.........................................................................................................21
沼气释放 .........................................................................................................................21
施工监测 .........................................................................................................................22
监测标准...................................................................................................................22
监测设备...................................................................................................................22
监测要求...................................................................................................................22
隧道通风 .........................................................................................................................23
人员培训 .........................................................................................................................23
掘进施工要点 .................................................................................................................23
6、圆砾层段施工技术措施.....................................................................................................24
沼气预防措施 .................................................................................................................25
62 承压水预防措施 ..............................................................................................................25
掘进施工技术措施 .........................................................................................................25
7、承压水段施工技术措施.....................................................................................................26
8、风险应急措施.....................................................................................................................28
沼气含量超警戒线 .........................................................................................................28
喷涌 .................................................................................................................................29
盾尾渗漏 .........................................................................................................................29
刀具磨损 .........................................................................................................................29
气压法换刀原理.......................................................................................................30
气压法供气方式及施工设备、材料.......................................................................30
气压换刀施工前期准备工作...................................................................................31
气压作业...................................................................................................................33
刀具检查和更换.......................................................................................................43
带压换刀施工注意事项...........................................................................................44
盾构恢复掘进...........................................................................................................45
.应急措施...................................................................................................................45
其他预防和应急技术组织措施 .....................................................................................46
应急材料的配备 .............................................................................................................47
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机械设备配备 .................................................................................................................47
应急指挥机构及分工 .....................................................................................................47
人员联系方式 .................................................................................................................48
应急汇报制度 .................................................................................................................49
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1、工程概况
工程简介
滨江站～富春路站区间为杭州地铁 1 号线工程穿越钱塘江全地下区间，里程范围
为 K5 ＋ ～ K8 ＋ ， 区 间 左 线 总 长 为 ， 区 间 右 线 总 长 为
。在里程 K6＋750 和 K8＋ 处设风井 2 座，在 K7＋220 和 K7＋810 处
设 2 座联络通道，其中 K7＋220 处联络通道兼排水泵站。
本区间隧道始于滨江站（江南大道～江陵路路口），沿江陵路向西北方向前行，
过舟枫路、滨盛路、规化支路，至江南风井进洞，随后盾构机江南风井出洞继续向西
北推进，过闻涛路，穿越南岸江堤和钱塘江，过江后穿越北岸江堤和之江路，再推进
至江北风井进洞，盾构机在江北风井出洞后继续向西北沿婺江路推进至富春路站进洞，
整条隧道完成。
江南风井位于江陵路～闻涛路路口，江北风井位于之江路～婺江路路口，区间隧
道采用 2 台盾构机先后从滨江站始发，穿越江南、江北风井后抵达富春路站。
盾构从里程 K6+～K8+ 之间将穿越钱塘江，穿越长度约为 1340m。
图 1：区间隧道推进线路示意图
区间隧道过江段工程地质
隧道穿越地层
过江段隧道掘进区域主要穿越的地层有：Ⅰ5 层粉砂夹砂质粉土、Ⅰ7 层砂质粉土、
Ⅰ3 层淤泥质粉质粘土、Ⅰ2 层淤泥质粉质粘土、Ⅰ1a 层粉质粘土、Ⅰ1b 层含砂粉质粘
土、Ⅰ2 层细砂、Ⅰ4 层圆砾。
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其土层特征描述和力学指标详见下表：
土层特征描述 表 －01
土层 特征
Ⅰ5 层 粉砂
夹砂质粉
土
灰、青灰色，稍密，饱和，含有机质、云母屑，砂质粉土呈团块状。实测
标贯锤击数 4～16 击,平均值 7 击。静力触探锥尖阻力 qc=～，
平均值 ，侧壁阻力 fs= ～ ，平均值 。全区分
布，，顶板埋深 ～ ，顶板高程 ～ ，层厚 ～。
Ⅰ7 层 砂质
粉土
色，稍密，很湿。含有机质、云母碎屑，具水平层理，夹淤泥质粉质粘土，
摇振反应中等，切面无光泽反应，干强度较低，韧性较低，江中夹有淤泥
质粉质粘土。实测标贯击数 2 ～15 击, 平均值 5 击。静力触探锥尖阻力
qc=～，平均值 ，侧壁阻力 fs=～，平均值
，属中等压缩性土。场区内局部缺失，顶板埋深 ～，顶
板高程～，层厚 ～。
Ⅰ3 层 淤泥
质 粉 质 粘
土
灰色，流塑，具层理结构，层间夹粉砂。粉土薄层。无摇振反应，切面光
滑，干强度中等，韧性中等，实测标贯击数 2～6 击，平均值 击。全区
分布，顶板埋深 ～，顶板高程～，层厚 ～
。
Ⅰ2 层 淤泥
质 粉 质 粘
土
灰色，流塑，具层理结构，层间夹粉砂薄层。无摇振反应，切面光滑，干
强度中等，韧性中等，实测标贯击数 2～6 击，平均值 击。静力触探锥
尖阻力 qc=～，平均值 ，侧壁阻力 fs=～，
平均值 ，属高压缩性土。局部缺失，顶板埋深 ～，顶
板高程～，层厚 ～。
Ⅰ1a 层粉质
粘土
灰绿色、灰黄色，可塑～硬塑，含铁锰斑点，局部夹粉砂团块。实测标贯
击数 5～26 击，平均值 10 击。静力触探锥尖阻力 qc=～，平均
值 ，侧壁阻力 fs=～，平均值 ，属中等压缩性
土。局部缺失，顶板埋深 ～，顶板高程～，层
厚 ～。
Ⅰ1b 层 含
砂 粉 质 粘
土
灰、灰黄色，软塑～可塑。含砂，含砂量 5～15％。实测标贯击数 6～25
击，平均值 16 击。静力触探锥尖阻力 qc= ～ ，平均值
，侧壁阻力 fs=～，平均值 ，属中等压缩性土。
局部缺失，顶板埋深 ～ ，顶板高程 ～ ，层厚
～
Ⅰ2 层 细砂 灰、灰黄色，中密，饱和。含铁锰质结核，含云母片。实测标贯击数 17～35
击，平均值 29 击。个别孔分布，顶板埋深 ～ ，顶板高程
～，层厚 ～。
Ⅰ4 层 圆砾 杂色，中密～密实，饱和。圆砾直径 ～2cm，含量 20～35％，母岩成分
以砂岩、熔结凝灰岩、灰岩为主，亚圆形，卵石粒径 2～6cm 为主，最大
粒径 10～25cm，含量 25～35％，局部含块石，填充中粗砂，砂以石英质
中粗砂为主，偶夹薄层粉土透镜体，实测重型动探击数 9～100 击，平均
值 36 击，属低压缩性土。全区分布，顶板埋深 ～，顶板高程
～，揭露最大层厚 。
力学指标详见表 －02～－03。
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一区地层特征 表 -02
天然状态的物理性指标 压缩（固结）试验指标 直剪试验 渗透系数
原位测
试
密度
液限 塑限
塑性
指数
液性
指数
固块 标贯
含水
量 湿 干
土粒
比重
孔隙比 饱和度
76g
压缩
系数
压缩
模量 凝聚力 摩擦角
静止侧
压力系
数 垂直 水平 实测锤
击数
Wo P Pd Gs e Sr WL Wp Ip IL ~ ~ c φ Ko Kv KH N
层号 土层名称
% g/cm3 ﹣ ﹣ % % % ﹣ ﹣ Mpa-1 Mpa kpa ° ﹣ cm/s cm/s 击/30cm
Ⅰ2 砂质粉土 -04 -04 11
Ⅰ3 砂质粉土夹粉砂 -04 -04
Ⅰ4 砂质粉土 33 9 -04 -04 5
Ⅰ5 粉砂夹砂质粉土 -04 -04 6
Ⅰ6 粉砂
Ⅰ7
砂质粉土夹淤泥质
粉质粘土
-04 -04
Ⅰ8 粉砂
Ⅰ3 淤泥质粉质粘土 -04 -04
Ⅰ1 淤泥粉质粘土 19
Ⅰ2 淤泥质粉质粘土 -04 -04 3
Ⅰ3 粉砂
Ⅰ2 淤泥质粉质粘土 15 -04 -04 5
Ⅰ3 粉细砂
Ⅰ2 淤泥质粉质粘土 15 -04 -04
Ⅰ3 粉细砂
Ⅰ1 粉质粘土 -04 -04
Ⅰ2 含砂粉质粘土 2 -04 -04
Ⅰ1 细砂 16
Ⅰ2 圆砾
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二区地层力学特征 表 －03
天然状态的物理性指标 压缩（固结）试验指标 直剪试验 渗透系数 原位测试
密度
液限 塑限
塑性
指数
液性
指数 固块 标贯
含水量
湿 干
土粒比
重
孔隙比 饱和度
76g
压缩
系数
压缩
模量 凝聚力 摩擦角
静止侧
压力系
数
垂直 水平 实测锤击
数
Wo P Pd Gs e Sr WL Wp Ip IL ~ ~ c φ Ko Kv KH N
层号 土层名称
% g/cm3 ﹣ ﹣ % % % ﹣ ﹣ Mpa-1 Mpa kpa ° ﹣ cm/s cm/s 击/30cm
Ⅰ3 砂质粉土
Ⅰ1 砂质粉土 -04 -04
Ⅰ2 砂质粉土 32 -04 -04 10
Ⅰ3 砂质粉土夹粉砂 -04 -04 15
Ⅰ4 砂质粉土 9
Ⅰ5 粉砂夹砂质粉土 94 -04 -04 7
Ⅰ6 粉砂 95 3 -04 -04 25
Ⅰ7 砂质粉土 -04 -04 5
Ⅰ8 粉砂 -03 -03 18
Ⅰ3 淤泥质粉质粘土 -07 -07
Ⅰ1 淤泥质粉质粘土 -07 -06 3
Ⅰ2 淤泥质粉质粘土 41 38 -08 -08
Ⅰ2 淤泥质粉质粘土 10
Ⅰ1a 粉质粘土 97 34 -07 -07 16
Ⅰ1b 含砂粉质粘土
Ⅰ3 圆砾
Ⅰ1 粉质粘土 33
Ⅰ2 细砂 -03 -03
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隧道断面内圆砾层分布情况
（1）原地质详勘
圆砾层的分布，根据原详勘资料“Ⅰ区地基土分析”中描述：在桩号
K6+957～K7+， ⑿层细砂、圆砾层顶部 1 ～2m 分布盾构开挖范围的底部。
从上述文字中，可以理解为圆砾层侵入隧道断面的区域不到 50 米，且仅侵入隧道
断面 1~2 米。但根据地质勘探柱状图显示，圆砾层侵入隧道断面深度达 米左右，
涉及区域约 米。（详见原详勘地质剖面图）
（2）地质补勘
为进一步真实的弄清圆砾层侵入隧道断面的深度和侵入区域的长度，我项目部
又特委托浙江省工程勘察院对隧道沿线地质进行补勘。根据新的地质补勘资料显示，
圆砾层侵入隧道深度最大达 米左右，等于侵入了隧道半个断面，且侵入区域达
440 多米。圆砾层砾石最大长度近 9 厘米，宽度约 4 厘米，厚度约 3～4 厘米。见下
面取样照片。（详见补勘地质剖面图）
补勘圆砾层取样实照
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从施工风险考虑，为确保施工的安全，必须尽量将施工风险考虑全面。为此，
根据两次地质勘探情况，实际施工应取综合两次勘探情况最不利情况作为施工参照。
综合两次勘探结果，圆砾层侵入隧道断面长度达 520 多米，侵入深度达 。（附
综合两次勘探后的地质剖面图及隧道轴线，包括冲刷线位置）
（3）建议调整轴线
根据两次勘探资料综合分析，圆砾层侵入隧道断面和深度大大超过了原投标时
的概况。从规避施工风险角度上，应对隧道轴线作适当调整，尽量避免或减少圆砾
层在隧道断面的侵入。此项内容在 08 年 3 月 18 日穿越钱塘江段施工技术方案专家
评审会上得到了专家们的一致认可和确认。
从圆砾层侵入隧道断面的长度和深度，及隧道所处地理环境来分析，圆砾层侵
入隧道断面深度和长度越少越好。为此，根据专家会评审意见，建议将隧道轴线进
行调整。调整分两种情况：
1）新包络线下隧道最小覆土 3m
按此设计轴线，圆砾层侵入隧道断面情况如下：侵入长度仅约 51m，侵入隧道
深度最大约为 。
2）新包络线下隧道最小覆土
按此设计轴线，圆砾层侵入隧道断面情况如下：侵入长度仅约 ，侵入隧
道深度最大约为 。
从上述两种轴线调整，在满足设计要求的前提下，尽可能选择冲刷线下隧道最
小覆土 3m，尽量减小江底圆砾层对隧道掘进施工带来的风险。
过江段承压水文情况
（1）钱塘江水体
钱塘江是浙江省第一河流，其发源于安徽休宁县境内怀玉山主峰六股尖，在浙
江省海盐县澉浦注入杭州湾，干流长度 668km，流域面积达 55558km2，汇水面积
达 万 km2。其洪汛受梅汛控制，汛期时，江水面暴涨，据富春江芦茨水文站资
料，钱塘江径流有明显的年际和年内变化，其最大年径流总量 539 亿 m3（1954
年），最小年径流总量 130 亿 m3（1979 年），多年年迳流量在 301 亿 m3 左右，实
测最大洪峰流量达 29000m3/s（1955 年），最小流量 年)。
钱塘江属感潮型河流，呈不规则半日潮型，水位直接受潮汐影响，变化幅度大，
场区地处强潮河口，独特的地理环境形成了举世闻名的钱江涌潮。据杭州钱江四桥
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上游 的闸口水文站资料，钱塘江历年最高潮水位 （1997 年 8 月 19 日，
黄海高程，下同），历年最低潮水位为 （1954 年 8 月 10 日），多年平均高潮
位 ，多年平均低潮位 ，多年平均潮差 ，历年最大潮差 ，多
年平均涨潮历时 1 小时 32 分，多年平均落潮历时 10 小时 53 分；据杭州钱江二桥
下游 的七堡水文站资料，钱塘江历年最高潮水位 （1997 年 8 月 19 日，
1985 年国家高程基准，下同），历年最低潮水位为 （1955 年 8 月 14 日），多
年平均高潮位 ，多年平均低潮位 ，多年平均潮差 ，历年最大潮
差 ，多年平均涨潮历时 1 小时 25 分，多年平均落潮历时 11 小时 01 分。按内
插法，邻近工程场区的钱塘江历年最高潮水位高程可取 。钱塘江百年一遇最
高洪水位 ，300 年一遇最高洪水位为 。
隧道区江面宽约 1310 米，勘探期间水面高程一般为 ～，勘察期间受
涌潮影响时，潮差约 1～2 米。
由于水动力条件复杂，钱塘江杭州段河槽极不稳定，历史上曾形成大冲大淤的
变化，年内冲淤特点表现为“洪冲潮淤”，随着两岸标准堤防的建成，岸线受到堤塘
的限制，目前岸线已经基本趋于稳定。
（2）地下水类型
场地地下水主要为第四系松散岩类孔隙潜水、孔隙承压水以及基岩裂隙水。根
据地下水的含水介质、赋存条件、水理性质和水力特征，勘探深度内可划分为第四
系松散岩类孔隙潜水和承压水以及基岩裂隙水。
1) 潜水
拟建场地浅层地下水属孔隙性潜水，主要赋存于表层填土及Ⅰ1～Ⅰ7 层粉土、
粉砂中，由大气降水和地表水径流补给，地下水位受季节以及钱塘江地表水的影响
较大。
钱塘江南岸勘探期间测得钻孔静止水位埋深 ～ ，相应高程 ～
；北岸勘探场地西侧的浙江广电中心基坑开挖施工，采用井点降水，影响本
场地的地下水位，勘探期间测得钻孔静止水位埋深 ～，相应高程 ～
，基坑降水停止后，根据后期观测，水位恢复为埋深 左右（高程为
）。
根据钱塘江闸口和七堡历年最高潮水位高程，工程区钱塘江最高设计水位可取
，目前北岸的地面高程 左右，南岸的地面高程 左右，考虑最不
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利的因素即洪水位持续时间较长，两岸地表积水及设计地面回填后高程北岸、南岸
分别为 、，建议两岸的抗浮设计水位高程取设计地面高程，即南岸中间
风井抗浮设计水位高程取 ，北岸中间风井抗浮设计水位高程取 。
2) 孔隙承压水
Ⅰ区有两层承压水。第一承压水分布于江南岸Ⅰ区内，含水层分布在Ⅰ3 粉砂层
中，水量小～中等；该层位于盾构隧道底板以下一定深度，对盾构掘进无影响；由
于地下连续墙穿透了Ⅰ3 层，第一承压水对江南中间风井施工也无影响。故本次勘
测未实测第一承压水水头高度。
第二孔隙承压水：
钱塘江南岸承压含水层主要分布于深部的Ⅰ层细砂、圆砾层中，水量较丰富，
隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ层）。承压含水层顶板高程为～
，隔水层顶板高程为～；根据勘察在承压水抽水孔的 1 个观测
孔中同时进行了承压水水头测试，将上部潜水含水层用铁制套管隔离，2007 年 3 月
至 4 月 1 日实测承压水头埋深在地表下 ～，相应高程为～。
北岸承压含水层主要分布于深部的Ⅰ4 层圆砾和Ⅰ2 层圆砾中，水量较丰富，隔
水层为上部的淤泥质土和粘土层（Ⅰ、Ⅰ层）。承压含水层顶板高程为～，
隔水层顶板高程为～；根据勘察在承压水抽水孔的两个观测孔中同时
进行了地下承压水水头测试，将上部潜水含水层用铁制套管隔离，2007 年 2 月实测
承压水头埋深在地表下 米，相应高程为 米； 2007 年 3 月至至 4 月 1 日
实测承压水头埋深在地表下 ～ 米，相应高程为 ～ 米。根据周边类
似钻孔灌注桩施工经验，由于承压水流速较小，承压水对钻孔灌注桩和地下连续墙
施工无影响。
江中段根据冲刷线下最小覆土 ，隧道断面内最大承压水压力将达 。
3) 基岩水
基岩裂隙水：赋存于强风化、中风化基岩中，含水量主要受构造和节理裂隙控
制。由于场地基岩裂隙不发育，故基岩裂隙水水量一般不大。
4）土层渗透系数
Ⅰ区土层渗透系数成果表 表 -3
层号 土 名 室内试验渗透系数（cm/s）
现场抽水试验渗
透系数（cm/s）
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KV KH K
Ⅰ2 砂质粉土 ×10-4 ×10-4
Ⅰ4 砂质粉土 ×10-4 ×10-4
Ⅰ5 粉砂夹砂质粉土 ×10-5 ×10-5
Ⅰ6 粉砂
Ⅰ7
砂质粉土夹淤泥质
粉质粘土
×10-4 ×10-3
×10-3
Ⅰ3 淤泥质粉质粘土 ×10-8 ×10-8
Ⅰ1 淤泥质粉质粘土
Ⅰ2 淤泥质粉质粘土 ×10-7 ×10-6
Ⅰ3 粉砂
Ⅰ2 淤泥质粉质粘土 ×10-7 ×10-6
Ⅰ3 细粉砂
Ⅰ1 粉质粘土 ×10-6 ×10-7
Ⅰ2 含砂粉质粘土 ×10-6 ×10-6
Ⅰ区土层渗透系数成果表 表 -4
室内试验渗透系数（cm/s）
现场抽水试验渗透
系数（cm/s）层号 土 名
KV KH K
Ⅰ1 砂质粉土 ×10-4 ×10-4
Ⅰ2 砂质粉土 ×10-4 ×10-4
Ⅰ3 砂质粉土夹粉砂 ×10-4 ×10-4
Ⅰ4 砂质粉土
Ⅰ5 粉砂夹砂质粉土 ×10-4 ×10-4
Ⅰ6 粉砂 ×10-4 ×10-4
Ⅰ7
砂质粉土夹淤泥质
粉质粘土
×10-4 ×10-4
Ⅰ8 粉砂 ×10-3 ×10-3
×10-3
Ⅰ3 淤泥质粉质粘土 ×10-7 ×10-7 /
Ⅰ1 淤泥质粉质粘土 ×10-7 ×10-6 /
Ⅰ2 淤泥质粉质粘土 /
Ⅰ3 粉砂 /
Ⅰ2 淤泥质粉质粘土 /
Ⅰ1a 粉质粘土 ×10-7 ×10-7 /
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Ⅰ1b 含砂粉质粘土 /
Ⅰ2 细砂 ×10-3 ×10-3 /
江北 ×10-2
Ⅰ4 圆砾层
江南 ×10-2
/
有害气体（沼气）分布情况
本区间隧道内掘进范围内存在大片的沼气含气层。
原区间内沼气情况的描述
根据业主原提供的： «杭州地铁 1 号线Ⅰ标滨江站～富春路站区间岩土工程详
细勘察报告»------浙江华东建设工程有限公司（）的地质勘探资料。本工程区
域内沼气情况的描述如下：“ 不良地质作用和地下障碍物-----6）”中描述：本次
勘察北岸及江中钻孔未发现有沼气。结合地热区域调查报告，初步分析滨江站至桩
号 K6+850，Ⅰ区内分布有沼气。
根据上述资料，滨江站～江南风井～钱塘江南岸区域可能存在沼气。但江中
及北岸无沼气。
最新区间内沼气情况的描述
但根据业主于 2008 年 2 月 2 日下午召开的关于“过钱塘江过江隧道段、江南风
井段有害气体”会议，及 2008 年 2 月 20 日拿到的浙江省地矿勘察院施工的 «杭州
地铁 1 号线滨江站～富春路站区间地下有害气体特性研究报告（江南风井段、钱塘
江过江隧道段）»。均指出：
（1）滨江站～江南岸：
1）滨江站～富春路站区间江南风井段地下气体主要成份为甲烷，其体积约占
% ～% ；其次为氮气，约占 % ～% ，二氧化碳约占 % ～
%，还有一些微量的一氧化碳；
2）从滨盛路至钱塘江边的 K6+500 ～K6+900 里程范围内分布着压力大小不一
的有害气体。一部份在里程 K6+564 附近小范围分布，另一部分沿南北方向呈长条
状分布，与地铁隧道线交汇于江南风井位置；
3）江南风井段地下气体以囊状形式存在，主要赋存在Ⅰ3 层粉细砂层，含气层
顶板埋深在地面以下 26 ～27m 处；含气层底板埋深在地面以下 28 ～30m 处；
4）江南风井段Ⅰ2 层淤泥质粉质粘土层为气源层， Ⅰ3 层粉细砂层为主要储气
层；
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5）K6+564 附近气体分布范围较小，中心最大气压 ，而长条状气带分
布范围较广，进一步向江中延伸，中心最大气压 ；
6）实测得出江南风井段地下有害气体最大流量为
（2）过江隧道段：
1）过江隧道地下气体主要成份为甲烷，其体积约占 %～%；其次为氮
气，约占 % ～%，二氧化碳约占 % ～%，还有一些微量的一氧化碳；
2）过江隧道地铁盾构线自江南岸至主航道均存在有害气体，主航道至江北岸
不存在有害气体；
3）过江隧道地下气体以囊状形式存在，主要赋存于细砂及圆砾层上部，含气
层顶板埋深在地面以下 21 ～23m 处；含气层底板埋深在地面以下 24 ～28m 处.含
气层沿隧道结构线长度 540m；
4）过江隧道的Ⅰ2 层淤泥质粉质粘土层为气源层，（12）2 层细砂层为主要储气
层；
（5）钱塘江靠近南岸位置处气体压力较大，最大气压约 ～，并沿
结构线向北岸逐渐减小；
（6）过江隧道地下有害气体最大流量为
关于沼气情况的描述，前后两次地质勘探资料在沼气分布范围、气流量等方面
均存在较大的差异。
下图为新勘探过程中沼气段沼气释放时的照片。
陆地上沼气释放情况的照片
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钱塘江中沼气释放的照片
2、过江段隧道掘进施工主要施工风险
盾构穿越段富含沼气
根据新的有毒有害气体勘察报告，过江段靠江南岸一侧富含沼气，长度约 540m，
沼气压力最大达 ，流量达
采取措施，确保施工安全。沼气段施工具体详见沼气段施工防治专项施工方案。
圆砾层隧道掘进施工
根据调整冲刷线下隧道最小覆土 情况，过江段盾构进入钱塘江将穿越近
米的圆砾层，圆砾层最大侵入深度达 米。上半部为砂层和砂性土，在施
工中需采取措施，予以确保隧道轴线及施工安全。同时，圆砾层及砂性土层有可能
对盾构刀具产生严重磨损，需进行江中换刀。气压换刀详见气压换刀专项施工方案。
承压水段
本工程过江段盾构穿越地层为砂层和圆砾层，此地层除富含沼气外，还含承压
水，在施工中需采取措施，预防螺旋机喷涌和盾尾渗漏。
3、盾构机针对性设计
根据地质详勘和补勘资料、有毒有害气体勘察报告，结合本工程地质状况，特
别是过江段地质状况，综合两次盾构机专题专家评审会和一次穿越钱塘江段施工技
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术专家评审会意见，及成都地铁施工经验基础上，对本工程所采用的盾构机进行了
针对性的设计。
盾构机主图
刀盘和刀具
刀盘和刀具除了要适应本工程的砂性地层外，最主要是要满足过江段圆砾层段
盾构机场景照片
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施工要求。
（1）刀盘
根据 2 次盾构机专家评审会的意见，除了在刀盘、刀具、螺旋机都部位按原要
求加强耐磨外，还根据补勘结果，及总结成都地铁施工情况，对盾构机进行了改进：
1）增大盾构机开口率。开口率由原来的 30%扩大到约 40%；
2）配有 2 套刀具磨损检测装置。
（2）刀具
刀具设计根据本工程地质及成都地铁施工经验的基础上不断进行调整和改进。
1）刀具数量由原来的 144 把调整为 191 把。切削刀 70 把，弧面切削刀 12
把，中心刀 1 把，贝壳刀 52 把，撕裂刀 21 把，周边刀 35 把；
2）对撕裂刀的形状和耐磨程度作了改良，使刀具更加适应地层。
现改良型撕裂刀原设计撕裂刀
盾构机刀盘
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盾尾密封
盾构施工理论上有“护头护尾”之说。而护尾就是指盾尾的防渗防漏。特别是在
长距离江河底下及含承压水的砂性土层段施工时，盾尾密封的好坏尤关重要。
本工程盾构机盾尾密封设计
为三道盾尾密封，呈钝角形。采用
焊接式钢丝密封刷二道和钢板刷
一道，钢板刷的设置是提高刚性，
使密封刷不易折断，更好的保证密
封性能。 在充足盾尾油脂的前提
下，其盾尾密封结构能抵抗６Kg
以上的水压。过江段区间隧道盾
尾油脂采用优质进口材料。
螺旋机
螺旋机作为渣土的主要出口，也是承压水和沼气喷涌这两风险控制的关键所在。
故螺旋机设计是本工程施工的一个重要组成部分，也是较为关键、重要的一个部分。
根据工程勘探资料和有毒有害气体勘察报告，本工程螺旋机设计如下：
（1）针对过江段圆砾层可能存在直径较大的卵石，故本工程采用是直径达Ⅰ
800mm 的大直径叶片螺旋机，其可提高出土效率和实现大颗粒出土。
（2）螺旋机的壳体上设有 2 个加泥加水口，用来改善土体流动性。必要时可
通过两加泥加水孔进行纳基膨润土或高分子聚合物等的加注，充填、密实螺旋机，
使其快速起到土塞效应，防止和控制水气土结合，从螺旋机处发生喷涌现象。
（3）设置 2 道液压控制闸门，在发生喷涌现象时，可起到关闭螺旋机，截断水
气土等喷涌通道。
（4）在螺旋机上部预留应急孔法兰与螺旋机间增设球阀，若出现喷涌现象持
续，无法按正常恢复施工时，通过关闭球阀，法兰盘上外接保压泵，进行恢复施工。
（5）针对本工程隧道断面较长距离处圆砾层和砂性土层施工，故本工程盾构
机螺旋机内部采用高强度耐磨材料处理。
盾尾密封
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加泥加水口
除了上述在螺旋机上设置 2 个加泥加水口外，在土仓和刀盘正面各设置了 4 个
加泥加水口，以改良刀盘正面渣土和土仓内的渣土。刀盘正面加纳基膨润土等，除
改良渣土外，还能起到一定的保护刀盘、刀具作用。
应急注浆孔的设置
在切口环和支承环后部设置 2 道应急注浆孔。在发生施工风险，需盾构前端紧
急注浆时（入盾尾渗漏严重、气压换刀时气从盾构外向后漏气、盾构机姿态不好时
等），均可进行应急注浆。
液压闸门
设置球阀，必要时安装保压泵
螺 旋 机
预留注浆孔
预留注浆孔位置示意图
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同步注浆系统
同步注浆系统为独立液压控制系统的注浆系统，它由搅拌桶和斯维英泵组成。
有毒有害气体监测装置
考虑到本工程穿越钱塘江段，盾构穿越断面存在有毒有害气体。故盾构机设计
时就在螺旋机出口、盾尾上部、及第一节车架前端设置有毒有害气体自动监测报警
装置。
4、前期准备工作
沼气释放试验
根据第二次有害气体的勘察，本区间段沼气分布较第一次地质详勘所示的范围
要广，且显示的流量和压力均很大。最大压力 ，最大
采取措施，由于沼气压力和流量均较大，盾构穿越过程中极易产生瞬间喷涌和沼气
含量剧增等状况，施工风险将极大。为此，需采取下列措施来确保盾构穿越沼气段
施工的安全。
根据 3 月 18 日业主组织的穿越钱塘江施工技术方案专家评审会意见，为确保
在盾构在沼气段的安全施工，在施工前必须预先对盾构穿越区域内的沼气进行泄压
释放，在盾构穿越泄压断面内时将沼气层沼气压力泄放到 以下，尽量降到
最小。沼气释放分两个阶段：一个是试验阶段；一个是正式实施阶段。此工作都在
斯威英泵
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隧道穿越前完成。
由于地下沼气的具体含量，其钻孔释放后压力能否降到多大，沼气释放后对周
边环境的影响有多大，沼气释放后的效果和释放后地下沼气的补充汇拢情况，沼气
释放后对土体侧向抗力不均匀程度等不是很了解。考虑到江中具体实施时再了解此
些状况，难度较大，时间紧迫，故采取预先在陆地上进行沼气释放试验。
江南风井段放气孔平面布置图
沼气释放试验在江南风井～钱塘江南岸大堤之间进行。此段一为沼气侵入隧道
断面的前端区域；二为该区域相对比较空旷，建构筑物相对较少，地形比较有利，
特别是对前期试验孔的保留方面特别有利。
放气孔布置在地铁结构线两侧，原则上每一侧由内向外各布置三排放气孔，最
近一排距离结构线 8 米，各孔间距 20 米，放气孔总体呈梅花形布置，共布置 28 个
放气孔。其中部分孔采取不等间距进行布置，以摸索合理的孔间距对沼气释放最合
理经济。同时，试验工程中，根据孔位具体释放流量和压力不同，若孔位流量超过
25m3/h，则在该孔周边进行加密布孔。通过此举可以进一步了解加密孔对大流量和
高压沼气层释放的效果（包括释放周期）。
在沼气释放试验阶段，选择某些单孔释放量降低至约 后，或本身沼气
释放量很小的钻孔进行真空负压释放。以检查在沼气压力到一定程度后，地层内部
还可能存在的沼气存量。对后部沼气释放和盾构穿越施工作技术参考。
在 K6+700 左 40m 里程以及 K6+580 右 15m 处采用零星排放放气施工。
K6+700 左 40m 处布置 5 个放气孔，孔间距 15m；K6+580 右 15m 处布置 3 个放气
孔，孔间距 15m，共布置 8 个放气孔。具体孔位详见上图“江南风井段放气孔平面
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位置布置图”。
在进行陆地沼气释放试验时，需了解和掌握沼气释放孔的合理间距，释放压力
值的可降范围，释放速度对周边环境的影响，释放时和释放一定时间内对周边环境
的影响，及释放后沼气的汇拢情况。通过一系列试验成果，进一步完善江中段沼气
的释放方案。
掘进段施工试验
渣土改良
渣土改良是土压平衡盾构在砂性土和圆砾层施工中常用的一种有效方法。采取
何种材料来进行改良将是渣土改良的关键。
本工程渣土改良主要考虑采用纳基膨润土，在试验段将对膨润土使用情况进行
进一步的试验。以确定膨润土改良渣土的效果。
隧道通风
为确保盾构安全掘进，根据以往类似工程施工经验，参考瓦斯隧道施工技术规
范，本工程穿越钱塘江段施工通风方式将选用混和式通风，作为预防沼气浓度超标
的主要措施。
混合式通风就是将压入式和吸出式两种通风方式联合使用，其中压入式风机给
工作面提供新鲜风流，吸出式风机从工作面排出污风。混合式通风兼有压入式和吸
出式两者的优点，但也有缺点，即吸出式风机有引起瓦斯（沼气）爆炸的危险，需
选用安全可靠的防爆风机。
2）风机选型
Ⅰ 通风计算
风速：平均风速不低于 ~ 6m/s。
压入式风机初步选用 SDF(A)型 22×2kW 通风机，2 条隧道各用 1 台，另备 1 台
作为应急风机。
风机型号
风量
（m3/min）
风压
（Pa）
高效风量
（m3/min）
最高点
功率
（kW）
最大配用
电机功率
（kW）
风机
直径
（mm）
I-SDF(A) 350~550 1600~5400 396 22×2 655~860
II-SDF(A) 500~800 720~3900 600 22×2 655~860
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吸出式风机初步选用 FBCZNO13 型防爆式抽出式轴流通风机。其转速达
980r/min；风量达 ～29m3/s；风压达 178～694Pa；电机功率 22KW。
本工程风机设备分阶段布置，在滨江站～江南风井段对隧道内的通风量、风速
等指标做响应的测试，以优化、确定江南风井～江北风井段风机的布置数量和形式。
除了在滨江站～江南风井段进行通风数据的监测和摸索，还在沼气释放实验段
进行通风试验。确定在一定距离下，隧道前端压入式通风管出口处的风速；开启抽
出式风机时，隧道内部空气的流速，及混合式风机同时开启时，隧道内空气的移动
风速等。
沼气浓度的控制
沼气段施工时，正常施工、警戒施工、中止作业及人员撤离的沼气浓度控制如
下：
根据测爆仪测试的甲烷浓度，0～％为正常作业范围；～％开始警戒，
并加强监测；～1％中止作业，加强通风，进行监察；1～％疏散作业人员，
切断电源，禁止人员入内，隧道内配置应急灯，并开启。若施工人员重新进入施工
现场，必须经检测人员检测，沼气浓度小于 ％时，方可恢复施工。
在掘进试验段施工时，对沼气浓度监控进行试验。确定通风状态下对沼气浓度
的可控性。
（1）在一定监控沼气浓度下，单独采取压入式通风状态，测试其风管出口处
风速；对隧道内沼气稀释速度；
滨江站 江南风井
压入式风机
抽出式风机 盾构机
江南风井～江北风井段通风机按照此类型布置，如隧道内自然回风速度不能满足有害气体排风要求，
在隧道上部布置接力排风风机。
通风机布置示意图
盾构机车架 盾构机主机
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（2）在一定监控沼气浓度下，单独采取抽出式通风状态，其对隧道内沼气稀
释情况；
（3）在一定监控沼气浓度下，单独采取混合式通风状态，其对隧道内沼气稀
释情况。
上述试验必须在安全控制浓度 1％以下状态进行，一般不得超越警戒线浓度进
行冒险试验。若出现超浓度情况，应按相关要求进行，即停止施工后，在进行相关
数据的摸索。
通过对上述状态的摸索和了解，确定通风系统对隧道内沼气的可控程度，以利
于在江中气压段施工时采取相应的通风措施和应急措施。
管片制作
对于盾构长距离穿越钱塘江，隧道断面含圆砾层、粉砂层等对盾构掘进不利的
地层。为预防该地层对盾构刀具产生较大磨损，需在江中进行气压换刀。故在管片
生产上预先考虑气压法换刀施工的闸墙预留装置。根据情况，将预先生产 2 环带有
预留装置的管片。
根据冲刷线下最浅覆土 隧道轴线，隧道穿越圆砾层区域约有 ，分 2
部分穿越。第一段长度约 65m，最大侵入隧道断面深度 ；第二段长度约 118m，
最大侵入隧道断面深度 ；前后两段间距约 120m。故该 2 环管片将拼装在盾构
进第一段圆砾层时和进第一段圆砾层后约 80m 距离处。
5、沼气段穿越施工技术
沼气释放
陆地试验段沼气释放试验孔在试验后继续保持，待盾构穿越后在回填；江中段
沼气释放孔原则上按沼气试验段结果进行布孔释放。江中沼气释放孔按有毒有害气
体勘探报告探明的沼气含气范围向北适当进行延伸 50～100m，预防后部沼气存在。
若探明有沼气存在，则必须再向后延伸。
江中段靠江南岸侧，钻探船只无法进入区域释放孔采取架排架进行钻探释放；
江中段其他释放孔采取钻探船江中定位钻探。
沼气释放实验段试验应在穿越前 5 个月左右完成；江中段沼气释放工作原则上
应在穿越施工前 3 个月完成，即试验结束后，立即进行江中段沼气释放工作。并在
穿越前 1 个月进行探孔复查，如发现沼气量积聚，沼气压力回升，需继续持续释放
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的，则继续释放，并调整和完善后续的释放措施。具体可根据沼气试验段的试验结
果进行调整。
沼气释放孔原则上能保存的，应保存至盾构穿越后，再充填掉。江中段钻探孔
根据航道水务实际情况，若能保留的则保留至盾构穿越后回填；若不能保留则前期
释放后，必须在穿越前 1 个月左右进行重新钻孔复查。
施工监测
监测标准
沼气段施工时，正常施工、警戒施工、中止作业及人员撤离的沼气浓度：
根据测爆仪测试的甲烷浓度，0～％为正常作业范围；～％开始警戒，
并加强监测；～1％中止作业，加强通风，进行监察；1～％疏散作业人员，
切断电源，禁止人员入内，隧道内开启防爆应急灯。若施工人员重新进入施工现场，
必须经检测人员检测，沼气浓度小于 ％时，方可恢复施工。
监测设备
监测设备的配置是对隧道掘进面及成形隧道内有毒有害气体具体含量的直观
监测，是指导有毒有害气体段施工的一个重要预防措施。
本工程过江段区域施工时，在盾构机的螺旋机出口、盾尾和第一节车架处设置
固定式自动报警有毒有害其他监测装置。另外，在隧道施工面及成形隧道内再配置 1
台手持式有害气体监测仪器（可监测沼气、一氧化碳、硫化氢和氧气的浓度），3 台
手持式沼气监测仪器。
手持式监测仪器在有毒有害气体段施工时，进行人工 24 小时的监测。所有监
测设备在施工前必须到位，并经检验合格后投入使用。
另，考虑到第一、第二、第三节车架电器设备较多，且较接近沼气涌出源，故
除第一节车架已放置了固定式自动监测报警装置外，在第二和第三节车架间固定放
置一把移动式手持有害气体监测仪器，作为该区域特定的检测设备。
监测要求
（1）在沼气段施工时，沼气监测人员落实到班组。进行专人专项工作。每班
配置；
（2）正常情况下，监测人员应每小时进行监测数据记录，每班推进结束后进
行书面沼气监测报告；
（3）特殊情况下，监测人员应每小时进行监测数据记录，同时汇报给项目部；
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并根据项目部下发指令调整监测频率和汇报次数。
（4）沼气浓度达到 ％时，应立即通知作业班长；并作好相关记录；
（5）沼气浓度达到 警戒值时，应立即通知作业班长，同时汇报项目部；并
作好相关记录；
（6）沼气浓度达到 警戒值时，应立即汇报项目部；同时，每上升 ％向
项目部汇报一次；并作好相关记录；
（7）沼气浓度达到 ％警戒值时，应立即通知作业班长，作好中止施工准
备；并汇报项目部；作好相关记录；
（8）沼气浓度达到 1%警戒值时，应立即通知作业班长，停止施工，关闭所有
非防爆施工电器设备；启动应急照明；准备疏散工作人员；同时汇报项目部；并作
好相关记录；
（9）沼气浓度达到 %警戒值时，除防爆照明和防爆风开启外，其他所有设
备全部关闭，施工人员（包括沼气监测人员）全部撤离隧道；
（10）待通风一段时间后，监测人员佩戴防毒面具，由隧道外部逐步向内监测，
若隧道内沼气浓度达到或超过 %，监测人员不得继续深入。待确定隧道内沼气浓
度小于 ％含量时，方可确认其他施工人员进隧道，恢复施工。
隧道通风
隧道通风是沼气段隧道施工的主要预防和处理措施。
（1）在沼气含量小于等于 ％时，按正常通风采用压入式向隧道内输送新
鲜空气和稀释隧道内少量沼气；
（2）沼气含量大于 ％时，开始考虑加强通风，启动混合式式通风系统。
即同时开启抽出式风机；尽量将隧道内沼气含量控制在 ％以下，保障隧道掘进
施工的正常进行。
人员培训
（1）对所有施工人员必须进行有害气体的预防、应急培训；并对其进行安全
技术交底，强化安全生产意识。
（2）对沼气监测必须有专人进行。每推进班组均设有专人进行监测。
掘进施工要点
1）施工前制定有害气体段施工的规章制度，和报警警戒线，监测人员按监测
要求进行监测；
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2）确保所有监测设备处于正常运转监测状态，监测人员必须作好监测工作及
相关记录；
3）隧道内压入式通风设备应 24 小时开启，一旦沼气含量达到警戒区域时，
应增开启吸出式风机，进一步加强通风。
4）一旦隧道内沼气含量达到中止施工警戒值时，必须停止施工，待通风稀释
安全后再恢复施工。
5）施工过程中加强对明火使用的管理，进入隧道严禁带明火（包括打火机和
香烟）。隧道内禁止吸烟等；
6）加强过程中的安全管理，特别是工作面的明火使用和监测管理；动用明火
必须经项目部审批同意，并隧道内沼气含量小于 ％以下方可进行。
7）隧道内工作面、车架等区域配备灭火机外，隧道工作面区域还应配备水灭
消防管路。且必须确保水灭管路时刻畅通和有效。
8 ）加强对隧道施工质量的控制，主要包括：隧道轴线控制（严禁强纠和猛
纠）、隧道成环质量控制等；
9）加强对成环隧道质量的控制，主要包括：螺栓的复拧、同步注浆后壁后补
压浆的加强；
10）控制螺旋机开口率，并根据需要往螺旋机内进行加泥等措施，形成土塞
效应，预防喷涌影响施工；
11）采用进口盾尾油脂，加强盾尾油脂的压注和管理，明确每环盾尾油脂压
注量，过程中予以抽查，以预防和确保盾尾密封。
6、圆砾层段施工技术措施
过江段盾构刚进入钱塘江将穿越近 米的圆砾层，且圆砾层最大侵入深度
达 米。上半部为含砂粉质粘土层和砂性土，断面土体软硬不均；且此段施工区
域为承压水和沼气富存区域，在施工中需采取措施，予以确保隧道轴线及施工安全。
按冲刷线下最浅覆土 隧道穿越圆砾层位置如下表。
里程 环号(按江南风井出洞后计算)
K7＋～K7＋ 207 环～261 环
K7＋～K7＋ 361 环～460 环
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圆砾层及砂层颗粒分析如下：
盾构在圆砾层施工，既要考虑其地质的不良影响（圆砾层、砂层，及含沼气和
承压水），又要考虑环境的不利因素（位于钱塘江下），故在粉砂层及圆砾层段施工
时应注意：
沼气预防措施
沼气处理按上述“5、沼气段穿越施工技术”进行；
62 承压水预防措施
承压水处理按下述“7、承压水段施工技术”进行；
掘进施工技术措施
1）土体改良
渣土改良就是通过盾构机配置的专用装置向刀盘面、土仓或螺旋输送机内注入
膨润土或泡沫，利用刀盘的旋转搅拌、土仓搅拌装置搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使
添加剂与土渣混合的方法。在卵石层中施工，通过渣土改良，可以更好地建立正面
平衡压力，降低透水性，另外盾构切削下来的渣土也具有更好的流塑性和稠度。
土量改良一般采用膨润土或泡沫等，考虑到粉砂层和圆砾层的特殊情况，本工
程主要采用膨润土。砂卵土中，膨润土浆液添加量约为土体量的 20～30％。具体根
据实际情况作调整。
2）推进速度
在圆砾层掘进中，因其岩性强度很高，快速掘进易造成正面砾石层挤压、密实，
加大对刀盘和刀具的磨损；同时，盾构断面内上下土层软硬不均，快速掘进易使轴
线偏离设计轴线。故该段掘进中推进速度不宜过快。但考虑到砾石的自立性又不好，
故既要保持土压平衡，又要控制推进速度。推进速度一般可设在 1～2cm/min 左右。
3）土压力设定
考虑到正面土层的自立性相对较差，且富含沼气，故推进平衡压力不宜偏高。
颗 粒 组 成 （mm）
碎石 砾石 砂粒 粉粒 粘粒
>
60
60
~
40
40
~
20
20
~
10
10
~
2
2
~
~
~
~
<
层号
岩层
名称
% % % % % % % % % %
(12)2 粉砂层
(12)4 圆砾层
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具体根据实际施工和监测情况及时进行调整。
同时在千斤顶开启时，尽量注意上部推力应适当大于下部。
4）注浆量
本区段施工时，应适当增加同步注浆量，注浆量可增加到 150％～200％；并根
据江底监测情况，及时进行二次补压浆。
5）刀具检查和调整
在盾构进入江南风井后，根据前段施工对刀具的影响进行评估，进行刀具的检
查和维修。同时，针对过江段地质情况适当进行刀具更换和调整。
6）刀具磨损检测和保护
刀具磨损检测可以参照盾构机预装的 2 套刀具磨损检测装置，来初步确定刀具
的磨损情况。
在掘进过程中，根据穿越土层的不同，尽量调整膨润土等的充填量，减少砂性
土和圆砾层对刀盘和刀具的磨损。
7）气压法换刀管片设置
预先生产的闸墙预留装置的管片在盾构进第一段圆砾层时，即江南风井出洞后
第 207 环和进第一段圆砾层后约 80m（江南风井出洞后第 282 环）位置处进行拼装。
7、承压水段施工技术措施
盾构穿越钱塘江段，地下承压水压力将达到 ～ 不等，在施工中应采
取以下措施：
（1）土压力设定
在盾构推出钱塘江大堤前后，隧道覆土厚度变化特别大，因此需先确定大堤的
准确里程，在盾构切入大堤后，根据覆土厚度、水深、潮汐变化和监测数据及时调
整土压力的设定值，减少对土体的扰动，保证大堤和江中隧道施工的安全。
（2）监测
制定合理的监测方案，加强沉降监测。
盾构穿越大堤后，江中段施工采取跟踪观测的方法进行观测，将观测数据及时
传送给施工技术人员进行分析，掌握盾构推进时切口前方及盾尾所对应的江底的沉
降情况，并调整盾构推进的参数。
（3）纠偏控制
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江中段隧道考虑隧道断面内地层复杂，给轴线控制带来一定的困难。过程中轴
线纠偏要做到“勤纠、少纠”，避免大幅度纠偏。
（4）出土量控制
每环盾构掘进出土理论方量约为 38m3。一旦盾构掘进施工出土量没有控制好，
出现较大的超挖现象，就可能出现正面土体失稳、坍塌，所以在江中段施工，必须
在土压平衡状态下进行盾构掘进，过程中严格控制出土量。
（5）同步注浆量控制
在进入本段施工前，对前阶段盾构施工的同步注浆情况、沉降变形情况进行汇
总、分析，得出适合本工程地质条件的同步注浆量。
在本区段施工时，根据上述优化的同步注浆量严格控制，保证在掘进过程中及
时填充建筑空隙，既不能因过少而造成江底大量沉降，也不能因过多而造成江底隆
起，使钱塘江水涌入隧道。
（5）防喷涌处理
盾构螺旋机内设置二道反向闸门,另外在螺旋机尾部再设置一道手动闸门，作为
承压水层施工时，一旦产生喷涌时，及时启动闸门，并进行加泥等措施，形成土塞
效应，预防喷涌影响施工。
（6）盾尾密封的管理
在穿越钱塘江施工过程中，必须加强对盾尾油脂压住的管理，确保盾尾密封性
能。盾尾油脂应采用进口优质油脂，并确保施工中及时、足量压注。
（7）防止盾尾漏泥、漏水措施
1）技术措施
为避免在江中段施工时、易发生的盾尾漏泥、漏水等现象，施工过程中重点做
好以下事项：
Ⅰ 按盾尾油脂压注程序，定期、定量、均匀地压注盾尾油脂。
Ⅰ 每 10 环需对同步注浆浆液进行一次小样试验，严格控制浆液质量。在同步
注浆过程中，合理掌握注浆压力，使注浆量、注浆流量与掘进速度等施工参数形成
最佳参数匹配。严格控制同步注浆的压力，以免浆液进入盾尾，损坏盾尾密封装置，
降低盾尾密封性能，引起盾尾漏泥、漏水。
Ⅰ 管片做到居中拼装，以防盾构与管片之间的建筑空隙过分增大，降低盾尾密
封效果，引发盾尾漏泥、漏水。
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Ⅰ 为在江中段推进过程中，在必要时可在盾尾与管片之间垫放海绵用以止水，
封堵管片与盾构间的间隙。
Ⅰ 在盾构工作面配置适量的双快水泥、木楔、回丝等堵漏材料及工具。
2）如果盾尾发生泄漏现象时，拟采用以下施工对策：
Ⅰ 针对泄漏部位集中压注盾尾油脂。
Ⅰ 采取盾构机上增设的注浆孔和盾尾后 3 环管片注浆孔进行注浆，减缓盾尾止
水压力。
Ⅰ 利用堵漏材料进行封堵。
Ⅰ 如上述措施效果不佳时，可采用聚氨脂在盾尾后一定距离处压注，进行集中、
快速封堵。
（8）防止隧道上浮及保持纵向稳定的对策
在江中段，土中含水量较高，土的渗透系数大，加上钱塘江潮汐的影响，隧道
不可避免地存在上浮的现象，为了减少隧道的上浮量，使隧道尽快稳定，采取下列
措施：
1）施工期间严格控制隧道轴线，使盾构尽量沿着设计轴线推进，下坡时千斤顶
对管片有一个向上的分力，可控制高程在-20～-30mm 内，以减少后期上浮；
2）每环均匀纠偏，减少对土体的扰动；
3）加强隧道纵向变形的监测，并根据监测的结果进行针对性的注浆纠正。如调
整注浆浆液、注浆部位及注浆量，配制快凝及提高早期强度的浆液。
8、风险应急措施
沼气含量超警戒线
一旦隧道内沼气含量超过警戒值 ％时，必须：
(1)立即停止施工，关闭所有机电设备等易引起爆炸的电源和火源，启动应急照
明；并紧急上报项目部；
(2)继续加强隧道内通风。除正常开启压入式风机外，迅速开启防爆式吸出式风
机；
(3)撤离隧道内所有施工人员；
(4)待加强通风后，监测人员应佩戴防毒面具在安全位置，逐步深入进行安全检
测。
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喷涌
一旦螺旋机发生喷涌时，应：
(1)立即关闭螺旋机出土口。若液压闸门关闭不畅，则启动后续的手动闸门进行
关闭；
(2)往螺旋机内加注膨润土或高分子聚合物等添加物，在螺旋机内形成土塞效应；
(3)根据需要可同时往土仓加注膨润土或高分子聚合物等添加物；
(4)除含卵砾石层外，其他软土层可采取闭口推进一小段后，逐步开启螺旋机，
逐步恢复推进。
若采取上述方法喷涌还无法制止，无法迅速恢复推进时，可采取：关闭螺旋机
上面两预留球阀，在外端法兰盘上设置保压泵。待保压泵接好后，开启球阀，通过
保压泵进行排渣推进。
盾尾渗漏
一旦在江底发生盾尾渗漏现象，必须采取：
（1）减缓或停止推进，对渗漏点集中加注盾尾油脂，并加大整体盾尾油脂的
压注量；
（2）对盾尾渗漏严重处采用堵漏材料进行应急止水；
（3）采取盾构机上增设的注浆孔和盾尾后 3 环管片注浆孔进行注浆，减缓盾
尾止水压力。
（4）如上述措施效果还不佳时，可采用聚氨脂在盾尾后一定距离处压注，进
行集中、快速封堵。
刀具磨损
过江段施工距离较长，从江南风井～江北风井全长约 1600 多米，其中 1300 米
左右在钱塘江底下掘进。且穿越地层中大多为砂性土，局部还有圆砾层。穿越地层
对盾构刀具非常不利，极有可能产生刀具磨损过度，影响盾构掘进。
一般盾构机换刀的方式：（1）土体或岩体自立性好，正面无承压水或裂隙水
等，可直接开仓进行换刀；（2）若正面岩体自立性差，或正面有承压水或裂隙水
等，可采取在盾构机前端进行地面注浆加固后，开仓进行换刀；（3）若无法进行
地面加固的，则采取局部气压法进行换刀。
考虑到本工程盾构穿越圆砾层时，一、在钱塘江下（无法进行地面加固）；二、
断面土体自立性差，且富含承压水（无法直接开仓换刀）；三、断面富含沼气（很
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难保障气压法施工的安全）。故本工程的工况条件不符合地面加固开仓换刀和直接
开仓换刀施工方法的要求。若在江底刀具磨损严重，一定要在江底该区域进行换刀，
也只有采取局部气压法进行换刀，但在含有沼气层的江底圆砾层和砂土层地层内进
行气压换刀，在国内还不多见，施工风险极大,且工期较长。
气压法换刀原理
采取气压法辅助换刀施工措施，就是用气压来稳定开挖面的土体，防止水、土
涌入隧道内；当开挖面趋于稳定后，进入盾构仓内的换刀工作。
气压法供气方式及施工设备、材料
供气方式有地面供气和隧道内供气两种方式。隧道内供气好处在于整个气体管
路路径比较短，气体压力管理比较集中，反应及时，但是这种方式涉及到设备摆放、
用电配合等工作，故不准备采用。
地面供气好处在于比较简便易行，本工程若采取气压换刀，则准备采用地面设
置 3 台 20 立方空压机、3 只 6 立方气罐，以及油水分离器、空气过滤器、后冷却器、
止逆阀、各类阀门、压力仪表等配套设施，来供应气压换刀所需压缩空气，空气压
力保持 3kg 以上。
隧道内空气管路采用 6 寸钢管，将压缩空气直接送至变压舱和稳压舱。通过土
仓壁上预留孔等，进入土仓内以及刀盘正面，支护稳定前方土体。
耗气量计算：在气压法施工中，压缩空气消耗量主要包括开挖面的漏气量、隧
道衬砌与盾尾间的漏气量、衬砌接缝漏气量，以及人员和材料进出气闸时的消耗量
等等。耗气量采用经验公式进行计算。
根据设计轴线资料，江中段隧道最深，结合水土合算，隧道最大埋深处（隧道
底部）中心水压力约 。
根据经验公式，
Ⅰ=， L=70m， K=， P=
Q＝ⅠD2×(1+Ⅰ×P×10)×L×K /(4×60)=67 m3/min
Ⅰ—土质系数，当压力大于 时，粘性土=；砂性土=。
杭州地层暂考虑取 。
K 为隧道长度的漏气系数。考虑到隧道内管片接缝和手孔均已进行封堵，
故漏气系数暂取 。
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目前配置的气源供气量为 60～100m3/min，可以满足使用要求。
压缩空气站系统原理图
气压换刀施工前期准备工作
(1)气闸墙的设计及制造
本次气压施工需要把隧道分隔成 3 个气压段，即气压段（工作面）、变压段（气
闸室）、常压段。设置 1 道气闸墙来完成隔离。气闸室设置在气压墙后。气闸墙一
般设置在车架后 1～2 环位置。
气闸墙的制造与安装由加工密封构件经验丰富的机加工专业企业进行，加工过
程中，着重提出了如下要求：
1) 严格按照设计图纸进行加工制造。
2) 严格保证各部件及气闸墙整体的平整度。
3) 严格确保所有螺栓螺孔的精确度和配合度。
4) 所有密封件，如：橡胶板，密封垫圈等的材料在符合设计要求的前提下都必
须进行密封试验。
5)必须保证在规定的节点之前完成加工制造任务。
6)气闸墙安装的先后顺序为：
左边板 左边梁 左侧板 右侧板 右边梁 右边板 框梁
密封门。
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(2)气压换刀相关配套设施检修、保养
1)水平运输系统保养
对水平运输系统的检查保养，对轨枕、轨道、电机车平板作重点检查，对变形
的轨枕、轨道及车轮受损严重的平板车进行更换，电机车进行一次二级例保，检查
所有监控设施是否完好。
2)垂直运输系统保养
垂直运输系统的检修保养，主要针对 32t、5t 行车进行一次全面保养。
3)供电系统
对供电系统高低压配电间，进行一次检查，如发生外部停电，应确保尽快恢复。
(3) 技术交底
对所有施工人员进行详细到位的技术交底，务求使每一位参加施工的人员清楚
了解气压换刀的关键风险点以及在气压换刀过程中应当采取的重要施工技术措施。
(4)气压专业培训
在实行带压作业前，进舱作业人员必须进行专业的高压作业培训。
1)专业培训
带压作业的人员培训分为三个部分：理论知识培训；操作技能培训；心理培训。
Ⅰ理论知识培训：学习基本的医学常识和急救方法。其培训的效果要达到：培
训人员通过培训要知道整个加压和降压对身体的影响，以及整个过程中各自应该遵
循的规定和平衡外部气压和人体空腔内气压所要做出的鼓气动作。熟悉在加减压过
程中，什么情况属于正常什么情况属于异常。并能在出现异常情况下做出正确的第
一反应：知道基本的减压病的发病症状，并能根据自身情况做出判断。
Ⅰ操作技能培训：对从事带压换刀人员进行详细的带压环境下的技能培训。带
压环境下的技能培训顾名思义就是要在真正的带压环境下进行培训其相关技能。要
求：在培训过程中被培训人员要熟练掌握各种气阀的使用方法以及理解各种仪表显
示的内容代表什么情况，并可根据仪表的显示对各种气阀进行正确操作，在舱内人
员还要清楚加热系统的操作方法。另外还要清楚紧急逃生系统的各种功能和逃生步
骤。
Ⅰ心理培训：高压培训成功与否都是以成功的心理培训做为基础。由于大多数
人员在加压舱内作业的经验不足，会造成心情紧张。通过心理培训消除进仓人员的
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疑虑，缓解压力，使得作业人员在舱内能基本保持平稳的心理状态。
(5)工人甄选
首先尽量选定有换刀经验且头脑灵活的工人；其次，进场工人必须进行体检，
只有体检合格者才能进入土仓带压作业。凡是忠有心脏、呼吸系统、耳喉鼻疾病者
均不得进仓。
(6)盾构机周边注浆固化
考虑到气压法换刀时，气体从隧道外围逸窜，在盾构机本体处利用盾构预留注
浆孔进行周边注浆充填，防止气体从盾构机本体外围周边漏气。
(7)气压段成形隧道密封
气压墙安装等准备工作完成后，在正式进行气压施工前，先对隧道纵、环缝和
手孔等用水泥和环氧乙脂进行密封。并先进行试压，满足稳压要求后方可进行气压
换刀工作。
(8)有毒有害气体监测
气压换刀期间，全过程进行有毒有害气体监测。人员进入气压段前，必须先佩
戴防毒面具（或氧气），待监测人员检测确定安全后，方可摘除。监测在气压施工
换刀时全过程进行。
气压作业
气压作业流程
． 7
．
土体
注
浆
充
填
盾构机
土体
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气压作业流程示意图
建立气压平衡过程
根据刀具磨损检测装置，初步确定盾构机换刀位置。一旦确定盾构机掘进到达
预定气压换刀位置后，进行气压试验，土仓建立气压。
Ⅰ到达前 1 环盾构掘进参数
土仓压力控制值在原有水平偏高 左右，保证土仓内充满渣土，建立土压
平衡。
在掘进的同时，向刀盘正面前方注入膨润土。同时，在掘进过程中保证同步注
浆饱满。防止形成气体逃逸的通道。
Ⅰ推进停止后，继续旋转刀盘 10 分钟，同时以一定压力继续向刀盘正面以及土
仓内注入膨润土泥浆。
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Ⅰ停止旋转刀盘，继续以相同压力向刀盘正面注纳基膨润土浆液。
Ⅰ接下来等待 15 分钟并观察开挖仓能否保压且不能降低太快。如果在开挖仓中
的空气压力能保住，进行进仓换刀操作；否则那就意味着掌子面上部仍然有些地方
没有形成泥膜。在这种情况下，有必要往掌子面前方继续注膨润土浆液，重复进行
第Ⅰ～Ⅰ步操作：
Ⅰ盾构机土舱内需要平衡的压力包括所在地层的水压里和土压力。通过计算可
以得出土舱中需要建立的气压，但根据以往施工经验和资料得出工作面最终压力要
求比设定土压力高 0．1～0．2bar 左右：确定土舱压力后，开始对土舱进行加压操
作。加压过程采用分阶段排土、分阶段加压的方式进行，出土量按照所换刀具位置
确定。如果压力值稳定，说明土舱达到保压要求，排土位置到刀盘中心线以下，如
图：
如果压力值出现明显下降，必须停止出土再次注入膨润土转动刀盘直到所形成
泥膜达到保压要求。
缓慢出渣(刀盘不旋转)，同时往土压舱内注入压缩空气保证 1 号土压传感器的
压力值在预设压力 r 左右。分析压力保持以及出土情况，进行针对行处理：
a)压力能够保持，并能出渣到所需高度。在这种条件下，可以从人闸打开土压
舱闸门以进行下一步带压换刀和刀具的维护保养工作。
b) 压力不能保持但是出土正常。这就意
味着掌子面某些地方泥膜并没有成功形成。
在这种情形，往掌子面注膨润土浆液，出土时
再次检查压力。
c)如果压力不能保持并且出土也不正常，
则可能供气量不足，气体逃逸量过大，可增大
供气量后继续试验。
进出土仓
（1）出入土仓程序
工程部根据前期培训情况给作业人员建立档案。把身体情况相近的人员尽量分
配在一个工作组，每个工作组必须分配一名心理素质过硬的作业人员作为组长。在
带压作业前根据每组人员的实际情况和所需建立的土舱压力设计编写加减压方案。
方案中需列出需要建立的压力值，降压的步骤和每个步骤需要的时间以及在一个停
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留平台需要停留的时间和总的加压时间，具体编写数据参见隧道高气压作业减压表
（如下）。计算出从加压到减压结束各种环节所需要总的压缩空气用量，检查储备
压缩空气是否能满足用气量。储备压缩空气必须要留有足够的富裕量，如果不能满
足要求必须加以解决才能进行带压作业。
我国 0．6～4．Okgf／cm2 隧道高气压作业减压表
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注：各停留站间的移行时间为 3min，已计入减压总时间内，如无第 1 停留站
时的上升速率为每分钟 0．1kgf／cm。
工作压力在 ～ 时，减压计划如下：
工作压力 ～，工作时间 2 小时
―――――>，移行时间 3 分钟，本站停留时间 5 分钟
―――――>，移行时间 3 分钟，本站停留时间 10 分钟
―――――>，移行时间 3 分钟，本站停留时间 15 分钟
―――――>，移行时间 3 分钟，本站停留时间 25 分钟
―――――>，移行时间 3 分钟，本站停留时间 35 分钟
―――――>，移行时间 3 分钟，本站停留时间 50 分钟
―――――>0bar，移行时间 5 分钟
减压总时间 163 分钟。
（2）入闸注意事项
1)入闸人员应在进闸作业前 1 个小时用餐完毕。应避免暴食零吃不易消化和产
气的食物(如豆类、葱、蒜等)，以避免在消化过程中产生大量气体，减压时发生胀
气、腹痛等不适感觉。作业前禁止饮酒，也不要吃得太饱。不能饮用碳酸饮料。
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2)作业人员多饮水，否则缺水可能导致气压疾病症状加快出现。
3)人员穿戴好干爽洁净的衣服。
4)入闸人员主动向气压医师或兼职卫生员如实报告身体情况、主观感觉。经体
检合格后立即解好大、小便，更换工作服，并随身携带保暖衣物(纯棉)。收交火种(火
柴、打火机)；提前 lO 分钟左右集体入闸。
5)未经医师或兼职卫生员许可，不得擅自进闸。
6)只能在气阀操作顺利的情况下工作。否则通知轮班的工程师或者气阀管理员。
7)人员进入气压段前，应佩戴防毒面具（或氧气）后进入。并经检测人员检测
正常时，方可卸脱面具（或氧气）。
（3）入闸人体变化
压力越高，吸入气体就越多，尤其是氮气，首先溶解在身体血液里，然后进入
组织里。其饱和度取决于压力、持续时间以及组织吸收氮气的能力。脂肪组织尤其
能吸收。从正常压力倒高压的沉淀物转变，会产生强烈的症状(压缩空气疾病)，比
如耳痛、头痛、平衡性减弱和牙痛。如果空腔部分(例如鼻窦、耳膜、肠管、无效填
充物)的空气补偿受阻(如感冒和鼻炎、咽炎等)，可能导致紊乱。
（4）入闸步骤
1)检查所有显示设备、应急电话和阀等。检查闸门密封件的清洁。
2)入闸人员进入变压舱。
3)关闭变压舱和气压舱之间的闸门，并确保其正确关闭。
4)确保闸操作员和闸内人员之间的电话联系。
(5)缓慢向变压舱内增压，直至达到操作压力。
(6)变压舱内的压力等于作业气压舱内的压力后，变压舱与气压舱之间的平衡
球阀可以小心地打开。完成作业舱与主舱之间的压力均衡后，球阀必须关闭。
(7)打开通向作业气压舱的闸门。
(8)在作业气压舱内作业时，通向作业气压舱的闸门必须保持打开状态。
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气压舱剖面示意图
人员进入土舱流程图
如图所示：
Ⅰ 原始位置：P2=P1＝P0
P0：大气压力 ：支撑压力
在开始时，只向气压舱加压。P2>P1＝PO
Ⅰ如果满足所有入闸条件，即可开始入闸过程。
变压舱加压：P2>P1>PO
PO：大气压力
P2：支撑压力
P1：P0 和 P2 之间不同的压力
Ⅰ压力补偿之后，进入工作气压土舱：P1＝P2>PO
．
14．
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人员及材料后续入闸流程图
（3）出闸人体变化
溶解到血液和组织里的气体必须在出闸过程中释放出来。出闸时压力慢慢降低，
要释放的气体可以通过循环系统和肺排出体外。降压太快会导致体液和组织产生气
泡(汽水瓶效应)。因此而引起的气栓病是由于正压而引发的最常见的健康损害。此
外，细胞内气体的释放会造成临时性或永久性的组织损害。
（4）出闸注意事项
出闸过程中，作业人员必须遵守以下指令：
1)穿上保暖的干衣服，避免受冻或颤抖。当感觉热时不要轻易减衣。因为较高
的温度有利于氮气的置换，减低出现减压病的几率。
2)避免浅呼吸或憋气，此类动作可能会导致身体受损。
3)避免不自然的姿势。
4)定期起立和活动四肢
做到以上几点可以一定程度的改善氮气的置换减轻身体的不良反应。
．
16．
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（5）出闸步骤
(1)开启变压舱与工作舱之间的闸门。
(2)进入变压舱，并关闭通向作业气压舱的闸门。
(3)确保闸操作人员与闸内人员的电话联系。
(4)通过放气球阀缓慢降低主舱内的压力，同时监看变压舱压力变化。
(5)同时，通过变压舱通风球阀提供闸室通风。关于通风参考值，参阅国家规定
和条例。在闸室通风之后，压力不应再次提高。
(6)使用变压舱放气和变压舱通风球阀进行调整，直到在通风过程中产生一个明
显的恒定和缓慢的压力下降为止。并按国家规定和施工前指定的减压方案进行减压。
(7)一旦达到第一个压力水平，使变压舱压力闸门和变压舱通风闸门之间维持在
一个恒定水平，变压舱内的压力会在指定时期内保持基本恒定状态；闸操作人员必
须使用流量计，定期检查闸的通风设备。
(8)遵照指定的保压时间，必须重复程序(4)～(8)，直到达到正常的周围压力。
主舱内加热要求依照国家规定进行调整。
(9)变压舱内人员必须再次检查变压舱与气压舱间的闸门，确保其紧密关闭后，
打开变压舱和闸墙之间的中心闸门，然后离开变压舱。
(10)气压闸操作人员在闸室日志和纸带记录器上的纸带上记录闸室操作过程
(日期、时间、压力、人数等。)
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人员离开土舱流程图
Ⅰ 初始条件：Pl＝P2>P0
PO：大气压力
P2：支撑压力
P1：变压舱压力
Ⅰ 主舱减压：P2> Pl >P0
Ⅰ出闸过程完成：P2> P1＝PO
在正常条件下，施工人员在气压舱内施工时，变压舱与气压舱之间舱门开启，
并保持一致压力。在工作人员不适或其他原因时，可快速出舱；特殊紧急情况下，
若需急救人员进舱时，变压舱与气压舱之间舱门关闭，变压舱压力与外面常压保持
一致，急救人员根据需要随时可以通过变压舱进入。
．
18．
盾构 3 标气压换刀试验
总结报告
．
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状态 1：施工人员不适，主动出舱。
P2= P1>PO
状态 2：急救人员入舱。
P2> P1=PO
出闸后带压作业人员必须遵照以下指令：
(1)避免繁重的体力工作。
(2)多休息。
(3)多喝水。
刀具检查和更换
刀具检查
进仓后对刀具检查的步骤如下：
(1)刀具外观检查检查刀盘上所有刀具螺栓是否有脱落现象；
(2)刀具螺栓的检查用手锤敲击螺栓垫，听其声音来辨别螺栓的紧固程度，或
一边敲击一边用手感觉其振动情况来辨别螺栓的紧固程度。
(3)刀具检查过程中，应对加压的全过程压力进行记录；刀具检查的同时，对
每刀具进行编号，记录刀具的磨损量，并提供刀具检查报告。
刀具更换的标准及更换操作
盾构刀具磨损的建议标准是：周边刀磨损量为 15ram，齿刀磨损量为 lOmm 左
右时；就必须进行更换。更换刀具步骤如下。
本次换刀的目的，是把所有超磨损刀具进行更换。
(1)每次更换时，工作人员先将刀具周围的泥土清掉，保证留有一定的工作空
．
20．
；
：
盾构 3 标气压换刀试验总
结报告 j
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间。
(2)由刀盘外侧向内逐个检查刀具的磨损情况，确定需要更换时，用相应标号的
刀具进行替换。
(3)用套筒及加力杆卸下固定螺栓，将拆下的螺栓及附件放入随身携带的工具袋
内，以防丢失。
(4)将换下的刀具递到人闸内，同时将固定螺栓和固定座用水清洗干净，并检查
一下是否有裂纹，如有裂纹必须更换新螺栓，以确保新装刀具有足够的固定强度。
(5)将新的刀具按原来的位置安装好，并将固定螺栓拧紧。
(6)每次带一批刀具和螺栓进舱，每批刀具换完后，把废刀具和没有安装的新刀
放进料闸内。
(7)人员稍后后撤后，转动刀盘。工作人员通过料闸把下一批刀具送入土舱内，
再继续更换下一组刀具。
(8)每换完一批刀具后由值班机械工程师检查一遍安装质量，并检查是否有漏掉
的或者没有固定好的。机械工程师确认无误后方可继续作业。
(9)更换速度按实际情况定，必须以保证安装质量为前提。
(10)换刀时刀盘面的封板工作仍需按照要求进行。在刀盘开口封闭的状态下，
进行正面刀具的全部更换。正面刀具更换尽量在 9 点方向进行，旋转刀盘，逐步进
行所有区域刀具的更换。
(11)换刀完成后，拆除清理所有的封板，并检查确认。
带压换刀施工注意事项
(1)配置足够数量的压缩机空气保证压缩空气的供给；
(2)组织机构上应备有在训练有素的班组管辖下的手动气闸，以便能够进入土仓
进行修理作业，包括更换刀具和人工排除意外的困难和障碍；
(3)压缩空气下施工应按现行法规和条例进行，尤其是有关医疗保护和卫生保健
粲例以及压缩空气中工作时间及减压时间等方面的辅助与安全方面的法规。
(4) 工作面最终压力要求比设定土压力高 0．1-0．2bar 左右；
(5) 在开舱作业过程中，应尽量维持此压力，并通过进气阀的操作使气压的变
化在控制在可控范围之内；
(6) 当需要加入添加材料以保证土体气密性时，应向向舱内加注膨润土浆液，
转勃力盘使舱内砂土内与膨润土能较好的混合，并能较深地渗入地层中，在开挖面
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形成一层比较厚的泥皮，从而达到保证气密性的效果；
(7) 土建工程师确定开挖面的稳定性，确认安全后，方可进土仓工作；当开挖
面有异常情况时，应立即组织工作人员退出土仓，关好仓门；
(8) 设置两条以上通讯线路，保持压力仓内仓外、地面及外界相关单位、部门
联系畅通麦如有异常，及时联系；
(9) 在保压施工过程中，应开启空气置换球阀，以确保土舱空间内空气新鲜。
(10) 若换刀时刀具不慎掉入土舱内，而土舱内泥碴较多很难定位刀具及打捞时，
则换刀人员进舱作业时带上铁锹和编织袋，将土舱内的碴土装袋即可。
(11) 换刀需要转动刀盘时，必须听从舱内人员的指挥。当舱内人员发出转动咐
外部操作手才能启动刀盘转动。刀盘转动速度控制在 0．2rpm 以下。
(12) 若作业过程中，发生气管爆裂、空压机故障等问题时，首先要冷静，想办
法稳住气压，同时尽快通知作业人员进入人闸以便及早减压出来。
(13) 要做好各项人员安全措施及灾害防治措施。对工作人员要进行全面体检，
体检不合格的人员禁止入内。要注意压气作业过程中因焊接、漏电、打磨等作业可
能引起火灾，各种应急设备如高压氧舱、担架等应处于准备状态。
(14) 气压法换刀作业原则上不准动用明火。若需动用割刀等明火时，必须确保
在沼气含量小于 ％以下时，方可进行。明火动用旁边须有专人监护，并预先检
查和确定灭火器材正常。
(15) 现场必须配备双路供电，若无则必须配备发电机。
盾构恢复掘进
换刀作业结束后，待人员与机械撤出土舱。通过管道向土舱注入膨润土，此时
土舱内空气被压缩。通过压力传感器可以看到舱内压力变化，此时通过土舱内排气
阀排出一部分气体保持恒定的支撑压力，重复以上动作至满舱。此时土舱内重新建
立了土压平衡，
启动刀盘与千斤顶恢复盾构掘进。
.应急措施
在加压过程中的应急措施
如果在加压过程中，有人出现任何疾病或不舒服的症兆(如耳痛等)，加压过程
必须立即停止，闸操作人员询问舱内人员情况并保持当前压力水平如有需要把压力
调低 0．05bar 左右，直至症状已经消失。再次缓慢加压如果不适症状再次出现，此
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时必须结束加压让不适人员出舱。
在减压过程中的应急措施
(1)尽管采取了所有的预防措施，入闸人员还是会在闸内或出闸后表现出患病
症状。如果出现这样的情况，在出闸前必须先咨询当值医师协调下一步骤。
(2)在出闸过程中，如果有人出现任何疾病或不舒服的症兆，出闸过程必须立
即停止。应保持当前压力水平，直至症状已经消失。如果在数分钟之后情况不适如
此，人闸孔的压力必须提高到先前的压力水平。
(3)闸操作人员必须确保立即通知当值医师，并负责让受影响人员特别小心和缓
慢出闸。
(4)如在作业过程中遇到人员受伤出现大出血必须对其进行压迫止血，并使其处
于头低脚高的姿势。与负责压缩空气问题的医生协调后，可将压力迅速降至大气压
力出舱送往医院抢救。
(6)医师决定有关降压速度。之后，必须立即启动以下应列措施：
(1)急救、监护患病人员
(2)处理闸室(再加压)
在换刀过程中的应急措施
(1)如果发现土体有塌方现象人员必须立即返回人闸关闭闸门。进行半个小时的
观察后根据情况做出下一步安排。
(2)如舱内气压出现不稳或泄漏量超过预警值，人员立即退回人闸。等待观察结
果进行下一步安排。
(3)如有人出现不适症状，舱内人员立即通知操闸人员。不适人员通过变压舱出
舱。
在整个气压施工时，若出现断电情况时，应立即启动备用供电线路或发电机组。
启动发电机组发电的现场应配备足够燃油和专业机组操作人员。
其他预防和应急技术组织措施
(1)盾构过钱塘江前对施工人员进行交底，做到精心施工；
(2)加强值班管理，保证现场 24 小时有人值班；
(3)盾构过钱塘江时实行 24 小时连续推进，减少江底停顿。
(4)螺旋机发生喷涌时应急措施：立即关闭液压闸门；若闸门受外力作用变形、
闸门口被异物堵住等使闸门无法关闭，则关闭手动闸门；同时在土仓及螺旋机内加
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注膨润土，后边慢慢开启闸门，边继续加注膨润土，并逐步恢复掘进。若喷涌现象
无法抑止，则通过保压泵直接从螺旋机内抽泥抽水进行施工。
(5)盾尾发生泄漏时应急措施：通过六个盾尾油脂孔压注盾尾油脂；如不奏效，
则用海绵、回丝和木头等进行封堵，并通过盾构机上预留注浆孔及盾尾后 3 环管片
进行注浆；若还是泄漏，则在盾尾后 3 环压注聚氨酯。
(6)在穿越钱塘江前对所有设备进行全面的检修，彻底消除隐患。以确保盾构在
穿越钱塘江时保证良好的状态。大刀盘所有驱动马达保持良好状态、推进、拼装系
统处于稳定状态。盾尾油脂压注点畅通，油脂泵工作处于稳定状态。螺旋机闸门处
于良好状态。确保盾构在穿越段处于最佳状态。对水平运输系统的检查保养，对轨
枕、轨道作重点检查，电机车进行一次二级例保。垂直运输系统的检修保养，主要
针对 32T 行车进行一次全面保养。对供电系统高低压配电间，进行一次检查，如发
生外部停电，应在 30 分钟内完成二路供电转换。
(7) 若出现沼气类有毒有害气体达报警值或超标，应停止施工，关闭易引爆的
电源及各类非防爆设备。疏散施工人员，启动应急防爆风机和照明。同时也加大外
部送风量。
应急材料的配备
相应的配备足够的材料，一旦发生意外，可第一时间投入使用。
具体的材料有：水泥、水玻璃、聚氨酯、砂、海绵、木头等。
机械设备配备
现场配备足够的机械设备，一旦发生意外，可第一时间投入工作。
具体设备如下：
序号 设备名称 规格 数量 单位 性能 用途
1 压浆泵 海纳式 2 台 良好 压浆
2 电焊机 2 台 良好 焊接
3 排泥泵 PUMP 2 台 良好 排污
4 空压机 1 台 良好
应急指挥机构及分工
应急指挥机构如图所示：
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人员联系方式
姓 名 职务 联系电话
张 亮 盾构分公司副总经理 13311651629
刘训华 杭州地铁建设公司现场业主代表 13666627478
赵宏宣 建通工程建设有限公司项目总监 13957165764
王弘琦 项目经理 13656817201
缪书明 党支部书记兼项目副经理 13601912769
郭宏宇 项目副经理 15967153336
陈卫华 项目副经理 13656817202
王国林 项目总工程师 15988110580
张荣辉 项目副总工程师 15958015590
陆 军 施工员 13656817206
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张建高 安全员 15958161275
张锐 技术员 13656817212
应急汇报制度
发生喷涌和盾尾泄漏等紧急情况时，由井下人员联系值班人员，值班人员向项
目经理汇报，项目经理再向分公司、业主及监理各方汇报，由他们向各自上级单位
汇报，如下图所示:
