時間:2022-06-11 01:16:39
序論:速發(fā)表網(wǎng)結合其深厚的文秘經(jīng)驗,特別為您篩選了11篇盾構施工總結范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料,歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系,希望您能從中汲取靈感和知識!
1.1工程地理位置、規(guī)模及設計情況
黃延高速LJ-6標位于起訖點樁號為K27+900~K38+500,全長10.6km;本合同段共有剛構橋2座,分別為桃園大橋與董家溝特大橋。由于兩座剛構橋施工方法一致,本總結以桃園大橋為例。
桃園大橋起點樁號K33+397.5,終點樁號 K33+834.5,橋梁全長437米,最大橋高112米,主橋最大墩高106米,道路等級為高速公路,設計車速100km/h,車輛荷載等級為公路—I級,橋面凈寬:0.5米(防護欄)+15.25米(行車道)+2.0米(中央分隔帶)+15.25米(行車道)+0.5米(防護欄),主橋上部結構為(55+2×100+55)m預應力混凝土連續(xù)剛構,下部結構為雙支薄壁空心橋墩,鉆孔灌注樁基礎;引橋上部結構為30m預應力混凝土連續(xù)箱梁,下部結構為柱式墩、樁基礎。
其主墩為3#、4#、5#墩,墩身高度分別為83米、106米、58米。(55+2×100+55)m連續(xù)剛構全長310m,中支點梁高6.0m,跨中梁高3.00m,其間按1.8次拋物線變化,邊支座中心線至梁端0.6m。梁體為單箱單室、變高度、變截面結構。箱梁頂寬16.65m,底寬8.65m,頂板厚度0.32m,底板厚度由跨中0.32m按1.8次拋物線變化至根部0.8m,腹板厚跨中為0.55m、根部段為0.7m,漸變段長3.5m,主梁在中支點共設3個橫隔板、端支點設1個橫隔,隔板設有孔洞。
1.2工程地質、水文和自然條件
桃園大橋主墩位于黃土梁峁溝壑區(qū),地形起伏較大,溝谷呈扁“U”字型,橋址區(qū)地表分布主要為黃土。
桃園大橋所在區(qū)域屬內(nèi)陸,屬暖溫帶大陸性半干旱氣候,早晚溫差較大,查最近三年寺仙年均氣溫8.6~9.4℃,元月最冷,平均氣溫-0℃~-2℃,極端低溫-2~-8℃;10月底至次年3月中旬為冬季,除中午為正溫外,其余時間段溫度均在0℃以下,最大溫差24℃。
年平均風速變化幅度1.3-3.3米/秒,區(qū)內(nèi)以西南風為主。冬季盛行西北風、夏季多為東南風。
1.3工期計劃安排
根據(jù)業(yè)主的工期計劃,剛構橋2015年5月底合攏;項目部在根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況制定了桃園大橋3個主墩0#塊均在8月底前完成。
2.施工要點
2.1 墩身預埋件埋設
在墩身施工至最后2、3節(jié)時,嚴格按照托架施工圖紙設置預埋件,保證預埋件位置的準確,同時鋼板與錨固鋼筋焊縫確保密實,錨固可靠。預埋時嚴格控制預埋件鋼板位置,使之凹進墩身模板3cm。
2.2 托架操作平臺
墩身施工完畢后,拆除墩身液壓爬模模板及第一級平臺支架,將平臺上其它材料及機具清理干凈,托架焊接及施工平臺利用液壓爬模第二級操作平臺,方便作業(yè)人員對托架進行準確對位及焊接作業(yè)。
2.3 托架施工
在地面嚴格按照設計圖紙放樣,提前焊接好三角托架,然后利用塔吊吊裝,在操作平臺上,將托架與墩身預埋鋼板栓接,同一截面上每片托架焊接成整體,增強穩(wěn)定性,然后其上鋪設橫向I20a工字鋼分配梁,間距60cm,工字鋼縱向采用[10槽鋼焊接連成整體,增加穩(wěn)定性,左中右各焊接一道。分配梁安裝加固完成后進行0#塊翼板下支架搭設。
2.4 托架預壓
托架安裝、焊接完成后檢查所有焊縫,確保焊縫高度不小于8mm,對底腹板下所有托架按懸臂段1.5m梁體自重荷載的120%進行預壓,預壓采用掛籃前橫梁2I56a工字鋼在墩頂做反力架,利用墩頂預埋的豎向φ32精軋螺紋鋼將反力架錨固,80t穿心式千斤頂反頂托架,以消除托架塑性變形,并監(jiān)控測量托架彈性變形情況,為施工中高程控制提供可靠依據(jù)。
2.5 模板施工
0#塊底模采用18mm厚膠合板,采用I20a制作成斜形馬凳以支撐底板,在斜馬凳與底板間采用10×10cm方木調整標高。側模板采用專業(yè)廠家制作的掛籃鋼模板組拼,模板間采用栓接。
待預壓完成,清除預壓配重,安裝0#塊側模,調整底模及翼緣板標高,安裝底板、腹板鋼筋及相應預應力管道,安裝箱梁內(nèi)模。內(nèi)模采用P3015建筑模板組拼,內(nèi)模支撐架采用鋼管腳手架,立桿間距縱橫方向均為60cm,頂托上縱橫向鋪設10×10cm方木。腹板采用Φ25精軋螺紋鋼對拉桿進行加固,間距為100cm。內(nèi)模施工完成后安裝頂板其余鋼筋及預應力管道,準備澆筑混凝土。
3. 安全施工要點
宏海號22000噸桁架式拱形起重機是目前全球在制的最大門式起重機,該起重機主要用于海上石油平臺的吊裝,即該起重機可以直接將在陸地上制造的海上石油平臺整體吊裝下水,開創(chuàng)了海上石油平臺陸地造的先例,大大降低了海上石油平臺的制造成本,并縮短了制造周期。
宏海號22000噸桁架式拱形起重機的主要鋼結構由主梁,剛腿和柔腿組成。在這些結構中主梁的制造,尤其是總組風險最大。由于宏海號22000噸桁架式拱形起重機制作安裝地處黃海之濱的長江口上,常年有三分之一以上的時間大風降雨,現(xiàn)場總組難度極大。為了減少現(xiàn)場施工工作量,降低總組施工風險,我們將原施工方案進行了修改,將原施工方案中屬于現(xiàn)場總組的桁片總組改為節(jié)段總組。即在車間廠房內(nèi)將桁片拼裝為節(jié)段,再將節(jié)段用平板車運到現(xiàn)場總組。
主梁分段圖如下;
1、主梁節(jié)段制作
(1)在平臺上放樣劃出各節(jié)段下弦平面系相關桿件的定位線。
(2)根據(jù)放樣線,將制作完成的節(jié)段上下弦平面系桁片吊裝合樣固定。
(3)將制作完成的下平聯(lián)吊裝合樣組拼固定;
(4)依次將制作完成的橫聯(lián)和上平聯(lián)吊裝組拼固定;
(5)按圖紙尺寸檢查節(jié)段各相關尺寸,合格后進入焊接程序;
(6)節(jié)段焊接完成后,合樣檢查相關尺寸,并劃出端部邊線;
(7)報檢合格后,切割節(jié)段長度,留焊接收縮量。
2、主梁節(jié)段運輸
根據(jù)主梁節(jié)段制造和運輸方案,需解決以下問題:
(1)運輸車輛確定
主梁最長節(jié)段(a8a7a6e8e7e6)尺寸為11520mm×21800mm×14890mm(長×寬×高),重量約281噸;主梁最重節(jié)段(a1g2)尺寸為11520mm×19103mm×17644mm(長×寬×高),重量約358噸;
為了滿足主梁節(jié)段的運輸和總組需要,我們按主梁節(jié)段的最大尺寸和最大噸位選擇了運輸車輛,參數(shù)如下:
380t平板車參數(shù):
(2)主梁節(jié)段的捆扎和加固
由于主梁節(jié)段屬于超高,超重和尺寸龐大的物件,其重心又偏高,所以主梁節(jié)段的運輸有一定風險。為了保證主梁節(jié)段運輸?shù)陌踩煽?,首先要確定主梁節(jié)段的重心位置,使其始終處于運輸平板車的中間部位,并用鋼絲繩將主梁節(jié)段牢牢的捆扎在平板車上。
(3)運輸?shù)缆返钠秸?/p>
由于運輸平板車寬度只有6100mm,節(jié)段兩邊超出平板車的尺寸將近9000mm,再加上主梁節(jié)段重心又較高,為了防止節(jié)段運輸過程中左右搖擺顛簸,需要壓實平整并澆注一條混凝土道路。
(4)a1g2節(jié)段運輸(重量約358噸):
如圖二所示,先在車間平臺上制作主梁節(jié)段,制作完成后將主梁節(jié)段下部平臺部分拆除,然后將運輸平板車開到主梁節(jié)段下面,利用運輸平板車的液壓油缸頂起主梁節(jié)段,然后進行捆扎和加固,檢查合格后運往主梁總組場地。
3、現(xiàn)場總拼
(1)按主梁總圖劃線放地樣,布置支墩位置(需準備臨時支墩4~8件);
(2)在臨時支墩上設置千斤頂和位移調整裝置;
(3)首先把中間節(jié)段運輸?shù)浆F(xiàn)場,調整對位后通過運輸車輛的升降系統(tǒng)將節(jié)段平穩(wěn)落在臨時支墩上(運輸車輛下降過程中必須逐步降低高度,確保臨時支墩均勻受力),檢查無誤后車輛退出;
(4)通過千斤頂和位移裝置把中間節(jié)段按地樣調整,使節(jié)段中心線、水平線和端部相關線與地樣重合;
(5)用正式支墩支撐并頂緊,通過全站儀檢查中間節(jié)段水平度和各連接部位坐標點,檢查無誤后,把節(jié)段與支墩連接固定,撤出臨時支墩;
把節(jié)段按從中間到兩端的順序依次運輸?shù)浆F(xiàn)場,重復以上步驟,通
摘要:盾構法施工以其質量好、施工安全、掘進快速、對環(huán)境影響小等優(yōu)點,在我國地下鐵道工程中得到廣泛應用。而盾構尾刷的容易損壞且較難更換的缺點,制約了盾構長距離掘進。如何在盾構施工中途進行盾構尾刷更換,是解決盾構長距離掘進的關鍵技術之一。文章總結了德國海瑞克土壓平衡式盾構在廣州地鐵三號線施工過程中成功更換尾刷的經(jīng)驗,具有一定參考價值。
關鍵詞:盾構隧道;尾刷修復
1 引言
盾構法施工以其質量好、施工安全、掘進快速、對環(huán)境影響小等優(yōu)點,迅速在地鐵隧道施工中得到廣泛應用,廣州是目前我國應用盾構技術修建地鐵隧道發(fā)展最快的城市之一。廣州地區(qū)地層多樣、地質復雜,給盾構施工帶來了許多難題,特別是花崗巖地層,給盾構機制造、盾構法施工都提出了更高的技術要求。隨著地鐵的發(fā)展延伸,地鐵隧道區(qū)間段也越來越長,長距離掘進將是在以后城際間的地鐵修建中提出的重要技術要求。然而,盾構機主要密封部位之一的尾刷,卻是非常容易損壞且難以修復的部件,經(jīng)統(tǒng)計,在花崗巖地層中,盾構掘進1000m后,盾尾尾刷密封將大部分失效,特別是經(jīng)過較小半徑轉彎段掘進后,盾尾左右兩側尾刷將被嚴重磨損(見圖1)。如何在盾構施工中途進行盾構尾刷更換,是解決盾構長距離掘進的關鍵技術之一。
1、工程概況
昆明地鐵首期工程市政通道配套項目屬于首期工程1、2號線拆分工程的一部分。環(huán)城南路站~得勝橋站區(qū)間右線長1122.754m,左線長1140.352m;區(qū)間設置聯(lián)絡橫通道1處,與廢水泵房合建(見圖1-1)。本區(qū)間先后穿越省機要通信局、得勝橋、昆明鐵路局的昆樞指揮部、老干住宅、鐵路工管所、昆鐵三角大院等13處危舊建筑物,施工難度大、施工風險高。區(qū)間采用盾構法施工,聯(lián)絡通道及廢水泵房采用礦山法施工。區(qū)間最大坡度29.5‰,最小坡度3.25‰,覆土厚度9.8m~23.67m,主要穿越圓礫層、粉土粉砂層及粘土層。
2、盾構穿越危舊建筑群施工控制技術
2.1盾構穿越?jīng)r危舊建筑群概況
穿越前制定了專項技術方案并經(jīng)專家評審。環(huán)~得區(qū)間右線盾構于2012年6月28日始發(fā),累計推進完成426環(huán)(511米)。右線盾構已安全穿越省機要通信局、得勝橋、昆樞指揮部、昆鐵老干住宅、昆鐵工管所等8處建筑物(見圖2-1)。穿越后經(jīng)監(jiān)測各建筑物沉降已基本穩(wěn)定;盾構穿越未對建筑物造成損壞和影響;建筑物既有裂縫均未發(fā)展,穿越前做好的灰餅標記無一處開裂。
2. 2盾構已穿越建筑物沉降分析
盾構穿越后,各建筑物的穩(wěn)定累計沉降值均控制在(+5mm,-15mm)的允許范圍內(nèi)。各建筑物位于線路中線上的監(jiān)測點位累計沉降結果見表2-1。
在穿越上述建筑物過程中,盾構土倉壓力、出土量、推進速度、同步注漿量等施工參數(shù)基本一致,區(qū)別在于管片背后跟蹤二次注漿的時機、注漿量及注漿壓力。監(jiān)測結果顯示,二次注漿施工方法的不同對沉降速率及累計沉降的影響較大。
以昆樞指揮部為例,該建筑年代最早、質量情況最差,在穿越過程中采取了最保守的跟蹤二次注漿措施。首先,在推進過程中利用雙液注漿系統(tǒng)進行正常同步注漿,然后對脫離盾尾后的第3環(huán)管片(即當前推進環(huán)退后5環(huán))進行跟蹤二次注漿。跟蹤注漿每隔3環(huán)進行一次,注漿時暫停推進,將同步注漿管路連接至管片頂部位置進行。跟蹤注漿同樣采用雙液漿,注漿量控制在1m3以上,注漿壓力控制在0.50MPa左右。通過上述措施,昆樞指揮部在盾構穿越前后的沉降變化非常平緩,單日沉降速率均未超過1mm,在盾構通過后的后續(xù)沉降很快得到穩(wěn)定,最終累計沉降僅3.11mm(圖2-1),是控制得最為理想的。
2.3對已穿越房屋沉降控制總結
1.前言
隨著城市軌道交通事業(yè)的日益發(fā)展,在城市繁華地帶進行地下工程施工的情況也非常普遍,繁華地帶周邊環(huán)境復雜,地下工程施工風險高,突發(fā)事故也不可避免,一旦出現(xiàn)緊急事故,除采取必要的應急措施外,采取何種行之有效的處理方案,對降低工程損失,避免次生災害,順利推進工程,積極引導社會輿論等都有十分重要的作用。作者根據(jù)在南京地鐵中的案例,參考國內(nèi)外相關城市的相關經(jīng)驗,總結此文,為地鐵發(fā)展中類似工程提供有益參考。
2.概述
南京地鐵某區(qū)間盾構機掘進施工時,因地質條件復雜,導致盾構機掘進困難土方超挖引起地面沉降,致使路面下一自來水管破裂,壓力水對管底土層沖刷造成水土流失,引起更大的地面沉陷。沉陷處盾構機埋深約16.3m,沉陷面積約16m2,最深沉陷約30cm。沉陷處位于城市道路下方,地下管線密集,周邊為多棟6-7層居民樓及臨街商鋪,沉陷處距樓房平面距離最小僅為7.2m,周邊環(huán)境復雜,詳見圖1。
3.沉陷處工程地質情況
根據(jù)地質勘察資料, 盾構刀盤所處的斷面地層為K2p-2強風化泥質粉砂巖及K2p-3中風化泥質粉砂巖,刀盤上部1m左右為一層④-4e-2透水卵礫石層,卵礫石層至道路面層之間主要為淤泥質粉質粘土層及近代填土層,盾構機上部土體自穩(wěn)性極差,地面沉隆對土體超欠挖反應極其敏感,地質剖面圖見圖2,圖3。
4.初次采取的措施
在得知現(xiàn)場情況后,施工單位立即停止右線掘進,并對沉陷處采用圍擋進行圍蔽,安排專人對行人及車輛進行疏導,以防誤入水坑。隨后對沉陷處路面采用混凝土進行回填,并聯(lián)系了自來水公司進行管路修復。
次日,施工方組織了技術人員,地鐵盾構方面的專家,召開了事故處理方案研討會。與會人員了解了詳細情況并查看現(xiàn)場認為:地鐵施工掘進至此處時,正值盾構掘進斷面地層由全斷面巖層向復合地層轉換的階段,斷面地層自穩(wěn)性能較差,而盾構施工參數(shù)并未及時調整,土倉內(nèi)壓力偏小,土方出現(xiàn)超挖導致地面沉降單次達到9.5mm/d,引起此處直徑200mm混凝土承插式接頭自來水管爆裂,帶壓水對地層的沖刷引起地面大范圍沉陷。自來水管改移完成后,地面情況基本穩(wěn)定,現(xiàn)應立即采用土壓平衡模式恢復掘進,通過該段后對沉陷處進行加固,確保房屋安全。
根據(jù)咨詢會意見,當晚盾構機恢復掘進,但掘進速度過慢,24小時僅完成3環(huán)掘進,事實表明,盾構機已困于該地層,主要現(xiàn)象為:
(1)盾構機推力過大,掘進是高達18000KN,而正常掘進是僅為10000KN左右;且刀盤扭矩高達3.1 MN.m,正常情況下一般為2.4 MN.m,推進速度僅為1~4mm/min,與該處地層的正常掘進不符,渣土溫度高達58℃;
(2)發(fā)生大的噴涌,大量泥水及砂土從螺旋輸送機排土口噴出,含砂量較大,且伴有大量卵礫石;
(3)出土過程中,一旦噴涌出土將土倉上部傳感器壓力降至1bar左右時,關閉閘門,上部壓力很快將上升至1.3bar,說明盾構機上方土體極不穩(wěn)定,為淤泥層或松散富水卵礫石層;
(4)掘進過程中,出土量控制較難,遠大于理論出土量,地面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)再次報警,沉陷面積、沉陷深度進一步增大。
5.再次采取的對應措施
根據(jù)掘進及地面沉降情況,施工單位再次主持召開了第二次專題會,邀請了地鐵盾構方面的知名專家。與會人員根據(jù)現(xiàn)象判斷認為:
(1)該段地層地質條件復雜,應重新對該段地層進行補充勘察;
(2)盾構機應停止掘進,應對沉陷處地面進行注漿加固,并將沉陷處路面進行恢復;
(3)盾構機刀盤和土倉內(nèi)可能出現(xiàn)結泥餅現(xiàn)象,且刀具可能存在一定磨損,應在盾構機刀盤前方進行加固,加固完成后將盾構機推進至加固體后開倉清理泥餅,檢查刀具。
6.地面加固方案
6.1 加固目的
加固分為兩個部分,一是對沉陷區(qū)進行加固,加固后確保沉陷處地下土體固結,填充可能存在的地面空洞,對路面進行恢復,確保該段周邊建筑物及管線安全,并確保路面恢復交通。二是對刀盤前方進行加固,主要目的是確保刀盤前方土體穩(wěn)定,防止地面進一步沉陷,并根據(jù)需要帶壓開倉清理泥餅,檢查刀盤。
6.2 沉陷區(qū)加固方案
(1)加固方案
該處加固以土體內(nèi)滲透~劈裂注漿加固為主,因此采用袖閥管分段注漿加固,沉陷區(qū)采用雙排雙液漿壓密注漿,水泥為P42.5號水泥,水灰比1:1,水玻璃溶液35~40°Bé,水泥漿:水玻璃溶液1:0.5,雙排注漿孔呈梅花布置,間距1m。
其余加固區(qū)域內(nèi)部采用單液水泥漿注漿,水灰比1:1,注漿量均為300kg/m,注漿壓力不大于0.3MPa,注漿孔間距1m,梅花形布置,注漿深度0~12m。
(2)注漿量確定
加固地層主要為①-1雜填土、①-2-2素填土、②-2b4淤泥質粉質粘土、②-3b3-4粉質粘土層,根據(jù)巖土勘察報告及《巖土注漿理論與工程實例》有關參數(shù),計算依據(jù)公式:
Q=Vnβα
n-土體孔隙率,孔隙比為0.707~0.846,則孔隙率取0.414~0.458
V-加固土體體積m3
β-漿液填充系數(shù) 取0.8
α-漿液損耗系數(shù) 取1.35
Q=π×0.52×1×0.414(0.458)×0.8×1.35=0.35(0.39)m3/m
水泥漿水灰比為1:1
綜合考慮袖閥管注漿量為0.3t/m水泥。
(3)施工流程
6.3 刀盤前方加固方案
(1)加固方案
本段地層加固范圍為盾構刀盤前方2.5m,長5m,寬10m。采用φ800@700旋噴樁進行加固,加固至隧道拱頂以上3m,拱頂以下2m。加固圖如圖6,圖7。
(2)施工流程
攪拌樁施工流程如圖8所示。
6.4 注意事項
(1)為防止盾構機被水泥漿裹住,在盾構機上方施工旋噴樁時,每隔3 小時向刀盤土倉、盾殼外表面和同步注漿管道內(nèi)注入一次膨潤土,每次不少于2m3,并轉動刀盤,確保向加固土體注入的漿液不串入上述各個部位而固結盾構機。
(2)對樁的入巖深度要及時取樣分析并對照詳勘和補勘報告,確保入巖深度達到設計深度。
(3)雙液漿配合比應該通過試驗確定,一般凝固時間25 秒30 秒。
7. 恢復掘進施工方案
補充勘察完成后,勘察結果證實,沉陷處地質與判斷一致,刀盤上部為富水卵礫石層,卵石含量高達50%,卵石中夾雜砂層,地層厚度約2m。
加固完成后,待刀盤前方加固體無側限抗壓強度達到0.8MPa時,盾構機即可再次重新推進,為確保施工安全,確保盾構機脫困,主要采取以下方案。
7.1 洞內(nèi)注漿
在沉陷處下方已拼裝完成的管片處進行二次注漿,注漿采用在吊裝孔處插入長1.5m的注漿管,端部0.5m為注漿花管。注漿范圍為脫出盾尾的5環(huán)具備打孔條件的管片(邊墻及拱頂范圍),注入單液水泥漿(或雙液漿),水灰比1:1,注漿不大于壓力0.3MPa,用以確保沉陷處周邊土體穩(wěn)定。
7.2 泥餅處理措施
為緩解泥餅現(xiàn)象對掘進的影響,在盾構機恢復掘進前,在刀盤及土倉內(nèi),注入高分子分散劑,共計注入12m3,濃度為8%,分次注入,并間斷轉動刀盤,處理時間大于24小時。
對結泥餅的狀況進行了分析,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的渣良方案存在缺陷,泡沫的發(fā)泡效果不好,出來的渣土流塑性較差,導致土倉內(nèi)出現(xiàn)結泥餅的狀況,于是對渣良做了改進,改用進口的康達特(CONDAT)泡沫劑,并提高發(fā)泡倍率至20倍,使噴射出的泡沫握在手上具有良好的彈性,加強掘進中的土體改良管理,盡量將改良渣土的泡沫通過刀盤面板上的孔道向切割表面噴注,使渣土經(jīng)過刀盤開口進入土倉的流動性好,不易產(chǎn)生結餅。
掘進過程中注意渣土溫度變化,一旦產(chǎn)生泥餅,可空轉刀盤,使泥餅在離心力的作用下脫落。
7.3 排除機械故障
經(jīng)過對機器的詳細檢查,發(fā)現(xiàn)盾構機刀盤處1根泡沫管球閥與單向閥位置接反,影響了泡沫管的疏通,導致該泡沫管堵塞,影響渣良,故及時通知海瑞克技術人員進場,對泡沫系統(tǒng)進行處理。
7.4 選擇合適的掘進模式
采取土壓平衡模式掘進,嚴格控制出土量,每環(huán)控制在43.5m3左右,盡量避免超挖,土倉壓力控制為1.8bar(中部傳感器),刀盤轉速控制在1rpm/min,并做好詳細的施工記錄。及時掌握地面及周邊建筑物監(jiān)測情況,每4小時監(jiān)測一次,并安排專人巡視,一旦出現(xiàn)緊急情況,立即向值班領導及相關人員匯報,并采取對應措施。
7.5 噴涌處理措施
由于基巖裂隙水發(fā)育,隔水層厚度不一致且常缺失,進入土倉的渣土不具有一定的塑性(粘土礦物質含量少,密水性差),承壓水與無塑性渣土容易在螺旋輸送器形成噴涌。針對這種情況應該采用下列措施:
(1)采用二次同步注漿,截斷后方來水,避免土倉與管片背后形成水力通道。
(2)及時對盾尾密封刷添加足量的油脂,確保盾尾的密封性。
(3)通過膨潤土泵,在刀盤前方及土倉內(nèi)注入高分子聚合物,濃度為1%,注入后均勻轉動刀盤,改善土體的和易性,使土體中的顆粒、卵石和泥漿成為整體,提高土倉土體水密性和流動性。
(4)在螺旋機排土前,把土倉內(nèi)的水、土充分攪拌,使土倉內(nèi)土體有良好的密水性,避免噴涌。
(5)利用雙閘門交替啟、閉,保壓排土,可以有效地控制噴涌排土。
7.6調整刀盤工作扭矩
本項目采用的海瑞克盾構機刀盤額定扭矩為4.474MN?m,設定為達到80%額定扭矩刀盤便抱死。故通知廠家技術人員進場調整,擬將抱死扭矩調整至額定扭矩的100%,提高掘進扭矩以增大刀盤貫入度,加快掘進速度,通過該段地層后再恢復原抱死扭矩。
8.經(jīng)驗總結
通過以上一些列措施,最終成功的決解了螺旋輸送機出土口噴涌的現(xiàn)象,渣良效果良好,盾構機總推力降低至10000~14000KN,刀盤扭矩恢復至2.1~2.7 MN?m,渣溫降至35℃左右,推進速度提高至20~40mm/min,地面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)良好,并未出現(xiàn)監(jiān)測報警,成功的實現(xiàn)了盾構機脫困。鑒于掘進狀態(tài)良好,項目部技術人員研究認為,無需在該復合地層中帶壓開倉,待推進至合適的地層中再開倉檢查刀具,同時盾構機通過該段后,需及時的進行二次補漿。
針對此次事故總結認為:
(1)盾構掘進施工前,應多次充分深入的調查沿線的建構筑物、管線等情況,一旦發(fā)現(xiàn)有重大風險源,應及時采取處理措施;
(2)應根據(jù)不同的地質條件,調整盾構掘進模式。在硬巖段巖層自穩(wěn)能力好,采用氣壓平衡模式或欠土壓平衡推進。盾構機在穿越上軟下硬地層時應該采用土壓平衡模式掘進,土倉壓力設置根據(jù)隧道埋深、水文地質情況確定;
(3)對已經(jīng)發(fā)生的險情,應首先及時的進行處理,避免后期進一步發(fā)生次生災害,釀成更大險情;
(4)盾構機進入復合地層或復雜地段前,應提前對盾構機各個系統(tǒng)進行檢修保養(yǎng);
(5)復合地層中掘進時,應采取多種措施,多次實驗確定出良好的渣良措施,確保盾構機順利勻速快速掘進。
9.結束語
南京地鐵地面沉陷事故最終雖得以解決,但事故發(fā)生伊始,并未采取合理的技術措施,導致盾構掘進引起地面進一步沉陷,從而花費了大量的人力物力。隨著城市軌道交通事業(yè)的發(fā)展,盾構機在城市繁華地帶且復合地層中掘進也越來越普遍,因此提前要對沿線施工條件進行深入研究,及早制訂對策,一旦出現(xiàn)險情及時采取有效的技術措施,風險就會最大程度規(guī)避,達到連續(xù)快速掘進。
參考文獻
[1]萬姜林、洪開榮.采用復合式盾構修建混合地層隧道[J].施工技術,2002,6(6):9
中圖分類號:U231 文章編號:1009-2374(2016)14-0121-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.14.061
盾構過空推段施工技術的應用可以將盾構機械在地中推進,通過盾構外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌,同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖。通過出土機械運出洞外,靠千斤頂在后部加壓頂進,并拼裝預制混凝土管片,最終能夠形成完整的隧道結構。
1 盾構過空推段施工簡析
盾構過空推段施工對于隧道成型效率有著重要的意義,因此對于其施工方法應用范圍、施工技術應用目標、施工技術限制因素、施工技術應用特點進行分析可以幫助隧道更好的成型。
1.1 施工方法應用范圍
施工方法的應用有著具體范圍的限制,這實際上受到礦井隧道施工過程中空氣系統(tǒng)運作效率的影響,并且也會受到風化作用的限制。施工方法應用范圍還需要考慮到地面注漿充填技術的實際應用效果,如果這一技術的應用能夠顯著地提高盾構隧道施工的防水效果,并且可以極大程度地提升工程的質量,則能夠具有更為廣泛的施工范圍。在盾構過空推段施工進行較多的我國南部省份中,這一施工的范圍實際上還會受到初期支護水平的限制,因此根據(jù)范圍來施工就是確保施工質量的關鍵所在。
1.2 施工技術應用目標
盾構過空推段施工技術是通過采用一種復合結構的方法來有效地解決地下隧道施工建設過程中面臨的種種問題。盾構法和礦山法的合理結合還能夠通過穿過空洞來有效地充填孔隙。盾構過空推段施工技術的應用還在于進一步確保周邊環(huán)境和建筑結構的安全性上。與此同時,在施工過程中存在的復雜地質條件和環(huán)境要求也使得盾構過空推段施工技術的應用有著很高的必要性。例如壓力為117MPa且部分地段上軟下硬,盾構機掘進困難,故采用礦山法完成隧道開挖、初支,盾構通過拼裝管片。左右線隧道均利用中間風井作為施工豎井進洞開挖。礦山法隧道內(nèi)凈空尺寸為直徑6400mm,在盾構機外徑6280mm的基礎上考慮120mm的盾構機工作空間;在礦山法隧道底部60°范圍內(nèi)設有半徑3150mm、厚150mm的混凝土導向平臺,用于引導盾構機按正確路線參數(shù)推進。
1.3 施工技術限制因素
施工技術限制因素通常是指高強度的硬巖礦所帶來的影響。在許多隧道的初期支護工作中,施工人員只有對于初期支護之間的孔隙進行有效控制,才能夠做好接下來的隧道襯砌工作。施工技術的限制因素還體現(xiàn)在于隧道開挖完成之后,施工人員應在隧道底部對于鋼筋混凝土導臺的尺寸進行確定,并且在這一過程中合理地控制盾構機姿態(tài),通過密切監(jiān)視段的態(tài)度來有效地防止段大面積錯臺或者是上浮以及下沉現(xiàn)象的出現(xiàn)。
1.4 施工技術應用特點
盾構過空推段施工技術的應用特點集中地體現(xiàn)在了先開挖后作為上。由于盾構在堅硬的巖層中很容易出現(xiàn)不同程度的磨損,因此為了能夠有效地避免出現(xiàn)整個隧道襯砌的意外損壞,施工人員應當通過混凝土技術的合理應用來減小盾構在地層加固中存在的問題,從而能夠在滿足工程安全的前提下,進一步提高屏蔽空間的轉換效率,最終能夠為工程施工進度的提升起到重要的助力。由于其自身具有較高的滲透性,因此對于施工技術的應用特點進行把握就更加必要。
2 盾構過空推段施工的關鍵點
盾構過空推段施工的關鍵點實際上是施工的核心所在,以下對于做好同步注漿工作、改進軌梁長度、做好初期支護工作、優(yōu)化具體工藝流程等要點進行了分析。
2.1 做好同步注漿工作
施工人員在做好同步注漿工作時應當將重點放到隧道施工方法的關鍵技術與創(chuàng)新研究上。此外,施工人員在做好同步注漿工作時還應當對于包括鋼筋混凝土早強技術在內(nèi)的先進技術進行合理的應用。與此同時,施工人員在做好同步注漿工作時還應當對于包括三級兩注漿充填法在內(nèi)的填充方法進行合理的應用,從而能夠有效地避免隧道空間帶來的限制,因此可以在提高施工進度的同時進一步增強施工的效率。
2.2 改進軌梁長度
施工人員在改進軌梁長度的過程中應當首先著眼于增加有效行程單軌吊車梁,從而能夠在此基礎上切實地增加部分平面停車空間,并且可以起到保證其整體空間段的效果;其次,施工人員在改進軌梁長度的過程中應當對于確保盾構機到達的必要推力進行細致的計算,然后以計算的結果來對于軌梁的長度進行修正,從而能夠在此基礎上進一步促進盾構機導臺施工的順利完成,并且以此為基礎來達到預期的設計強度。在這一過程中需要注意的是,由于暗挖空推段隧道一定長度范圍內(nèi)需要進行全斷面回填碎石,因此在對其進行改變的過程中,施工人員需要保證管片止水條密貼,才能夠達到良好的技術應用效果。
2.3 做好初期支護工作
施工人員在做好初期支護工作的過程中首先應當著眼于對于硬巖和硬巖段進行礦山開挖,并且在這一過程中做好主支護和開挖段端墻的處理工作能夠以此為基礎來同時進行初期支護開挖施工混凝土段的引導工作;其次,施工人員在做好初期支護工作的過程中努力地保證不同段的搭設質量,并且在這一過程中通過于間隙中填充補強補料來達到更好的初期支護效果。與此同時,施工人員在做好初期支護工作的過程中應當通過二次補強灌漿的進行來進一步保證施工質量,并且在此基礎上極大限度地提高段的防水效果。
2.4 優(yōu)化具體工藝流程
施工人員在優(yōu)化具體工藝流程的過程中應當于開挖斷面隧道的初期就做好相應的支護施工工作。盾構推進前,刀盤前方依次全斷面填碎石、放坡填碎石。在實際施工過程中,很難填滿整個斷面,只能盡可能滿斷面回填,并且在盾構機過空推段中,每隔數(shù)環(huán)就應當通過采用特制支撐螺桿來對于管片注漿孔進行支撐加固,從而能夠以此為基礎來切實地加強管片的姿態(tài)監(jiān)控工作。在這一過程中如果發(fā)現(xiàn)管片有上浮和下沉的趨勢,則施工人員應當更加及時地調整相應的施工參數(shù),最終能夠確保管片兩側同步注漿的進行,并且可以有效地避免因注漿而對管片所產(chǎn)生的偏壓。
3 盾構過空推段施工技術創(chuàng)新
盾構過空推段施工技術的創(chuàng)新可以帶來更好的施工效率。以下從革新土壓平衡模式、優(yōu)化碎石回填方式、提升同步注漿效率、防止管片錯臺措施等方面出發(fā),對于盾構過空推段施工技術的創(chuàng)新進行了分析。
3.1 革新土壓平衡模式
施工人員在革新土壓平衡模式的過程中應當于施工隧道開挖初期支護完成之后在底部的隧道范圍內(nèi)做好建筑鋼筋混凝土的土壓工作,從而能夠在此基礎上確保建設完成盾構能夠達到預期的設計強度。此外,施工人員在革新土壓平衡模式的過程中還應當優(yōu)先完成回填砂礫的橫截面土壓平衡,并且對于超出這個范圍的土壓力平衡模型進行適度的條件,從而能夠獲得足夠多的反力并保證管片密封和緊貼的程度。
3.2 優(yōu)化碎石回填方式
施工人員在優(yōu)化碎石回填方式的過程中為了能夠滿足設計中的混凝土強度,可以在盾構步進時合理地提高背襯同步注漿,并且在這一過程中通過試驗來進一步調整其享有的配合比,從而能夠在此基礎上將初凝時間控制在5小時之內(nèi),這本身也是保證管片下部有足夠的抗力的重要前提。施工人員在優(yōu)化碎石回填方式的過程中還應當在必要時通過縮短回填注漿工作面和管片安裝工作面的距離來達到優(yōu)化碎石回填方式的預期。與此同時,施工人員在優(yōu)化碎石回填方式的過程中可以通過加強對盾構姿態(tài)的控制來確保更多的盾尾間隙,從而能夠防止盾殼作用力于管片現(xiàn)象的出現(xiàn)。
3.3 提升同步注漿效率
施工人員在提升同步注漿效率的過程中應當首先根據(jù)同步注漿量每一環(huán)的設計來著眼于提高抗浮在隧道段中的能力;其次,施工人員在提升同步注漿效率的過程中應當調整好盾構機從實推段到空推段進洞姿態(tài)和空推段到實推段時的出洞姿態(tài),確保盾構機進出洞時的旋轉值被控制在一個相對合理的范圍內(nèi)。與此同時,施工人員在提升同步注漿效率的過程中應當努力控制好推力,并且在這一過程中確保掘進速度不能過快,從而能夠通過控制好盾構機的姿態(tài)來更加嚴密地監(jiān)測管片姿態(tài),最終能夠有效地防止管片大面積錯臺或者是上浮現(xiàn)象的出現(xiàn)。
3.4 防止管片錯臺措施
施工人員在采取防止管片錯臺措施的過程中應當努力地提高盾構同步注漿支撐步,并且在這一過程中通過適當?shù)谋壤{整,從而能夠在此基礎上保證初始設定時間小于4。施工人員在采取防止管片錯臺措施的過程中應當努力地防止盾構機通過空推段來導致段螺栓不能完全重新擰緊。與此同時,施工人員在采取防止管片錯臺措施的過程中還應當調整好盾構機,并且進一步確保盾構進出洞時的旋轉值,從而能夠促進施工精度的進一步提升。
4 結語
盾構過空推段施工的關鍵可以歸結為施工經(jīng)驗的總結,因此施工人員為了能夠有效地提升施工效率和做好施工創(chuàng)新工作,則需要在對于施工經(jīng)驗進行合理總結的基礎上,進一步提升盾構過空推段施工的整體水平。
參考文獻
[1] 鄧彬,顧小芳.盾構過空推段施工關鍵技術研究[J].現(xiàn)代隧道技術,2014,4(15).
[2] 李錦富.淺議盾構過礦山法隧道空推段施工質量控制[J].現(xiàn)代隧道技術,2014,4(15).
[3] 李錦富,羅忠.盾構空推拼管片過礦山法隧道滲漏水控制[J].現(xiàn)代隧道技術,2014,4(15).
[4] 劉建國.深圳地鐵盾構隧道施工技術與經(jīng)驗[J].隧道建設,2015,2(20).
Abstract: This paper describes the concept and the characteristics of shield construction, and then further on shield construction technology and measures.
Keywords: shield construction; shield machine; measures;
中圖分類號:U455.43文獻標識碼:A文章編號:
前言
隨著盾構掘進施工技術水平的發(fā)展,盾構機的性能也有了很大的提高。土壓平衡式盾構掘進時,所采用的自動化控制模式,避免了人工操作易產(chǎn)生的誤差,提高了控制的精度;但自動化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)反饋修正有時間上的滯后性,實際土壓力的控制必然與理論設定值存在一定的偏差。盾構每掘進一環(huán),必須停下來拼裝管片,此時,盾構機的千斤頂控制模式轉為拼裝狀態(tài)。實際施工表明,拼裝管片的過程中,盾構機有微量的后退,前倉土壓力變?。灰虼?,在穿越施工條件下拼裝時,土壓力的波動必然會引起周圍土體應力(主要是正前方)的波動,從而加劇了對土體的擾動。
1 盾構施工法概述
盾構隧道施工法是指使用盾構機,一邊控制開挖面及圍巖。使之不發(fā)生坍塌失穩(wěn),一邊進行隧道掘進、出渣,并在機內(nèi)拼裝管片形成襯砌、實施壁后注漿,從而不擾動同巖而修筑隧道的方法。盾構施工的主要原理就是盡可能在不擾動圍巖的前提下完成施丁,從而最大限度地減少對地面建筑物及地基內(nèi)埋設物的影響。為了達到這一目的,除了刀盤和盾構鋼殼可以被動地產(chǎn)生支護作用以外,使用壓力艙內(nèi)泥土或泥水壓力平衡開挖面上的作用土壓力和水壓力;使用壁后注漿及時充填由開挖產(chǎn)生的盾尾空隙,主動地控制圍巖應力釋放和變形是盾構技術的關鍵。
2盾構施工法的特點
盾構法施工是在在鋼殼體的保護下.進行掌子面的開挖及襯砌的施工作業(yè),并依靠千斤頂?shù)耐屏焖偻七M。其特點如下:(1)盾構機及配套設備,技術工藝復雜;(2)固定斷面尺寸,斷面變化需特殊處理;(3)在盾構機鋼外殼的保護下進行出渣、管片拼裝等工作,安全性好;(4)作業(yè)環(huán)境優(yōu)越,機械化程度高,施工速度快;(5)作業(yè)人員少,每班20左右;(6)預制管片精度高,質量可靠;(7)防護采用單層襯砌即可;(8)防水可靠;(9)不需降水,工程造價與暗挖方法基本相當;(1)除在盾構進出井外,一般不需地層改良和預支護。(11)需設盾構進出井,附建管片廠;(12)能有效控制地面沉降,基本不受地層的影響;(13)施工用地稍大;施工一次性投入大。
3盾構隧道施工技術
根據(jù)以往工程實踐,一般盾構施工的工藝流程步驟如下:①盾構機的組裝與調試;②盾構始發(fā);③盾構掘進;④泥水平衡盾構機掘進;⑤盾構掘進方向的控制與調整;⑥掘進過程中的刀具管理和換刀方案;⑦管片安裝;⑧同步注漿與二次補強注漿;⑨盾構到達;⑩盾構的拆卸。在施工過程中,需使各施工環(huán)節(jié)相互協(xié)調,做到優(yōu)化配置。為確保在地層中快速、安全地施工,主要介紹以下幾個關鍵步驟。
3.1盾構掘進
(1)盾構試掘進
盾構開始掘進的45米稱為試掘進段。掘進完成90米后開始拆除負環(huán)管片,通過試掘進段擬達到以下目的:①用最短的時間對盾構機進行調試;②了解和認識本工程的地質條件,掌握該地質條件下泥水平衡盾構的施工方法;③收集、整理、分析及歸納總結各地層的掘進參數(shù);④熟悉管片拼裝的操作工序,提高拼裝質量,加快施工進度。
(2)盾構正常掘進
盾構機在完成前45米的試掘進后,將對掘進參數(shù)進行必要的調整,為后續(xù)的正常掘進提供條件。主要內(nèi)容包括:①根據(jù)地質條件和試掘進過程中的監(jiān)測結果進一步優(yōu)化掘進參數(shù);②通過加強施工監(jiān)測,不斷地完善施工工藝,控制地面沉降;③推進過程中,嚴格控制好推進里程,將施工測量結果不斷地與計算的三維坐標相校核,及時調整。
(3)盾構掘進流程及操作控制程序
盾構掘進作業(yè)工序流程參見下圖。
3.2 盾構掘進方向的控制與調整
由于地層軟硬不均、隧道曲線和坡度變化以及操作等因素的影響,盾構推進不可能完全按照設計的隧道軸線前進,而會產(chǎn)生一定的偏差。當這種偏差超過一定限界時就會使隧道襯砌侵限、盾尾間隙變小使管片局部受力惡化,并造成地層損失增大而使地表沉降加大,因此盾構施工中必須采取有效技術措施控制掘進方向,及時有效糾正掘進偏差。
(1)盾構掘進方向控制:①采用SLS—T隧道自動導向系統(tǒng)和人工測量輔助進行盾構姿態(tài)監(jiān)測;②采用分區(qū)操作盾構機推進油缸控制盾構掘進方向;
(2)盾構掘進姿態(tài)調整與糾偏:①分區(qū)操作推進油缸來調整盾構機姿態(tài),糾正偏差,將盾構機的方向控制調整到符合要求的范圍內(nèi);②在急彎和變坡段,必要時可利用盾構機的超挖刀進行局部超挖來糾偏;③當滾動超限時,盾構機會自動報警,此時應采用盾構刀盤反轉的方法糾正滾動偏差。
3.3 同步注漿與二次補強注漿
盾構施工引起的地層損失和盾構隧道周圍受擾動或受剪切破壞的重塑土的再固結以及地下水的滲透,是導致地表、建筑物以及管線沉降的重要原因。為了減少和防止沉降,在盾構掘進過程中,要盡快在脫出盾尾的襯砌管片背后同步注入足量的漿液材料充填盾尾環(huán)形建筑空隙。
同步注漿與盾構掘進同時進行,通過同步注漿系統(tǒng)及盾尾的內(nèi)置注漿管,在盾構向前推進盾尾空隙形成的同時進行,采用雙泵四管路(四注入點)對稱同時注漿。
以某穿越礫砂層的盾構隧道為例,同步注漿采用水泥砂漿,漿液的初步配比如下表。
同步注漿后使管片背后環(huán)形空隙得到填充,多數(shù)地段的地層變形沉降得到控制。在局部地段,同步漿液凝固過程中,可能存在局部不均勻、漿液的凝固收縮和漿液的稀釋流失,為提高背襯注漿層的防水性及密實度,并有效填充管片后的環(huán)形間隙,根據(jù)檢測結果,必要時進行二次補強注漿。
二次補強注漿材料以水泥、粉煤灰和膨潤土等材料為主,其配比(重量比)如下表。
4施工技術措施
4.1嚴格控制盾構正面平衡壓力。
為減少盾構推進對地層的擾動,穿越過程中應嚴格控制切口平衡壓力、推進速度、總推力、出土量等施工參數(shù);綜合考慮隧道埋深、地質情況等因素;適當設定土壓力值,并在施工中根據(jù)具體情況適時調整?,F(xiàn)場實時數(shù)據(jù)表明,盾構穿越對運營線路的豎向位移值產(chǎn)生的影響較大,對軌道橫向高差及隧道收斂值影響甚微。推進過程中,要對盾構前方運營線路隧道監(jiān)測點的隆起值,包括累計值和瞬時值進行監(jiān)測。
4.2 嚴格控制糾偏量及推進速度。
盾構穿越時,糾偏量要分段進行,并結合監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調整施工參數(shù),嚴禁大幅度調整盾構姿態(tài),降低土層損失和對周圍土體的擾動,并減少對運營隧道的影響。推進過程中,盾構推進速度基本維持在4R/d;嚴格控制各項施工參數(shù),最大隆起量要滿足地鐵運營隧道保護要求。
4.3同步注漿。
隨著盾構推進,脫出盾尾的管片與土體間出現(xiàn)“建筑空隙”(理論建筑空隙為1.65m3/R),由于壓入襯砌背面的漿液發(fā)生收縮,實際注漿量超過理論建筑空隙體積;轉彎隧道的實際注漿量要大于直線隧道注漿量。施工過程中,每環(huán)同步注漿量、注漿壓力、漿液配比要符合要求。
4.4 一次注漿。
盾構推進時,同步注漿在填補建筑空隙時會存在一定間隙,且漿液收縮會引起地面沉降,結合監(jiān)測數(shù)據(jù),及時調整注漿量及注漿參數(shù),在管片脫出盾尾一定長度后,對管片的建筑空隙進行一次雙液注漿。(1)注漿孔選擇:第一階段注漿孔選擇在隧道頂部和隧道下部,以減緩運營線路的快速沉降;第二、第三階段,注漿孔布置在隧道頂部和隧道下部,并逐漸向兩側伸展,進一步減緩地鐵運營線路沉降并達到逐步穩(wěn)定;第四階段注漿孔沿隧道周邊布置,以置換注漿、土體加固形式,最終穩(wěn)定地鐵運營線路。(2)注漿壓力及流量控制:整個注漿過程中,要嚴格控制注漿壓力,根據(jù)預先確定的每孔注漿量,計算出每孔注漿時間,對注漿速度進行控制。
5 結語
地鐵施工正在大面積地推進,施工中遇到很多特殊地段,地鐵施工者特別情況特別處理,做出相應的施工措施,并不斷地在實踐中總結經(jīng)驗提高施工技術水平,提高工效創(chuàng)優(yōu)質工程,創(chuàng)用戶放心工程。
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0071-02
Abstract:This paper analyzes the shield tunnel caused by land subsidence law and settlement of affected areas,and summarizes the main factors of land subsidence of the shield tunnel;specified land subsidence is mainly due to the excavation surface stress release and the additional stress causedstrata deformation,land subsidence and subway construction safety criteria and control principles are discussed to provide a useful reference for the construction of urban subway project.
Key Words:Shield tunnel;Subway project;Land subsidence;Subsidence control
盾構法具有不影響地面交通、對周圍建(構)筑物影響小、適應復雜地質條件、施工速度快等眾多優(yōu)點而在地鐵工程建設中廣泛應用。但盾構法隧道工程是在巖土體內(nèi)部進行的,無論其埋深大小,開挖施工都不可避免地會對周圍土層產(chǎn)生擾動,從而引起地面沉降(或隆起),危機鄰近建筑物或地下管道等設施的安全[1]。因此,施工能產(chǎn)生多大的沉降或隆起,會不會影響相鄰建筑物的安全,是地鐵隧道盾構施工中最關鍵的問題[2]。要在地鐵工程施工前對工程可能引起的地面沉降問題有所估計,就首先需要了解盾構法施工引起的地面沉降的一般規(guī)律和機理,進而提出相應的安全判別標準和控制原則,達到事先防控的目的。
1 盾構隧道地面沉降規(guī)律
地面沉降規(guī)律是反映盾構掘進時,沿掘進軸線方向對地層的影響,同時它也能反映盾構掘進時不同因素、盾構機不同部位對地層的作用,包括正面土壓力、摩擦力及盾尾間隙等。根據(jù)地面沉降發(fā)生的時序,一般將盾構施工沿隧道縱向的地面沉降劃分為五個階段[3]。
1.1 盾構到達前的地層沉降,即先行沉降
盾構到達前,地表已經(jīng)產(chǎn)生變形,影響范圍約在10m~15m以內(nèi)。主要是由盾構推進土壓力的波動所引起,還有地下水位下移使土層有效應力增加而引起的固結沉降。
1.2 盾構到達時的地層沉降,開挖面前的沉降或隆起
自開挖面距觀測點約3m~10m時起,直至開挖面位于觀測點正下方之間所產(chǎn)生的隆起或沉降現(xiàn)象。實際施工過程中設定的盾構土壓艙壓力很難與開挖面土體原有土壓力達到完全的平衡,多因土體應力釋放或盾構反向土倉壓力引起的土層塑性變形所引起。
1.3 盾構機通過時的沉降
盾構切口達到測點起至后尾離開測點期間發(fā)生的地表沉降。這一期間所產(chǎn)生的地表沉降主要是由盾殼向前移動過程中,盾構機外殼與周圍土層之間形成剪切滑動面,土體被擾動所致,盾構通過時的地表沉降約占總沉降的35%~40%。
1.4 盾尾間隙沉降
盾尾通過測點后產(chǎn)生的地表沉降,影響范圍約在后尾通過測點后0~20m范圍。由于盾構外徑大于管片外徑,管片外壁與周圍土體間存在空隙,往往因注漿不及時和注漿量不足,管片周圍土體向空隙涌入,造成土層應力釋放而引起地表變形,這一期間的地表沉降約占總沉降的40%~45%。
1.5 后續(xù)沉降
后期沉降是由盾尾脫出一周后的地表沉降,是由前面地層擾動引起的固結沉降和蠕變殘余沉降,反映了地層沉降的時間效應。這一期間的地表沉降一般不超過總沉降的10%。
總體而言,盾構法施工過程中,1.2和1.4階段的地面沉降量和沉降速率較大,控制沉降也最為關鍵。1.2階段的變形控制要素是土倉內(nèi)壓力,而1.4階段的控制要素是盾尾間隙的注漿及時性和充盈率。
2 地面沉降的影響范圍
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A
一.前言
盾構法具有不影響地面交通、對周圍建(構)筑物影響小、適應復雜地質條件、施工速度快等眾多優(yōu)點而在地鐵工程建設中廣泛應用。但盾構法隧道工程是在巖土體內(nèi)部進行的,無論其埋深大小,開挖施工都不可避免地會對周圍土層產(chǎn)生擾動,從而引起地面沉降(或隆起),危機鄰近建筑物或地下管道等設施的安全。因此,施工能產(chǎn)生多大的沉降或隆起,會不會影響相鄰建筑物的安全,是地鐵隧道盾構施工中最關鍵的問題
二.地鐵隧道施工的沉降現(xiàn)象
盾構施工過程中,地表沉降具有橫向和縱向兩種表現(xiàn)形式??v向的地表沉降又可分為先行沉降、開挖前沉降、盾尾沉降、盾尾空隙沉降以及后續(xù)沉降等。引起地面沉降的原因是多樣化的,包括盾構施工掘進造成地面損失引發(fā)的沉降;盾構施工引起地下水流失造成的地下水位降低,引發(fā)了地層的固結沉降。盾構施工中存在的地質資料與建筑物基礎資料與實際狀況不符,造成施工措施不當引發(fā)建筑物開裂。盾構襯砌結構的變形以及地層原始應力的改變等。
三. 舉例分析——沈陽地鐵二號線地鐵隧道盾構法施工中的地面沉降問題
沈陽是東北交通的樞紐,是東北最大城市?!罢衽d東北,沈陽先行”這句響亮的口號從中央喊至地方,均體現(xiàn)出了國家對老東北工業(yè)區(qū)的規(guī)劃建設。幾年來,沈陽發(fā)生了翻天覆地的變化,經(jīng)濟發(fā)展,城市建設,文化建設都取得了不小的成就,尤為可嘆的是在“十一五”末期,沈陽地鐵實現(xiàn)順利通車,這標志著大東北的中心城市—沈陽,正在向國家化大都市邁進。作為現(xiàn)代化城市的硬件之一——快速軌道交通設施,將成為未來幾年中沈陽城市交通建設的重點。中鐵三局四公司承建沈陽地鐵2號線北延線醫(yī)師區(qū)間地鐵隧道盾構法施工中的地面沉降規(guī)律:
地面沉降規(guī)律是反映盾構掘進時,沿掘進軸線方向對地層的影響,同時它也能反映盾構掘進時不同因素、盾構機不同部位對地層的作用,包括正面土壓力、摩擦力及盾尾間隙等。根據(jù)地面沉降發(fā)生的時序,一般將盾構施工沿隧道縱向的地面沉降劃分為五個階段。
1.盾構到達前的地層沉降,即先行沉降
盾構到達前,地表已經(jīng)產(chǎn)生變形,影響范圍約在10m~15m以內(nèi)。主要是由盾構推進土壓力的波動所引起,還有地下水位下移使土層有效應力增加而引起的固結沉降。
2.盾構到達時的地層沉降,開挖面前的沉降或隆起
自開挖面距觀測點約3m~10m時起,直至開挖面位于觀測點正下方之間所產(chǎn)生的隆起或沉降現(xiàn)象。實際施工過程中設定的盾構土壓艙壓力很難與開挖面土體原有土壓力達到完全的平衡,多因土體應力釋放或盾構反向土倉壓力引起的土層塑性變形所引起。
3.盾構機通過時的沉降
盾構切口達到測點起至后尾離開測點期間發(fā)生的地表沉降。這一期間所產(chǎn)生的地表沉降主要是由盾殼向前移動過程中,盾構機外殼與周圍土層之間形成剪切滑動面,土體被擾動所致,盾構通過時的地表沉降約占總沉降的35%~40%。
4.盾尾間隙沉降
盾尾通過測點后產(chǎn)生的地表沉降,影響范圍約在后尾通過測點后0~20m范圍。由于盾構外徑大于管片外徑,管片外壁與周圍土體間存在空隙,往往因注漿不及時和注漿量不足,管片周圍土體向空隙涌入,造成土層應力釋放而引起地表變形,這一期間的地表沉降約占總沉降的40%~45%。
5.后續(xù)沉降
后期沉降是由盾尾脫出一周后的地表沉降,是由前面地層擾動引起的固結沉降和蠕變殘余沉降,反映了地層沉降的時間效應。這一期間的地表沉降一般不超過總沉降的10%。
總體而言,盾構法施工過程中,1.2和1.4階段的地面沉降量和沉降速率較大,控制沉降也最為關鍵。1.2階段的變形控制要素是土倉內(nèi)壓力,而1.4階段的控制要素是盾尾間隙的注漿及時性和充盈率。
四.引起地鐵隧道施工中地面沉降的原因分析
1.地層損失引發(fā)地面沉降
地鐵隧道的施工中,盾構施工將對相應的土體產(chǎn)生擾動,從而引發(fā)一定范圍內(nèi)土體成為松土而造成地層的損失,根據(jù)相應的理論分析和實際工程項目實例的總結,引起地層損失的因素包括開挖面的土體移動;盾構的后退;土體擠入了盾尾空隙;推移方向的改變;盾構正面障礙物,從而使地層在盾構通過后產(chǎn)生的空隙難以壓漿填充引發(fā)地層損失;盾殼在移動后對地層產(chǎn)生了摩擦和剪切;在土體壓力的作用下,地鐵隧道的襯砌產(chǎn)生了形變引發(fā)的地層損失;當隧道襯砌具有較大的沉降時也將引發(fā)地層損失。
2.覆土厚度H和盾構外徑D的影響
盾構外徑越大,由盾構施工引起的單位長度的地層損失就越大,在相同地面沉降槽寬度下,最大地面沉降也隨著增大;而隧道覆土厚度越大,則最大地面沉降值就會越小,但地面沉降槽寬度會越大。最大地面沉降隨覆土厚度H與盾構外徑D的比值即H/D的增大而減小。
3.地下水流失造成地面沉降
深埋隧道的施工中,地層損失所造成的地面沉降主要對建筑物的端承樁造成影響。而地下水流失所造成的地下水位下降則主要對建筑物的淺基礎以及長度較短的摩擦樁造成影響。尤其是樁基基礎以下間隙率較大的地層,例如中粗砂層,其所造成的沉降較大。在土壓平衡式盾構機器掘進過程中,普遍存在拱頂同步注漿不密實的狀況,從而導致了拱頂處沿著地鐵隧道方向水力連通。而當盾構機器長時間停止掘進作業(yè)時,地下水容易從盾構機的后方流向開挖面,從而引發(fā)了地下水流失。而當?shù)貙悠鸱^大,或是地層存在地質鉆孔、封孔的質量不良時容易與上部地層造成水力通道,貫通隔水層引發(fā)地下水水位下降,此外含水量較大的地層中,盾構機的停止掘進也將導致開挖面較大的水量流失。當?shù)罔F隧道上層的土層覆蓋較淺且土質較為松散,并且存在未封堵的地質鉆孔時,由于形成了上下連通的水力通道,當盾構機推進后地下水下降迅速,從而引發(fā)地表沉降。
4.地面沉降的安全性判斷與控制
因不同城市地鐵隧道工程的地質條件、地面環(huán)境、隧道埋深、上部結構對地基變形的適應能力和使用要求具有很大差異,地鐵隧道地面沉降的安全判斷,通常需要考慮地面建(構)筑物和地下管線的安全及地層穩(wěn)定等因素后綜合確定。目前國內(nèi)與地鐵隧道地面沉降有關的規(guī)范均未給出地鐵隧道地面變形的具體指標或允許值[12~16]。從當前國內(nèi)的地鐵施工實際來看,地表變形多根據(jù)經(jīng)驗控制在+10mm~-30mm以內(nèi)。但工程實踐表明,制定統(tǒng)一的標準并不妥當,實際工程中要按照不同地區(qū)、不同地質和周邊環(huán)境區(qū)別對待,以確定科學、合理且經(jīng)濟的沉降安全性控制標準。
地面沉降控制的總原則是,采取各種措施保持隧道周圍巖土體穩(wěn)定,防止水土流失,進而控制地面沉降。針對不同工程的具體情況,結合地面沉降的不同階段,盾構法隧道施工應采用施工前預防地面沉降的處理措施和施工過程中的補救加固措施,包括注漿、錨桿、鋼板樁、旋噴樁、攪拌樁加固,采用凍結法施工或素混凝土墻等,對盾構隧道上覆和兩側地層進行加固,有效預防和控制盾構法施工引起的地面變形與發(fā)展。盾構法隧道的地面沉降控制,要綜合考慮地表建(構)筑物、地下管線及地層和結構穩(wěn)定等因素,分別確定其允許的地表沉降值,并取最小值作為控制基準值。具體施工過程中,可設置預警值、報警值和極限值來進行分級控制。預警值一般為極限值的60%,當?shù)乇沓两颠_到該值時,應采取必要的控制措施并密切監(jiān)控沉降的進一步發(fā)展;報警值一般為極限值的80%,達到該值時,要立即采取有效措施和手段對地表沉降進行控制;極限值則是地表沉降允許的最大值,超過該值將導致結構破壞等嚴重工程事故,這在工程中是絕對不允許的。
五.結束語
城市地鐵隧道暗挖法施工不可避免的會對周圍巖土體產(chǎn)生不同程度的擾動或破壞,造成地層位移與變形,甚至誘發(fā)地面沉降、地下管線等建(構)筑物受損等環(huán)境影響或災害問題。上文中總結盾構隧道地面沉降的主要影響因素;在指明地面沉降主要源于開挖面的應力釋放和附加應力等引起的地層變形基礎上,對地面沉降的安全判斷標準和控制原則進行了探討,為日益高漲的城市地鐵隧道施工提供有益的參考。
參考文獻:
[1]楊天亮,嚴學新,王寒梅,等.地鐵盾構隧道施工引起的工程性地面沉降研究[J].上海地質,2010.
[2] 羅云峰. 地鐵隧道盾構施工引起的地面沉降規(guī)律分析[J]. 深圳土木與建筑, 2012,(01)
[3] 張飛進,高文學. 盾構隧道沉降影響因素分析與施工優(yōu)化[J]. 北京工業(yè)大學學報, 2012,(05) .
1 引 言
隨著我國目前經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,許多城市開始大量興建地下隧道交通工程,并且向著更深更復雜的方向發(fā)展,而盾構隧道施工具有對環(huán)境影響小,受地表環(huán)境限制少,抗震性能好,適用地層范圍廣,適于大深度、大地下水壓施工,相對施工成本低等優(yōu)點,因此盾構工法極為適于城市隧道的構筑。目前盾構工法已在城市隧道施工技術中確立了穩(wěn)固的統(tǒng)治地位,同時也對我國盾構隧道施工技術帶來了新的挑戰(zhàn),諸如大斷面大口徑盾構施工、盾構掘進中壁后注漿的厚度、襯砌的管理、掌子面前方土倉壓力的控制等方面都有待進一步的發(fā)展和研究。
盾構隧道施工過程中不同的壁后注漿厚度會對圍巖位移、襯砌位移以及地表沉降范圍和大小等造成一定的影響,而本文計算區(qū)間為大斷面及大直徑盾構隧道,其地處北京市中心區(qū),對地表沉降要求嚴格,因此有必要對本區(qū)段不同壁后注漿厚度盾構施工的情況進行模擬計算,從而優(yōu)化支護參數(shù),確定合理的壁后注漿厚度,選取合理的支護方式,進而抑制過大的地表沉降及控制施工對周邊環(huán)境的影響,避免對地表建筑物和地下構筑物的破壞,確保施工安全[1]。
2 計算方案
本文依托北京某大斷面盾構隧道工程的施工重難點,首先進行整體三維建模[2],然后分別計算區(qū)間隧道不同壁后注漿厚度對地表沉降、圍巖位移以及建筑物變形的影響,最后通過數(shù)值計算變形規(guī)律的分析,結合現(xiàn)場施工經(jīng)驗,總結大斷面盾構隧道施工土層受力和變形的特征,進而確定合理的壁后注漿厚度,選取合理的支護方式,優(yōu)化支護參數(shù)。
盾構隧道周圍地層的土體均按實際厚度取值,各土層采用摩爾庫倫材料模型進行模擬,隧道外徑(直徑)11.6m,襯砌環(huán)采用實體單元模擬,厚度0.55m,每環(huán)寬度1.8m,采用等代層分析法模擬壁后注漿。模型邊界條件均為頂面自由,四周約束法向位移,底面固定,采用大應變模型,計算壁后注漿厚度分別為10cm、20cm、30cm、40cm、50cm條件下的隧道施工情況。盾構開挖模擬具體流程如下:①使用model null命令將等代層以內(nèi)的土體全部挖出;②在開挖面上施加均布壓力來模擬土倉壓力;③運行一定時步;④施加盾構鋼殼:鋼殼用實體單元來模擬,采用彈性模型,其力學參數(shù)參照《混凝土結構設計規(guī)范》(GBJI-89)選??;⑤經(jīng)過7個循環(huán)后,除去盾構鋼殼;⑥運行一定時步;⑦施工等代層、安裝管片;⑧一個工序完成。
3 計算模型
本文計算模型以盾構隧道掘進中軸線地表為坐標原點,垂直隧道中軸水平向為X軸、隧道中軸向為Y軸、深度方向為Z軸建立坐標系。模型范圍為Y軸向取80米,X軸向外各取5D(D為隧道外徑),自隧道底部垂直向下取5D。
4 結果分析
4.1不同壁后注漿厚度施工圍巖應力分布規(guī)律分析
通過分析盾構隧道不同壁后注漿厚度施工時圍巖最大主應力分布,可知,在壁后注漿厚度分別為10cm、20cm、30cm、40cm、50cm進行盾構隧道施工時,隧道周圍圍巖受到不同程度的擾動,造成隧道左右側墻處最大主應力較小,隧道底部最大主應力雖然也在減小,但是由于隧道底部的最大主應力初始值比較大,受到擾動后其最大主應力依然較大。所以在隧道開挖后要在恰當?shù)臅r間段內(nèi)進行合理的襯砌,特別是隧道左右側墻處的襯砌,從而使隧道圍巖達到新的受力平衡,進而避免因隧道左右側墻受力過大出現(xiàn)隧道坍塌。
4.2不同壁后注漿厚度施工位移分布規(guī)律分析
圖1不同壁后注漿厚度施工縱向地表沉降曲線
分析圖1中數(shù)據(jù)可總結出在不同注漿厚度條件下,地表沉降曲線斜率都在逐漸增大,到隧道中部斜率達到最大,之后斜率又逐漸變小,并且在壁厚注漿厚度小于30cm時隨著壁后注漿厚度的加大,隧道施工造成的地表沉降在逐漸加大,當注漿厚度大于30cm后隨著注漿厚度的加大,地表沉降量又逐漸變小。
4.3不同壁后注漿厚度施工對建筑物差異沉降影響規(guī)律分析
通過分析建筑物各角點地表沉降數(shù)據(jù)可得,在不同壁后注漿厚度下進行隧道施工時,離隧道縱軸最近的側墻體地表沉降差異較大,壁后注漿厚度從10cm到50cm,側墻體沉降量分別為4.5mm、5.5mm、7.1mm、6.3mm、5.4mm,離隧道縱軸較遠的側墻體地表沉降差異較小,均在1mm左右??傮w上離隧道較近的側墻體與離隧道較遠的側墻體的地表沉降差異為4mm左右,在隧道縱軸向66m處的側墻體由于盾構機剛把此斷面的土體開挖完不久,其沉降還未完全,故此處側墻體沉降不太穩(wěn)定。但是總的規(guī)律是在壁后注漿厚度小于等于30cm時,隨注漿厚度加大,墻體地表沉降差異在逐漸增大,當注漿厚度大于30cm后,隨注漿厚度加大,墻體地表沉降差異又有所減小。注漿厚度為30cm時墻體地表沉降差異最大,注漿厚度為10cm時墻體地表沉降差異最小。
5 結論
通過對隧道不同壁后注漿厚度盾構施工數(shù)值模擬,分析其結果,并結合施工經(jīng)驗得出如下結論:
(1)隧道周邊的圍巖在隧道左右側墻處的最大主應力較小,隧道底部土層最大主應力雖然也在減小,但是由于隧道底部的最大主應力初始值較大,受到擾動后其最大主應力依然較大,沿隧道z軸方向,在隧道頂板處圍巖沉降量最大,由此處沿z軸豎直向上直至地表圍巖沉降量逐漸減小,橫軸向在隧道軸線位置圍巖沉降量分別達到極大值。
(2)隧道縱軸向中間地段隧道軸線附近地表沉降量最大,其他地段沉降量逐漸減小,橫軸向在隧道軸線位置地表沉降量分別達到極大值,沿橫軸地表沉降的影響范圍約為70m(左、右側各35m),并且在壁后注漿厚度小于等于30cm時隨著壁后注漿厚度的加大,隧道施工造成的地表沉降量也在逐漸加大,當注漿厚度大于30cm后,隨著壁后注漿厚度的加大隧道施工造成的地表沉降將有所減小。
一、盾構法對地鐵施工的影響
在地鐵施工中,盾構法的施工主要存在有利的影響和不利的影響兩個方面,以下分別就這兩個方面進行分析:
1、有利影響
盾構法在地鐵施工中比較常見,這主要是因為其具備一些有利的影響,具體來說,主要包括如下幾個方面:其一,安全性高,盾構法屬于暗挖法施工,這種方法具有很好地隱蔽性,受河道、季節(jié)潮汐等方面的影響并不是很大,對保障隧道的安全施工有很大的促進作用,相關的開挖、襯砌工作能夠在盾構支護下很好地完成。其二,施工效率高,盾構設備具有很強的先進性,其不但能夠完成開挖、出土作業(yè),還能進行支付以及襯砌等,機械化操作方式,也使其操作簡便、效率較高。其三,環(huán)境影響小,無論是產(chǎn)生的振動,還是噪聲,都不會對周圍的環(huán)境產(chǎn)生很大的影響,航道的通行、地面建筑使用也不會受到這種方法的影響。其四,經(jīng)濟適用性高,在不同的顆粒條件下,這種方法都能夠進行施工,可以分期施工多車道的隧道,分期進行運營,這樣一次性的投資能夠很大程度地避免。
2、不利影響
在施工的過程中,施工的土體會產(chǎn)生變形,這主要可以體現(xiàn)在如下方面:其一,若是在粘性土層中利用盾構進行施工掘進的話,土體很快就會變形移動;其二,利用盾構進行施工的時候,由于盾構的推進作用,土體會產(chǎn)生水平位移,這使得土體的原始水平應力發(fā)生了改變,沉降和水平位移就出現(xiàn)了;此外盾構和土體之間的摩擦也會導致水平位移的產(chǎn)生;若是對地層造成損害的話,就會造成土體卸載,水平位移也會發(fā)生。一旦發(fā)生水平位移的話,就會對臨近構筑物產(chǎn)生水平荷載力,為此需要對這種影響加以重視,予以減弱。
二、地鐵施工盾構法施工技術要點
1、盾構機始發(fā)前的準備
盾構法施工技術方案和施工細節(jié)依賴于圍巖條件,因此要求在施工準備階段對沿線的工程地質和水文地質條件進行細致的勘察工作,并根據(jù)實際情況做好應急準備。城市了地面交通繁忙、地面建筑物和地下管線密集,對地面沉降應用嚴格控制,在節(jié)省開挖面、不干擾地下水發(fā)育和圍巖穩(wěn)定并縮短工期的壓力下,盾構法是最佳選擇。
2、盾構法的施工流程
(1)在隧道的起始端和終端各建一個工作井
始發(fā)井采用明挖法施工,施工方法和明挖車站的施作方法基本相同,圍護結構采用鉆孔灌注樁+ 鋼支撐的形式。始發(fā)井考慮到在盾構施工階段的降雨及降雪,需要在工作豎井內(nèi)設置一個集水井,將盾構掘進時施工排放的污水及雨水等收集起來,用水泵排至地面的沉淀池內(nèi)。為了方便工作人員安全上下豎井,工作井內(nèi)布置鋼梯一部,鋼梯布置在始發(fā)井的一角,鋼梯由槽鋼、角鋼、花紋鋼板、鋼管及圓鋼焊接而成。
(2)盾構機在起始端的工作井內(nèi)安裝就位
在始發(fā)井結構施工結束后,開始安裝盾構基座,為盾構初始掘進做準備。盾構基座采用鋼結構,盾構基座水平位置按設計軸線準確進行放樣。盾構基座高程安裝時使盾構機就位后比設計高程高15mm,以利于調整盾構機初始掘進的姿態(tài)。
(3)盾構機的初始掘進
將推進油缸頂在反力裝置上,啟動切削刀盤和推進油缸即可進行掘削推進,推進油缸推進到一個行程,收回推進油缸,在推進油缸與反力裝置間加墊臨時支撐墊,即可進行推進。在盾構刀盤切入土體前,為防止正面土體突然被切削而過量流失引起工作面坍塌,應通過螺旋輸送器倒轉方向向土倉內(nèi)加注粘土,至滿倉后才啟動刀盤切削土體和出土。盾體進入隧道后,進行管片安裝和后部輔助設備平車的拼裝,推進油缸頂在管片上繼續(xù)推進,這樣,推進一節(jié),拼接一節(jié),直至盾構設備完全進入隧道。
(4)盾構機的正常掘進
盾構設備完全進入隧道后,盾構按預先設定的方向掘進,該過程由盾構設備的計算機控制系統(tǒng)控制。當盾構設備出現(xiàn)左右或上下偏差時,由計算機系統(tǒng)對推進油缸進行控制,確保條件方向按預定設置方向前進。同時,在保證開挖面土壓平衡的基礎上,調節(jié)刀盤轉速與推進速度及螺旋輸送機速度的比率,使開挖與排土保持恒定。
(4)襯砌
在盾構設備掘進完一個節(jié)距以后,即可進行管片襯砌,由管片運輸車運送到安裝臺位,再由管片襯砌臺車將管片送至安裝位置安裝就位。管片安裝完畢后,進行下一個循環(huán)的掘進,直至整個隧道工程的完成。
(6)進洞
盾構由區(qū)間隧道進入接收豎井前,需首先對端頭土體的加固和滲水情況進行取芯測試,在確保土體穩(wěn)定和物大量滲水的情況下方可鑿除洞口混凝土。洞口混凝土鑿除應分層分塊進行。在盾構距洞口越10m時,將洞口混凝土全部拆除。待盾構機刀盤露出洞口時,清除端頭井內(nèi)盾構機所帶出的土體后,將盾構接受架準確地定位安設在洞口的底板上,高層比盾構機略低,并將接受架固定,以便盾構機順利滑行上架。
3、盾構機掘進過程中應注意的問題
(1)進洞時盾構施工參數(shù)的計算
掘進前必須計算盾構掘進施工參數(shù),進洞時盡量早地建立土壓平衡,在掘進過程中必須制定試驗段,注意相關數(shù)據(jù)的采集、分析,嚴加控制。及時總結并制定出適合本合同段地質條件的掘進工藝參數(shù)。
(2)推進速度
為了保證盾構機姿態(tài)、土體平衡,順利切削洞口加固后的土體,保護切削刀,初始階段速度一般定為10mm/min。
(3)管片拼裝
在洞內(nèi)進行管片拼裝時,要注意管片與管片之間的縫隙的變化,要保持一定的縫隙,管片拼裝一定要保證其拼裝的質量,尤其是圓整度,拼裝時將管片連接螺旋擰緊并及時用緊線器拉緊,管片外側與基座間的空隙用木楔子楔緊固定。
(4)控制出土量
初始掘進階段嚴格控制出土量,在土體加固范圍內(nèi),以控制出土量為核心,各種參數(shù)合理配置,同時嚴格填寫推進出土記錄,才能保證一環(huán)的出土量不至于超挖,地面不會發(fā)生沉降。
(5)注漿量
盾構機尾部進入土體第一環(huán)至第三環(huán)的時候,要將注漿量加大,并且采用早強注漿材料進行注漿,以保證洞口的地面不發(fā)生沉降。
盾構進入終端工作井并被拆除,如施工需要,也可穿越工作井再向前推進。這時為防止出洞口土體坍塌需要對出洞土體進行加固,據(jù)洞口土質條件,一般采用旋噴樁加固,并加強地表沉降監(jiān)測。
三、結語
綜上所述,面對城市交通運輸中存在的巨大壓力,就需要利用地鐵交通來改善當前的狀況。而地鐵施工盾構法是地鐵施工中最為常用的一個方法,其不但安全快捷,而且不會對地面造成很大的影響。在未來的發(fā)展過程中,是離不開各個學科的專家共同努力和合作的,共同研制適合我國地質條件的盾構機械,才能讓盾構技術更好地為我國地鐵和隧道工程建設做出應有的貢獻。
參考文獻:
[1] 宋云 張君,張立宇:《成都地鐵施工中盾構機的應用》,《筑路機械與施工機械化》,2008年01期