盾构过江方案
大管径供热管道盾构穿越大型河流设计要点

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双隧道盾构方案采用泥水加压平衡盾构法施工 工艺!双管水平布置!间距 &0# +" 盾构隧道长度为 2&&0/ +" 隧道顶部在最低冲刷线下的埋深为 /0% +!满足隧道外直径 '0/ 倍的要求并考虑约 #0/ + 的裕量" 方案 " 横断面布置见图 (" 始发井为矩形 结构!长 '2 +!宽 '" +!采用钻爆法施工!深度 ""0' +" 接收井为矩形结构!长 '2 +!宽 . +!采用咬合 桩施工!岩石段采用机械破碎和爆破法开挖出渣!深 度 '404 +"
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过江隧道工程施工方案最新

过江隧道工程施工方案最新一、工程概况过江隧道是连接两岸河流的重要交通通道,能够有效地缓解城市交通压力,促进两岸地区经济和社会的发展。
在具体的施工方案中,需要充分考虑地质环境、水文情况、施工条件等因素,确保工程安全、高效、高质量地完成。
二、地质环境分析过江隧道工程的地质环境是施工设计中需要重点关注的因素。
在隧道施工过程中,合理评估地质条件,特别是地层稳定性和地下水情况对施工的影响,对于保障隧道施工的安全和顺利进行至关重要。
1.地质勘探隧道工程前期需要进行地质探测,全面了解地质结构、地层岩性、地下水情况等信息,为后续施工设计提供数据支持。
2.地质特征通过地质调查和勘探,发现隧道施工区域存在可变的地质构造,地质层次复杂,含水层众多。
在这样的复杂地质条件下,需要通过科学的地质预报技术提出有效地解决办法。
三、隧道设计1.隧道位置选取隧道位置的选取需要充分考虑两岸地形、地质情况,以及施工后对周边环境的影响,选择最佳位置,既能满足交通运输需要,又能保证施工的顺利进行。
2.隧道设计参数隧道设计参数包括隧道长度、直径、适应车辆种类及规模、通风、排水、安全疏散通道设计等。
这些参数需要充分满足工程用途和承载能力的需求。
四、施工方案1.施工方法针对地质条件和工程要求,制订合理的施工方案。
包括盾构法、爆破法、钻破法等。
在实际施工中,采用盾构法为主,辅以其他施工方法,确保施工质量和进度。
2.控制地质风险采用预处理地质、监测地质、减少地质灾害等方法,有效控制地质风险。
此外还要组织专家定期进行地质监测,及时处理隧道施工中的地质问题。
3.保障地下水安全地下水对过江隧道的施工具有较大的影响,需要采取降水、隔水及排水等措施,保障施工现场地下水安全。
五、设备选型考虑到地质情况和工程实际需要,选用适当的施工机械和设备。
如盾构机、钻机、爆破机械等,保障施工设备的安全、高效、高质量地完成施工任务。
六、环保措施建设过江隧道工程需要充分考虑环保问题。
过江隧道工程方案实例

过江隧道工程方案实例一、前言随着城市的发展和交通的日益繁忙,现有的桥梁和隧道已经不能满足城市交通的需求。
因此,城市交通建设需要不断进行创新和改进。
其中,过江隧道的建设是解决城市交通拥堵问题的重要手段之一。
本文将以某城市过江隧道工程方案为例,介绍过江隧道工程的具体方案实例。
二、工程概况某城市地处江边,随着城市的发展,江对岸的居民和商业区的发展日益繁荣,为了解决江对岸居民和商业区与城市主城区的交通拥堵问题,某市政府决定建设一条过江隧道。
该隧道的总长度约为3公里,穿越江底深度约为50米,设计速度为每小时80公里。
三、工程设计1. 地质勘察在过江隧道工程开展前,首先需要进行地质勘察。
通过钻孔、地质雷达等手段对隧道所在地区的地质结构、岩石类型、水文地质等进行详细调查,以确保隧道施工的地质条件符合设计要求。
2. 隧道设计过江隧道的设计应考虑到水文地质条件,以及地下管线、工程物资等因素。
设计师需要充分考虑不同地质条件下的隧道形式,确定隧道的断面和结构形式,以及通风系统和安全疏散等方面的设计。
3. 施工方案过江隧道工程的施工方案需要充分考虑江底水文条件、深度和地质情况,以确保施工的顺利进行。
施工方案应当包括开挖、支护、施工机械、料场设置等方面的内容。
四、环保措施1. 泥水处理在过江隧道施工过程中,会产生大量泥浆和废水。
为了避免对江水造成污染,需要对泥水进行处理,确保达到排放标准。
2. 噪音控制隧道施工过程中,会产生较大的噪音。
为了减少对周边居民的影响,需要在施工现场采取有效的噪音控制措施,如设置隔音墙、规定施工时间等。
3. 废弃物处理施工过程中会产生大量的废弃物,为了减少对环境的影响,需要对废弃物进行合理的分类处理和处置。
五、施工实施1. 开挖过江隧道的开挖需要选用合适的机械设备,如盾构机、钻挖机等。
这些设备需要在地质条件和水文地质条件下进行调整,确保开挖的稳定和顺利进行。
2. 支护隧道支护是过江隧道工程中的重要环节,需要选择适合不同地质条件的支护结构,如锚喷支护、拱形支护等。
过江隧道工程方案设计规范

过江隧道工程方案设计规范一、总则为了保障过江隧道工程的安全、可靠、经济、合理,满足城市发展和交通需求,制定本规范。
二、术语和定义隧道工程:指在地下或水下,专门用于道路、铁路、地铁、水利、排水、通风、供电、通信、供水等设施的建筑工程。
隧道:指一种地下工程结构,是由两个及以上的隧道围岩围起来的交通通道。
隧道工程方案:指隧道工程设计的整体方案。
三、设计依据1.《城市道路设计规范》2.《城市隧道设计规范》3.《隧道工程施工技术规范》4.国家相关标准和法律法规四、方案设计内容1. 选址(1)选址要充分考虑地质构造、地震状况、地下水位、城市规划、交通需求等因素。
(2)选址范围内应避开地震断裂带、活断层、地质灾害隐患区等危险区域。
2. 隧道类型(1)根据具体情况选择盾构隧道、钻孔隧道或切割法隧道等。
(2)隧道类型的选择要考虑地质条件、交通需求、施工技术等因素。
3. 结构设计(1)根据地下水位、地质条件等进行合理的隧道横断面设计,保证隧道结构的承载能力和稳定性。
(2)隧道结构设计要考虑地震影响,并采取必要的防震措施。
4. 排水设计(1)根据地下水位和降雨情况进行合理的排水设计,保证隧道内部干燥。
(2)设置排水系统,包括排水管道、泵站等,保证隧道排水畅通。
5. 通风设计(1)根据隧道长度、交通量等因素进行科学的通风设计,保证隧道内空气流通。
(2)根据烟气扩散情况,设置必要的排烟系统,保证隧道内部烟雾排放畅通。
6. 照明设计(1)根据隧道长度、曲线、坡度等因素进行合理的照明设计,保证隧道内照明充足。
(2)设置备用照明系统,以备主要照明系统出现故障时使用。
7. 施工工艺(1)根据隧道类型和地质条件选择合适的施工工艺,保证施工安全和质量。
(2)根据隧道交通需求,合理安排施工进度,减少对交通的影响。
8. 环境保护(1)在隧道施工和运营过程中,严格执行环境保护法律法规,做好环境影响评估和环境监测工作。
(2)采取必要的噪音、振动等控制措施,减少对周边环境的影响。
盾构法施工在过江隧道中的风险及应对措施

盾构法施工在过江隧道中的风险及应对措施随着科技的进步,盾构法施工已在地下隧道施工中得到普及,同时关于盾构法施工在项目实施过程中对各种风险因素的掌控,特别是在穿越大江大河时对各种可能出现的风险因素的提前预测和掌控也成了广大建设者必须掌握的技术内容。
本文针对盾构法施工在过江隧道中可能产生的各种风险因素进行分析、总结,并依此提出应对每种风险的具体措施,与大家共勉。
标签:盾构法施工;过江隧道;风险;措施引言:随着科学技术的发展和人类施工技术的进步,盾构法施工已经在大型水利输水工程、城市轨道交通工程、铁路隧道工程等类工程中得到广泛的应用,同时,因盾构法施工地处地面以下相对较深处,特别是在穿越江河时,线路长、埋深深、地质条件复杂等,使施工难度加大,各种风险因素陡增。
施工中若不充分考虑到各种风险及其应对措施,很容易发生重大事故,从而造成重大经济损失及產生较大社会负面影响。
因而,科学的预测和处理施工风险就变得尤为重要,也是确保工程顺利进行并最终如期完工的前提。
一、盾构法施工概述盾构法施工主要是利用现有盾构机械完成地下隧道暗挖的一种施工技术。
其主要的隧洞挖掘工作靠盾构机来完成。
目前常用的盾构设备有土压平衡盾构和泥水平衡盾构两种。
两种设备除出渣(土)的原理不同外,其余工作的原理基本相同。
工程中可根据地质条件和地下水位情况选用相应的设备。
盾构法施工具有自动化程度高、施工速度快、一次成洞、施工时不受气候和地面交通影响、在水下施工时不影响水面交通等特点,在隧道洞线较长、埋深较大的情况下,盾构法施工更为经济合理。
该技术经过多年的发展,现已基本趋于成熟,但由于各工程地质条件的多样化及施工技术管理水平的高低,施工中还可能会出现各种各样的问题。
二、盾构法施工在过江隧道工程中可能遇到的风险及相应对策(一)盾构机适应性和可靠性风险及对策1.风险盾构机的选择是施工能否顺利推进的重要前提,是施工成败的关键。
另外,机械的可靠性和性能的稳定性也很大程度上影响着工程的推进,对设备的选择失误可能导致整个工程推进的失败。
盾构施工专项应急预案

盾构施工专项应急预案目录1、事故类型和危害程度分析2、应急处置基本原则3、指挥机构及职责3、1 应急组织体系3、2指挥机构及职责4、预防与预警4、1危险源监控1) 长江大提的监控预防2) 隧道埋深变化大、水压高预防措施3) 过江段隧洞段距离长预防措施4) 隧洞通过地段存在“上软下硬”底层预防措施5) 盾构穿过江底砂层地段发生冒顶通联预防措施6) 掘进遇到大快石及卵石等障碍物预防措施7) 隧洞漂移、上浮预防措施8) 隧道进出洞口的坡度较大预防措施4、2预警行动5、信息报告程序6、应急处置6、1响应分级6、2响应程序6、3处置措施7、应急物资与装置保障7、1应急物资7、2装置保障盾构专项应急预案主要内容1 、事故类型和危害程度分析本工程过江隧道穿越的主要底层以粉细沙为主其透水性强与长江水有密切的水力联系通道,隧洞断面在局部地段还要穿越圆砾地层,采用气压式泥水平衡盾构机施工,在过江隧洞施工中的可能导致盾构隧洞施工中发生漏水、漏浆、甚至透水事故,以及盾构机主轴承及密封失效、地质塌陷、火灾断电等,其影响见表1。
序号事故发生位置事故现象事故类型及危害1 盾构隧洞隧洞漏水、漏浆、甚至透水导致盾构机设备受淹,甚至引发隧洞被淹事故2 盾构机盾构机主轴承及其密封失效盾构机难以继续掘进,严重影响工期3 盾构机隧洞内发生火灾危机隧洞内人员、设备安全4 盾构机供用电设备的断电、漏电洞内施工人员、设备安全受到威胁2、应急处置基本原则(1)以人为本,科学管理的原则。
把保障施工人员的生命安全身体健康作为首要任务,在事故未发生时充分做好预防工作;在事故发生后,立即营救受伤人员,组织撤离或采取其他措施,保护危害区域内的其他人员。
充分发挥人的主观能动性,实行科学民主决策,采取科学管理方法,采用先进的检测、检验、监测手段、救援装备和技术,迅速控制事态,消除危害后果。
(2)统一领导,分级负责的原则。
在有关领导的统一领导和组协调下,各组织机构按照各自职责和权限,负责生产安全事故的应急管理和应急处置工作。
盾构施工穿越钱塘江大堤沉降控制分析

山 区江东 经 济 技 术开 发 区 , 越 长度 3 1 8m, 用 穿 4 采
收稿 日期 : 0 2 0ห้องสมุดไป่ตู้— 4 2 1— 2 2
盾构 施工前 。于护塘 地 区域 隧道 两侧 钻孑 埋设 L 土压力 盒和孔 隙水 压力计 ,观 测盾 构机推 进 过程 中
作 者 简 介 : 军君 (9 0 ) 男 , 吴 18 一 , 江苏 宜 兴 人 , 程 师 , 事 水 工 从
表 l所列 。
1 工 程概 况 .
11 工 程 设 计 概 述 .
该 工 程顶 进 管 道 主要 位 于③ , 淤 泥 质粉 质 粘 层
土及( 层淤 泥质 粘土层 中。
1 测 试 点 布 置 。 3
西气 东输 二线 管道 上海支 干线 钱塘 江穿越 工程 位 于钱塘 江河 口段 . 北接 嘉兴 海宁市 , 连杭州 市萧 南
工结构 、 政排水等设计工作。 市
地基 土体扰 动程度 和隧道 施 工 完 成 后 土体 固结 程
21年 6 02 月第 6 期
城 市 道桥 与 防 洪
表 1 场地土层的物理力学性质指标一览表
管理施工
29 6
度 ; 隧道轴 线 且 与隧 道 轴线 位 于 同一 高 程处 埋 设 沿 2个 土压 力 盒 ,观测 盾构 机 推进 过程 中 的土体 水 平 应 力变 化 幅度 ; 堤身 布设 5个 沉降 观测 断面 , 别 在 分
抗洪 能力 直接 关乎 堤 防保 护 范 围内人 民生 命财 产安 全『 因此 , 8 1 。 盾构 机 穿越 钱 塘江 大 堤时 , 何 有效 的 如
图 1 隧道穿越段 海塘结构详图
1 . 场地 地质概 况 2
过江隧道盾构的施工技术

过江隧道工程采用盾构法进行建筑之后 , 经常 因为各个 因素的影 响以致失去其稳定 性。由于许 多江底隧道 的上面 覆盖的土层较薄 , 主要构成是淤泥和淤泥质土以及沙层组成 的的软弱 地层 , 如果泥水 仓的泥水 压力失去 平衡 , 刀盘 的前 面和它上 面的软弱土层会 被损坏而使 稳定性 变差。有时严 峻的话可能会引起塌方 , 以致江底和河床上的赃物跟着坦塌 的土体到泥土仓里面导致堵 塞 , 这样便让盾构法的实行艰难 了许多。项 目单位应该与实 际状 况联 系起来使过 江隧道盾 构方法逐 渐完善 。
( 贵 州 路 桥 集 团有 限 公 司 )
摘
要: 近年来盾构法在隧道 工程 中被采用 的越来越多 , 这一科学 的方法 能够使工作 时间减少 , 而且还可 以
使过江隧道的品质得到 提升 。基于此 , 对过江隧道盾构 的施工技术进行 了探讨 。
关键词 : 过江隧道 ; 盾构 ; 技术 中 图分 类 号 : U 4 4 5 文献标识码 : C 文章编号 : 1 0 0 8— 3 3 8 3 ( 2 0 1 3 ) 1 O— O l 1 2— 0 1
压 注。 2 . 2 二 次补 充 注 浆 法
( 1 ) 对工作运算 得到的结果 进行研究 , 盾构掘进方法的 进行 速度应该 规定在 4 5 m m / mi n范 围内 , 实 际掘进 的速度 通常在 4 5— 6 0 mm / mi n , 高速掘进造成的注浆 和掘进速度不 致 的时候会引起注浆 量不 正常 的危害。此外 , 因掘进速度 过快 , 导致掘进循环 的时间减少 , 浆液很难初凝 引起管片上 浮。( 2 ) 若操作时能将注浆浆 液初凝时 间控制在 5— 7 h , 则 能发挥出防范管片位移的作用 , 通过检查探测后得出正常注 浆浆液初凝时 间超过 2 0 1 1 。注浆浆 液量较小时会 在管 片脱 出盾尾后 2~3环 的时 间 内把 管 片 固结 , 阻碍 了其 上 浮 。 ( 3 ) 为了解决水泥浆液开始凝 固时间太长 , 就要搅拌用水加 热且载砂浆的车添设保 温措施 ; 另外 , 科学调控砂浆 的配置 比例 , 使砂浆初凝时间保持 在 3—5 h , 这样便达到 了工作 时 间的要求。( 4 ) 依据工作地点 的实际境况 , 与地质 图形 情况 联系起来 , 针对地层进行合理 的调研 , 全方位考虑各种 地质 的掘进工作过程的最初掘进参数 , 从而给后续的工作参数的 准确作为有利证据 。( 5 ) 注浆堵 塞隧道后面 的水路 : 给盾尾 填塞棉絮 防止水和浆液 , 且应用最开始 4环管片后面的注双 液浆 的办法去堵塞 , 注浆的多少应该 和具体情况联 系起来调 节, 若情况很严峻的话应该添加聚氨脂使 防水作用增强 。
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目录1.编制依据 (1)2.工程概况 (1)3.工程地质条件和水文地质条件 (3)3.1过江段工程地质条件 (3)3.2过江段水文地质条件 (3)4.过江段施工重点和难点 (3)4.1隧道上方管路保护 (3)4.2隧道覆土厚度小 (3)4.3盾构过全断面软弱富水地层 (4)4.4隧道施工质量的保障 (4)5.施工方案 (4)5.1过江刀具的配置 (4)5.2盾构掘进控制 (5)5.3开挖量控制 (5)5.4泥浆质量控制 (6)5.5注浆控制 (7)5.6姿态控制 (7)5.7盾尾密封管理 (7)5.8铰接密封管理 (8)5.9过江监测 (9)5.10过江管路的监测及保护 (10)5.11联络通道地层加固 (11)6.施工质量保证措施 (13)6.1施工掘进管理 (13)6.2盾构机的轴线控制管理 (13)6.3注浆管理 (13)6.4管片拼装的管理 (14)7.应急预案 (14)7.1成立应急小组 (14)7.2突发停电的应急措施 (15)7.3盾尾漏水的应急措施 (16)7.4铰接漏水的应急措施 (16)7.5江底冒浆和塌方应急预案 (17)7.6盾尾保护预案 (17)7.7管路破坏应急预案 (18)盾构过三枝香水道施工方案1.编制依据(1)广州市轨道交通二、八号线延长线工程施工图设计南浦~洛溪区间平纵断面、设计总说明设计图(2)广州市轨道交通二、八号线拆解工程南浦~洛溪区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告(3)广州市轨道交通二、八号线延长线工程南浦~洛溪区间详细勘察阶段补充岩土工程勘察报告(4)我司在三号线沥~大区间、五号线大~西区间泥水盾构过江施工经验2.工程概况广州市轨道交通二八号线延长线工程盾构3标【南浦站~洛溪站区间】盾构工程从南浦站始发,区间长度920m,始发里程为YDK6+537.730(ZDK6+537.730),在里程为YDK7+013.386(ZDK7+013.209)处设计一联络通道,然后继续掘进大约12m,在里程为YDK7+025处开始下穿三枝香水道,三枝香水道宽度约为180m,盾构穿越三枝香水道后继续掘进至洛溪站,到达里程为YDK7+459.100(ZDK7+459.100)。
盾构在穿越三枝香水道的同时,从南浦大桥东侧通过,左线盾构隧道与南浦大桥桩基础净距离在1.6~5m之间。
该段工程概况如图1所示。
根据原设计线路,隧道过江埋深最小处约为12m,隧道处于典型上软下硬地层中,上部为砂层和淤泥层,下部为硬岩,该类地层中盾构刀具配置困难,极易出现刀具磨损,且一旦在江底出现刀具损坏等异常情况,将无法进行开舱检查和更换刀具作业,因此把设计线路适当向上调整,使盾构隧道几乎全部处于全断面软土地层中,避免刀具的磨损情况,采用一次性掘进,中间不更换刀具,降低风险。
调整线路前后过江段隧道纵剖面如图2所示。
图1 盾构过江平面示意图图2 盾构过江地质断面示意图3.工程地质条件和水文地质条件3.1过江段工程地质条件根据地质资料显示,隧道洞身地层主要为<3-1>粉细砂层、<3-2>中粗砂层,局部有少量<2-2>淤泥质细中砂层。
隧道上覆土层为<3-1>粉细砂层、<3-2>中粗砂层,局部有小范围<2-2>淤泥质细中砂层,而在砂层上则是厚层的<2-1A>淤泥层和<2-2>淤泥质细中砂层。
隧道地质条件显示为典型的富水砂层地质条件。
过江段地质条件如图2所示。
3.2过江段水文地质条件珠江广州河道为感潮河道,珠江水位受潮汐的影响,基本受潮汐控制,即使在汛期,潮汐影响仍显著。
潮汐类型为不规则半日潮,每日有两涨两落,往复流明显。
一般历年最高水位多出现在汛期,历年最高水位为7.62m,最低水位则出现在枯期,多年平均潮水位7.02m(1950-1990)。
三枝香水道宽约180m,勘察期间水面标高 4.37m~5.06m,河床底部标高0.14~4.22m,根据区域珠江水系资料,珠江水潮差2m左右。
根据大石水文站历年统计资料,最高水位为7.52m,高潮平均水位5.85m,低潮平均水位4.33m。
勘察报告显示,隧道地层及隧道上覆地层均为渗透性地层,渗透系数分别为:<3-1>粉细砂层2.5m/d;<3-2>中粗砂层4m/d;<2-2>淤泥质细中砂层1.8m/d。
由于地层渗透性强,隧道开挖面地下水与三枝香水道地表水有直接水力联系。
4.过江段施工重点和难点4.1隧道上方管路保护根据管线调查结果,盾构在过江前至整个过江期间,在隧道上方均有大量管线通过,主要是3条过江供水钢管,管线分布范围广、对变形敏感,盾构掘进若造成地表沉降,则极易使管线遭破坏。
4.2隧道覆土厚度小在盾构穿越三枝香水道区间,隧道覆土厚度较小,最小部位约为 6.5m,地层渗透性强,且地下水富集并与地表水系有直接水力联系,在掘进过程中需合理设定切口压力,并应随时根据实际情况进行调整,否则容易造成江底地层被击穿或因切口压力过小导致江底塌方等事故。
4.3盾构过全断面软弱富水地层盾构过江段隧道洞身范围多为全断面砂层,砂层渗透性强,自稳性差,对扰动敏感,施工时容易产生击穿地层或塌方的风险。
4.4隧道施工质量的保障由于过江段地层属不稳定地层,在不稳定地层中掘进时,应考虑快速通过,以减少风险,但是这样就容易影响隧道成型质量。
因此,如何在保证进度的情况下保障隧道施工质量也是施工的难点之一。
5.施工方案5.1过江刀具的配置盾构从始发到穿越三枝香水道,隧道地质条件均属全断面软土地层,局部在隧道底部有极少量风化岩层,因此始发时刀具配置以软岩刀具为主,边缘配以滚刀保证开挖半径及破除侵入隧道范围的风化岩层。
盾构始发后,在软弱地层中掘进约480m后进入三枝香水道江底,软岩掘进距离较长,因此对刀具耐磨性要求较高,而针对软土地层,刀具的破岩能力无须考虑。
根据我司在三号线沥~大区间、五号线大~西区间、珠江新城旅客自动输送系统天~林区间施工经验,使用先行刀可以实现在软土地层中的长距离掘进,同时能保证掘进效率。
由于考虑了刀具的耐磨性,过江前及过江期间不考虑更换刀具,但是为了确保顺利穿越三枝香水道,利用联络通道加固体,拟在过江前对刀盘刀具进行全面检查,必要时对部分刀具进行更换,以确保穿越三枝香水道先行刀滚刀期间不进行刀具更换。
刀具配置如图3所示。
图3 过江段刀具配置5.2盾构掘进控制盾构过江时,掘进控制尤为重要,由于过江地质条件及水文条件特殊,容易产生江底塌方或泥水击穿江底等事故,因此控制好泥水压力显得尤为重要。
开挖面是一种动态的平衡,盾构在江底施工时,无论是掘进阶段还是停止掘进阶段,必须动态设定切口压力并防止切口压力的波动,保证土体稳定的同时又不击穿覆土层。
具体考虑如下:切口压力大于开挖面土体静止侧压力:P0 =[H2×γw+H1×(γ-γw)]K;H1:河床底至隧道轴线高度;H2:水面至隧道轴线高度;γw:水的重度;γ:土体天然重度。
根据三号线和五号线类似地层的经验,设定切口泥水压力P切=水土压力+附加压力,附加压力设定为10~20kPa。
在掘进过程中,对切口泥水压力的管理应该是动态的,具体注意以下几点:(1)切口压力的设定,最直接影响因素是江面水位的潮起潮落,因此掘进过程中要密切监测水位变化,每变化10cm要向中控室报告,以修正切口压力的设定;(2)由于地层对压力变化敏感,掘进过程中应控制好环流系统,保证环流的顺畅,尽量保持切口压力稳定,控制切口压力波动范围在±5kPa以内。
由于地层稳定性差,掘进时考虑快速通过,过江期间避免长时间清洗土舱和长时间停机。
5.3开挖量控制开挖量是判断掘进是否超挖的标准之一,盾构操作人员随时注意环流运行情况,加强与地面泥浆处理设备人员的联系,一旦发现超挖,则应调整掘进参数后继续掘进。
根据理论计算,盾构掘进一环(1.5m)的干砂量G=π·R2·1.5=3.14×(6.28/2)2×1.5=46.43m3实际单环干砂量G’根据仪器测定送泥水和排泥水的差,通过计算求出实际土粒子量(干砂量)。
将γ线密度计安装在送泥管和排泥管途中,测量管内的流量和密度。
根据土粒子比重值算出土粒子量,从排泥量和送泥量的差值上计算出土粒子量,然后根据g=(G’-G)/G得出超挖率g,当g>10%,且计算机屏幕上显示排土体积的有迅速、明显的变化,则开挖面有可能塌方或土层出现变化,此时应及时掌握切口正面土体稳定的情况。
5.4泥浆质量控制优质的泥膜是开挖面稳定的重要因素之一,高质量泥膜可以防止土舱内泥浆流失,维持开挖面泥水压力的稳定,从而保持开挖面稳定。
而泥膜的形成质量与泥浆质量有很大关系,因此在掘进过程中应调配高质量的泥浆,以确保形成优质泥膜。
(1)泥浆的密度为保持开挖面的稳定,即把开挖面的变形控制到最小限度,泥水密度应比较高。
在选定泥水密度时,必须充分考虑土体的地层结构,在保证开挖面的稳定和下带渣土能力的同时也要考虑设备能力。
根据过江段地质条件,隧道地层以纱层为主,砂层渗透性强,因此应加大泥浆密度,以利于泥膜的迅速形成,根据我司相关施工经验,在砂层中掘进时,泥浆密度控制在1.2~1.3g/cm3之间,一方面有利于泥膜形成质量,另一方面可以比较顺利带出开挖下来的砂土。
(2)泥水的粘性泥水必须具有适当的粘性,以收到以下效果:①防止泥水中的粘土、砂粒在土仓、气仓及泥浆管路的沉积保持开挖面稳定;②提高粘性,增大阻力,增大携带渣土能力;在不同的地层中推进时,要求泥水具有相适应的粘度,以满足施工要求。
在砂土中掘进时泥浆粘度控制在25~30S。
(3)含砂量在砂层中掘进时,应保持泥浆中有适当的含砂量,以达到填充地层空隙的作用,但是含砂量太高容易使泥浆密度迅速增大,但是同时使泥浆粘度下降,使其携带渣土能力下降,不利于环流的运行,因此应适当控制泥浆含砂量,随时作出适当调整,调配既满足密度要求,又满足粘度要求的优质泥浆。
5.5注浆控制壁后注浆是控制地表沉降、管片上浮和管片错台的重要措施。
由于盾构机外径比管片外径大,管片被推出盾尾后管片与围岩之间形成施工空隙,壁后注浆即为达到填充施工空隙的效果。
根据理论计算,管片和围岩间的施工空隙体积为4.05m3,根据以往施工经验,要达到较好的填充效果,至少应保证注浆量在120%~150%之间,即每环注浆量在4.86~6.08m3之间。
注浆量还应结合注浆压力进行控制,注浆压力一般控制在切口压力+60~80kPa之间,若压力明显增大,则暂时停止注浆,以免注浆压力击穿地层。
海瑞克泥水盾构机采用单液浆方式进行注浆,单液浆凝固时间长,由于江底地下水丰富,可能导致注浆效果不理想,因此,拟定在掘进一段后集中时间对盾尾后3~5换进行补充双液浆,采用水玻璃和水泥浆,浆液初凝时间设计为13S。