盾构近距离下穿极既有运营地铁施工工法
深圳地铁盾构首次超近距离下穿既有运营地铁矿山法隧道施工技术

矿 山法 隧道 , 垂直距 离最近 处仅 为 1 . 2 1 m, 为 当前 国 内盾构 首 次超近距 离下 穿既有 运 营线路 。 通过 对既有 运 营
1 号 线 结构 及 现 状 的调 查 、 盾 构 下 穿处地 铁 1号线 的地 质 条件 、 工程 特 点 、 难 点 以及 盾 构 施 工 引起 地 面和 建
筑物沉降的机理和 7 号线盾构隧道周边复杂的环境条件 , 经过下穿前参建各方、 运营方以及地铁施工专家对
方案 的逐 项论 证分析 , 重 点制 定 了在 未对地 铁 1号 线进 行加 固保 护 的情 况 下 穿越 施 工 中所采 取 的主要 措 施 ,
包括 盾 构设备 的全 面检 修 , 掘 进施 工 中对推 力、 压 力、 出碴 量 的精 确控 制 , 及 时 的 同步注 浆 、 二 次 注浆 以及 浆
4 / 2 0 l 6
青 海 水 力 发 电 左线 , 右线 盾构 地质 条件 较好 , 但 盾构 施工 时 同样 控 制 好掘进 工 艺 和参数 ,减 小对 地铁 1号线 隧道 底 部
地层 的扰 动 。
6 0 0 0 mm、 内 径 5 4 0 0 m m。 在 区 域 里 程 D K 2 2 + 0 7 1 . 5 7 4 ~ D K 2 2 + 1 2 2 . 5 7 4 ( 1 7 2—2 0 5环 ) 段 采 用 加 强 管 片
液 的质 量和 压 力控 制 , 科 学 的监控 量 测 以及 实时 的 自动化 监 测手 段 等信 息化施 工手段 , 有 力 的保 证 了地 铁 1
号线 的 结构和 运 营安全 。
关键 词
盾 构
超 近距 离
下 穿
既有运 营地 铁
矿 山法隧道
盾构始发阶段近距离下穿既有地铁施工技术

图 1 4 号线隧道与 9 号线线路关系平面图图 2 始发钢套筒图变形监测测点纵缝张开量测点环缝张开量测点图 3 4 号线隧道自动化监测点断面布置示意图(2)在监测断面处还需对相应的线路轨道静态尺寸进行监测,分别监测轨距变化和两轨横向高差变化,测点断面布置示意图见图 4。
(3)监测断面间距。
通常为在施工隧道两侧 50 m 范围的既有线隧道中选择若干监测断面,在距离施工隧道中心 30 m 范围,间隔 12 m 左右设 1 个主测断面,主测断面之间每间隔 4 m 左右局部布点加密;在 30~50 m 范围,主测断面的间距可适当加大,在每个监测断面圆周上设置若干观测棱镜(每个主测断面 5 个观测楞镜,道床 2 个,拱腰 2 个,拱顶 1 个)作为监测点,每个监测区域设置 3 个以上基准点,通过对设置在既有线隧道中轨道道床上的全站仪观测监测点来实时监测既有线隧道及其中的轨道变形引起的横向和纵向位移变化量,并通过全站仪数据输出端连接的数据采集设备和数传电台将监测到的位移变化量数据传送到监控中心。
3.2 监测控制标准(1)变形控制标准根据当地地下轨道运营安全的要求确定,隧道绝对沉降量和水平位移量限值为 ±10 mm 。
(2)运营线路轨道静态尺寸容许偏差控制值为,左右钢轨差异沉降(水平)<4 m m ,三角坑<4 mm/18 m 。
(3)预警值取控制值的 60%,警戒值取控制值的 80%。
4 结束语在深圳地铁 9 号线梅村站—上梅林站盾构区间施工过程中,中建交通建设集团有限公司成功应用地铁盾构始发阶段近距离下穿地铁运营线路施工技术,保证了盾构始发阶段安全顺利近距离下穿深圳地铁 4 号线。
其中,区间右线施工利用维尔特盾构机,于 2014 年 11 月14 日—11 月 17 日完成下穿,过程中最大沉降 7 mm ,最终沉降 3.7 mm ;区间左线利用海瑞克盾构机,于图 4 4 号线自动化监测断面平面布置图基准棱镜测量机器人自动化监测断面4号线上梅林站9号线上梅林站孖岭站纵列棱镜9号线左线9号线右线梅村站4号线隧道4号线隧道12.512.216.416.216.022.020.8N[J][6] 张永筑技术[7] 谢银龙断面隧道施工Construction T Abstract: the section between Meicun station — Shangmeilin station on Shenzhen metro line 9 by shielding at the launching stage and under-passing the existing metro line 4 (Longhua line) tunnel, the paper makes systematic introduction of the construction technology for metro shield launching stage and under passing closely the existing metro. Comparing with the original design scheme "end reinforcement + large pipe-jacking"method, canceling the end reinforcement, dewatering well, and jacking the construction of the pipe, shortening the construction period, and reducing the cost, it ensures the guarantee of the safety and quality of construction.Keywords: metro, construction technology。
盾构法地铁隧道近距离穿越地铁既有运行线施工技术

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4)当盾体处于既有线隧道的下方时,用二次注 浆机向盾体外侧注入高稠度膨润土,以填充土体与 盾体之间环形间隙。注浆压力不超过土仓压力,如 土仓压力明显升高,则立即停止注膨润土。 4.2.6施工监测措施 1)地面沉降监测 按国家二等水准测量规范的
形、沉降,甚至有可能影响既有1号线隧道的安全,所
以经研究决定:采用严格控制盾构机掘进参数的方 法,不预先加固直接掘进下穿既有1号线隧道。 左右线各采用1台海瑞克盾构机进行下穿地铁
万方数据
樊华真:盾构法地铁隧道近距离穿越地铁既有运行线施工技术
105
既有运行线的施工。盾构机由石厦站始发,施工完 成石厦一购物公园站区间后,在购物公园车站过 站,二次始发进行下穿地铁1号线盾构施工。 在盾构机下穿既有隧道前,对盾构机进行维修 保养,确保盾构机以最佳状态下穿交汇区。进行下 穿地铁1号线施工时,在自动监测系统反馈的监测 数据指导下,采用了向盾体周围注入膨润土的方 法,土压平衡模式直接掘进通过既有运营隧道。 4.2施工关键技术 4.2.1掘进前盾构机检查 盾构机在下穿既有隧道前,对所有设备进行彻 底的检查和维修(刀具、注浆系统、盾尾刷等),特别 是土压传感器的检查,以确保盾构机在绝对良好的 状态下穿地铁l号线。 1)盾构机同步注浆系统、发泡系统维修 对盾构机同步注浆管路进行清理,保证4条注 浆管均可用。对注浆泵进行维修,保证2台泵均可 用。对注浆压力传感器进行维修,保证每个传感器 压力显示正确。对发泡管路进行疏通,确保发泡系 统可用。 2)土压平衡系统及数据传输系统 为指导盾构掘进,土压力的显示必须正确,掘 进数据必须可以传输到地面监控室,以便值班人员 了解盾构施工情况,所以需要做好如下工作:清理 土压传感器,检查传感器的连线,确保土压力在面 。板显示正确;维修数据传输系统,确保可用。 3)盾构油脂注入系统 为确保盾尾注浆时不漏浆或少漏浆,必须对盾 尾油脂注入系统进行检查维修,检查油脂泵、油脂 管路,确保油脂管路畅通。 4)刀盘和刀具 在盾构始发前,对盾构机刀盘磨损的地方要用 耐磨合金进行补焊,确保刀盘的掘削性。刀具全部 更换,确保刀具的耐磨性,避免因刀盘或刀具原因 而影响下穿地铁1号线隧道施工。 4.2.2采用合理掘进模式,确保下穿过程连续作业 根据下穿区域的工程地质与水文地质条件,采 用土压平衡模式进行该段隧道掘进。掘进过程中 始终保证土仓压力与作业面水土压力的动态平衡, 同时利用螺旋输送机进行与盾构推进量相应的排 土作业,掘进过程中始终维持开挖土量与排土量的 平衡,以保持正面土体稳定。另外,做好掘进、拼装 等各工序的衔接以及盾构队作业班的交接工作,尽 量减少非工作时间。在掘进过程中,各关键岗位 (盾构司机、管片拼装工、电瓶车司机、龙门吊司机) 选用有丰富施工经验的人员,定岗定人。在施工过
泥岩地层泥水平衡盾构机近距离下穿既有地铁隧道施工工法

泥岩地层泥水平衡盾构机近距离下穿既有地铁隧道施工工法泥岩地层泥水平衡盾构机近距离下穿既有地铁隧道施工工法一、前言随着城市地铁建设的不断推进,越来越多的新线路需要与既有地铁隧道交叉。
而在泥岩地层中近距离下穿既有地铁隧道施工,由于泥岩地层的特性以及原有隧道的存在,施工难度较大。
因此,我们针对这一问题提出了泥岩地层泥水平衡盾构机近距离下穿既有地铁隧道施工工法。
二、工法特点该工法具有以下几点特点:1. 采用泥水平衡盾构机,能够有效控制地层的稳定,减小工地对周围地区的影响。
2. 使用区间网罩结构,保证施工过程中的安全,防止地质变动对既有地铁隧道的影响。
3. 结合先进的监测系统,实时掌握施工过程中的地质变化,及时调整施工方案,确保施工质量。
三、适应范围该工法适用于泥岩地层中近距离下穿既有地铁隧道的情况,特别适合于地质条件较为复杂的区域。
四、工艺原理该工法工艺原理基于泥水平衡盾构机的工作原理以及对泥岩地层和既有地铁隧道的理解。
在施工过程中,通过分析实际工程中的工法与工程联系,采取合适的技术措施来保证施工的成功。
五、施工工艺施工工艺主要包括准备工作、地质勘察、机具设备安装、盾构掘进、支护与衬砌等阶段。
每个阶段都有详细的工艺要求和操作方法,并强调安全和质量控制。
六、劳动组织合理的劳动组织是保证施工进度和质量的关键。
根据工程规模和施工工艺的需要,组织合适的人员和力量,确保施工的高效进行。
七、机具设备本工法所需的机具设备包括泥水平衡盾构机、搅拌站、脱水处理设备等。
每种设备都有其独特的特点和使用方法,需要根据工程实际情况进行选择和调整。
八、质量控制质量控制是保障施工工程质量的关键。
通过严格的质量管理和监测手段,有效掌握施工过程中的地质变化和施工质量,及时采取措施来确保施工的顺利进行。
九、安全措施施工过程中的安全问题是需要特别关注的。
在本工法中,我们提出了一系列安全措施,包括地质灾害防治、通风与氧气供应、防火与疏散等方面,确保施工过程中的安全。
盾构隧道近距离下穿既有运营隧道的施工技术

铁
道
建
筑
工 表 明 , 拼装管 片 的过 程 中 , 构 机有 微 量 的后 退 , 在 盾 前仓 土压力 变小 。据 统 计 , 拼装 管片 前 后 的 土压 力 变 化值 可达 0 1MP 。因此 , . a 在穿越 施 工拼 装 时 , 土压 力
少 , 注浆性 差 。但 考 虑到本 区段地 质变 化大 , 可 建构 筑
的 自稳 性 、 工工 艺 、 道 埋 深 、 面荷 载 等 一 系列 制 施 隧 地
2 工 程 地 质 描 述
下穿段 地层 自地 表 而 下 , 至 盾 构 区 间顶 板 分 别 直
约 因素 , 何 避 免 较 大 的扰 动 , 为 需 优 先 考 虑 的 问 如 成
题。
2 下 穿段 为典 型 的上 软 下硬 地 层 , 进过 程 中容 ) 掘 易 出现堵 仓 、 刀 盘 、 糊 刀具 异 常 损 坏 等诸 多 问题 , 成 造 施工 无法 正常 进行 。 3 拼装 管 片时 , ) 前仓 的土 压力 产 生 波 动 。实 际施
物保 护要求 高 , 合盾 构施工 特点 , 结 采取 钢花管 注浆 加 固地 层 , 支护盾 构上 方土体 , 并 以达到盾 构进洞 要求 。
在隧道 内采 用地 质 钻 机进 行 钻 孔后 , 带 泄 浆 孔 将 的钢 花管 下入地 层 , 闭孑 口, 取 静 压 注浆 措 施 , 封 L 采 使 水 泥浆液 在压力 条件 下 , 均匀 地渗入地 层 , 而 提高 较 从
地基 承载 力 , 低 地 层 的渗 透 能 力 , 证 盾 构 进 洞 安 降 保 全 。该方 法在 裂 隙发育 地 层 条件 下 , 注浆 可 取得 加 固
粉质黏 土呈 硬塑 状 , 土 呈 密 实状 。各 地 层 具体 力 学 粉
富水砂卵石地层条件下盾构法近距离下穿地铁既有线施工工法(2)

富水砂卵石地层条件下盾构法近距离下穿地铁既有线施工工法富水砂卵石地层条件下盾构法近距离下穿地铁既有线施工工法一、前言近年来,城市轨道交通建设持续高速进行,但由于城市地下空间的有限性,地铁线路的建设常常需要在已有的地铁线路下穿施工。
针对富水砂卵石地层条件下盾构法近距离下穿地铁既有线的施工需求,我们研发了一种专门适应这种地质条件的施工工法。
二、工法特点该工法具有以下几个特点:1. 高效性:利用现代盾构设备,可以实现快速、连续地进行施工作业,大大缩短了工期。
2. 精度高:通过先进的控制技术和监测手段,能够保证施工质量和沉降控制精度。
3. 适应性强:适用于富水砂卵石地层条件下近距离下穿地铁既有线的施工,能够应对复杂的地质条件和工程要求。
4. 环保性好:工法采用封闭式施工,减少了对环境的影响,保护了地下水和地表设施的完整性。
5. 安全性高:通过科学的施工组织和严格的安全管理,确保施工过程中的安全。
三、适应范围该工法适用于富水砂卵石地层条件下近距离下穿地铁既有线的施工,尤其适用于地铁线路交叉、换乘站等复杂地质条件下的施工。
四、工艺原理该工法的实际工程与施工工法之间的联系在于工法充分考虑了富水砂卵石地层的特点和挑战,并采取了一系列的技术措施来解决问题。
其中包括:1. 地质勘察与分析:通过对地质条件进行细致的勘察和分析,确定施工所面临的地质条件和可能存在的风险。
2. 施工方案设计:根据地质条件及既有线的情况,设计出合理的施工方案,保证施工的安全性和成功性。
3. 盾构机选择和改进:选择适用于富水砂卵石地层条件的盾构机,并对其进行改进,提高施工的效率和可靠性。
4. 地下水处理:通过合理的地下水处理措施,控制地下水位,减少对施工的影响。
5. 土体稳定性的保证:通过注浆、喷射混凝土等技术手段,提高土体的稳定性,避免涌水和地面沉降。
五、施工工艺 1. 施工准备:对施工区域进行清理和围护,确保施工环境的安全和整洁。
2. 盾构井和施工联络道的开挖:根据施工方案确定盾构井和联络道的位置和尺寸,进行开挖和支护工程。
盾构近距离下穿极既有运营地铁施工工法

盾构近距离下穿极既有运营地铁施工工法1.前言近年来,我国经济平稳较快发展,城市水平不断提高,地铁工程的广泛发展,一个城市中地铁网络往往由多条线路组成,随着线路的增多,线路相互交叉及下穿各种建构筑物将无法避免,城市地铁建设中将会有大量的地铁隧道下穿桥梁,用土压平衡盾构机进行隧道施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、确保地面建构筑物结构安全等优点,成为地铁隧道施工的首选,研究好盾构法隧道下穿桥梁的施工功法,具有较强的技术经济效益和一定的社会效益,本文以昆明地铁4号线斗鲜区间下穿既有地铁1#线高架桥工程实践为依托,结合对此工程的数值分析及检测成果,以及本工程实际的工程特点,对施工中采取的关机技术进行总结,达到保护既有线路的目的,成功摸索出了盾构下穿运营线的施工工法,为今后工程施工提供了宝贵的意见和经验。
2.工法特点2.1对既有线运营影响小,沉降可控。
2.2应用工法操作简单,效果显著。
2.3减小工程投入成本。
3.适用范围本工法适用于在城市繁华地段盾构近距离下穿运营线,且施工线路在繁华处盾构下穿运营线。
4.工艺原理通过预先在受影响的运营地铁高架桥桩基周边注浆,填充管片周边的空隙,切断之前运营隧道周边可能存在的水流通道,降低受影响的桥梁桩基周边土体的渗透系数,提供周边土体的无侧向抗压强度,降低土体受扰动时产生影响的程度(包括应力变化及应变变化)。
其次利用足量的同步注浆及二次双液浆补浆大大减少了管片脱出盾尾时造成的土体沉降,使运营线路始终处于稳定状态。
该方法解决了盾构下穿建筑前准备施工工期较长,避免了工期延误。
5工艺流程及操作要点5.1工艺流程图5-1 工艺流程图5.2操作要点5.2.1前期调查在盾构穿越施工之前,需完成对运营线内下穿影响区的桥梁外观、桩基外观、桩基沉降情况有一个初步鉴定,另外可根据设计的详勘情况,适当增加对运营线周边土体的补堪,主要的目的一方面避免引起和运营单位不必要的责任纠纷,另一方面对后期的隧道内预注浆提供一些基本资料以优化注浆参数及盾构掘进参数,对于管片椭圆度及管片背后填充情况调查可间隔4米一个断面和自动化监测的断面尽可能一致。
进洞段盾构近距离穿越已运营地铁隧道施工工法(2)

进洞段盾构近距离穿越已运营地铁隧道施工工法进洞段盾构近距离穿越已运营地铁隧道施工工法一、前言近年来,城市地铁的建设日益迅速,为了实现地铁线路的连续运营,需要在已运营地铁隧道附近进行新线路的建设。
进洞段盾构近距离穿越已运营地铁隧道是一种高难度的工程施工工法,但是却可以实现对地铁线路的干扰最小化。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点进洞段盾构近距离穿越已运营地铁隧道的工法具有以下几个特点:1. 充分利用已运营隧道的结构承载能力,避免新隧道施工对地铁运营的影响;2. 施工过程中无需开挖复杂建造坑,降低工程建设的难度和风险;3. 通过精确的测量和定位技术,保证新隧道与已运营隧道之间的安全距离,达到安全施工的目的;4. 工期短、施工效率高,能够迅速完成隧道施工作业。
三、适应范围进洞段盾构近距离穿越已运营地铁隧道的工法适用于以下情况:1. 地铁线路需要延伸,但是已运营隧道的附近有限制区域,无法进行传统的施工方式;2. 地铁隧道沿线有重要建筑物、地下管线等需要避让,传统施工方式不适用。
四、工艺原理进洞段盾构近距离穿越已运营地铁隧道的工艺原理是基于以下关键技术和措施:1. 基于先进的定位和控制技术,精确测量已运营隧道和新建隧道的位置和几何形状;2. 通过合理布置隧道衬砌和土压平衡系统,减小对已运营隧道的影响,确保施工过程的稳定性;3. 采用盾构机具和附属设备,实现对新建隧道的掘进和衬砌作业;4. 配合运行监测系统,实时监测已运营隧道的位移和变形情况,及时调整施工参数,确保施工过程的安全性。
五、施工工艺进洞段盾构近距离穿越已运营地铁隧道的施工工艺包括以下几个阶段:1. 现场勘测与设计:通过对隧道周围环境和条件的详细调查和分析,确定施工方案和施工参数;2. 设备安装与调试:安装盾构机和相关设备,进行调试和试运行,确保施工设备的正常工作;3. 隧道掘进:盾构机在预设计轨迹下掘进新隧道,同时进行土压平衡和衬砌作业;4.施工监测与调整:运行监测系统实时监测已运营隧道的位移和变形情况,根据监测结果进行施工参数的调整;5. 隧道验收与通车:完成隧道的掘进和衬砌作业后,进行隧道验收和安全检查,确保新隧道可供通车运营。
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盾构近距离下穿极既有运营地铁施工工法1.前言近年来,我国经济平稳较快发展,城市水平不断提高,地铁工程的广泛发展,一个城市中地铁网络往往由多条线路组成,随着线路的增多,线路相互交叉及下穿各种建构筑物将无法避免,城市地铁建设中将会有大量的地铁隧道下穿桥梁,用土压平衡盾构机进行隧道施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、确保地面建构筑物结构安全等优点,成为地铁隧道施工的首选,研究好盾构法隧道下穿桥梁的施工功法,具有较强的技术经济效益和一定的社会效益,本文以昆明地铁4号线斗鲜区间下穿既有地铁1#线高架桥工程实践为依托,结合对此工程的数值分析及检测成果,以及本工程实际的工程特点,对施工中采取的关机技术进行总结,达到保护既有线路的目的,成功摸索出了盾构下穿运营线的施工工法,为今后工程施工提供了宝贵的意见和经验。
2.工法特点2.1对既有线运营影响小,沉降可控。
2.2应用工法操作简单,效果显著。
2.3减小工程投入成本。
3.适用范围本工法适用于在城市繁华地段盾构近距离下穿运营线,且施工线路在繁华处盾构下穿运营线。
4.工艺原理通过预先在受影响的运营地铁高架桥桩基周边注浆,填充管片周边的空隙,切断之前运营隧道周边可能存在的水流通道,降低受影响的桥梁桩基周边土体的渗透系数,提供周边土体的无侧向抗压强度,降低土体受扰动时产生影响的程度(包括应力变化及应变变化)。
其次利用足量的同步注浆及二次双液浆补浆大大减少了管片脱出盾尾时造成的土体沉降,使运营线路始终处于稳定状态。
该方法解决了盾构下穿建筑前准备施工工期较长,避免了工期延误。
5工艺流程及操作要点5.1工艺流程图5-1 工艺流程图5.2操作要点5.2.1前期调查在盾构穿越施工之前,需完成对运营线内下穿影响区的桥梁外观、桩基外观、桩基沉降情况有一个初步鉴定,另外可根据设计的详勘情况,适当增加对运营线周边土体的补堪,主要的目的一方面避免引起和运营单位不必要的责任纠纷,另一方面对后期的隧道内预注浆提供一些基本资料以优化注浆参数及盾构掘进参数,对于管片椭圆度及管片背后填充情况调查可间隔4米一个断面和自动化监测的断面尽可能一致。
盾构隧道与地铁1#线高架桥平面位置关系图盾构隧道与地铁1#线高架桥桩基剖面关系图(一)盾构隧道与地铁1#线高架桥桩基剖面关系图(二)5.2.2穿越工况数学模型分析在正式实施穿越施工前,对本工程进行了数学模型分析,采用ABAQUS非线性有限元分析软件进行计算,分工况模拟盾构穿越过程。
岩土工程中的数值分析有其本身的特点,结合土压平衡盾构开挖面稳定性及沉降控制的研究该数值模拟软件能较好的模拟盾构施工过程对周围环境的影响,能够较好的模拟岩土体材料的变形规律。
通过数学模拟分析得出土量的理论方量,壳体与土体之间填充物质的弹性模量、泊松比、粘聚力参数要求,盾构在穿越运营线各风险等级区段的盾构掘进参数用以指导施工。
5.2.3运营地铁桥梁上监测布点按照《城市轨道交通工程监测技术规范》中的相关要求在既有地铁高架桥墩上布设监测点。
竖向位移监测基准网(高程基准网),以昆明市城市轨道交通高程系统为基准建立,起始并附合于地铁施工精密水准点上。
高程基准网由高程基准点和工作基点组成,布设成局部的独立网,同观测点一起布设成闭合环或形成由附合路线构成的结点网。
根据现场情况,选择施工区域附近的地铁施工精密水准点作为水准高程起算点,并兼做水准高程基准点。
5.2.4分阶段控制区划分根据地铁下穿既有地铁线路高架桥的工况特点,,将盾构穿越既有地铁高架部分为三个阶段,分别为盾构穿越前试掘进段、盾构穿越阶段和盾构穿越后阶段。
(1)盾构穿越前试掘进段设定盾构距离桥梁基础前30环为推进试掘进段,在这段范围内主要收集盾构掘进参数,以及不同的施工参数对地面沉降的影响。
(2)盾构穿越段设定盾构切口到达既有线上行隧道前5环至盾构机盾尾推出下行隧道范围5环后定为穿越段。
该控制段施工时,主要根据穿越试掘进段总结的推进参数和施工数据来指导盾构的推进施工,在这个阶段主要任务是控制盾构掘进的施工参数,包括控制推进速度、上部土仓压力、同步注浆量、同步注浆压力等主要的施工参数,确保穿越过程中运营地铁的安全。
(3)盾构穿越后阶段设定盾构推出既有运营高架线路下行隧道范围5环后定为盾构穿越后阶段。
由于盾构穿越后,可能存在一定程度的工后沉降,会对地铁造成影响,必须在施工现场内准备充足的压浆材料以及设备,根据沉降监测情况进行后期的不压浆。
5.2.5穿越前的隧道内超前注浆加固穿越既有地铁高架线路之前需要对隧道穿越中线较近的上、下行线隧道土体进行注浆预加固,提高加固范围内地层的抗渗能力和承载能力,以确保施工安全顺利进行。
(1)根据地质情况分析,结合建构筑物保护要求高、地铁正常运营的重要性等特点,拟采用钢花管注浆加固地层,已达到盾构安全顺利穿越的目的。
(2)刀盘前方采用泡沫,通过对刀盘、刀具与碴土之间增加全方位的润滑作用(泡沫经充分膨胀后扩散到整个面板)。
泡沫溶液组成:泡沫添加剂2.0%,水98%。
每环注入量1.6m³。
(3)二次注浆盾构机穿越建构筑物区段,为了缩短浆液初凝时间,控制管片上浮、错台及隧道线型,二次注浆点位主要设在15点、1点、2点/14点四个点位上,按照此顺序依次调整注浆孔位。
二次注浆采用双液浆,水泥浆液(水泥:水)和水玻璃(水玻璃:水)配比:1:1。
二次注浆由底部向上依次压注。
采取注浆量、注浆压力双控,每环注浆量控制在0.4~0.8m3。
二次注浆压力为0.2~0.4Mpa。
注浆位置选择脱出盾尾4~6环。
(4)钢花管注浆注浆目的:下穿高架桥期间,由于上部桥身和桩基础自身荷载较大,推进的过程中可能超挖,导致洞侧土体侧移、临近基础沉降或扰动,对桥身造成安全隐患。
故穿越期间在隧道内全环采用钢花管壁后深层注浆对土体进行加固,控制地面沉降及建筑物的安全。
钢花管打孔注浆的具体施工步骤:1)管片要求邻块(L1、L2 )和标准块(B1、B2、B3)吊装孔两侧各增加一个注浆孔,即除封顶块外每片均为3个注浆孔,每环管片总共为16个可用注浆孔,由于盾构机台车占位空间影响限制,每环注浆孔数量不少于4-8个。
在管片脱出盾尾4-6环位置根据管片各个注浆孔位置与连接桥、螺旋机不冲突的位置进行管片开孔,使用钢花管将注浆孔依次打通。
管片注浆孔布置图2)依次将φ32×3.5mm 的钢花管打入管片注浆孔内,长度要求伸出管片3m。
在钢花管进入土体端安装皮垫止回阀,注浆端安装球阀。
3)拌制壁后注浆的浆液和封孔浆液,连接管路并检查管路是否畅通,确保满足注浆要求。
4)通过安装在钢花管上的球阀进行壁后深层注浆,注浆材料采用水泥浆单浆液;初拟为水泥浆水灰比0.8:1~1:1,浆液浓度应根据地层情况调整,单孔每延米注浆量0.4~0.6m ³(可根据超挖情况调整),以压力控制为主,注浆压力0.4~0.8Mpa。
在注浆施工过程中根据监测反馈信息进行优化注浆参数。
5)注浆完成后,采用水泥水玻璃双液浆对注浆孔进行封孔处理,注浆结束。
(5)环箍注入下穿建筑物采用多孔管片,当管片注浆孔脱出盾尾后一环将预留出来的注浆孔打开注入水玻璃,使水玻璃混入同步注浆浆液加快同步注浆凝结时间。
点位选择管片邻块L1、L2 ,标准块B1、B2、B3 上用于注浆孔。
注浆孔的注浆压力根据实际情况,左转弯曲线及管片姿态情况调整注入量及注入压力,当压力达到0.4Mpa时停止注浆。
(6)地面注浆加固1)袖阀管注浆施工流程图袖阀管注浆施工流程图5.2.6施工技术措施(1)推进速度土压平衡盾构机压力仓内土压大小还与盾构推进速度以及出土量有关:若推进速度加快而出土率较小,则土压仓土压力会增大,其结果将导致造成地面隆起。
反之推进速度放慢,出土量增加将令土仓土压力下降,引起地面下沉。
为此盾构推进过程中应做到:降低推进速度,严格控制盾构方向、姿态变化,减少纠偏,特别是杜绝大量值纠偏,保证盾构机的平稳穿越。
(2)盾构推进速度在穿越区施工过程中,盾构掘进速度控制在40mm/min~60mm/min,尽量保持推进速度稳定,确保推力均衡。
匀速的穿越高架桥,以减少对周边土体的扰动影响,以免对其结构产生不利影响。
(3)出土量出土量在控制在理论值的95%左右,即V=3.215*3.215*3.14*1.5*1.2×95%=52.4m3/环,保证盾构切口上方土体能微量隆起,以减少土体的后期沉降量。
(4)盾构姿态控制因盾构进行平面或高程纠偏的过程中,会增加对土体的扰动,因此在穿越过程中。
在确保盾构正面沉降控制良好的情况下,尽可能使盾构匀速、直线通过,减少盾构纠偏量和纠偏次数。
推进时不急纠、不猛纠,多注意观察管片与盾壳的间隙,相对区域油压的变化量随出土箱数和千斤顶行程逐渐变化。
以减少盾构施工对港铁四号线和地面的影响。
将既有线道结构沉降控制在允许值内。
(5)设置土压力值在盾构穿越运营线过程中,设定土压力变化大致分为三个阶段:穿越前,随着与运营线之间的距离不断接近土压力值逐渐增加;穿越中,此时土压力基本保持在一个相对稳定值;穿出阶段,盾构头部脱出后土压力逐步恢复至正常。
(6)管片拼装在盾构进行拼装的状态下,由于千斤顶的收缩,必然会引起盾构机的后退,因此在盾构推进结束之后,不要立即拼装,等待2~3分钟之后,到周围土体与盾构机固结在一起后再进行千斤顶的回缩,回缩的千斤顶应尽可能少,以满足管片拼装即可。
拼装过程中,盾构操作手应注意土压力的变化,必要时通过反转螺旋机维持盾构前方土体平衡。
(7)同步注浆1)注浆量每环同步注浆量一般控制在“建筑空隙”的130%~180%,即5.5m3/环~6.5m3/环。
2)注浆压力为保证浆体较好的渗入周围土体中,注浆压力须大于隧道底部的土压力值。
而且必须控制在较好的范围之内,保证只是填充而不是劈裂。
根据经验可取为1.1~1.2倍的静止土压力,且注浆压力在在穿越段适当增大。
5.3施工组织保证措施(1)在盾构通过前对施工中使用的全部设备进行检修,确保门吊、砂浆搅拌机、二次注浆机、电瓶车等设备穿越时的零故障。
(2)在盾构通过4号线前选择在WJ13竖井内进行检查,对刀具进行全面的检查,并进行刀具的更换。
同时加强对盾构的其他部位维修保养,保证加压系统、泡沫系统、出碴系统在穿越施工时的运行良好。
(3)在施工过程中,保证盾构掘进、管片拼装、同步注浆等工序的有序衔接,以最短的时间通过地铁4号线既有隧道范围。
(4)施工过程中加强对地表以及地铁4号线隧道内部的监测力度和频率。
(5)项目各参建主体同地铁运营管理部、城管、交警、交委应急中心等部门进行充分的协商沟通,畅通应急响应机制,并与港铁公司组织24小时联合值班小组,应对可能发生的突发事件。