浅覆土河床地段盾构施工工法

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大直径盾构浅覆土始发与到达施工工法(2)

大直径盾构浅覆土始发与到达施工工法(2)

大直径盾构浅覆土始发与到达施工工法大直径盾构浅覆土始发与到达施工工法一、前言大直径盾构浅覆土始发与到达施工工法是一种针对大直径盾构的浅覆土始发与到达工法,具有高效、安全、经济的特点。

该工法在大直径盾构施工中的应用已经得到广泛认可和实际应用,并取得了显著的成果。

二、工法特点1. 高效快速:大直径盾构浅覆土始发与到达施工工法采用高性能盾构机具,具有强大的推进能力和施工速度,能够在短时间内完成始发和到达施工。

2. 安全可靠:该工法采用多道次开挖、隧道探测和技术预警等手段,能够有效预防地下水涌入、地表沉降等安全事故的发生。

3. 经济节能:大直径盾构浅覆土始发与到达施工工法具有较低的施工成本和能耗,能够实现资源的合理利用和能源的节约。

三、适应范围大直径盾构浅覆土始发与到达施工工法适用于直径较大(大于10米)的隧道工程,尤其适用于地下水位较浅、地表建筑物密集的城市区域。

四、工艺原理大直径盾构浅覆土始发与到达施工工法的理论依据是结合地下工程物理特性和盾构机具的施工原理,采取合适的技术措施进行施工。

该工法通过多道次开挖,控制土压平衡和注浆等工艺,实现了大直径盾构的始发和到达。

五、施工工艺1. 地质勘察与预测:通过地质勘察和地下水位的测量,预测地质条件和地下水情况,为施工提供有力的依据。

2. 洞室开挖:采用盾构机具进行多道次开挖,通过控制土压平衡和注浆,确保隧道顶部和侧壁的稳定。

3. 起始井和到达井的施工:通过盾构机具在地下先行开挖起始井和到达井,实现始发和到达施工的连接。

4. 隧道探测和技术预警:采用探测仪器对隧道进行监测,及时发现地下水压力变化和地表沉降等异常情况,预警施工风险。

六、劳动组织大直径盾构浅覆土始发与到达施工工法需要合理组织施工人员,确保施工过程的协调和顺利进行。

施工队伍需包括工程技术人员、操作工和安全监督人员等。

七、机具设备大直径盾构浅覆土始发与到达施工工法所需的机具设备包括盾构机、隧道探测仪器、土压平衡注浆设备等。

超大直径盾构穿越浅覆土水下隧道施工工法

超大直径盾构穿越浅覆土水下隧道施工工法

超大直径盾构穿越浅覆土水下隧道施工工法中铁**集团有限公司1、前言盾构法进行水域(江、河、湖、海)下隧道施工时,由于隧道使用线路上的因素限制,使得有时隧道所处位置的上覆土层较浅。

盾构机在高水压、强透水、浅覆土(覆盖层厚度不足一倍盾构机直径)条件下的掘进过程中,极易发生掌子面失稳、地层隆陷、透水冒浆和局部扰动液化,施工技术难度和工程风险极大,属于世界级技术难题。

中铁**集团有限公司针对南京长江隧道工程盾构隧道始发浅埋段及江中浅覆土段(该段覆土最小厚度大约在10.49m~12.34m间,有72m覆土厚度不足一倍盾构直径,最小覆土厚度仅为0.71倍盾构直径),受到盾构掘进扰动后,土体易发生液化现象,易坍塌;且当盾尾密封效果不佳或注浆量设置不合理时,均可能发生涌水涌砂等技术难点进行研究,在总结超大直径盾构穿越浅覆土水下隧道施工技术的基础上,形成该工法。

该工法在技术创新上达到了国际先进水平。

经教育部科技查新工作站查新,查新结果:本课题针对长江南京段以松散、稍密~中密的粉砂为主的高透水性江中地层,其最大水压达到7.0kg/cm2(即相当于70cm水头压力),开挖直径达14.96m,距离超过3km等现象,拟通过调研、理论分析、实物试验、模型试验、三维数值可视化仿真模拟和现场实测等手段,研究盾构法穿越长江隧道建造的一系列关键技术及其施工风险分析评估体系和健康监测体系,上述内容尚未见有公开文献报道。

2010年9月9日通过了中国建筑业协会全国建筑业新技术应用示范工程成果评审,评审意见:“复杂地质条件下超大直径盾构隧道浅覆土穿越长江技术”达到国际先进水平。

该工法应分别应用于南京长江隧道工程左、右线江中段及始发段,推广应用成绩显著。

该工法解决了在强透水地层、不进行地层处理条件下穿越江中浅覆土段的施工技术难题。

由于受各种客观条件的制约,很多跨江跨海盾构隧道面临长距离(尤其是石英含量高的砂层)、覆土层薄、水深深、水压高等技术难题,同时也带来施工安全风险极大的难题,该成果在类似工程建设中有重要的指导意义,在大型铁路工程、公路工程及市政工程中具有良好的推广价值,应用前景将非常广阔。

盾构超浅覆土下穿河流施工技术

盾构超浅覆土下穿河流施工技术

盾构超浅覆土下穿河流施工技术摘要:结合长沙市轨道交通2号线西延二期枫林西路站~看云路站区间盾构下穿桥头铺河施工实例,着重从盾构下穿桥头铺河盾构掘进过程中遇到的问题、解决问题以及过程控制的过程,来讲述盾构超浅覆土下穿河流施工技术与应用,为今后类似施工提供参考。

关键词:盾构机;浅覆土;穿越;引言盾构浅覆土下穿河道为施工的难点[1-9],若盾构施工控制不当容易引起螺旋输送机喷涌,导致开挖面压力控制不当引起河床塌陷[10-14]。

枫林西路站~看云路站区间盾构穿越桥头铺河段土层属于典型浅覆土层(1.0~1.5D埋深,D为盾构直径)。

易导致以下问题:1)螺旋输送机喷涌;2)河床塌陷,盾构下穿桥头铺河期间,若掘进控制不当,易产生沉降,导致河底与盾构机之间的地层破坏,造成河水倒灌,产生坍顶风险。

3)隧道成型后,因上部为超浅覆土,土压小,易造成隧道上浮。

本区间盾构隧道所遇到的地质条件具有相当的典型性,施工风险较大。

本文主要以长沙市轨道交通2号线西延二期枫林西路站~看云路站区间盾构下穿桥头铺河实际施工中的问题案例来阐述盾构超浅覆土下穿河流施工关键技术,对类似盾构施工有着重要意义。

1.工程概况枫林西路站~看云路站区间线路出枫林西路站后,沿汇智路向南敷设,经过石榴路、松柏路后,在红枫路与汇智路交叉路口南侧进入看云路站。

本区间左线起迄里程左DK9+608.742~左DK10+752.924,长链0.479m,左线长1144.661米,右线起迄点里程为右DK9+608.742~右DK10+752.924,长链0.009m,右线长1144.191米。

区间在右DK9+632.756~右DK9+641.640、左DK9+630.898~左DK9+637.436下穿桥头铺河,右线正上方为片石砌筑的拱形箱涵,长度18.2m,净宽6.0m,净高3.4m,经采用钢钎在箱涵内探查,淤泥层下方坚硬,推测为浆砌片石基础(或混凝土基础),箱涵上方为在建的夏娟路。

8.4盾构穿越浅覆土江中段施工技术

8.4盾构穿越浅覆土江中段施工技术

第八章四、盾构穿越浅覆土江中段施工技术南线隧道江中段(349~806m)东起浦东防汛墙,西至浦西防汛墙,全长共457m。

在717环后进入缓和右转曲线,隧道纵向坡度从349~538环为下坡直线段,坡度为-3.45%。

539~633 环竖曲线段,曲率半径为R=1500m,634~806为上坡直线段,坡度为2.89%(参照隧道设计院调坡设计草图)。

本掘进段穿越浅覆土区,最小覆土仅为7.4m(按调坡后隧道上部覆土计算),远远小于盾构的直径,给施工带来极大困难。

为了保证盾构安全穿越江中浅覆土区,在348环至388环近40环的掘进过程中进行浅滩沉降监测施工,再次调整各类施工参数,摸索泥水平衡盾构穿越河床经验。

1 主要技术措施及要求(1)掘削管理及控制要求①盾构开挖面泥水压力的控制因为开挖面泥水平衡是一种动态的平衡,当由于某些原因变化时,平衡就可能被打破。

所以无论是在掘进阶段还是停止掘进阶段都应注意泥水压力的变化,采取相应措施使泥水压力尽可能地接近设计泥水压力。

穿越河床切口水压设定值在实际取值时还考虑潮位变动情况。

开挖面泥水压力控制在设计泥水压力的±0.2kg/cm2之内。

②掘削干砂量管理及控制掘削干砂量也是泥水平衡盾构施工管理中的重要参数之一。

根据送、排泥的流量计和密度计测定的各种流量和密度,从这些数据中,对送、排泥浆中包含的掘削干砂量的体积进行积算,来反映盾构每环推进掘削下来的土体量。

计算式:式中:H d(t)——排泥流量H m——排泥密度S d(t)——送泥流量S m——送泥密度G s——真比重可根据中央控制室监视盘所显示的掘削干砂量、管理值(即理论掘削干砂量)作比较,如果两者之间有差距,则能判断开挖面的崩塌剩余挖掘量、超挖量及地质变化等情况。

每环理论干砂量:B理论=含泥率×掘削截面积×掘进距离(m)ΔB=B-B理论b=ΔB/B理论式中:ΔB——超挖干砂量b——超挖率当b>20%时,使用土层探测装置,以便及时掌握切口正面土体塌方情况,并及时反映。

横穿河底浅覆土小净距隧道盾构掘进施工工法

横穿河底浅覆土小净距隧道盾构掘进施工工法

横穿河底浅覆土小净距隧道盾构掘进施工工法横穿河底浅覆土小净距隧道盾构掘进施工工法一、前言随着城市发展和交通建设的需要,越来越多的隧道工程需要横穿河底浅覆土层。

为了保证隧道施工的安全和效率,横穿河底浅覆土小净距隧道盾构掘进施工工法应运而生。

本文将详细介绍该工法的特点、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,并提供一个工程实例。

二、工法特点横穿河底浅覆土小净距隧道盾构掘进施工工法具有以下特点:1. 工程规模小:适用于横穿河底的隧道,工程规模相对较小,不需要大型施工设备。

2. 设计合理性:工法经过科学设计,能够充分考虑河床的稳定性、地质条件和土层结构,确保施工安全。

3. 施工周期短:由于工程规模小,掘进速度较快,施工周期相对较短。

4. 施工效率高:采用盾构掘进技术,能够实现连续掘进,提高施工效率。

5. 工艺适应性强:能够适应不同类型的地质条件和土层结构,如淤泥、砂质土等。

三、适应范围横穿河底浅覆土小净距隧道盾构掘进施工工法适用于以下情况:1. 河底地质条件稳定,没有明显的活动断层和滑坡等地质灾害风险。

2. 土层为浅覆土或浅埋覆土,且层厚较小,一般在10米以下。

3. 河床为明显的砂质或淤泥地层,无较大的岩石或硬质土层。

4. 河床水流情况相对平静,无大量泥沙搬运。

四、工艺原理横穿河底浅覆土小净距隧道盾构掘进施工工法采用盾构掘进技术,施工工法与实际工程之间的联系主要表现在以下几个方面:1. 前端注浆:在盾构机前端设置注浆装置,对土层进行注浆加固,提高掘进面的稳定性。

2. 接头铺设:在施工过程中,根据需要进行接头的连接和铺设,确保施工的连续性。

3. 液压顶进:采用液压顶进技术,通过液压系统控制盾构机的移动和推进,实现连续掘进。

4. 双度量盾构:工法采用双度量盾构技术,通过调节注浆和推进粘度,实现对不同地质条件的适应。

五、施工工艺横穿河底浅覆土小净距隧道盾构掘进施工工艺主要包括以下阶段:1. 准备工作:包括现场勘察、设计方案制定、施工方案制定和材料及机具设备的采购等。

软弱地层浅覆土盾构掘进施工技术

软弱地层浅覆土盾构掘进施工技术

软弱地层浅覆土盾构掘进施工技术一、软弱地层的定义和特点软弱地层是指土体结构疏松、孔隙度大、土体稳定性差的地质层。

软弱地层的特点主要表现为承载能力低、变形性大、渗透性强和易涌水等。

软弱地层是隧道工程中常见的一种地质问题,对于隧道的施工和运营均会带来较大的影响。

1. 土盾构概述土盾构是一种用于软土、淤泥等软弱地层中的隧道掘进方法。

它通过掘进机和推进液的作用,将土体挖掘并输送至地面,同时利用掘进机和扭曲软岩利用土壤压力来控制围岩稳固。

在软土层、壳土层、淤泥层中,盾构机经常使用受土力孔压平衡的方式,进行掘进施工。

2. 土盾构掘进施工原理在软弱地层浅覆土盾构掘进施工中,盾构机需要满足以下几个方面的要求:盾构机必须具有足够的承载能力和刚度,以保证在施工过程中的安全性和稳定性;盾构机必须具备强大的土壤压力控制和导向系统,以防止在软弱地层中遇到不稳定土体时的失稳危险;盾构机需要具备高效的土体挖掘和输送系统,以满足软弱地层中的大量土体开挖和排泥需求。

软弱地层浅覆土盾构掘进施工工艺主要包括准备工作、掘进开挖、封闭维护等环节。

准备工作包括预先勘察、选址布局和支护措施的设计等;掘进开挖阶段主要包括盾构机的下井和掘进、土体输送和支护等工作;封闭维护阶段主要包括隧道的内部和外部封闭、排水和降温处理等。

1. 北京地铁14号线西段北京地铁14号线西段是典型的软弱地层浅埋盾构掘进工程。

在该项目中,由于软弱地层较厚、孔隙水位高,对盾构施工提出了很高的要求。

通过采用优化的盾构掘进机和支护措施,成功实现了在软弱地层中的安全、稳定的掘进施工。

2. 成都地铁7号线二期1. 技术创新软弱地层浅覆土盾构掘进施工技术正朝着智能化、自动化的方向不断发展。

未来,盾构机将更加智能高效,能够实现自动控制、远程监控、数据采集分析等功能。

2. 综合应用软弱地层浅覆土盾构掘进施工技术将逐渐与其他新型隧道施工技术相结合,如冻土盾构、地垫盾构等,以满足不同地质条件下的隧道施工需求。

浅覆土河床地段盾构施工工法

浅覆土河床地段盾构施工工法

浅覆土河床地段盾构施工工法引言盾构法是一种用于隧道施工的现代化技术,它在城市地下交通和城市下水道的建设中得到越来越广泛的应用。

在承担这些工程之前,必须先了解地质、地貌条件、施工工法和设备等因素,同时对井口的选址、井眼钻进方式、井壁后衬材料等细节进行合理的处理。

浅覆土河床地段隧道的盾构施工比起其他的施工方法具有优异的优势,但也面临一些挑战。

这篇文档将着重介绍浅覆土河床地段盾构施工工法的实践经验和技术要点。

浅覆土地层的特点浅覆土指覆盖在地下水位以下,相对较浅的土层,常见于河床、河滩和平原区域。

在盾构施工过程中,对浅覆土地层的特点了解和掌握非常重要。

1.较弱的承载力和较低的抗侧压能力;2.易液化和泥流;3.密实度低;4.地下水位高,滞留水压力大;5.小变形模量和孔隙率大。

盾构施工工法盾构法的最大优势在于其可以在下水道、地铁等城市繁华区域进行无声无息的开挖,对于城市造成的噪声和土地破坏可以做到最小化。

但在浅覆土的地段盾构施工中,要注意一些技术要点,才能保证施工的安全、高效、顺畅。

施工流程1.桩基础施工。

在盾构起点位置按设计要求进行桩基础施工,构筑良好的基础条件。

2.钻洞进井。

用旋回钻机从井内钻洞,通常选择沿水下大地势的方向进行开挖。

3.井眼衬砌。

在钻洞进井之后,对井眼进行支护。

4.盾构机推进。

推进时,应设立水停车道,施工过程中实时监测地下水位变化,提前排水,防止泥石流发生。

5.主井壁后衬。

在盾构机穿越时,主井壁要及时进行后衬,以保证洞口稳定。

6.尾井壁后衬和发散台建设。

当盾构机穿越完后,对尾井壁进行后衬,同时建设发散台。

施工注意事项在浅覆土地段盾构施工中需要注意以下问题:1.充分了解地下水文地质情况;2.对水文态势实时监测,提前排水;3.施工前仔细审定泥土力学参数,以确保施工的稳定、安全、高效;4.依据地质情况确定合适的专用盾构机和管片,减少泥土运输过程中的损耗;5.进行良好的环保措施,保障施工区及周围环境的安全和卫生;6.做好设备检修和设备安全监管。

浅谈盾构区间长距离、浅覆土下穿海河施工技术

浅谈盾构区间长距离、浅覆土下穿海河施工技术

浅谈盾构区间长距离、浅覆土下穿海河施工技术摘要:近年来,随着轨道交通的快速发展,地铁建设项目逐步增多,施工难度也逐步加大,其盾构区间穿越风险源数量进一步加大,风险级别进一步提升。

部分城市为实现河道两岸城区高效连接,大力发展地下交通工程。

盾构法作为轨道交通工程的主要施工工艺,其在穿越河道过程中存在一定风险及不确定性因素,如何实现安全、高效穿越河道风险源,是建设者们普遍关注的问题。

关键词:盾构区间;存在问题;下穿海河施工;施工技术1、工程概况1.1 工程概述天津地铁10号线一期工程柳林路站~环宇道站区间为双单线隧道,左线区间于DK22+734.308~DK22+910.648范围内垂直下穿海河(穿越段为直线段,5‰的下坡),穿越长度176.268m;区间右线于DK22+731.733~右DK22+910.178范围内垂直下穿海河(穿越段为直线段,5‰的下坡),穿越长度178.445m,隧道距离上游春意桥839m,与下游吉兆桥821m,海河设计最高水位标高2.5m,景观水位标高1.5m,设计最低水位标高0.5m,现状海河河底标高-8.55m,河底淤泥1.5m,河底与隧道最小净距9.3m,南岸护岸桩底与隧道净距1.73m,北岸护岸桩底与隧道净距8.11m。

区间左、右线最小线间距15.0m,最大线间距59m。

区间线路平面图1.2 地质水文情况左线隧道穿越海河段地层主要为⑧1黏土、⑨1黏土、⑦2粉质黏土、⑧2粉质黏土、⑨2粉质黏土、⑧3粉土、⑨3粉土,拱顶以上地层由上而下主要为⑥9淤泥质粉质黏土(层厚约1.8米)、⑥3粉土(层厚约1.7米)、⑥2粉质黏土(层厚约7.6米);拱底以下主要为⑨1黏土、⑩1黏土、⑩2粉质黏土、⑪3粉砂其中,第一承压含水层⑧3、⑨3粉土位于隧道上部;第二微承压水层⑪3粉砂位于隧道底部,距离拱底3.3m。

右线隧道穿越海河段地层主要为⑦2粉质黏土、⑧1黏土、⑧2粉质黏土、⑧3粉土、⑨1黏土、⑨2粉质黏土层。

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浅覆土河床地段盾构施工工法中铁四局集团有限公司GZSJGF04-10-30一、前言在盾构法隧道施工中,由于隧道线路走向的限制,会遇到穿越河道或湖底,而隧道顶到河底或湖底,而隧道顶到河底或湖底的距离很近,大大小于盾构机直径,也就是浅覆土。

盾构机在浅覆土层掘进时,一方面,造成极限最小与最大土压力之间变化范围较小,使得开挖面支护压力不易控制;另一方面,由于衬砌受到周围地下水和盾尾注浆浆液的浮力作用,当管片上部土压力与管片自重无法抵抗管片浮力时,就会出现隧道管片上浮,同时会引发工程事故。

天津地铁2号线工程曹庄站~延安西路站区间隧道工程,区间隧道工程需穿越外环河后进入曹庄站盾构井接收,最小覆土仅为3.818m,小于盾构直径6.340m,因此,我们对浅覆土过河段的土体进行加固,有效防止处于饱和含水土层中发生涌水突沉引起上方沉陷产生涌水裂隙,避免了大量河水由盾尾或开挖面的缺陷处涌入而淹没隧道等引发的工程事故,经过工程实践,形成本工法。

二、工法特点⒈制定合理外环河土体加固方案,确定搅拌桩施工参数,并增设导流管,确保河水畅通。

⒉通过监测数据合理制定盾构掘进土压、速度、注浆量等施工参数,并确保管片拼装与盾尾密封符合设计规范要求。

⒊能有效的防治因为盾构挤压导致前方土体隆起过多,盾构处于饱和含水层中发生涌水突沉引起上方沉陷,产生涌水裂隙,致使大量河水由盾尾或开挖面的缺陷处涌入而淹没隧道。

三、适用范围本工法适用于浅覆土河床的盾构施工。

四、工艺原理盾构穿越浅覆土河流时,克服隧道管片上浮比较困难,过程控制与调整尤为重要;增设抗浮板、导流管、河床回填、优化盾构掘进参数等措施,保证土压平衡盾构机在掘进浅覆土过河段时可以建立土压平衡,并且不发生喷涌现象,在通过盾尾同步注浆系统向管片壁厚注浆从而保持地表稳定。

五、工艺流程及操作要点(一)工艺流程见图1图 1 工艺流程图(二)操作要点⒈设置围堰、抽水在盾构穿越浅覆土河床时,首先设置围堰,围堰大小根据盾构区间线间距有直接关系,设置围堰区域为区间隧道边缘向外延伸不低于1倍的隧道底部埋深的距离,围堰沿河流横断面布置,两围堰宽度为区间隧道边缘需要分别向外延伸,约3.5~4倍的宽度,放坡1:1截流。

围堰顶面宽5m,底面宽度为河底宽度、高度为高出河面约1.5m,围堰用粘土直接堆填并碾压。

围堰筑好后,进行抽水,清淤。

如图2 围堰纵断面、图3 围堰横断面图。

图2 围堰纵断面图图3 围堰平面图⒉土体加固详细了解地质勘查报告,了解土层结构,了解周围环境,做好相关准备工作,并制定相应的施工方案,确保地基加固工作顺利进行,以免影响总工期。

盾构施工中,常用的土体加固方法为冻结法加固、高压旋喷桩加固、静态分层注浆加固、深沉搅拌桩加固等方法,选择原则主要是在确保安全情况下选择经济而有效的加固方法,本工法选用深层搅拌桩作为加固方法,相比其他加固方法更加经济有效。

搅拌桩加固原则为盾构法隧道外上下3m、左右3m,以便增加土体的整体性,确保加固后的土体强度不得小于0.8MPa,抗渗系数小于1×10-8cm/s。

如图4 搅拌桩加固示意图及图5 搅拌桩施工工艺流程。

图4 搅拌桩加固示意图图5 搅拌桩加固示意图⒊抗浮板、导流管、河床回填施工⑴、抗浮板待搅拌桩加固完成后将原河底向下开挖400~600mm,根据具体情况而定,其标高满足在进行垫层与混凝土浇筑后与原河床标高齐平,而后浇筑100mm厚的垫层,垫层材料为素混凝土,标号C10。

垫层宽度为河流宽度,垫层的长度为围堰区域内的长度,垫层上方施工钢筋混凝土底板,钢筋采用直径14mm螺纹钢,单层,间距为0.2m×0.2m。

混凝土标号C30S10,厚度200~300mm,这样保证了混凝土面与原河底面标高齐平,从而确保河道恢复后河底标高保持不变。

⑵、导流管混凝土抗渗抗浮板强度达到80%后,沿河流方向放置承插混凝土管,管涵长度为2倍的图6 导流管布置断面图⑶、河床回填导流管设施完毕后。

填筑过程中必须随时进行分层(400mm )填筑且碾压,压实度须达到86%以上。

粘土填充高度根据原覆土厚度与盾构机直径有关,回填覆土的厚度与原覆土的厚度相加后必须大于1倍的盾构直径,才符合盾构安全施工要求,最终效果如图7所示:图7 河床覆土最终断面效果图上述工作完成后,拆除既有围堰,恢复河水流通。

⒋ 盾构掘进施工⑴、土仓压力的设定与控制土压平衡盾构机工作原理即,将正面土体切削下来进入刀盘后面的密封舱内,并使舱内具有适当压力与开挖面水土平衡,以减少盾构推进对地层土体的扰动,从而掘进施工中维持地表的稳定。

在盾构穿越加固区中,严格控制土仓压力,对控制地表沉降是至关重要的。

土仓压力理论值计算步骤如下:由于在浅埋段中掘进施工,计算该类土层水土压力时采用水土分算的原则计算。

通常按照郎金主动压力和被动土压力计算。

①主动土压力)245(P 2tan a ii Z ϕγ-=∑式中: Z —地层厚度;γi —计算土层的重度 ; φi —计算土层的内摩擦角。

0K P a a ⋅=σ 式中:K0 —侧向压力系数②被动土压力)245(P 2tan p ii Z ϕγ+=∑0K P p p ⋅=σ③水压力s s qH γσ⋅=式中:q-根据土的渗透系数确定的一个经验数值,砂土中q=0.8~1.0, q=黏性土中0.3~0.5 H-隧道埋深; γs —水的重度。

土仓压力理论取值范围即为:2.1)(P ⨯+=s a σσ~2.1)(⨯+s p σσ为了便于提高施工速度,一般土仓压力理论取值1.2倍主动土压力即可。

在施工前根据地层变化一般每5环计算一个理论土仓压力值作为备用。

⑵、同步注浆及二次注浆① 由于管片外径小于开挖直径,当管片拖出盾壳后,必须及时在管片壁厚填充砂浆,以控制地表沉降及管片变形、沉降。

同步注浆压力及注入量理论计算步骤如下。

根据管片外径与刀盘开挖直径的间隙V 计算出理论注浆量Q ,淤泥层一般理论注浆量为理论间隙的180%~240%倍。

4)(22Ld D V -=πλV Q =式中:D —刀盘最大开挖直径; d —管片外径 V —盾构施工引起的间隙 L —每环管片长度 γ—注浆率(天津地层一般取1.5~2.0)以6.340盾构机、管片外径6.2m 、长度为1.2m 的管片为例,通过计算=1.65m 3 ,则实际施工过程中,同步注浆量为3-3.4m3, 并根据实际情况与地面的构筑物布置情况进行改正。

② 针对管片渗漏水、隧道沉降、地面沉降,对其进行二次补浆;注入位置满足距盾尾大于10m,以防止地层中的泥水和衬砌外围的浆液从盾尾间隙挤入盾尾,损坏盾尾钢丝刷,尤其是穿越浅覆土河床地段,二次注浆尤为重要。

注双液浆时,先注入纯水泥浆液1min 后,打开水玻璃阀进行混合注入,终孔时应加大水玻璃的浓度。

在一个孔注浆完结后等待5~10分钟将该注浆头打开疏通查看注入效果,如果水很大,应再次注入直至有较少水流出时即可终止。

42.1)2.634.6(22⨯-=πV双液浆注浆压力控制在0.3~0.5MPa。

⑶刀盘转速控制刀盘转速需要与地层地质相配合,在浅覆土粉质粘土土层中,一般选取1.0~1.5rpm。

⒊劳动力组织安排六、材料设备本工法无需特别书说明的材料,主要机具设备表见表2七、质量控制(一)质量控制标准《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)、《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446-2008)及其他有关规定。

(二)质量保证措施⒈搅拌桩施工中,确保施工严格按照交底进行,施工后取芯满足地层加固要求。

⒉盾构推进过程中,加强对轴线的控制,推进时做到勤测勤纠,而每次的纠偏量应尽量小,确保管片环面始终处于曲线半径的径向竖直面内。

⒊盾构在河床段推进,管片拼装时加强螺栓的复紧,加强管片间的相互约束,可以有效控制隧道上浮。

⒋在盾构掘进过程中须不定时的进行集中润滑油脂的压注,避免造成的轴承和其他设备的损坏,影响盾构推进施工。

同时做好盾尾油脂的压注工作,确保施工中盾尾与管片的间隙内充满盾尾油脂。

⒌按制定的监控量测方案进行严密监测,并根据地面沉降及隧道变形,及时调整掘进参数和注浆量,如还不能满足,则采用二次注双液浆。

注浆过程中严格控制浆液质量及注浆量和注浆压力。

⒍每环推进过程中,严格控制平衡土压力,使切口正面土体保持稳定状态,以减少对土体的扰动。

采取信息反馈的施工方法在盾构推进工程中进行跟踪沉降观测,并及时反馈沉降数据,为调整下阶段的施工参数提供依据。

八、安全措施⒈施工前组织有关施工人员熟悉方案以及进行技术交底、安全交底。

⒉在推进过程中,优化施工参数,严格控制隧道轴线,加强监控量测的密度和强度,以减少地表隆沉和隧道的变形,确保盾构施工安全。

⒊实行三级教育,加强岗前、工序、转岗等培训与教育;组织盾构机掘进施工、管片拼装、同步注浆等学习;实行班前教育制度。

⒋定期对拼装机进行检查,管片工作面和拼装位置做好警示标志,管片举重臂旋转范围内严禁站人。

⒌电瓶车司机严格执行安全行车规程,加强对车连接部位进行检查。

配置行车闪光警示灯,运行中严禁搭乘车,严格控制行车速度。

九、节能、环保措施⒈容易产生噪音的机械设备采取合理布局,加强设备润滑和维护保养工作,严格执行相应作业指导书和设备检点规程,减轻噪音对周围居民生活环境的影响,加强对司机的环保意识,减少噪音污染。

⒉固体废弃物按不同性质、类别分开存放,主要分为危险、不可回收利用固体废弃物、可回收利用固体废弃物、生活和办公垃圾等。

⒊抗浮板施工过程中,使用泵车泵送混凝土,应及时清理撒漏的混凝土,防止对环境造成破坏。

⒋土方施工过程中,最大限度地保护河床河堤以及绿化带,不对其产生破坏。

⒌土方车运土过程中应全程覆盖,严禁将土抛洒在外环线及其他市政道路上。

⒍水泥搅拌桩施工时现场经常保持整洁卫生,合理设置排水沟,将废弃泥浆由排水沟排至指定位置,防止污染周边环境。

十、经济效益分析⒈技术效益:本工法施工中,成型管片上浮情况在允许范围内,确保了隧道、附近桥梁、河堤的安全,未造成环境危害,为城市地铁在下穿浅覆土河流时提供了具体的指导和借鉴,为以后城市地下工程在类似情况下的规划建设提供了可靠的决策依据,并更进一步的促进盾构工程施工技术的发展。

⒉经济效益:因盾构下穿浅覆土河流断,施工难度大,危险性高,采取此方法后,可以有效的避免了发生涌沙、涌水等险情,不仅避免了工程事故的发生,而且经过改良后的土体可以确保盾构正常掘进和成形隧道在浅覆土河底下的稳定性,其中搅拌桩相比以往的旋喷桩加固,加固成本差距大,确保了工期,节省了人工、机械,经济效益显著。

⒊社会效益:曹庄站盾构井~延安西路站区间隧道的贯通,为天津地铁2号线高效快速发展做出了贡献,得到了业主的好评,更有利社会经济发展。

十一、应用实例天津地铁2号线曹庄站盾构井~延安西路站区间采用两台单圆盾构分别与2010年3月23日、2010年4月10日先后从延安路站始发掘进,并穿越陈塘庄铁路、外环西路、外环河,最后到达曹庄站盾构井。

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