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淺談盾構(gòu)機(jī)回填式過工作井技術(shù)

所屬欄目:水力論文 發(fā)布日期:2011-08-25 08:27 熱度:

  摘要:盾構(gòu)過站是盾構(gòu)工程施工中較大的安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),采用合理的施工方案可以有效降低施工過程中帶來的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)可以盡量避免對(duì)工程周邊環(huán)境的影響。文章從多方面分析該技術(shù)在施工過程存在的各種問題,以及相關(guān)的預(yù)防措施,總結(jié)了該技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。
  關(guān)鍵詞:盾構(gòu),回填,技術(shù)
  1.工程概況
  1.1、過井分布情況
  某市電纜隧道東起220千伏奧林變電站,向西延伸,沿環(huán)場(chǎng)路至奧林匹克停車場(chǎng)再以250m半徑轉(zhuǎn)至大觀路,下穿快速路至鐵路旁盾構(gòu)吊出井。線路總長(zhǎng)度為1259.354m,最小曲線半徑為250m,最小縱坡為5‰,隧道埋深約8.5m。為滿足電力隧道后期電纜敷設(shè)、隧道通風(fēng)、逃生等要求,線路途中設(shè)置兩處明挖豎井。
  盾構(gòu)始發(fā)井1起止里程為DK0+000~DK0+042.500,過井1起止里程為DK0+399.374~DK0+414.775,位于曲率左轉(zhuǎn)半徑R=350曲線上。過井2起止里程為DK0+894.014~DK908.418,位于曲率左轉(zhuǎn)半徑R=250曲線上。
  1.2、過井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  過井1長(zhǎng)15.4m,寬16.4m,基坑度16.7m;過井2長(zhǎng)14.4m,寬14.9m,基坑深度16.7m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其中洞門范圍內(nèi)的鋼筋采用玻璃纖維筋,可供盾構(gòu)機(jī)直接破除通過,過井主體結(jié)構(gòu)為400mm厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),連續(xù)墻作為主體側(cè)墻的一部分,
  由于工期異常緊迫,因此過井的施工步驟進(jìn)行了調(diào)整。
  1.3、水文地質(zhì)概況
  區(qū)地下水類型主要為:1層為人工填土中的上層滯水,其補(bǔ)、排方式為大氣降水和大氣蒸發(fā),3層粉細(xì)砂、4層中粗砂、6層粉砂、8層粉砂、9層中粗砂的孔隙水具有局部承壓性,含水量較豐富,其補(bǔ)給方式主要為大氣降水和地下徑流,排泄方式主要為大氣蒸發(fā)和地下徑流,與南側(cè)珠江支流有一定水力關(guān)系,下部基巖的裂隙水,含水量一般,地下水混合水位在2.10m~5.80m之間。
  2、端頭加固
  擬采用的端頭加固方案為地面雙管旋噴樁與洞內(nèi)注漿措施相結(jié)合的方式。
  1。1、地面加固措施
  靠近連續(xù)墻施工三排Φ800間距600mm的雙管旋噴樁,雙管旋噴樁加固水平長(zhǎng)度為1.85m、寬度為洞門直徑加左右各2m,共10m,加固深度上部為距離拱頂3m,下部為深入不透水層2m,過井1、過井2單根樁長(zhǎng)約為11m。見圖一、圖二
  
  見圖一過井端頭加固平面布置圖圖二過井端頭加固縱面布置圖
  1.2、洞內(nèi)加固措施
  洞內(nèi)加固措施分盾尾同步注漿、洞門附近3環(huán)管片背后補(bǔ)注漿兩步。
  1)盾構(gòu)掘進(jìn)洞門附近時(shí)必須保證同步盾尾注漿質(zhì)量,掘進(jìn)速度控制在40mm/min以內(nèi),確保注漿飽滿,盾尾同步注漿為水泥砂漿,采取注漿壓力與注漿量雙控制:注漿壓力3bar、注漿量6方/環(huán)。
  2)井內(nèi)管片拆除前,打開預(yù)埋的注漿套筒(一環(huán)16處,間距約1米),管片背后補(bǔ)注漿采用普通水泥水玻璃雙液漿,凝膠時(shí)間為30s~3min。注漿量以壓力控制為主:3~5bar,擴(kuò)散半徑0.8m。見圖三、圖四。
  
  圖三洞門附近三環(huán)注漿布置示意圖1圖四洞門附近三環(huán)注漿布置示意圖2
  3、過井施工步驟
  1.1、原設(shè)計(jì)施工步驟:
  圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工-→開挖基坑至最終基坑面-→施做主體結(jié)構(gòu)墊層、底板下防水層、底板、側(cè)墻至第三道支撐下500mm-→拆除第三道支撐-→施做地下二層中板-→盾構(gòu)通過-→二次開挖及拆除井內(nèi)管片-→施做洞口環(huán)梁、余下主體結(jié)構(gòu)及頂板防水層(同時(shí)拆除相應(yīng)支撐)-→覆土并恢復(fù)路面。
  
  1.2、調(diào)整后施工步驟:
  開挖基坑至最終基坑面-→施做主體結(jié)構(gòu)墊層、底板下防水層、底板、側(cè)墻、增加臨時(shí)立柱、頂板,并預(yù)留孔洞,逐一回填土至地面,恢復(fù)路面交通-→盾構(gòu)通過-→二次開挖回填土,并自上而下施工各層板,立柱-→施做洞口環(huán)梁、拆除臨時(shí)立柱。
  4、部分安全風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)措施:
  1.1、盾構(gòu)到達(dá)過井前50米左右,應(yīng)控制刀盤姿態(tài)在設(shè)計(jì)軸線左側(cè)(南側(cè))30mm左右,不得超過50mm,盾尾姿態(tài)控制在軸線左50mm右20mm范圍內(nèi);加強(qiáng)人工復(fù)測(cè),并應(yīng)控制盾體于設(shè)計(jì)軸線夾角不要過大。
  1.2、為了避免盾構(gòu)機(jī)在通過過井出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,首先應(yīng)加強(qiáng)對(duì)端頭加固體施工質(zhì)量的控制,嚴(yán)格按照端頭加固的施工方案進(jìn)行施工,確保端頭加固體的質(zhì)量,端頭加固施工完成后做好加固體的抽芯檢測(cè),遇到薄弱部位立即進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng):其次盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)出過井時(shí)要注意對(duì)兩端頭至洞門位置幾環(huán)管片二次注漿,以便能有效的封堵流水通道。
  1.3、由于回填土的穩(wěn)定性較差,洞門左邊側(cè)墻的厚度只有400mm,刀盤部分需切入連續(xù)墻再進(jìn)行開倉(cāng)才比較安全,由于端頭位置連續(xù)墻采用纖維鋼筋混凝土,要做好刀盤切入量的控制,切入連續(xù)墻500mm左右盾構(gòu)機(jī)才可以停機(jī),開倉(cāng)檢查刀具。開倉(cāng)時(shí)要做好各項(xiàng)安全措施。
  5、施工過程的情況
  1.1、整個(gè)施工過程基本按原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工,但是由于工期的原因,經(jīng)過設(shè)計(jì)與業(yè)主的同意,對(duì)過井主體施工的步驟進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整,調(diào)整后的施工步驟為:首先施做主體結(jié)構(gòu)墊層、底板下防水層、底板、側(cè)墻至第三道支撐下-→進(jìn)行臨時(shí)柱和臨時(shí)梁的施工-→施做第二支撐以上的側(cè)墻-→回填土和素混凝土至第二道支撐下-→盾構(gòu)通過-→頂板的施工-→覆土并恢復(fù)路面-→二次開挖及拆除井內(nèi)管片-→施做洞口環(huán)梁、余下主體結(jié)構(gòu)。
  該施工步驟與原調(diào)整后的施工步驟不同的是,第三道支撐與第二道支撐間的側(cè)墻未施工,待二次開挖后再進(jìn)行施工。
  1.2、回填土及素混凝土進(jìn)行壓實(shí),確保回填土的密實(shí)度。
  1.3、盾構(gòu)到達(dá)過井前50米左右時(shí),進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量,控制好盾構(gòu)機(jī)姿態(tài),以保證順利進(jìn)洞。
  1.4、盾構(gòu)掘進(jìn)至233環(huán),開始切削東側(cè)連續(xù)墻。掘進(jìn)至243環(huán),開始切削西側(cè)洞門,再掘進(jìn)500mm。并對(duì)東側(cè)洞門位置進(jìn)行整環(huán)補(bǔ)注雙液漿,做好停機(jī)檢查刀具的準(zhǔn)備。盾構(gòu)檢查刀具期間,鋪設(shè)井口運(yùn)輸雙軌、岔道。
  1.5、在盾構(gòu)機(jī)檢查完刀具恢復(fù)掘進(jìn),待整個(gè)盾構(gòu)機(jī)出過井后進(jìn)行頂板的施工,由于盾構(gòu)機(jī)在井內(nèi)掘進(jìn)時(shí)壓力未適當(dāng)?shù)臏p小,導(dǎo)致回填土隆起,部分位置回填的素混凝土開裂,對(duì)頂板的施工造成一定的難度,為了使頂板模板腳手架的基底受力能平衡,現(xiàn)場(chǎng)采用在素混凝土面墊鋼板,然后在鋼板上加墊木方條等加強(qiáng)措施進(jìn)行加固處理。
  
  
  6、結(jié)束語
  大多施工方案的實(shí)施都存在一定的優(yōu)缺點(diǎn),本方案也不例外,下面根據(jù)本工程施工過程的情況做簡(jiǎn)單的總結(jié):
  1.1、使用該方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
  1.1.1、該方案端頭加固質(zhì)量的要求比一般過站方法的端頭加固質(zhì)量要求低一下,降低涌水涌沙的風(fēng)險(xiǎn)。
  1.1.2、應(yīng)用該方案可以避免人工破洞門帶來的安全風(fēng)險(xiǎn),在工期緊張的工程中可以提高效率,相應(yīng)的縮短工期。
  1.1.3、因?yàn)橹黧w結(jié)構(gòu)部分采用逆做法,能夠盡快完成路面恢復(fù),減少對(duì)路面交通的影響。
  1.2、該方案的缺點(diǎn):
  1.2.1、玻璃纖維鋼筋的抗彎性差,端頭旋噴樁加固時(shí)如果壓力控制不當(dāng)容易造成連續(xù)墻的開裂,直接影響后續(xù)基坑開挖的安全。
  1.2.2、因?yàn)樵摲桨冈谥黧w結(jié)構(gòu)設(shè)置了臨時(shí)柱和臨時(shí)梁,因作業(yè)空間受限制,后續(xù)拆除的安全風(fēng)險(xiǎn)大。同時(shí)預(yù)留較多后澆帶,主體結(jié)果防水處理難度大。
  1.2.3、盾構(gòu)機(jī)在過過井時(shí)壓力過大,造成回填的素混凝土隆起,因?yàn)樵搶铀鼗炷潦亲鳛轫敯迥_手架的基礎(chǔ),因此頂板質(zhì)量控制有難度,影響主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。
  參考文獻(xiàn):
  【1】復(fù)合地層中的盾構(gòu)施工技術(shù),竺維彬,鞠世健2005年中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社
  【2】廣州地鐵三號(hào)線盾構(gòu)隧道工程施工技術(shù)研究,竺維彬,鞠世健2007年既南大學(xué)出版社
  【3】地鐵工程設(shè)計(jì)與施工新技術(shù)實(shí)用全書,王珊2005年銀聲音像出版社

文章標(biāo)題:淺談盾構(gòu)機(jī)回填式過工作井技術(shù)

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