盾构进出洞范文（精选3篇）
盾构进出洞 第1篇
关键词：土体加固,基座,反力架,洞门
1 工程概况
深圳地铁盾构区间地处台地,冲积平原地貌,地形平坦,稍有起伏。盾构隧道主要位于砂层和粘性土层中,部分位于全风化～强风化的花岗岩中,隧道区间埋深范围内有零星分布但累计长度相当大的中风化基岩。
本段工程盾构机进、出站工作井大都位于粉质粘土、中砂、砾砂、砂质粘性土、砾质粘性土等地质中,地层稳定性差、透水性高,其中,中砂层渗透系数为5.8×10-3 cm/s,砾砂层渗透系数为11.6×10-3 cm/s。
2 进出洞土体加固
根据土体加固体达到设计技术要求所需的时间,确定工作井土体加固处理在盾构进、出洞之前一个月完成。高压喷射注浆加固注浆体直径R0=1 m,加固体行距为0.85R0,列距为0.75R0,加固体范围:1)盾构进洞:平面、平行盾构轴线为3.55 m,垂直于盾构轴线,外侧面为6.3 m,内侧为两盾构轴线间距的1/2。深度:盾构轮廓线外缘上下各3 m。2)盾构出洞:平面、平行盾构轴线6.1 m,垂直于盾构轴线,外侧为6.3 m,内侧为两盾构轴线间距的1/2。深度:盾构轮廓线外缘上下各3 m。
高压喷射注浆加固的主要材料为水泥浆,高压喷射注浆结束后一个月采用钻孔取芯对加固体质量进行检验,无侧限抗压强度不小于0.9 MPa,渗透系数小于10-8 cm/s,达到设计技术要求。
3 盾构机始发
3.1 洞门钢环
洞门钢环的中心一定要和隧道轴线重合,钢环要具有足够的刚度,以防在中间井内衬墙施工中钢环变形。始发井钢环的内径一般比盾构机的外径大200 mm～300 mm,如果盾构机外表面和钢环内表面的间隔过大,在盾构机开始掘进时难以防止泥水外泄;过小又会造成盾构机始发时对位难以控制。出站井的钢环外径可以稍大一些,以便盾构机能够顺利出洞。
3.2 盾构机基座的设计和定位
基座在底板上定位时水平方向一定要对准,轴向安装有两种方式:1)按隧道的纵坡摆放;2)以盾构机前端中心轴线为准水平摆放。不论以哪种方式摆放都要使安装后盾构机的中心轴线比隧道的理论轴线高3 cm～5 cm,因为当盾构机从刚性的基座进入柔性土体时会下沉3 cm～5 cm。出站井的基座安装时,要使盾构机的中心轴线比隧道的理论轴线低5 cm左右,以便盾构机能顺利进入基座上(见图1)。
3.3 盾构机反力架的安装
反力架是在盾构机始发掘进时提供反力,反力架一般设计成井字型。盾构机掘进时的推力一般为800 t～1 000 t,因此反力架要具有足够的刚度,并有一定的安全系数,必要时可以在后面加斜撑以增加反力架的刚度。为使盾构机掘进时第一环负环管片接触面增大,受力均匀,反力架朝向管片的一侧安装有和管片截面相同的钢圆环。如果第一环负环管片是楔形管片,那么钢圆环也要做成楔形的,否则管片在盾构机千斤顶推力的作用下,管片出现偏斜不能正确拼装且容易破损。反力架在整体安装时竖向一定要和基座垂直,保证盾构机掘进时管片和反力架不产生法向分力,整体受力良好(见图2)。
3.4 洞门破除
始发井围护结构中的钢筋对盾构机刀具的危害极大,盾构机始发掘进前必须破除。掘进前洞门处土体已经进行了加固,抽芯检查证实,加固效果非常好,但为减小土体扰动,保持土体的稳定性,决定用人工破除围护结构的钢筋混凝土,且保留一层钢筋和混凝土保护层作为外部支护,待盾构机顶到洞门时再割除掉钢筋,盾构机迅速向前推进,顶住土体,防止洞门处土体坍塌。出洞时,当盾构机刀盘顶到钢筋时再进行割除,防止土体坍塌。
3.5 盾构机始发负环管片加固
盾构机主体掘进到土体中后,负环管片就定位到始发基座上,除基座外四周没有任何约束。由于隧道出洞就为曲线或直线段很短,因此盾构机掘进时对管片的压力会产生一个法向分力,这个分力会造成负环管片错台、破碎或脱离基座,非常危险,因此在盾构机始发掘进时对负环管片要进行加固。具体的做法是在盾体的两侧加撑,每一环负环管片用两根钢丝绳固定到基座上,盾尾和负环管片脱离时在撑与管片及导轨与管片之间打入木楔,限制负环管片在各个方向上的移动。
3.6 洞门止水(见图3)
3.6.1 进洞止水
在盾构机刀盘进入洞门钢环前,在洞门上安装一个橡胶圈,橡胶圈的内径要比管片的外径小得多,当盾构机掘进土体后,橡胶圈紧箍在管片上,外侧再用扇形压板沿管片外径固定住橡胶圈,并用浆液注满环隙,防止泥水外泄。
3.6.2 出洞止水
当盾尾快要脱离到站洞门时,盾构机停止推进,用填料尽量填实土体与管片之间间隙,再用3 mm厚薄钢板以错缝方式嵌于扇形压板内侧,使薄钢板封住环缝,然后用扇形压板固定好薄钢板,最后进行封堵注浆。
4 结语
在深圳地铁盾构区间施工中,综合运用盾构机进出洞技术,成功解决了盾构机进出洞难的问题,盾构机四次成功进出洞,取得了非常好的效果,没有出现土体坍塌和涌水现象,洞门管片安装和隧道尺寸精度均满足设计要求。
参考文献
[1]张凤祥,朱合华,傅德明.盾构隧道[M].北京:人民交通出版社,2004.8.
隧道施工进出洞安全管理制度 2 第2篇
1、凡进洞施工人员必须由带班负责人在洞口值班室进行现场登记，明确施工的人数、时间及地点，出洞时清点人数，做好记录。
2、进洞施工人员必须佩戴安全防护用品，凡未佩戴安全防护用品者，进洞值班人员有权阻止进洞。
3、进洞施工人员及车辆应服从现场管理人员指挥，人员靠边行走，车辆限速行驶，注意现场安全警示标识，确保安全。
4、洞口值班人员必须佩戴袖标执行任务，值班安全员监督检查进出洞口人员的登记情况是否属实。
5、凡发现未严格执行进洞登记指的，对作业班组每次处罚100元。洞口坚持24小时值班制度，如发现洞口值班人员缺岗或值班登记管理不到位对值班人员每次处罚50元。
盾构隧道进出洞地基加固处理 第3篇
关键词：地基加固,槽壁,高压旋喷
0 引言
目前,地下工程的建设正在如火如荼的进行中,其中,又以地铁的建设尤为突出,正是因为它的高风险性,所以才给予了高度的重视。盾构进出洞土体的加固方法有降水法、注浆法、深层搅拌桩法、SMW法、高压喷射搅拌桩法、冻结法[1],此外还有双重钢板法和开挖回填法等。但是各种地基加固方法都有其优缺点,一般的进出洞都是采取其中的一两种方法对地基进行加固[2],而上海市某地铁车站盾构进洞时却先后采用了三种地基加固方法,情况比较罕见。
1 车站接收井处地质情况与周围环境情况
1.1 车站接收井处地质情况
盾构进洞时所处土层为②3-2层灰色砂质粉土和④层淤泥质黏土,总体来说土层含水量大、透水性高,②3-2层灰色砂质粉土层含水量、孔隙比相对较小,且强度较高、压缩性低、渗透性好,在受到施工扰动时,土体结构极易发生破坏;④层淤泥质黏土,含水量大、孔隙比大,呈流塑～软塑状态,且强度低、压缩性高、渗透性弱、灵敏度高。
1.2 车站出入洞口管线情况
在基坑外由内向外依次布置有DN500中压煤气管(0.6)、DN300低压煤气管(0.5)、DN300自来水管(0.6)共6根地下管线,距基坑距离2.5 m～5.5 m,埋深均在1 m以内,所有管线全部位于旋喷加固区域范围内,对周围环境的保护要求较高。
2 洞口地基加固
2.1 车站出入洞口最初地基加固
车站北端头井进出洞区域土体采用三重高压旋喷桩进行加固,旋喷桩加固土体按设计桩径1 200 mm,桩中心间距1 000 mm布置,桩搭接200 mm;排间距900 mm,排间搭接300 mm,排间错位500 mm,呈梅花状布置。
车站北端头井进出洞加固宽度为盾构中心两侧各6.35 m(即宽12.7 m)。加固深度为盾构中心线上下各6.35 m(即桩长12.7 m)。
由于基坑开挖及结构施工时,北端头井连续墙墙体发生位移(>8 cm～10 cm),使连续墙与已经连为一体的旋喷桩水泥土体产生缝隙,造成了洞门开凿时有较大的地下水及雨水涌出[4]。为确保盾构进出洞的安全,根据甲方设计要求,对其进行双液注浆(压密注浆)充填。
2.2 第二次充填注浆(压密注浆)地基加固
本次填充注浆共布置孔位23个,具体分布如图1所示。浆液配合比为A液(质量比):水∶水泥(32.5普硅水泥)∶陶土粉=0.5∶1∶0.05,B液采用水玻璃(35 Be);其中,A液∶B液=1.1(体积比)。
注浆施工中每注浆50 cm拔管一次,注浆压力基本上控制在0.5 MPa以下。施工顺序采取先两侧后中间,以防浆液损失。
为了保证盾构进洞的安全,对第二次充填注浆进行效果检查,结果在样洞的观察中发现仍旧有流砂涌出,所以,进行了第三次补充注浆施工。
2.3 第三次补充注浆地基加固介绍
为确保盾构进洞安全,决定采用分层注浆工艺对进洞区域进行双液补充注浆加固,改善进出洞口上土体,见图2。但是,之后没有对土体的最终加固效果进行检查,为盾构进洞时出现的险情埋下了伏笔。
3 盾构进洞
3.1 盾构第一次进洞
盾构进洞采取措施:洞门分块割除过程中尽管土体自立性良好,及时做好应急措施在洞圈内焊接两道钢板并填充海绵,增加保险系数,之后开始第一次进洞,推进2环后险情严重,洞门右下侧漏砂严重,立即开始封堵洞门,封堵好以后再进行注浆,分别对隧道内后5,4,3环注浆(单液浆),其中4,5环一只孔注了6 t水泥(没有压力,说明土体中存在渗漏通道),洞圈上方和弧形板正面注单液和双液浆。
3.2 盾构第二次进洞
盾构第二次进洞,推进4环后大量漏砂,为确保地面管线安全,因此保留部分盾尾在土体内,立即进行抢险封堵(聚氨酯和双液浆注浆)。在推好4环后对后5环和后3环注聚氨酯(2 t),后4环L1注双液浆(水泥8.4 t、水玻璃5 t),后6环D块注双液浆(水泥1.6 t、水玻璃0.5 t)。
漏砂原因分析:槽壁做好就进行地基加固,基坑开挖过程中槽壁向基坑内侧位移,导致渗漏通道形成,同时盾构进洞时盾构四周与加固土体之间产生通道,造成盾构进洞时流砂涌出,尽管对其进行了双液浆的压密注浆处理,之后又用分层注浆工艺对进洞区域进行双液补充注浆加固,进一步改善进出洞口上土体,但是最终的加固效果仍不理想。
3.3 盾构第三次进洞
由于两次进洞后及时对洞圈和后3环进行了注浆,杜绝了渗水通道,使第三次进洞得到了保障。
对于前两次进洞过程中洞门一侧严重的漏泥漏砂现象,还有一个重要的原因:由于最初采用高压旋喷桩进行地基加固,原状地基土含水量大、透水性高,所以经旋喷桩加固的土体还兼作止水帷幕,可是旋喷桩组成防渗帷幕结构,旋喷桩桩间必须确保交圈,保证防渗漏效果,所以对施工工艺要求较高,同时为了避免相邻钻孔在旋喷时串孔,必须采用跳孔施工,还能起到阻止或缓解地面附加沉降的作用,尤其是对淤泥质土层。所以高压旋喷桩施工的控制难度很大,稍有不慎,桩间搭接就难以保证,旋喷桩就将失去其止水帷幕的功能,国内外大量事实表明,用旋喷桩作为止水帷幕将承受很大的安全风险。
从以上盾构进洞时的地基加固和进洞措施来看,由于最初的地基加固存在漏洞,对周边的施工情况考虑不周详,导致了后续一系列的补救措施,不但影响了正常的工程进度,更严重的是对施工造成了风险,由于应对措施得当,才避免了险情的进一步发展,对我们是一个很好的经验教训。
4 结语
虽然地基加固的方法很多,工艺也相对成熟,但是针对本次进洞中遇到的三次地基加固,三次进洞的特殊情况及其采取的应对措施,可以得出以下结论:
1)进洞段土体含有大量的砂质粉土,而且基坑附近管线众多,没有对地基进行降水处理,由于地基加固存在漏洞,在孔隙水存在的情况下,砂土受到盾构施工扰动后发生流砂现象,为确保进洞的安全,地基的加固处理,必须从根本上杜绝砂质粉土发生流砂的可能。
2)由于最初的高压旋喷桩地基加固是在地下连续墙完成后进行的,虽然做到了和地墙的紧密连接,但是后续的基坑开挖和车站结构施工对其产生了明显的扰动,导致连续墙与已经连为一体的旋喷桩水泥土体产生缝隙,留下了安全隐患。为了避免此类现象的发生,加固区与槽壁间预留3 cm～50 cm,等结构做好后再补充加固,一定要保证围护结构与加固土体成为一体,从根本上消除内部渗水、流砂通道的形成、发生。加固区与槽壁间预留3 cm～50 cm,等结构做好后再补充加固,一定要保证围护结构与加固土体成为一体,从根本上消除内部渗水、流砂通道的形成。
3)进洞地基的二、三次加固分别运用压密注浆和分层注浆,均采用双液浆,从结果来看没有达到预期效果,建议进洞前对最后的10环管片进行二次注浆或压注聚氨酯,确保形成闭合环,以封堵流砂通道,避免流砂从洞门管片的周围空隙中涌入。
4)采用高压旋喷桩对地基进行加固,桩与桩之间的搭接均匀程度难于确定,一旦桩间出现渗漏通道,整个地基的加固就难保证,安全风险很大,实际施工中,加固地基的同时需要起到隔水帷幕作用的时候,应尽量避免采用高压旋喷桩。
参考文献
[1]秦一雄,胡向东.盾构出洞冻结法加固施工技术[J].低温建筑技术,2007(5):33-34.
[2]张凤祥,朱合华.盾构隧道[M].北京:人民交通出版社,2004:461-517.
[3]王凌.盾构隧道小间距加固实例分析[J].山西建筑,2007,33(16):343-344.
