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所屬欄目:水力論文 發布日期:2011-08-25 08:27 熱度:
摘要:盾構過站是盾構工程施工中較大的安全風險點,采用合理的施工方案可以有效降低施工過程中帶來的風險,同時可以盡量避免對工程周邊環境的影響。文章從多方面分析該技術在施工過程存在的各種問題,以及相關的預防措施,總結了該技術的優缺點。
關鍵詞:盾構,回填,技術
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,沿環場路至奧林匹克停車場再以250m半徑轉至大觀路,下穿快速路至鐵路旁盾構吊出井。線路總長度為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、隧道通風、逃生等要求,線路途中設置兩處明挖豎井。
盾構始發井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,位于曲率左轉半徑R=250曲線上。
1.2、過井結構設計
過井1長15.4m,寬16.4m,基坑度16.7m;過井2長14.4m,寬14.9m,基坑深度16.7m。圍護結構采用800mm厚鋼筋混凝土結構,其中洞門范圍內的鋼筋采用玻璃纖維筋,可供盾構機直接破除通過,過井主體結構為400mm厚鋼筋混凝土結構,連續墻作為主體側墻的一部分,
由于工期異常緊迫,因此過井的施工步驟進行了調整。
1.3、水文地質概況
區地下水類型主要為:1層為人工填土中的上層滯水,其補、排方式為大氣降水和大氣蒸發,3層粉細砂、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和地下徑流,與南側珠江支流有一定水力關系,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注漿措施相結合的方式。
1。1、地面加固措施
靠近連續墻施工三排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、洞內加固措施
洞內加固措施分盾尾同步注漿、洞門附近3環管片背后補注漿兩步。
1)盾構掘進洞門附近時必須保證同步盾尾注漿質量,掘進速度控制在40mm/min以內,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。
2)井內管片拆除前,打開預埋的注漿套筒(一環16處,間距約1米),管片背后補注漿采用普通水泥水玻璃雙液漿,凝膠時間為30s~3min。注漿量以壓力控制為主:3~5bar,擴散半徑0.8m。見圖三、圖四。
圖三洞門附近三環注漿布置示意圖1圖四洞門附近三環注漿布置示意圖2
3、過井施工步驟
1.1、原設計施工步驟:
圍護結構施工-→開挖基坑至最終基坑面-→施做主體結構墊層、底板下防水層、底板、側墻至第三道支撐下500mm-→拆除第三道支撐-→施做地下二層中板-→盾構通過-→二次開挖及拆除井內管片-→施做洞口環梁、余下主體結構及頂板防水層(同時拆除相應支撐)-→覆土并恢復路面。
1.2、調整后施工步驟:
開挖基坑至最終基坑面-→施做主體結構墊層、底板下防水層、底板、側墻、增加臨時立柱、頂板,并預留孔洞,逐一回填土至地面,恢復路面交通-→盾構通過-→二次開挖回填土,并自上而下施工各層板,立柱-→施做洞口環梁、拆除臨時立柱。
4、部分安全風險的應對措施:
1.1、盾構到達過井前50米左右,應控制刀盤姿態在設計軸線左側(南側)30mm左右,不得超過50mm,盾尾姿態控制在軸線左50mm右20mm范圍內;加強人工復測,并應控制盾體于設計軸線夾角不要過大。
1.2、為了避免盾構機在通過過井出現漏水現象,首先應加強對端頭加固體施工質量的控制,嚴格按照端頭加固的施工方案進行施工,確保端頭加固體的質量,端頭加固施工完成后做好加固體的抽芯檢測,遇到薄弱部位立即進行補強:其次盾構機在進出過井時要注意對兩端頭至洞門位置幾環管片二次注漿,以便能有效的封堵流水通道。
1.3、由于回填土的穩定性較差,洞門左邊側墻的厚度只有400mm,刀盤部分需切入連續墻再進行開倉才比較安全,由于端頭位置連續墻采用纖維鋼筋混凝土,要做好刀盤切入量的控制,切入連續墻500mm左右盾構機才可以停機,開倉檢查刀具。開倉時要做好各項安全措施。
5、施工過程的情況
1.1、整個施工過程基本按原設計方案進行施工,但是由于工期的原因,經過設計與業主的同意,對過井主體施工的步驟進行了相應的調整,調整后的施工步驟為:首先施做主體結構墊層、底板下防水層、底板、側墻至第三道支撐下-→進行臨時柱和臨時梁的施工-→施做第二支撐以上的側墻-→回填土和素混凝土至第二道支撐下-→盾構通過-→頂板的施工-→覆土并恢復路面-→二次開挖及拆除井內管片-→施做洞口環梁、余下主體結構。
該施工步驟與原調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墻未施工,待二次開挖后再進行施工。
1.2、回填土及素混凝土進行壓實,確保回填土的密實度。
1.3、盾構到達過井前50米左右時,進行聯系測量,控制好盾構機姿態,以保證順利進洞。
1.4、盾構掘進至233環,開始切削東側連續墻。掘進至243環,開始切削西側洞門,再掘進500mm。并對東側洞門位置進行整環補注雙液漿,做好停機檢查刀具的準備。盾構檢查刀具期間,鋪設井口運輸雙軌、岔道。
1.5、在盾構機檢查完刀具恢復掘進,待整個盾構機出過井后進行頂板的施工,由于盾構機在井內掘進時壓力未適當的減小,導致回填土隆起,部分位置回填的素混凝土開裂,對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,現場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措施進行加固處理。
6、結束語
大多施工方案的實施都存在一定的優缺點,本方案也不例外,下面根據本工程施工過程的情況做簡單的總結:
1.1、使用該方案具有以下優點:
1.1.1、該方案端頭加固質量的要求比一般過站方法的端頭加固質量要求低一下,降低涌水涌沙的風險。
1.1.2、應用該方案可以避免人工破洞門帶來的安全風險,在工期緊張的工程中可以提高效率,相應的縮短工期。
1.1.3、因為主體結構部分采用逆做法,能夠盡快完成路面恢復,減少對路面交通的影響。
1.2、該方案的缺點:
1.2.1、玻璃纖維鋼筋的抗彎性差,端頭旋噴樁加固時如果壓力控制不當容易造成連續墻的開裂,直接影響后續基坑開挖的安全。
1.2.2、因為該方案在主體結構設置了臨時柱和臨時梁,因作業空間受限制,后續拆除的安全風險大。同時預留較多后澆帶,主體結果防水處理難度大。
1.2.3、盾構機在過過井時壓力過大,造成回填的素混凝土隆起,因為該層素混凝土是作為頂板腳手架的基礎,因此頂板質量控制有難度,影響主體結構質量。
參考文獻:
【1】復合地層中的盾構施工技術,竺維彬,鞠世健2005年中國科學技術出版社
【2】廣州地鐵三號線盾構隧道工程施工技術研究,竺維彬,鞠世健2007年既南大學出版社
【3】地鐵工程設計與施工新技術實用全書,王珊2005年銀聲音像出版社
文章標題:淺談盾構機回填式過工作井技術
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