特殊地段的盾構(gòu)施工技術(shù)措施[1].doc

特殊地段的盾構(gòu)施工技術(shù)措施摘要:盾構(gòu)在地鐵區(qū)間的特殊地段施工,必須作好充足的施工準備和施工技術(shù)措施。關(guān)鍵詞:地鐵區(qū)間;盾構(gòu)施工;技術(shù)措施廣州西場站西村站地鐵區(qū)間施工標段,沿線兩側(cè)為密集民居、酒店、辦公樓、商店等,交通繁忙,上部地面為環(huán)市西路,區(qū)間線路穿越廣茂鐵路,地形平坦,略有起伏,其中有巖溶和溶蝕空洞、內(nèi)環(huán)高架橋樁、基巖球狀風化體地段(風化深槽)、泥質(zhì)粉砂巖、上軟下硬巖段等特殊地段。其中廣州火車站草暖公園區(qū)間段下穿過廣州火車站廣場,到達草暖公園,施工難度大。根據(jù)現(xiàn)場實際情況,做出相應(yīng)的盾構(gòu)施工技術(shù)措施。1盾構(gòu)通過巖溶和溶蝕空洞本工程隧道左右線均存在巖溶和溶蝕空洞,左線溶蝕空洞約為0.8高,右線在7+522和7+576處存在溶蝕空洞,其中較大的溶蝕空洞為2.7高,對盾構(gòu)掘進造成極為不利的影響,極有可能發(fā)生突泥、突水、地面沉陷、盾構(gòu)機被卡等嚴重事故。為保證盾構(gòu)掘進順利通過,必須提前探明隧道穿過的巖溶裂隙的位置、形狀、尺寸大小、充填物性質(zhì)等,并及時處理。施工采取以下措施探測和處理:(1)開工前,進行補充地質(zhì)勘探,在左右線溶蝕空洞地段加密勘探,在勘探場地允許的前提下,使部分鉆孔間距達到10,進一步查明該段條件地層地質(zhì)條件,對可能出現(xiàn)巖溶裂隙的段落、巖溶裂隙的規(guī)模、充填物等情況,提前作出盾構(gòu)掘進方案。(2)對盾構(gòu)機適當改造,針對地質(zhì)情況,盾構(gòu)機增設(shè)超聲波探測系統(tǒng)。盾構(gòu)掘進施工時通過發(fā)射超聲波,可對刀盤前方30范圍內(nèi)的巖溶裂隙、砂土層中的孤石等分布情況進行探測,利用專業(yè)軟件對接收到的反射波分析,即可精確查明巖溶裂隙或孤石的位置、形狀、尺寸大小、充填物性質(zhì)等。(3)根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報的資料,對分布于盾構(gòu)周邊的巖溶裂隙,通過地面注漿的辦法進行超前注漿加固或回填。對巖溶裂隙要提前確定注漿方案,根據(jù)其位置、形狀、充填物性質(zhì),確定實施超前注漿的里程位置、注漿品種及配合比、注漿壓力、注漿量等參數(shù)。(4)盾構(gòu)通過巖溶空洞位置時,要制定嚴格的盾構(gòu)施工計劃和實際可行的掘進參數(shù),調(diào)整合理的泡沫添加參數(shù),使所注入的泡沫能在開挖面形成良好的泥膜,保持其充填物的穩(wěn)定。(5)掘進通過后,在管片背襯及時施作二次補強注漿,控制巖溶裂隙內(nèi)充填物的變形,使圍巖保持穩(wěn)定。2盾構(gòu)通過環(huán)市內(nèi)環(huán)高架橋樁基本區(qū)間段在西村站廣州火車站段下穿內(nèi)環(huán)高架橋樁基礎(chǔ)。其中有3處4根樁基侵入隧道,需要進行樁基托換,其余樁基大多在隧道左、右線之間。盾構(gòu)機通過樁基礎(chǔ)除采取一般措施外并進行特殊處理。(1)合理控制推進速度,保證連續(xù)均衡施工,避免較長時間的擱置;(2)嚴格控制出土量,防止不合理的超挖和欠挖;(3)盾構(gòu)在穿越這些建(構(gòu))筑物的過程中,變化不可過大、過頻,每次縱坡變化不得超過0.2%;(4)同步注漿要及時、適量,以有效控制地層沉降;(5)根據(jù)地面沉降情況,必要時可針對性地進行二次補壓注漿;(6)配備必要的機動設(shè)備,一旦發(fā)生意外情況則迅速投入搶險;(7)通過預(yù)先設(shè)置的觀測點對建(構(gòu))筑物進行監(jiān)測,如果發(fā)現(xiàn)異常變形,必須立即停止施工,根據(jù)實際情況采取調(diào)整施工參數(shù)或?qū)?構(gòu))筑物進行適當處理。3盾構(gòu)通過球狀風化體地段(風化深槽)地質(zhì)剖面圖顯示本區(qū)間內(nèi)中風化巖層中有存在微風化的情況,強風化地層中存在部分中風化地層。詳勘報告認為該巖區(qū)全、強風化帶內(nèi)可能還存在未被揭露的中、微風化巖球狀風化體。盾構(gòu)施工時要采取的主要技術(shù)措施如下:(1)盾構(gòu)進入砂巖區(qū)段后,要嚴格監(jiān)測推進油缸和盾構(gòu)機姿態(tài)的突然變化及土倉壓力和出碴量的變化,如發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)進入土倉進行檢查，以判斷是否存在球狀風化體,并確定球狀風化體與刀盤的位置關(guān)系。工作步驟如圖1。(2)利用土倉內(nèi)安裝的超聲波探測系統(tǒng)時刻監(jiān)視掌子面前方的變化,提前發(fā)現(xiàn)前方的孤石,根據(jù)情況采用提前加固孤石旁地層或用沖擊鉆提前破碎的方法處理。(3)掘進過程中隨時監(jiān)測刀具和刀盤受力狀態(tài),確保其不超載并觀測刀盤是否受力不均,以防刀盤產(chǎn)生變形。(4)針對球狀風化體巖質(zhì)較硬的特點,刀具應(yīng)以盤形滾刀為主,掘進時采用高轉(zhuǎn)速將其切削成碎塊。若掘進速度相當慢或球狀風化體隨刀盤一起滾動時,應(yīng)進入土倉進行人工處理。(5)在工作面穩(wěn)定性差的情況下,進入土倉時必須建立一定的氣壓,此時應(yīng)按相應(yīng)的規(guī)程進行工作。(6)在工作面穩(wěn)定性極差的情況下,如條件允許可從地表采用注漿加固的方式進行地層加固,然后再進行處理;如條件不允許,可以應(yīng)用配備在盾構(gòu)機上的超前注漿孔對工作面進行注漿加固,然后再進行處理。4泥質(zhì)粉砂巖段掘進本標段從始發(fā)到吊出,中間多段穿越泥質(zhì)粉砂巖。粉砂巖遇水易軟化崩解。盾構(gòu)掘進時可能會在刀盤特別是刀盤的中心部位產(chǎn)生“泥餅”,當產(chǎn)生泥餅時,掘進速度急劇下降,刀盤扭矩也會上升,大大降低開挖效率,甚至無法掘進。首先,利用-盾構(gòu)機具有防止泥餅產(chǎn)生的特點如圖2所示。(1)刀盤面板與后部土倉密封隔板共同組成土倉,隔板上的中心圓餅和周圍圓環(huán)都是靜止不轉(zhuǎn)并設(shè)攪拌棒。掘進時,刀盤面板與隔板之間存在相對運動,攪拌棒可充分攪拌碴土,從而可減少在土倉中產(chǎn)生泥餅的可能。(2)中心開口率大,且中心刀可及時更換成片式刮刀,使開口率進一步增大。中心刀盤面板和中心隔板之間存在相對運動,借助于攪拌棒充分攪拌碴土,不易產(chǎn)生泥餅。(3)通過面板上的泡沫注入口,向刀盤面板和土倉中注入泡沫劑,一方面清刷刀具上糊的粘土,降低刀具溫度,也可以改善土倉內(nèi)的碴土性能,增加碴土的流塑性,防止形成泥餅,堵塞土倉及螺旋輸送機。其次,施工中采取以下技術(shù)措施:(1)在到達這種地層之前把刀盤上的中心滾刀更換為片式刮刀,進一步增加刀盤的開口率。(2)加強盾構(gòu)掘進時的地質(zhì)預(yù)測和泥土管理,特別是在粘性土中掘進時,要更加密切注意開挖面的地質(zhì)情況和刀盤的工作狀態(tài)。(3)在這種地層掘進時應(yīng)適量增加泡沫的注入量和選擇比較大的泡沫加入比例,減小碴土的粘附性,降低泥餅產(chǎn)生的機率。(4)一旦產(chǎn)生泥餅,及時采取對策,必要時采用人工處理的方式清除泥餅。(5)必要時螺旋輸送機內(nèi)也要加入泡沫,以增加碴土的流動性,利于碴土的排出。5盾構(gòu)在上軟下硬段巖層掘進在軟巖和硬巖分界處,部分區(qū)段內(nèi)堅硬巖層僅在隧道開挖面下半部分出露(半軟半硬)。本區(qū)間大部分地層均上軟下硬。盾構(gòu)在穿越上軟下硬區(qū)段時,由于上下巖層強度相差較大,盾構(gòu)容易上拋,此施工段施工重點是盾構(gòu)機的使用控制。(1)適當放慢掘進速度,使盾構(gòu)刀盤能對正面堅硬巖層進行充分破碎;(2)合理利用盾構(gòu)鉸接千斤頂,改變刀盤傾角以加強對硬巖部位的切割,提高盾構(gòu)掘進過程中的軸線控制能力;(3)調(diào)整盾構(gòu)機推進千斤頂?shù)膮^(qū)域油壓,硬巖區(qū)域推進千斤頂油壓較軟巖部位適當加大,以控制千斤頂?shù)暮狭ψ饔命c、抵消上拋力,控制好盾構(gòu)軸線位置和隧道坡度。(4)利用刀盤邊緣的擴挖刀,對下部硬巖部分適量擴挖以避免盾構(gòu)上拋。(5)如果上部太軟掘進時出現(xiàn)塌陷,則應(yīng)考慮地表注漿加固。一般情況下可以通過保持一定的土壓防止上部掌子面坍塌。6小結(jié)在廣州,地鐵施工正在大面積地推進,施工中遇到很多特殊地段,地鐵施工者特別