泥水盾構(gòu)“接長補(bǔ)短”接收輔助工法關(guān)鍵技術(shù)研究

1、Word文檔 泥水盾構(gòu)“接長補(bǔ)短”接收輔助工法關(guān)鍵技術(shù)研究 1 盾構(gòu)接收端頭加固狀況 區(qū)間接收端頭加固采納0.6m厚素混凝土地下連續(xù)墻+地面袖閥管注漿加固，素地下連續(xù)墻需穿過透水層進(jìn)入不透水層2m。由于接收端頭管線限制，加固區(qū)長度僅為9m(包括素連墻厚度)，加固深度為盾構(gòu)機(jī)以下3m。加固后的土體，應(yīng)有良好的勻稱性、獨立性、止水性。 盾構(gòu)接收端頭加固尺寸詳細(xì)如圖1所示。 2 采納常規(guī)接收方案的風(fēng)險分析 依據(jù)接收端頭所處的地層水文狀況及周邊建構(gòu)筑物和管線狀況，若不實行任何幫助手段，只應(yīng)用常規(guī)接收方法，將會存在以下較大風(fēng)險: 1)區(qū)間采納海瑞克S-858泥水平衡盾構(gòu)機(jī)施工，盾構(gòu)機(jī)主機(jī)長度達(dá)9.7m，

2、而加固體的長度僅有9.0m，主機(jī)長度超過加固體長度0.7m，加固體不能有效包裹整個盾構(gòu)機(jī)，素連續(xù)墻處的形成的140mm環(huán)縫未得到有效封堵，盾構(gòu)機(jī)刀盤出洞時涌水涌砂風(fēng)險極大; 2)接收端頭地下水豐富，若素連續(xù)墻處的環(huán)縫未得到有效封堵，在接收端頭內(nèi)進(jìn)行降水，則有可能造成周邊老舊建筑物及DN1400mm給水管發(fā)生不勻稱沉降; 3)泥水盾構(gòu)機(jī)在接收端掘進(jìn)時須泥水保壓掘進(jìn)，若開啟端頭內(nèi)的降水井則有可能導(dǎo)致泥水倉泄壓，掌子面失衡、地面垮塌; 4)接收端上部存在1.5m2.0m厚的粉細(xì)砂層及與隧道重疊的地下人防，若掌握不當(dāng)，粉細(xì)砂流失，導(dǎo)致地面及地下管線沉降過大、地面坍塌; 5)若接收端加固及止水得不到有效

3、掌握，在進(jìn)行洞門結(jié)構(gòu)施工時存在較大風(fēng)險。 3 接長補(bǔ)短接收幫助工法的應(yīng)用 為有效掌握上述盾構(gòu)接收風(fēng)險，確保盾構(gòu)接收平安、順當(dāng)實施，本區(qū)間盾構(gòu)接收采納接長補(bǔ)短幫助工法，利用加設(shè)的短套筒來掌握應(yīng)對上述接收風(fēng)險，確保盾構(gòu)接收平安、順當(dāng)出洞，接長補(bǔ)短接收幫助工法的使用如下所述。 3.1 接收端頭素連續(xù)墻施工縫止水處理 接長補(bǔ)短接收幫助工法需保證接收端頭外包素連墻的止水效果，在素連墻施工縫外側(cè)處采納袖閥管注漿加固，并在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入加固區(qū)前進(jìn)行素連墻止水效果的檢查驗證。 3.2 接收端頭降水井布置 接收端頭布置降水井共4口，分別為1號4號降水井。本次降水井施工位置確定是依據(jù)素墻施工中可能存在漏水點及盾構(gòu)機(jī)穿

4、越第一道素墻時形成的漏水環(huán)來進(jìn)行定位的。 1號降水井直徑800mm(2號，3號降水井直徑600mm內(nèi)管直徑300mm，4號降水井直徑300mm內(nèi)管直徑200mm)，深22m;1號降水井為圍閉區(qū)內(nèi)主降水井，2號觀看井可兼做降水井;3號，4號降水井為防止盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入加固區(qū)泥漿循環(huán)引起1號，2號降水井無法正常工作，而后施作的備用降水井。 圖2中1號，2號降水孔在盾構(gòu)進(jìn)入接收端頭之前進(jìn)行施工，在素連墻施工縫止水處理完畢后啟動1號降水井，通過2號降水井及洞門水平探孔檢測素連墻整體止水效果，經(jīng)檢測，止水效果較好;為防止泥水盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入接收端頭后，泥漿堵塞1號，2號降水井，待盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入接收端頭且刀盤頂?shù)蕉撮T連續(xù)

5、墻后再施工3號，4號降水井。 3.3 接長補(bǔ)短接收幫助工法的使用 3.3.1 幫助工法接收原理 通過在洞門環(huán)板前端增加短套筒和封板來延長盾構(gòu)機(jī)接收長度，使盾構(gòu)機(jī)接收位置向前移，再結(jié)合砂漿的填充，使接收端墻和回填砂漿形成標(biāo)準(zhǔn)的圓形，從而大大降低了盾構(gòu)機(jī)盾殼與接收端墻之間的間隙，有效的阻擋了外部水土的通過。 3.3.2 短套筒的設(shè)計 短套筒分為筒體和端頭封板兩部分。筒體前后端設(shè)法蘭，筒體及法蘭采納厚度16mm鋼板制作，整圈均分為3塊加工，法蘭上共設(shè)120個螺栓孔，采納8.8級M20螺栓與洞門預(yù)埋環(huán)板及端頭封板相連。兩法蘭之間在筒體背部加肋板。端頭封板采納厚度20mm鋼板制作，分上下兩塊加工，設(shè)螺栓

6、孔與筒體相連，如圖3所示。 3.3.3 洞門鋼筋割除 盾構(gòu)接收洞門連續(xù)墻迎土面為玻璃纖維筋，被土面為一般鋼筋，為確保盾構(gòu)機(jī)切削洞門連續(xù)墻的順當(dāng)，在密閉短套筒安裝前將洞門被土面的一般鋼筋全部割除。 3.3.4 密閉短套筒安裝及加固 為了延長盾構(gòu)加固體的長度，防止盾構(gòu)機(jī)在接收時泥土、地下水從盾體與素連墻處形成的環(huán)形間隙流失，以及盾尾背襯注漿漿液的流失，在接收洞門處安裝密閉的短套筒，短套筒鋼板厚度32mm、長400mm，成環(huán)形布置;安裝前先在鋼套筒頂部開2個300mm預(yù)留孔(一個作為回灌進(jìn)料口、一個作為排氣口)，底部預(yù)留一個帶閘閥的排水口。 預(yù)埋鋼環(huán)安裝螺栓:為了把鋼套筒堅固的固定在洞門鋼環(huán)上，在安

7、裝鋼套筒前先在鋼環(huán)上安裝高強(qiáng)螺栓，型號M30(8.8級)，長度10cm。通過螺栓將鋼套筒固定在洞門環(huán)板上，并通過鋼板封堵鋼套筒使套筒與洞門形成一個密閉空間，再通過數(shù)道工字鋼對短套筒端部封板進(jìn)行支撐加固，確保能夠為盾構(gòu)出洞掘進(jìn)供應(yīng)足夠的反力。安裝實物見圖4。 在反力支撐安裝前，先在圓形封板上平均分布3根300mm的工字鋼，增加反力支撐的受力面積。 3.3.5 密閉短套筒砂漿回灌 通過鋼板封堵鋼套筒使套筒與洞門形成一個密閉空間，利用天泵通過預(yù)留的進(jìn)料口在其內(nèi)填充M10砂漿延長隧道長度，總計填充48.4m3砂漿，要求初凝時間掌握在3h以內(nèi)，12h強(qiáng)度不低于3MPa。 3.4 接收端素連墻處環(huán)向漏水通

8、道封堵處理 1)在盾構(gòu)機(jī)穿過素連墻進(jìn)入加固體內(nèi)，刀盤開頭切削洞門連續(xù)墻時(即盾尾仍在素連墻外約70cm時)至盾尾全部通過素連墻段的掘進(jìn)，加強(qiáng)同步注漿，增大注入量，同時優(yōu)化同步注漿協(xié)作比，在注漿壓力不大于2.8bar的條件下，注入量不加以約束，直至外部空間填充飽滿為止。 2)待盾構(gòu)機(jī)刀盤掘進(jìn)至距短套筒封板20cm時暫停掘進(jìn)，通過素連墻兩側(cè)第964環(huán)和第965環(huán)的吊裝孔對環(huán)向漏水通道進(jìn)行二次注漿封堵，二次注漿壓力掌握在3.5bar以內(nèi)。二次注漿主要采納水泥漿和水玻璃組成的雙液漿通過吊裝孔進(jìn)行管片背后填充(吊裝孔上安裝帶球閥的注漿頭)，漿液配比1:1，注漿主要以壓力掌握為主。盾構(gòu)機(jī)停機(jī)位及二次注漿如

9、圖5所示。 3)為避開二次注漿漿液將盾尾及盾體粘連住，在進(jìn)行二次注漿前通過盾體的徑向注漿孔注入泥漿，使泥漿包裹盾體。 3.5 素連墻處環(huán)向漏水通道封堵效果檢測 1)環(huán)向漏水通道二次封堵完成后，待其達(dá)到初凝強(qiáng)度后，進(jìn)行接收端頭內(nèi)3號，4號降水井的施工，并啟動降水，將接收端頭內(nèi)的地下水進(jìn)行疏干。 2)疏干排水的同時將盾構(gòu)機(jī)倉內(nèi)泥漿排空，并觀看氣墊倉液位變化，待液位降至底部時，關(guān)閉3號，4號降水井，再觀看氣墊倉內(nèi)液位變化，若液位未上升，則初步推斷環(huán)向漏水通道封堵勝利。 3)在初步推斷的基礎(chǔ)上，再在密閉短套筒下部開設(shè)水平探孔，將探孔打穿至開挖倉，如若水平探孔無水流出，則進(jìn)一步驗證了環(huán)向漏水通道封堵勝利

10、。 3.6 密閉短套筒封板及支撐的拆除 在素墻環(huán)向漏水通道封堵勝利及接收端頭內(nèi)水位降至洞門底以下后，開頭進(jìn)行密閉短套筒支撐及封板的拆除作業(yè)，待封板拆除后將短套筒內(nèi)剩余的20cm厚砂漿進(jìn)行人工鑿除并清理潔凈，再將盾構(gòu)機(jī)推動上接收托架，完成盾構(gòu)接收作業(yè)。 4 短套筒密閉接收實施過程中的留意事項 1)盾構(gòu)機(jī)接收前100m需進(jìn)行包括聯(lián)系測量在內(nèi)的洞內(nèi)導(dǎo)線復(fù)測，對盾構(gòu)機(jī)姿勢進(jìn)行人工復(fù)核，確保盾構(gòu)機(jī)出洞時盡量位于洞門中心，避開盾構(gòu)機(jī)偏差過大將短套筒頂開裂。 2)短套筒與洞門環(huán)板連接處的縫隙應(yīng)進(jìn)行填充處理，避開砂漿回填時漏漿。 3)盾構(gòu)機(jī)在完成洞門連續(xù)墻切削進(jìn)入短套筒時應(yīng)嚴(yán)格掌握盾構(gòu)總推力、掘進(jìn)速度及刀盤轉(zhuǎn)

11、速(本項目選用總推力500t，掘進(jìn)速度3mm/min，刀盤轉(zhuǎn)速1.0r/min)，洞門處應(yīng)有專人觀看短套筒的變形，如有特別準(zhǔn)時通知盾構(gòu)機(jī)操作人員馬上停機(jī)處理。 4)在進(jìn)行密閉短套筒支撐及封堵拆除前應(yīng)采納多方式驗證素連墻處環(huán)向漏水通道封堵效果及接收端頭內(nèi)地下水疏干狀況，確保萬無一失。 5)待盾構(gòu)機(jī)刀盤露出洞門后，通過對刀盤中心的測量確認(rèn)后再進(jìn)行接收托架的精確定位及加固固定。 6)在進(jìn)行素連墻處環(huán)向漏水通道同步注漿及二次注漿前應(yīng)對漿液進(jìn)行試配試驗，精確把握漿液的凝聚時間，把握好盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的時機(jī)，使其既能有效封堵漏水通道又不能將盾構(gòu)機(jī)固結(jié)死。 7)在盾構(gòu)機(jī)順當(dāng)接收后，在洞門處采納砌磚的方式將管片與洞門之間的間隙封堵，并進(jìn)行最終6環(huán)(加固體內(nèi))管片的背后二次注漿封堵，確保洞門的止水效果。 5 結(jié)語 本區(qū)間接收端頭由于客觀緣由造成接收端頭加固體長度不足，導(dǎo)致盾構(gòu)接收不能根據(jù)常規(guī)接收方法處理，依據(jù)現(xiàn)場實際狀況，以接長補(bǔ)短的指導(dǎo)思路，雖然外接了40