盾構(gòu)線路上既有建(構(gòu))筑物樁基處理技術(shù)

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)盾構(gòu)線路上既有建(構(gòu))筑物樁基處理技術(shù)盾構(gòu)線路上既有建(構(gòu))筑物樁基處理技術(shù)摘要：在城市地鐵盾構(gòu)施工中，由于盾構(gòu)線路規(guī)劃設(shè)計條件的限制，可能發(fā)生盾構(gòu)隧道范圍內(nèi)存在地下障礙物，將對盾構(gòu)隧道施工造成嚴(yán)重影響。本文針對盾構(gòu)線路上存在既有構(gòu)筑物樁基的實際情況，對樁基在帶壓作業(yè)面下處理施工方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述介紹。關(guān)鍵詞：地鐵盾構(gòu)既有（建）構(gòu)筑物樁基冷凍凍結(jié)樁基破除中圖分類號：U231+.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1前言在中國各行各業(yè)日新月異，經(jīng)濟騰飛的時代，城市基礎(chǔ)設(shè)施路網(wǎng)建設(shè)也在其中扮演一個非常重要的角色，以地下鐵道為中心的城市軌道交通建設(shè)也獲得空前發(fā)展。城市中地鐵盾構(gòu)施工過程中，經(jīng)常會遇到既有建（構(gòu)）筑物樁基等地下障礙物，極易造成盾構(gòu)機設(shè)備損壞，維修工作極為困難，對盾構(gòu)施工工期及經(jīng)濟產(chǎn)生極為不利的影響。因此，針對盾構(gòu)隧道線路上存在的樁基必須采取合理有效的處理措施，保證盾構(gòu)機順利通過，規(guī)避盾構(gòu)施工風(fēng)險。本文根據(jù)某區(qū)間盾構(gòu)穿越地道格構(gòu)柱樁基的施工特例，針對盾構(gòu)線路上既有樁基障礙物的處理方法和措施進(jìn)行分析和總結(jié)。2工程概況2.1盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計概況該區(qū)間起訖里程為：左線DK11+560.3～DK12+104.599，區(qū)間長度555.334m；右線DK11+560.3～DK12+104.768，區(qū)間長度538.542m（短鏈5.926m）。區(qū)間隧道外徑6.2m，內(nèi)徑5.5m，管片拼裝襯砌為單洞圓形隧道。盾構(gòu)機采用小松Ф6340PMX土壓平衡式盾構(gòu)機，刀盤外徑6360mm。2.2地質(zhì)概況該穿越范圍土層主要為粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂等，對盾構(gòu)施工產(chǎn)生影響的土層主要為⑦4粉砂層。而盾構(gòu)左線隧道下部約1m即為⑦4粉砂層，右線隧道已處于⑦4粉砂層中，左右線隧道下⑦4粉砂層厚度均約為10m，盾構(gòu)掘進(jìn)施工容易受到粉砂層影響。圖2-1盾構(gòu)左線隧道地質(zhì)縱斷面圖圖2-2盾構(gòu)右線隧道地質(zhì)縱斷面圖2.3五經(jīng)路地道與盾構(gòu)隧道關(guān)系建天區(qū)間里程DK11+817～DK11+843范圍為建天區(qū)間隧道、五經(jīng)路地道及地下直徑線三者重疊區(qū)域，重疊區(qū)域上部為地下直徑線，中部為五經(jīng)路地道，下部為建天區(qū)間左右線隧道。其中，五經(jīng)路地道頂板即為地下直徑線底板；盾構(gòu)左線隧道頂部距五經(jīng)路地道底板底部約1.54m，盾構(gòu)右線隧道頂部距五經(jīng)路地道底板底部約4.29m。五經(jīng)路地道施工過程中該區(qū)域共設(shè)置了5根臨時格構(gòu)柱，5根格構(gòu)柱均位于地道的新開路至大沽橋下行方向，處于盾構(gòu)雙線施工范圍內(nèi)，存在侵入盾構(gòu)隧道的風(fēng)險。通過對1#、2#、4#、5#格構(gòu)柱樁基進(jìn)行樁位確定，實際勘測的樁體位置與盾構(gòu)隧道相對關(guān)系如下:1#樁基距左線盾構(gòu)隧道0.22m;2#樁基進(jìn)入左線盾構(gòu)隧道1.02m：4#樁基全部進(jìn)入右線盾構(gòu)隧道1.37m；5#樁基距右線盾構(gòu)隧道0.62m。經(jīng)過分析，2#、5#樁基不會對盾構(gòu)隧道施工產(chǎn)生影響，僅需對1#、4#樁基進(jìn)行處理。該2根格構(gòu)柱直徑均為1m，樁長15m，格構(gòu)柱結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，灌注樁內(nèi)鋼筋為8根Φ20主筋，鋼筋籠長度為12m；格構(gòu)柱立柱為Φ400鋼管，壁厚為6mm。侵入盾構(gòu)隧道部分樁體含有鋼筋籠。圖2-4地道樁基與盾構(gòu)隧道實際關(guān)系平面圖3冷凍凍結(jié)施工3.1冷凍施工為了保證地下破除樁基的施工安全首先對地下樁體進(jìn)行凍結(jié)，再采用人工鑿除格構(gòu)柱樁的方式進(jìn)行施工。在1#、4#樁基周圍布置凍結(jié)管，每根鉆孔柱周圍布置2圈豎直凍結(jié)管，為了保證凍結(jié)體封閉、交圈，凍結(jié)管布置自上至下向樁體傾斜。凍結(jié)圈直徑：凍結(jié)體頂部內(nèi)外凍結(jié)圈直徑分別為2.6m和5.4m；凍結(jié)體底部內(nèi)外凍結(jié)圈直徑分別為2m和4m；其中，靠近地道中隔墻位置凍結(jié)管沿隔墻進(jìn)行布置，與樁基中心垂直距離約1.6m。形成的凍結(jié)范圍為分別以鉆孔柱中心為圓心，頂部直徑為6.4m，底部直徑為5m的類圓錐形；凍結(jié)深度為自地道底板底面（鉆孔樁頂面）至隧道底部外皮下約5m范圍。圖4-1凍結(jié)孔及其它鉆孔布置平面圖圖4-2凍結(jié)孔及其它鉆孔開孔布置圖縱剖面圖3.2凍結(jié)溫度場分析3.2.1計算模型（1）有限元模型參數(shù)參照人工凍土試驗結(jié)果，溫度場計算采取的模型參數(shù)如下表表4-1模型參數(shù)土層比熱kJ/(kg.℃)密度（g/cm3）含水率（%）未凍土凍土砂性粉質(zhì)粘土1.361.361.925（2）模型溫度荷載凍結(jié)計算時溫度荷載按如下方式添加：（a）土層原始溫度為18℃。（b）土的結(jié)冰溫度：-2℃。（c）設(shè)計積極凍結(jié)期間鹽水溫度下降情況如下表所示：表4-2鹽水降溫計劃時間（天）17152030溫度（℃）18-18-28-30-303.2.2數(shù)值計算結(jié)果分析依據(jù)圖紙凍結(jié)孔位置，進(jìn)行有限元溫度場分析計算，求得理想狀況下凍結(jié)30天后凍土帷幕的平均溫度和發(fā)展厚度。表4-3凍土帷幕結(jié)果凍土帷幕厚度（m）外圈孔凍結(jié)壁發(fā)展半徑（m）平均溫度（℃）開孔位置3.50.8-12終孔位置2.850.85-14圖4-4開孔位置凍結(jié)30天溫度云圖圖4-5終孔位置凍結(jié)30天溫度云圖以上溫度場計算結(jié)果表明，在理想狀態(tài)下凍結(jié)30天后凍土帷幕厚度和平均溫度可以達(dá)到設(shè)計的凍土帷幕厚度和平均溫度（開孔口位置截面半徑3.2m，終孔位置截面半徑2.5m，平均溫度－10℃），平均厚度和溫度都大于設(shè)計要求，當(dāng)前冷凍凍結(jié)方案是可行的。4格構(gòu)柱破除4.1施工準(zhǔn)備施工物資、設(shè)備：卷揚機、吊斗、鋼絲繩、風(fēng)鎬、安全網(wǎng)。卷揚機吊裝能力設(shè)計為5t以上，采用三角支架支撐，卷揚機中心安裝在靠地道隔墻一側(cè)。在洞體內(nèi)設(shè)置一道可拆卸安全網(wǎng)。鋼護筒加工時在內(nèi)壁設(shè)置掛鉤，安全網(wǎng)與鋼護筒內(nèi)壁掛鉤連接，可方便拆卸安裝。4.2樁體破除采用人工逐層破除鉆孔樁鋼筋、混凝土，直至將鉆孔樁侵入隧道內(nèi)部分全部清除，破除深度為五經(jīng)路地道底板底面以下約11m。每步深度為1m，采用風(fēng)鎬破除，先破核心部分然后再破四周部分，減少凍結(jié)體直接暴露的時間。破除直徑為1.5-1.6m，保證鋼護筒能順利拼裝即可。4.3鋼護筒安裝1）設(shè)計采用1.4m直徑鋼管制作護筒，護筒每節(jié)長度為1m，壁厚為t=3mm，一般情況下均使用1m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，為了防止意外的發(fā)生，現(xiàn)場備用0.3m，0.5m各一節(jié)。2）每節(jié)鋼護筒分為4塊，分為1號塊、2號塊（2個）和3號塊，每塊均帶有吊點，便于進(jìn)行吊裝及懸掛安全網(wǎng)。鋼護筒采用內(nèi)法蘭連接，采用M20螺栓連接，并在鋼護筒1號塊內(nèi)側(cè)同一位置用方鋼管預(yù)先焊接一道爬梯。3）鋼護筒每塊均沿內(nèi)壁設(shè)置縱向肋板、橫向肋板各一道，提高護筒自身強度。肋板采用5mm厚鋼板制作，寬度與法蘭盤相同，與鋼護筒焊接連接。4）人工每破除1m，立即將護筒利用卷揚機下放到位。護筒外與凍結(jié)壁之間采用棉被填充，作為保溫材料。4.4鋼護筒的拆除與回填1）鉆孔樁鑿除至設(shè)計位置時，可拆除護筒，拆除順序為自下而上依次進(jìn)行，每拆除一節(jié)或兩節(jié)進(jìn)行一次回填。2）回填采用粘土，每步回填不得高于鋼護筒拆卸深度。5結(jié)束語城市地鐵盾構(gòu)施工過程中地下情況相對復(fù)雜，前期線路設(shè)計中易于忽略沿線建（構(gòu)）筑物既有或殘留樁基，使盾構(gòu)施工中障礙物侵入盾構(gòu)隧道，造成盾構(gòu)機機械設(shè)備損壞以至于無法繼續(xù)施工，對整個工程產(chǎn)生重大影響。本文針對既有地道施工樁基侵入盾構(gòu)隧道的特例，通過對施工方案進(jìn)行比選確定，采用了凍結(jié)法破除的方法進(jìn)行障礙物排除