盾構(gòu)接收端頭加固情況說明與處理措施

..目錄一、工程概況21.1設(shè)計概況21.2水文地質(zhì)2二、端頭加固32.1設(shè)計情況32.2目前加固施工情況說明42.3降水情況說明6三、補救措施63.1降水井63.2洞門水平注漿73.3效果檢測9四、盾構(gòu)接收期間相關(guān)技術(shù)保措施94.1接收準(zhǔn)備工作94.2接收技術(shù)措施9五、盾構(gòu)接收期間應(yīng)急措施115.1事故描述115.2事故應(yīng)急處理的工作組織115.3事故應(yīng)急處理方案12六、接收期間盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)126.1接收端概況126.2加固區(qū)掘進(jìn)126.3抵達(dá)連續(xù)墻,清倉封環(huán)136.4切削連續(xù)墻掘進(jìn)146.5托架空推、洞門密封、管片拉緊14盾構(gòu)接收端頭加固情況說明及處理措施一、工程概況1.1設(shè)計概況區(qū)間左線設(shè)計起止里程為ZSK21+375.116～ZSK22+101.871,短鏈0.570m,長度約為726.185m；右線設(shè)計起止里程為YSK21+375.116～YSK22+101.871,長度約為726.755m。整個區(qū)間覆土厚度為10.489～15.216m。區(qū)間設(shè)置有一處聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房,其中心里程為YSK21+808.980〔ZSK21+809.050,采用礦山法施工。管片外徑6m,內(nèi)徑5.4m,環(huán)寬1.5m,轉(zhuǎn)彎環(huán)最大楔形量38mm,錯縫拼裝。接收出洞環(huán)為486環(huán)。接收端采用三重管Φ800@600旋噴樁加固,加固區(qū)長9米,里程YSK22+92.071～YSK22+101.071。車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻,厚800mm,里程為YSK22+101.071～YSK22+101.871。地連墻迎土面鋼筋為玻璃纖維筋,背土面為普通鋼筋。盾構(gòu)機(jī)刀盤抵達(dá)連續(xù)墻時,刀盤直接切削玻璃纖維筋通過,背土面的普通鋼筋采用人工割除。車站側(cè)墻厚800mm,外側(cè)里程YSK22+101.871。洞門里程YSK22+102.671,洞門直徑6.5m。接收時盾構(gòu)隧道線型為直線,坡度為2‰的下坡。接收端盾構(gòu)隧道埋深10.8m,穿越地層為上部粉質(zhì)粘土=2\*GB3②2-2層、中部粉土③1層、底部粉細(xì)砂④1-1層。1.2水文地質(zhì)**場地內(nèi)有兩層地下水：第一層地下水為上層滯水；第二層地下水為第四系松散巖類孔隙水,具承壓性。第一層地下水主要賦存于素填土①2中,屬上層滯水,該層地下水水量貧乏,主要由大氣降雨及生活廢水補給,主要通過大氣蒸發(fā)方式排泄,水位埋深與填土層的厚度有關(guān),無統(tǒng)一水位。第二層地下水主要賦存于圓礫、卵石及砂土層中,屬松散巖類孔隙水,水量豐富,在豐水期主要為邕江水向地下水補給,而在枯水期地下水向邕江排泄。初見水位埋深為10.00～16.60m,標(biāo)高為59.70～66.56m,穩(wěn)定水位埋深為9.00～11.70m,標(biāo)高為64.64～67.06m。二、端頭加固2.1設(shè)計情況**小里程盾構(gòu)接收井盾構(gòu)隧道位于粉土層,考慮加固范圍施工場地、周邊管線遷改以及交通疏解等原因,采用旋噴樁進(jìn)行加固。為確保加固后土體有良好的密實性、完整性、自立性、止水性。鑿除洞門前需抽芯檢測加固效果,砂層、圓礫層其注漿固結(jié)體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于0.5MPa,淤泥質(zhì)土層大于0.3MPa,最大不超過10MPa,同時檢測加固體加固效果應(yīng)均勻,不出現(xiàn)較大的松散未注漿區(qū)域；加固體滲透系數(shù)應(yīng)小于0.1m/d,不滿足設(shè)計要求時,需對加固體進(jìn)行注漿或其他補救措施。表2-1端頭加固統(tǒng)計表位置盾構(gòu)形式地層分布加固方案**小里程端左線盾構(gòu)接收地層分布從上到下依次為素填土層①2、硬塑狀態(tài)粘土層②2-1、硬塑狀態(tài)粉質(zhì)粘土層②2-2、粉土層③1、中砂層④2-1、圓礫層⑤1-1、卵石層⑤1-2、泥巖層⑦1-2、⑦1-3等,洞門位置主要位于粉土層③1。Φ800@650三管旋噴樁〔外圍三排進(jìn)入圓礫層底部+Φ850@600mm三管旋噴樁〔內(nèi)排進(jìn)入隧道下方4.5m右線地層分布從上到下依次為素填土層①2、硬塑狀態(tài)粘土層②2-1、硬塑狀態(tài)粉質(zhì)粘土層②2-2、粉土層③1、粉〔細(xì)砂層④1-1、中砂層④2-1、圓礫層⑤1-1、泥巖層⑦1-2等,洞門位置主要位于粉土層③1及粉〔細(xì)砂層④1-1。端頭加固地層必須經(jīng)驗收且達(dá)到設(shè)計要求后方能進(jìn)行下道工序〔即盾構(gòu)接收井開鑿洞門等以確保施工安全。圖2-1加固平面布置圖圖2-2加固剖面布置圖2.2目前加固施工情況說明目前右線三重管旋噴樁施工已按照設(shè)計要求全部施工完成,水泥摻量、鉆孔深度、提升速度、水泥漿比重均能滿足設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求,結(jié)合3月23日～3月24日現(xiàn)場取芯情況分析,目前三重管旋噴樁在粉土層的加固效果較為理想,但在粉細(xì)砂層效果未達(dá)到預(yù)期值,分析認(rèn)為跟粉細(xì)砂層地下水流速存在一定關(guān)系。圖2-3現(xiàn)場取芯情況圖2-4監(jiān)理旁站右線三管旋噴樁施工完成后,項目部按照設(shè)計要求及時在洞門位置進(jìn)行水平探孔,深度6m,孔位布置如下：圖2-5孔位布置圖水平探孔發(fā)現(xiàn)1、2、3、5號孔均正常,無流水流砂現(xiàn)象,且水平取芯效果良好,但在鉆4號孔過程中發(fā)現(xiàn)有流水流砂現(xiàn)象,因當(dāng)時左線旋噴樁正在施工,初步認(rèn)為旋噴加固對粉細(xì)砂層存在一定影響,因此在旋噴樁施工停止6小時以后再次打孔,仍有流水、流砂現(xiàn)象,但壓力減小,因此我項目部初步分析認(rèn)為XX市粉細(xì)砂地層可能存在流動水且流速較大,對加固施工影響較大,造成在該地層加固效果不理想的情況。圖2-6水平探孔圖2-7無流水流砂圖2-8芯樣完整圖2-9深度滿足設(shè)計要求圖2-104號孔流水、流砂同時為了確定粉細(xì)砂層厚度,現(xiàn)場從洞門中心開始向下布設(shè)水平孔,間距1米,觀察水平孔情況,最終確定洞門范圍內(nèi)粉細(xì)砂層厚度約為1米。2.3降水情況說明在加固質(zhì)量不能保證盾構(gòu)安全出洞的情況下,降水井的施工必須抓緊進(jìn)行,依照南湖站大里程始發(fā)端頭降水井成功經(jīng)驗,我項目部決定在**小里程接收端頭采用同樣型號降水井,即成孔直徑1m,下方550mm鋼筋籠,鋼筋籠采用雙層60目密目網(wǎng)以保證砂層過濾,在鋼筋籠下放完成后均勻填充5～8mm左右豆石濾料。降水井施工于4月9日完成,完成后立即進(jìn)行降水,經(jīng)12小時抽水觀測,水位穩(wěn)定在14.3m,達(dá)不到水位降至隧道底以下1m的要求,同時經(jīng)檢測,水體含砂率為0.75%,含砂率較高,對周圍建筑為存在潛在影響。針對該問題,我項目部在原井管內(nèi)下放300mmPVC井管,同時井管外包80目密目網(wǎng)兩層,在下放過程中發(fā)現(xiàn)1號井下部已被流沙填實,深度約為12米,該井廢棄。三、補救措施3.1降水井在目前情況下,為保證粉細(xì)砂層的加固效果,只有采取措施降低粉細(xì)砂層的含水率及承壓水頭,因此我項目部決定在加固區(qū)邊緣重新補打2口降水井及時進(jìn)行降水,對原加固區(qū)可能存在的縫隙水進(jìn)行疏干,同時降低承壓水頭,提高洞門水平注漿的效果：新增2口降水井采用功率7.5kW,出入量50m3的水泵,同時,我項目部對鋼筋籠降水井進(jìn)行了改進(jìn),對鋼筋籠骨架進(jìn)行了加強(qiáng),同時為減少地下土體流失,縮小了密目網(wǎng)的孔徑,采用80目密目網(wǎng)。圖3-1鋼筋籠降水井設(shè)計圖3.2洞門水平注漿3.2.1洞門鋼花管注漿對洞門下部進(jìn)行鋼花管水平注漿,采用水泥-水玻璃雙液漿,水泥標(biāo)號PO42.5,水玻璃波美度35°～40°,水泥漿的水灰比為1：1,水玻璃稀釋比例按照體積比水玻璃：水=1：1,水泥漿與水玻璃比例按照體積比1:1。最初注漿可按此配比注漿,可現(xiàn)場調(diào)整水玻璃與水的比例,控制初凝時間控制在20～30s,能夠有效降低粉細(xì)砂層的滲透系數(shù)。開孔采用ZM15型電鉆。注漿泵采用QZB-50/6型氣動注漿泵注漿壓力0.2～0.3mpa,圖3-3鋼花管水平注漿示意圖3.2.2洞門前進(jìn)式注漿為了保證盾構(gòu)接收安全,在采取了洞門鋼花管注漿后我項目部又聯(lián)系了專業(yè)隊伍對洞門下部的粉細(xì)砂層進(jìn)行前進(jìn)式注漿,孔位布置如下：圖3-4前進(jìn)式水平注漿示意圖開孔采用KS500型輕便金剛石取芯器在連續(xù)墻上取芯鉆孔,鋼筋和混凝土一次性取出,孔徑100mm,斜角8～9°,在孔口管內(nèi)采用潛孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔,鉆孔直徑90mm,鉆進(jìn)長度6米。鉆孔時左右對稱、從上部向下部進(jìn)行,同時要保證鄰近區(qū)域在縱向上要錯開施工。鉆孔結(jié)束后在孔內(nèi)布設(shè)4根?20mmPVC注漿管,長度分別為1.5m、3m、4.5m、6m,按注漿管深度由淺入深逐個進(jìn)行注漿,注漿材料采用水泥漿+化學(xué)漿液,水泥采用PO42.5袋裝水泥。3.3效果檢測在洞門鋼花管注漿施工完成后,我項目部對洞門底部加固區(qū)域采用水平探孔的方式進(jìn)行了效果檢測,鉆進(jìn)尺度約5米,未見流水流沙現(xiàn)象,芯樣完整。圖3-5鋼花管水平注漿效果檢測四、盾構(gòu)接收期間相關(guān)技術(shù)保措施4.1接收準(zhǔn)備工作在盾構(gòu)進(jìn)入加固區(qū)前,確保洞門水平探孔無流水流沙等異?，F(xiàn)象,應(yīng)急物資準(zhǔn)備充分并擺放在制定區(qū)域,接收托架加固情況良好,盾構(gòu)機(jī)工作情況良好,并根據(jù)接收節(jié)點驗收條件逐項進(jìn)行檢查落實,確保出洞安全。4.2接收技術(shù)措施1、工藝流程見下頁2、接收托架安裝與固定根據(jù)洞門測量結(jié)果安裝托架,托架四周采用型鋼支撐。3、洞門密封橡膠簾布、折頁壓板的安裝完成洞口密封壓板、橡膠簾布及鋼絲繩倒鏈緊固裝置的安裝。洞門密封、管片拉結(jié)洞門密封、管片拉結(jié)、盾構(gòu)機(jī)切削連續(xù)墻接收托架的安裝與固定洞門密封橡膠簾布、折頁壓板的安裝掘進(jìn)參數(shù)的調(diào)整掘進(jìn)方向的控制貫通后上接收托架人工割除表層鋼筋,清渣盾構(gòu)抵連續(xù)墻、出空土倉盾尾后二次注漿封環(huán)圖4-1盾構(gòu)接收工藝流程圖圖4-2盾構(gòu)接收時壓板密封圖4、接收端掘進(jìn)參數(shù)調(diào)整接收前50m調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài),垂直姿態(tài)+25～+30mm,防止出洞時栽頭,水平姿態(tài)控制±5mm。仰角允許偏差控制在2mm/m以內(nèi),避免出現(xiàn)俯角姿態(tài)。盾構(gòu)機(jī)到達(dá)端頭墻30m時,選擇合理的掘進(jìn)參數(shù),逐漸放慢掘進(jìn)速度,掘進(jìn)速度控制在30mm/min左右。5、土倉清空、注漿封環(huán)刀盤抵達(dá)連續(xù)墻時〔扭矩明顯增加,停機(jī)出空土倉,在盾尾進(jìn)行二次注漿封環(huán),并通過前盾徑向孔注入聚氨酯進(jìn)行徑向封環(huán),具體注漿參附后。6、盾構(gòu)切削連續(xù)墻盾構(gòu)機(jī)出土清倉、二次注漿封環(huán)、洞門鑿除均完成后,盾構(gòu)機(jī)開始切削連續(xù)墻,具體推進(jìn)參數(shù)附后。7、人工割除鋼筋刀盤將連續(xù)墻砼即將磨穿時,停機(jī)人工割除連續(xù)墻外側(cè)鋼筋,為盾構(gòu)機(jī)上托架準(zhǔn)備。8、洞門密封盾構(gòu)機(jī)上托架后,盾尾脫離橡膠簾布前,停止推進(jìn),進(jìn)行洞門密封,具體參數(shù)附后。9、管片拉結(jié)管片拉緊采用槽鋼制作,通過螺栓將槽鋼與管片吊裝孔固定牢固,采用6m槽鋼拉緊482-486環(huán)管片。盾體上托架后,盾殼焊接牛腿,管片拉結(jié)前,里用千斤頂頂推盾構(gòu)機(jī),保證盾構(gòu)機(jī)對管片的推力不釋放。五、盾構(gòu)接收期間應(yīng)急措施5.1事故描述盾構(gòu)進(jìn)洞施工時,因施工場地的水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件,以及區(qū)間隧道到達(dá)土體的加固質(zhì)量的影響,在盾構(gòu)接收時有可能出現(xiàn)以下情況：盾構(gòu)進(jìn)洞區(qū)域的加固土體,與地下連續(xù)墻墻未能很好的咬合,有些部位出現(xiàn)間隙,洞圈內(nèi)出現(xiàn)流水、流砂現(xiàn)象,造成土體失穩(wěn),地面塌陷。5.2事故應(yīng)急處理的工作組織〔1事故發(fā)生時,由組長或副組長立即向上級機(jī)關(guān)、甲方、監(jiān)理單位電話報告事故發(fā)生情況?！?事故發(fā)生后,應(yīng)急小組人員全部在第一時間趕到事故現(xiàn)場,按照任務(wù)劃分各司其責(zé),將事故的損失和影響減小到最小程度?！?首先報告有關(guān)部門對事故現(xiàn)場實施封閉,作好治安保衛(wèi)工作,杜絕無關(guān)人員進(jìn)入事故現(xiàn)場,防止出現(xiàn)人員傷亡?！步M織機(jī)構(gòu)及分工見附表5.3事故應(yīng)急處理方案如果盾構(gòu)接收過程中洞門出現(xiàn)大量滲水、流泥現(xiàn)象,采取以下措施處理：〔1事先預(yù)留部分注漿孔,一旦出現(xiàn)涌漏,可立即從預(yù)注漿孔注入雙液漿或聚氨酯進(jìn)行封堵；〔2在現(xiàn)場準(zhǔn)備好木楔子、面紗、快干水泥、沙袋、鋼板、電焊機(jī)等應(yīng)急物資設(shè)備,一旦發(fā)生涌水涌沙,可及時采用面紗塞堵,木楔子包面紗塞堵,快硬水泥封堵,沙袋堆壓封堵,焊鋼板封堵；〔3同時,加強(qiáng)地面沉降監(jiān)測和隧道內(nèi)的拱頂沉降,及時匯報到領(lǐng)導(dǎo)并告知土建工程師和盾構(gòu)機(jī)司機(jī),以便發(fā)現(xiàn)問題及時處理。〔4及時從前盾的徑向孔注入聚氨酯封水,從近洞門處的管片注漿孔打入雙液漿打環(huán)箍封水,從盾尾注雙液漿封環(huán)封堵盾尾后來水來砂?！?若洞門處涌水涌沙量較大,先迅速將整個洞門封堵死,以控制風(fēng)險,然后再施打降水井或采取其他措施化解風(fēng)險；〔6以上措施也難以控制的涌水涌沙情況時,則可采取水中接收方案。六、接收期間盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)6.1接收端概況表6-1接收端概況序號項目說明1端頭加固接收端采用三重管Φ800@600旋噴樁加固,加固區(qū)長9米,里程YSK22+101.071～YSK22+101.871。2維護(hù)結(jié)構(gòu)車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻,厚800mm,里程為YSK22+101.071～YSK22+101.871。地連墻迎土面鋼筋為玻璃纖維筋,背土面為普通鋼筋。3接收洞門洞門里程YSK22+102.671,洞門直徑6.5m。4接收線形接收時盾構(gòu)隧道線型為直線,坡度為2‰的下坡。5工程地質(zhì)接收端盾構(gòu)隧道埋深10.8m,穿越地層為上部粉質(zhì)粘土=2\*GB3②2-2層、中部粉土③1層、底部粉細(xì)砂④1-1層。6.2加固區(qū)掘進(jìn)474環(huán)拼裝完成后,油缸行程300mm時,刀盤抵達(dá)加固區(qū)。圖6-1盾構(gòu)機(jī)刀盤抵達(dá)加固區(qū)〔474拼裝完成后掘進(jìn)475環(huán)時,土倉上部土壓控制在1.0～1.1Bar,接下來加固區(qū)的內(nèi)的5環(huán)土壓逐步降低,到479環(huán)時,上部土壓降至0.2Bar。475環(huán)～477環(huán)時總推力控制在8000kN之內(nèi),478～479環(huán)時,總推力控制在5000kN之內(nèi)。嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度,掘進(jìn)速度控制在5～15mm/min之間。密切關(guān)注盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度和推進(jìn)壓力以及掘進(jìn)出土情況,有異常情況立即停止掘進(jìn)反饋。盾構(gòu)機(jī)出洞姿態(tài)根據(jù)洞門測量情況實際調(diào)整,保證每環(huán)同步注漿6m3。6.3抵達(dá)連續(xù)墻,清倉封環(huán)480環(huán)拼裝完成后,油缸行程300mm時〔此時刀盤扭矩明顯增大刀盤抵達(dá)連續(xù)墻,停止掘進(jìn)。圖6-2盾構(gòu)機(jī)刀盤抵達(dá)連續(xù)墻〔480環(huán)拼裝完成后停止掘進(jìn)后,475環(huán)～476環(huán)進(jìn)行二次注漿封環(huán),6個吊裝孔全部注漿,主要注下部3個孔位。封環(huán)采用水泥-水玻璃雙液漿,水泥標(biāo)號PO42.5,水玻璃波美度35°～40°。水泥