杭州地鐵隧道盾構(gòu)出洞加固設(shè)計(jì)

杭州地鐵隧道盾構(gòu)出洞加固設(shè)計(jì)

0進(jìn)出洞土體加固由于結(jié)構(gòu)通常在車站端部交付的車站端頭結(jié)構(gòu)，因此有必要打破車站端墻結(jié)構(gòu)在車站端段爆炸的防護(hù)結(jié)構(gòu)。如果坍塌時(shí)土壤的自穩(wěn)性不足，端頭土壤的穩(wěn)定性容易喪失，并且容易發(fā)生溢流等事故。因此，通常有必要在坍塌前加固車站端的土層。同樣道理,為了盾構(gòu)出洞安全也需對(duì)出洞區(qū)域車站端頭的洞口土體進(jìn)行加固。文獻(xiàn)介紹了武漢軌道交通二號(hào)線一期工程盾構(gòu)進(jìn)出洞土層加固方案,文獻(xiàn)介紹了上海某地鐵盾構(gòu)隧道進(jìn)出洞地基加固處理技術(shù)。文獻(xiàn)通過(guò)南京地鐵許府巷站—玄武門(mén)站區(qū)間盾構(gòu)隧道的施工,詳盡地介紹了土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的進(jìn)出洞施工技術(shù)和盾構(gòu)機(jī)調(diào)頭技術(shù)、進(jìn)出洞端頭土體加固方案的選擇及始發(fā)與到達(dá)掘進(jìn)的施工流程及施工難點(diǎn)控制。文獻(xiàn)針對(duì)深圳地鐵富水、含砂土層中端頭水平深孔注雙液漿加固問(wèn)題,實(shí)踐表明該地層條件下采用水平深孔注漿可以滿足盾構(gòu)安全始發(fā)的要求,特別是在地面條件不具備的情況下,具有較好的推廣價(jià)值。根據(jù)不同的地質(zhì)條件有不同的土體加固方法,比如:高壓旋噴樁、深層水泥攪拌樁、袖閥管注漿、凍結(jié)(水平和垂直)、SMW工法、井點(diǎn)降水等,設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)車站端頭具體的工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件,選擇一種或者多種洞口加固措施,確保施工的安全、進(jìn)度、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。本文主要介紹杭州地鐵4號(hào)線東冠路站—堅(jiān)塔路站區(qū)間隧道盾構(gòu)進(jìn)出洞加固設(shè)計(jì),供今后類似工程參考。1地下水的來(lái)水趨勢(shì)杭州地鐵4號(hào)線東冠路站—堅(jiān)塔路站區(qū)間為單圓盾構(gòu)區(qū)間,隧道設(shè)計(jì)起止里程為:左線K2+765.735~K3+500.106,長(zhǎng)鏈1.781,區(qū)間全長(zhǎng)為736.152m;右線K2+765.735~K3+500.106,區(qū)間全長(zhǎng)為734.371m。區(qū)間在K3+150.000設(shè)置一個(gè)聯(lián)絡(luò)通道。地下水位一般為1.30m~2.30m,根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料,淺層地下水水位年變幅為1.0m~2.0m。頂板以上土層為(1)1-1雜填土、(1)2素填土、(2)1砂質(zhì)粉土、(3)1砂質(zhì)粉土和(3)2砂質(zhì)粉土。隧道范圍內(nèi)主要土層為(3)3粉砂夾砂質(zhì)粉土、(3)5粉砂夾砂質(zhì)粉土和(3)6粉砂,局部為(3)2砂質(zhì)粉土和(3)2夾砂質(zhì)粉土。隧道下臥土層為(3)7-1粉砂夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、(3)7-2層狀粉砂、(3)7-3粉砂夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、(8)1粉質(zhì)粘土、(9)1粉質(zhì)粘土、(9)2含砂粉質(zhì)粘土、(9)夾含粘性土粉砂、(12)0含粘性土粉砂和泥質(zhì)粉砂巖。2結(jié)構(gòu)輸入孔加固設(shè)計(jì)2.1高壓旋噴樁施工1)加固體采用三軸水泥攪拌樁+三重高壓旋噴樁進(jìn)行加固,三重高壓旋噴樁作為止水帷幕位于攪拌樁與車站端墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)(連續(xù)墻)間,以增加加固區(qū)與車站結(jié)構(gòu)的整體性。2)設(shè)計(jì)加固范圍如圖1所示。3)在車站基坑開(kāi)挖前,應(yīng)先施工盾構(gòu)井處的攪拌樁,待三軸深層攪拌樁加固區(qū)的強(qiáng)度和抗?jié)B性等達(dá)到要求以后再進(jìn)行基坑開(kāi)挖;等到車站主體結(jié)構(gòu)做完后,再來(lái)處理加固區(qū)與基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的接縫。接縫的寬度宜控制在0.3m~0.4m左右,先在接縫的兩端施工高壓旋噴樁,待兩端的高壓旋噴樁強(qiáng)度達(dá)到要求以后,再施作兩端間的接縫。4)三軸攪拌樁采用ue788850@600mm,三重高壓旋噴樁采用ue788650@400mm;強(qiáng)加固區(qū)攪拌樁水泥摻量取20%,弱加固區(qū)攪拌樁水泥摻量取10%,旋噴樁水泥用量一般情況下采用450kg/m3,但施工前必須進(jìn)行試樁,并根據(jù)加固效果,調(diào)整并確定施工工藝及各項(xiàng)施工參數(shù)。5)三軸攪拌樁的主要施工參數(shù)要求如下:注漿壓力0.4MPa~0.6MPa,下沉速度:0.8m/min~1.1m/min,提升速度0.8m/min~1.1m/min,攪拌轉(zhuǎn)速16r/min,漿液流量80L/min~120L/min,水灰比1∶1.5~1∶2.0。6)高壓旋噴樁的主要施工參數(shù)要求如下:壓縮空氣壓力0.7MPa,漿液壓力:25MPa~28MPa,提升速度0.1m/min~0.15m/min,旋轉(zhuǎn)速度14r/min。漿液流量80L/min~120L/min,水灰比1∶1。7)加固完成后,必須進(jìn)行鉆孔取芯試驗(yàn)以檢查加固效果,其中強(qiáng)加固區(qū)(A區(qū))無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.0MPa;弱加固區(qū)(B區(qū))無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.5MPa。2.2水泥攪拌樁設(shè)計(jì)1)地基加固前應(yīng)事先通過(guò)開(kāi)挖樣溝或其他探摸措施,排摸管線的走向、障礙物的位置等。2)車站槽壁施工和地基加固同步進(jìn)行,開(kāi)挖后加固體會(huì)有一定的位移量,引起滲水通道,為此要留出夾擋施工的位置(50cm左右)。3)加固施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行工藝性試樁,數(shù)量不得少于2根;施工中應(yīng)保持?jǐn)嚢铇稒C(jī)底盤(pán)的水平和導(dǎo)向架的豎直,樁位的偏差不得大于50mm;攪拌樁的垂直偏差不得超過(guò)1/150;成樁直徑和樁長(zhǎng)不得小于設(shè)計(jì)值。4)水泥攪拌樁施工步驟:a.攪拌機(jī)械就位;b.預(yù)攪下沉;c.噴漿攪拌提升;d.重復(fù)攪拌下沉;e.重復(fù)攪拌提升至孔口。5)攪拌頭翼片的配置應(yīng)確保加固深度范圍內(nèi)土體的任何一點(diǎn)均能經(jīng)過(guò)20次以上的攪拌,以達(dá)到加固密實(shí)均勻的目的;攪拌預(yù)下沉?xí)r不宜沖水,可以通過(guò)重復(fù)噴漿攪拌方法達(dá)到樁身強(qiáng)度為變參數(shù)的目的,攪拌次數(shù)以二次噴漿三次攪拌為宜。6)施工前應(yīng)確定攪拌機(jī)械的灰漿輸漿量、灰漿經(jīng)輸送管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間、起吊設(shè)備的提升速度等施工參數(shù),并保持出漿口壓力穩(wěn)定,用流量泵控制輸漿速度,確保輸漿速度與攪拌提升速度同步,漿液壓力不得小于0.5MPa。7)制備好的漿液不得離析,泵漿必須連續(xù),注漿泵出口壓力應(yīng)控制在0.4MPa~0.6MPa。8)樁攪拌時(shí)前兩次的提升速度均應(yīng)控制在1m/min以內(nèi)。9)樁與樁搭接時(shí)間不應(yīng)大于10h,相搭接寬度應(yīng)不小于10cm;如搭接時(shí)間超過(guò)12h,則需在第二根樁施工時(shí)增加注漿量20%,同時(shí)減慢提升速度。2.3攪拌樁水基承載力1)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用的固化劑和外摻劑必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配置,加固土的強(qiáng)度試驗(yàn)進(jìn)行材料質(zhì)量檢驗(yàn)合格后方可使用。2)應(yīng)及時(shí)檢查施工記錄,根據(jù)預(yù)定的施工工藝對(duì)攪拌樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。3)在攪拌樁成樁后7d內(nèi),使用輕便觸探儀釬探,以判斷樁身強(qiáng)度,同時(shí)檢查攪拌均勻程度。檢驗(yàn)的樁數(shù)一般應(yīng)占攪拌樁的2%,且每端頭井不少于5根。4)對(duì)每臺(tái)班的漿液水灰比、水泥摻量與施工工藝均應(yīng)進(jìn)行不得少于3次檢查;每臺(tái)班取2根樁,每根樁取3個(gè)不同深度的試樣制作3組水泥土試塊,測(cè)定無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值與抗?jié)B透系數(shù)。5)樁體施工完28d后應(yīng)鉆芯取樣測(cè)定無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度,每端頭井取總樁數(shù)的1%且不得少于3根,單根取芯試樣不少于5組,每組不得少于3個(gè)試塊,鉆取樁芯采用ue788110mm鉆頭,鉆芯應(yīng)連續(xù)鉆取樁體內(nèi)樁芯。2.4旋噴樁施工要點(diǎn)1)旋噴樁施工應(yīng)有可靠的計(jì)量裝置,其噴漿系統(tǒng)應(yīng)配備有壓力計(jì)、流量表等檢測(cè)裝置,同時(shí)還應(yīng)有噴漿過(guò)程中對(duì)提升速度進(jìn)行控制的速控裝置和措施。注漿泵與鉆機(jī)距離根據(jù)施工場(chǎng)地布置,一般控制在50m~80m范圍內(nèi)。2)旋噴樁施工前應(yīng)在監(jiān)理工程師的監(jiān)督下,標(biāo)定噴漿壓力、漿液流量、噴嘴提升速度等指標(biāo)。3)水泥漿應(yīng)在旋噴前1h內(nèi)攪拌,旋噴過(guò)程中,鉆孔中正常的冒漿量需控制在20%以下。4)旋噴樁成樁過(guò)程中鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不中斷。5)旋噴樁發(fā)生故障時(shí)立即停止提升和旋噴,排除故障后進(jìn)行復(fù)噴,復(fù)噴高度應(yīng)不小于50cm。6)旋噴樁拆卸鉆桿繼續(xù)旋噴時(shí),需保持鉆桿有20cm的搭接長(zhǎng)度。7)施工過(guò)程中必須有專人進(jìn)行詳細(xì)的施工記錄,包括測(cè)量定位、噴漿壓力、漿液流量、漿液配比、噴嘴提升速度、成樁深度及復(fù)噴等。3國(guó)內(nèi)外盾構(gòu)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)本文詳細(xì)介紹了杭州地鐵4號(hào)線東冠路站—堅(jiān)塔路站區(qū)間隧道盾構(gòu)進(jìn)出洞加固設(shè)計(jì),包括加固長(zhǎng)度、寬度,三軸攪拌樁+單排三重高壓旋噴樁加固方法及其詳細(xì)的工藝要求和技術(shù)參數(shù)以及質(zhì)量控制與檢驗(yàn)要求。盾構(gòu)隧道施工