盾构施工重难点.docx

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1、2.2.1本标段盾构在粗砂、砾砂地层中始发、到达是本标段区间施工的重点本标段何坊西路站十字街站区间、江铃东路站何坊西路站区间、京山站江铃东路站区间始发、到达端头处地址主要为粗砂、砾砂层,该地质地下水丰富、地层渗透系数高。根据地勘显示本标段3个区间松散岩类空隙潜水主要赋存于砾砂层中,地下水位微承压水。1、盾构始发、到达段穿越富水砂层的风险:(1)易形成喷涌,导致地面塌方、建(构)筑物开裂损坏由于富水砂层含水量丰富,渗透性好,且受扰动后易液化,因此土压平衡盾构在富水砂层中掘进很容易出现喷涌现象,一方面,需用大量时间进行盾尾清理,严重影响盾构施工进度,另外,大量泥砂喷出或砂遇水液化,均易引起地层沉降

2、,从而最终导致地面建(构)筑物沉降变形,甚至损坏。(2)地面沉降难以控制、洞门漏水、漏砂造成地面塌方、建(构)筑物开裂损坏砂层稳定性差,一旦土体被扰动,发生沉降,大量的地下水和砂将从洞门溢出,导致洞门上方地面处出现大面积沉降。一旦发生喷涌现象,地面沉降肯定会很大,即使没有发生喷涌,控制地面沉降还是非常困难,主要原因是:1)砂层自身自稳性差,而刀盘开挖直径比盾体外径一般至少大20Omnb从刀盘开挖到注浆填充这需要一段较长时间,这期间不可避免产生砂层沉降;2)掘进过程中,不可避免要造成砂层失水,且一定会对砂层产生扰动,这都会导致砂层产生沉降。若沉降控制不好,极易造成地面塌方、建(构)筑物损坏。2、

3、盾构始发、到达段穿越富水砂层的施工措施:(1)在始发、到达之前,对盾构机进行全面检查及维修保养。一方面,防止泥水、砂浆从盾尾密封冒出,一旦泥水大量从盾尾冒出,易造成失水沉降,而砂浆从盾尾冒出,将无法及时对管片背后进行填充,亦导致沉降难以控制;另一方面,防止因故障长时间停机,而导致土仓大量积水,且盾体外壳与开挖隧道之间的空隙无法及时填充。(2)进行土体改良。主要是采用聚合物添加剂、膨润土等来改良渣土,以改善渣土的和易性,增加止水效果,避免喷涌的发生。(3)做好同步注浆和二次注浆工作。一方面,防止隧道后方的水流入土仓;另一方面,及时填充管片背后空隙,防止沉降进一步扩大。严格控制同步注浆。确保浆液填

4、充盾尾管片与土体间的建筑空隙,注浆压力和注浆量的控制应以推进时的监测数据来动态控制。注浆量应根据沉降情况即时调整。及时进行二次补压浆,控制后期沉降。盾构始发、到达段范围内的管片增设预埋注浆孔,在盾构穿越后对该区段隧道周围土体进行注浆加固,使加固后的土体有良好的均匀性和较小的渗透系数,加固土体强度qu大于0.3MPa(4)合理选择掘进模式和掘进参数。一般采用土压平衡模式,根据地下水位、地层条件、隧道埋深等合理选择土仓压力。合理选择掘进参数,例如:螺旋输送器的转速、闸门开度,刀盘转速,推进千斤顶的推力等。(5)控制好盾构机的姿态。若盾构机姿态不好,需要纠偏,这对控制沉降及其不利。(6)合理确定渣土

5、的松散系数,严格控制出土量,防止超挖和欠挖,根据地面及隧道内监测结果合理调整出土量,并根据数据进行不断的调整,以保证施工质量。合理设定土压力平衡值,保持土压压力波动值限制在10%以内。施工设定值根据盾构埋深、所在位置的土层状况、前段隧道施工情况以及监测数据进行合理的调整。(7)尽量做到快速通过。应该尽量提高掘进速度,避免刀盘转动对地层扰动时间过长,造成上部砂层松动,同时掘进速度加快能够及早为管片背后注浆创造条件,有利于隧道稳定和控制地表沉降。(8)严格控制管片拼装质量。管片拼装时尽量用足千斤顶,决不允许可用千斤顶出现闲置情况。在盾构推进结束后回缩的千斤顶应尽可能的少,以满足管片拼装即可,从而减

6、少千斤顶回缩造成盾构机的后退、管片位置移动,而造成地面及建筑物的沉降及管片拼装误差偏大。拼装后及时调整千斤顶的顶力,防止盾构姿态发生突变。做好监测工作,及时反馈监测信息。适当加密监测频率,根据地表沉降和建筑物沉降的监测数据,结合地质情况,及时调整土仓压力、千斤顶推力等施工参数。(9)盾构始发、到达段前后9环范围内采用管片拉紧装置。3、优化盾构进、出洞土体加固措施端头加固目的:(1)控制地表沉降、端头不坍塌始发、到达前往往需要凿除洞口井壁的混凝土,割除钢筋,以满足盾构顺利进出洞,而洞口的井壁混凝土有时要达到80OnmI或更厚,凿除时间长,要避免凿除过程发生坍塌,更要避免因开挖面暴露时间过长而坍塌

7、或造成过大地表沉降。(2)控制水土流失本次盾构始发、到达段穿越含水砂层、含水量较高、水平渗透系数大,盾构始发、到达段容易造成水土流失,地下水涌入隧道。(3)重型机械作用时土体的承载力盾构吊装或拆卸时,重型吊机往往作用在端头位置,为防止重型机械作用在软弱土体上起吊时发生失稳、坍塌,对地表的软弱地层进行加固。本标段三个区间进出洞段均采用850600三轴搅拌桩加固,搅拌桩与围护间500mm空隙采用800600双管旋喷桩加固。加固体纵向长度始发端为IOn1、接收端为12m。横向加固范围为盾构管片外缘向上、下、左、右各3m的范围(强加固区),隧道顶部以上3m至地面为弱加固区。加固示意图如图2.2-1、2

8、.2-2所示:图2.2-2始发、到达段加固剖面示意图在加固区外侧打设6口应急降水井,作为盾构始发、到达的应急措施,开启降水井时,应加强对周边环境、建筑物的监测,确保结构及施工安全。2.22盾构下穿、侧穿建筑物是本工程的重点本标段3个区间共需穿越江西采矿机械地下人防、沿街商铺房屋、五金厂宿舍、省一建集资房、加油站、立雀麻将机商铺、老地方烧菜馆、近恒鑫汽车商行、玉带明珠住宅小区、土地局安置房小区等众多建筑物。具体详见表2.2-1区间穿越建筑物一览表:区间穿越建筑物一览表表2.2-1区间名称里程穿越建筑物位置关系地质情况京山站江铃东路站区间ZCK31+793.77ZK31+807.249江西采矿机械

9、地下人防下穿5砾砂层ZCK31+760ZCK31+7902层沿街商铺侧穿ZCK33+858ZCK33+935五金厂宿舍侧穿5砾砂层江铃东路站何坊西路站区间ZCK33+923ZCK34+002省一建集资房侧穿粗砂5砾砂层ZCK32+713.66ZCK32+743.854中石化迎宾加油站侧穿5砾砂层、卜2强风化泥质粉砂岩何坊西路站、十字街站区间ZCK34+269.426ZCK34+33L094立雀麻将机商铺、老地方烧菜馆等临街商铺、恒鑫汽车商行,侧穿而砂、5砾砂层ZCK34+321.88ZCK34+405.659玉带明珠住宅小区侧穿5砾砂层ZCK34+458.087ZCK34+585.127沿街商

10、铺侧穿ZCK34+697.254ZCK34+825.904土地局安置房小区侧穿5砾砂层、卜2强风化泥质粉砂岩、4钙质泥岩对策:为确保构筑物安全,在盾构推进过程中,需要通过放慢施工速度、优化施工参数、控制土体损失量、针对风险点的风险等级采用提前地层预注浆、加强盾尾注浆及二次注浆并加强地面建筑监测等施工措施来控制地面隆沉。必要时将相关区域的管片螺栓加强至8.8级,管片注浆孔增至16个。1、盾构穿越前措施(1)为确保盾构顺利穿越,在有条件的情况下,设置一定长度的试掘进段,提供试掘进来反馈制定盾构施工参数,以及掌握地面的沉降规律来指导穿越施工。(2)在盾构穿越前对盾构机主机和后配套设备进行全面检查、保

11、养和维修,并对易损件配备足量的备品备件。(3)在被穿越结构周边设置地面监测横断面和结构监测点,用来分析单点地面沉降值和用来分析同断面的不均匀沉降因素,为以后盾构穿越结构施工时做好铺垫。同时,建立完善的变位监测系统,对被穿越结构和地面进行系统、全面的跟踪测量,实行信息化反馈施工。监测频率每天57次左右,具体按风险等级监测频率加强。(4)按风险等级采取预注浆措施,因为南昌的富水砂层是极易在盾构刀盘切削后发生塌落的地层,提前的加固注浆可以使砂层得到一定的固结性,即便被刀盘扰动也能保持一定时间的自稳性,为后续的同步及二次注浆提供条件。预注浆可以通过被穿越结构基础所在的地面,采用旋喷或袖阀管注浆方法实施

12、。(5)根据房屋的结构型式及与隧道的关系,制定房屋最大沉降和沉降差的警界值。2、盾构穿越过程中的措施(1)通过控制土仓压力、刀盘转速、推进速度、出土量等措施,加强掘进参数的控制。在盾构掘进时,降低推力和掘进速度,做好硝土改良,严格控制出硝量,减少掘进过程中周围土体的扰动,从而减少对地表建筑物等的影响。(2)严格控制掘进过程中姿态,为了避免管片上浮造成的管片超限,盾构机姿态在掘进时根据管片上浮情况进行适当下调。在盾构进入加固区前将盾构机姿态调整至低于设计2030mm,同步注浆和二次注浆时利用上部的注浆孔。(3)加强同步注浆将是和浆液质量控制,将同步注浆量增幅20%30%,同步注浆采用初凝时间较短

13、的浆液,尽早封堵渗漏通道;严格控制注浆压力和注浆量,使周围空隙充填密实。盾构推进过程中,根据地面沉降观测点的具体数据,调整同步注浆的参数。(4)保持管片外壁与盾构机内壁的间隙四周均匀,以保证盾尾密封刷处于良好工作状态。同时在盾构掘进过程中加强盾尾密封油脂的压注,以保证盾尾密封刷的密封性能。(5)严格控制盾构纠偏量,在确保盾构正面沉降控制良好的情况下,使盾构均衡匀速施工,盾构姿态变化不可过大、过频。控制每环纠偏量不大于10mm(高程、平面),控制盾构变坡不大于1%。,以减少盾构施工对地层的扰动影响,从而尽可能减少地表沉降。(6)及时进行纠偏,但应限制每次纠偏量,以减少因纠偏造成的土体损失。(7)

14、选择质量较好的盾尾油脂,并在施工过程中注入饱满;做好管片选型和盾构姿态的控制,保证良好的盾尾间隙。(8)紧跟二次注浆,根据监测结果,对脱出盾尾5环后的管片背部进行二次注浆,使沉降及早稳定。在管片脱出盾尾5环后,根据后期沉降情况,采取对管片后的建筑空隙进行二次注浆的方法来填充,采用水泥水玻璃双液注浆,每环压注双液浆0.30.4m3,注浆压力在0.3MPa左右。壁后二次注浆根据地面监测情况随时调整,从而使地层变形量减至最小。3、盾构后期施工的措施待盾构穿越后,必须对建筑物继续进行跟踪监测直至变形趋于稳定。同时根据监测报表在隧道内对该区域进行壁后二次注浆,如若发现后期沉降通过壁后二次注浆不能得到很好

15、的控制可以考虑采取进行地面加固措施,如旋喷、袖阀管注浆或分层注浆等。2.2.3盾构下穿玉带河暗涵施工是本工程的重点本标段何坊西路站“十字街站区间在里程CK34+66(885段下穿玉带河暗涵,暗涵为框架结构,垂直净距10.512.3m。隧道与玉带河暗涵位置关系图如图2.2-3所示:图2.2-3隧道与玉带河暗涵平面、剖面位置关系图1、穿越措施(1)施工准备盾构通过玉带河暗涵之前,项目部领导组织成员对其进行全面调查,收集相关资料,了解玉带河暗涵的所处位置、地质、埋深、结构、周围情况等。根据南昌市对建筑物保护的控制要求依据,针对穿越暗涵线段编制穿越方案、应急预案,并准备相应材料设备。在穿越前与相关单位

16、联系,经相关单位同意后办理穿越暗涵手续。手续办理成功后,召开专家方案评审会,方案评审通过后根据穿越暗涵方案进行施工。穿越前委托勘测单位对暗涵段进行补勘,补勘后与所收集资料进行对比、分析为后续施工作为参考。(2)穿越前措施D为确保盾构顺利穿越,在有条件的情况下,设置一定长度的试掘进段,提供试掘进来反馈制定盾构施工参数,以及掌握地面的沉降规律来指导穿越施工。2)在盾构穿越前对盾构机主机和后配套设备进行全面检查、保养和维修,并对易损件配备足量的备品备件。3)在被穿越结构周边设置地面监测横断面和结构监测点,用来分析单点地面沉降值和用来分析同断面的不均匀沉降因素,为以后盾构穿越结构施工时做好铺垫。同时,

17、建立完善的变位监测系统,对被穿越结构和地面进行系统、全面的跟踪测量,实行信息化反馈施工。(3)盾构穿越过程中的措施D通过控制土仓压力、刀盘转速、推进速度、出土量等措施,加强掘进参数的控制。在盾构掘进时,降低推力和掘进速度,做好磴土改良,严格控制出祺量,减少掘进过程中周围土体的扰动,从而减少对玉带河暗涵的影响。2)在下穿玉带河暗涵段管片除封顶块外每环增设2个注浆孔,利用注浆孔对隧道拱顶120上方2m范围内土层进行加强二次注浆,以减少对地层的扰动及建构筑物的后期沉降。注浆材料采用双液浆,配比:水泥浆:水玻璃溶液为1:1,水泥浆水灰比1:1,设计采用P042.5号普通硅酸盐水泥;水玻璃模数2.3.4

18、,波美度Be30-40o0浆液黏度80s90s0设计注浆压力(终止值)不超过4.Oba门注浆加固体抗压强度不小于0.5MPa;当注浆完毕而未达到设计要求时,应进行补浆。3)加强同步注浆将是和浆液质量控制,同步注浆采用初凝时间较短的浆液,尽早封堵渗漏通道;严格控制注浆压力和注浆量,使周围空隙充填密实。盾构推进过程中,根据地面沉降观测点的具体数据,调整同步注浆的参数。4)保持管片外壁与盾构机内壁的间隙四周均匀,以保证盾尾密封刷处于良好工作状态。同时在盾构掘进过程中加强盾尾密封油脂的压注,以保证盾尾密封刷的密封性能。5)严格控制盾构纠偏量,在确保盾构正面沉降控制良好的情况下,使盾构均衡匀速施工,盾构

19、姿态变化不可过大、过频。控制每环纠偏量不大于10mm(高程、平面),控制盾构变坡不大于1%。,以减少盾构施工对地层的扰动影响,从而尽可能减少地表沉降。6)紧跟二次注浆,根据监测结果,对脱出盾尾5环后的管片背部进行二次注浆,使沉降及早稳定。在管片脱出盾尾5环后,根据后期沉降情况,采取对管片后的建筑空隙进行二次注浆的方法来填充,采用水泥水玻璃双液注浆,每环压注双液浆0.30.43,注浆压力在O.3MPa左右。壁后二次注浆根据地面监测情况随时调整,从而使地层变形量减至最小。(4)盾构后期施工的措施待盾构穿越后,必须对建筑物继续进行跟踪监测直至变形趋于稳定。暗涵结构倾斜方向两端点的沉降差与其距离比值不

20、大于O.002o同时根据监测报表在隧道内对该区域进行壁后二次注浆,如若发现后期沉降通过壁后二次注浆不能得到很好的控制可以考虑采取进行地面加固措施,如旋喷、袖阀管注浆或分层注浆等。2.2.4盾构下穿、侧穿越市政管线施工是本工程的重点本标段3个区间多处下穿、侧穿市政管线,穿越管线分别为钢筋混凝土污水管、混凝土供水管、混凝土(PVC)雨水管、铸铁给水管、中压天然气管。具体关系如下表2.2-2所示:区间穿越市政管线一览表表2.2-2区间名称线路穿越里程管线类别位置关系埋深京山站江铃东路站区间左线ZCK31+598.818ZCK32+136.823DN800(DN700)钢筋混凝土污水管卜穿3.85.2

21、m右线YeK31+598.818”YCK32+136.823DNlOOO混凝土供水管下穿0.81.2m江铃东路站何坊西路站区间左右线之间YCK33+616.914YCK34+211.781DN900钢筋混凝土污水管侧穿6.26.9m右线YCK32+616.933YCK34+026.216DNlOO0、DN1400混凝土供水管侧穿、下穿0.81.6m何坊西路站十字街站区间左右线之间YCK34+223.216YCK35+629.988DN800混凝土(PVe)雨水管侧穿4.85m右线DN3001600铸铁给水管下穿1.Im右线中压天然气管(DN300)下穿0.98m1、穿越管线安全技术措施(1)应

22、明确该工程项目保护地下管线工作负责制,严格按有关管线规定保护标准规范施工。(2)向施工班组作好保护地下管线的交底工作等安全措施,并且委托第三方,有资格的测量单位承担对地下管线测量监测,进行信息化施工管理,督促施工人员及时做好防范措施。(3)确保地下管线正常运行,一旦发生管线事故应积极主动的配合管线单位进行维修,缩小对社会的影响和减少经济损失。2、盾构掘进施工管线保护技术措施(1)准备工作在下穿管线之前,项目部领导组织成员对穿越管线进行全面的调查,收集相关资料,了解关系的所处位置、埋深、结构、周围情况等。根据南昌市对管线控制要求依据,针对穿越管线段编制穿越方案、应急预案,并准备相应材料设备。施工

23、前与管线单位联系,摸清地下管线的准确位置,按管线单位要求进行监测点的埋设,并做好监测点的保护工作。同时.,加强沿线巡视,发现问题及时解决。对重要的管线根据需要跟踪监测,并把监测信息及时反馈给各管线单位。(2)与隧道轴线相交的管线盾构穿越与隧道相交的管线时,在穿越范围内必须强化施工管理,包括施工参数的控制、盾构设备的维修保养、相关人员的配备以及应急材料的准备等。穿越期间采取如下保护措施:D在盾构穿越过程中必须严格控制切口平衡压力,使得盾构切口处的地层有微小的隆起量来平衡盾构背土时的地层沉降量。同时也必须严格控制与切口平衡压力有关的施工参数,如出土量、推进速度、总推力、实际土压力围绕设定土压力波动

24、的差值等。防止超挖、欠挖尽量减少平衡压力的波动。2)过管线施工时,推进速度不宜过快,尽量做到均衡施工,减少对周围土体的扰动,避免在途中有较长时间耽搁。如果推得过快则刀盘开口断面对地层的挤压作用相对明显,地层应力来不及释放;推得过慢则刀盘的正反转动对地层扰动作用相对明显,容易造成建筑空隙,所以正常推进时速度应控制在24cmmin,以3cmmin最为适宜。3)在确保盾构正面沉降控制良好的情况下,使盾构均衡匀速施工,盾构姿态变化不可过大、过频。每隔5环检查管片的超前量,隧道轴线和折角变化不能超过0.4%。推进时不急纠、不猛纠,相对区域油压的变化量随出土箱数和千斤顶行程逐渐变化。采用稳坡法、缓坡法推进

25、,以减少盾构施工对地面的影响。4)严格控制同步注浆量和浆液质量,务必做到三点:保证每环注浆总量要到位;保证每箱土要均匀合理地压注;浆液的配比稠度符合质量标准。通过同步注浆及时充填建筑空隙,减少施工过程中的土体变形。5)盾构推进施工中的同步注浆,选择具有和易性好、泌水性小的浆液进行及时、均匀、足量压注,确保其建筑空隙得以及时和足量的充填。6)在同步注浆量充足的前提下,穿越管线时盾构机的盾尾密封功能就显得特别重要。为了安全并顺利地穿越管线,必须切实地做好盾尾油脂的压注工作。每班上班时保证储桶内有充足的油脂,勤检查。推进时油脂开关用自动档根据压力情况自动补压,杜绝因人为欠压造成的漏浆现象。7)在盾构

26、推进中,衬砌壁后补压浆和同步注浆一样也是盾构推进施工中的一道重要工序,是减少隧道和地层后期变形的主要手段。在隧道掘进的同时,后面同步进行二次壁后注浆,浆液为单液浆。根据实际情况,对管片的建筑空隙进行单液二次注浆。浆液通过管片的注浆孔注入地层,并在施工时采取推进和注浆联动的方式,注浆未达到要求,盾构暂停推进,以防止土体变形。壁后二次注浆根据地面监测情况随时调整,从而使地层变形量减至最小。8)加强施工监测盾构在穿越管线过程中根据沉降情况及时调整监测频率,有必要时进行多次加密监测,同时在穿越前优化监测点布置,确保监测数据客观准确、客观。管线监测点布设原则取距隧道边线最近的管线,距隧道中心轴线30m范

27、围内的主要管线;取硬管线(如雨水、煤气等);取埋深直径大的管线;管线密集区域或高危地段的管线布设直接监测点;监测点尽可能布设在管线出露点,如阀门、鲁井上。9)动态信息传递每一次测量成果都及时汇总给施工技术部门,以便于施工技术人员及时了解施工现状和相应区域管路变形情况,确定新的施工参数和注浆量等信息和指令,并传递给盾构推进面,使推进施工面及时作相应调整,最后通过监测确定效果,从而反复循环、验证、完善,确保隧道施工质量。(3)与隧道轴线平行的管线对于和隧道轴线平行的管线,有其一定的特殊性。这类管线在一定的推进距离内,都处于离盾构较近的位置,盾构推进将长时间对管线造成影响。针对这类管线,除采取以上的

28、措施外,应加强实施监测与壁后二次补压浆的措施的力度。尽量将监测点直接布置在管线上,推进过程中加强监测,并做好信息实时反馈工作。同时推进过程中二次补压浆要做到与盾构推进同步,尽量减小后期沉降对管线的影响。2.2. 5联络通道施工本工程盾构施工的重点分析:何坊西路站十字街站区间设置2座联络通道,其中一座与泵房合建。在里程YCK34+620.000处设置一座联络通道,在里程YCK35+035.817(ZCK35+040.595)处设置一座联络通道兼泵房。1#联络通道位于砾砂及中风化泥质粉砂岩层,2#联络通道及泵房位于中风化泥质粉砂岩中,但上覆岩层厚度较小。采用水平冻结法加固地层,矿山暗挖法施工。江铃

29、东路站何坊西路站区间置2座联络通道,其中一座与泵房合建。在里程YCK33+211.781处设置一座联络通道,在里程YCK33+480.OOO处设置一座联络通道兼泵房。1#联络通道、2#联络通道位于中风化泥质粉砂岩层中。京山站江铃东路站区间在里程YCK31827.398处设置一座联络通道兼泵房。区间联络通道及泵房位于砾砂层中。采用水平冻结法加固地层,矿山暗挖法施工。由于该联络通道所处地层主要为土层为砾砂层和中风化泥质粉砂岩层,土层自稳能力差,易造成涌水冒砂、隧道坍塌变形的风险。在施工中必须采取切实可靠的技术措施,以确保联络通道施工的安全并保证施工工期。对策:1、冻结孔施工期间针对措施施工冻结孔时

30、要安装可靠地孔口防喷装置,保证冻结管材质和焊接质量,冻结孔施工完成后进行打压试验;冻结孔施工前对地层进行预注浆,以减少冻胀融沉对地面及管线的影响。2、积极冻结期间针对措施在盐水箱位置安装液位指示报警装置,时刻监测盐水箱异常情况,出现盐水漏失现象及时关闭对应冻结管阀门;冻结管铺设后进行耐压试验,开挖冻结管附近的冻土时,应在确认冻结管的位置后再进行。冻结期间加强隧道管片收敛变形监测,及时安装隧道预应力支架,并根据隧道变形情况调整预应力支架上面的螺旋千斤顶;冻结帷幕交圈完成后及时卸除卸压孔压力;冻结期间加强地面及管线沉降变形监测。必须根据地中温度的测定来确定地层的冻结状态。隧道内温度高时,需要盐水循

31、环设备及对冻结地面采取保冷措施。3、人工开挖期间针对措施根据温度监测情况进行分析,冻结帷幕平均温度、厚度均达到设计要求后再进行开挖,泵房开挖时先施工探孔,确认冻结效果良好再进行开挖;冷冻机、盐水泵留有备用,采用双回路供电或备好发动机,以防停电;和液氮供应厂家签订协议,在需要液氮抢险时能及时送达工程现场。4、冻结封孔期间针对施工冻结封孔时在割除孔口管期间冷冻机保持冻结,冻结孔封口结束后再停止冷冻机。5、融沉注浆期间针对措施融沉注浆注浆时间不少于3个月,注浆量不小于100方。应及时进行充填注浆和跟踪注浆,跟踪注浆期间保持地面及管线监测,注浆直到地层稳定、冻土融化完毕后再停止。尤其是本标段部分联络通

32、道位于淤泥质粉质粘土夹粉土、淤泥质粘土夹粉土,冻胀、融沉现象较明显,对解冻产生的地表下沉,可用化学加固等来填充空隙的强制解冻方式进行控制。6、做好冻结法施工监测,特别冻结孔、冻结系统和冻结温度的监测。7、施工前制定详尽应急预案,提前做好资源储备。2.2.6 盾构侧穿九州高架、连续下穿高压线塔是本工程的难点本标段江铃东路站何坊西路站区间盾构连续下穿迎宾大道东侧IlOKV高压线杆,其基础形式均为浅基础,埋深约为3m,高压线杆基础与隧道的竖向距离约为7.716.4m。侧穿在建九州高架桥,桥桩直径为L5m钻孔灌注桩,桩基进入岩层9m。左线隧道与桥桩间水平净距约6.51m,右线隧道与桥桩水平净距约为4.

33、52m。何坊西路站十字街站区间盾构侧穿IlOKV高压线塔,线塔为阶梯式浅基础,与隧道水平净距约4.8m。具体详见表2.2-3区间穿越九州高架、高压线塔一览表:区间穿越九州高架、高压线塔一览表表2.2-3区间名称里程建筑物位置关系地质情况江铃东路YCK32+657YCK33+745HOKV高压线杆下穿5砾砂层站何坊西路站区间YCK33+850.107YCK33+867.447在建九州高架桥侧穿5砾砂层、一强风化泥质粉砂岩何坊西路站十字街站区间YCK34+316YCK33+327HOKV高压线塔侧穿5砾砂层高压线杆、在建九州高架桥、高压线塔与隧道平面关系图如图2.2-4图2.2-5、图2.26所不

34、:图2. 2-4隧道与高压电杆平面关系图隧道与IK)KV高压线杆位置关系平面图图2.2-5隧道与九洲高架位置关系图图2.2-6隧道与IIoKV高压线杆位置关系图盾构穿越在建九洲高架桥、高压电杆、IloKV高压线杆过程中主要影响为,在推进中对周围土体扰动,主要体现为以下几点:1、盾构经过在建九洲高架桥、高压电杆、IloKV高压线杆时土压力设置不合理,土仓内土压力和开挖掌子面压力不一致,土压力过大引起地面在建九洲高架桥、高压电杆、HOKV高压线杆隆起,土压力过小导致掘进中出土量增大、多出土引起在建九洲高架桥、高压电杆、IIOKV高压线杆下沉、对在建九洲高架桥、高压电杆、IIOKV高压线杆影响较大。

35、2、盾尾注浆不及时,注浆量不充足。当管片脱出盾尾时与周围土体产生的建筑空隙不能及时注浆填补,使上部土体向管片坍落,覆土层出现一些附加的间隙或裂缝,密实度降低;3、盾构在穿越在建九洲高架桥、高压电杆、IIOKV高压线杆施工过程中,施工不均衡、连续,在在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKV高压线杆下停机。停机后再次复推过程中,掘进参数、出土量不易控制,对地面在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKv高压线杆影响较大。4、在盾构穿越在建九洲高架桥、高压电杆、IIOKV高压线杆后,二次注浆、后期补浆不及时,导致在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKV高压线杆在盾构穿越后发生后期沉降。如果忽视对隧道以及周围地表沉降

36、、在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKV高压线杆上部结构的监测,信息化施工不当,将影响盾构的推进。对策:1、施工前对在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKV高压线杆采取地面预加固措施为确保盾构施工中在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKv高压线杆的安全,推进前利用地面注浆管对隧道周边土体进行预加固,加固范围如图中所示。注浆材料采用双液浆,配比:水泥浆:水玻璃溶液为1:1,水泥浆水灰比1:1,设计采用P042.5号普通硅酸盐水泥;水玻璃模数2.43.4,波美度Be30-40。浆液粘度80s90s上述参数可根据实际地质情况现场试验确定。设计注浆压力(终压值)一般参考注浆处静水压力加上0.51.OMPa进行;

37、注浆加固体抗压强度不小于0.5MPa,渗透系数不大于0.lm/d;当注浆完毕而未达到设计要求时,应进行补注浆。注浆加固时应注意避开地下管线及障碍物及构筑物基础,注浆孔孔径60mm,浆液扩散半径0.6m,平面间距lmIm,梅花形布置。此外沿基础四周预埋2排注浆管用作应急注浆。注浆施工对影响范围内的建构筑物、地下管线进行勘察,避开地下线管线及建筑物基础。注浆加固施工根据现场交通情况合理安排施工围挡场地及施工顺序,避免对周边交通造成较大影响,且需征得相关部门同意。2、建立试推进阶段及穿越后稳定阶段。将推进前的50环做为盾构穿越在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKV高压线杆的试推进阶段,在这个阶段中在前

38、期的掘进施工中,通过施工实践不断优化盾构推进参数控制地表变形,减少对在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKv高压线杆的影响,紧密依靠地表变形监测,及时调整盾构掘进参数,不断完善施工工艺,将施工后地表变形量控制在最小范围内。盾构穿越过后的50环作为盾构穿越在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKV高压线杆后的沉降稳定阶段,在此期间仍需要对在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKv高压线杆进行密切监测。如果在建九洲高架桥、高压电杆、IloKv高压线杆出现较大的沉降应及时对在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKV高压线杆进行注浆保护。3、加强监测盾构穿越在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKV高压线杆时,对地表沉降、在建九

39、洲高架桥、高压电杆、IlOKV高压线杆沉降、高架的倾斜应适当加密监测频率,具体可根实际情况作相应调整。4、施工参数控制(1)严格控制正面土压力。(2)推进速度、出土量、管片拼装、同步注浆控制。(3)严格控制盾构纠偏量、对渣土进行改良。(4)信息化施工。(5)后期补压浆控制、穿越后后期对在建九洲高架桥、高压电杆、IlOKV高压线杆监测控制。具体详见区间工程施工方案盾构机过特殊地段施工措施。2.2.7 区间小半径段掘进是本工程施工的难点分析:本标段何坊西路站十字街站区间左线在里程ZCK35+386.448ZCK35+565.781段进入圆曲线,且转弯半径为R350。区间右线在里程YCK35+384

40、.631YCK35+563.964段进入圆曲线,且转弯半径为R350。区间小半径段位于全断面5砾砂层中。区间小半径平面示意图如图2.2-7所示:图2.2-7区间小半径平面示意图小半径段重难点分析:1、盾构机掘进时隧道轴线控制难度大,纠偏困难。2、管片容易在水平分离作用下发生较大的移位,造成管片侵陷现象。3、对地层扰动大,容易产生较大的地面沉降。4、管片之间易发生错台,管片易产生开裂和破损。5、漏水现象严重6、地层位于砾砂层中,地下水含量大,管片极易上浮。对策:由于小半径施工难度较大,故我单位在小半径段施工中配备熟练、经验丰富的盾构操作手来掘进。管片拼装手配备有丰富拼装经验的老拼装手拼装管片。在

41、进入小半径区间段之前,我单位技术部门提前做好管片的排版并交底到一线盾构司机及管片拼装手,当现在掘进情况与交底出现偏差时,应及时调整管片排版,以实际情况为主。1、小半径措施1)纠偏与隧道轴线控制中盾和尾盾采用较接连接,有效地减少了盾构的长径,使盾构在掘进时能灵活的进行姿态调整,顺利通过小半径转弯;盾构机转弯时通过的孔洞不是圆形,而是在原来的圆洞基础上两边扩挖而形成的椭圆形,超挖刀的设置正好满足了这个增大净空的要求;掌握好左右两侧油缸的推力差,尽量地减小整体推力,实现慢速急转;盾构机司机根据地质情况和线路走向趋势,使盾构机提前进入相应地预备姿态,减少之后的因不良姿态引起的纠偏。加密加勤VMT移站测

42、量,避免由此产生的轴线误差。由于我们是将短距离的曲线看成是直线段来指导盾构机掘进,如果不短距离移站测量,则相当把长距离的弧线当作直线,故轴线偏差自然会相差很大。2)控制管片水平移动和侵限进入缓和曲线段时,将盾构机姿态往曲线内侧(靠圆心侧)偏移1520cm,形成反向预偏移,这样可以抵消之后管片的往曲线外侧(背圆心侧)的偏移。由于我们开始推进便是从缓和曲线开始,因此提前做好转弯姿态准备是重中之重。这样可以保证我们在以后的掘进时能够轻松地控制盾构机走向。减小油缸推力在粉质粘土地层中小半径圆曲线掘进的过程中,对土体的扰动会显著降低外围土体的强度及自稳能力,土体具有的蠕变特性以及出现水平方向土体压力不均

43、,管片在长时间承受千斤顶水平分力的等情况下,管片会向外侧整体移动。小半径曲线掘进管片位移量可用公式表达:=P*=TR*T:盾构机推力的反作用力P:土体对管片侧面的附加应力R:转弯半径目变形系数由上式得知:当盾构机的推力越大时管片侧向位移也越大,当掘进的转弯半径越小时管片侧向位移也越大。同时,推进时根据我们在以往标段的经验,可以把推力控制在900-1150t;在特殊地层时根据实际来及时调整推力。在管片偏移的方向额外进行注浆,达到一定的压力以抵抗管片的偏移。待浆液凝固后,则管片位置基本已经确定下来了。注浆的位置选择两腰部以上位置,这样不但可以抵抗管片水平偏移,还可以抵抗管片的上浮。减小对地层的扰动

44、,避免大的沉降。及时、充足地跟进同步注浆与二次注浆,将管片与粘土地层空隙填充密实,达到稳固管片和减少地表沉降地效果。减小推力和掘进速度,同时选择合适地土仓压力保持模式,最大限度地减小地层扰动,和保证掌子面的稳定,防止坍塌。3)尽量避免大的错台和破损油缸推力尽量不要太大,尤其时曲线外侧(背圆心侧)油缸,由于要加大推力来增加左右两侧油缸推力差,从而实现盾构机转弯。但是,在加大油缸推力的同时,一定要注意管片的承受能力,避免由此造成的管片破裂。由于曲线外侧油缸推力较大,尤其要注意不要突然加力或者突然释放推力,这样也会造成管片的破裂。掘进的时候,把拧螺栓这道工序做到位,有效的防止错台的发生。提高管片拼装

45、手的水平,避免因拼装不到位产生的错台。注意保持良好的盾尾间隙状态,避免盾尾钢环刮坏管片。调整好油缸撑靴的位置,尽量使撑靴完全作用在管片上。4)减少漏水减小错台,使止水胶条对接紧密,达到良好的止水效果。拧紧螺栓,压紧止水胶条。检查止水胶条,保证其完整、牢固。拼装前,用水清洗止水胶条,避免因止水胶条之间挤有杂物而影响止水效果。注意保持好盾尾间隙,避免盾尾钢环刮坏管片,使裂隙绕过止水条而形成漏水。2.2.8 区间在上软下硬地层中掘进是本工程施工的难点本标段江铃东路站、何坊西路站区间、何坊西路站十字街站区间存在上软下硬段。具体详见下表2.2-4区间上软下硬段一览表:区间名称区间上软下硬段里程区间上软下

46、硬段长度区间上软下硬段地质江铃东路站何坊西路站区间左线ZCK32+797.87ZCK33+000202.4m上部为5砾砂层、下部为1-3中风化泥质粉砂岩、4钙质泥岩ZCK33+493.5ZCK33+727.9234.4m右线YCK32+797.87YCK33+000202.4mYCK33+493.5YCK33+727.9234.4m何坊西路站、十字街站区间左线ZCK34+49ZCK34+722231mZCK34+888ZCK34+93446mZCK35+177ZCK35+329152m右线YCK34+491、YeK34+722231mYCK34+888YCK34+93446mYCK35+177

47、YCK35+329152m区间上软下硬段一览表表2.2-41、上软下硬地层施工风险盾构机在上软下硬地层的掘进过程中,刀具磨损严重,较易产生盾构上漂,姿态难以控制的情况。根据详勘资料显示,本标段上软下硬地层上部主要为5砾砂层,下部地层为1-3中风化泥质粉砂岩、4钙质泥岩,两类地层强度差异较大,呈现上软下硬特征,一类为砂层,主要成分为为石英、长石、云母及硅质岩类,局部夹卵石,合少量泥质或粘性土,地下水含量大,在刀盘扰动下易产生流变,影响地面沉降,并且与地下水联通,涌水量大;另一类为中风化泥质粉砂岩、钙质泥岩,岩石粘土矿物成分含量高,遇水易软化,暴晒易崩解,岩体较完整,在滚刀碾磨下形成粉末状颗粒,是形成泥饼的基础材料。

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