發布時間:2022-05-09 08:52:12
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇地鐵工程施工技術探討,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1工程概況
馬草河河底寬16m,頂部寬30m,水位約0.5m,河床底部設有100mm厚草坪磚護底,300mm厚黏土層。河床底部至隧道頂部的地層分布情況,自上而下分別為①1雜填土層:(厚度3.109m)、①素填土層:(厚度1.010-1.879m)、②粘質粉土層:(厚度0.155-2.143m)、③細砂層:(厚度1.944m)、④圓礫層:(厚度0.913-4.029m)、⑤卵石層:(厚度6.068-10.017m),即隧道頂部至馬草河河床底部覆土厚度約為12.314m,最小覆土厚度約為11.685m;地下水位位于隧道底以下7.663m;同時盾構在此處下穿草馬河的曲線半徑為右轉500m,縱向坡度為26.03‰的上坡。
2盾構下穿馬草河技術參數的設定
2.1土壓力
由于盾構下穿馬草河時,隧道頂上部約8m范圍均為卵石5地層,土體孔隙率比較大,摩擦力也比較大,保壓困難,如果保實土壓,很可能會導致砂體板結,影響土倉結構,且推進速度緩慢,導致推力太大;如果保虛土壓,就要求渣良控制好,能在刀盤前邊掌子面前方形成一層不透水,不透氣泥膜,保證土壓達到預定的狀態且能穩定存在。由于渣良所用的泡沫含有大量空氣,存在擊穿河床底部的可能。故盾構在下穿馬草河時,則采用膨潤土泥漿來改良渣土為主(適當減小泡沫劑空氣流量),保證土倉壓力。
2.2推力
根據盾構下穿馬草河時的地質情況(隧道位于卵石5、卵石6地層)及隧道頂埋深為11.685m~12.943m的情況,為保證下穿馬草河時能夠順利通過,則其推力值設定為10000KN~12000KN。
2.3螺旋機轉速
馬草河河床底部僅設有100mm厚草坪磚護底,300mm厚黏土層,隔水性較差,可能存在河水下滲情況,加之隧道頂上部約8m范圍均為卵石5地層,土體孔隙率比較大,導致馬草河河床底部區域范圍內土體中的含水量偏高,在渣土較稀時,應降低螺旋機轉速和閘門開度。其螺旋機轉速值設定為5~8r/min。
2.4刀盤扭矩
盾構下穿馬草河時,為保證其能安全順利的通過,應嚴格控制馬草河河床底部的沉降量,故需采用提高土倉實壓部分比例的方法。刀盤扭矩值設定為3500kn.m~4000kn.m。
2.5刀盤轉速與掘進速度
根據盾構下穿馬草河時的地質情況(隧道位于卵石5、卵石6),為嚴格控制馬草河河床底部的沉降量及減小對地層的擾動,刀盤轉速設定值為0.8r/min~1.1r/min;掘進速度設定值為40mm/min~60mm/min。
2.6出土量
出土量的控制是盾構在土壓平衡工況模式下工作的關鍵技術之一,當盾構下穿馬草河時,其出土量的控制則顯現得尤為重要。由于此出土量原則上按照理論出土量出土,根據盾構下穿馬草河地質的情況(隧道位于卵石5、卵石6),每環掘進出渣松散系數取1.1~1.15,盡量減少土體擾動,保證土體的密實。每掘進循環出碴量:V1=KHπD2/4=(1.1~1.15)×1.2m×3.14×6.28m×6.28m÷4=40.8m2其中:D—開挖直徑6.28m,H—管片寬度1.2m,K—松散系數1.1(經驗值)。為保證每環出土量的穩定,則需對每環掘進的出土渣樣進行取樣(土體的流動性、塑性),并觀測其改良效果及時調整。
2.7盾尾密封
在盾構下穿馬草河前20環,對油脂系統進行檢查、保養,視情況更換油脂泵密封。適當加大油脂用量(保證每環油脂用量不低于35kg),從而保證密封效果。油脂壓力控制在15bar左右。
2.8渣良
(1)改良目的。①使渣土具有較好的土壓平衡效果,利于穩定開挖面,控制馬草河河床底部的沉降;②使切削下來的渣土順利快速進入土倉,并利于螺旋輸送機順利排土;③可有效降低刀盤扭矩及螺旋輸送機扭矩,降低對刀具和螺旋輸送機的磨損,提高盾構機掘進效率,保證其能快速、勻速、穩定通過馬草河。(2)改良方法。擬用膨潤土泥漿改良渣土,不使用泡沫,防止泡沫空氣壓力過大上竄至河底。
2.9同步注漿及二次注漿
(1)注漿壓力及注漿量。下穿馬草河時,由于馬草河河床底部僅設有100mm厚草坪磚護底,300mm厚黏土層,滲透性較大,同時隧道頂上部約8m范圍均為卵石5地層,土體孔隙率比較大,故下穿馬草河時,同步注漿壓力值設定為1.0bar~1.8bar(注漿壓力:上部為土倉上土壓力+0.05~0.1MPa,最大不超過2.0~3.0bar),注漿量控制在4.8m3。同步注漿采用預拌干料砂漿,28d強度不小于2.5Mpa。(2)二次補漿。下穿馬草河時,在管片脫出盾尾3-5環后,立即在1點位及11點位注入雙液漿(凝結時間不大于1min),注漿量以注漿壓力達到0.2MPa~0.25MPa為控制值。注漿同時,要觀測盾尾密封效果,不能使漿液從盾構機與管片之間間隙滲漏出來。若出現該問題時,一要加大盾尾油脂泵壓力,二要查看注漿壓力是否過大。
3下穿馬草河風險的預控和處理
(1)掘進前調查河水與地下水的水力聯系情況,嚴格控制掘進參數,確保勻速,均衡,連續,快速通過,嚴格控制地層損失率。(2)加注膨潤土漿等潤滑劑,減少刀盤所受扭矩,降低對土體的擾動,確保土倉壓力。(3)在進入下穿河流之前,嚴格進行土壓控制、出土量管理和注漿控制,嚴格控制盾構機頂部土壓。(4)注意掘進參數變化,嚴密監視出土的狀況,尤其是要嚴密監視出土的水量變化,并據此判斷地層狀況。(5)施工期間,密切監視有無跑氣、涌水等現象,一旦發現異常情況,及時匯報,及時采取措施處理。(6)及時布設監測點,加強河道設施的監控測量。
4結論
北京軌道交通房山線北延工程樊~四盾構區間采用了相應的施工技術措施順利的穿越了位于卵石地層的馬草河,為以后城市軌道交通建設中盾構在卵石地層中下穿河流有著很好的借鑒意義。
參考文獻
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[3]朱合華.傅德明.張鳳祥.盾構隧道[M].北京:人民交通出版社,2004
作者:劉強 單位:中鐵十一局集團城市軌道工程有限公司