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[软弱地质条件下小净距段盾构参数控制]盾构机一台多少钱

时间:2019-02-09 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

   摘要:文章简述了天津地区盾构区间小净距施工的情况。    关键词:软弱地质条件;超小净距段;盾构施工;参数控制    一、工程概况    (一)工程简述
   天津地铁三号线第十二合同段金狮桥站-中山路站左线盾构区间设计起止里程为DK16+057.9-DK17+067.200,左线全长1012.268m,最小曲线半径335m,最大纵坡25‰。盾构衬砌采用C50钢筋混凝土预制管片错缝拼装。管片内径为Ф5500mm,厚度350mm,每环管片长度1.2m。
   因右线线路调整,致使左右线间距变小,最小净距为2.5m,小净距段长度达256m。施工期间如何通过参数控制既能保证左线施工环境的安全又能减小对右线成型隧道的影响,确保左线施工期间右线隧道安全成为施工的重点和难点。
   (二)工程地质及水文条件
   1.工程地质
   金狮桥站-中山路站盾构区间所处地段地层从地面向下依次为①1杂填土,②2素填土,③2粉土,④3粉土,④5淤泥质粉质粘土,④1粉质粘土,⑤1粉质粘土,⑥2粉土,⑥1粉质粘土,⑦1粉质粘土,⑦3粘土,⑦1粉质粘土。隧道主要穿越④3粉土,④5淤泥质粉质粘土,④1粉质粘土,⑤1粉质粘土,⑥2粉土,⑥1粉质粘土。左线穿越建德里和汇森中学处穿越区为粉质粘土和粉土层,其上为粉质粘土、回填土夹薄层淤泥质粉质粘土。
   2.水文条件
   盾构区间场地内表层地下水类型为第四系孔隙潜水,赋存于第Ⅱ陆相层以下的粉砂及粉土中的地下水具有微承压性,为微承压水。
   潜水存在于人工填土层①层、新近堆积层②第Ⅰ陆相层及第Ⅰ海相层④中。微承压水以第Ⅱ陆相层的湖泊相层⑤1粉质粘土为隔水顶板,盾构施工影响范围内承压水主要赋存于第Ⅱ、第Ⅲ陆相层的粉土及粉砂内,微承压水稳定水位稍低于潜水位,一般1.0-3.0m。
   经取水样试验分析,地下水对混凝土结构具有中等腐蚀性,对混凝土中钢筋具弱腐蚀性,对钢结构具中等腐蚀性。
   (三)施工地面环境
   小净距施工段地面需斜穿金波里4#楼、金田花园1#楼等建筑(见图1),隧道边缘距房屋最近距离为0.3m、0.9m。为7层框架结构房屋,压入方桩基础。故河道从房下穿过,施工期间减少地面沉降,保证建筑物安全是施工的关键。
   二、施工参数设定
   (一)土压力的设定
   根据前期盾构推进施工的设定土压力、覆土深度以及土体重度推算出平均侧向压力系数,据此来计算穿越建筑物时的土压力初步设定值。
   在实际施工过程中,根据房屋及地面监测情况,再对此设定值进行适当调整,同时,盾构司机在控制盾构推进的过程中要尽量减小土压力波动值。确保盾构掘进过程中盾构机前方建筑物隆起量控制在0-4mm之间。
   为了及时调整施工参数、控制沉降量,在盾构穿越建筑物期间,盾构队人员及专家组24小时对施工监控,流程图如上(见图2)。
   (二)同步注浆
   1.同步注浆方量
   盾构推进中的同步注浆是充填土体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期变形的主要手段,也是盾构推进施工中的一道重要工序。浆液压注要及时、均匀、足量,确保其建筑空隙得以及时和足量地充填。每推进一环的建筑空隙为
   1.2×π(6.342-6.22)/4=1.65m3
   盾构外径:Φ6340mm;管片外径:Φ6200mm。
   每环的压浆量一般为建筑空隙的200%-250%,即每推进一环同步注浆量为3.3-4.125m3。泵送出口处的压力应控制在略大于周边水土压力。根据前期实验结果认为宜控制在6-7m3,注浆压力控制在0.4Mpa,同时根据监测情况进行适时调整。
   压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定。
   2.浆液质量
   在施工过程中严格控制浆液质量。首先施工前对拌浆工进行技术交底,严格按照浆液配比进行浆液拌制。同步注浆过程中,按要求做小样试验,确定浆液质量。同步注浆要保证浆液匀速、均匀、连续的压注,防止推进尚未结束而注浆停止情况的发生。压浆前根据推进速度,初步算出同步注浆的流量,并在压注过程中根据实际情况及时进行调整。
   为防止浆液在注浆系统内的硬化,必须定时对工作面注浆系统及地面上的拌浆系统进行清洗,清洗时间根据实际情况确定。压浆时对压入位置、压入量、压力值均作详细记录,并根据地层变形监测信息及时调整,确保压浆工序的施工质量。
   (三)二次注浆
   根据以往推进施工过程中所总结的土体沉降变化规律可知,穿越后期的土体沉降占整个由盾构推进施工引起的土体沉降的很大部分,因此为控制土体后期沉降量,决定采用二次补压浆――通过脱出盾尾5环的隧道管片进行补充压注浆液,来起到阻止土体后期沉降的作用,从而维持建筑物的稳定。补压浆采用S型补浆,即封顶块15点和1点间间隔补浆。如测量发现成型隧道下沉立即对管片下部进行补浆。具体工艺如下描述(见图3):
   注意事项:
   第一,调整浆液配比:目前试验初凝时间为60s浆液配比:水0.8灰1水玻璃0.9,每次注浆前做初凝实验,根据专家提出的初凝时间调整相应配比。
   第二,沉降量标准:建筑物累积沉降量4-5mm,单日沉降量小于0.5mm,不达标立即采取措施。左线穿越的地面为生活区,地下管线众多,在穿越管线阶段我方决定以控制地面沉降量在15mm以内达到控制管线沉降的目的,如穿越管线区域累计沉降超过10mm立即予以二次补浆处理,直到达标。
   第三,注浆压力标准:根据经验穿越建筑物阶段注浆压力初设为0.35Mpa,具体参数依据盾构施工过程中沉降监测情况而定。
   为确保注浆质量,在盾构穿越房屋期间组建了注浆监控小组对浆液配比、放浆、注浆过程进行全过程24小时监控。
   (四)推进速度
   穿越建筑物期间按20-30mm/min的速度进行推进施工,施工过程中尽量保持推进速度稳定,确保盾构均衡、匀速地穿越建筑物,减少盾构推进对周边土体的扰动,以免对建筑物产生不利影响。
   (五)刀盘转速
   为充分发挥刀盘的性能,减少刀盘旋转对土体的扰动,在穿越建筑物施工过程中,刀盘采用低速旋转。在穿越过程中,注意观察刀盘扭矩和盾构转角等数据。
   (六)正面土体改良
   在穿越建筑物过程中,可通过在刀盘上部的注浆孔压注泡沫剂来改良刀盘前方土体,增加土体的和易性,减少刀盘扭矩和降低螺旋机油压。
   (七)螺旋机设定
   在穿越建筑物施工中,盾构司机要密切注意螺旋机的转速及油压。
   在穿越施工中,根据土压力及时调整螺旋机转速,调整螺旋机转速时要保证平缓调整,不能产生突变导致土压力大幅度波动。
   螺旋机压力应与正常使用时的压力值无太大的差异,在特殊情况下,也可通过机械内部调节适当超载,以满足穿越施工的需求。
   在穿越建筑物施工过程中,如果螺旋机因吸入不明杂物等而造成压力过大,无法正常运转,可通过反复进行螺旋机正反转来疏导土体,排出障碍物。
   (八)盾构纠偏
   盾构纠偏的过程中必须做到勤纠偏,一次纠偏量不宜过大。尽量采用在盾构管片的背千斤顶面的相应部位粘贴1-4mm厚的石棉板进行盾构纠偏,保证一次纠偏量在10mm以内,避免盾构纠偏量过大而使盾构机姿态出现波动变形,影响土体稳定。
   三、结束语
   在左线盾构通过小净距阶段,右线隧道实施了实时监控,以便左线施工参数的调整,通过监测数据显示各项参数配置适当,保证了右线成型隧道的安全。
   (作者单位:中铁十六局二公司)

标签:盾构 条件下 地质 软弱