盾构法施工对城市所能遇到各种地形的适应性在建设中日益突出。如何最大限度地减少对环境的影响已成为盾构建设的核心问题。本文结合深圳地铁隧道某区间下穿大沙河为例,探讨了盾构施工过程中的技术控制措施。
深圳地铁某区间,左线长1993.2m右线长1994.8m。区间隧道采用两台Ф6280mm盾构机进行施工,成环隧道外径Φ6.0m,内径Φ5.4m,厚0.3m。隧道主要穿越中粗砂、粉质粘土、全风化及微分化花岗岩。
深圳地铁某一区间采用盾构法施工,左线长度为1993.2米,右线长度为1994.8米。隧道外径6.0m,内径5.4m,厚度0.3m。隧道主要通过以中粗砂、粉质粘土、强风化和微风化花岗岩为主的地层。
大沙河宽55米,涨潮时水深可达2.4m,退潮时水深约0.4m。大沙河边坡冲孔灌注桩Φ1000@1400mm,桩长约10m,区间隧道距离桩基底部约6.05m。左线1106环-1144环穿越大沙河,右线1108-1147环穿越大沙河。洞身范围内:<3-5>砾砂、<6-2>硬塑状砾砂质粘土。
(1)喷涌
地下水或者通过地层渗透的地下水没有及时与渣土排出从而导致地下水压力不断增大是发生喷涌的主要原因[1]。本区间穿越的地层主要由砂砾层组成,富水层易渗水。当渣土与大量地下水混合成流体时,渣土进入土仓,随着土仓内压力的增加,很容易形成涌出现象。
(2)设备漏水
机械设备出现密封泄漏,如盾尾、盾体铰接和盾尾与管片间隙出现严重漏水。
(3)管片漏水
管片拼装不严、管片破损裂缝或止水条失效从而出现严重漏水情况。
(1)根据河道工程地质及水文地质情况编制专项施工方案。
(2)设备检修,重点是盾尾密封盾体交接处,保证施工过程中设备性能良好。
(3)加强监测措施,包括地面巡视、地面监测点监测。
(4)准备好现场应急物资设备,必要物资运至盾构机台车及河道周边。
(5)应急预案及桌面推演
穿越河道前,编制详尽的的应急预案,并进行应急预案桌面推演。
桌面推演召集各参建单位,梳理盾构下穿大沙河前各项准备工作情况,进行应急预案桌面演练。以实战的状态提升突发情况的应急处理能力,调动各方资源全力以赴做好各项准备工作。
(1)对盾尾后第7~10环位置进行二次注浆(双液浆)作为止水环,压力范围为2.0~3.0bar,水灰比0.6~0.8:1,水泥:水玻璃1:0.8~1。注浆宜取至少4个点位进行,目的是阻止管片背后形成汇水通道,防止地下水通过汇水通道流至盾体前方。
(2)优化同步浆液的配合比及缩短凝结时间。做好同步注浆,并及时采取壁后二次补浆,根据河堤的沉降数据,及时调整注浆量和注浆时间间隔,确保后续沉降的稳定性。
(3)采用土压平衡模式进行开挖,开挖面的稳定性计算,设定合理的参数,控制盾构机的姿态,控制土压力,稳定掌子面,控制地面沉降,并最大限度地减少施工对地层的影响。根据掘进参数及出渣情况判断,此段地层较为松散,含水量大,因此总体上掘进施工坚持“超压、超注”的原则。
(4)注入泡沫剂
盾构掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫等添加材料,形成隔水泥膜,防止水从地层中渗出,提高土仓内碴土的稠度来改善碴土的止水性,以使土仓内的压力稳定平衡。防止涌水流砂和发生喷涌现象,并利于螺旋输送机排土[2]。
(5)适当缩短浆液胶凝时间,保证注浆质量。
盾构尾部的同步注浆量与地面沉降有很大关系。太少会导致地面上的大规模沉降。太多会将浆液会引起地面隆起甚至冒出地面,并污染环境。富水砂层孔隙率大,易于浆液扩散,注浆应根据注浆过程中的注浆压力和地面条件及时调整。要“均匀、对称”注浆。注浆的标准是确保可以填充盾构管片后面的间隙。这不仅减少了后期的地面沉降,而且还在防水方面起到了一定的作用。
(6)加强量测与监测
监测布点:在河两岸布设2排监测点,每个断面5个监测点,在穿越过程中,安排专人在大沙河附近巡视,24小时专人巡视,每班两岗,每岗两人,保持通讯畅通;观察水面及河堤的情况,看是否有冒泡等异常情况。地面监测1小时出一次电子版报告,一天出一次纸质版报告。收集信息,反馈指导施工,调整施工,保证施工安全。
(7)领导带班制度
盾构施工过程中严格执行领导带班制度,加强施工管理,参建各方根据工作组织安排值班,按值班表进行值班,确保现场24小时有领导值班。
(1)二次注浆
盾构穿越后,对穿越部位进行二次补充注浆,以防止周围地层的松弛扩大。保证在盾尾后7~10环及时进行二次注浆。
(2)多次复紧螺栓
施工中,执行管片螺栓多次复紧制度,管片拼装完成后复紧第一环。盾构推出盾尾后二次拧紧,穿越完成后第三次复紧,后续重点检查。
左线盾构于3月1日刀盘开始进入大沙河范围,至3月7日,左线第1144环拼装完成,盾构机盾体出大沙河范围。历时7天,盾构顺利下穿大沙河。
右线盾构于4月28日刀盘开始进入大沙河范围,至5月3日第1150环拼装完成,盾构机盾体出大沙河范围。历时6天,盾构顺利下穿大沙河。
本文是对深圳地铁穿越河道施工做的一些施工措施的简单总结,尚存在诸多不足和疏漏之处,为盾构安全跨河提供了宝贵的可借鉴经验。
摘要：城市地铁隧道盾构法施工中需要穿越河道这类施工情况较复杂,风险较大的部位,在施工过程中需要采取相应的施工措施,既要规避施工风险又要保证施工质量。本文就深圳地铁某隧道区间盾构穿越大沙河为例,阐述了盾构穿越河流的技术控制措施。
关键词：盾构施工,下穿河流
[1] 田金虎.盾构过河隧道超浅覆土层区域施工技术[J].中国高新技术企业, 2010(12):167-168.
[2] 陈鸿杰,魏鑫.土压平衡盾构机过富水砂层施工技术[J].城市轨道交通研究, 2011, 14(7):50-52.
