盾构施工技术.docx
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1、盾构施工技术城轨公司从2002年刚刚成立承担广州市轨道交通三号线客大盾构区间工程项目的施工,这也是集团公司成为全国第9个进入盾构施工的企业,笔者有幸参加了该工程的施工,到现在参加广州市轨道交通五号线草淘盾构区间工程项目的施工,通过客大项目(已完工)和草淘项目(在建)4年的学习与锻炼,下面就盾构法施工技术的一些经验和方法与各位共同探讨。1、盾构机的原理1.1、盾构机组成部分盾构机主要由开挖系统、推进系统、排土系统、管片拼装系统、油压、电气、控制系统、姿态控制装置、导向系统、壁后注浆装置、后方台车、集中润滑装置、超前钻机及预注浆、铰接装置、通风装置、土碴改良装置及其他一些重要装置如盾壳、稳定翼、人
2、闸等组成。盾构机全长74.3米,全重500吨,从前往后依次为盾构本体(刀盘、前体、中体、盾尾三部分)、连接桥架、15台车。1.2、盾构机的原理盾壳支承着围岩并保护着刀盘旋转,在千斤顶推力的作用下,刀盘上被切割、破碎的碴土,经过开口进入密闭室,当密闭室内的泥土压力与开挖面压力取得平衡的同时,端部伸入密闭室下部的螺旋输送机开机排土,控制螺旋输送机的转速或者盾构机的推进速度,达到密闭室内的泥土压力与开挖面压力的动态平衡。碴土通过配套的运输设备运至洞外。图112、盾构施工的关键技术和注意事项盾构法施工是在隧道某段的一端建造工作井以供盾构机安置就位,盾构机从工作井的墙壁开孔处出发,沿着设计轴线向另一端掘
3、进,盾构总体施工流程为:始发井交付使用盾构托架就位盾构机下井、安装、调试初始掘进(L=80100m)负环拆除及其它调整正常掘进盾构机到达中间站盾构机通过中间站盾构机再次安装、调试盾构机再次初始掘进正常掘进盾构机到达终点站盾构机解体外运隧道清理准备验收盾构机下井盾构机就位调试初始掘进正常掘进到达车站过 站再次始发到达终点站盾构机解体外运设备调试始发端头加固反力架安装洞门密封圈安装洞门围护墙凿除到达端头加固洞门密封圈安装盾构机托架再次就位调试始发站中间站到达站盾构隧道施工流程图2.1、端头加固技术和注意事项盾构机在进出洞时,工作面将处于开放状态,这种开放状态将持续较长时间。如果处理不当,地下水、流
4、砂、涌泥等就会进入工作井,严重情况下会引起洞门塌方。 加固的目的:提高端头土体强度,堵塞颗粒的间隙和地层的水,确保盾构机始发和到达的安全。(1)、控制地表沉降,端头不坍塌。(洞门破除期间,始发阶段)(2)、盾构始发进入加固体,或盾构到达穿过加固体时水土不大量流失。(3)、重型机械作用时土体的承载力。(主要指盾构吊装期间) 加固的要求:(1)、洞门破除后能有效的抵挡洞门处的水土压力;(2)、能有效的封堵洞门围护结构侧的渗水;(3)、盾构能较易破除加固体;2.1.1 端头加固的方法 端头加固可以单独采用一种工法或多种工法相结合的加固手段,主要取决于地质情况、地下水、覆盖层厚度、盾构机直径、盾构机型
5、、施工环境等因素。同时考虑安全性、施工性方便、经济性、进度等。 搅拌桩工法:通过搅拌桩使端头土体凝聚力和内摩擦角改变,主要适用于淤泥、粘土层和砂层,但在砂层加固效果差,须与旋喷桩等工法配合使用。该方法受国产设备性能限制,一般在14m深度以下加固效果很差。它的优点是工程造价低。易出问题:加固不连续,加固体强度偏低,吊钻头 旋喷桩工法(单重管、双重管、三重管):对于砂层改良效果好,也适用于淤泥、粉土、粘土层,但砂砾地基和粘着力大的粘土有时不能形成满意的改良桩,施工深度在40m以下时,效果较差。 注浆工法:主要适用于深度较深的砂质地层、砂砾层,地层较好的地段或与搅拌桩等工法相结合,对于水量不大的地段
6、进行加固止水。可进行单液和双液注浆,同时可进行跟踪注浆;浆液种类较多,经济性和可施工性好,材料和施工方法多种多样,需根据地下水、地质、施工环境等来确定,同时要考虑因灌浆而引起地基隆起等的处理对策。2.1.2 端头加固的注意事项(1)、选择合理的端头加固的方法(决定加固是否成功的关键)(2)、做好加固前的准备工作(必须充分理解工作井洞口周围地层的土质情况,掌握各层土的主要物理力学性能指标、所影响区域的地面;地下建筑物、构筑物、公众设施、地下管线等的 调查;洞口处的地下障碍物 的调查;)。 (3)、桩身垂直度不够,桩身偏斜,加固体不连续,桩间不咬合;(4)、 砂层中施工参数选取不合理,达不到预想的
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