盾構下穿河道施工方案

2021-09-23 15:41:57 字數 4410 閱讀 2535

一、工程概況

中和村站~元通站區間,設計里程為k2+983.05~k4+392.099,為單圓盾構區間,右線長度為1431.

81m,左線長度為1453.491m,在k3+350和k3+908.500處分別有乙個河道,盾構機在此兩處將下穿河道近距離樁基施工。

k3+350處河道長約m,寬約m,盾構與橋樁基距離約2m k3+908.5處河道長約m,寬約m,盾構與橋樁基距離約2m。

二、工程地質水文情況

k3+350處隧道埋深13m,洞身經過地層為粉細砂層(②-3d2-3,中密,區域性稍密);k3+908.5處隧道埋深15.8m,洞身經過地層為粉細砂層(②-3d2-3,中密,區域性稍密),賦存與地下的水具有一定的承壓性,但對砼不具腐蝕性,對砼結構中鋼筋不具腐蝕性。

地下水的補給**主要為大氣降水及生產、生活用水的入滲。

粉細砂層中分布有承壓水,盾構推進時做好以下工作:

加強盾構掘進管理

1.加強同步注漿管理,控制注漿量。

2.充分壓注盾尾油脂,防止泥水從盾尾進入。

3.加強盾構補壓漿系統管理。由於土體已擾動,需要不斷地調整各項引數,進行補壓漿。

4.確保螺旋機的密封效能。

加強對施工範圍的監測,及時反饋,調整施工引數。

三、樁基礎情況

兩處橋的樁基為鋼筋砼結構,樁長約m,直徑約m,

四、沉降控制措施

1.到達河道前的準備工作

1)準備支頂加固材料、注漿加固材料、搶險機具裝置、車輛、警戒標識物等以備用。

2)在到達特殊段前選擇一開挖面自穩性較好的地段對盾構機進行全面檢修,減少在特殊地段停機檢修的風險。

3)對破損較大的盾尾刷進行更換。

4)全面檢測刀具,對磨損超標的刀具進行更換。

5)對堵塞的注漿管進行疏通處理。

6)對分別通往開挖面、土倉、螺旋輸送器的主從泡沫管進行疏通,並在刀盤面中心附近增設1根泡沫管。

2.盾構機通過技術措施

1)做好各項準備工作,提前對盾尾密封進行檢查。

2)調整同步注漿漿液的配合比,縮短凝結時間,同時增大注漿量和注漿壓力。

3)在盾構機通過後及時進行二次雙液注漿,通過調整水泥水玻璃的配比引數,控制雙液注漿的凝結速度,達到加固土體和加固充填溶洞的目的。

4)加強掘進姿態控制,全面貫徹資訊化施工。

5)同時備好抽排水裝置等應急裝置和物資,制訂應急搶險預案。

3.盾構掘進過程的施工技術

掘進過程的施工技術:要求盾構在通過該特殊段時有序、平衡、平穩。

有序:1)施工組織有序人、機、料的配置合理,工序的安排、銜接有序。2)機械保養有序機械保養定人、定期、專業、規範,做到無遺漏、標準化。

3) 資訊管理有序技術交底、作業交底按部就班,自經理部至作業面指令暢通、反饋迅速。

平衡:1)土倉壓力與開挖面水土壓力平衡。嚴格控制土倉壓力,盡量保持土壓平衡,不要出現過大的波動;考慮本段地下水水壓較高,土倉壓力設定為上部1.

3bar左右,下部1.8bar左右。2)出土量與掘進進尺平衡。

嚴格控制出土量,做到進尺量與出土量均衡。本隧道開挖直徑6.40m,考慮盾構姿態變化或其他原因引起的岩土損失和岩土的鬆散係數,每環出土量約66~69m3,即4.

5節礦車。除量的控制外,還要堅持對每環渣樣進行地質水文分析,發現與開挖斷面地質情況不符(尤其是出現32砂層)時,則馬上採取措施。3)注漿壓力與水土壓力平衡。

除考慮注漿處的水土壓力,還要考慮後方來水、開挖面來水的水壓,故注漿壓力是在注漿處水土壓力基礎上提高1~2kg/cm2,且應使漿液不進入土倉和壓壞管片和不因注漿壓力過大造成地表隆起。特殊段注漿壓力設定:1#、4#注漿孔控制在1.

5bar左右,2#、3#注漿孔控制在2.0bar左右。 4)注漿量與進尺平衡。

考慮漿液失水固結、盾構推進時殼體帶土使開挖斷面大於盾構外徑、部分漿液劈裂到周圍地層,採用理論值的150%~200%進行注漿,即為3.5~4.75m3。

要保證漿液配置與地質水文條件、掘進速度相適應,過本段時漿液配比設定為:水泥∶粉煤灰∶砂∶膨潤土∶水=180∶371∶780∶35∶400(kg),漿液稠度控制在110~115mm,凝膠時間控制在5h以內。

平穩: 1)盾構姿態平穩。推進過程應保持盾構機有良好的姿態,避免蛇行,每環姿態變化控制在±5mm內。千斤頂a區、c區油缸油壓值差宜保持統

一、恆定性,不宜出現過大的波動。2) 管片姿態平穩。做好管片選型,現場對盾尾間隙實測實量,控制下部盾尾間隙在70mm以內,注意管片拼裝的橢圓度,防止尾刷與管片碰撞導致盾尾密封、鉸接密封損壞及管片變形。

3)推進速度平穩。掘進過程中向土倉內及刀盤面注入泡沫等新增材料,改善渣土效能,提高渣土的流動性和止水性,防止湧水流砂、結泥餅和噴湧現象,有利於保持速度的穩定。推進速度保持在25~40mm/min,日均進尺7~9m。

4.通過後的補強措施

1) 二次注漿。盾構同步注漿後,由於漿液的脫水,漿液體積收縮會加劇地表的後期沉降量,又由於盾構推力,襯砌和土層間會相互分離,二次注漿能有效地進一步充實背襯和提高止水能力。特殊地段每推進4環後補注雙液漿一次,在通過樁基位置兩環管片的範圍內增註一次。

2)三次復緊為防止因管片的變形引起地層的過度擾動,對管片螺栓擰緊要求三次復緊。即拼裝管片時一次擰緊,推出盾尾後二次擰緊,後續盾構掘進至每環管片拼裝前,對相鄰已成環的3環範圍內管片螺栓進行全面檢查並復緊。

5.施工監測

1)監測點的布設

2)監測在施工中的應用

,要保證盾構機能夠在複雜的地質條件下順利掘進,很重要的一點就是要保證盾構機良好的工作狀態,也就是要對盾構機進行定期的維護和保養,及時排除盾構機的故障,降低故障率無論對於加快施工進度還是保證施工安全與質量都是非常重要的。

五.盾構隧道穿越河底主要應對措施

1.洞內施工措施:

1)在進入k3+350和k3+908.5處施工之前50m,對刀盤、盾尾密封刷、螺旋輸送器、鉸接、密封油脂系統、注漿系統等進行一次全面的檢查、維修;在進入這兩處施工之前20m再次對盾構機進行一次全面的檢查,併隊盾構機的掘進狀態及時進行糾偏調整。

2)採取土壓平衡工況掘進,及時調整土倉壓力,確保土壓平衡,同時採取措施防止拼裝管片時盾構出現後退,保證工作面的土體定。

3)適時調整掘進引數,防止出現過大的方向偏差。

4)掘進過程中向土倉內注人泡沫,防止螺旋輸送機堵塞和水湧入隧道。合理使用外加劑如稠膨潤土和泡沫。加入土倉內的稠膨潤土一方面能提高土倉內渣土的易攪拌性,另一方面可和泡沫共同作用降低掌子面處土體的滲透性。

如果這樣仍不能有效解決土倉內水量較大的問題,採取向土倉內新增其他高分子吸水材料的方法加以解決

5)連續掘進,對地表和建築物連續監測。及時注漿充填管片與地層之間的環形間隙,防止土體塑性區的擴大,控制地表沉陷。

6)水壓較大時,為防止盾尾被擊穿,要及時在尾刷處注油脂。掘進中加強盾尾密封油脂的注入,確保盾尾密封效果;加強中體與盾尾鉸接處的密封效果,防止地下水湧入;具體措施為定期、定量、均勻地壓注盾尾油脂;合理確定同步注漿的壓力,以免漿液進入盾尾;

7) 嚴格控制管片拼裝質量,保證拼裝好的管片與盾殼之間的間隙;盾構推進過程中合理的利用鉸接千斤頂;加強盾構掘進姿態監測和管片選型工作,確保管片脫出盾尾後的防水效果和較好的隧道線型

2.監控量測措施

① 加強對地面和隧道的監測,堅持資訊反饋法施工,通過資訊反饋優化掘進引數。

② 加強監測力度,採用聲納法或水中設立觀測樁法進行江底沉降監測;對江堤進行人工布點及時監測,確保盾構過江的安全。

六、應急預案

1.盾構穿越河道可能存在的風險

1)渣土含水量增加導致螺旋輸送機發生噴湧;

2)盾尾漏漿;

3) 鉸接處漏水;

4)河底大面積塌陷;

5)隧道上浮;

2.應急預案

① 在穿越過程中如果盾構施工引起地面、樁基、深層土體的變形超過預定的控制範圍,立即停止盾構掘進,進行洞內注漿,並根據具體狀況利用筏板注漿加固的注漿孔進行地面注漿加固。

應急預案

當出現險情進行搶險時,具體應急措施如下:

① 立即關閉螺旋輸送機閥門,並向土倉內打入稠膨潤土以控制土倉內的土壓和抑止噴湧;

② 採用速凝型漿液在相鄰盾尾最近的管片吊裝口進行每孔注漿,在緩解了漏漿、漏水狀態後,試行推進,同時對同步注漿、盾尾打油進行嚴格掌控。

③ 在盾構工作面配置適量的注漿材料和木楔、棉紗、麻絲等堵漏材料和工具;並且在盾構機內安裝大功率水幫浦2臺,如果湧水,抽水排險。

④ 根據本標段區間地質勘察報告的提示,本標段過江段施工過程中可能會受到地質鑽探孔的影響,對於這種情況的出現,首先可根據圖紙、資料盡可能準確確定勘探孔的實際位置,然後在盾構過江前根據時間條件採取一定的措施進行封堵處理,在盾構掘進至鑽孔位置附近時,密切注意土倉內水土壓力變化。在盾構推進過程中如果遇到於鑽孔封孔質量不佳,發生鑽孔透水,立刻關閉螺旋輸送器,使用保壓幫浦渣裝置出土,增加盾尾密封油脂的注入量,適當提高同步注漿壓力和注漿量,管片出盾尾後用速凝型雙液漿補注漿止水。

⑤ 成立一支由各工種及安全組組成的一支搶險隊伍,由專案經理直接負責。在第一時間出現在現場,並能按出現的險情,快速制定最佳方案實施。尤其是供電、工具必須事先完善,安置在隧道內。

在過江段同時,24小時必須有搶險隊成員在工地值班,並明確自己的職責。

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