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結(jié)合廣州地鐵談盾構(gòu)隧道施工

時(shí)間:2008-09-24 19:52:00   來(lái)源:無(wú)憂考網(wǎng)     [字體: ]
1、工程概況

  廣州市軌道交通三號(hào)線[天 ~華]區(qū)間盾構(gòu)工程分為兩個(gè)區(qū)間(天河客運(yùn)站~五山站區(qū)間以及五山站~華師站區(qū)間),主要由兩條圓形盾構(gòu)隧道為主組成,雙線長(zhǎng)6259.615m.隧道標(biāo)稱內(nèi)徑為5400mm;埋深為11~28m;平面最小曲線半徑為350m;最小豎曲線半徑為3000 m;坡度為19‰;最小坡度為3‰。

  天~五區(qū)間隧道主要是在殘積層和全風(fēng)化層中穿過(guò),頂?shù)装宀町惒淮,在中部偶?jiàn)夾有球狀微風(fēng)化巖石。近五山段頂板出現(xiàn)少量砂層。隧道洞身天然單軸抗壓強(qiáng)度值為153.40MPa.

  五~ 華區(qū)間隧道主要是在強(qiáng)風(fēng)化層中穿過(guò),頂?shù)装鍘r土分層有一定差異,存在上軟下硬或有夾層現(xiàn)象。中部為瘦狗嶺斷層破碎帶,以北均為花崗巖、花崗片麻巖帶或風(fēng)化層,以南為白堊系紅層巖系?拷A師站段隧道全斷面在微風(fēng)化層中穿過(guò)。地表地形地貌變化也比較大。白堊系紅層隧道上方發(fā)育有較長(zhǎng)段含水砂層。

  2、盾構(gòu)掘進(jìn)

  2.1刀具配置

  地質(zhì)情況對(duì)刀具配置起決定作用,隧道圍巖為I、II類(按《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范》中隧道圍巖分類)時(shí),一般采用刮刀(俗稱羊角刀),而對(duì)于 III~VI類圍巖則使用盤形滾刀效果較好。盤形滾刀又有單刃和雙刃之分,單刃滾刀適合較硬巖或強(qiáng)度不均勻的圍巖,而雙刃滾刀適合一般硬巖及強(qiáng)度均勻的圍巖。針對(duì)本工程的地質(zhì)情況,均配置單刃盤形滾刀。

  2.2掘進(jìn)參數(shù)控制

  (1)控制刀盤扭矩。根據(jù)保護(hù)刀具、降低刀具磨損的要求,必須將刀盤扭矩控制在某一容許范圍內(nèi),而控制扭矩的主要依靠以下方法:

  ◆ 減小推力:這是最簡(jiǎn)單、有效的方法,但同時(shí)也會(huì)降低掘進(jìn)速度。

  ◆ 減小刀具的貫入度:即在保持掘進(jìn)速度基本不變的情況下,提高刀盤轉(zhuǎn)速,一般達(dá)2.5~3r/m左右。當(dāng)開(kāi)挖面為全斷面硬巖時(shí),減小刀具貫入度,能顯著降低刀盤扭矩。但刀盤高轉(zhuǎn)速不適用有孤石的圍巖,因?yàn)楣率苋菀自斐傻毒弑懒选?/p>

  ◆ 向開(kāi)挖面、土倉(cāng)內(nèi)加入土質(zhì)改良劑:

  常見(jiàn)的土質(zhì)改良劑及適用地層

膨潤(rùn)土  適用砂~砂礫地層 
發(fā)泡劑  適用粘土~粗砂地層 
高吸水性樹(shù)脂  適用固結(jié)粘土~砂礫地層 
  其中發(fā)泡劑較為常用。

  另外,在全斷面硬巖或孤石地層,可以向開(kāi)挖面、土倉(cāng)內(nèi)加入冷卻水,以降低刀盤、刀具的溫度來(lái)保護(hù)刀具。

 。2)保持適當(dāng)?shù)耐翂骸H羲淼绹鷰r能夠自立,則可以采取空倉(cāng)掘進(jìn)的模式;若隧道圍巖無(wú)法自立,為了保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定,則必須保持適當(dāng)?shù)耐翂阂苑(wěn)定開(kāi)挖面,控制地面沉降。土壓過(guò)低,則可能出現(xiàn)超挖;土壓過(guò)高,則有效推力降低,掘進(jìn)速度降低,且地面可能隆起,造成后期沉降較大。土壓的確定與隧道埋深、地質(zhì)情況、地面建筑物情況有很大關(guān)系,可以采用庫(kù)侖或朗肯等理論估算。在實(shí)際施工中,也可以根據(jù)出土量的情況來(lái)確定適當(dāng)?shù)耐翂。在本工程掘進(jìn)過(guò)程中一般保持 1.5~2.0bar的土壓。

 。3)在刀盤扭矩、土壓、出土量滿足要求的情況下,盡可能加大推力,以提高掘進(jìn)速度(80mm/min以上),加快工程進(jìn)度。而在掘進(jìn)速度較快的情況下,則要注意控制好盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)、保持土壓穩(wěn)定、同步注漿量。

  2.3同步注漿及二次注漿

  由于刀盤的直徑為Φ6280mm,而管片外徑Φ6000mm,所以在管片離開(kāi)盾尾后,理論上管片與圍巖之間將會(huì)有寬度為140mm的空隙,為控制地面沉降,必須用砂漿將空隙填滿。

 。1)盾尾同步注漿。

  出現(xiàn)的主要問(wèn)題:

  ◆ 堵管

  出現(xiàn)堵管的情況,其原因主要是以下幾方面:

  ① 砂漿配比不好,以致砂漿初凝時(shí)間太短、砂漿易沉淀離析、砂漿流動(dòng)性差

 、 原材料不好,如砂太粗

 、 盾尾漿管回砂

  ④ 長(zhǎng)時(shí)間停注前未注射膨潤(rùn)土液洗管

  ◆ 漏漿

  主要原因及處理辦法:

 、 盾尾間隙過(guò)大?刂坪枚軜(gòu)機(jī)姿態(tài),選擇適當(dāng)?shù)墓芷,以保持良好的盾尾間隙

 、 尾刷損壞。在管片迎水面墊厚約15cm 左右的海綿或者更換尾刷。

 、 盾尾油脂注入量不夠。加大油脂注入量。

 。2)二次注漿。

  當(dāng)?shù)孛娉两递^大或隧道下坡且地下水豐富時(shí),可以進(jìn)行管片背后二次注漿來(lái)穩(wěn)定地面或堵水。

  注漿材料可以用純水泥漿、砂漿或雙液漿。注漿設(shè)備可以采用注漿機(jī)或盾構(gòu)機(jī)臺(tái)車上的同步注漿泵。注漿時(shí)應(yīng)注意監(jiān)控注漿壓力,如果壓力過(guò)大可能造成管片錯(cuò)臺(tái)或縱裂。