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1、地鐵工程盾構(gòu)始發(fā)與接收條件驗(yàn)收內(nèi)容分析摘要:地鐵工程施工中,盾構(gòu)始發(fā)與接收過(guò)程是盾構(gòu)區(qū)間施工險(xiǎn)情發(fā)生概率最大的環(huán)節(jié),其開(kāi)挖條件驗(yàn)收也是盾構(gòu)區(qū)間施工最關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收。本文將結(jié)合工程實(shí)際,對(duì)地鐵工程盾構(gòu)接收和始發(fā)條件驗(yàn)收的主要內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的分析,以便更好的用于指導(dǎo)該條件驗(yàn)收工作,控制盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)和提高工程質(zhì)量。關(guān)鍵詞:地鐵工程;盾構(gòu);始發(fā);接收;條件驗(yàn)收0前言盾構(gòu)法施工技術(shù)由于具有地質(zhì)適應(yīng)范圍廣、隧道一次成型、施工速度快效率高、自動(dòng)化智能化程度高、對(duì)周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn),成為我國(guó)地鐵工程暗挖區(qū)間最主要的施工方法。然而受地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、盾構(gòu)姿態(tài)等因素影響,盾構(gòu)區(qū)間施工過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生地表沉降或坍塌
2、、掌子面涌水涌砂、盾構(gòu)偏離設(shè)計(jì)線路等險(xiǎn)情1,甚至?xí)l(fā)生質(zhì)量安全事故,其中盾構(gòu)始發(fā)與接收過(guò)程中,發(fā)生險(xiǎn)情的幾率更大,約占盾構(gòu)施工事故總量的70%2。為此,住建部在關(guān)于加強(qiáng)地鐵工程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控的通知(建辦質(zhì)201768號(hào))(以下簡(jiǎn)稱通知)中明確要求將“盾構(gòu)始發(fā)與接收”列為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),必須進(jìn)行關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)條件驗(yàn)收。各地在住建部文件要求的基礎(chǔ)上,結(jié)合各自地鐵工程建設(shè)的特點(diǎn),基本上都制定了盾構(gòu)接收始發(fā)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收制度3、4。無(wú)錫地鐵在有關(guān)文件要求的基礎(chǔ)上對(duì)盾構(gòu)始發(fā)與接收條件驗(yàn)收制定有詳細(xì)驗(yàn)收條件清單,包括10個(gè)主控條件和5個(gè)一般條件,主控條件包括:工作井及各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)、專項(xiàng)施工方案、測(cè)量及監(jiān)測(cè)、井下控制點(diǎn)
3、、輔助技術(shù)、洞門(mén)探孔、始發(fā)/接收架、反力架、技術(shù)交底、潛在風(fēng)險(xiǎn)分析,一般條件包括:材料及構(gòu)配件、設(shè)備機(jī)具、分包管理、作業(yè)人員、風(fēng)水電等。從該條件驗(yàn)收的執(zhí)行情況來(lái)看,工作井及各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)、專項(xiàng)施工方案、技術(shù)交底等條件執(zhí)行情況相對(duì)較好,但在施工測(cè)量及監(jiān)測(cè)、輔助技術(shù)、洞門(mén)探孔、始發(fā)/接收架、反力架等驗(yàn)收條件的驗(yàn)收把控上還有些欠缺,對(duì)具體驗(yàn)收內(nèi)容及要求不夠明確,個(gè)別標(biāo)段甚至存在走過(guò)場(chǎng)的現(xiàn)象,對(duì)后續(xù)的施工留有一定安全隱患。因此,本文進(jìn)行對(duì)盾構(gòu)始發(fā)接收的主要驗(yàn)收項(xiàng)目進(jìn)行分析,明確各條件具體要求,從而規(guī)范盾構(gòu)始發(fā)與接收條件驗(yàn)收工作,切實(shí)降低施工風(fēng)險(xiǎn)。施工測(cè)量及監(jiān)測(cè)1.1施工測(cè)量施工測(cè)量是盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的依據(jù),測(cè)
4、量精度高低直接影響盾構(gòu)機(jī)姿態(tài),從而決定隧道的線路走向。盾構(gòu)始發(fā)與接收的施工測(cè)量包括地下導(dǎo)線測(cè)量(又分為施工控制導(dǎo)線測(cè)量、施工導(dǎo)線測(cè)量)、地下高程控制測(cè)量、洞門(mén)復(fù)測(cè)、始發(fā)/接收架定位測(cè)量、始發(fā)反力架測(cè)量等,盾構(gòu)始發(fā)與接收要保證施工測(cè)量的準(zhǔn)確性和精度施工控制導(dǎo)線測(cè)量可采用雙支導(dǎo)線(主、副導(dǎo)線)方法,以主導(dǎo)線進(jìn)副導(dǎo)線出的形式將主、副導(dǎo)線連接起來(lái),再與起算邊聯(lián)測(cè),構(gòu)成單邊控制的閉合導(dǎo)線,由于控制導(dǎo)線點(diǎn)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),在洞內(nèi)控制導(dǎo)線向前延伸時(shí)必須檢查后三個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)點(diǎn)位穩(wěn)定情況,確保滿足精度。施工控制導(dǎo)線在隧道貫通前測(cè)量三次,測(cè)量時(shí)間與豎井定向同步。施工導(dǎo)線測(cè)量要合理控制其在直線段、曲線段的測(cè)量邊長(zhǎng),選擇穩(wěn)固
5、、合理的位置設(shè)置線點(diǎn)。地下高程測(cè)量一般采用水準(zhǔn)測(cè)量方法,在隧道貫通前獨(dú)立進(jìn)行三次,精度要求應(yīng)與地面精密水準(zhǔn)測(cè)量一致。洞門(mén)復(fù)測(cè)是盾構(gòu)始發(fā)與接收前最后再核實(shí)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)線路與洞門(mén)軸線的位置關(guān)系,測(cè)量結(jié)果是確保盾構(gòu)能順利進(jìn)洞、出洞的前提條件,是盾構(gòu)始發(fā)與接收前必須要做的測(cè)量項(xiàng)目。始發(fā)/接收架定位測(cè)量主要是導(dǎo)軌中線與設(shè)計(jì)隧道中線偏差不能超限,導(dǎo)軌前后高程與設(shè)計(jì)高程不能超限,導(dǎo)軌下面應(yīng)堅(jiān)實(shí)平整。始發(fā)反力架的穩(wěn)定性直接影響盾構(gòu)機(jī)始發(fā)是否能按設(shè)計(jì)線路進(jìn)行,盾構(gòu)始發(fā)前要測(cè)量始發(fā)架的高程、垂直度,反力架固定牢固,強(qiáng)度、剛度應(yīng)滿足盾構(gòu)始發(fā)的要求。1.2、施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)施工地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜,地勘又具有局限性,盾構(gòu)始發(fā)與
6、接收風(fēng)險(xiǎn)性較大,精確掌握地面、建(構(gòu))筑物、管線的沉降、傾斜情況以及襯砌管片的變形情況,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)達(dá)到預(yù)警值時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào),有助于盡早排除險(xiǎn)情,進(jìn)一步知道盾構(gòu)施工。盾構(gòu)始發(fā)與接收的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目一般包括:地表沉降監(jiān)測(cè),建(構(gòu))筑物的沉降位移、傾斜、裂縫監(jiān)測(cè),管線變形監(jiān)測(cè),隧道內(nèi)管片沉降、收斂監(jiān)測(cè)。盾構(gòu)始發(fā)與接收時(shí),根據(jù)工作井、始發(fā)/接收段的地質(zhì)狀況、周邊環(huán)境情況選擇監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)、控制網(wǎng),合理布置監(jiān)測(cè)點(diǎn),始發(fā)與接收前讀取初始值,并在施工過(guò)程中做好對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備、線路、點(diǎn)位的保護(hù)工作。輔助技術(shù)盾構(gòu)始發(fā)與接收的輔助技術(shù)主要包括端頭井加固、降水、洞門(mén)密封裝置等,輔助技術(shù)能保證盾構(gòu)始發(fā)與接收段土體
7、具有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,避免在洞門(mén)鑿除時(shí)出現(xiàn)涌水、涌砂的風(fēng)險(xiǎn)。所有的輔助技術(shù)應(yīng)在盾構(gòu)始發(fā)與接收前完成,且相關(guān)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。2.1、端頭井加固目前無(wú)錫有攪拌樁+旋噴樁垂直加固、凍結(jié)法水平加固兩種端頭井加固方案,前者使用較多,后者一般在周邊環(huán)境復(fù)雜、垂直加固施工受限制時(shí)采用。(1)垂直加固方案站臺(tái)EiF除收錠吸粧垃固區(qū)攪刪也固區(qū)凍站鬧灸井圖1垂直加固平面示意圖圖2垂直加固剖面示意圖垂直加固方案即在加固區(qū)長(zhǎng)度按一定樁間距施工攪拌樁增加土體強(qiáng)度和穩(wěn)定性,在端頭井車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)施工一排旋噴樁止水帷幕防水。端頭井加固區(qū)長(zhǎng)度一般為始發(fā)8m、接收9m考慮(有設(shè)計(jì)院將始發(fā)與接收的長(zhǎng)度都定為9m的標(biāo)段
8、,也有專家建議長(zhǎng)度按盾構(gòu)機(jī)主機(jī)長(zhǎng)度加23環(huán)管片長(zhǎng)度),加固寬度為盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)每側(cè)3m,豎向加固范圍為盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)上下各3m,垂直加固一般在主體結(jié)構(gòu)施工階段施工完成,達(dá)到齡期后,施工單位應(yīng)委托有資質(zhì)的檢測(cè)單位對(duì)樁的強(qiáng)度、質(zhì)量進(jìn)行取芯檢測(cè),芯樣完整、連續(xù),且無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)要求(一般為l.OMPa),盾構(gòu)始發(fā)與接收條件驗(yàn)收時(shí),應(yīng)有合格的樁取芯檢測(cè)報(bào)告。圖3芯樣及檢測(cè)報(bào)告(2)水平加固方案水平凍結(jié)法加固即通過(guò)人工制冷技術(shù),將加固土體中的水凍結(jié)成冰,使天然土變成凍土,從而增強(qiáng)土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,隔絕地下水和端頭井的聯(lián)系,以便在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行盾構(gòu)始發(fā)與接收。凍結(jié)加固范圍一般為內(nèi)圈(盾構(gòu)管片范圍
9、內(nèi))加固長(zhǎng)度約2.6m,外圈(盾構(gòu)管片以外1.65m左右)加固長(zhǎng)度約9.0m。圖4凍結(jié)加固剖面示意圖采用水平凍結(jié)法加固時(shí)一般在冷凍系統(tǒng)積極凍結(jié)階段(凍結(jié)15天后)進(jìn)行盾構(gòu)始發(fā)與接收,時(shí)間太短端頭井土體強(qiáng)度和穩(wěn)定度不夠易發(fā)生險(xiǎn)情,時(shí)間太長(zhǎng)不利于盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)容易使刀盤(pán)凍住。盾構(gòu)始發(fā)與接收前凍結(jié)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)需滿足設(shè)計(jì)要求,詳見(jiàn)表1。表1盾構(gòu)始發(fā)與接收必須滿足條件一覽表序號(hào)內(nèi)容指標(biāo)1凍土壁設(shè)計(jì)有效厚度(杯壁厚度)不低于設(shè)計(jì)厚度2凍土的平均溫度W-10C3各探孔溫度W-5C4鹽水溫度-28C-30C5鹽水去回路溫度差W2C2.2、降水端頭井井點(diǎn)降水一般與垂直加固措施配套采用,采用水平凍結(jié)法加固不得對(duì)端頭
10、井土體降水。井點(diǎn)降水可通過(guò)放置在井內(nèi)的潛水泵及時(shí)將端頭井土體內(nèi)多余的水排出,降低土體含水率,保障旋噴樁止水帷幕的防水效果。降水井?dāng)?shù)量根據(jù)端頭井地質(zhì)條件按設(shè)計(jì)要求的深度、數(shù)量施工。盾構(gòu)始發(fā)與接收前,施工單位必須對(duì)降水井進(jìn)行抽水試驗(yàn),驗(yàn)證降水井的排水能力。2.3、洞門(mén)密封裝置盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)直徑是盾構(gòu)機(jī)輪廓尺寸最大的部位,始發(fā)與接收時(shí),盾體與洞門(mén)之間的間隙成為滲水漏漿的通道,所以洞門(mén)密封裝置的設(shè)置、保證密封效果顯得尤為重要1,必須引起高度重視。密封裝置主要有簾布橡膠板、圓環(huán)板、折葉壓板、固定螺栓等組成,始發(fā)與接收的簾布橡膠板安裝方向是不一樣的,詳見(jiàn)圖5、6。為防止盾構(gòu)進(jìn)洞、出洞時(shí)刀盤(pán)破壞簾布橡膠板,應(yīng)向
11、密封處涂抹油脂;盾體與密封裝置開(kāi)始接觸后,應(yīng)隨著盾構(gòu)機(jī)的向前掘進(jìn)控制鋼絲繩的拉緊度,及時(shí)調(diào)整折葉壓板角度確保密封效果。另外,建議鋼絲繩在洞門(mén)兩側(cè)設(shè)手拉葫蘆,以確保洞門(mén)兩側(cè)壓板能同時(shí)壓緊。圖5盾構(gòu)始發(fā)洞門(mén)密封裝置示意圖圖6盾構(gòu)接收洞門(mén)密封裝置示意圖洞門(mén)探孔垂直加固方案中,加固完成達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,需施工水平探孔鑒定土體加固效果,探孔數(shù)量一般為9個(gè),呈“米”字形布置,探孔深度達(dá)到加固土體范圍內(nèi)盾構(gòu)始發(fā)與接收前探孔取芯芯樣完整,球閥全開(kāi)時(shí)無(wú)流沙、滲水現(xiàn)象。始發(fā)/接收架及反力架始發(fā)架是盾構(gòu)進(jìn)洞前的支撐架,盾構(gòu)機(jī)在始發(fā)架上完成負(fù)環(huán)的拼裝;接收架用于盾構(gòu)出洞后支撐盾構(gòu)機(jī),并確保盾構(gòu)機(jī)能在接收架上繼續(xù)往前掘進(jìn)
12、直至盾體全部出洞。故始發(fā)架與接收架的強(qiáng)度、剛度應(yīng)分別滿足盾構(gòu)始發(fā)與接收的要求,焊接部位焊縫應(yīng)飽滿,水平固定應(yīng)牢固;盾構(gòu)始發(fā)與接收中,僅始發(fā)需設(shè)置反力架提供給盾構(gòu)機(jī)反作用力。反力架的材質(zhì)、拼接結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,焊縫應(yīng)飽滿,其與端頭井側(cè)墻、中板的接觸面應(yīng)密封可靠、固定牢固。其它除以上各項(xiàng)條件外,導(dǎo)軌安裝、盾尾刷的細(xì)部處理也是盾構(gòu)順利始發(fā)與接收非常重要的前提條件。5.1導(dǎo)軌在盾構(gòu)始發(fā)與接收推進(jìn)過(guò)程中,始發(fā)時(shí)刀盤(pán)到達(dá)掌子面及脫離始發(fā)端頭或接收時(shí)刀盤(pán)完全暴露出洞時(shí)易出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)“磕頭”現(xiàn)象,為避免此現(xiàn)象發(fā)生,除始發(fā)抬高盾構(gòu)姿態(tài)、接收降低盾構(gòu)姿態(tài)外,在洞門(mén)范圍內(nèi)還應(yīng)安裝短導(dǎo)軌,以便盾構(gòu)機(jī)能順利進(jìn)、出洞,盾構(gòu)始發(fā)與接收條件驗(yàn)收時(shí)短導(dǎo)軌應(yīng)安裝到位。此外始發(fā)/接收架上的導(dǎo)軌靠近洞門(mén)處應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定末端傾斜方向。5.2盾尾刷盾尾刷的作用是縮小土層與管片的空隙,減少注漿量,降低盾構(gòu)施工對(duì)地層的擾動(dòng)。盾尾刷為鋼絲刷+鋼片壓板結(jié)構(gòu),鋼絲刷中需充滿油脂,盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中無(wú)法對(duì)盾尾刷涂油,故盾構(gòu)始發(fā)前應(yīng)對(duì)每道盾尾刷涂滿密封油脂,以確保盾尾刷良好的密封性。5、結(jié)語(yǔ)本文對(duì)地鐵工程中盾構(gòu)始發(fā)與接收條件的關(guān)鍵驗(yàn)收內(nèi)容進(jìn)行了分析,指出了條件驗(yàn)收時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的一些方面,確保盾構(gòu)始發(fā)與接收條件驗(yàn)收工作能夠高質(zhì)量的完成,從而保證深基坑工程安全順利
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