軟土地層smw工法盾構出洞技術監(jiān)控措施

軟土地層ＳＭＷ工法盾構出洞施工技術摘要:本文利利用了ＳＭＷＷ工法中水泥泥土攪拌樁的的止水功能與與Ｈ型鋼的抗抗變形能力,在施工場地地比較狹小和和地下管線復復雜的情況下下,將其應用于于加固某盾構構隧道出洞時時的周圍軟土土地層,取得了良好好的效果和經經濟效益,對類似工程程有一定的指指導意義。關鍵詞:ＳＭＷＷ工法;盾構出洞;軟土地層;技術措施1

概述

軟軟土地層盾構構進出洞加固固通常采用深深層攪拌樁,并在攪拌樁樁與連續(xù)墻之之間進行旋噴噴或注漿,但是在施工工場地窄小或或地下有建筑筑管線時,這種方法有有時將變得無無法進行。本本文以上海地地鐵Ｍ8線ＶＢ標區(qū)區(qū)間隧道為例例,介紹軟土地地層中采取ＳＳＭＷ工法出出洞施工技術術。

盾盾構出洞是指指盾構機安裝裝調試完成后后,對準設計中心點、按按照中心線路路,自始發(fā)井出出發(fā),穿過井壁,推過整個加加固區(qū)的施工工過程。它涉涉及到盾構機機的安裝、布布置、調試及及其所需的配配套設施的準準備、井壁混混凝土的處理理、井外地基基處理、洞門門防流水涌砂砂處理、盾構構機推進控制制、管片拼裝裝和環(huán)境保護護等工作。2

出洞地面準準備2.1

盾構機機的進場

由由于盾構機自自身的體積和和重量比較大大,在城市繁忙的交通條件下,盡量選擇夜夜深、人少、車車少的時間進進場,進場前擬定定合理的行駛駛路線,征得交警部部門的同意,并邀請交警警協(xié)助運送。2.2

臨時設設施

在在盾構推進施施工前,接常規(guī)進行行施工用電、用用水、通風、排排水、照明等等設施的安裝裝工作;施工必需材材料、設備、機機具備齊,管片、連接接件的儲量需需滿足三天推推進用量;井上、井下下建立測量控控制網并經復復核、認可;車架安置到到位,電纜、管路路等接至井下下;對隧道沿線線的建筑物以以及盾構將要要穿越的需要要保護的管線線布置沉降監(jiān)監(jiān)測點。沿線線盾構障礙物物在盾構推進進前開始拔除除。

吊吊運盾構機的的大型吊車到到位,主吊車采用200ｔ,輔助吊車選選擇100ｔ,完成盾構機機的吊運。3

井下準備3.1

盾構承承臺設備(亦稱發(fā)射架)

作作為盾構機在在井內的支承承臺座,在焊接制作作時,主要考慮其其能夠充分承承受盾構機自自重,可以進行安全全的移動操作,并用鋼軌、工工字鋼或其它它材料設置一一條可靠的盾盾構推進軌道道,保證起步工工作準確進行行。3.2

盾構機機下井安裝

由由于盾構機進進場和吊運時時被分為幾個個部分,并在下井時時焊接安裝了了吊鉤等連接接件。盾構機機井下組裝時時,要將這些連連接件割除,并將各組件件焊接組裝。其其安裝位置以以設計上的中中心位置和高高度為基礎確確定。3.3反力支支撐設備(后盾反力系系統(tǒng))

后盾反力裝置置及發(fā)射架安安裝

后后盾反力裝置置由鋼反力架架、146°鋼弧形環(huán)、鋼鋼支撐、鋼門門及臨時襯砌砌組成。后盾盾臨時襯砌由由寬度為1ｍ的管片組組成,采用通縫連連接。

反力架安裝

根根據首環(huán)管片片的里程,決定反力架架的平面位置置。反力架安安裝時,用經緯儀雙雙向校正兩根根立柱的垂直直度,使其形成的的平面與推進進軸線垂直。在在反力架固定定牢靠后,用素砼找平平其與車站結結構間的空隙隙。

負環(huán)安裝

負負環(huán)管片安裝裝前,先在反力架架上測出最后后一環(huán)后盾管管片的投影位位置和縱向螺螺栓位置,彈好控制線,并預先把縱縱向螺栓焊接接在反力架上上,以便于今后后施工。

最最后三環(huán)(即-12、-11、-10環(huán))管片需待盾盾構機下井后后,用吊車吊至至井下安裝。由由于-9環(huán)管片已伸伸入盾構機中中,因此,從-9環(huán)開始,所有負環(huán)都都在盾構機中中安裝。

在在安裝-10環(huán)管片之前,必須先涂好好盾尾油脂。同同時,控制好-11環(huán)管片的法法面,必要時需粘粘貼糾偏材料料。

當當-9環(huán)管片安裝裝完畢后,盾構機準備備前進,同時,開始打開洞洞門。此時橡橡膠簾布板已已安裝完畢,起重工應在在洞門完全打打開以前把-8環(huán)管片全部部準備到位。洞洞門打開,迅速清理洞洞門垃圾,盾構機向前前推進約30ｃｍ,拼裝-8環(huán)管片。盾盾構機繼續(xù)推推進,管片緊隨拼拼裝。

--6環(huán)拼裝結束束后,盾構機頭部部進入橡膠簾簾布板,開始前倉回回土,再推進100ｃｍ后拼裝-5環(huán)管片。-5環(huán)管片拼裝裝結束后,再推進約30ｃｍ,安裝146°鋼弧形環(huán)及及鋼支撐。鋼鋼弧形環(huán)及鋼鋼支撐安裝完完畢,再推進約15ｃｍ,盾構機應已已開始出土,大刀盤突尖尖已出洞,推進時應控控制前倉壓力力及盾構千斤斤頂油泵壓力力,防止因切削削速度過快,引起塌方。4

井外土體加加固工作

軟軟土地層盾構構出洞施工前前的井外土體體加固通?？煽梢圆捎蒙顚訉訑嚢铇?、ＳＳＭＷ樁或凍凍結法進行施施工。本工程程的兩個始發(fā)發(fā)井分別位于于虹口足球場場站和曲陽路路站,虹口足球場場站地下2.0ｍ以下分別別為粉土層和和粘土層,曲陽路站在在地下16ｍ范圍基本本為砂質粉土土層,這樣的土層層自身缺少自自立性和防水水性,一旦有較大大的臨空面時時,土體就可能能產生大量滑滑坡、坍塌、涌涌水和涌沙現(xiàn)現(xiàn)象。綜合考考慮地質情況況、施工場地地條件、施工工工期和工程程造價,決定在虹口口足球場站始始發(fā)井外采取取深層攪拌樁樁結合注漿加加固;在曲陽路站站始發(fā)井外采采取ＳＭＷ樁樁結合旋噴加加固(在距端頭井4ｍ位置有二二根上水管,深層攪拌樁樁加固范圍不不夠)。注漿和旋旋噴加固的主主要作用是使使攪拌樁或ＳＳＭＷ樁與井井壁外側形成成的加固盲區(qū)區(qū)得已補充,使得加固區(qū)區(qū)形成一個整整體,避免開洞門門時漏漿。本本文主要介紹紹ＳＭＷ工法法出洞加固施施工。4.1ＳＭＷ樁樁加固區(qū)的選選定

型型鋼采用500×2200×100×16窄翼緣型鋼,攪拌樁采用700直徑。型鋼鋼每孔插入一一根。插入深深度18ｍ。其平面面布置見圖2。4.2

加固體體中型鋼的強強度和變形檢檢算型鋼Ｗ=19227ｃｍ3,Ａ=115..5ｃｍ2加固后土體按::γ=1.9ｋＮｍ3,=22°

上上述是按照每每米土體兩根根型鋼來承受受,其強滿足要要求。同時其其變形經計算算滿足ＳＭＷＷ樁型鋼的拔拔除要求。4.3

ＳＭＷＷ樁施工參數數的確定

該該地基加固工工程采用φ650ｍｍ水泥土土攪拌,攪拌體長18.6ｍ。貼近墻墻體邊的加勁勁部分為Ｈ500×2200×100×16型鋼,以密插方式式插入;共計四排水水泥土攪拌樁樁,采用32.5級普通硅酸酸鹽水泥,水泥摻合比15%,水灰比1.5左右,墻體抗?jié)B系系數小于10-7ｃｍｓ。28天無側限抗抗壓強度大于于0.8ＭＰａ;漿液配比根根據現(xiàn)場試驗驗,參考配比水水泥:水=1∶1.5;樁體垂直偏偏差不大于12000,樁位偏差不不大于20ｍｍ。5

盾構出洞5.1

加固效效果檢測

經經過改良的土土體,要求其有一一定的自立性性和穩(wěn)定性,同時不能漏漏水、流沙,根據設計指指標和規(guī)范規(guī)規(guī)定,對于該類型型的土體改良良要檢查其土土體強度和抗抗?jié)B性能指標標。土體強度度通過鉆芯取取樣測定其抗抗壓強度,如果條件允允許也可通過過靜力觸探或或貫入法測定定其強度和攪攪拌的均勻性性;抗?jié)B指標一一般進行探孔孔取樣,通過對樣品品的目測,征求監(jiān)理、業(yè)業(yè)主和質檢站站的意見,確定其抗?jié)B滲是否能夠達達到開洞門的的要求。5.2

洞口井井壁砼鑿除

通通過對檢測結結果分析,改良土體如如果達到設計計要求的各項項指標,即可開始鑿鑿除井壁混凝凝土。在出發(fā)發(fā)井施工時,井壁上已經經按照設計要要求預埋好洞洞門鋼圈,洞門鑿除的的部分也就是是鋼圈所包圍圍的范圍。

洞洞口井壁混凝凝土鑿除前,必須復核洞洞門中心坐標標及高程,保證滿足盾盾構機出洞的的要求;洞口井壁砼砼采用高壓風風鎬鑿除,鑿除工作須須分二層漸進進,根據井壁厚厚度,先鑿除其外外層34,(約600ｍｍ),并割除鋼筋筋預埋件。外外層鑿除工作作先上部后下下部。鋼筋及及預埋件割除除須徹底。以以保證預埋門門洞的直徑。

里里層井壁鑿除除方法是將剩剩余的1/4厚度分割成成九大塊,具體做法是是在洞門中心心位置上鑿二二條水平槽,沿洞門周圍圍鑿一條環(huán)槽槽,然后開二條條豎槽,其中一條鑿鑿在地坪接縫縫處。開槽鑿鑿除砼,露出井壁鋼鋼筋,同時在每一一塊砼塊上鑿鑿出栓鋼絲繩繩的位置。

拆拆除洞口腳手手架改搭臨時時易拆操作平平臺,鋼筋割斷與與混凝土塊吊吊離應先下部部后上部,先中間后二二側,割一塊吊一一塊。合理安安排割斷順序序,使用長割具,防止砼塊傾傾倒。盡可能能縮短砼塊吊吊離工作的時時間,防止土體塌塌方,吊離完畢后后盾構機須迅迅速進入洞門門。5.3

洞口止止水簾布安裝裝

由由于洞口與盾盾構(或襯砌)存在建筑空空隙,易造成泥水水流失,從而引起地地表沉降,因此,須在洞口安安裝出洞裝置置,出洞裝置包包括簾布橡膠膠板、圓環(huán)板板、扇形板及及相應的連接接螺栓和墊圈圈。安裝前須須對簾布橡膠膠板上所開螺螺孔位置、尺尺寸進行復核核,確保其與洞洞圈上預留螺螺孔位置一致致,并用螺絲攻攻清理螺孔內內螺紋。安裝裝順序為簾布布橡膠板→圓形板→扇形板,自上而下進進行。安裝時時圓形板的壓壓板螺栓應可可靠擰緊,使簾布橡膠膠板緊貼洞門門,防止盾構出出洞后同步注注漿漿液泄漏漏。5.4

盾構機機出洞掘進

盾盾構機出洞前前,切口進入簾簾布前,須先在密封封倉內填充粘粘土(如磚胚)或人工漿液液約30ｍ3,防止出洞后后端頭井外側側地表坍陷。同同時為避免刀刀盤上的刀頭頭損壞洞口密密封裝置,在刀頭和密密封裝置上涂涂抹黃油以減減少摩擦力。盾盾尾鋼絲刷需需用專門的裝裝置安裝牢固固,盾尾鋼絲刷刷中必需充滿滿盾尾油脂。

當當盾尾脫出工工作井壁后,調整洞圈止止水裝置中的的弧形板,并與洞門特特殊環(huán)管片連連接成一體,以防止土體體從間隙中流流失而造成地地面的塌落。

出出洞時盾構應應迅速上靠,在油壓顯示示約等于靜止止土壓力時,用刀盤切削削水泥攪拌樁樁,并穿越下面面加固區(qū)。在在這段區(qū)域施施工時,土壓力設定定值應略低于于理論值,推進速度不不宜過快,盾構坡度可可略大于設計計坡度,待盾構出加加固區(qū)時,為防止由于于正面土壓變變化而造成盾盾構突然“磕頭”,必需將土壓壓力的值設定定成略高于理理論值,并在推進時時按工況條件件在盾構正面面加入發(fā)泡劑劑或泥,以改良正面面的土體,施工過程中中根據地層變變形量等信息息反饋,對土壓力設設定值、推進進速度等施工工參數作及時時調整。6

出洞的安全全和應急措施施

地地下工程的施施工風險隨時時都存在,即使準備很很充分,也可能有意意想不到的情情況發(fā)生。進進出洞施工尤尤其突出,這種風險主主要表現(xiàn)在洞洞門鑿開后土土體的穩(wěn)定性性和止水性,為了降低開開洞門后土體體坍塌或流砂砂帶來的風險險,在土體改良良達到規(guī)范要要求的時間后后,對改良效果果進行檢測,主要檢測其其強度和止水水性,目前新采用用的檢測方法法為鉆芯取樣樣和正面捋孔孔取樣。施工工中常見的是是洞門鑿除以以后的流砂現(xiàn)現(xiàn)象,這樣勢必造造成井壁外地地面周圍建筑筑物和管線沉沉降。

在在出洞施工中中,洞門砼必須須鑿除、吊離離后,盾構機才能能推進,其風險要比比進洞大得多多,所以洞門鑿鑿除前要進行行每個探孔取取樣,觀察分析樣樣品,確保洞門打打開后土體的的安全。同時時,在開洞門時,要先剝落內內側約50ｃｍ厚,剩余30ｃｍ厚的砼砼要分塊鑿除除。分塊鑿除除要從上而下下,鋼筋割斷后,鑿幾個較大大的孔,觀察內部土土體的情況,一旦土體不不穩(wěn)定,且有流砂情情況,立即封堵,并在井外采采取注漿或旋旋噴,必要時,可在洞門范范圍內正面打打孔注漿。漿漿液使用快凝凝型水泥———水玻動漿液,水泥漿液和和水玻動之比比,按照小樣的的初凝時間確確定,一般在0.5～1ｈ范圍內。

注注漿完成24ｈ后可以重重新開孔觀察察,直至確定加加固土體的穩(wěn)穩(wěn)定性和上水水性,方可分塊拆拆除吊離洞門門砼,砼吊離后,迅速將盾構構機推進,及時靠到臨臨空土體上,此時扇形板板和簾布板牢牢牢地靠在盾盾構機上,即盾構安全全出洞。

出出洞施工中,只要有土體體坍塌或者流流砂現(xiàn)象,就必然有地地面、周邊建建筑物和管線線沉降,所以要在出出洞階段加強強監(jiān)測,視監(jiān)測到的的變形情況采采取注漿、懸懸吊等措施。7

ＳＭＷ工法法盾構出洞施施工技術要點點7.1

出洞口口前土體加固固

盾盾構出洞前土土體加固需根根據地質、型型鋼規(guī)格、環(huán)環(huán)境條件等加加以確定。加加固質量一定定要保證,防止流砂出出現(xiàn)。型鋼焊焊接一定要牢牢靠,每根型鋼要要進行探傷試試驗,確保每根型型鋼都能拔出出。7.2

基座定定位

盾盾構中心的坡坡度與隧道設設計軸線坡度度保持一致,考慮到盾構構后期沉降因因素,盾構中心可可比設計軸線線略高30～50ｍｍ,然后對基座座加支撐,防止盾構基基座移動。7.3

鑿除洞洞門混凝土

可可以盾構為后后座,用枕木垛支支撐洞口墻體體,自上而下鑿鑿除,當洞口加固固范圍因條件件限制達不到到要求時,經驗算后可可在盾構底以以上一定高度度范圍堆放ｑｑｕ=0.1～0.2Ｍｐａ的夯夯實回填土,以減少加固固土體承受的的正面土壓力力而保安全。7.4

出洞門門裝置及導軌軌安裝

洞洞門碎混凝土土清理完畢后后,安裝出洞裝裝置(即“襪套”)、圓環(huán)板等,須保證“襪套”完整及導向向軌道在洞口口“襪套”處斷開,洞圈內要重重新燒焊支點點,防止盾構叩叩頭。7.5

防止盾盾構旋轉、上上飄

盾盾構出洞時,正面加固土土體強度較高高。由于盾構構與地層間無無