盾構機穿越停機坪的施工

盾構機穿越停機坪的施工為順利穿越停機坪，我們在穿越前做了大量的準備工作：包括對停機坪下方土體全面調查，掌握停機坪下施工影響范圍內的第一手資料；沿隧道軸線方向，設置了40個監(jiān)測斷面；詳細調查停機坪場區(qū)內飛機滑行道的活動區(qū)域及與隧道的位置關系；按照地表沉降對飛機活動的影響大小，對停機坪進行區(qū)域劃分；對前段類似地層的施工方法進行總結等。針對影響地面沉降的主要因素有土倉壓力、注漿情況、出土量等，我們制定了相應的施工措施：包括重新設定土倉平衡土壓；掘進時注意調節(jié)掘進速度和螺旋機出土速度；控制每環(huán)出土量；將冬季用盾尾密封油脂換成夏季用盾尾密封油脂，并提高打密封油脂的頻率和次數(shù)；改善同步注漿的漿液配比，將普通型漿液變成速凝型漿液；調整同步注漿的壓力，嚴格控制注漿量等。通過監(jiān)測結果證明，以上措施對地表沉降控制起到了很好的作用。緒論：盾構法隧道施工在施工進度、施工環(huán)境保護與安全、地層的適應性、地面沉降控制等方面都比傳統(tǒng)的礦山法隧道施工要明顯好得多，在全國城市地鐵建設中也越來越多地采用盾構法，在北京的地鐵隧道建設中也占了很大的比例，各施工單位也積累了豐富的施工經驗。但在北京市軌道交通機場線T2支線地下段工程中必須穿越首都國際機場停機坪進行施工，這在國內還沒有先例，可以借鑒的施工經驗基本沒有，加上北京首都國際機場的特殊性，使該段的施工成為本工程的一個極大的風險源。本文介紹了盾構機穿越停機坪的施工，包括前期的準備工作和施工措施的制定，地面沉降監(jiān)測結果的分析等。1.工程概況本工程為北京市軌道交通機場線工程10標段的一部分，為T2支線地下段盾構區(qū)間右線工程，是北京市重點工程，也是奧運工程。設計起點為T2K1+305，設計終點T2K5+397，全長4092m。盾構機自位于崗山村天竺苗圃(里程T2K1+305)的盾構始發(fā)井下井始發(fā)向T2航站樓方向掘進，采用過站法依次穿越1號風道、2號風道，最后穿越停機坪，到達位于T2航站樓南側的盾構接收井。右線盾構區(qū)間里程右T2K4＋960～右T2K5＋332為下穿停機坪段（長372m，第3025～3335環(huán)），隧道埋深淺，僅8.6～10.2m。停機坪為長寬5m×5m，厚度為38～42cm的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構；大部分為六十年代建造，局部為2003年建造。根據(jù)機場管理單位提供的地下管線資料，在停機坪范圍內還有排水溝、飛機加油管等管道，均為埋深在地表下1～2m的淺埋設管線。盾構隧道穿越停機坪平面圖見下圖1。圖1盾構隧道穿越停機坪平面圖本工程隧道掘進采用德國海瑞克s254土壓平衡式盾構機進行施工。2.施工難點2.1工程地質和水文地質條件復雜隧道下穿停機坪段，土層的土體含水量高，N值低，空隙率較大，為富水軟弱地層；同時，該段層間滯水水位位于地表下5.3～5.8m，潛水水位位于地表下10.6～12.7m,承壓水水位位于地表下15.4～18.4m；考慮隧道埋深僅為8.6～10.2m，容易造成管片上浮。穿越的地層主要為粉質粘土④層，局部穿越粘土④1和粉土④2層；覆土主要為粉質粘土④、粘土④1、粉土③、粉質粘土③1和粉質粘土填土①層。各層土的特性如下表1：表1土層特性表蔽土層名稱胳描述笛壓縮性佩覆蓋屯土層末粉質粘土演填歉土車①其層攏稍密，稍女濕～濕僅粉質粘路土細③籌1眨層生軟塑維高壓縮性參～中低壓笛縮性賀粉奧土喝③面層發(fā)中密～密守實，踐中高壓縮撞性～中低胞壓縮性柱粘陰土鋸④檔1量層謎軟塑為主揉，局部硬尤塑竭高壓縮性諸～中高壓格縮性費粉質粘挑土走④瑞層祝硬塑為主騾，局部軟唉塑振高壓縮性套～中高壓滋縮性連穿越秋土層善粉質粘薦土袖④趴層裕硬塑為主儲，局部軟塑塑繁高壓縮性帝～中高壓走縮性卵粘經土紹④鄰1至層蘭軟塑為主單，局部硬陜塑烏高壓縮性侵～中高壓溝縮性含粉國土吩④摧2重層曠密實，很飄濕味中高壓縮劇性～中低匪壓縮性怕由以上報隙告可知，許該地層易式于盾構掘垮進，但對大盾構機的突姿態(tài)控制凈、地表地肥層穩(wěn)定性纏及沉降控狀制不利，記在盾構機曉穿越時可這能引起較昨大的沉降域。根停機坪段巡地質剖面凝圖如下效圖炸2悼。遼圖齒2示僵盾構隧道榮穿越停機劫坪段地質沈剖面圖穴2.瓜2惱地面沉降顫控制要求渴高曲現(xiàn)行北京曲市地鐵盾斗構施工規(guī)池范中對地令面沉降要態(tài)求為湊－冤3乏0慶～赴10m矮m耕，但考慮薄到停機坪逃的特殊性限和重要性否，業(yè)主、獵機場管理壁單位和設密計單位提竟出了更高缸的要求，梅詳見下案表協(xié)2形。面表誘2耕言停機坪地怠表沉降控找制要求表嚴項目怒最大容許仗沉降值河停機坪沉濁降預警值億停機坪沉婦降報警值跟停機坪沉歉降控制值楚數(shù)怖值薦(添mm)眾(-)1臺0色～布10拜(-)紹7寺～談7澡(-)趙8族～棄8翁(-)1哄0如～謊10懼3符.避施工措施門的制定與壟實施報3.粱1仁穿越前的為準備工作塔⑴巾鞏穿越前對菌停機坪下舟方土體全莫面調查，囑并進行雷延達探測，箱掌握停機蘿坪下施工后影響范圍啦內的第一孫手資料。閣經探查未礦發(fā)現(xiàn)明顯既的土體空鉛洞、松散騾區(qū)或水囊召等。但在嬸停機坪范詠圍內有排輸水溝、飛撞機加油等漲管道，均誼為埋深在皆地表俗下臂1播～遺2丹m塘的淺埋設志管線。嫌⑵賄對停機坪代高程及平鏟整度現(xiàn)狀遷進行檢測防，標明盾我構施工影達響范圍內辰水泥方磚老的現(xiàn)狀標食高。鞠⑶顧監(jiān)測點的眠布置遲沿隧道軸愿線方向，互每間廚隔憤10忠m蘿設置一個哀垂直于隧歷道軸線的往監(jiān)測斷面桶，共設置很了貞4援0輸個監(jiān)測斷釘面。執(zhí)⑷波停機坪寬誠約惹350祝m圓，但飛機蝦滑行通道朋寬駁僅倒24屋m享。進入?；紮C坪前詳睜細調查停名機坪場區(qū)牧內飛機滑儀行道的活何動區(qū)域及包與隧道的寫位置關系稍；調查飛湯機每天滑肯行密集的旺時間段，鍋據(jù)此可調跨整盾構掘脊進速度，塌盡量使盾匯構機在飛寨機滑行頻測率較低時雕穿越。廚依據(jù)停機膝坪變形對攀飛機活動借的影響大協(xié)小，對停矩機坪進行悅分區(qū)。見侄下愛表殖3敞。宜表顆3撈脈停機坪分丟區(qū)表碎區(qū)域慮位置料主要功能截地面沉降留對飛機的編影響甜1剪斷區(qū)面奇1-7把機動車主觀要活動區(qū)房域齒影響最小婚2勿斷電面暈7-12產飛機滑行壯區(qū)域肉影響最大森3感斷勵面挖12-3逝4集飛機?？繐螀^(qū)域益影響居中弦4員斷腳面智34-4葬0帽機動車主蟲要活動區(qū)古域絞影響最小始監(jiān)測點的辟布置及停運機坪的區(qū)披域劃分見積下臨圖妥3駛。匙圖魄3貞搜監(jiān)測點的研布置及停份機坪的區(qū)蘆域劃分圖膨⑸鮮相類似地佛層施工方杠法小結衛(wèi)查看地質晃勘查報告口，可知機淋場線右料線涼1所#悠風井之～街2瘡#踐風井段地秩層與停機棄坪段類似贈，也為富昨水軟弱地鉆層。我們僻對喚1副#糧風井艘～趁2敵#奸風井段隧夫道軸線處央的地層沉畏降數(shù)據(jù)結窮合當時采專取的主要懸施工措施濾進行了整竄理分析。佩a.K2擋+86甩0都～億K3+4簽5舍0仍段。根據(jù)凱始發(fā)井烘～懷1謎#樂風井段的德施工經驗津，該段施布工的土倉素控制壓力陣仍為主動歪土壓，采槽用普通型喚漿液進行鞏同步注漿藏，經過監(jiān)摟測發(fā)現(xiàn)土紹體沉降過棕大。具體左數(shù)值見下美表鎖4割。舒表腿4K且2+86騰6戶～撤K3+4行5峰0枯沉降值充序號差點號密里程書最終沉坊降兇(清mm)栽漿液類型剖土壓取掃值標準閱1例5043犧3塊K2+8渾66子-5.9暮普通型漿晌液桃土倉上部悄壓力為主茂動土壓掛2歡5044愈3憶876枕-8.5鞭3冤5045城2膜910差-11.為5釣4洞5046嚴3統(tǒng)940協(xié)-11.緊2喂5耍5047礎3射970請-14.落1梢6春5048田3膠K3+0堡00辨-10.統(tǒng)4拒7公5049啊3樹30添-5.1槳8據(jù)5050費3距60勞-4健9銀5051源3本90呆-11.寺4光10宵5052下3衫120覽-9.6皮11諷5053著3箱150卻-11.悟8勝12慎5054薄3名180它-10.鵝1聰13磁5055窩3揀210堤-6.3裂14乏5058貌3括300叢-9.3呢15船5059謝3撲330都-12.逐6愧16策5060牢3額360狹-11.嚇9冬17擺5061賴3修390泡-15.兄6幣18黑5062笨3訂420賞-11.稅5琴19她5063蘆3穩(wěn)450扯-11.憑9那沉降曲線矩見下識圖羽4仆。紙圖嗚4K兼2+86排6汁～忍K3+4肉5集0易沉降曲線匪圖萍b.K3喪+48確0錄～許K4+0逆8等0嫂段。該段暖施工我們虎總結了前四段的施工梨經驗，將島土倉控制左壓力調整柱為略高于閉靜止土壓狹，同步注串漿的漿液初改為速凝歐型漿液，吃經過監(jiān)測梁，發(fā)現(xiàn)上突述措施對繡于土體沉蓬降控制有散良好的作污用。詳見當下綢表星5物。父表野5K端3+48朽0晉～蓮K4+0攜8旺0短沉降值湊序號委點號廳里程還最終沉軟降欣(馬mm)礎漿液類型逢土壓取瘦值標準存1詠5064乘3黎K3+4寒80持-8.2憶速凝型漿獸液疫土倉上部眼壓力略高腸于靜止土砌壓力丈2懷5065脫3妖510比-8.5膀3嶺5066忌3版540誓-7.9榨4辰5067眠3握570咬-6.5且5敘5068骨3但600香-5.9聯(lián)6晉5069議3諷630夢-9.5薪7拉5070湖3鈔660曲-9.1歪8胖5071匯3壞690圖-7.3君9厲5072貓3攏720紗-4.1沉10驕5073含3坊750械-2.4續(xù)11江5074哨3瞎780宰-6.1栽12夕5075蝴3壞810淹4.7糧13匆5076團3造840辦-3.4冊14跪5077籃3芹870帶2.8筑15木5078們3泊900米-3.6輪16忙5079怕3蔬930纖-3.1膽17咐5080誦3促960腐-7.1稈18和5081拳3脾990盾-11.壺5仔19背5082診3肉K4+0覽20皺-8.2威20壞5089兵3紡50狗-0.7直21錫5084插3誼80熱-6.3喜沉降曲線舌見下環(huán)圖插5董。鉗圖草5K萌3+48絹0監(jiān)～惑K4+0頃8豆0千沉降曲線予圖位可以看出倚，在富水配軟弱地層抄上，將同對步注漿的騰漿液由普望通型改為鮮速凝型漿醋液，同時笨提高土倉切上部壓力漂，使其略勇高于該處掌的靜止土停壓力，可撐以明顯改煙善地表沉六降值。曬3.碗2輝施工措施馬通過對以跪往施工中延地面沉降脾的原因進堆行分析，枕影響地面眼沉降的主績要因素有盞土倉壓力棵、注漿情岡況、出土購量等，同老時考慮到村穿越停機沉坪的特殊巨情況，制麻定了以下居施工措施勉。奇⑴胃依據(jù)前段止相類似地酷層的掘進術施工經驗扎，掘進時梢注意調節(jié)供掘進速度覽和螺旋機氧出土速度枯，掘進速噴度一般控救制莊在諒3稈0憶～合40mm燥/mi奶n旨左右，螺躍旋機轉速醬一般抗在撇1獻2太～擱1腫9查轉款/mi澆n惹，保證土江倉上部土衡壓穩(wěn)定在羅比計算靜合止土壓捧高被0.2-箏0.3b垃a律r黃左右，同扯時控制每花環(huán)出土量穿控制千在檔54m煤3憐左右，這辯樣有利于陽盾構掘進厭姿態(tài)控制扛及土體變對形控制，擁地表變形寒一般小戲于黨7m族m寒。哈⑵片穿越停機鋼坪的時間沉是巷4伙月陡4倍日語～棗4澆月章2魚1博日，我們縣參考了在幟此期間的定氣溫，提湯前將冬季覆用盾尾密雅封油脂換土成夏季用舊盾尾密封之油脂；并穗提高打密喬封油脂的東頻率和次糕數(shù)，將原卸有的每蜓隔菠30跌s艙打促3猴次改為每擾隔蘋15澡s拐打上5狼次。通過曲這兩項措架施，發(fā)現(xiàn)地盾尾密封犬性能得到聞明細顯提高，曉盾尾漏漿礦得到很好膊的控制。倒⑶塞改善同步焦注漿的漿離液配比，味將普通型院漿液變成分速凝型漿門液，漿液洽凝結時系間養(yǎng)≤岸5挎小時。兩客種漿液的椒配比見下求表良6捏。奸瓜表維6貫擋漿液配比失表每漿液種類堪水慌泥螺kg茅粉煤甚灰伍kg萍砂傷子延kg湖膨潤初土菜kg琴水魯kg日早強劑豈普通型娘58圖410裕440墳33緞335倒速凝型糧180懼130霧400翻35悲305掏2%遺同時調整免同步注漿酬的壓力比察正常掘進達段悼高繭0.仁5日～瀉0.8b滿a冠r侵，控制凱在槳2.葬8好～毯3.3琴ba仁r醉左右，最零高不得高貧于狼4.0閣ba導r扔；嚴格控順制注漿量擇，保證注嚼漿充盈系樹數(shù)達礙到油1.帽3奧～留1.醉6戚（孝3.帽6較～餐4.6m俘3碑/般環(huán)）；停堡機拼裝時漂如果土倉交內壓力過嗎低，也要棟補注漿?？注劝未┰酵C從坪期間掘沈進速度以篇保證盾構丹掘進姿態(tài)毅良好，同槐步注漿速遲度跟的上南掘進速度魔為控制標色準；邊推保進、邊注注漿；推進升完成，同姻步注漿基豐本結束。貍經摸索驗罵證，掘進警速度保持良在清3出0澇～樸40mm印/mi張n捕時，可以岡滿足要求灶。圓⑸寒在有2吧#暈風井過站朵時，提前避對刀盤、奇盾尾密封刪刷、螺旋勒輸送器、擋鉸接系統(tǒng)脖、盾尾油崖脂注入系塑統(tǒng)、注漿叉系統(tǒng)等進炒行一次全魄面的檢查福、維修，吹穿越停機頸坪帳前壁50燒m漢對盾構機膽的掘進狀盡態(tài)及時進與行糾偏、調調整，以世確保盾構加連續(xù)、平越穩(wěn)穿越停框機坪。仿⑹氏嚴格控制猴盾構機的碎掘進姿態(tài)轟，對盾構被機的仰俯竄角、上下繞左右的趨驗勢值的大惱小都進行北了規(guī)定，柱每環(huán)的糾迫偏值不得短過大，避薯免盾構機禿蛇行等，烈保證連續(xù)濕、平穩(wěn)掘教進；同時盒注意觀察寒出土情況業(yè)，合理使劃用膨潤土苗液、泡沫錢等土體改嗎良和潤滑鄰材料，確結保開挖面老穩(wěn)定，出書土順利；租做好管片宣選型工作羽，控制管弓片拼裝質類量，確保變盾尾間隙滾滿足要求謠，保證管既片脫出盾虎尾后的防駱水效果及牧較好的隧芽道線型，嶄從而保證堆平穩(wěn)連續(xù)掌的施工。惱4絨.趙沉降監(jiān)測尖結果及分兵析逆依據(jù)監(jiān)測嶼記錄，繪捏制了右線齒隧道中線江沉降斷面棟圖。見下起圖捆6機。做圖隸6瓶吹停機坪內笛右線隧道祥軸線沉降惰斷面圖笛從上圖可爛以看出，擺區(qū)穴域著1省沉降值均敏超過預警思值，其云中跡6陣點超過控趙制值，最承大沉降值秀為撕17.8求m罵m屬；區(qū)拼域流2潛沉降值都鼓小于控制頑要求遷，貼2衡點超過報育警值倡，指2拿點超過預次警值，最筍大沉降值腦為露9.9m才m互；區(qū)炸域糊3悉各個點沉猶降值均未需超過預警否值，最大廢沉降值亞為火6.5m卵m時；區(qū)晉域框4蔽，沉降值仙都超過預逃警值，其粘中喂4哨點超過控償制值，最駱大沉降值貪為右16.2面m添m病。午沉降超過尾控制值的舍共還有膊1濱0熟個點，都哨位于區(qū)宴域誕1宇和區(qū)哲域淡4嘆，對飛機啟活動影響貼較?。辉谡殖两抵祵θ伙w機活動近影響較大肝的區(qū)客域驕2滿和區(qū)廈域皂3充，沉降值箭均小于控點制值，故砌可認為盾招構機穿越圾右線隧道傘是成功的哭。違下面品對蝶1譯0浴個達到控件制標準級滅別的點的壁沉降原因堪及位置進也行分析分跡類，結果擁見下峽表購7夾。挺表驕7倘墓沉降位置羞及原因分荒析表荷點號琴里程遠位置描述銅離最近滑爸行線間距新沉降原因籌分析攪1-5句4+94蜜0歇南門綠化煎帶內，區(qū)昏域肅1悉87.6階m斜回填土，巨土質松散思，掘進時墳掉壓嚴重盞2-2普4+95萌0刮停機坪南泊側，下有名管線，區(qū)糧域盼1己77.6蜜m貌地表下有荷管線，有冒回填土，憲土質松散枯，掘進時沈掉壓嚴重哈3-5巷4+96