盾构区间（精选8篇）
盾构区间 篇1
1 工程概况
本工程盾构区间总长度6158.85m, 均采用盾构工法。线路两侧主要以绿化、农田及堆土等为主, 现有建筑物较少, 局部为在建工地, 施工围墙已修建完成, 工地内分布少量临时建筑。沿线零星分布有大小不等的鱼塘, 距离区间结构线均较远, 一般均大于20m, 水深较浅, 一般不超过3m, 多在0.5~2.0m之间, 塘底分布有一定厚度的淤泥。此外, 道路及两侧人行道的地表下分布较多的各类地下管线。
2 水文与水文地质
2.1 地表水
三个区间沿线场区均零星分布有大小不等的鱼塘等, 离区间结构线均较远, 其水深一般不超过3m, 多在0.5~2.0m之间, 其塘底分布有一定厚度的淤泥。
2.2 地下水
工程沿线场区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水。根据地下水的含水空间介质、水理和水动力特征、赋存条件, 场区地下水可分为松散浅层孔隙潜水和松散岩类孔隙 (微) 承压水。
3 工程特点、重难点分析及施工对策
3.1 盾构始发和接收
本标段盾构施工共计6次始发、6次接收, 始发与接收位于软土地层、地下水丰富、水位高、水压力大, 施工安全风险高。因此盾构始发与接收是一项重点工程。
针对上述难点, 我们采取的对策如下:⑴控制盾构进出洞地基加固质量。因本工程地下水丰富, 且有承压水, 故在盾构机始发和接收端的土体加固尤为重要。本工程的所有盾构进出洞土体加固均采用水泥土搅拌桩结合高压旋喷桩止水形式, 加固土体纵向长度11m。确保加固土体长度能满足盾构机长度 +2环管片。⑵降低地下水位。由于盾构施工渗漏水部位集中在进、出洞段, 在盾构机进出洞前必须先施工降水井, 提前将地下水位降低, 防止加固区接缝质量缺陷引发漏水。降水的重点部位为左、右线加固区之间及盾构井两侧的加固区以外范围。如施工场地周边为空旷地带, 无重要建筑物、管线等, 降水井最好设置为承压水与地下潜水的混合井, 如周边条件不允许, 则将承压水井与潜水井分开布设, 潜水井在必要时开启。
3.2 下穿管线较多, 沉降控制要求高
区间沿线穿越管线密集, 且存在一些压力管线, 因此在盾构掘进过程中, 对地表沉降要求较高, 对盾构施工控制要求高。同步注浆量按照经验选择6m3/ 环, 并且注浆压力不得大于0.25MPa;此外, 将浆液稠度降到11.5cm以内, 在保证注浆顺畅的同时, 减小浆液对管片所产生的浮力。对于同步注浆的配比, 视盾构机注浆系统的实际情况, 适当增加水泥用量, 以保证同步注浆浆液能够较快凝固, 减小管片自由时间。
4 施工方案
4.1 盾构施工布置
4.1.1按照标段合同文件和业主要求, 施工前对盾构场地进行规划, 突出“文明、环保、有序、安全”的特点, 坚持社会效益第一, 经济效益与社会效益相一致, 本着合理、节约、满足施工必需、便于施工管理为根本, 进行场地规划。
4.1.2认真调查周边环境、地下管线、建 (构) 筑物和交通改移。
4.1.3施工场地四周按业主统一规定的标准进行围蔽, 定期对围挡进行清洁。
4.2主要工程施工方案。
4.2.1盾构始发方案。盾构始发是盾构施工的关键工序之一, 其主要内容包括:始发前的地层加固、安装盾构始发基座、盾构组装及试运转、安装反力架、凿除洞门临时墙和围护结构、安装洞门密封、盾构姿态复核、拼装负环管片、盾构贯入作业面建立土压和试掘进等。
4.2.2盾构试掘进方案。区间隧道采用土压平衡盾构掘进, 土压平衡是利用盾构机切削的泥土充满密封仓并保持适当的土压力来平衡开挖面的土体, 从而达到对盾构机前方开挖面进行支护的目的。平衡压力的设定是土压平衡盾构施工的关键, 维持和调整设定的压力值又是盾构推进操作的重要环节, 其中包括推力、推进速度和出土量三者的相互关系, 对盾构施工轴线和地层变形量的控制起主导作用。因此, 盾构推进过程中, 要根据不同地质、覆土厚度、地面建筑情况并结合地表隆陷监测结果及时调整设定土仓压力, 推进速度要保持相对平稳, 控制好每次的纠偏量, 减少对土体的扰动, 为管片拼装创造良好的条件。同步注浆量要根据推进速度、出碴量和地表监测数据及时调整, 将施工轴线与设计轴线的偏差及地层变形控制在允许的范围内。
4.2.3盾构掘进方案。根据试掘进的各项参数, 确定正式掘进时的工艺。并加强施工监测, 不断完善施工工艺, 控制地表最大变形量在 - 30~+10mm范围内。
4.2.3.1管片拼装。根据设计, 本工程管片采用错缝拼装。管片的拼装从隧道底部开始, 先安装标准块, 依次安装相邻块, 最后安装封顶块。安装封顶块时先径向搭接约2/3管片宽度, 调整位置后缓慢纵向向顶推。管片安装到位后, 及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片, 然后移开管片安装机。管片每安装一片, 先人工初步紧固连接螺栓;安装完一环后, 用风动扳手对所有管片螺栓进行紧固;管片脱出盾尾后, 重新用风动扳手进行紧固;在管片脱出台车后, 再进行一次复紧。
4.2.3.2同步注浆和二次注浆。盾构施工引起的地层损失和盾构隧道周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结以及地下水的渗透, 是导致地表沉降的重要原因。为减少和防止地表沉降, 在盾构掘进过程中, 要尽快在脱出盾尾的衬砌管片背后同步注入足量的浆液材料充填盾尾环形建筑空隙。当盾构机遭遇硬性土层或者在加固区时, 刀盘扭矩增加, 这时候需要往开挖仓前注泡沫或者水以改良土壤。另外, 淤泥质土层会影响土仓中土压传感器的正常工作, 这会带来地表隆沉超标等一系列的问题, 此时同样需要加注泡沫或者水, 使得土压传感器正常反应开挖面的土压。
4.3 隧道施工信息化管理
盾构隧道施工机械化程度高, 车站设置总控室, 总控室配置交换机, 电缆将盾构机与工程部总控室连接, 项目领导、其他各部门用电话线连接。便于相关人员随时跟踪盾构机各项参数。同时建立隧道内以盾构司机为主体, 场地以副经理为龙头的单兵指辉系统, 高效的组织施工。
4.4 盾构接收方案
本工程南站南端头井为接收井。盾构的接收到达是指从盾构机到达下一站接收井之前100m到盾构机贯通盾构区间进入车站接收井被推上盾构接收基座的整个施工过程。因此, 盾构的到达相对于盾构区间的施工有其特殊性和重要性。其工作内容包括:盾构机定位及接收洞门位置地层加固、复核测量、洞门处理、安装洞门圈密封设备、安装接收基座等。
5 结论
盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点, 在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下, 用盾构机施工更为经济合理。
摘要：盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾, 它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用, 承受周围土层的压力, 有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。
关键词：盾构区间施工方案,水文地质,施工对策
参考文献
[1]地铁设计规范. (GB 50157-2003) .
[2]地铁限界标准. (CJJ 96-2003) .
[3]地下铁道工程施工及验收规范. (GB 50299-1999) (2003版) .
盾构区间 篇2
郑州市轨道交通5号线工程土建施工08标段
经开第三大街站～商英街站区间
渗漏水分析及处理措施方案
编制：
复核：
批准：
中铁七局集团有限公司郑州轨道5号线土建08标项目经理部
2016年9月4日 经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案
目录
1工程概况-------2 2工程地质条件概况-------------------------2 2.1工程地质--------------------------2 2.2水文地质条件----------------------3 3渗漏水情况说明及原因分析------------3 3.1管片自身质量缺陷------------------4 3.2管片止水条脱落--------------------4 3.3管片衬背注浆不饱满----------------4 3.4盾构与管片的姿态不好--------------4 3.5掘进过程中推力不均匀--------------4 3.6管片拼装质量控制不严格------------5 3.7盾构前进反力不足------------------5 3.8管片上浮或侧移--------------------5 4预防措施-------5 4.1加强对管片质量卡控----------------5 4.2加强管片拼装质量------------------5 4.3加强同步注浆控制------------------5 4.4盾构机姿态控制措施----------------6 4.5规范化管片拼装，严格控制质量------6 4.6管片上浮或侧移--------------------7 5渗漏水处理措施-----------------------7 5.1二次补浆--------------------------8 5.2环纵缝注浆堵漏--------------------8 5.2.1环纵缝漏水处理----------------8 5.2.2管片螺栓孔渗漏----------------8 6安全保证措施-8 经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案
经开第三大街站～商英街站区间 渗漏水分析及处理措施方案
1工程概况
经开第三大街站～商英街站区间起始于航海东路与经开第三大街交叉口，沿航海东路向西延伸，途径经开第二大街、经开第一大街、商英街、朝凤路等市政道路，止于航海东路与朝凤路交叉口。区间沿线自东向西主要有郑州市经开区投资服务中心、郑州骨伤病医院、京洲快捷酒店、丹尼斯、中铁七局集团等建筑物，与区间隧道距离较远。
经开第三大街站～商英街站区间设计范围为：左（右）DK22+731.928～左（右）DK23+863.518，短链0.247m（左DK23+699.753=左DK23+700.000）；左线全长1131.343m，右线全长1131.590m。区间在左DK23+284.182（右DK23+284.428）设1处联络通道兼泵房。隧道内积水由两侧排向泵房集水井，并用水泵抽出。紧急时可由此联络通道进行疏散。区间最大坡度为22‰，最小坡度为0.00‰，隧道顶最小埋深约为10.17m，最大埋深为14.82m，穿越主要底层有砂质粉土、粉砂、细砂。
郑州市轨道交通5号线工程土建施工08标段三～商区间采用盾构法施工，管片采用通用环。成环管片外径6200mm，成环内径5500mm，管片长度1500mm，厚度350mm。每环管片管片分为6块：3块标准管片（A1、A2、A3型），2块邻接管片（B1、B2型）,1块封顶管片（K型）。管片混凝土强度等级为C50,抗渗等级P12，钢筋采用HPB300和HRB400级钢。
2工程地质条件概况 2.1工程地质
经开第三大街站～商英街站区间地质详勘资料显示盾构机穿越的地层包括②36层砂质粉土、②36C层粉砂、②51层细砂，其岩性及分布情况如下：
第②36层：砂质粉土
褐黄色，稍湿~湿，中密~密实，成分以石英、长石为主，含钙质条纹和少量粒径约5mm的钙质结核，砂感较强，局部夹薄层粉质粘土和粉砂。本层层厚0.70～5.40m，平均层厚2.60m，层底埋深9.80～21.50m，层底高程75.18～86.46m。重力密度为19.8KN/m³，天然含水率19.0％，渗透系数0.7m/d，平均标贯值为29。经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案
第②36C层：粉砂
褐黄色，湿～饱和，中密～密实，成分以石英、长石为主，含少量云母碎片。本层层厚0.90～10.30m，平均层厚4.84m，层底埋深8.80～18.5m，层底高程78.08～88.63m。重力密度为20KN/m³，渗透系数7m/d，平均标贯值为41。
第②51层：细砂
褐黄色～黄褐色，饱和，中密～实密，成为以石英，长石组成，含云母片，少量蜗牛壳碎片和钙质结核、局部夹薄层粉土和粉质粘土。本层层厚1.10～11.40m，平均层厚6.22m ,层底埋深17.70～26.30m，层底高程70.98～78.56m。重力密度为20KN/m³，渗透系数14m/d，平均标贯值为57。
2.2水文地质条件
本段线路所在场地地下水主要为孔隙潜水，勘测期间地下水稳定水位埋深为12.9～14.3m，高程为82.57～84.71m，根据区域水文地质资料，每年6月份～9月份是地下水的补给期，大气降雨充沛，水位会明显上升，每年12月份～次年2月份为排泄期，地下水位随之下降，正常情况下地下水变幅在2m左右。盾构始发、接收的位置水位线处于隧道底以上3m左右；区间最低点处，水位线约在拱顶以上1.7m。
3渗漏水情况说明及原因分析
盾构区间管片渗漏水主要有4种形式：环缝渗漏水、纵缝渗漏水、管片螺栓处渗漏水、吊装孔渗漏水；
环缝渗漏纵缝渗漏 经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案
管片螺栓处渗漏吊装孔渗漏
根据以往的施工经验及总结，分析造成渗漏的可能原因如下：
3.1管片自身质量缺陷
在管片生产过程中，粘贴密封垫的沟槽部位混凝土振捣不密实有水泡、气泡等缺陷，管片拼装完成后，水从绕过密封垫，从麻面、气泡孔处渗漏进来，造成渗漏水现象。
3.2管片止水条脱落
在拼装过程中，管片发生了碰撞，使止水条、密封垫脱落或断裂，使管片四周没有形成闭合的防水圈。
3.3管片衬背注浆不饱满
管片衬背注浆不饱满，若管片密封条贴合不密实，管片顶部积水，使密封垫压实比较薄弱的地方产生渗漏。
3.4盾构与管片的姿态不好
盾构与管片的姿态不好，影响到管片的拼装质量，造成管片间错位，相邻管片止水带不能正常吻合压紧，从而引起漏水；
3.5掘进过程中推力不均匀
掘进过程中推力不均匀造成管片受力不均匀而产生裂纹、贯穿性断裂等而渗漏水；在掘进困难时推力过大也会造成管片产生裂纹而渗漏水。经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案
3.6管片拼装质量控制不严格
管片存在泥土等杂物未清理导致拼装出现空隙形成漏水；拼装K块时，K块密封条损坏，造成渗漏水；管片螺栓紧固不到位，造成管片防水没有压实造成渗水，或管片螺栓紧固过早，导致管片整体未压实。
3.7盾构前进反力不足
盾构前进反力不足，易导致管片接缝不严，致使管片渗漏。此种状态主要出现在始发及到达掘进阶段，正面无土压力或土压力较小情况下，盾构前进阻力所提供的反力远小于管片止水胶条所需的挤压力，从而易产生因反力不足而导致管片止水胶条挤压不实，影响管片止水条的防水性能，造成管片接缝渗漏。
3.8管片上浮或侧移
管片与隧道初支间空隙较大且不均匀，注浆时操作难度大，而且填充效果差，从而导致顶部回填注浆难以密实，极易发生管片上浮或侧移，造成管片破损，引起管片渗漏。预防措施
4.1加强对管片质量卡控
针对管片存在的麻面、气泡等缺陷问题，加强生产控制、出场验收和进场验收。管片生产过程中安排专人驻厂进行质量卡控；出厂时对管片再次验收，及时对存在的不可避免的缺陷进行修复，同时注意吊装过程中对管片的损伤。进场管片严格把关，同时与监理进行联合验收，实现管片“零缺陷”。
4.2加强管片拼装质量
管片拼装前对拼装工人进行交底，过程中加强对管片的精细操作避免管片碰撞，管片在转运过程中必须垫方木，避免管片在下方时碰角，一旦发现止水条断裂或脱落及时更换，保证拼装管片的质量符合防水的要求。
4.3加强同步注浆控制
（1）在浆液性能的选择上应该保证浆液的充填性、初凝时间与早期强度、浆液的稠度的有机结合，才能保证隧道管片与围岩共同作用形成一体化的构造物。盾构隧道同步注浆的浆液配比应进行动态管理，依据不同地质、水文、隧道埋深等情况的变 经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案
化而不断调整浆液性能，以控制地表的沉降和保证管片的稳定，保证管片的防水效果。
（2）在同步注浆过程中合理掌握注浆压力，使注浆量、注浆速度与推进速度等施工参数形成最佳的参数匹配。管片注入口处的注入压力经过始发段的摸索最佳值为0．2～0．3MPa，并应参考覆盖土的厚度、地下水的压力及管片的强度进行设定。如果设定值太大会导致管片破坏，造成浆液的外溢。
（3）同步注浆的最佳注入时期，应在盾构机推进的同时注入，注入的宗旨是必须完全填充尾隙。
（4）注入量必须能很好地填充尾隙。考虑背后注浆量受土体中的渗透、泄漏损失、超挖、背后浆液的种类等多种因素的影响，经过始发段的摸索，注入量为理论空隙量的175％左右，即7.3方左右为宜。
同步注浆采用压力和注浆量双控指标，应采用尽量大的压力保证最大的注浆量，填充密实尾隙，从而保证防水第一道防线的质量。
4.4盾构机姿态控制措施
盾构隧道线形管理原理是通过一套测量系统，随时掌握正在掘进中盾构机的位置和姿态，并通过计算机将盾构机的实际位置和姿态与设计轴线进行比较，找出偏差数值后调整盾构机千斤顶的模式，使盾构机前进曲线和设计轴线尽可能接近。
（1）盾构管片结构的特点使其安装具有一定的惯性，如果盾构机掘进轨迹曲度过大，那么盾尾轨迹就会与管片轨迹相交，从而造成了以下两个严重问题：
①管片无法顺利地安装，只能放松管片间的连接螺栓或加垫片来解决问题，从而增加了错台和漏水的可能；
②管片迎水面在脱出盾尾时被盾壳挤压，使得管片环向变形和前后错台，更为严重的是盾尾被破坏而失去防水功能。
（2）因此纠偏过程中应尽量保持盾构机姿态不会有突变，运动轨迹应尽量平顺。盾构机掘进姿态调整与纠偏应掌握下面几个原则：
①盾尾间隙控制为主，趋势控制为次，线形控制为辅；
②在掘进过程中一次纠偏量不能过大，即油缸行程差不能过大，应控制在60mm左右。
4.5规范化管片拼装，严格控制质量
（1）拼装前首先应对盾尾杂物进行清理，如果有漏水现象必须补打盾尾油脂止 经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案
水，在保证盾尾无杂物、无积水的情况下才能开始安装管片。
（2）利用盾构机的升降千斤顶把管片吊入，再利用滑动千斤顶进行轴向移动，伸出支护千斤顶进行管片位置的矫正。
（3）进行旋转、升降、滑动、压平操作。管片拼装应遵循由下至上、左右交叉、最后封顶的顺序，应尽量调校管片位置与上环管片平顺，螺栓孔位置对正，螺栓穿插容易。用拼装机拼装旋转调整时，用遥控装置操作时不得使用高速按键，并注意掌握使用按键的力度和持续时间，防止移动速度太快、摆动大、移动超限及被装管片与已装管片发生撞击。作业人员应跟随管片拼装位置站位控制，尽量选择清晰的角度拼装管片，严禁站在盾构机头下方操作遥控器拼装上部管片。
（4）封顶块安装前应对止水条进行润滑处理，安装时先径向插入，调整位置后缓慢纵向顶推；封顶块安装到位后，应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，顶推力应大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机。
（5）及时进行管片螺栓进行三次复紧，管片安装完后，推进30cm～50cm后进行螺栓初次紧固，每推进三环之后对管片进行再次紧固，在管片环脱出盾尾后对管片连接螺栓进行三次紧固。
（6）管片安装质量应以满足设计要求的隧道轴线偏差和有关规范要求的椭圆度及环、纵缝错台标准进行控制。
（7）在管片拼装过程中，必须严格控制管片拼装的垂直度、整圆度、拧紧螺栓的扭矩以及在曲线地段和修正蛇行时楔形管片的拼装位置，防止接缝张开漏水。
4.6管片上浮或侧移
管片上浮或侧移的原因主要由于管片与隧道初支间空隙较大且不均匀所导致。（1）应加强管片注浆管理，在同步注浆过程中合理掌握注浆压力，使注浆量、注浆速度与推进速度等施工参数形成最佳的参数匹配，及时进行二次补注浆，使浆液能有效填充管片与土体间间隙。
（2）一旦出现管片上浮或侧移，在管片上浮或侧移处，通过打穿管片吊装孔，打入注浆管进行二次补充注浆，迅速填充管片背后或上部间隙，阻止管片上浮和侧移。
5渗漏水处理措施
针对出现的漏水形式分别采用以下措施进行堵漏。经开第三大街站～商英街站区间渗漏水分析及处理措施方案
5.1二次补浆
对存在漏水的管片首先进行二次补浆，二次补浆能够在根本上堵住渗水通道。二次补浆采用双液浆，注浆压力控制在0.4～0.5mpa，注浆量以能注入为准。
注浆采用自备的KBY-50/70双液注浆泵。
二次注浆注浆管及孔口管需自制，其加工应具有与管片吊装孔的配套能力，能够实现快速接卸以及密封不漏浆的功能，并配备泄浆阀。
5.2环纵缝注浆堵漏
5.2.1环纵缝漏水处理
当二次补浆后环纵缝仍然存在漏水时，采用注浆进行封堵。注浆措施如下： 对环向缝和纵向缝全部采用快干高强度砂浆（含环氧类成分）封闭，为后面灌浆做准备，封闭的时候向内凹进去1-2厘米深的弧形；再在漏水缝上垂直钻孔到止水条处，钻孔间距每50公分2-3个，同时装上专用注浆针头，用高压灌浆设备向接缝内灌浆，浆料优先采用环氧树脂，以浆液压满整个接缝为准。5.2.2管片螺栓孔渗漏
清理干净螺栓孔表面的污染物，找出渗漏的位置，用电钻斜向钻孔，确保钻孔和螺栓孔相通，用快干高强砂浆封闭螺栓孔的根部，钻孔处装上专用注浆针头，用高压灌浆设备向钻孔内灌浆，浆料优先采用环氧树脂，以压满整个螺栓孔为准。注浆起到堵漏作用的同时又对螺栓有锚固和防腐作用。
6安全保证措施
（1）进场人员必须佩戴安全帽、手套等相关防护用品。
（2）注浆操作人员进行注浆或者放浆时禁止站在轨道上，防止电瓶车溜车造成的人员伤害。
（3）防止注浆压力过大造成管片吊装孔附近出现纵向水平裂缝，而造成大量漏水现象以及相邻管片之间错台过大、漏浆等现象的出现。
（4）做好注浆设备的维修保养，注浆材料供应，定时对注浆管路及设备进行清洗,保证注浆作业顺利连续不中断进行。
地铁盾构区间岩溶处治施工技术 篇3
1.1 玉金区间工程概况
南宁地铁2号线玉金区间, 线路起点玉洞站, 终点为金象站。区间沿银海大道布设, 为两条单洞单线圆形盾构隧道, 线路埋深14.20 ~ 17.30m之间, 覆土厚度为9.36 ~ 12.46m。区间隧道左线设计起止里程为ZDK20+965.378 ~ ZDK21+891.704, 区间长度925.462m ;右线设计起止里程为YDK20+965.378 ~ YDK21+891.704, 区间长度为926.326m。
1.2 工程地质
玉金区间主要位于第四系地层, 主要为人工填土层、坡残积土层、泥盆系地层。岩溶集中分布区:区间隧道顶板以上主要为 (1) 1杂填土、 (1) 2素填土、 (6) 4-2碎石土、 (8) G2强风化硅质岩;区间隧道区域主要为 (8) G2强风化硅质岩;区间隧道底板以下主要为 (8) G2强风化硅质岩、 (8) H3中风化灰岩、 (8) N1全风化泥岩。
1.3 水文地质概况
根据测区内地下水赋存条件、含水介质及水力特征分析, 可将测区内地下水划分为三种基本类型:松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水。松散岩类孔隙水, 含水岩组为填土层、坡残积的黏土层、粉质黏土层和碎石土层, 水位埋藏浅, 地下水类型为潜水或上层滞水。基岩裂隙水稳定水位埋深一般为8.91 ~ 17.98m, 水位在86.82 ~ 95.87m之间, 地下含水量大, 对施工有一定影响。岩溶水埋深一般2.1 ~ 5.78m, 水位在98.14~102.70之间, 地下水含量贫乏, 对施工影响不明显。
场地地下水位受季节变化影响较大, 每年雨季在四月至十月, 降雨量大, 水位上升很明显, 在秋、冬两个季节雨量会减少, 地下水位也会因此下降。依据收集的资料, 年变化幅度约2~5m。
1.4 玉金区间岩溶区域分布情况
根据勘察资料, 桩号YDK20+530 ~ YDK20+770范围为可溶岩集中分布区。岩溶分布图详见附图1, 其中影响本工程区间盾构施工的岩溶编号为R3、R5、R8、R10。岩溶R3 :长约30m, 宽2.0~7.0m, 洞高1.0~23.0m, 距隧道底板6.3m。岩溶R5 :长约12m, 宽约2.5m, 洞高约17.4m, 距隧道底板11.79m。岩溶R8 :长约35m, 宽约2~6m, 洞高约2~18.5m, 距隧道底板5.64m。岩溶R10 :边长约10m等腰直角三角形, 洞高约1.5m、12m的两层2个溶洞, 距隧道底板8.8m。
2 施工方案选择
经比较, 对不一样的溶洞需采取不一样的处理方法。
2.1 无填充溶洞与半填充溶洞
2M以上的填充或半填充溶洞, 第一个高压VC填沙填填空, 然后用注浆加固。在砂铸造时, 使用了原始的探测孔作为空气孔, 孔用于灌浆。对于小于2m的填充或半填充溶洞, 灌浆充填。
2.2 全填充溶洞
压力灌浆法是用来补强, 压力逐渐增大, 间歇和反复的压力。间歇注浆扩散控制和所有新的注浆孔中心线已探明洞钻孔的袖阀管注浆花管注浆等钻孔, 注浆材料周围的水泥+加速器的洞, 水泥的中心孔;第三、注浆压力和注浆量:相对小的压力外孔 (0.2 ~ 1.0MPa) 、次数 (3 ~ 4倍) , 大量的控制, 0.8 ~ 2.0MPa的中心孔压、注浆3 次;和 (4) 半径:粘土、粉质粘土和泥炭土为1.5m, 填砂, 2 ~ 250万件, 6 ~ 10h。
2.3 溶洞处理实施方案
根据场地钻探揭示溶洞及填充物情况, 岩溶区R3溶洞充填物为流~ 软塑状粘土混碎、砾石, 岩溶区R5溶洞充填物为流~ 软塑状粘土混灰岩、硅质岩碎石, 岩溶区R8溶洞充填物为流~ 软塑状粘土混砾石, 故对岩溶区R3、R5、R8进行注浆处理, 岩溶区R10为两层两洞, 上层溶洞充填物为碎石机粘土, 下层溶洞无充填, 故对R10上层溶洞进行注浆处理、下层溶洞先进行充填、再注浆处理。
3 施工工艺及施工方法
3.1 工艺流程
是是否测量放线钻孔安放注浆管浇注套壳料第一段注浆达到要求注第二段检测达到要求结束注浆注浆作业配置浆液监控量测补注否图1 注浆施工工艺流程。
3.1.1 花管注浆工艺流程
(1) 预钻:确定钻孔位置, 钻孔到预定深度。
(2) 制作:外部25pvc塑料管按20~ 25cm距离两孔直径5mm的间隔, 在两排孔垂直的相互位置;在三层防水胶带包的孔。
(3) 处理花管:在完成钻探已经制作成花管中部, 距管口约8~ 12m, 不连接PVC管。
(4) 密封性能:对密封的水泥砂浆孔下水管PVC从5 ~6m的孔的位置开始。
(5) 管道连接:在密封孔中达到3到5天的年龄, 灌浆压力管和管道连接。
(6) 作浆:根据水泥浆水灰比设计。
(7) 注:启动灌浆泵, 加压送水。在这个过程中, 压力逐渐增加, 直至冲胶密封压力下降, 泵送水泥浆, 注浆所需的设计压力和稳定;在这个过程中, 间歇灌浆需要可见或设计要求, 直到满足设计要求。
(8) 灌浆过程中的记录:灌浆时间、灌浆压力、水泥含量、水胶比、灌浆工艺的特殊情况等。
(9) 后压浆达到设计要求, 清洗管道及管道, 拆除后的注浆管, 下孔注浆。
3.1.2 袖阀管注浆工艺流程
(1) 预钻:确定钻孔位置, 钻孔到预定深度。
(2) 孔清洗:用粗泥浆完成钻孔已完成的粗粒沉积物。
(3) 下一套壳材料:根据所制备的壳材料的配合设计, 从底部的孔设置壳到孔灌注。
(4) 使袖阀管:在直径为50mm的PVC管在间隔35cm远程开放8 ~ 10mm, 直径5mm小孔, 开放范围约5~8cm, 交错的定位孔;在小孔外开10cm长套3mm厚层橡胶膨胀圈约 (即套阀) 用防水胶带密封端 (袖阀管市场上一般都有产品出售, 大小不同的制造商) 。
(5) 下套阀管:在套管下端的孔中, 已产生了良好的套筒阀管。
(6) 管道连接:在套管材料达到一定年龄 (约3~7d) , 在袖阀管注浆装置中, 在注浆装置约20cm长开孔的中间, 在每一个止浆塞、注浆、袖阀管注浆装置连接压力管。
(7) 作浆:根据水泥浆水灰比设计。
(8) 开环注浆:注浆装置需要灌浆孔段, 启动灌浆泵, 加压送水, 在这个过程中, 压力逐渐增加, 直到将橡胶套阀和相应的套管, 位置的压力下降, 泵送水泥浆, 注浆所需的设计压力和稳定;在过程间歇灌浆需要可见或设计要求, 直到满足设计要求。
(9) 连续开环灌浆:根据设计要求, 对灌浆管的上下运动, 按需按上述第八个点进行灌浆, 逐步开环, 直至完成所有的孔段灌浆。
(10) 灌浆过程中的记录:开环位置、灌浆时间、灌浆压力、水泥含量、水胶比、灌浆工艺的特殊情况等。
(11) 后压浆达到设计要求, 清洗管道和套筒阀管, 拆除后的注浆管, 下孔灌浆。
3.2 注浆孔平面布置
对已探明的溶洞根据其大小, 在探到有溶洞的钻孔周围按照横纵间距2m间距再次补充钻孔, 处理范围至结构轮廓外放3m, 隧道底板以下3m内溶洞 (图2) 。
注浆管布置剖面图如图3所示。
金象站站玉洞站站R3玉金区间右线R5R8R10玉金区间左线钻孔布置图如图4所示。
3.3 处理施工顺序
3.3.1 充填型溶洞施工
岩溶区R3、R5、R8、R10上层溶洞为充填型溶洞, 注浆充填施工序列如下。
(1) 施工顺序规则:探边界、注浆充填、注浆效果检验。
(2) 注浆施工时, 先从外排注浆孔开始注浆, 将处理范围内溶洞与外界洞体隔离, 再处理中间区域。
(3) 外排注浆孔注水泥- 水玻璃双液浆, 形成止水、止浆帷幕, 保证注浆的效果。
(4) 中间部分注浆孔进行跳跃施工, 防止窜浆、跑浆的现象。
(5) 纵向多层分布溶洞, 由深至浅依次充填处理。
3.3.2 无充填型溶洞施工
岩溶区R10下层溶洞为无充填型溶洞, 需进行砂砾、碎石充填, 注浆施工顺序如下。
(1) 成孔, 钻机钻孔成孔, 泥浆护壁成孔。
(2) 埋管, 钻孔PVC管作为注砂管, 之后作为注浆管。
(3) 填充砂石后压力注浆, 固结溶洞内的砂石填料。
(4) 上一层溶洞都设3个排气孔, 采用同一个填充孔, 由下往上逐层灌的顺序, 灌完下层溶洞后提升PVC管至上层的溶洞。
3.3.3 施工顺序要点
作为防水、灌浆帷幕, 将在腔内和外腔隔离, 来处理中间区域;在一侧的水, 加加速器, 以确保灌浆效果;区域的中间孔应跳施工, 以防止泥浆泄漏和窜浆、半填充溶洞填砂处理, 再进行其他溶洞注浆填充处理。
3.4 注浆材料及施工参数
3.4.1 注浆材料
(1) 纯水泥浆:采用42.5级普通硅酸盐水泥, 水灰比=0.8 ∶ 1 ~ 1 ∶ 1。
(2) 双液浆:水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥;
水玻璃:模数m为2.4 ~ 3.4, 浓度Be=30 ~ 40 ;双液浆混合后, 现场试验失去可泵性的时间约为60s。
(3) 速凝剂。
(4) 灌砂浆:采用42.5级普通硅酸盐水泥和中砂, 现场拌制, 配合比为水泥∶砂∶水=1 ∶ 5.7 ∶ 1, 流动度为70mm。
3.4.2 施工参数
(1) 止浆墙、周边孔:以多次数、较大量控制、相对小压力;每3~4次, 压力为0.2 ~ 1.0MPa。
(2) 中央孔压控制在0.8~2.0MPa。
(3) 入浆速度:30~70L/min。
(4) 注浆间隔时间:间隔为6~10h每次。
3.5 注浆终止的标准
当灌浆压力达到了最终设计压力, 灌浆量达到了80% 的灌浆量;或灌浆压力未达到最终设计压力, 灌浆量已达到灌浆量的设计。
3.6 注浆结果检测
采用钻芯取样及标准贯入试验对岩溶区进行检测 (图5) 。钻芯取样9个孔位, 芯样抗压强度值均大于0.2MPa, 满足设计要求。标准贯入试验数据统计结果:修正后锤击数最大值15.6 击, 最小值11.8 击, 平均值13.73 击, 标准差1.111, 变异系数0.080, 标准值13.28击, 试验部位地层加固均匀性较好, 标准贯入试验锤击数满足设计要求。
4 施工注意事项
4.1 注浆施工
4.1.1 城市交通限制, 边界难一次封闭
盾构岩溶施工区位于城市主干道下方, 为保证正常通行, 钻孔注浆只能分块、分区域施工, 因此, 为避免浆液浪费, 选择合适的封闭方案尤为重要, 围挡尽可能延布孔边界线布设封闭施工。
4.1.2 钻孔遇杂填土、流~塑状土质成孔难
钻进过程中, 遇地表杂填土及溶洞内流~ 塑状土质容易造成塌孔, 后期埋管难, 在施工时, 遇到此类土层可先预注浆加固再钻进成孔。
4.1.3 边界注浆难以控制
如浆液凝结时间过长, 边界封闭困难, 浆液流失严重, 难以形成有效的止水、止浆帷幕。如浆液凝结时间过短, 加固区域得不到充分填充切易造成设备管路堵塞。故施工时, 须通过现场试验调整双液浆配比, 并尽可能小压力、多次进行注浆加固。
4.1.4 地面隆起、冒浆
注浆过程中经常会遇冒浆现象, 有时还会造成地面隆起, 应控制好注浆压力与注浆量, 多次重复注浆。
4.2 盾构掘进
(1) 通过深孔灌浆充填和压缩、劈裂和置换裂缝, 灌浆和堵水可能无法完全防止地下水的渗漏, 在灌浆处理后的盾构在开挖段仍有软、硬地层可能会遇到, 坚硬岩石、高压水、开挖面塌陷、刀具。泥饼, 喷涌等情况, 对隧道洞口段采取相应措施。
(2) 加强管理, 合理配置工具。进洞前, 根据预测结果, 选择开换刀运行里程, 按计划中的开检工具和更换新刀的工具, 配备滚刀破岩。合理选择掘进方式, 严格控制掘进参数。
(3) 护盾姿态控制:密切注意盾构表面与隧道之间的不均匀摩擦, 以及切割环切割形成的不同阻力, 以防止形成偏差, 减缓掘进速度, 将刀头向上和向下部分的力是大致相同的, 以减少护盾的现象。
(4) 加强土壤改良和管理:在进洞前仔细维护注泡沫和泥浆体系, 确保系统正常。根据地层特点, 发泡剂用量适宜56L环。洞组稳定性差, 要严格控制渣量和掘进速度的相对平衡, 加强对压载土的组成和土壤水分的观测, 及时停止处理异常。
(5) 确保铰链密封和盾尾密封的防水效果。在进入洞前, 必须仔细检查、维护和调整铰链密封和盾尾密封, 并在开挖过程中严格控制各铰油缸的行程, 以保证铰链密封的效果。加强盾尾刷密封注脂检查, 确保密封效果的密封。
(6) 段底注浆应结合同步灌浆和二次灌浆, 用水泥砂浆灌浆, 二次补灌用水泥水玻璃双浆。根据工程地质条件, 合理调整和控制灌浆压力和灌浆量。根据施工监测的结果, 及时进行必要的补充灌浆, 防止段纵通道的形成。
(7) 做好喀斯特洞洞施工应急预案。该项目位于喀斯特石灰岩地区的断裂带, 喀斯特地下水处于压力之下, 水分丰富, 灌浆可能无法防止喀斯特地下水渗流, 容易产生突涌泥或地表塌陷情况。因此施工前必须做好应急处理计划, 准备必要的救援物资和设备。
5 结束语
通过南宁地铁2号线金乡站盾构隧道洞口工程, 对喀斯特溶洞、溶洞充填物及围岩承载能力、渗透系数进行了分析比较, 采用不同的处理方法对不同的溶洞进行了确定, 对喀斯特溶洞处理平面布置的灌浆孔、溶洞施工顺序、灌浆处理加固效果进行检查, 对盾构隧道的相应措施进行了总结。通过喀斯特洞的加固处理, 盾构机是安全顺利通过喀斯特开发区。盾构隧道穿越喀斯特地区表面的左线2.7cm累计最大沉降监测中、右线2.6cm、最大变化速率1.9mm/d, 周边建筑物及地下管线监测情况良好;区间隧道成洞情况, 左线平面偏差+42mm、高程偏差-20mm, 右线平面偏差+38mm、高程偏差+16mm。充分证明处理方案的合理性, 达到了预期要求。
参考文献
盾构区间 篇4
盾构隧道管片防水技术已有百余年的发展史，自20世纪70年代始，管片接缝密封垫被确认为是接缝防水的主要防线，甚至被逐渐认知为唯一的防线。辅助防水中的嵌缝防水则逐渐被弱化，或用以发挥疏排水功效，或有取消的趋势，这是由于嵌缝要求发挥功效发生衍变的结果。
对于盾构隧道结构，在研讨嵌缝防水的功效时，首先必须确定嵌缝设计的理念。设计要明确嵌缝究竟应起到防水止水还是疏排水的功效，显然，只有嵌缝使所有环、纵向接缝全封闭，才能发挥防水止水功效，否则，局部、有限的嵌填只能发挥泄压、疏排的功效。其次，嵌缝防水应分清是迎水面防水还是背水面防水。例如，对于输水隧道构筑物而言，结构内面嵌缝主要是承受输水水压，而在施工阶段作为背水面材料也要承受地层中的水压，因而有双向防水的要求。但对于地铁区间盾构隧道的嵌缝而言，只要防止地层中的地下水渗入、漏入，因此总是进行背水面防水。
此外，地铁区间盾构隧道的嵌缝还有其结构构造和运营使用上的特点：仰拱管片上有道床混凝土及轨枕;拱顶位置悬有供电接触网，这就对它的嵌缝材料与工艺有特殊的要求。
现着重阐述地铁区间盾构隧道管片嵌缝密封防水的衍变过程，并试析其原因。
1 早期的地铁砌块嵌缝密封防水
20世纪上半叶，尤其是20世纪30年代前，地铁区间盾构隧道预制衬砌主要是钢、铸铁等金属砌块，大多仅在预制衬砌内侧留设的嵌缝槽采用填缝材料密封防水，而不依靠管片环、纵面设密封材料防水。这一时期，由于化学建材尤其高分子化工建材尚未诞生，故嵌缝密封材料多为与钢、铸铁管片对应的铅条、铝粉、铁粉;用混凝土砌块或金属混凝土复合砌块时，则采用相应的石棉水泥、膨胀水泥等无机材料，利用捣、压、击等方法嵌实，并适当借助材料的微胀机理密封止水。这在英国与西欧早期地铁建设中有不少工程实例。
此后，管片接缝防水进入粘结防水、塑性防水时期，因其防水效果有限，故还借助嵌缝防水作为重要的辅助防线，例如采用低黏度的聚氨酯化合物浸渍麻丝或黄麻嵌入嵌缝槽，其方式是对全部接缝充实密封。
2 中期的地铁管片嵌缝密封防水
本文把20世纪50年代至90年代看作为“中期”。这时期地铁盾构隧道衬砌越来越多地采用了钢筋混凝土管片，并逐步发展为高精度钢模制作的高精度管片，管片接缝防水的理念也从粘结防水、塑性防水发展为采用密封垫(弹性密封垫与遇水膨胀密封垫)压密防水，从环、纵面全断面防水方式转变到线状方式防水。与之对应的管片接缝嵌缝防水也有了较大的发展(尤其是日本、韩国、中国大陆、港、台等国家和地区的都市地铁)，显现出多样性。其前后变化总结如下。
2.1 管片嵌缝功效、嵌缝范围
随着管片接缝密封垫防水功效的提高，考虑到地铁盾构隧道的特点，管片嵌缝需针对隧道进出洞口、连接通道等隧道变形、管片接缝张开变化较大的位置起重点防范。至于其他位置，管片嵌缝仅要求起排水功效，以满足拱顶无渗漏水滴落在供电接触网、仰拱道床铁轨上，且仰拱处管片接缝也无冒水的要求。换言之，进出洞口20～25环、连接通道钢管片及前后数环需要重点防范，全封闭嵌填;其他范围只需在拱顶43°位置防止滴漏，仰拱86°位置防止冒水进行局部封闭，使渗漏水引排至排水沟中。图1为管片嵌缝作业示意图。
从上述可知，密封材料应具有下列特性：能长期保持不透水性;能长期保持粘结力或压缩应力;在嵌填作业与运营中拱顶材料不易坠落;仰拱材料适应基面潮湿，并均能适应结构接缝少量的张、缩变形。
因此，这时期的地铁盾构隧道管片嵌缝密封材料，通过嵌填密封，首先利用密封材料与嵌缝槽面粘合的原理，同时靠弹性挤密或膨胀致密的机理，达到防水与控制疏排水的目的。这时期以日本为代表的东亚地区地铁往往采用这类方式。
2.2 管片嵌缝密封材料
这时期的嵌缝密封材料可分为未定型与定型两类，在工程使用时，根据不同的衬砌材质、嵌缝材料进行嵌缝沟槽设计。
2.2.1 未定型嵌缝密封材料
顾名思义，未定型嵌缝密封材料是指非预制的、不成型的密封材料，多为建筑密封胶。
1）聚硫橡胶密封胶
聚硫密封胶系双组分制品，主剂为液态多硫聚合物，固化剂为金属氧化物，使用时将主剂和固化剂按规定比例混匀，固化反应后形成类似橡胶的高弹性密封体。由于是双组分反应型材料，又较黏稠，嵌填作业前需双组分混合，相对而言施工不太方便，也有搅拌不均之虞。因此，虽然固结体性能较好，但是施工性稍差。
2）聚氨酯密封胶
聚氨酯密封胶分双组分制品和单组分制品，前者是双组分反应固化，后者则在封闭条件下储存，用嵌缝枪注入嵌缝槽后，带有游离异氰酸根的密封胶受潮气反应固化。地铁区间隧道管片嵌缝则以单组分罐装聚氨酯密封胶为好，它以“枪”式嵌注，具有作业简便、质量稳定的优点。
3）聚氨酯遇水膨胀腻子或聚氨酯遇水膨胀密封胶
利用材料遇水膨胀达到密封原理的嵌缝材料获得开发，体现了有限膨胀、控制膨胀的思想。
聚氨酯遇水膨胀腻子由水溶性聚氨酯预聚体和丁基橡胶聚异丁烯等经橡胶炼胶机混炼，再经挤出制成，系一种具有遇水膨胀性能的橡胶腻子。它常与工字形塑料条组合使用以控制膨胀，变三向膨胀为单向膨胀，并借助环氧胶泥或聚合物砂浆封闭构成密封体系(图2左)。上海地铁1号线及其试验段就采用了这类方式，即嵌填于工字形断面塑料条中，为遇水膨胀橡胶腻子类未定型材料(利用工字形条作为控膨材料，限制膨胀应力单向发挥)，外封氯丁胶乳水泥抗裂防水，容易操作，效果尚好。
4）单组分遇水膨胀密封胶
近20年来，嵌缝材料中的遇水膨胀橡胶腻子条多为遇水膨胀密封胶所替代，并摈弃了工字条，在利用有限膨胀密封原理的基础上，用少量单组分、挤出型遇水膨胀密封胶止水，再用氯丁胶乳水泥密封。这样的施工方式，减少了膨胀密封材料的用量，简化了施工工艺(图2右)。
2.2.2 定型嵌缝密封材料
嵌缝件由三元乙丙合成橡胶制成(图3)，可以加工成各种尺寸，用于管片环纵缝、导水沟密封件的十字连接。施工时，将制件切成U形接口，用聚氨酯胶粘结在一起，使用掺有树脂的丁基水系粘合剂封涂粘结到混凝土管片嵌缝槽内。这种嵌缝件，经过试验室管片接缝嵌缝一字缝试验，证明可以承受0.1 MPa的水压而不渗漏。但从图3也可看出，十字缝处稍有错位，这种密封就会不可靠，故只能起疏导水的作用，即发挥疏导时的、不承受水压的密封，所以称为“导水沟密封件”。
德国地下交通规划研究协会试验过另一类合成橡胶嵌缝件(图4)，它仅能承受很低的水压力，且要求管片的拼装精度要精确到1 mm，同样在十字缝位置非常难以处理。在盾构隧道嵌缝工程中也只能起疏导水的作用。
图4中的嵌缝件采用“退拨”型硬橡胶芯材和带箭翼的密封件组合加强密封，试图对不同位置、大小有异的沟槽，通过硬质芯材击入深度的差别来调整、适应。但事实上，这种芯材虽可制成片状、且为弧形，但仍难适应接缝宽窄的变化，遇及十字、丁字缝等节点就更难解决，因此在实际工程中用得不多。上海地铁2号线区间隧道曾做过这方面的尝试(图5)，利用预制密封件的齿形与芯材适应接缝的大小来满足密封性，与图4止水原理一致、外形相近(但两边齿牙为遇水膨胀橡胶类的)，而击入的楔形芯材有差异(片状塑料的)。因为如上所述的原因，实际效果也不够理想。
总体而言，预制成型密封件对地铁盾构区间隧道管片嵌缝不够成功，对于拱顶、仰拱局部接缝使用更欠合适。此后，都采用了未定型材料。
2.3 管片嵌缝槽形式
管片嵌缝槽是设在管片内沿的槽口，通常分别设在管片的两侧，偶尔也有设在一侧的。
管片嵌缝槽的外形大致如图6所示，其中2#槽深而窄，适宜于承受背水压;1#、3#槽两侧平行，适宜于定型密封材料;4#槽内大外小，适合未定型密封胶，施工与运营中不易坠落。现今，作为背水面的管片嵌缝槽的构造，嵌缝槽H/D(深宽比)宜≥3.0，槽深宜为25～55 mm，单面槽宽以3～9 mm为妥。应该指出的是，其外形、尺寸除了要满足嵌填作业的需要外，还要有利于管片生产制作，尤其是管片钢模脱模板时不会损伤。
3 当前地铁管片的嵌缝密封防水
新世纪以来，随着地铁区间盾构隧道防水技术的发展，隧道渗漏水量减少，又因有拱部嵌缝材料下落的隐患，故北美、西欧的地铁率先取消了嵌缝作业。目前，东亚地区的大多数城市也取消了管片拱部嵌缝的做法。而管片环、纵缝，通过整体嵌缝作业止水的功效也受质疑，通常只在有限的部位发挥疏引作用，将渗漏水引排，以创造其他作业环境。
国内有关技术也开始有所变化，上述嵌缝的基本理念、嵌缝防水材料、施工作业方法，既有存用，也有改进。如：1)底部仅在道床混凝土86°的范围内，用快硬水泥及时嵌填，便于道床混凝土在干燥、无污泥的环境下浇筑等(仅起防止嵌缝槽内留存杂物的作用);2)进出洞及连接通道邻近范围按变形缝处理，整条环缝360°直接嵌填高模量聚氨酯密封胶，利用粘结与弹(柔)性密封原理防水，故未用膨胀类材料，更无需再用水泥封堵。
4 结语
结合以上国内技术发展趋势，笔者认为下述盾构隧道管片嵌缝技术将成为今后的主流。
1)接触网制式的地铁区间隧道拱顶部悬有机车供电接触网，机车有受电弓，一旦拱部柔性条状嵌缝材料下挂、下坠到“网”与“弓”上，会造成供电短路，危害行车安全等风险，在权衡利弊后，通常不再嵌缝。
2)管片环、纵面接缝仍必须留有嵌缝槽，除了作为渗漏水疏导、引流的备用槽外，也是接缝注浆堵水必需的封缝槽。由于现今极少采用定型嵌缝密封材料，嵌缝槽构造宜为未定型材料不易落出的外窄内宽形式，细部构造应同时满足管片制作时的脱模要求。
3)进出洞口附近20环左右的管片、连接通道前后数环管片等局部区段，因管片接缝变形量大，渗漏概率相对较高，可继续考虑采用环、纵缝全封闭嵌缝防水。
4)环、纵缝全封闭嵌缝防水时，宜采用适当模量的单组分聚氨酯密封胶嵌填。注意过高拉伸模量(>0.40 MPa)不利于适应变形，过低拉伸模量(<0.15MPa)不利于抵御水压。此外，嵌缝前应在基面涂刷密封胶底涂料，提高粘合性;也可采用单组分遇水膨胀密封胶，但应施工限制膨胀材料予以约束。
5)管片嵌缝作疏导、引流用时，因其嵌缝密封胶不承受水压，可采用单组分低模量的聚氨酯密封胶及其封闭用抗裂防水砂浆;仰拱部可直接采用氯丁胶乳水泥等亲水性聚合物抗裂砂浆。
摘要：回顾了盾构隧道管片嵌缝防水在轨道交通区间隧道工程技术发展各阶段的应用情况,通过分析其在工程施工与运营实践中的利弊,论述了嵌缝止水与嵌缝导水等技术演变的过程,并结合地铁运营特点,指出了嵌缝技术当前的发展趋势。
关键词：轨道交通,盾构隧道,嵌缝防水,受电弓,接触网
参考文献
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盾构区间地表沉降监测与结果分析 篇5
随着城市建设的发展, 为了解决交通堵塞、环境污染, 轨道交通已成为我国各城市公共交通发展的首选。由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性, 单单根据地质勘察资料和室内土工试验参数来确定设计和施工方案, 往往含有许多不确定因素, 对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成为工程建设必不可少的重要环节。指导轨道交通工程设计和施工需要理论、经验和监测数据相结合。
1 工程概况
XX盾构区间位于XX境内, 北起XX, 南至XX, 隧道区间全长1020.46m。工法采用盾构法。结构形式为圆形断面盾构管片:内径5.5m、厚度350mm;结构厚度0.5~1.0m, 结构顶距地面高度-8~-14m。
2 监测内容与目的
为了确保盾构施工的安全, 根据工程特点依据《城市轨道交通工程测量规范》 (GB50308-2008) 、《工程测量规范》 (GB50026-2007) 、《建筑变形测量规范》 (JGJ 8-2007) 《建筑基坑工程监测技术规范》 (GB50497-2009) 、《地铁工程监控量测技术规程》 (DB11/490-2007) 以及设计要求确定本工程的监测内容, 包括地表沉降、拱顶沉降、净空收敛、土体侧向位移、现场安全巡视等。地下工程开挖后, 地层中的应力扰动区延伸至地表, 围岩力学形态的变化在很大程度上反映于地表沉降, 且地表沉降可以反映隧道开挖过程中围岩变形的全过程。尤其是对于城市地下工程, 若在其附近地表有建筑物时就必须对地表沉降情况进行严格的监测和控制。
3 基准点、工作点、监测点埋设
基准点埋设:监测基准点埋设均在沉降影响范围以外的稳定区域内视野开阔的地区;均埋设三个以上的基准点;基准点埋设牢固可靠, 基准点和附近的水准点联测取得原始高程并且不定期的进行联测, 保持精度的可靠性和稳定性。本次基准点采用地铁高程控制网成果, 不需要另行埋设。工作基点的埋设与布置:工作点的埋设与布置的原则与基准点相同, 本工程布设4~6个, 作为每次监测工作的起始点, 靠近地铁施工现场, 并定期 (1个月) 与基准点进行联测, 保持精度的可靠性和稳定性。监测点埋设:根据本工程需要, 在盾构中线上每5米布设1个沉降监测点, 并在盾构始发段100m范围内, 在每20m设一断面, 其余地段30m设一断面 (每个断面不少于5个监测点) 。地表沉降监测点采用钻孔的方法布设。用水钻打穿地表硬壳层, 监测点标打在原状土里面, 再用细沙回填实。监测点顶部应低于地面, 加盖保护, 以免被车压坏, 影响监测数据准确性。并且监测点旁边应设置明显保护标志。主断面监测点布置图如图1、地表沉降监测点如图2。
4 地表沉降监测方案
地表沉降观测采用精密水准测高。在实施过程中地表沉降监测采用闭合水准路线, 闭合水准路线的闭合差不得大于其中n (偶数站) 为测站数, 视线长度≤50m, 前后视距差≤2.0m, 任一测站上前后视距差累积≤3.0m。监测过程中确保专人观测、专人扶尺、同一仪器、同一路线。水准仪采用美国产Trimble DINI12电子水准仪 (标称精度为0.3mm/km) , 2米和3米条形码铟瓦水准标尺, 测量时对电子水准仪进行各项限差的设置, 水准外业记录由仪器自动完成, 当观测超限时, 仪器自动提示重测。在进行观测点的首次观测时, 必须观测三次, 取其平均值为初始值。各监测点的高程通过各测点与工作点进行水准连测得到。
5 地表沉降监测频率与预报警控制
监测工作自盾构开始施工到地铁线路试运营为止。监测工作紧随盾构掘进的进展, 视盾构掘进情况距开挖前后≤20m保持每1天2次、距开挖前后≤50m保持每2天1次、距开挖前后>50m保持每2周1次, 根据数据分析确定沉降基本稳定后保持1月1次直至地铁线路试运营为止, 如遇特殊情况加密监测频率。盾构施工时, 及时了解施工的进度, 并重点关注盾构区域和地质情况比较复杂的地区, 及时做到第一时间掌握变化情况, 做到根据数据配合施工进度。在监测项目超出设计值和监测预警报值 (如地表累计沉降超过24mm, 沉降速率大于3mm/d) 时, 迅速启动预报警制度, 及时分析原因, 并采取必要的措施。
6 地表沉降监测结果分析
由于盾构路线较长, 特选取具有代表性的第90号断面的左右线监测数据, 绘制地表沉降曲线图。地表沉降曲线表明:在盾构掘进的过程中监测点出现先升后降再稳定的现象。在第Ⅰ阶段盾构还未通过, 由于提前注浆的原因监测点出现1-2mm的上浮;第Ⅱ阶段由于右线盾构的通过使右线上方的监测点在短时间内出现明显的下沉, 并由于土体扰动造成左线上方监测点出现5mm左右的下沉;第Ⅲ阶段由于右线盾构已经通过而左线盾构还未到达, 所以出现短暂的稳定期;第Ⅳ阶段由于左线盾构通过使左线上方的监测点在短时间内出现明显的下沉, 并由于土体扰动造成右线上方监测点也出现5mm左右的下沉;第Ⅴ阶段由于左右盾构都已经通过监测点开始趋于稳定。90号主断面地表沉降曲线图如图3。
图4是84、90号主断面 (特征点) 地表沉降曲线, 我们可以从图4中清楚的看出, 位于盾构中线上方的监测点DY84-04、DY90-04、DY90-07在盾构通过时变形最大, 而DY84-01、DY84-09、DY90-01、DY90-09变形最小。其余监测点变形居中。因此我们可以得出:在盾构掘进的过程中位于盾构中线上方的监测点变形较大, 当监测点离盾构中线的位置越远则监测点变形越小。
7 结束语
因此在监测实施中应先制定详细的监测方案, 监测数据必须真实可靠保证原始数据的完整且不得更改或删除, 及时处理监测数据, 计算有问题必须及时复测。并应根据盾构施工各个阶段的特点, 密切配合施工进度;在施工前采集相关数据, 做到能准确反映其盾构掘进过程中, 周围环境所发生的变化, 根据周边的已有资料, 对工地周边进行布设相应的监测项目, 并及时采取初始值。在施工期间, 根据施工进度, 配合施工方积极做好各项监测工作, 如现场发生突发性事件, 及时做好增设监测项目, 主动加密监测频率, 必要时做到24小时不间断观测, 直至变形趋势稳定。
参考文献
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盾构隧道区间溶土洞处理技术 篇6
广佛地铁某两个盾构区间存在溶洞、土洞,盾构施工前,必须采取措施使溶、土洞密实。本次溶土洞处理试验段根据物探勘探成果显示,本试验段范围内有土洞4个,编号为T4,T5,T6,T7,溶洞2个,编号为R5,R6(见图1)。
2 设计处理
2.1 处理范围
隧道边线5 m和隧道底板10 m范围内的溶土洞。
2.2 溶土洞的处理方法
1)无填充溶、土洞和半填充溶洞:对洞径大于2 m且无充填或半充填的溶、土洞,先进行投砂处理,后采用注浆加固的方法;投砂处理时在原钻孔附近(约0.6 m)补钻两个ϕ250的投砂孔,两投砂孔中心与原钻孔中心需在同一连线上,两投砂孔可相互作为出气孔。投砂后,注浆加固的方法见后面的全充填处理方案。投砂管采用ϕ200的PVC套管。2)对小于2 m的无或半填充溶、土洞可直接采用注浆填充。3)全充填溶、土洞或洞径小于2 m的溶、土洞:采用压力注浆的方法进行填充加固,注浆压力从低到高,间歇、反复压浆。
2.3 岩面注浆方法
采用袖阀管注单液浆。
2.4 工艺参数
1)溶土洞注浆。
a.单液浆配制。水泥浆采用32.5级普通硅酸盐水泥,水灰比=0.5∶1～1∶1。b.双液浆配制。水泥浆采用32.5级普通硅酸盐水泥。水玻璃:模数m=2.4～3.4,浓度30 Be′～40 Be′;双液浆混合后,现场试验失去可泵性时间可为60 s;具体施工时参数应根据实际情况、现场试验进行调整。c.注浆压力和注浆量。周边孔:注浆压力控制在0.6 MPa～0.8 MPa,持续3次～4次。中央孔:注浆压力控制在0.8 MPa～1.0 MPa,持续3次～4次。注浆速度:30 L/min～70 L/min;注浆扩散半径按1.5 m设计。d.注浆间歇时间及单孔注浆结束标准。每次间歇6 h～10 h;要求少量多次、反复灌浆,注浆量达到估算的注浆量时,同时注浆终压达到设计终压,即可结束本孔注浆,但应以设计终压力控制为主。
2)岩面注浆。
岩面注浆土层厚度为岩土分界面以上1 m范围,钻孔进入岩层0.5 m。水泥浆采用32.5级普通硅酸盐水泥,水灰比=1∶1,并根据进浆状态适当调整;注浆压力0.2 MPa～1.0 MPa,上限按最大压力为准;注浆扩散半径:1 500 mm;注浆孔间距3.0 m×3.0 m,横向5排,加固宽度为线路中线两侧各6 m。当注浆过程中遇到岩面表层溶土洞时,可利用注浆孔进行充填;若出现串珠状溶洞时应及时止浆,防止浆液流失严重。
3)灌砂。
钻孔在原勘察孔附近(约60 cm)补钻两个ϕ250 mm的灌砂孔进行灌砂;钻孔完毕下入ϕ200 mm PVC管作为套管,套管下入距溶土洞洞顶0.5 m的位置;灌砂材料采用中砂,采用自来水将砂灌入孔内,采用小胶桶按体积计量;灌砂时利用两个灌砂孔相互作为出气孔。
3 现场施工情况
3.1 钻孔
1)注浆孔孔位布置。 钻孔以揭示到溶、土洞的钻孔为基准点,以2 m×2 m梅花形钻孔,以基本找到洞体边界为止,将无洞的孔定义为周边孔,其余为中央孔(如图2所示)。2)钻孔过程。选用XY-100型钻机,钻孔过程中采用泥浆循环护壁成孔,成孔后须立即清孔。3)浇筑套壳料。4)安设注浆管。注浆管采用ϕ48的袖阀管,需注浆的部位用花管,其余的使用实管,注浆管底部加下闷盖;将实、花管根据要求连接后,沿钻孔下到洞底0.5 m。5)固孔。固孔的材料采用水灰比1∶1.5的水泥浆,一般固孔的高度为地面以下2.0 m。
3.2 注浆
3.2.1 注浆设备
中央孔采用BW-150型注浆机注浆,周边孔采用W-3/5型水玻璃泵和BW-150型注浆机一起注浆。浆液搅拌采用自制的500 L快速搅拌筒,转速250 r/min,制浆量为6 m3/h。灌浆管采用ϕ32×2.5无缝钢管,工作压力为9 MPa。注浆时采用双塞注浆芯管,通过注浆压力使得两堵头与花管密贴,以达到分段注浆的效果,双塞注浆芯管如图3所示。
3.2.2 浆液配制
现场的单液浆水灰比为水泥∶水=1∶1。双液浆的配比——水泥∶水∶水玻璃=1∶1∶0.15,水玻璃的浓度为30 Be′,从现场的调试试验看,这种浆液的凝结时间约为35 s～40 s。
3.2.3 注浆
1)注浆方式采取后退式分段注浆工艺,即在注浆段内由孔底自下而上进行注浆,每次注浆段长0.4 m,注完第一注浆段后,后退注浆芯管,进行第二注浆段的注浆;2)在芯管拔出长度大于一节管长时,停注拆取该节芯管及接头,将接头接在未拔出的芯管上继续注浆,以此下去,直至完成注浆段;3)注浆过程中如需暂停注浆时,必须先将水泥浆管拿出放入清水桶中,并同时将注浆芯管提升0.4 m,向孔内注清水后再停止注浆,这样既保持管路畅通,又保证注浆不受注水影响。
3.2.4 注浆压力和注浆量的控制
1)周边孔注浆:
注浆开始阶段,在注土洞T7的周边孔时,进浆量大,注浆压力约为0.3 MPa～0.6 MPa,压力达不到设计的0.6 MPa～0.8 MPa,后来经过总体设计和业主的现场协调会讨论认为如果压力达不到0.8 MPa,则按扩散半径1.5 m,渗透系数1.5来计算注浆量,当注浆量达到计算注浆量时,停止注浆,停止6 h～8 h再进行第二次注浆,如果还是相同情况该孔就停止注浆,等中央孔注完一次后再进行第三次注浆。
2)中央孔注浆:
中央孔注浆开始阶段采用的注浆压力是0.8 MPa～1.0 MPa,冒浆、串浆现象比较多,经后来讨论将压力降到0.4 MPa,冒浆、串浆现象有所减小(华广佛地监雷～南区间会[2008]字第05号总第07号)。
注浆情况分析:从后来注双液浆的情况来看,在第一次注浆,注浆量达到计算方量时,压力0.4 MPa～0.6 MPa,间隔6 h～8 h进行第二次注浆,注浆压力约为0.8 MPa～1.0 MPa,高的甚至在开始的时候就达到1.2 MPa。如果中央孔的压力是按0.4 MPa来控制,那么我们认为注双液浆在不冒浆的情况下,按照计算方量来控制注浆就足够了,不需进行第二次、第三次注浆。
3.3灌砂
灌砂孔套管为200的PVC管,灌砂时先将空压机的风管下至PVC管底部,然后灌砂到PVC管内,启动空压机,将砂吹入溶洞内。灌砂试验第一次是选在R5,灌砂孔周围洞高约为1.5 m～4 m,钻孔时有掉钻、漏水现象,最大掉钻为3.4 m,在灌砂时只灌进0.1 m3砂。第二次是选在R7,灌砂孔周围洞高约为1.8 m～3.7 m,钻孔时有掉钻、漏水现象,最大掉钻为3 m,在灌砂时只灌进0.2 m3砂。原因分析:在钻孔时虽有掉钻、漏水的现象,但我们认为溶洞并不存在完全的空洞,而是填充满了水或泥浆,因为出气孔直接排出的就是泥浆,而且泥浆浓度还比较高。
4结语
盾构区间 篇7
为实现新线建设与既有线保护的协调发展, 必须对新建地铁隧道施工对既有线隧道的影响进行分析预测, 进而根据预测分析结果判定2号线隧道施工对既有1号线隧道的影响大小及是否需要进行加固处理、采用何种加固措施等方面进行综合考虑。
1 计算模型
新建隧道施工对既有线隧道影响的分析预测采用韩国浦项集团开发的专用隧道及岩土结构计算分析软件Midas/GTS进行。该软件可提供多样化的建模方式, 利用最新求解器可获得最快分析速度, 具有强大的分析功能和卓越的图形后处理功能, 完全可以满足本工程分析计算的需要。
由于岩土构成的复杂性, 完全真实地模拟新建隧道施工对既有线隧道的影响是非常困难和不现实也是不经济的。在明确分析目的的情况下, 适当简化分析模型是必要的。本次计算中假定前提如下:1) 地层采用实体单元, 用Mohr-Coulomb材料模拟;2) 管片衬砌采用面单元, 用线弹性材料模拟;3) 1号线内衬采用实体单元, 用弹性材料模拟;4) 1号线初期支护采用面单元, 用线弹性材料模拟;5) 模型四周边界及下表面采用单向铰支约束, 上表面采用自由约束;6) 盾构对开挖面的支护力按静止土压力施加。
根据大东区间地勘资料及隧道位置关系建立计算模型, 模型长90 m、高70 m、宽80 m, 计算模型及划分网格如图1所示。计算模型中采用的地层参数如表1所示。
计算模型考虑了两种方案, 即先开挖左线和先开挖右线方案, 分别计算两种情况下新建盾构隧道施工对地表和既有1号线隧道变形的影响。
2 计算结果及分析
1) 先开挖左线方案。先开挖左线, 再开挖右线, 两线全部穿越后地层沉降及既有1号线隧道沉降云图分别如图2, 图3所示。由图2可知, 左线和右线全部穿越施工完成后地表最大沉降约为6.9 mm。由图3可知, 左线和右线全部穿越施工完成后既有线隧道变形较小, 最大约为0.2 mm, 可以认为新线隧道施工对既有隧道变形几乎没有影响。
2) 先开挖右线方案。先开挖右线, 再开挖左线, 两线全部穿越后地层沉降及既有1号线隧道沉降云图分别如图4, 图5所示。由图4可知, 右线和左线全部穿越施工完成后地表最大沉降约为6.3 mm。由图5可知, 左线和右线全部穿越施工完成后既有线隧道变形较小, 最大约为0.1 mm, 可以认为新线隧道施工对既有隧道变形几乎没有影响。
3) 方案分析比较。由前文计算结果可知, 虽然新建隧道与既有1号线隧道之间的距离较近, 只有2 m, 但新建隧道施工对既有线几乎没有影响。原因分析如下:2号线大东区间穿越部分的隧道基本位于中等风化花岗片麻岩层中, 只有模型前方很小一部分不在此岩层中, 此岩层受到侵蚀较小, 保持了岩体的完整性, 弹性模量约为2 GPa, 远远大于土体的模量, 在此岩层中掘进对周围岩土体的扰动比较小。既有线在上方约2 m处, 所在地层为强风化花岗岩, 模量也比较大, 约为100 MPa。因此2号线的掘进对既有线1号线变形基本没有影响。两种方案情况下, 对应地表都有一定的沉降, 先施工右线情况下, 对应的地表沉降略小。结合前文的计算结果来看, 地表沉降主要由于2号线左线施工引起出露的中等风化花岗片麻岩变形引起的。
综合以上分析, 可以考虑先施工右线, 再施工左线的方案。
3 结论和建议
1) 由于地层情况较好, 新建2号线隧道虽然距离既有1号线隧道较近, 但2号线的掘进对既有线1号线影响很小, 穿越施工时不需要预先对既有线隧道采取加固措施。
2) 穿越施工对附近地表有一定影响, 地表沉降主要由于2号线左线施工引起出露的中等风化花岗片麻岩变形引起的。
3) 虽然穿越施工对既有线变形影响较小, 但这种情况是建立在盾构掘进正常进行的情况下, 施工需要加强信息化监测, 并通过及时反馈分析指导施工, 优化调整掘进参数。
参考文献
地铁盾构区间桩基托换设计与施工 篇8
广佛线朝安—桂城区间(下简称朝桂区间)经过部分民房和低层建筑物,根据目前承包商收集到的资料,共有4幢房屋的131根桩基础侵入隧道,建筑物原有桩基类型都为锤击灌注桩。房屋参数如表1所示。
1.1 周边建筑物分布情况
编号151-1号栋大豆村仓库位于佛山涌西侧,5层框架结构,其中东向的2层直接佛山涌河堤,河堤高程在10 m左右;堤下地势较为平坦,高程约为7.4 m。资料显示桩基按7层结构设计。
1.2 场地地质情况
场地内覆盖层厚13 m～20 m,由沉积层和残积层组成,沉积层主要由淤泥、黏土、粗砂组成,其中砂层较厚,厚度为11.0 m～15.0 m,基岩为泥质砂岩,中～微风化岩的顶面埋深22.0 m～30.0 m,地下水位埋深0 m～1.5 m。
2 桩基托换设计方案
2.1 建筑物桩基托换要点
朝桂区间桩基托换的要点在于假定最不利情况下盾构施工造成地面沉降30 mm,影响边线为隧道衬砌边以45°斜线至地面方向,在该影响范围内,被托换楼房不应倾斜、开裂。
2.2 建筑物桩基托换设计方案论证
大豆村仓库5层框架结构,桩长15 m,侵入隧道1.5 m左右,相对比例有限,保留的桩身还很多,原有招标设计为筏板托换,尽量利用原有桩基共同受力。其他三栋侵入隧道超过3 m,招标设计阶段采用桩梁托换。
施工图阶段,考虑大豆村仓库建筑物地处淤泥和砂层等地层上,筏板托换能使结构加强,但是隧道通过区域不是独立的建筑物基础,筏板托换与同一栋未曾托换加强的基础还是产生不均匀沉降,这种不利影响难以控制。因此,从整体受力安全角度出发,四栋建筑物均采用桩梁托换。
桩基托换常采用侧向托换梁支承承台形式,若承台布置比较规则,托换体系空间满足要求,就可以采用此种类型托换。若建筑物托换梁位与既有承台冲突,管线分布又影响梁顶位置,推荐采用承台正下方托换梁支承方式。151-1号托换类型属于前者,其他三栋为后者。
2.3 托换梁体系论证
本处桩基托换高度范围内多为淤泥和粉细砂层,基坑要着重处理好挡土和防水要求,考虑周边建筑邻近,尽量利用钢板桩支挡,砂层地带钢板桩施工长度有限,因此基坑开挖深度也有一定限制,基于以上原因,此处托换采用开挖深度相对较浅的被动托换方式。对于承台正下方托换梁支承方式,托换梁底深度已达4 m左右,为维持原有基础稳定,避免工程风险,基坑尽量采用分块开挖,因此托换大梁设计多为独立式结构,个别地方因为空间限制设置为联系式结构。
2.4 托换桩方式论证
目前比较成熟的托换桩型有:室内静压桩;微型钻孔桩、微型钢管嵌岩桩、人工挖孔灌注桩;室内钻孔灌注桩。经分析对比,对于托换结构体系的桩基采用室内钻孔灌注桩比较合理。
3 桩基托换体系计算
对于框架结构楼房的托换结构体系经结构分析,应用PKPM整体模型进行计算,得到相关柱节点的内力,进而与转换层协同工作进行空间分析,得出转换层挠度f1,并得到托换体系内力,相关计算图示如图1,图2所示。
根据各栋建筑物托换荷载的大小,基岩的埋深、物理力学性能及桩的平面布置要求,托换结构体分别采用了ϕ800钻孔桩、ϕ1 000钻孔桩。两种桩的持力层为中～微风化泥质砂层,均按嵌岩桩设计与计算,公式参见JGJ 94-94建筑桩基技术规范式(5.5.2-1),设计单桩竖向承载力分别是2 800 kN,3 800 kN。考虑到桩的沉降量控制非常严格,桩的设计上还要求桩底预埋两根注浆管,在严格控制孔底沉渣不得多于80 mm的基础上,待桩身终凝后,对桩底可能存在的少量沉渣作补救性压力注浆。
依据托换楼房变形控制要求及托换结构的承载力要求,托换结构体系实现托换后,托换桩基沉降量须控制在3.0 mm以内,转换层须小于5.0 mm,楼房柱位最大沉降量控制在8.0 mm以内。以上计算分析得出结果满足要求。
4 桩基托换施工
4.1 主要施工步骤
1)施工前准备:首先需进行现场放线,定位,探槽工作,以确定托换梁、托换桩与既有承台、既有桩基平面、空间关系,检查托换梁尺寸是否合适,检算桩顶标高;探明施工场地范围内的管线(化粪池)等分布情况,进行管线(化粪池)改移;拆除地面一层范围内非承载结构。2)托换桩施工:先处理影响钻孔施工范围内的管线,在钻孔桩施工到黏土层前,需要设置钢套筒。3)施工基槽开挖、支护:施工基槽,尽量保证不要破除原有建筑地梁,视地层情况在河堤方位顶部和其他三个方向采用放坡开挖。在河堤放坡的下方采用12 m拉森-Ⅳ型钢板桩悬臂支护(其他地段9 m),钢板桩基槽内侧采用7.5 m长ϕ600@450单管旋喷加固地层,并结合承台外围的基槽底部区域分块铺垫300 mm厚碎石支撑钢板桩。4)托换梁板施工:托换梁的基坑完成后底层铺100 mm粗砂垫层并在上盖100 mm素混凝土垫层,完成钢筋、混凝土施工。5)节点施工:进行托换梁节点处钢筋绑扎,此时纵梁弹性变形基本稳定,按设计要求进行节点混凝土整体浇筑,重点进行混凝土养护。6)覆土:托换桩梁施工完成后,应对施工基槽采用素土分层回填,每层0.3 m人工夯实,密实度应不低于90%。按照未施工前原状恢复地面及建筑物1层～2层梯道原状。
4.2 施工监测
桩基托换是风险性、技术性很高的工作,同时也是依赖信息化程度很高的工作。施工监测是工程成败的重要一环。监测内容包括:建筑物的沉降、倾斜及裂缝观测;地面沉降及裂缝观测;地下水位观测。所有水准点均应与不受施工影响较远的基准点相联系,并绘制沉降与时间关系曲线。裂缝观测应在裂缝位置予以标明,并进行编号,记录大小及发展。以下对建筑结构柱沉降监测结果进行分析,见图3。
鉴于沉降监测数据普遍较小,本文选取该栋建筑物数据相对较大的5个位置数值,结果表明结构计算结果可行;对施工过程进一步分析,发现基坑开挖对建筑影响较小,盾构掘进过程对建筑影响较大。
5 结语
1)在地铁施工中盾构穿越桩基类高层建筑物基础,对高层建筑物桩基先期进行托换处理实现力系转换是可行的。施工监测已有建筑柱最大沉降4.1 mm,满足楼房变形控制要求。2)考虑盾构掘进过程影响因素,本段砂层地带建议采用泥水盾构,可有效保证压力平衡,确保建筑安全。3)施工中发现原有建筑物部分桩位、桩数与已调查到的竣工资料不符,本工程经历多次变更,所以设计力求服务现场实际,动态设计。4)本段四栋建筑物托换工程经济效果明显,与拆除重建相比,直接节省2 000多万元,考虑到南海计生委办公楼的社会服务功能,社会效益巨大。
参考文献
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