泥水盾构始发（精选4篇）
泥水盾构始发 篇1
1 工程概况
狮子洋越江隧道位于广深港客运专线东涌站至虎门站区间，全长10.8km，进口段左线盾构施工段长4 890m，右线盾构施工段长4 590m，采用两台全新泥水盾构由起点掘进至江中后，与出口段两台盾构在江底进行对接。盾构隧道管片内径为9.8m，厚度500mm，盾构刀盘直径11.182m。地层从上到下依次为人工填土层、淤泥层、粉质粘土层、粉砂层、细砂层、中砂层、粗砂层、卵石圆砾层、强风化泥质粉砂岩层。盾构出加固区时，除拱部少部分位于淤泥层中外，洞身大部分处于砂层中。
2 盾构始发流程
盾构在狮子洋隧道进口段以20‰的坡度始发，始发段总长140m，为70环的试推进，主要施工内容为洞门破除、盾构出加固区以及试推进。在土方开挖前，进行端头土体加固，当土方开挖竖井主体结构完成后，对加固体与连续墙外侧的缝隙进行注浆加固。组装第一台盾构后配套拖车，并将其拖入明挖暗埋段。组装盾构主机并将主机和后配套拖车连接，完成盾构整机调试，同时完成地面泥水处理系统、泥水循环系统、垂直运输系统和水平运输系统、制浆系统等安装和调试。完成洞门密封、洞门破除以及反力支撑，开始拼装负环管片，形成盾构始发状态。
盾构始发流程为：始发端头地层加固→洞门凿除→安装始发架→盾构组装与空载调试→安装反力架与洞内密封→安装负环管片、盾构负载调试→盾尾通过洞门密封后进行注浆回填→盾构始发掘进与管片安装。
3 盾构始发的风险控制
3.1 洞门的密封
在盾构始发时需安装由两道相同密封组成的洞门临时密封装置(见图1)，每道密封由帘布橡胶、扇形压板、折叶板、垫片和螺栓等组成。
盾构进入预留洞门前,在外围刀盘和帘布橡胶板外侧涂润滑油,当盾构刀盘全部通过第一道密封后，利用预留注脂孔开始向第二道密封间压注油脂，确认注脂完全填充洞门密封后，再向泥水仓加压，压力仅满足泥浆充满泥水仓。当盾尾通过第一道密封且折叶板下翻后，进一步加注油脂，使洞门临时密封起到很好的防水效果。当盾尾通过第二道密封且折叶板下翻后，要及时利用注脂孔向内继续注油脂，使油脂压力始终高于泥水压力0.01MPa左右，从而使盾构顺利始发并减少始发时的地层损失。
洞门密封失效，是盾构始发过程中的第一大风险点,预防及处理措施如下：严格按设计进行洞门钢环的制作、加工和安装，保证施工精度满足要求;盾构始发时，适当调整铰接压板，保证帘布橡胶与盾壳的密贴，派专人对洞门密封情况进行观察，发现问题，及时处理。加强始发时盾构的姿态控制，避免盾构姿态不好造成洞门密封的局部失效，尽量降低切口泥水压力。
在喷砂的情况下，砂砾可能会在底部形成堆积，造成盾构推进时底部帘布橡胶的破环，使底部形成通道，泥浆压力无法建立。可提前在盾构井底部用砖砌一道围蔽，预留导管注素混凝土进行正面封堵。
3.2 洞门破除
用风镐对洞门地连墙进行破除，第一次破除地连墙厚度为500mm，并将外露的钢筋全部割除取出，割除步骤及方法见图2。当盾构刀盘距洞门距离1～1.5m时，开始自下而上(按数字顺序)破除剩余洞门混凝土时，进行分块凿除，凿除共分20块进行。在破除最后时要注意在留有R100的圆角，增加混凝土墙体的强度，以免塌方。
洞门破除涌水涌砂，是盾构始发过程中的第二大风险点，其主要的风险点在于加固体与连续墙的外侧表面结合不好及加固体之间的密实度未达到施工要求，这样很容易产生涌水涌砂现象，故在洞门破除前要做好预防措施：洞门破除前，准备好注浆泵及相关的应急抢险物资(水泥、砂子等)，一旦洞口处大量涌水涌砂，立即使用导流管对漏砂漏水处进行引流，同时使用注浆泵对其进行封堵，直到封堵完毕后方可进入下一步施工。若有少量的漏水和漏砂可通过排污泵排除出工作井外。
3.3 负环管片的安装
负环管片包括钢环和负环钢筋混凝土管片。右线钢环为楔形的钢制圆环，楔形变量216mm，内轨顶面处厚300mm，内径为9 750mm，外径为10850mm;钢环起到连接负环混凝土管片和反力架，调节负环管片平面与始发平面吻合，并减小负环钢筋混凝土管片变形的作用。在拼装第一环负环管片前，在盾尾管片拼装区下部180°范围内均匀安设18根长2m、厚40mm的槽钢(盾尾内侧与管片外弧面的间隙为40mm)，在盾尾管片拼装区上部180°范围，当管片拼装机每安装固定一块管片，用已经焊接成L形状的槽钢焊接在筒体内部，以保护拼装的管片不侧翻，在第一环成环之后将其拆除。
在盾构内拼装好整环后利用盾构推进油缸将管片缓慢推出，当管片推出1500mm后开始拼装第二环管片(不可将第一环管片全部推出槽钢段再拼装第二环，避免管片下沉)，当第一环负环管片突出盾尾200mm后，将钢环利用门吊整体起吊与第一环负环管片连接，并将钢环与始发基座导轨间的空隙用纵向型钢垫实，然后继续将管片推出直至钢环与反力架靠紧，最后用薄钢板将钢环与反力架之间的缝隙填实并将垫块焊接牢固。负环管片在拖出的过程中要及时将负环管片支撑，避免负环管片失圆过大引起管片拼装困难。负环管片采用错缝拼装方式。
由于盾构始发时，反力架与隧道轴线形成20‰的夹角，故在负环第一环拼装时必须消除夹角状态，使管片与盾构形成同一轴线，保证管片端面与盾构轴线呈垂直状态，为以后的管片拼装起到基准面的作用。为了保证0环的姿态和盾构保持一致，故在-7环定位时，就要进行负环(-7环不变)调整，尽量保证-7环和盾构姿态保持相对平衡。
3.4 导向轨道安装和洞口止水装置的调整
由于工作井结构的厚度及槽壁结构的厚度，使盾构基座上的导向轨道与掘进面之间有约2.6m的距离，为保证盾构安全、正确始发，在基座安装时必需使盾构轴线与隧道设计轴线保持平行，盾构中线可比设计轴线适当抬高2 0 m m。在始发托架前端与端墙之间安装二根导向接长钢轨道，安装角度、位置应顺延盾构基座上的轨道。导向轨道与原盾构基座必须焊接固定，当刀盘通过帘布后加焊。
完全清除洞门混凝土后，为防止端头加固体的失稳，应尽快安装好导向轨道，用推进油缸将盾构推入洞门。当盾构刀盘进入洞门后，调整止水装置的活动压板位置并固定，扇形压板与盾壳预留5mm左右的间隙。当盾构的刀盘碰壁后，及时调整活动压板与盾构筒体的间隙，一般为5～10mm。由于始发端头的土质较松软，盾构重心靠前，进入土层后可能会出现“磕头”的现象，顶部间隙可适当放大至2 0 m m左右。
3.5 泥水压力的建立
盾构刀盘切入掌子面后，要建立泥水压力平衡，可能出现泥水外溢的现象，造成泥水的损失，盾构泥水平衡难以建立。而始发泥水平衡的建立正是盾构始发的第三大风险点，控制泥水平衡的主要措施有：发现漏泥现象，应立即在漏泥处加注油脂进行封堵。在允许的范围内尽量降低切口泥水压力，减小泥水对钢环的压力，严禁切口泥水压力超过洞门帘布橡胶的耐压值。如果泥水有外溢现象，派专人将准备好的棉麻纱等，通过钢钎钎入压板，使之随盾构进入密封处进行封堵。盾构开始建立泥水压力时，一边推进一边进行适当的同步注浆，填充盾构与隧道之间的缝隙，降低泥水对洞门钢环的压力。
3.6 盾尾通过洞门密封后进行回填注浆
当盾尾通过洞门密封后，立即将压板与洞口0环的预埋铁焊接固定，然后利用钢套筒预留注浆孔速凝注浆，具体位置在向前掘进盾尾与洞门相距500mm处左右，以避免洞门间隙处产生水土流失。在始发掘进过程中，当盾尾完全进入洞门后，橡胶止水布帘及压板和管片外壁接触时，间隙落差瞬时扩大1 7 0 m m，(管片外径为10 800mm，盾构后壳外径为11 140mm)，所以必须保证切口水压的稳定。因盾头已进入原土层，若在此时不能保证切口水压的稳定，盾构掘进将会出现一个新的风险点。
3.7 切口水压的控制技术
根据设计图纸所示地下水位Hw=1.6m，隧道埋深度取H=10.512m，始发段切口水压理论上限值P上取0.166MPa;始发段切口水压理论下限值P下取0.119MPa。
盾构始发掘进阶段由于受到后盾支撑力设计值及洞门密封圈等因素的限制，切口水压实际设定值不宜过高。对加固区切口水压设定，由于始发端头采用高压旋喷桩进行加固，加固范围为纵向13m，此区域掘进切口水压值取0.05～0.07M P a。对加固区进入非加固区的切口水压设定，在保证后盾支撑及洞门密封圈安全的条件下，逐步提高切口水压设定值至切口水压理论计算值，并根据地面监测情况进行较大幅度的调整。对非加固区的切口水压设定，根据地面监测情况，结合切口水压理论计算值，小范围调整切口水压设定值。
3.8 防止盾构体进水
1)防止暴管隧道内排泥管尤其是后备台车部分的排泥管必须采用加厚新管，提高耐磨性。接头部分采用快速接头，且在该段增加球阀数量，避免过多泥水流入隧道。接头密封采用进口密封圈，保证密封性。
2)利用砂袋筑坝挡水为避免下坡段隧道内积水流向盾构头，影响盾构施工，必须在隧道内利用砂袋筑坝，在后备台车部分至少筑三道坝，通过多次拦截，减少流向盾构头的积水。在下坡段，通过调整台车与隧道运输车轨道高度，提高水坝的高度，增加蓄水量，并用真空泵及时将废水抽走。
4 盾构的掘进技术
铰接压板调整及螺栓上紧固定后，即可送浆保压，然后进行掘进。因加固区土体较稳定，一般采用欠压开挖，始发时的掘进速度应保持3～5 m m/m i n比较缓慢的状态，这样不会对泥水平衡产生较大的波动。另外，橡胶止水帘内层与盾壳之间封闭也需要在掘进中产生的小颗粒物填充压实空间，使密封更为牢固。
盾构在始发段推进时，主要控制盾构的推进油缸行程和限制盾构每一环的推进量。同时，检查盾构是否与始发台、洞门发生干涉以及是否有其他异常事件或事故的发生，确保盾构安全的向前推进。盾构位于始发台上时尽量不要进行姿态调整。如盾构出现较大的偏差时，可以通过适当的调整推进油缸行程进行合理的纠偏，纠偏趋势值原则上不大于±2‰。
4.1 盾构始发掘进参数的选择
1)中心刀碰壁时，调整压板，送浆压力控制在0.1MPa以下，流量以缓慢为主。刀盘开始转动，旋转速度最大不超过1.2r/min，推进速度控制在5 m m/m i n以下，推力控制在1 5 0 0 k N/支以下，并根据现场状况逐步调整。
2)泥水循环系统：按照设计提供的送泥流量为1190m3/h为标准，竖井高度为16m(指到泥浆管的中心)，找到一个把泥浆输送到开挖舱的临界点。盾尾全部进入洞门之后，进行洞门焊接及预留孔注浆，主要目的是洞门的封闭，防止泄漏，在此调整过程中不排除人工堵漏。
3)调整各推进参数：根据地质勘探表明，始发地段顶部为〈2-2〉淤泥层，主断面为〈3-1〉粘性软土层，底部为〈3-4〉中砂层，总体看来主要为冲击地层，所以刀盘与原土层击穿瞬间，必须及时调整切口水压，并控制刀盘转速，一般为0.6～1.0 r/min，推进速度可略提高但必须控制在10mm/min以下，因底部为中砂层，防止“磕头”出现，主推油缸还是以下部为主。
掘进过程中必须严格控制掘削量，发现超挖和负挖现象及时调整。当发现掘削量过大时，应立即检查泥水密度、粘度和切口水压。此外，也可以通过地面监测，调查土体沉降情况，在查明原因后应及时调整有关参数，确保开挖面稳定。为控制推进轴线、保护刀盘，推进速度不宜过快，使盾构缓慢稳步前进，推进速度控制在3～5mm/min。推进速度的快慢必须满足每环掘进注浆量的要求，保证同步注浆系统始终处于良好工作状态。一环掘进过程中，掘进速度值应尽量保持恒定，减少波动，以保证切口水压稳定和送、排泥管的畅通。
4.2 盾构始发的掘进注浆
4.2.1 同步注浆的选择
双液注浆：在端头加固区内的注浆最好选用双液浆(水泥浆+水玻璃)，主要目的是保障洞门的密封性。在双液浆注入时的出口压力应该控制在P出=P切+P系数范围之内，式中P系数=0.06～0.1MPa。
单液注浆：在刀盘全断面进入原土层后，可选用单液浆进行同步注浆。为保证单液注浆的有效性及确保管片不因外来压力而产生变形和损坏，必须严格控制注浆压力，注浆压力应大于泥水仓压力0.01～0.02MPa。
根据公式计算和相关技术要求，注浆量应保证环形间隙理论容积的1.3～1.6倍左右，本工程取1.5，理论每环注浆量Q=19.79m3。为了保证掘进中能按上述要求完全注入，采用自动同步注浆和人工管片壁后注浆双重手段。自动同步注浆系统有一定的合理使用范围，但是在某些敏感区域也有一定的局限性，如在渗透系数较大的地层中。由于在此地层中盾构的推进速度相对较快，而自动注浆出口均分布在上部，浆液注入后很难形成单独固化体，尤其是在中下部，形成局部注入盲点。对于注浆系统另外配置了一套人工管片壁后注浆设备，在注浆管理上采用自动与人工注浆相结合，用人工管片壁后注浆系统来填充自动注浆设备的某些地质敏感区域。
当盾尾通过两道洞门密封后开始实施同步注浆,注浆浆液选择水泥砂浆。同步注浆系统在调试结束后应将注浆孔(包括备用孔)用油脂充填密实;同步注浆一定要在通过两道密封后再实施，避免同步注浆污染破坏两道密封间的油脂，从而降低洞门密封的效果。始发阶段由于盾构掘进速度相对较慢，且浆液凝结时间相对较快，要隔一定的时间对注浆管路进行清洗疏通，避免浆液凝结堵塞注浆孔。同步注浆的量和注浆压力应满足要求，同步注浆的量比理论注浆量要适当加大。
4.2.2 注浆技术
背填注浆的质量管理，主要体现在出口压力、浆液的初凝配比、注浆量及点的控制。在实际操作中，因是动态管理，隧道的渗水、变形等质量都与背填注浆质量有着直接的因果关系。所以加强注浆管理是保障隧道质量的必要手段，主要的技术措施有：地面调浆根据不同地质状况，调制不同的初凝值浆液;输送过程中，为了避免输送沉淀，加入适当的缓延剂;注入时按各地质要求严格细化初凝值，按要求控制浆液的注入量;出口压力及人工管壁注浆距离的控制;管壁注浆收口的控制。
5 结束语
广深港客运专线狮子洋隧道采用先进的泥水盾构始发技术，严格控制始发的各个风险点，并进行事前分析、预防和方案预控，通过精心组织，始发取得一次性成功。
泥水盾构始发 篇2
本文重点介绍了盾构始发的前期准备工作,盾构始发的步骤,以及在盾构始发过程中主要存在的风险点和针对风险点采取的应时措施.
作 者：姜自明 武萍萍 作者单位：姜自明(广东华隧建设股份有限公司,510635)
武萍萍(广东建设职业技术学院,510450)
泥水盾构始发 篇3
1 泥水平衡盾构的设备型式
1.1 工程背景
本工程是广州市轨道交通九号线某标段盾构工程,选用海瑞克泥水平衡盾构进行掘进。工程地质条件以软弱砂层、粘土层为主,隧道断面下半部存在少量灰岩,且硬度较大。两台盾构的始发段均存在典型的上软下硬段,隧道顶部是粉细砂层和少量粘土层,隧道断面范围内主要是砂层和粘土层,隧道断面底部是强风化和中风化炭质灰岩。泥水平衡盾构始发时就掘进上软下硬地层,对始发风险的控制要求更加严格。
1.2 盾构结构型式及刀具配置
海瑞克Ø6 250型泥水平衡式盾构采用气压调节系统进行辅助支撑开挖面的稳定,盾构在结构上采用双仓结构,前仓是土仓,后仓是气压仓,土仓内的受压泥浆通过分隔挡板门连到气仓。土仓内完全充满受压的泥浆后就会产生压力,通过调节气压仓内的气压来调节土仓的支撑压力。其结构工作原理图如图1所示。
1-气、液分界面;2-气仓;3-土仓
根据本工程的地质特点及盾构的结构特点,盾构刀具配置采用中心鱼尾刀+双刃滚刀作为主切削刀的配置形式。中心鱼尾刀中心点高出刀盘面板350mm,最低点高出刀盘面板140mm,双刃滚刀刀刃高出刀盘面板175mm,刀盘自身厚度为580mm。刀盘部分结构尺寸简图2所示。
1-盾构前体;2-双刃滚刀;3-中心鱼尾刀
2 主体结构与围护结构的优化
本工程中,首次在海瑞克泥水盾构机型中采用破除玻璃纤维筋围护结构的工艺,在围护结构与主体结构施工之前要做好优化设计,针对盾构的结构型式做好相关的优化方案。
2.1 加厚始发洞门侧墙的厚度
盾构始发井设置在中间风井位置,原主体结构侧墙厚1 000mm,据图2所示的盾构刀盘与刀具的结构尺寸,当中心鱼尾刀已经碰壁必须要转动刀盘掘进时,洞门密封橡胶帘板仍搭接在刀盘上面,刀盘未处于密封环板的密封之内,土仓无法形成有效的密封,泥水平衡盾构无法掘进。
按照盾构的结构尺寸及洞门密封橡胶帘板的尺寸,经过设计审核,将始发洞门端的侧墙加厚至1 400mm,确保刀具碰壁时,橡胶帘板已经脱离刀盘位置,通过橡胶帘板能够将土仓形成一个密闭仓,相关位置关系如图3所示。
1-侧墙;2-固定环板;3-扇形压板B;4-橡胶帘板;5-前体;6-刀盘;7-滚刀;8-中心鱼尾刀;9-玻璃纤维筋围护结构连续墙
从图3可以看出,加厚了侧墙之后,理论上刚好能够满足泥水盾构始发的要求,但是考虑到围护结构连续墙施工偏差、盾构姿态偏差等因素,仍有可能形成土仓密闭不了的情况。为此,需要将盾构再向前平移,确保橡胶帘板搭在盾构前体上。为了实现此要求,根据盾构刀具的结构特点,提前将中心鱼尾刀位置所处的围护结构凿开一个足够鱼尾刀进去的直径1 400mm、深175mm的坑,这样就可以将盾构再向前平移至滚刀碰壁时为止,确保橡胶帘板搭接在盾构前体上,并保证有足够的安全距离,如图4所示。
1-侧墙;2-固定环板;3-扇形压板B;4-橡胶帘板;5-前体;6-刀盘;7-滚刀;8-中心鱼尾刀;9-玻璃纤维筋围护结构连续墙
2.2 紧贴围护结构外施工一道素混凝土连续墙
本工程中,海瑞克泥水平衡盾构第一次始发穿越玻璃纤维筋,按照施工组织设计,采用玻璃纤维筋围护结构连续墙后,由于不需要洞门凿除而取消了原端头加固的方案。按始发方案,左线盾构先始发,在掘进第一道玻璃纤维筋的过程中,环流运行顺畅,从泥水处理设备中分离出来的玻璃纤维筋碎片多为100～300mm长,然而当掘进第二道玻璃纤维筋时,出现环流运行不畅、堵塞排泥管口的情况。海瑞克泥水盾构的排泥口位置布置如图5所示。经过分析及经验判断,可能是有玻璃纤维筋堵塞在排浆管口。
1-V32阀;2-排浆管路;3-闸阀;4-排浆口;5-格栅;6-碎石机;7-土仓;8-气仓;
经专业人员加压进仓清理,有大量的玻璃纤维筋堵塞在排浆口处,其中最长的达到1 550mm,这说明刀具在掘进过程中未能将玻璃纤维筋全部破断,导致较长的玻璃纤维筋碎片堵塞在排浆口,影响环流运行。经过分析得出,因为取消了端头加固,导致围护结构后方土体无法满足盾构掘进时为围护结构墙提供足够的反作用力,盾构在掘进第二道玻璃纤维筋时,由于墙体只剩下200mm左右的厚度,失去反作用力的支撑,出现墙体垮塌,刀具无法破断玻璃纤维筋。
针对以上问题,右线始发之前在始发端围护结构外施工1道C10素混凝土连续墙(图6),为盾构掘进围护结构时提供足够的反作用力,确保在掘进第二道玻璃纤维筋时不出现墙体垮塌情况,确保盾构刀具能够破断玻璃纤维筋。右线掘进过程中,环流运行一直比较畅通,未再出现排浆口堵塞严重的情况,泥水设备中分离出的玻璃纤维筋也较破碎,优化方案取得良好效果。
2.3 优化始发段掘进参数
盾构始发段掘进参数的设定要考虑盾构推力、掘进速度、切口水压等多个方面。其中盾构推力要考虑始发反力架可承受压力、破除玻璃纤维筋围护结构的强度、围护结构连续墙后土体的反作用力以及切口水压的设定值等多方面因素,而切口水压的设定值要考虑橡胶帘板的可承受压力。掘进速度不宜过快,要采用慢磨的方式将玻璃纤维筋尽可能地破断,以保证环流系统运行的顺畅。本工程始发段的掘进推力不大于8 000kN、掘进速度5～10mm/min、切口水压设定为80kPa。掘进参数的变化需要根据工况的变化情况进行随动,而非一成不变,需及时根据反馈信息进行调整,确保掘进的顺畅运行。
3 结语
海瑞克泥水平衡盾构因其结构和工艺特点的不同,在掘进穿越玻璃纤维筋围护结构的过程中也会产生不同的问题。本工程通过两台海瑞克泥水平衡盾构掘进穿越玻璃纤维筋围护结构的实例,解析了掘进过程中产生的问题和优化方案的处理,并取得了实际的效果,为同类型盾构在类似工况下的掘进提供了可借鉴的成功经验。
摘要：盾构始发穿越玻璃纤维筋围护结构已经成为一项比较成熟的技术,成功案例也很多,但都是土压平衡盾构。对于泥水平衡盾构,因其工艺特点和设备结构上的不同,为了提高掘进效率,最大限度降低始发风险,有必要优化其穿越玻璃纤维筋围护结构的工艺,减少玻璃纤维筋对环流系统运行的影响,确保盾构始发段掘进的顺利。
盾构始发与到达风险分析 篇4
1 盾构的概念
盾构是一种使隧道一次成型的机械, 主要用于隧道掘进。它的设计很特殊, 整机和辅助设备安装在里面, 外面安装有金属壳, 机器工作时一直处在保护的状态下, 它的具体作业方式是土渣的排除和运输、土体挖掘、整机推进和管片安装等。随着科技的发展, 盾构也越来越先进, 已经发展成为集机、电、液、传感、信息等技术于一体, 并且具有运送土渣、加工土体、测量纠偏等功能。盾构已经广泛应用于交通系统工程和市政、水电工程的隧道工程中。金属外壳沿隧道轴线方向掘进土壤是盾构的工作原理, 其中金属外壳起着支护作用, 承担着其周围土层和地下水的压力以及阻挡地下水的涌入, 所有的作业都在外壳的保护下进行。
2 盾构始发的方法
施工项目的具体情况不同所用的盾构始发方法也不同, 具体方法的使用根据实际情况既可以单独使用也可以联合使用, 依据是工程的实际条件, 要以安全性、经济性和工程的进度为决定条件。常见的盾构始发方法主要如下。
2.1 地层加固法
底层加固法是盾构始发的常用方法, 主要适用于软土地层。在软土地层, 隧道与竖井间容易出现沉降不均的现象, 这时就需要对始发或者到达端隧道底层的地层进行加固处理。在开挖面上, 总是出现洞门发生坍塌和洞门密封处涌水涌沙的情况, 这时就必须选择适当的加固法, 确定好合理的加固长度, 并且要确保加固的质量。常用的地层加固方法主要有:冻结、旋喷桩、注浆、深层搅拌桩等, 地质条件和所要加固层的深度是加固方法选择要考虑的主要因素, 在加固法使用时, 要确保加固强度和良好的渗透性, 使其达到要求的标准。所要加固的土体范围要根据盾构类型、洞门密封状态和地层的透水性来确定。当前, 洞门密封多采用扇形折页板帘布橡胶 (一道或两道都可以, 并且可以在两道密封之间注入油脂、膨润土等密封材料) , 如果遇到地下水很丰富的情况, 也可以采用钢丝刷洞门密封的例子。
2.2 切削墙法
切削临时墙法是盾构始发又一常用的方法。在这种方法使用时, 通常容易遇到洞门密封处涌水涌沙的情况, 因此, 在采用时要考虑是否与其他地层加固和降低水位的措施联合使用, 这种方法的特点是作业简单, 不需要辅助工具, 并且安全性较好。
2.3 拔桩法
这种方法的应用主要是为了保持门洞开挖面的稳定, 但是也要根据地层的具体情况考虑要不要与其他方法联用。双重钢板桩是拔桩法采取的主要措施。双重钢板桩法主要用来确保盾构稳定掘进, 它通过把始发钢板做成两层, 拔除内层钢板桩后盾构掘进来实现。开挖回填法则为了保证盾构能够安全贯入地层。
3 盾构到达方法
盾构到达是最主要的作用是防止洞门密封处发生涌水, 它是指盾构掘进直到到竖井到达面, 通过事先准备好的洞门推进到达井内。在盾构到达端, 洞门密封处的水压通常很大, 难以抵抗, 这里依然单纯靠洞门密封止水不太可靠, 因此, 为了保证盾构的安全到达, 必须根据工程的实际情况来确定到达方法, 假如使用改良地层的到达方法则要选择好合适的加固方法和加固范围。
4 盾构始发到达端头土体加固容易出现风险的因素
在盾构土体始发端头的施工过程中土体加固时重要的工作环节, 这里的土体加固与一般的地基加固不同, 它既要求加固的强度, 也要求加固的抗渗度。在这里发生危险性事故的主要因素如下。
首先, 加固桩桩身垂直度不够, 发生偏斜, 加固体不连续, 桩间咬合, 并且在加固时有异物落入到了隧道内。
其次, 砂层中施工时没有选取适当的参数, 导致加固效果不理想, 这种情况可以通过试桩和调整施工工艺来解决。
另外, 围护结构拆除时间不合理, 围护结构拆除时间过早, 就会延长掌子面暴露的时间, 这时, 就需要通过对掌子面喷射混凝土来对其加固, 必要时还要增加土工格栅喷射。采用不合理的拆除墙体的方法也会导致危险的发生, 拆除墙体必须一小块一小块地进行, 这是因为开口作业大会导致很大的围岩坍塌危险性, 而且在拆除时要遵守正确的拆除顺序。
同时, 洞门密封选用措施不合理、始发注浆没有采取合理的辅助措施、抽芯后没有及时回灌砂浆密实、冻结施工过程中冻结管渗漏等这些问题也会导致危险事故的发生。盾构始发到达端头土体加固是比较容易出现危险的一个环节, 必须要小心谨慎, 要加强端头效果监测工作, 防止危险事故的发生。
5 结语
盾构始发与到达施工在整个盾构施工过程中处于关键性地位, 也是最容易发生事故的阶段, 在开挖界面上平衡条件比较差。但是, 这些危险是可以避免的, 只要能够充分了解盾构始发与到达的自身特点施工前仔细考察工程所处地段的具体地质情况, 做好各种防护措施, 加强施工管理和施工过程的控制, 保证每一个环节的质量这样基本上可以避免危险事故的发生。
参考文献
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