復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)過全斷面淺埋富水砂層施工技術(shù)

根據(jù)廣州—佛山城際軌道交通盾構(gòu)施工區(qū)段的地質(zhì)情況,采用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工。施工中須采取一定的技術(shù)措施,避免盾構(gòu)機(jī)在富水砂層作業(yè)中出現(xiàn)地層沉降、隧道噴涌、盾構(gòu)姿態(tài)難控制等問題。文章就其工藝流程、操作要點(diǎn)及關(guān)鍵材料的配合比等施工技術(shù)要點(diǎn)作簡要介紹。

土壓平衡盾構(gòu)機(jī)過富水砂層施工技術(shù) 陳長慶 510030） 摘要：結(jié)合廣佛線8標(biāo)施工實(shí)例，對(duì)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)通過富水砂層施工技術(shù)進(jìn)行了闡述。 關(guān)鍵詞：土壓平衡盾構(gòu)機(jī)富水砂層施工技術(shù) 1工程概況 珠江三角洲城際快速軌道交通廣州至佛山段【蟲雷崗～千燈湖～金融高新區(qū)站盾構(gòu)區(qū)間】土建施工項(xiàng)目盾 構(gòu)工程隧道雙線總長為4829.205m，盾構(gòu)隧道要在砂層中穿過，地面為桂城交通要道桂瀾路，隧道埋深7.8～ 14.3米。砂層為良好的富水和透水地層，飽含地下水，滲透系數(shù)為8.62～29.11m/d。 2技術(shù)特點(diǎn) 土壓平衡式盾構(gòu)又稱削土密封式或泥土加壓式盾構(gòu)。適用于含水的軟土、軟巖、硬巖及混合地層的隧道掘 進(jìn)。掘進(jìn)施工可采用土壓平衡、氣壓平衡和敞開三種模式。掘進(jìn)操作可自動(dòng)控制、也可半自動(dòng)控制或手動(dòng) 控制。盾構(gòu)機(jī)配備了自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng),可控制和穩(wěn)定掘進(jìn)方向,具有靈活轉(zhuǎn)向糾偏能力。盾構(gòu)刀盤

盾構(gòu)掘進(jìn)因施工進(jìn)度快、安全性較高、機(jī)械化作業(yè)程度高等優(yōu)點(diǎn),成為城市軌道交通隧道施工的首選方式,盾構(gòu)機(jī)到達(dá)接收是盾構(gòu)施工工法的主要工序之一,也是比較容易發(fā)生事故的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文結(jié)合長春地鐵1號(hào)線02標(biāo)段一匡街至長春火車北廣場站區(qū)間盾構(gòu)在富水砂層到達(dá)的施工案例,對(duì)土壓平衡盾構(gòu)在富水砂層中的盾構(gòu)到達(dá)端頭加固技術(shù)方面作了闡述,為后續(xù)類似盾構(gòu)區(qū)間施工積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

南京地鐵一號(hào)線南延線(南—岔)盾構(gòu)區(qū)間工程,線路呈s形曲線,地層多為粉質(zhì)黏土。本文介紹了盾構(gòu)機(jī)通過軟弱地層時(shí)地面建(構(gòu))筑物的沉降控制、距離小半徑施工時(shí)盾構(gòu)姿態(tài)控制、減少長距離小半徑隧道中電瓶車車輪磨損控制、上軟下硬地層盾構(gòu)的推進(jìn)控制、盾構(gòu)刀具磨損的控制措施、以及盾構(gòu)機(jī)通過全斷面硬塑狀粉質(zhì)黏土?xí)r的盾構(gòu)參數(shù),解決了富水砂巖地層盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)、盾構(gòu)機(jī)通過中間風(fēng)井和大坡度貫通進(jìn)站等技術(shù)問題。

以某全斷面盾構(gòu)砂層施工區(qū)間為例，針對(duì)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工過程中的參數(shù)設(shè)置及主要技術(shù)措施等方面進(jìn)行分析，給出土壓平衡盾構(gòu)機(jī)過全斷面砂層施工技術(shù)方案，并結(jié)合地質(zhì)情況，給出相應(yīng)預(yù)防及應(yīng)急措施。

在使用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道施工過程中,穩(wěn)定的開挖面可防止由于開挖引起地下土層失穩(wěn)、地表隆起或地面塌陷等現(xiàn)象,是實(shí)現(xiàn)隧道安全高效掘進(jìn)的關(guān)鍵要素和主要控制目標(biāo)。zte6250型復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)針對(duì)復(fù)合地層設(shè)計(jì),具有良好的地層適應(yīng)性,能夠快速有效地完成隧道掘進(jìn)任務(wù)。該型盾構(gòu)機(jī)主要

在富水砂層中采用土壓平衡盾構(gòu)下穿河流及既有建筑物施工,具有較大的風(fēng)險(xiǎn)和難點(diǎn)。結(jié)合北京地鐵6號(hào)線工程土壓平衡盾構(gòu)施工的成功實(shí)例,從盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的性能配置、施工工藝參數(shù)(掘進(jìn)參數(shù))、輔助措施(渣土改良)等方面,分析、論證了在富水砂層中采用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工的關(guān)鍵技術(shù)。

以哈爾濱地鐵為例,詳細(xì)介紹了土壓平衡盾構(gòu)在強(qiáng)富水砂層的施工控制措施及實(shí)施過程中遇到的問題和解決方法。

土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在富水砂層中的施工極具挑戰(zhàn)性，施工中須采取一定的技術(shù)措施，避免盾構(gòu)機(jī)在富水砂層作業(yè)中出現(xiàn)地層沉降、隧道噴涌、盾構(gòu)姿態(tài)難控制等問題。本文就土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的工作原理、工藝流程、操作要點(diǎn)及關(guān)鍵材料的配合比等施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行探討。

以廣州地鐵盾構(gòu)隧道某施工段為背景,應(yīng)用數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了富水砂層中盾構(gòu)掘進(jìn)施工引起周圍地層位移場的分布規(guī)律,結(jié)果表明:計(jì)算結(jié)果與實(shí)測值吻合較好。

沈陽地鐵二號(hào)線會(huì)展中心站—世紀(jì)廣場站隧道盾構(gòu)區(qū)間穿越中粗砂、礫砂層,砂性土層內(nèi)摩擦角大,碴土流動(dòng)性差,排土困難,地下水量豐富、水壓高,因此盾構(gòu)掘進(jìn)控制困難,容易造成地表沉降。從土壓平衡盾構(gòu)的適應(yīng)性、刀盤和螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)、刀具的配置和加固、碴土改良措施、沉降控制方法等方面介紹土壓平衡盾構(gòu)穿越砂層的施工技術(shù)。在施工過程中,通過采取同步注漿、二次注漿、加強(qiáng)施工監(jiān)測等措施保證了既有線行車安全。

結(jié)合土壓平衡盾構(gòu)機(jī)穿越長345m富水砂層段工程實(shí)例,基于朗金土壓力理論對(duì)配置了雙螺旋出土輸送器的盾構(gòu)機(jī)在滲透系數(shù)較高的富水砂層中實(shí)現(xiàn)土壓平衡模式掘進(jìn)的性能進(jìn)行了分析計(jì)算。結(jié)果表明:在正常狀態(tài)下設(shè)備對(duì)富水砂層的適應(yīng)性良好,然而一旦發(fā)生地下水大量滲入,仍有水土突涌的可能,需要采取相應(yīng)的工程措施,來降低水土突涌的風(fēng)險(xiǎn)。通過室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行了淤泥質(zhì)砂層的碴土改良技術(shù)研究,結(jié)果表明氣泡劑效果最優(yōu),高分子聚合物在噴涌事故發(fā)生時(shí)應(yīng)急使用效果較好,現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明碴土改良效果良好。最后探討了氣刨劑的摻入量與掘進(jìn)機(jī)工作參數(shù)的關(guān)系。

新常態(tài)下,我國軌道交通迎來了新一輪高速發(fā)展的階段,截止2015年末,我國累計(jì)有26個(gè)城市建成投運(yùn)城軌線路116條,運(yùn)營線路長度3612公里。到2020年,將有約50個(gè)城市擁有城市軌道交通,總里程將達(dá)到6000公里。根據(jù)鐵路\"十三五\"規(guī)劃,\"十三五\"期間全國新建鐵路不低于2.3萬公里,總投資不低于2.8萬億元。我國軌道交通發(fā)展前景廣闊,軌道交通主要施工

盾構(gòu)機(jī)是我國地下空間開發(fā)利用的重要機(jī)械,是地鐵、隧道等地下工程建設(shè)的主要設(shè)備.富水砂層屬于地下工程建設(shè)的不利地質(zhì),在對(duì)富水砂層開挖建設(shè)的過程中,因其含水豐富且透水性良好會(huì)給施工帶來很大問題和困難,例如噴涌、刀盤過度磨損等.因此,要特別注意盾構(gòu)機(jī)在過富水砂層時(shí)的施工工藝和技術(shù)要求,面對(duì)問題采取恰當(dāng)?shù)慕鉀Q辦法,這樣才能保證施工的順利進(jìn)行,同時(shí)保證富水砂層地下工程的質(zhì)量和穩(wěn)定性.該文對(duì)土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)在富水砂層中的施工技術(shù)進(jìn)行研究和探討.

南京地鐵2號(hào)線一期工程茶亭站——莫愁湖站區(qū)間,采用盾構(gòu)法施工。工程所處軟土地層中比較難掘進(jìn)的富水砂層,該地層水土壓力損失快,易發(fā)生涌水涌砂等情況。結(jié)合工程實(shí)例介紹土壓平衡盾構(gòu)在富水砂層中掘進(jìn)時(shí)采用的主要控制措施和施工參數(shù)。

　以廣州地鐵3號(hào)線為例,探討如何選用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工復(fù)合地層,以及盾構(gòu)機(jī)配置上應(yīng)考慮的關(guān)鍵點(diǎn),為今后其他城市地鐵施工中土壓平衡盾構(gòu)機(jī)選型時(shí)參考

介紹深圳地鐵5號(hào)線洪浪~興東區(qū)間隧道盾構(gòu)機(jī)到達(dá)的施工技術(shù)措施。通過地層加固、盾構(gòu)機(jī)和洞門位置測量、洞門鑿除、安裝接收托架和洞門圈密封設(shè)備以及選擇合適的掘進(jìn)參數(shù)等措施,盾構(gòu)機(jī)得以安全順利地到達(dá)。

隨著科技的不斷進(jìn)步，土壓平衡盾構(gòu)在富水砂層中得到了大力應(yīng)用。富水砂層與普通地層相比較，含水量豐富、滲透性好，但其自身也含有缺點(diǎn)，砂層自穩(wěn)性差。所以在施工中，會(huì)出現(xiàn)不同問題，要根據(jù)出現(xiàn)問題富水砂層地質(zhì)采取不同的技術(shù)措施進(jìn)行解決，來保障施工進(jìn)度，保證施工質(zhì)量。本文對(duì)土壓平衡盾構(gòu)技術(shù)進(jìn)行了概述，并分析了土壓平衡盾構(gòu)在富水砂層中所面臨的風(fēng)險(xiǎn)，并介紹了常見幾種富水砂層中土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)措施，希望對(duì)工作人員在實(shí)際工作中有所幫助。

土壓平衡盾構(gòu)機(jī)渣土保壓泵送技術(shù),通過將傳統(tǒng)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)與保壓泵送技術(shù)配套設(shè)備連接,解決土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在對(duì)透水性強(qiáng)、沉降控制要求較高的地層的施工中噴涌及沉降控制不佳等難題,能夠滿足更多地層的選型要求從而擴(kuò)大使用范圍,同時(shí)能滿足經(jīng)濟(jì)型要求.使之成為兼具土壓、泥水盾構(gòu)特點(diǎn)的復(fù)合型盾構(gòu)機(jī),從而在選型、風(fēng)險(xiǎn)控制、費(fèi)用等問題上取得較好的平衡與解決方法.

泡沫系統(tǒng)是復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)中必備的碴土改良系統(tǒng),本文介紹了泡沫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、參數(shù)計(jì)算及主要元件的研制與選型,并介紹了泡沫系統(tǒng)的操作要點(diǎn)與控制方式。

近年來,根據(jù)在中國各種各樣地質(zhì)條件的隧道建設(shè)工程積累的經(jīng)驗(yàn),羅賓斯研發(fā)出從模板化的刀盤主驅(qū)動(dòng)到大功率的螺旋輸送機(jī)的新一代優(yōu)化土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。從在層狀地質(zhì)中成功貫通隧道的廣州地鐵項(xiàng)目,到在滲透沖積狀地質(zhì)中創(chuàng)下新掘進(jìn)速度紀(jì)錄的成都地鐵項(xiàng)目,負(fù)責(zé)2009年廣州地鐵廣佛線施工項(xiàng)目的羅賓斯現(xiàn)場服務(wù)肖權(quán)經(jīng)理說:\"我們已經(jīng)順利地攻破了許多的困難,包括滲透性地質(zhì)、粘土,還有地表的敏感建筑物和研究基地。\"廣州地鐵項(xiàng)目驅(qū)使羅賓斯開始為不同項(xiàng)目的盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行一系列改良。正因?yàn)槿绱?羅賓斯的盾構(gòu)機(jī)可以屢次在不同項(xiàng)目中創(chuàng)下破紀(jì)錄的佳績。

近年來,根據(jù)在中國各種各樣地質(zhì)條件的隧道建設(shè)工程中積累的經(jīng)驗(yàn),羅賓斯研發(fā)出從模板化的刀盤主驅(qū)動(dòng)到大功率的螺旋輸送機(jī)的新一代優(yōu)化土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。從在層狀地質(zhì)中成功貫通隧道的廣州地鐵項(xiàng)目,到在滲透沖積狀地質(zhì)中創(chuàng)下新掘進(jìn)速度紀(jì)錄的成都地鐵項(xiàng)目,負(fù)責(zé)2009年廣州地鐵廣佛線施工項(xiàng)目的羅賓斯現(xiàn)場服務(wù)肖權(quán)經(jīng)理說:\"我們已經(jīng)順利地攻破了許多困難,包括滲透性地質(zhì)、粘土,還有地表的敏感建筑物和研究基地。\"廣州地鐵項(xiàng)目驅(qū)使著羅賓斯開始為不同項(xiàng)目的盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行一系列的改良。正因?yàn)槿绱?羅賓斯的盾構(gòu)機(jī)可以屢次在不同項(xiàng)目中創(chuàng)下破紀(jì)錄的佳績。