上海外灘通道超大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)

土壓平衡盾構(gòu)以其高效、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于地鐵施工中，雖然技術(shù)成熟，但施工中一些常見(jiàn)的問(wèn)題，施工方依然應(yīng)當(dāng)采取預(yù)防及處理措施，從而確保地鐵工程的施工質(zhì)量。本文詳細(xì)介紹了土壓平衡盾構(gòu)機(jī)組成、工作原理，重點(diǎn)對(duì)盾構(gòu)隧道的主施工過(guò)程和關(guān)鍵工藝技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和分析。

土壓平衡盾構(gòu)以其高效、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于地鐵施工中，雖然技術(shù)成熟，但施工中一些常見(jiàn)的問(wèn)題，施工方依然應(yīng)當(dāng)采取預(yù)防及處理措施，從而確保地鐵工程的施工質(zhì)量。本文詳細(xì)介紹了土壓平衡盾構(gòu)機(jī)組成、工作原理，重點(diǎn)對(duì)盾構(gòu)隧道的主施工過(guò)程和關(guān)鍵工藝技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和分析。

在大直徑或超大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工中，外運(yùn)渣土數(shù)量將隨盾構(gòu)機(jī)開(kāi)挖直徑的增大成倍增加，若同時(shí)遇到運(yùn)輸距離長(zhǎng)、渣土外運(yùn)重載上坡坡度大等不利工況時(shí)，采取常規(guī)的物料運(yùn)輸方案，會(huì)出現(xiàn)物料運(yùn)輸效率低，導(dǎo)致盾構(gòu)施工速度下降。針對(duì)大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工在長(zhǎng)距離物料運(yùn)輸、重載大坡度上坡等不利工況，結(jié)合長(zhǎng)株潭城際鐵路盾構(gòu)施工的實(shí)際，綜合采取了雙電機(jī)車(chē)重聯(lián)牽引、隧道內(nèi)鋪設(shè)四軌三線運(yùn)輸軌道和盾構(gòu)機(jī)尾部安裝隨盾構(gòu)機(jī)移動(dòng)的雙開(kāi)道岔浮放軌等三項(xiàng)措施，與常規(guī)的隧道內(nèi)鋪設(shè)單線軌道的方案相比，物料運(yùn)輸效率提高近一倍，解決了大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工物料運(yùn)輸效率低下、盾構(gòu)施工速度慢的難題，該方案有較高的技術(shù)水平，在大直徑和超大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工中具有廣泛的推廣和參考價(jià)值。

砂層地段土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)探討——廣州地鐵盾構(gòu)區(qū)間部分穿越陸相洪積一沖積砂層及河湖相淤泥質(zhì)、粉質(zhì)黏土層，砂性土層內(nèi)摩擦角大，渣土流動(dòng)性差，排土困難，地下水壓高時(shí)，易發(fā)生噴涌現(xiàn)象，因此砂層盾構(gòu)掘進(jìn)控制困難，易造成地表沉降。以廣州地鐵3號(hào)線“珠...

廣州地鐵盾構(gòu)區(qū)間部分穿越陸相洪積—沖積砂層及河湖相淤泥質(zhì)、粉質(zhì)黏土層,砂性土層內(nèi)摩擦角大,渣土流動(dòng)性差,排土困難,地下水壓高時(shí),易發(fā)生噴涌現(xiàn)象,因此砂層盾構(gòu)掘進(jìn)控制困難,易造成地表沉降。以廣州地鐵3號(hào)線“珠江新城站—客村站”區(qū)間圓形盾構(gòu)隧道工程實(shí)踐為例,探討土壓平衡盾構(gòu)穿越砂層地質(zhì)的施工技術(shù)。

盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)開(kāi)挖面的穩(wěn)定對(duì)控制沉降起著決定性作用,因此要求作為開(kāi)挖面支撐介質(zhì)的土砂具有良好的塑性變形、軟稠度、內(nèi)摩擦角小及滲透率小等特點(diǎn),但是一般土壤不能完全滿足這些特性,為此需要對(duì)開(kāi)挖面土體進(jìn)行改良。目前土體改良技術(shù)主要是在土體內(nèi)加入膨潤(rùn)土、泡沫等添加劑來(lái)改善土體的性能,但是該技術(shù)對(duì)于超大直徑、工程環(huán)境敏感的上海外灘通道工程是否適應(yīng)值得探討。為此,以上海外灘通道工程為背景,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、模擬試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究了土體改良技術(shù)對(duì)超大直徑土壓平衡盾構(gòu)隧道的適應(yīng)性問(wèn)題;通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證了泡沫和膨潤(rùn)土對(duì)上海典型土體的改良效果;根據(jù)模擬推進(jìn)試驗(yàn)結(jié)果確定了添加劑加量、發(fā)泡率等參數(shù);最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)探討了改良效果。通過(guò)在超大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工中對(duì)土體進(jìn)行改良,有效地保持了開(kāi)挖面的穩(wěn)定,減少了盾構(gòu)推力與扭矩,刀盤(pán)磨損和機(jī)械負(fù)荷也都得到了很好的改善,盾構(gòu)在土體改良后出土流暢、推進(jìn)勻速,從而驗(yàn)證了土體改良技術(shù)對(duì)超大直徑盾構(gòu)隧道的適用性。

通過(guò)外灘通道工程準(zhǔn)14.27m超大直徑土壓平衡盾構(gòu)渣土運(yùn)輸特點(diǎn)和難點(diǎn)的分析,介紹了由水平運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸兩大部分組成的立體出土運(yùn)輸系統(tǒng)。水平運(yùn)輸為同步延伸帶式運(yùn)輸機(jī)(皮帶機(jī)),當(dāng)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí),機(jī)座同步延伸,每延伸2m膠帶懸空段加裝快速裝拆支架和托輥,該結(jié)構(gòu)滿足了皮帶機(jī)對(duì)隧道走向豎曲線與平曲線的適應(yīng)性。垂直運(yùn)輸采用行車(chē)抓斗,通過(guò)開(kāi)孔抓取集土坑處泥土。整個(gè)系統(tǒng)平均月推進(jìn)超過(guò)240m,而且安全、可靠性好。

盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)開(kāi)挖面的穩(wěn)定對(duì)控制沉降起著決定性作用,要求開(kāi)挖面土砂具有良好的塑性變形、軟稠度、內(nèi)摩擦角小及滲透率小等特性。但是一般土壤不能完全滿足要求,需要對(duì)開(kāi)挖面土體進(jìn)行改良。為此,以上海外灘通道工程為背景,試驗(yàn)研究了土體改良技術(shù)對(duì)超大直徑土壓盾構(gòu)隧道適應(yīng)性問(wèn)題。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證了泡沫和膨潤(rùn)土對(duì)上海典型土體的改良效果;根據(jù)模擬推進(jìn)試驗(yàn)結(jié)果確定了添加劑加量、發(fā)泡率等參數(shù);最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)探討了改良效果,從而驗(yàn)證了土體改良技術(shù)適用于超大直徑盾構(gòu)隧道。

現(xiàn)代隧道工程除具備大長(zhǎng)深的特點(diǎn)之外,在城市密集區(qū)狹小空間內(nèi)進(jìn)行超大型隧道施工已成為當(dāng)前隧道發(fā)展的新趨勢(shì),土壓平衡盾構(gòu)在城市核心區(qū)狹小空間內(nèi)施工相對(duì)于泥水平衡盾構(gòu)有較大的優(yōu)勢(shì),鑒于城市化建設(shè)加快帶來(lái)的城市密集區(qū)修建超大型隧道的廣闊市場(chǎng)需求和土壓平衡盾構(gòu)在環(huán)境保護(hù)等方面的優(yōu)勢(shì),開(kāi)展超大型土壓平衡盾構(gòu)隧道施工關(guān)鍵技術(shù)的研究具有十分重要的意義。針對(duì)超大直徑土壓平衡盾構(gòu)隧道施工前沿技術(shù),重點(diǎn)開(kāi)展大直徑土壓平衡盾構(gòu)開(kāi)挖面穩(wěn)定性控制、同步注漿注漿壓力與注漿量雙控、盾構(gòu)姿態(tài)與軸線控制、長(zhǎng)距離小曲率連續(xù)出土、快速均衡化施工等諸多關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān),形成了一整套超大型土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)。研究成果應(yīng)用于上海外灘通道工程和迎賓三路隧道新建工程,取得了良好的施工效果。

結(jié)合上海外灘通道超大直徑土壓平衡盾構(gòu)近距離下穿外白渡橋樁基的工程施工,重點(diǎn)闡述了外白渡橋的保護(hù)方案比選,外灘通道工程與外白渡橋的空間關(guān)系,盾構(gòu)下穿施工過(guò)程中采取的主要技術(shù)措施,以及施工監(jiān)測(cè)的結(jié)果。可為今后同類(lèi)型工程的建設(shè)提供借鑒。

本文從盾構(gòu)選型、進(jìn)出洞施工、盾構(gòu)正常掘進(jìn)施工等方面較全面介紹了諸光路通道新建工程圓隧道段的施工技術(shù),并闡述了準(zhǔn)14.45m超大直徑土壓平衡盾構(gòu)關(guān)鍵施工技術(shù),為類(lèi)似的大型市政、交通工程施工提供了參考依據(jù)。

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(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方法。

土壓平衡盾構(gòu)以其高效、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于地鐵施工中，雖然技術(shù)成熟，但施工中還存在一些難題。

本文通過(guò)對(duì)上海外灘隧道工程盾構(gòu)出洞試驗(yàn)段施工技術(shù)的分析和總結(jié),詳細(xì)介紹了大直徑土壓平衡盾構(gòu)出洞技術(shù)參數(shù)的確定和盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程的控制,所形成的施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)盾構(gòu)后續(xù)穿越外白渡橋和外灘萬(wàn)國(guó)建筑群奠定了良好的基礎(chǔ),確保了外灘隧道工程的順利進(jìn)行。

長(zhǎng)株潭城際鐵路湘江隧道濱江新城站~開(kāi)福寺站區(qū)間下穿湘江段分布有板巖與k2礫巖的不整合接觸帶,地質(zhì)和水文比較復(fù)雜,盾構(gòu)下穿該段時(shí)可能發(fā)生安全事故。以該項(xiàng)目施工實(shí)例為依托,通過(guò)采取超前預(yù)加固、合理設(shè)定掘進(jìn)參數(shù)、優(yōu)化渣土改良、控制同步注漿及二次補(bǔ)充注漿的方式解決了在下穿不整合接觸帶時(shí)可能出現(xiàn)的突泥涌水、江底冒漿等風(fēng)險(xiǎn),對(duì)大直徑土壓平衡盾構(gòu)下穿江底不整合接觸帶的施工技術(shù)進(jìn)行研究。

長(zhǎng)株潭城際鐵路湘江隧道濱江新城站~開(kāi)福寺站區(qū)間下穿湘江段分布有板巖與k2礫巖的不整合接觸帶,地質(zhì)和水文比較復(fù)雜,盾構(gòu)下穿該段時(shí)可能發(fā)生安全事故。以該項(xiàng)目施工實(shí)例為依托,通過(guò)采取超前預(yù)加固、合理設(shè)定掘進(jìn)參數(shù)、優(yōu)化渣土改良、控制同步注漿及二次補(bǔ)充注漿的方式解決了在下穿不整合接觸帶時(shí)可能出現(xiàn)的突泥涌水、江底冒漿等風(fēng)險(xiǎn),對(duì)大直徑土壓平衡盾構(gòu)下穿江底不整合接觸帶的施工技術(shù)進(jìn)行研究。

就超大直徑土壓平衡盾構(gòu)隧道施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行合理分析和探討,以促進(jìn)隧道工程施工質(zhì)量進(jìn)一步提高.

北京地鐵5號(hào)線盾構(gòu)試驗(yàn)段及南延工程是全線重要的地下區(qū)段之一,通過(guò)本工程的實(shí)踐,為北京地層條件下的盾構(gòu)施工先期進(jìn)行了有益的探索,并取得了一些典型地層條件下的施工經(jīng)驗(yàn),為后續(xù)盾構(gòu)隧道的施工提供有益的參照.

以南昌地鐵一號(hào)線6標(biāo)盾構(gòu)工程為對(duì)象，從地質(zhì)、環(huán)境、設(shè)備、技術(shù)以及人員的角度分析了盾構(gòu)施工要素控制及管理的要點(diǎn)，為同類(lèi)工程提供了有益的參考。

土壓平衡盾構(gòu)穿越珠江關(guān)健性施工技術(shù)——隨著城市軌道交通的發(fā)展，盾構(gòu)施工在地鐵隧道建設(shè)中得到了較快的發(fā)展和應(yīng)用，結(jié)合工程實(shí)踐，介紹了廣州地鐵四號(hào)線小新區(qū)間穿越珠江隧道施工的關(guān)鍵性施工技術(shù)，該工程的成功實(shí)施，對(duì)以后類(lèi)似過(guò)江隧道施工具有借鑒意義。

結(jié)合福州市城市軌道交通1號(hào)線盾構(gòu)穿越富水地層的工程實(shí)例,基于水文補(bǔ)勘報(bào)告的抽水試驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)富水巖層滲透系數(shù)與流量,分析正常狀態(tài)下盾構(gòu)設(shè)備對(duì)富水巖層的適應(yīng)性和發(fā)生噴涌的可能性。針對(duì)場(chǎng)地范圍內(nèi)分布的基巖裂隙水存在水位高差大,補(bǔ)給充足,承壓性強(qiáng)等特點(diǎn),分析土壓平衡盾構(gòu)機(jī)噴涌產(chǎn)生原因并提出有效的解決措施,對(duì)本工程防噴涌技術(shù)難題進(jìn)行總結(jié),為今后類(lèi)似地層土壓盾構(gòu)施工提供技術(shù)參考。

在道路交通事業(yè)迅速發(fā)展的今天,地鐵工程建設(shè)也逐漸成為各大城市開(kāi)展地下軌道交通體系的重要內(nèi)容,在此建設(shè)過(guò)程中常用到的一種叫做土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù),不僅在施工過(guò)程中對(duì)地面的影響較小,還能有效提高施工效率,廣泛應(yīng)用在地鐵工程建設(shè)中.本文主要研究了土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn),為運(yùn)用該技術(shù)促進(jìn)城市建設(shè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量.