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深圳地铁某标段盾构区间专项施工技术总结深圳地铁某标段盾构区间专项施工技术总结主要围绕盾构法在复杂地质条件下的应用展开。本标段地处深圳市中心区域,沿线地质条件复杂,包括富水砂层、硬岩及上软下硬地层等多种不良地质情况。为确保盾构顺利掘进,项目团队采用了先进的地质勘探技术和数值模拟分析,结合现场实际情况优化了盾构机选型和刀盘配置。
施工过程中,重点攻克了盾构始发与接收、穿越建构筑物及地下管线等关键技术难题。通过实时监测地表沉降、调整盾构姿态参数和注浆量,有效控制了地面变形,保障了周边环境安全。同时,针对上软下硬地层刀具磨损严重的问题,实施了带压换刀技术,并采用高效同步注浆和二次补浆工艺,提高了隧道成型质量。
此外,项目引入BIM技术进行施工管理,实现了资源调配、进度控制和风险预警的数字化协同。最终,该标段盾构区间高质量完成,积累了丰富的施工经验,为类似复杂地质条件下的地铁工程建设提供了重要参考。
某煤化工企业1万m3湿式直升煤气柜施工方案2、管片装卸装置拼装机和整圆器组成的管片安装系统
3、螺旋输送机和皮带输送机组成的出土系统
5、加泥与泡沫装置系统
10、土压平衡控制系统
11、控制盾构掘进姿态的铰接系统
为保证出洞施工的安全和质量,准备工作必须细致,施工方案必须周密到位。
(1) 施工技术人员熟悉工程地质、图纸
出洞前,工程技术人员应对工程作详细的了解、分析,认真熟悉施工图纸。
对隧道所处地层土质应加强认识,并到现场对各地层、岩层的样本实体作逐一的认识。
(2)盾构运至现场(详见盾构开始掘进及盾构移动的程序,包括装卸和运输)
盾构中间始发井施工完成后,开始安装盾构始发基座。盾构始发基座的尺寸详见“盾构基座图”
(4)盾构、车架吊装就位调试验收
(详见“盾构开始掘进及盾构移动的程序,包括装卸和运输”)
(5)井内的盾构后盾管片及后盾支撑布置
上述工作完成后,开始拼装负环管片。由于隧道衬砌管片采用错缝拼装,所以负环管片的质量和稳定程度将对今后的盾构正常推进过程中的管片的拼装质量和难易程度有着极大的影响。在负环管片后安装一个0.5m宽的钢圆环,使砼管片受力均匀,钢圆环后部用三榀56#工字钢与ф609mm钢管组成钢结构支撑系统,盾构掘进时的轴向力由其传递至竖井底板及顶板层。(详见“负环管片及后盾支撑布置图”)
以出洞时三榀56#工字钢受均载1500吨计算,由图可知后盾Φ609管子F=1500/6=250(吨)。Φ609受压(吨),Φ609稳定计算:临界力
其中 L=10米 毫米
所以Φ609支撑稳定。
Φ609支撑强度足够。
边拼装临时管片边向洞圈推进,当盾构机刀盘距洞圈1米时停止,将洞圈内的墙体混凝土块分上下左右六块,自下而上凿下,吊出井外。凿除顺序详见“洞门砼凿除分块图”
(7)洞口止水装置的安装
井洞口内径与盾构外径存在一定的环形建筑空隙,为了防止水土从间隙处流失,在洞圈安装一道帘布橡胶止水带、扇形板等组成的密封装置,以保证盾构出洞的安全。在盾构全部进入土体后,将扇形板与洞口特殊管片满焊牢固连接,成为洞口密封的永久性接头装置。
(9)地面监测点已布设完毕,并获得了初始成果
(10)盾尾密封刷已涂满油脂
每个区间隧道开始出洞掘进和其初始掘进,用可盛有4t的铁箱,经电瓶车和龙门吊进行弃土运输,直到盾构机台车完全进入洞门内。为此,盾构出洞和初期掘进一次完成,之后,井内负环管片上部拆除,出土直接从始发井垂直运输。由于区间隧道无临时出土口则需要接长盾构和台车之间所有的管线和电缆,同时设置专用支架托住横梁,并随盾构前进,待掘进到40m左右,再拆除临时管线和电缆及支架,台车靠近盾构机连接,拼装皮带运输机等。盾构再推进至50m左右完成中期掘进,隧道内安装钢轨、道岔以加快弃土速度。
1、盾构进洞前50环进行贯通测量,以确定盾构机的实际位置和姿态。此后的掘进不允许有大的偏差发生,逐渐按偏差方位调整盾构机姿态和位置,满足盾构进洞尺寸要求。这一调整应在盾构刀盘进入洞前加固土前完成,以避免盾构进洞发生意外。
2、盾构机进接收架的高低必须经最后测定盾构机的实际高低来调整、
3、洞圈内混凝土分六块凿薄,洞门中心穿孔释放应力。盾构机距井壁混凝土5米之后掘进中逐步降低正面土压力,最后盾构机头部贴紧井壁时,正面土压力降为零。为降低盾构正面压力对洞门墙体推力,可适当打开洞门中心释放孔,使洞前土进入井内以降低盾构集中推力。
4、在洞门混凝土分块吊除后,盾构机应尽快连续推进,尽量缩短盾构机进洞时间。
5、洞圈特殊环管片脱出盾尾后,将用弧形钢板与其焊接成一个整体,并用水硬性浆液将管片和洞圈的间隙进行充填,以防止水土流失,保护周围环境。
当两台盾构机分别到达北强路站和岗上站后,完成了右线隧道施工的一系列工作,在此解体、吊运出井,即平移托架到盾构井孔位置,在此拆卸,拆卸前先拆除所有经编号的管线及联接线,切断高压电源,回收电缆到末节台车上,清除盾构土仓内泥土,按盾构切口环、支撑环和盾尾三部分对原焊缝逐段割断,盾尾钢环再分上下两半分割以便留出空间进行切环和支撑环分离,解体后由地面的350T起重机吊出,拖车运至中间始发井。(详见“盾构开始掘进及盾构移动的程序,包括装卸和运输”)
(1)对运输至现场的管片进行验收,确认没有缺角掉边及养护
周期不够等问题,并分类堆放。
(2)对管片的各防水处理面进行清洁。
(3)弹性密封垫采用遇水膨胀橡胶条,形式为角部棱角分明的
框形橡胶圈,封顶块两侧的防水密封垫在拼装前涂表面润滑剂,以减少封顶块插入时弹性密封垫间的摩擦阻力。
(4)密封垫表面水膨胀橡胶条遇到水和潮气会膨胀,故逢雨天,应覆盖塑料薄膜或在表面涂缓膨胀剂。而拱底块管片的密封垫露于沟槽外的表面必须涂缓膨胀剂三度。
(1)管片通过井上龙门吊吊于井下的平板车上,用电瓶车送至盾构机台车下,利用横梁上的电动葫芦送至拼装机下。
(2)管片拼装质量控制
整环拼装的允许误差:相邻环的环面间隙≤1.0mm;纵缝相邻块块间间隙为1.5mm;推进时轴线误差≤50mm。
(4)拼装好后及时靠拢千斤顶,防止盾构后退,并利用整圆器对已成环管片进行整圆。
(5)在每环衬砌拼装结束后及时拧紧衬砌的纵环向螺栓,在该衬砌脱出盾尾后,应再次拧紧纵环向螺栓。
(6)为了确保拼装好的管片在盾构推进过程中不受到损伤,必须控制好千斤顶的顶力及纠偏幅度。同时利用加贴腻子的措施,在管片之间增加一道缓冲,保证管片不开裂和受损。(具体的拼装方法详见“管片的预制、运输及安装程序”)
盾构推进过程中同步注浆是充填盾构与管片圆环间的建筑空隙和减少地面沉降的主要手段。可以保证环境的安全,确保衬砌管片早期稳定性,是盾构推进过程中的一道重要工序。
在浆液连续供应的前提下,注浆过程主要受压力控制,在注浆泵的四条送浆管上装有四个压力传感器,在注浆管上设有可自动开闭的阀门,当注浆压力超过工作压力时,注浆泵自动停止工作;当注浆压力低于工作压力时,注浆泵会自动启动,从而最大限度地减少空隙中浆液的压力损失。
各项控制压力的选择考虑以下因素:
·注浆位置的水压力和土压力;
·不会对盾尾密封刷造成损害;
·既能防止地面下沉超限,又不导致地面隆起超限;
上述压力在初步确定以后,还要根据地质情况和地面监测结果等进行调整。
注浆操作既可人工又可自动,控制开关设在盾构机操作盘上。
每环掘进之前,都要确认注浆系统的工作状态处于正常,并且浆液储量足够,掘进中一旦注浆系统出现故障,立即停止掘进进行检查和修理。
当盾构机进入地质不良地段时,为防止地面出现较大沉降,采取从管片中部的预留孔进行二次补充双液注浆。
根据注浆目的要求,为充分充填盾构施工产生的地层空隙,避免由此引起的地表沉陷,影响地表建筑物与地下管线的安全。同时,使用过大的注浆压力引起地表有害隆起或破坏管片衬砌。背衬即时注浆及充填注浆压力控制在0.2~0.4MPa,二次补充注浆压力控制在0.3~0.5MPa。
同步注浆采用A、B双液注浆,根据工程地质情况,考虑浆液的充填性、离析性、初凝时间、固结强度进行浆液配合比的设计。其配比如下:
施工时可根据需要选择其中一种配比。
(4)注浆量估算
λ—指注浆率(一般取150%—200%)
V—盾构施工引起的空隙(m3)
D—指盾构切削外径(m)(削切外径6.30m)
d—指预制管片外径(m)(预制管片外径6.0m)
L—回填注浆段长即预制管片每环长度(预制管片每环长1.2m)
即注浆量为5.21~6.95m3/环(1.2m)
二次补充注浆量具体由现场试验确定(以压力控制)为原则。
盾尾注浆的工艺流程如图所示
注浆量和注浆压力由技术人员确定。注浆工应及时做好拌浆记录和注浆压力、注浆量的记录,并按期检查浆液质量。注浆量控制在理论空隙值的1.5~2.0倍。
由于水泥浆硬化速度较快10.《水工钢闸门和启闭机健康管理技术规程》,所以必须定时对工作面注浆系统、
隧道内运输车以及地面上的拌浆系统进行清洗,清洗时间基本控制在每班一次。由于盾构工作面的注浆管路清洗等原因将形成一定的废浆,对工作环境造成污染,所以必须利用平板车、土箱外运。
本工程区间隧道地质条件复杂,为了改良土体、保护刀盘以及保证盾构机正面良好的隔水效果,推进过程中采用压注泡沫剂。
泡沫剂压注的操作工序:
启动空压机 启动注水泵 空气、注水压力达到要求 开启泡沫装置 压注泡沫
本区间隧道的掘进需要穿过福田河,所以盾构机的盾尾密封功能就显得特别重要。为了能安全过河并顺利地完成区间隧道的掘进任务,必须切实地做好盾尾油脂的压注工作。
盾尾油脂压注的压注操作工序如下:
rb/t 025.2-2019 认证认可支撑贸易便利化信息技术与服务规范 第2部分:数据众筹 推进35cm后暂停施工 第二环管片注浆孔上连接压注管路