盾構(gòu)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的進(jìn)出洞施工技術(shù)

1、盾構(gòu)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的進(jìn)出洞施工技術(shù)盾構(gòu)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的進(jìn)出洞施工技術(shù)【摘要】以上海地鐵9號(hào)線二期2標(biāo)段源深路中間風(fēng)井盾構(gòu)進(jìn)出洞為例介紹土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在遇到超深埋、承壓水層、冰凍法、小曲線半徑、盾構(gòu)沿曲線軌跡在風(fēng)井內(nèi)平移以及盾構(gòu)近接重要建(構(gòu))筑物等技術(shù)難題時(shí)通過(guò)方案優(yōu)化制定切實(shí)可行的對(duì)策:強(qiáng)化洞門止水、采用切線進(jìn)洞和補(bǔ)償法出洞、提前對(duì)近接建筑物加固等措施安全順利地完成盾構(gòu)進(jìn)出洞施工?！娟P(guān)鍵詞】盾構(gòu)復(fù)雜地質(zhì)條件進(jìn)出洞超深埋承壓水層小曲

2、線半徑冰凍法油溶性聚氨酯引言隨著城市軌道交通建設(shè)的不斷深入盾構(gòu)技術(shù)在地下工程領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛同時(shí)地下管網(wǎng)和已建隧道越來(lái)越密集盾構(gòu)施工所面臨的環(huán)境及地質(zhì)條件也更復(fù)雜盾構(gòu)施工難度和風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越大。國(guó)內(nèi)對(duì)隧道及復(fù)雜地下工程建設(shè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)防范與技術(shù)管理無(wú)論是理論研究還是實(shí)踐應(yīng)用都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步但與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比目前還處于學(xué)習(xí)和消化階段取得大的創(chuàng)新和突破的實(shí)例還不多。文獻(xiàn)[1]提到的上海地鐵4號(hào)線修復(fù)工程文獻(xiàn)[2]提到的大直徑泥水盾構(gòu)洞門土

3、體加固和進(jìn)出洞施工文獻(xiàn)[3]提到的泥水平衡盾構(gòu)穿越凍結(jié)加固區(qū)等都是在某一方面取得突破的成功案例不過(guò)這些大都主要應(yīng)對(duì)一兩個(gè)重難點(diǎn)或風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。在遇到地質(zhì)條件異常復(fù)雜、施工風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)難點(diǎn)極端集中的隧道工程只有通過(guò)前期充分調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)、施工方案經(jīng)專家多次評(píng)估論證和優(yōu)化最后采用可靠的技術(shù)措施和組織措施才能確保施工的順利完成。源深路中間風(fēng)井盾構(gòu)進(jìn)出洞施工實(shí)例就是在風(fēng)險(xiǎn)和難點(diǎn)超常集中的情況下經(jīng)過(guò)精密策劃、嚴(yán)格管理、科學(xué)施工最后成功地完成風(fēng)險(xiǎn)防范與

4、技術(shù)管理的跨越。1、概述11工程概況上海地鐵9號(hào)線二期民生路—世紀(jì)大道站區(qū)間盾構(gòu)隧道從民生路站西端頭井出發(fā)沿楊高中路向西穿越斷面5m10m的飲水箱涵、直徑3m的電力隧道后盾構(gòu)過(guò)源深路風(fēng)井向北轉(zhuǎn)世紀(jì)大道下穿與之垂直凈距僅1.74m的運(yùn)營(yíng)地鐵2號(hào)線掘進(jìn)大約700m后上跨凈距2.39m的運(yùn)營(yíng)地鐵4號(hào)線最后到世紀(jì)大道站東端頭井。上海地鐵9號(hào)線線路示意圖見(jiàn)圖1。1.2工程地質(zhì)條件盾構(gòu)在源深路中間風(fēng)井東端進(jìn)洞過(guò)風(fēng)井平移至西端后再次始發(fā)出洞。風(fēng)井段隧

5、道主要地層為⑤12粉質(zhì)黏土層、⑥粉質(zhì)黏土層底部為⑦11層砂質(zhì)粉土及⑦12層粉砂其中⑦12層粉砂層承壓水水位埋深為8.79~10.13m水壓較大。根據(jù)盾構(gòu)推進(jìn)總體籌劃本區(qū)間上下行線盾構(gòu)機(jī)將會(huì)以同樣的工況在該風(fēng)井共要經(jīng)歷4次進(jìn)出洞工程施工具有極大的風(fēng)險(xiǎn)和難度。2、進(jìn)出洞施工技術(shù)難點(diǎn)1)盾構(gòu)在超深埋情況下進(jìn)出洞。源深路中間風(fēng)井地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)深達(dá)59m基坑開挖深度為32.73m在上海地鐵是排名第三深的基坑(文獻(xiàn)[1]提到的上海地鐵4號(hào)線修復(fù)

6、工程基坑連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)深65.5m基坑最大開挖深度41.5m文獻(xiàn)[4]中提到的9號(hào)線宜山路車站地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)深62.5m基坑開和2個(gè)測(cè)溫孔。水平凍結(jié)是對(duì)垂直凍結(jié)措施的加強(qiáng)布置于洞門圈下半部外周進(jìn)洞后封口并與井接頭連在一起。冰凍施工技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。凍結(jié)法施工工藝的主要特點(diǎn):凍結(jié)帷幕強(qiáng)度高凍結(jié)范圍可適當(dāng)調(diào)整但由此產(chǎn)生的凍脹和融沉?xí)?duì)施工環(huán)境造成不容忽視的影響施工中需采取有效措施加以控制。通常的措施是減少凍土體積、改良土體特性和針對(duì)凍脹的

7、卸壓及進(jìn)行融沉后注漿充填處理。因凍結(jié)土體的凍脹量與融沉量直接與凍結(jié)體的體積關(guān)聯(lián)所以在確保工程施工安全的情況下優(yōu)先采用局部?jī)鼋Y(jié)工藝可大大減少土體凍脹和融沉量。為了減少凍脹和融沉量應(yīng)做到:1)精確計(jì)算凍結(jié)量盡量選用制冷能量大、效率高的冷凍機(jī)組并確保機(jī)組具有一定富余制冷能力。2)凍結(jié)時(shí)應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)把鹽水溫度降到設(shè)計(jì)值以加快凍土發(fā)展提高凍土強(qiáng)度。3)掌握調(diào)整鹽水溫度和鹽水流量必要時(shí)可采取間歇式凍結(jié)控制凍土發(fā)展量。4)凍結(jié)管拔除后及時(shí)對(duì)凍結(jié)孔洞用

8、砂土充填。5)在后期融化期間及時(shí)對(duì)凍結(jié)區(qū)進(jìn)行充填注漿并加強(qiáng)地面及隧道內(nèi)的沉降監(jiān)測(cè)工作以指導(dǎo)注漿施工控制融沉的影響。3.2.2縱向滲漏水通道封堵縱向滲漏水通道的封堵是盾構(gòu)在承壓水層進(jìn)洞施工的關(guān)鍵。以往的施工主要以二次進(jìn)洞[689]進(jìn)行間隙封堵此方法對(duì)盾構(gòu)第1次進(jìn)洞堵水效果非常有效但進(jìn)洞經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)盾構(gòu)在第2次進(jìn)洞過(guò)程中可能對(duì)第1次硬化后的土體破壞同樣會(huì)造成漏水的風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)雙液漿進(jìn)入尾刷將造成尾刷功能失效。根據(jù)以往盾構(gòu)進(jìn)出洞施工經(jīng)驗(yàn)結(jié)合風(fēng)井特

9、殊地質(zhì)條件項(xiàng)目部決定在以往的進(jìn)出洞堵水措施的基礎(chǔ)上附加高發(fā)泡率的油溶性聚氨脂進(jìn)行縱向滲漏水通道的封堵。聚氨脂發(fā)泡后與盾構(gòu)機(jī)形成柔性接觸密封可較好地封堵縱向滲漏水通道同時(shí)整個(gè)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞時(shí)間短也更經(jīng)濟(jì)。1)油溶性聚氨脂注入位置確定根據(jù)聚氨脂發(fā)泡的特點(diǎn)為讓聚氨脂在有限的空間里面充分發(fā)泡選在進(jìn)洞前倒數(shù)第4環(huán)和第3環(huán)注聚氨脂這2環(huán)正好處在凍結(jié)加固區(qū)域內(nèi)加固土體強(qiáng)度高為聚氨脂的發(fā)泡和形成“瓶塞”提供條件。2)壓注量的計(jì)算公式3)壓入施工當(dāng)?shù)箶?shù)第4環(huán)