盾构下穿长距离水域施工工法.docVIP

盾构下穿长距离水域施工工法 前言 由中铁一局城市轨道分公司承建的苏州轨道交通1号线金鸡湖底隧道是整个苏州轨道交通1号线的关键工程，也是目前国内城市地铁建设中盾构机穿越的最长距离湖底隧道。盾构机在施工过程中，湖底至隧道顶部的最小覆土厚度仅为6米，最大覆土厚度为11米，施工的技术较大。标志着我国盾构掘进技术攻克江河湖底超浅埋、高渗水、高风险隧道施工新阶段，将为我国在复杂地质条件积累新经验。） 对比三道环箍的材料消耗和参数，第一，发现在达到基本相近的参数要求情况下的材料消耗并不是成线性比例在增长；第二，第三道环箍的注浆施工中的压力较前两道环箍有所减小。原因分析有二：第一，前两道环箍所处的空间位置上附近的地层、地下水量近似，故两道环箍的材料消耗及注浆压力相近；第二，第三道环箍的位置为加固土体和原状土体交接处，地层性质发生了较为明显的改变，同时该处的赋水量较非加固体内变化大，最为明显的反映就是在三道环箍处，在注入水溶性聚氨酯前，打开中盾上的球阀后，用钢筋棍对盾构机四周的地层进行了试探接触，前两道环箍处基本周围较密实，没有出现流水、粉砂堵塞注入孔的现象，而在第三道环箍处进行试探时，最底部的6号注入孔流出了较为清澈的水流，并且在水平方向上和盾构机顶部的注入孔出现了粉砂堵塞的情况。对区间地层的把握和分析，做到掘进时对地层的分布及性质了如指掌，能充分地指导人员在施工中做好工序的准备和实施，在掘进的工程中，多种工序的衔接能有条不紊的进行是保证工程安全和顺利进行的重要保障。 （2）从陆地地层进入湖底地层掘进 267环～320环为从驳岸进入湖底位置，刀盘中心深度-13.42m～-13.715m，掘进面由上部1～1.8m的粉砂层和下部4..5～5.5m的粉质粘土组成，上部土压力理论值为0.119～0.121MPa，隧道为15.764‰的下坡，计算设定同步注浆压力A1、A4为0.20～0.22MPa，A2、A3注浆压力为0.25～0.28MPa，注浆量为4.0m3，注浆泵流量为90～135L/min。在进入湖底的初始100m水面上采用钢管布设湖底地形沉降直接观测点，通过湖底沉降监测信息反馈来调整土仓压力、注浆压力和注浆量，指导盾构掘进。 从驳岸进入湖底后的地层分布比较均匀，砂层的厚度为1.5～2m，位于掌子面顶部。掘进时的土压力基本与设计值吻合，在0.11MPa左右；1、4号注浆孔的注浆压力较小，在此掘进过程中的注浆压力控制非常关键，在满足注浆饱满的同时要防止注浆压力过高，击穿砂层，在盾构机的上部形成涌水通道，严重的情况下可能击穿湖底地层，在湖面上形成涌泉。在实际施工过程中一般采取的方法是在达到设计注浆量后即停止注浆。 湖底的同步注浆在起到稳固管片的同时，更多的是在起密封防水的作用，为此，为了加快水泥砂浆在湖底砂层中的初凝速度，我们通过适当的改变同步注浆配合比，提高水泥和粉煤灰的含量。 由于粉砂的搅拌性较好并且含水率较高，同时在掌子面上大部分是粘土，这两者结合在一起，能够实现比较优良的自我渣土改良，不需要添加渣土改良剂（如泡沫、膨润土和水等），能到达良好的胶条状渣土，利于掘进。盾构机上的工作气压为0.65MPa，在掘进过程中的振动会影响气阀的密闭性，为防止高压气体通过管路进入刀盘上的泡沫注入孔，进入掌子面的高压气体会循着地层中的缝隙到达湖面也会造成湖面的涌泉，进而加大对湖底地层的扰动，泡沫孔分布在刀盘的主辐条上。 在关闭桥架段阀门的同时必须关闭人仓内中央回转接头上的分路主阀门，能从根本上杜绝高压气体的串气。 （3）湖底地层掘进 从第320环～第948环为湖底掘进地层，粉砂层在掌子面上的分布从线路上看基本呈W型延伸，砂层厚度为1.5～3m，并且呈现出W的前半部分的砂层增加和减少的趋势比较急剧，后半部分的比较缓和，同时在两个V形分布中都呈线性分布，对这段区间的掘进能够循序渐进的进行参数调整；隧道为3.503‰的下坡。 该段的掘进与上一段掘进区别比较明显，第一,在同等掘进参数下，渣土含水量明显增大。分析原因有二，一是含水量随着砂层的厚度增加而增大，二是前一段进湖掘进的扰动导致地下水的流向发生了改变，隧道后面的地下水与掘进掌子面形成了渗水通道。渣土里含水量的增大更加有效地改善了渣土的出土性能，促进了掘进速度的提高，能保证在45～55mm/min的速度下实现快速掘进；第二，该段地层的A2、A3孔的注浆压力有所增大，达到了0.25～0.32mpa，同时注浆量在砂层较厚的W形底部位置有所增加，流量达到了140～170L/min。 （4）从湖底进入陆地地层掘进 从第1772环～第1933环为上岸掘进地层，粉砂层厚度在断面上从1.2～6.2m呈线性增加。 该地层的掘进参数较前两种地层变化较大，采用封环注浆的工艺来保证掌子面的稳定性以实现安全掘进。首先要对出土进行渣土改