盾构穿越河底浅覆盖层施工技术及风险预案.doc

盾构穿越河底浅覆盖层施工技术及风险预案 —一侄:l 盾构穿越河底浅覆盖层 施工技术及风险预案 毛红梅 摘要:深圳地铁5号线前海湾一临海站区间横穿双界河和新圳河2条 河流,河底距离隧道顶6～7m,隧道主要穿越粘土层,粗砂,砾砂及 砾质粘性土层,隧顶覆有淤泥层.为了保证盾构过河施工安全,从掘 进参数,盾构机姿态,注浆,渣土改良等方面进行了有效控制,并就 过河施工中可能出现的喷涌,管片上浮及盾尾密封失效等风险提出预 案,确保了盾构安全顺利穿越河底浅覆盖层地段. 关键词:盾构法;掘进;河底浅覆盖层;风险预案 进入21世纪以来,我国城市轨 道交通建设进入了高峰期,盾构施 工因其速度快,施工安全等优势在 城市轨道交通建设中发挥了巨大的 作用,然而如何安全可靠地穿越河 底浅覆盖层地段,仍是盾构施工的 一 大技术难题. 深圳地铁5号线前海湾～临海 站区间位于深圳市南山区前海湾 东侧,连接南山区和宝安区,起 点里程为右DK0+630.200,终点 里程为右DK1+7l3.180.区间隧 道采用土压平衡式盾构施工,盾 构外径6.25m.区间隧道在里程 DK0+968.720,DK1+530两处分别 横穿双界河和新圳河,河道宽28～ 371Tl,河底距离隧道顶6～7m,隧 道主要穿越粘土层,粗砂,砾砂 和砾质粘性土层,隧顶覆有淤泥 层(图1). 1盾构施工技术难点 (1)盾构掘进对浆砌片石河堤 的影响.盾构机在推出河堤前后, 如果不能及时调整平衡压力,导致 毛红梅:陕西铁路工程职业技术学院,副教授,陕西渭南714000 @MODERNURBANTRANSIT612011坝代墟巾轨蟹交强 盾构姿态突变,必然造成河堤产生 沉降和位移,对河堤及周边道路构 成危害; (2)盾构推进轴线的控制.盾 构在河底下掘进时,由于覆土较 浅,隧道管片环在脱出盾尾后因地 下水浮力的作用易产生上浮,所以 在盾构推进过程中对盾构姿态及隧 道轴线的控制尤为重要. (3)管涌问题.在隧道开挖断 面内存在中砂层和砾砂层,而且含 水量大,在一定的水动力条件下容 易产生流沙和涌砂现象.隧道顶部 的淤泥层也具有较明显的触变,流 图1隧道横穿河流示意图 变特性,施工过程中如控制不当, 极易造成土体沉降,给隧道施工带 来危害. 2掘进参数及技术措施 盾构穿越河底,覆盖层仅6～7 m,为了有效控制盾构姿态,减少地 层沉降,确保施工安全,合理地选 择掘进参数及采取必要的技术措施 至关重要. 2.1掘进参数 (1)土仓压力.土压平衡盾构 施工较为突出的问题是盾构挤压推 进对周围土体的扰动较大,合理设 置和控制土压对于控制地表沉降至 关重要1.土仓压力的设定应随上 覆土厚度的不同而变化.根据实 践,一般设定为理论值(静止土压 +水压)的105%～115%.在过 河施工前,实测隧道沿线的河底 水深,根据河流覆土及水位计算 土仓压力,将其控制为1.0～1.2 bar.施工中根据实际的河底监测 数据及潮汐影响等综合因素适时予 以调整.过河施工中,做到连续均 衡施工,保证盾构以较快的速度穿 越河道. (2)推进速度.推进速度的选 取应尽量使土体受到的是切削而不 是挤压.不同的地质条件推进速度 不同,依据本隧道所处地层条件,将 推进速度控制在25～45mm/min, 一 旦盾构偏移轴线过大,应及时调 整推进速度. (3)排土量.排土量的控制是 盾构在土压平衡工况模式下工作的 关键技术之一.排土量原则上按照 理论出土量出土,适当欠挖,每环 出土量控制在98%左右,减少土体扰 动,保证土体的密实. 施工中应保守地遵循设计参 数,土压要适中,推力要偏小,注 浆量要偏大,出土量要偏小;控制 掘进速度和盾构姿态,尽量保持已 经建立的平衡,保持匀速推进和连 续掘进,快速通过不良地段. 2.2技术措施 2.2.1盾构穿越河堤技术措施 盾构过河前后,需穿越浆砌片 石河堤.为保护河堤的安全,对过 河堤时的推进压力,根据实测标高 进行设置并直接布点监测,根据监 测情况及时调整施工参数,将掘进 速度控制在20mm/min以下.在 盾构推出河堤前后,覆土厚度有一 个突变,在盾构切口过河堤后及时 调整设定土压力,减少对土体的扰 动,保护好河堤. 2.2.2盾构过河技术措施 (1)盾构机与管片姿态控制. 盾构过河前,盾构姿态,管片姿态 须调整到位,注意不要向上抬头, 严禁在过河时超量纠偏,蛇行摆 动.应尽可能根据千斤顶的行程及 盾尾间隙选择管片,管片选型应使 管片轴线与盾尾轴线较好地拟和. 管片姿态控制的关键是要抵消地下 水浮托作用对管片造成的浮升量. 过河段地层富含地下水,为防止管 片上浮,满足成型管片的姿态精度 要求,掘进时盾构机在竖直方向上 向下调低40～60mm.施工中严 格控制盾构机姿态,推进油缸行程 差不能超过40mm,