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淺覆蓋區盾構隧道施工的安全措施?

1概述

xx水下隧道主要有五種施工方法:挖堤蓋挖法、氣壓沈箱法、鑿巖法、盾構法和沈管法。盾構法是隧道施工的重要施工方法,尤其是在軟土地層中。自1843倫敦泰晤士河下建成第壹座盾構隧道以來,盾構隧道的設計和施工技術有了很大的發展,出現了泥水壓力盾構和土壓平衡盾構。襯裏由鑄鐵和鋼筋混凝土或鋼制成。

盾構施工的主要特點是:可以在盾構的掩護下安全地進行土方開挖和襯砌支護;水下隧道施工時,不會影響航道的通航;盾構推進、開挖、襯砌拼裝等主要工序循環進行,施工易於管理,施工人員較少;施工不受風雨等天氣條件影響。

盾構法存在的壹些問題是:當隧道曲線半徑過小時,施工難度較大;水下作業時,覆土過淺不安全;在盾構施工中采用全氣壓法排水穩定地層時,對勞動保護要求高,施工條件差。在飽和含水層中,盾構施工使用的裝配式襯砌對實現整個結構的防水性能有很高的技術要求。

2.淺覆蓋層地區盾構掘進的安全問題

2.1淺覆蓋層易產生冒頂和透水流。

為了降低線路坡度,河底段壹般覆蓋極淺的土壤。在淺覆蓋層地區,在高水頭壓力條件下,很難在大刀頭前建立土壓力平衡。河水往往從擾動的土體縫隙中,通過大刀的開口和盾尾進入盾構機,導致盾構被淹。這種機器損壞和死亡事故時有發生。

2.2隧道浮動

在水域下淺覆蓋層中推進的盾構,上下受力不均,盾姿上升,坡壓困難,隧道上浮,軸線難以控制。拼裝好的隧道環與盾尾分離後,上部道碴和自重無法抵抗地下水產生的浮力,隧道上浮。如果不采取相應的加固措施,很容易造成隧道局部開裂漏水。

當隧道穿過飽和土層時,會受到水的浮力。當浮力超過隧道上覆土的重量和隧道及隧道內設備的自重時,隧道就會上浮。當管片離開盾尾時,隧道被註入墻後的漿液包圍,漿液的浮力遠大於飽和土中的浮力。同時,盾構掘進開挖土方會導致地基卸荷,拼裝隧道會因地基回彈而向上偏離中軸線。在浮力和地基回彈的共同作用下,隧道上覆土將發生膨脹。若不有效控制最大揚壓力值,上覆土體將開裂並出現透水裂縫,河水將沿透水裂縫流入盾尾,嚴重影響隧道及隧道施工安全。

3廣州地鐵三號線利大區間淺埋暗挖施工難點

廣州地鐵三號線李嬌至大石背盾構隧道工程分為兩段:大石背始發井至下角站,隧道長度1429.7438+0m;下角站至瀝角站,隧道長度為1621.75米..* * *有兩個xx。

其中隧道穿越YCK 13+780 ~ YCK 14+098三條香水通道,通道寬度約300m·m,隧道包括左線和右線各壹條,采用兩臺泥水平衡式盾構機施工。先施工隧道右線,盾構機從三支響水路南岸向北岸推進。右線盾構推進xx時,隧道左線由三支響水路南岸推進至北岸。

穿越三支響水島的隧道橫斷面存在強風化巖、中風化巖、微風化巖等粉砂質泥巖復合地層。拱頂以上主要為粉土、粉細砂和粘土。xx段隧道全長約312m,夾層風化,強度高,巖體破碎,砂層和基巖中地表水和裂隙水接觸緊密,隧道上方地層軟弱,對盾構破巖能力和防泥漿能力要求較高。盾構機穿越三條香水通道,洞身圍巖水文地質條件受其影響較大。三枝香水道水位主要受北江洪水和潮汐影響,相鄰兩次高潮或低潮的潮位和潮歷時不相等。壹般最高潮位出現在汛期,最低潮位出現在枯水期,高潮持續時間短,低潮持續時間長,平均高潮位5.85m,平均低潮位4.33m..

隧道穿越YCK 13+780 ~ YCK 14+098三條香水巷,河寬約312m。洞身巖層均為風化巖帶,地質均勻,地下水豐富。此外,xx段覆土厚度薄,土層軟弱,江水壓力大,盾構掘進中風險較大。

三支巷xx段地質條件復雜多變,風險較大。xx段覆土厚度很薄(僅7.4m),河底780環至840環覆土厚度壹般在6 ~ 7m範圍內,甚至最厚處僅8.6m,略大於1倍盾構直徑,地質條件較差,上部為砂土,透水性差。840環附近風險最大。隧道頂部全是穩定性極差的淤泥層,容易塌方。盾構機容易擡頭,稍有不慎就會導致噴湧、河底坍塌、河水湧入隧道等重大安全事故,後果不堪設想。此外,由於潮汐的影響,很難穩定隧道。Xx段是關鍵段,直接影響盾構施工的成敗。為了保證盾構機順利穿越香江三支渠,需要在整個施工過程中采用信息化施工,控制隧道變形,動態管理盾構掘進中的各種施工參數。

為了確保xx的成功,避免重大事故的發生,地鐵總公司組織了多位國內外地鐵盾構施工的著名專家對xx盾構專項方案的安全性進行了審查、論證、分析和研究。與會專家經過科學、認真、嚴肅的論證,提出了“保護頭尾”、“xx監控”、“作業方案”、“分段浮動監控”等針對性意見。

施工單位檢修盾構機,在xx之前更換刀具,避免了在河底更換刀具的風險。在施工過程中,采用傳感器法和聲納法監測技術,保護河道安全。另外,結合實際情況制定了針對xx的應急預案,確保萬無壹失。

4河底淺覆土區盾構掘進的安全措施

4.1防止盾尾漏漿措施(防漏)

(1)提高同步灌漿的質量和管理

每圈推進前,應對同步註入的漿液進行小樣試驗,嚴格控制初凝時間,初凝時間為13 ~ 15秒。同步註漿過程中,應合理控制註漿壓力,註漿出口壓力=切口水壓+60 ~ 100 kPa,使註漿量、註漿流量、推進速度等施工參數達到最佳匹配。

(2)加強盾尾艙的管理。

在推進過程中,由於設備故障和操作失誤,切口的水壓經常會發生波動。每次增加切口水壓後,必須進行試推進,並安排專人觀察盾尾漏漿情況,然後正式增加切口水壓,進行正常開挖。同時也要註意盾構機本身增加盾尾刷的保護,嚴格控制盾尾油脂的壓力註入;使用時,應定期檢查盾構的尾艙,平均每30圈進行壹次全面檢查;管片拼裝前,必須將盾殼內的雜物清理幹凈,以防損壞盾尾刷。

(3)盾尾漏漿對策

發現盾尾漏漿嚴重時,配制初凝時間短的雙液(A液和B液)進行襯(段)壁後註漿,註漿位置在後5~8圈,適當降低切口水壓,但調整量不超過0.5 Kg/cm2。若此時漏漿仍未得到有效控制,則在後6~8環用聚氨酯壓註封堵。為防止隧道內漏漿、漏水、積水,隧道內增設大型抽水泵,以備必要時使用。

4.2防止河底地層沈降的措施

(1)控制切口液壓穩定性

在推進過程中,切口水壓要根據設計值進行設定,更重要的是要根據推進過程中不斷變化的潮位進行調整。因此,在盾構機推進過程中,需要嚴格控制切口水壓的波動範圍,壹般控制在設定值的5%以內,以保證切割面的穩定。特別是盾構機穿越厚度僅為7.48m的河道中段時,應手動控制切口水壓,切口水壓值應設定為120KPa。必要時,手動調整施工參數,設定開關VE閥和轉向旁路狀態時切口水壓的上下限控制參數,並做好記錄。每天推進施工前,檢查VE閥的開閉和PLC系統的工作狀態。在保證系統控制好切口上下水壓的前提下,再進行正常開挖。同時,擬在設計隧道軸線附近測量潮位,平時每20分鐘記錄壹次潮位,潮位快速漲跌期間加密至10min,以保證潮位數據的準確性。

(2)增加灌漿量

如發現河底沈降較大(> 5cm),應適當增加同步註漿量,必要時應在襯砌(段)墻後進行補充註漿。灌漿量應達到理論建築間隙的130%以上。

4.3防止隧道上浮的措施

(1)嚴格控制盾構機和管片的姿態。

在盾構掘進過程中,加強隧道監控是防止隧道上浮的積極措施。盾構機和管片的姿態控制可以有效控制隧道上浮;

a .測量盾構機掘進方向的旋轉,控制旋轉角度為0.3度;

b .用千斤頂行程表測量千斤頂,計算測量數據,分析方向修正值,選擇千斤頂;

測量垂直和平面位置。為了精確測量盾構機的位置,每2圈檢查校正壹次,並在新坐標的已知點上不斷設定當前位置。盾構機的垂直和平面偏差應控制在50mm以內,盾構姿態不能變化太大或太頻繁。推進時,不要緊急或劇烈糾偏,多註意觀察管片與盾殼的間隙,以減少盾構施工對盾尾密封效果的影響;

d管片姿態必須嚴格控制,標高和平面偏差控制在50mm以內,每圈相鄰管片平整度控制在4mm以內,縱向相鄰管片平整度控制在5 mm以內..

(2)具體負責分部選擇。

利用盾構機導向系統和人工測量方法,精確測量盾尾與最後壹環管片的間隙值,從上、下、左、右四個方向測量。在盾構xx時,嚴格控制每個值小於< 40mm,然後結合測量數據和導向系統的隧道線數據,選擇下壹環的管片類型,保證管片姿態跟隨盾構機。

(3)提高同步註漿質量。

提高註漿與盾構推進的同步性,使漿液能及時填補建築物空隙。同步灌漿位置在第四環段11和5、1和7位置。具體灌漿順序可根據該段測量結果確定。當灌漿填充量小於110%時,采用。

4.4防止泥餅的形成

(1)強化中控室人員責任制

在現有地質資料的基礎上,提前對可能形成泥餅的區域進行了詳細分析,並在盾構行駛到該區域時,要求中控室的人員嚴格監控盾構機的各項參數。如有異常情況(排泥比例增大、流量減小、進泥壓力增大、推力和扭矩變化),需及時判斷是否形成泥餅。

(2)嚴格控制操作規範。

嚴禁單純為了進度而野蠻操作,嚴格按照操作規範科學合理地進行中控。在開挖過程中,特別是在可能形成泥餅的區域,應控制泥漿的比重,防止泥餅的形成減少。

(3)技術措施

如發現異常跡象,應及時降低泥漿比重,用高壓水沖擊,及時減少泥餅形成的機會,溶解已初步形成的泥餅。

5結束語

淺覆蓋區施工是盾構xx隧道工程成敗的關鍵。制定嚴格的施工方案,加強施工過程中的信息化管理,重點控制防漏、防沈、防浮、防磕碰四個方面,可確保淺覆蓋段施工安全。2004年7月17日,廣州地鐵三號線李嬌至大石北盾構區間順利通過三香巷,在近30天的施工中未發生重大安全問題。神盾局穿越香水三巷的難度和速度,國內罕見。李大段盾構工程左線和右線需xx兩次。本次xx成功為下壹階段盾構穿越517米寬的南珠江水域打下了良好的基礎,對2006年3號線的開通也具有重要意義。

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