深圳地鐵2A標工程

深圳地鐵2A標工程【摘要】文章表達了深圳地鐵2A標工程(購物公園站～香蜜湖站和羅湖～國貿兩條區(qū)間隧道)施工中的難點與對策，所采取的一些施工方法和技術措施，可作為在南方復合地層中盾構掘進施工的借鑒?！娟P鍵詞】地鐵復合地層盾構推進環(huán)境保護一、工程概況深圳地鐵2A標工程包括購物公園站～香蜜湖站和羅湖～國貿兩條區(qū)間隧道，總延長約4300；隧道外徑6000，內徑5400，每環(huán)由6塊管片拼裝而成，環(huán)寬1200。1.購物公園站～香蜜湖站購物公園～香蜜湖區(qū)隧道全長約1600，沿線穿越的重要建(構)筑物有電纜隧道、新洲河、高爾夫球嘗別墅群、深南大道和東座酒家等，隧道覆土10～18，沿線所穿越的地層有礫質粘性土、全～強風化花崗巖和高強度球狀中～微風化花崗巖，工程所處區(qū)域地下水主要為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水，水源補給源為大氣降水。2.羅湖站～國貿站羅湖～國貿區(qū)間隧道地處深圳市繁華鬧市區(qū)，全長606，覆土8～17不等，整條隧道均位于人民南路下，地表建(構)筑物有需重點保護的羅雨干渠、天橋樁基、上水管和煤氣管等，其中尤以3(高)×14(寬)的羅雨干渠和盾構出洞口的天橋樁基對盾構掘進施工影響很大。該區(qū)間地質構造復雜，斷裂帶較多，隧道斷面內存在多種軟硬不同的巖土(從洪積層至風化巖層)，且沿軸線方向隧道斷面內的地層有明顯變化；該區(qū)間隧道所處地層富含地下水，且地下水多為動態(tài)水(流動水)，浸透性和補給性強，地下水與深圳水庫和深圳河相通。二、施工技術難點及對策2臺盾構分別于2001年6月6日和7月8日從購物公園站始發(fā)，至2022年7月16日和8月10日相繼完成2條區(qū)間隧道的掘進任務。由于地質環(huán)境的復雜性和盾構本身存在的局限性等原因，因此，在盾構推進過程中難點不少。1.購物公園站～香蜜湖站區(qū)間隧道施工(1)沿線建(構)筑物保護根據(jù)南方地層普遍自立性較好的特點(即能自穩(wěn)一定時間)，在施工中以施行信息化施工為指導原那么，同時對各施工參數(shù)進展優(yōu)化，施行動態(tài)施工管理，使沿線的電纜隧道、新洲河、高爾夫球嘗別墅群、深南大道和東座酒家等重要建(構)筑物得到保護。(2)盾構在復雜地層中施工當2臺盾構成功穿越高爾夫球場和別墅群后，先后遇到球狀風化巖，其中1＃盾構(左線)所遇地層為強風化巖層(自立性強、球狀風化巖較少)，開倉人工鑿除10塊球狀風化巖后恢復正常掘進，并順利抵達香蜜湖站；而2＃(右線)盾構遇到的球狀風化巖，分布在150長的掘進范圍內，由于間隔長、球狀風化巖數(shù)量多且局部區(qū)域隧道上方緊鄰殘積土，故不具備采用開倉人工鑿除球狀風化巖的條件，且工期上也不允許。經(jīng)過反復商討，最終確定采用礦山法處理球狀風化巖，并形成初襯隧洞，然后盾構穿越初襯隧洞并拼裝管片形成最終隧道。初襯隧洞是采用傳統(tǒng)的超前小導管注漿、臺階法挖土、光面法爆破處理巖石和網(wǎng)噴支護工藝來施工的；礦山法初襯隧洞必須根據(jù)線路特點和盾構的外形尺寸以及施工需求進展設計，本初襯隧洞設計成斷面尺寸為直徑6.4的圓形斷面。經(jīng)優(yōu)化比選，確定采用混凝土導臺進展導向，用粗礫砂和漿液進展同步充填建筑空隙并穩(wěn)定已成型隧道，在接口處管片上安裝雙道止水條加強防水，同時進展二次補壓漿，增強該段隧道的永久防水性。2.羅湖站～國貿站區(qū)間隧道施工(1)沿線建(構)筑物保護①天橋樁基的處理在盾構工作井處有一人行天橋的下行梯道，該梯道采用樁基承重，樁基為直徑550的空心鋼筋混凝土管樁，管樁離洞門只有3左右，且均處于隧道斷面內，為保證盾構平安出洞，除在原有洞門外設置纖維鋼筋混凝土圍護樁外，還對洞口外土體進展了旋噴加固。為保證施工平安，故在盾構的刀盤上配置了一定數(shù)量的滾刀，由滾刀直接切削低標號圍護樁纖維鋼筋混凝土和天橋樁基，同時實行開倉人工割除樁基鋼筋，最終確保了2臺盾構的順利出洞。②羅雨干渠的保護羅雨干渠是深圳市羅湖區(qū)最重要的市政排水樞紐管道，為確保其運行平安，除在盾構推進施工方面采取嚴密的控制措施(如出土控制、同步注漿、盾構姿態(tài)控制等)外，還制定了專門的監(jiān)測方案(監(jiān)測內容包括地表沉降、羅雨干渠頂部沉降、土體分層沉降和測斜等)和應急預案(主要是實行巡視制度、預先做好跟蹤注漿或回填的準備工作、跟蹤做好交通疏解和維護工作等)。③對于上水管、煤氣管等管線采用常規(guī)的開挖暴露、直接監(jiān)測和懸吊保護方案，在做好交通維護的前提下，與交警部門協(xié)調，及時修復受損路面。(2)盾構在復雜地層中施工由于羅湖～國貿區(qū)間隧道所處地層富含水、地層種類多、地層變化快、地質構造復雜，而由此帶來的最大難點是刀具磨損快，需頻繁更換刀具，而在這種復雜地層中直接開倉換刀不具備條件；要施行地層加固也較困難。通過超前定點預加固(旋噴加固)，為盾構的定點換刀創(chuàng)造了有利條件，同時也縮短了施工工期。在本工程中，左線隧道共施行了3處超前的預加固，右線隧道因地質情況優(yōu)于左線隧道，故施行了1處超前預加固，在各加固點都順利地施行了刀具的更換。轉貼于論文聯(lián)盟.ll.三、施工技術小結1.在南方地鐵工程施工中，隧道斷面內的地層普遍存在“上軟下硬〞的現(xiàn)象，由于盾構正面巖土強度差異較大，因此在同樣的推力作用下，土體所產(chǎn)生的壓縮變形就不同，從而導致盾構在掘進時所受到的反作用力分布不均，姿態(tài)難以控制。通過施工理論，我們認為采取以下措施可以較好地控制盾構的姿態(tài)。(1)適當降低總推力，減小盾構掘進速度；(2)根據(jù)盾構行程千斤頂所反應的信息變化，隨時調整千斤頂編組和各區(qū)域油壓；(3)充分利用鉸接千斤頂?shù)募m偏作用，根據(jù)不同狀況及時對各組鉸接千斤頂進展行程調整；(4)根據(jù)不同情況，選擇不同型號管片進展拼裝，同時兼顧管片與盾殼間的空隙變化情況，做到通過盾構前方著力點的導向變化來影響盾構的掘進方向；(5)通過改變注漿部位、注漿量和注漿時間、步驟，使得盾尾前方成型隧道在盾構推力的反作用下產(chǎn)生一定范圍的變形，從而實現(xiàn)成型隧道與盾構互相之間的影響和制約；(6)在偏硬的風化巖地層中，可動用超挖刀來加強糾偏力度，到達糾偏效果。2.在南方地鐵工程施工中，盾構切削的土壤中含有20%左右的粘粒和礦物質成分，使得粘粒的粘性變強。當土倉內溫度較長時間保持在35℃以上時，就極易形成泥餅(泥餅是指由土顆粒凝聚而成，具有整體性強并有一定強度的土團或土塊)，附著在土倉面板、刀盤外表或諸如中心軸承、攪拌棒等物體上，加快刀盤面板和刀具的磨損。泥餅的形成會降低掘進效率，從而導致土倉溫度急劇升高；待泥餅形成一定的體積直至完全堵塞外界土體進入螺旋機的通道時，盾構將因出土受阻而無法掘進。解決泥餅問題的技術措施有：(1)通過加水或加泡沫，對切削下來的土體進展改進，以減小土體的粘性和含水量；(2)施工過程中嚴格控制溫度，一方面可以通過向土倉適當加水降溫；另一方面可通過調節(jié)冷卻系統(tǒng)循環(huán)水的溫度來進步降溫速度；再者可實行停機冷卻，待溫度降至35℃以下時再繼續(xù)推進；(3)加強操作控制和管理，防止誤操作，對各施工參數(shù)進展優(yōu)化，防止對土體的過分壓縮而促進泥餅的形成；防止人為的集中出土或不均勻出土；防止土體中的固有水份過分流失；防止注漿漿液流入開挖面或土倉內，造成土體固結等；(4)施工過程中根據(jù)參數(shù)特征，定時或不定時實行洗倉，消除既有泥餅，并防范大的泥餅產(chǎn)生。洗倉時宜采用肥皂水，因其能增加土體和易性及減小土顆粒之間的凝聚力；加水量應嚴格控制，假設加水量過大那么會污染工作面，而加水量過小又會加劇泥餅的形成；洗倉要經(jīng)過假設干次循環(huán)，既能消除泥餅，又不會對正面土體造成大的擾動或破壞。3.在本工程中，隧道的絕大局部處于礫質粘性土和風化巖層中，由于這些地層中均含有大量的砂礫質成份，故要求刀具必須具有良好的耐磨性，本工程所選用的刀具均在其外表堆焊了硬質合金，以增強其耐磨性，此外在刀盤上布置了周邊滾刀、先行刀(亦稱撕裂刀)和割刀三種主要刀具(保護刀、超挖刀除外)，針對不同的巖土，以進步刀具的破土效率和使用壽命。正確、標準操作盾構，對刀具的使用壽命亦有相當大的影響，特別是在地質情況比擬特殊或地質發(fā)生突變的情況下，盾構司機應能及時調整操作方法和相關施工參數(shù)，使盾構的運作處于平穩(wěn)、良性狀態(tài)，保證各運行參數(shù)在盾構本身允許的范圍內合理波動。根據(jù)理論經(jīng)歷，施工中應特別注意刀盤扭矩、刀盤轉速、油溫和出土土溫、掘進速度等施工參數(shù)的變化，并隨時進展調整，保證各參數(shù)處于正常范圍并使之相匹配。4.在購物公園站～香蜜湖站區(qū)間隧道施工中，采用礦山法處理球狀風化巖，并形成初襯隧洞，然后盾構穿越初襯隧洞并拼裝管片形成最終隧道，在國內那么是首例。5.施工效果通過及時、動態(tài)地掌握信息，對施工進展指導，使羅雨干渠主體構造沉降均控制在10