盾構(gòu)穿越河流、橋梁、既有線專項施工方案_第1頁
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文檔簡介

專項施工方案及措施3.1工程穿越危險性較大的道路、橋梁、河流、地鐵和既有管線及建筑物專項施工方案3.1.1穿越危險性較大的道路、橋梁、河流、地鐵和既有線及建筑物概況本標段要穿越道路一條、橋梁一座、河流兩條、穿越地鐵4號線及并行一段電力隧道,穿越詳細情況如下:1、河流本標段穿越河流分別為京密引水渠、清河,共兩條。其中京密引水渠穿越范圍2+650-2+810,是北京市重要的供水設(shè)施,具備正向和反向輸水能力。隧洞距離渠道底板約11.5m。清河穿越范圍3+233-3+265,河底距離盾構(gòu)區(qū)間洞頂約6m。2、地鐵本標段施工區(qū)間與地鐵有一段并行和一次穿越。盾構(gòu)區(qū)間并出行段范圍3+300-3+974,地鐵4號線為運營線。與隧洞并行線路,部分為地下線,部分為地面線。隧洞結(jié)構(gòu)與4號線結(jié)構(gòu)外壁水平凈距最小為14m。穿越地鐵范圍3+330-3+350,隧洞從備用站臺上方穿越。隧洞底板距離備用站臺頂板結(jié)構(gòu)約4.5m。3、管線本標段穿越兩條管線,分別為污水管線、電力隧道。污水管線穿越范圍3+315-3+325,管徑為DN1200,管線距離隧洞頂約為5m。電力隧道穿越范圍3+282-3+974,電力隧道內(nèi)徑為2.6m×2.4m,隧道內(nèi)底高程約為41.42m~45.41m。輸水隧洞位于電力管溝東側(cè)偏下位置,隧洞外頂高程約為38.68~35.50m。結(jié)構(gòu)面最小凈距6.4m。4、建筑房屋本標段在3+132~3+230位置穿越既有地面建筑?;A(chǔ)類型及埋深情況待調(diào)查。表3-1穿越建筑統(tǒng)計施工一標風險工程匯總表序號風險工程名稱位置、范圍風險基本狀況描述風險等級1盾構(gòu)區(qū)間隧洞穿越京密引水渠樁號2+650~2+810京密引水渠是北京市重要的供水設(shè)施,具備正向和反向輸水能力。隧洞距離渠道底板約11.5m。一級2盾構(gòu)區(qū)間下穿房屋樁號3+132~3+230地面為現(xiàn)狀房屋,基礎(chǔ)埋深不詳。二級3盾構(gòu)區(qū)間穿越地鐵4號線備用站臺樁號3+330~3+350重要保密設(shè)施。隧洞從備用站臺上方穿越。隧洞底板距離備用站臺頂板結(jié)構(gòu)約4.5m。特級4盾構(gòu)區(qū)間下穿清河樁號3+233~3+265河底距離盾構(gòu)區(qū)間結(jié)構(gòu)外壁約6m。一級5盾構(gòu)區(qū)間下穿污水管線樁號3+315~3+325污水管線管徑為DN1200,管線距離隧洞頂約為5m。一級6盾構(gòu)區(qū)間下穿房屋樁號3+330~3+400地面為現(xiàn)狀房屋,基礎(chǔ)埋深不詳。二級7盾構(gòu)區(qū)間并行電力隧道樁號3+281~3+974電力隧道內(nèi)徑為2.65m×2.4m,隧道內(nèi)底高程約為41.42m~45.41m。輸水隧洞位于電力管溝東側(cè)偏下位置,隧洞外頂高程約為38.68~35.50m。結(jié)構(gòu)面最小凈距6.4m。特級8盾構(gòu)區(qū)間穿越五環(huán)路紅山口橋樁號3+480~3+540紅山口高架橋位于紅山口腳下至黨校北門。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁,最大跨徑68米,下部結(jié)構(gòu)采用樁基,樁長11~15m。隧洞結(jié)構(gòu)與橋樁最近距離約為1.58m。特級9盾構(gòu)區(qū)間并行地鐵4號線樁號3+300~3+974地鐵4號線為運營線。與隧洞并行線路,部分為地下線,部分為地面線。隧洞結(jié)構(gòu)與4號線結(jié)構(gòu)外壁水平凈距最小為14m。一級3.1.2工程地質(zhì)1.地形地貌輸水管道線路工程區(qū)2+153.848-3+974.346段位于北京城西北部,清河中上游左岸河漫灘至清河一級階地地貌單元處,屬溫榆河水系,處于永定河沖洪扇東翼地貌。地勢較平坦,總體趨勢由西向東逐漸降低。輸水管線軸線主要地段為清河北岸綠化隔離帶及人行便道。建設(shè)場地沿線地勢西高東,地面標高42.79-45.26m間,地面坡降0.5‰-2‰。輸水管線沿線地面以下30m深度范圍內(nèi)的地層主要為人工堆積層、一般第四紀沉積層。2.工程地質(zhì)情況(1)圍巖穩(wěn)定性分析隧洞在樁號3+380~3+630段洞身上部分多穿越地層為第四系覆蓋層,主要巖性包括卵石層、粉土層、卵石層,以及碎石土和少量殘積土等;洞身下部分則以穿越二迭系紅廟嶺組全風化~中等風化~中等風化砂巖為主;其余地段隧洞洞身主要穿越第四系覆蓋層。河頂5m以內(nèi)覆蓋地層多為卵石、細砂、中砂層及粉土,顆粒間結(jié)構(gòu)性較弱,圍巖洞室自穩(wěn)能力差,無法形成自然應(yīng)力拱,易發(fā)生塌落現(xiàn)象,依據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50487-2008)附錄N及《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》(GB50307-2012)附錄E,該段巖層工程地質(zhì)分類為V類。由于隧洞穿越巖體風化程度從全風化至中等風化不等,節(jié)理裂隙發(fā)育,施工時產(chǎn)生的震動及洞室開挖后應(yīng)力重組分布易使圍巖沿節(jié)理面、軟弱結(jié)構(gòu)面、層面滑動,導致圍巖坍塌。同時由于巖體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,圍巖壓力變化較大,易發(fā)生偏壓導致坍塌,宜適當加強洞室支護結(jié)構(gòu)。(2)施工工程分級該段隧洞所穿越地層包括卵石層、粉土層、卵石層、細砂透鏡體、碎石土、殘積土以及二迭系紅廟嶺組全風化~中等風化砂巖,可開挖性差別極大,軟硬不均。依據(jù)《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》(GB50307-2012)附錄F,該段施工工程分級為II~V級,須選擇適宜的盾構(gòu)機刀具。c)地基穩(wěn)定性評價根據(jù)勘察結(jié)果,隧洞洞底分布地層巖性以二迭系紅廟嶺組砂巖為主,南北兩端底地層為卵石層,地基土穩(wěn)定性較好,但砂巖從全風化~中等風化不等,力學性質(zhì)差異較大,尤其是第四紀沉積層與基巖交界地段洞底以下地基極不均勻,宜考慮適當加強結(jié)構(gòu)的剛度和強度。(3)地下水影響及建議根據(jù)勘察,場區(qū)地下水位高于結(jié)構(gòu)底板,其水位年變幅一般為1~3m。同時受京密引水渠滲水影響,洞室周邊尤其洞頂卵石層、砂層、粉土層及節(jié)理裂隙發(fā)育的基巖易發(fā)生流砂、管涌、洞頂坍塌等現(xiàn)象,影響隧洞洞身、洞頂穩(wěn)定,進而引發(fā)地面沉降或塌陷以及洞身涌水現(xiàn)象,施工應(yīng)予以高度重視。根據(jù)勘察結(jié)果及隧洞設(shè)計,該段存在涌水問題。隧洞涌水問題主要涉及到潛水滯水,含水巖組主要為卵石層,綜合滲透系數(shù)按照150m/d考慮。該段基巖起伏較大,洞頂主要賦水卵石層分布不均一,地下水類型為潛水滯水,補給范圍有限,因此施工初期涌水量相對較大,但隨著施工的進行,其涌水量可能會逐漸減少。(4)周圍環(huán)境與地下工程的互相作用=1\*GB3①環(huán)境對工程的影響本段隧洞在平面上與電力隧道并行,其水平凈距小,在五環(huán)路紅山口高架橋處平面上基本重合,隧洞埋深大于電力隧道。電力隧道未進行防滲,目前洞內(nèi)積水較多,其滲水易使砂層、粉土層及卵石發(fā)生流砂、管涌等現(xiàn)象。隧洞在樁號3+340附近從地鐵4號線備用站臺上部穿越,其垂直近距約5m。據(jù)調(diào)查,地鐵4號線備用站臺現(xiàn)正采用暗挖法施工,應(yīng)注意地鐵4號線備用站臺施工產(chǎn)生的振動、排水等對上部巖土體的影響。該段隧洞距京密引水渠較近,應(yīng)注意京密引水渠滲水對施工的影響,防止隧洞涌水發(fā)生坍塌。另外,隧洞沿線包括京密引水渠東岸馬連洼西路、香山路、地鐵四號線等交通道路,車輛行駛過程中產(chǎn)生的振動可能使圍巖松動,產(chǎn)生坍塌。=2\*GB3②施工對環(huán)境的影響本段隧洞周邊存在大量重要建筑物,如在樁號3+480~3+540附近穿越五環(huán)路紅山口橋,隧洞距離橋樁基礎(chǔ)最近距離僅為1.58m,同時與電力隧道并行、在地鐵4號線備用站臺上部穿越,同時沿線多分布有燃氣管線等,施工時應(yīng)注意采取有效防護及監(jiān)測措施,避免因過大的塌方對臨近建(構(gòu))筑物、地下管線的正常使用產(chǎn)生影響。3.1.3對穿越道路、橋梁、河流、地鐵和既有線及建筑物的綜合對策1、建立嚴密的監(jiān)測網(wǎng),對穿越的道路、橋梁、地鐵和既有管線及建筑物進行監(jiān)測,并根據(jù)結(jié)構(gòu)物的狀況制定警戒值。2、結(jié)合實際情況,在場地允許地面采用旋噴施工對地層進行預(yù)加固處理,對臨近橋墩較近位置增設(shè)隔離樁。3、設(shè)定準確的土倉壓力值,嚴格控制土壓平衡,確保開挖面的穩(wěn)定。4、確保同步注漿和及時二次補漿,設(shè)定合理的注漿量和注漿壓力;確保管片圍巖間隙及時充填密實。5、對盾構(gòu)掘進進行嚴格線形控制和盾構(gòu)機姿態(tài)控制,減小軸線偏差和及時糾偏,減小超挖和對圍巖的擾動。6、根據(jù)監(jiān)測信息,及時優(yōu)化施工參數(shù)。3.1.4盾構(gòu)下穿危險性較大區(qū)段度盾構(gòu)施工措施3.1.4.1盾構(gòu)推進和地層變形的控制本工程采用土壓平衡式盾構(gòu)掘進機,其利用壓力倉內(nèi)的土壓力來平衡開挖面的土體,從而達到對盾構(gòu)正前方開挖面支護的目的。平衡壓力的設(shè)定是土壓平衡式盾構(gòu)施工的關(guān)鍵,維持和調(diào)整設(shè)定的壓力值又是盾構(gòu)推進操作中的重要環(huán)節(jié),這里面包含著推力、推進速度和出土量的三者互相關(guān)系,對盾構(gòu)施工軸線和地層變形量的控制起主導作用,所以在盾構(gòu)施工中要根據(jù)不同土質(zhì)和覆土厚度、地面建筑物,配合監(jiān)測信息的分析,及時調(diào)整平衡壓力值的設(shè)定。同時要求推進中盾構(gòu)姿態(tài)保持相對的平穩(wěn),控制每次糾偏量不過大,減少對土體的擾動,并為管片拼裝創(chuàng)造良好的條件。同時根據(jù)推力、推進速度、出土量和地層變形的監(jiān)測數(shù)據(jù),及時調(diào)整注漿量,從而將軸線和地層變形控制在允許的范圍內(nèi)。3.1.4.2主要參數(shù)設(shè)定(1)、合理設(shè)置土壓力,防止超挖在盾構(gòu)推進的過程中,根據(jù)理論計算、前期掘進數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整土壓力值,從而科學合理的設(shè)置土壓力值及相宜的推力、推進速度等參數(shù),防止超挖,以減少對土體的擾動。正面平衡壓力:P=k0hP:平衡壓力(包括地下水):土體的平均重度(KN/m3)h:隧道埋深(m)k0:土的側(cè)向靜止平衡壓力系數(shù)表3-2擬定掘進參數(shù)序號建筑物名稱位置范圍頂部土壓力bar推力t同步注漿m3掘進速度mm刀盤轉(zhuǎn)速rpm1盾構(gòu)區(qū)間隧洞穿越京密引水渠樁號2+650~2+8101.51500620-301.42盾構(gòu)區(qū)間下穿房屋樁號3+132~3+2301.81600620-301.43盾構(gòu)區(qū)間穿越地鐵4號線備用站臺樁號3+330~3+3501.41600620-301.44盾構(gòu)區(qū)間下穿清河樁號3+233~3+2651.61700610-201.85盾構(gòu)區(qū)間下穿污水管線樁號3+315~3+3251.61700610-202.06盾構(gòu)區(qū)間下穿房屋樁號3+330~3+4001.61700610-201.87盾構(gòu)區(qū)間并行電力隧道樁號3+281~3+9741.61600620-301.48盾構(gòu)區(qū)間穿越五環(huán)路紅山口橋樁號3+480~3+5401.81600620-301.49盾構(gòu)區(qū)間并行地鐵4號線樁號3+300~3+9741.71700610-202.0(2)、渣土改良為保證一個正常的工作范圍,減少刀盤的磨損,在掘進過程預(yù)先對掌子面土體進行改良,通過對刀盤前方土體注入泡沫劑,以減少刀盤的扭矩,降低刀盤的油壓,并使渣土具有適當?shù)暮鸵仔?。?)、推進速度下穿建(構(gòu))筑物時保證推進速度的恒定、穩(wěn)定,嚴格控制盾構(gòu)推進方向,減少糾偏,特別是大量值糾偏。在下穿建筑物的推進過程中,每60cm測量一次盾構(gòu)機的推進方向,盡可能減少糾偏,特別是要杜絕大量值糾偏,同時在盾構(gòu)下穿期間,保持勻速推進,從而保證盾構(gòu)機平穩(wěn)地下穿建筑物。3.1.4.3同步注漿漿液的具體配比如下表:(Kg/m3)表3-3漿液配比表水泥(kg)粉煤灰(kg)膨潤土(kg)砂(kg)水(kg)外加劑80~140241~38150~60710~934460~470按需要根據(jù)試驗加入推進單環(huán)管片造成的理論建筑空隙為:1.5(6.252-6.02)/4=2.89(m3)實際的壓注量為每環(huán)管片理論建筑空隙的130%~180%,即每推進一環(huán)同步注漿量為3.8~5.2m3,這里取最大值并適當增加到6m3。泵送出口處的壓力一般控制在0.3MPa左右,實際施工壓力還應(yīng)視地面沉降進行調(diào)節(jié)和控制。3.1.4.4二次注漿管片脫出盾尾后采用二次補強注漿來滿足工程質(zhì)量要求。二次補強注漿根據(jù)始發(fā)時地層情況選擇材料和漿液配比,擬采用雙液漿,雙液漿配比:水泥漿液水灰比為0.8:1(質(zhì)量比),水玻璃溶液配比為水玻璃:水=0.6:1(體積比),水泥漿液:水玻璃溶液=1:1(體積比)3.1.4.5洞內(nèi)加固注漿洞內(nèi)加固注漿采用在管片上開孔的方式,在管片上部120度范圍內(nèi)徑向往外打設(shè)L=3m長鋼花管,軟弱地層(如砂卵石層、粘土層)內(nèi)注入雙液漿,及時對盾構(gòu)掘進造成的圍巖松動圈范圍內(nèi)的巖體進行固結(jié),防止盾構(gòu)通過后巖體在上部土壓及水位變動及盾構(gòu)運營期間動態(tài)振動的情況下發(fā)生位移,造成巖層及地表沉降。注漿鋼花管采用φ32mm、t=3mm鋼筋制作,注漿管前端2.2m割泄?jié){孔,孔徑10mm,泄?jié){孔呈梅花形布置,縱向間距15cm。洞內(nèi)注漿示意圖見圖3-1。地層加固注漿施工步驟見圖3-2。圖圖3-2地層加固注漿流程框圖(1)管片開孔根據(jù)地層加固注漿施工里程,本段管片采用三孔環(huán),以滿足鋼花管布置需要。人工開孔時應(yīng)注意地下水情況,如發(fā)生有較大地下水泄漏,應(yīng)及時采用注漿球閥封堵,進行二次注漿后再進行開孔處理。(2)打設(shè)注漿鋼花管注漿鋼花管采用φ40mm、t=3mm鋼筋制作,注漿管前端2.2m割泄?jié){孔,孔徑10mm,泄?jié){孔呈梅花形布置,縱向間距15cm。(3)漿液拌制地層加固注漿采用水泥漿—水玻璃雙液漿,水泥漿水灰比為0.6:1~1:1,水泥漿采用P.O.42.5普通硅酸鹽水泥。水泥漿液攪拌時間一般為60~90秒,攪拌時間不能過長,以免影響漿液膠凝時間。(4)注漿二次注漿采用雙液注漿機,水玻璃采用35Be,水玻璃摻入量根據(jù)凝固時間要求進行現(xiàn)場配置試驗確定,凝固時間設(shè)定在15~20秒,注漿壓力為0.3~0.5MPa,同時進行跟蹤監(jiān)測,根據(jù)監(jiān)測情況對注漿壓力進行調(diào)整,防止注漿壓力過大導致的地面隆起。(5)注漿結(jié)束標準二次注漿采用注漿壓力及注漿量做為結(jié)束注漿的雙重控制標準,即當注漿壓力達到設(shè)定值,并穩(wěn)定壓力5min鐘,注漿量到理論注入量時,即可認為該注漿孔達到二次注漿的要求。注漿量根據(jù)地層孔隙率按公式:Q=V*n*α*(1+β)=((3.14*5*6.5)-(3.14*3*3))/3*0.5*0.8*(1+0.2)=11.8m3(其中V為注漿加固土體的體積;n為地層孔隙率,為確保加固效果建議不下于50%;α為地層填充系數(shù),取0.8;β為漿液消耗系數(shù),取0.2)進行確定,同時進行跟蹤監(jiān)測,根據(jù)監(jiān)測情況調(diào)整注漿壓力及注漿量。3.1.4.6控制好盾構(gòu)姿態(tài),確保盾尾間隙均勻盾構(gòu)推進過程中的同步注漿及二次補漿是控制地面沉降的主要因素,以往的經(jīng)驗顯示,盾構(gòu)推進過程中的盾構(gòu)姿態(tài)不好易造成盾尾處漏漿,地面沉降,因此在盾構(gòu)下穿建筑物期間,確保盾構(gòu)推進軸線與設(shè)計軸線相吻合,盾尾四周間隙均勻。另外通過加大盾尾油脂壓注量來防止?jié){液通過盾尾流失。同時采用性能較好的盾尾油脂。3.1.4.7加強施工過程管理,確保盾構(gòu)連續(xù)穿越。盾構(gòu)推進過程中長時間的停機易造成地面大量的沉降,為了確保24h連續(xù)推進,在穿越前對盾構(gòu)機及其他故障和缺陷,會同設(shè)備供應(yīng)商共同檢測修理,并對可能出現(xiàn)的故障預(yù)先做好修理準備,對主要設(shè)備零件的備件在施工前配備齊全。在盾構(gòu)下穿建筑物期間,進行24h人員蹲守巡視,一旦發(fā)現(xiàn)異常跡象,立即上報,并根據(jù)情況采取適當措施進行處理。3.1.5盾構(gòu)穿越地段地面注漿加固措施地面加固主要采用地面注漿和旋噴樁加固,根據(jù)場地狀況部分下穿管線采用袖閥管注漿加固。3.1.5.1、地面注漿加固在盾構(gòu)穿越建(構(gòu))筑物后,繼續(xù)對掘進過后的該建筑物結(jié)構(gòu)進行監(jiān)控量測,并進行24h巡視,一旦發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象或建筑物變形超標,及時采取地面注漿加固。(1)、注漿孔布置注漿孔沿建筑物周邊輪廓線布置,主要在線路穿越范圍內(nèi)布置,間距1.5m,孔深比建筑物樁基深2m。(2)、漿液采用水泥漿—水玻璃雙液漿,漿液配合比初步確定:注漿漿液濃度由稀到濃逐級變換,雙液漿配比:水泥漿液水灰比為0.8:1(質(zhì)量比),水玻璃溶液配比為水玻璃:水=0.6:1(體積比),水泥漿液:水玻璃溶液=1:1(體積比)。具體的漿液配合比通過在注漿前及起先幾個孔注漿時的現(xiàn)場試驗確定。(3)、注漿量及壓力注漿以加固土體,提高建筑物基礎(chǔ)承載力為目的,同時也考慮到建筑物的安全,施工過程中通過加強監(jiān)測,緩慢加大注漿壓力,注漿壓力一般控制在1~2Mpa;注漿量根據(jù)地層加固區(qū)需充填的地層孔隙數(shù)量及現(xiàn)場試驗來確定;同時也應(yīng)加強各方面的監(jiān)測,以便指導注漿。(4)、注漿步驟:注漿孔采用鉆機鉆孔,用雙液注漿泵注漿,漿液在進入土體前混合。注漿前先注水試壓,注水壓力1Mpa,持續(xù)20min左右。根據(jù)選定的參數(shù)配制注漿漿液,水泥漿液配好后用篩過濾一遍。按設(shè)計連接注漿管路并做好注漿系統(tǒng)的檢查。按設(shè)計壓力、注漿量及時注漿。注漿時,壓力逐漸由低到高,排量逐漸減少,并逐漸趨于平衡,可視為正常。時刻注意泵口及孔內(nèi)壓力、流量變化。若壓力不升,流量不減,或注入30min后壓力上升過快,流量減少亦快,調(diào)換漿液配比或調(diào)整漿液凝膠時間,并防止堵管事故的發(fā)生。當每個孔段達到終壓之后,且注漿量單液漿小于20~30升/分,穩(wěn)定20-30分鐘后,即可結(jié)束注漿。雙液漿泵量小于30~40升/分,持續(xù)20分鐘后可結(jié)束注漿。3.1.5.2三重管旋噴注漿加固(1)施工準備a測量放線根據(jù)設(shè)計施工圖現(xiàn)場精確測設(shè)定位出旋噴樁的位置b場地布置施工現(xiàn)場應(yīng)做到“三通一平”,弄清地下管線和地下障礙物的種類和位置,采取相應(yīng)的技術(shù)措施。嚴格按照場地規(guī)劃布置搭建材料堆場及各種施工、生活、安全、保衛(wèi)和消防設(shè)施。c機械設(shè)備進場機械設(shè)備進場后經(jīng)理部機電工程師審查作業(yè)機械的使用、保養(yǎng)記錄,檢查其工作狀態(tài),以確保投入作業(yè)的機械設(shè)備狀態(tài)良好;安全工程師檢查作業(yè)機械設(shè)備是否存在安全隱患,以上均滿足要求后上報監(jiān)理工程師并獲得監(jiān)理工程師的批準方能施工。(2)鉆孔施工a鉆機就位將鉆機安置在現(xiàn)場精確測設(shè)的孔位上,使鉆頭對準孔位中心。鉆機安裝定位要準確、水平、穩(wěn)固。為保證鉆孔達到設(shè)計要求的垂直度,鉆機就位后須作水平校正,使其鉆桿軸線垂直對準鉆孔中心位置。鉆桿垂直度<1%。b鉆孔鉆孔的目的為了將注漿管插入預(yù)定的地層中。鉆孔位置與設(shè)計孔位偏差不得大于50mm。c噴射注漿噴射注漿管插入預(yù)定深度后,由下至上同時噴射高壓水及低壓空氣,利用高壓水噴射流和氣流同軸噴射沖切土體,形成較大孔隙。另注入水泥漿液填充空隙。注漿時隨時檢查漿液初凝時間、漿液流量、漿液壓力、旋轉(zhuǎn)提升速度、水壓力、水流量及空氣壓力、空氣流量等參數(shù)是否符合設(shè)計及規(guī)范要求,并隨時做好記錄。d注漿管提升鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不中斷,拆卸鉆桿繼續(xù)旋噴時,其搭接長度不小于100mm。e沖洗施工完畢后,沖洗干凈注漿管等機具設(shè)備,管內(nèi)機內(nèi)不得殘存水泥漿。f移動機具將鉆機等機具設(shè)備移至新孔位。(3)技術(shù)要求施工前先做1~2根試驗樁,以確定旋噴樁有關(guān)的施工參數(shù)。a鉆桿就位后,須校正鉆機主要立軸二個不同方向的垂直度。使用回轉(zhuǎn)鉆機,須校正導向桿。垂直度誤差不得超過1%。b在插管時,水壓不宜大于1MPa。c旋噴作業(yè)時,應(yīng)檢查注漿流量、風量、壓力、旋轉(zhuǎn)提升速度等。高壓水射流的壓力宜大于20Mpa。d水泥漿液的水灰比取1.0,灌入水泥漿液的比重取1.5~1.6,返漿比重取1.2~1.3。漿液宜在旋噴前一小時內(nèi)攪拌,攪拌后不得超過4小時,當超過時,應(yīng)經(jīng)專門試驗證明其性能符合要求后方可使用。e水泥采用325號普通硅酸鹽水泥,根據(jù)需要可加入適量的速凝或早強等外加劑。f注漿管進入預(yù)定深度后,應(yīng)先進行試噴。應(yīng)先送高壓水,再送水泥漿和壓縮空氣,壓縮空氣可晚送30s。在樁底部邊旋轉(zhuǎn)邊噴射1min后,再進行邊旋轉(zhuǎn)、邊提升、邊噴射,由下而上噴射注漿。噴射管分段提升的搭接長度不得小于100mm。停機時先關(guān)高壓水和壓縮空氣再停止送漿。施工順序為先噴漿后旋轉(zhuǎn)和提升。g旋噴作業(yè)前檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng),其壓力和流量須滿足設(shè)計要求。注漿管及噴嘴內(nèi)不得有任何雜物。注漿管接頭的密封圈必須良好。噴射孔與高壓注漿泵的距離小于50m。h拆卸鉆桿繼續(xù)旋噴時,須保持鉆桿有10cm的搭接長度。成樁中鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不中斷。i發(fā)生故障時立即停止提升和旋噴,以防樁體中斷,同時立即進行檢查排除故障。如發(fā)現(xiàn)有漿液噴射不足,影響樁體的設(shè)計直徑時,應(yīng)進行復(fù)噴。g旋噴過程中,鉆孔中的冒漿量應(yīng)控制在10%~25%之間。冒漿量大于注漿量25%或完全不冒漿時,應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)的措施。k土體密度較大,一次噴漿達不到設(shè)計樁徑時,可進行第二次復(fù)噴。l旋噴樁應(yīng)隔孔施工。m高壓噴射注漿過程中若發(fā)現(xiàn)地下有塊石等障礙物時,可采用放慢或停止提升、定位注噴等方法。n每次注漿后,應(yīng)將泵體和管道清洗干凈。(3)三重管旋噴技術(shù)參數(shù)旋噴注漿施工技術(shù)參數(shù)表3-4項目三重管參數(shù)水壓(Mpa)≥20風壓(Mpa)0.7漿壓(Mpa)2~3水泥漿水灰比1.0水泥漿比重1.5~1.6旋轉(zhuǎn)速度(r/min)10噴嘴直徑(mm)2.0~3.0提升速度(m/min)0.05~0.15漿液流量(L/min)100~150最大深度(m)30質(zhì)量檢驗標準質(zhì)量標準控制表3-5序號檢查項目允許偏差或允許值檢查方法1水泥及外摻劑質(zhì)量符合出廠要求查產(chǎn)品合格證書或抽樣檢查2水泥用量設(shè)計要求查看流量表及水泥漿水灰比3鉆孔位置≤50mm鋼尺量4鉆桿垂直度≤1%全站儀5孔深±200mm鋼尺量6注漿壓力查看壓力表7樁體直徑≤50mm鋼尺量(5)施工常見問題及處理辦法旋噴加固施工常見問題處理方法表3-6常見問題產(chǎn)生原因預(yù)防措施及處理方法固結(jié)體強度不均、縮頸噴射方法與機具沒有根據(jù)地質(zhì)條件進行選擇根據(jù)設(shè)計要求和地質(zhì)條件,選用不同的噴漿方法和機具噴射設(shè)備出現(xiàn)故障(管路堵塞、串、漏、卡鉆)中斷施工噴漿前進行壓水壓漿壓氣試驗,一切正常后方可配漿準備噴射,保證連續(xù)進行。配漿時必須用篩過濾。拔管速度、旋轉(zhuǎn)速度及注漿量不配合,造成樁身直徑大小不均,漿液有多有少。根據(jù)固結(jié)體的形狀及樁身勻質(zhì)性,調(diào)整噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度、提升速度、噴射壓力和噴漿量穿過較硬的粘性土產(chǎn)生縮頸對易出現(xiàn)縮頸部位及底部不易檢查處進行定位旋轉(zhuǎn)噴射(不提升)或復(fù)噴的擴大樁徑辦法噴射的漿液與切削的土粒強制拌和不充分、不均勻,影響加固效果控制漿液的水灰比及稠度,嚴格要求噴嘴的加工精度、位置、形狀、直徑,保證噴漿效果鉆孔沉管困難,偏斜遇有地下埋設(shè)物,地面不平實,放樁位點時同釬探,遇有地下埋設(shè)物清除或移樁位點鉆桿垂直度超過1%噴射注漿前先平整場地,鉆桿垂直度控制在1%以內(nèi)注漿流量不變,壓力突然下降注漿系統(tǒng)泄露檢查各部位的泄露情況,必要時拔出注漿管檢查密封性能壓力陡增超過最高限值、流量為零,停機后壓力不變動噴嘴堵塞拔管疏通噴嘴冒漿過大,超過25%有效噴射范圍與注漿量不相適應(yīng),注漿量大大超過噴漿固結(jié)所需提高噴射壓力;適宜縮小噴嘴孔徑;加快提升和旋轉(zhuǎn)速度。不冒漿地層有較大空隙在漿液中摻入適量的速凝劑,縮短固結(jié)時間;在空隙地段增大注漿量,填滿空隙后繼續(xù)正常噴漿。3質(zhì)量保證措施(1)鉆機就位后,應(yīng)進行水平和垂直校正,鉆桿應(yīng)與樁位一致,偏差應(yīng)在10mm以內(nèi),以保證樁垂直度正確。(2)在旋噴過程中往往有一定數(shù)量的土粒隨著一部分漿液沿注漿管壁冒出地面,如冒漿量小于注漿量25%,可視為正?,F(xiàn)象,超過者或出現(xiàn)不冒漿時,應(yīng)查明原因,采取相應(yīng)的措施。通常冒漿量過大是有效噴射范圍與注漿量不適應(yīng)所致,可采取提高噴射壓力,適當縮小噴嘴孔徑,加快提升和旋噴速度等措施,來減小冒漿量;不冒漿大多是地層中有較大空隙所致,可采取在漿液中摻加適量的速凝劑,縮短固結(jié)時間或增大注漿量,填滿空隙,再繼續(xù)正常旋噴。(3)在插管擺噴過程中,要防止噴嘴被泥砂堵塞,水、氣、漿、壓力和流量必須符合設(shè)計值,一旦堵塞,要拔管清洗干凈,再重新插管和擺噴。插管時應(yīng)采取邊射水邊插,水壓力控制在1MPa以內(nèi),高壓水噴嘴要用塑料布包裹,以防泥土進入管內(nèi)。(4)鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升應(yīng)連續(xù)進行,不得中斷;拆卸鉆桿要保持鉆桿伸入下節(jié)有100mm以上的搭接長度,以免樁體脫離。鉆機發(fā)生故障,應(yīng)停止提升鉆桿和旋噴,以防斷樁,并應(yīng)立即檢修排除故障;為提高樁的承載力,在樁底部1m范圍內(nèi)應(yīng)適當增加旋噴時間,旋噴樁應(yīng)隔孔施工。3.1.5.3穿越河流施工措施本標段穿越河流分別為京密引水渠、清河,共兩條。其中京密引水渠穿越范圍2+650-2+810,是北京市重要的供水設(shè)施,具備正向和反向輸水能力。隧洞距離渠道底板約11.5m。清河穿越范圍3+233-3+265,河底距離盾構(gòu)區(qū)間洞頂約6m。盾構(gòu)區(qū)間施工時,如果不采取針對性的加固措施可能會造成周圍土層松動和土體流失,容易發(fā)生涌水、涌砂情況,導致碴土含水量增加,螺旋輸送機發(fā)生噴涌、盾尾漏漿、鉸接處漏水、河底大面積塌陷等一系列問題,屬于重大風險源,社會敏感度高。針對本工程河涌底下的地質(zhì)條件情況以及覆土厚度,擬采用主動保護措施進行施工,在盾構(gòu)掘進至河涌前,對盾構(gòu)機進行檢修,避免中間停機、漏漿或注漿系統(tǒng)堵管等情況發(fā)生,保證盾構(gòu)能夠連續(xù)勻速推進。盾構(gòu)施工時嚴格控制掘進參數(shù),確保開挖面穩(wěn)定,勻速通過。土倉壓力根據(jù)覆土性質(zhì)、厚度確定,并結(jié)合出土量、地表沉降情況適時調(diào)整。通過在盾構(gòu)管片注漿孔中打設(shè)一定長度的注漿管深入地層中,向盾構(gòu)施工引起的拱頂松動地層(拱部180°范圍)進行壓漿加固,漿液采用水泥-水玻璃雙液漿。防止因地層失水而造成地面大面積下沉,同時注意控制注漿壓力,采取對稱注漿的方法。具體措施如下:1穿越前的準備⑴根據(jù)地勘院提供的詳勘資料,過河段地質(zhì)情況說明不充分。應(yīng)我方施工需要及委托,地勘院對穿越溪江河道部位的地貌、地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件進行了補充勘察,摸清河道部位第一手的水文地質(zhì)資料。⑵對河涌周圍地面上設(shè)深層沉降測點,配合相關(guān)管理部門做好沉降信息化監(jiān)測控制。⑶為確保盾構(gòu)機順利穿越河涌,穿越前必須對機械、電氣設(shè)備等進行檢修,尤其是重點檢查盾尾密封、中體與盾尾鉸接處的密封的止水效果,確保盾構(gòu)機的工作狀態(tài)良好。2合理設(shè)置土壓力值,嚴格控制出土量項目部將從盾構(gòu)始發(fā)起,對土壓力值進行嚴格的控制,并結(jié)合環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)對土壓力值進行調(diào)整。對由于盾構(gòu)在河道底部穿越時其上部覆土厚度與穿越前后有所變化,故需要重新計算設(shè)置土壓力,并結(jié)合實際監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整,進行信息化施工。穿越河道部位原則上應(yīng)按理論出土量出土,可適當欠挖,保證土體密實,以免河水滲透入土體并進入盾構(gòu)。3降低推進速度,控制總推力盾構(gòu)機在穿越河道時,宜采取較低的速度推進,速度一般控制在<30mm/min,嚴格控制千斤頂總推力,減少土層擾動,以免頂破河底土體。4調(diào)整好盾構(gòu)姿態(tài),減少糾偏次數(shù)及糾偏量在穿越推進過程中,連續(xù)測量盾構(gòu)機的姿態(tài)偏差,盾構(gòu)司機根據(jù)偏差及時調(diào)整盾構(gòu)機的推進方向,盡可能減少糾偏,特別是要杜絕大量值糾偏,減少土體的擾動,從而保證盾構(gòu)機平穩(wěn)地從河道下方穿越。5優(yōu)化砂漿配比,合理設(shè)定注漿量及注漿壓力在穿越施工前,我方制作漿液試塊,并對漿液的性能指標進行測試,性能指標包括稠度、初凝值、泌水率、抗壓強度、比重。在穿越過程中,我方也將每班對漿液取樣測試,并根據(jù)實際注漿效果,對漿液配比進行調(diào)整優(yōu)化,縮短漿液凝膠時間、確保漿液質(zhì)量。根據(jù)以往經(jīng)驗,我方初定穿越時注漿量為理論建筑空隙120%,并根據(jù)實際情況做適當調(diào)整,以保證河道土體的穩(wěn)定。注漿壓力小于0.3Mpa,以免應(yīng)壓力過大而擊穿河底土體,導致與隧道上部土體貫通,涌水通過土體進入盾構(gòu)施工區(qū)。6嚴防盾尾漏水盾構(gòu)機采用三道盾尾鋼絲密封刷,能有效防止盾尾透水。掘進中加強盾尾密封油脂的注入,確保盾尾密封油脂壓力不小于3.5Bar;加強中體與盾尾鉸接處的密封檢查,及時調(diào)節(jié)密封壓板螺栓,保證其密封效果,防止地下水涌入??刂坪霉芷藨B(tài),居中拼裝,防止盾構(gòu)建筑空隙過大形成透水通道,必要時在管片外側(cè)粘貼海綿用于止水,封堵管片與盾構(gòu)間的間隙。采取上述措施后,基本可控制盾尾滲漏。如果盾尾發(fā)生滲漏,則從管片注漿孔壓注聚氨酯,形成環(huán)圈,封閉涌水通道。7加強施工質(zhì)量,提高隧道自防水能力在河底段掘進時加強盾構(gòu)掘進姿態(tài)控制及管片選型,加強螺栓復(fù)緊和盾尾間隙控制,減小管片錯臺、裂縫、漏水,保證較好的隧道線形,提高隧道防水質(zhì)量。8土體改良盾構(gòu)穿越河道段可以利用加泥孔向前方土體加膨潤土或泡沫劑來改良土體,增加土體的流塑性。其一:使盾構(gòu)機前方土壓計反映的土壓數(shù)值更加準確;其二:確保螺旋輸送機出土順暢,減少盾構(gòu)對前方土體的擠壓;其三:及時充填刀盤旋轉(zhuǎn)之后形成的空隙。必要時,可通過盾構(gòu)前體的超前注漿孔,對切口前上方的土體進行土體加固,防止泥水涌入或切口坍塌的情況。圖3-3穿越京密引水渠范圍平面圖3.1.5.3穿越地鐵施工措施本標段施工區(qū)間與地鐵有一段并行和一次穿越。盾構(gòu)區(qū)間并出行段范圍3+300-3+974,地鐵4號線為運營線。與隧洞并行線路,部分為地下線,部分為地面線。隧洞結(jié)構(gòu)與4號線結(jié)構(gòu)外壁水平凈距最小為14m。穿越地鐵范圍3+330-3+350,隧洞從備用站臺上方穿越。隧洞底板距離備用站臺頂板結(jié)構(gòu)約4.5m。盾構(gòu)穿越前在4號線及出入線區(qū)間隧道內(nèi)安設(shè)自動化監(jiān)測儀器設(shè)備,實行信息化施工,根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及地面監(jiān)測數(shù)據(jù)即時調(diào)整盾構(gòu)掘進參數(shù)及加固處理方案。加固處理方案主要以兩隧道夾土體注漿加固為主,以對既有線隧道道床進行加固為輔。據(jù)監(jiān)測結(jié)果決定是否跟蹤注漿。對20號線區(qū)間隧道下穿段管片進行加強設(shè)計,并對管片標準塊和鄰接塊增設(shè)2個預(yù)留注漿口。1穿越既有線路前50環(huán)建立試驗段穿越既有線路地鐵11號線及出入線前50環(huán)作為參數(shù)優(yōu)化和施工磨合段,通過此段施工達到以下目的:⑴收集、整理、分析及歸納總結(jié)各地層的掘進參數(shù),制定正常掘進各地層操作規(guī)程,實現(xiàn)勻速、連續(xù)、高效的正常掘進。⑵掌握本工程管片位移規(guī)律,提高隧道軸線合格率。⑶通過本段施工,加強對地面變形情況的監(jiān)測分析,反映盾構(gòu)機始發(fā)時以及推進時對周圍環(huán)境的影響,掌握盾構(gòu)推進參數(shù)(推進速度、土壓力、出土量、推力、扭矩等)及同步注漿及二次注漿的參數(shù)(注漿量、注漿壓力、漿液配比、注漿順序、注漿時間)與地面沉降的關(guān)系及規(guī)律。⑷通過此段施工,使施工各個環(huán)節(jié)規(guī)范化,協(xié)調(diào)化,標準化,使穿越既有地鐵線路的施工標準化保持常態(tài),規(guī)范化作業(yè)保持常態(tài)。2盾構(gòu)穿越既有線路盾構(gòu)參數(shù)控制平衡壓力設(shè)定是土壓平衡盾構(gòu)施工的關(guān)鍵,維持和調(diào)整設(shè)定的壓力值又是盾構(gòu)推進操作中的重要環(huán)節(jié),其中包括推力、推進速度和出土量三者相互關(guān)系,對盾構(gòu)施工軸線和地層變形量的控制起主導作用。因此,盾構(gòu)推進過程中,要根據(jù)不同地質(zhì)、覆土厚度、地面建筑情況并結(jié)合地表隆陷監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整設(shè)定的土倉壓力,推進速度要保持相對平穩(wěn),控制好每次的糾偏量,減少對土體的擾動,為管片拼裝創(chuàng)造良好的條件。同步注漿量也要根據(jù)推進速度、出碴量和地表監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整,將施工軸線與設(shè)計軸線的偏差及地層變形控制在允許的范圍內(nèi)。⑴倉壓力值P的選定盾構(gòu)在掘進過程中,根據(jù)現(xiàn)場具體情況,根據(jù)盾構(gòu)所在位置的埋深、土層狀況及地表監(jiān)測結(jié)果及時進行調(diào)整。⑵盾構(gòu)掘進參數(shù)刀盤貫入土體量:不超過25mm/rpm(由于姿態(tài)糾偏少于推進速度)總推力:1800t~2000t,根據(jù)土層情況及埋深情況實時調(diào)整。刀盤轉(zhuǎn)數(shù):0.9~1.3rpm。刀盤扭矩:小于30%(適時加入泡沫劑調(diào)節(jié))。⑶推進出土量控制每環(huán)理論出土量=π/4×D2×L=π/4×6.25×1.2=36.8m3/環(huán)。盾構(gòu)穿越既有地鐵線推進出土量控制在97%~99%之間。即35.7m3/環(huán)~36.4m3/環(huán)。⑷根據(jù)地質(zhì)情況,通過在盾構(gòu)前方壓注泡沫劑(或納基膨潤土漿液),起到保護刀盤以及保證盾構(gòu)螺旋出土機正常出土的作用,有效的防止土倉土體閉塞,堵倉情況發(fā)生。⑸穿越既有地鐵線的推進速度控制在2~3cm/min,盾構(gòu)設(shè)置自動控制使之勻速推進。⑹盾構(gòu)軸線控制偏離設(shè)計軸線不得大于±50mm,在盾構(gòu)掘進機上安裝全自動測量控制系統(tǒng)。同時采用人工測量復(fù)核,以確保掘進方向的準確;穿越既有地鐵線,盡可能使盾構(gòu)勻速通過,減少盾構(gòu)糾偏量和糾偏次數(shù);每次的糾偏量不能過大,最大不超過5mm/環(huán),最大管片貼片不超過2-3mm。要做到隨偏隨糾、勤糾少糾,多注意觀察管片與盾殼的間隙,采用穩(wěn)坡法、緩坡法推進,以減少盾構(gòu)對既有地鐵線的影響。⑺在盾構(gòu)拼裝狀態(tài)下,由于千斤頂?shù)氖湛s,必然會引起盾構(gòu)機的后退,在盾構(gòu)機穿越既有地鐵線時,為避免盾構(gòu)機后退,在盾構(gòu)機推進結(jié)束時不要立即拼裝,等待10~15分鐘之后,等到周邊土體和盾構(gòu)機的動摩擦力變?yōu)殪o摩擦力時再進行千斤頂?shù)幕乜s,保持開挖面的平衡壓力,管片拼裝應(yīng)盡量縮短時間,在20min內(nèi)拼裝完成。⑻為防止盾構(gòu)掘進時,地下水、同步注漿漿液及二次注漿漿液由于壓力從盾尾竄入隧道,在盾尾鋼絲刷位置壓注優(yōu)質(zhì)盾尾油脂,以達到盾構(gòu)的密封功能。為了能安全并順利地完成區(qū)間隧道穿越既有地鐵線的掘進任務(wù),必須切實地做好盾尾油脂的壓注、記錄、檢查工作。⑼針對本標段盾構(gòu)穿越既有地鐵線不同土層、穿越形式進行參數(shù)調(diào)整、優(yōu)化。表3-7盾構(gòu)穿越既有地鐵線參數(shù)調(diào)整表類型土壓力掘進參數(shù)推進速度出土量姿態(tài)糾偏穿越形式下穿減0.01MPa推力稍小勻速3cm99%不糾偏側(cè)穿加0.01MPa推力稍大勻速2cm98%少糾偏3同步注漿⑴根據(jù)同步注漿使用可硬性漿液特性,盾構(gòu)機配置了性能良好的雙泵同步注漿系統(tǒng)(配置備用管路),并有回路清洗管路,避免硬性漿液堵管。同步注漿系統(tǒng)既可以采用單液漿,也可以采用雙液漿,能及時充填管片與地層的間隙,減小沉降。⑵盾構(gòu)掘進注漿采用盾尾同步注漿,隨著盾構(gòu)推進,脫出盾尾的管片與土體間出現(xiàn)“建筑空隙”,該空隙用漿液通過設(shè)在盾尾的壓漿管予以充填。由于壓入襯砌背面的漿液會發(fā)生失水收縮固結(jié)、部分漿液會劈裂到周圍地層中,還有曲線推進、糾偏或盾構(gòu)機抬頭等原因,使得實際注漿量要超過理論建筑空隙體積。見圖3-4同步注漿示意圖。圖3-4同步注漿示意圖⑶穿越既有地鐵線的同步注漿漿液選用可硬性漿液。其漿液粘稠,填充效果好,無滲漏現(xiàn)象發(fā)生,沁水性??;漿液有較好的抗?jié)B漏性能,漿液的后期強度高;按規(guī)程作業(yè),注漿量充沛,地面沉降的控制可達到較佳狀態(tài);一定程度上可提高隧道工程的整體質(zhì)量,減少對既有地鐵線路的影響,保證既有地鐵線路的正常運營。表3-8漿液初步配比一覽表序號配比量(kg)水泥膨潤土粉煤灰砂水備注11立方米80125400680400P.O.42.5水泥;袋裝納基優(yōu)質(zhì)膨潤土;袋裝優(yōu)質(zhì)粉煤灰;細砂通過5mm篩孔。23.6立方米288450144024481440在穿越既有地鐵線施工前,對漿液配合比進行不同的試調(diào)配及性能測定比較,優(yōu)化出滿足使用要求的配方,書面報監(jiān)理工程師審定后正式投入使用。同時在穿越既有地鐵線前50環(huán)的推進施工過程中,漿液的配合比根據(jù)推進后地表沉降監(jiān)測情況進行相應(yīng)的優(yōu)化及調(diào)整。漿液的初步配合比按如下表來調(diào)配;其早期強度2天強度≥0.2MPa,3天強度≥0.3MPa,28天長期強度≥1.0MPa;初凝時間控制在10小時以內(nèi)。⑷注漿的時間應(yīng)控制在盾尾脫離管片時為宜。注漿時間滯后,容易導致管片脫開盾尾后無法控制上部土體突沉,只是控制了上部土體沉降的速度,因此漿液壓入時間應(yīng)與管片脫開同步為宜,采用手控操作時,可按每環(huán)注漿量算出手按的次數(shù),再根據(jù)掘進速度算出每按一次的間隔時間,這樣就保證了掘進和注漿的同時開始和同時結(jié)束。⑸注漿壓力取決于地質(zhì)情況和地下靜止水壓力,壓注時要根據(jù)實際施工情況、地質(zhì)情況對壓漿數(shù)量和壓漿壓力二者兼顧以確保充填全部空隙。最初的注漿壓力是根據(jù)理論的靜止水壓力確定,在實際掘進中不斷的優(yōu)化。如果注漿壓力過大,會導致地面隆起和管片變形,還容易漏漿。如果注漿壓力過小,則漿液添充速度趕不上空隙形成速度,又會引起地面沉陷。一般情況下,注漿壓力取1.1~1.2倍的靜止水壓力,約0.3Mpa。由于從盾尾圓周上的四個點同時注漿,考慮到水土壓力的差別和防止管片大幅度下沉和浮起的需要,各點的注漿壓力將不同,并保持合適的壓差,以達到最佳的效果。最初的壓力設(shè)定時,下部每孔的壓力比上部每孔的壓力略大0.05~0.1Mpa。壓漿速度和掘進保持同步,即在盾構(gòu)掘進的同時進行注漿,掘進停止后,注漿也相應(yīng)停止。4二次注漿盾構(gòu)機穿越后考慮到環(huán)境保護和隧道穩(wěn)定因素,通過管片中部的注漿孔進行二次補注漿,補充同步注漿未填充部分和體積減少部分,減少盾構(gòu)機通過后土體的后期沉降,還能減輕隧道的防水壓力,提高止水效果。⑴二次注漿采用雙液漿作為注漿材料,能對同步注漿起到進一步補充和加強作用。同時也是對管片周圍的地層起到充填和加固作用。二次注漿采用水泥-水玻璃雙液漿。雙液漿的初步配比:水泥:水:水玻璃=1:1:0.7,漿液的凝膠時間為30秒~1分鐘。⑵補強注漿采用自備的KBY-50/70雙液注漿泵。二次補強注漿注漿管及孔口管自制,其加工應(yīng)具有與管片吊裝孔的配套能力,能夠?qū)崿F(xiàn)快速接卸以及密封不漏漿的功能,并配備泄?jié){閥。⑶注漿施工注意事項①盾構(gòu)穿越既有地鐵線之前制定詳細的注漿作業(yè)指導書,并進行詳細的漿材配比試驗,選定合適的注漿材料及漿液配比。②制定詳細的注漿施工設(shè)計和注漿質(zhì)量控制程序,嚴格按要求實施注漿、檢查、記錄、分析。及時做出P(注漿壓力)—Q(注漿量)—t(時間)曲線,分析注漿速度與掘進速度的關(guān)系,評價注漿效果,反饋指導下次注漿。③成立專業(yè)注漿作業(yè)組,由有豐富經(jīng)驗的注漿工程師負責現(xiàn)場注漿技術(shù)和管理工作。④根據(jù)洞內(nèi)管片襯砌變形和地面及周圍建筑物變形監(jiān)測結(jié)果,即使進行信息反饋,修正注漿參數(shù)和施工工藝,發(fā)現(xiàn)情況即使解決。⑤做好注漿設(shè)備的維修保養(yǎng),注漿材料的供應(yīng),定時對注漿管路及設(shè)備進行清洗,保證注漿作業(yè)順利連續(xù)不中斷進行。⑥每環(huán)掘進之前,都要確認注漿系統(tǒng)的工作狀態(tài)處于正常,并且漿液儲量足夠,掘進中一旦注漿系統(tǒng)出現(xiàn)故障,立即停止掘進,及時對注漿系統(tǒng)進行修理。5道床加固由于道床與隧道的整體剛度不一,受變形的影響,道床與隧道結(jié)構(gòu)之間存在著脫離的現(xiàn)象,這樣將影響列車的安全運行。為了加強道床與結(jié)構(gòu)之間的粘接和止水能力,建議對既有線的交叉部位注EAA環(huán)氧漿進行了補強加固和止水處理。采用EAA環(huán)氧——水泥注漿,能有效填充裂縫間隙,形成的聚合物環(huán)氧固體有良好的粘接力和物理力學性能,達到填充——粘接——加固的目的,以減少隧道變形對列車運行的影響,確保盾構(gòu)的順利通過。6加強下穿地鐵線路的專項監(jiān)控量測工作管理⑴布點原則:監(jiān)測布點應(yīng)考慮盾構(gòu)隧道施工引起的沉降槽情況,同時考慮既有線軌道結(jié)構(gòu)的特點。在軌道和道床上布設(shè)監(jiān)測點。道床剛度較小,且道床與地面無連接,易脫開,為柔性結(jié)構(gòu),應(yīng)加密測點;走行軌設(shè)置了軌距拉桿防護,故兩走行軌的橫向差異沉降監(jiān)測和水平距離變化監(jiān)測布點可以相對稀疏。過既有線地段的監(jiān)測項目見表3-9表3-9主要監(jiān)測項目、監(jiān)測儀器與監(jiān)測頻率表序號監(jiān)測項目監(jiān)測儀器監(jiān)測頻率測點布置1軌道沉降監(jiān)測靜力水準系統(tǒng)施工關(guān)鍵期:1次/20分鐘;一般施工狀態(tài):1次/2小時每5米布置一組測點2軌道結(jié)構(gòu)縱向變形監(jiān)測HY-6550數(shù)碼位移傳感器每5~15米布置一組測點3橫向水平高差變化監(jiān)測梁式傾斜儀每5~15米布置一組測點4水平距離的偏差監(jiān)測電容式位移計每5~15米布置一組測點⑵走行軌結(jié)構(gòu)縱向變形監(jiān)測為了在列車運營期間也能取得數(shù)據(jù),可在每條軌道的軌枕兩側(cè)安裝HY-6550數(shù)碼位移傳感器量測鋼軌的近似垂向變形。測點用連接件連接到軌枕上,測點安裝時要保證列車運營的安全,傳感器的探頭盡量保證鉛直。對軌道的下沉全天候定時觀測,并將測得的結(jié)果與列車運營間隙精密水準測量的數(shù)據(jù)進行綜合疊加、對比、分析。⑶走行軌結(jié)構(gòu)橫向水平高差變化監(jiān)測采用梁式傾斜儀(如圖8)監(jiān)測,布置方案為在施工影響范圍內(nèi)布設(shè)測點,測點間距根據(jù)實際情況取5~15m。圖3-5梁式傾斜儀布置圖⑷走行軌水平距離的偏差監(jiān)測采用測距儀即變位計監(jiān)測走行軌水平間距的相對變形,布置方案為在施工影響范圍內(nèi)布設(shè)測點,測點間距根據(jù)實際情況取5~15m。3.1.5.4穿越紅山口橋施工措施本標段在樁號3+480~3+540位置穿越五環(huán)路紅山口橋,紅山口高架橋位于紅山口腳下至黨校北門。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁,最大跨徑68米,下部結(jié)構(gòu)采用樁基,樁長11~15m。此段穿越位于并行地鐵四號線范圍之內(nèi),按穿越既有地鐵線路采取的措施施工。圖3-6穿越五環(huán)路紅山口橋平面位置此位置盾構(gòu)區(qū)間同時與地鐵四號線和電力隧道并行地,面采用在中心線兩側(cè)各11米注漿加固。根據(jù)試驗段監(jiān)測情況對并行電力隧道采用袖閥管注漿加固。為減少對橋墩擾動,穿越紅山口橋范圍內(nèi),建議在盾構(gòu)機殼兩側(cè)各1.5m處進行隔離樁施工,隔離樁采用兩排旋噴樁,樁徑為500mm,間距400,深17m,沿盾構(gòu)軸線方向加固長度為70m。加固范圍見(圖3-7)。圖3-7五環(huán)路紅山口橋穿越加固示意圖3.1.6穿越危險性較大區(qū)段施工監(jiān)控量測3.1.6.1監(jiān)測目的在盾構(gòu)機穿越建筑物、道路、管線的施工期間,對地下管線進行監(jiān)控量測。以檢查施工對建筑物、道路、管線安全的影響,以及檢查本工程設(shè)計、施工是否符合預(yù)期的要求。⑴了解和掌握盾構(gòu)施工過程中地表隆陷情況及其規(guī)律性。⑵了解盾構(gòu)掘進過程因地表隆陷而引起的地下管線下沉及傾斜情況,確保地下管線的安全。⑶了解圍巖與結(jié)構(gòu)物的相互作用力以及管片襯砌的變形情況,實現(xiàn)信息化施工。通過對周圍環(huán)境等的監(jiān)測,掌握由盾構(gòu)施工引起的周圍地層和地下管線沉降變化數(shù)據(jù),分析出周圍環(huán)境的變形規(guī)律和發(fā)展趨勢,及時采取必要的技術(shù)措施改進施工工藝,將施工引起的環(huán)境變形減小到最低程度,確保盾構(gòu)法施工隧道影響范圍內(nèi)的地下管線的安全;與此同時,隧道自身也要發(fā)生相應(yīng)的變形和位移,必須加以監(jiān)測,以確保隧道本體免遭破壞。3.1.6.2監(jiān)控量測實施方法及數(shù)據(jù)處理(1)監(jiān)測網(wǎng)建立監(jiān)控量測系統(tǒng)首先建立水平位移和垂直位移監(jiān)測控制網(wǎng)。水平位移監(jiān)測網(wǎng)利用地面平面控制點做主控點,與監(jiān)測網(wǎng)點組成平面監(jiān)控網(wǎng),其形式依據(jù)結(jié)構(gòu)布設(shè)成軸線形;其垂直位移監(jiān)控網(wǎng)利用北京市局部高程控制網(wǎng)做為一級控制點,與地表沉降等觀測點組成地表高程位移監(jiān)控網(wǎng)。主控點埋設(shè)堅固、穩(wěn)定,監(jiān)控點埋設(shè)在原狀土層中,并加設(shè)保護裝置。(2)沉降監(jiān)測采用精密水準儀和銦鋼尺按三級水準測量進行,包括地表沉降、建筑物、道路、地下管線沉降。在盾構(gòu)隧洞施工前,應(yīng)在地面變形影響范圍之外,便于長期保護的穩(wěn)定位置,埋設(shè)水準點,進行水準網(wǎng)布設(shè),首次觀測時,適當增加測回數(shù),一般取3次的數(shù)據(jù)作為測點的初始讀數(shù)。(3)監(jiān)控量測控制指標及要求①建筑物、道路、管線沉降量控制要求根據(jù)《地鐵工程監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》(DB11T490-2007),在隧道施工影響范圍內(nèi)的最大隆起值小于10mm,最大沉降量小于30mm。②建筑物、道路、管線沉降量裂縫控制要求為保證結(jié)構(gòu)使用年限,要求結(jié)構(gòu)原有裂縫不發(fā)生明顯惡化,且不產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)性裂縫,以防止雨水滲透對結(jié)構(gòu)強度造成影響。③預(yù)警值(F)F=實測值/控制值(三級管理體系)當0.7≤F<0.85時:預(yù)警,分析原因,加強監(jiān)測,準備補救措施;當0.85≤F<1時:報警,采取補救措施,避免位移值進一步增加。當F>1時:報警,暫停施工,立即采取補強措施,并上報處理措施,后續(xù)調(diào)整施工參數(shù),確保位移趨于穩(wěn)定。在實際施工中,會同業(yè)主單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、第三方監(jiān)測單位等相關(guān)單位進行分析、評價及修正,正確指導設(shè)計和施工。(4)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、處理取得各種監(jiān)測資料后,需及時進行處理,排除儀器、讀數(shù)等操作過程中的失誤,剔除和識別各種粗差、偶然和系統(tǒng)誤差,避免漏測和錯測,保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和完整性,采用計算機進行監(jiān)控量測資料的整理和初步定性分析工作。(5)信息化施工根據(jù)監(jiān)控量測資料將實測數(shù)據(jù)分析、繪制各種表格及曲線圖,當曲線趨于平衡時推算出最終值,并提示結(jié)構(gòu)物的安全性。監(jiān)測人員按時反饋監(jiān)測信息,調(diào)整施工參數(shù),保證安全施工。(6)監(jiān)控量測流程①監(jiān)測資料的反饋程序監(jiān)測資料反饋管理程序見圖3-8。圖3-8監(jiān)測資料反饋程序圖3-4監(jiān)測資料反饋管理程序圖3-4監(jiān)測資料反饋管理程序圖監(jiān)測信息反饋管理流程見圖3-9。圖3-9監(jiān)測信息反饋管理流程圖3.1.6.3監(jiān)測設(shè)備測試元件及監(jiān)測儀器表見表3-10。表3-10主要監(jiān)測設(shè)備匯總表序號監(jiān)測設(shè)備型號生產(chǎn)廠家備注1全站儀TC1201瑞士LEICA2電子水準儀DS3SOKKIA3銦瓦尺3mSOKKIA3.1.6.4監(jiān)測點埋設(shè)及監(jiān)測頻率根據(jù)招標文件以及相關(guān)規(guī)范,在盾構(gòu)施工過程中需要進行監(jiān)測的項目有:地表隆陷及路面觀測。各種觀測數(shù)據(jù)相互印證,確保監(jiān)測結(jié)果的可靠性,為合理確定盾構(gòu)施工參數(shù)提供依據(jù),達到反饋指導施工目的。(1)地面沉降監(jiān)測①地表沉降測點的埋設(shè)盾構(gòu)穿越建筑物、道路、管線地表沉降觀測點的埋設(shè)采用標準方法,即所設(shè)測點穿透地面表面結(jié)構(gòu)層,將其埋設(shè)在較堅實的地層中(通常深度不小于1米),同時設(shè)置保護套管及蓋板。②測點的布置依據(jù)《地鐵工程監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》(DB11T490-2007)中第3.2.2條規(guī)定,縱向地表測點沿盾構(gòu)推進軸線設(shè)置,測點間距為10~30m(根據(jù)實際地形情況分別布置在穿越建筑物、道路、管線的兩側(cè))。依據(jù)《地鐵工程監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》(DB11T490-2007)中第5.0.4條規(guī)定,橫向監(jiān)測斷面:橫向地表測點的布置范圍應(yīng)根據(jù)預(yù)測的沉降槽確定,一般可在隧道結(jié)構(gòu)外沿兩側(cè)各30米范圍布設(shè),一排橫向地表測點不宜少于7個,且依據(jù)近密遠疏的原則布置。地面沉降監(jiān)測點布置示例圖見圖3-10圖3-10地面沉降監(jiān)測點布置示例圖說明:本標段地面監(jiān)測圖原則上按照上述監(jiān)測布置示例圖布置,具體視現(xiàn)場實際建筑物情況、盾構(gòu)掘進情況、沉降情況進行調(diào)整。③監(jiān)測頻率依據(jù)《地鐵工程監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》(DB11T490-2007)中第5.0.4條規(guī)定,監(jiān)測頻率見表3-8。表3-11地表沉降監(jiān)測頻率序號檢測頻率1掘進面距監(jiān)測斷面前后≤20m1-2次/天2≤50m1次/2天3>50m1次/周4根據(jù)數(shù)據(jù)分析確定沉降基本穩(wěn)定1次/月④工作基點選點地基堅實穩(wěn)定、安全僻靜,利于標石長期保存與監(jiān)測。a選點時應(yīng)與水工設(shè)計、工程地質(zhì)以及水文地質(zhì)人員的配合確保垂直工作基點選在變形區(qū)以外。盡可能選在基巖露頭或覆蓋層淺的基巖上。b垂直工作基點選定后,埋石所占用的土地,應(yīng)得到土地使用者的和管理者的同意,填寫開挖澆筑數(shù)據(jù)表。⑤工作基點的澆筑工作基準點應(yīng)埋設(shè)至凍土層以下,現(xiàn)場混凝土澆筑,工作基準點中央應(yīng)嵌入不銹鋼或銅水準標志。⑥監(jiān)測點的放樣、澆筑監(jiān)測點放樣利用業(yè)主及監(jiān)理批準的平面加密控制測量成果,進行監(jiān)測點的放樣測量,采用全站儀坐標法放樣,放樣精度按五等5″級測量精度施測,點位中誤差≤±30mm。按照施工設(shè)計圖要求,現(xiàn)場混凝土澆筑。(2)建筑物、道路、管線地表裂縫監(jiān)測安排監(jiān)測人員巡視建筑物、道路、管線地表和既有裂縫變化情況,盾構(gòu)穿越期間,24小時安排巡視人員進行不間斷觀測。(3)地下管線沉降監(jiān)測①測點的布置依據(jù)《地鐵工程監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》(DB11T490-2007)中第5.0.4條規(guī)定,地下管線每5-15米一個測點,測點布置在管線接頭或位移變化敏感部位。②監(jiān)測頻率依據(jù)《地鐵工程監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》(DB11T490-2007)中第5.0.4條規(guī)定,監(jiān)測頻率見表3-6。3.1.6.5巡視檢查在監(jiān)測地面變形監(jiān)測中,應(yīng)結(jié)合巡視、查勘地面情況和地下管線的變化情況,如發(fā)現(xiàn)有塌陷、裂縫時,應(yīng)做出標記并畫出裂縫的分布圖,量出每一裂縫的寬度,長度和深度,并編上號碼。以后應(yīng)對裂縫發(fā)展情況,定期進行監(jiān)察。3.1.6.6觀測資料分析整編上報(1)觀測資料分析①觀測成果的可靠性;②監(jiān)測體的累計變形量和兩相鄰觀測周期的相對變形量分析;③相關(guān)影響因素(荷載、氣象和地質(zhì)等)的作用分析。(2)變形觀測項目變形觀測項目,提交下列有關(guān)資料:①原始觀測數(shù)據(jù)記錄及變形監(jiān)測成果統(tǒng)計表;②變形監(jiān)測點分布圖;裂縫位置及監(jiān)測點分布圖;③位移曲線圖。3.1.6.7監(jiān)測體系及保證措施(1)監(jiān)控量測管理體系針對監(jiān)測項目的特點建立專業(yè)組織機構(gòu)。施工高峰期間,由我單位派駐現(xiàn)場8人組成監(jiān)控量測及信息反饋小組,成員由多年從事地下工程施工及具有監(jiān)測經(jīng)驗的技術(shù)人員組成。組長由具有豐富施工經(jīng)驗,較高結(jié)構(gòu)分析和計算能力的工程師擔任。監(jiān)測小組在組長的領(lǐng)導下負責本標段日常監(jiān)測工作及資料整理工作。監(jiān)測組織機構(gòu)見圖3-11。圖3-11施工監(jiān)測組織機構(gòu)圖(2)監(jiān)測小組分工及職責組長:負責編制監(jiān)測方案,組織監(jiān)測工作的組織計劃、外協(xié)以及監(jiān)測資料的質(zhì)量審核。組員:在組長的領(lǐng)導下,負責監(jiān)測點的布置及日常的監(jiān)測工作。監(jiān)控量測資料均由計算機進行處理與管理,當取得各種監(jiān)測資料后,能及時進行處理,繪制各種類型的表格及曲線圖,對監(jiān)測結(jié)果進行回歸分析,預(yù)測最終位移值,預(yù)測結(jié)構(gòu)物的安全性,確定工程技術(shù)措施。8保證措施要保證監(jiān)測工程的質(zhì)量,除了需要有先進的監(jiān)測儀器設(shè)備及富有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員外,更重要的還應(yīng)通過建立明確的責任制和檢查校核制度來予以保證。為確保量測數(shù)據(jù)的真實性、可靠性和連續(xù)性,特指定以下工作制度和各項質(zhì)量保證措施:⑴監(jiān)測組應(yīng)與監(jiān)理工程師密切配合工作,及時向監(jiān)理工程師報告有關(guān)情況和問題,并提供有關(guān)真實可靠的量測資料;⑵儀器在安裝埋設(shè)的全過程中,必須對儀器、監(jiān)測元器件和設(shè)備工藝等進行連續(xù)性的檢驗,以保證它們的質(zhì)量的穩(wěn)定性,并作安裝記錄;⑶制定切實可行的監(jiān)測實施方案和相應(yīng)的測點埋設(shè)保護措施;⑷成立專門監(jiān)測組承擔施工監(jiān)測,量測人員保持固定,保證資料的連續(xù)性;⑸儀器的管理采取專人專用,專人保養(yǎng)。盾構(gòu)始發(fā)、接收、停機、換刀和維修專項施工方案3.2.1盾構(gòu)機始發(fā)專項施工方案3.2.1.1始發(fā)掘進施工工藝及流程由于盾構(gòu)始發(fā)條件限制,盾構(gòu)機始發(fā)分3個階段進行:第一階段:將連接橋及1#臺車置于始發(fā)井內(nèi),其余后續(xù)設(shè)備置于地面上,盾體與后配套設(shè)備之間采用臨時管線連接,1#臺車與其余后續(xù)設(shè)備采用臨時管線連接,圖8-14為臨時延長管線照片;調(diào)試完畢后,將盾構(gòu)機頂入破除的洞門內(nèi),使得刀盤頂?shù)酵馏w上,,安裝反力架,始發(fā)掘進;在此階段,直接在螺旋輸送器出土口下用臨時小土箱接土,用管片吊運裝置提升臨時小土箱至運土車上,棄土外運;第二階段:待掘進自洞門至約70m,拆除臨時管線連接,后續(xù)臺車全部下井連接,調(diào)試完畢后,繼續(xù)掘進。第三階段:待掘進自洞門至約100m,安裝雙股岔道軌道,進行雙列車編組,進入正常掘進階段,始發(fā)流程示意圖如下圖所示。3.2.1.2始發(fā)施工準備為保證盾構(gòu)始發(fā)的安全和質(zhì)量,準備工作必須細致,施工方案必須周密到位。1.生產(chǎn)設(shè)施準備工作⑴地面生產(chǎn)設(shè)施準備工作在盾構(gòu)推進施工前,按常規(guī)進行施工用電、用水、通風、排水、照明等的安裝工作,及地面行車的安裝工作并驗收通過。⑵施工必要的材料、設(shè)備、機具準備,并準備好相應(yīng)的辦公、庫房等生活用房。以滿足本階段施工要求:管片、螺栓等有足夠的備貨。管片必須按技術(shù)要求生產(chǎn),經(jīng)監(jiān)理驗收確認方可進入工地使用。如在運輸中管片有碰撞破碎,有廠方專人按規(guī)定尺寸修復(fù)后,經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理認可,方可使用,否則一律退回廠方不得使用。⑶建立測量控制網(wǎng)并經(jīng)復(fù)核、認可。⑷盾構(gòu)機托架下井組裝、定位(見圖3-13)托架坡度按照設(shè)計坡度擺放。考慮到土壓平衡盾構(gòu)機斷面和重量都較大。⑸安裝盾構(gòu)機始發(fā)反力架。⑹洞門的密封裝置安裝盾構(gòu)在出洞始發(fā)過程中,切口水壓較高,洞口與盾構(gòu)殼體形成環(huán)形的建筑空隙,為防止盾構(gòu)始發(fā)時壓力較高的泡沫、泥水及盾體完全進入洞門后壁后注漿,大量從洞門處通過此建筑空隙竄入井內(nèi),影響開挖面土壓的建立、造成開挖面土體的不穩(wěn)定,必須設(shè)置性能良好的密封裝置。洞口密封采用簾布橡膠密封裝置,確保土壓平衡建立。在洞口外側(cè)安裝一道止水裝置,該止水裝置由簾布橡膠板、扇形壓板、圓形板、連接螺絲、墊圈組成。另外,簾布襪套及盾殼的外表面在始發(fā)時,均需涂油脂潤滑,減少兩者間的摩擦,保證止水裝置不被破壞,使其處于良好的工作狀態(tài)。始發(fā)過程中應(yīng)密切注意洞口止水裝置,當盾構(gòu)機進入時,可能受損破壞,一旦受損應(yīng)立即停止推進,待修復(fù)或調(diào)整好方能推進。盾構(gòu)在始發(fā)過程中,洞口與盾構(gòu)殼體將形成環(huán)形的建筑空隙,為防止始發(fā)時泡沫、泥水及盾體完全進入洞門后壁后注漿,大量從洞門間隙通過此建筑空隙竄入井內(nèi),影響開挖面土壓壓力的建立、開挖面土體的穩(wěn)定以及工作井和盾構(gòu)內(nèi)的施工,必須設(shè)置性能良好的密封止水裝置,確保初始土壓平衡的正確建立和施工安全。⑺導向軌道的接長盾構(gòu)始發(fā)時,由于托架基準導軌與前方土體之間,為保證盾構(gòu)安全及準確始發(fā),在洞內(nèi)安裝二根導向延長軌道,安裝傾角位置與托架軌道一致,并在延長導軌下方澆搗砼。2.具體各崗位做好以下準備工作:(1)施工技術(shù)人員:熟悉工程地質(zhì),對隧洞所處地層土質(zhì)應(yīng)加強認識,并到現(xiàn)場對各地層、巖層的樣本實體作逐一的認識。對工程作詳細的了解、分析,認真熟悉施工圖紙。(2)盾構(gòu)操作司機:檢查各液壓系統(tǒng)運轉(zhuǎn)是否正常;將各液壓泵油壓調(diào)試到設(shè)計壓力;油路及接頭無滲漏;油泵運輸無異常聲音;盾尾油脂充填密實。(3)電工:保證工地各部位供電正常;保證盾構(gòu)機內(nèi)各馬達運轉(zhuǎn)正常;盾構(gòu)機內(nèi)各傳感器工作正常;電瓶車正常充電,運行。(4)起重工:保證門吊運行正常;配備好各種起吊鋼絲繩;做好清除門洞內(nèi)混凝土的準備;熟悉拼裝機的操作。(5)測量工:安裝好盾構(gòu)機內(nèi)測量系統(tǒng),做好軸線控制點投放工作,測量盾構(gòu)機初始狀態(tài)。(6)漿液工:安裝好拌漿設(shè)備和下井管路,保證其運轉(zhuǎn)正常,根據(jù)泥漿配合比試拌和試送。3.2.1.3盾構(gòu)始發(fā)在現(xiàn)場及井內(nèi)設(shè)備布置完成及盾構(gòu)機調(diào)試完后,依靠反力架和負環(huán)管片進行盾構(gòu)始發(fā)。開始安裝負環(huán)管片,邊安裝負環(huán)管片,盾構(gòu)機邊向洞圈推進。當?shù)侗P距離洞口還有1.5m停止,破除洞門剩余部分混凝土。為減少盾構(gòu)始發(fā)時的推進阻力和避免刀盤上的刀頭損壞洞口密封裝置,在刀盤和洞口密封裝置上涂抹潤滑油以減小摩擦力。盾構(gòu)向洞門土體逐漸靠攏,使盾構(gòu)機頭部切入土體,再經(jīng)刀盤旋轉(zhuǎn)切削土體,充滿盾構(gòu)機土倉,開始建立正面土壓力以平衡盾構(gòu)正面土壓,確保土體的位移量降至最小值。推進時,注意觀察反力架和后面斜撐是否產(chǎn)生變形,防止位移量過大而造成破壞。為減少盾構(gòu)的推進阻力,推進前,在盾構(gòu)基座面上涂抹潤滑油。當盾尾完全進入土體后,在洞圈周圍安裝由橡膠止水簾布、扇形板等組成的密封裝置,通過管片注漿孔均勻地向管片外部壓注水硬性漿液充填外界土體和管片外環(huán)的空隙,開始漿液灌注。3.2.2盾構(gòu)接收專項方案在盾構(gòu)機推至離盾構(gòu)接收井50~100m時,必須做好充分的準備工作。1.盾構(gòu)到達接收井前的準備工作再次對到達洞門位置的盾構(gòu)機位置進行測量確認,確?;炷炼軜?gòu)接收基座施作,洞門封堵材料各項工作全部準備就緒。2.盾構(gòu)位置姿態(tài)的復(fù)檢測量盾構(gòu)到達井口前的測量是復(fù)檢盾構(gòu)所處的方位,確認盾構(gòu)狀態(tài),評估盾構(gòu)進洞的姿態(tài)和擬訂盾構(gòu)進洞段的施工軸線和施工方案的重要依據(jù),以便盾構(gòu)在此階段的施工中始終按預(yù)定的方案實施,以良好姿態(tài)進洞,正確無誤地移動到基座上。3.安裝進洞、出洞口防水裝置進洞、出洞口的防水是本工程防水的重要組成部分,因此在進、出洞口連接處均須事先安裝好防水裝置。在盾構(gòu)進洞時嚴格控制同心度是確保裝置防水功能的關(guān)鍵,所以進洞前段掘進時即應(yīng)加強測量控制軸線位置,以便管片拼裝成環(huán)時與防水裝置密貼吻合。并在環(huán)片與開挖面的接合空隙處輔以注漿手段以加強接口的防水效果。4.盾構(gòu)機進入盾構(gòu)接收井當盾構(gòu)逐漸靠近井口進洞門時,要在洞門口混凝土上開設(shè)10cm大小的觀察孔,加強對其變形和土體的觀察,并控制好推進時土壓值,土壓值不宜過高,停止注漿盡量掏空倉內(nèi)的泥土,使正面土壓力降低到最低值,以確保施工安全。盾構(gòu)應(yīng)盡快連續(xù)推進和拼裝管片,盡量縮短盾構(gòu)進洞時間,減少水和土體的流失。洞圈管片脫出盾尾后,用弧形鋼板將其與洞門預(yù)埋鋼板焊接密封,并用水硬性漿液將管片和洞圈的間隙進行充填,以防止水土流失,保護周圍環(huán)境。3.2.3盾構(gòu)停機專項方案3.2.3.1盾構(gòu)正常停機方案盾構(gòu)機掘進過程中正常的較大維修、保養(yǎng)需要停機進行,停機過程需采用如下措施:1.停機前,應(yīng)提前選擇地質(zhì)條件較好,地面無建(構(gòu))筑物及地下管線的區(qū)域作為停機區(qū)域,依據(jù)具體的停機時間制定詳細的停機方案與計劃,提前安排監(jiān)測人員對預(yù)選的停機位置加密布設(shè)監(jiān)測點并取得初始監(jiān)測數(shù)據(jù),盾構(gòu)掘進人員與機修人員應(yīng)相互配合做好停機準備。2.做好停機前的最后一環(huán)的掘進,調(diào)節(jié)停機時的土倉壓力比設(shè)定壓力略大于0.2~0.3bar。3.根據(jù)同步漿液的初凝時間,安排停機5~7小時后,再掘進50~100mm。掘進過程不進行注漿和出土,防止?jié){液凝固盾尾密封刷。4.盾構(gòu)停機時間較長,通過中盾和前盾的膨潤土加入系統(tǒng),在盾體周圍注滿泥漿,保持地層穩(wěn)定,同時防止周圍土體與盾體固結(jié),避免盾構(gòu)機再次掘進時土體摩擦力過大。5.加強對盾構(gòu)機土倉壓力的監(jiān)視和調(diào)整,根據(jù)地層情況確定土倉壓力警戒值。當土倉壓力低于警戒值時,通過膨潤土系統(tǒng)加入泥漿來保持土倉壓力。6.加強對地面的監(jiān)測,及時反應(yīng)地層的變形情況。7.每隔3天,需要定期做小距離的推動。8.停機期間,按正常保養(yǎng)程序?qū)Χ軜?gòu)機進行保養(yǎng)。3.2.3.2盾構(gòu)非正常停機方案1.掘進過程中出現(xiàn)下列情況之一時,必須立即停止掘進作業(yè),經(jīng)過分析,采取措施,確認安全后,方可恢復(fù)掘進作業(yè)。(1)開挖面發(fā)生嚴重塌方。(2)遇到障礙物無法掘進。(3)傳力柱發(fā)生彎曲或扭曲。(4)后背變形、位移超過規(guī)定。(5)頂力驟然增大或超過控制頂力。(6)成洞管片出現(xiàn)裂縫或接口出現(xiàn)劈裂、錯位。(7)成洞管片沉降值、沉降速率和變形大于設(shè)計規(guī)定。(8)盾構(gòu)機的切削功率(或切削扭矩)和密封艙壓力大于額定值。(9)影響區(qū)內(nèi)地面、地下管線、建(構(gòu))筑物的沉降、傾斜度、結(jié)構(gòu)裂縫和變形等量測數(shù)據(jù)有突變或超過限值。2.以上情況停機需采用如下措施(1)停機時,立即確定盾構(gòu)機所處位置,立即派出監(jiān)測人員對盾構(gòu)機周邊地面建(構(gòu))筑物及地下管線增設(shè)監(jiān)控點并加密監(jiān)測,項目部立即啟動應(yīng)急預(yù)案,做好地面防護,盾構(gòu)技術(shù)負責人及總機電工程師及時查找問題,根據(jù)現(xiàn)場情況做好排除險情的方案上報監(jiān)理審批后立即組織實施。(2)調(diào)節(jié)停機時的土倉壓力比設(shè)定壓力略大于0.2~0.3bar。(3)根據(jù)實際情況安排盾構(gòu)機適當掘進,掘進過程不進行注漿和出土,防止?jié){液凝固盾尾密封刷。(4)盾構(gòu)停機時間較長,通過中盾和前盾的膨潤土加入系統(tǒng),在盾體周圍注滿泥漿,保持地層穩(wěn)定,同時防止周圍土體與盾體固結(jié),避免盾構(gòu)機再次掘進時土體摩擦力過大。(5)加強對盾構(gòu)機土倉壓力的監(jiān)視和調(diào)整,根據(jù)地層情況確定土倉壓力警戒值。當土倉壓力低于警戒值時,通過膨潤土系統(tǒng)加入泥漿來保持土倉壓力。(6)加強對地面的監(jiān)測,及時反應(yīng)地層的變形情況,采取措施確保地面安全直至問題排除。3.2.4盾構(gòu)換刀專項方案本盾構(gòu)區(qū)間地質(zhì)復(fù)雜,線路較長,隧洞地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要為砂、粘、礫多層結(jié)構(gòu)及砂、粘雙層結(jié)構(gòu),對刀盤、刀具磨損較大,需要在掘進期間進行開倉檢查,必要時需要進行開倉換刀,開倉換刀作業(yè)首先挑選地質(zhì)條件較好的地段,必要時對土體進行加固,其次要做好充分的換刀準備工作、作業(yè)安全措施。3.2.4.1盾構(gòu)帶壓換刀換刀是一個風險大、作業(yè)條件艱苦的工作,其成功與否直接關(guān)系到工程的成敗,選擇地點不當或者是措施不力會導致災(zāi)難性的后果,因此在考慮換刀以前必須選擇好合適的地層中,最好是選擇土體能夠自穩(wěn)的地層,如果地層軟弱,不能自穩(wěn),需提前對土體采用合適的方法進行加固處理以滿足換刀條件。換刀施工前,作好地質(zhì)調(diào)查,在擬訂的換刀地點前,進行地層加固,以確保換刀過程中的盾構(gòu)機掘進面的地層穩(wěn)定,施工中換刀人員的絕對安全。在換刀過程中,需注意的主要事項有:1.進入土倉(1)進入土倉當工人進入土倉后,最重要的是要保證工人在挖掘室中不受塌落材料和突然涌水的傷害。所以應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況(礫石或沙質(zhì)地、覆蓋小、水),在停止掘進之后可能需要向土倉的土漿中加入膨潤土,并用刀盤混合均勻,以穩(wěn)定和密封開挖面。在這種情況下,使用的膨潤土懸浮液起支承液的作用,在壓力的作用下滲入地層,進行密封,生成一種被稱為“濾餅”的結(jié)構(gòu)。壓縮空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)使這一濾餅保持平衡,象一層薄膜,從而改善開挖面的密封性。然后按以下步驟進行操作:①壓縮空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的管路通過隔墻后面的單獨接口用水進行沖洗,以防止挖掘下的材料進入壓縮空氣回路中。②清洗后給壓縮空氣裝置加壓,(壓力墻上的所有閘閥均關(guān)閉)。③從挖掘室中排出土漿,直至土壓降低0.1-0.2bar為止。④達到這一壓降之后,可以向挖掘室噴射壓縮空氣。調(diào)節(jié)裝置要調(diào)定成室頂上的空氣壓力高于起始的土壓0.1bar。⑤必須排出一部分土漿,直到至少上面的土壓計顯示出在壓縮空氣調(diào)節(jié)設(shè)備上調(diào)定的空氣壓力。在這期間,可以通過轉(zhuǎn)動刀盤卸下室頂范圍里的挖掘下的材料。⑥停止刀盤和螺旋輸送機的轉(zhuǎn)動,關(guān)閉螺旋器閘閥,卸下輸送帶上的物料。⑦人員進入主室,由人閘管理員將主室調(diào)至土倉的壓力狀態(tài)。⑧人員進入人閘主室,且土倉和主室進行壓力平衡之后,則可以小心打開壓力墻門。在這一過程中要注意落下的材料。(2)安全說明①必須關(guān)閉螺旋輸送器,如果螺旋輸送器閘閥沒有關(guān)閉,就會造成壓縮空氣猛烈從螺旋輸送器噴出的危險。這會導致開挖面穩(wěn)定性降低(塌落材料、涌水)。挖掘室的壓力減弱和開挖面穩(wěn)定性降低均會使人員的健康造成嚴重的傷害。②因為可能會出現(xiàn)開挖面部分倒塌的情況,所以進入土倉非常危險。在整個時間內(nèi)都必須非常仔細地觀察開挖面。③必須遵守全部的安全措施,防止工作材料的滾動和下落,以保證刀具的安全運輸。④所有需要的起重工具都要固定在預(yù)定的支架上并經(jīng)過檢察,保證安全操作。⑤全部人員都佩戴安全索,特別是在刀盤上工作時,必須把它固定在固定點上。⑥作為緊急安全室,前室必須始終讓所有工人進入,不許被管路、電纜或其它材料堵塞。在土倉里進行超壓工作過程中,前室的門必須關(guān)閉,這樣可以保證前室在任何時候都可以從兩邊進入。⑦無論盾構(gòu)機處于何種操作方式,都不允許在鋪設(shè)供應(yīng)管路時穿過人閘門,造成堵塞。管路每次都要聯(lián)接在壓力墻上規(guī)定的連接箱中。2.人閘人閘的操作由經(jīng)過培訓的人閘管理員進行。人閘管理員需要的各種操作和顯示元件都安放在人閘的外部。只允許通過高壓空氣檢查和經(jīng)過相應(yīng)培訓的的人員進入人閘。人員在人閘中高壓環(huán)境下作業(yè)時間需符合相關(guān)規(guī)定。人閘的前室和主室中裝有相同的元件(壓力表、時鐘、電話等)。定期檢查所有設(shè)施的功能(顯示儀表、帶式記錄儀、暖氣、時鐘、溫度計、密封和閥等)。(1)安全說明必須定期檢查電話和緊急電話設(shè)施的正常功能。患有傷風感冒和流感的人員不許進入人閘,他們有鼓膜的危險。人員進出人閘時必須穿干衣服。必須注意人閘前面和里面所有警告牌和信息牌的內(nèi)容,嚴格遵守其中的命令和禁令。檢查門密封和密封面的清潔和損壞狀況,必要時更換密封。每次進出人閘之前,都要檢查確定帶式記錄儀的功能完好和貯紙量。應(yīng)連續(xù)觀察人閘人閘內(nèi)人員的身體狀況。如果人閘里一名或多名人員稍有感覺不適的癥狀,馬上中斷過程,把他們從人閘中放出。必須保證在高壓空氣中工作的人員出人閘后在工地上逗留2個小時,以觀察他們的身體狀況。(2)進入主室①檢查顯示儀表、帶式記錄儀、暖氣、時鐘、溫度計、電話、緊急電話、閥門等。檢查門密封的清潔狀況。②人員進入主室。③開動主室的雙紙帶記錄儀,檢查其工作是否正常以及儲紙量。④關(guān)閉主室和前室之間的隔離門,注意正確鎖閉。⑤壓力墻上的人閘門處于密封狀態(tài)。⑥人閘管理員和在人閘中坐著的人員之間建立電話聯(lián)系。⑦人閘管理員緩慢打開“主室通入空氣”閘閥,按照規(guī)章緩慢增加主室的壓力,直至達到工作壓力。(人閘中的工作壓力最高可達到3bar,當超過3bar以后,就會通過安全閥自動卸壓。⑧主室中的人員可以根據(jù)自己的要求調(diào)定暖氣。⑨當主室的壓力與盾殼挖掘室的壓力相同時,人閘中的人員緩慢打開主室和挖掘室之間的閘閥。⑩主室和挖掘室之間的壓力平衡后就可以打開壓力墻門。(11)人閘管理員關(guān)閉帶式記錄儀。(3)離開主室①主室和前室之間的人閘門處于關(guān)閉狀態(tài)。②要出來的人員離開土倉,進入主室。③壓力墻門和壓力墻上用于平衡壓力的閘閥必須關(guān)閉。④人閘中的人員與人閘管理員進行電話聯(lián)系。⑤人閘管理員打開帶式記錄儀。⑥人閘管理員在觀察壓力表“主室壓力”和流量計“主室排氣”的同時,開始使用“主室排氣”閘閥緩慢降低主室壓力。⑦與此同時,他使用閘閥“主室通入空氣”向人閘通入空氣。但不能使壓力再次上升。⑧調(diào)節(jié)閘閥“主室排氣”和“主室通入空氣”,使人閘在通風的情況下達到一個符合規(guī)范的穩(wěn)定而緩慢的降壓過程。在這一過程中,流量計“主室排氣量”的流量必須不低于每人0.5m3/min。首先使壓力降低到規(guī)定的第一階段的壓力狀態(tài),并穩(wěn)定觀察3分鐘,實在氣閘中工作的人員適應(yīng)這個壓力狀態(tài)。⑨重復(fù)過程(6)到(8)按附表Ⅰ分幾個階段將壓力將壓力降低至常壓。⑩在這一進出過程中,人閘里人員可以打開暖氣。推薦的溫度范圍是最低15攝氏度,最高28攝氏度。(11)當主室壓力到達常壓后,就可以打開主室隔墻上通往常壓房間的門,讓人員走出主室。(12)人閘管理員關(guān)閉帶式記錄儀,把進出過程(日期、時間、壓力、人數(shù)等)登記到進出人閘登記簿中。(4)進出人閘前室前室用于在挖掘室和壓力室的高壓空氣中工作時送入材料或進入人。旁室的操作與主室相近。唯一的區(qū)別是使用的閥和顯示儀表不同。(5)把挖掘刀具送入挖掘室①使用起重設(shè)備把材料送入人閘前室。②關(guān)閉人閘前室門。③升至高壓。④打開前室和主室之間的人閘門。⑤把材料從主室取出,送入土倉。3.更換刀盤上的刀具(1)更換刀具的準備工作在工人開始在刀盤上更換刀具之前,還必須進行以下工作:①在掘進停止之后根據(jù)地質(zhì)情況排出挖掘下的材料。②用起重設(shè)備和運輸臺把刀具送入主室(工作室)。③在高壓空氣中工作時,人員要按照規(guī)則適應(yīng)挖掘室中的壓力狀態(tài)。④使用主室中的維修操縱板把刀盤轉(zhuǎn)至希望的位置。⑤懸掛平臺、格篩和起重設(shè)備都要固定在盾外殼預(yù)設(shè)的固定點上。(2)安全說明①因為可能會出現(xiàn)開挖面部分倒塌的情況,所以進入土倉非常危險。在整個時間內(nèi)都必須非常仔細地觀察開

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