摘要:城市化的加快推進交通設施的建設,地鐵施工是當前許多城市發(fā)展的基礎交通設施,因為施工的特殊性,技術要求比較高。本文就此闡述地鐵盾構(gòu)區(qū)間側(cè)穿建筑物施工控制技術。 

  關鍵詞:地鐵盾構(gòu);穿越;施工技術;保護措施 

  中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號: 

  1、盾構(gòu)區(qū)間側(cè)穿建筑物施工的保護措施 

  1.1 嚴格控制盾構(gòu)正面平衡壓力 

  盾構(gòu)在穿越建筑物的過程中必須嚴格控制切口平衡土壓力,可以使盾構(gòu)前方地面有微小的隆起,防止欠挖。同時也必須嚴格控制與切口平衡壓力有關的施工參數(shù)。防止過量超挖、欠挖,盡量減少平衡壓力的波動。 

  1.2 嚴格控制盾構(gòu)的推進速度 

  推進速度不宜過快,盡量做到均衡施工,減少對周圍土體的擾動,避免在途中有較長時間耽擱。推得過快則刀盤開口斷面對地層的擠壓作用相對明顯,地層應力來不及釋放,正常推進時速度應控制在10-20mm/min。 

  1.3 嚴格控制盾構(gòu)糾偏量 

  在確保盾構(gòu)正面沉降控制良好的情況下,使盾構(gòu)均衡勻速施工,盾構(gòu)姿態(tài)變化不可過大、過頻。每隔5環(huán)檢查管片的超前量,隧道軸線和折角變化不能超過0.4%。推進時不急糾、不猛糾,多注意觀察管片與盾殼的間隙,相對區(qū)域油壓的變化量隨出土箱數(shù)和千斤頂行程逐漸變化。采用穩(wěn)坡法、緩坡法推進,以減少盾構(gòu)施工對地面的影響。根據(jù)盾構(gòu)進入曲線段的設計里程,盾構(gòu)可提前5-10環(huán)進入曲線段施工,提前進行糾偏,以減少每環(huán)的糾偏量,從而減小建筑孔隙。提前糾偏過程中必須保持良好的盾構(gòu)姿態(tài),盾構(gòu)軸線偏差≤50mm。 

  1.4 嚴格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量 

  保證每環(huán)注漿總量要達到要求;保證盾構(gòu)推進每一箱土的過程中,漿液均勻合理地壓注;漿液的配比須符合質(zhì)量標準。通過同步注漿及時充填建筑空隙,減少施工過程中的土體變形。具體壓漿量和壓漿點視壓漿時的壓力值和地層變形監(jiān)測數(shù)據(jù)選定。同時在曲線段外弧側(cè)可適量多壓注,確保地面沉降的穩(wěn)定。壓漿屬于重要工序,專門成立注漿班對壓入位置、壓入量、壓力值作詳細記錄,并根據(jù)地層變形監(jiān)測信息及時調(diào)整,在確保壓漿工序施工質(zhì)量和效果的前提下,方可進行下一環(huán)的推進施工。 

  1.5 做好二次補漿 

  當盾構(gòu)穿越過后,隧道上方地面及建筑物會有不同程度的后期沉降。因此必須準備足量的二次補漿材料以及設備,根據(jù)后期沉降觀測結(jié)果,按微擾動注漿方式及時進行二次補漿,以便能有效控制后期沉降,確保地面建筑物的安全。 

  2、突發(fā)事件控制及對策 

  由于地面環(huán)境較為復雜,一旦發(fā)生異常情況,將產(chǎn)生很大的影響。對于有可能發(fā)生的一些突發(fā)性事件,如構(gòu)、建筑物結(jié)構(gòu)產(chǎn)生超沉等,可采取以下幾點對策措施。穿越施工前,對施工人員進行交底、動員,做到精心施工,同時加強值班管理、井下交接班制度。 

  盾構(gòu)穿越期間,安排監(jiān)測人員對樓房進行24h現(xiàn)場跟蹤監(jiān)測。技術人員根據(jù)沉降變化數(shù)據(jù)及時調(diào)整施工參數(shù),將指令通過內(nèi)線電話通知盾構(gòu)駕駛室,盾構(gòu)推進后的效果又反映到監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化。盾構(gòu)穿越建筑物時,若地面變形值達到警戒值,除了采取壁后注漿的手段外,還可通過采取在地面預埋注漿管注漿的手段來保護建筑物。 

  3、盾構(gòu)區(qū)間側(cè)穿安全推進的施工技術要點 

  3.1 盾構(gòu)推進的風險控制措施 

  (1)對盾尾密封進行專項檢查,必須確保其密封性能指標達到抵抗盾構(gòu)底部最高水土壓力及注漿壓力的要求。(2)盾構(gòu)機應具備加泥漿/泡沫功能,螺旋出土器應設有防噴裝置。膨潤土泥漿或泡沫劑、聚氨酯、海綿板、雙快水泥等物質(zhì)及設備應預備充足,并必須能夠在規(guī)定時限內(nèi)到達搶險位置。(3)加大盾構(gòu)斷面內(nèi)砂性土對應部位千斤頂壓力,以平衡承壓水壓力,并往泥艙中注入潤滑泥漿(膨潤土、堿水、泥漿等),采用攪拌棒使黏土塊與砂土混合,防止流沙。必要時適當伸出仿形刀超挖硬黏土部分,并相應減少出土量以減少土體損失。避免盾構(gòu)刀盤及頂進系統(tǒng)超負荷運轉(zhuǎn)和姿態(tài)失控,而導致盾構(gòu)偏轉(zhuǎn)、刀盤卡死及盾構(gòu)突沉等風險。(4)確保同步注漿施工質(zhì)量,砂性地層中盾尾孔隙最小填充率為180%。(5)為預防盾構(gòu)及后方隧道突沉,應分別對盾構(gòu)姿態(tài)及盾構(gòu)后方15環(huán)管片隧道變形進行密切觀察和跟蹤監(jiān)測,及時反饋調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)、推進速度以及進行必要的補充注漿。(6)一旦發(fā)現(xiàn)盾尾有泥砂漏涌跡象,應立即停止推進并進行封堵。 

  3.2 適時采用泡沫盾構(gòu)工法 

  (1)泡沫盾構(gòu)施工法及特點 

  泡沫盾構(gòu)施工法即用由特殊發(fā)泡材料和壓縮空氣制成30~400um的細小齒狀氣泡,代替一直在加泥式土壓平衡盾構(gòu)法中作為主要添加材料的黏土和膨潤土等。該施工法有如下特點。1)黏性土地基中,泡沫起著界面活性劑的作用,可有效防止開挖土附著于刀盤上和土壓室內(nèi)壁,防止泥餅現(xiàn)象,使掘進工作順利地進行。2)砂性土中,泡沫的支承作用使開挖土的流動性提高,土壓室內(nèi)泥土不會產(chǎn)生擁堵,刀盤及螺旋輸送機的驅(qū)動扭矩減小,刀具磨損減小,從而有利于盾構(gòu)機掘進。3)微細泡沫置換了土顆粒中的空隙水,提高了土的止水性,能較容易地開挖地下水位較高的砂礫土地基,且可有效地防止螺旋輸送機泥水噴涌。4)泡沫可壓縮性使開挖面的土壓力波動減小,在不影響開挖面穩(wěn)定的同時保證順利掘進。 

  (2)泡沫的制作 

  泡沫盾構(gòu)工法所使用的泡沫是用專用原料和水制成的混合液與空氣通過泡沫發(fā)生器制成的,這種專用原料主要是特殊發(fā)泡劑和泡沫添加劑。特殊發(fā)泡劑是由各種表面活性劑經(jīng)過特別調(diào)配制成,它的水溶液被稱為A型特殊發(fā)泡材料,主要用于黏性土及含水量較少的砂質(zhì)土。泡沫添加劑是用礦漿為主要原料的高分子水溶液。如果將特殊發(fā)泡劑的比例降低,代之以泡沫添加劑,那么所形成的水溶液稱之為B型特殊發(fā)泡材料。一般來說,由B型特殊發(fā)泡材料制成的泡沫比用A型特殊發(fā)泡材料制成的泡沫更穩(wěn)定,尤其是止水性能更佳。因此,B型特殊發(fā)泡材料主要用于含水砂礫地質(zhì)及地下水位較高的砂質(zhì)土。 

  (3)泡沫材料的用量 

  泡沫的注入量因土砂情況及泡沫特性的不同而異。泡沫的混合率P是泡沫注入的比率(注入的泡沫體積/被開挖土的體積),P值常根據(jù)實驗結(jié)果及實際情況綜合考慮,一般最低20%,在需要防止附著的情況下,P需達到30%。 

  3.3 注漿孔或環(huán)縱縫滲漏時,采用聚氨酯壁后注漿 

  (1)注漿要求 

  1)注漿施工前,須對隧道內(nèi)管片的滲漏情況進行詳細的調(diào)研和記錄,以便注漿結(jié)束后,進行注漿效果分析。2)聚氨酯注漿加固應根據(jù)設計要求,采用恰當?shù)淖{工藝和注漿材料,注漿過程中應遵照多點、少量、均勻的原則,并根據(jù)隧道沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋適時調(diào)整注漿量和注漿時間間隔,確保沉降穩(wěn)定。3)注漿過程中及時填寫各項注漿記錄表與質(zhì)量抽檢報告,并作為注漿質(zhì)量驗收的依據(jù)。4)由于聚氨酯材料暴露后會散發(fā)濃烈的刺激性氣味,所以注漿時隧道內(nèi)應該保持空氣流通。 

  (2)注漿工藝 

  注漿設備選用電動泵,注漿管端部噴口分布4個,空間按90°布置,其開口孔徑為3~5mm。利用隧道管片原有壁后注漿孔,打開孔端堵頭螺絲,安裝外接頭、球閥和防噴裝置,從防噴裝置中振入注漿芯管,振入深度為超出管片外壁5~10cm(須打穿壁后注漿層)。連接注漿泵,注入配置好的聚氨酯漿液,漿液在隧道管片外壁發(fā)泡形成防水保護膜。 

  (3)注漿工序控制要求 

  注漿加固工序應標明注漿孔位、注漿順序、注漿時機,滿足多點、少量、均勻的原則,確保漿液分布均勻。在注漿施工的同時對隧道的軸線、管片的變形進行嚴密及時監(jiān)測,一旦發(fā)現(xiàn)位移或變形接近或達到報警值,立即停止注漿,以防止注漿對隧道產(chǎn)生不利影響。 

  結(jié)束語 

  綜上所述,地鐵盾構(gòu)區(qū)間側(cè)穿建筑物施工相對復雜,如不能很好的掌握施工技術,將導致嚴重的后果,影響施工安全、施工進度以及質(zhì)量等諸多方面,因此在側(cè)穿建筑物時,需合理安排施工,嚴格施工技術要點,確保工程施工的順利進行。 

  參考文獻 

 。1]陳饋,洪開榮,吳學松,等.盾構(gòu)施工技術[M].北京:人民交通出版社,2009. 

 。2]李永敬.地鐵施工下穿建筑物沉降控制標準研究[J].鐵道標準設計,2006.