10隧道与洞室工程盾构隧道工程实例.ppt

10隧道与洞室工程盾构隧道工程实例
为什么采用土压平衡?
盾构隧道主要穿越的地层有:可塑-软流塑的粉质粘土、粉土、粉细砂、粉砂夹细砂。地下水位位于地表下1~2m,渗透系数为5×10-3cm/s,易液化。
其中淤泥质粘土具有高压缩性,极
10隧道与洞室工程盾构隧道工程实例
为什么采用土压平衡?
盾构隧道主要穿越的地层有:可塑-软流塑的粉质粘土、粉土、粉细砂、粉砂夹细砂。地下水位位于地表下1~2m,渗透系数为5×10-3cm/s,易液化。
其中淤泥质粘土具有高压缩性,极易产生土体流动,开挖面极不稳定;粉细砂,粉砂夹细砂含水量丰富,透水性强,极易产生涌水、涌砂;尤其是有一段150m长的隧道处于严重的液化区,设计、施工中考虑了液化影响。
盾构隧道线路穿越的市中心区,街道狭窄,交通繁忙,道路两侧高楼林立,地下管线繁多。
由于泥水盾构在施工中需要泥浆池进行泥水分离,占地较大,对环境会造成一定的污染,且盾构价格贵,设备技术不易掌握。
土压平衡盾构适合于粉质粘土、含水砂质粉土层,另外,配备加泥装置,对控制地表沉降效果很好。
区间隧道要穿越秦淮河、金川河、古城墙、在建的玄武湖公路隧道,以及多栋建筑物。
,与在建的玄武湖公路隧道底板最小净距也仅为1m,施工难度很大。
南京地铁1号线盾构隧道内有4台土压平衡盾构施工,其中3台为德国海瑞克公司生产,1台为日本三菱公司生产。
,分三个标段,分别由4台盾构掘进
其中盾构一标为中华门站北工作井—三山街站(试验段)和新街口—珠江路区间,由上海隧道公司采用日本三菱盾构施工
,2019年10月底完工,总工期31个月;该段隧道顶部覆土较薄,试验段仅有4~10m;盾构穿越内秦淮河时,需进行抗浮处理,。
盾构二标为三山街—张府园—新街口,,2019年10月底完工;该段由上海基础公司采用德国海瑞克公司的盾构施工。
盾构三标为玄武门—许府巷—南京站区间,,2019年12月底完成;该标段由洛阳隧道局采用2台德国海瑞克公司的盾构施工。
以盾构三标的盾构机为例,介绍盾构机的主要参数。
该台盾构机设计最大埋深18m,最大爬坡为35‰,最小转变半径为300m;盾构最大推力为3560t,由16对32个千斤顶组成;盾构的外径为6340mm,盾构主机长7400mm,盾构总长度60m;·m,刀盘的开口度为40%。
该标段工程难点较多,盾构需穿越玄武湖、在建的玄武湖隧道、古城墙、金川河和多栋建筑群,盾构局部穿越粉细砂地层。
盾构平均推进速度达8~10环/天,盾构三标最高达17环/天。
但盾构二标、一标在进出洞时出现了一些问题。
例如,盾构二标在某站南端头盾构出洞时曾出现两次流砂,流砂量达110m3,主要集中在洞门中心东西侧,,。
因洞门处的混凝土经过开凿,已经局部开裂。为防止洞门处的混凝土失稳,在洞门钢环上焊接18号工字钢作为横挡,采用木板支模浇灌C20混凝土加固。
为防止流砂再次发生,保证盾构机安全出洞,需对段头井补充加固。
为此,考虑了三种方法:深井降水法、旋喷桩加固法、冻结法。
根据两次流砂情况,流砂量在长时间内没有减少,反而有增加的趋势,说明地下水补给比较丰富,且内秦淮河离张府园南段头井约50m,地下水和内秦淮河可能连通,因此降水效果无法保证。
从理论上讲,旋喷加固在该地层加固效果较好,但夹在连续墙和搅拌桩加固体之间进行旋喷补充加固,一边为硬的水泥土,一边为钢筋混凝土,影响成桩效果。
此外,洞门处的连续墙已开裂,旋喷桩施工时可能发生侧漏,地层内可能有流动水存在,对成桩有影响。
最后决定对段头井采用冷冻法进行补充加固,在盾构出洞方向沿工作井的连续墙外侧布置冻结孔,并在冻结孔中循环低温盐水,使冻结孔附近的含水地层结冰,形成冻土墙。
盾构在冻土墙的保护下出洞。,,(洞口周边冻土搭接宽度1m,),见图1。
图1 张府园南段头井补充冷冻法加固
盾构一标在某站出洞时由于大量流砂,盾构洞门无法打开,原洞门周围的土体加固是用单管旋喷加固,加固范围为隧道上部4m、下部3m、左右各3m、轴线方向6m。
在推进范围多处存在纯粉砂土含水层,流砂严重,致使多处加固效果不明显。
因此,以降水把地下水位降到15m以下,确保开洞无涌砂、流砂出现。井点设在隧道两侧2m处,,每排5根共10根,每