广州地铁15标盾构机空推方案Word格式文档下载.docx
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在广汕公路北侧绿地(里程YDK37+419.056)设置1个施工竖井。
1.2矿山法隧道施工概况
1.2.1工程地质及水文情况
右线YDK37+117.000~YDK37+347.000段、左线ZDK37+102.000~ZDK37+267.000段,拱顶围岩<
8Z>
岩体破碎,支护不当易产生大坍塌;
<
7Z>
自稳性差,拱顶极易坍塌,场区地表水以地表散流及沟谷汇水为主,受大气降水补给,水量较小;
地下水主要为松散土层孔隙水、基岩风化裂隙水及构造裂隙水,受季节影响及地表水补给。
第四系潜水水量较小;
基岩裂隙水及构造裂隙水水量大,具承压性。
构造带、块状强风化及中风化岩透水性中等,局部接近强透水性,可能产生突水。
联络通道拱顶围岩土状强风化岩中,围岩稳定性差,强度低,遇水易软化崩解,易导致塌顶。
左线ZDK38+166.000~ZDK38+398.000段、右线YDK38+179.000~YDK38+398.000段为山前冲积平原,洞身及拱顶围岩为<
9Z>
微风化岩;
围岩完整,岩质坚硬,工程性质较好;
场区地表水以地表散流为主,受大气降水补给,水量较小;
地下水主要为松散土层孔隙水、基岩裂隙水,受季节影响及地表水补给。
第四系潜水水量小;
基岩裂隙水水量小,具承压性。
第四系填土透水性中等~强,其余地层透水性弱;
全风化及土状强风化透水性弱,块状强风化、中风化岩透水性中等;
微风化岩透水性弱。
1.2.2矿山法施工工艺
矿山法隧道按照新奥法原理设计,隧道衬砌及支护参数主要根据结构断面、围岩级别、水文地质条件、结构受力特性等因素,类比同类工程,并经计算分析及优化综合确定。
区间结构支护形式为初期衬砌和盾构混凝土管片相结合,初期支护主要由超前小导管、钢筋网、砂浆锚杆、喷射混凝土、格栅钢架组成初期衬砌支护体系。
开挖期间注重地层的预支护和预加固。
严格控制地表沉降,尽量减少隧道开挖对围岩的扰动为原则,并通过现场监控量测指导设计和施工。
断面形式共计两种,Ⅱ、Ⅲ级围岩段采用全断面开挖法施工,Ⅳ~Ⅵ级围岩段采用环形台阶预留核心土法施工。
1.2.3矿山法隧道施工断面图
2.盾构机进矿山法隧道前的准备
2.1导台测量及断面超欠挖测量
矿山法隧道导台厚度150mm,采用钢筋混凝土现浇,导台弦长3378mm,导台详见图2-1。
导台是盾构机通过硬岩隧道时的下部支撑,其施工精度直接决定着盾构机的姿态。
导台施工模板定位后必须进行测量复核,混凝土浇注后应进行标高的复测,确保导向平台的标高施工精度在0~+15mm以内。
导台施工完成后,由测量班对导台进行线路联系测量,包括水平及竖直方向,误差超过设计规范要求的,需重新施作。
由于矿山法隧道采用爆破施工,隧道断面存在大量的超挖或欠挖现象,一旦隧道欠挖严重,盾构机无法通过,后期处理难度较大。
在盾构机进矿山法隧道之前对矿山法隧道进行断面测量,一旦欠挖影响盾构机通过,则提前处理。
隧道断面测量采用直径6320mm的钢环模具进行测量,测量合格后,直径6280mm盾构机即可顺利通过矿山法隧道。
图2-1导台断面图
2.2“洞门处理”
盾构机到达前在矿山法隧道端头掌子面进行钻孔处理,以便盾构机进入矿山法隧道时,洞口形成的断面为光面,不至于参差不平影响盾构掘进。
具体钻孔方法为沿隧道内径6400钻孔,钻孔深度300mm,环向间距500,钻孔孔径25mm。
2.3豆砾石备料
盾构机矿山法隧道空推掘进时,由于盾构机前方阻力很小,需对盾体及管片周围喷射豆砾石,以便增大摩擦阻力,增加推力,挤紧管片止水胶条。
豆砾石选择直径5~10mm,水泥浆配合比0.7:
1,注浆压力0.5MPa左右。
豆砾石在盾构机进入矿山法隧道前需提前备料。
具体备料方量为需填充空隙的60%~70%。
豆砾石从矿山法隧道竖井用溜槽下放到井下,井下采用2m3翻斗车进行水平运输,均匀铺到导台两侧。
3.进矿山法隧道前的盾构掘进机姿态控制
盾构机进入硬岩隧道前的25m作为盾构机到达段,根据地质条件采用敞开模式掘进。
盾构机进入到达段时,逐步减小推力、降低推进速度,并加强出土量的监控频次。
刀盘转速为1.65~1.85r/min,盾构机推进总推力小于800t,推进速度不大于25mm/min。
盾构机进入硬岩隧道前的最后3环采掘进速度控制在15mm/min以内,总推力减少为600t以内,采用小推力、低速度进入矿山法隧道。
在盾构机进入硬岩隧道前的150~200m,对盾构开挖隧道和硬岩隧道洞内所有测量控制点进行一次整体的、系统的复测和联测,对所有控制点的座标进行精密、准确的平差计算。
在盾构机到达硬岩隧道前的100m、50m时应分别人工复测盾构机姿态,及时纠正偏差,确保盾构机顺利进入接收段。
盾构机在到达段掘进过程中,应派专人负责观察硬岩隧道段的岩面变化情况。
发现围岩或硬岩隧道初期支护混凝土有较大震动或变形时,应立即通知盾构主司机调整掘进参数,防止推进力过大而造成刀盘前部围岩的大面积坍塌。
4.矿山法隧道内空推
4.1盾构机步进
根据刀盘与导向平台之间的关系,调整各组推进油缸的行程,使盾构姿态沿设计线路方向推进。
前期施工时推进速度一般控制在15~40㎜∕min之间,工艺熟练后推进速度可达到60~85㎜∕min。
下部油缸压力略大于上部油缸压力。
盾构推进时,派专人在盾构机前方检查、监测盾构机推进情况,主要检查硬岩隧道的开挖是否有侵入盾构刀盘轮廓的岩石存在、盾构前体下部与导台的结合情况等。
盾构推进时,刀盘前方的监测人员与盾构主司机要紧密配合,使盾构机沿导台的中心进行前移,保证盾构前移时管片受力均匀。
盾构机向前步进时,混凝土导台必须清理干净,以便盾构机能在导台上安全顺利步进。
4.2管片拼装
加强管片选型工作,通过控制盾尾与管片外表面的间隙,确保管片拼装符合设计要求。
管片拼装工艺与正常掘进时的工艺相同。
选型时,根据盾尾间隙与油缸行程差,结合盾构姿态选择合适的管片。
管片每安装一片,先人工初步紧固连接螺栓;
安装完一环后,用电动扳手对所有管片螺栓进行紧固;
管片出盾尾后,重新用扳手人工进行紧固。
4.3豆砾石填充
豆砾石填充采用湿喷机在刀盘前面喷射,湿喷机喷射速率应达到每小时6~9m3。
喷射豆粒石时,每隔4.5m在盾构机的切口四周用袋装砂石料围成一个围堰,围堰范围不小于2:
00~10:
00的时钟位置,以防管片背后的豆粒石、砂浆前窜。
从刀盘前方向盾构后方吹入粒径5~10mm的豆粒石骨料,喷射压力为0.25~0.3Mpa。
喷射豆粒石过程中,非操作人员不得进入工作面,以免飞石伤人。
4.4同步注浆
4.4.1同步注浆浆液性能
同步注浆采用水泥砂浆。
浆液初凝时间为8h,终凝时间为10.5h,施工时根据盾构机推进过程中浆液的流动情况,适当调整浆液胶凝时间。
4.4.2注浆工艺
同步注浆在每环管片喷射豆砾石回填后进行,与盾构机步进同步。
注浆通过盾构机自身配备的同步注浆系统,采用手动控制方式,由人工根据现场情况调整注浆流量、速度、压力。
(1)注浆压力:
为保证对管片背后空隙的有效填充,同时防止砂浆前窜至刀盘前方,注浆压力取值为0.05~0.08Mpa。
(2)注浆结束标准:
同步注浆时盾壳外围是敞开的,压力变化不大,不以压力作为注浆结束的控制标准。
当注浆量达到理论注浆量的80%以上时,即可结束注浆。
在注浆过称加强对盾构机四周以及盾壳外部的围堰变形的观测,发现有浆液外泄,应暂时停止注浆。
4.4.3注浆效果检查
在盾构机管片安装10环后,每间隔6m(4环管片)在管片注浆孔处开口检查注浆效果,根据检查效果,决定是否进行补充注浆。
4.5二次注浆
在盾构机通过硬岩隧道后,根据管片间渗漏水情况,采用二次注浆泵进行注浆堵水。
浆液采用水泥-水玻璃双夜浆。
浆液配比水泥:
水玻璃为1:
1.注浆压力为0.2~0.3Mpa,注浆流量不大于10L/min。
注浆结束标准采用注浆压力单指标控制。
5.二次始发
盾构机即将到达盾构段掌子面时,即对盾体周围尽可能多的填充豆粒石,填充完毕后将刀盘前面清理干净,包括设备及材料等。
盾构机顶到掌子面同时开始转动刀盘,根据滚动角变化,调整刀盘左转右转方向。
直至盾体进入土体,滚动角变化不大为止。
6.质量措施
1、成立以项目总工任组长,盾构主司机、值班土木工程师、测量工程师、试验工程师、掘进班班长、注浆司机为组员的技术小组,负责施工方案的制定并提供技术指导。
2、施工前对导台、盾构机推进、管片拼装等关键工序作业进行培训和技术交底,由值班土木工程师跟班进行指导、监控。
3、由专职质量工程师负责各工序质量的检验及施工过程的控制,严格工序交接班制度,严禁不合格工序进入下一施工流程。
4、严格控制盾构姿态及管片选型,以免因盾构姿态不好,破坏导台。
5、每安装3~5环,对管片姿态进行人工测量,根据测量结果结合盾尾的盾壳间隙进行管片的选型。
6、确保管片与硬岩隧道初期支护间空隙的充填密实度,保证管片下半部有足够的支撑力。
7、严格控制同步注浆压力,不能因太小而填充的不充分,也不能太大而流串到刀盘前方造成不必要的浪费。
7.安全措施
1、严格按项目安全管理制度和施工方案组织施工,严格制定和执行相关设备的安全操作规程。
2、加强硬岩隧道段(包括竖井段)的通风和照明工作,提高洞内作业环境条件,确保人员和设备安全。
3、加强垂直运输及洞内水平运输系统的控制,防止高空物体坠落及车辆事故的发生。
4、加强洞内用电控制,确保施工安全。
5、特种作业人员必须持证上岗。
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- 广州地铁 15 盾构 机空推 方案