极软土层盾构掘进施工风险和对策研究

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1、极软土层盾构掘进施工风险和对策研究　　内容提要：结合宁波地铁1号线一期工程TJ-VI标的工程实例，分析盾构机在极软弱土层中的掘进施工技术要点，重点阐述了作为盾构施工风险较大的工序，盾构掘进施工的主要施工风险以及对策分析。关键词：掘进风险分析对策中图分类号：U455.43文献标识码：A文章编号：1．工程概况宁波市轨道交通1号线一期工程地下工程Ⅵ标段包括2个区间隧道：福明路站~世纪大道站、樱花公园站~福明路站。樱花公园站～福明路站～世纪大道站区间隧道位于江东区中山东路路下，沿线多为居民楼，情况复杂。线路

2、须下穿五座桥梁：洞桥、过旧桥、太古桥、七里垫桥及史家桥。下穿的五条河流均为后塘河支流。区间隧道采用盾构法施工，隧道主要穿越地层为②2-2层灰色淤泥质粘土、③2层灰色粉质粘土夹粉砂及④2层灰色粉质粘土。区间地层为极软土地层，适于盾构掘进施工，但软粘土强度低，扰动后变形大，稳定时间长，且淤泥质软土具有厚度大、压缩性高、灵敏度高、流变性大、承载力低和透水性差的特点。7本工程区间隧道施工采用一台日本小松公司产的外径为6340mm，长度为8680mm的TM634PMX---52型带铰接土压平衡式盾构掘进机。2

3、．盾构掘进施工技术要点2.1出洞段出洞段推进指盾构机拼装第一环负环管片到盾构机刀盘完全出加固区。2.1.1负环管片拼装宁波地铁所用管片为通用环管片，负环管片的拼装首先需要通过三环管片的拼装完成，保证管片末端紧靠反力架，管片的姿态、环面平整，且坡度达到水平。第四环起封顶块的位置按照3点、9点交替进行拼装。2.1.2加固区内掘进加固区的加固土体强度较高，为了能够减小推力，将土仓内土压力设定为理论计算土压力的一半，同时必须要在加固区中开超挖刀，保证“乌龟壳”顺利的通过。加固区内推进时土压较低，要注意计算好

4、刀盘的位置。当刀盘出加固区时，土压力要及时建立到理论计算值，防止盾构机重心出加固区后盾构出现“磕头”现象。2.2试验段试验段指盾构机出加固区到前一百环之间。该阶段是结合地基变位元情况、工程质量和设备的要求，对土压力、总推力、刀盘扭矩、推进速度、出土量、注浆量等施工参数反复量测、分析、调整、优化，找到本工程的最优施工参数。72.2.1参数设定盾构机整体出加固区后，根据理论计算值，设定了初期推进参数，并将地表沉降监测加密，验证参数的设定。2.2.2管片拼装宁波采用的是通用环管片，管片的外形尺寸只有一种，

5、拼装时封顶块的位置不固定，一周16个点位均可以拼装封顶块。这就要求，盾构机必须是所有推进油缸的长度均适合拼装封顶块。在拼装中，主要是通过选择合理的管片拼装点位来使楔形的管片拟合设计线路。管片拼装要测量的参数：超前量、千斤顶行程和盾尾间隙。2.3盾构正常段掘进正常段掘进阶段各项参数的设定通过前100环的掘进试验基本确定，变化不大。盾构及其后配套已经进入隧道，管片与周围土层的摩擦力已经满足掘进推力要求，为了能利用盾构井进行垂直运输，需要拆除洞口段负环管片。割开反力架与底板钢板的连接件，拆除反力架下水平支

6、撑和斜支撑，用千斤顶使反力架后移30厘米，进行负环管片的拆除。2.4盾构进洞段掘进7进洞测量需提前做两次地上地下联测，复核隧道内的导线点和水准点。由于进洞处于粉砂性土和淤泥质土层之间，为了防止盾构机进洞时流沙跟进车站，在洞门完全破除前用聚氨酯打了环箍。同时盾构洞门外排钢筋要保留完整。在加固区和非加固区交界注聚氨酯。聚氨酯要整环注，使其形成挡水的环箍。3．盾构掘进风险事故分析3.1管片碎裂渗漏管片拼装过程中的三个重要参数：超前量、千斤顶行程和盾尾间隙与盾构机的姿态不协调极容易造成导致管片碎裂甚至渗漏，

7、加强管片拼装质量、打压盾尾油脂质量都能够有效改善管片渗漏的情况。3.2盾构机姿态不稳在实际施工中，由于地质突变等原因盾构机推进方向可能会偏离设计轴线并超过管理警戒值；在稳定地层中掘进，因地层提供的滚动阻力小，可能会产生盾体滚动偏差；在线路变坡段或急弯段掘进，有可能产生较大的偏差。因此应及时调整盾构机姿态、纠正偏差。盾构机姿态不稳主要分为盾构机下沉与盾构机上浮两种，其中通过宁波地铁一号线TJ-VI标的工程实际施工分析具体原因有以下几点：3.2.1下穿河流桥梁遇障碍物盾构拼装福世区间右线214环时开始过

8、七里垫桥，拔桩残留的障碍物导致螺旋机出土困难，土压力控制出现异常，盾构机上浮，姿态变化大。3.2.2地质变化7盾构机在靠近世纪大道时遇见粉砂性土层。此时盾构机的刀盘扭矩明显上升，螺旋机出土速度较慢，注浆的需求量增加。盾构机在福樱区间左线施工533环时顶部出现大块黄斑泥，下部为淤泥质粘土。盾构机出现整体下沉的情况。3.3地表沉降3.3.1地质特点宁波地区淤泥质软土具有厚度大、压缩性高、灵敏度高、流变性大、承载力低和透水性差的特点，受过扰动后强度会迅速降低，发生变形。盾构