浅覆土地层盾构施工关键控制技术

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1、浅覆土地层盾构施工关键控制技术一、工程概况北京市轨道交通首都机场线T2支线地下段位于机场线北端，线路在天竺苗圃处转为地下，下穿国泰商场转入现状岗山路下；穿越规划机场东西航站区联络线和规划机场贵宾专用道后,线路转入机场一号路东侧的绿地下，与机场一号路平行。在T2K4+700附近线路以R=600m的半径向东北方向偏转,从中国民用航空华北管理局与国航办公楼之间空地下穿过，通过停机坪至T2航站楼前的绿地下。T2支线地下段隧道设计起点里程为右T2K1+295，终点为右T2K5+397，全长4102m，盾构法施工。盾构采用过站法（即结构先施做，盾构后穿越）依次穿越1号风井和二号风道，整个工程中

2、盾构机三次始发、三次到达，最终达到位于T2站南侧的盾构接收井。隧道覆土5.7m～11.2m，属浅覆土层，最大纵坡4.016‰，最小转弯半径550m。隧道主要穿越粉质粘土④层和粉细砂层；所处场区地下水位较高，为潜水层。二、工程特点1、距离长。左右线各为4102m，均用一台盾构机从始发井推至接收井，工作量大，对设备要求高，水平运输距离长。2、覆土浅。全线覆土厚度5.7m～11.2m，对地层变形控制要求高，由于地表下4~5m范围内一般为杂填土，土质差，强度低，局部地段由鱼塘回填形成，回填深度达7~8m左右。3、穿越地上地下建筑（构）物多。依次穿越陆连通集贸市场、国泰商场、东平里小区居民楼

3、、民航华北局办公楼、国航办公楼、停机坪、U型槽、机场2、3号匝道桥桥桩等，对地层沉降控制要求非常高。4、地层以粉质粘土为主，地下水位高，地层含水率高。三、关键控制技术盾构掘进时，影响盾构开挖面平衡压力的建立、盾构姿态控制、地层变形的主要因素是地层土体条件和地下水含量。本工程中隧道所穿越的地层为粉质粘土层，含水率高。3.1盾构快速施工技术-在目前盾构施工的技术装备条件下，对于隧道施工，从单方面因素看，盾构正面连续推进速度可达到60mm/min，即3环/h；连续不间断的管片拼装速度约为30min/1环；但实际施工速度平均只有约10~12环/d；相比之下,国外发达国家的隧道施工速度可达到

4、每日二十几乃至三十几米。初步调查表明：保证盾构开挖面的稳定以及切削和排土的顺畅，优化盾构施工组织中的交通运输是解决盾构施工速度的关键，通过设计优化，使得正面推进速度、土方运输、管片运输达到最佳配置，可减少各施工环节因工序交叉，等待、停顿等造成的人工、时间的浪费，从而有效地节约人力物力资源,充分发挥现有设备的效能。隧道快速掘进与施工机械设备及运输工艺有关，除了对运输系统的各环节进行优化配置外，还涉及到开挖面稳定及切削排土、轨道及运输设备的改进等问题，主要包括以下内容：1）合理配制现有技术装备在目前的技术条件下，水平运输是制约推进速度的关键瓶颈之一，可通过以下措施来提高掘进速度：(1)

5、改进轨道装置、提高牵引车功率以及缩短运输距离等来改善水平运输状况(2)水平运输的瓶颈作用消除后，则可通过提高管片拼装速度来提高掘进速度。目前管片拼装速度平均为20min／环。2）优化岔道方案隧道内运输轨道采用单线岔道方式，在对现有装备不作太大调整的情况下，根据掘进距离、电瓶车速及功率．以及掘进速度的目标值对单线运输系统的岔道设置作优化配置，以缩短停顿时间，提高掘进速度。3）向开挖面施加泥浆和泡沫改善土体的塑流性，从而减轻机械负荷，排土顺畅，提高掘进速度。4）通过切削土体的塑流性改良，减轻了刀盘、刀具的磨损，减少换刀次数。3.2盾构进出洞技术盾构进出洞施工是盾构施工中技术难度大、工序

6、复杂的一个施工阶段，在认真做好地质与环境调查的基础上，需采取加固、降水、监测等技术措施。1）出洞口土体加固为保证洞口土体稳定性，预先对出洞口土体进行加固处理。加固范围为洞口边线两侧各3.0m，纵向距离5m，加固深度为地面下3m至结构底。采用旋喷桩加固，φ800间距700，注素水泥浆，水泥浆水灰比1：1，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，注浆压力26~28MPa。注浆施工时既要控制注浆压力，保证注浆效果，又要控制注浆量，防止洞口加固部分土体强度过大，增加盾构机切削土层的难度。注浆量控制以加固1m3砂土层注浆量不超过0.4m3，粘土土层不超过0.5m3为准。-2）洞口橡胶帘布安装为保证盾

7、构机出洞时泥水不从盾构机外壳周围涌出，需要在出洞口安装橡胶帘布。橡胶帘布由专门厂家预制加工，每个洞口安装一个。盾构初始掘进时，将橡胶帘布挂在洞口预埋钢环上，用弧形压板固定，在压板上安装预制好的扇形板，当盾构机刀盘进入洞口后，调整扇形板至盾构机外壳的距离为10mm左右，当盾尾钢丝刷刚进入洞口露出管片时，再调整扇形板，使其落在管片上。待初始掘进完成后拆除橡胶帘布。3）洞门钻孔灌注桩的凿除在洞圈内搭设钢制脚手架，按从上至下的顺序凿除洞门钻孔灌注桩，凿除工作要连续施工，尽量缩