砂卵石地层中泥水盾构机脱困技术方案分析

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1、砂卵石地层中泥水盾构机脱困技术方案分析姚艺上海三维工程建设咨询有限公司摘要：盾构机在砂卵石地层屮卡机是目前地下施工项目面临的较大的危险源之一.以兰州轨道交通1号线一期工程迎马区间泥水平衡盾构机在砂卵石层中卡机故障为例，分析了在沙卵石地层推进中盾构机卡机的原因，介绍了盾构机脱困技术方案，详细阐述了该技术方案的实施步骤和相关技术细节。关键词：城市轨道交通;盾构机;卡机;脱困;收稿日期：2016-12-07AnalysisofShieldMachineBreakawayTechnologyinSandyPebble

2、FormationYAOYiShanghai3DEngineeringConstructionConsultingCo.，Ltd.;Abstract：Oneofthemajorhazardsinundergroundconstructionprojectistheseizing-upofshieldmachineinsandypebbleformation.Basedonseizing-uptroublesoftheslurrybalanceshieldmachineintheYingmaSectiononL

3、anzhourailtransitLine1，themajorreasonsformachineseizing-upproblemareanalyzed.Then,abreakawaytechnologyfortheslurrybalanceshieldmachineisintroduced,concreteimplementationproceduresandrelatedtechnicaldetailsareelaborated.Keyword：urbanrailtransit;shieldmachine

4、;seizing—up;breakaway;Received：2016-12-07兰州轨道交通1号线一期TJI-5标段迎马区间总长1906m，双洞双线设计，其中过河段404m。穿黄河隧洞最深覆土厚度42m,采用加气平衡式泥水盾构机施工。整条隧道除始发与接收两端位于2-10和3-11的卵石层交互复合层外，其他段均走行于3-11卵砾石层中。地层中卵砾石含量高达85%以上，地下水丰富并与黄河水贯通，渗透系数达60m/d。地层屮直径20cm以上的漂石含量较丰富。卵石中石英含量达77%，最大强度达到200MPa。本文仅

5、针对泥水盾构机在卵砾石层中卡机故障进行分析和研宄，并对卡机的处理措施进行了探讨。1工程概况及水文地质盾构机卡转位置里程为K13+388.647，距始发竖井230m,距黄河453m,距离风井350m，平面所处位罝为银安路辅道与人行道交义口位罝。盾构机临时停机位置，刀盘断面所处地质为3-11卵石层，刀盘上方土体由杂填土(1.0m)、2-10砂卵石地层(11.8m)和3_11砂卵石地层(1.2m)组成，刀盘顶部覆土总厚度约为14m。根据地勘报告，刀盘顶部覆水高度为7.2m。此处地下水位距地面8m左右，主要是潸水和黄

6、河补给水。另根据施工日志，刀盘所处位罝曾出现地面冒浆和坑洞，先后进行了3次回填，冋填骨料分别为:砂卵石及杂填土20m，C15混凝土17m，C10砂浆48m。2盾构卡机原因分析盾构机掘进时掌子面上方出现空洞，泥浆迅速向外窜出，开挖仓内掌子面突然失压，进而导致刀盘上方塌方，使得卵石堆积在刀盘部位，将盾构卡机。分析原因如下：(1)刀盘卡住处为旧有采砂区，不排除采砂冋填区有银滩大桥和周边楼房建设时的建筑垃圾回填。实际调查过程屮，周边房建施工时反应有棊础注浆流失现象。(2)旧有地质勘探孔进入到隧道施工区域，因探孔处对土

7、体形成扰动，导致地层松散，形成空洞。3盾构脱困技术为了使盾构机早日脱困，必须打开安全门，人工进入开挖仓和工作仓清理堆积在仓里面的沙卵石和刀盘外沿上的岩石，使盾构刀盘与切削面减少磨察力，使泥浆管路能正常循环。此处地K水含量丰富，刀盘前方的土体已经过扰动，土体非常松散，如果人工进仓，掌子而容易坍塌，因此必须降水和加固掌子而。具体方法是:从仓内对刀盘顶部土体进行注聚氨酯加固，同时在刀盘上部施作一个竖井，井底靠刀盘前方施作一排挖孔桩，对掌子面进行支护，在刀盘的顶部和前方为清仓创造一个保护壳。再从仓内清除堆积物，恢复刀

8、盘转动。以下为具体实施的盾构机脱困技术方案，该方案获得丫成功。3.1施作降水井区域施作降水井（10mX19m范围内）（见图1）,进行降水处理。根据计算，本次施作了41_1降水井，井深29m，将水位降低至22m以下。阁1降水井平面布置阁下载原阁3.2聚氨酯加固3.2.1浆液配制（1）浆液配比：A:B=10:1（质量比），即A组分聚氨酯10kg,B组分催化剂lkg。如在实际使用屮发现固化速度过快，则适量