穿越软土地层的盾构施工技术探讨

《穿越软土地层的盾构施工技术探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、穿越软土地层的盾构施工技术探讨邢春焕（中铁二I•局集团第四工程有限公司山东青岛266061）摘要：盾构穿越软土地层施工时，存在地表沉降、盾构机冒顶透水、流砂喷涌等风险，木文以土压平衡盾构机穿越软土地层施工为例，介绍了其所采取的的施工技术，望对类似地质盾构施工有所帮助。关键词：软土地层；盾构；注浆；土体加固一、工程概况某市地铁二号线某双线圆型盾构隧道IX间，隧道内径5400mm,采用2台土压平衡式盾构机分左右线掘进施工，隧道衬砌釆用直径6m的预制钢筋混凝土管片。隧道最小覆土厚度为6m,最大覆土厚度为27m,区间地质情况为：区间隧道地基土在50m深度范围内均为第四纪松散沉积物，属第四系滨海平

2、原相沉积层，主要由饱和粘性土、粉性土以及砂土组成，一般具有成层分布特点。区间隧道掘进主要在第②层灰色砂质粉土、第④层灰色淤泥质粘土与第⑤层灰色粘土之中。第②层灰色砂质粉土易发生涌水、流砂等事故，并引起开挖面失稳和地面沉降，严重时会随着地层空洞的扩大引起地面的突然塌陷；第④层与第⑤层为高含水量、高压缩性、低强度土层，该两层土具有明显的触变性，在一定的动力作用下易发生流变，破坏土体结构，使土体强度突降。二、穿越软土地层的盾构施工技术（一）洞门始发段施工技术1、洞门段土体加固技术釆用深层搅拌桩与压密劈裂注浆相结合的办法对隧道周边3m,进洞端长3.5m,出洞端6m范围内进行地层加固。深层搅拌桩水

3、泥掺量12%,注浆采用1:1水泥、水玻璃双液浆。地层加固一个月后，地面钻孔取芯进行28天抗压实验，试件无侧限抗压强度应不小于O.SMPa。2、盾构始发掘进参数控制盾构始发吋，应适当降低总推力及刀盘的扭矩，但必须保持住土仓压力。为了防止盾构脱离始发基座后的“叩头”现象及避免地表沉降量过人，最好应使土仓压力略高于前方土体压力。同吋，应尽量减小各推进汕缸的行程差。3、始发安全技术措施为防止盾构出洞后端头井外侧地表沉陷，届时根据实际情况，拟准备在盾构前舱填充泡沫板，约22m3。盾构出洞后待盾构大刀盘前尖突接触土体，要求盾构在加固层掘进吋，应由经验丰富的盾构司机进行操作，要求操作过程中对刀盘切削时

4、加水量、人刀盘转速，千斤顶油压及掘进速度等应随吋调整。盾构机出洞吋，应密切观察盾构机推力与后盾结构受力情况，保证后盾结构的安全，如发现结构变形，应立即采取加固措施。测量复核实际盾构机中心坐标与设计的偏差，及时纠正、复位。4、端头井外设置降水井由于出洞处大部分为②层灰色砂质粉土，含水量较高，易发生涌水、流砂事故，为了保证出洞安全，考虑在端头井外设置降水井。广场站南端头井管线比较多，降水需考虑对管线的影响，根据监测返冋数据控制抽水量，适当进行预降水，使管线区于稳定状态。洞门打开吋观测情况，如涌水较多，及吋进行降水。（二）区间施工技术区间自35环后进入流塑状淤泥质软土地层，为减小沉降，项S部除

5、优化盾构推进参数之外，逐步加大了注浆量，同吋控制好注浆压力。1、优化盾构推进参数盾构推进至淤泥质软土之后，盾构机总推力增大，原先主要的推进参数设定为土压力0.19Mpa，推进速度3cm/min，刀盘转速lrpm/min。为了减小沉降，项目部首先对推进参数进行了优化，并根据沉降监测数据及吋反馈调整，以期获得满意的效果。合理选择土压力。理论上讲，土压平衡盾构挤土会引起地面隆起和深层土体向远离隧道的方向移动。一方面地面隆起可以部分抵消后期沉降，另一方面，土体受到挤压后土体会变密实，在盾尾通过的瞬间，会减少隧道周围土体向空隙处的塌落，使同步注浆得以顺利进行，从而减小了土体损失的产生。因此，为了增

6、大开挖面支护压力，项0部将土压力调整为0.22Mpa,使隆起控制在3mm以内，但是实际效果并非如此。在盾构轴线1.5米处布设了3个断面，每个断面又布设了3个监测点，经沉降观测，切口处隆起约3mm,盾尾单日沉降约6mm，累计沉降约为10~12mm。主要原因是土压力增大之后，对土体的扰动也相应增大，特别是对敏感性较强的淤泥质软土，要想控制沉降，必须尽可能减少对土体的扰动，否则不仅不能减小沉降，相反会增大。最后经分析土压设定为O.lSMpa,在此土压力条件下的沉降相对较小而且比较稳定。适当降低推进速度。土压平衡盾构推进速度应与出土量、开挖面土压力值以及同步注浆相协调。原先的推进速度控制在2.8

7、〜3.0cm/min。进入软土地层后，我们将推进速度降低至2.0cm/min，苏0的仍然是尽可能减少对土体的扰动，从而达到控制沉降的目的。对比不同推进速度下的沉降值，我们发现，适当降低推进速度奋利于减小沉降。2、同步注浆管片脱出盾尾后，在管片与土体之间将产生建筑空隙。若注浆不及时，土体很快就塌落到建筑空隙里去，沉降量可达12mm左么。因此，冋步注浆是控制地表沉降的重要手段之一。施工采用双液浆（A液:水泥+膨润土+穂定剂；B液:水玻璃