富水砂层地质条件下盾构端头井土体加固施工

《富水砂层地质条件下盾构端头井土体加固施工》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、富水砂层地质条件下盾构机接收技术哈尔滨地铁项目部刘天祥摘要富水砂层具有透水性强、稳定性差的特点，在富水砂层地区采用盾构法进行城市地铁施工，盾构始发和到达施工时隧道洞门极易发生涌水、涌砂及地层坍塌等严重事故，危及周围建构筑物安全，甚至造成盾构始发或接收失败。本文结合哈尔滨地铁工程砂层盾构机接收施工的成功实例，介绍了富水砂层地质条件下盾构机接收技术的选择与应用。关键词富水砂层，盾构机接收，端头加固，涌砂引言目前，国内已发生多起因盾构始发或接收技术措施不足导致严重工程事故的案例，在富水砂层等不利地质条件下进行盾构机始发与接收

2、施工作业的风险更高，必须予以高度重视，在实际施工过程中可采取多重风险预防措施叠加，提高盾构机始发与接收工程的安全保障系数，确保盾构机始发与接收施工安全、顺利进行。1工程概况哈尔滨地铁一号线九标段包含两站两区间，区间采用土压平衡盾构法施工，区间全长1206.98m，隧道最小转弯半径450m，最大纵坡坡度25‰，隧道衬砌管片内径5400mm，外径6000mm，环宽1200mm。隧道埋深9.0~10.2m，盾构接收端隧道埋深9.8m。隧道开挖地层为全断面中细砂层，且处于微承压水层，含水量丰富、灵敏度高、渗透性强、中～高压缩性

3、、自稳性极差，易引起地面较大变形。上覆地层为砂性地层，地下水稳定水位埋深为自然地面下2.5m。地面环境距接收段隧道中线30m处为5层楼小区住宅。到达端车站主体结构侧墙厚800mm，围护结构采用φ800@1000+旋喷桩支护结构。盾构到达端洞门预埋钢环内径为6500mm，盾构机外径为6260mm，管片外径为6000mm，故盾构机外壳与预埋钢环的间隙为120mm，成型管片外径与预埋钢环的间隙为250mm，间隙均较大。2盾构机接收方案确定（1）采用旋喷桩加固方法加固隧道接收端地层，以使开挖断面及上覆地层具有较好的自稳性和止水

4、性。因隧道埋深较大，旋喷桩施工质量不能得到完全保证，盾构接收时涌水、涌砂的风险仍然较大，还需采取进一步保证措施。13（2）沿旋喷桩加固区周围布设降水井，并进行抽水试验。若地下水位能降至隧道底部以下0.5m，则认为旋喷桩加固能够维持地层稳定，可以进行洞门围护结构破除施工及盾构机进洞接收；若地下水位不能降至隧道底部0.5m以下，则洞门围护结构破除及盾构机进洞接收时存在较大涌水、涌砂风险，还需采取进一步保证措施。（3）采用冻结法加固隧道接收端地层，防止洞门围护结构破除后发生地层坍塌、及涌水、涌砂事故。（4）在盾构接收井内浇筑

5、挡水墙，挡水墙高度根据抽水试验确定，以达到比降水后水位高1.0m为标准。若盾构接收时出现涌水、涌砂现象，可立即灌水反压，以消除涌水、涌砂风险。到达端端头旋喷桩加固冻结法加固挡水墙施工降水井施工及抽水试验水位降至隧道底部以下0.5m是否破除洞门盾构机进洞冻结管拔除安装橡胶帘幕注浆封堵洞门型钢联接进洞10环管片盾构机掘进至冻土墙前方0.5m接收井回灌水洞门漏水弧形接收导台施工（5）隧道洞门安装止水橡胶帘布，待盾构机盾尾脱出洞门后收紧钢丝绳压紧止水橡胶帘布，并从管片注浆孔进行补充注浆，将管片与洞门间的空虚压注密实。盾构到达接

6、收施工流程见图1所示：13图1盾构机接收施工流程图3盾构到达接收准备措施3.1端头旋喷桩加固（1）加固方式为减小盾构到达时涌水、涌砂风险，对盾构到达端头采用φ900@600三重管高压旋喷桩固处理。为降低加固体强度，并保证加固体整体稳定性，旋喷材料中减小水泥用量，采用膨润土替代，经试桩确定水泥与膨润土质量比为4:1。（2）加固范围旋喷桩加固范围沿隧道纵向长12m，以保证盾构机完全进入加固区后通过壁后注浆能形成有效封堵环，防止盾尾后地层中的砂土串入刀盘前方。为减小工程量，并保证洞门处加固效果，加固体沿隧道方向成杯状，竖直方

7、向加固范围靠车站围护结构端为开挖隧道上下各3m范围内，另一端为开挖隧道上下各2m范围内；横向加固范围靠车站围护结构端为开挖隧道左右各3m范围内，另一端为开挖隧道左右各2m范围内。旋喷桩加固范围见图2、图3所示。图2盾构到达端旋喷桩加固平面图图3盾构到达端旋喷桩加固剖面图（3）施工参数三重管旋喷桩施工前在原位做三根试桩，通过试桩及取芯取得三重管旋喷桩施工参数如表1所示：表1三重管旋喷桩施工参数水空气浆液旋喷桩外径(mm)提升速度(cm/min)旋转速度(r/min)压力(MPa)流量(L/min)压力(MPa)流量(m3

8、压力(MPa)流量(L/min)水灰比13/min)3290-1000.71.01.570～800.59008～1210～203.2降水井布设及抽水试验（1）降水井布设沿盾构到达端旋喷桩加固区外围共布设9口降水井，降水井内径300mm，井深22m，间距6m，每口井内安装11KW潜水泵1台，水泵流量80m3/h。降水井平面布置见图4