海瑞克盾构机掘进到达端流砂地层端头加固范围浅析

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1、海瑞克盾构机掘进到达端流砂地层端头加固范围浅析中铁十五局集团有限公司城市轨道交通工程公司【摘要】木文以深圳地铁罗宝线土建六标盾构施工的工程实际，并结合海瑞克盾构机的结构特点，从理论上阐述了盾构机掘进到达端流砂地层端头加固的范围，为盾构机施工规避风险提供了理论依据，对今后的盾构施工有指导意义。【关键词】盾构机端头加固风险1、工程概况深圳地铁罗宝线土建六标有两个区间即【新安站…宝安中心站】和【宝安中心站…宝体公园站】单线总长1315.188米。区间最大埋深15.91米，最小10.86米。隧道主要穿过砂层、粉质粘土、砂质粘

2、土、砾质粘土层。隧道顶多在砂层范围，基础底主要落在粘性土上，•部分在全风化花岗岩上。盾构区间圆形隧道外径6米，内径5.4米，管片宽1.5米，厚300毫米。管片分割数是“3+2+1”，即每环3个标准块Al、A2、A3,2个邻接块分别为B、C型，1个封顶块为K块。施工采用2台德国海瑞克公司牛产的EPB直径6250毫米盾构机一前一后在左右线分别进行隧道掘进施工。到达端加固起初设计为4m×24m×20m范围的单管肓径为800m的交合旋喷桩，后在破除洞门维护桩间混凝土时有涌砂现象，盾构机推出洞门有很大的

3、风险，经分析将到达端加固范围长度再延长4m即加固长度达到10m(包括围护桩和侧墙)(10m×24m×20m),盾构机顺利推出洞门。2、到达端地质和水文情况图1新宝区间到达端地质图如图1所示到达端地质为全断面沙层，H含水丰富，水压也比较大，离海较近，受潮汐影响大。3、端头加固的作用3.1控制地表沉降，端头不坍塌始发、到达前往往需要凿除洞口井壁的混凝土，割断钢筋，以满足盾构顺利进出洞，而洞口的井壁混凝土有时要达到800mm或更厚，凿除吋间长，要避免凿除过程发生坍塌，更要避免因开挖面暴露时间过长而坍

4、塌或造成过人地表沉降。3.2控制水土流失3.2.1盾构始发进入加固体，或盾构到达穿过加固体吋，在含水量较高、水平渗透系数大的含砂层、卵石层等地层，盾构进岀洞容易造成水土流失，具体表现在涌水和涌沙。3.2.2采用泥水盾构吋，泥水压力的作用也会使加固体发生水土流失，导致无法达到泥水平衡状态，如果土体不具备-定强度，很容易坍塌。3.3加强上体的承载力由于盾构吊装或拆卸时，重型吊机往往作用在端头位置，为防止重型机械作用在软弱土体上起吊时发生失稳、坍塌，或对已成形隧道安全造成不利影响,对地表的软弱地层进行加固。3.4周边建、构

5、筑物安全当端头有房屋、管线和道路时，必须采取保护措施，如果具备改移条件的，尽量改移，对于房屋一定要进行鉴定，并进行录像、扌白照等获取第一手资料。4、端头加固的方法端头加固可以单独采用一种工法或多种工法相结合的加固手段，主要取决于地质情况、地下水、覆盖层厚度、盾构机直径、盾构机型、施工环境等因素。同时考虑安全性、施工方便性、经济性、进度等。4.1搅拌桩施工工法4.1.1软土地层最常用的端头加固方法之一。通过搅拌桩使端头土体凝聚力和内摩擦角改变，主要适用于淤泥、粘土层和砂层，但在砂层加固效果差，须与旋喷桩等工法配合使用。

6、4.1.2该方法受国产设备性能限制，一般在14m深度以下加固效果即很差。它的优点是工程造价低。4.1.3易出问题：加固不连续，加固体强度偏低，吊钻头.4.2.旋喷桩施工工法42：［对于砂层改良效果好，也适用于淤泥、粉土、粘土层，但砂砾地基和粘着力大的粘土有时不能形成满意的改良桩，施工深度在40m以下时，效果较差。4.2.2在围护结构与加固体的间隙加固以及角部加固经常被采用。4.2.3有三种主要工法选择：单、双、三重管。4.3注浆4.3.1适用于多种地层，尤其是深度较深的砂质地层、砂砾层，地层较好的地段或与搅拌桩等工法

7、相结合，对于水量不大的地段进行加固止水。可进行单液和双液注浆，同时可进行跟踪注浆；浆液种类较多，经济性和可施工性好,材料和施工方法多种多样，需根据地下水、地质、施工环境等来确定，同吋要考虑因灌浆而引起地基隆起等的处理对策。4.4SMW(soilmixingwall)水泥类悬浊液在原地层中与土体搅拌混合形成墙体的技术。作挡土墙使用时，一般使用H型钢芯材。桩机为三轴或五轴搅拌桩机。图2桩孔布置4.4.1适用于砂层、淤泥、粘土层，加固宽度小，造价较低，是此类地层最安全可靠的加固方法之一。该方法成桩效果好，止水性好，对周围地

8、层影响小。4.4.2该工法的优点:加固质量高，桩体连续、强度高(粘土中0.5〜IMPa,砂和卵石中0.5〜3MPa),适用于各类软土地层，但造价偏高，目前主要采用国外进口的三轴搅拌桩机。对于上软下硬地层不适应。4.5连续墙、钻孔桩、挖孔桩4.5.1始发井的挡土墙作为双层结构的方法，对于土层相对较硬，但渗水量偏大的地层适用。需要注意的是：A、连续