大直径盾构端头素桩加固技术

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1、第３０卷增刊１隧道建设Ｖｏｌ．３０Ｓｕｐ．１２０１０年８月ＴｕｎｎｅｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＡｕｇ．２０１０大直径盾构端头素桩加固技术贺善宁（中铁隧道集团二处有限公司，北京１０００５５）摘要：本文对大直径盾构的端头加固技术进行了探讨，通过北京地下直径线盾构工程建设的实例，讨论采用素混凝土桩的加固方法，解决砂卵石地层大直径盾构始发安全及长距离掘进中途实现常压换刀的技术难题。结果表明：工程加固效果明显，盾构始发成功，地表下沉较小，无坍塌情况出现。关键词：大直径盾构；始发；换刀；素桩；端头加固中图分类号：Ｕ４５５．４３文献标志码：Ｂ文章编号：１６７２－７４１Ｘ（２

2、０１０）增刊１－０４０６－０４ＳｈａｆｔＣｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｂｙＰｌａｉｎＰｉｌｅｓｆｏｒＬａｒｇｅＤｉａｍｅｔｅｒＳｈｉｅｌｄＢｏｒｉｎｇＨＥＳｈａｎｎｉｎｇ（Ｔｈｅ２ｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＴｕｎｎｅｌＧｒｏｕｐ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００５５）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｏｆｓｈａｆｔｓｆｏｒｌａｒｇｅｄｉａｍｅｔｅｒｓｈｉｅｌｄｂｏｒｉｎｇｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｉｔｈｔｈｅｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｔｒａｎｓｉｔｌｉｎｅｉ

3、ｎＢｅｉｊｉｎｇａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｂｙｐｌａｉｎｐｉｌｅｓｉｓｓｔｕｄｉｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｆｏｒｔｈｅｓａｋｅｏｆｔｈｅｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｄｏｐｔｅｄ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｓａｆｅｌａｕｎｃｈｉｎｇｏｆｌａｒｇｅｄｉａｍｅｔｅｒｓｈｉｅｌｄｉｎｓａｎｄｙｃｏｂｂｌｅｓｔｒａｔｕｍａｎｄｔｈｅｃｕｔｔｅｒｒｅｐｌａｃｉｎｇｕｎｄｅｒｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｄｕｒｉｎｇｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｂｏｒｉｎｇａｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｓｏｌｖｅｄ．Ｔｈｅｐｒａ

4、ｃｔｉｃｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｂｙｐｌａｉｎｐｉｌｅｓｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅ，ｗｉｔｈｔｈｅｓｈｉｅｌｄｂｅｉｎｇｌａｕｎｃｈｅｄｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｗｉｔｈｌｉｔｔｌｅｇｒｏｕｎｄｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔａｎｄｚｅｒｏｃｏｌｌａｐｓｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅｄｉａｍｅｔｅｒｓｈｉｅｌｄ；ｌａｕｎｃｈｉｎｇ；ｃｕｔｔｅｒｒｅｐｌａｃｉｎｇ；ｓｈａｆｔｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ；ｐｌａｉｎｃｏｎｃｒｅｔｅｐｉｌｅ开竖井则投资巨大，并对社会和工期影响大。北京直０引言径线盾构对以上２个问题进行了实践探讨，开发了大盾构施工中的始发在施工

5、中占有极其重要的地盾构端头素桩加固的方法，既能够保证刀盘前方土体位，就常规方法而言，有注浆加固、冻结法或高压喷射稳定，又能在常压下进仓作业。法加固，但随着近年来盾构隧道向大深度、大直径方向１工程概况发展，作为始发中保护而采用注浆法或高压喷射法加固，因其深度大而导致加固的可靠性差；若采用冻结北京铁路枢纽北京站至北京西站地下直径线工程法，存在冻结土膨胀竖井井壁变形的影响，同时施工成盾构隧道全长５．２ｋｍ，线路大致呈东西走向，采用１本很高，受地表条件限制，总之，从安全性、成本、施工台直径为１１．９７ｍ的气垫式泥水平衡盾构，盾构从天［１］＃性等多方面考虑，上述工法均不

6、理想，故需开发适宁寺４盾构始发竖井向东掘进，沿前三门大街向东经用于大深度大直径盾构的端头加固方式，同时对于大长椿街、宣武门、前门到达正义路接收位置，隧道主要直径盾构长距离掘进，尤其在砂卵石地层中，刀具及刀沿城市主干路布置，沿途临近多栋建筑物。盾构隧道盘磨损异常严重，在掘进途中不可避免地需要对刀盘管片内径１０．５ｍ，管片外径１１．６ｍ。进行检修或换刀作业，尽管目前先进的盾构具有带压盾构始发竖井中心里程为ＤＫ６＋７９５．６，井深进仓功能，但在仓内高压状态下作业人员劳动强度很２９．７ｍ，净空尺寸１７ｍ×１５ｍ（长×宽），竖井围护大，而且还面临刀盘前方土体不稳等安

7、全问题，如果增结构为１０００ｍｍ厚地下连续墙，钢筋混凝土内衬厚收稿日期：２０１０－０４－２３；修回日期：２０１０－０５－１７作者简介：贺善宁（１９８０—），男，河南潢川人，２００２年毕业于重庆交通学院桥梁及隧道工程专业，大学本科，工程师，现从事隧道与地下工程施工及技术管理工作。增刊１贺善宁：大直径盾构端头素桩加固技术４０７度为１３００ｍｍ，盾构隧道覆土为１７．７ｍ，如图１所示。图１盾构施工平面示意图Ｆｉｇ．１Ｐｌａｎｏｆｓｈｉｅｌｄｂｏｒｉｎｇ本区域地质主要以砂层、砂卵石地层为主，自地表以下地层条件分布为：０～－４．８ｍ为素填土及杂填土；－４．８～－９．２ｍ为

8、细砂；－９．２～－１５．８ｍ为圆砾、卵