气压法在小直径盾构隧道施工中的应用_李凌航

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1、2011年地下工程与隧道2011第2期UNDERGROUNDENGINEERINGANDTUNNELSNo．2气压法在小直径盾构隧道施工中的应用李凌航(上海隧道工程股份有限公司)摘要:结合某电厂过海电缆隧道工程，详细介绍了气压法施工的气压系统、气闸墙及人行闸结构气压"的设定、气压施工工艺、安全措施以及施工的效果。关键词:小直径盾构隧道;气压法施工;气闸墙;人行闸;清除障碍物;穿越砂层1工程概况2采用气压法的主要目的国内某电厂二期工程过海电缆隧道全长2066由于地下水水压高，在常规状态下，正面土体m，内径2．

2、9m，外径3．4m，隧道衬砌为钢筋混凝土会发生喷涌。由于无法及时清理障碍物，所以不能管片，环宽1m，通缝拼装，为目前国内最小的盾构边清障边推进。为保证工程施工安全，决定采用气法隧道。该隧道位于汕头市海湾大桥西侧，盾构工压法施工，其目的是:作井位于汕头港区旁。隧道平面布置呈直线形，最1)利用气压来平衡正面的水土压力，可在气压大纵坡为+8‰，盾构出洞中心标高为－26．56m，进环境下清除障碍物。洞中心标高为－22．00m，隧道最高处标高为2)利用气压来平衡水压力，避免(或减少)推－19．00m。进中的砂土喷涌，

3、可辅助盾构推进。根据工程初期提供的地质资料，隧道全线基本3)在气压环境下，选择合理的方位进行人工冲处于淤泥及淤泥质土中，故采用1台3．54m的网刷前方砂土，减少盾构推进阻力，保证盾构推进施格式水力机械盾构机进行施工。但在前100环施工工及有效控制隧道轴线。中，发现地层中有含量不等的砂粒，影响了盾构的3气压法施工推进。经补充勘探后，发现盾构穿越的地层中含有砂夹层，地层内砂粒含量一般为10%～30%，局部气压法施工方案是先安装气压系统，然后摸索含砂量达30%～40%，而砂夹层则以中粗砂为主，最佳气压设定值，进

4、行首次气压辅助清障。清障完大于0．5mm的颗粒含量最高可达50%～60%。淤成后，恢复盾构推进及管片拼装。一旦发现盾构闸泥质土层标贯击数一般为3．5～7击，局部含多量砂门外石块堆积严重，造成盾构推进及纠偏困难，则粒层标贯击数为9～23击。再次进行切口外清障，直至将盾构前方障碍物彻底当盾构推进到+119环时，发现盾构切口前堆清除，确保施工安全。积了大量地质资料中没有描述过的花岗岩块石和3．1气压系统大型贝壳，有些块石的尺寸甚至超过了盾构液压闸1)气压系统见图1。一般说来，如果有足够的门(单个闸门为735mm×

5、340mm，共4个)，从而造安装空间，材料仓和人行闸通常采用并联的方式，成推进阻力极大，对盾构推进及姿态控制都带来了即两者按一上一下、或一左一右的布置方式，同时极大的困难。盾构推进至+133环时，在砂层和障安装在1道气闸墙上，人员和物料的进出各自独立。碍物的共同作用下，已无法向前推进。盾构需穿越该工程由于隧道内径仅为2．9m，材料仓和人行闸的中砂含水层为强透水层(渗透系数为30．9m/d)，无法并联布置，故而在隧道内设置了2道气闸墙，人具微承压性，承压水水头埋深为+0．60m(本工程行闸与材料仓采用一前一后

6、的串联方式布置，并在采用珠江高程系统)。各变压段设置相互独立的供气管和排气管，以满足—25—地下工程与隧道2011年人员和物料进出的需要。图1气压系统示意图(1)在隧道+8环及+22环处设置气闸墙，+8图2供气系统图环处的气闸墙紧接人行闸作为施工人员加减压仓，2道气闸墙之间的空间作为材料进出的加减压仓。3．2气闸墙及人行闸(2)在地面上设置空压机、储气罐等，组成供气1)气闸墙为预制装配式钢结构，外径2．96m，系统，通过管路向隧道内供气，并加压至施工需要有梁、板等7种构件;人行闸为8m长的圆筒状结的设定气压

7、值。构，其外径为2．5m，为了便于在隧道内安装，筒体(3)正常施工阶段，隧道内为气压段，材料仓及分为4节，筒体两端设法兰，采用螺栓连接。人行闸均为变压段，工作井内为常压段。2)气闸墙及人行闸的强度均按照能承受0．32)供气系统由空压机、冷却器、油水分离器、储MPa的气压进行设计。气罐等设备组成。3)气闸墙安装位置前后的管片手孔、环纵缝均(1)在地面建立空气压缩机房，现场配备3台进行封堵、填嵌，以免漏气。所有的管片连接螺栓ZA3ME型20m3空压机和1台P600SCU型17m3进行检查、复紧。前后5环管片的所

8、有接缝均采用空压机(其中P600SCU空压机为柴油机，可用于停环氧树脂做气密性处理。电的紧急情况)，使用时可视实际情况选择空压机4)安装气闸墙前，在相应管片环缝处开槽，槽开启台数，以保证压力稳定，使工作面能连续安全口约为3．5cm宽、4cm深，闸墙面板嵌入该槽口地工作。内。气闸墙各部件之间的间隙。气闸墙与隧道之(2)空压机房内配有后冷却器、油水分离器、储间的间隙均采用环氧类粘结材料填嵌密实。气罐等设备，以保证在施