盾构穿越古河道的施工及处理技术

盾构穿越古河道的施工及处理技术　徐云海　上海城建市政工程（集团）有限公司　上海　２０００６５　摘要：介绍了上海轨交１　２号线龙华站一船厂路站下行线区间，应用土压平衡盾构穿越古河道的具体施工技术措施　按　照施工流程，从盾构姿态控制、开挖面土体改良、土压力控制、同步注浆及微扰动注浆等方面总结了施工控制要点，　可以为类似工程提供一定的借鉴作用。　关键词：土压平衡盾构；穿越古河道；土体改良；微扰动注浆　中图分类号：ＴＵ９４　文献标志码：Ａ　文章编号：１００４—１００１（２０１８）０８—１４２４—０２　ＤＯＩ：１０　１４１４４／ｊ　ｃｎｋｉ　ｊｚｓｇ　２０１８　０８　０５３　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｓｈｉｅｌｄ　Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　Ｐａｓｓｉｎｇ　Ｔｈｒｏｕｇｈ　Ａｎｃｉｅｎｔ　Ｒｉｖｅｒ　Ｃｏｕｒｓｅ　ＸＵＹｕｎｈａｉ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｕｒｂａｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００６５，Ｃｈｉｎａ　１　工程概况　１．１　Ｉ　词概况　Ｉ　海轨　１　２　线龙　站　船Ｊ　路　问出龙华站后沿　尼　｝｝北仃，　小　南北走向，途经华容路、宛平南　ｌ２．１　在下行线盾构推进过程中遇到的问题　１）盾构开始施Ｉｌ１日寸，川步　浆　砹止；ｔ．／４．５　ｍ　／　，Ｊ　．根据监测情况，调整　６．０　ｎ１　／　２）管片螺丝容　松动。　’能　圳地…　阶　、　Ｊ　施　ｌ　，竹”脱ｆ㈨　路　进入船Ｊ‘路站（１划１），沿线穿越的管线较多，区间　Ｉ　ｆ　Ｊ　线Ｋ　１　Ｏ３１　３５０　Ｉ１１，卜行线长度ｌ　０４０．２Ｉ７　１ＴＩ，区间隧　道总Ｋ２　０７１．５６７　１１１　隧道纵坡为单坡，隧道顼埋深８．５５～　ｌ５．１２　ｍ　螺丝进行复紧，但管片脱　ｔ　ｆｊＪｌ　６一ｇ］４－，，　动情况。　义ｆｔ　松　３）盾构机磕头导致隧道轴线趟ｈ　．．Ｉ１【　｛　顷　构施＿Ｊ＿：过程中出现盾构切¨心　』Ｅ祭ｆ夺卜　、　不住的情况，导致隧道轴线偏低．．例埘Ｉ，　ｍ　．　坡心也　４３ｊ　Ｅ华站　———————船厂路站　●●●－·　厂］　时，为整修设备停止推进３　ｄ，　粜恢　－Ｊｉｆｉ：￣ＩＩ，『Ｊｌ‘缃　ｆ小｝、　…ｔ　，　掬　¨一　沉３～５　ｃｍ。类似情况（Ｅ２８ｏ　～３ｏｏＪｑ；１　图１盾构推进示意　１２　ｈ，同时降低Ｊ，５个坡嫂，推进过　｝１卜　ｒ‘斤坝Ｊｌ　，　上部千斤顶开到最小，依然尢浊抬坡。　１．２　地惯条件　坨华站一船厂路站Ｉｘ：『日Ｊ土压盾构掘进主要穿越④１淤泥　顷　Ｊ　、④２淤泥质粉一　⑤２砂质粉土。其中局部有９０　ｍ　４）隧道不稳定，仃　浮干Ｉ】卜　现象　ｌ：Ｉ～５（）叫、泡Ｉ：　中，对隧道轴线进行｝　测，发现竹』　’　脱　ｔ　Ｊｆ¨Ｅ５　浮，上浮最大点达到９２　１１１１１１，　续义卜　约３０　１１１１１１　穿越⑧２　。　仔卜⑤２层的微承压水水位埋深约为　４．７３　ｎ１。　５）管片收敛变形较人。｛　；川悦｝ｎ１一　片收敛变形进行了测毓，　横径变形达到了ｌ０　ＣｌＴＩ。　，坝｝１　ｘ，Ｊ竹　永，竹　收敛　彤较人，　２　盾构施工遇到的问题及分析　地质报告　示，　、叫位于古河道沉积区，区间１～９０环　２．２原因分析　１）盾构推进过　。１】｜　摊／Ｊ、ＪＪ　：　鲥　参数ｊｉ：１　人，　与常规砂性土推进中推　人、抓　Ｉ　人的情　蚪　２）土体摇振反　队，扰动　水　’离　ｈＪ｛。　３）区间上下行线土质仃　较人芹　‘敛　均处１－全断面⑤２层中进行出洞与推进施工，９Ｏ环过后隧道　郎还　ｆＩ　④２层土、④ｌ层土，至４８０环，⑤２层含量约　ｌｈ５ｏ　，　７００环后，⑤２层土逐渐消失。　４）下行线开挖过　ＩＩ１ｌ　＇作者简介：　徐云海（１　９８６一），男，本科，工程师　通信地址：　上海市交通路１　５６５号２００１室（２０００６５）　００７＠ｌ　２６．ｃｏｍ　电子邮箱：　ｘｕｙｕｎｈａｉ螺旋机…㈠｛　技』　Ｊ：　人　贝壳，判断可能遭遇占｛ｌ『Ｉ道。埘　ｆｔｌＪ　探孔资料逃　分析，　区间Ｑ９ＸＺｌ～Ｑ９ＸＺ７　７个探扎　ｔＩ，（　１　水　均　过　５０％，其中Ｑ９ＸＺ４及Ｑ９ｘｚ６探孔趔过６Ｏ％，ＩＩ　Ｌ÷＿新　缺少，根据上海工程　验７－１断，　、ｌ＿Ｊ断　化Ｊ　ｌＩ－　通　收稿日期：　２Ｏ１８—０４—１６　衄２０１　８·８．Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　徐云海：盾构穿越古河道的施工及处理技术　３　针对性技术措施　３．１　采用双液浆打环箍稳定隧道　每隔１５环在盾尾后６环～后１０环打ｌ道环箍（图２），环　箍材料为双液浆，注浆量为１０　ｔＴｋ泥，防止隧道上浮并提供　后坐力，并起到二次补浆控制沉降的作用。同时，在收敛　变形较大位置对Ｂ块注浆孔压注双液浆，达到控制收敛、　稳定隧道的作用。　环箍位嚣　４　隧道收敛变形处理　龙华站一船厂路站区间下行线１～３００环隧道收敛变形　较大，最大达到１２．４　ｃｍ（下行线４２环）。根据隧道收敛变　形情况，需针对变形较大点进行收敛变形控制注浆。　１）注浆的主要目的是在含水量很高的古河道地质条件　内（微承压水），通过注浆来稳定隧道。　２）注浆思路为：通过隧道两腰侧向的双液注浆，稳固　隧道，减少隧道横向收敛。　３）注浆原则为：采用微扰动注浆工艺，按照“少量、　多次、对称、均匀”的注浆原则进行注浆（图３）。　图２双液浆环箍示意　３．２使用泡沫荆改良前方土体　推进前方加入泡沫剂，根据出土情况适当调整泡沫剂　用量，用量ｌ０～１５环一桶。　３．３合理设定正面土压力　土仓压力的设定值应根据沿线地质情况、隧道埋深及　地面建筑物超载情况计算得到。在掘进过程中，应根据监　测数据反馈和盾构机工况变化进行调整。常规土压力的计　算方式为静止土压力修正法，其静止侧压力系数通过土工　试验和施工经验确定。　在实际推进过程中适当提高正面土压力设置值，　图３微扰动注浆示意　古河道注浆加固计划为：　１）第１阶段：２５￣５５环试验段注浆，共７轮，注２　ｍ。　２）第２阶段：在龙华站一船厂路站区间旁通道开挖　前，对收敛超过８　ｃｍ的点进行注浆，注５轮，每轮２０　ｃｍ。　３）第３阶段：在龙华站一船厂路站区间下行线盾构进　洞后、铺轨施工前１个多月时间对收敛较大的点进行重点　注浆，力争将收敛ｌ０　ｃｍ以上的点的收敛值控制在ｌ０　ｃｍ以　下；收敛８～１０　ｃｍ的点收敛基本稳定，不会继续发展。　经过微扰动注浆加固，收敛超过ｌ０　ｃｍ的还有３环，计　划采用钢套环进行加固，钢套环采用厚２０　ｍｍ、宽８５０　ｍｍ　钢板。管片环缝处错台量大于２５　ｍｍ的设置骑缝加固钢　防止超挖造成的土体损失，施工中控制切口累积沉降在　１～３　ｍｍ，通过土压力设置值及埋深反算侧压力系数取值　为０．８５。　３．４严格控制同步注浆质量　严格同步注浆浆液质量，控制好同步注浆坍落度及相　对密度，坍落度为１４～１６　ｍｍ，浆液相对密度为１．９。浆液　中需适当增加石灰比例，提高浆液早期强度，保证隧道稳　定。　３．５适当增加同步注浆量　注浆量的确定是以盾尾建筑空隙量为基础并结合地　层、线路及掘进方式等考虑适当的饱满系数，以保证达到　充填密实的目的。　环，连续骑缝数不超过３环。　５　结语　１）施工前对盾构穿越地层进行深入的分析，对确定施　根据施工实践，这里的饱满系数包括由注浆压力产　生的压密系数、取决于地质情况的土质系数、施工消耗系　工方案的合理性是必要的。　２）在古河道地质条件中，合理使用泡沫剂能发挥良好　的土体改良作用。　数、由掘进方式产生的超挖系数等。　根据地面沉降情况，适当增加同步注浆量，龙华站一　船厂路站区间下行线同步注浆量达到６　ｍ　／环，相当于理论　间隙的３５Ｏ％。该注浆量可以保证盾尾单次微隆０～ｌ　ｍｍ。　３）在盾构管片上适当增设注浆孔，细化各注浆孔的　注浆量，根据试推进段总结推进参数；包括调整正面土压　力设定、适当增加同步注浆量、多次复紧螺栓措施等对指　导穿越古河道施工是重要的。　４）在隧道两腰进行微扰动注浆，对控制隧道横向收敛　是有效的。　３．６复紧螺栓　推进过程中每半环复紧一次螺栓，管片出盾尾后、进　入车架时、出车架前分别复紧一次螺栓。复紧过程中用扭　力扳手检查复紧情况。　５）采用双液浆打环箍，可以起到稳定隧道的作用。　建筑施工·第４ｏ卷·第８期＿固