工程建設施工

1、【經(jīng)典資料，WORD文檔，可編輯修改】盾構(gòu)法施工在軟硬不均地層中的掘進方案近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展和大量盾構(gòu)隧道工程的實踐，盾構(gòu)法隧道施工技術(shù) 在設計理論、施工方法和設備設施方面均取得了長足的發(fā)展，從而為在軟弱基礎(chǔ)中 修筑隧道和管道等工程的主導技術(shù)，在世界各國的城市建設、工業(yè)管線施工以及公 路、鐵路、水利工程和礦山建設中，提到了廣泛的應用。我國是在本世紀50年代開始引進盾構(gòu)法修筑隧道工程的。施工中注意吸收和采 用先進的技術(shù)和新工藝、新材料，參考和借鑒別國的成功經(jīng)驗和失敗的教訓，發(fā)展 速度較快，成績斐然。但是，通過在深地鐵的盾構(gòu)隧道施工可以看出，盾構(gòu)施工也有很多局限性和缺 陷性。最明顯的是盾構(gòu)

2、不能順利通過掌子面地層軟硬不均的地段。本文主要是根據(jù) 中隧集團在深圳地鐵福民站會展中心遇到的典型地質(zhì)軟硬不均現(xiàn)象，總結(jié)和闡述在 此種情況下盾構(gòu)法施工的方法。1、工程實例1上海隧道股份施工的購物公園站竹子林站區(qū)間上海隧道股份使用日本三菱盾構(gòu)機，施工中因遇到孤石或掌子面地層上軟下硬 等軟硬不均的現(xiàn)象，結(jié)果導致掘進速度很慢，刀盤嚴重損壞，先后在刀盤前方施做 了兩個豎井和一次旋噴樁加固，通過上述方法，進行刀盤的修理和換刀。2中隧集團施工福民站會展中心站右線盾構(gòu)隧道中隧集團使用德國海瑞克生產(chǎn)的土壓平衡式盾構(gòu)，從福民站向會展中心方向掘 進，至SSK2+附近時，掌子面地層出現(xiàn)上軟下硬、左軟右硬的情況，結(jié)果導

3、致掘進 速度極慢，刀具嚴重破壞，地面發(fā)生沉降異常，最終地面坍塌，被迫停工。2. 1地質(zhì)情況隧道覆土和通過范圍的地質(zhì)情況如圖一所示。1. 2. 2進入此段前后掘進施工情況掘進參數(shù)：進入前進入后推力1000T左右1400T最后增至2100T60mm/min推進速度刀盤轉(zhuǎn)速 刀盤扭矩 70149bar間跳動 155bar渣土溫度25C左右高達83C圖一福民站會展中心站典型軟硬不均地層施工中伴隨的現(xiàn)象：掘進速度在瞬間降低至很低，刀盤扭矩跳動利害，常有卡死刀 盤的現(xiàn)象，土倉內(nèi)有較大的異響，有較大重物在土倉內(nèi)滾動但的聲音又傳不出來的 感覺，同時，掘進時盾構(gòu)振動利害。渣土溫度較高，需向土倉內(nèi)加入冷水冷卻刀具

4、。 掘進中，每隔510min就因油溫過高而停機降溫。渣土中含有大量的棱角分明最大長度約為15cm的不規(guī)則花崗巖塊。2. 3導致的結(jié)果最終掘進速度幾乎沒有，掘進速度太慢，出渣量不易控制，渣土溫度過高，同 步注漿困難，由于上部覆土多為軟土或砂礫層，地面沉降異常，加上隧道上半部仍 有粘性土，可能形成泥金并。掘進能耗大。在強行開倉檢查時，地面發(fā)生異常沉降，最終坍塌。在刀盤前方地層中施做旋噴樁加固后，開倉換刀時證明：大部分滾刀刀圈嚴重 磨損或崩裂，有兩把刀個刀座變形，幾乎全部齒刀的刀刃磨損掉，刮刀磨損下去約 1/2，導致掘出來的隧道偏小，推進油缸向前拖動盾構(gòu)困難。2、軟硬不均的概念1相關(guān)規(guī)定地下鐵道、輕

5、軌交通巖土工程勘察規(guī)范對巖石軟硬程度的分類如下表所示：巖石類別fx(Mpa)硬質(zhì)巖石極硬巖fx60硬質(zhì)巖30 fxM 60軟質(zhì)石石軟質(zhì)巖5蘭 fxM 30極軟巖fx 土倉壓力在軟硬不均地層中，土倉壓力應根據(jù)軟土的埋深和相關(guān)物理參數(shù)等決定施工中 應保持的土倉壓力。但在軟硬不均地段中掘進時，掘進速度較慢扭矩較大，保持真正的壓平衡比較 困難，可以采取氣壓平衡模式掘進。出土量由于推進速度慢，刀盤切削下來的渣土較少，而螺旋輸送機等排土器每工作一 次的出土量又很大，往往會造成因軟土部位的超挖和過量出土造成地面沉降異常， 甚至坍塌。所以，在軟硬不均地段掘進時，應嚴格控制每一循環(huán)排土器工作的次數(shù)，嚴格 控制出

6、土量，必要時，在渣斗中劃上刻度，以便計算和控制出土量，達到平衡出土。渣土狀態(tài)為更好的控制土倉壓力，增大土倉內(nèi)渣土的止水性等，應采取措施保持泡沫系 統(tǒng)工作狀況良好，并及時的添加泡沫劑，使使渣土具有很好的軟流塑狀。當掌子面地層的滲透性很好時，則需要向土倉內(nèi)添加膨潤土等改良渣土。否則， 很可能發(fā)生渣土噴涌，直接導致地層超挖而地面沉降。實踐證明，這是非常必要的。同時，應時刻觀注渣土的稀稠、土的含量、石塊的含量和石塊的大小、棱角、 顏色等，判斷掌子面的地層情況。渣土濕度渣土溫度過高，有以下幾種可能性：刀盤中心部位或滾刀等形成了泥金并，刀具不能抵推掌子面切削巖土，泥金并在高溫下固結(jié)；刀具嚴重損壞，刀盤面板

7、直接摩擦掌子面；泡沫劑添加系統(tǒng)等出現(xiàn)問題，不能正常改良渣土，渣土在土倉內(nèi)干結(jié)或摩擦生熱；通過對渣溫度的觀察，準確判斷，及時采取措施。一般情況下，渣土溫度過高 應及時的停止繼續(xù)掘進。需要降低刀盤溫度時，不能加水，而應加入稀的膨潤土泥漿。因為，在全風化 或強風化化巖石中，加水會造成掌子面坍塌。4、本次事故帶來的反思1關(guān)于開倉在軟硬不均地段掘進時，原則上不能在不采取任何措施的情況下開倉檢查或其 它作業(yè)。必需開倉時應做好以下工作：刀盤附近按需要布置沉降監(jiān)測點，最好全是深層沉降點（起碼應在刀盤中 心前后布置深層沉降點）。一般應在刀盤前后布置兩排，排距，孔間距 。組織好開倉過程中的地面巡檢和救援物資，以備

8、在地面沉降時進行緊急處 理。確保井下和地面間的聯(lián)系暢通。召開專門的會議，進行開倉的準備和方案的交底。本次事故給我們了很大啟示。軟硬不均地層中掘進，往往是一部分很硬而另一 部分卻非常的軟或敏感性強，易坍塌。開倉過程時一定要采取安全措施?？稍诘侗P 前做旋噴樁固、攪拌樁加固、降水等，但這些辦法需要的時間都很長，有的對地層 的適用范圍很小。行之有效的辦法是帶壓開倉。這是一種非常成熟工藝，在歐洲應用很廣泛。本 次事故最終在刀盤前方兩次坍塌后，只有通過開挖豎井進行換刀，但如果地面上是 重要的建筑物我們又怎么辦。所以，準備和完善帶壓開倉的設備、培訓一批在帶壓 開倉工作的工人勢在必行。2關(guān)于盾構(gòu)操作顯然，盾構(gòu)施工不只是需要設備好或設備質(zhì)量好，更重要的是要根據(jù)地質(zhì)條件 采取合適的操作方法，到底怎么使推進速度、刀盤轉(zhuǎn)速、推力、土倉壓力、外加劑 的添加、同步注漿等重要參數(shù)達到一個完美的結(jié)合。這需要在總結(jié)以前施工的基礎(chǔ) 上，通過機械