盾构法施工过程中的常见问题及防治措施
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盾构施工中常见的问题及处理措施前言盾构施工工法在国内近年流行的机械化施工作业,由于盾构工法较传统的矿山法施工作业安全、自动化程度高、工人劳动强度低,越来越受施工单位欢迎。
盾构工法经过在国内多年的施工实践,盾构工法逐步被人们所认识和了解,虽然盾构工法有很多的优点,但其缺点也不少,如盾构施工中发生错台、管片破损等质量问题,没法返工,留下工程永久性的质量缺陷,质量问题重点为预控。
因此,施工过程中的风险管理越来越受人们所重视,不断探索施工风险预控制技术,不但可以提供施工质量水平和企业的技术管理水平,同时有利于避免质量、安全事故,降低施工成本。
风险管理关键在于发现问题,分析问题,采取应对措施和预防措施,总结经验,不断提高工程风险的管理。
现本文以表格的形式对盾构施工过程中的一些质量问题分类概述,并找出问题产生的原因,进而提出处理措施。
见下表:质量问题产生的原因处理措施出洞段拆除封门时出现涌水、流砂封门外侧加固土体强度低1.创造条件使盾构尽快进入洞口,并对洞门圈进行加固封堵,如双液注浆、直接冻结等2.加强监测,观测封门附近、工作井和周围环境的变化。
3.加强工作井的支护结构体系地下水发生变化封门外土体暴露时间太长洞口土体流失洞口土体加固效果不好1.洞口土体加固应提高施工质量,保证加固后土体强度和均匀性;2.洞门密封圈安装要准确,在盾构推进的过程中要注意观察,防止盾构刀盘的周边刀割伤橡胶密封圈;密封圈可涂牛油增加润滑性;洞门的扇形钢板要及时调整,改善密封圈的受力状况;3.在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的凸出物体,在相应位置设置可调节的构造,保证密封的性能;洞口密封装置失效掘进面土体失稳盾构推进轴线偏离设计轴线盾构基座变形1.盾构基座中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向保持一致,当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时,可考虑盾构基座沿隧道设计曲线的切线方向放置,切点必须取洞口内侧面处;2.对基座框架结构的强度和刚度进行验算,以满足出洞时盾构穿越加固土体所产生的推力要求;3.控制盾构姿态,尽量使盾构轴线与盾构基座中心夹角轴线保持一致;4.盾构基座的底面与始发井的底板之间要垫平垫实,保证接触面积满足要求;5.在推进过程中合理控制盾构的总推力,使千斤顶合理编组,避免出现不均匀受力盾构后靠支撑发生位移或变形出洞推进时盾构轴线上浮后盾系统出现失稳反力架失效1.对体系的各构件必须进行强度、刚度校验,对受压构件一定要作稳定性验算。
隧道施工中盾构法常见质量缺陷及措施一、隧道渗漏盾构法隧道施工中衬砌环的渗漏现象在目前施工中普遍存在,造成渗漏现象的原因有很多,其中主要原因归纳有以下几点:1.1 管片自身存在渗漏水现象造成管片自身出现渗漏水的原因主要有两个方面:首先是制作管片的混凝土质量有缺陷,混凝土使用的配合比、采用的浇捣工艺、养护方法和时间以及各种外加剂掺加量等都与管片的自防水效果密切相关;其次是管片的制作精度,国内外的盾构隧道施工经验表明,使用高精度的钢模可以大大提高管片的制作精度。
另外,管片制作精度将直接影响成型隧道管片环面平整度控制、管片安装精度等也是管片破损漏水现象的影响因素之一。
1.2 施工工艺以及后续操作不当引起的管片渗漏首先是管片背后注浆的施工,管片背后注浆是防水工程的一项重要环节,实施得好与坏,将直接影响到隧道施工的质量。
即使管片背后注浆一般用来控制地面的下沉,却实际上也是隧道防水的第一道防线。
所以注浆量不足不仅会造成隧道产生较大的后期沉降,也会影响管片防水效果。
其次是掘进过程中盾构姿态不当引起的渗漏,盾构机姿态不当主要包括盾构实际掘进轴线与设计轴线的偏差较大,盾尾与成型隧道管片间间隙不均匀造成盾盾尾挤压成型管片,容易造成管片之间错位,相邻管片的止水帶不能正常的重合压紧,从而导致渗漏,盾尾与管片间隙控制不当时甚至可能会造成管片外弧面碎裂,影响管片防水及结构性能。
1.3 管片选型不当引起的渗漏当盾尾间隙不均匀或过小,且管片选型不当时,在掘进的过程中容易造成管片外壁甚至止水条损坏,造成渗漏水情况的发生。
因此盾构管片选型的原则是:首先考虑线路的特点,再依据盾构机的姿态、千斤顶行程差和盾尾的间隙来选型。
二、管片裂纹盾构管片产生的裂纹在盾构施工中存在较多不利因素,如在管片开裂处漏水、崩裂掉角,在运营期漏水导致混凝土脱落甚至会给运营带来很大的安全隐患,减少使用寿命。
产生裂纹的原因有以下几种:2.1 管片在生产、运输过程中产生裂纹第一阶段是在盾构管片的制作过程中和管片脱模后的养护过程中处理不当造成的开裂,在管片表面产生的裂纹能够目测到;第二阶段则是在养护28 d以后,在吊卸、出厂运输和使用过程中出现的细微裂纹,管片受到较大的集中力作用,细微的裂纹就会迅速的扩展。
盾构法施工质量通病及防治(二)第二节盾构掘进盾构掘进是盾构法隧道施工旳重要工序, 要保证隧道旳实际轴线和设计轴线相吻合, 并保证管片圆环拼装质量, 使隧道不漏水, 地面不产生大旳变形。
1、土压平衡式盾构正面阻力过大1.1、现象盾构推进过程中, 由于正面阻力过大导致盾构推进困难和地面隆起变形。
1.2、原因分析⑴盾构刀盘旳进土开口率偏小, 进土不畅通;⑵盾构正面地层土质发生变化;⑶盾构正面遭遇较大块状旳障碍物;⑷推进千斤顶内泄漏, 达不到其自身旳最高额定油压;⑸正面平衡压力设定过大;⑹刀盘磨损严重。
1.3、防止措施⑴合理设计进土孔旳尺寸, 保证出土畅通;⑵隧道轴线设计前, 应对盾构穿越沿线作详细旳地质勘查, 摸清沿线影响盾构推进旳障碍物旳详细位置、深度, 以使轴线设计考虑到这一状况;⑶详细理解盾构推进断面内旳土质状况, 以便及时优化调整土压设定值、推进速度等施工参数;⑷常常检修刀盘和推进千斤顶, 保证其运行良好;⑸合理设定平衡压力, 加强施工动态管理, 及时调整控制平衡压力值。
1.4、治理措施⑴采用辅助技术, 尽量采用在工作面内进行障碍物清理, 在条件许可旳状况下, 也可采用大开挖施工法清理正面障碍物;⑵增添千斤顶, 增长盾构总推力。
2、泥水加压平衡式盾构正面阻力过大2.1、现象盾构推进过程中, 由于正面阻力过大导致盾构推进困难。
2.2、原因分析⑴泥水平衡系统不能建立或泥水压力过大;⑵盾构刀盘旳进土开口率偏小, 进土不畅通;⑶盾构正面地层土质发生变化;⑷盾构正面遭遇较大块状旳障碍物;⑸推进千斤顶内泄漏, 达不到其自身旳最高额定油压。
2.3、防止措施⑴严格控制泥水质量, 精确设定泥水平衡压力、推进速度等施工参数, 同步保证泥水输送系统旳正常运行;⑵详细理解盾构推进断面内旳土质状况, 以便及时优化调整平衡压力设定值、推进速度等施工参数, 同步配制与土质相适应旳泥水;⑶在盾构穿越沿线做好详尽旳地质勘查, 事先清除障碍物或调整设计轴线;⑷常常检修推进千斤顶, 保证其运行良好。
盾构法施工过程中的常见问题及防治措施本文结合南京地铁二号线D2-TA05标所街站~向兴路站盾构区间隧道在施工中出现的问题,提出了解决这些问题的防治措施,为以后同类似的工程提供了参考与借鉴。
标签:盾构施工技术常见问题防治措施0 引言盾构法具有快速、安全、对地面建筑物影响小等诸多优点,已被越来越多地应用于城市地铁、公路、铁路等诸多施工领域。
盾构推进过程中掘削参数的变化会对地层产生扰动影响,诸如地表沉降、孔隙水压力、强度和承载力等物理力学参数的变化都是不可避免的;而土体的扰动往往又引发一系列环境病害,如造成周围建筑物开裂、倒坍、地表沉降,隧道内漏水、工作面漏砂等。
如何采用合理的施工技术避免或减轻环境病害的发生,是盾构法施工的难点。
1 工程概况所街站~向兴路站区间隧道位于江东中路上,在江东中路和纬八路交叉口隧道下穿低水河(河宽40.7m,河底标高3.0m);区间地下管线埋深较浅,一般在3.0m以内,不影响盾构推进。
区间隧道包括左线和右线,隧道外直径6.2m,内径直5.5m。
衬砌的设计强度为C50,抗渗强度等级为S10。
衬砌每环宽1.2m,由封顶块(K),领接块(B1、B2),标准块(A1、A2、A3)构成。
纵、环向均采用M30弯螺栓连接。
衬砌接缝间防水采用由三元乙丙橡膠制成的弹性密封垫。
本工程向兴路站~所街站区间属长江低漫滩地貌,地势较为平坦,场地地层呈二元结构,上部主要以淤泥质粉质粘土为主,下部以粉土和粉细砂为主,赋存于粘性土中的地下水类型为孔隙潜水,赋存于砂层中的地下水具微承压性,属微承压水。
2 地表沉降的原因与防治措施2.1 地表沉降的原因地层损失包括建筑空隙及超挖或其它土层流失,具体为①盾构工作面前方上体的挤入;②盾构上方土体挤入因盾构外壳直径和拼装管片直径不同产生的建筑空隙;③盾构纠偏引起土体超挖;④盾构推进有曲率时造成土体损失;⑤盾构推进时切口环上的突缘引起超挖;⑥盾构推进引起土体孔隙水压力变化,或因降水引起地下水位下降,引起土体固结沉降。
盾构施工安全质量保障措施盾构施工安全质量保障措施引言:随着城市化进程的加快,地下空间利用率逐渐增大,盾构技术作为一种高效、经济的地下开挖技术,广泛应用于地铁、隧道等工程中。
然而,盾构施工过程中存在着一系列的安全风险和质量问题,如地层崩落、管片错台、环片破损等。
为了保障盾构施工的安全和质量,需要采取一系列的保障措施,本文将对盾构施工安全质量保障措施进行详细介绍,以期对盾构施工相关人员和管理部门有所借鉴和参考。
一、盾构施工前期准备1. 详细地质勘察在盾构施工前,必须进行详细的地质勘察工作,确定地质条件和变异情况,为盾构施工提供准确的地质数据。
在勘察过程中,对地下介质的稳定性、岩层结构、地下水情况等进行全面的调查,以便于合理设计和施工。
2. 设计合理的盾构机参数根据地质条件和勘察结果,合理选择盾构机的参数,包括盾构机的直径、推力、刀盘类型等。
通过合理选择参数,能够提高盾构施工的效率和安全性。
二、地层支护及土压平衡控制1. 土体支护采用合适的土体支护方式,如地层冻结法、钢支撑法、注浆加固法等,以确保盾构施工过程中地层的稳定性。
根据地质条件和施工需要,选择合适的支护材料和支护方式,加强对地层的支护和加固,防止地层崩落和沉陷。
2. 土压平衡控制盾构施工中,要通过合理设置盾构机的土压平衡系统,控制推进过程中的土压力。
通过控制盾构机前后压力的平衡,降低孔壁的变形和沉降,确保施工过程中孔壁的稳定性和安全性。
三、环片制作和安装质量控制1. 环片制作质量控制环片作为盾构施工的重要部分,其质量直接关系到隧道整体的安全和稳定性。
在环片的制作过程中,应严格按照设计要求进行操作,确保环片的尺寸、强度等参数符合要求。
同时,对环片的检测和验收要进行全面的检查,确保质量合格。
2. 环片安装质量控制环片的安装过程要严格按照设计要求进行,确保环片的位置、对接、连接等符合要求。
针对盾构施工中常见的问题,如管片错台、环片错位等,应采取相应的措施进行预防和解决。
隧道施工常见问题及解决方法隧道施工是建筑工程中常见的一种特殊工艺,也是对工程施工技术和管理水平的一项重要考验。
在隧道施工过程中,常会遇到一些问题,例如地质条件复杂、围岩质量差、隧道洞口控制困难等。
这些问题的存在会影响隧道施工的进程和质量。
因此,针对这些问题,我们需要及时采取相应的解决方法,以确保隧道工程的顺利进行。
一、地质条件复杂地质条件复杂是隧道施工中常见的问题,主要包括地层稳定性差、地下水位过高、地下水湿润等。
这些问题给隧道施工带来了极大的困扰,不仅增加了施工风险,还可能导致施工质量下降。
为了解决这些问题,我们可以采取以下措施:1. 做好地质勘察和储备方案,在施工前充分了解地质条件,制定合理的施工方案,并根据隧道施工的不同阶段提前进行储备,以应对地质条件的变化。
2. 利用先进的隧道施工技术,例如盾构机施工、冻结法施工等,可以有效地解决地质条件复杂的问题。
盾构机施工可以减少地质灾害的发生,提高施工速度和施工质量;冻结法施工可以通过冷却控制地下水位,减少地下水对隧道施工的影响。
二、围岩质量差围岩质量差是隧道施工中常见的难题之一,主要表现为围岩破碎、断裂、岩溶等。
这些问题对隧道的稳定性和施工进度都会产生不利影响。
为了解决围岩质量差的问题,我们可以采取以下方法:1. 增加支护措施:根据围岩质量的不同,选择合适的支护措施。
例如,在围岩质量较差的地段,可以采用钢支撑、喷射混凝土等方式加固围岩,提高施工安全性和稳定性。
2. 加强监测与预警:在施工中加强对围岩变形和位移的监测与预警,及时发现围岩质量差的问题,采取相应的补救措施,以防止更大的灾害发生。
三、隧道洞口控制困难隧道洞口控制困难是隧道施工中常见的技术难题,主要体现在洞口稳定性差、透水等。
这些问题会直接影响隧道施工的安全性和质量,对施工进程造成不利影响。
为了解决隧道洞口控制困难的问题,我们可以采取以下方法:1. 强化洞口支护:通过增加洞口支护的辅助设备和加固措施,增强洞口的稳定性。
盾构法施工的安全总结及今后施工安全工作的要求盾构法施工是一种先进的地下工程施工方法,其施工效率高、施工质量好、对地面干扰小等优点,在现代城市化建设中得到了广泛应用。
然而,盾构法施工过程中也存在一定的安全风险,因此需要加强安全管理工作,确保施工能够安全顺利进行。
首先,盾构法施工的安全总结需要从以下几个方面进行考虑:1.工人安全:施工现场是一个复杂的环境,工人在其中需要面对高温、高湿等不利条件,因此必须加强对工人的安全培训和防护措施,确保他们能够在安全的环境下工作。
2.施工设备安全:盾构机是盾构法施工的核心设备,其操作过程中需要注意设备的安全性能,定期检查设备的运行情况,及时排除存在的故障和隐患。
3.地下环境安全:盾构法施工一般在较深的地下进行,需要关注地下环境的安全情况,包括地下水位、地下气体等。
必要时,应采取相应的排水和通风措施,确保施工现场的安全。
4.监测与预警:对施工现场进行实时监测和预警,及时发现地质灾害、地下管线等问题,以便采取相应措施进行处理,防止事故的发生。
5.救援与逃生:制定详细的救援与逃生预案,培训施工人员相应的应急知识和技能,确保在事故发生时能够迅速采取救援措施,保障人员安全。
1.强化安全教育培训:加强对施工人员的安全培训,提高他们的安全意识和自我防护能力,确保遵守施工规程和操作规范。
2.完善安全管理体系:建立科学的施工安全管理体系,明确安全责任、安全制度和安全操作规程,加强施工现场的安全管理和监控。
3.加强设备维护与管理:定期检测和维护盾构设备,确保设备的正常运行,并及时处理设备故障和隐患。
4.强化安全监测与预警:加强对施工现场的安全监测和预警工作,提前发现和处理地质灾害和地下管线等问题,防止事故的发生。
5.加强施工现场管理:加强对施工现场的管理,包括安全通道的设置、作业区域的划分、材料堆放的整理等,确保施工现场的整体安全。
6.积极应对突发事件:建立健全的应急预案,加强突发事件的应对能力,定期组织演练,提高施工人员应对突发事件的能力和效率。
盾构施工过程质量通病分析及预防盾构施工过程包括盾构始发接收和正常掘进,始发接收和正常掘进是隧道施工中的两道关键工序。
因此,加强这两道工序质量管理显得尤为重要,下面对两道工序分别进行分析.盾构正常掘进:盾构掘进是盾构法隧道施工的主要工序,要保证隧道的实际轴线和设计轴线相吻合,并确保管片圆环拼装质量,使隧道不漏水,地面不产生大的变形。
一、土压平衡式盾构正面阻力过大(1)现象盾构推进过程中,由于正面阻力过大造成盾构推进困难和地面隆起变形。
(2)原因分析①盾构刀盘的进土开口率偏小,进土不畅通;②盾构正面地层土质发生变化;③盾构正面遭遇较大块状的障碍物;④推进千斤顶内泄漏,达不到其本身的最高额定油压;⑤正面平衡压力设定过大。
(3)预防措施①合理设计进土孔的尺寸,保证出土畅通;②隧道轴线设计前,应对盾构穿越沿线作详细的地质勘查,摸清沿线影响盾构推进的障碍物的具体位置、深度,以使轴线设计考虑到这一状况;③详细了解盾构推进断面内的土质状况,以便及时优化调整土压设定值、推进速度等施工参数;④经常检修推进千斤顶,确保其运行良好。
⑤合理设定平衡压力,加强施工动态管理,及时调整控制平衡压力值。
(4)治理方法①采取辅助技术,尽量采取在工作面内进行障碍物清理,在条件许可的情况下,也可采取大开挖施工法清理正面障碍物;②增添千斤顶,增加盾构总推力。
二、盾构后退(1)现象盾构停止推进,尤其是拼装管片的时候,产生后退的现象,使开挖面压力下降,地面产生下沉变形.而且盾构后退过多会严重损害盾尾密封装置寿命。
(2)原因分析①盾构千斤顶自锁性能不好,千斤顶回缩;②千斤顶安全溢流阀压力设定过低,使千斤顶无法顶住盾构正面的土压力;③盾构拼装管片时千斤顶缩回的个数过多,并且没有控制好最小应有的防后退顶力。
(3)预防措施①加强盾构千斤顶的维修保养工作,防止产生内泄漏;②安全溢流阀的压力调定到规定值;③拼装时不多缩千斤顶,管片拼装到位及时伸出千斤顶到规定压力。
地铁盾构法施工中常见质量问题及处理措施分析摘要:盾构法是地铁施工中使用最为广泛的一种方法,一旦其出现问题,将会直接影响地铁工程的建设质量,增加地铁运行的风险。
所以在该方法应用中,要对其存在的质量问题进行细致研究,并制定合理的预防控制措施,以提高地铁工程建设质量。
本文就将对地铁盾构法施工中常见的质量问题进行分析,并提出合理的处理措施。
关键词:地铁盾构法;质量问题;盾构施工引言在地铁施工中,影响盾构施工技术质量的因素诸多,比如施工机械设备因素、人员应用因素、地质环境因素等。
在这个环节中,盾构机是盾构施工技术体系的关键性机械设备。
暗挖工程是城市地铁施工体系的关键性项目,在工程挖掘过程中,盾构法扮演着重要的施工角色,盾构机盾壳是一种良好的支护设备,通过对油缸、刀盘及其盾壳的结合,可以构成完整性的盾构推进体系,有利于提升地铁施工的效益,增强施工的稳定性及安全性,避免出现相关的安全事故,实现施工人员人身财产安全的维护。
在隧道开挖过程中,需要在开挖面前进行切削装置的设置,通过对其他机械设备的利用,将切削出的岩土运出隧道外。
在施工实践中,盾构法对周边交通环境的影响较小,为了确保地铁施工技术精确度的提升,施工前及施工过程中的环境监测工作是非常重要的。
1地铁盾构法施工中常见的质量问题1.1盾构端头井加固不到位盾构始发、接收端头井加固是盾构施工中重要的一环,其加固质量的好坏会直接影响到盾构机能否顺利始发、接收。
但是由于地质、水文等原因的影响,导致端头井加固过程中加固效果不理想。
以天津地区为例,洞门处地层多为粉砂层且含水率较高,导致端头井加固难度较大,加固质量难以有效保障。
1.2隧道渗漏水隧道渗漏水是地铁盾构施工中最常见也是最难解决的问题,其产生的原因主要有以下几点:(1)盾构机始发、接收过程中洞门防水措施没做好,环梁施工质量不到位导致洞门处漏水。
(2)管片自身质量缺陷,在管片生产过程中,设置密封垫的沟槽部位混凝土不密实有水泡、气泡等缺陷,管片拼装完成后,水从绕过密封垫,从水泡、气泡孔处渗漏进来。
盾构法施工过程中的常见问题及防治措施
盾构法施工过程中的常见问题及防治措施
【摘要】随着我们国经济的快速发展,近几年地下交通运输发展形势越来越好,其施工安全问题得到广泛的关注。
因此盾构法隧道施工安全得到了一定的关注,本文主要阐述了有关盾构法施工过程中的常见问题及防治措施的一系列问题。
【关键词】盾构法,施工过程,问题,防治措施
一.前言
盾构推进过程中掘削参数的变化会对地层产生扰动影响,诸多物理影响是相当程度上的干扰,如果不能及时进行改善调整,周围的居民以及各种建筑物都会受到危害。
在地下工程中,盾构法起到了相当大的作用,在科技发展下,也要不断更新技术,提高盾构法施工技术水平,让交通更加便利,安全可靠。
二.盾构法的优点
盾构法施工的主要优点有:①除竖井施工外,施工作业均在地下进行,既不影响地面交通,又可减少对附近居民的噪声和振动影响:②盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行,施工易于管理,施工人员也较少,土方量较少;③在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道,有较高的经济技术优势。
三.盾构法施工过程中出现的问题
1.地表沉降
造成地表沉降的主要原因是施工过程中产生的地层损失引起的,地层损失包括建筑空隙及超挖或其它土层流失,具体为:
(一)盾构工作面前方上体的挤入。
(二)盾构上方土体挤入因盾构外壳直径和拼装管片直径不同产生的建筑空隙。
(三)盾构纠偏引起土体超挖。
(四)盾构推进有曲率时造成土体损失。
(五)盾构推进时切口环上的突缘引起超挖。
(六)盾构推进引起土体孔隙水压力变化,或因降水引起地下水位下降,引起土体固结沉降。
盾构法隧道施工安全控制措施1.盾构法隧道施工前的准备工作:在盾构法隧道施工前,需要进行详细的设计和计划,并制定相应的安全操作规程。
施工单位应根据工程特点和现场实际情况,编制安全技术措施和应急预案,并对施工人员进行安全教育和培训,确保施工人员具备必要的安全意识和操作技能。
2.施工现场的安全防护:为保障盾构法隧道施工现场的安全,需要设置围栏并划定施工区域,并在入口处设置标识牌和安全警示标志,以提醒人员注意安全。
同时,现场应配备必要的消防设备和救援器材,并定期进行维护和检修。
3.检查和维修盾构机设备:盾构机设备是隧道施工的核心设备,需要定期进行检查和维修,以确保其正常运转和安全可靠。
在设备维修期间,需要采取相应的安全措施,如设立隔离区域,设置安全警示标志等,防止人员误入施工区域。
4.定期检测隧道支护结构:在盾构施工过程中,需要定期检测隧道支护结构的稳定性以及地下水位的变化情况,以及时发现和处理各类安全隐患。
5.通风和照明措施:盾构施工过程中,需要保证隧道内的通风和照明条件良好,以提供良好的工作环境,同时避免因缺氧或能见度低而引发的事故。
6.施工材料的选择和使用:盾构施工过程中,需要选择和使用符合标准要求的施工材料,并按照操作规程进行正确使用,以确保材料的安全性和稳定性。
7.施工人员的防护:施工现场必须配备必要的个人防护设备,并要求施工人员正确佩戴。
在进行高风险作业时,应采取额外的防护措施,如设置安全网、护栏等,以减少和防止事故发生。
8.定期进行安全检查和整改:施工单位应定期组织安全检查和整改工作,发现问题及时进行整改,并在安全隐患消除后进行复查,以确保施工过程的安全进行。
总之,盾构法隧道施工安全控制措施是保障施工人员和工程安全的重要措施,需要施工单位充分认识其重要性,并采取相应的技术和管理措施,以确保施工过程的安全和顺利进行。
隧道盾构掘进施工盾构掘进是盾构法隧道施工的主要工序,要保证隧道的实际轴线和设计轴线相吻合,并确保圆环拼装质量,使隧道不漏水,地面不产生大的变形。
总结了盾构掘进施工九大常见问题及预防措施,方便大家在实际施工中比对防治。
一、土压平衡式盾构正面阻力过大现象盾构推进过程中,由于正面阻力过大造成盾构推进困难和地面隆起变形。
原因分析(1) 盾构刀盘的进土开口率偏小,进土不畅通;(2) 盾构正面地层土质发生变化;(3) 盾构正面遭遇较大块的障碍物;(4) 推进千斤顶内泄漏,达不到其本身的最高额定油压;(5) 正面平衡压力设定过大;(6) 刀盘磨损严重预防措施(1) 合理设计土孔的尺寸,保证出土畅通;(2) 隧道轴线设计前应对盾构穿越沿线作详细的地质勘察,摸清沿线影响盾构推进障碍物的具体位置、深度、以使轴线设计考虑到这一状况;(3) 详细了解盾构推进断面内的土质状况,以便及时调整土压设定值、推进速度等施工参数;(4) 经常检修刀盘和推进千斤顶,确保其运行良好;(5) 合理设定平衡压力,加强施工动态管理,及时调整控制平衡压力值。
治理办法(1) 采取辅助技术,尽量采取在工作面内进行推进障碍物清理,在条件许可的情况下,也可采取大开挖施工法清理正面障碍物;(2) 增添千斤顶,增加盾构总推力。
二、土压平衡盾构正面压力过量波动现象在盾构推进及管片拼装的过程中,开挖面的平衡上压力发生异常的波动,与理论力值或设定应力值发生较大的偏差。
原因分析(1) 推进速度与螺旋机的旋转速度不匹配;(2) 当盾构在砂土土层中施工时,螺旋机摩擦力大或形成土塞而被堵住,出土不畅,使开挖面平衡压力急剧上升;(3) 盾构后退,使开挖面平衡压力下降;(4) 土压平衡控制系统出现故障造成实际上压力与设定土压力的偏差。
预防措施(1) 正确设定盾构推进的施工参数,使推进设速度与螺旋机的出土能力相匹配;(2) 当土体强度高,螺旋机排土不畅时,在螺旋机或土仓中适量地家注水或泡沫等润滑剂,提高出土的效率。
为了保证隧道施工质量能符合相关标准,对盾构法施工的每道施工工序的质量均应严格控制,保证各关键技术参数达到能控制工程质量标准的范围。
盾构进出洞是盾构法隧道施工中的一道关键工序。
在进、出洞过程中,施工环节多,工作量集中,各工种交叉施工频繁,设备、人员众多,工作零乱,因此,加强质量管理和控制尤其重要。
1、现象在盾构进出洞过程中,盾构基座发生变形,使盾构掘进轴线偏离设计轴线。
2、原因分析⑴盾构基座的中心夹角轴线与隧道设计轴线不平行,盾构在基座上纠偏产生了过大的侧向力;⑵盾构基座的整体刚度、稳定性不够,或者局部构件的强度不足;⑶盾构姿态控制不好,盾构推进轴线与基座轴线产生较大夹角,导致盾构基座受力不均匀;⑷对盾构基座的固定方式考虑不周,固定不牢靠。
3、预防措施⑴盾构基座形成时中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向一致,当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时,可考虑盾构基座沿隧道设计曲线的切线方向放置,切点必须取洞口内侧面处;⑵基座框架结构的强度和刚度能克服出洞段穿越加固土体所产生的推力;⑶合理控制盾构姿态,尽量使盾构轴线与盾构基座中心夹角轴线保持一致;⑷盾构基座的底面与始发井的底板之间要垫平垫实,保证接触面积满足要求。
4、管理方法⑴先住手推进,对已发生变形破坏的构件分析破坏原因,进行相应的加固。
对需要调换的部件,先将盾构支撑加固牢靠,再调换被破坏构件;⑵盾构基座的变形确实严重,盾构在其上又无法修复和加固时,只能采取措施使盾构脱离基座,创造工作条件后对基座作修复加固。
1、现象在盾构出洞过程中,盾构后靠支撑体系在受盾构推进顶力的作用后发生支撑体系的局部变形或者位移。
2、原因分析⑴盾构推力过大,或者受出洞千斤顶编组影响,造成后靠受力不均匀、不对称,产生应、力集中;⑵盾构后靠混凝土充填不密实或者填充的混凝土强度不够;⑶组成后靠体系的部份构件的强度、刚度不够,各构件间的焊接强度不够;⑷后靠与负环管片间的结合面不平整。
3、预防措施⑴在推进过程中合理控制盾构的总推力,且尽量使千斤顶合理编组,使之均匀受力;⑵采用素混凝土或者水泥砂浆填充各构件连接处的缝隙,除充填密实外,还必须确保填充材料强度,使推力能均匀地传递至工作井后井壁。
盾构施工中常见问题分析及防治措施盾构施工过程中,管片上浮、管片错台、管片渗水三类问题是严重影响成型管片的质量与美观。
本文结合施工过程中,对管片错台、管片上浮、管片渗水产生原因加以分析,并提出相应防治措施,以提高盾构隧道的使用效果和延长隧道使用寿命。
一、管片上浮管片上浮是指管片脱离盾尾后,在受到集中应力后产生向上运动的现象。
《规范》规定盾构掘进中线平面位置和高程允许偏差为±50mm。
管片拼装偏差控制为±50mm。
隧道建成后,中线允许偏差为高程和平面为±100mm,且衬砌结构不得侵入建筑限界。
由此推算管片上浮允许值与盾构姿态、管片姿态密切相关,因此均应限制在±30mm以内才能保证不侵限,并使管片外侧得到均匀的注浆回填。
1、上浮的原因及分析结合在合肥轨道交通一号线望湖城至葛大店盾构区间的施工经验,可从以下四个方面来分析管片上浮的原因。
(1)同步注浆不饱满,从而存在上浮空间盾构区间圆形隧道(管片)外径6.0m,内径5.4m,管片厚度300mm,管片宽度1.5m,分块数为6块(管片由一块封顶块、两块邻接块、三块标准块构成)。
盾构机与管片之间存在着150㎜的建筑空隙,如果同步注浆不饱满,使管片外侧与土层之间的间隙没有及时有效地充填,就必然出现管片上浮的空间。
其次,在同步注浆不饱满时,地层土软硬不同,产生的管片上浮情况也不同。
一般情况下,软地层不容易上浮,而硬地层却有空间导致管片上浮。
这是因为在掘进过程中,对于软地层,上部松软地层土的自稳性差,会因为自重、存在空隙而有相对的下沉,从而使因注浆不饱满造成的管片和土层之间的剩余空隙基本消失。
硬地层由于自稳能力强,完整性好,能很好的控制自身沉降。
使管片有足够的上浮空间和时间,且地层越硬,管片上浮的情况越严重。
(2)过量超挖盾构机在掘进过程中的隧道轴线与理论轴线有一定的差值,在掘进过程中时时在调整盾构机的姿态,盾构机走的线形是“蛇形”。
盾构法施工过程中的常见问题及防治措施
【摘要】随着我们国经济的快速发展,近几年地下交通运输发展形势越来越好,其施工安全问题得到广泛的关注。
因此盾构法隧道施工安全得到了一定的关注,本文主要阐述了有关盾构法施工过程中的常见问题及防治措施的一系列问题。
【关键词】盾构法,施工过程,问题,防治措施
一.前言
盾构推进过程中掘削参数的变化会对地层产生扰动影响,诸多物理影响是相当程度上的干扰,如果不能及时进行改善调整,周围的居民以及各种建筑物都会受到危害。
在地下工程中,盾构法起到了相当大的作用,在科技发展下,也要不断更新技术,提高盾构法施工技术水平,让交通更加便利,安全可靠。
二.盾构法的优点
盾构法施工的主要优点有:①除竖井施工外,施工作业均在地下进行,既不影响地面交通,又可减少对附近居民的噪声和振动影响:②盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行,施工易于管理,施工人员也较少,土方量较少;③在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道,有较高的经济技术优势。
三.盾构法施工过程中出现的问题
1.地表沉降
造成地表沉降的主要原因是施工过程中产生的地层损失引起的,地层损失包括建筑空隙及超挖或其它土层流失,具体为:
(一)盾构工作面前方上体的挤入。
(二)盾构上方土体挤入因盾构外壳直径和拼装管片直径不同产生的建筑空隙。
(三)盾构纠偏引起土体超挖。
(四)盾构推进有曲率时造成土体损失。
(五)盾构推进时切口环上的突缘引起超挖。
(六)盾构推进引起土体孔隙水压力变化,或因降水引起地下水位下降,引起土体固结沉降。
2.隧道内漏水
盾构隧道是由一片片独立的管片通过螺栓联接起来,管片接缝部位为防水的薄弱环节,隧道内漏水部位一般出现在管片接缝处。
产生漏水的主要原因是:管片拼装过程中偏差、止水条老化或失效。
3.引起管片位移
衬背环形建筑空间:当管片脱出盾尾后,由于盾构掘进过程中的蛇形运动,超挖以及理论间隙,管片与地层间存在一环形建筑空间。
在软岩地层中,如果不及时进行同步注浆充环形建筑空间,拱顶围岩极有可能产生变形引起地表过量沉降。
在硬岩地层中,管片脱出盾尾后,环形建筑空间在相对长的时间内是稳定的,如不及时填充此空间,脱出盾尾的管片是处于无约束的状态,给管片的位移提供了可能的条件。
硬岩含水地层:在透水地层中盾构机掘进形成的环形建筑空间在充满水或初凝时间很长的浆液的情况下,若隧道管片全部浸泡在盾构掘进形成的“圆形坑道”之中,当管片所受到的浮力大于管片本身的自重,隧道管片在全断面地下水或未凝固的浆液的工况下,管片本身就有上浮的趋势。
衬背注浆工艺:
(一)注浆量不足:在盾构机掘进的过程中,实际注浆量应该达到理论建筑空隙量的150%~200%。
考虑到运输和管道输送、压注过程中的损失,进入到衬背环形建筑空间的浆液量不能完全填充密实管片与围岩间的建筑空间,尤其是隧道顶部分,这也给管片提供了上浮空间。
(二)注浆压力不足:盾尾注浆孔口的注浆压力应大于隧道埋深处的水土压力,考虑到现场对注浆压力的管理和控制不能完全和理论值吻合,导致衬背浆液不能密实地充填圆形建筑空隙,造成管片上浮。
四.解决措施
1.控制措施
减小地表沉降的控制措施:根据隧道埋深、土层性质和地面超载计算主动和被动土压力值和静水压力,根据计算结果结合初推阶段的施工参数设定土压力值。
根据设定的正面土压力控制出土速度和掘进速度。
根据不同土层和覆土深度,配合监测信息的分析及时调整土压力值的设定。
同时要求推进坡度保持相对稳定,控制一次偏量,减少对土体的扰动。
再根据推进速度,出土量和地层变形信息、数据反馈及时调整初始设定的土压力值和注浆量,进而达到对轴线和地层变形在最佳状态下的控制。
当盾构机在曲线段掘进时,根据曲线的施工特点调整推力、推进速度、出土量和注浆量,并根据地层变形的信息数据及时调整各种施工参数,以期在尽量短的时间内将土压平衡值和注浆量调至曲线掘进的最佳状态。
2.加强止水条质量管理
(一)隧道采用的遇水膨胀橡胶止水带是在氯丁橡胶密封条上加覆一层遇水膨胀条制成的,由于施工期间常遇到下雨或者隧道低部积水,操作不会使遇水膨胀止水带和螺栓垫圈在拼装前遇水预膨胀或变形,影响止水效果,故应在粘贴止水带的地方做好防雨措施,搭设活动防雨棚和在止水带表面涂缓膨剂。
(二)冬季施工时应设置烘房设施,作橡胶止水带加温。
(三)角部加贴的自粘贴橡胶薄片厚度长度应符合设计要求,以免影响止水带效果。
(四)“F”块插入间隙偏小,摩阻力大,止水带容易延伸拉长,角部形成“疙瘩”,影响压密,所以在拼装前应涂水性润滑剂,以减少封顶块插入时摩阻力。
3.严格控制盾构的施工参数
当盾构脱出建筑物和管线后以注浆量为主要管理指标。
严格控制盾构在穿越阶段推进时的纠偏量,减少纠偏对土体的扰动。
控制施工进度,做到均衡施工避免中途搁置。
采用信息化施工,及时调整施工参数.。
4.防止盾构法结泥饼
盾构机穿越易结泥饼的地层时,盾构机掘进时会在刀盘特别是刀盘的中心部位产生泥饼。
当产生泥饼时,掘进速度急剧下降,刀盘扭矩也会上升,大大降低开挖效率,甚至无法掘进。
施工中采取的主要技术措施为:在到达这种地层之前把刀盘上的部分滚刀换成齿刀,增大刀盘的开口率。
加强盾构掘进时的出土管理,密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态。
刀盘前部中心部位布置有数个泡沫注入孔,在这种地层掘进时可以适量增加泡沫的注入量,减小渣土的黏附性,降低泥饼产生的几率。
刀盘背面和土仓压力隔板上设有搅拌棒,以加强搅拌强度和范围,并通过土仓隔板上搅拌棒的泡沫孔向土仓中注射泡沫,改善渣土和易性,增大渣土流动性。
必要时螺旋输送机内也要加入泡沫,以增加渣土的流动性,利于渣土的排出。
一旦产生泥饼,可空转刀盘,使泥饼在离心力的作用下脱落。
确保开挖面稳定后,可采用人工进仓处理的方式清除泥饼。
5.注浆管堵塞预防
浆液运输管路的铺设,要避免管路弯曲造成浆液流速缓慢而沉淀。
紧凑安排工序,缩短浆液在隧道内的运输时间。
在洞口和砂浆车位置设置电源插座,专供砂浆车搅拌电机用,保证砂浆车搅拌器正常连续工作,避免因施工停顿时间过长而引起浆液离析。
砂浆车向盾构机储浆罐泵浆时,降低出浆管高度,同时开启搅拌机搅拌浆液。
在不影响其它管路及运作空间的前提下,适当改善同步注浆管路,减少弯头、增大管径,避免浆液在管路中沉积、堵塞。
保证盾构机及后配套设备的正常连续运行。
坚决避免盾构机在推进过程中人为停机,造成同步注浆工序中断使浆液凝固堵塞。
6.施工准备阶段认真准备
对参与本工程施工的全体职工进行”保护公用事业管线重要性及损坏公用管线危害性”的宣传教育,要求职工在施工中严格遵守有关文件的规定,保护地下管线技术措施的要求落实到现场,并设置必要的管线安全标志牌悬挂“无重大管线事故标牌”和保护地下管线安全的《十个不准》。
五.结束语
盾构法在建设施工过程中得到了广泛应用,因此在施工过程中,安全问题、技术问题、工人素质问题等等,都是需要花费更多心思去关注的。
只要我们有针对性地加强经验总结,对其主要环节进行安全控制、检查,才能消除施工过程中的安全隐患,保证施工生产顺利、有序、安全的进行。
只有这样,交通便利了,人们的生活才会更加美好。
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