盾构隧道孤石探测及处理方案
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隧道范围内孤石处理技术【摘要】隧道范围内的孤石处理技术在隧道施工和运营中具有重要性。
孤石可能会对隧道结构造成破坏,影响交通安全。
及时检测和处理孤石至关重要。
本文将介绍隧道范围内孤石的检测技术和移除技术,以及处理前的安全措施和处理后的监测维护工作。
还将通过案例分析展示实际应用中的效果。
结论部分将强调孤石处理技术的重要性和未来发展前景。
通过全面的了解和应用孤石处理技术,可以提高隧道工程的安全性和可靠性,为隧道运营提供保障,同时促进隧道工程技术的不断创新和发展。
【关键词】关键词:隧道范围内孤石处理技术、孤石检测、孤石移除、安全措施、监测维护、案例分析、发展前景。
1. 引言1.1 隧道范围内孤石处理技术的重要性隧道工程是一项复杂而庞大的工程,隧道范围内的孤石是常见的安全隐患。
对隧道范围内孤石进行有效处理具有非常重要的意义。
隧道范围内孤石若不及时处理,可能会对隧道的施工和使用造成严重影响。
孤石的存在会增加隧道施工难度,延长工期并增加施工成本。
如果隧道范围内的孤石不得当处理,可能会引发坍塌等安全事故,威胁工程的安全性和通行的顺畅性。
隧道范围内的孤石处理技术的进步直接关系到隧道工程的质量和可靠性。
通过科学有效的孤石处理技术,可以降低隧道施工过程中的风险,保障隧道的安全运行。
隧道范围内孤石处理技术的提升也能提高隧道工程的工效和节约资源。
隧道范围内孤石处理技术的重要性不可忽视。
只有不断完善和提升孤石处理技术,才能更好地保障隧道工程的安全、高效和可持续发展。
加强对隧道范围内孤石处理技术的研究和应用具有重要意义。
1.2 隧道范围内孤石对工程安全的影响隧道范围内的孤石是指在隧道内部或周围出现的孤立的大块石头。
这些孤石可能是由于地质构造或人为因素引起的,其存在对工程安全构成潜在威胁。
隧道范围内的孤石可能会导致坍塌或垮塌等严重事故的发生。
当孤石位于隧道内部,如果在施工或使用过程中不及时处理,有可能造成隧道结构的受损甚至倒塌。
盾构区间孤石探测及处理方案1 编制依据1、东莞市轨道交通R2线地质详勘报告;2、东莞市轨道交通R2线隧道施工设计图;3、中华人民共和国《爆破安全规程》(GB 6722—2003);4、《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446-2008);5、我单位对地质补充勘察资料.2 工程概况本标段盾构区间线路起于陈屋站,沿S256国道进入商业区及厂房,沿线依次穿越港宝鞋材厂、易光钢材厂、距意家具厂,然后空推至盾构吊出井,见下图.其中左线盾构掘进段546。
324m;右线盾构掘进段496.324m。
陈屋站始发井口至吊出井段左线隧道顶板埋深7。
0~19。
0米,右线隧道顶板埋深7.9~18。
7米。
3 工程地质及水文地质3。
1 工程地质概况本标段盾构区间影响范围内地层从上到下为杂填土<1—4>、软塑状粉质粘土<3-1>、冲洪积中砂〈3—10>、硬塑状砂质粘性土<6-6〉、全风化花岗闪长岩<9—1>、强风化花岗闪长岩〈9—2〉、中等风化花岗闪长岩〈9—3>、微等风化花岗闪长岩〈9—4>.区间内勘探孔揭示有球状风化体发育,其中有数处侵入隧道范围内,对施工有影响.花岗岩风化土中存在的球状风化核,俗称“孤石”,在广东地区是普遍存在的一种地质现象,花岗岩风化土中的球状风化核,其成因是岩浆中的石英富集部分不容易风化所致。
由于其埋藏分布及大小是随机的,很难通过地质钻探探明其分布情况。
孤石形状各异,大小从几十公分到几米,岩石单轴抗压强度可以达到100MPa以上。
相对于孤石的强度,周边风化土层强度小很多。
3。
2 水文地质地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。
第四系孔隙潜水主要赋存于冲洪积砂层及沿线砂质粘性土层中。
地下水位埋深3.0~8.0m,以孔隙潜水为主,人工填土层中存在上层滞水。
基岩裂隙水主要赋存于岩石强、中等风化带中.基岩的含水性、透水性受岩体的结构、构造、裂隙发育程度等的控制,由于岩体的各向异性,加之局部岩体破碎、节理裂隙发育,导致岩体富水程度与渗透性也不尽相同。
隧道范围内孤石处理技术隧道建设在现代城市化进程中起着重要的作用,隧道范围内的孤石处理技术是保证隧道施工和运营安全的关键之一。
隧道范围内的孤石指的是隧道壁或顶部存在的较大和较小的石块,如果不加以处理,存在着落石、次生灾害等安全隐患。
隧道范围内孤石处理技术的研究和应用是非常必要的。
隧道范围内孤石的处理方法主要包括以下几种:预处理、喷射锚杆、喷射混凝土、遮阳网等。
首先是预处理技术。
在隧道建设开始前,需要对隧道范围内的岩石进行勘探和预测,确定孤石的位置和规模。
对于较大和较危险的孤石,需要进行爆破、锚杆等方式进行拆除或固定,确保在隧道施工和运营时不会造成安全隐患。
其次是喷射锚杆技术。
喷射锚杆是一种有效的孤石处理技术,通过将锚杆固定在隧道壁或顶部的岩石中,增强其稳定性,防止其脱落。
喷射锚杆的施工过程需要结合隧道的具体情况,选择合适的材料和施工工艺,确保施工质量和效果。
还可以采用喷射混凝土技术。
喷射混凝土是将混凝土以高速喷射的方式喷洒在岩石表面,形成一层坚固的混凝土保护层,有效防止岩石脱落和孤石的产生。
喷射混凝土的施工需要掌握合适的喷射角度、厚度和混凝土材料的配比等技术要点,以确保喷射混凝土的质量和稳定性。
还可以在隧道范围内安装遮阳网。
遮阳网是一种钢针网或钢绳网,可以有效地防止小型和中型岩石的脱落,保护隧道内部的安全。
遮阳网的安装位置和密度需要根据孤石的分布情况和岩石的稳定性确定,以确保其起到有效的防护作用。
隧道范围内孤石处理技术的研究和应用对于保障隧道施工和运营安全具有重要意义。
预处理、喷射锚杆、喷射混凝土和遮阳网等技术的综合应用,能够有效地控制和减少隧道范围内孤石的存在,降低隧道事故的发生概率。
随着技术的不断进步和发展,相信在将来的隧道建设中,孤石处理技术会越来越完善,为城市交通的顺利运行提供更好的保障。
复合地层双模盾构隧道孤石及基岩处理措施摘要:深圳地铁八号线二期大梅沙站-小梅沙站区间穿越多处孤石及上软下硬地层,盾构施工存在较大的安全风险,为了保障盾构安全顺利施工,在盾构穿越前需对孤石及上软下硬地层进行预处理。
本文主要依托深圳地铁八号线二期大梅沙站-小梅沙站EPB/TBM双模盾构穿越孤石及上软下硬等不良地层进行分析,为后续类似情况提供参考。
关键词:复合地层双模盾构机孤石上软下硬预处理措施1引言随着隧道施工的逐年发展,EPB/TBM双模盾构机以其高适应性的特点在我国地铁和铁路隧道工程中得到了广泛的应用。
特别是在一些复合地层中,双模盾构机可以针对需求将泥水平衡盾构、土压平衡盾构及TBM等功能集中到同一台盾构机上,在施工过程中根据地质及水文情况进行模式的切换,以适应不同地层的施工。
本文根据施工经验,对双模盾构施工穿越孤石及上软下硬段施工预处理措施进行分析及总结,为类似盾构区间的不良地质预处理提供相关参考借鉴。
2正文2.1工程概况深圳地铁8号线小梅沙站~大梅沙站区间(以下简称大小区间)隧道出小梅沙站后下穿山体,先后侧穿既有建构筑物进入大梅沙站;区间全长3.7km,设置3座联络通道,曲线半径最小R=390m,隧道最小纵坡为15.197‰,最大纵坡为26.13‰。
主要穿越地质为:砂质粘性土、全风化花岗岩、砂土状强风化花岗岩、块状土状强风化花岗岩、中等风化花岗岩、微风化花岗岩。
2.2不良地质情况分布大小区间共存在6处基岩段(包含区间左线始发段1处孤石),针对该区间始发段的孤石及TBM模试转换后剩余的基岩段,为确保后期盾构施工功效及降低施工风险,对孤石及基岩段进行综合性摸排,对周边环境可进行预处理的基岩进行密集孔钻孔施工。
2.3孤石处理措施2.3.1孤石风险描述本区间盾构穿越地层变化较大,洞身主要穿越粉质粘土、细沙、中砂、全、强风化花岗岩、中微风化花岗岩及孤石。
微风化花岗岩单轴饱和抗压强度值55.3~121.0Mpa,平均值84.11Mpa,RQD一般52%-92%,主要为坚硬岩,岩体较完整。
盾构区间孤石处理方案一、前言。
盾构机在盾构区间掘进的时候啊,要是遇到孤石,那就像开车在路上突然遇到个大石头墩子,可麻烦了。
所以呢,咱们得有个妥善的处理方案。
二、孤石的探查。
1. 地质勘探。
首先啊,在盾构施工前,就得把地质勘探工作做细致喽。
不能像走马观花似的,得像侦探找线索一样。
多采用钻探、物探等各种方法,尽量把孤石的位置、大小、形状还有硬度这些情况都摸个大概。
就好比相亲之前,先把对方的基本情况了解清楚嘛。
2. 盾构机实时监测。
盾构机掘进的时候也不能放松警惕。
盾构机上的各种监测设备就像是它的眼睛和耳朵,一旦发现掘进参数不正常,比如推力突然增大,速度明显减慢,那很可能就是碰到孤石这个“调皮鬼”了。
这时候就得赶紧停下来好好研究研究。
三、孤石处理的方法。
1. 地面预处理。
(1)爆破法。
要是孤石离地面比较近,而且周围环境允许的话,爆破法就像个大力士,能把孤石炸个粉碎。
不过呢,这可得小心再小心,就像放鞭炮得远离易燃物一样。
要做好防护措施,控制好爆破的药量和方向,不能让它到处乱飞,伤到周围的建筑或者居民。
(2)冲孔桩法。
这个方法就比较温和一点,像用小锤子慢慢敲碎孤石。
通过冲孔桩把孤石一点点地破碎或者挤到旁边去。
但是这个过程也得盯着点,就像熬粥得看着火候,不然要是没处理好,盾构机掘进的时候还是会碰到麻烦。
2. 盾构机内处理。
(1)直接破碎。
如果孤石不是特别大特别硬,盾构机上的刀具就可以像牙齿咬坚果一样,直接把孤石破碎掉。
不过呢,这对盾构机的刀具要求可高了,就像让拳击手赤手空拳去打硬石头,得确保刀具够锋利、够结实才行。
而且在破碎的时候,要合理调整盾构机的掘进参数,不能太猛也不能太弱,得刚刚好。
(2)开仓处理。
当孤石比较难搞的时候,就得开仓处理了。
这就像给盾构机做个小手术一样。
不过开仓可是个技术活,得先确保仓内的安全,像把空气、压力这些都调整好,然后工人进去,拿着各种工具,像冲击钻之类的,对着孤石一顿操作,把它处理掉。
盾构隧道孤石探测及处理方案【积玉桥站~螃蟹甲站】、【螃蟹甲站~体育南路站(盾构区间部分)】二个盾构区间。
盾构机自积玉桥站始发,到达螃蟹甲站后过站,再从螃蟹甲站东端头二次始发,掘进完xx盾构隧道后,从紫砂路盾构井和体育南路站盾构井解体吊出。
在紫沙路下,左线盾构下穿已建成的明挖出入场线隧道结构,两结构间净距离仅为1.7m。
且两隧道结构在平面上呈小角度斜交,相交段长度约为80m。
出入场线在该相交处采用了SMW工法桩,在SMW工法桩施工过程中,发现在地面以下14m~20m范围内存在孤石,盾构穿越此处时必须对孤石进行提前处理。
目前,530、531两台盾构机刀盘的开口率以及刀具的配置是适用于软土的地层施工掘进。
如遇到孤石地层会造成掘进困难,若处理不好,会引起较严重的土工问题。
二、盾构机在软土地层中掘进遇到孤石的危害在盾构法隧道施工过程中,可能遇到随机分布的孤石,且孤石形状大小各异、强度不一,而基岩使隧道内岩土层软硬不均。
在这类地层中掘进效率低,刀盘刀具磨损严重,易产生卡刀、斜刀、掉刀、刀具偏磨、线路偏移等,处理起来速度比较慢,严重影响施工进度,有的甚至因施工无法进展而不得不变更设计,花费成本较高,经济效益差;怎样处理好盾构掘进过程中所遇到的球状花岗岩和基岩突起,是我部盾构施工过程中的技术难题。
目前,530、531两台盾构机只在刀盘边缘装配有7把滚刀,掘进时若碰到孤石,靠边缘的7把滚刀很难将孤石破碎。
在软土地层中,盾构机掘进时滚刀很难产生足够的反力将孤石破碎。
若孤石不破碎,盾构机掘进时,孤石会在刀盘前方随着盾构机掘进方向移动,对地层造成很大的扰动。
此外,对盾构机刀盘的主轴承、刀盘的钢结构产生伤害,对刀具产生破坏。
盾构机的掘进姿态很难控制。
三、孤石处理方案1、盾构隧道补充勘察为了进一步准确掌握孤石的分布情况,为孤石处理方案提供依据,必须对沿线补充勘察,进行详细了解。
采用地质探测仪对孤石进行探测,发现孤石后对该地段进行加密补勘,探测宽度为7.0m,间距0.5米,详细掌握孤石的强度、大小及分布。
盾构施工范围内孤石探查与处理关键技术研究发布时间:2022-02-14T05:42:42.684Z 来源:《建筑工人》2021年第11期作者:邓小杰[导读] 盾构施工范围内遇到孤石处理方法主要要三种:地面钻孔取石、钻孔破碎、地下爆破,每种方法各有利弊,本文根据福州地铁1号线施工中遇到孤石处理过程进行总结分析,对孤石探测、孤石处理、爆破技术及经验教训进行详细阐述和技术研究,在孤石定位、处理总结出一套较为完整及可推广的经验,为相识工程施工提供很好的参考。
邓小杰福州地铁集团有限公司 350009摘要:盾构施工范围内遇到孤石处理方法主要要三种:地面钻孔取石、钻孔破碎、地下爆破,每种方法各有利弊,本文根据福州地铁1号线施工中遇到孤石处理过程进行总结分析,对孤石探测、孤石处理、爆破技术及经验教训进行详细阐述和技术研究,在孤石定位、处理总结出一套较为完整及可推广的经验,为相识工程施工提供很好的参考。
关键词:盾构孤石探查处理关键技术0引言近年来,随着地铁建设施工迅速发展,盾构施工遇到复杂问题也不断呈现,其中就存在盾构遇到孤处理的难题,由于孤处理成功与否将直接对盾构设备造成影响,制约施工进度、增加工程造价,本文结合福州地铁1号线几处孤石处理经验,对孤石的探查、处理进行研究,旨在提升盾构施工孤石处理技术水平,促进相关技术发展。
1 工程背景盾构在孤石地层掘进给施工带来很大的不确定性,主要因孤石分布不均、大小位置难以准确确定,处理工序极其复杂,难度大。
福州地铁1号线存在孤石的代表性标段为土建04标和土建07标段。
04标孤石主要在屏-东区间,鼓一小处孤石位于640环位置 ,卫生厅处孤石位于140环位置,孤石节理较发育,倾角多为40~50度,微张,矿物成分主要为石英颗粒、长石及白云母,中粗粒结构为主,岩体较完整,属中、微风化花岗岩,最大孤石尺寸约为1.5*4*11m,地质条件极为复杂,且两区间紧邻福建省政府,地面交通繁忙。
盾构机穿越球状风化体(孤石)地段的施工措施由于本标段下伏基岩为花岗岩地段,根据花岗岩的特性及地区地层的特点,在其残积土层中可能存在球状风化体。
球状风化体的体积相对较小,在事前的地质钻探过程中难以精确地全部勘察清楚。
因此在盾构施工过程中,往往在较松软的介质,如残积的砂质粘性土中,会突然碰到小体积的非常坚硬的球状体。
此种地质不利因素会造成隧道管片破损、隧道中心线偏移以及盾构机损坏等许多难以预料的问题。
在施工时采取如下的处理措施:1.盾构施工前应对隧道范围内的工程地质条件进行详细勘查,加密补充地质勘探,以便及早掌握孤石的分布情况。
探明地层是否含有孤石,并摸清其位置、大小、强度。
开工前,组织地质专家、盾构专家会诊,召开孤石勘探及处理专家专题研讨会,找出对策,并按专家意见指导施工。
2.针对孤石岩质较硬的特点,刀具以盘形滚刀为主,掘进时采用小推力、低转速来将其切削成碎块。
3.若掘进速度相当慢或孤石随刀盘一起滚动时,则对土体进行加固采用地表注浆加固(有地面条件时)与洞内注浆加固相结合,使掘进掌子面的孤石处于一个相对稳定、孤石周边有约束、刀盘受力均匀、掘进时孤石不致于随刀盘转动的断面,再掘进破除,或地面冲孔破碎,必要时进入土仓进行人工处理,采取静态爆破、切割、人工液压锤等办法。
4.盾构进入可能存在孤石的区段后,要严格监测推进油缸和刀盘伸缩油缸的推力变化、盾构机姿态的突然变化及土仓压力和出碴量的变化,如发现异常变化,进入土仓进行检查,以判断是否存在孤石,并确定孤石与刀盘的位置关系。
5.掘进过程中随时监测刀具和刀盘受力状态,确保其不超载并观测刀盘是否受力不均,以防刀盘产生变形。
6.在工作面稳定性差的情况下,进入土仓时必须建立一定的气压,此时按相应的规程进行工作。
7.孤石处理方法:a、人工切割:切割采用手提式金刚石蝶式切割机,或金刚石链锯切割,首先旋转刀盘,使刀盘开口部对准孤石,实施切割。
b、液压锤破碎:采用体积小、功率大的液压破碎锤,或液压镐,从刀盘的开口部将孤石破碎成碎块。
盾构机过故事处置措施1.孤石的分类孤石从工程角度出发,可认为是由某种地质作用形成在地下工程结构的施工范围内存在。
同周边地质差异性显著,并具有不可忽略的尺寸,能够显著影响既定工法的一类地质体。
孤石大致可分为三类:(1)残积岩层中的球状微分化岩块,形成机理暂时不明,强度大、离散性高、同所处的地层差异性大。
埋深与所处的底层相关,多在10~20m范围微风化基岩层面以上。
(2)沉积地层内的孤石,多有冲积或洪积形成。
属于地质演变过程中的偶然事件,具有很强的离散性、强度高、同所处的地层具有很大的差异性。
埋深与所处的沉积地层有关,无明显地域特征,类似砂卵石地层中或有存在。
(3)人工填石多由人工活动形成,所处位置通过资料可以确定其位置。
埋深可以依据填土埋深来确定,强度同周边地质相比差异性极大。
表现出不同于自然地层形成的特质。
2.孤石的处理措施2.1勘察措施2.1.1 根据拟建线路的工程地质状况来判断孤石的可能类型,参考沿线其他暴露的工程地质情况,对孤石揭露区加强勘测。
在规定的密度上钻孔密度加大至10~20m每个,必要时进行补充勘察。
勘察时应查阅相关的工程资料,采取点面结合的方式进行勘察。
勘察孔采用纯勘探孔,以确定孤石位置。
要确定孤石与所处地层的差异性和离散性亦可采取地球物理勘探技术来确定孤石位置。
一旦孤石位置确定后,进一步确定孤石的大小、工程性质、周边的地质情况,并评估孤石的处理办法。
2.2盾构的选型通过确定的孤石大小、所处地层类型、离散性、所处地层的密实度、在底层中是否易镶嵌来选择盾构机的类型(泥水或土压);刀盘的形式(面板式、辐条式、复合式),刀盘开口率的大小,是否在土舱内增加破除装置(破碎锤或破碎夹具)3.针对性工程措施3.1孤石预处理措施如果是预先处理孤石,应依据场地条件、工程地质、水文地质环境、周边环境要求、工程造价进行施工工艺选择,尤其需要考虑周边地下水对竖井、人工挖孔的造价和施工难度影响。
3.1.1竖井开挖排除适用于场地平整、施工范围大、便于土方外运、对施工噪音要求低的场所。
浅谈地铁盾构区间孤石探测及处理技术在地铁隧道工程施工过程中,经常会遇到球状风化体,也就是孤石,属于岩体风化过程中所特有的地质现象。
在采用盾构法进行隧道掘进施工作业的项目中,由于孤石的形状以及强度不一,盾构机难以将孤石破碎,不仅会造成掘进的困难,而且会造成盾构机刀具的严重磨损,同时对施工作业区域的地层也会造成扰动,影响隧道工程施工安全性以及施工进度。
因此,必须针对隧道盾构施工中的孤石进行探测,同时采取合理的措施对孤石进行破碎处理,以确保盾构施工作业的顺利进行。
1 孤石对盾构施工作业的影响以及处理原则(1)孤石对于盾构掘进的影响。
由于孤石一般位于砂层及残积土层中,孤石难以固定,地层也不能产生足够的破碎反力,在掘进过程中孤石就会随着土体的破坏而移动或被刀具弹开,或者是在刀盘前面循环,挡在刀盘前面并损坏刀具。
如果孤石处在盾构的外侧,可能会挤压盾构使其偏离方向,特别是如果盾构机的一侧是孤石,另一侧是软弱土层,极易造成隧道轴线的偏斜。
(2)盾构掘进中孤石的处理方案。
对于孤石的处理,应当首先选择在地面处理的方式进行处理,地面处理条件不具备时再考虑洞内处理。
对已探明基岩突起及孤石采用地面处理方案时,应该采用地面跟管钻机及地质钻机垂直打孔装入炸药爆破破碎隧道断面范围内的孤石,将孤石爆破破碎为块径小于30cm的块体。
2 工程项目实例概况龙洞站~柯木塱站区间西起省农林职业技术学校处的龙洞站,基本沿广汕一路向东行进到柯木塱小学处的柯木塱站,途经广汕路热带植物所人行天桥,跨广汕一路高架桥。
柯木塱站~高塘石站盾构区间起于柯木塱站,东至高塘石公园,线路基本沿广汕二路向东行进,两侧主要为临街商铺、厂房、民居等。
在前期地质勘察中,发现施工段盾构隧道内存在孤石群,为保证盾构机能安全顺利通过,需要对孤石群进行预先爆破破碎处理。
3 孤石的探测在本项目中根据地质详堪资料,由于盾构区间存在孤石发育现象,为详细了解区间的孤石发育情况,采取以下两种措施对孤石进行探测:(1)根据地质详细勘测资料组织地质补勘工作,沿隧道方向10m间距进行钻孔补勘,对于地质资料揭示的孤石发育地段,进行加密钻孔,加密钻孔沿隧道方向间距3m,每个隧道断面2个钻孔进行探测。
东莞市快速轨道交通 R2 线土建工程 2307 标盾构区间孤石探测及处理专题会 汇报资料中铁隧道集团有限公司 东莞市快速轨道交通 R2 线 2307 标项目部 2012 年 6 月 8 日目录一、工程概况 ........................................................................................................ 1 1 标段位置及范围 ......................................................................................... 1 2 盾构区间隧道设计概况 ............................................................................. 2 3 工程地质与水文地质 ................................................................................. 2 4 区间隧道施工环境 ..................................................................................... 4 5 施工工期要求 ............................................................................................. 5 二、盾构区间孤石探测情况 ................................................................................ 6 1 详勘孤石分布情况 ..................................................................................... 6 2 超高密度电法探测情况 ............................................................................. 7 3 钻探地质情况 ............................................................................................. 8 4 地质雷达探测情况 ..................................................................................... 9 5 管线探测情况 ........................................................................................... 12 三、盾构孤石处理措施 ...................................................................................... 14 1 已探明孤石预处理 ................................................................................... 21 2 未探明孤石处理 ....................................................................................... 24 3 盾构下穿高压燃气管线施工 ................................................................... 24 四、需要协调解决的问题 .................................................................................. 25 1 探明的孤石处理存在问题: ................................................................... 25 2 未探明的孤石处理存在问题: ............................................................... 25 3 需要专家解决的问题 ............................................................................... 26东莞市城市快速轨道交通 R2 线 2307 标拟投入 2 台海瑞克盾构机承担西平站~蛤地 站区间隧道掘进施工,根据勘察单位提供的地质资料,本标段盾构区间存在中、微风化 球状风化体及基岩突起情况。
孤石处理方案标题:孤石处理方案引言概述:孤石是指在地基或者土石体中孤立的一块石头,如果不得当处理,可能会对工程造成严重影响。
因此,对孤石的处理方案至关重要,本文将介绍孤石的处理方案及其实施方法。
一、孤石的识别1.1 地质勘察:在进行工程前,应进行地质勘察,以确定地下石头的分布情况。
1.2 地质雷达:利用地质雷达技术,可以快速准确地探测到地下孤石的位置和大小。
1.3 地质钻探:通过地质钻探,可以获取地下孤石的具体信息,包括形状、硬度等。
二、孤石的影响2.1 土体稳定性:孤石的存在可能会破坏土体的稳定性,导致工程不稳定。
2.2 地基承载力:孤石对地基承载力的影响很大,如果不及时处理,可能会导致地基沉降。
2.3 施工安全:孤石在施工过程中可能会导致设备损坏或者人员受伤,对施工安全造成威胁。
三、孤石处理方案3.1 挖掘:将孤石挖掘出来,可以采用机械或者人工的方式进行。
3.2 爆破:对于大块的孤石,可以采用爆破的方式进行处理。
3.3 碎石:将孤石打碎,再进行处理,可以减少对地基的影响。
四、孤石处理实施方法4.1 安全防护:在处理孤石时,必须做好安全防护工作,保障施工人员的安全。
4.2 设备选择:根据孤石的大小和硬度选择合适的设备进行处理,确保施工效率。
4.3 现场监测:在处理孤石的过程中,需要进行现场监测,及时发现问题并进行调整。
五、孤石处理后的验收5.1 地基检测:处理完孤石后,需要进行地基检测,确保地基的稳定性。
5.2 施工记录:对孤石的处理过程进行记录,以备日后查阅。
5.3 安全评估:对孤石处理过程中的安全问题进行评估,总结经验,提高施工质量。
结论:孤石处理方案的选择和实施对工程的安全和稳定性至关重要,惟独科学合理地处理孤石,才干保障工程的顺利进行。
希翼本文对大家有所匡助,谢谢阅读!。
地铁盾构施工花岗岩残积土中孤石处理方法简析地铁盾构施工过程中,孤石对盾构施工的影响非常大,孤石处理也一直是一个比较棘手的难题。
本文基于花岗岩残积土层中的孤石成因及常见处理方法比较,探究孤石处理的有效方案,供参考。
1、花岗岩残积土层中孤石成因花岗岩残积土发育过程中,由于花岗岩在成岩时的结构成分坚硬部分(主要是石英)聚集,以及在后期构造作用或风化过程中的差异,残留了较难风化的微风化或中风化岩块,从而在残积土层中遗留形成岩性较硬并多呈球状的风化孤石,因此花岗岩孤石又称“球状风化孤石”。
花岗岩残积土层中孤石的发育和分布规律不明显,石块形状各异,直径大小不一,其强度、硬度与周围地层存在较大差异,甚至抗压强度可达100MPa以上。
2.花岗岩孤石的主要特征(1)由于孤石分布在花岗岩残积土层中,因此具有一定的隐蔽性。
(2)从外观上孤石大多呈“球状”,可用直径判断其大小。
(3)孤石内部无风化节理裂隙,岩质属中~微风化岩,硬度较高。
(4)孤石在风化残积土层中分布无规律性,造成处理难度大。
(5)孤石一般由岩石不均匀风化而成,其周围地层为风化残积土,力学性质不均匀。
3、盾构施工过程中花岗岩孤石造成的危害花岗岩球状风化孤石的存在,在花岗岩残积土层中形成了软硬不均的不良地质现象,而由于花岗岩残积土遇水易崩解的特性,如不能较快处理盾构施工过程中遇到的孤石,地层中水分加剧地层软化,使得处于地层中的孤石对盾构施工的影响放大。
由于孤石位于花岗岩残积土层中,盾构机掘进时碰到的孤石难以固定,刀盘边缘滚刀和掌子面围岩很难产生足够的反力将孤石破碎。
盾构机掘进时,孤石会一直在刀盘前方随着盾构机掘进向前,对地层造成很大的扰动。
此外,孤石还会对盾构机刀盘及刀具产生磨损及破坏。
如果孤石处在盾构的偏向一侧,可能会使盾构顺着孤石岩体被挤向地层软弱的另一侧,严重时会导致隧道轴线偏移。
从而造成盾构机掘进姿态很难控制,增加了盾构掘进施工的风险和成本,严重影响隧道施工进度。
隧道范围内孤石处理技术隧道范围内的孤石处理技术是指在隧道建设或维护过程中,对隧道内部出现的孤石进行处理的技术。
隧道内部的孤石是指在隧道开挖、拓宽、清理或者维护过程中,解体、脱离原有岩体或者堆积,单独或者成群地落在隧道内的岩石体。
孤石的存在不仅会对隧道内的通行安全造成威胁,也会对隧道的结构稳定性产生影响。
隧道范围内的孤石处理技术至关重要。
一、孤石的排除隧道施工或进一步开挖前,需要先对孤石进行排除。
排除孤石的方法主要有以下几种:1. 人工清理:使用人工工具对孤石进行逐一清理和排除。
这种方法适用于孤石数量较少、体积较小的情况。
2. 爆破排石:对于大体积、难以人工清理的孤石,可以采用爆破技术进行排除。
在隧道内部预留孤石的处理孔或孔洞,通过炸药爆破使孤石解体或者移动到隧道外。
二、孤石的固定对于排除不了的孤石,需要采取措施进行固定,以防止其对隧道安全造成威胁。
常见的孤石固定方法有以下几种:1. 钢筋或螺栓加固:通过在孤石和隧道岩体中钻孔,然后插入钢筋或者螺栓来固定孤石。
这种方法适用于孤石较大、结构较稳定的情况。
2. 粘结剂固定:在孤石和隧道岩体的接触面上,使用粘结剂将孤石固定。
这种方法适用于孤石较小、粘结剂性能较好的情况。
3. 人工支撑:对于无法使用钢筋、螺栓或粘结剂固定的孤石,可以采用人工支撑的方法进行固定。
使用木材、钢材等支架将孤石支撑起来,防止其倾倒。
孤石的排除和固定需要根据具体情况进行选择,并且需要根据隧道内部岩层结构、孤石的类型和大小、孤石与隧道岩体的接触面等因素进行评估和设计。
在孤石处理过程中,需要注意施工安全和环境保护,避免对隧道结构和周围环境造成不良影响。
隧道范围内孤石处理技术隧道工程作为重要的交通基础设施,常常需要克服地质条件的限制,通过隧道来连接两地。
在隧道施工过程中,常常会遇到孤石等障碍物,这些障碍物不仅会对施工进度造成影响,还会对隧道的使用安全造成威胁。
对隧道范围内的孤石进行有效处理技术是十分重要的。
一、孤石危害在隧道中,孤石是指没有固定位置的石块,它们可能是地层中的大块岩石,也可能是施工过程中未及时清理的碎石等。
这些孤石在隧道中存在一定的风险和危害,具体表现为:1. 造成施工难度:孤石的存在会增加隧道的施工难度,需要进行额外的处理和清理工作,增加了施工成本和时间。
2. 影响隧道使用安全:孤石在隧道使用过程中可能引起坠石事故,造成车辆和行人的安全隐患,甚至会导致交通中断和事故发生。
3. 产生振动和噪音:孤石受到车辆经过或地震等外界因素的影响,容易产生振动和噪音,影响隧道的使用舒适性。
二、孤石处理技术针对隧道范围内孤石的处理,有多种技术可以采用,可以根据具体情况进行选择和组合使用,包括以下几种常见的处理技术:1. 爆破拆除:对于较大块的孤石,可以采用爆破拆除的方式进行处理。
在施工前,需要进行周围环境的调查和分析,确定爆破参数和方向,合理设置爆破装置,确保拆除的效果和安全。
2. 机械清理:对于较小的碎石和杂物,可以采用机械清理的方式进行处理。
使用挖掘机、清扫车等专业设备,对孤石进行集中清理和搬运,确保隧道施工和使用的安全。
3. 钻孔拆除:对于孤石较大并且位置较为特殊的情况,可以采用钻孔拆除的方式进行处理。
通过专业的钻孔设备,在孤石周围进行预置孔位,然后进行爆破或者拆除,确保孤石的安全处理。
4. 防护设施:在隧道施工和使用过程中,可以设置一些防护设施,如挡石墙、钢丝网等,对孤石进行固定和防护,减少其对隧道的影响。
三、孤石处理技术的应用孤石处理技术可以在隧道施工前、施工中以及使用阶段进行应用,具体的应用步骤和注意事项如下:1. 隧道施工前:在隧道施工前,需要进行地质勘察和孤石风险评估,在设计隧道方案时充分考虑孤石处理的方案和措施,以减少施工过程中的影响。
孤石地面探测及处理技术研究摘要:孤石素有盾构掘进“拦路虎”之称,为了解决广州地铁建设中遇到的在孤石复杂地质条件下的盾构施工难题,本文以广州地铁六号线二期[暹岗 ~香雪]盾构工程为研究背景,从孤石勘探技术、孤石处理技术方面进行了实践研究,取得了良好的效果。
关键词:孤石;孤石探测;孤石处理引言在地铁建设中会遇到许多不良地质。
如富水砂层、上软下硬地层、孤石、溶洞等,这里所讲的“孤石”是一种花岗岩地层中就不同程度的分布着花岗岩球状风化体。
孤石强度很高,与周边风化土体性质差异大,造成盾构施工异常困难。
全面掌握孤石的分布情况,研究孤石处理方法,是确保盾构顺利穿越孤石地层的关键。
本文以广州地铁六号线二期[暹岗~香雪]盾构工程孤石处理为研究背景。
1.工程概况广州地铁六号线二期[暹岗~香雪]盾构工程位于广州市萝岗区,线路主要沿开创大道由西向东行进。
隧道覆土在8.7m~20.9m之间,洞身主要在<4N-2>、<5H-2>、<6H>地层中通过,局部位置穿过<3-1>、<3-2>、<3-3>砂层及<9H>微风化花岗岩。
其中在<5H-2>、<6H>地层中容易发育球状风化孤石,如图1所示。
图 1隧道孤石剖面图2.盾构掘进孤石地层风险分析盾构机掘进孤石地层时,主要存在以下风险:(1)盾构机掘进速度异常缓慢,刀盘会受到较大的瞬间荷载冲击,掘进参数波动大,扭矩波动最为明显,姿态难以控制,易卡刀盘,损坏刀具和刀盘,严重时会损坏盾构主轴承,造成盾构长时间停滞。
(2)掘进时由于周边土体软弱,对周边地层扰动较大,容易多出土造成超挖,有出现地面沉降的风险,威胁周边地面建筑物及地下管线安全。
3.补充钻探孔探测孤石方案概述为了尽量摸清孤石的情况,设计了补充钻探探测“孤石”方案,并根据设计资料和现场调查研究的结论选择了钻探区域:分为“孤石”出现可能性最大的重点探测区、“孤石”出现可能性很大的重点探测区及“孤石”出现可能性较大的重点探测区三种类型。
盾构区间孤石探测及处理方案编制:复核:审批:二○一一年七月二十八日盾构区间孤石处理方案一、工程概况武汉市轨道交通二号线一期工程第xx标段盾构工程包括【积玉桥站~螃蟹甲站】、【螃蟹甲站~体育南路站(盾构区间部分)】二个盾构区间。
盾构机自积玉桥站始发,到达螃蟹甲站后过站,再从螃蟹甲站东端头二次始发,掘进完xx盾构隧道后,从紫砂路盾构井和体育南路站盾构井解体吊出。
在紫沙路下,左线盾构下穿已建成的明挖出入场线隧道结构,两结构间净距离仅为1.7m。
且两隧道结构在平面上呈小角度斜交,相交段长度约为80m。
出入场线在该相交处采用了SMW工法桩,在SMW工法桩施工过程中,发现在地面以下14m~20m范围内存在孤石,盾构穿越此处时必须对孤石进行提前处理。
目前,530、531两台盾构机刀盘的开口率以及刀具的配置是适用于软土的地层施工掘进。
如遇到孤石地层会造成掘进困难,若处理不好,会引起较严重的土工问题。
二、盾构机在软土地层中掘进遇到孤石的危害在盾构法隧道施工过程中,可能遇到随机分布的孤石,且孤石形状大小各异、强度不一,而基岩使隧道内岩土层软硬不均。
在这类地层中掘进效率低,刀盘刀具磨损严重,易产生卡刀、斜刀、掉刀、刀具偏磨、线路偏移等,处理起来速度比较慢,严重影响施工进度,有的甚至因施工无法进展而不得不变更设计,花费成本较高,经济效益差;怎样处理好盾构掘进过程中所遇到的球状花岗岩和基岩突起,是我部盾构施工过程中的技术难题。
目前,530、531两台盾构机只在刀盘边缘装配有7把滚刀,掘进时若碰到孤石,靠边缘的7把滚刀很难将孤石破碎。
在软土地层中,盾构机掘进时滚刀很难产生足够的反力将孤石破碎。
若孤石不破碎,盾构机掘进时,孤石会在刀盘前方随着盾构机掘进方向移动,对地层造成很大的扰动。
此外,对盾构机刀盘的主轴承、刀盘的钢结构产生伤害,对刀具产生破坏。
盾构机的掘进姿态很难控制。
三、孤石处理方案1、盾构隧道补充勘察为了进一步准确掌握孤石的分布情况,为孤石处理方案提供依据,必须对沿线补充勘察,进行详细了解。
采用地质探测仪对孤石进行探测,发现孤石后对该地段进行加密补勘,探测宽度为7.0m,间距0.5米,详细掌握孤石的强度、大小及分布。
孤石探测方案详见附图《xx区间紫沙路段孤石探测点位分布图》。
2、施工过程中对孤石的预测和判断掘进过程中注意观察盾构机掘进的异常情况以及掘进参数的异常变化(例如速度突然变慢、推力、扭矩突然增大、刀盘振动、盾构机有异响声等),判断是否碰上孤石。
掘进过程中随时监测刀具和刀盘的受力状态,确保其不超载并观测刀盘是否受力不均,以防刀盘产生变形。
3、勤检查、勤更换刀具在孤石群这种地层中施工,刀具(包括刀盘)的磨损和破损是很严重的,其主要原因是工作面的地质环境变化非常频繁。
因此,对刀具和刀盘的检查和更换就更要成为一种例行工作,要提前在地面选择合理位置进行加固处理。
四、孤石处理方法1、处理方法(1)对RQD值小于25%的孤石或孤石周围地层能够较好使其在盾构机刀盘转动时不随之发生转动的孤石,可采取盾构机直接破碎通过;(2)对RQD值大于25%的孤石,不能通过盾构机直接破除的孤石,可预先采取如下措施:①当孤石较小时,对孤石周边风化土层进行袖阀管地面或洞内预加固,以提供盾构机破岩和人工破岩的条件。
地面袖阀管注浆洞内注浆加固岩石裂机分裂孤石人工破除孤石②洞内静态爆破或火药爆破。
③地面钻孔爆破或冲孔破除孤石。
④压气作业条件下人工破除孤石,破除时可采用岩石分裂机等设备。
压气作业⑤很大的孤石采用地面挖竖井的方法进行破处,后回填密实盾构通过的方法。
进入开挖面或冲孔碎岩等方式清除孤石和基岩突起,其对于工作人员和工程项目都很危险,开挖面崩塌可能会使施工人员伤亡,或冲孔碎岩不彻底等,也可能引起隧道顶部地面过大的沉降。
为此,最优的办法是从地面对孤石和基岩突起提前预处理,使其破碎成粒径较小的碎块,以便盾构机顺利通过。
结合本工程可能存在孤石的地质情况,采用洞内爆破和地面注浆及爆破两种方法。
如在补勘中未发现的孤石,进行地面注浆前,应通过盾构机超前注浆孔及径向孔向掌子面注膨润土,防止注浆困住盾构机。
2、袖阀管地面注浆施工2.1加固范围注浆加固范围为隧道外侧1.5m宽,隧道底1m深,隧道顶3m高。
注浆孔地面布置按间距1m,扩散半径按0.75m考虑,浆液为水泥-水玻璃双液浆,注浆压力、浆液配比等参数根据现场试验确定,并根据试验调整相应的注浆孔间距。
2.2注浆预留孔施工(1)测量放样放样前线对地下构筑物及管线进行调查,可根据实际情况进行调整。
测量人员根据图纸要求进行放样。
(2)造孔钻机引孔深度为隧道以下1m。
为减少地基的附加沉降,造孔过程中严格控制用水量,间隔跳孔施工。
对斜孔的施工,应根据设备承台类型及所处的空间位置,严格控制钻孔倾角。
各钻孔孔位应按现场的布设标志进行施工,无特殊情况不得随意更改,对需要更改的孔位,必须事先征得业主有关部门及相关人员的同意和确认。
造孔至设计深度后,及时往孔内注入按规定配制好的套壳料,在孔内注满套壳料的同时,下入已封底的袖阀管。
下入袖阀管过程中,认真检查各连接处是否密封可靠,防止套壳料进入袖阀管内造成管内堵塞而报废。
袖阀管直径为50 mm。
(3)预埋注浆管①钻孔设备及材料XB-500型百米液压式回旋钻机、钻杆、钻头(110mm 和89mm 两种型号)、套管、袖阀管、标贯锤、岩芯管、粘土粉等。
②注浆设备YSB-250/120 型半液压式注浆机、搅拌机、压力泵、砂浆泵、双向密封注浆芯管、注浆镀锌管、压力表、注浆高压管等。
③施工工艺流程2.3注浆施工方法采用先外围后中间,同排隔孔注浆,邻排错开注浆的原则。
注浆材料为纯水泥浆,水泥为普通硅酸盐水泥,强度等级为Po42.5R 。
注浆压力0.3~0.5 MPa,流量15~20 L /min,浆液水灰比0.8~1,注浆节长0.5 m,单位水泥注入量100~150 kg/m 。
注浆工艺流程图如下:2.3.1钻孔钻孔孔位及钻孔深度严格按照设计进行。
钻孔前确定孔位位置,检查钻机机身的水平度及钻杆的垂直度,要求钻机基本水平,钻孔垂直偏差小于l%。
开孔采用Φ110mm口径钻头,待钻进2~3m时,换Φ89mm口径钻头,直至终孔。
钻孔采用膨润性粘土泥浆护壁。
(1)成孔标准钻孔深度达到设计孔深或钻进比较困难,且接近钻孔设计深度时可终孔。
终孔时确记录钻孔深度,并注意对孔口和孔壁的保护。
(2)钻孔注意事项①开孔前确保钻机的水平和垂直;钻孔时保持中速,遇到硬层时减速慢钻,防止卡钻。
②泥浆护壁要做好,防止塌孔。
③作好钻孔的详细记录,主要孔位的钻进深度误差控制在100 mm以内。
2.3.2下套壳料成孔后应立即灌注套壳料。
灌注套壳料的目的是在袖阀管周边形成一道密封圈,防止浆液随意渗透,达不到设计单孔渗透扩散范围的要求,同时能起到劈裂注浆的效果。
套壳料采用膨润性粘土粉和水泥浆搅拌而成的悬浊液体。
配制参数为:水灰比为1:0.8~1:1,水泥和膨润性粘土粉的比例为1:1~1:2。
拌制方法是:先拌制水泥浆,然后加粘土粉搅拌均匀,使之形成悬浊浆液。
采用钻机泥浆泵灌注套壳料,先在终孔处灌注,然后缓慢提升钻杆,同时控制进料量大小,严防钻杆提升过快而进料量小,使泥浆掺和到套壳料中。
套壳料从孔口溢出表示灌注完成。
2.3.3下袖阀管套壳料灌注完毕后,应立即埋插袖阀管。
因套壳料的填充下管阻力较大,可以在袖阀管中灌人适当清水,缓慢压管人孔,直至钻孔深度。
严禁用力过大,防止管被压弯曲或折断。
每下完一节管接头处粘结牢固。
袖阀管应埋插在孔位中心,这样套壳料就能均匀地固结在袖阀管周围,注浆效果更为明显。
袖阀管的制作:袖阀管采用Φ48PVC管加工而成,依据钻孔需要,袖阀管一般设计成4.0m/节和2.0m/节。
其大样图如下。
每隔0.35m钻设一圈 6个射浆孔(梅花形布置),用软橡胶套包粘好。
2.3.4注浆当套壳料达到预定强度(即套壳料自袖阀管埋插之后10~12h)后,进行注浆。
在注浆过程中应注意以下几个方面:(1)每次正式注浆前,均要用清水试泵,看注浆机性能是否良好。
(2)注浆前在地表及地下均设置监测点,注浆前、注浆中及注浆后及时监测,作到及时反馈信息,指导现场注浆施工。
(3)预先打设探测孔,用静力触探的方法探测注浆层的厚度和密实度。
(4)注浆过程中力求连续作业,确保注浆达到设计效果和防止浆液堵管。
(5)注浆顺序遵循先外围后中间的原则。
采取自下而上、分段注浆法进行注浆。
(6)注浆压力宜控制在0.15~0.5 MPa间。
(7)应遵循自下而上,逐节灌注的原则。
注浆节长为0.5 m,按单位水泥注入量100~150 kg/m分节控制,使地层各层位均能达到均匀注入的效果。
(8)严格按试验得出的经验配合比进行配制浆液,并结合实际的地质情况进行适当调整。
(9)注浆时,可以将注浆孔阀门稍稍打开一下,从流出的水中观察是否有浆液的存在,以便及时推测浆液扩散的动态情况。
(10)详细记录注入浆量和注浆压力,根据隧道内和地表的监测数据分析注浆的效果。
(11)严格控制注浆流量在7~10L/S,对填充型灌注时也不宜大于20 L/S。
(12)正式注浆后当压力达到或超过0.5 MPa,或者出浆量小于1.1 l/min时应停止注浆,严防爆管喷漏浆液伤人。
(13)每次注浆完毕或中途停止时,应及时用清水冲洗干净管中的残留浆液,以备多次重复灌浆。
(14)严格控制浆液水灰比及其搅拌时间,使浆液具有较好的流动性。
(15)注浆前后分别做标准贯人试验,检测注浆前后土体的物理力学性能,未达到设计要求,再进行二次注浆,直至达到设计要求。
2.4试验及检测袖阀管加固施工结束后,对注浆体强度、承载力等进行了检测,检查的孔数为5%,不合格率小于20%,满足规范要求。