地铁施工中顶管施工技术应用重难点分析
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分析城市地铁轨道施工重难点及应对措施城市地铁轨道施工是一项复杂而艰巨的任务,涉及到许多技术和管理问题。
以下将分析城市地铁轨道施工的重难点,并提出相应的应对措施。
一、交通管理难题城市地铁施工需要占用道路和人行道空间,导致交通拥堵和行人通行困难。
这是施工过程中最常见的难题之一。
为了解决这个问题,有以下应对措施:1. 制定详细的交通管理计划,包括施工期间道路交通流量的分析和预测,选择合适的施工时间和交通分流方案。
2. 精确测量和标识施工区域,以便车辆和行人在施工区域周围通行。
3. 设置合理的施工标志和警示标志,以提醒行人和车辆注意施工区域,确保施工区域的安全和顺畅。
二、交通安全难题地铁轨道施工需要在已有交通线路和设施周围进行,而且往往涉及到较深的地下开挖和大量运输工作,给交通安全带来挑战。
为了确保施工过程中的交通安全,可以采取以下措施:1. 严格按照相关安全规定进行施工,包括穿戴安全防护设备、设置安全警示标志等。
2. 在施工区域周围设置合理的围栏和挡板,防止车辆和行人进入危险区域。
3. 建立专门的指挥系统和交通监控系统,实时监测施工区域的交通情况,及时采取措施防范事故发生。
三、地质条件难题城市地铁轨道施工往往需要进行大规模的地下开挖工作,地质条件对施工影响巨大。
以下是应对地质条件难题的几种方法:1. 在施工之前进行详细的地质勘察,了解地下土层的情况并制定相应的施工方案。
2. 使用适当的地下开挖技术,如盾构法或顶管法,以应对不同的地质条件。
3. 加强地下水的处理和排水工作,以减少地下水对施工的影响。
四、环境保护难题城市地铁轨道施工往往涉及到大量的土方开挖和大量的物资运输,对环境造成一定的影响。
以下是应对环境保护难题的一些方法:1. 严格遵循相关环保法规,采取有效的防尘、防噪音和防震措施。
2. 对施工区域进行及时的环境监测,确保施工过程中不会对周围环境产生负面影响。
3. 采用先进的环保装备和技术,如喷雾降尘系统、噪音屏障等,降低施工对环境的影响。
顶管工程难点解决方案一、顶管工程的难点1. 地质条件复杂地质条件是影响顶管工程施工的主要因素之一。
地下地质情况不同,地层结构不同,难度也不同。
对于砂岩、砾石等毫不稳定的地质条件,顶管施工更加困难。
2. 施工现场狭窄顶管施工一般采用坑外开挖的方式,施工现场一般是在市区、河道、交通动脉等狭窄地段,受限于土地利用、周围建筑物、地下管线等因素,施工空间狭小,给施工带来很大的难度。
3. 地下管线密集城市地下管线交织,包括自来水管、排水管、燃气管、电缆等,施工风险大,一旦损坏,后果严重。
4. 施工期限短顶管施工一般处于城市建设的现代化进程中,施工期限短、任务繁重,时间成本高,要求高效、快速完成。
5. 施工环境恶劣地下排水、河道、沟渠等地方环境复杂,易受水压和周围环境的影响,给施工带来不小的困难。
二、顶管工程的解决方案1. 提前进行勘察分析在顶管工程施工前,需要做好勘察工作,了解地下地质情况、地层结构、地下管线分布情况等,情况多了才有底。
只有通过系统的、全面的现场勘察,才能对地下的情况有全面的了解,从而对施工采取有利的措施。
2. 选择合适的顶管材料根据地下地质情况、地层结构以及地下管线的情况,选择合适的顶管材料,根据实际情况,灵活选择使用钢管、预应力混凝土管等,以提高顶管施工的质量和效率。
3. 采用先进的施工技术采用先进的顶管施工技术,如隧道挖掘机、隧道盾构机等,在顶管工程中得到了广泛应用。
这些技术具有施工速度快、质量高等特点,能有效解决顶管工程的难点。
4. 制定科学合理的施工方案在施工前,根据现场实际情况,对工程施工中的重要环节和关键节点,制定合理的施工方案,减少施工人员的失误,提高安全性。
5. 严格把控施工质量监测施工过程中的地下管线、地下水位等情况,及时调整施工方案,严格把关施工质量,确保施工安全。
6. 必要时采取技术防护措施当地质条件复杂、地下管线密集、施工环境恶劣等情况时,必要时采取技术防护措施,如设置支撑系统、井壁防渗等,保障施工安全。
顶管施工原理及重难点分析和事故案例分析一、顶管施工原理顶管是一种特殊的管道施工方法,常用于地下管道铺设。
它的工作原理是通过将管道推入地下,减少地面对交通和环境的影响。
顶管施工主要包括以下几个关键步骤:1.进入井施工:在施工开始之前,需要先打开地面并进入井中,以便安装起重设备并准备施工现场。
2.安装顶管起重设备:顶管起重设备是推动管道进行顶管作业的关键设备。
它通常由弯臂式起重机和钢丝绳组成。
3.安装顶管导向系统:顶管导向系统用于确保管道在施工过程中沿预定轨道移动。
导向系统通常包括导轨和导轨车。
4.准备推进液体:在推进顶管的过程中,需要使用推进液体来减少土壤的阻力,并确保管道顺利移动。
5.推进管道:一旦准备就绪,就可以开始推进管道。
通过起重设备的力量,管道会被推入地下,并沿着预定导轨移动。
6.固定管道:当管道推进到设定位置后,需要进行固定以确保其稳定性。
这通常包括填充填土和混凝土固定管道。
二、顶管施工的重难点分析顶管施工虽然能够有效解决地下管道施工的一些问题,但也存在一些重难点。
以下是几个常见的重难点分析:1.地质条件复杂:地下土壤的结构、稳定性和水位等因素会对顶管施工造成影响。
在复杂地质条件下,需要采取相应的措施来确保施工安全和顺利进行。
2.推进液体选择:推进液体的选择对顶管施工至关重要。
不同的土壤条件需要使用不同的推进液体,如膨润土浆、聚合物液体等。
选择合适的推进液体可以减小土体阻力,提高施工效率。
3.管道预制和连接:顶管施工需要使用预制的管道进行推进,而预制管道的制作和连接质量直接影响施工的效果和管道的使用寿命。
确保管道的质量和连接的可靠性是重要的难点。
4.地下设施保护:顶管施工可能会对地下设施造成影响,如电缆、水管等。
在施工前需要进行详细的勘察和规划,并采取相应的保护措施,以避免事故的发生。
三、顶管施工事故案例分析顶管施工中可能发生一些事故,以下是两个常见的案例分析:1. 管道漏水事故在顶管施工过程中,管道的连接处如果没有正确安装密封件,可能会发生漏水事故。
顶管工程难点解决方案概述顶管工程是一种新型的基础设施建设方式,其在城市地下空间的利用和保护方面具有重要作用。
然而,由于顶管工程的复杂性和难度,其实施过程中存在许多难点和问题。
本文将介绍一些常见的顶管工程难点及其解决方案。
难点一:立管设计顶管工程中的立管设计是一个非常重要的环节,其影响着整个工程的施工效率和运营安全。
立管的设计需要考虑到多种因素,如地质条件、管道材料、管道直径、管道数量等。
此外,立管还要满足一定的承载能力和防水性能。
解决方案:在立管设计时,应当仔细评估地质条件,确保管道的承载能力和稳定性。
同时,在管道材料的选择上,应当优先选择质量较高的材料,并进行必要的防水处理。
此外,在设计时还应充分考虑到管道的维修和保养问题,以确保工程长期运营的安全性和可靠性。
难点二:地下巷道开挖地下巷道开挖是顶管工程中的另一个难点,其施工过程需要考虑到地下水位、土层稳定性、地下管道等多种因素。
此外,由于地下狭窄、环境不好等因素的影响,巷道开挖过程中可能会出现裂隙、坍塌等问题。
解决方案:为了解决地下巷道开挖的问题,可以采用多种技术手段,如现代隧道掘进技术、大型切削机械、钻爆法等。
在开挖过程中,应当充分了解地下水位和土层稳定性等因素,并进行必要的技术调整。
此外,在巷道施工过程中还需要加强对环境保护的措施,避免对地下环境造成不良影响。
难点三:管道安装和连接顶管工程中的管道安装和连接也是一个复杂的过程,其需要考虑到管道材料、管道长度、管道数量等多种因素。
由于管道要接口密封,连接处的质量直接关系到整个工程的稳定性和运行安全。
解决方案:为了确保管道的安装和连接质量,可以采用现代化的管道安装技术,如提高管道的制造精度、加强现场质量控制、用可靠的密封材料等。
此外,在管道安装和连接过程中,还要注意加强工人的培训和管理,确保操作人员的安全和技术水平。
难点四:管道检修和维护顶管工程中的管道检修和维护也是一个重要的环节,其可以确保工程的持续稳定运行和延长工程的使用寿命。
顶管施工难点关键点措施方案顶管施工是一种较为复杂的工程施工过程,涉及到许多难点和关键点。
下面将从施工场地选择、施工过程控制、材料选择等方面提出一些措施方案来解决这些问题。
一、施工场地选择:1.地质勘察:在施工前进行详细的地质勘察,通过地质勘察得到地下情况的各种参数,包括地层结构、土质、岩层开裂等信息。
2.工程设计:根据地质勘察得到的地下情况,设计出合理的顶管施工方案。
3.原有管线的检测:在施工前,对原有地下管线进行详细的检测,以避免施工过程中对原有管线造成损坏。
二、施工过程控制:1.施工监控:在施工过程中设置专门的监控系统,对施工过程进行实时监控,及时发现和解决问题。
2.施工过程记录:在施工过程中详细记录各个环节的施工质量、施工进度等信息,以便在施工结束后进行验收和评估。
3.施工组织管理:合理安排施工人员的职责,做好施工过程的组织和管理工作。
三、材料选择:1.顶管材料的选择:根据地下情况和施工要求选择合适的顶管材料,如钢管、水泥管等。
2.润滑剂的选择:选择合适的润滑剂来降低顶管施工过程中的摩擦阻力,提高施工效率。
3.聚合物材料的应用:适当使用聚合物材料来增强顶管的承载能力和密封性能,提高顶管的使用寿命。
四、安全管理:1.健全的安全管理制度:建立健全的安全管理制度,明确各个施工环节的安全责任和安全措施。
2.培训和教育:对施工人员进行安全培训和教育,提高他们的安全意识和安全技能。
3.安全技术措施:合理使用安全设备,如安全帽、警示标志等,采取安全措施,如加固施工现场、设置安全警戒线等。
综上所述,顶管施工的难点和关键点较多,但通过合理的施工场地选择、施工过程控制、材料选择和安全管理等方面的措施,可以有效地解决这些问题,提高施工效率和质量,确保顶管施工顺利进行。
二、顶管施工难点和解决方案1、顶管进出洞口地基加固措施1.1地基加固方法顶管进出洞口措施是施工成败的关键。
在进出洞口先进行压密注浆地基加固,以保证顶管施工时顺利进出洞口(此外在进出洞口过程中还应保留喷射井点降水措施以作备用)。
地基加固范围为进、出洞口前5m,上、下、左、右各2m。
1.2注浆浆液配合比注浆浆液采用42.5普通硅酸盐水泥浆,水灰比为0.6,外掺2%水玻璃及2%膨润土。
1.3压密注浆流程:对不宜用清水冲洗的场地,可考虑用纯水玻璃或陶土浆灌满阀管内。
1.4注浆方法①因压密注浆影响半径为600mm,有效半径为500mm,故确定布孔排距和孔距为1m。
②注浆采用先外围、后内部的施工方式,以防止浆液流失。
③改进注浆喷头,将常规直喷式改为滤网式喷头。
旨在增加注浆压力,扩大有效半径,增加水泥浆的渗透力。
④每孔注浆时,自上而下逐段注浆,每次拔管间距不大于0.5m,注浆压力为0.25~0.35Mpa。
⑤先将注浆管压入土层至设计深度,然后接上压浆机,边向上拔起注浆管边向土层内注浆。
通过控制注浆量和注浆压力来达到注浆要求。
2、顶管注浆、换浆措施设计要求顶管工程如顶进过程中摩阻力较大超过0.5T/m2要求进行注浆减阻。
在顶进过程中选择触变性能良好的膨润土制浆材料并设立同步注浆和管道补浆的两种措施,尽可能将膨润土泥浆套随机头向前移动,形成连续的环状浆套。
触变泥浆配合比为:膨润土12%,纯碱0.6%,掺加剂CMC适量。
触变泥浆由地面液压注浆泵通过φ50mm管路压送到各注浆孔。
在机头处应安装隔膜式压力表,以检验浆液是否到达指定位置,在所有注浆孔内要设置球阀,软管和接头的耐压力为5Mpa,支管直径为φ25mm。
在整个管道中每隔1个管子设1个补浆断面共4个注浆孔(要求在管道制作时预留),补浆应按顺序进行,每班不少于2次循环,定量注压。
注浆压力:大于地下水压力,注浆量为管道周边间隙的1~2倍。
顶进结束后,必须立即用纯水泥浆或水泥砂浆置换膨润土泥浆。
顶管施工难点及解决方案顶管施工是一项复杂的工程,其中进出洞口地基加固措施是至关重要的。
在施工前,需要进行压密注浆地基加固,以保证顶管施工时能够顺利进出洞口。
加固范围为进、出洞口前5m,上、下、左、右各2m。
注浆浆液采用42.5普通硅酸盐水泥浆,水灰比为0.6,外掺2%水玻璃及2%膨润土。
注浆方法采用先外围、后内部的施工方式,并改进注浆喷头,增加注浆压力和水泥浆的渗透力。
在顶进过程中,如果摩阻力较大超过0.5T/m2,需要进行注浆减阻。
选择触变性能良好的膨润土制浆材料,并设立同步注浆和管道补浆的两种措施,尽可能将膨润土泥浆套随机头向前移动,形成连续的环状浆套。
触变泥浆配合比为:膨润土12%,纯碱0.6%,掺加剂CMC适量。
注浆压力大于地下水压力,注浆量为管道周边间隙的1~2倍。
顶进结束后,必须立即用纯水泥浆或水泥砂浆置换膨润土泥浆,并将管道上的注浆孔封闭严密。
管道纠偏也是顶管施工中需要注意的问题。
管道产生扭转的原因可能是顶管设备自身原因。
因此,在施工过程中需要注意控制顶管设备的旋转速度和方向,以减少扭转的发生。
如果扭转已经发生,需要采取相应的纠偏措施,如使用液压千斤顶进行调整。
顶管施工中,地质条件对管道稳定性有很大影响。
例如,地质层中存在大块石头或坑洞等不规则物体,会导致管道偏移或失稳。
此外,地质层的稳定性也会影响管道的稳定性。
4.2.2施工操作不当施工操作不当也是导致管道失稳的原因之一。
例如,施工过程中未按照规定程序进行,或者施工设备安装不牢固等都会影响管道的稳定性。
4.3管道失稳措施4.3.1提高顶管设备安装质量提高顶管设备安装质量是防止管道失稳的重要途径。
通过提高顶管设备安装工艺精度,尽量避免或减少顶管设备的各部分安装偏差,如主油缸固定牢固,尽量与管道轴线平行等。
4.3.2严格按照施工程序施工严格按照施工程序进行施工也是防止管道失稳的重要措施。
在施工过程中,要注意管内设备的布置重量要对称,尽量避免由施工程序造成的偏差。
二、顶管施工难点和解决方案1、顶管进出洞口地基加固措施1.1地基加固方法顶管进出洞口措施是施工成败的关键。
在进出洞口先进行压密注浆地基加固,以保证顶管施工时顺利进出洞口(此外在进出洞口过程中还应保留喷射井点降水措施以作备用)。
地基加固范围为进、出洞口前5m,上、下、左、右各2m。
1.2注浆浆液配合比注浆浆液采用42.5普通硅酸盐水泥浆,水灰比为0.6,外掺2%水玻璃及2%膨润土。
1.3压密注浆流程:对不宜用清水冲洗的场地,可考虑用纯水玻璃或陶土浆灌满阀管内。
1.4注浆方法①因压密注浆影响半径为600mm,有效半径为500mm,故确定布孔排距和孔距为1m。
②注浆采用先外围、后内部的施工方式,以防止浆液流失。
③改进注浆喷头,将常规直喷式改为滤网式喷头。
旨在增加注浆压力,扩大有效半径,增加水泥浆的渗透力。
④每孔注浆时,自上而下逐段注浆,每次拔管间距不大于0.5m,注浆压力为0.25~0.35Mpa。
⑤先将注浆管压入土层至设计深度,然后接上压浆机,边向上拔起注浆管边向土层内注浆。
通过控制注浆量和注浆压力来达到注浆要求。
2、顶管注浆、换浆措施设计要求顶管工程如顶进过程中摩阻力较大超过0.5T/m2要求进行注浆减阻。
在顶进过程中选择触变性能良好的膨润土制浆材料并设立同步注浆和管道补浆的两种措施,尽可能将膨润土泥浆套随机头向前移动,形成连续的环状浆套。
触变泥浆配合比为:膨润土12%,纯碱0.6%,掺加剂CMC适量。
触变泥浆由地面液压注浆泵通过φ50mm管路压送到各注浆孔。
在机头处应安装隔膜式压力表,以检验浆液是否到达指定位置,在所有注浆孔内要设置球阀,软管和接头的耐压力为5Mpa,支管直径为φ25mm。
在整个管道中每隔1个管子设1个补浆断面共4个注浆孔(要求在管道制作时预留),补浆应按顺序进行,每班不少于2次循环,定量注压。
注浆压力:大于地下水压力,注浆量为管道周边间隙的1~2倍。
顶进结束后,必须立即用纯水泥浆或水泥砂浆置换膨润土泥浆。
地铁工程施工重难点分析及应对措施根据设计施工图纸、结合施工场地现状,以及我公司类似工程的施工经验,对重点和难点分析如下:一、施工组织与技术管理1、重难点分析:本工程项目内容和工法较多,工程项目既包括征地拆迁、管线迁改等前期工程,也有车站、站前暗挖、盾构隧道,还包含联络通道、雨水泵房等附属工程,因此,如何加强施工组织和技术理,管理加强施工过程控制,做到协调有序是施工控制的重点。
2、应对措施:( 1 )根据本工程特点,科学合理的划分组织施工,根据各工区的工程特性,项目部组建有丰富施工经验的专业队伍组织施工。
(2)项目经理部的项目经理具有很好地履行合同采取行动所需的全部权限,项目经理可以向项目部内部任何胜任工作的人员委托职责、权力任务,并可以随时撤换不胜任人员。
( 3)公司与项目部保持密切联系的多个良好渠道,通过各个部门特别是技术管理实现对项目经理部的强有力的连续支持,确保项目顺利实现。
(4)加强外部沟通及协调工作,设专职工程师负责接口及协调工作,为整个合同段的施工创造良好的施工条件。
(5)加强前期准备阶段控制,充分考虑现场的有利条件及不利因素,切实编好施工组织设计及施工技术方案。
(6)加强设备的维修保养及管理。
由于本合同段主要由盾构机施工完成,加强对盾构机的控制和保养,保证各类机械设备能力的正常发挥。
(7)开工前进行认真的项目筹画,制订详细的计划,加强进度的动态管理,应用网络技术,分析关键路线,确保关键目标的实现。
( 8 )做好运输组织及碴土外运工作,确保运输能力满足进度要求。
( 9 )加强对施工期环境因素的控制,重点控制噪声、振动、扬尘、废水、废弃物等,达到规定要求,特别对周边环境保护敏感点加强噪声和振动控制,减少外界干扰。
二、施工测量1、重难点分析:虽然盾构机自带方向控制系统,一旦系统失灵,隧道走向无法控制,将造成极其严重后果,甚至使工程废弃。
2、应对措施:( 1 ) 将水准点及导线控制点精确的引入洞内,每掘进 20 环,对高程及路线方向进行复测,保隧道中线与设计轴线一致。
地铁施工中顶管施工技术应用重难点分析随着城市化的深入推进,越来越多的城市开始了地铁建设。
在地铁建设中,为节约用地、减少对城市主要道路的交通影响,保证出入口过街通道的施工安全和施工方便,顶管施工技术在城市轨道交通施工中起到了不可替代的作用。
1、概况
徐州市城市轨道交通2号线一期工程,线路长约23.9km,设站20座,全部为地下站。
共5座换乘站,分别与1、3、4、5号线换乘。
为减少地铁施工对沿线交通影响,徐州轨道交通2号线线路采用路侧式设计,车站位于市政道路一侧绿化用地范围,道路另一侧设置出入口,需下穿市政道路且通道较长,为避免该侧出入口施工对地面交通影响,下穿市政道路部分采用矩形顶管工艺施工。
经统计,徐州市城市轨道交通2号线一期工程全线共有17个出入口过街通道采用矩形顶管工艺施工。
2、顶管机简介
矩形多刀盘土压平衡顶管机,由刀盘、刀盘驱动、前壳体、后壳体、纠偏系统、顶进系统组成。
其基本原理是电机通过安装在隔舱板上的减速器驱动、旋转刀盘,刀盘切削掌子面并将切削下来的泥土在土仓内进行土体改良形成塑性体泥团,通过螺旋出土器控制排土量来平衡土压力和地下水压力。
顶管机下部设有螺旋输送机的喂料口,切削下来的土体通过螺旋输送机排出。
3、顶管施工重难点及控制措施
3.1 地表沉降及隆起控制
3.1.1 原因分析
矩形顶管施工工艺为:刀盘旋转开挖掌子面土体,旋转同时由刀盘主轴中心预设管道及隔板预留注浆孔向掌子面及土仓注入渣土改良浆液,渣土改良后由螺旋出土器排至机内渣土斗;出土同时由始发井内推进油缸向前推进,推进过程中通过管节预留注浆孔向管节壁后注入触变泥浆,保持管节与土体之间润滑以减少推进阻力;掘进行程满足管节安装空间即停止掘进,回收推进油缸,拆除主机电缆机各种管道,安装管节,重新连接主机电缆及各种管道,然后开始下个循环掘进。
由此可见,矩形顶管施工工艺特点一是所有管节均由始发井安装,逐节向前推进;二是掘进过程中管节与土体之间始终由触变泥浆保持润滑;三是管节安装时主机需断电,以上三点也是矩形顶管施工工艺和盾构施工工艺的最大区别,均不利于地表沉降及隆起控制。
地铁出入口顶管施工车流量都很大,控制地表沉降及隆起是本工程的重点。
3.1.2 采取的措施
⑴选取合理的土仓控制压力
根据土体极限平衡原理土压力分为主动土压力、静止土压力和被动土压力,土仓压力控制在主动土压力与被动土压力之间地表不会出现沉降与隆起。
根据顶管施工工艺特点,预留后期沉降量,掘进土仓压力按照静止土压力至被动土压之间设定,根据掘进情况及时调整[1]。
⑵管节与土体之间形成有效的泥浆套
顶管机壳体尺寸7020*5020mm,四周比管节外径大10mm,顶进过程需从管节预留注浆管注入触变泥浆以减小土体与管节之间的摩擦力。
采用膨润土泥浆减阻泥浆容易被土体吸收,失去润滑减阻效果,本工程计划采用优质粘性土拌制浓泥结合膨润土泥浆共同减阻,利用浓泥不易失水的特性确保管节与土体之间形成有效的泥浆套,解决管节顶部背土现象产生,控制地表沉降。
⑶保证主机断电期间土仓压力不小于静止土压力
管节安装时,各种管线需要从管节内穿过,因此需要断电。
主机断电期间若螺旋出土器出现喷涌将会造成土仓失压,引起地表沉降。
为解决该问题采取如下措施,一是在断电前保证土仓压力高于设定压力0.2 bar,抵消断电期间土仓压降;二是断电前通过螺旋出土器预留注浆孔向出土器钢筒内注入浓泥起到堵水作用,减少喷涌风险[2]。
3.2 液化土层掘进防止流砂形成
3.2.1 原因分析
饱和砂土在地震、动荷载或其他外力作用下,受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象称为砂土液化。
顶管施工时,刀盘扰动前部土体,易造成砂、水分离,且在各自重力作用下下沉,形成的空隙由周边土层中的地下水补给,引起更大范围的地下水渗流,带动临近区域的砂土失水导致固有平衡破坏,引起地面沉降[3]。
本工程掘进土层以2-5-3 粉土为主,为中等液化土易引起流砂,如何防止流砂现象发生是本工程的重难点。
3.2.2 采取的措施
根据流砂形成的原理,液化土中水流带动砂土颗粒流动引起流砂,因此防止流砂发生需从各个渗漏水环节着手,具体如下:
⑴加强洞门止水密封
始发井洞门采用橡胶止水帘布密封,不能采用水泥浆、双液浆等进行固结,必须保持管节滑动且不破坏橡胶帘布,顶进过程中应尽量减少洞门处渗漏水、杜绝漏砂。
采取的措施一是顶进全过程实时观察压板状况,及时调整压板和管节之间空隙,保证橡胶帘布不翻出;二是根据洞门渗漏水及漏砂情况,及时在洞门1至2 节管节注入浓泥,采用不透水的浓泥将填充止水帘布内侧管节与土体之间的空隙形成土塞,起到密封作用。
⑵加强管节间止水密封
管节之间采用二道楔形密封胶圈止水,胶圈采用专用粘合剂固定在管节插口预留凹槽内,管节安装时应认真检查胶圈状态,确保胶圈能够按照设计状态插入承口钢套环,若出现胶圈破损、翻起等情况必须重新安装,确保胶圈起到密封作用。
⑶加强螺旋出土器闸门密封
顶管机采用双螺旋出土器排渣,当到达螺旋机出口的渣土过稀且有一定压力时就会发生喷涌,原因是土仓和螺旋机内的土体不能完全有效的抵抗开挖面上较高的水压力,从而在螺旋机的出土口发生喷水、喷泥现象。
管节安装时顶管机主机处于断电状态,无法进行操作,螺旋机一旦发生喷涌很难控制,进而会引起掌子面发生流砂现象,引起地面沉降。
防止螺旋机喷涌主要采用以下措施,一是土仓渣土必须充分改良及搅拌,确保螺旋机排除渣土稠度适中,且无明水排出;二是螺旋机出土时必须严格控制土仓压力维持在设定压力值,确保地面稳定;三是主机断电前观察螺旋机内渣土情况,若地层以砂为主,透水性较强,断电前利用螺旋机预留注浆孔向螺旋机内注入粘性土泥浆,利用不透水的浓泥密封螺旋机;四是及时清理螺旋机闸门槽内异物,确保螺旋机闸门闭合密实。
3.3 液化土层加固
3.3.1 原因分析
徐州市轨道交通2号线地质情况为顶管底板以下土层为粉土,局部夹杂粉砂,以均为中等液化土,为消除液化沉降风险,顶管完成后采用花管注浆的方式对液化土层进行加固。
管节底板预埋φ50mm 注浆管,每节16个,共计16×38 = 608个。
顶管完成后采用φ42 mm、长6000 mm 花管进行注浆。
注浆浆液为水泥浆,水灰比0.5~1,注浆压力0.5~1 Mpa,加固后的地基应具有良好的均匀性和自立性,其无侧限抗压强度为不小于0.8MPa,渗透系数不大于1.0×10-8cm/s,加固完毕后应对加固体进行检验。
注浆完成后应采用微膨胀水泥砂浆填充封堵,保证砂浆与螺纹紧密相连,最后进行收面抹平。
底板预留孔渗漏水、成型通道变形风险,且注浆效果检测困难,是本工程的难点。
3.3.2 采取的措施
⑴采取有效措施防止注浆孔漏水及流砂
管底注浆工序:管节预留孔钻孔→花管插入→注浆→封孔,管节预留注浆孔底距管节外壁50 mm,注浆前采用水钻取芯钻孔。
管节混凝土开孔后,通道和通道底土层联通,土层中地下水在水头差的作用下降流向通道内,水流带动周边砂土,一旦形成径流通道将发生涌水涌砂险情[4]。
为防止险情发生,采取以下措施,一是准备带有密封垫片的专用堵头,利用管节预埋注浆孔内螺纹进行临时封堵,一旦发生涌水立即采用堵头封堵注浆孔;二是花管端头设置内螺纹及堵头,花管插入及注浆前封堵花管;三是注浆完成后加强注浆孔封堵,采用膨胀水泥砂浆进行封堵,为保证安全在膨胀水泥砂浆顶部增设水膨胀密封胶,加强堵漏效果。
⑵加强监控量测控制通道变形
管底注浆过程中,实时对通道变形进行监测,无变形按照既定注浆方案进行注浆;若注浆过程中发生隆起、水平位移等情况立即停止注浆,待通道稳定后再开始管底注浆,必须保证成型通道变形不超过设计指标。
⑶优化注浆参数确保注浆效果
注浆施工前,首先进行注浆试验,对水灰比、注浆压力、注浆量等参数进行试验,采取试验参数进行试注浆,注浆完成后检验注浆质量,达到设计要求后方可进行正式施工。
注浆按照注浆压力和注浆量双控,以注浆压力为主,计算管底土层被动土压力,严格控制注浆压力不超过被动土压力,大于被动土压力立即停止注浆,以免因压力过大引起地表隆起。
结论:
顶管施工技术将是今后地铁施工中应用到的最为安全的一项施工技术,但根据不同的地质条件及周边环境,顶管施工技术所需要注意的安全风险和施工重难
点不尽相同,本文根据徐州地铁2号线的现场施工经验,对液化土层中顶管施工重难点进行科学的分析并制定了相应的控制措施,通过现场应用证明制定的控制措施是科学有效的,为以后的液化土层顶管施工提供了科学的实践依据。