地铁盾构隧道端头加固设计与施工
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目录一、编制依据 (1)二、工程概况 (2)三、工程地质与水文地质 (3)四、总体施工方案 (3)五、主要施工方法及工艺要求 (4)5.1、地下素砼墙 (4)5.2、高压旋喷桩 (8)5.3、三轴搅拌桩 (10)5.4、管井降水 (12)六、安全文明施工措施 (17)七、突发事件应急预案 (22)八、附件:各端头地下连续墙槽段划分 (19)盾构区间端头加固施工方案一、编制依据1、以国家现行规范、行业标准及相关地方标准为基础,严格按照《福州市轨道交通1号线工程施工图设计第五篇区间工程第一分册盾构法区间隧道第一部分区间隧道平、纵断面布置图》进行方案编制。
2、现场踏勘所掌握的情况资料。
3、适用于本工程的标准、规范、规程:《地铁设计规范》(GB50157-2003)《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)《地下铁道设计规范》(GB50157-92)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2002)《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》(GB50308-1999)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)《混凝土质量控制标准》(GB50164-92)《软土地基深层搅拌加固法技术规程》(YBJ-225-91)二、工程概况本合同段土建施工01标起点位于福州市晋安区,由新店车辆综合基地,沿秀峰路向南转至象峰站,经过象峰站、秀山中心前至蓝山四季住宅小区前。
主要经过象峰村、溪里村、秀山中学、秀北小区、蓝山四季小区等。
建构筑物较为密集。
地形平坦,交通便捷,施工干扰相对较小。
本合同段施工范围包含“一站两区间”,“一站”为:象峰站,均采用明挖顺做法施工;“两区间”为:新店车辆段-象峰站区间,象峰站-秀山站区间,均为双线隧道,采用盾构掘进、矿山法施工。
象峰站长度420m,两个区间总长度3154.201m。
本标段盾构区间端头加固区域共有四处:新店出入段线盾构井始发端、象峰站北端盾构到达端头、象峰站南端盾构始发端头、秀山站北端盾构到达端头。
南京地铁三号线土建工程D3-TA02标盾构进出洞端头加固施工方案编制:审核:审定:中铁十一局集团有限公司南京地铁三号线土建工程D3-TA02标项目经理部二〇一一年五月南京地铁三号线土建工程D3-TA02标端头加固施工方案1 编制依据〔1〕《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002;〔2〕《南京地区建筑地基基础设计规范》DGJ32/ J 12-2005;〔3〕《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002;〔4〕南京地铁三号线D3-TA02标土建工程地质勘察报告;〔5〕南京地铁三号线D3-TA02标盾构端头加固施工图纸及相关资料;〔6〕《基础处理技术规范》(DBJ08-40-94);〔7〕南京轨道交通工程建设安全、质量管理办法汇编(一)、(二);2 工程概况本标段为南京地铁三号线土建工程D3-TA02标包括两站三区间即:林场站~星火路站区间(矿山法)、星火路站、星火路站~高新路站区间(盾构法)、高新路站、高新路站~泰冯路站区间(盾构法):本工程平面位置图见图星火路站高新路站泰冯路站图2-1 工程平面位置图本标段加固情况本区间盾构累计始发、到达8次,加固端头共4个,2个始发端头(星火路站东端头、高新路站东端头);2个到达加固(高新路站西端头,泰冯路站西端头)。
3 加固端头情况描述⑴端头地质:星火路站所处场地地层自上而下依次为:①-1填土及①-2填土层、②-1b2-3 粉质粘土、③-1b2 粉质粘土、④-1b1-2粉质粘土、⑤e 残积土、k2p-2强风化粉砂岩,k2p-3中风化粉砂岩。
层号地层名称颜色状态特征描述层亚层①①-1杂填土灰褐、杂色松散,局部稍密由碎石、风化岩石、生活垃圾混粘性土组成,回填时间5年左右①-2素填土褐黄、杂色松散由粉质粘土混碎石及砂土组成,回填时间1-7年不等②②-1b2-3 粉质粘土褐黄、灰黄色可塑~软塑含铁锰氧化物,混高岭土,强度自上向下渐软,切面有光泽反应,粉质重,夹粉土薄层,干强度中等,韧性中等。
目录1.编制依据 (1)2.编制范围及原则 (1)2.1.编制范围 (1)2.2.编制原则 (1)3. 工程概况及主要工程数量 (1)3.1.工程概况 (1)3.2.地质概况及地下水情况 .......................................... 错误!未定义书签。
3.2.1地质概况 (2)3.2.2地下水情况 (3)3.3.主要工程数量 .................................................. 错误!未定义书签。
4.盾构端头井土体加固设计 (4)4.1.土体加固主要技术标准 (4)4.2.土体加固及注浆孔位布臵示意图 (4)5. 盾构端头井土体加固施工方案方法 (5)5.1.土体加固方案及工艺流程 (5)5.2.土体加固袖阀管注浆施工方法 (6)5.3.土体加固强度与稳定性验算 (8)5.4.土体加固效果的检测 (10)6. 盾构端头井土体加固施工组织 (10)6.1.组织机构 (10)6.2.劳动组织 (11)6.3.工期要求及设备机具配臵 (12)7、质量、安全、环境保护措施 (12)7.1质量保证措施 (12)7.2安全保证措施 (13)7.2.1施工现场安全要点 (13)7.2.2机械操作安全技术要点 (14)7.2.3施工用电安全保证技术要点 (14)7.3环境保证措施 (14)盾构端头井土体加固施工方案1.编制依据1.1.北京地铁6号线二期工程施工招标文件、施工图纸;1.2.北京地铁6号线二期工程岩土工程勘察报告;1.3.《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-99);1.4.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》();1.5.《》();1.6.国家有关方针政策,以及国家和地方的相关法律法规。
2.编制范围及原则编制范围北京地铁6号线二期工程郝家府站东端头;郝家府站~东部新城站区间右线盾构吊出井东、西端头;东部新城站西端头的加固工程。
目录1、工程概况 (1)2、工程概述 (1)2.1工程地质条件 (1)2.2水文地质条件 (2)3、编制依据及原则 (2)3.1编制依据 (2)3.2编制原则 (3)4、端头加固施工部署 (3)4.1端头洞门土体加固原因 (3)4.2端头三轴搅拌桩施工准备及工期 (4)4.3施工工艺流程 (6)4.4端头三轴搅拌桩洞门加固技术要求 (6)4.5成品保护及桩偏差控制范围 (12)4.6旋喷桩施工准备 (12)4.7高压旋喷施工工艺流程 (14)4.8高压旋喷桩施工过程中技术要求 (14)5质量及安全保障措施 (17)5.1质量保障措施 (17)5.2安全保障措施 (18)6环境保护措施 (19)6.1防地表水和地下水污染措施 (19)6.2防扬尘措施 (19)6.3防噪音污染措施 (20)1、工程概况盾构从XX站西端头始发,在XX南路站东端头到达,过XX南路站后在XX南路站西端头二次始发盾构推进线路。
盾构始发端和到达端头土体的稳定是盾构机始发和到达的一个关键,端头土体加固的成功与失败直接影响到盾构机能否安全始发、到达;盾构始发和到达过程直接影响到隧道顶施工区的安全、周边环境保护的成效及工程施工的成败。
因此根据本工程所处区域的工程地质、水文地质、环境条件和环境保护等要求,制定针对本标段盾构机的始发端洞门土体加固方案。
本区间从XX南路站沿着XX西路西进,穿越一座XX铁路箱涵桥和XX路公路桥,到达XX路北站。
区间在XX西路道路正下方穿过,总长852.887米,区间对两边建筑物影响较小,主要影响的建筑物是一座XX铁路箱涵桥和XX路公路桥。
区间覆土为9.46m~15m。
2、工程概述2.1工程地质条件本工程地质上属于XX冲击平原Ⅱ级阶地,沿线穿越地层上部为第四系上更新统冲击层,主要为粉质土、细砂、中砂、粗砂、圆砾,具有“多元结构”;下伏基岩为一套河湖相紫红色碎屑岩或一套陆相红色碎屑岩。
工程区地基土在勘探深度范围内可以大致分为填土、粘性土、砂土、碎石土、基岩等五。
西安地铁盾构始发与接收端头加固方案研究随着城市化建设的不断推进,地铁建设成为城市交通体系中不可或缺的一部分。
在地铁建设中,盾构机是一种常见的施工设备,其作用是在地下挖掘隧道。
然而,在盾构施工中,因地质条件、设计及施工工艺等因素的影响,会出现巨大的挤压应力,使得盾构机在挖掘的过程中,需要加固始发端及接收端的头部,以保证施工过程的安全和顺利进行。
本文以西安市地铁建设为例,借鉴其他城市地铁建设中的经验,研究盾构始发与接收端头加固方案,以期为西安市地铁建设提供技术支持和参考。
本文首先简要介绍了盾构机的基本工作原理和加固的基本需求,然后从技术、材料、人力等多方面分析了盾构始发与接收端头加固方案的可行性,最后提出了一套针对西安市地铁建设的具体的技术方案。
一、盾构机加固的基本需求盾构机是一种专业的地下隧道开挖装备,其主要由掘进机构、推进机构、支撑机构和供料机构等部分组成。
在盾构施工过程中,盾构机在运行时会向前推进,同时利用推进机构将掘进的土方推至后部的输送系统中。
为了保证盾构施工的顺利进行,始发端的头部和接收端的头部需要进行加固。
盾构的始发端和接收端需要加固的主要原因是,盾构机在施工过程中会承受巨大的挤压应力,由于地质条件的复杂性和设计、施工工艺的不同,使得盾构的机头需要在开始施工前,进行加固工作,以保证基坑挖掘的安全性。
同时,盾构始发端和接收端头部的加固也可以起到稳定机身,改善掘推形态,减少浪费等作用。
1、可行性分析在盾构始发和接收端头加固方案的制定中,需考虑众多因素,包括技术、材料、人力、成本等多个方面。
从技术角度来看,盾构始发和接收端头加固方案的设计需要充分考虑机头受力、土壤条件和施工质量等,同时要根据具体的施工情况设计合适的方案。
从材料角度来看,盾构始发和接收端头加固的材料需要具有较高的强度和韧性,以保证能够承受机头的挤压应力。
从人力角度来看,盾构始发和接收端头加固所需的施工人员需要具备专业知识和技能,能够熟练操作各类施工设备和工具。
地铁盾构隧道端头加固设计与施工【摘要】端头软土地层加固是盾构施工的关键一步,结合具体工程实例,探讨了盾构法洞门端头土体加固方案的选取原则,并介绍了端头土体加固的设计与施工要点,对类似工程有借鉴作用。
【关键词】盾构法,端头加固,设计与施工1、前言洞门端头加固是盾构始发、到达技术的一个重要组成部分,在盾构施工过程中,洞门塌方时有发生,洞门加固的成败直接影响到盾构机能否安全始发和到达。
因此,必须十分重视端头软土地层加固方案的合理性和加固质量的控制,合理选择洞门加固的施工工法。
本文结合北京地铁四号线新街口站~灵镜胡同站段工程实践,阐述盾构洞门端头加固的设计与施工要点。
2、工程概况与地质条件北京地铁四号线新街口站~灵镜胡同站段盾构区间土建工程共6个端头加固区,各盾构洞门端头地层的地质情况见表1。
3、端头地层加固设计3.1加固方法选择在软土地层中,加固方案主要考虑地层的工程地质、水文地质条件来选取,洞门加固的设计应达到以下效果:(1)提高洞门外土体强度,控制地表沉降,防止端头坍塌;(2)控制施工过程中地下水的流失;(3)提高重型机械作用时端头土体的承载力;(4)利于盾构机始发和到达的姿态控制。
根据现场实际地质情况及国内其他地区盾构洞门土体加固的成功经验,盾构始发/接收洞门土体采用Φ800 C10混凝土素桩与Φ800双重管旋喷桩联合加固方式。
3.2加固范围及要求洞门采用Φ800 C10素桩23根,旋喷桩5排。
素桩间距1 m,旋喷桩沿盾构隧道方向间距605mm,垂直盾构隧道方向间距700 mm,即桩间咬合100 mm。
素桩、旋喷桩加固深度为隧道拱顶以上3000 mm,隧道底板以下3000 mm,盾构隧道两侧各3000 mm,并且能隔断透水层。
洞门土体加固长度均为6300 mm。
为防止车站(盾构井)端头两侧透水,沿基坑围护桩向车站中心方向4050 mm范围内设置一排旋喷桩。
加固范围见图1、图2。
为保证开挖面的稳定,加固体的强度需达到如下标准:抗压强度R c=0.3 MPa~0.5 MPa;渗透系数≤1.0×10-8cm/s。
盾构端头加固施工方案1 编制依据及范围1.1编制依据⑴福州市轨道交通1号线《盾构法区间隧道区间隧道平、纵断面布置图》⑵《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)⑶《建筑地基处理技术规程》(JGJ79-2002)⑷《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)⑸《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)⑹《工程测量规范》(GB50026-93)⑺《建筑工程质量检验评定标准》(GBJ301-88)⑻《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)⑼现有的技术水平、管理水平和机械设备装备能力及施工经验1.2编制范围本方案编制范围为黄山站~排下站区间,黄山站南头盾构进出洞三轴搅拌桩、高压旋喷桩加固施工组织设计。
2 工程概况2.1端头井土体加固设计概况黄山站~排下站区间处于福州市主干道下,周围环境复杂,黄山站盾构到达端地基加固长度均为为9m,加固宽度为盾构洞圈延伸3m,深度加固范围为盾构隧道洞圈向上3m,向下4m;搅拌桩采用Φ650@450三轴搅拌桩,水泥掺入量应在施工前根据地层类型进行掺入量的强度及其他参数的对比试验。
搅拌桩加固体沿地面向下方向分强、弱加固区,强加固A区搅拌桩(实桩部分)水泥掺入量建议值取20%,弱加固B区搅拌桩(空桩部分)水泥掺入量建议值7%,采用42.5级水泥。
旋喷桩采用Φ800@600三管旋喷桩,每米水泥用量取250Kg/m。
施工前必须进行试桩,以便根据加固效果,确定施工工艺及各项施工参数。
经加固的土体应有很好的均质性、自立性,其中强加固区无侧限抗压强度>0.8MPa,渗透系数应小于1.0×10-7cm/sec。
(试桩桩位见平面布置图)3工程地质及水文地质根据地勘资料,本标段地层情况如下:①1杂填土→②粉质粘土→③1淤泥→④粉质粘土→④j 中砂→⑤2中砂→⑤3淤泥质土。
区间隧道洞口土体加固地层呈二元结构,上部主要以④粉质粘土和④j中砂为主(详见地质土层特征表)。
目录第一章编制依据 ............................................................................................................................................. - 1 -第一节编制依据......................................................................................................................................... - 1 -第二节编制目的......................................................................................................................................... - 1 -第二章工程概况 ............................................................................................................................................. - 2 -第一节工程概况......................................................................................................................................... - 2 -第二节地质情况......................................................................................................................................... - 5 -第三节主要工程量..................................................................................................................................... - 7 -第三章施工准备 ............................................................................................................................................. - 7 -第一节场地准备......................................................................................................................................... - 7 -第二节机具设备准备................................................................................................................................. - 8 -第三节施工用电用水................................................................................................................................. - 8 -第四节技术准备......................................................................................................................................... - 8 -第五节管线调查、改迁............................................................................................................................. - 8 -第四章旋喷桩施工 ....................................................................................................................................... - 10 -第一节施工原理....................................................................................................................................... - 10 -第二节施工流程....................................................................................................................................... - 11 -第三节施工方法....................................................................................................................................... - 11 -第四节旋喷桩施工技术要点................................................................................................................... - 13 -第五节施工注意事项............................................................................................................................... - 13 -第六节工期计划....................................................................................................................................... - 14 -第五章资源配备 ........................................................................................................................................... - 15 -第一节人力资源配备............................................................................................................................... - 15 -第二节机械资源配备............................................................................................................................... - 16 -第六章质量保证措施 ................................................................................................................................... - 16 -第一节施工质量保证措施....................................................................................................................... - 16 -第二节施工质量检查............................................................................................................................... - 17 -第七章安全保证措施 ................................................................................................................................... - 18 -第一节施工现场安全保证措施............................................................................................................... - 18 -第二节机械设备安全保证措施............................................................................................................... - 19 -第三节施工用电安全保证措施............................................................................................................... - 19 -第四节文明施工及环境保护措施........................................................................................................... - 20 -第五节噪音与振动控制........................................................................................................................... - 21 -第六节水污染控制................................................................................................................................... - 21 -第七节建筑垃圾及废渣控制................................................................................................................... - 22 -第八章监控量测 ........................................................................................................................................... - 22 -第一节监测方法....................................................................................................................................... - 22 -第二节监测项目....................................................................................................................................... - 22 -第三节监测控制标准............................................................................................................................... - 23 -第四节数据分析与处理........................................................................................................................... - 23 -第五节监控量测反馈程序....................................................................................................................... - 23 -第六节监控量测数据的分析与预测....................................................................................................... - 24 -第九章旋喷桩施工预案 ............................................................................................................................... - 24 -附图............................................................................................................................................................. - 26 -附图一:工业六路站北端头旋喷桩编号图............................................................................................. - 26 -附图二:四海站南端头旋喷桩编号图..................................................................................................... - 27 -附图三:四海站北端头旋喷桩编号图..................................................................................................... - 28 -附图四:南油站南端头旋喷桩编号图..................................................................................................... - 29 -第一章编制依据第一节编制依据(1)《深圳市城市轨道交通9号线二期南海大道支线工程工业六路站~四海站区间初步勘察阶段岩土工程勘察报告》;(2)《深圳市城市轨道交通9号线二期南海大道支线工程四海站~南油路区间初步勘察阶段岩土工程勘察报告》;(3)《地基处理手册》;(4)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2013;(5)《建筑地基处理技术规范》(JGJ97-2002);(6)《深圳地区地基处理技术规程》(SJG04-96);(7)XXX区间、工四区间端头加固施工蓝图;(8)我单位既有施工能力、技术水平以及从事同类或类似工程的施工经验;(9)《深圳市城市轨道交通9号线二期南海大道支线工程9130-2工区施工组织设计》。
地铁区盾构隧道端头加固施工方案地铁隧道盾构施工是一项重要的工程活动,为了保证盾构施工的安全和顺利进行,端头加固是必不可少的一项施工措施。
本文将以地铁区盾构隧道端头加固施工方案为话题,详细介绍施工方案的步骤和措施。
一、施工前准备1.1了解施工区域的地质情况,包括土层稳定性、地下水位、岩石和土壤的性质以及存在的地下管线等情况。
1.2制定详细的施工方案,包括加固材料的选择、加固的方式和施工步骤等内容。
1.3确定施工人员的数量和专业技能要求,做好人员的培训和安全教育工作。
1.4采购所需的施工材料和设备,保证施工的顺利进行。
二、施工步骤2.1清理施工区域首先需要将施工区域内的杂物和垃圾清理干净,确保施工区域的整洁。
2.2准备基础材料根据施工方案的要求,准备好所需的基础材料,如钢筋、混凝土、加固带等。
2.3进行钢筋加固根据设计要求,在隧道的端头位置铺设钢筋,钢筋的数量和间距需要满足加固的要求。
2.4混凝土浇筑在钢筋加固完成后,进行混凝土浇筑。
混凝土要求均匀、密实,并且要确保填充到钢筋的空隙中,以增强加固效果。
2.5加固带的安装在混凝土开始凝固前,将加固带固定在混凝土表面,起到进一步加固的作用。
2.6混凝土养护混凝土浇筑完成后,需要进行适当的养护,以确保混凝土的强度和稳定性。
三、施工措施3.1加固材料的选择地铁隧道端头加固施工需要选择适合的加固材料,一般选用高强度钢筋和高强度混凝土作为主要材料,以确保加固的效果。
3.2施工人员的安全防护进行施工前,需要对施工人员进行安全培训,保证其了解施工风险和安全操作规程,同时要配备工作服、安全帽、安全鞋等必要的安全防护装备。
3.3监测施工过程施工过程中,需要进行实时监测,包括对土层稳定性、混凝土强度、加固材料的使用等进行监测,确保施工质量和安全可靠。
3.4施工区域的管线保护在进行加固施工时,需要注意保护周边的地下管线,避免对管线的损坏。
3.5施工后期的巡检和维护加固施工完成后,需要定期进行巡检和维护,及时处理加固材料的老化和破损等问题,确保加固效果的持久性。
.盾构端头加固施工方案(2)目录一、端头加固目的 (1)二、各端头地层情况 (1)三、施工部署 (1)1、施工分期 (1)2、临时供水、供电 (2)3、主要工程量、劳动力及机械设备等 (2)4、施工计划 (2)5、施工对策 (2)6、施工准备工作 (2)四、端头加固方案 (4)五、旋喷桩施工 (5)1、施工工艺流程 (5)2、钻孔 (5)3、插管 (5)4、浆液配制与喷射作业 (5)5、冲洗 (6)6、施工技术措施 (6)六、施工测量 (7)1、施工测量要求 (7)2、主要施工测量项目与方法 (7)3、测量人员及仪器 (8)4、测量质量的保证 (9)5、测量资料的管理 (9)七、质量保证措施 (9)1、质量保证体系 (9)2、技术管理保证措施 (13)八、安全保证措施 (14)1、安全施工管理目标 (14)2、安全职责落实 (15)3、安全生产保证措施 (15)4、主要施工项目安全保护措施 (17)九、规范和表格 (18)1、采用标准及规范 (18)2、记录及验收表格 (18)一一、、端端头头加加固固目目的的为了保证盾构机进出洞的安全,隧道进出洞端头土体必须有良好的稳定性和防水性,使盾构机进出洞时端头土体不坍塌不渗漏,并能保证泥水的循环。
当洞门端头土体达不到要求时,就必须对临近端头一定范围内的土体进行加固。
二二、、各各端端头头地地层层情情况况本标段两台盾构机施工始发和到达共4次,左右线始发、到达各2个。
为了确保盾构始发和到达时施工安全,确保地层稳定,必须根据各始发和到达端头的工程地质、水文地质、地面建筑物及管线状况和端头结构等综合分析与评价,对洞门端头地层进行相应的加固处理。
本标段工程的各始发端头和到达端头地层情况分析见表1。
表1 端头地质情况分析表三三、、施施工工部部署署11、、施施工工分分期期 本工程始发和到达共4次,左右线始发、到达各2个,分别在南端风井(始发井)和北端风井(到达井),根据端头加固的位置和盾构施工进度将其分为两期进行施工:南端风井(始发井)的始发端头加固作为第一期施工,北端风井(到达井)的到达端头加固作为第二期施工。
地铁盾构隧道端头加固设计与施工
【摘要】端头软土地层加固是盾构施工的关键一步,结合具体工程实例,探讨了盾构法洞门端头土体加固方案的选取原则,并介绍了端头土体加固的设计与施工要点,对类似工程有借鉴作用。
【关键词】盾构法,端头加固,设计与施工
1、前言
洞门端头加固是盾构始发、到达技术的一个重要组成部分,在盾构施工过程中,洞门塌方时有发生,洞门加固的成败直接影响到盾构机能否安全始发和到达。
因此,必须十分重视端头软土地层加固方案的合理性和加固质量的控制,合理选择洞门加固的施工工法。
本文结合北京地铁四号线新街口站~灵镜胡同站段工程实践,阐述盾构洞门端头加固的设计与施工要点。
2、工程概况与地质条件
北京地铁四号线新街口站~灵镜胡同站段盾构区间土建工程共6个端头加固区,各盾构洞门端头地层的地质情况见表1。
3、端头地层加固设计
3.1加固方法选择
在软土地层中,加固方案主要考虑地层的工程地质、水文地质条件来选取,洞门加固的设计应达到以下效果:
(1)提高洞门外土体强度,控制地表沉降,防止端头坍塌;(2)控制施工过程中地下水的流失;(3)提高重型机械作用时端头土体的承载力;(4)利于盾构机始发和到达的姿态控制。
根据现场实际地质情况及国内其他地区盾构洞门土体加固的成功经验,盾构始发/接收洞门土体采用Φ800 C10混凝土素桩与Φ800双重管旋喷桩联合加固方式。
3.2加固范围及要求
洞门采用Φ800 C10素桩23根,旋喷桩5排。
素桩间距1 m,旋喷桩沿盾构隧道方向间距605mm,垂直盾构隧道方向间距700 mm,即桩间咬合100 mm。
素桩、旋喷桩加固深度为隧道拱顶以上3000 mm,隧道底板以下3000 mm,盾构隧道两侧各3000 mm,并且能隔断透水层。
洞门土体加固长度均为6300 mm。
为防止车站(盾构井)端头两侧透水,沿基坑围护桩向车站中心方向4050 mm范围内设置一排旋喷桩。
加固范围见图1、图2。
为保证开挖面的稳定,加固体的强度需达到如下标准:抗压强度R c=0.3 MPa~0.5 MPa;渗透系数≤1.0×10-8cm/s。
3.3设计验算
(1)强度验算
采用如下加固模式进行(见图3):将加固土体视为厚度为t的周边自由支撑的弹性圆板,在外侧水土压力作用下板中心处的最大弯曲应力、支座处的最大剪力,可按照弹性力学原理求得[2],强度验算公式为:
(1)
式中:r为工作井端墙开洞的半径,r=D/2;t为加固土体的厚度;σt为加固土体的极限抗拉强度,一般可取其极限抗压强度的10%,即
R t=q u/10;K1为安全系数,一般取K1=1.5;W为作用于洞门中心处的侧向水土压力;μ为加固后土体的泊松比,一般取0.2;τc为加固后土体的极限抗剪强度,取τc=q u/6;K2为抗剪安全系数,一般取K2=1.5。
(2)整体稳定性验算
采取下列模式进行:加固土体在地面荷载P和上部土体作用下可能沿某滑动面向洞内整体滑动,假定滑动面是以D为半径的圆弧面,引起的下滑力矩为:
M = M1+M2+M3 (2)
式中:M1为地面荷载P引起的下滑力矩,M1=PD2/2;M2为上覆土体自重引起的下滑力矩,M2=Q上D/2;M3为滑移圆弧线内土体的下滑力矩,M3=γt D3/3,γt为加固后土体的重度。
抵抗下滑力矩为:
M′= M1′+M2′(3)
式中:M1′为滑移圆弧线AB段(未加固区)的抗滑力矩,M1′=C u HD;M2′为滑移圆弧线BC段(加固区)的抗滑力矩,M2′=C ut D2(π/2);C u为加固前土体的粘结力;C ut为加固后土体的粘结力;H为上覆土体的高度;P为地面荷载;抗滑移安全系数K3=M1′/M≥1.5。
4、施工工艺流程
(1)素桩施工流程
定位→埋设护筒→钻机就位→泥浆制备→钻孔→清孔→灌注混凝土→孔的上部三七灰土回填。
(2)地面垂直双重管旋喷桩施工流程
旋喷桩施工流程见图4。
5、加固体强度及抗渗性检测
5.1地面检测方法
在喷射注浆完成4周后进行加固效果检查,分别在两个桩上,离桩芯分别为15 cm、30 cm和45cm的地方,进行全取芯钻孔,图5为取芯示意图。
5.2洞内检测方法
在加固完成约两周左右后进行加固效果检查。
(1)洞门加固效果检查
洞门加固效果检查内容:①加固体强度;②加固体整体性、均匀性;③加固体中地下水含量情况。
(2)检查方法
在洞门范围内钻9个水平孔,孔径8 cm,钻深为1 m,检查孔平面布置见图6。
①将深度位于隧道埋深处的两块岩芯送试验室进行压力测试,最后用水泥砂浆回填钻孔,试验室的抗压强度R c需达到2 MPa~3 MPa。
②观察岩芯,检查土体处理的连续性。
在加固体的强度达到要求以后,需对加固体的渗漏性进行检查,在竖井的每一个洞眼的范围内水平钻9孔,长度深入到加固体内0.5 m,孔径50 cm。
③测定9孔流水量的总和(测定之前,将9孔的水流分别用导管导入容器,以便于测量),要求9个孔的总出水量<30 L/h。
如果出水量超过限值,就要重新进行地面补浆加固。
6、结束语
盾构法洞门端头土体加固设计和施工必须认真研究地质条件和经济性等因素,寻求切实可行的加固方法,保证盾构始发/接收的安全。
本工程后续实践证明,6个端头所采取的端头土体加固效果良好,端头井和车站围护结构拆除后,没有出现涌水、涌泥及坍塌现象,盾构机的始发(出洞)及到达(进洞)过程也没有出现地下水及泥砂涌入的情况,加固达到了预期目标。