理论教育 地铁盾构选择与施工在成都特殊地质条件下的关键技术

地铁盾构选择与施工在成都特殊地质条件下的关键技术

时间:2023-09-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:成都地铁6号线土建3标段前期刀盘卡停现象发生频繁,耽误工期,造成了较大的经济损失。在分析发生卡停原因以及总结大量经验的基础上,施工单位提出了刀盘卡停的防控措施,在采用该方法后,刀盘卡停现象得到有效控制,取得了良好的效果。处理完成后应加强刀盘卡停位置的滞后沉降监测。

地铁盾构选择与施工在成都特殊地质条件下的关键技术

成都地铁6号线土建3标段前期刀盘卡停现象发生频繁,耽误工期,造成了较大的经济损失。在分析发生卡停原因以及总结大量经验的基础上,施工单位提出了刀盘卡停的防控措施,在采用该方法后,刀盘卡停现象得到有效控制,取得了良好的效果。

1)预防措施

为预防在大粒径砂卵石地层中盾构施工出现刀盘卡停现象,在日常施工过程中应做好以下措施:

①在每环掘进完成前100 mm开始逐步降低刀盘扭矩,减小推进速度和刀盘贯入度,在砂卵石地层中盾构机的正常推进速度应为55~75 mm/min,在停机前应逐渐减小盾构机推力,降低推进速度和刀盘贯入度,停机前推进速度应在15 mm/min左右保持30 s以上。

②停机前减小推进速度的同时减小螺旋输送机转速,保证螺旋输送机转速与掘进速度匹配,停机前螺旋输送机转速应控制在1 r/min左右。

③停机之前刀盘扭矩降低至2 000 kN·m以下。

④长时间停机之前应在土舱内注入高浓度膨润土,保证土舱压力在0.15 MPa以上,预计停机时间超过24 h,应采取膨润土置换一部分渣土,同时在停机过程中发现土压降低后应及时注入膨润土保压。

⑤停机复推开始时逐渐打开螺旋输送机闸门,同时转动螺旋输送,逐渐排出螺旋输送机内的积水和积渣,尽量防止螺旋输送机喷涌和卡停。

2)解决措施

当出现刀盘卡停问题时,可以通过以下措施进行解决:(www.daowen.com)

①刀盘出现卡停后应尽快尝试脱困,因停机后土舱内渣土改良效果将逐渐消失且刀盘周边土体也会发生坍塌,对刀盘脱困十分不利。

②刀盘卡停后应立即开始正反转刀盘,如果正反转刀盘转速是递增趋势,则可以继续此方法,应根据每次正反转刀盘的转速来决定该方法的可行性。

③如果正反转刀盘无法正常进行,则采用缩油缸方法,为了保证前一环管片不变形从而保证管片质量,可以选择性压缩油缸,来降低刀盘与掌子面的压力,然后继续正反转刀盘直到正常。

④采用油缸全部缩回的方法,再次降低掌子面的压力,继续正反转刀盘。此时需注意,盾构机在全部推进油缸收回后会因掌子面土压力而发生退后现象,退后量不应大于5 cm。

⑤出渣,土舱的总容积27 m3,在正常推进的情况下土舱里面的渣土占土舱总容积的3/5,也就是在16 m3左右,出渣之前所有油缸必须全部顶上,防止掌子面的土涌入土舱。然后开始高速出渣,同时转动刀盘,如果此法没有效果,则停止正反转刀盘,继续出渣,出渣量控制在10 m3左右,出渣结束后,所有油缸收回,继续正反转刀盘。

⑥保压置换,所有油缸顶在管片上并保持推进油缸压力在3.5 MPa以上,注入高浓度的膨润土,待土压达到预计值时,进行膨润土与渣土的置换,其间要求膨润土的黏度必须达到45 s以上,尽量排出大粒径卵石,注入膨润土保压的同时一定要注意出渣情况,如发现螺旋输送机有膨润土排出则立即停止出土,并开始正反转刀盘。

⑦膨润土泡舱,当保压置换仍然无法转动刀盘时则往土舱内注入高浓度膨润土,土舱压力达到0.15 MPa时停止注入,泡舱8~12 h后重新启动刀盘,若多次泡舱无效则考虑开舱取石措施。

⑧刀盘脱困后应继续推进一段距离后及时进行地面打孔,查找因脱困超方造成的地层空洞,发现空洞后应先回填再推进。为防止回填混凝土进入土舱,包裹盾体,回填下部应采用细沙,上部采用混凝土。待回填混凝土初凝后再次打孔埋入袖阀管进行注浆,回填因混凝土收缩引起的地层间隙。处理完成后应加强刀盘卡停位置的滞后沉降监测。

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