理论教育 盾构穿越河流湖泊的风险分析及保险解决方案

盾构穿越河流湖泊的风险分析及保险解决方案

时间:2023-09-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:拼装完成的隧道环脱开盾尾后,由于上部压载及自重无法抵抗地下水引起的浮力使隧道上浮。在浮力和地基回弹共同作用下,隧道上覆土产生隆起,若最大隆起值得不到有效控制,覆土层将被顶裂,产生透水裂缝,河水沿透水裂缝涌入盾尾将严重影响隧道和施工安全。

盾构穿越河流湖泊的风险分析及保险解决方案

1.盾构浅覆土施工风险分析

(1)冒顶、通透水流。为了减少线路的坡度,一般河底段覆土极浅。在浅覆土区域,在高水头压力情况下,大刀盘前方泥水平衡不容易建立,河水常从扰动土体的裂缝中经大刀盘开口及盾尾进入盾构机,造成盾构淹水。

(2)隧道上浮。水域下浅覆土中推进的盾构,上下受到的力不均衡,盾构姿态上扬,压坡困难,隧道上浮,轴线难以控制。拼装完成的隧道环脱开盾尾后,由于上部压载及自重无法抵抗地下水引起的浮力使隧道上浮。如果不采取相应的加固对策,极易引起隧道局部开裂、漏水。隧道穿越饱和土层,会受到水的浮力,当浮力超过隧道上覆土重量和隧道及隧道内设备自重时,隧道将上浮。在浮力和地基回弹共同作用下,隧道上覆土产生隆起,若最大隆起值得不到有效控制,覆土层将被顶裂,产生透水裂缝,河水沿透水裂缝涌入盾尾将严重影响隧道和施工安全。

(3)流砂、管涌。在砂土、砂质粉土等易液化土层中施工,由于盾构推进刀盘旋转切削挤压扰动,加上过高的水头压力(有时可到0.3~0.5 MPa),液化砂土随地下水沿盾尾和隧道接缝渗漏进入隧道内,如不及时采取措施,可能出现局部地基掏空、隧道下沉、螺栓断裂和隧道破坏。

2.盾构穿越驳岸及防汛墙施工风险分析

盾构穿越驳岸及防汛墙施工的主要风险为工程地质勘查不清、扰动防汛墙基础、盾构穿越引起防汛墙变形、施工期间突遇特大洪水。(www.daowen.com)

(1)扰动防汛墙基础

由于盾构直径非常大,推进时造成地下很大区域地层空洞,在管片拼装之前,由于过大沉降可能引起上面防汛墙基础扰动,甚至导致上面防汛墙沉陷。造成这些风险的原因主要有:①突遇软弱地层或地层空洞。软弱地层或地层空洞导致盾构“磕头”或沉陷,从而不能提供对上层土体的支撑。②当盾构由江底抬升时,可能在防汛墙影响范围内出现浅覆土,由于大直径盾构开挖导致大面积卸载,引起隧道地层隆起,盾构上浮,从而破坏上层防汛墙。

(2)盾构穿越引起防汛墙变形和开裂

超大直径盾构穿越地层时,由于没有及时加衬或者遇到不良地质会引起较大沉降或明显不均匀沉降,从而导致防汛墙变形和开裂,致使江水渗出甚至涌出,防汛墙承受潮水冲击力的能力下降,严重时可能因为超大高潮、暴雨而破坏江堤,酿成灾难。

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