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盾构近距离侧穿高铁桥墩施工

作者:未知

  【摘 要】随着我国经济的快速发展,城市轨道工程也有突飞猛进的进步,但施工过程中的技术问题依然存在。在对隧道进行施工时会对地表及周围的建筑物带来影响,所以科学合理地施工对隧道工程很有现实意义。
  【关键词】盾构隧道;高铁桥墩;土体加固
  引言
  近年来,随着我国经济的快速发展,城市轨道工程也有突飞猛进的进步。盾构法施工是城市轨道施工中较为常用的一种施工手段。
  1、背景
  杭海城际铁路工程第四标段,为全地下区间工程。设计起点里程为DK12+315.953,终点里程为右DK14+030.603,盾构区间单线长为646m,区间线路于右DK12+910.396~右DK12+928.432下穿沪杭高铁,盾构隧道外径为6.2m,埋深5.1m~5.6m。区间隧道下穿沪杭高铁段范围为桐海特大桥,受影响桩基为575号、576号、577号共3根桥桩,隧道距桥墩桩基最小水平净距约5.9m,要求桥梁变形不得大于1mm。
  该方案在保证施工质量的前提下争取经济效益最大化,优化施工组织,改进施工工艺,节约施工成本,保证了施工工期,开发新方法,且施工过程中使用场地小、没有大量的土方置换,降低了扬尘的范围。
  2、工艺原理
  首先施工对既有高铁桥梁的隔离桩,然后将两排隔离桩之间对盾构上下各3m范围土层进行注浆加固,待加固土体达到设计强度后盾构机进行下穿施工。
  3、施工工艺流程及施工要点
  3.1施工工艺流程
  施工准备→隔离桩施工→混凝土冠梁支撑施工→注浆加固施工→盾构掘进施工。
  3.2操作要点
  3.2.1 隔离桩施工
  首先对盾构隧道下穿沪杭高铁桐海特大桥前,在隧道与高铁桥梁桩基之间实施隔离桩防护措施,隔离桩采用?800@1000钻孔灌注桩,桩顶设置800x800冠梁。
  盾构隧道在隔离桩防护段掘进时,措施如下:
  1)盾构推进前,应充分掌握施工影响范围内的周边环境情况;
  2)建立完善的监控量测系统,及时定期进行监测;
  3.2.2注浆加固施工
  首先盾构下穿沪杭高铁前完成地基加固,地基加固采取地面钻杆后退式注浆工艺,加固范围为两排隔离桩之间对盾构上下各3m范围地层进行注浆加固,最外圈注浆浆液采用1:1水泥水玻璃双液浆,其余采用1:1水泥浆,采用42.5级普通硅酸盐水泥。
  3.2.3盾构掘进施工
  施工时保证推进的匀速性,做好施工监测,包括对桥墩的变形、沉降的监测,根据监测结果及时调整施工参数,施工前进一步核实既有建(构)筑物基础资料及与区间隧道相互关系。
  本区间始发端处于半径460m,纵坡28‰下坡的线路上,地层为4-1淤泥质黏土和5-1粉质黏土,盾构机在软土地层小半径大坡度始发是一个重难点,必须在施工过程中控制盾构机的各项参数,保证始发顺利。
  (1)下穿高铁分阶段施工
  盾构下穿高铁,分3个阶段:
  1)第一阶段为90~100环。
  此阶段位于高铁30m保护区范围内,但在盾构隔离保护加固区以外,埋深为6.0~6.2m,主要穿越地层为淤泥质黏土。
  2)第二阶段为100~143环
  本段为盾构穿越加固区段,埋深为6.2~6.4m,主要穿越地层为淤泥质黏土、粉质黏土,前期进行了土体加固。
  3)第三阶段为143~155环
  此阶段位于高铁30m保护区范围内,但在盾构隔离保护加固区以外,埋深为6.4~6.5m,主要穿越地层为粉质黏土。
  (2)盾构机姿态控制
  盾构姿态具体指盾构现态位置(指盾构切口、盾尾两中心的高程、平面、轴线、纵坡),与已建隧道管片的相对关系如何,总的要求使隧道管片轴线和盾构轴线夹角最小,高程、平面偏差最小,盾壳与管片四周的间隙均匀,盾构的姿态优劣对建后隧道质量关系极大,因此在施工中做到勤观察、及时纠偏调整、认真操作、掌握盾构的性能,將盾构轴线控制在所需的位置。保证隧道建成后各个方面都达到标准。
  初期掘进时轴线允许偏差:①水平偏差 -10~-15mm;②垂直偏差 -15~-20mm;③俯仰角 小于3mm/m;④水平偏角 小于3mm/m。
  (3) 掘进管片拼装
  1)施工过程中要严格管片选型程序(主要是封顶块点位的选择)以满足隧道线型为前提,保证管片拼装质量。严格注意盾尾间隙的变化进行适当调整。盾尾间隙标准值为75mm,在圆曲线段掘进时盾尾间隙变化较大,可将盾尾间隙保持在75±15mm范围内以防盾尾直接接触管片。
  2)管片安装必须从隧道底部开始,然后依次安装相邻块,最后安装封顶块。安装第一块管片时,用水平尺与上一环管片精确找平。
  3)安装邻接块时,为保证封顶块的安装净空,安装第5块管片时一定要测量两邻接块前后两端的距离(误差小于10mm),并保持两相邻块的内表面处在同一圆弧面上。
  4)封顶块安装前,对止水条进行润滑处理,安装时先搭接700mm径向推上,调整位置后缓慢纵向顶推插入。
  5)管片块安装到位后,应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片,其顶推力应大于稳定管片所需力,然后方可移开管片安装机。
  6)管片安装完后应及时整圆,并在管片脱离盾尾后对管片连接螺栓进行二次紧固。
  4、质量控制
  4.1施工时严格按照以下标准实施
  (1)《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446-2008)。
  (2)《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)。
  (3)《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》(GB50562-2011)。   4.2施工质量控制措施
  4.2.1隔离桩施工质量控制措施
  安装钻机前,底架应垫平,保持稳定,不得产生位移和沉陷。钻机顶端应用缆风绳对称拉紧,钻头中心与护筒中心偏差不得大于5cm;开孔的孔位必须准确,应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实;钻孔时,孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5~2.0m。在冲击钻进中取渣和停钻后,应及时向孔内补水或泥浆,保持孔内水头高度和泥浆比重及粘度;钻孔时,起、落钻头速度宜均匀,不得过猛或骤然变速,孔内出土不得堆积在钻孔周围。
  4.2.2注浆加固施工质量控制措施
  注浆施工中应通过现场试验对注浆参数及浆液配比作进一步试验调整,并在以后注浆施工过程中根据现场实际情况进行适当调整么以确保注浆效果;注浆过程中药采取相应的措施防止堵管;水泥浆液若发生沉淀、离析现象,应进行二次搅拌;施工过程中做好注浆施工的各种记录,及时了解注浆压力和流量变化情况并进行综合分析,判断注浆效果是否满足设计要求;当出现漏浆和冒浆时,则根据实际情况进行处理。
  4.2.3盾构掘进施工质量控制措施
  控制施工参数,保证盾构机的姿态,结合工程自身特点与质量管理工作需要,组建一支以项目经理为主,具有责任性强、有管理水平、有能力、施工经验丰富的资质合格的项目质量管理班子。
  5、安全措施
  5.1施工时严格按照以下标准实施
  《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2012)
  《建筑安装工人安全技术操作规程》
  《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)
  《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2012)
  5.2施工安全控制措施
  1)抓好現场管理,搞好文明施工,保持现场整洁。灯明、路平、无积水。
  2)生活区、砂浆站、加工场,要符合防水要求,切实做好防洪、防火、防中毒、防淹等工作,防止事故的发生。
  3)现场除应设置安全宣传标语牌外,危险地点悬挂危险标牌,夜间尤其是坑洞等还应设红灯示警。
  4)加强洞内通风,安设低噪音的通风机减少洞内的噪音污染。
  5)施工场地的料库、及龙门吊等,设置防雷、防静电设施。
  6)凡进入现场的人员,均要服从管理人员的指挥,遵守各项安全生产管理制度,正确使用个人防护用品。禁止穿拖鞋、高跟鞋和赤脚进入施工现场。
  7)管片等垂直吊运时,地面指挥确认井下无人站立和行走后,方可指挥司机进行运作,同时按下报警器,在隧道内有信号工指挥,示意有重物进入施工井口。
  8)作业人员严禁酒后作业,不准在孔内吸烟,不准带货源下井;
  9)作业人员,在施工前必须穿长筒绝缘鞋,头戴安全帽,腰系安全带,井下设置安全绳;
  10)用电必须分闸,孔配一个配电箱,严禁一闸多用,孔上电线电缆,必须架空,严禁拖地或埋压土中,孔内电缆、电线必须完好无损,并有防磨防潮防断等措施;
  11)如遇暴雨,为确保安全,停止施工。
  (作者单位:1浙江杭海城际铁路有限公司;
  2中铁隧道局集团有限公司市政工程公司)
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