盾构平衡始发施工技术的应用

来源:用户上传      作者:

　　摘要：盾构隧道技术已经在社会众多行业的建设中得到应用，盾构法以其独特的优势，得到了社会的青睐和广阔的市场前景，而在盾构施工中，盾构机的始发和到达所存在的风险较大，往往是决定整个盾构施工成败的关键。
　　关键词：盾构暗埋压力平衡始发
　　1、工程概况
　　广州市西江引水工程――输水管线―干线（佛山小塘立交段）盾构施工工程，盾构始发井位于广三高速的南侧，两个盾构接收井分别位于广茂铁路南侧和西二环东侧，全长约2.3km。本工程采用两台泥水盾构机进行掘进施工，隧道外径φ6000mm。
　　2、暗埋平衡始发原理
　　盾构暗埋始发是利用平衡始发的原理：在盾构机下井定位后采用砂、混凝土板及水对盾构机进行回填暗埋，以达到始发井内外水土压力平衡的目的。盾构始发时即可同步建立切口压力和运行环流系统，从而达到盾构带压始发的效果。在地质软弱、富含水的地层中采用暗埋始发技术，可避免在破除地下连续墙洞门时发生的漏水、涌砂及基坑周边地面沉降等风险，为盾构的安全始发施工提供了很好的有效保障。而盾构机传统的始发方式在洞门破除和盾构机出洞时均存在较大的风险。
　　3、盾构机始发前的准备
　　由于在盾构机回填暗埋始发施工中，钢托架和反力架等许多钢结构构件均难以回收利用，及不具备洞门连续墙凿除的条件，因此对盾构机暗埋始发进行了优化：
　　① 始发洞门范围内均采用玻璃纤维筋。在围护结构施工时，连续墙洞门范围7m×7m内的钢筋全部采用玻璃纤维筋来代替钢筋，盾构始发时可对玻璃纤维筋连续墙直接进行切削。
　　② 钢托架采用现浇C30素砼导台代替。根据盾构始发的姿态，导台设计为适合盾构始发要求的倾斜坡面，使得导台顶面的坡度与始发坡度一致，确保盾构机刀盘顶上连续墙时，盾构机的轴线与隧道设计中心线一致。
　　
　　导台与盾构主体的接触面为90°的圆弧面。为了防止导台面过于粗糙，在导台施工完成后，测量组工作人员再根据理论值进行高程的测量，并拉线控制导台面的坡度和弧度，以指导施工人员进行导台面的抹面施工。
　　③ 反力架采用砼墙在始发井主体结构施工时与主体结构同时施作，反力墙与主体结构锚固搭接。盾构机姿态符合管道中心线的坡度后，为使反力墙和第一环管片连接更加紧密，反力墙在施工时有一倾斜角度。同时，在反力墙与第一环管片连接位置预埋外径6000mm、内径5400mm的环形钢环，钢环中焊接净空为0.2m×0.2m×0.12m的钢箱用于穿短螺栓连接管片和反力墙。
　　
　　为确保始发推力加大反力墙的可靠、稳固性，防止盾构始发时反力墙的受力过大，除了反力墙上部第二道支撑和腰梁预留钢筋的锚固连接外，还在反力墙的两侧各增加一道Φ800mm的钢管支撑，作用在反力墙的中部位置。
　　
　　4、盾构机暗埋回填
　　盾构机拼装负环碰壁后，对盾构工作井范围进行回填施工。先回填砂，回填高度至盾构机顶部约1m，然后浇注一层C20的素混凝土，厚度约为70cm，再素混凝土板的上方回填水，以达到基坑内外的水土压力平衡。此时盾构机即可建立切口水压，直接始发掘进。
　　5、对比
　　常轨始发与暗埋平衡始发对比表
　　 托架、反力架 环板、止水布帘 洞门凿除 负环拆除 风险
　　常规始发 需要 需要 需要 需要 较大
　　暗埋始发 砼预制 不需要 不需要 不需要 较小
　　通过以上分析可以发现，本技术相比常规施工技术有很大的改进，在节能减排方面做得也是非常出色的，无需端头加固及洞门凿除两项内容在节能减排贡献十分突出，不管是人力、设备及材料都得到了节约，同时避免施工对环境的污染及噪音对周边居民的影响。
　　6、结束语
　　本次暗埋平衡始发施工顺利完成，该施工技术是盾构施工领域一次重大突破，为今后的盾构始发甚至是盾构到达均积累了丰富、宝贵的经验。注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-594905.htm