第5章 盾构到达接收
5.1盾构机进洞前掘进技术措施
为降低施工风险,以保证盾构机顺利、安全的接收,针对到达端的地质状况,在盾构机进洞前拟定以下盾构掘进技术措施。 5.1.1测量控制
(1)接收井测点复核
对接收车站内的导线点进行复核,并经业主测量队复测合格后才能使用。 (2)洞门钢环的复测
测量组根据实际情况对接收洞门钢环进行实测,判断洞门的变形情况。 (3)联系测量
在盾构机距接收端头150~200m处进行对地面控制网、联系测量、洞内延伸导线及水准路线进行复测,以复测地面控制网平差结果为准,对接收洞门进行复测,确定盾构机贯通姿态控制数据,确保盾构机的姿态准确。
(4)管片姿态测量
在最后100环加强管片姿态的监测频率,并及时告知土建工程师,以便及时做出判断,保证盾构机显示屏上的姿态更接近实际管片姿态。
(5)沉降监测
到达前,加强地面沉降监测和隧道内的拱顶沉降,及时汇报到领导并告知土建工程师和盾构机司机,以便控制好土仓压力和同步注浆量,发现问题及时处理。 5.1.2洞内施工控制
(1)控制好盾尾间隙和盾构机姿态
土建工程师应加强与盾构机司机及拼装手的沟通,要求土建在推进结束后拼装管片前和拼装管片后测量2次盾尾间隙,及时告诉司机,以便控制好盾尾间隙和盾构机姿态。
(2)地层变化
土建工程师应加强出土情况的观察,发现地层变化应及时上报。 (3)盾构机姿态和盾尾间隙
做好铰接千斤顶的行程控制,避免千斤顶出现最大和最小行程的极限状态。同时注意盾尾间隙的控制,尽量保持盾尾间隙均匀。
(4)同步注浆
同步注浆应尽量饱满,在开超挖刀状态下,同步注浆量约在4.5m3,要求土建工程师尽量保证盾尾间隙均匀,确保同步注浆饱满。
(5)螺栓复紧
24
特别在最后30环时,工人应及时加强拧紧螺栓,并及时复紧螺栓。 (6)管片拉结
管片拉结片采用整体式的,及时加上木楔子,确保拉结的稳固。 (7)聚氨酯注入及洞门钢圈内注浆
在接收过程中可通过聚氨酯孔观察外围土体情况,当打通聚氨酯孔没水时不需采取以下措施,否则按以下措施处理,在中盾聚氨酯孔位进入加固体1m的位置处,第一次注入聚氨酯进行封水,此处可采用水溶性聚氨酯,注入量约在0.5t;在中盾聚氨酯孔位进入加固体2m的位置处,第二次注入聚氨酯进行封水,此处可采用水溶性聚氨酯,注入量约在0.5t;在刀盘顶出帘布,中盾还在洞门密封帘布内时,第三次注入聚氨酯进行封水,此处可采用油溶性聚氨酯,注入量约在0.5t;当盾构机出帘布后,可利用洞门钢圈内预埋的5根注浆管对出洞管片进行注浆封水,也可弥补同步注浆不足的缺点。通过以上4次封水,可有效的将洞内和隧道底部来水封死。
(8)二次注浆
二次注浆在距盾尾后9环处可进行打环箍封水,连续3环进行双液浆注浆封环,点位互相错开,形成一个统一体,即封堵后部来水,又加强隧道结构的自稳性。
(9)零环拼装
在掘进至最后50环时,根据时实测管片里程,计算得最后一环管片外凸量,确定是否还要继续拼装一环。
(10)盾尾油脂:
在接收段,可根据实际情况,选用强度较高,粘性较好的油脂,减少盾尾漏浆或漏水漏砂的可能。
(11)调整同步注浆配合比
在拼装的管片进入加固范围后,同步注浆浆液可适当进行调整,适当增加水泥量,并加入一定量的膨润土,对周边的土体进行部分改良。 5.1.3洞外施工控制
(1)冻结加固
通过测温孔计算,确定冻结帷幕交圈、冻结壁与槽壁完全胶结,并达到设计强度、厚度后,探孔观测无泥水流出,且探孔内温度在0℃以下已结冰,经过四方验收合格后方可拔出冻结管,破槽壁盾构机接收。详见3.4节。
(2)钢环侵限处理
根据洞门钢环的实测变形情况,模拟盾构机与钢环的位置关系,确定钢环是否侵限,确保盾构机顺利出洞。
(3)围护结构的凿除
根据盾构的掘进速度,在盾构机到达接收井还有7天的时间时,开始车站围护结构
25
的凿除,分两次凿除完毕。
(4)应急物资准备
在接收车站端头底板准备好沙袋、棉纱、水泵、水管、方木、风镐、双快水泥、聚氨脂等应急材料和工具,以防洞门出现涌水、涌砂。地面准备好双液注浆机及连接管、3t水泥和1t玻璃水。
(5)照明设施
安装好接收端头底板内的照明设施,做好照明应急设施。 5.1.4设备检修方面
全面检修盾构机及附属设备,以及后配套系统,对盾构机及后配套存在的一些问题彻底解决,为盾构机接收做好准备。其中包括:
(1)驱动动力系统、EP0和油脂泵系统,如电机、液压马达、高压油管,EP0泵等。 (2)电气控制系统中的电磁阀、接触器以及传感器。
(3)注浆系统,检修注浆泵、清通注浆管路,使之保持畅通。 (4)渣土改良装置,检修泡沫泵、水泵,清通管路,使之保持畅通。
(5)运输系统,含螺旋机、皮带机、水平运输系统和垂直运输系统,尤其是电瓶车,必须保证刹车系统正常工作,运输过程中容易掉道的地方加强轨道养护,电瓶车上备用2台千斤顶、撬杠、钢丝绳等专用工具。加强龙门吊的保养,确保垂直运输系统的正常运转,挖掘机和装载机应加强日常的保养工作。
(6)拌合站:含水泥系统、膨润土系统、中板搅浆系统,确保接收时设备的完好性和功效性。
(7)盾尾排水设备的检查,并预备一台泥浆泵。
(8)气压设备按照0.3Mpa压力进行保压试验,对气压设备的气密性进行全面检查。 (9)检查铰接密封、盾尾密封,保证各部位具有良好的密封性能。 (10)检查中盾聚氨酯注入孔是否畅通,确保在使用时注入孔的正常使用。 (11)对经常出现问题的小配件,库房应配备齐全,如:拼装机上的油管,单、双轨梁的保险管、盾尾内的污水泵等等。
(12)小型机具和专用物资
现场备用施工中常用的专用工具和专用物资,如单液注浆泵、双液注浆泵、聚氨酯泵、注聚氨酯管路、快速接头、管钳、临时照明灯具等等。
5.2火车东站到达接收施工
5.2.1盾构到达施工流程
盾构机到达施工是指从盾构机到达下一站接收井之前50m到盾构机贯通区间隧道进入车站接收井被推上盾构接收基座的整个施工过程。其工作内容包括:盾构机定位及
26
接收洞门位置复核测量、地层加固、洞门处理、安装洞门圈密封设备、安装接收基座等,到达施工流程盾构到达施工流程图如图5-1所示。
5.2.2盾构到达的准备工作
1、盾构机定位及接收洞门位置复核测量
在盾构推进至盾构到达范围时,对盾构机的位置进行准确的测量,明确成洞隧道中心轴线与隧道设计中心轴线的关系,同时应对接收洞门位置进行复核测量,确定盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划。在考虑盾构机的贯通姿态时注意两点:一是盾构机贯通时的中心轴线与隧道设计轴线的偏差,二是接收洞门位置的偏差。综合这些因素在隧道设计中心轴线的基础上进行适当调整。纠偏要逐步完成,每一环纠偏量不能过大。
洞门部分凿除洞门密封的安装接收托架的安装与固定掘进参数的调整到达段的掘进洞门剩余部分凿除碴土的清理掘进方向的控制贯通后步上接收托架图5-1 盾构到达施工流程图
2、进洞段的土体加固
到达前完成端头冷冻加固,并检查加固效果满足盾构机到站掘进要求。 3、洞门破除
在盾构机到达前一星期,对洞门进行第一次破除,破除的方法与工艺见洞门破除及始发设施的安装内容。
待盾构机进入加固范围时快速将洞门围护结构剩余部分破除,确保钢筋割除干净。 4、洞门圈的安装
为防止盾构机进洞时推出的碴土损坏帘布橡胶板,洞门防水装置在洞门第一次破除,碴土被完全清理干净后安装。安装方法同于始发洞门。
5、接收基座的安装
接收基座的中心轴线应与隧道设计轴线一致,同时还需要兼顾盾构机出洞姿态。接收基座的轨面标高除适应于线路情况外,适当降低20mm,以便盾构机顺利上托架。要特别注意对接收基座的加固,尤其是纵向的加固,保证盾构机能顺利到达接收基座上。
27
5.2.3盾构到达施工
1、根据盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划进行推进,纠偏要逐步完成,每一环纠偏量不能过大。
2、在盾构机距离端头墙50米时, 选择合理的掘进参数,逐渐放慢掘进速度,控制在20mm/min以下,推力逐渐降低,缓慢均匀地切削洞口土体,以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌。盾构机到站示意图5-2。
3、盾构进入到达段后,加强地表沉降监测,及时反馈信息以指导盾构机掘进。 4、盾构机刀盘距离贯通里程小于10m时,在掘进过程中,专人负责观测出洞洞口的变化情况,始终保持与盾构机司机联系,及时调整掘进参数。
端头加固体吊出井中板A洞门破除体接收托架盾构机吊出井围护墙(1)到站之前管片(2)到站时
图5-2 盾构机到站示意图
5、在拼装的管片进入加固范围后,浆液改为快硬性浆液,提前在加固范围内将泥水堵住在加固区外。
6、当管片最后一环管片拼装完成后,通过管片的二次注浆孔,注入双液浆进行封堵。注浆的过程中要密切关注洞门的情况,一旦发现有漏浆的现象立即停止注浆并进行处理。
7、当盾构前体盾壳被推出洞门时通过压板卡环上的钢丝绳调整折叶压板使其尽量压紧帘布橡胶板,以防止洞门泥土及浆液漏出。在管片拖出盾尾时再次拉紧钢丝绳,使压板能压紧橡胶帘布,让帘布一直发挥密封作用。其示意图如图5-3所示。
8、由于盾构到站时推力较小,致洞门附近的管片环与环之间连接不够紧密,因此作好后20环管片的螺栓紧固和复紧工作。并用槽钢沿隧道纵向拉紧后20环管片,使后
28