盾构法施工始发与接收技术,包括:洞口土体加固技术、盾构始发技术和盾构接收技术。
一、洞口土体加固技术
(一)洞口土体加固必要性
1.始发和接收时均需首先拆除洞口围护结构。
2.由于拆除洞口围护结构会导致洞口土体失稳、地下水涌入,且盾构始发后和接收前的一段距离内难以建立起土压或泥水压,因此拆除洞口围护结构前必须对洞口土体进行加固。
(二)洞口土体加固目的
1.拆除洞口围护结构时,确保洞口土体稳定,防止地下水流入。
2.盾构掘进通过加固区域时,防止盾构周围的地下水及土砂流入工作井。
3.拆除洞口围护结构及盾构掘进通过加固区域时,防止地层变形影响周边建(构)筑物及地下管线。
(四)加固方法
常用加固方法主要有:注浆法、高压喷射搅拌法和冻结法。
二、盾构始发施工技术
盾构始发划分为:洞口土体加固段掘进、初始掘进两个阶段。
(二)始发段长度的确定
始发段长度有两个决定因素:一是衬砌与周围地层的摩擦阻力,二是后续台车长度。
(三)洞口土体加固段掘进技术要点
1.安装盾构基座和反力架时尺寸、位置准确,要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。
2.盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑要有足够的刚度,保证负载变形后满足盾构掘进方向要求。
3.安装临时管片时,必须保证其椭圆度,并防止其受力后旋转、径向位移与开口部位变形。
4.拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果,必要时进行补注浆加固。
5.由于拼装最后一环临时管片前,盾构上部千斤顶一般不能使用,因此从盾构进入土层到通过土体加固段前,要慢速掘进,以便减小千斤顶推力,使盾构方向容易控制;盾构到达洞口土体加固段中间部位时,逐渐提高土压仓(泥水仓)设定压力,出加固段达到预定的设定值。
6.盾尾入洞后拼装最后一环临时管片,并在安装上部轴向支撑,使随后掘进时全部千斤顶都可使用。
7.盾尾进入洞口后,将洞口密封与封闭环管片贴紧,以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。
(四)初始掘进的主要任务
初始掘进的主要任务:收集盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等)及地层变形量测量数据,判断土压(泥水压)、注浆量、注浆压力等设定值是否适当,并通过测量盾构与衬砌的位置,及早把握盾构掘进方向控制特性,为正常掘进控制提供依据。因此,初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。
三、盾构接收施工技术要点
(一)盾构暂停掘进,准确测量盾构机坐标位置与姿态,确认与隧道设计中心线的偏差值。
(二)根据测量结果制订到达掘进方案。
(三)继续掘进时,及时测量盾构机坐标位置与姿态,并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。
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