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土壓平衡盾構機過富水砂層施工技術

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土壓平衡盾構機過富水砂層施工技術
摘要:結合廣佛線8標施工實例,對土壓平衡盾構機透過富水砂層施工技術進行了闡述。
關鍵詞:土壓平衡盾構機 富水砂層 施工技術
        1工程概況
        珠江三角洲城際快速軌道廣州至佛山段土建施工項目盾構工程隧道雙線總長爲4829.205m,盾構隧道要在砂層中穿過,地面爲桂城交通要道桂瀾路,隧道埋深7.8~14.3米。砂層爲良好的富水和透水地層,飽含地下水,滲透係數爲8.62~29.11m/d。
        2 技術特點
        土壓平衡式盾構又稱削土密封式或泥土加壓式盾構。適用於含水的軟土、軟巖、硬巖及混合地層的隧道掘進。掘進施工可採用土壓平衡、氣壓平衡和敞開三種模式。掘進操作可自動控制、也可半自動控制或手動控制。盾構機配備了自動導向系統, 可控制和穩定掘進方向, 具有靈活轉向糾偏能力。盾構刀盤結構能滿足不同地層的掘進速度要求。盾構配備了同步注漿系統, 對控制隧道周圍土體沉陷及建築物保護非常有利。盾構配備了泡沫及膨潤土注入系統, 有利於碴土改良。配備了壓縮空氣系統, 有利於防止工作面的滲水及控制地表沉降。
        3 掘進施工技術
  盾構機在富水砂層施工時,容易引起地層沉降大、隧道噴涌、盾構姿態難控制等問題。針對這些問題,主要的施工技術有: 
  ①採用土壓平衡模式掘進,進行開挖面穩定,設定合理的掘進參數,控制盾構機姿態,控制土壓力以穩定開作面,控制地表沉降,將施工對地層的.影響減到最小。
        掘進過程土倉頂部壓力控制在1.0bar,掘進速度控制在30mm/min以上,出土量不得大於50立方米;盾構機姿態保持向上,趨勢控制在範圍±4。掘進的過程必須儘可能的快,中間儘量減少停滯時間。在掘進接近1600mm時根據土倉頂部壓力減少或不出土,以使掘進至1800mm時土倉頂部壓力達到2.0bar~3.0bar範圍。
  ②盾構掘進過程中向土倉內及刀盤面注入泡沫等添加材料, 改善渣土性能, 提高渣土的流動性和止水性, 防止涌水流砂和發生噴涌現象, 並利於螺旋輸送機排土。
  富水砂層中掘進可適量往土倉加入發泡劑,但必須根據實際情況嚴格控制發泡劑配比及加入量。
  出現噴涌的解決措施:
  Ⅰ 關閉出土閘門,關掉螺旋機,在頂部土壓不超限的情況下繼續往前掘進,使土倉基本滿土後(此時刀盤油壓較高,扭矩較大)停止;然後稍開出土閘門,不啓動螺旋機,讓土壓把砂土擠出,待砂土擠出速度較慢甚至不自動流出時再啓動刀盤往前掘進。