成都砂卵石地层施工技术总结(2)

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时准确的确定盾构机的掘进参数,盾构机掘进参数确定的得 当与否直接关系到盾构施工的进度和质量。
盾构机掘进参数主要是指 ①盾构机刀盘转速及扭矩; ②推进油缸总推力、各组行程差及推进速度; ③螺旋输送机转速、扭矩; ④铰接油缸各组行程差及其调整; ⑤土仓压力的设定; ⑥泡沫剂各参数的调整; ⑦盾尾油脂工作方式的选择; ⑧注浆量及地表沉降的控制等。
杰夫莱F与水1:1反应时间20-30秒
设备型号3ZBQS-12/20,消耗气量0.6m3/min,输出压力20MPPa,出料流量 12L/min,设备重量120kg,北京瑞琪米诺桦合成材料有限公司制造。
四、复合地层处理措施
中国中铁隧道集团
四、复合地层处理措施
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四、复合地层处理措施
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4.3、四号线砂卵石掘进困难
四、清成区间砂卵石地层处理措施 中国中铁隧道集团
• 4.3.1 情况说明 • 清~成区间右线于2013年8月30日始发,截止
2013年10月8日,仅掘进120环(共 181.24 m ) • 掘进出渣卵石含量多、粒径大,卵石含量在85% 以上,粒径普遍在20cm×35cm,最大长56cm 。推力增大、扭矩增大,速度明显降低,盾构推 进困难,出渣不易控制。
(4)确保管片质量和盾尾间隙
四、小半径曲线掘进 4.1.2管理基准:
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定为最大允许偏差的60%,及达到上限时 必须纠偏。
具体项目如下:
水平和高程均为±30mm
趋势大于1%。
盾尾间隙过小,小于50mm
四、小半径曲线掘进
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4.1.3小半径曲线难点分析
(1)掘进时隧道轴线控制难度大、纠偏困难 (2)管片容易在水平力作用下发生较大的位移,造成管片错台现象 (3)管片之间易发生错台。管片易产生开裂和破损,严重者漏水
掘进地段参数 FER泡沫发泡率 FIR泡沫注入率
泡沫剂比例 钠基膨润土
砂卵石地层正常掘进段 1:15 1:25 4%
4~6m3/环
三、掘进参数选择
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3.7盾尾密封油脂系统工作模式的选择
盾构施工中盾尾密封油脂均匀地压注在盾尾刷内,阻止浆 液及土层中的泥水渗漏到盾构主机内,起到了密封和防止 地层中水土流失的作用。正常掘进状态下一般采取自动工 作模式,在砂卵石地层中泵送时间间隔一般为1~2秒,特殊 情况下需要一直采用手动工作模式,重点选择注入油脂。
































四、复合地层处理措施
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4.2.1 隧道内加固 (1)隧道内通过超前注浆孔,利用风钻打设6根7.5m左右的自 进式中空锚杆,注化学材料,对刀盘前方土体进行加固,加固 后常压进仓,对仓内进行清理,然后再回复掘进。
1.23 0.65
掘进地段参数 刀盘转速(rpm)
扭矩(bar)
砂卵石地层正常掘进段 1.2~1.6 90~150
三、掘进参数选择
3.2推进油缸总推力、推进速度及各组行程差
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掘进地段参数
砂卵石地层正常掘进段
推进速度(mm/min)
50~60
总推力(t)
1200~1400
三、掘进参数选择
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• (3)地表沉降监测分析
• 根据地表沉降监测情况,此段地层脱出盾尾后地表沉降反 应速率比较快,6个小时就可以反应到地面,
四、清成区间砂卵石地层处理措施
掘进地段参数 砂卵石地层正常掘进段
上部土仓压力(bar)
0.9~1.2
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三、掘进参数选择
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3.6泡沫系统各参数的调整 盾构施工中可以根据需要采用不同的工作模式(自动模式、 半自动模式、手动模式)来进行调节,也可以通过更改上 述参数来进行调节 在砂卵石地层的掘进中,泡沫系统具体参数详见表6。
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四、施工过程中遇到的问题及采取措施
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4.1 小半径曲线掘进控制
四、小半径曲线掘进
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4.1.1纠偏原则:
(1)偏离量增加之前及早修正(进入曲线前提前拼装转弯 环进行调整,姿态的控制等)
(2)勤纠、量小(一般每环控制在5mm左右)。
(3)遵循偏离量的管理值和允许值
三、掘进参数选择
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3.8注浆量及地表沉降的控制
地表沉降主要从以下几个方面来控制:
(1)土仓压力P
采取公式计算和盾构埋深、所在位置的土层状况以及监测
数据进行不断的调整才能达到最佳。
(2)每环的出土量Q D2L
6.28 2 1.5 1.35
每一环的理论出土量为: 4 =
4
=62.69m3,
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二、盾构选型
二、盾构机选型
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本标段采用2台盾构掘进,即9#、10#盾构。9#盾构 为海瑞克土压平衡盾构S401;10#盾构为罗瓦特土压 平衡盾构L246。
二、盾构机选型
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刀盘形式 刀盘开口率 刀具布置 主轴承直径 出渣方式 螺旋输送机直径 螺旋输送机最大输出粒径 整机功率 盾构推进力 最大推进速度 整机重量
其中D为管片外径,L为管片宽度,K为出渣的松散系数。
在实际施工过程中盾构机推进每环的出土量控制在
95%~100%之间是比较理想的,结合渣土重量双控。
(3)每环的注降量q及注降压力p
以理论计算为依据结合实际施工情况,严格控制每一环的
注浆量和注浆压力。
三、掘进参数选择
盾尾
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盾尾注浆管 浆液注 入范围
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成都地铁4号线一期工程土建4标
盾构砂卵石地层综合施工技术
中铁隧道集团有限公司 成都地铁4号线一期工程土建4标项目经理部
二0一四年七月
汇报内容 一、工程概况 二、盾构选型
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三、掘进参数选择
四、施工过程中遇到的问题及采取措施 五、施工组织管理 六、总结
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四、复合地层处理措施
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盾构机于2009年 11月5日自春熙路站始发后即进入春熙路 商业区,周围建筑密集;联升巷为步行街,街道狭窄。人流量 非常拥挤。
四、复合地层处理措施
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穿越正熙大厦及联升巷段,隧道范围内,上部松散卵石,下 部泥岩,属于上软下硬地层。









分为全断面砂卵石地层,
文本 区间内不良地质为液化
砂土和粉土,特殊性岩
22%
43%中密 卵石土
土为人工填土。
32%密实卵石层
32%
密实卵石层 中密卵石层 松散卵石层 砂层
文本 沿线地下水主要接
受大气降水及地下水侧
向径流补给。
43%中密卵石层 43%
一、工程概况
3、工程特点、重难点
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区间地质条件复杂,卵石多、粒径大、之间角质层为细砂没有稳 定性,且二环路高架桥施工,区间管线改迁后复杂,另桩基施工 及管线改迁对地层进行扰动,盾构在该条件下施工,盾构滞后沉 降控制难度大。
盾构掘进刀盘参数
三、掘进参数选择
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3.1盾构机刀盘转速及扭矩 盾构机刀盘转速及扭矩在不同的地质条件不同的施工阶
段所取的参数也随之改变。在盾构机掘进通过砂卵石地层时, 为了防止地面塌陷、保持土体的强度及自稳性,在掘进时刀 盘转速就不易过高,如果转速过高刀盘跳变时对泵的反冲力 较大,同时也加大了刀盘、刀具的磨损。为此在不同掘进地 段合理选择刀盘参数就显得特别重要,在砂卵石地层中刀盘 参数见下表1。
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1:1和水反应
和砂卵石混合
四、复合地层处理措施
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杰夫莱F加固效果 开仓后发现刀盘前方结泥饼
四、复合地层处理措施
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4.2.3注浆施工过程控制 ①注水溶性聚氨酯施工过程控制重点:一是管路不能有水,需 要用松香水或丙酮先清洗;二是机器降温,注浆时间长机器起 热,造成化学浆液凝固,管路堵塞;三是注浆压力,压力不易 太高,要让聚氨酯有充足的时间反应,自动扩散。 ②注杰夫莱F(A/B液)过程控制重点:此化学浆液凝结速度更 快,对施工要求更严格。一是准备工作要充分,注浆管路必须 用水疏通,保证畅通,注浆变节头,必须加工好;二是管路密 封(锚杆连接头用生胶带绑缠再连接,变节头焊接密实等), 注杰夫莱F(A/B液)是通过气动注浆泵进行泵送,必须保证密 封,若有接头密封不好漏水,就会立即造成漏浆,浆液泵送不 入地层,管子中水和化学浆液就会反应,造成管子作废。
四、复合地层处理措施
4.2.2注浆施工 (1)注水溶性聚氨酯
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水溶性聚氨酯和水反应,和卵石结合
四、复合地层处理措施
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SNS-10/6化学注浆泵
四、复合地层处理措施
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聚氨酯加固效果
开仓后刀具情况
四、复合地层处理措施
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(2)注杰夫莱F化学材料
一、工程概况
一、工程概况
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1、工程简介 成都地铁4号线一期工程土建4标【苏坡立交站~清江路口站~成温立交
站~草堂路站】区间隧道起于苏坡立交站东端,止于草堂路站西端。如图1所 示。
一、工程概况
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2、水文、地质概
3%砂层
况 隧道穿越地层2大2%部松散卵石层
成都地铁4号线一期工程土建4标盾构区间通过地层地质饼图 3%
四、清成区间砂卵石地层处理措施
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出渣照片
四、清成区间砂卵石地层处理措施
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出渣照片
四、清成区间砂卵石地层处理措施
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出渣卵石照片
四、清成区间砂卵石地层处理措施
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开仓清理
四、清成区间砂卵石地层处理措施
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开仓清理
四、清成区间砂卵石地层处理措施
四、小半径曲线掘进
④在管片偏移的方向额外 进行注浆,达到一定的压 力以抵抗管片的偏移。待 浆液凝固后,则管片位置 基本已经确定下来了。 ⑤注浆的位置选择2点和3 点手孔为宜(左转弯), 这样不但可以抵抗管片水 平偏移,还可以抵抗管片 的上浮如下图
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4.2、二号线复合地层处理措施
3.3螺旋输送机转速、扭矩 螺旋输送机转速与盾构机的掘进速度、刀盘土仓压力等密
切相关。在砂卵石地层中,螺旋机参数具体见表3。
掘进地段参数
砂卵石地层正常掘进段
转速(rpm)
4~10
扭矩(bar)
源自文库80~180
三、掘进参数选择
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3.4铰接油缸各组行程差及调整 正常掘进直线段盾构机铰接油缸各组的行程差一般应控
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• 4.3.2 原因分析
• (1)根据土仓压力及刀盘扭矩变化比较(掘进过程中土压 突然增高,刀盘扭矩变化大、频繁),判断地层有垮塌现 象;根据出渣情况反映渣土卵石含量大、粒径大,地层比 较松散,极不稳定
• (2)出渣重量对比分析
• 通过对出渣重量比较,正常情况掘进每环56方渣土重量在 125T左右,在此段掘进时,同样56方渣重在133T左右, 渣土中卵石含量要多,且粒径大。
15°
2.25
4,56
7.5 5.25 2.75
超前注浆管 自进式中空注浆锚杆
超前注浆纵断面图示意图
四、复合地层处理措施
加固前水大
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加固前经测试水压在0.6bar,相当于6m水压
四、复合地层处理措施
加固前水大
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四、复合地层处理措施
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YT28型气腿式凿岩机(俗称:风钻)
四、小半径曲线掘进
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四、小半径曲线掘进 4.1.3解决措施
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①合理利用盾尾交接油缸,环节盾构曲线调整;
②掌握好左右两侧油缸的推力差,尽量地减小整体推力 ,实现慢速急转;
③进入缓和曲线段时,将盾构机姿态往曲线内侧(靠圆 心侧)偏移15~20cm,形成反向预偏移,这样可以抵消之 后管片的往曲线外侧(背圆心侧)的偏移。
盾构机技术参数
面板式 26%-35% 中心双刃滚刀+单刃滚刀+宽刮刀+周边刮刀 3m 螺旋输送机(轴式)+皮带 700-800mm 240-290mm 2000KVA 34210kn 80mm/min 5200kn.
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三、掘进参数选择
三、掘进参数选择
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盾构施工的关键就是如何根据盾构机掘进的地质条件及
制在20mm以内,在350m半径曲线上一般控制在60mm以内, 见表4。当铰接油缸行程差超出范围时,及时通过安装转弯环 (调节安装点位)或调节盾构机掘进姿态来进行调整。
掘进地段参数
砂卵石地层正常掘进段(半径段)
铰接油缸行程差(mm)
≤60
三、掘进参数选择
3.5土仓压力的设定
盾构机在掘进施工中土仓压力 的设定值,应根据盾构埋深、 所在位置的土层状况以及监测 数据进行不断的调整才能达到 最佳,在本段砂卵石地层中掘 进中土仓压力详见表5
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