花岗岩地层盾构施工 PPT

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虽然经过泥膜处理和带压作业，在盾构机带压换刀过程 尽管宿舍楼的沉降没有加大，但刀盘前残积土逐渐剥落， 空洞还是逐渐加大，最后形成了较大的空洞。
约 3m
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源自文库
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空洞
3~4m
空洞
刀盘范围
刀盘 盾构机
更换中心滚刀刀箱的作业，必须回填土仓，并需要在中心 滚刀前开挖出作业空间。这种洞内加固，更加要保护好盾 壳和刀盘不要包裹，否则后果很严重。事先将盾壳和刀盘 用土工布包裹隔离。
且风化深槽和球状风化体无规律性，不确定性 大。
2、花岗岩硬岩的特点
花岗岩微风化花岗岩地层的特点：岩石强度高、岩石完 整性好，岩面起伏大。 燕山期花岗岩：呈深灰、灰白色，中细粒结构，块状构 造，岩石坚硬，较完整，岩芯多呈短柱状、长柱状，少 量块状，锤击声脆。岩石质量指标RQD值为60～95%， 岩石天然抗压强度范围值fc=46.4～200MPa。 震旦系混合花岗岩：呈灰、灰白等色，中细粒结构，块 状构造，裂隙稍发育～发育，岩石坚硬，较完整，岩芯 多呈短柱状、长柱状，少量块状，锤击声脆。岩石质量 指标RQD值为65～95%，岩石天然抗压强度范围值 fc=31.7～215.6MPa。
南华工商学院宿舍楼范围的平面位置图
南华工商学院宿舍楼范围的地质断面图
后与场地的产权单位进行协商，利用地面场地进行地面注 浆处理。注浆加固存在既要保证加固效果能安全开仓又要 防止注浆将盾构机刀盘和盾壳包裹了。加固前在盾壳和管 片外围采用了水溶性聚氨酯进行封堵，同时注浆过程中刀 盘定期进行转动。地面加固的时间受学校宿舍的限制，只 能白天施工，第一次加固至9月27日才完成。开仓加固效果 不理想，降压不成功，而后再回填补充加固好后，10月10 日刀盘原位将刀具更换。加固还是会造成盾构机盾壳和刀 盘被水泥浆包裹。盾构机刀盘脱困、盾构机中前盾、盾尾 脱困，10月19日恢复掘进。
花岗岩地层将崩解过程划分为扰动性崩解、结构性崩解 和溶解性崩解三个阶段。广州的花岗岩残积土的微结构 大多呈骨架状,节点和颗粒之间主要靠游离氧化物的胶结 作用实现联结,因此花岗岩残积土崩解的根本原因是浸水 软化导致土骨架损伤发展的结果,浸水前的扰动会使节点 受到先期损伤,加速崩解。
存在风化深槽和球状风化体： 岩石风化不均匀形成的风化深槽和球状风化，而
整个通过该楼房4个月，共掘进37环，更换刀具3次 ，刚好是进入房屋前，在房屋下，出房屋后。
监测情况：
右线盾构掘进647环—673环，同时左线盾构也同时在房屋地下掘进，房
屋沉降速率较大，房屋沉降已达到38.9mm。
右线盾构停机期间，在制作泥膜护壁时，左线在掘进，宿舍楼的出现较大 沉降，最大沉降点为H19沉降值为50.7mm，柱子SZ1沉降值为24.9mm。
以三北区间1标过南华工商学院宿舍楼案例，首 先大家认识下花岗岩地层的特点：
2009年9月1日下午，右线海瑞克盾构机在647环，南华 工商学院宿舍9号楼前（两栋房屋之间的空地上），隧道 洞身范围的地层为<7H>、<9H>，采用2.4bar的气压进 仓，进仓检查，掌子面无水，但刀盘转动后，掌子面的土 体剥落严重，已无法进行带压作业，紧急关仓，考虑刀盘 前面是宿舍楼，同时刀具损坏严重，往前掘进风险较大， 往前掘进300mm后将土仓压力建立，同时采用盾构机的 超前注浆孔进行回填注浆，保证土仓填满，从而防止地面
问题 第三部分：盾构在花岗岩地层掘进的解决办法 第四部分：管理体会
第一部分：花岗岩地层的特点
1、花岗岩残积土的特点
花岗岩残积土具有很强的结构性,很容易因各种扰动因 素,导致结构性损伤。花岗岩残积土,经浸水饱和后,承载 力降低,压缩性增大;在具有临空面的浸水条件下,花岗岩 残积土会因软化崩解而坍塌。
泥膜护壁完成后带压换刀期间，沉降随压力波动变化敏感，最终最大沉降 点位H19沉降值该工况下沉3.6mm，累计沉降为54.3mm，柱子SZ1沉降值 该工况下沉3.5mm累计为28.4mm 。
盾构土仓回填期间，楼的沉降最大沉降点H19在该工况下下沉3.6mm，累 计沉降值为57.9mm，柱子SZ1在该工况下下沉0.6mm，累计沉降值为 29.0mm。
10月19日~10月28日盾构机掘进26环，掘进参数出现异 常，停机检查刀具
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和
停机采用开挖面制造泥膜，然后带压进仓进行检查和更换刀具。虽然 刀盘前方已有1米高的空洞，带压开仓成功，发现12#、24#刀圈掉， 10#、11#、13#、14#、15#偏磨严重，16、17、21、25、28、29、 30、31、33、34、35磨损5mm—10mm。经过9天带压开仓作业， 更换了正面和周边的刀具，同时检查到中心滚刀磨损严重，发现中心 滚刀刀箱已变形：
盾构清仓换刀至恢复掘进期间，楼最大沉降点H19该工况下沉5.5mm，沉 降值为63.4mm；柱子SZ1该工况下沉4.3mm，累计沉降值为33.3mm。
总结该案例过程 一、为什么带压<7H>地层还会坍塌？ 二、盾构机刀具和刀座为什么损坏这么严重？ 三、过程中，房屋沉降为什么这么敏感？
分四部分介绍，与大家分享： 第一部分：花岗岩地层的特点 第二部分：盾构在花岗岩地层施工中易出现的
2m宽的土工布4块，每块搭接500mm
在此处使用海绵、棉纱 和木楔将土工布塞紧
空洞区 硬岩区
空洞 土工布
土仓
通过盾体上的径向注浆 孔注入水溶性聚氨酯， 防止浆液将盾体包裹。 同时利用盾构机土仓壁 板上的球阀和气体自动 补偿系统，在不同的高 度装上排气管和注浆管 ，分层回填。
注浆加固后，清理至中心滚刀位置，并在刀盘前开挖尺 寸为高1.9m、宽2.1m、深0.9m的作业空间
花岗岩地层盾构施工
三号线北延线“设计起点～永泰东站”段，约8.6km长 线路沿线基岩为花岗岩、混合花岗岩或花岗片麻岩。主要 穿越的地层是全断面土层（花岗岩残积土、全风化花岗岩 、强风化花岗岩）、全断面岩层（中风化、微风化花岗岩 ）、上软下硬花岗岩地层（上部为花岗岩残积土、下部为 微风化花岗岩等岩层）、另外还有少部分为特殊的上软下 硬地层（上部为砂层、中部为土层、底部为岩层）。
人洞
11月26日才将刀具更换。清理刀盘和刀具的过程 中，左侧刀盘开口上部出现局部坍塌，后人员出来加气保 压。带压清理剩余的部分，11月28日刀盘转动。11月28 日~12月1日带压进仓将中心滚刀刀座螺栓焊接牢固。12 月2日重新恢复掘进，未采取其他辅助措施，盾构机脱困 ，12月7日，盾构安全通过宿舍楼。掘进7环又更换一次 刀具。