盾构隧道管片上浮原因分析及控制措施
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隧道与地下工程
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盾构隧道管片上浮原因分析及控制措施
常 江 �赵 一 �王 岩
100 02 9 �
� 北京住总集团 市政工程公司 � 北京
摘
要 � 盾构隧道掘进阶段管片的上浮问题一直是一个较难解决的技术问题 � 根据北京地铁大兴线黄 -义区间盾构隧道
控制 等 方面 分 析管 片 上 浮的 原 因� 并提 出 了 控 制管 片 上浮 的针 对性 措施 � 属中 压 缩 性土 � 该场 地 类别 为Ⅲ 类 � 场地 土 类 型 为中 软 土 �场 地 饱 和 的 粉 土 和 砂 土 均 不 液化 �该 区 间 隧 道 结构 在地 下稳 定水 位以 上� 该 工 程 隧 道 管 片上 浮 区 段 地 层 主 要 为 �层 粉 质 黏土 和�1 层 粉 土 及�2 层 粉细 砂 �属 中 压缩 性 土 �地 下稳 定水 位在 隧道 结构 以下 � �右 线 长 度 1 8 72. 057 �
� � � � 道的 抗渗 性 要达 到上 述目的 关 键问 题是 选择 的注 降低 浮力 此方� 法造 成部 分管 片出 现破 裂且 与设 计轴
� � � 浆浆液应满足 1 )必须具有充填性 )应具有一定的 线不 符 无 法真 正解 决管 片的 上浮 问题
� � 管 片上 浮原 因分 析 � 和易 性且离 析少 )应 及早 凝固 且有 一定 的早 期强 度
20 1 0 年第 3 期 （5 月 ）第28卷
12 3
隧道与地下工程
T & E
0� 0
图 1 所示
破损 严重
部 分管 片测 量的 相对 上浮 量如
盾构 隧 道出 现 管片 上 浮后 采 取压 低 盾 构 推进 轴
壁 后注 浆
� � 壁后注 浆的 目的 主要 是 一是防 止地 层变 形 二是 线方 法 控制 隧 道上 浮 量 在设 计 轴线 范 围之 内 并对 部 分 上浮 较 大 管 片 采 取 打 开 � 底部管片拼装孔泄压方法 确保 管 片的 稳 定 (位 移变 形 )和 受 力均 匀 三 是 提 高隧
3 隧 道管 片上 浮情 况
盾构 掘 进过 程 中 �对 管片 姿 态 的测 量 频 率 为每 日
6230
�
�含 16 组 液压 推进 油缸 �按上 下左 右 分 A�B �
1 次�出现 上浮 情况后 测量 频率变 为每 日 2 次 � 2009 年 1 月 13 日� 区 间 隧 道右 线 盾 构 掘 进 完 成第 120 环 后 �
发 现拼 装 完成 的 管片 向 上 垂直 位 移较 大 �部 分 管片 相
4 个 区 �油 缸 伸 长量 均 为 2 000
准 单 圆盾 构 衬 砌 结 构 �衬 砌 管 片 外 径 6000
对上 浮 量 达 到 110 �严 重 超标 � 个 别管 片 错 台 达到 � � 5 400 �厚度 300 �环 宽 1 200 � 采用错逢 拼装�
1
衬砌 管片 分 为 6 块� 其中 3 块 标准 管 片�A 型 ��2 块邻 型 �� 相 邻管 片 环间 沿圆周 均匀 布置 16 个 纵向 连接 螺栓 �环 向管 片间 设 12 个 螺栓 �每 环共 计 28 个 螺 栓�均 为 弧形 螺栓 � 壁 后同 步 注浆 系 统 为 4 根 内置 式 单液 注 浆 管� 设 计采 用 惰性 浆液� 盾 构施 工右线 先从 义和庄 站始 发�左 线随后 平行 施工 �
计要 求� 满足 隧 道建 筑限 界的 关 键� 盾 构掘 进 过程 中� 接 管片 �B � 1和B 2 型 �和 1 块 封顶 块 �
15 日 开 始掘 进 � 当盾 构 掘 进 至 8 6 环 时 经 测 量发 现 隧
道 管片 有 明 显 上 浮 现 象 � 且 随 着盾 构 的掘 进 � 上 浮 量 继续 呈 增大 趋 势� 盾 构掘 进 至 120 环时 部 分 管 片相 对 上浮 量 超过 设 计 轴 线 100 �致 使 部 分管 片 错 台 �开
工程中遇到的管片上浮问题 �主要从盾构机械� 壁后注浆 �盾构姿态等方面查找原因并进行分析研究 � 提出了相应的控制 盾构隧道管片上浮的技术措施 � 实践证明所制定的措施是可行 � 有效的 �并为其他类似工程提供借鉴与参考 � 关键词 � 盾构隧道 � 管片上浮 �同步注浆 �盾构姿态 �控制 中图分类号 � 455. 43 文献标志码 � B 文章编号 �1 00 9� 7767 �2 01 0 �03� 012 3� 0 3
2Байду номын сангаас
工 程地 质及 水文 概况 黄村 火车 站�义 和庄 站区 间隧 道地 层主 要为 人工
填土 �第四纪 新近 沉积 层和 一般 第四 系沉 积层 �区 间覆
� 裂� 破损 �直 接影 响管 片 质量 并超 出 设计 轴线 范 围� 本 土厚 度 9. 42�12. 58 �区 间隧 道 结构 穿 越及 地 基 持力 文依 据 该工 程 实 例� 从盾 构 机械 � 壁后 注 浆� 盾 构姿 态 层主 要为�层粉 质黏 土和�1 层 粉土 及�2 层 粉细 砂 �
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盾 构 隧道 管 片 位 移 控 制 是 确 保 隧 道 线 型 符 合 设 盾构 管片 的上 浮一 直是 较难解 决的 技术 问题 � 引 起管 片上 浮 的因 素 很多 � 如工 程 水文 地 质� 壁 后注 浆 �盾 构 姿态 �盾构 机械 等方 面 � 北京 市轨 道交 通大 兴线 黄村 火车站�义 和庄站区间 隧道�右线盾 构于 2008 年 12 月
1
工 程概 况 北京 市轨道 交 通大兴 线 黄村火 车站 �义 和庄 站区
间隧 道 左 线 长度 1 8 6 3. 462 总长 度共 计为 373 5. 519 式�刀 盘直 径 628 0
� 该 工程 采用 2 台 德国 海瑞 �盾 尾 外径 � 工 程 采用 标 �内 径
克土压平衡 铰接式盾构机 施工�盾构 机刀盘 为平板 � 中盾 外径 6250
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盾构隧道管片上浮原因分析及控制措施
常 江 �赵 一 �王 岩
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摘
要 � 盾构隧道掘进阶段管片的上浮问题一直是一个较难解决的技术问题 � 根据北京地铁大兴线黄 -义区间盾构隧道
控制 等 方面 分 析管 片 上 浮的 原 因� 并提 出 了 控 制管 片 上浮 的针 对性 措施 � 属中 压 缩 性土 � 该场 地 类别 为Ⅲ 类 � 场地 土 类 型 为中 软 土 �场 地 饱 和 的 粉 土 和 砂 土 均 不 液化 �该 区 间 隧 道 结构 在地 下稳 定水 位以 上� 该 工 程 隧 道 管 片上 浮 区 段 地 层 主 要 为 �层 粉 质 黏土 和�1 层 粉 土 及�2 层 粉细 砂 �属 中 压缩 性 土 �地 下稳 定水 位在 隧道 结构 以下 � �右 线 长 度 1 8 72. 057 �
� � � � 道的 抗渗 性 要达 到上 述目的 关 键问 题是 选择 的注 降低 浮力 此方� 法造 成部 分管 片出 现破 裂且 与设 计轴
� � � 浆浆液应满足 1 )必须具有充填性 )应具有一定的 线不 符 无 法真 正解 决管 片的 上浮 问题
� � 管 片上 浮原 因分 析 � 和易 性且离 析少 )应 及早 凝固 且有 一定 的早 期强 度
20 1 0 年第 3 期 （5 月 ）第28卷
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衬砌 管片 分 为 6 块� 其中 3 块 标准 管 片�A 型 ��2 块邻 型 �� 相 邻管 片 环间 沿圆周 均匀 布置 16 个 纵向 连接 螺栓 �环 向管 片间 设 12 个 螺栓 �每 环共 计 28 个 螺 栓�均 为 弧形 螺栓 � 壁 后同 步 注浆 系 统 为 4 根 内置 式 单液 注 浆 管� 设 计采 用 惰性 浆液� 盾 构施 工右线 先从 义和庄 站始 发�左 线随后 平行 施工 �
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道 管片 有 明 显 上 浮 现 象 � 且 随 着盾 构 的掘 进 � 上 浮 量 继续 呈 增大 趋 势� 盾 构掘 进 至 120 环时 部 分 管 片相 对 上浮 量 超过 设 计 轴 线 100 �致 使 部 分管 片 错 台 �开
工程中遇到的管片上浮问题 �主要从盾构机械� 壁后注浆 �盾构姿态等方面查找原因并进行分析研究 � 提出了相应的控制 盾构隧道管片上浮的技术措施 � 实践证明所制定的措施是可行 � 有效的 �并为其他类似工程提供借鉴与参考 � 关键词 � 盾构隧道 � 管片上浮 �同步注浆 �盾构姿态 �控制 中图分类号 � 455. 43 文献标志码 � B 文章编号 �1 00 9� 7767 �2 01 0 �03� 012 3� 0 3
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工 程地 质及 水文 概况 黄村 火车 站�义 和庄 站区 间隧 道地 层主 要为 人工
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盾 构 隧道 管 片 位 移 控 制 是 确 保 隧 道 线 型 符 合 设 盾构 管片 的上 浮一 直是 较难解 决的 技术 问题 � 引 起管 片上 浮 的因 素 很多 � 如工 程 水文 地 质� 壁 后注 浆 �盾 构 姿态 �盾构 机械 等方 面 � 北京 市轨 道交 通大 兴线 黄村 火车站�义 和庄站区间 隧道�右线盾 构于 2008 年 12 月
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工 程概 况 北京 市轨道 交 通大兴 线 黄村火 车站 �义 和庄 站区
间隧 道 左 线 长度 1 8 6 3. 462 总长 度共 计为 373 5. 519 式�刀 盘直 径 628 0
� 该 工程 采用 2 台 德国 海瑞 �盾 尾 外径 � 工 程 采用 标 �内 径
克土压平衡 铰接式盾构机 施工�盾构 机刀盘 为平板 � 中盾 外径 6250