CN104989412A - 土压平衡式盾构长距离穿湖施工技术 - Google Patents
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Abstract
土压平衡式盾构长距离穿湖施工技术，其特征在于它的工艺流程：(1)穿湖前，认真对盾构机刀盘、刀具、注浆***、密封***、推进千斤顶、监控***等设备检查；(2)合理设置土压力值，严格控制出土量；(3)降低推进速度，控制总推力；(4)调整好盾构姿态，减少纠偏次数及纠偏量；(5)优化浆液配比，合理设定注浆量及注浆压力；(6)严防盾尾漏水；(7)加强施工质量，提高隧道自防水能力；(8)土体改良；(9)二次补注浆；(10)减阻浆液注入；(11)在盾构穿越湖底后，对区间影响范围内湖底进行径向注浆加固；(12)确保隧道和地面的通讯畅通。它避免导致过大的湖底沉降，防范喷涌或者大面积塌方等事故影响工程安全及环境安全。
Description
技术领域：
本发明涉及盾构隧道施工技术领域，具体涉及土压平衡式盾构长距离穿湖施工技术。
背景技术：
盾构机长距离穿湖施工，掘进断面砂层分布较广，湖底隧道，埋深较浅，受沉降或***敏感等因素影响，盾构施工存在较大风险，且持续时间长。
发明内容：
本发明的目的是提供土压平衡式盾构长距离穿湖施工技术，它根据本段地层岩性特点合理选择刀盘，严格控制掘进速度，正确把握注浆材料、注浆时间、注浆压力、注浆范围及注浆方法使较大空隙做到及时加固填充，避免导致过大的湖底沉降，防范喷涌或者大面积塌方等事故影响工程安全及环境安全。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它的工艺流程：
(1)穿湖前，认真对盾构机刀盘、刀具、注浆***、密封***、推进千斤顶、监控***等设备检查，确保顺利穿湖；
(2)合理设置土压力值，严格控制出土量
项目部将从盾构始发起，对土压力值进行严格的控制，并结合环境监测数据对土压力值进行调整；
对由于盾构在湖底部穿越时其上部覆土厚度与穿越前后有所变化，故需要重新计算设置土压力，并结合实际监测数据调整，进行信 息化施工；
穿越湖部位原则上应按理论出土量出土，可适当欠挖，保证土体密实，以免湖水渗透入土体并进入盾构。严格控制盾构到达湖区前土体的沉降值，尽量做到微隆不沉；
(3)降低推进速度，控制总推力
盾构机在穿越湖时，宜采取适度的速度推进，速度一般控制在＜60mm/min，严格控制千斤顶总推力，减少土层扰动，以免顶破湖底土体；
(4)调整好盾构姿态，减少纠偏次数及纠偏量
在穿越推进过程中，连续测量盾构机的姿态偏差，盾构司机根据偏差及时调整盾构机的推进方向，尽可能减少纠偏，特别是要杜绝大量值纠偏，减少土体的扰动，从而保证盾构机平稳地从湖下方穿越。
(5)优化浆液配比，合理设定注浆量及注浆压力
选取快凝、早强、渗透性好、止水性强的同步注浆材料，确保很好地起到填充、隔水作用；注入量按理论空隙的180％-200％进行控制，注浆压力不超过0.35MPa，以免应压力过大而击穿湖底土体，导致与隧道上部的土层贯通，湖水通进入盾构施工区。
在穿越过程中，根据实际注浆效果，对浆液配比进行调整优化，缩短浆液凝胶时间、确保浆液质量。
(6)严防盾尾漏水
采用三道密封刷，防止盾尾透水；控制好管片姿态，居中拼装，防止盾构建筑空隙过大形成透水通道。
盾构机采用三道盾尾钢丝密封刷，能有效防止盾尾透水。掘进中加强盾尾密封油脂的注入，选择止水性能及泵送性能较高的盾尾油脂；水下盾构施工时加大盾尾油脂注入量，不低于陆地条件下注入量 的1.5倍；确保盾尾密封油脂压力不小于0.35MPa；加强中体与盾尾铰接处的密封检查，及时调节密封压板螺栓，保证其密封效果，防止地下水涌入。
控制好管片姿态，居中拼装，防止盾构建筑空隙过大形成透水通道，必要时在管片外侧粘贴海绵用于止水，封堵管片与盾构间的间隙。
采取上述措施后，基本可控制盾尾渗漏。如果盾尾发生渗漏，则从管片注浆孔压注聚氨酯，形成环圈，封闭涌水通道。
(7)加强施工质量，提高隧道自防水能力
在湖底段掘进时加强盾构掘进姿态控制及管片选型，加强螺栓复紧和盾尾间隙控制，减小管片错台、裂缝、漏水，保证较好的隧道线形，提高隧道防水质量。
(8)土体改良
加强塑流化改造。合理选择注入配比，以此降低刀盘扭矩，一般控制在额定扭矩的60％以下，减少对土体的扰动；合理选择塑流化材料，采用高品质膨润土及泡沫，配合高分子聚合物，使土仓内与刀盘前方之间土体起到一定的隔水作用。
(9)二次补注浆
管片脱离盾尾适当位置(一般为6环)，应及时进行二次补注浆，注入量控制在350L-600L，注浆压力不超过0.45MPa。
(10)减阻浆液注入。为减少盾构穿湖过程中对土体的扰动，应增加盾构机壁外减阻，降低盾构机对土体的水平位移影响。
(11)在盾构穿越湖底后，对区间影响范围内湖底进行径向注浆加固。
为降低湖区对已成型隧道的土体不稳定的影响，应当在台车脱离 管片后5-10环起采用径向补偿注浆，以此固化管片***土体，使成型隧道长期稳定。
A、为防止地下水渗漏，先将与管片吊装孔配套外有螺纹长50cm的钢管安装在管片吊装孔中，钢管安装时螺纹处用生料带缠绕，钢管外露10cm并接上单向止浆阀。
B、成孔时，注意保护管口不受损、变形，以便与注浆管路连接。
C、在台车脱离管片适当位置实施径向补偿注浆措施。
D、注浆导管采用长度为2.6m，壁厚为3.75mm。径向补偿式注浆加固至隧洞外侧2.5m，注浆量受砂卵石地层的渗透率、泄露损失、浆液的种类和注浆压力等多种因素的影响，为保证注浆效果、控制地层沉降，浆液为P.0.42.5水泥浆液，水灰比按1∶1试配，注浆终压为0.35MPa左右，每孔加固体约为2.3方，扩散半径为0.6m。并应根据施工情况和实验段监测值及时对注浆压力和注浆量进行调整，以达到最优效果。注浆后期采用高标号防水砂浆回填钻孔，进行防水密封处理。
(12)确保隧道和地面的通讯畅通
以有线电话为主，对讲机为辅，两套通讯设施，确保通讯通畅。
本发明的有益效果：它根据本段地层岩性特点合理选择刀盘，严格控制掘进速度，要注意压力平衡方式，由于穿湖部分区段隧道围岩自稳能力差，特别是下穿朝阳公园北湖段应对注浆加固以控制沉降量，可辅以壁后注浆加固围岩，正确把握注浆材料、注浆时间、注浆压力、注浆范围及注浆方法等，使较大空隙做到及时加固填充，避免导致过大的湖底沉降，防范喷涌或者大面积塌方等事故影响工程安全及环境安全。
具体实施方式：
本具体实施方式采用技术方案：它的工艺流程：
(1)穿湖前，认真对盾构机刀盘、刀具、注浆***、密封***、推进千斤顶、监控***等设备检查，确保顺利穿湖；
(2)合理设置土压力值，严格控制出土量
项目部将从盾构始发起，对土压力值进行严格的控制，并结合环境监测数据对土压力值进行调整；
对由于盾构在湖底部穿越时其上部覆土厚度与穿越前后有所变化，故需要重新计算设置土压力，并结合实际监测数据调整，进行信息化施工；
穿越湖部位原则上应按理论出土量出土，可适当欠挖，保证土体密实，以免湖水渗透入土体并进入盾构。严格控制盾构到达湖区前土体的沉降值，尽量做到微隆不沉；
(3)降低推进速度，控制总推力
盾构机在穿越湖时，宜采取适度的速度推进，速度一般控制在＜60mm/min，严格控制千斤顶总推力，减少土层扰动，以免顶破湖底土体；
(4)调整好盾构姿态，减少纠偏次数及纠偏量
在穿越推进过程中，连续测量盾构机的姿态偏差，盾构司机根据偏差及时调整盾构机的推进方向，尽可能减少纠偏，特别是要杜绝大量值纠偏，减少土体的扰动，从而保证盾构机平稳地从湖下方穿越。
(5)优化浆液配比，合理设定注浆量及注浆压力
选取快凝、早强、渗透性好、止水性强的同步注浆材料，确保很好地起到填充、隔水作用；注入量按理论空隙的180％-200％进行控制， 注浆压力不超过0.35MPa，以免应压力过大而击穿湖底土体，导致与隧道上部的土层贯通，湖水通进入盾构施工区。
在穿越过程中，根据实际注浆效果，对浆液配比进行调整优化，缩短浆液凝胶时间、确保浆液质量。
(6)严防盾尾漏水
采用三道密封刷，防止盾尾透水；控制好管片姿态，居中拼装，防止盾构建筑空隙过大形成透水通道。
盾构机采用三道盾尾钢丝密封刷，能有效防止盾尾透水。掘进中加强盾尾密封油脂的注入，选择止水性能及泵送性能较高的盾尾油脂；水下盾构施工时加大盾尾油脂注入量，不低于陆地条件下注入量的1.5倍；确保盾尾密封油脂压力不小于0.35MPa；加强中体与盾尾铰接处的密封检查，及时调节密封压板螺栓，保证其密封效果，防止地下水涌入。
控制好管片姿态，居中拼装，防止盾构建筑空隙过大形成透水通道，必要时在管片外侧粘贴海绵用于止水，封堵管片与盾构间的间隙。
采取上述措施后，基本可控制盾尾渗漏。如果盾尾发生渗漏，则从管片注浆孔压注聚氨酯，形成环圈，封闭涌水通道。
(7)加强施工质量，提高隧道自防水能力
在湖底段掘进时加强盾构掘进姿态控制及管片选型，加强螺栓复紧和盾尾间隙控制，减小管片错台、裂缝、漏水，保证较好的隧道线形，提高隧道防水质量。
(8)土体改良
加强塑流化改造。合理选择注入配比，以此降低刀盘扭矩，一般控制在额定扭矩的60％以下，减少对土体的扰动；合理选择塑流化材 料，采用高品质膨润土及泡沫，配合高分子聚合物，使土仓内与刀盘前方之间土体起到一定的隔水作用。
(9)二次补注浆
管片脱离盾尾适当位置(一般为6环)，应及时进行二次补注浆，注入量控制在350L-600L，注浆压力不超过0.45MPa。
(10)减阻浆液注入。为减少盾构穿湖过程中对土体的扰动，应增加盾构机壁外减阻，降低盾构机对土体的水平位移影响。
(11)在盾构穿越湖底后，对区间影响范围内湖底进行径向注浆加固。
为降低湖区对已成型隧道的土体不稳定的影响，应当在台车脱离管片后5-10环起采用径向补偿注浆，以此固化管片***土体，使成型隧道长期稳定。
A、为防止地下水渗漏，先将与管片吊装孔配套外有螺纹长50cm的钢管安装在管片吊装孔中，钢管安装时螺纹处用生料带缠绕，钢管外露10cm并接上单向止浆阀。
B、成孔时，注意保护管口不受损、变形，以便与注浆管路连接。
C、在台车脱离管片适当位置实施径向补偿注浆措施。
D、注浆导管采用长度为2.6m，壁厚为3.75mm。径向补偿式注浆加固至隧洞外侧2.5m，注浆量受砂卵石地层的渗透率、泄露损失、浆液的种类和注浆压力等多种因素的影响，为保证注浆效果、控制地层沉降，浆液为P.0.42.5水泥浆液，水灰比按1∶1试配，注浆终压为0.35MPa左右，每孔加固体约为2.3方，扩散半径为0.6m。并应根据施工情况和实验段监测值及时对注浆压力和注浆量进行调整，以达到最优效果。注浆后期采用高标号防水砂浆回填钻孔，进行 防水密封处理。
(12)确保隧道和地面的通讯畅通
以有线电话为主，对讲机为辅，两套通讯设施，确保通讯通畅。
具体实施方式的有益效果：它根据本段地层岩性特点合理选择刀盘，严格控制掘进速度，要注意压力平衡方式，由于穿湖部分区段隧道围岩自稳能力差，特别是下穿朝阳公园北湖段应对注浆加固以控制沉降量，可辅以壁后注浆加固围岩，正确把握注浆材料、注浆时间、注浆压力、注浆范围及注浆方法等，使较大空隙做到及时加固填充，避免导致过大的湖底沉降，防范喷涌或者大面积塌方等事故影响工程安全及环境安全。
Claims (1)
1.土压平衡式盾构长距离穿湖施工技术，其特征在于它的工艺流程：
(1)穿湖前，认真对盾构机刀盘、刀具、注浆***、密封***、推进千斤顶、监控***等设备检查，确保顺利穿湖；
(2)合理设置土压力值，严格控制出土量
项目部将从盾构始发起，对土压力值进行严格的控制，并结合环境监测数据对土压力值进行调整；
对由于盾构在湖底部穿越时其上部覆土厚度与穿越前后有所变化，故需要重新计算设置土压力，并结合实际监测数据调整，进行信息化施工；
穿越湖部位原则上应按理论出土量出土，可适当欠挖，保证土体密实，以免湖水渗透入土体并进入盾构。严格控制盾构到达湖区前土体的沉降值，尽量做到微隆不沉；
(3)降低推进速度，控制总推力
盾构机在穿越湖时，宜采取适度的速度推进，速度一般控制在＜60mm/min，严格控制千斤顶总推力，减少土层扰动，以免顶破湖底土体；
(4)调整好盾构姿态，减少纠偏次数及纠偏量
在穿越推进过程中，连续测量盾构机的姿态偏差，盾构司机根据偏差及时调整盾构机的推进方向，尽可能减少纠偏，特别是要杜绝大量值纠偏，减少土体的扰动，从而保证盾构机平稳地从湖下方穿越；
(5)优化浆液配比，合理设定注浆量及注浆压力
选取快凝、早强、渗透性好、止水性强的同步注浆材料，确保很好地起到填充、隔水作用；注入量按理论空隙的180％-200％进行控制， 注浆压力不超过0.35MPa，以免应压力过大而击穿湖底土体，导致与隧道上部的土层贯通，湖水通进入盾构施工区；
在穿越过程中，根据实际注浆效果，对浆液配比进行调整优化，缩短浆液凝胶时间、确保浆液质量；
(6)严防盾尾漏水
采用三道密封刷，防止盾尾透水；控制好管片姿态，居中拼装，防止盾构建筑空隙过大形成透水通道；
盾构机采用三道盾尾钢丝密封刷，能有效防止盾尾透水。掘进中加强盾尾密封油脂的注入，选择止水性能及泵送性能较高的盾尾油脂；水下盾构施工时加大盾尾油脂注入量，不低于陆地条件下注入量的1.5倍；确保盾尾密封油脂压力不小于0.35MPa；加强中体与盾尾铰接处的密封检查，及时调节密封压板螺栓，保证其密封效果，防止地下水涌入；
控制好管片姿态，居中拼装，防止盾构建筑空隙过大形成透水通道，必要时在管片外侧粘贴海绵用于止水，封堵管片与盾构间的间隙；
采取上述措施后，基本可控制盾尾渗漏。如果盾尾发生渗漏，则从管片注浆孔压注聚氨酯，形成环圈，封闭涌水通道；
(7)加强施工质量，提高隧道自防水能力
在湖底段掘进时加强盾构掘进姿态控制及管片选型，加强螺栓复紧和盾尾间隙控制，减小管片错台、裂缝、漏水，保证较好的隧道线形，提高隧道防水质量；
(8)土体改良
加强塑流化改造；合理选择注入配比，以此降低刀盘扭矩，一般控制在额定扭矩的60％以下，减少对土体的扰动；合理选择塑流化材 料，采用高品质膨润土及泡沫，配合高分子聚合物，使土仓内与刀盘前方之间土体起到一定的隔水作用；
(9)二次补注浆
管片脱离盾尾适当位置(一般为6环)，应及时进行二次补注浆，注入量控制在350L-600L，注浆压力不超过0.45MPa；
(10)减阻浆液注入。为减少盾构穿湖过程中对土体的扰动，应增加盾构机壁外减阻，降低盾构机对土体的水平位移影响；
(11)在盾构穿越湖底后，对区间影响范围内湖底进行径向注浆加固；
为降低湖区对已成型隧道的土体不稳定的影响，应当在台车脱离管片后5-10环起采用径向补偿注浆，以此固化管片***土体，使成型隧道长期稳定；
A、为防止地下水渗漏，先将与管片吊装孔配套外有螺纹长50cm的钢管安装在管片吊装孔中，钢管安装时螺纹处用生料带缠绕，钢管外露10cm并接上单向止浆阀；
B、成孔时，注意保护管口不受损、变形，以便与注浆管路连接。
C、在台车脱离管片适当位置实施径向补偿注浆措施；
D、注浆导管采用长度为2.6m，壁厚为3.75mm；径向补偿式注浆加固至隧洞外侧2.5m，注浆量受砂卵石地层的渗透率、泄露损失、浆液的种类和注浆压力等多种因素的影响，为保证注浆效果、控制地层沉降，浆液为P.O.42.5水泥浆液，水灰比按1∶1试配，注浆终压为0.35MPa左右，每孔加固体约为2.3方，扩散半径为0.6m；并应根据施工情况和实验段监测值及时对注浆压力和注浆量进行调整，以达到最优效果。注浆后期采用高标号防水砂浆回填钻孔，进行 防水密封处理；
(12)确保隧道和地面的通讯畅通
以有线电话为主，对讲机为辅，两套通讯设施，确保通讯通畅。
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| CN201510316492.XA CN104989412A (zh) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | 土压平衡式盾构长距离穿湖施工技术 |
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