盾构施工过楼房桩基施工技术

盾构施工过楼房桩基施工技术

河南中隧劳务有限公司453000

摘要:盾构机是现代城市轨道交通项目中不可或缺的施工设备,如果施工人员在使用盾构机时未采取防护措施,则不仅可能损坏盾构机,同时还有可能耽误工期并引发安全事故。基于此,论文就结合具体的工程案例分析盾构施工过楼房桩基施工技术,希望可以提高盾构施工过楼房桩基施工质量。

关键词:盾构施工;过楼房;桩基施工技术;质量控制

1盾构法施工简介

1.1盾构法施工概述

盾构法施工是一种施工工艺,暗挖法隧道施工的一种,应用领域广泛。盾构机则是其用到的最主要的机械,在施工过程中,盾构机通过壳体和衬砌管片支撑隧道周围各种压力,运用切削装置进行开挖,将开挖后的碴土利用专门设备运出洞外,不断进行开挖,掘进,拼装(预制管片),再开挖,再掘进,再拼装的过程,最终完成整个隧道的施工。

1.2盾构法施工发展史简介

1.2.1国外

盾构法已经有190多年的发展历程。最早在1818年,布鲁诺通过对生活中细节的观察,敞开式手掘盾构的雏形被提出。1823年,盾构首次在泰晤士河所修建的隧道中应用。1869年,英国的格雷托海特开始将盾构法用于泰晤士河海底隧道,并且在某些方面对盾构的展起了推动作用。1887年,盾构施工和气压组合工法结合,并用于伦敦铁路隧道修建中。20世纪30~40年代,欧美国家可以成功的修建内径在3m至9m的地下隧道。60年代,日本根据对不同种类的盾构的需求,发展迅速,进而也推动了盾构法施工技术的发展。1974年日本首先研制出土压式平衡盾构掘进机,这也标志着盾构法施工技术又进入了新的阶段。随后世界各国根据本国的国情,及各种特殊工程的需要,对盾构进行使用和研究,一些发达国家整个盾构法施工体系相对比较完整。目前,因为日本和德国的盾构法施工用的早,当今其技术水平比较领先。国外盾构机生产商具有很强实力的国家有美国、德国、日本、加拿大等。

1.2.2国内

20世紀中期,盾构技术开始传入中国。1963年,上海建立了我国最早的盾构施工技术研发基地,进行盾构的研究。1970年,直径较之前大的挤压式盾构机在上海隧道工程中得以应用。20世纪80年代后期,仍然是在上海应用比较广发,并且土压平衡式、泥水加压式盾构技术相伴进行。2004~2006年,上海依旧是盾构用到最多的地儿,其中包括“先行号”土压平衡盾构研制成功;2007~2008年,“中铁1号”、“进越号”相继研制成功,其具有我国自主知识产权;2009~2012年,我国一些隧道工程仍然用到盾构法施工,尤其指出2013年,煤矿斜井双模盾构在中国铁建重工集团的努力下研制成功,代表国内拥有了与传统不一样的盾构;2015年,类矩形盾构、超大直径泥水平衡盾构等研制成功;2016年,国内最大直径土压平衡盾构研制成功,其拥有完全自主知识产权,我国的盾构体系开始逐渐完善。

2工程概况

某盾构区间隧道处下穿A大厦;A大厦厦紧邻马路,现状为4层框架结构,远期规划6层,无地下室,4层均为商业及办公区。原建筑物调查资料显示,此楼基础为φ1.2m的钻孔灌注桩,桩基长度为25m,桩基有16根入侵隧道。

隧道采用盾构法施工,埋深约30.9~29.7m,隧道顶部覆土自上至下依次为:素填土、粉质黏土、淤泥质粉质黏土、砂层、粉质黏土、全、强、弱风化混合片麻岩。左线隧道洞身位于弱风化混合片麻岩地层中,右线隧道大部分洞身位于弱风化混合片麻岩中,局部隧道拱顶存在软弱不均地层中。

3盾构掘进桩基施工技术

3.1带压检查桩基

注浆加固完成且经检验合格后,盾构机刀盘到达预应力管桩位置,停机带压开仓,做好通风及照明,并做好必要的保护措施;地质工程师进仓对掌子面情况进行查看,检查桩基是否侵入隧道,检查完并记录数据,关闭仓门。桩基入侵隧道,因预应力管桩的法兰在6m及以上处,所以在洞内遇到法兰的可能性不大,最大风险在于桩尖处。

3.2过PHC管桩期间注意事项

1)整个开仓作业过程中,在确保安全的情况下,尽可能地加快施工进度,避免掌子面暴露时间过长。2)开仓后应立即通风进行土仓降温,温度过高不得进入土仓作业。3)进入土仓人员应事先进行安全作业等方面的培训和教育。4)由地质工程师确定掌子面地层情况及注浆加固效果,确定地层安全后,人员才能进入土仓作业。5)盾构通过后需立即对预应力桩处进行二次注浆,确保地层的密实性,从而减小因盾构过桩作业对建筑物的影响。

3.3过A大厦期间刀具使用情况

1)过桩期间刀具使用原则:保径刀使用进口刀具确保开挖面;边缘和正面滚刀使用强度稍低韧性较好的刀具;中心刀更换难度较大、不容易坏,选用进口刀具。2)过桩期间刀具损坏主要为异常损坏(掉刀圈、断刀圈、偏磨、异物碰撞等),期间更换刀具难度大、成本高、耗时长。统计过A大厦里程GDK13+959~GDK13+978段,其中损坏主要为偏磨、玄磨、部分刀圈断裂、刀体损坏;基本没有刀具是达到正常使用磨损尺寸更换的。更换的60把刀具中有28把直接报废,不能再维修使用;每仓带压平均按4.5h计算,带压换刀纯耗时18.4d。

3.4同步注浆和二次注浆

3.4.1同步注浆

上软下硬类地层稳定性差,采用土压平衡模式掘进时,同步注浆的意义更为显著。每环的注浆量为8.62~10.8m3。上软下硬地层,盾构通过过程中,土层较软刀盘扰动易掉落且孔隙较多而大,注浆量必须达到上面计算值;注浆压力略大于该地层位置的静止水土压力,同时避免浆液流入盾构机的土仓中,通过注浆的过程,围绕理论注浆压力逐步调试,寻找到最合适的压力。压力过大,导致管片变形甚至破裂,地表隆起,还易漏浆;压力过小,注浆速度跟不上掘进速度,导致地面沉降。根据经验,注浆压力取地层静止水土压力的1.1~1.2倍最为合适,最大不超过0.5MPa。

3.4.2二次注浆

1)目的:补充同步注浆浆液凝固体积收缩部分,从而减少土体后期的沉降量,提高止水效果;防水、堵漏提高隧道抗渗能力。2)方法:通过二次注浆机将砂浆或纯水泥浆和水玻璃按一定比例进行注浆,通过观察压力变化和注浆量决定停止与否。3)配比:砂浆∶水玻璃=3∶1,纯水泥浆∶水玻璃=1∶1;通过多次试验初凝时间控制在50s范围内,强度当天达到0.2MPa。

3.4.3注浆效果检查

注浆完成6h后,通过多开几个管片二次注浆孔进行检查,若发现漏水、漏气、空洞等情况,则注浆效果不好;需要及时进行二次补浆。若发现注浆密实,无漏水漏气等情况则注浆效果达到要求。还可以通过雷达探测管片后方的空洞情况,对空洞位置进行二次补浆。

4质量控制

我们在进行隧道施工的时候,在地下穿越一些比较重要的建筑的时候,一定要对土压平衡产生的压力进行严格控制,此外,还要对刀盘转速、掘进速度、螺栓转速等进行严格控制,最大限度使平衡压力产生的波动最小,把压力值波动尽量控制合理范围内。再者,按照舱渣土的形状与地面监测结果进行不断调整,使平衡土压值达到合理。

对于掘进速度进行严格控制,把其控制在合理的范围之中。并且,使掘进的速度以快速、均匀的状态通过,但是,不能产生比较大的波动现象。此外,与同步注浆进行密切配合,不断适时调节掘进速度,避免掘进速度太快,给土仓带来巨大的压力,或者导致注浆量不足,再或者影响地层空隙的填充等,同时,还能避免对地面造成的巨大波动。

结语

综上所述,通过对A大厦采取相应的加固措施进行盾构掘进施工,无论是工期、投入费用,还是安全性,本次盾构过A大厦预应力管桩采用盾构刀盘截桩方案取得了一定的效果,在工期内确保按时完工的同时,还有效降低了施工费用,确保了工程施工质量和施工安全性。

参考文献

[1]住房和城乡建设部科技发展促进中心.盾构法隧道施工与验收规范[S].国家质检总局.

[2]林峰.土压平衡盾构近距离穿越桥梁桩基施工技术探究——以盾构机近距离穿越某桥梁桩基为例[J].江西建材,2017,(20):140+144.

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