軟土地層SMW工法盾構出洞施工技術
發布時間：2010-01-14 共3頁
4 井外土體加固工作
軟土地層盾構出洞施工前的井外土體加固通常可以采用深層攪拌樁、ＳＭＷ樁或凍結法進行施工。本工程的兩個始發井分別位于虹口足球場站和曲陽路站,虹口足球場站地下2.0ｍ以下分別為粉土層和粘土層,曲陽路站在地下16ｍ范圍基本為砂質粉土層,這樣的土層自身缺少自立性和防水性,一旦有較大的臨空面時,土體就可能產生大量滑坡、坍塌、涌水和涌沙現象。綜合考慮地質情況、施工場地條件、施工工期和工程造價,決定在虹口足球場站始發井外采取深層攪拌樁結合注漿加固;在曲陽路站始發井外采取ＳＭＷ樁結合旋噴加固(在距端頭井4ｍ位置有二根上水管,深層攪拌樁加固范圍不夠)。注漿和旋噴加固的主要作用是使攪拌樁或ＳＭＷ樁與井壁外側形成的加固盲區得已補充,使得加固區形成一個整體,避免開洞門時漏漿。本文主要介紹ＳＭＷ工法出洞加固施工。
4.1ＳＭＷ樁加固區的選定
型鋼采用500×200×10×16窄翼緣型鋼,攪拌樁采用700直徑。型鋼每孔插入一根。插入深度18ｍ。其平面布置見圖2。
4.2 加固體中型鋼的強度和變形檢算
型鋼Ｗ=1927ｃｍ3,Ａ=115.5ｃｍ2
加固后土體按:γ=1.9ｋＮ ｍ3,=22°
上述是按照每米土體兩根型鋼來承受,其強滿足要求。同時其變形經計算滿足ＳＭＷ樁型鋼的拔除要求。
4.3 ＳＭＷ樁施工參數的確定
該地基加固工程采用φ650ｍｍ水泥土攪拌,攪拌體長18.6ｍ。貼近墻體邊的加勁部分為Ｈ500×200×10×16型鋼,以密插方式插入;共計四排水泥土攪拌樁,采用32.5級普通硅酸鹽水泥,水泥摻合比15%,水灰比1.5左右,墻體抗滲系數小于10-7ｃｍ ｓ。28天無側限抗壓強度大于0.8ＭＰａ;漿液配比根據現場試驗,參考配比水泥:水=1∶1.5;樁體垂直偏差不大于1 200,樁位偏差不大于20ｍｍ。
5 盾構出洞
5.1 加固效果檢測
經過改良的土體,要求其有一定的自立性和穩定性,同時不能漏水、流沙,根據設計指標和規范規定,對于該類型的土體改良要檢查其土體強度和抗滲性能指標。土體強度通過鉆芯取樣測定其抗壓強度,如果條件允許也可通過靜力觸探或貫入法測定其強度和攪拌的均勻性;抗滲指標一般進行探孔取樣,通過對樣品的目測,征求監理、業主和質檢站的意見,確定其抗滲是否能夠達到開洞門的要求。
5.2 洞口井壁砼鑿除
通過對檢測結果分析,改良土體如果達到設計要求的各項指標,即可開始鑿除井壁混凝土。在出發井施工時,井壁上已經按照設計要求預埋好洞門鋼圈,洞門鑿除的部分也就是鋼圈所包圍的范圍。
洞口井壁混凝土鑿除前,必須復核洞門中心坐標及高程,保證滿足盾構機出洞的要求;洞口井壁砼采用高壓風鎬鑿除,鑿除工作須分二層漸進,根據井壁厚度,先鑿除其外層3 4,(約600ｍｍ),并割除鋼筋預埋件。外層鑿除工作先上部后下部。鋼筋及預埋件割除須徹底。以保證預埋門洞的直徑。
里層井壁鑿除方法是將剩余的1/4厚度分割成九大塊,具體做法是在洞門中心位置上鑿二條水平槽,沿洞門周圍鑿一條環槽,然后開二條豎槽,其中一條鑿在地坪接縫處。開槽鑿除砼,露出井壁鋼筋,同時在每一塊砼塊上鑿出栓鋼絲繩的位置。
拆除洞口腳手架改搭臨時易拆操作平臺,鋼筋割斷與混凝土塊吊離應先下部后上部,先中間后二側,割一塊吊一塊。合理安排割斷順序,使用長割具,防止砼塊傾倒。盡可能縮短砼塊吊離工作的時間,防止土體塌方,吊離完畢后盾構機須迅速進入洞門。
5.3 洞口止水簾布安裝
由于洞口與盾構(或襯砌)存在建筑空隙,易造成泥水流失,從而引起地表沉降,因此,須在洞口安裝出洞裝置,出洞裝置包括簾布橡膠板、圓環板、扇形板及相應的連接螺栓和墊圈。安裝前須對簾布橡膠板上所開螺孔位置、尺寸進行復核,確保其與洞圈上預留螺孔位置一致,并用螺絲攻清理螺孔內螺紋。安裝順序為簾布橡膠板→圓形板→扇形板,自上而下進行。安裝時圓形板的壓板螺栓應可靠擰緊,使簾布橡膠板緊貼洞門,防止盾構出洞后同步注漿漿液泄漏。
5.4 盾構機出洞掘進
盾構機出洞前,切口進入簾布前,須先在密封倉內填充粘土(如磚胚)或人工漿液約30ｍ3,防止出洞后端頭井外側地表坍陷。同時為避免刀盤上的刀頭損壞洞口密封裝置,在刀頭和密封裝置上涂抹黃油以減少摩擦力。盾尾鋼絲刷需用專門的裝置安裝牢固,盾尾鋼絲刷中必需充滿盾尾油脂。
當盾尾脫出工作井壁后,調整洞圈止水裝置中的弧形板,并與洞門特殊環管片連接成一體,以防止土體從間隙中流失而造成地面的塌落。
出洞時盾構應迅速上靠,在油壓顯示約等于靜止土壓力時,用刀盤切削水泥攪拌樁,并穿越下面加固區。在這段區域施工時,土壓力設定值應略低于理論值,推進速度不宜過快,盾構坡度可略大于設計坡度,待盾構出加固區時,為防止由于正面土壓變化而造成盾構突然“磕頭”,必需將土壓力的值設定成略高于理論值,并在推進時按工況條件在盾構正面加入發泡劑或泥,以改良正面的土體,施工過程中根據地層變形量等信息反饋,對土壓力設定值、推進速度等施工參數作及時調整。
