复杂环境盾构接收风险控制技术

发表时间:2020/11/30   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:孙晓峰 张树威 任立东 郝文杰
[导读] 摘要:我国各地进行盾构隧道施工的工程项目越来越多,为了提升盾构施工技术效果需要对盾构接收操作的风险进行控制,本文以某地铁盾构工程为例进行了盾构接收风险控制的分析与探讨。
        中国建筑第六工程局有限公司  天津  300457
        摘要:我国各地进行盾构隧道施工的工程项目越来越多,为了提升盾构施工技术效果需要对盾构接收操作的风险进行控制,本文以某地铁盾构工程为例进行了盾构接收风险控制的分析与探讨。
        关键词:复杂环境;盾构接收风险;控制技术;工程管理
        引言
        在上软下硬地质环境下进行盾构施工时具有一定的施工风险,其中就包括在盾构接收端操作的风险,因为地质问题导致盾构施工推进过程中周围土体结构的控制难度较大,而在接收端,由于盾构区域的止水效果不佳而形成不良的支撑结构,会出现洞门涌水的问题,控制不力还会发生结构坍塌,盾构接收风险控制必须做好土体强化加固。
        1盾构施工中强化接收风险控制的意义
        盾构施工主要是利用盾构机在地下空间掘进的施工技术,其施工过程中会使用刀盘切削土体向前掘进,而在接收端,盾构机需要推出洞门,如果风险控制效果不佳就会给盾构接收带来一定的风险,只有强化盾构接收风险控制工作,提升接收前、接收时、接收后多环节风险控制效果才能有效规避盾构接收风险,才能够真正提升盾构施工整体运行的安全性。
        2某隧道盾构接收施工过程中风险分析及控制措施探讨
        某隧道区间采用土压平衡式盾构施工,主要穿越地层②53层细砂、②23层粉质黏土、②22层粉质黏土。区间采用2台盾构机推进,均从复兴南路站始发,和平路站接收,左右线先后始发,掘进过程中两线距离≥100m。
        2.1隧道盾构施工中接收环节风险分析
        隧道盾构施工接收环节中,应首先进行洞门内部混凝土的清理工作,而后通过盾构机向前推进及拼装管片可以有效缩减盾构接收时间,同时还应合理进行同步浆液控制,对其初凝时间及浆液稠度进行调节,保证浆液注入量合理,而盾构刀盘向前推出洞门一直到盾尾脱出管片、而后将盾构机推上接收基座的整个过程就是盾构接收,它也是当前盾构隧道施工整个过程中风险控制需求较高的环节之一,尤其针对本工程中这种上软下硬、水分含量较高的地层结构是,盾构施工接收环节的风险控制难度相对较大,必须根据工程需要控制接收风险。通常接收风险出现的环节为刀盘已经出了支护结构而止水帘布还没有接收盾体的过程,此时盾构刀盘前是开阔空间,如果之前没有将土体加固做好导致止水效果不佳或土体强度不足就会发生涌水甚至崩塌等施工事故。
        2.2盾构接收风险事前控制措施
        其一,进行地面注浆孔施作。盾构接收施工操作前为了控制接受风险,需要在距离地连墙内部大概一米位置上的隧道中心线位置使用静压注浆设备从地面结构向盾体上部打注浆孔,在盾构机推出洞门时,一旦发生涌水涌砂问题就立即从注浆孔注入凝固时间极快的化学注浆材料,实现盾构隧道内部孔隙迅速填充、土体强化、控制涌水涌砂问题的功能。盾构机上刀盘过止水帘布之后再把钢丝绳拉紧就能开始封堵洞门。其二,在隧洞内部预设好注浆管道
        首先应该疏通盾构施工中前盾及中盾之间的注浆孔,而后与应急注浆管相连,并配合注入泵等施工物资。盾构施工接收操作过程中如果出现洞门涌水涌砂问题就可以用盾体从注浆孔向洞内灌注具有封堵作用的聚氨酚物质来对土体结构进行加固以控制涌水涌砂,防止因此导致的洞门或地面崩塌问题。盾构推进到前二十环管片时使用特殊管片结构,而在刀盘破除洞门之前需要对脱出盾尾五环的管片结构注浆加固,这样还能够有效阻隔隧道后地下水涌向洞门位置,控制洞门的安全。


        2.3盾构接收施工的事中风险控制措施
        其一,在盾构机推出洞门的时候,在盾构推出洞门期间,加固体内掘进段因同步注浆量的不足及砂浆凝固时间较长,盾尾位置浆液难以达到良好的止水效果,因此需通过人仓门在洞外接人双液注浆管路,对脱出盾尾管片顶部的11,1点位进行双液注浆,加大浆液的填充量及缩短凝固时间,进一步阻断后部水流、注浆过程浆液凝固时间调整至10-20s,注浆压力为0.3-0.4Mpa,注浆可采用间断式注浆,注浆时密切注意洞门的渗漏情况,如出现渗漏可暂停注浆待浆液凝固后再次进行补浆,反复多次注浆。为加快注浆量,接收过程可利用地面预设的注浆孔(根据实际情况快速打设注浆孔)由地面注人双液浆,以缩短洞门的封堵时间。地面注浆过程需注意周围降水井的降水情况,以规避注浆压力过大易堵塞降水井的风险。盾构接收前的最后10环管片用8-10#槽钢拉紧,缩短同步注浆浆液的初凝时间,脱出盾尾的管片及时二次复紧;管片拼装前在接收基座上焊接临时牛腿顶住盾体,防止管片拼装时盾体因推力前移,增大对管片的预紧力。
        其二进行盾构接收中风险处理。在盾构推出洞门期间,刀盘开始穿越加固体与地连墙交界面时,刀盘右侧(面向刀盘看)有水夹带细砂流出,启用预先施工的紧急注浆孔进行地面注人双液浆,经注人双液浆,约10min内水流减小,20min内水流止住。在盾尾即将推出洞门(隧道设计最后一环管片)时,洞门右侧(面向刀盘看)有泥水流出,为防止双液浆糊住盾尾,由地面注人化学浆液,紧急封闭漏水点,同时洞内利用人仓孔引人双液注浆管,由管片的注浆孔注人双液浆,进一步封堵通过管片空隙流向洞门的地下水。盾构接收中盾构机折页板已经把洞门止水帘布压紧,在此期间会因为施工不力从帘布及盾尾结构之间的缝隙处喷涌出来,检查后发现喷涌出的并非泥水,利用化学浆液对帘布流水点进行全面封堵,并在四小时注浆施工后将渗水点堵住,在检查盾尾管片发现所注入浆液已经凝固之后才能够将盾尾推出洞门。其三,对洞门进行封堵。因为盾构机设计使然,管片环数拼装之后,盾尾后三十厘米管片与对应结构内衬墙,在施工中使用管片吊装孔结合双液注浆技术以及地面从注浆孔辅助注浆技术进行盾构管片以及端头土体缝隙的密实填充,通过如下三种检验方法来确定管片及土体间结合的密实度:首先观察洞门区域管片对应注浆孔,如果没有水流出;而后放松压紧止水帘布的钢丝绳检查有无水渗漏而出,如果也是没有;再对注浆量及对应压力进行检验,如果都符合封堵完成的条件,就说明洞门已经密封住,就可以将盾构机盾尾推出管片,并完成盾构接收工作。盾构机接收操作繁琐且容易发生风险,再具体施工中一定要做好洞门封堵前的检查工作,保证管片加固的效果,才能推出盾尾,实现盾构机接收。
        结束语
        总之,在我国盾构技术不断发展,施工范围不断扩大的历史背景下,提升盾构施工风险控制能力显得非常重要,盾构接收环节中对土体硬化加固需求较高,在实际施工中应做好事前事中事后三个阶段的盾构接收控制工作,首先应保证地面处理效果,其次在出洞时也应做好风险控制,最后还应做好洞口封堵控制,以提升接受施工效果,防止由于风险问题导致的盾构施工接受区域塌陷,影响盾构施工安全。
        参考文献:
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