土压盾构快速均衡掘进经验总结

1、成都地铁1号线一期工程盾构4标【省体育馆站火车南站】区间土建工程土压平衡盾构快速均衡掘进经验总结 中铁隧道集团有限公司成都地铁盾构项目经理部二00八年六月一、工程概况成都地铁1号线一期工程盾构4标起于省体育馆站南端,止于火车南站北端。隧道总长4900.43单线延米,其中左线隧道长2328.2单线延米,右线隧道长2572.23单线延米,线路基本沿人民南路中部敷设,分省体育馆路倪家桥站区间、倪家桥站桐梓林站区间、桐梓林站火车南站站区间三个区间,设3处联络通道,工程范围如图-1所示。二、土压平衡盾构施工进展情况本标段左线隧道采用土压平衡盾构施工,土压平衡盾构于2007年9月8日由火车南站始发,200

2、8年1月29日到达桐梓林站,完成火车南站桐梓林站区间掘进945.1米;并于08年2月28日完成过桐梓林站施工,开始二次始发掘进,08年6月13日土压盾构顺利到达倪家桥站,完成桐梓林站倪家桥站区间掘进888.5米;目前土压盾构正在进行过倪家桥站施工,我部计划在7月10日再次始发掘进倪家桥省体育馆区间。截止6月23日,土压平衡盾构已完成掘进1833.6m ,拼装管片1223环。土压平衡盾构自07年9月8日始发以来,平均日进度7.33米,平均月进度220米,日最高推进为22.5米(15环,月最高推进为357米(08年3月份。 1、工程地质、水文地质情况隧道穿越地层为(2-5细砂层、(3-7-1密实卵

3、石层、(3-4粉砂层以及(5-2泥岩层,沿线地下水主要接受大气降水及地下水侧向径流补给,地下水作用在整个隧道范围内。 2、平纵断面火桐区间两端选用R =500的曲线半径,中间R =400的曲线半径;桐倪区间平面上设有3段曲线,曲线半径分别为600m 、700m 和800m 。线路变坡段设有竖曲线,竖曲线半径R =3000、5000m 。线间距由11m 逐渐加大为18m 。最大坡度为22,最小坡度为2。区间最大埋深14.5m ,最小埋深8.3m 。右线左线省体育馆站倪家桥站桐梓林站火车南站496.2740.23888.5888.5943.5943.5图-1 工程范围示意图3、线路地面环境成都地铁

4、一号线盾构4标区间左线隧道线路基本沿人民南路中部及西侧路肩敷设,期间下穿人南立交桥、机场立交桥、火车南站股道,沿道路两侧有大量的建筑,地下管线比较密集,其中部分污水管距离隧道较近。三、土压平衡盾构施工过程中的控制措施1、掘进时施工参数控制(1掘进施工参数应根据工程水文地质情况作出包括掘进模式、土仓压力、总推力、掘进速度、刀盘转速、刀具贯入量以及碴土改良方法、碴土管理等决定,不得随意更改相应掘进参数,详见表-1 盾构掘进施工参数表。(2在施工期间结合地面监测反馈信息及实际施工情况进行总结分析,对掘进参数进行动态管理,在施工过程中对掘进参数进行不断的优化。(3掘进时应根据工程水文地质条件相适应的渣

5、土改良对渣土进行改良,以保证渣土的流塑性和止水性。(4结合地面沉降监测反馈信息,对出渣量控制标准进行调整,实现渣土管理的最优化。表-1盾构掘进施工参数表 2、管片拼装施工控制(1严格进场管片的检查,破损、裂缝的管片不用。下井吊装管片和运送管片时应注意保护管片和止水条,以免损坏。(2止水条及软木衬垫粘贴前,应将管片进行彻底清洁,以确保其粘贴稳定牢固。(3管片安装前应对管片安装区域进行清理,清除如污泥、污水,保证安装区域及管片相接面的清洁。(4严禁非管片安装位置的推进油缸与管片安装位置的推进油缸同时收缩。(5管片安装时必须运用管片安装的微调装置将待装的管片与已安装的管片块的内弧面纵面调整到平顺相接

6、以减少错台。调整时动作要平稳,避免管片碰撞破损。(6同步注浆压力必须得到有效的控制,注浆压力不得超过限值。3、壁后注浆施工控制(1砂浆拌制必须根据砂浆配合比进行配料和操作,在任何储存过程纵避免使砂浆静置,防止砂浆离析或凝结影响使用。(2施工过程中必须遵循注浆与掘进同步进行的原则,掘进必须进行同步注浆,注浆量与注浆压力必须达到技术交底或技术方案要求。以使注浆达到控制地面沉降同时又不因注浆压力过大损坏管片。(3定期对注浆系统进行清洗,以保证注浆系统保持良好的工作状态。(4对注浆后的管片抽样检查管片背后注浆的情况,发现注浆不饱满,应及时进行二次补充注浆。4、监测控制1地面监测采用每天早、晚2次,对沉

7、降进行监测,对建筑物加强监测次数,确保盾构顺利通过。2测量的沉降结果及时反映到主机室值班工程师,做好信息沟通,以便调整掘进参数;3每天下午对一天掘进的管片进行姿态和高程测量,根据管片姿态变化情况采取有效措施,确保管片姿态满足设计要求;4掘进时派专人对地表进行巡查,发现情况及时与值班工程师联系,采取相应的措施;5在掘进施工中,为了保证导向系统的准确性、确保盾构机沿着正确的方向掘进,需周期性的对SLS-T导向系统的数据进行人工测量校核,人工检测频率为每周一次。因成都地层中含有大量的卵石和漂石,盾构机姿态极易发生偏位,应视情况加大人工检测频率。以及在盾构掘进中因为各种原因造成停机24小时以上时,在恢

8、复掘进之前需对盾构机姿态进行测量。5、地表沉降从监测分层沉降的情况来看:盾构掘进时,刀盘通过的时候上部沉降大一点;到盾尾通过的时候,下部沉降较大。地表沉降与土仓压力和盾尾注浆有很大的关系。刀盘前沉降过大,说明土仓压力过低。1压力原因:土仓压力不能够长时间保持造成的;2掘进控制:掘进中,出碴过多造成。盾尾沉降过大,说明注浆量不足,在下一步掘进施工时严格控制;1注浆压力:23bar。2注浆量:6方/环,并监督保证浆液的量一定要够,不随意记录;3砂浆的质量:浆液稠度:812cm,搅拌时间控制在2分钟左右;胶凝时间:一般为38小时,在胶凝时间前使用。6、刀具更换从目前土压平衡盾构机换刀情况看,在砂卵石

9、地层中,盾构机刀盘刀具的磨损相当严重。刀盘刀具磨损严重,导致换刀频繁,而且成都地区富水砂卵石地层自稳性差,无法直接开仓换刀,必须采取相关加固措施才能满足开仓的稳定性要求。左线火桐区间共实现换刀6次,平均换刀距离147米。最大换刀距离180.7米,最小换刀距离113.9米。桐倪区间换刀5次,平均换刀距离177.7米。左线火桐区间前5次换刀采用降水+挖孔桩或注浆的方式提前进行地层加固,盾构机到达加固位置后直接敞开式换刀,第15次换刀时间分别为6天、5天、12天、4天、3天(其中第3次换刀时地下水丰富,增加了2口降水井延误了5天;第6次换刀采用带压进仓换刀。桐倪区间除第二次换刀采用降水加固外,其余几次均采用带压进仓方式换刀。带压进仓换刀过程中,首先通过膨润土注入系统向土仓内注入优质的膨润土泥浆置换原有的碴土,出碴量达到土仓内碴量的一半后开始保压。保压压力根据地层水土压力清还和掘进时土压力的控制情况综合确定,试压2小时,当压力保持稳定后,进行带压进仓换刀。在带压进仓换刀期间要不间断监控土仓的气压的稳定情况,发