轨道交通工程重叠段盾构施工技术研究

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摘要:本文结合深圳市轨道交通4号线三期工程主体工程观澜湖站~牛湖站区间实体工程盾构法施工程序,通过工程重叠段盾构施工过程,从掘进前的预处理,到掘进过程严控制,采取掘进时勤监测等一系列过程控制,施工质量安全、进度整体可控。最终,顺利完成了重叠段的掘进施工,施工后对出入

轨道交通工程重叠段盾构施工技术研究

刘继红

中铁南方投资集团有限公司 广东 深圳 518055

摘要:本文结合深圳市轨道交通4号线三期工程主体工程观澜湖站~牛湖站区间实体工程盾构法施工程序,通过工程重叠段盾构施工过程,从掘进前的预处理,到掘进过程严控制,采取掘进时勤监测等一系列过程控制,施工质量安全、进度整体可控。最终,顺利完成了重叠段的掘进施工,施工后对出入线影响较小,可为后续类似施工提供经验借鉴和参考。

关键词:轨道交通;重叠段;盾构施工

Study on shield construction technology in overlapping section of Rail Transit Project

Liu Ji Hong

China Railway Southern Investment Group Co., Ltd. ShenzhenGuangdong 518055

Abstract: This paper combines the shield method construction procedure of Guanlanhu station niuhu station interval entity project of phase III project of Shenzhen rail transit line 4, through the shield construction process of overlapping section of the project, from pre-treatment before excavation to strict control during excavation, and a series of process control such as frequent monitoring during excavation, the construction quality, safety and progress can be controlled as a whole. Finally, the excavation construction of the overlapping section is completed successfully, which has little impact on the access line after construction, and can provide experience and reference for the similar construction in the future.

Key words: rail transit; overlapping section; shield construction

1.工程概况

深圳市轨道交通4号线三期工程主体工程观澜湖站~牛湖站区间(简称观~牛区间,下同)采用盾构法施工,由两台中铁装备CTE6250盾构机从观澜湖站大里程端始发,至牛湖站盾构井吊出。盾构隧道管片内径5.4m,外径6m,管片厚度为0.3m。线路设计起点为观澜湖站,线路出观澜湖站后沿高尔夫大道由西往东敷设,在深德技工学校及观澜红木博物馆南侧侧穿长坑水库,随后再次拐入高尔夫大道下方敷设,到达牛湖站小里程端。本区间范围左线ZDK29+627.050~ZDK30+550.816,短链6.798m,长916.968m。右线YDK29+627.051~YDK30+547.493,长920.442m。区间最大坡度26‰,最小曲线半径450m,左右线间距12~28.5m。

2.相对位置关系

观~牛区间右线与观澜停车场出入线(简称出入线,下同)存在两次交叉重叠,约在正线右线DK30+302.873~DK30+394.525处,两线隧道平面交叉重叠,正线在上,出入线在下,平面上交叉重叠区域长度约为91.7m,隧道竖向垂直间距最小为1.98m,穿越时第一断面位于直线段,第二断面位于450m半径缓和曲线段。具体如图1-3所示。

图1正线上跨平面图

图2 上跨段第一断面位置关系图

图3 上跨段第二断面位置关系图

3.地质情况

上跨段正线穿越地层主要为⑨2-2块状强风化粉砂岩及⑨2-1土状强风化粉砂岩,与出入线间夹层主要为全断面⑨2-2块状强风化粉砂岩,含少量⑨3中风化粉砂岩,详见图4所示。

⑨2-1土状强风化粉砂岩:灰褐色、褐黄色等,原岩结构大部分破坏,岩石风化剧烈,局部夹少量碎块。本层进行标准贯入试验共13次,实测标准贯入击数为71~91击,平均75.8击。

⑨2-2块状强风化粉砂岩:灰褐黄、灰褐色,风化裂隙很发育,岩石锤击易碎,部分手可折断,为极软岩~软岩,岩体呈碎块状,岩体极破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。本层进行重型圆锥动力触探试验共57次,实测动力触探击数为18~62击,平均41.3击。

⑨3中等风化粉砂岩:青灰色,深灰色,粉砂状结构,层状构造,节理裂隙较发育,裂面铁染严重,实测单轴饱和抗压强度值18.7~43.3MPa,平均值为26.9MPa,为较软岩~较硬岩。实测岩体完整性指数平均值为0.48,岩体较破碎,岩体基本质量等级为Ⅳ级。

图4 上跨段地层情况图

4.重难点分析

由于观~牛区间距已施工完毕的出入线区间垂直最小间距仅为1.984m,观~牛区间隧道施工会对出入线隧道的管片产生挤压而造成变形,并对地面沉降造成二次扰动,由此引发出入线区间隧道发生偏移、管片出现错台、开裂,地面沉降等一系列问题。

5.处理措施

1)穿越段出入线管片采用的是3个注浆孔的加强型管片,将管片的标准块和邻接块每块管片上的注浆孔加密到3个,每个注浆孔打入长1.5m,φ32mm的钢花管施作洞内小导管注浆,注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆(浆液配合比1:1,水灰比1:1),注浆压力0.5~1.0MPa,每孔注浆量不小于1.8m³,要求加固后的土体无侧限抗压强度不小于0.4MPa,见图5所示。

图5 增设注浆孔管片

2)为防止管片出现错台、变形或位移,盾构机上跨前对出入线内管片搭设临时型钢内支撑进行加固,所有支撑与管片之间必须用木楔楔紧,加固形式如图6-7所示。

图6 内支撑搭设断面图

图7 内支撑搭设展开图

6.盾构掘进控制

1)穿越段隧道埋深为12.5~13m,初始掘进时根据隧道覆土埋深计算每环的土仓压力,掘进时土压比计算压力提高0.1bar,控制在1.25bar,并保持均匀性,波动范围尽量控制在±0.05bar,后续过程中根据沉降监测结果对土仓压力进行逐步调整,见图8所示。

图8 上跨段土压变化情况柱状图

2)掘进速度适当提高,减少速度的波动,达到快速匀速通过的目的,把对地层的扰动降至最小。

①同步注浆必须保证四路注浆管同时注浆,注浆时适当调低底部两条注浆管路的注浆速度和注浆压力,同时增加上部的注浆流量,保持总注浆量不变。

②严格控制出土量,做到按斗控制掘进距离,当前斗掘进行程不够的情况下,必须在下一斗进行纠正,确保整环不出现超挖,每环出土量偏差不允许超过2m³。

③加强施工监测,地面监测在原有每天一次的基础上加密至一天四次,及时指导区间内盾构施工。

7.结论

通过掘进的预处理,掘进过程严控制,掘进时勤监测的施工原理,安全质量进度整体可控,顺利完成了重叠段的掘进施工,施工后对出入线影响较小,可为后续类似施工提供经验借鉴和参考。

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作者简介:刘继红(1975-)男,本科,工程师,广东深圳人,研究方向:轨道交通工程。

来源:交通科技

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