土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法

土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法

《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》是中建五局土木工程有限公司完成的建築類施工工法。完成人是周雄威、曹亞奇、李文龍、歐陽天一、邱瓊。該工法適用於土壓平衡盾構穿越生態河流的複雜地質條件下施工。

《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》的主要特點是:採用局部圍堰換填、抗浮壓板加固、淺土區域土體加固、掘進參數動態控制等組合技術,解決盾構施工過程中可能出現的湧水涌泥、地層沉降、盾構機姿態上漂、管片上浮等風險;同步注漿採用注漿量和注漿壓力雙控制技術;採用盾尾後每隔一環進行壁後注漿技術;採用合理設定土倉壓力控制技術。

2021年11月5日,《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》被評定為湖南省2020年度工程建設省級工法。

基本介紹

  • 中文名:土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
  • 工法編號:HNJSGF117-2020
  • 完成單位:中建五局土木工程有限公司
  • 完成人:周雄威、曹亞奇、李文龍、歐陽天一、邱瓊
  • 主要榮譽:湖南省2020年度工程建設省級工法
  • 審批單位:湖南省住房和城鄉建設廳
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,技術理論,工藝流程,操作要點,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,

形成原因

2014年以來,海綿城市建設與城市捷運隧道工程不斷發展,盾構超近距離穿越海綿城市生態河流的現象較為常見,出現浮土過淺的工況會加大施工的風險和難度,可能會因為切口壓力波動導致塌方及冒頂,也可能會因為惡劣的土質工況特點而造成管片上浮、縱向螺栓脆性破裂,進而引發安全事故。
中建五局土木工程有限公司依託南寧市軌道交通2號線捷運盾構超近距穿越海綿城市生態河流暨南寧市那考河支流生態水體等工程,在盾構施工過程中針對近距離穿越生態河流的淺覆土複雜敏感地質條件,提出“局部圍堰換填、抗浮壓板加固、淺土區域土體加固及掘進參數動態控制等”的關鍵技術,形成了《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》。

工法特點

《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》的特點有:
1.針對盾構穿越海綿城市生態河流的施工工況,採用局部圍堰換填、抗浮壓板加固、淺土區域土體加固、掘進參數動態控制等組合技術,解決盾構施工過程中可能出現的湧水涌泥、地層沉降、盾構機姿態上漂、管片上浮等風險。
2.同步注漿採用注漿量和注漿壓力雙控制技術,注漿量控制在理論建築空隙的120~140%,注漿壓力宜略大於水土壓力。在注漿管路中應安裝安全閥可免注漿壓力過高而頂破覆土,並根據監測的結果調整注漿部位、注漿量及注漿壓力等注漿參數。
3.採用盾尾後每隔一環進行壁後注漿技術,通過形成環箍,可有效地防止地面沉降及管片滲漏水。
4.採用合理設定土倉壓力控制技術,提高出土量控制精度,避免超挖和欠挖,基於實測參數的盾構糾偏及停頓次數的控制。

操作原理

適用範圍

《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》適用於土壓平衡盾構穿越生態河流的複雜地質條件下施工。

技術理論

《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》的技術原理是:
利用土壓平衡原理,根據海綿城市生態河流的特性,確定初始掘進參數並採取措施控制滲透及沉降,採取圍堰換填、抗浮壓板加固技術,在盾構掘進的過程中加強對生態河流及淺土層的變形監測,結合監測數據不斷調整最佳化掘進參數,通過採用水壓控制及同步控制技術,確保切口開挖面土體穩定,並及時對生態河流下淺覆土區域進行二次注漿,進而保證穿越河流區域整體穩定和長期穩定。

工藝流程

《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》的施工工藝流程如下:
施工前準備→圍堰換填→抗拔樁施工→抗浮壓坂施工→淺覆土區域土體加固一淺覆土區域監測點布設→土壓控制→同步注漿→盾構姿態控制→盾尾漏漿預防及驗收。

操作要點

施工前準備
1.施工前進行審查圖紙,特別關注海綿城市生態河流的水文地質情況,針對性地對關鍵技術、操作流程、質量、安全控制等特殊性的做法進行會審和交底。
2.根據勘察設計階段的不良地質體探測成果,在穿越生態河流的臨近砂層邊界時加強綜合超前地質預報。
3.通過TSP(隧道地震勘探軟體)長期預報大致定位砂層出現的位置;地質雷達、紅外探水、掌子面地質素描等進一步驗證,行車隧道短距離超前探孔結合服務隧道側向探孔精確定位不良地質體。
4.對盾構掘進影響範圍內的地表沉降、生態河流季節性特點變化進行跟蹤監測,實施動態信息化施工管理以監測數據指導施工。
5.盾構淺覆土施工前應對機械及電器設備進行保養,防止盾構在淺覆土掘進時出現故障停機。
6.選用和準備電瓶車,電瓶車承擔隧道掘進出土的水平運輸工作,將盾構掘出的渣土從隧洞內皮帶機出土口運出至始發井出土口,而掘進所需的管片和砂漿等其他材料通過電平車從始發井運至洞內。每個隧道可採用兩列45噸電瓶機車牽引的編組列車進行洞內水平運輸,其現場列車組如圖1所示。
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖1 現場列車編組示意圖
一般情況下現場水平運輸列車編組情況為:電瓶車1台,渣土車5台,砂漿車1台,管片車2台。電瓶車採用蓄電池式交流傳動電瓶車,在牽引設備上採用計算機智慧型模組控制的三相交流傳動技術,電瓶車由蓄電池組供應直流電,直流電通過代由計算機控制的牽引逆變器轉換成電壓和頻率可調的三相交流電驅動兩台交流異步牽引電動機,交流異步牽引電動機通過減速器經兩級減速後驅動車輪從而牽引電瓶車。
7.選用和準備渣土車,渣土車可採用氣制動,渣車軌距900毫米,有效容積18米,外形尺寸:長6.8米,寬1.5米,最小轉彎半徑25米。渣斗與渣車大托盤採用分離鑲嵌式,其中渣土車的構造如圖2所示。
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖2 渣土車構造圖
8.砂漿車採用氣制動並採用Y系列電機作為攪拌動力,攪拌轉速12轉/分鐘,軌距900毫米,有效容積8立方米,外形尺寸:長4.95米、寬1.5米、高2.3米。主要用於隧道內管片壁後注漿漿液的運輸,其砂漿車的構造如圖3所示。
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖3 砂漿車構造圖
圍堰換填施工
1.施工前與河流管理單位提前溝通,減少或暫停支流上游來水。
2.首先採用圍堰對施工穿越河流的主要支流截流,埋設直徑1米的水管將截流的積水引流至人工池塘。
3.再將河道中的淤泥質土挖除,將河道兩側邊坡3米內的土挖填至河道使河道和兩側邊坡齊平,水管埋設於填土下方,水管埋設注意避開抗拔樁樁位。
4.場地整平後採用壓路機至少碾壓三遍,保證鑽機施工過程中不發生傾斜、位移等。
5.對於抗浮壓板底部下1.6米範圍內的淤泥及雜填土,採用粘性土進行換填壓實處理,壓實度需不小於95%,其中圍堰斷面尺寸如圖4所示。
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖4 圍堰斷面布置圖
抗拔樁施工
1.抗拔樁施工成樁設備採用旋挖鑽機,鋼筋籠使用汽車吊安裝,水下混凝土採用導管法灌注。
2.抗拔樁採用高強混凝土材料,以盾構超近距穿越海綿城市生態河流暨南寧市那考河支流生態水體為例,該工程水下採用C35混凝土,抗拔樁共87根,其中降金區間左線28根,中間32根,區間右線27根,區間左右線隧道中間樁長為16米,左右樁長為12米,詳見圖5、圖6。
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖5 抗浮板區域抗拔樁施作
圖6 抗浮板區域抗拔樁樁身低應變檢測
抗浮壓板加固技術要點
1.採用抗浮壓板+抗拔樁的抗浮處理措施。
2.設計採用800毫米厚抗浮壓板,直徑800毫米的抗拔樁,抗浮壓板同時兼做該段隧道河底防沖刷及可能的清淤保護措施,詳情見圖7、圖8。
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖7 抗浮板鋼筋工程施工
圖8 澆築抗浮板混凝土
淺覆土區域土體加固
1.抗浮壓板範圍按Ф40@1500x1500毫米梅花型布置注漿孔,見圖9。
2.待壓板混凝土達到設計強度後,對抗浮壓板板底下2.5米範圍採用中空玻璃纖維注漿管進行注漿。
3.注漿完畢後注漿管需上拔並保持與隧道0.5米的淨距,同時需封堵注漿孔。
4.注漿漿液採用水泥單液漿水灰比0.80~1.0,注漿壓力0.50~1兆帕,達到穩定壓力後保壓10~15分鐘。
5.其抗浮樁與抗浮壓板的位置關係如下圖所示,其中平面布置情況如圖9所示;橫斷面如圖10所示。
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖9 抗浮壓板平面布置圖
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖10 抗浮壓板橫斷面示意圖
6.為防止淺覆土段掘進施工時隧頂土壓對抗浮板產生壓力,引起抗浮板變形,提前在下穿抗浮板區域採取回填反壓措施。
7.回填約2米厚覆土,可起到管片頂部支撐及保護抗浮板結構的作用。
淺覆土區域監測點布設
1.在盾構穿越淺覆土區域時通過對沉降、傾斜、開裂和周邊路面沉降的監測,為盾構施工提供及時可靠的信息。
2.結合盾構穿越期間的安全性及對周邊環境的影響進行布設,並對可能發生的危及施工、周邊環境安全的隱患或事故及時和準確的預報,以便及時採取有效措施消除隱患和避免事故的發生,檢測見圖11、圖12。
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖11 抗浮板區域抗拔樁拉拔試驗檢測
圖12 抗浮板區域抗拔樁拉拔試驗及檢測
土壓控制
1.在盾構推進的過程中,根據理論計算、前期掘進數據分析和監測數據及時調整土壓力值。
2.嚴格控制盾構正面平衡壓力,實際土壓力圍繞設定土壓力波動,上下波動不超0.2巴。防止過量超挖、欠挖,儘量減少平衡壓力的波動。
3.確保出土量應與理論出土量相符,若偏差較大應及時進行調整。
同步注漿控制
1.同步注漿應採用注漿量和注漿壓力雙控制,注漿量宜控制在理論建築空隙的120~140%,注漿壓力宜略大於水土壓力。
2.應確保同步注漿漿液質量,漿液坍落度不大於14厘米,比重大於1.8克/立方厘米,泌水率小於2.0%。
3.同步注漿上下注漿孔的比例分配宜為7:3。
4.在注漿管路中應安裝安全閥,以免注漿壓力過高而頂破覆土。
5.同步注漿過程中應加強隧道縱向變形的監測,並根據監測的結果調整注漿部位、注漿量及注漿壓力等注漿參數。
6.淺覆土段盾尾後每隔一環進行壁後注漿,形成環箍。
盾構姿態控制技術要點
1.盾構在淺覆土段掘進應保持平穩推進,減少糾偏,降低對正面土體的擾動,見圖13。
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖13 盾構機掘進及參數控制及調整
2.盾構平面軸線偏差宜控制在±50毫米之內。
3.盾構在淺覆土段掘進高程宜控制在-50毫米左右,以預留盾構或隧道上浮空間。
4.在穿越過程中應嚴格控制刀盤轉向以免對土體產生較大的擾動。
5.盾構在淺覆土段掘進推進速度宜控制在20~30毫米/分鐘。
盾尾漏槳預防及驗收
1.為防止盾尾漏漿,可在管片外弧面均貼上2道沿圓周方向的15厘米厚海綿。
2.盾構推進至淺覆土段後,盾尾後宜每隔1環進行壁厚注漿,注漿位置為每一塊管片的注漿孔注漿量為每個孔2米。
3.壁後注漿應均勻,保證漿液在隧道外形成封閉環狀,必要時可採用雙液漿與聚氨酯相結合的注漿方法。
4.盾構掘進完成後及時進行驗收。

材料設備

《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》的材料設備要求如下:
該工法對材料的要求如表1所示:
表1 施工工法主要材料表
序號
材料名稱
規格型號
單位
數量
1
管片
環寬1.5m
74
2
管片螺栓
M24
74
3
1.5米管片密封條及配套
專用
74
4
洞內走道板
長x寬3000x400毫米
37
5
走道板三角支架
中粒式
38
6
水管
Ф100x6000毫米
19
7
污水管
Ф60x6000毫米
19
8
軌枕
H15x2.364
120
9
軌道
43軌x6000毫米
38
10
砂漿(同步注漿)
水泥砂漿
立方米
450
11
盾尾油脂
——
10
12
EP2
——
10
13
泡沫原液
——
10
該工法對設備的要求如表2所示:
表2 本施工工法所涉及的機具設備表
序號
名稱
型號規格
數量
主要用途
1
Ф6280土壓平衡盾構機
2
盾構施工
2
/
1
污水處理
3
電瓶車
JXK-45
4
水平運輸
4
45噸
1
垂直運輸
5
龍門吊
16噸
1
垂直運輸
6
漿液罐車
SJ8-9
4
注漿
7
TS-500
1
砂漿攪拌
8
管片車
GP15-9
8
運輸
9
標準
4
測量
10
標準
4
測量
11
計算機
標配
4
監控
12
渣車
ZT18-9
20
運輸

質量控制

施工企業採用《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》施工時,對質量控制的要求如下:
1.該工法主要遵照執行的現行規範、規程標準主要有:《市政工程施工安全檢查標準》(CJJ/T275-2018)、《地下防水工程質量驗收規範》(GB50208-2011)、《盾構法隧道施工及驗收規範》(GB50446-2017)等。
2.掘進前明確設計線路的各項參數。通過測量,判斷出盾構機的當前位置,並根據掘進前的各項監測成果,確定下次據進的各項參數:在確認各項準備工作完成後,才能根據指令開始掘進。
3.盾構操作手嚴格按照規程進行操作,嚴禁違規操作:嚴格按主管工程師的指令進行參數的選擇和操作,遇有突發事故,立即停止掘進並迅速向值班工程師報告,沒有新指令前,不得擅自開始掘進。
4.每環推達過程中嚴格控制平衡土壓力。使切口正面土體保持穩定狀態,以減少對土體的撓動。採取信息反饋的施工方法對盾構推進進行質量控制,在盾構推進過程中進行跟蹤沉降觀測,並及時反饋沉降數據,為調整下階段的施工參數提供依據。
5.必須及時地掌握盾構機的方向和位置,嚴格對盾構機進行姿態控制。淺覆土媚進盾構機垂直姿態應為負值。推進測量管理應在每推進一環後進行,通過對測量數值的分析計算,及時地發市操作指令,通過調整盾構千斤頂的組合適時糾偏。
6.安裝前專人檢查管片及其防水材料,止水條的位置種類是否正確,止水案與管片是否連線牢團。管片是否有不合要求的裂縫。破損等缺陷,管片的標誌是否齊全,是否已達齡期。
7.根據高程和平面的測量報表和管片間隙,及時調整管片拼裝的姿態,並嚴格控制管片成環後的環、縱向間隙。安裝管片時要緩慢、均勻,對好位置後才能上螺栓,並且避免損壞止水條和避免管片間有較大錯台。
8.注漿前進行詳細的漿液配合比試驗,選定合適的注漿材料及漿液配比,滿足設計施工要求;檢查盾尾的密封性,保證漿液不泄漏;保證注漿管路的暢通。所用砂須細砂。
9.做好注漿設備的維修保養,注漿材料的供應,保證注漿作業順利連續不中斷的進行。針對不同的地質情況選擇不同的注漿壓力和注漿量。注漿跟推進同步進行,且注漿速度應與推進速度相適應,四個泵同時注漿;注漿飽滿程度由注漿壓力和注漿量雙重控制。
10.二次注漿前進行詳細的漿液配合比試驗,選定合適的注漿材料及漿液配比且滿足設計施工要求。注漿過程中拌好的漿液必須用密目網過濾,防止未攪拌均勻的水泥堵塞管路,造成注漿停止的問題。
11.盾構機掘進時姿態測量應包括其與線路中線的平面偏離、高程偏離、縱向坡度、橫向旋轉和切口裡程的測量,各項測量誤差要求,如盾構機姿態控制誤差要求表所示。
表3 盾構機姿態控制誤差要求表
序號
測量項目
測量誤差
1
平面、高程偏離值(毫米)
±5
2
里程偏離值(毫米)
±5
3
橫向旋轉角(”)
±3
4
縱向坡度(‰)
±1
5
切口裡程(毫米)
±10
12.用TS11+全站儀測定在盾構機殼內的B、C、D三點的三維坐標後,反算出刀盤中心A點的三維坐標和盾尾中心E點的三維坐標,由A、E兩點的坐標計算出盾構機在掘進過程中瞬時的水平方向和垂直方向的偏離值,與自動導向系統所顯示的相關數據進行比較就可以知道自動導向系統是否正常工作。

安全措施

施工企業採用採用《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1.建立健全各種安全責任規章制度,各工作崗位設專人操作,持證上崗。
2.穿越生態河流段掘進時應派專人對盾構施工影響區域進行巡邏,發現有冒漿等現象立即報告,並採用設定警戒區域,及時疏散人群,引導車輛行駛。
3.加強對地面及周邊管線、建築物的監測,根據監測數據採取適當措施進行保護。
4.加強對盾構機的檢查、保養,由經理部組織人員進行安全檢查,發現問題及時整改。
5.對垂直運輸起重設備的索具、鋼絲繩、土箱、管片吊鉤等做到定期檢查,安全使用各種安全裝置,及時維修。井口吊裝作業時配置聲控閃光信號裝置作警示。
6.司機嚴格執行安全行車規程,加強對車連線部位的檢查。
7.增設電動制動剎車裝置,配置行車閃光警示燈,運行過程中嚴禁搭乘車、嚴格控制行車速度。
8.工作面鋼軌末端設定電瓶車行駛制動裝置,電瓶車內設行車監控系統。
9.管片工作面和拼裝位置做好警示標誌,管片舉重臂旋轉範圍內嚴禁站人。
10.採取防止觸電和機械傷害的專項針對性措施。

環保措施

施工企業採用《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》施工時,應採取的環保措施是:
1.結合工程實際情況,落實文明施工現場責任區,制定相關文明施工規章制度,做到現場文明施工管理有章可循。
2.加強施工現場管理,嚴格按照批准的平面布置圖進行工地布置。施工現場堅持做到“工完料清”,並及時處理;堅持做到場地整潔、排水暢通、標誌醒目,使生產環境標準化。
3.棄土棄渣、廢漿不得任意棄置、堆放,運至規定的棄土場,廢槳採用罐車外運。所有離開場地的車輛必須經過清洗,不得遺漏,設專人監管。
4.定期進行場地清潔和灑水降塵,場地出口設洗車槽,並設專人對所有離開施工場地的車輛進行沖洗,確保在外運途中不遺撒。
5.施工現場設明溝、沉澱池為主的污水排放系統,以減少施工期間的生活污水及施工廢水對環境的污染。
6.現場施工用材料堆放整齊,各種型號、規格、品種來料加工分別堆放。
7.加強場地清理、施工污水經沉澱並達到排放標準後排入城市下水管道,用泥漿泵將沉澱物抽入罐車運至指定地點廢棄。
8.施工期間,噪聲滿足《建築施工場界環境噪聲排放標準》GB12523-2011的要求。
9.內業資料應由專人分類管理做到各類資料分類合理、齊全,使施工資料和工程進度同步到位,按業主要求規格編制資料,資料字跡端正,內容詳實,手續完整。

效益分析

中建五局土木工程有限公司採用《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》施工,獲得良好的社會效益、經濟效益和節能與環保效益。
以南寧市軌道交通2號線工程(玉洞-西津)三十三中站-蘇盧站區間(原秀廂站-蘇盧站)區間工程超近距穿越海綿城市生態河流暨南寧市那考河支流生態水體為例,在施工過程中採用《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》確保工程順利完成,工程完工後進行造價分析對比可知,累計節約人員及材料費總計75.5萬元,累計節約機械台班費357.5萬元,累計節約管理成本185萬元,同時累計縮短工期15天,直接經濟效益和間接經濟效益良好。
該工法成功解決土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工的技術難度,施工過程中安全可靠,無任何滲漏現象的發生,施工過程中快捷、高效,獲得社會主管部門及相關參建單位的一致認可,取得預期的社會效益。
該工法符合全面創建文明現場工地的總要求,施工中合理安排大型機械施工時間,對機械等採取降低噪音的措施。施工現場廢棄料能夠及時回收與循環使用,周轉材料做到多次循環使用,施工過程中滿足綠色施工導則,充分體現了節能與環保效益,實現了科學施工與節能環保施工的有效結合。
註:施工費用以2014—2017年施工材料價格計算

套用實例

中建五局土木工程有限公司採用《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》的套用實例如下:
南寧市軌道交通5號線工程中降橋站-金橋客運站區間採用盾構法施工,曲線最小半徑為450米,線路埋深1.5米~17米,線間距13.00~16.00米,區間最大縱坡28%。區間左線起訖里程為ZDK31+294.100~ZDE32+227.582,左線短鏈29.405米,區間長度為904.077米,區間右線起訖里程為YDK31+294.100~YDK32+202.367,右線短鏈-27.471,區間長度為880.796米。該區間設定2個聯絡通道,其中1#聯絡通道兼廢水泵房。區間主要地質為泥岩地質,區間隧道洞身範圍內主要地層為:泥岩層、泥質粉砂岩層,局部穿越粉質粘土層。
在穿越那考河支流期間,隧道結構頂部覆土主要為粉土層、粉質粘土層;隧道底板下部主要為圓礫層、泥岩層。一般粒徑為2~35毫米,最大粒徑可達120毫米,圓棱形(渾圓形),充填物為粗礫砂及黏性土,含量約20~25%,由於區間圓礫地層豐富,且地下水水位距隧道較近,形成富水圓礫,對盾構區間施工造成極大困擾,在盾構掘進過程中易造成噴涌、地表沉降、刀具磨損等重大風險。針對上述工程現狀創新採用《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》,其中:盾構區間近距離穿越生態河流工況如圖14所示;其近距離穿越生態河流工況如下圖15所示;其穿越河流成型隧道如下圖16所示;捷運盾構穿越河流成型隧道如下圖16所示;盾構始發基地BIM模型圖如下圖17所示;區間穿越河流成型隧道照片見圖18;盾構區間近距離穿越生態河流施工模型圖見圖19;盾構區間近距離穿越生態河流施工模型圖見圖20。
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖14 盾構區間近距離穿越生態河流工況
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖15 盾構區間近距離穿越生態河流工況
圖16 捷運盾構穿越河流成型隧道
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖17 盾構始發基地BIM模型圖
圖18 區間穿越河流成型隧道照片
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖19 盾構區間近距離穿越生態河流施工模型圖
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖20 盾構區間近距離穿越生態河流施工模型圖
其套用結果表明該施工工法高效、快速、安全地完成了區間土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工,可在廣西地區乃至江南及華南地區廣泛推廣。
南寧市軌道交通2號線工程(玉洞-西津)蘇盧站-安吉客運站區間、安吉客運站-西津站區間工程左線全長994.107米,右線全長為914.796米,工程圖及穿越河流隧道見下圖21、圖22。區間線路平面最小曲線半徑為650米,最大縱坡為25%。安吉客運站-西津站區間沿安吉大道道路正下方敷設,沿著安吉大道路中向北行進,最終接入位於安吉大道的安吉客運站。安吉客運站-西津站區間左線長度為823米,右線長度為769米。該工程在施工過程,中採用《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》,採用盾尾後每隔一環進行壁後注漿技術,通過形成環箍,可有效地防止地面沉降及管片滲漏水,確保了下穿過程中的施工安全、極大地提高了施工效率,具有良好的經濟效益和社會效益,對其他類似工程可以起到參考和借鑑的作用。
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法
圖21 蘇盧站-安吉客運站區間工程圖
圖22 蘇盧站-安吉客運站區間穿越河流隧道
南寧市軌道交通2號線工程(玉洞-西津)出入線段工程由中國建築第五工程局負責施工,其中安吉綜合基地出入線段盾構區間沿西鄉塘區安吉大道北延長線的明挖段引出後,沿著安吉大道延長線繼續行進,然後由東北向轉入西津村6隊,穿越部分村民自建房後進入安吉綜合基地範圍內的一處小山體,出山體後設定盾構接收井。安吉綜合基地出入線段左線長度482.788米;右線長度646.892米。區間線路最小平面半徑為350米,最大縱坡為34.92%,區間結構最淺埋深2.5米,最大埋深25米。
該工程在施工過程中採用《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》,採用局部圍堰換填、抗浮壓板加固、淺土區域土體加固、掘進參數動態控制等組合技術,解決盾構施工過程中可能出現的湧水涌泥、地層沉降、盾構機姿態上漂、管片上浮等風險,確保了下穿過程中的施工安全、提高了施工效率,確保工程順利完工。

榮譽表彰

2021年11月5日,湖南省住房和城鄉建設廳以湘建科〔2021〕206號檔案發布《關於公布湖南省2020年度工程建設省級工法名單的通知》,《土壓平衡盾構超近距穿越海綿城市生態河流施工工法》被評定為湖南省2020年度工程建設省級工法。

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