CN109653755A - 一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法 - Google Patents
一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109653755A CN109653755A CN201910005099.7A CN201910005099A CN109653755A CN 109653755 A CN109653755 A CN 109653755A CN 201910005099 A CN201910005099 A CN 201910005099A CN 109653755 A CN109653755 A CN 109653755A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shield
- shield machine
- grouting
- monitoring
- construction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 81
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 86
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007569 slipcasting Methods 0.000 claims description 73
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 71
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 32
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 22
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 21
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 17
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 12
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 11
- 230000036544 posture Effects 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 9
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 6
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 claims description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 3
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 3
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims 1
- 238000009955 starching Methods 0.000 claims 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/001—Improving soil or rock, e.g. by freezing; Injections
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本发明涉及一种大直径泥水盾构零沉降下穿地面快轨路基的施工方法,包括以下步骤:步骤1为地面注浆加固施工,步骤2进行施工监测,步骤3为盾构下穿快轨线路施工,步骤4纠偏及掘进方向控制,步骤5盾构下穿过程洞内的施工措施,步骤6进行现场巡视作业。本发明所述施工方法的有益效果是:充分发挥泥水盾构本身所具备的优点,由于泥水平衡式盾构是通过调节气垫仓的压力来控制前方掌子面的泥水压力,依靠泥水压力来平衡盾构前方开挖面的水土压力,保证前方开挖面的稳定,进而减小地面沉降;不破坏施工隧道附近的现有隧道和地下管线。
Description
技术领域
本发明涉及盾构施工技术领域,具体涉及到一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法。
背景技术
近年来,随着铁路、公路、城市轨道交通、水利等基础建设的发展,大直径盾构越来越多的运用到城市轨道交通中,因此,盾构法施工对地表既有建(构)筑物的影响也在各工程中日益突显,如何在盾构施工过程中有效地控制地面沉降以保护隧道临近既有结构物和地下管线的安全,已成为城市地下工程中必须解决的重要课题。尤其是对于盾构隧道穿越既有线路问题,涉及到结构的稳定和既有线路的正常运营,已经引起了国内外学者的广泛关注。
目前,中国国内对于采用直径左右的盾构穿越既有线铁路的研究较多,一般沉降控制标准较低,且在盾构穿越过程中采取限速或停运等措施。但采用直径及以上的大直径泥水盾构穿越既有线无砟轨道路基,在保证既有轨道交通正常运营的基础上,轨面最大隆沉值要控制在(+1mm~-2mm)的允许范围内,在中国国内尚数首次。无论技术难度,还是施工风险都非常大,需要认真探索和研究。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷,本发明提供了一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法。
本发明的技术方案公开了一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法,具体包括以下步骤:
步骤1、地面注浆加固施工:
步骤1.1、施工放线和探槽开挖:
步骤1.1.1、在钻孔前进行挖探槽作业,在探槽内用地质雷达设备探测拟保护建筑物基础下方的水囊、空洞,对存在的水囊、空洞进行针对性的钻孔,并填充1:2.5的水泥砂浆;
步骤1.1.2、进行探槽开挖,探槽开挖宽度为2.0m,深度为2.5m;
步骤1.2、地面钻孔、埋设注浆管:
步骤1.2.1、将钻机置于能够微调的360°角度钢质控制台上,使用地质罗盘确定地质钻机的角度,固定定位板,安装钻杆,利用地质罗盘进行二次钻机角度校准,为了防止钻孔过程中出现塌孔,钻孔采用跟管钻孔方式,钻孔完成后将注浆管打进钻孔中;
步骤1.2.2、在钻进过程中,遇到半径大于50mm的卵石、漂石时,应停止钻进,更换金刚石钻头,钻通后换回牙轮钻头继续钻孔施工;
步骤1.3、先在既有无砟轨道路基的两侧进行注浆加固,在既有无砟轨道路基的两侧各打设两排竖直的注浆孔和一排斜向的注浆孔,共计四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔,再在斜向的注浆孔外侧标示出五排斜向的注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排,将钻孔编号,初始编号为1,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并与上述四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔作为预注浆孔,在盾构刀盘到达机场线前打孔注浆,四排竖向的注浆孔和两排斜向的注浆孔打设方式为每打钻一个注浆孔后,跳过后面两个注浆孔的位置,在打钻下一个注浆孔,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔的位置进行钻孔,注浆方式为每对一个注浆孔进行注浆后,跳过后面两个注浆孔的位置,在下一个注浆孔进行注浆,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔进行注浆;
步骤1.3.1、在步骤1.1中打设的五排斜向注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排将钻孔编号,初始编号为2,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并埋设袖阀管,在盾构刀盘通过既有无砟轨道线路后且盾尾脱出既有无砟轨道线路前进行注浆;
步骤1.3.2、在步骤1.1中打设的五排斜向注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排,将钻孔编号,初始编号为3,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并埋设袖阀管,在盾构穿越既有无砟轨道线路后,根据监测信息及时进行跟踪注浆作业;
步骤1.4、清理场地和设立围挡:
对进行注浆加固施工的区域现场进行清理;施工围挡设立以加固建筑物范围进行划分,围挡采用钢管扣件式脚手架钢管搭设,外侧采用围挡板进行封闭;
步骤1.5、浇筑止浆墙:
步骤1.5.1、当注浆管全部安装完成后,在探槽内灌注混凝土止浆墙,将钢管头露在止浆墙上方;
步骤1.5.2、采用C20混凝土浇筑止浆墙,断面尺寸为厚0.4m、宽2.0m;每相隔24小时对浇筑止浆墙进行洒水养护,共进行3次洒水养护;
步骤1.5.3、对止浆墙的四周接缝、壁后和墙内漏水处进行注浆加固;
步骤1.6、进行注浆施工:
步骤1.6.1、注浆间距是50~100cm,注浆速度是10~100L/min,先进行试注浆,对每个注浆孔进行多次注浆,每次注浆的间隔时间为24h,在试注浆完成后再按每对一个注浆孔进行注浆后,跳过后面两个注浆孔的位置,在下一个注浆孔进行注浆,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔进行注浆的顺序进行补充注浆;
步骤1.6.2、每个注浆孔首次注浆完毕后用清水冲洗注浆管;
步骤1.6.3、在既有无砟轨道路基下方区域的钻孔间距为0.75m,在无砟轨道路基毗邻区的钻孔间距为1.5m,钻孔采用梅花型布设,注浆采用袖阀管注浆,袖阀管长度16~22m;
步骤1.6.、在盾构通过既有无砟轨道路基5天后,进行监测数据,使用预留的注浆管进行跟踪补偿注浆,跟踪补偿注浆结束后,进行恢复地面施工;
步骤2、在步骤1进行地面注浆加固施工的同时,进行施工监测:
步骤2.1、对路基挡墙竖向变形及结构缝两侧差异变形的监控:
步骤2.1.1、沿拟施工的隧道左路线方向和右线路方向布置监测点,在穿越既有无砟轨道路基的中心处设一个断面,向穿越隧道的两侧影响范围内的路基挡墙结构缝两侧分别设一个监测断面,每个断面在路基挡墙侧壁结构上布设路基挡墙竖向变形监测点,共布设了72个路基挡墙竖向变形监测点;
步骤2.1.2、埋设测量点,在隧道结构侧墙上布设挡墙结构竖向变形测点,具体步骤如下:
步骤2.1.2.1、使用电动钻具在选定建筑物部位钻直径20mm,深度约50mm孔洞;
步骤2.1.2.2、清除孔洞内渣质,注入清水养护;
步骤2.1.2.3、向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂;
步骤2.1.2.4、在孔洞内放入观测点标志;
步骤2.1.2.5、使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙;
步骤2.1.2.6、对孔洞养护15天以上;
步骤2.1.3、挡墙结构竖向变形监测采用几何水准测量方法,使用电子水准仪观测,采用电子水准仪自带记录程序,记录外业观测数据文件;
步骤2.2、监控轨道结构竖向变形:
步骤2.2.1、在轨道和路基的挡墙结构上布设位置相同的结构竖向变形监测测点基准点,在轨道和路基的挡墙结构布设断面位置相同的结构竖向变形测点;
步骤2.3、检查轨道静态几何尺寸:
步骤2.3.1、布设36个轨道静态几何尺寸检查点,轨道静态几何尺寸检查点的位置与轨道结构竖向位移监测断面相对应;
步骤2.3.2、采用油漆在轨道的钢轨内侧进行标记作为轨道静态几何尺寸检查点的标识;
步骤2.3.3、轨距、水平测量使用专用轨道尺测量;
步骤2.4、监测无缝线路钢轨位移:
步骤2.4.1、在施工的隧道影响范围地区的外测边缘布设若干个无缝线路位移监测点,每条轨道的钢轨上设1个无缝线路临时位移观测标尺,共布设8个无缝线路钢轨位移测点;
步骤2.4.2、通过读取各观测期观测墩顶细线标志与标尺中心的距离,计算每条轨道的钢轨沿线路方向的相对变化量从而得出钢轨的爬行量;
步骤2.5、监测路基挡墙结构的倾斜:
步骤2.5.1、在路基挡墙上布设倾斜监测点,布设位置同路基挡墙竖向变形测点,共布设36个倾斜监测点;
步骤2.5.2、在进行监测的路基挡墙上的位置附近粘贴1块10cm×8cm普通玻璃,增加监测面的光滑和平整度,采用监测仪器进行观测;
步骤2.6、监测感应板静态尺寸:
步骤2.6.1、在穿越隧道中心交线向两侧30米范围内每块感应板在中心和两侧各布设一个感应板静态尺寸监测点,每块感应板长为6米,共布设150个监测点;
步骤2.6.1、采用感应测量仪器监测感应板静态尺寸;
步骤3、进行盾构穿越既有无砟轨道路基:
步骤3.1、设置试验施工段和监控分析各项数据:
步骤3.1.1、在盾构机从既有无砟轨道路基的下方穿越前的200m处设置试验段,通过分段对泥水压力、推力、扭矩、掘进速度、泥浆指标、同步注浆和二次注浆的工艺参数设置标准值;
步骤3.1.2、通过监控量测数据总结与分析,取得确保沉降控制的工艺参数,形成盾构机下穿无砟轨道路基的控制值,确保盾构机下穿无砟轨道路基的地面沉降和穿越安全;
步骤3.2、在无砟轨道路基下方进行盾构穿越施工:
步骤3.2.1、在盾构机到达无砟轨道路基前,进行一次盾构机停机,进行带压进仓刀具检查更换、盾构机及其配套设备维修保养、清理泥水、检修盾构机系统;
步骤3.2.2、利用施工前停机检查更换刀具期间对盾构机的泥水处理系统进行一次全面检修保养工作,包括:一级旋流器、二级旋流器、旋流泵检修、调整池搅拌臂恢复加固、筛板及振动筛拖梁检修、加固,泥水处理设备上所有管路检修确保疏通,离心机、压滤机检修保养;
步骤3.2.3、在盾构机掘进过程中建立压力平衡;
步骤3.2.4、对盾构机掘进过程中的地层扰动大小及泥水分离效果进行推测,动态观测出碴量与统计出碴量的变化情况,通过对每环掘进分离的干碴量、同步注浆量进行统计并与标准掘进出渣量进行对比,进行判断每环掘进地层损失量大小、注浆回填量大小;
步骤3.2.5、通过盾构机的自动导向系统进行盾构机纠偏及掘进方向的控制;
步骤4、纠偏及掘进方向控制:
步骤4.1、控制盾构掘进方向:
步骤4.1.1、采用盾构机自带的自动导向系统和人工辅助测量进行盾构机姿态调整:
步骤4.1.1.1、盾构机上安装的自动导向系统包括导向、自动定位、掘进程序软件和显示器,在盾构机主控室动态显示盾构机在掘进中的各种姿态,盾构机的线路和位置关系进行精确的测量和显示;
步骤4.1.1.2、根据自动导向系统提供的信息,对盾构的掘进方向及姿态进行调整;
步骤4.1.2、盾构机分区掘进及通过油缸控制盾构掘进方向:
步骤4.1.2.1、在上坡段盾构掘进时,加大盾构机下部油缸的推力;在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力;在左转弯曲线段掘进时,则加大盾构机右侧油缸的推力;在右转弯曲线掘进时,则加大盾构机左侧油缸的推力;在直线平坡段掘进时,调整盾构机的所有油缸的推力一致;
步骤4.1.2.2、在均匀的地层中进行盾构掘进时,调整盾构机的所有油缸推力相同;在软硬不均的地层中盾构掘进时,则调整硬地层一侧推进油缸的推力加大、软地层一侧油缸的推力减小;
步骤4.1.2.3、采用加大盾构偏移方向一侧的同步注浆压力和注浆量的方法,辅助调整纠偏盾构掘进的方向;
步骤4.2、调整和纠偏盾构机的姿态:
步骤4.2.1、盾构机的滚动允许的滚动偏差≤1.5°,滚动偏差超过1.5°时,应采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差;
步骤4.2.2、控制盾构掘进方向采用千斤顶对盾构机进行单侧推力,当盾构机出现下俯时,加大盾构机的下侧千斤顶的推力;当盾构机出现上仰时,加大盾构机的上侧千斤顶的推力;
步骤4.2.3、当盾构机出现左偏时,加大盾构机的左侧千斤顶的推力,当盾构机出现右偏时,加大盾构机的右侧千斤顶的推力;
步骤5、盾构机在穿越既有无砟轨道路基过程中的内部施工作业:
步骤5.1、在盾构机掘进同时进行同步注浆,采用盾构机自带的三台双活塞注浆泵在盾构机的尾部分六路进行同时注浆;在盾构机向前进行盾构掘进时,在盾构机的尾部的空隙形成的同时进行同步注浆作业,同步注浆浆液采用水泥砂浆,浆液初凝时间控制在4~6小时,注浆压力比同标高的泥水压力高0.05Mpa,注浆量控制在理论间隙的220%;
步骤5.2、在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的过程中,进行二次注浆作业,在管片脱出盾尾5环后即开始进行二次注浆作业,二次注浆的浆液采用水泥和水玻璃组成的双液浆,初凝时间控制在100秒以内,二次注浆压力控制在0.5Mpa以内,注浆量根据地表监测信息和注浆压力来确定;
步骤5.3、在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内,采用每环25个注浆孔的特殊管片,在管片脱出盾尾10环后及时进行二次深孔加强注浆,每环注浆17个孔,每个注浆孔内埋入的注浆管长度为3m,二次深孔注浆浆液采用超细水泥和水玻璃组成的双液浆,浆液初凝时间控制在60秒以内,注浆量和注浆压力根据地面沉降监测数据实时调整;
步骤6、进行现场巡视:
步骤6.1、巡视无砟轨道路基的区间结构及道床渗漏水现象;
步骤6.2、巡视无砟轨道路基的区间内管线开裂、渗漏水情况;
步骤6.3、巡视无砟轨道路基的支护桩的裂缝、侵蚀情况。
进一步地,在步骤1中,在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内,在无砟轨道线路两侧分别布设6排和5排袖阀管,在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越施工过程中利用注浆管对地铁机场线进行注浆加固;盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越施工过程中,根据监测情况利用注浆孔进行跟踪补偿注浆,注浆管呈竖向和放射型布设。
进一步地,在步骤1.1中,在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内,在既有无砟轨道线路两侧分别布设2排袖阀管,在盾构穿越施工前利用预注浆孔对地铁机场线进行注浆预加固;在盾构穿越施工过程中,根据监测情况利用备用注浆进行跟踪补偿注浆,注浆管呈放射型布设。
进一步地,在步骤2.4中,对轨道的无缝钢轨位移的监测采用弦测法,沿左右线的线路法向道床上埋设观测墩,在观测墩的中心放入铜制标志,铜制标志顶面基本与轨底面平齐,用细线将两个铜制标志连接,在每条钢轨轨腰上粘贴一个固定标尺,将标尺中心的零刻度与细线对齐;
进一步地,在步骤1.5.2中,钻孔倾斜度偏差控制在±2°以内;
进一步地,在步骤1.7中,注浆管采用袖阀管,注浆材料为超细水泥浆,其中水灰比0.8:1~1:1,并在浆液中添加补偿收缩的膨胀剂,注浆压力控制在0.2~0.8MPa。
进一步地,在步骤2.2.2中,测点埋设形式同隧道结构竖向变形测点。
进一步地,在步骤2.5.3中,监测仪器采用JY-8000型双轴倾斜仪。
本发明所述施工方法的有益效果是:充分发挥泥水盾构本身所具备的优点,由于泥水平衡式盾构是通过调节气垫仓的压力来控制前方掌子面的泥水压力,依靠泥水压力来平衡盾构前方开挖面的水土压力,保证前方开挖面的稳定,进而减小地面沉降;不破坏施工隧道附近的无砟轨道路基和地下管线。
附图说明
图1为本发明所述施工方法的步骤1的施工流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明所述施工方法做进一步详细说明。
如图1所示,本发明所述的施工方法,具体包括以下步骤:
步骤1、地面注浆加固施工:
步骤1.1、施工放线和探槽开挖:
步骤1.1.1、在钻孔前进行挖探槽作业,在探槽内用地质雷达设备探测拟保护建筑物基础下方的水囊、空洞,对存在的水囊、空洞进行针对性的钻孔,并填充1:2.5的水泥砂浆;
步骤1.1.2、进行探槽开挖,探槽开挖宽度为2.0m,深度为2.5m;
步骤1.2、地面钻孔、埋设注浆管:
步骤1.2.1、将钻机置于能够微调的360°角度钢质控制台上,使用地质罗盘确定地质钻机的角度,固定定位板,安装钻杆,利用地质罗盘进行二次钻机角度校准,为了防止钻孔过程中出现塌孔,钻孔采用跟管钻孔方式,钻孔完成后将注浆管打进钻孔中;
步骤1.2.2、在钻进过程中,遇到半径大于50mm的卵石、漂石时,应停止钻进,更换金刚石钻头,钻通后换回牙轮钻头继续钻孔施工;
步骤1.3、先在既有无砟轨道路基的两侧进行注浆加固,在既有无砟轨道路基的两侧各打设两排竖直的注浆孔和一排斜向的注浆孔,共计四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔,再在斜向的注浆孔外侧标示出五排斜向的注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排,将钻孔编号,初始编号为1,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并与上述四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔做为预注浆孔,在盾构刀盘到达机场线前打孔注浆,四排竖向的注浆孔和两排斜向的注浆孔打设方式为每打钻一个注浆孔后,跳过后面两个注浆孔的位置,在打钻下一个注浆孔,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔的位置进行钻孔,注浆方式为每对一个注浆孔进行注浆后,跳过后面两个注浆孔的位置,在下一个注浆孔进行注浆,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔进行注浆;
步骤1.3.1、在步骤1.1中打设的五排斜向注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排将钻孔编号,初始编号为2,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并埋设袖阀管,在盾构刀盘通过既有无砟轨道线路后且盾尾脱出既有无砟轨道线路前进行注浆;
步骤1.3.2、在步骤1.1中打设的五排斜向注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排,将钻孔编号,初始编号为3,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并埋设袖阀管,在盾构穿越既有无砟轨道线路后,根据监测信息及时进行跟踪注浆作业;
步骤1.4、清理场地和设立围挡:
对进行注浆加固施工的区域现场进行清理;施工围挡设立以加固建筑物范围进行划分,围挡采用钢管扣件式脚手架钢管搭设,外侧采用围挡板进行封闭;
步骤1.5、浇筑止浆墙:
步骤1.5.1、当注浆管全部安装完成后,在探槽内灌注混凝土止浆墙,将钢管头露在止浆墙上方;
步骤1.5.2、采用C20混凝土浇筑止浆墙,断面尺寸为厚0.4m、宽2.0m;每相隔24小时对浇筑止浆墙进行洒水养护,共进行3次洒水养护;
步骤1.5.3、对止浆墙的四周接缝、壁后和墙内漏水处进行注浆加固;
步骤1.6、进行注浆施工:
步骤1.6.1、注浆间距是50~100cm,注浆速度是10~100L/min,先进行试注浆,对每个注浆孔进行多次注浆,每次注浆的间隔时间为24h,在试注浆完成后再按每对一个注浆孔进行注浆后,跳过后面两个注浆孔的位置,在下一个注浆孔进行注浆,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔进行注浆的顺序进行补充注浆;
步骤1.6.2、每个注浆孔首次注浆完毕后立即用清水冲洗注浆管;
步骤1.6.3、在既有无砟轨道路基下方区域的钻孔间距为0.75m,在无砟轨道路基毗邻区的钻孔间距为1.5m,钻孔采用梅花型布设,注浆采用袖阀管注浆,袖阀管长度16~22m;
步骤1.6.、在盾构通过既有无砟轨道路基5天后,进行监测数据,使用预留的注浆管进行跟踪补偿注浆,跟踪补偿注浆结束后,进行恢复地面施工;
步骤2、在步骤1进行地面注浆加固施工的同时,进行施工监测:
步骤2.1、对路基挡墙竖向变形及结构缝两侧差异变形的监控:
步骤2.1.1、沿拟施工的隧道左路线方向和右线路方向布置监测点,在穿越既有无砟轨道路基的中心处设一个断面,向穿越隧道的两侧影响范围内的路基挡墙结构缝两侧分别设一个监测断面,每个断面在路基挡墙侧壁结构上布设路基挡墙竖向变形监测点,共布设了72个路基挡墙竖向变形监测点;
步骤2.1.2、埋设测量点,在隧道结构侧墙上布设挡墙结构竖向变形测点,具体步骤如下:
步骤2.1.2.1、使用电动钻具在选定建筑物部位钻直径20mm,深度50mm孔洞;
步骤2.1.2.2、清除孔洞内渣质,注入清水养护;
步骤2.1.2.3、向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂;
步骤2.1.2.4、在孔洞内放入观测点标志;
步骤2.1.2.5、使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙;
步骤2.1.2.6、对孔洞养护15天以上;
步骤2.1.3、挡墙结构竖向变形监测采用几何水准测量方法,使用电子水准仪观测,采用电子水准仪自带记录程序,记录外业观测数据文件;
步骤2.2、监控轨道结构竖向变形:
步骤2.2.1、在轨道和路基的挡墙结构上布设位置相同的结构竖向变形监测测点基准点,在轨道和路基的挡墙结构布设断面位置相同的结构竖向变形测点;
步骤2.2.2、采用Φ8mm膨胀螺栓作为监测测点的标志,并做好清晰的标记:
步骤2.3、检查轨道静态几何尺寸:
步骤2.3.1、布设36个轨道静态几何尺寸检查点,轨道静态几何尺寸检查点的位置与轨道结构竖向位移监测断面相对应;
步骤2.3.2、采用油漆在轨道的钢轨内侧进行标记作为轨道静态几何尺寸检查点的标识;
步骤2.3.3、轨距、水平测量使用专用轨道尺测量;
步骤2.4、监测无缝线路钢轨位移:
步骤2.4.1、在施工的隧道影响范围地区的外测边缘布设若干个无缝线路位移监测点,每条轨道的钢轨上设1个无缝线路临时位移观测标尺,共布设8个无缝线路钢轨位移测点;
步骤2.4.2、通过读取各观测期观测墩顶细线标志与标尺中心的距离,计算每条轨道的钢轨沿线路方向的相对变化量从而得出钢轨的爬行量;
步骤2.5、监测路基挡墙结构的倾斜:
步骤2.5.1、在路基挡墙上布设倾斜监测点,布设位置同路基挡墙竖向变形测点,共布设36个倾斜监测点;
步骤2.5.2、在进行监测的路基挡墙上的位置附近粘贴1块10cm×8cm普通玻璃,增加监测面的光滑和平整度,采用监测仪器进行观测;
步骤2.6、监测感应板静态尺寸:
步骤2.6.1、在穿越隧道中心交线向两侧30米范围内每块感应板在中心和两侧各布设一个感应板静态尺寸监测点,每块感应板长为6米,共布设150个监测点;
步骤2.6.1、采用感应测量仪器监测感应板静态尺寸;
步骤3、进行盾构穿越既有无砟轨道路基:
步骤3.1、设置试验施工段和监控分析各项数据:
步骤3.1.1、在盾构机从既有无砟轨道路基的下方穿越前的200m处设置试验段,通过分段对泥水压力、推力、扭矩、掘进速度等掘进参数、泥浆指标、同步注浆和二次注浆的工艺参数设置标准值;
步骤3.1.2、通过监控量测数据总结与分析,取得确保沉降控制的工艺参数,形成盾构机下穿无砟轨道路基的控制值;
步骤3.2、在无砟轨道路基下方进行盾构穿越施工:
步骤3.2.1、在盾构机到达无砟轨道路基前,进行一次盾构机停机,进行带压进仓刀具检查更换、盾构机及其配套设备维修保养、清理泥水、检修盾构机系统;
步骤3.2.2、利用施工前停机检查更换刀具期间对盾构机的泥水处理系统进行一次全面检修保养工作,包括:一级旋流器、二级旋流器、旋流泵检修、调整池搅拌臂恢复加固、筛板及振动筛拖梁检修、加固,泥水处理设备上所有管路检修确保疏通,离心机、压滤机检修保养;
步骤3.2.3、在盾构机掘进过程中建立压力平衡;
步骤3.2.4、对盾构机掘进过程中的地层扰动大小及泥水分离效果进行推测,动态观测出碴量与统计出碴量的变化情况,通过对每环掘进分离的干碴量、同步注浆量进行统计并与标准掘进出渣量进行对比,进行判断每环掘进地层损失量大小、注浆回填量大小,以获得最佳的掘进模式;
步骤3.2.5、通过盾构机的自动导向系统进行盾构机纠偏及掘进方向的控制;
步骤4、纠偏及掘进方向控制:
步骤4.1、控制盾构掘进方向:
步骤4.1.1、采用盾构机自带的自动导向系统和人工辅助测量进行盾构机姿态调整:
步骤4.1.1.1、盾构机上安装的自动导向系统包括导向、自动定位、掘进程序软件和显示器,在盾构机主控室动态显示盾构机在掘进中的各种姿态,盾构机的线路和位置关系进行精确的测量和显示;
步骤4.1.1.2、根据自动导向系统提供的信息,对盾构的掘进方向及姿态进行调整;
步骤4.1.1.3、随着自动导向系统后视基准点需要前移,通过测量来进行对盾构机进行精确定位,每两天进行一次测量,以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态;
步骤4.1.1.3、随着自动导向系统后视基准点需要前移,通过测量来进行对盾构机进行精确定位,每两天进行一次测量,以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态;
步骤4.1.2、盾构机分区掘进及通过油缸控制盾构掘进方向:
步骤4.1.2.1、在上坡段盾构掘进时,加大盾构机下部油缸的推力;在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力;在左转弯曲线段掘进时,则加大盾构机右侧油缸的推力;在右转弯曲线掘进时,则加大盾构机左侧油缸的推力;在直线平坡段掘进时,调整盾构机的所有油缸的推力一致;
步骤4.1.2.2、在均匀的地层中进行盾构掘进时,调整盾构机的所有油缸推力相同;在软硬不均的地层中盾构掘进时,则调整硬地层一侧推进油缸的推力加大、软地层一侧油缸的推力减小;
步骤4.1.2.3、采用加大盾构偏移方向一侧的同步注浆压力和注浆量的方法,辅助调整纠偏盾构掘进的方向;
步骤4.2、调整和纠偏盾构机的姿态:
步骤4.2.1、盾构机的滚动允许的滚动偏差≤1.5°,盾构机的滚动偏差超过1.5°时,采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差;
步骤4.2.2、控制盾构掘进方向采用千斤顶对盾构机进行单侧推力,当盾构机出现下俯时,加大盾构机的下侧千斤顶的推力;当盾构机出现上仰时,加大盾构机的上侧千斤顶的推力;
步骤4.2.3、当盾构机出现左偏时,加大盾构机的左侧千斤顶的推力,当盾构机出现右偏时,加大盾构机的右侧千斤顶的推力;
步骤5、盾构机在穿越既有无砟轨道路基过程中的内部施工作业:
步骤5.1、在盾构机掘进同时进行同步注浆,采用盾构机自带的三台双活塞注浆泵在盾构机的尾部分六路进行同时注浆;在盾构机向前进行盾构掘进时,在盾构机的尾部的空隙形成的同时进行同步注浆作业,同步注浆浆液采用水泥砂浆,浆液初凝时间控制在4~6小时,注浆压力比同标高的泥水压力高0.05Mpa,注浆量控制在理论间隙的220%;
步骤5.2、在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的过程中,进行二次注浆作业,在管片脱出盾尾5环后即开始进行二次注浆作业,二次注浆的浆液采用水泥和水玻璃组成的双液浆,初凝时间控制在100秒以内,二次注浆压力控制在0.5Mpa以内,注浆量根据地表监测信息和注浆压力来确定;
步骤5.3、在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内,采用每环25个注浆孔的特殊管片,在管片脱出盾尾10环后及时进行二次深孔加强注浆,每环注浆17个孔,每个注浆孔内埋入的注浆管长度为3m,二次深孔注浆浆液采用超细水泥和水玻璃组成的双液浆,浆液初凝时间控制在60秒以内,注浆量和注浆压力根据地面沉降监测数据实时调整;
步骤6、进行现场巡视:
步骤6.1、巡视无砟轨道路基的区间结构及道床渗漏水现象;
步骤6.2、巡视无砟轨道路基的区间内管线开裂、渗漏水情况;
步骤6.3、巡视无砟轨道路基的支护桩的裂缝、侵蚀情况。
进一步地,在步骤1中,在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内,在无砟轨道线路两侧分别布设6排和5排袖阀管,在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越施工过程中利用注浆管对地铁机场线进行注浆加固;盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越施工过程中,根据监测情况利用注浆孔进行跟踪补偿注浆,注浆管呈竖向和放射型布设。
进一步地,在步骤1.1中,在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内,在既有无砟轨道线路两侧分别布设2排袖阀管,在盾构穿越施工前利用预注浆孔对地铁机场线进行注浆预加固;在盾构穿越施工过程中,根据监测情况利用备用注浆进行跟踪补偿注浆,注浆管呈放射型布设。
进一步地,在步骤2.4中,对轨道的无缝钢轨位移的监测采用弦测法,沿左右线的线路法向道床上埋设观测墩,在观测墩的中心放入铜制标志,铜制标志顶面基本与轨底面平齐,用细线将两个铜制标志连接,在每条钢轨轨腰上粘贴一个固定标尺,将标尺中心的零刻度与细线对齐;
进一步地,在步骤1.5.2中,钻孔倾斜度偏差控制在±2°以内;
进一步地,在步骤1.7中,注浆管采用袖阀管,注浆材料为超细水泥浆,其中水灰比0.8:1~1:1,并在浆液中添加补偿收缩的膨胀剂,注浆压力控制在0.2~0.8MPa。
进一步地,在步骤2.2.2中,测点埋设形式同隧道结构竖向变形测点。
进一步地,在步骤2.5.3中,监测仪器采用JY-8000型双轴倾斜仪。
本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明实质内容的情况下,本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤1、地面注浆加固施工:
步骤1.1、施工放线和探槽开挖:
步骤1.1.1、在钻孔前进行挖探槽作业,在探槽内用地质雷达设备探测拟保护建筑物基础下方的水囊、空洞,对存在的水囊、空洞进行针对性的钻孔,并填充1:2.5的水泥砂浆;
步骤1.1.2、进行探槽开挖,探槽开挖宽度为2.0m,深度为2.5m;
步骤1.2、地面钻孔、埋设注浆管:
步骤1.2.1、将钻机置于能够微调的360°角度钢质控制台上,使用地质罗盘确定地质钻机的角度,固定定位板,安装钻杆,利用地质罗盘进行二次钻机角度校准,钻孔采用跟管钻孔方式,钻孔完成后将注浆管打进钻孔中;
步骤1.2.2、在钻进过程中,遇到半径大于50mm的卵石、漂石时,应停止钻进,更换金刚石钻头,钻通后换回牙轮钻头继续钻孔施工;
步骤1.3、先在既有无砟轨道路基的两侧进行注浆加固,在既有无砟轨道路基的两侧各打设两排竖直的注浆孔和一排斜向的注浆孔,共计四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔,再在斜向的注浆孔外侧标示出五排斜向的注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排,将钻孔编号,初始编号为1,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并与上述四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔做为预注浆孔,在盾构刀盘到达机场线前打孔注浆,四排竖向的注浆孔和两排斜向的注浆孔打设方式为每打钻一个注浆孔后,跳过后面两个注浆孔的位置,在打钻下一个注浆孔,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔的位置进行钻孔,注浆方式为每对一个注浆孔进行注浆后,跳过后面两个注浆孔的位置,在下一个注浆孔进行注浆,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔进行注浆;
步骤1.3.1、在步骤1.1中打设的五排斜向注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排将钻孔编号,初始编号为2,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并埋设袖阀管,在盾构刀盘通过既有无砟轨道线路后且盾尾脱出既有无砟轨道线路前进行注浆;
步骤1.3.2、在步骤1.1中打设的五排斜向注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排,将钻孔编号,初始编号为3,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并埋设袖阀管,在盾构穿越既有无砟轨道线路后,根据监测信息及时进行跟踪注浆作业;
步骤1.4、清理场地和设立围挡:
对进行注浆加固施工的区域现场进行清理;施工围挡设立以加固建筑物范围进行划分,围挡采用钢管扣件式脚手架钢管搭设,外侧采用围挡板进行封闭;
步骤1.5、浇筑止浆墙:
步骤1.5.1、当注浆管全部安装完成后,在探槽内灌注混凝土止浆墙,将钢管头露在止浆墙上方;
步骤1.5.2、采用C20混凝土浇筑止浆墙,断面尺寸为厚0.4m、宽2.0m;每相隔24小时对浇筑止浆墙进行洒水养护,共进行3次洒水养护;
步骤1.5.3、对止浆墙的四周接缝、壁后和墙内漏水处进行注浆加固;
步骤1.6、进行注浆施工:
步骤1.6.1、注浆间距是50~100cm,注浆速度是10~100L/min,先进行试注浆,对每个注浆孔进行多次注浆,每次注浆的间隔时间为24h,在试注浆完成后再按每对一个注浆孔进行注浆后,跳过后面两个注浆孔的位置,在下一个注浆孔进行注浆,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔进行注浆的顺序进行补充注浆;
步骤1.6.2、每个注浆孔首次注浆完毕后用清水冲洗注浆管;
步骤1.6.3、在既有无砟轨道路基下方区域的钻孔间距为0.75m,在无砟轨道路基毗邻区的钻孔间距为1.5m,钻孔采用梅花型布设,注浆采用袖阀管注浆,袖阀管长度16~22m;
步骤1.6.、在盾构通过既有无砟轨道路基5天后,进行监测数据,使用预留的注浆管进行跟踪补偿注浆,跟踪补偿注浆结束后,进行恢复地面施工;
步骤2、在步骤1进行地面注浆加固施工的同时,进行施工监测:
步骤2.1、对路基挡墙竖向变形及结构缝两侧差异变形的监控:
步骤2.1.1、沿拟施工的隧道左路线方向和右线路方向布置监测点,在穿越既有无砟轨道路基的中心处设一个断面,向穿越隧道的两侧影响范围内的路基挡墙结构缝两侧分别设一个监测断面,每个断面在路基挡墙侧壁结构上布设路基挡墙竖向变形监测点,共布设了72个路基挡墙竖向变形监测点;
步骤2.1.2、埋设测量点,在隧道结构侧墙上布设挡墙结构竖向变形测点,具体步骤如下:
步骤2.1.2.1、使用电动钻具在选定建筑物部位钻直径20mm,深度50mm孔洞;
步骤2.1.2.2、清除孔洞内渣质,注入清水养护;
步骤2.1.2.3、向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂;
步骤2.1.2.4、在孔洞内放入观测点标志;
步骤2.1.2.5、使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙;
步骤2.1.2.6、对孔洞养护15天以上;
步骤2.1.3、挡墙结构竖向变形监测采用几何水准测量方法,使用电子水准仪观测,采用电子水准仪自带记录程序,记录外业观测数据文件;
步骤2.2、监控轨道结构竖向变形:
步骤2.2.1、在轨道和路基的挡墙结构上布设位置相同的结构竖向变形监测测点基准点,在轨道和路基的挡墙结构布设断面位置相同的结构竖向变形测点;
步骤2.2.2、采用Φ8mm膨胀螺栓作为监测测点的标志,并做标记:
步骤2.3、检查轨道静态几何尺寸:
步骤2.3.1、布设36个轨道静态几何尺寸检查点,轨道静态几何尺寸检查点的位置与轨道结构竖向位移监测断面相对应;
步骤2.3.2、采用油漆在轨道的钢轨内侧进行标记作为轨道静态几何尺寸检查点的标识;
步骤2.3.3、轨距、水平测量使用专用轨道尺测量;
步骤2.4、监测无缝线路钢轨位移:
步骤2.4.1、在施工的隧道影响范围地区的外测边缘布设若干个无缝线路位移监测点,每条轨道的钢轨上设1个无缝线路临时位移观测标尺,共布设8个无缝线路钢轨位移测点;
步骤2.4.2、通过读取各观测期观测墩顶细线标志与标尺中心的距离,计算每条轨道的钢轨沿线路方向的相对变化量从而得出钢轨的爬行量;
步骤2.5、监测路基挡墙结构的倾斜:
步骤2.5.1、在路基挡墙上布设倾斜监测点,布设位置同路基挡墙竖向变形测点,共布设36个倾斜监测点;
步骤2.5.2、在进行监测的路基挡墙上的位置附近粘贴1块10cm×8cm普通玻璃,增加监测面的光滑和平整度,采用监测仪器进行观测;
步骤2.6、监测感应板静态尺寸:
步骤2.6.1、在穿越隧道中心交线向两侧30米范围内每块感应板在中心和两侧各布设一个感应板静态尺寸监测点,每块感应板长为6米,共布设150个监测点;
步骤2.6.1、采用感应测量仪器监测感应板静态尺寸;
步骤3、进行盾构穿越既有无砟轨道路基:
步骤3.1、设置试验施工段和监控分析各项数据:
步骤3.1.1、在盾构机从既有无砟轨道路基的下方穿越前的200m处设置试验段,通过分段对泥水压力、推力、扭矩、掘进速度等掘进参数、泥浆指标、同步注浆和二次注浆的工艺参数设置标准值;
步骤3.1.2、通过监控量测数据总结与分析,取得确保沉降控制的工艺参数,形成盾构机下穿无砟轨道路基的控制值,确保盾构机下穿无砟轨道路基的地面沉降和穿越安全;
步骤3.2、在无砟轨道路基下方进行盾构穿越施工:
步骤3.2.1、在盾构机到达无砟轨道路基前,进行一次盾构机停机,进行带压进仓刀具检查更换、盾构机及其配套设备维修保养、清理泥水、检修盾构机系统;
步骤3.2.2、利用施工前停机检查更换刀具期间对盾构机的泥水处理系统进行一次全面检修保养工作,包括:一级旋流器、二级旋流器、旋流泵检修、调整池搅拌臂恢复加固、筛板及振动筛拖梁检修、加固,泥水处理设备上所有管路检修确保疏通,离心机、压滤机检修保养;
步骤3.2.3、在盾构机掘进过程中建立压力平衡;
步骤3.2.4、对盾构机掘进过程中的地层扰动大小及泥水分离效果进行推测,动态观测出碴量与统计出碴量的变化情况,通过对每环掘进分离的干碴量、同步注浆量进行统计并与标准掘进出渣量进行对比,进行判断每环掘进地层损失量大小、注浆回填量大小,以获得最佳的掘进模式;
步骤3.2.5、通过盾构机的自动导向系统进行盾构机纠偏及掘进方向的控制;
步骤4、纠偏及掘进方向控制:
步骤4.1、控制盾构掘进方向:
步骤4.1.1、采用盾构机自带的自动导向系统和人工辅助测量进行盾构机姿态调整:
步骤4.1.1.1、盾构机上安装的自动导向系统包括导向、自动定位、掘进程序软件和显示器,在盾构机主控室动态显示盾构机在掘进中的各种姿态,盾构机的线路和位置关系进行精确的测量和显示;
步骤4.1.1.2、根据自动导向系统提供的信息,对盾构的掘进方向及姿态进行调整;
步骤4.1.1.3、随着自动导向系统后视基准点需要前移,通过测量来进行对盾构机进行精确定位,每两天进行一次测量,以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态;
步骤4.1.2、盾构机分区掘进及通过油缸控制盾构掘进方向:
步骤4.1.2.1、在上坡段盾构掘进时,加大盾构机下部油缸的推力;在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力;在左转弯曲线段掘进时,则加大盾构机右侧油缸的推力;在右转弯曲线掘进时,则加大盾构机左侧油缸的推力;在直线平坡段掘进时,调整盾构机的所有油缸的推力一致;
步骤4.1.2.2、在均匀的地层中进行盾构掘进时,调整盾构机的所有油缸推力相同;在软硬不均的地层中盾构掘进时,则调整硬地层一侧推进油缸的推力加大、软地层一侧油缸的推力减小;
步骤4.1.2.3、采用加大盾构偏移方向一侧的同步注浆压力和注浆量的方法,辅助调整纠偏盾构掘进的方向;
步骤4.2、调整和纠偏盾构机的姿态:
步骤4.2.1、盾构机的滚动允许的滚动偏差≤1.5°,当盾构机的滚动偏差超过1.5°时,盾构报警,此时应采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差;
步骤4.2.2、控制盾构掘进方向采用千斤顶对盾构机进行单侧推力,当盾构机出现下俯时,加大盾构机的下侧千斤顶的推力;当盾构机出现上仰时,加大盾构机的上侧千斤顶的推力;
步骤4.2.3、当盾构机出现左偏时,加大盾构机的左侧千斤顶的推力,当盾构机出现右偏时,加大盾构机的右侧千斤顶的推力;
步骤5、盾构机在穿越既有无砟轨道路基过程中的内部施工作业:
步骤5.1、在盾构机掘进同时进行同步注浆,采用盾构机自带的三台双活塞注浆泵在盾构机的尾部分六路进行同时注浆;在盾构机向前进行盾构掘进时,在盾构机的尾部的空隙形成的同时进行同步注浆作业,同步注浆浆液采用水泥砂浆,浆液初凝时间控制在4~6小时,注浆压力比同标高的泥水压力高0.05Mpa,注浆量控制在理论间隙的220%;
步骤5.2、在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的过程中,进行二次注浆作业,在管片脱出盾尾5环后即开始进行二次注浆作业,二次注浆的浆液采用水泥和水玻璃组成的双液浆,初凝时间控制在100秒以内,二次注浆压力控制在0.5Mpa以内,注浆量根据地表监测信息和注浆压力来确定;
步骤5.3、在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内,采用每环25个注浆孔的特殊管片,在管片脱出盾尾10环后及时进行二次深孔加强注浆,每环注浆17个孔,每个注浆孔内埋入的注浆管长度为3m,二次深孔注浆浆液采用超细水泥和水玻璃组成的双液浆,浆液初凝时间控制在60秒以内,注浆量和注浆压力根据地面沉降监测数据实时调整。
2.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,在步骤1中,在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内,在无砟轨道线路两侧分别布设6排和5排袖阀管,在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越施工过程中利用注浆管对地铁机场线进行注浆加固;盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越施工过程中,根据监测情况利用注浆孔进行跟踪补偿注浆,注浆管呈竖向和放射型布设。
3.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,在步骤1.1中,在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内,在既有无砟轨道线路两侧分别布设2排袖阀管,在盾构穿越施工前利用预注浆孔对地铁机场线进行注浆预加固;在盾构穿越施工过程中,根据监测情况利用备用注浆进行跟踪补偿注浆,注浆管呈放射型布设。
4.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,在步骤2.4中,对轨道的无缝钢轨位移的监测采用弦测法,沿左右线的线路法向道床上埋设观测墩,在观测墩的中心放入铜制标志,铜制标志顶面基本与轨底面平齐,用细线将两个铜制标志连接,在每条钢轨轨腰上粘贴一个固定标尺,使标尺中心的零刻度与细线对齐。
5.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,在步骤1.5.2中,钻孔倾斜度偏差控制在±2°以内;
6.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,在步骤1.6中,注浆管采用袖阀管,注浆材料为超细水泥浆,其中水灰比0.8:1~1:1,并在浆液中添加补偿收缩的膨胀剂,注浆压力控制在0.2~0.8MPa。
7.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,在步骤2.2.2中,测点埋设形式同隧道结构竖向变形测点。
8.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,在步骤2.5.3中,监测仪器采用JY-8000型双轴倾斜仪。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910005099.7A CN109653755B (zh) | 2019-01-03 | 2019-01-03 | 一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910005099.7A CN109653755B (zh) | 2019-01-03 | 2019-01-03 | 一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109653755A true CN109653755A (zh) | 2019-04-19 |
CN109653755B CN109653755B (zh) | 2020-05-05 |
Family
ID=66118436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910005099.7A Active CN109653755B (zh) | 2019-01-03 | 2019-01-03 | 一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109653755B (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110374627A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-10-25 | 广州地铁设计研究院股份有限公司 | 一种既有铁路的支撑系统及其施工方法 |
CN110700853A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-17 | 中铁十八局集团第三工程有限公司 | 基于软弱地层的浅覆土盾构隧道加固方法 |
CN110734264A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-01-31 | 重庆市园林建筑工程(集团)股份有限公司 | 针对古建筑的加固材料及制备方法和注浆加固方法 |
CN111764923A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-13 | 中铁隆工程集团有限公司 | 一种下穿斜交的既有隧道临时仰拱拆除的施工方法 |
CN112228081A (zh) * | 2020-10-24 | 2021-01-15 | 中铁一局集团有限公司 | 一种盾构隧道侧穿高铁高架桥桩基的加固方法 |
CN113204843A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-03 | 中铁二局集团有限公司 | 一种确定盾构机在掘进过程中姿态的方法 |
CN113373901A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-10 | 中建一局集团建设发展有限公司 | 紧邻房屋的叠交盾构隧道房屋地基加固结构及施工方法 |
CN114607391A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-06-10 | 中南大学 | 用于地铁隧道松散地层预加固施工方法 |
CN114737979A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-07-12 | 中铁十一局集团有限公司 | 一种盾构区间连续下穿大直径输水管线的施工方法 |
CN115404731A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-11-29 | 中铁三局集团有限公司 | 一种天窗期快速拆换双块式轨枕的施工方法 |
CN116354536A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-06-30 | 中铁环境科技工程有限公司 | 一种tbm内置的污水净化系统 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101126318A (zh) * | 2007-09-28 | 2008-02-20 | 中铁二局股份有限公司 | 三线并行下穿铁路干线隧道的盾构施工方法 |
CN101294495A (zh) * | 2008-06-25 | 2008-10-29 | 上海隧道工程股份有限公司 | 隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法 |
CN103032081A (zh) * | 2012-12-08 | 2013-04-10 | 中铁十二局集团第二工程有限公司 | 一种过江大直径泥水盾构掘进与二衬平行施工方法 |
US20160053613A1 (en) * | 2013-04-16 | 2016-02-25 | Technological Resources Pty. Limited | A method of moving a component or a material to and within a level of a shaft boring system |
CN105971611A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-09-28 | 中车建设工程有限公司 | 地铁隧道近距离下穿既有铁路干线路基沉降控制方法 |
CN206681749U (zh) * | 2017-04-17 | 2017-11-28 | 中铁四局集团有限公司 | 用于大直径顶管工程管内的便于人工出土的装置 |
JP6342126B2 (ja) * | 2013-07-26 | 2018-06-13 | 日本基礎技術株式会社 | 地盤注入工法 |
CN108915698A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-11-30 | 中铁十四局集团有限公司 | 一种复杂条件下大直径管幕施工方法 |
-
2019
- 2019-01-03 CN CN201910005099.7A patent/CN109653755B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101126318A (zh) * | 2007-09-28 | 2008-02-20 | 中铁二局股份有限公司 | 三线并行下穿铁路干线隧道的盾构施工方法 |
CN100580220C (zh) * | 2007-09-28 | 2010-01-13 | 中铁二局股份有限公司 | 三线并行下穿铁路干线隧道的盾构施工方法 |
CN101294495A (zh) * | 2008-06-25 | 2008-10-29 | 上海隧道工程股份有限公司 | 隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法 |
CN103032081A (zh) * | 2012-12-08 | 2013-04-10 | 中铁十二局集团第二工程有限公司 | 一种过江大直径泥水盾构掘进与二衬平行施工方法 |
US20160053613A1 (en) * | 2013-04-16 | 2016-02-25 | Technological Resources Pty. Limited | A method of moving a component or a material to and within a level of a shaft boring system |
JP6342126B2 (ja) * | 2013-07-26 | 2018-06-13 | 日本基礎技術株式会社 | 地盤注入工法 |
CN105971611A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-09-28 | 中车建设工程有限公司 | 地铁隧道近距离下穿既有铁路干线路基沉降控制方法 |
CN206681749U (zh) * | 2017-04-17 | 2017-11-28 | 中铁四局集团有限公司 | 用于大直径顶管工程管内的便于人工出土的装置 |
CN108915698A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-11-30 | 中铁十四局集团有限公司 | 一种复杂条件下大直径管幕施工方法 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110374627A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-10-25 | 广州地铁设计研究院股份有限公司 | 一种既有铁路的支撑系统及其施工方法 |
CN110734264A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-01-31 | 重庆市园林建筑工程(集团)股份有限公司 | 针对古建筑的加固材料及制备方法和注浆加固方法 |
CN110700853A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-17 | 中铁十八局集团第三工程有限公司 | 基于软弱地层的浅覆土盾构隧道加固方法 |
WO2021082843A1 (zh) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 中铁十八局集团有限公司 | 基于软弱地层的浅覆土盾构隧道加固方法 |
CN111764923A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-13 | 中铁隆工程集团有限公司 | 一种下穿斜交的既有隧道临时仰拱拆除的施工方法 |
CN112228081A (zh) * | 2020-10-24 | 2021-01-15 | 中铁一局集团有限公司 | 一种盾构隧道侧穿高铁高架桥桩基的加固方法 |
CN113204843A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-03 | 中铁二局集团有限公司 | 一种确定盾构机在掘进过程中姿态的方法 |
CN113204843B (zh) * | 2021-04-29 | 2022-08-12 | 中铁二局集团有限公司 | 一种确定盾构机在掘进过程中姿态的方法 |
CN113373901A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-10 | 中建一局集团建设发展有限公司 | 紧邻房屋的叠交盾构隧道房屋地基加固结构及施工方法 |
CN114737979A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-07-12 | 中铁十一局集团有限公司 | 一种盾构区间连续下穿大直径输水管线的施工方法 |
CN114607391A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-06-10 | 中南大学 | 用于地铁隧道松散地层预加固施工方法 |
CN115404731A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-11-29 | 中铁三局集团有限公司 | 一种天窗期快速拆换双块式轨枕的施工方法 |
CN116354536A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-06-30 | 中铁环境科技工程有限公司 | 一种tbm内置的污水净化系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109653755B (zh) | 2020-05-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109653755A (zh) | 一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法 | |
CN109630137B (zh) | 一种隧道高位穿越巨型溶腔的回填处理施工方法 | |
Chen et al. | Long rectangular box jacking project: a case study | |
CN103089275B (zh) | 富水极破碎围岩隧道塌方段围岩控制方法 | |
CN102758635B (zh) | 铁路股道下富水粉土粉砂地层盾构带压换刀的施工方法 | |
CN111706362A (zh) | 一种隧道施工用溶洞处治方法 | |
CN104912562A (zh) | 一种盾构下穿既有运营隧道变形控制的施工方法 | |
CN206902479U (zh) | 一种输水管道下穿无砟轨道路基变形控制与修复结构 | |
CN102140918A (zh) | 黄土隧道的施工方法 | |
CN110344842A (zh) | 地铁浅埋暗挖隧道下穿主要交通道路管幕施工工法 | |
CN107130475A (zh) | 一种输水管道下穿无砟轨道路基变形控制与修复结构及方法 | |
CN109458185A (zh) | 上下重叠交叉并行隧道盾构施工方法 | |
CN109706945A (zh) | 滑坡断裂带隧道进洞施工方法 | |
CN112177635A (zh) | 阶梯多重超前小导管施工方法及重叠隧道施工工法 | |
CN115199288A (zh) | 一种下穿铁路路基地层的泥水平衡圆形顶管施工工法 | |
CN108222951A (zh) | 穿越细砂层隧道洞口软弱围岩段施工方法 | |
CN111677521B (zh) | 用于地铁区间隧道施工中高压燃气管沉降控制方法 | |
CN113565514A (zh) | 山区城市浅埋地铁区间隧道下穿运营铁路施工方法 | |
CN113530445A (zh) | 超长水平冻结孔防偏斜钻进系统及其施工方法 | |
CN110500119B (zh) | 一种穿越泥石流堆积体隧道的防水固结结构施工方法 | |
CN110067561A (zh) | 下穿既有线城市地下暗挖区间施工方法 | |
CN115681613A (zh) | 用于淤泥质粉质黏土层施工中的顶管施工方法 | |
CN111335903B (zh) | 一种在节理带地层中下穿密集建筑群的施工方法 | |
Bilotta et al. | Ground movements induced by tunnel boring in Naples | |
Zhu et al. | Technologies of Shield Tunneling Along Special Alignment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |