CN110030007B - 盾构水平冷冻接收施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种盾构水平冷冻接收施工方法,适用于富水地层及水压较大地层的盾构施工,包括如下施工步骤:采用水平冻结法对接收端端头进行冻结加固,接收准备,冷冻管拔除及管孔封堵,安装洞圈缩小装置,冻结区域掘进施工,施做止水环箍,止水环箍效果验证,盾构机掘进地连墙,盾构接收;采用本技术方案,可有效保证盾构到达接收端头的稳固性、接收端头盾构施工过程的安全性和盾构接收过程的顺利性。
Description
技术领域
本发明涉及地下盾构施工技术领域,具体涉及一种盾构水平冷冻接收施工方法。
背景技术
目前我国城市地铁修建中大多采用盾构法施工,盾构到达接收是盾构法隧道施工的最后一个关键环节,是盾构法施工的重点和难点之一,更是盾构施工过程中的一个最大的风险点。
盾构到达接收会使工作面较长时间处于开放状态,因此只有到达端头的强度、稳定性和止水性达到要求,才能防止出现工作面涌泥、涌沙,甚至坍塌情况的发生,确保盾构施工安全顺利,因此到达端头加固是盾构到达接收施工的一个关键步骤。
对于盾构施工接收端的端头加固,常用的方法是在端头一定区域内通过高压旋喷桩喷射水泥浆,达到加固端头的目的,但在富水地层及水压较大的地层,地下水补给速度快,水量大,单纯依的高压旋喷加固,难以保证止水效果,若盾构接收施工过程不当,则很可能造成非常大的损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足,提供一种盾构水平冷冻接收施工方法,确保盾构到达接收端头的稳固性、接收端头盾构施工过程的安全性和盾构接收过程的顺利性。
要解决上述技术问题,本发明的技术方案为:一种盾构水平冷冻接收施工方法,包括如下施工步骤:
S1:采用水平冻结法,对接收端端头进行冻结加固;
S2:接收准备:
(1)盾构机姿态人工复核测量;
(2)接收洞门复核测量;
(3)盾构姿态调整:根据盾构机姿态复核测量结果和接收洞门复核测量结果,制定盾构姿态调整方案,并逐渐将盾构姿态调整至预计的位置;
(4)洞门密封装置安装:盾构接收前完成洞门密封橡胶帘布及翻板的安装,在翻板外侧穿好收紧钢丝绳;
(5)盾构接收基座安装;
S3:冷冻管拔除及管孔封堵:破除用于冻结加固的冷冻管部位的混凝土,拔除冷冻管,部分冻结孔采用预制的水泥砂浆圆柱填塞,水泥砂浆圆柱填塞的冻结孔孔口处利用膨胀螺栓及钢板进行密封;未被水泥砂浆圆柱填塞的冻结孔用作环箍注浆完成后的探水检测孔,用钢管及麻丝填塞,在地连墙外端利用快速水泥密封,密封完成后用膨胀螺栓固定钢管口连接球阀;
S4:安装洞门缩小装置:为防止涌水造成水土流失以及方便洞门封堵,安装洞门缩小装置,缩小盾壳与洞圈间隙;在洞圈内侧焊接7根注浆管,7根注浆管圆周均布,并与洞门缩小装置密封连接,作为盾构进洞接收后封堵洞门的注浆管路;
S5:冻结区域掘进施工:
(1)区间隧道最后15环管片改用增设注浆孔管片,增加洞内注浆点,对应增设注浆孔管片背后改用单液浆与双液浆交替填充,填充空隙的同时保证快速有效形成环箍起到隔水作用;
(2)在盾构机刀盘切口里程距离加固区2米的位置时,适当降低推进速度,密切关注刀盘扭矩及出渣情况,完成一环的掘进后,测量复核盾构机刀盘当前位置,明确接触加固区冷冻土体需掘进的距离,盾构刀盘到达冷冻土体时逐渐降低掘进速度;
(3)盾构机刀盘进入冻结区域掘进施工后,掘进过程中渣土改良剂采用膨润土;
(4)掘进施工完成的部分及时进行二次补浆,确保注浆止水效果;
S6:施做止水环箍:在盾构机刀盘掘进施工至地连墙时停止掘进施工,环箍注浆前利用盾体预留盾壳膨润土注入孔注入膨润土,利用膨润土包裹盾体,避免浆液将盾体包裹,然后进行洞内环箍注浆,注浆压力0.2~0.4MPa,避免压力过大浆液流入盾体停机区域;
S7:止水环箍效果验证:环箍注浆完成后盾构接收前,通过探水检测孔对环箍注浆封堵效果进行检测,将每个探水检测孔的球阀打开,检测是否有明水流出,如发现明水立即关闭阀门,洞内继续环箍注浆封堵;
S8:盾构机掘进地连墙;
S9:盾构接收:
(1)碴土清理:盾构刀盘露出接收端洞门掌子面后,进行土仓内碴土清理;
(2)最后6环管片安装:最后6环管片推进时,盾构掘进推进速度不大于40mm/min,总推力不大于100T,注浆量3.45m3,注浆压力不大于0.1MPa;安装管片时,伸油缸推力设定为5 MPa,对管片螺栓进行两次紧固,第一次在管片安装时,第二次在下一环掘进时;
(3)洞圈间隙注浆加固:在盾尾进入车站后,进行洞门圈梁注浆填充加固,加速同步注浆浆液的凝结;
(4)盾构刀盘推出接收端洞门后,盾壳接触帘布橡胶板后,拉紧倒链,使帘布橡胶板紧压在盾壳上;待盾尾推出接收端洞门,管片外弧面接触帘布橡胶板后,再次拉紧倒链,使帘布橡胶板紧压在管片外弧面上;
(5)盾构上接收基座。
进一步地,步骤S2的分步骤(1)中,在贯通前50m时,对管片姿态进行检测与控制。
进一步地,步骤S2的分步骤(3)中,考虑盾构机前体出围护结构至接收托架过程中存在下沉的情况,贯通前30m逐渐将盾构姿态抬高20mm。
进一步地,步骤S2的分步骤(5)中,盾构接收基座包括依次通过螺栓连接的三个托架,分别为一个第一托架和两个第二托架,所述第一托架的长度为0.8m,所述第二托架的长度为4.5m,第一托架靠近洞门,盾构基座前部距离端墙500mm。
进一步地,步骤S5中,双浆液配比为:水与灰质量比1:0.875,水泥浆与水玻璃体积比1:0.35~0.5;单液浆配比为水与灰质量比1:1。
进一步地,步骤S6中,洞内环箍注浆的浆液配比为:水与灰质量比1:1,水泥浆与水玻璃体积比1:0.35~0.5。
进一步地,步骤S4中,洞门缩小装置包括若干用钢板制成的平面弧形钢板,弧形钢板包括与主平面相垂直的一对同轴弧形侧面和一对平面侧面,其中一弧形侧面的半径与洞门钢环内径大小相等,另一弧形侧面的半径略小于盾构外径,一对平面侧面所在的两平面相交,平面相交形成的直线与洞门钢环的轴心线重合;若干平面弧形钢板平均分为两组,分别沿洞门钢环内径焊接一圈,分别为第一圈弧形钢板和第二圈弧形钢板;第一圈弧形钢板和第二圈弧形钢板之间的间距为20cm,弧形钢板与洞门钢环之间设有三角筋板,三角筋板用于加固弧形钢板,第一圈弧形钢板和第二圈弧形钢板之间填充软质填充物,填充物的顶端高出弧形钢板之外。
进一步地,步骤S1中,冻结加固施工包括:冻结体有效纵向长度共12m,单个盾构接收区域共布置56个水平冻结孔,分别为:接收洞口中心布置1个中心冻结孔,冻结孔深度3.5m,进入土层深度2.5m;从接收口中心向外布置3圈冻结孔,第1圈直径2.7m,孔数8个,圆周均布,冻结孔深度3.5m,进入土层深度2.5m;第2圈直径5.4m,孔数16个,圆周均布,冻结孔深度3.5m,进入土层深度2.5m;第3圈直径8m,孔数31个,圆周均布,冻结孔深度13.9m,进入土层深度12m;冻结壁平均温度为-10℃,冻结壁与地下连续墙交界处平均温度不高于-5℃,冻土的抗折强度不小于2.0MPa,抗剪强度不小于1.5MPa。
进一步地,步骤S3中,未被水泥砂浆圆柱填塞的冻结孔分别为中心冻结孔和第2圈的8个均布的冻结孔。
本发明的有益效果:1)采用水平冻结法对盾构施工接收端端头进行加固,使得土体强度、稳定性和止水性能满足施工要求;2)冻结区域掘进过程中,增加洞内注浆点,并采用单液浆与双液浆交替注浆,使盾构掘进过程中的止水性得到了很好的保证;3)利用部分冻结孔作为探水检测孔,保证了止水效果监测的安全性;4)盾构姿态调整合理,有效保证了盾构接收过程的顺利完成。
附图说明
图1是本发明施工方法流程图;
图2是本发明实施例水平冻结加固示意图;
图3是本发明实施例的冻结孔位置示意图;
图4是本发明实施例的盾构接收基座俯视图;
图5是本发明实施例的盾构接收基座接收盾构机示意图;
图6是本发明实施例的探水检测孔位置示意图;
图7是洞门缩小装置示意图;
图8是洞门预留注浆管位置示意图;
图中:1-杯形冻结壁,2-杯底,3-地连墙,5-洞门钢环,6-弧形钢板,7-注浆管,8-三角筋板,9-海绵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例
本实施例的实施地点:济南市轨道交通R3线王舍人站~裴家营站,以下简称王裴区间,该区间为双单洞隧道,采用济南中铁重工轨道装备有限公司生产的两台土压平衡盾构机施工,盾构机于区间王舍人站大里程端先后始发,沿工业北路直线向东推进,后由东转向北推进,最后至裴家营站小里程端接收,本区间隧道右线全长2822.204m,设计管片2321环;隧道左线全长2800.504m,设计管片2304环。
裴家营站接收端水文地质条件复杂,现场场地岩土层分布不均匀,埋深15米左右地质中含有碎石层,渗透系数大,渗透性强,现场地下水为承压水,地下水的补给速度快,水量大。裴家营站接收井埋深较深,考虑单纯的高压旋喷加固难以保证止水效果,为保证盾构接收安全性同时考虑地面场地限制影响,盾构接收端头加固形式采用水平冷冻加固形式。
盾构水平冷冻接收施工方法,包括如下施工步骤:
S1:采用水平冻结法,对接收端端头进行冻结加固: 采用“杯形冻结壁”+“杯底”形式,冻结体有效纵向长度共12m,杯形冻结壁1的厚度为1.5m,长度为9.5m,杯底2冻结壁厚度为2.5m;单个盾构接收区域共布置56个水平冻结孔4,分别为:接收洞口中心布置1个中心冻结孔,冻结孔深度3.5m,进入土层深度2.5m;从接收口中心向外布置3圈冻结孔,第1圈直径2.7m,孔数8个,圆周均布,冻结孔深度3.5m,进入土层深度2.5m;第2圈直径5.4m,孔数16个,圆周均布,冻结孔深度3.5m,进入土层深度2.5m;第3圈直径8m,孔数31个,圆周均布,冻结孔深度13.9m,进入土层深度12m;冻结壁平均温度为-10℃,冻结壁与地下连续墙交界处平均温度不高于-5℃,冻土的抗折强度不小于2.0MPa,抗剪强度不小于1.5MPa;杯底冷冻结构是为确保人工破除洞门结构而设计的,如果车站维护结构使用玻璃纤维筋使盾构机可以直接掘进时,水平冷冻可以不做杯底冷冻;根据盾构机盾体长度确定好冷冻杯壁长度并适当延长,做好杯口处的止水环箍是水平冷冻成功的关键。
S2:接收准备:
(1)盾构机姿态人工复核测量:
在距贯通面150~200m时进行包括联系测量的线路复测,对洞内所有的测量控制点进行一次整体的、系统的控制测量复核,对所有控制点的坐标进行精密、准确的平差计算;
在100m和50m处对激光导向系统进行复核测量。在盾构到站前的最后一次导向系统搬站时,充分利用在贯通前150~200m时线路复测的结果,用测量二等控制点的办法精确测量测站、后视点的坐标和高程,每一测量点的测量不少于8个测回。同时,在贯通前50m时,进一步加强管片姿态监测与控制;
(2)接收洞门复核测量:
为准确掌握接收洞门施工情况,在盾构贯通前对盾构接收洞门进行复核测量,测量项目包括:洞门中心位置偏差、洞门全圆半径等;
(3)盾构姿态调整:根据盾构机姿态复核测量结果和接收洞门复核测量结果,制定盾构姿态调整方案,并逐渐将盾构姿态调整至预计的位置;确定盾构贯通姿态时,考虑盾构机前体出围护结构至接收托架过程中存在下沉的情况,贯通前30m逐渐将盾构姿态抬高20mm;
(4)洞门密封装置安装:盾构接收前完成洞门密封橡胶帘布及翻板的安装,在翻板外侧穿好收紧钢丝绳;
(5)盾构接收基座安装:
盾构接收基座长9.8m,宽4.13m,整个托架分三部分组装,分别为一个第一托架和两个第二托架,第一托架的长度为0.8m,第二托架的长度为4.5m,由螺栓依次连接,两侧均布加固牛腿;安装时盾构基座中心线与隧道设计中线同线,盾构基座前部距端墙500mm;第一托架靠近洞门,托架两侧均布各9根150mm×150mm的H型钢支撑,支撑顶在对应位置的侧墙、上翻梁和底板上;型钢支撑与侧墙和底板接触位置塞钢板加强支撑效果;盾构基座前部通过200mmH钢支撑在端墙上,后部通过4根200mm的H钢支撑在车站底板,托架底部两侧均布18根外径Ф530mm壁厚10mm的钢管作为托架底部的支撑,钢管与托架之间进行焊接,钢管底部焊接600mm×600mm×10mm的钢板,钢板与结构底板直接接触,基座四周用H钢加固。
S3:冷冻管拔除及管孔封堵:破除冷冻管部位的混凝土,拔除冷冻管,除中心冻结孔和第2圈的8个均布的冻结孔之外,其他冻结孔均用预制的水泥砂浆圆柱填塞,水泥砂浆圆柱的水泥砂浆标号为M5~M10,水泥砂浆圆柱直径与冻结管外径相等,每截长度0.3m,每个冻结孔充填4截,冻结孔口处利用膨胀螺栓及钢板进行密封;9个未被填塞的冻结孔用作环箍注浆完成后的探水检测孔,用钢管及麻丝填塞,在地连墙外端利用快速水泥密封,密封完成后用膨胀螺栓固定钢管口连接球阀,待环箍注浆完成后,逐个打开预留孔球阀,检测环箍注浆密封效果。
S4:安装洞门缩小装置:为防止涌水造成水土流失以及方便洞门封堵,安装洞门缩小装置,缩小盾壳与洞圈间隙,洞门缩小装置包括若干用4mm厚的花纹钢板制成的平面弧形钢板6,弧形钢板6包括与主平面相垂直的一对同轴弧形侧面和一对平面侧面,其中一弧形侧面的半径与洞门钢环5内径大小相等,另一弧形侧面的半径略小于盾构外径,一对平面侧面所在的两平面相交,平面相交形成的直线与洞门钢环5的轴心线重合,弧形钢板6沿径向宽度为20cm;若干弧形钢板6平均分为两组,分别沿洞门钢环5内径焊接一圈,分别为第一圈弧形钢板和第二圈弧形钢板;第一圈弧形钢板和第二圈弧形钢板之间的间距为20cm,弧形钢板6与洞门钢环5之间设有三角筋板8,三角筋板8用于加固弧形钢板6,第一圈弧形钢板和第二圈弧形钢板之间填充软质填充物,软质填充物为海绵,一圈海绵的尺寸为300mm×200mm;在洞圈内侧焊接7根注浆管,7根注浆管圆周均布,并与洞门缩小装置密封连接,作为盾构进洞接收后封堵洞门的注浆管路,注浆管采用φ40 钢管。
S5:冻结区域掘进施工:
(1)水泥砂浆在渗透性强地层中凝结时间长,不能快速起到隔水作用,为保证施工效果,区间隧道最后15环管片改用增设注浆孔管片,增加洞内注浆点,对应增设注浆孔管片背后改用单液浆与双液浆交替填充,填充空隙的同时保证快速有效形成环箍起到隔水作用;区间隧道最后15环管片其中8环为刀盘推出地连墙后进行推进拼装,刀盘未出地连墙前7环管片壁后注浆双液浆洞内搅拌注入,水泥浆地面砂浆站搅拌运输至洞内注入;洞门破除完成后,刀盘出地连墙8环管片壁后注浆双液浆及水泥浆采取地面搅拌形式;
双液浆配比及注浆压力表
序号 | 水灰比(质量比) | 水泥浆:水玻璃(体积比) | 注浆压力 |
1 | 1:0.875 | 1:0.35~0.5 | 0.2~0.4MPa |
水泥浆配比及注浆压力表
序号 | 水灰比(质量比) | 注浆压力 |
1 | 1:1 | 0.2~0.3MPa |
(2)在盾构机刀盘切口里程距离加固区2米的位置时,适当降低推进速度,密切关注刀盘扭矩及出渣情况,完成一环的掘进后,测量复核盾构机刀盘当前位置,根据测量数据对下一环掘进做相应调整,明确接触加固区冷冻土体需掘进的距离,盾构刀盘到达冷冻土体时逐渐降低掘进速度,并注意观察参数变化;区间右线2305~2311环在冷冻区掘进,为保证裴家营接收端墙的稳定,逐渐降低土仓压力、总推力和掘进速度、刀盘转动速度,控制注浆压力等;冷冻加固区内掘进过程保证刀盘停转时间不超过15分钟;
冷冻加固区掘进施工参数
土仓上部压力 | 推进速度 | 刀盘转速 | 总推力 | 注浆量 | 注浆压力 |
0.8~0.6bar | 10~15mm/min | 1.0~1.4rpm | ≯1200T | 3.45~5m<sup>3</sup>/环 | 0.1~0.3Mpa |
盾构掘进2312~2315环时控制施工进度,计划日掘进施工2环,掘进施工完成后及时进行二次补浆,确保注浆止水效果。此段掘进施工保证同步注浆量不低于3.45方,注浆压力0.1-0.3MPa;
(3)盾构机刀盘进入冻结区域掘进施工后,掘进过程中渣土改良剂采用膨润土;渣土改良使用膨润土可减小改良剂对外圈冷冻杯壁冷冻效果影响,避免冷冻壁失效,同时膨润土改良渣土可避免土仓内气压过大将内圈封堵的冷冻管孔洞击穿。在接收端头这种高透水性土体中膨润土较易渗入,并形成具有气密性的泥膜,可有效改良渣土的喷涌;
(4)掘进施工完成的部分及时进行二次补浆,确保注浆止水效果。
进入杯底冷冻加固区刀盘扭矩会适当增大,注意观察各项参数变化。注意观察接收端内圈冷冻孔封堵效果,出现渗漏情况立即停止掘进施工并加强后方管片注浆止水工作。
S6:施做止水环箍:在盾构机刀盘掘进施工至地连墙时停止掘进施工,环箍注浆前利用盾体预留盾壳膨润土注入孔注入膨润土,利用膨润土包裹盾体,避免浆液将盾体包裹;注浆前应查看盾尾油脂腔的压力,如果压力偏低,应适当注入盾尾油脂,以保证在注浆过程中有足够的压力避免盾尾漏浆;然后进行洞内环箍注浆,注浆压力0.2~0.4MPa,避免压力过大浆液流入盾体停机区域,根据区间里程计算环箍注浆环号为2311环、2312环、2313环。
环箍注浆配比表
序号 | 水灰比(质量比) | 水泥浆:水玻璃(体积比) | 注浆压力 |
1 | 1:1 | 1:0.35~0.5 | 0.2~0.4MPa |
S7:止水环箍效果验证:环箍注浆完成后盾构接收前,通过探水检测孔对环箍注浆封堵效果进行检测,将每个探水检测孔的球阀打开,检测是否有明水流出,如发现明水立即关闭阀门,洞内继续环箍注浆封堵;重点对洞门底部范围内的加固效果进行加密检测。
另外通过以下方法验证止水环箍止水效果:把土仓清空,土压传感器显示压力为“0”并且保持没有增长;开启出土螺旋机没有涌水;在确定安全的情况下,开启人仓目视确定后方没有来水。
S8:盾构机掘进地连墙。
S9:盾构接收:
(1)碴土清理:盾构刀盘露出接收端洞门掌子面后,进行土仓内碴土清理;
(2)最后6环管片安装:刀盘出加固区后,需继续拼装6环管片,该6环管片安装时,由于盾构前方没有了反推力,将可能造成管片与管片之间的环缝连接不紧密,容易漏水,同时,由于注浆也受洞门密封装置密封效果影响,易产生漏浆,并导致管片下沉,最后6环管片安装时控制如下:
安装管片时,伸油缸推力设定为50bar,管片螺栓进行两次紧固,一次在管片安装时,第二次在下一环掘进时;
最后6环管片推进时,盾构掘进参数:
推进速度:≯40mm/min
总推力:≯100T
注浆量:3.45m3
注浆压力:≯1bar
最后6环掘进施工,严格控制施工进度,日掘进施工2环,掘进完成后及时进行二次补浆,根据施工参数及洞门情况判断注浆效果;每环注浆量不低于3.45方,注浆压力不大于0.1MPa,控制注浆压力,防止浆液击穿管片的环纵缝、洞门密封帘布;
(3)洞圈间隙注浆加固:在盾尾进入车站后,进行洞门圈梁注浆填充加固,加速同步注浆浆液的凝结;注浆过程中需密切关注洞门圈密封装置情况,出现漏浆先停止注浆及时进行处理,处理好后再进行注浆;浆液选用水泥、水玻璃双液浆,水玻璃采用波镁度35的溶液;
双液浆配比及浆液主要性质表
序号 | 水灰比(质量比) | 水泥浆:水玻璃(体积比) | 凝结时间(秒) |
1 | 1:1 | 1:0.35~0.5 | 15~25 |
(4)盾构刀盘推出接收端洞门后,盾壳接触帘布橡胶板后,拉紧倒链,使帘布橡胶板紧压在盾壳上;待盾尾推出接收端洞门,管片外弧面接触帘布橡胶板后,再次拉紧倒链,使帘布橡胶板紧压在管片外弧面上;
(5)盾构上接收基座:盾构推出接收端洞门前,需认真检查导轨、接收架等的加固情况以及盾构刀盘底部与接收架高差等情况,确认无误后将盾构推上接收架;盾构推进过程中必须密切关注接收架以及接收架加固与支撑的情况,一旦出现变形等异常情况,应及时停止推进并进行处理;完成最后一环管片拼装后,盾构机借助单块管片继续向前推进至完全上接收基座;推进时在接收架导轨上涂抹黄油以减小摩擦阻力。
在本发明的描述中,“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述仅是本发明的其中一种实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明思路的前提下所做出的若干改进和润饰均为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种盾构水平冷冻接收施工方法,其特征是:包括如下施工步骤:
S1:采用水平冻结法,对接收端端头进行冻结加固;
S2:接收准备:
(1)盾构机姿态人工复核测量;
(2)接收洞门复核测量;
(3)盾构姿态调整:根据盾构机姿态复核测量结果和接收洞门复核测量结果,制定盾构姿态调整方案,并逐渐将盾构姿态调整至预计的位置;
(4)洞门密封装置安装:盾构接收前完成洞门密封橡胶帘布及翻板的安装,在翻板外侧穿好收紧钢丝绳;
(5)盾构接收基座安装;
S3:冷冻管拔除及管孔封堵:破除用于冻结加固的冷冻管部位的混凝土,拔除冷冻管,部分冻结孔采用预制的水泥砂浆圆柱填塞,水泥砂浆圆柱填塞的冻结孔孔口处利用膨胀螺栓及钢板进行密封;未被水泥砂浆圆柱填塞的冻结孔用作环箍注浆完成后的探水检测孔,用钢管及麻丝填塞,在地连墙外端利用快速水泥密封,密封完成后用膨胀螺栓固定钢管口连接球阀;
S4:安装洞门缩小装置:为防止涌水造成水土流失以及方便洞门封堵,安装洞门缩小装置,缩小盾壳与洞圈间隙;在洞圈内侧焊接7根注浆管,7根注浆管圆周均布,并与洞门缩小装置密封连接,作为盾构进洞接收后封堵洞门的注浆管路;
S5:冻结区域掘进施工:
(1)区间隧道最后15环管片改用增设注浆孔管片,增加洞内注浆点,对应增设注浆孔管片背后改用单液浆与双液浆交替填充,填充空隙的同时保证快速有效形成环箍起到隔水作用;
(2)在盾构机刀盘切口里程距离加固区2米的位置时,适当降低推进速度,密切关注刀盘扭矩及出渣情况,完成一环的掘进后,测量复核盾构机刀盘当前位置,明确接触加固区冷冻土体需掘进的距离,盾构刀盘到达冷冻土体时逐渐降低掘进速度;
(3)盾构机刀盘进入冻结区域掘进施工后,掘进过程中渣土改良剂采用膨润土;
(4)掘进施工完成的部分及时进行二次补浆,确保注浆止水效果;
S6:施做止水环箍:在盾构机刀盘掘进施工至地连墙时停止掘进施工,环箍注浆前利用盾体预留盾壳膨润土注入孔注入膨润土,利用膨润土包裹盾体,避免浆液将盾体包裹,然后进行洞内环箍注浆,注浆压力0.2~0.4MPa,避免压力过大浆液流入盾体停机区域;
S7:止水环箍效果验证:环箍注浆完成后盾构接收前,通过探水检测孔对环箍注浆封堵效果进行检测,将每个探水检测孔的球阀打开,检测是否有明水流出,如发现明水立即关闭阀门,洞内继续环箍注浆封堵;
S8:盾构机掘进地连墙;
S9:盾构接收:
(1)碴土清理:盾构刀盘露出接收端洞门掌子面后,进行土仓内碴土清理;
(2)最后6环管片安装:最后6环管片推进时,盾构掘进推进速度不大于40mm/min,总推力不大于100T,注浆量3.45m3,注浆压力不大于0.1MPa;安装管片时,伸油缸推力设定为5MPa,对管片螺栓进行两次紧固,第一次在管片安装时,第二次在下一环掘进时;
(3)洞圈间隙注浆加固:在盾尾进入车站后,进行洞门圈梁注浆填充加固,加速同步注浆浆液的凝结;
(4)盾构刀盘推出接收端洞门后,盾壳接触帘布橡胶板后,拉紧倒链,使帘布橡胶板紧压在盾壳上;待盾尾推出接收端洞门,管片外弧面接触帘布橡胶板后,再次拉紧倒链,使帘布橡胶板紧压在管片外弧面上;
(5)盾构上接收基座。
2.根据权利要求1所述的盾构水平冷冻接收施工方法,其特征是:步骤S2的分步骤(1)中,在贯通前50m时,对管片姿态进行检测与控制。
3.根据权利要求1所述的盾构水平冷冻接收施工方法,其特征是:步骤S2的分步骤(3)中,考虑盾构机前体出围护结构至接收托架过程中存在下沉的情况,贯通前30m逐渐将盾构姿态抬高20mm。
4.根据权利要求1所述的盾构水平冷冻接收施工方法,其特征是:步骤S2的分步骤(5)中,盾构接收基座包括依次通过螺栓连接的三个托架,分别为一个第一托架和两个第二托架,所述第一托架的长度为0.8m,所述第二托架的长度为4.5m,第一托架靠近洞门,盾构基座前部距离端墙500mm。
5.根据权利要求1所述的盾构水平冷冻接收施工方法,其特征是:步骤S5中,双浆液配比为:水与灰质量比1:0.875,水泥浆与水玻璃体积比1:0.35~0.5;单液浆配比为水与灰质量比1:1。
6.根据权利要求1所述的盾构水平冷冻接收施工方法,其特征是:步骤S6中,洞内环箍注浆的浆液配比为:水与灰质量比1:1,水泥浆与水玻璃体积比1:0.35~0.5。
7.根据权利要求1所述的盾构水平冷冻接收施工方法,其特征是:步骤S4中,洞门缩小装置包括若干用钢板制成的平面弧形钢板,弧形钢板包括与主平面相垂直的一对同轴弧形侧面和一对平面侧面,其中一弧形侧面的半径与洞门钢环内径大小相等,另一弧形侧面的半径略小于盾构外径,一对平面侧面所在的两平面相交,平面相交形成的直线与洞门钢环的轴心线重合;若干平面弧形钢板平均分为两组,分别沿洞门钢环内径焊接一圈,分别为第一圈弧形钢板和第二圈弧形钢板;第一圈弧形钢板和第二圈弧形钢板之间的间距为20cm,弧形钢板与洞门钢环之间设有三角筋板,三角筋板用于加固弧形钢板,第一圈弧形钢板和第二圈弧形钢板之间填充软质填充物,填充物的顶端高出弧形钢板之外。
8.根据权利要求1所述的盾构水平冷冻接收施工方法,其特征是:步骤S1中,冻结加固施工包括:冻结体有效纵向长度共12m,单个盾构接收区域共布置56个水平冻结孔,分别为:接收洞口中心布置1个中心冻结孔,冻结孔深度3.5m,进入土层深度2.5m;从接收口中心向外布置3圈冻结孔,第1圈直径2.7m,孔数8个,圆周均布,冻结孔深度3.5m,进入土层深度2.5m;第2圈直径5.4m,孔数16个,圆周均布,冻结孔深度3.5m,进入土层深度2.5m;第3圈直径8m,孔数31个,圆周均布,冻结孔深度13.9m,进入土层深度12m;冻结壁平均温度为-10℃,冻结壁与地下连续墙交界处平均温度不高于-5℃,冻土的抗折强度不小于2.0MPa,抗剪强度不小于1.5MPa。
9.根据权利要求8所述的盾构水平冷冻接收施工方法,其特征是:步骤S3中,未被水泥砂浆圆柱填塞的冻结孔分别为中心冻结孔和第2圈的8个均布的冻结孔。
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