前文采用数值模拟、理论计算、现场监测、模型试验等多种手段论证了盾构在穿越乙烯管过程中的安全性。在实际施工过程中,还必须建立详细的施工控制措施以保证盾构推进参数的合理性和可靠性,同时结合监测数据,对施工参数进行实时调整。具体而言,在盾构穿越乙烯管的过程中,应采取以下控制措施。
7.3.3.1 穿越前的准备工作
1.设备保养、维修
为了保证盾构在穿越期间能连续施工,在盾构进入试验段前对盾构进行一次综合维护保养。
2.管片真圆度检测
为保证下穿段施工过程中管片成环圆度数据准确,试验段施工阶段每个工作班组将对本班拼装管片圆度进行测量,校核管片圆度。
3.轴线控制
(1)试验段施工前对隧道轴线进行一次定向测量,确保隧道轴线精度;
(2)将盾构姿态与管片姿态调整到最佳(±20 mm),避免盾构在穿越阶段进行过大的纠偏。
7.3.3.2 盾构穿越阶段的参数设置
1.气泡仓压力设定
气泡仓压力:
式中,P 为平衡压力(包括地下水);k 0为土体侧向静止平衡压力系数,取0.7;γ 为土体的平均重度,取18 k N/m3;h 为隧道中心埋深,m。
盾构在掘进施工中均可参照以上方法来取得平衡压力的设定值。具体施工中每2环根据覆土变化调整一次气泡仓压力。
2.泥水质量指标
(1)比重。泥水比重是一个主要控制指标。掘进中进泥比重不应过高或过低,过高会影响泥水的输送能力,过低则不利于泥膜的形成和开挖面的稳定。泥水比重的范围一般控制在1.15~1.25 g/cm3。
(2)黏度。从土颗粒的悬浮性要求来说,要求泥水的黏度越高越好,考虑到泥水系统的自造浆能力,随着推进距离的增加,泥浆越来越浓,比重也在上升,进而影响泥水质量,所以泥水黏度一般控制在19 s左右。
(3)含砂量。泥水处理的目的是保留小颗粒的黏土部分,去除粒径20μm 以上的砂颗粒。所以含砂量也是衡量泥水质量好坏的一个重要标准。
(4)析水量和p H。泥水的析水量必须小于5%,p H 呈碱性。降低含砂量,提高泥浆黏度或在调整池中加入纯碱是保证析水量合格的主要手段。(www.xing528.com)
3.推进速度、刀盘转速
下穿乙烯管施工时,尽量做到均衡施工,减少对周围土体的扰动,避免在途中有较长时间耽搁。如果推得过快,则刀盘面对地层的挤压作用相对明显,地层应力来不及释放;推得过慢,则刀盘的正反转动对地层扰动作用相对明显,容易造成建筑空隙。推进速度一般控制在25~30 mm/min之间。
刀盘转速控制在0.95~1.1 rpm,并配合推进速度。根据前期施工经验,刀盘每转进刀率控制在30 mm/rep,切削效果较好。
4.盾尾油脂压注
为了能顺利安全地穿越乙烯管,防止盾尾发生渗漏,必须切实做好盾尾油脂的压注工作。每班推进前保证储桶内有充足的油脂,勤检查。推进时根据推进速度连续压注,杜绝人为欠压现象的发生。安排专人对盾尾油脂压注进行计量,并对盾尾进行巡视,确保穿越过程不会发生盾尾渗漏事故。穿越过程中盾尾油脂压注量控制在160~180 kg/环。
5.管片拼装
在管片拼装过程中,应当防止盾构机后退,并安排熟练的拼装工进行拼装,减少拼装的时间,缩短盾构停顿的时间,拼装结束之后,应当尽可能快地恢复推进,减少上方土体的沉降。为了加强管片环与环之间的连接刚度,在下穿段区域管片端面设置了剪力销。
6.盾构姿态控制
在每环推进过程中尽量减少盾构纠偏量和纠偏频率,单环纠偏量控制在1个坡度以内。
定期人工复核轴线偏差,与自动测量系统数据进行比较。
严格控制同步注浆量和浆液质量。压浆时注意控制注浆压力,防止压力过大造成负面影响,同时务必做到以下五点:
①保证每环注浆总量要到位;②保证均匀合理地压注;③浆液的坍落度符合质量标准;④保持管路畅通;⑤注意注浆压力变化。
通过同步注浆及时充填建筑空隙,减少施工过程中的土体变形。
盾构外径为14 930 mm,管片外径为14 500 mm,每推进一环的建筑空隙为:V =π/4·(14.932-14.52)×2=20 m3。
实际的注浆量为理论建筑空隙的110% ~115%,即22~23 m3。
压浆是一道重要工序,施工中需要对压浆过程进行严格管理,专门成立注浆班对压入位置、压入量、压力值做详细记录,并根据地层变形监测信息及时调整;严格禁止在有注浆管路不通畅的情况下继续推进施工。
7.动态信息传递
每一次测量成果都及时汇总给施工技术部门,以便于施工技术人员及时了解施工现状和相应区域管线的变形情况,精确施工参数和注浆量等信息和指令,并传递给盾构推进面,使推进施工面及时作相应调整,最后通过监测确定效果,从而反复循环、验证、完善,确保隧道施工质量。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。