盾构于复杂地层中穿越成片、大面积老旧建筑物施工,主要难点在于如何控制盾构施工对周边环境尤其是建筑物的影响。通过设计对盾构推进过程中的地层损失率的控制,严格对盾构设备进行合理选型及改造,对相关施工工艺进行优化,达到了控制盾构的推进压力、速度及注浆等关键技术要求,从而保证了沿线地面建筑物的稳定与安全。
通过改造盾构机,提出了盾构穿越建筑物微扰动施工技术:对盾构机加泥加水系统、盾尾油脂管路、千斤顶分区进行优化改造,并加装泡沫剂、聚合物注入系统和自动监测及演算工坊数据采集系统;选择手动土压平衡模式,确立正确的加水方法和降低盾构总推力的控制方法;在推进过程中,对土压力、推进速度、出土量、盾构姿态、同步注浆、微扰动注浆进行控制。
在盾构推进过程中,对盾构同步注浆工艺中的新型浆液材料及综合技术进行了研究,形成了一套完整的抗剪型同步注浆工艺新技术:
(1)突破以往传统可硬性单液浆材料和双液浆材料理念,创新提出了利用抗剪型缓凝砂浆进行盾构同步注浆施工,建立了以早期抗剪切屈服强度和坍落度为主要控制指标的抗剪型同步注浆新理念。
(2)发明了具备高抗剪、大密度、低稠度特性的新型抗剪型缓凝砂浆材料,有效控制周围土体的变形及隧道结构的稳定,且浆液材料具备良好的长期稳定性、抗振动液化性,工后沉降控制效果更加显著。(www.xing528.com)
(3)优化设计配合比进行了适应性,显著提高了浆液材料的和易性指标,解决了以往技术中普遍存在的堵管问题,取消了二次壁后注浆,极大地提高了隧道的整体施工效率,降低了施工风险。
(4)针对新型浆液的特点,对施工工艺及配套系统设备进行了创新优化,实现了抗剪型同步注浆材料在各直径盾构法隧道工程中的大规模应用。
(5)针对新型浆液的特点,首次提出更为科学合理的“注浆量、注浆压力双控”的方法管理盾构同步注浆施工,更加有效地填补盾尾间隙,减少浆液材料向土体中的劈裂。地表总体沉降量减少50%以上,大直径隧道上浮量减少70%以上,浆液材料注入率较以往同类施工技术降低50%以上。
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