盾构掘进地层变形原因分析与施工控制论文

《盾构掘进地层变形原因分析与施工控制论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、盾构掘进地层变形原因分析与施工控制论文.freel作为试掘段。在实际掘进过程中,又可将100m试掘段划分为3个区段:第一段长15m,为初掘进,共设定3组掘进参数,通过地表监测,摸索地层变化和轴线控制的规律;第二区段长35m,根据地面条件、建筑物、地下管线情况,对第一阶段设定的3组参数进行调整,以取得最优参数;第三区段长50m,是正式掘进的准备阶段,通过这一区段的掘进,对地面沉降、隧道轴线控制、衬砌安装质量等制定出控制措施,基本掌握施工参数,能利用信息反馈指导施工。通过100m试掘段掘进参数与地层变形规律的摸索,为整个掘进过

2、程中施工参数的确定奠定良好的基础。2.4土仓压力的设定在整个隧道掘进过程中,土仓压力的设定是一个非常关键的参数,土压设定值如果偏小则导致地层下沉量增大,土压设定值如果偏大则会导致地层发生隆起现象。在北京地铁五号线17标段的盾构施工过程中,由于地处老城区,地面年代久远的房屋多达1000余间,且地下管线密集,因此地层变形的控制非常严格,在土压力理论计算结果的基础上,结合试掘段的经验数据,土仓压力的设定为理论值的105%～120%。2.5确定盾尾同步注浆参数的最佳值盾构掘进过程中,以适当的注浆压力和浆量、合理配合比的注浆材料等,

3、在脱出盾尾的衬砌背面环形建筑空隙进行同步注浆,这是控制或减小地层变形的关键措施。盾尾同步注浆过程中的关键参数控制主要包括如下几点。(1)合理配合比的浆料:稠度值控制在10.5～11.0,容重近似于原状土。(2)注浆压力:合适的注浆压力约为5～6bar,因实际注浆量大于计算注浆量,超体积浆液必须用适当高于计算注浆压力方可注入盾尾土体空隙。(3)注浆时间:盾尾注浆的压入时间对于注浆施工效果影响明显。浆液的注入时间应以管片拖开盾尾同步为最佳,匀量注入浆液的时间应与管片推进一环的时间相同。(4)注浆量:一般来说,盾尾同步注浆量的控

4、制可根据盾尾间隙的计算而求得。但在实际注浆过程中,由于盾尾土体不密实或存在空隙等情况,同时由于盾构施工对于周边土体的扰动作用,从而导致实际的盾尾同步注浆量要远大于理论计算量。根据我单位经验,在砂卵石地层中合适的注浆量应为理论注浆量的160%～220%;在粉质土、粘质土地层中合适的注浆量应为理论注浆量的140%～180%。(5)注浆位置的分配:有目的地选择等角度分布于盾尾外壳的注浆管进行注浆,根据不同的地质条件及控制标准确定各个注浆管的注浆压力与注浆量,能使“漂浮”于浆液中的隧道尾端产生可控位移,既可改善隧道轴线原有的偏差,

5、又可有效改善管片与盾尾的挤卡状况。2.6信息化施工的指导在盾构掘进过程中,根据监测结果与各项施工参数之间的对照分析,可对施工参数进行进一步修正,达到优化匹配掘进参数、有效控制地层变形的目的。3工程实践效果北京地铁五号线是北京首批采用盾构法进行施工的地铁隧道,该标段区间隧道的盾构掘进具有如下特点。3.1地质条件具有代表性该标段一个区间隧道埋深14.8～15.6m,隧道上部地层为粉土②3层、粉土②层和中粗砂③1层,洞身通过地层为中粗砂③1层、圆砾④层、粘质粉土砂质粉土⑤层和粉质粘土重粉质粘土⑤1层,隧道下部地层为圆砾④层、粘质

6、粉土砂质粉土⑤层和粉质粘土重粉质粘土⑤1层。隧道进入潜水层,一部分进入承压水层。而另一区间隧道埋深8.2～9.5m,隧道上部地层为粘质粉土砂质粉土②层及粉质粘土②1层,洞身通过地层为粘质粉土砂质粉土②层及粉质粘土②1层、粉细砂③层、圆砾④层,隧道下部为圆砾④1层和圆砾④层。局部地段隧道底部进入潜水层,未进入承压水。3.2周边环境复杂,施工制约因素多该标段两区间地面建筑物情况复杂,沿线所经地面道路为市区南北向交通要道,交通量大,隧道沿线经过繁华商业大街,该段地面交通繁忙,地面交通在地铁施工期间不能中断。地面建筑情况复杂,隧道

7、从道路东侧密集商业建筑物下穿过,建筑物大多建设年代较早,大部分房屋属危房;地下管线多、人防建筑多,包括污水、给水、电力、热力、电信等多种管线。结合这种工程实际条件,在实际施工过程中,应用本文所述控制方法很好地达到了有效控制地层变形的施工目标。如在区间掘进过程中穿越的诸多胡同,地层变形控制效果均较为理想,地层沉降值基本上在10mm以内,远小于规范要求30mm要求。