土体冻结加固下盾构进洞风险控制技术.pdf

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1、土体冻结加固下盾构进洞风险控制技术RiskControlTechnologyforTSMDrivingintoAccessunderConditionofFrozenSoilReinforcement周明辉上海市工程建设咨询监理有限公司200433摘要：土体冻结法是盾构进出洞较为常用的加固方法。以上海某地铁工程施工在盾构进洞时发生的洞门渗漏和排险为实例，简述土体冻结加固状态下盾构进洞的风险控制技术。实践证明：该技术措施有效并能及时地控制盾构下沉，因此，具有一定的参考借鉴意义。关键词：盾构进出洞盐水冻结法液氨冻结法二次进洞

2、减压井井内排土中图分类号：TU752／文献标识码B【文章编号】1004—1001(2012)08—0843—03动，故在冻结前预先对冻结加固区进行充填注浆。单个洞门1工程概况设l1个注浆孔，浆液配比：水：粉煤灰：水泥=3：4：l，采用花管分段注浆。1．1工作井简介2．2加固区盐水冻结该区间风井位于上海浦东新区上钢三厂堆场处，风井平面尺寸为25．24ill×15．6m，地面标高为+6．0m，隧道中冻结板块部分共布置3排冻结孔，孔距0．8m，排距心标高-14．794m—一14．912m左右。风井周边管线和建筑0．8m～1．O

3、m，第1排孔距井壁0．2m。第1排孔数15个，第较少，西侧70m外有黄浦江防汛墙、南侧32m为大众燃气2排孔数14个，第3排孔数13个，冻结孔总数42个，梅花布置，冻结范围为3m×11．2m：采用垂直局部冻结方案(图过江井。该风井采用气压沉箱法施工。井内设5个隔舱，4个隔1)舱填水增加自重以抵抗沉井阻力。沉井过程中，井壁减摩泥浆用量甚少，因此可忽略对冻土强度的影响，但在浇注底板时，仍应维持0．25MPa的气压，直至底板养护结束。1I2地质及水文情况简介风井位置的土层主要有：①、①、②、④、⑤、⑤层。其图1盾构进洞冻结孔平

4、面布置中，①层杂填土易坍塌，①。、②。层为黏质粉土、⑤层为砂质粉土，该三层土易产生流砂现象、④层土为淤泥质黏土，进洞冻结主要参数如下：易产生流变现象。盾构进洞段土层主要为②灰色黏质粉土、④灰色淤泥质黏土和⑤灰色砂质粉土等。(a)冻结体：冻结板块厚3m，宽l1．2m，高12．8m；(b)孔数：垂直冻结孔42个，水平冻结孔6个，测温孔场地内浅部存在潜水层，中深部存在⑤，层、⑦层承压5个：含水层。此外，第②。层黏质粉土层中的地下水呈微承压水特性。(C)孔深：下行线进洞27．307m；(d)盐水温度：一25c1：—一3OcC，积

5、极冻结32d。2原进洞加固技术简介另在盾构进洞口底部增设6个水平加强冻结孔(图2)2．1加固区填充注浆和2个测温孔，深度均为2．6m。水平孔采用108mmX考虑到风井在气压沉井过程中会对周围土体有所扰8mm的20低碳钢无缝管。作者简介：周明辉(1979一)，男，本科，工程师。作者地址：上海市营口路588号8楼(200433)。收稿日期：2012—06—21图2水平孔俯视誓笛蕾T笛1d尝笸Q苴日IQ2．3冻结与样洞情况片沉降、碎裂严重造成隧道断裂，在隧道内921环～930环冻结情况：积极冻结达到34d，各项指标符合设计要架

6、设径向支撑和纵向拉紧连接，后期又增加横向槽钢拉紧求。TBI与TB2块管片。样洞情况：洞门凿除500mm后，在洞圈内所开的10个(4)加大监测频率样洞情况良好，无渗漏情况，满足进洞要求。盾构沉降为1次／h，管片沉降为1次／2h，地表沉降1次／3h，风井沉降1次／3h。险情发生地附近的防汛墙及煤3洞门渗漏气管线同时增加监测频率。盾构靠近加固区开始起拔下行线盾构穿越范围内的冷4．2实施效果冻管，进洞区域冻结管拔至盾构上0．5m呈“门”字形，并进由于措施果断、有效，及时控制了盾尾沉降速率，在短行回冻，然后盾构机开始穿越冻结加固区

7、。时间内抑制住盾构下沉趋势，避免了险情的进一步扩大。当下行线盾构鼻尖距风井外井壁30cm时(推进9305恢复进洞控制措施环完成)，洞门中心4,8oomm的盾构鼻尖观察孔内开始有大量流砂喷出，持续约3min～4min后，变为泥水连续涌盾构恢复进洞主要采用“液氮恢复冻结一井内泥水排出。除一凿除洞圈钢筋混凝土一井内回填一盾构一次进洞一井经分析原因为：内泥水再次排除一盾构两次进洞”的技术路线。(a)底板浇注过程中，可能存在沉井过程中未完全排5．1下行线填充注浆除的气体，冻结土冻胀使其形成高压气体。当冻结管拔除、由于下行线洞门漏水

8、漏砂，造成冻结加固区域大面积盾构掘进破坏冻结帷幕，高压气体顺渗漏通道释放，使洞门塌陷，另外，塌陷区域内存在暗浜，也给液氮冻结施工带来产生喷涌现象。不利影响。为确保液氮冻结效果，在冻结帷幕的外侧1m处(b)风井结构刃脚插入土体深度较浅、承压水渗流路打7个注浆孔，孔间距2m。注浆方法采用花管注浆，注浆径较短，以及刃脚附近