浅谈无水砂卵石地层下土压平衡盾构机常压开舱施工.pdf

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1、隧道与地下工程器TunneI＆UndergroundEngineering浅谈无水砂卵石地层下土压平衡盾构机常压开舱施工王海涛，耿富林，郭彩霞(北京市市政四建设丁程有限责任公司，北京100176)摘要：盾构机刀具在切削土体的过程中不断与土体摩擦、碰撞，是盾构设备最易磨损的部件。刀具检修的方式有竖井检修、加压开舱、常压开舱，检修前需进行土体加固。施工中常根据施工经验计算出需要进行刀具检修的位置，但由于地质情况的复杂性，刀具的检修位置常有一定的不可预见性，有些位置不具备地面加固条件，需进行舱内加固。简要介绍了常压开舱舱内加

2、固施工方法．相比于带压开舱和地面加固后常压开舱，其具有开舱位置更为灵活，对地面影响更小，土体加固更为经济的特点。关键词：盾构；常压开舱；无水砂卵石中图分类号：U455．39文献标志码：B文章编号：1009—7767(2012)Ol一0095～03OnOpenCabinConstructionofShieldMachinewithAtmosphericPressureunderBalancedEarthPressureofDrySandandCobbleStrataWangHaitao，GengFulin，GuoCaix

3、ia1工程概况进行常压开舱作业。北京西南地区地层以大粒径无水砂卵石为主，卵2开舱施工流程石粒径大、含量高、强度大。北京地铁9号线隧道埋深1)通过鱼尾刀或泡沫注入口向土舱内加压缩空气．9～12m，隧道主要穿越卵石⑤层，无地下水。穿越层中上土压以能达到的最高值为准(以下简称最高值)，但粒径在420inm左右的卵石较为常见，最大粒径不小不得超过0．1MPa；压力维持5min后开始出土，观察上于540mm，一般粒径20~80mm．粒径大于20mm的土压变化情况．当土压下降值变化超过0．02MPa时．停颗粒约占总质量的55％～7

4、5％，卵石单轴抗压强度止出土并关闭螺旋机闸门，恢复土压至最高值；如此反为87．74～165．16MPa。复操作直至出土7m(可使土舱内土体高度降至人舱闸隧道区间施工采用土压平衡盾构法，砂卵石地层门以下)，完成出土后关闭舱门，使土压自然下降10min。对刀盘、刀具的磨损、破坏非常严重，即使土体的塑流2)土压自然下降10rain后，先打开人舱闸门观察化改造效果比较好．也无法保证刀具的完好性。由于孔。观察是否有泥浆溢出．确认无压力及无泥浆溢出该区问地层条件的复杂性．很难准确计算出刀具的磨后方可打开舱门。损情况进而确定需要进行

5、刀具检修的位置。若刀具磨3)舱门打开后．由暗挖专业技术人员确认开挖面损后继续施工，砂卵石将磨损刀盘辐条，辐条磨损到是否稳定，是否具备进舱作业条件，待确认安全后方一定程度后整个刀盘的结构稳定性降低，就会对刀盘可进舱清理舱内渣土。造成结构性破坏。施工区间地下管线较多，可施做检4)如开挖面有局部塌方，冒落高度不大于800mm，修竖井的位置受限，且砂卵石地层土舱内无法形成稳可进行下一步工作；如果冒落高度大于800mm，关闭定的气压，无法进行加压开舱施工，而原状围岩在不舱门，加空气恢复压力后再确定下一步解决方案。受扰动的情况下能

6、保持较好的稳定状态，特别是在无3开舱过程注意事项水的情况下，加固后的土体常压下自稳能力相当好，可1)施工人员在舱内作业期间，暗挖人员在人舱处zolz~．$1期(1一)第3o卷，{；荭敬求95器隧道与地下工程Tunnel&UndergroundEngineering观察开挖面情况，发现异常后。立即通知作业人员撤离并关闭舱门，通过加空气恢复压力。、]2)舱内作业人员作业期间必须系好安全带，安全带的一端连接至舱外盾构机结构上；开舱期间，拉闸限电，派专人看守，确保开舱期间盾构机不能被操作。3)电瓶车在开舱期间准备完毕，储浆罐内

7、准备好泥浆，随时做好掘进准备。4)旋转刀盘和检修完成后，撤出舱门内的物质和设备。5)地面监测人员随时监测停机位置地表沉降情a)小导管布置剖面图b)Jb导管布置断面图况及监测值．监测结果及时汇报给项目经理图2超前小导管加固土体6)检查时确保洞内通风正常，提前将鼓风机风管接到拼装平台处，保持通风。4．3土体开挖7)检查前应确保人舱内通往土舱的低压安全照开挖采用正台阶法施工，人工挖掘，施工步骤见明设备正常．并有足够的备用灯。图3。8)在进行刀盘检查前应准备好通信联络工具，并安排专人值班，以确保刀盘检查和换刀过程中，信息畅通。

8、9)人孔打开后，通过盾构机自带的空压机向土舱内持续送气，并对土舱内的气体进行有害气体检测，保障进舱人员安全。4操作空间开挖4．1清理土舱舱门打开后，以盾构机土舱和刀圈为支护。清理土a)开挖上台阶土体．开挖长度为500mln。舱内的渣土，并在下方垫上木板，见图1。≥?0．一．：：≮春≥≥b)开挖500mm后，对前方土体进行注浆加固，