文档介绍：三号线北延线“设计起点~永泰东站”段,、混合花岗岩或花岗片麻岩。主要穿越的地层是全断面土层(花岗岩残积土、全风化花岗岩、强风化花岗岩)、全断面岩层(中风化、微风化花岗岩)、上软下硬花岗岩地层(上部为花岗岩残积土、下部为微风化花岗岩等岩层)、另外还有少部分为特殊的上软下硬地层(上部为砂层、中部为土层、底部为岩层)。
以三北区间1标过南华工商学院宿舍楼案例,首先大家认识下花岗岩地层的特点:
2009年9月1日下午,右线海瑞克盾构机在647环,南华工商学院宿舍9号楼前(两栋房屋之间的空地上),隧道洞身范围的地层为<7H>、<9H>,,进仓检查,掌子面无水,但刀盘转动后,掌子面的土体剥落严重,已无法进行带压作业,紧急关仓,考虑刀盘前面是宿舍楼,同时***损坏严重,往前掘进风险较大,往前掘进300mm后将土仓压力建立,同时采用盾构机的超前注浆孔进行回填注浆,保证土仓填满,从而防止地面沉降。
南华工商学院宿舍楼范围的平面位置图
南华工商学院宿舍楼范围的地质断面图
后与场地的产权单位进行协商,利用地面场地进行地面注浆处理。注浆加固存在既要保证加固效果能安全开仓又要防止注浆将盾构机刀盘和盾壳包裹了。加固前在盾壳和管片外围采用了水溶性聚氨酯进行封堵,同时注浆过程中刀盘定期进行转动。地面加固的时间受学校宿舍的限制,只能白天施工,第一次加固至9月27日才完成。开仓加固效果不理想,降压不成功,而后再回填补充加固好后,10月10日刀盘原位将***更换。加固还是会造成盾构机盾壳和刀盘被水泥浆包裹。盾构机刀盘脱困、盾构机中前盾、盾尾脱困,10月19日恢复掘进。
10月19日~10月28日盾构机掘进26环,掘进参数出现异常,停机检查***
环号
土仓压力(bar)
总推力(t)
刀盘转速(rpm)
刀盘扭矩(bar)
掘进速度(mm/min)
出土量(斗)
647

2700~3400

70
1-6
6
650

2000~2100

130~138
5-10

656

1500~1900

130~150
5-7
6
660
~
1700~2100

110~130
8-12
5
665

1500~1700

120~150
12-19
5
670
~
1600~1800

130~150
8-14

671

1300~1600

130~150
4-10
6
672

1500~1800

130~150
4-10
6
673
~
3500

90~120
1-5
停机采用开挖面制造泥膜,然后带压进仓进行检查和更换***。虽然刀盘前方已有1米高的空洞,带压开仓成功,发现12#、24#刀圈掉,10#、11#、13#、14#、15#偏磨严重,16、17、21、25、28、29、30、31、33、34、35磨损5mm—10mm。经过9天带压开仓作业,更换了正面和周边的***,同时检查到中心滚刀磨损严重,发现中心滚刀刀箱已变形:
虽然经过泥膜处理和带压作业,在盾构机带压换刀过程尽管宿舍楼的沉降没有加大,但刀盘前残积土逐渐剥落,空洞还是逐渐加大,最后形成了较大的空洞。
更换中心滚刀刀箱的作业,必须回填土仓,并需要在中心滚刀前开挖出作业空间。这种洞内加固,更加要保护好盾壳和刀盘不要包裹,否则后果很严重。事先将盾壳和刀盘用土工布包裹隔离。
通过盾体上的径向注浆孔注入水溶性聚氨酯,防止浆液将盾体包裹。同时利用盾构机土仓壁板上的球阀和气体自动补偿系统,在不同的高度装上排气管和注浆管,分层回填。