文档介绍：浅覆土河床地段盾构施工工法

一、前言
在盾构法隧道施工中,由于隧道线路走向的限制,会遇到穿越河道或湖底,而隧道顶到河底或湖底,而隧道顶到河底或湖底的距离很近,大大小于盾构机直径,也就是浅覆土。盾构机在浅覆土层掘进时,一方面,造成极限最小与最大土压力之间变化范围较小,使得开挖面支护压力不易控制;另一方面,由于衬砌受到周围地下水和盾尾注浆浆液的浮力作用,当管片上部土压力与管片自重无法抵抗管片浮力时,就会出现隧道管片上浮,同时会引发工程事故。天津地铁2号线工程曹庄站~延安西路站区间隧道工程,区间隧道工程需穿越外环河后进入曹庄站盾构井接收,,,因此,我们对浅覆土过河段的土体进行加固,有效防止处于饱和含水土层中发生涌水突沉引起上方沉陷产生涌水裂隙,避免了大量河水由盾尾或开挖面的缺陷处涌入而淹没隧道等引发的工程事故,经过工程实践,形成本工法。
二、工法特点
⒈制定合理外环河土体加固方案,确定搅拌桩施工参数,并增设导流管,确保河水畅通。
⒉通过监测数据合理制定盾构掘进土压、速度、注浆量等施工参数,并确保管片拼装与盾尾密封符合设计规范要求。
⒊能有效的防治因为盾构挤压导致前方土体隆起过多,盾构处于饱和含水层中发生涌水突沉引起上方沉陷,产生涌水裂隙,致使大量河水由盾尾或开挖面的缺陷处涌入而淹没隧道。
三、适用范围
本工法适用于浅覆土河床的盾构施工。
四、工艺原理
盾构穿越浅覆土河流时,克服隧道管片上浮比较困难,过程控制与调整尤为重要;增设抗浮板、导流管、河床回填、优化盾构掘进参数等措施,保证土压平衡盾构机在掘进浅覆土过河段时可以建立土压平衡,并且不发生喷涌现象,在通过盾尾同步注浆系统向管片壁厚注浆从而保持地表稳定。
五、工艺流程及操作要点
(一)工艺流程见图1
图 1 工艺流程图
(二) 操作要点
⒈设置围堰、抽水
在盾构穿越浅覆土河床时,首先设置围堰,围堰大小根据盾构区间线间距有直接关系,设置围堰区域为区间隧道边缘向外延伸不低于1倍的隧道底部埋深的距离,围堰沿河流横断面布置,两围堰宽度为区间隧道边缘需要分别向外延伸,~4倍的宽度,放坡1:1截流。围堰顶面宽5m,底面宽度为河底宽度、,围堰用粘土直接堆填并碾压。围堰筑好后,进行抽水,清淤。如图2 围堰纵断面、图3 围堰横断面图。
图2 围堰纵断面图

图3 围堰平面图
⒉土体加固
详细了解地质勘查报告,了解土层结构,了解周围环境,做好相关准备工作,并制定相应的施工方案,确保地基加固工作顺利进行,以免影响总工期。
盾构施工中,常用的土体加固方法为冻结法加固、高压旋喷桩加固、静态分层注浆加固、深沉搅拌桩加固等方法,选择原则主要是在确保安全情况下选择经济而有效的加固方法,本工法选用深层搅拌桩作为加固方法,相比其他加固方法更加经济有效。
搅拌桩加固原则为盾构法隧道外上下3m、左右3m,以便增加土体的整体性,,抗渗系数小于1×10-8cm/s。如图4 搅拌桩加固示意图及图5 搅拌桩施工工艺流程。
图4 搅拌桩加固示意图图5 搅拌桩加固示意图
⒊抗浮板、导流管、河床回填施工
⑴、抗浮板
待搅拌桩加固完成后将原河底向下开挖400~600mm,根据具体情