土压平衡盾构机过富水砂层施工技术
2013-07-28 01:21
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摘要：结合广佛线8标施工实例，对土压平衡盾构机通过富水砂
摘要：结合广佛线8标施工实例，对土压平衡盾构机通过富水砂层施工技术进行了阐述。
关键词：土压平衡盾构机 富水砂层 施工技术
1工程概况
珠江三角洲城际快速轨道广州至佛山段土建施工项目盾构工程隧道双线总长为4829.205m，盾构隧道要在砂层中穿过，地面为桂城交通要道桂澜路，隧道埋深7.8～14.3米。砂层为良好的富水和透水地层，饱含地下水，渗透系数为8.62～29.11m/d。
2 技术特点
土压平衡式盾构又称削土密封式或泥土加压式盾构。适用于含水的软土、软岩、硬岩及混合地层的隧道掘进。掘进施工可采用土压平衡、气压平衡和敞开三种模式。掘进操作可自动控制、也可半自动控制或手动控制。盾构机配备了自动导向系统, 可控制和稳定掘进方向, 具有灵活转向纠偏能力。盾构刀盘结构能满足不同地层的掘进速度要求。盾构配备了同步注浆系统, 对控制隧道周围土体沉陷及建筑物保护非常有利。盾构配备了泡沫及膨润土注入系统, 有利于碴土改良。配备了压缩空气系统, 有利于防止工作面的渗水及控制地表沉降。
3 掘进施工技术
盾构机在富水砂层施工时，容易引起地层沉降大、隧道喷涌、盾构姿态难控制等问题。针对这些问题，主要的施工技术有：
①采用土压平衡模式掘进，进行开挖面稳定，设定合理的掘进参数，控制盾构机姿态，控制土压力以稳定开作面，控制地表沉降，将施工对地层的影响减到最小。
掘进过程土仓顶部压力控制在1.0bar，掘进速度控制在30mm/min以上，出土量不得大于50立方米；盾构机姿态保持向上，趋势控制在范围±4。掘进的过程必须尽可能的快，中间尽量减少停滞时间。在掘进接近1600mm时根据土仓顶部压力减少或不出土，以使掘进至1800mm时土仓顶部压力达到2.0bar~3.0bar范围。
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②盾构掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫等添加材料, 改善渣土性能, 提高渣土的流动性和止水性, 防止涌水流砂和发生喷涌现象, 并利于螺旋输送机排土。
富水砂层中掘进可适量往土仓加入发泡剂，但必须根据实际情况严格控制发泡剂配比及加入量。
出现喷涌的解决措施：
Ⅰ 关闭出土闸门，关掉螺旋机，在顶部土压不超限的情况下继续往前掘进，使土仓基本满土后（此时刀盘油压较高，扭矩较大）停止；然后稍开出土闸门，不启动螺旋机，让土压把砂土挤出，待砂土挤出速度较慢甚至不自动流出时再启动刀盘往前掘进。
