[PPT]盾構始發(fā)井與接收井聯(lián)絡通道施工關鍵技術及安全控制要點

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1,盾構始發(fā)井、接收井及區(qū)間聯(lián)絡通道施工 關鍵技術及安全控制要點,xxx 2007年7月22日,1,盾構始發(fā)井、接收井及區(qū)間聯(lián)絡通道施工 關鍵技術及安全控制要點 目 錄,一、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術 二、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固 三、盾構始發(fā)井與接收井安全控制要點 四、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術 五、結束語,2,一、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,盾構始發(fā)井、接收井及區(qū)間聯(lián)絡通道施工 關鍵技術及安全控制要點,3,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.1、主要支護形式,盾構始發(fā)井與接收井常用的主要支護形式：,（1）地下連續(xù)墻,（3）鉆孔灌注樁+樁內(nèi)旋噴樁,（2）鉆孔灌注樁+降水井,4,優(yōu)點： （1）工效高，工期短，占地面積少。 （2）墻體自身剛度大，對周邊地層擾動少。（3）防滲性能好。 （4）施工振動小，噪音低，適于在城市施工。 缺點： （1）淤泥質土，含漂石的沖積層和超硬巖石等地層施工難度很大。 （2）對操作人員的技術水平要求很高。（3）廢泥漿地處理比較麻煩。 （4）造價高。,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.2、地下連續(xù)墻的關鍵施工技術,1.2.1、優(yōu)、缺點,5,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.2、地下連續(xù)墻的關鍵施工技術,1.2.2、工藝流程,6,原因分析： (一)槽壁坍塌原因分析：1.泥漿質量不合格；2.降雨使地下水位急劇上升；3.單元槽段過長；4.地面附加荷載大。(二)鋼筋籠上浮原因分析：1.鋼筋籠重量太輕；2.槽底沉渣過多；3.砼導管插入深度過大；4.砼澆灌速度太快。(三)槽段接頭滲水原因分析：粘附在上段砼接頭表面上泥皮未清除掉就下鋼筋籠澆砼。,常見問題：槽壁坍塌 、鋼筋籠上浮 、槽段接頭滲水等。,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.2、地下連續(xù)墻的關鍵施工技術,1.2.3、常見問題及原因分析,7,1.防止導墻破壞或變形：⑴按要求施工導墻，導墻內(nèi)側鋼筋應連接，注意墻深到位；⑵導墻拆模后，立即在內(nèi)側加撐，撐導墻面之間不得有縫隙，支撐有足夠剛度； ⑶導墻附近荷載不宜過大，施工過程中尤其注意大型施工機械堆土或其它堆物荷載；2.防止槽壁坍塌：⑴控制泥漿質量，嚴禁使用不合格泥漿；⑵經(jīng)常量測泥漿面，在漏漿或由其它原因使?jié){面下降時，及時補漿；⑶降雨季節(jié)或地下水位升高時應提高漿面標高；⑷控制連續(xù)墻附近地面超載。 3.防止鋼筋籠吊放不下：⑴下籠前，檢查槽壁垂直度，槽底沉淤；⑵驗籠時注意定位塊不得過于凸出；⑶吊籠就位后，檢查變形情況；⑷接籠時，加強垂直度檢驗。,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.2、地下連續(xù)墻的關鍵施工技術,1.2.4、質量控制要點,8,4.防止鋼筋籠上?。孩挪鄣壮猎宄蓛?；⑵檢查導墻上錨固點固定鋼筋是否有足夠強度，鋼度；⑶導管埋入砼深度不大于6m；⑷澆灌速度不得太快。 5.防止砼導管進泥砼堵塞導管：⑴保證初灌量； ⑵導管口防槽底間距不小于1.5倍導管直徑；⑶保證砼配合比，經(jīng)常檢查坍落度；⑷保持連續(xù)澆灌。 6.防止槽段接頭滲漏水：清槽同時，對接縫幅砼面用鋼絲刷或刮泥器清洗干凈。,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.2、地下連續(xù)墻的關鍵施工技術,1.2.4、質量控制要點,9,1.3.1、工藝流程,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.3、鉆孔灌注樁的關鍵施工技術,10,1.3.2、鉆孔過程中易出現(xiàn)的故障,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.3、鉆孔灌注樁的關鍵施工技術,一、 鉆孔偏斜 這是在施工中最為常見的一種，偏斜原因有： 1）.樁架不穩(wěn)，鉆桿導架不垂直，鉆機磨耗，部件松動。 解決措施：在開鉆前一定要檢查鉆機的穩(wěn)定性與垂直度，在鉆進過程中要隨時復核，如有偏差及時處理。 2）.土層軟硬不均，致使鉆頭受力不均。 解決措施：在地層分層處要注意控制鉆速，不要過快，同時要采用減壓鉆進。 3）.鉆進中遇有較大孤石，探頭石。 解決措施：此時宜用鉆機鉆透。用沖孔機時，用低速將石打碎；有傾斜基巖時，可用混凝土填平，待混凝土凝固后再鉆。 4）.擴孔較大處，鉆頭擺動偏向一方。 解決措施：在容易擴孔處低速減壓鉆進。 5）.鉆桿彎曲，接頭不正。 解決措施：為了防止出現(xiàn)成孔偏斜，可在施工中采用加扶正圈導正，全孔減壓鉆進的防斜措施。扶正圈直徑比設計樁徑小20厘米，扶正圈的位置放在離鉆頭5－6米處，必要時可每鉆進20――30米加一扶正圈，以加強鉆具的導向性。,11,1.3.2、鉆孔過程中易出現(xiàn)的故障,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.3、鉆孔灌注樁的關鍵施工技術,二、塌孔其表征是孔內(nèi)水位突然上升又下降，孔口冒細密的水泡，出渣量明顯增加而不見進尺，鉆機負荷顯著增加。塌孔原因主要有：1）護筒埋置過淺，周圍封填不密，漏水；2）操作不當，如提升鉆頭，沖擊錐（抓）或掏渣筒傾倒，或放鋼筋骨架是碰撞孔壁；3）泥漿稠度小，起不 到護壁作用；4）泥漿水位高度不夠，對孔壁壓力??；5）向孔內(nèi)加水時流速過大，直接沖刷孔壁；6）在松軟砂層中鉆進時進尺過快。預防措施：汛期或潮汐地區(qū)水位變化過大時，采取升高護筒，增加水頭或用虹吸管等措施保持水頭相對穩(wěn)定；提升鉆頭，下放鋼筋骨架時應保持垂直，不要碰撞孔壁。處理措施：事故發(fā)生后應查明塌孔位置后進行處理。塌孔位置不深時，可采取深埋護筒，穿過塌孔處。塌孔位置深時，塌孔不嚴重時，可回填到塌孔位置以上，并采取改善泥漿性能，加高水頭措施，繼續(xù)鉆進。塌孔嚴重時，應立即將鉆孔用砂類土或礫石土回填，無此類土時可采用粘質土并摻入5%-8%的水泥砂漿，觀察數(shù)日后重新開鉆。,12,1.3.2、鉆孔過程中易出現(xiàn)的故障,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.3、鉆孔灌注樁的關鍵施工技術,三、 擴孔與縮徑擴孔多系孔壁小塌孔或鉆錐擺動過大，應針對原因采取措施?？s徑常因地層中含有遇水能膨脹的軟塑性土或泥質葉巖造成；鉆錐磨損過甚也可造成孔徑偏小。前者應采取失水率較小的優(yōu)質泥漿護壁，后者應及時焊補鉆錐。縮徑已發(fā)生后，可采取鉆錐上下反復掃孔，擴大孔徑。 四、漏漿鉆孔施工時，密切注意泥漿面的變化，一但發(fā)現(xiàn)有漏漿現(xiàn)象，分不同情況及時采取控制措施。 1）.增大泥漿比重和粘度，停止除砂，停鉆進行泥漿循環(huán)，補漿保證漿面高度，觀察漿面不在下降時方可鉆進。 2）.若仍漏漿，需在漿液里加鋸末，經(jīng)過循環(huán)堵塞孔隙，使?jié)B漏漿得以控制。 3）.若鋼護筒底口漏漿，在采用上述措施得不到控制后，將鋼護筒接長跟進。 4）.在采用上述措施后，若漏漿得不到控制，要停機提鉆，填充粘土，放置一段時間后，再進行施鉆。,13,1.3.2、鉆孔過程中易出現(xiàn)的故障,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.3、鉆孔灌注樁的關鍵施工技術,五、糊鉆在正循環(huán)回轉鉆進時，遇軟塑粘質土層，泥漿相對密度和粘度過大，進尺快，鉆渣量大，鉆桿內(nèi)徑過小，出漿口堵塞而造成。此時應改善泥漿性能，對鉆桿內(nèi)徑鉆渣出口和排渣設備的尺寸進行計算，并適當控制進尺。若已嚴重糊鉆時，應停鉆提出鉆錐，清除鉆渣。 六、掉鉆掉鉆的主要原因是因為鉆桿與鉆桿或鉆桿與鉆頭之間的連接承受不了扭矩或自重，使接頭脫落、斷裂或鉆桿斷裂所至。防止吊鉆措施為：加強接頭連接質量檢查，加強鉆桿質量檢查，對焊接部位進行超聲波檢測；每使用一次就全面仔細檢查一次，避免有裂紋或質量不過關的鉆具用于施工中，同時鉆進施工時要中低壓中低速鉆進，嚴禁大鉆壓、高速鉆進，減小扭矩。措施：如果鉆桿較長（在5米以上，鉆具傾斜），采用偏心鉤打撈，速度快，成功率高；如果鉆桿較短，采用特制的三翼滑塊打撈器進行打撈，成功率高。打撈要及時，不可耽擱，以免孔壁不牢，出現(xiàn)塌孔，故現(xiàn)場需備用好偏心鉤和三翼滑塊打撈器，以防萬一。,15,1.3.2、鉆孔過程中易出現(xiàn)的故障,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.3、鉆孔灌注樁的關鍵施工技術,七、 卡鉆卡鉆原因有如下幾種： 1）孔內(nèi)出現(xiàn)梅花孔，探頭石，縮孔等未及時處理； 2）鉆頭被塌孔落下的石頭或誤落入孔內(nèi)的大工具卡??； 3）入孔較深的護筒傾斜或鉆頭被撞擊嚴重變形； 3）鉆頭的尺寸不一，焊補的鉆頭過大； 4）下鉆頭太猛，或鋼繩過長，使鉆頭傾向卡在孔壁上。預防及處理措施： 1）對于向下能活動的上卡，可用上下提升法，即上下提動鉆頭，并配以鋼絲繩左右撥移，旋轉； 2）卡鉆后不宜強提，只宜輕提，經(jīng)提不動時，可用小沖擊錐沖或用沖吸的方法將鉆錐周圍的鉆渣松動后再提出。,16,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.4、旋噴樁的關鍵施工技術,1.4.1、優(yōu)、缺點,旋噴工藝是在化學注漿法的基礎上，應用射流切割原理創(chuàng)立的一種地基加固技術，以高壓噴射流直接沖擊破壞土體，使?jié){液與土自行拌合為均勻旋噴泥漿后形成固結體加固地層的方法。在國內(nèi)，鐵道系統(tǒng)于1972年最早開始研究和應用旋噴樁技術，1978年開始進行三重管旋噴工藝的研究和應用，它有以下特點：（1）適用范圍廣，對鄰近構筑物影響較小。 （2）施工簡便，噴射作業(yè)可形成直徑0.4m~3m甚至5m的固結柱體。 （3）固結樁體強度高，水泥樁形成的旋噴樁體的無側限抗壓強度可達到5Mp~10Mp，在砂土中則更高，一般可達到10Mp~20Mp。 （4）旋噴樁材料來源廣、價格低廉、漿液流失少。,17,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.4、旋噴樁的關鍵施工技術,1.4.2、垂直旋噴工藝流程,雖然垂直旋噴注漿工藝有單管，二重管和三重管旋噴注漿之分，且注入地層的漿液材料的種類和數(shù)量不同，但其施工工藝流程卻大體相同，如右圖所示：,18,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.4、旋噴樁的關鍵施工技術,1.4.3、垂直旋噴技術要點,⑴ 施工前檢查高壓設備和管路系統(tǒng)，注漿管及噴嘴內(nèi)不得有任何雜物，注漿管接頭的密封圈必須良好。 ⑵ 施工時鉆孔的傾斜度不得大于1.5‰。 ⑶ 注意防止噴嘴被堵，拆卸或安裝注漿管時動作要快，拔管清洗凈后再進行插管和旋噴，若其中的一個噴嘴出現(xiàn)堵塞的情況，采用復噴的辦法繼續(xù)施工。 ⑷ 噴射時，要做好壓力、流量和冒漿的量測工作，并按要求逐項記錄，鉆桿的旋轉和提升必須連續(xù)不得中斷。 ⑸ 深層噴射時，先噴漿后旋轉和提升，以防注漿管被扭斷。 ⑹ 噴漿的過程中應防止水泥漿沉淀，使其濃度降低。 ⑺ 施工完畢后立即拔出注漿管，對注漿管和注漿泵進行徹底的清洗，管內(nèi)和泵內(nèi)不得留有殘存的水泥漿液。,18,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,1.4、旋噴樁的關鍵施工技術,1.4.4、水平旋噴工藝流程,水平旋噴注漿與垂直旋噴相比，主要在于水平鉆孔和水平注漿等，一般注漿管（單管、二重管及三重管）兼作鉆桿進行鉆孔，注漿結束后迅速拔出注漿管，并立即打入一個木樁，封閉空口。鉆孔時可預先將鉆桿上抬一定角度，以防止鉆桿出現(xiàn)下垂現(xiàn)象。由于成樁條件不同，水平旋噴工藝垂直旋噴工藝要求高，有如下特點：（1）在加固深度范圍內(nèi)盡可能減少中途接卸鉆桿；（2）鉆桿兼作注漿管，由里向外旋噴；（3）注意使注漿管外拔速度盡量均勻；（4）旋噴漿液流失較多時，需補充漿液；（5）旋噴直徑較大時，可采用復噴（先噴水后噴漿）工藝，或加大壓力，放慢外拔速度；（6）漿液可采用快速凝固漿液，使?jié){液在第三天即能達到28天的強度值。,19,1.4、降水井施工,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,降低地下水位法是為了防止滯水砂地層向掘進面涌水導致塌坍，而把地層中的地下水排除的使地下水位降低的工法。適用地層從砂層到砂礫層均可?；A降(排)水工作通常是土方工程、地基與基礎工程施工中的一項重要技術措施，能疏干基土中的水分，促使土體固結，提高地基強度；對處于天然地下水位以下基坑(槽)的施工，可以減少土坡土體側向位移與沉降，穩(wěn)定邊坡，清除流砂，減少基底土的隆起；使位于天然地下水位以下的地基與基礎工程施工能避免地下水的影響，改善了施工條件。此外，還可以減少土方量，縮短工期，提高工程質量和保證施工安全。但在城市施工中，因排水量大，存在無法隔離處理，易發(fā)生土質脫水壓密沉降和使水井枯竭等問題。目前，常用基礎降(排)水方法有明排井(坑)、井點降水、井管降水等。根據(jù)其設備又可分為輕型井點、噴射井點、電滲井點、深井井管等。具體選用時，可根據(jù)工程的特點、要求的降水深度、含水層土的類別及其滲透系數(shù)、施工設備的條件和施工期限等因素，進行比較，選取經(jīng)濟合理、技術可靠、易于施工、管理方便的降水方案。 各種井點、井管的性能、施工工藝和操作管理不盡相同。,1.4.1、施工工藝,20,1.4、降水井施工,1、盾構始發(fā)井與接收井施工關鍵技術,１） 嚴格按有關規(guī)范及設計圖進行施工。鉆孔安裝要調正水平，應隨鉆孔延伸逐步加長粗徑鉆具，以保持鉆孔垂直，使鋼花管順下到預定深度。 ２） 針對地層情況將花管準確下置在富水井段，應下入井底8－12Ｍ，下管時不得左右旋軒式上下串動。 ３） 井管外圍填入礫料為0.5cm石米,應均勻下入,避免“架橋現(xiàn)象”。 ４） 洗井要充分及時，一般為每口井２—３個臺班。 ５） 下水泵時，所有泵管連接應擰緊，下置井深應預留井底泥砂段。 ６） 水泵下好后，應包扎好井口，以防異物掉進孔內(nèi)，保證每口井正常抽水，并作好抽水記錄。,1.4.2、應注意的問題,21,二、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固,盾構始發(fā)井、接收井及區(qū)間聯(lián)絡通道施工 關鍵技術及安全控制要點,22,2、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固,2.1、地層加固范圍,根據(jù)洞口圍巖的水、土側壓力及盾構推進方向，隧道進出洞端頭地層加固范圍為：始發(fā)井長度6-8m，始發(fā)井長度4-6m，寬12m，具體范圍為：沿隧道軸線方向自混凝土灌注樁外皮開始往外，隧道兩側各3m，隧道上部3.5m，隧道底部以下1.95m。盾構始發(fā)井、接收井隧道端頭加固詳見下圖：,23,2、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固,2.1、地層加固的一般方法,在盾構機始發(fā)及到達洞口時對封門的拆除會使工作面處于開放狀態(tài)，如處理不當，會引起周圍圍巖的坍塌，甚至會造成土體涌入盾構工作井中，造成極大的損失和危害。另外，為了保持盾構機剛進入土體中時，機頭盾尾具有相同的剛度，保持良好的初始掘進姿態(tài)，均須進行隧道端頭洞口的加固工作。用于盾構進出洞端頭地層加固的方法很多,目前主要采用的有注漿法、凍結法、高壓旋噴以及攪拌法等。加固方案主要考慮地層的工程地質條件和水文條件進行選取,對于加固范圍內(nèi)地層主要為砂性地層的,一般采取旋噴樁或凍結法進行加固,對于粘性土及其他非砂性地層,一般采取攪拌樁進行加固。對于砂卵等地層易采用注漿法施工。目前,用于旋噴樁和攪拌樁施工的機械很多,旋噴樁有單管旋噴、雙管旋噴以及三重管旋噴等形式;攪拌樁也有單軸攪拌、雙軸攪拌以及三軸攪拌等形式,選擇合理的施工機械對加固質量尤其關鍵,根據(jù)我單位在南京、深圳地鐵施工經(jīng)驗,采用三重管旋噴要好于單重管和雙重管旋噴、三軸攪拌要好于單軸和雙軸攪拌,其加固土體不論在穩(wěn)定性、勻質性和止水性方面都有明顯的優(yōu)越性。從方案可靠、成本節(jié)約的目的出發(fā),砂性地層端頭地層加固建議采用三重管旋噴法,粘性土等軟土地層建議采用三軸攪拌樁進行加固。,24,2.2、攪拌樁的一般施工關鍵技術,2、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固,2.2.1、工藝流程,所謂攪拌法是指通過鉆孔將水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑送入地層，依靠特制的深層攪拌機械在地層中將軟土和固化劑（漿液和粉體）就地強制攪拌，利用固化劑和土體之間產(chǎn)生的一系列物理-化學反應形成深層攪拌樁，使土體的物理力學性能得到改善的地層加固方法，其工藝流程如右圖所示：,25,2.2、攪拌樁的一般施工關鍵技術,2、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固,2.2.2、水泥漿制備工藝流程,26,2.2、攪拌樁的一般施工關鍵技術,2、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固,水泥劑量的控制：為確保樁體水泥漿用量達到設計要求，應現(xiàn)場應用比重計控制水泥漿稠度，做到一樁一配漿，一樁一清池（灰漿池）。,水泥攪拌樁樁頭復攪的控制：當鉆機反循環(huán)提鉆并噴漿升至工作基準面以下30～50厘米時，持噴30秒水泥漿，目的是保證樁的上部密實度和強度，根據(jù)荷載的擴散及傳遞原理，有必要加強水泥樁上部的密度和強度。,噴漿時間的控制：每根樁開鉆后應連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業(yè)。,成樁的檢驗：制樁完成后，須達到要求的齡期后方可進行開挖，清理樁頭時不得使用重錘或重型機械，宜用小錘、短釬等輕便工具操作以免損傷樁頭。群樁樁頂應平齊，間距應均勻；樁體圓勻，無縮頸和回陷現(xiàn)象。水泥攪拌樁成樁28天后，用鉆孔取芯的方法檢查其完整性、樁土攪拌均勻程度及樁的施工長度。鉆芯時不應在樁中心，應偏外側些 。,2.2.3、技術要點,27,2.2、攪拌樁的一般施工關鍵技術,2、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固,2.2.4、施工中問題分析及處理措施,施工中問題分析及處理措施,28,2.3、注漿施工關鍵技術,2、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固,所謂注漿加固技術，是指用壓送設備將具有膠結性的合適的漿液材料通過注漿孔有目的地注入地層，充填土顆粒間的孔隙、土層界面或巖石裂隙，使其擴散、膨脹、膠凝或固化，以提高地層強度和模量，降低地層滲透性和減少地層變形一類的地基處理技術，通過地面注漿，充填注漿范圍內(nèi)土體，硬化后將泥土膠結成一個整體，形成一個強度大、壓縮性低、抗?jié)B性高和穩(wěn)定性良好的新土體，從而使地基得到加固，可有效防止或減少不均勻沉降和滲透。在盾構施工中，位于工作豎井（盾構始發(fā)井或接收井）洞門外側土體在洞門拆除后常常不能滿足自立穩(wěn)定性要求，需對其進行加固。采用注漿法施工有以下優(yōu)點： （1）施工設備簡單； （2）規(guī)模小，耗資少； （3）占地面積小，對交通影響小； （4）工期短，見效快； （5）施工中產(chǎn)生的噪聲及振動小，對環(huán)境影響??； （6）加固深度易于控制,2.3.1、優(yōu)點,29,2.3、注漿施工關鍵技術,2、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固,2.3.2、漿液的種類,一、水泥類漿液（1）一般性漿液：漿液由一般性各種強度等級的水泥+水混合拌制而成。水泥顆粒通常是懸浮于水中的不穩(wěn)定狀態(tài)，當水灰比大于1.5時漿液的沉淀大為減少。這種漿液主要用于巖石裂縫的填充補強，但這種漿液水灰比小于1.5時易發(fā)生沉積固結，及水合硬化后產(chǎn)生較多的離析水，硬化時間長，用途不廣。（2）膨潤土水泥漿液：由膨潤土、水泥和水按一定順序混合配制的漿液，即為膨潤土水泥漿液。若在漿液成分中增加膨潤土，使?jié){液成為穩(wěn)定性漿液，與此同時，還吸收水泥硬化的離析水繼續(xù)水化膨脹，可抑制漿液中的水泥沉淀，提高漿液凝固體的強度和抗?jié)B性。 （3）帶填料的水泥漿液：帶填料的水泥漿液系指在水泥或粘土水泥漿液中加入惰性粉狀材料的漿液。往漿液材料里添加填料的目的是改善漿液的稠度，以便獲得替代部分水泥，降低漿液成本，以便在吸收率大的情形或在填充大孔洞時使用。填充材料多為天然砂、粉煤灰及火山灰。決定漿液凝固強度的主要因素是水灰比。,30,（4）速凝型水泥基漿液：在水泥漿液中加入速凝劑，縮短漿液凝固時間，速凝劑主要為氯化鈣或硅酸鈉。（5）膨脹型水泥基漿液：在水泥漿液中加入鋁粉和少許硅酸鈉（硅酸鈉作用仍為速凝），從而使?jié){凝固體的體積明顯膨脹增大，此種方法在大孔隙的土層和空洞效果較好。（6）加氣型水泥基漿液：在拌和漿液時摻入濕潤劑，以此完成往漿液中摻加空氣的需要。采用這種方法充填孔洞，可在封閉的空間產(chǎn)生一定的壓實效果。（7）泡沫型水泥基漿液：用水泥及水和濕潤劑單獨制作的泡沫拌和制成。這種方法比膨脹型和加氣型漿液水泥用量高，故比特們有固結強度高、結構輕的特點（8）超細水泥漿液：為了提高漿液的可注性，通常把普通水泥漿材再次磨細，獲得平均粒徑小于3~4μm的超細水泥。,2.3、注漿施工關鍵技術,2、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固,2.3.2、漿液的種類,31,2.3、注漿施工關鍵技術,2、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固,2.3.2、漿液的種類,二、水玻璃漿液（1）堿性溶液型水玻璃漿液：水玻璃自身為堿性溶液，以堿性水玻璃溶液為主，外加凝膠劑（固化劑）的漿液為堿性溶液型水玻璃漿液，這類漿液屬純水玻璃漿液，因外加凝膠劑不同，分無機和有機兩類。無機類的漿液價格便宜，材料容易獲得，但水玻璃與凝膠的反應劑反應不徹底，凝膠固結體的穩(wěn)定性差，強度不均，有機類漿液是針對無機類漿液缺點提出的漿液，特點是水玻璃的堿性條件下，遇水發(fā)生水解反應，生成有機酸，有機酸再與水玻璃反應，生成硅酸膠，膠凝反應的時間長，可控。但是無論有機無機的堿性溶液型水玻璃漿液，均存在環(huán)境污染，穩(wěn)定性、耐久性仍不夠理想，故適用范圍較小。 （2）非堿性溶液型水玻璃漿液：膠凝固結體呈中性，改善有機類堿性水玻璃漿液，價格便宜，近年來用途較廣，主要是硫酸直接與水玻璃漿液混合可產(chǎn)生中性或酸性水玻璃漿液，此漿液的固砂體強度一般在0.2Mp~2Mp之間，滲透系數(shù)K≤10-6cm/s，可注土層粒徑為0.1~0.2mm。 （3）堿性懸濁型水玻璃漿液：由堿性水玻璃溶液與懸濁型水泥漿液的混合液及在此基礎上添加膨潤土的水泥+水玻璃混合溶液。其膠凝時間基本上取決于水泥的用量，而與水玻璃的用量關系不大，若凝膠時間過短，可考慮加入緩凝劑。,32,2.3、注漿施工關鍵技術,2、盾構始發(fā)井與接收井端頭地層加固,2.3.2、漿液的種類,（4）非堿性懸濁型水玻璃漿液：是指用去掉水玻璃中的堿以后的硅溶膠取代堿性懸濁型水玻璃+水泥+硅溶膠的漿液。配方中的A液是酸性硅溶膠，B液是水泥（或礦渣水泥）懸濁液及適量可溶性堿劑的混合液。膠凝時間取決于硅溶膠的濃度、水泥用量以及可溶性堿劑三要素的特性。其中關鍵性的因素是硅溶膠的濃度，高濃度下可瞬時固結，故常用作瞬凝性漿液使用。另外這種漿液的穩(wěn)定性、耐久性好。 （5）常用復合型水玻璃漿液：堿性復合型水玻璃漿液（懸濁·溶液型及瞬結·緩結型）、非堿性復合型水玻璃漿液（懸濁·溶液型及瞬結·緩結型），在砂礫等間隙較大的土層中，為了確保加固強度和防滲性能的提高，往往采用懸濁降也（瞬結）+溶液型水玻璃（中性~弱酸性）漿液（緩結）的復合漿液，以便實現(xiàn)填充注入和滲透注入兩者均佳的注入。,33,三、盾構始發(fā)井與接收井安全控制要點,盾構始發(fā)井、接收井及區(qū)間聯(lián)絡通道施工 關鍵技術及安全控制要點,34,3、盾構始發(fā)井與接收井安全控制要點,3.1、盾構井支護設計要考慮盾構機吊裝及設備堆放荷載,盾構井作為施工作業(yè)基地使用，需要在此場地進行盾構機的搬入或搬出、組裝或解體、進發(fā)或到達，以及管片、隧道構筑物原材料、施工設備等物資的運入運出。一般采用明挖法施工，但與一般方法差異較大。其開挖深度大于隧道深度，屬深層開挖，開挖時間較長，作業(yè)較為集中，在其設計、施工階段均應考慮其安全因素，由于豎井上的土壓受豎井形狀、尺寸、剛性、壁厚等因素的影響，一般考慮其靜止土壓及固定的動荷載進行施工，往往忽視盾構機吊裝及設備堆放荷載，但受盾構機吊裝設備及作業(yè)場地的制約，往往盾構機在吊裝時選擇就近吊裝方式，從而使盾構井支護設計顯得尤為重要。,35,3.2、土方開挖于支護要隨挖隨撐，不允許超載,3、盾構始發(fā)井與接收井安全控制要點,支護施工應與土方開挖密切配合,以達在保證安全的基礎上充分利用場地，降低造價，縮短工期的目的。每層土方開挖先挖、排基坑四周的土方，首先為支護結構施工創(chuàng)造有利條件，然后進行基坑中間部位的土方施工，此時土方、支護可同時施工互不影響。待支護完畢后，再補挖該部分預留土方，使整個工程平穩(wěn)有序的進行，以達到土方與支護施工的最佳配合狀態(tài)，不允許盲目爭搶工期，超挖土方，對基坑的安全性。,36,3.3、始發(fā)井要考慮后背力的作用,3、盾構始發(fā)井與接收井安全控制要點,盾構后背的作用是盾構初始掘進時為盾構向前推進提供所需的支撐力，盾構初始掘進前一般先確定鋼后背的形式，并根據(jù)盾構推進所需最大推力進行校核，然后根據(jù)設計加工盾構鋼后背，待鋼后背安裝完畢后，進行初始掘進，盾構始發(fā)井在進行設計時應按照盾構初始掘進推力大小，考慮后背力的作用設計支護形式。,37,3.4、洞口鑿除,3、盾構始發(fā)井與接收井安全控制要點,盾構機在進發(fā)、到達豎井的墻壁，雖然是臨時性的墻壁，在進發(fā)與到達之前的一段時間里，靠臨時墻壁阻止地下水壓和土壓，待進發(fā)和到達之前需對洞口地層進行加固，待達到設計強度后鑿除。,38,四、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,盾構始發(fā)井、接收井及區(qū)間聯(lián)絡通道施工 關鍵技術及安全控制要點,39,4、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,4.1、洞口處管片支撐加固及管片破除,區(qū)間隧道與聯(lián)絡通道接口部位， 為了使加工及施工方便，特殊襯砌環(huán)均采用標準環(huán)。每處聯(lián)絡通道有6環(huán)特殊襯砌環(huán)（線路左、右線各三環(huán)），每環(huán)由6塊鋼管片（其中4塊鋼管片用于拆卸開洞）和4塊鋼筋混凝土管片（1塊封頂塊、2塊鄰接塊和1塊標準塊）組成。鋼管片拆除前，在頂拱中部打孔預埋傳感器，對地層進行監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測信息指導鋼管片置換施工。在鋼管片拆除時，為避免發(fā)生隧道頂部土體坍塌，采取先加固周邊土體，后分步拆除鋼管片。為便于環(huán)向土體注漿，在盾構鋼管片加工制作時，預留注漿孔，孔距400mm，孔徑φ50mm，成梅花形分布，孔口用可拆除的孔蓋封閉，注漿管采用 φ42mm的普通鋼管加工，注漿管長2m。拆除鋼管片前，在拆除鋼管片兩側的混凝土管片上施作臨時拉緊裝置，將混凝土管片連接拉緊，防止端部混凝土管片發(fā)生縱向位移。隧道聯(lián)絡通道位置鋼管片拆除時分塊逐步進行，先拆中間再拆四周。,40,4.2、地層加固（提前加固）方法,4、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的提前加固可采用注漿法、攪拌樁、凍結法及降水等措施。關于攪拌樁注漿法、攪拌樁及降水的方法前文已做解釋，下面簡要介紹一下凍結法施工。,41,4.2.1、凍結法,4.2、地層加固（提前加固）方法,4、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,凍結法：人工地層凍結是利用低溫鹽水或液氮，降低地層溫度，將天然巖土變成凍土，形成強度高、不透水的臨時凍結加固體。人工地層凍結是一種環(huán)保型工法，地層凍結僅僅是將地層中的水變成冰，所加固地層最終要恢復到原始狀況，因此能夠保障地下水不受污染、保護城市地下地質結構的完整性。凍結法最早于1883年被F.H.Poetsch采用，此后在西方許多國家相繼得到應用，已被廣泛用于地層加固和地下水控制，諸如礦山井筒、市政隧道和地鐵隧道等工程。我國于1955年在開灤煤礦林西風井首次使用凍結法，至今已利用凍結法建成煤礦立井450多個，總延米70000m。20世紀20年代后，北京、上海、廣州和南京在地鐵隧道施工中，凍結法在其中得到廣泛應用，發(fā)揮了該工法自身的優(yōu)勢和特點，取得了良好的效果。目前，國內(nèi)首次在流砂地層中利用人工地層凍結法成功地解決了地鐵隧道盾構出洞口地層封閉加固難題，取得了良好效果。先在隧道周圍布置水平凍結孔,并在孔中循環(huán)低溫鹽水,使凍結孔附近的含水地層結冰,形成強度高、封閉性好的凍結壁即凍土帷幕,然后在凍結壁的保護下運用礦山法進行隧道開挖與構筑施工。,42,4.2.1、凍結法,4.2、地層加固（提前加固）方法,4、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,43,凍結法施工工藝作為成熟工藝應用到地鐵區(qū)間聯(lián)絡通道施工必須要注意以下幾點： (1)必須確保凍結時間，在開挖實施中，必須保證冷凍設備正常運轉。 (2)施工監(jiān)測點位布設及監(jiān)測頻率根據(jù)施工進程調整，并且隨時反饋用以指導施工。 (3)在開挖前準備工作必須落實，應急措施到位(水泥、小型液氮及噴灑裝置)。 (4)在開挖構筑施工中必須組織好人員、機械、材料從而確保施工流程能夠順利進行，混凝土澆筑中重視對施工縫的處理，提高混凝土自身的防水能力。 (5)聯(lián)絡通道主體結構施工完畢后，停止供冷，土體自然解凍，解凍過程中會引起地面的沉陷，如果沉陷過大，不但對隧道而且對地面建筑、地下管線將產(chǎn)生不利影響。為減少土體解凍產(chǎn)生的沉降量， 可通過隧道及聯(lián)絡通道預留的注漿孔，采取跟蹤注漿的形式，根據(jù)觀測到的隧道及地層沉降情況，及時地對地層進行補償注漿。,4.2.1、凍結法,4.2、地層加固（提前加固）方法,4、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,44,凍結施工與隧道掘砌施工的配合：1為了避免凍結時間過長,凍土進入開挖端面過多,一方面要避免凍結孔距開挖區(qū)太近,另一方面又可考慮開挖過程中調整鹽水循環(huán)量或采用間歇式凍結,控制凍土發(fā)展速度,提高挖土速度。2嚴格控制開挖進度和凍結壁暴露時間,采用小斷面和小步距及時跟進鋼格柵支護和噴射混凝土,噴射混凝土中適量摻入早強和抗凍添加劑,控制混凝土入模溫度,確保凍結壁和初襯的穩(wěn)定。3高溫混凝土噴射到凍結壁上,會使凍結壁表面出現(xiàn)一定厚度的融凍層,再次回凍后會產(chǎn)生一定的凍脹力,初支強度應考慮凍脹力的影響,確保凍結壁和初支噴射混凝土的安全,并鋪設保溫層。,4.2.1、凍結法,4.2、地層加固（提前加固）方法,4、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,45,施工監(jiān)測：在隧道開挖過程中,對隧道及其周邊設施采取了全方位的監(jiān)測,主要項目包括:凍結壁斷面內(nèi)水文卸壓孔壓力變化;開挖后凍結壁表面溫度,地面的沉降位移;隧道的水平及垂直方向的收斂變形;凍結器的去、回路鹽水溫度、卻循環(huán)水進、出水溫度等。,4.2.1、凍結法,4.2、地層加固（提前加固）方法,4、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,46,4.3、淺埋暗挖施工通道,4、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,,,,,,,,,47,4.5、洞口防水處理,4、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,洞門是盾構隧道與工作井（車站）的連接部位，是施工防水的難點也是重點，這些部位拐角多、結構復雜、施工縫和變形縫多；還有在盾構進出隧道時推力小，管片缺乏后座頂力時管片間的壓力相對較小，接縫不密實，易漏水，靠近洞門的盾構區(qū)間隧道要重點對待。洞門防水見圖：,48,4.5、洞口防水處理,4、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,由于聯(lián)絡通道及風道是在隧道施工完成后，再采用暗挖法施工完成的，所以盾構區(qū)間結構和通道結構的結構相交邊緣的防水是整個區(qū)間防水的重點。以下是設計中采用的處理措施：a.首先加大接縫處通道結構斷面，以提高此處的結構剛度，減小通道接口處結構變形，同時也提高了結構自防水的能力。b.特殊管片開洞周圍與通道結構相交面采用SBS防水層，和兩道封閉的水膨脹橡膠止水條。c.通過初襯及二襯間采用無紡布和ECB板防水。,聯(lián)絡通道的防水,49,4.6、安全技術控制要點,4.6.1、洞口破除臨時支撐,4、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,兩次支護方式：第一次支護(臨時支護)采用預應力鋼支架加背板。第二次支護(永久支護)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。 聯(lián)絡通道的臨時支護即做為維護地層穩(wěn)定，確保施工安全的一項重要技術措施，又作為永久支護的一部分，是支護工藝最為關鍵的一步。 如圖所示。臨時支護采用18#工字鋼加工成的直腿拱形支架和矩形支架。鋼拱架為封閉形式用于喇叭口及通道內(nèi)的臨時支護，為增加支架的穩(wěn)定性，每道支架中部加有一根橫撐，拱形支架的間排距與通道的開挖步距相對應為0.3～0.5 m， 相鄰支架間加有縱向拉桿，以增加整個支護體系的整體性和穩(wěn)定性。矩形鋼支架用于集水井，支護間距為0.5 m，上下兩排支架間由8 根拉桿相互連接，必要時增加縱橫向支撐，以增加支架整體的穩(wěn)定性及抗變形的能力。為了控制支架間凍結壁的變形，減少凍結壁冷量損失，所有鋼支撐架后用木背板密背，背板必須同凍結壁緊貼，盡量減少支護間隙，木背板不能松動，當支護間隙較大時，可增加背板厚度和木楔子，以提高支護效果。,聯(lián)絡通道的臨時支護,50,4.6、安全技術控制要點,4.6.2、淺埋暗挖控制要點,4、盾構區(qū)間聯(lián)絡通道的施工關鍵技術,馬頭門施工一、施工前應在馬頭門位置處進行換撐措施處置，在割除前先在豎井內(nèi)架設臨時支撐，確保馬頭門處土體穩(wěn)定，臨時支撐在進洞后拆除。二、洞口處換撐措施措施完畢后，應盡快在井壁上放出橫通道開挖輪廓線的位置，并標出超前小導管的位置，為了加大洞口處加固地層的范圍，馬頭門處第一排小導管長度為5 m，且盡量與隧道中線保持平行，超前注漿加固地層。三、注漿完畢后，即破除馬頭門處上部豎井井壁砼，割除該部位鋼格柵支撐，架設上部第一榀格柵架，并將其主筋與周圍的豎井壁格柵焊接牢固，并及時噴射砼，按隧道的主體開挖及初期支護的方法將上部向前推進8m～10m，待豎井施作到底部并施作井身襯砌后，破除下部豎井井壁砼，割除該部為位的鋼格柵支撐，架設下部第一榀格柵拱架 ，同樣將起主筋與周圍的豎井鋼格柵焊接牢固，并及時噴射砼。,51,五、結束語,盾構始發(fā)井、接收井及區(qū)間聯(lián)絡通道施工 關鍵技術及安全控制要點,52,