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盾构施工典型案例和安全风险管理;图2 广州地铁3号线天-华盾构区间(大孤石);;;;;;2、采用硬岩地层施工的刀盘;;;;;;
硬岩地层采用滚刀进行破岩既要考虑刀具合理的运行轨迹,又必须考虑刀具的离散受力趋于合理。对于刀具合理运行轨迹的设计,双刃、单刃两种滚刀均可达到良好效果;但双刃滚刀综合离散受力点的分布不如单刃滚刀,在硬岩地层不利于刀盘的刚度和强度设计。单刃滚刀单把刀具的隧道轴向受力可以满足25t,而双刃滚刀则成倍增加,达50t,在硬岩掘进时,双刃滚刀很容易因重载而导致刀具密封和轴承损坏,因此采用单刃滚刀更适合硬岩地层的掘进;同时,由于双刃滚刀同一刀体两刀刃相距较近,如果单侧刀刃轻微损坏,会引起另一个刀刃的加速损坏,这种损坏机理类似于“中心刀效应”,而单刃滚刀则在刀刃轻微损坏的情况下,对其它刀具的影响程度相对较小。
;;;;3、盾构机在硬岩中掘进的施工技术;;图17 刀盘磨损实际状况;图18 某单位因泡沫浓度不够造成的极度磨损的螺旋机;4、对球状风化体(也称孤石)可以采取爆破方法;;(二)在软硬不均地层中施工对策;2、通过软硬不均地层的主要技术措施
2.1 尽可能对本区间地质情况进行复勘和详勘,探明软硬不均地层情况结合地质资料,运用超前钻探明软硬不均地层的方位与区域大小;
2.2 调整盾构千斤顶的压力差,选择对应较硬地层内的盾构千斤顶数量,使其推力大于较软区域内盾构千斤顶的推力50t,开始试推,重复调整推进千斤顶的压力差,直到获得满意效果;
2.3 在这种地层推进,刀盘转速不宜过快,如果使用城市地铁盾构施工,刀盘转速应控制在1.1-1.2rpm,总推力应控制在1250—1360t范围内;
2.4 在泡沫剂内添加羧甲基纤维素,这种泡沫既能让软土表面形成粘膜,对硬土部分能促进刀具的冷却和加强润滑;
2.5 根据推进速度来判断刀具的磨损情况,及时检查和更换刀具,以适
应软硬不均地层,从而减少开挖阻力。一定要克服撞大运的思想,明知
推进速度加了力还只有3-6mm/min,抱着侥幸心理推完一环再说。我这次
从莞惠城际快线赶过来,某施工单位盾构机??是刚出全断面硬岩进入上
软下硬地层,在全断面硬岩处没有检查和更换刀具,进入上软下硬地层
又不具备常压换刀条件,盾构机刀具磨损严重,甚至刀盘的刀毂最薄处
只有32mm,如图16所示;盾构机加大推力每分钟也只能推几毫米,推一
环7-8小时,对上部软土层不断扰动,导致上部城中村三幢四层农民房屋
“楼歪歪”,还倒了一幢,见图20和图21,其结果引发社会连锁反应:
;图20 莞惠城际快线GZH-2标因施工不当造成农民房子倒塌和倾斜照片1;;周溪社区有57幢房屋,有一部分临迁,未得到临迁的纷纷借着“楼歪歪”
说自己的房屋有问题,索要赔偿,甚至盾构房屋百米开外的住户如白马
600户、袁屋边104户也来凑热闹。“楼歪歪”的三幢房屋,本来在城中
村的最里边,出来进去不方便,也多年租不出去;施工单位答应赔偿损
失,就地重建,他还不干,说是在塌方的地方重建,风水不好,会使家
族发生不幸,坚持要另购地皮重建。给施工单位造成很大压力。
2.6 在上软下硬地层推进,应该采取将盾构机轴线人为下压3-4cm,用来防止盾构机抬头;
2.7 合理利用超挖刀对较硬区域进行超挖,减少推进阻力;
2.8 随时利用铰接千斤顶调整盾构姿态;
2.9 在上软下硬地层推进,经常变换刀盘旋转方向,防止盾构机滚动。
;(三)盾构穿越砂层、粘土层的典型案例和施工对策;11月13日开始利用做好的10口降水井进行降水,17日水位基本稳定,Y7观测井测的水位为19.79m,隧道底部埋深为19.32m,后将观测井同时开启,保证水位降低到隧道以下。同时对到达段1151~1190环之间的40环管片加强管片背后的同步注浆及二次注浆管理,加大注浆量,及时填充盾尾空隙,同步注浆浆液的水泥掺量在原来基础上提高50%,提高浆液的强度,每方材料用量为174:349:990;70:405(水泥:粉煤灰:黄砂:膨润土:水),17日开始对到达段管片背后进行二次注浆,二次注浆采用1:1的水泥净浆,20日凌晨注浆结束,共注浆134.5m3。
当时盾构已经掘进到元通站接口部位,元通站围护结构为800mm厚地下连续墙,地下连续墙靠车站侧钢筋与混凝土已经凿除完成,剩余靠土体侧钢筋及混凝土保护层,准备从元通站出洞。
11月20日上午6:50掘进班人员下井,进入洞内准备完成最后的推进;
7:15分掘进班人员到达掌子面,对设备进行例行检查;
7:50指挥中心通知盾构司机可以开始掘进,盾构开始到达前的最后掘进,即1184环,盾构姿态及土压正常,切口垂直及水平偏差为40mm、-15mm,后点垂直及
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