泥水平衡盾構(gòu)過江隧道監(jiān)控量測技術(shù)

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1、第24卷(卷終)第6期隧道建設(shè)24(6):55～592004年12月TunnelConstructionDec,2004泥水平衡盾構(gòu)過江隧道監(jiān)控量測技術(shù)付仲潤(中鐵隧道集團(tuán)有限公司(洛陽)科學(xué)技術(shù)研究所河南洛陽471009)摘要對城陵磯長江穿越隧道盾構(gòu)段地表變形以及管片隆沉、收斂、表面應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測分析,總結(jié)在巖層中盾構(gòu)修建小斷面隧道監(jiān)控量測控制技術(shù),并對類似工程提供借鑒。關(guān)鍵詞泥水平衡盾構(gòu)隆沉收斂表面應(yīng)力1工程概況狀況,才能及時(shí)指導(dǎo)盾構(gòu)調(diào)整施工參數(shù),以減少對地面建筑物的影響,或決定采用何種保護(hù)盾構(gòu)掘進(jìn)沿隧道全長約2756m,隧道設(shè)計(jì)坡

2、度3‰,隧道內(nèi)線環(huán)境安全的技術(shù)措施。在盾構(gòu)初推段范圍內(nèi)對徑2440mm,外徑2940mm,采用平板型高精度鋼筋混地表沉降、管片沉降、管片收斂、土體深層位移進(jìn)行凝土管片拼裝而成。采用大封頂全縱向插人的拼裝了現(xiàn)場測試。形式,管片分6塊,即拱底板1塊,鄰接板4塊,封頂設(shè)定泥水倉壓力值Po,Po=靜止土壓+水壓塊1塊,每塊的角度60°,塊拼裝成圓環(huán)。管片厚度經(jīng)過一段試推后,對盾構(gòu)推進(jìn)的施工參數(shù)進(jìn)行250mm,寬度1000mm,管片環(huán)向連接采用2根φ18調(diào)整,見表1螺栓,環(huán)與環(huán)間的縱向連接采用2根φ18螺栓。管片間環(huán)縫、縱縫均以遇水膨脹橡膠條作

3、為防滲密封表1調(diào)整后的盾構(gòu)推進(jìn)施工參數(shù)裝置。隧道埋深較大,第四紀(jì)沉積層厚度8m～20m、名稱單位數(shù)值變化范圍基巖埋深15m～25m,隧道地表保護(hù)建筑物有長江大土倉壓力MPa0120112-0135堤。螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速r/min1514-16城陵磯長江穿越隧道地處長江中游江漢沖積平盾構(gòu)總推力kN5000～7000原與江南低山丘陵區(qū)過渡地帶,盾構(gòu)法施工隧道位推進(jìn)速度mm/min108-12于長江南岸,隧道穿越區(qū)河谷斷面總體上呈寬緩的刀盤轉(zhuǎn)速r/min112112-116“U”形,河床面寬1800m,枯水期水位為18150m～出碴率%951910

4、0m,江面寬1500m左右;一般洪水位為30m左右,江面寬2480m。該盾構(gòu)的掘進(jìn)層處在風(fēng)化破碎的基巖層中,巖穿越區(qū)上覆第四系沖湖積覆蓋層,基巖為古代石的摩阻力大、地下水源豐富,滲透系數(shù)也較高,故冷家溪群易家橋組上段(Ptlny3)淺變質(zhì)巖,巖性以巖體一旦受到刀盤擠壓后,其水分排出很快,隨之巖綠泥石泥質(zhì)板巖為主,部分為白云石質(zhì)泥質(zhì)板巖,局石的強(qiáng)度提高,依靠原來的盾構(gòu)推力和切削刀盤扭部分布淺變質(zhì)粉砂巖。根據(jù)鉆孔揭露穿越區(qū)基巖中矩,已不能保證盾構(gòu)的正常施工。的地質(zhì)構(gòu)造斷層發(fā)育,共揭露斷層29條。斷層性狀在巖層內(nèi)依靠切削巖屑的土壓力及保持機(jī)

5、構(gòu)來一般較差,透水性較強(qiáng),多屬中等透水、強(qiáng)透水;斷層平衡開挖面上的壓力(地下水壓力+開挖面巖體壓分布方向?qū)鷰r穩(wěn)定及施工控制帶來一定難度。施力)是很困難的。另外,通過切削下來的巖碴來保持工中加強(qiáng)對斷層的監(jiān)測,防止了突水、突泥現(xiàn)象及圍出碴的流動性也是不能做到的。由于這種巖層中巖巖坍塌。穿越區(qū)層間剪切帶廣為分布,寬度大于石的透水性強(qiáng),緊靠在切削密封倉及機(jī)內(nèi)充滿泥漿015m的剪切帶有24條。層間剪切帶內(nèi)圍巖體完整來保證抵住地下水壓力的止水性也是不容易做到性較差,其透水性一般較強(qiáng),多屬中等到透水。的。因此必須在盾構(gòu)開挖面上和密封倉內(nèi)注入高濃2

6、試推段影響變形的相關(guān)施工參數(shù)確定度泥漿,進(jìn)行充分?jǐn)嚢?改良切削下來的巖碴性質(zhì),盾構(gòu)掘進(jìn)施工引起地面建筑物(長江大堤)開使其具有良好的流動性和止水性,以求得開挖面的裂、沉降、隆起的情況可能發(fā)生,這是盾構(gòu)掘進(jìn)擾動穩(wěn)定和出漿管順利攜碴。土體的最終反映,故必須及時(shí)了解深層巖體的運(yùn)動盾尾間隙有12215mm,推進(jìn)1環(huán)的空隙量為56隧道建設(shè)2004年12月第24卷31118m。為了及時(shí)充填盾尾間隙,盾構(gòu)設(shè)有同步注412盾構(gòu)到達(dá)時(shí)漿系統(tǒng),在盾殼上安裝有注漿管,在推進(jìn)過程中同時(shí)切口前1m到切口后約2m,即1/3盾構(gòu)長度,土進(jìn)行盾尾注漿。體受擠壓作用影

7、響產(chǎn)生隆起,該隆起處峰值可達(dá)到注漿材料選用粉煤灰、石灰膏、陶土配置而成,2mm～3mm。加入適量水拌制成單液漿體。漿體初凝時(shí)間長,又413盾構(gòu)通過時(shí)具有良好的可泵性,漿液的錐度約13～15。同步注33切口后約2m到盾尾脫出之前,一般沉降量在漿量在115m～210m,注入率(注入量/盾尾空隙1mm～3mm不等,個(gè)別點(diǎn)因盾構(gòu)糾偏及同步注漿不量)最大可達(dá)112～115倍。同時(shí)在盾尾后的約及時(shí)等原因,下沉量大約3mm。盾構(gòu)通過時(shí)地表沉50m,通過管片注漿孔進(jìn)行第二次注漿,注漿量約3降量占總沉降量的25%～35%。110m,注入率也可達(dá)1倍左右

8、。但是由于漿體在破碎巖層中的流失、失水收縮作用,故有效注入量小于414盾尾通過時(shí)實(shí)際注入量,而實(shí)際盾尾空隙量往往大于理論計(jì)算盾尾脫出約2m～3m后,土體受擾動及建筑空值(盾構(gòu)外殼背土、盾構(gòu)操作時(shí)的糾偏等),則注漿充隙的注