盾构端头素混凝土连续墙加固技术 1 端头加固的目的 城市地铁隧道盾构机在出入洞(始发或进站)时,由于构筑的竖井或盾构井的井壁外侧土体已经受扰动而松动,加上拆除作业中的机械振动,井壁外侧土压力会急剧增大。在盾构机进出洞时,存在塌方、涌水、地表沉降等安全隐患。为了避免由于变形、地表沉降引发的构筑物和埋设物受损,必须对盾构始发端头进行加固。 在盾构进发、到达时,对端头加固的目的主要为:消除构筑竖井、始发井、到达井时对周边土体造成的扰动破坏,防止破除围护结构进出洞端墙时振动的影响,在盾构机贯入掘削面前或进入竖井、车站端头前能够使地层自稳并防止地下水涌出,降低对入口端围护结构端头墙的压力,防止因掘削面压力不足引起的掘削面坍塌(特别是对于泥水盾构机),防止地表沉陷以及对地层管线和建筑物基础造成的破坏。 2 端头加固的方法 端头地层加固的方法很多,包括对既有地层进行高压注水泥浆液、水泥搅拌桩及地层冻结的方法;在围护结构外侧采用浇注素混凝土连续墙、素混凝土桩法、板桩的方法;采用盾构机直接掘削以及通过对围护结构钢筋进行电蚀、用玻璃纤维筋来代替钢筋的方法等。 2.1 注浆加固法 注浆工法是通过压送的手段使浆液(水泥、水玻璃等可以生成凝胶、固结体的液体)渗入到地层土颗粒间隙或填充地层中裂隙(或空洞),喷入到地层中和土体搅拌混合形成的固结体,在浆液固结后地层的物理和力学性质得以改善。 浆液材料属非化学类的一般性纯水泥浆液、膨润土水泥浆液、黏土、砂浆,化学类的水玻璃、有机高分子浆液等。注浆的措施包括高压注浆、高压旋喷注浆、通过搅拌拌和等。注浆法的优点是施工设备简单,规模小、耗资少、占地面积小、对交通影响小、工期短、见效快,施工中产生的噪声和振动小、对环境影响小,对场地施工条件要求低,加固深度易于控制、灵活多便。 2.2 素混凝土墙(桩)法 通过在围护结构、衬砌外侧浇注素混凝土墙或是素混凝土桩的方法,也可以很好地在围护结构端头墙破除洞门后继续维持土体的平衡,从而保证端头地层土体的稳定性。素混凝土墙或桩,其自身强度比较高,能够承受由于经过扰动或振动产生的较大水土压力,且加固范围小,特别适用于施工场地小、地下管线密集、地面交通繁忙、距离地面建筑物基础比较近的工程场地,加固效率高,工程造价相对旋喷桩加固低。但是,需要大型的成槽机、挖掘机,对于较深的连续墙或在成槽较宽时,容易出现塌孔现象。该法的一般材料为C25、C30混凝土,采用地下成槽、泥浆护壁、水下浇注的连续墙模式,或采用钻孔灌注桩的模式。 2.3 直接掘削法 直接掘削又称作NOMST法,普通围护结构钢筋混凝土无法采用盾构刀盘直接切割,通过改变围护结构内钢筋的性质或改变切割面的材料可以完成直接切割的目的。对于无加固空间或由于大深度化、大端面化等无法正常加固施工的情况,该法具有很好的效果,而且采用玻璃纤维代替钢筋、电蚀围护结构墙受力钢筋等,可满足刀盘直接掘削的条件。 2.4 其他方法 除了以上施工方法外,还包括冻结法、水中到达法、滑块法、降水法、压气法、开挖回填法、SMW拔芯法等,在盾构进发、到达部位用以地层加固施工。可以根据具体工程特点、施工场地条件、周遍建筑物状况、工程造价等各方面的因素,选择合适的施工措施。 3 工程实例 3.1 工程概况 3.1.1 地形地貌 广州地铁6号线一盾构区间,车站端头附近为层天然基础宿舍楼。盾构端头地势较高,端头设有陡坡、干砌片石护坡、天然基础。加固区域地势由南至北呈上升趋势,为山前冲积盆地、剥蚀残丘地带及丘陵地貌,剥蚀残丘和山间冲洪积小盆地。广州地层上部为冲积洪积土层和残积土层,下部为花岗岩风化带。 3.1.2
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