员村站至车陂南站区间盾构施工难点及措施 摘 要:针对广州地铁五号线员村站—车陂南站区间盾构工程难点,对土压平衡盾构机在复合地层施工中出现的问题进行了分析研究,并提出了应对措施和处理思路,以期为类似地层施工提供参考借鉴。 关键词:盾构隧道,沉降监测,混凝土,塌方 1 工程概况 【员村站—车陂南站】区间盾构工程由两条圆形盾构隧道及相关附属工程组成,本工程盾构隧道双线总长为5 134.641单线延长米,左、右线线形基本一致。本区间主体盾构工程:掘进断面6.28 m;管片衬砌为单层预制混凝土管片衬砌,管片外径6 000 mm,内径5 400 mm,厚度300 mm,环宽1 500 mm。 此区间隧道主要通过的岩土属Ⅲ类围岩、Ⅳ类围岩、Ⅴ类围岩,岩土强度相对较为均匀,工程地质条件属一般~较好。 本工程的地下水类型主要分3种类型:上层滞水、孔隙性潜水或微承压水、基岩裂隙水。地下水位不仅与季节性降雨量有关,还受河涌潮汐动态水的影响。 本工程沿线穿过的河涌主要为棠下涌,该涌宽约24.0 m,深约3.5 m,位于【科—车】区间的西起点,隧道近乎垂直于棠下涌,河涌位置的里程约为YCK21+715~YCK21+739。由于该涌与珠江相连并距离珠江较近,因此其涌内的水量和水位除了与季节性降雨量有关外,还受珠江的潮汐作用影响明显。 2 工程实施难点及应对措施 2.1 建(构)筑物下方掘进时的沉降控制 2.1.1 沉降事故发生情况 广州鹰金钱企业集团公司C仓库位于天河区员村四横路自编5号,建于20世纪70年代,为2层砖混结构,该楼基础采用条形浅基础,基础埋深1.5 m。地铁五号线隧道从其下方通过,其中左线隧道穿越里程ZDK20+670.00~ZDK20+710.00,右线隧道穿越里程YDK20+685.00~YDK20+721.00。 【员—科】区间右线盾构进入C仓库下方,掘进540环时掘进参数异常,表现推力增大,速度降低,速度超过20 mm/min时易发生卡刀盘现象, 540掘进完成后准备开仓检查刀具,出土3斗后打开仓门,发现土仓内土仍然很多,且2点位有塌方,无法进行刀具检查;541环掘进至S=1 000 mm时再次准备开仓,结果仓门被土包裹,无法开仓;继续推进541环,掘进过程为避免出土超量,抬高土压为3 bar,推力1 200 t~1 300 t,速度5 mm/min~10 mm/min,刀盘工作油压150 bar~200 bar,推进困难542环至S=1 300 mm停止推进;同时,地面监测数据显示C仓库沉降发展较快,当天发生沉降24 mm,累计最大沉降量达到-61 mm,且沉降继续发展。 2.1.2 原因分析 1)刀具意外受损,掘进难度增大。左、右线隧道均从C仓库下方通过,根据地质剖面图,左、右线隧道地质情况相同,穿越地层均为⑦地层,该地层稳定性较好,根据以往施工经验,这类地层掘进施工非常顺利,地面沉降能够得到有效控制。且左线隧道通过情况也证明了这一点,左线盾构通过食品厂仓库期间掘进参数正常,通过后地面沉降累计最大值-25 mm。右线通过前,为确保右线盾构顺利通过食品厂C仓库,项目部在486环提前对刀具进行了彻底检查及更换,但换刀后仅掘进约55环便出现掘进参数异常情况,表现为盾构推力增大、速度降低、且出现卡刀盘现象。掘进参数的异常导致出土量难以控制,出土量偏多。 2)土仓内结泥饼。由于掘进参数异常、出土量偏多,掘进过程采用土压平衡方式掘进,结果导致土仓内出现结泥饼现象,泥饼的形成导致掘进参数更加恶化,出土量更难控制。 2.1.3 处理措施 1)地面充填及加固。根据原因分析结果,并结合地面仓库周边环境。为确保地面仓库的安全,决定暂停右线隧道的掘进施工,组织专业注浆加固队伍进场,在地面施作袖阀管对仓库下方土层进行加固,通过注浆填充盾构出土超量所形成的空洞,以保证建筑物的安全。同时,在隧道内利用吊装孔进行补充注浆,以充分充填盾构通过后的空隙。地面加固施工完成后,再恢复隧道开挖掘进施工。 本次袖阀管加固采用水玻璃水泥双液浆作为注浆材料。双液浆参考配比如下:水玻璃浓度40 Be′,水泥浆水灰比为1∶1,水玻璃溶液配比为水玻璃∶水=1∶1(体积比),水泥浆液∶水玻璃溶液=1∶1(体积比)。现场施工时根据实际情况对该配比进行适当调节,将浆液初凝时间控制在2 min左右。 2)采用压气作业方式清除泥饼及更换刀具。因尝试开仓7次,均未成功,对此,项目部研究后决定采用压气作业方式清除泥饼及更换刀具。待地面加固完毕及压气系统准备完毕后,
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