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      合肥市軌道交通4號(hào)線5標(biāo)區(qū)間盾構(gòu)工程下穿南淝河施工分析

      2021-09-10 21:54:12李丙群
      交通科技與管理 2021年8期
      關(guān)鍵詞:軌道交通

      李丙群

      摘 要:本文以合肥市軌道交通4號(hào)線5標(biāo)區(qū)間盾構(gòu)工程下穿南淝河施工項(xiàng)目為例,在明確現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上,從重大風(fēng)險(xiǎn)源的分析與應(yīng)對(duì)、穿越段掘進(jìn)施工多項(xiàng)參數(shù)的確定與監(jiān)控為切入點(diǎn),分析了施工主要內(nèi)容,并下穿南淝河施工中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了說(shuō)明,旨在為其他相似項(xiàng)目的施工提供借鑒。

      關(guān)鍵詞:軌道交通;盾構(gòu)工程;穿越段掘進(jìn)

      0 引言

      對(duì)于地鐵線路施工而言,由于其設(shè)置于地下,所以面對(duì)的水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜,整體施工難度增加。在合肥市軌道交通施工中,南淝河區(qū)域地層復(fù)雜,所以施工中面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)較高,相應(yīng)施工技術(shù)及要點(diǎn)值得重點(diǎn)探究。

      1 項(xiàng)目概述

      區(qū)間巢湖路站至和平路站區(qū)間自和平路站起,沿線下穿螺絲崗變電站地下分壓室、裕溪路高架、南淝河、DN800給水管(南淝河底段)、側(cè)穿南淝河新橋、110 kV高壓鐵塔、下穿多條管線等建構(gòu)筑物后進(jìn)入巢湖路站,左線全長(zhǎng)約1 989.28 m;右線全長(zhǎng)約 1 991.67 m,區(qū)間線間距 10 m~17 m,隧道拱頂覆土厚度約 14.9 m~25 m;最小曲線半徑450 m,縱向呈“V”型坡,最大坡度27‰,在DK29+212.582和DK30+161.728處設(shè)置兩個(gè)聯(lián)絡(luò)通道。區(qū)間采用盾構(gòu)法施工,聯(lián)絡(luò)通道采用冷凍法加固礦山法施工。

      巢湖路站至和平路站區(qū)間在ZK29+814.645-ZK29+845.646處設(shè)置區(qū)間風(fēng)井,區(qū)間風(fēng)井為地下四層結(jié)構(gòu),長(zhǎng)32.8 m,寬20.2 m,線間距10 m,底板埋深32 m,隧道頂埋深23.4 m。

      2 工程項(xiàng)目施工要點(diǎn)探究

      2.1 重大風(fēng)險(xiǎn)源的分析與應(yīng)對(duì)

      南淝河水深約4.5 m,河面寬約70 m,與該區(qū)間隧道基本正交,隧道距河底豎向距離約為13.3 m,河底地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要為粉土、粉細(xì)砂及全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖層,且富含承壓水。在如此復(fù)雜的地層下穿越南淝河,需要減少土體擾動(dòng)對(duì)河床的影響,施工難度極大。為確保巢和區(qū)間順利穿越南淝河,市軌道集團(tuán)多措并舉,相關(guān)參建單位多方聯(lián)動(dòng),共同成立了合肥市軌道交通4號(hào)線5標(biāo)段下穿南淝河指揮部。施工前組織參建各方及業(yè)界專家召開專題會(huì)對(duì)施工方案進(jìn)行多次論證,對(duì)地層及風(fēng)險(xiǎn)源信息地反復(fù)研討,制定了切實(shí)可行的施工方案,確定了最優(yōu)下穿施工參數(shù)。下穿期間,市軌道集團(tuán)及各參建單位24小時(shí)現(xiàn)場(chǎng)值班,優(yōu)化資源配置,全方位把控施工現(xiàn)場(chǎng),確保此次下穿任務(wù)安全、高效完成。

      2.2 穿越段掘進(jìn)施工

      2.2.1 施工參數(shù)的確定

      巢和區(qū)間掘進(jìn)穿越段施工參數(shù)具體如下:千斤頂總推力為15 000 kN~17 000 kN;刀盤扭矩為3 200 kN.m~3 800 kN.m;刀盤轉(zhuǎn)速為1.2 r/min;掘進(jìn)速度為40 mm/min~70 mm/min;土倉(cāng)壓力為1.2 bar~1.8 bar;出土量為54 m3~56 m3;注漿壓力為0.3 MPa~0.4 MPa;注漿量為4 m3~4.5 m3。

      2.2.2 施工監(jiān)測(cè)

      區(qū)間穿越段掘進(jìn)期間,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及指導(dǎo)參數(shù)施工,地表沉降累計(jì)值控制較好,掘進(jìn)過(guò)程中受出土影響導(dǎo)致停機(jī)、同步注漿的及時(shí)性和充分性等因素影響,單日速率或單次變化量達(dá)到-1.87 mm/d,但在調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)后,變形趨勢(shì)得以較好控制。根據(jù)業(yè)主第三方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),本階段變形趨勢(shì)得以較好控制,未發(fā)生異常沉降。實(shí)踐中,得到的穿越段施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如下表所示:

      2.2.3 土壓力的設(shè)定

      根據(jù)指導(dǎo)參數(shù),將土壓力初步定為1.2 bar~1.7 bar。在施工過(guò)程中根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整、優(yōu)化土壓的設(shè)定值,并根據(jù)變形規(guī)律的發(fā)展及時(shí)做出調(diào)整。結(jié)合對(duì)本文項(xiàng)目施工中獲取到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠了解到,這樣的土壓設(shè)定較為合理。

      2.2.4 掘進(jìn)速度的確定

      在下穿南淝河的過(guò)程中,日掘進(jìn)10環(huán),同時(shí),根據(jù)要求盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制在6 cm左右,本次掘進(jìn)速度控制在40 mm/min~70 mm/min。從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上反映出本措施配合刀盤轉(zhuǎn)速可有效減小對(duì)土體的擠壓作用有效控制沉降。

      2.2.5 出土量的計(jì)算

      每環(huán)理論出土量(按1.5 m環(huán)寬進(jìn)行計(jì)算)為:

      [(π×D2)÷4]×L=[(π×6.282)÷4]×1.5=46.44m3/環(huán)

      盾構(gòu)推進(jìn)出土量松散系數(shù)按1.2~1.22考慮,即現(xiàn)場(chǎng)理論實(shí)際出土量按54 m3~57 m3進(jìn)行控制。實(shí)踐中,要在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中嚴(yán)格把控出土量,派專人負(fù)責(zé)。現(xiàn)場(chǎng)值班技術(shù)員根據(jù)推進(jìn)油缸行程觀察渣土車的容量情況。在本次施工中,每環(huán)出土在55 m3~57 m3左右,出土情況正常。

      2.2.6 同步注漿壓力及注漿量的計(jì)算

      同步注漿是盾構(gòu)施工的重要工序,注漿飽滿、均勻是控制地表沉降的有力保證。同步注漿壓力設(shè)定為0.3 MPa~0.4 MPa,注漿量按照理論計(jì)算為4.03 m3/環(huán)~4.26 m3/環(huán)。穿越過(guò)程中根據(jù)設(shè)計(jì)要求適當(dāng)增加注漿量為0.5 m3/環(huán)~1.0 m3/環(huán)。

      2.3 注意事項(xiàng)

      巢和區(qū)間盾構(gòu)掘進(jìn)完成穿越段709環(huán)~790環(huán),現(xiàn)結(jié)合施工及監(jiān)測(cè)沉降參數(shù),提出如下施工中的注意事項(xiàng):第一,在盾構(gòu)穿越建筑物前做好穿越建(構(gòu))筑物施工準(zhǔn)備,對(duì)前期施工的參數(shù)設(shè)定及地面沉降變化規(guī)律進(jìn)行總結(jié),了解盾構(gòu)所穿越土層的地質(zhì)條件,掌握本地質(zhì)條件下土壓平衡盾構(gòu)推進(jìn)施工的方法。第二,根據(jù)土體變形情況不斷對(duì)施工參數(shù)(尤其是同步注漿量)的設(shè)定進(jìn)行優(yōu)化,以期達(dá)到最佳效果控制好地面沉降,保證盾構(gòu)以最合理的施工參數(shù)順利安全的穿越建(構(gòu))筑物。第三,增加刀盤轉(zhuǎn)速,降低掘進(jìn)速度,減小盾構(gòu)對(duì)周邊土體的前切擠壓作用。第四,適當(dāng)增加盾尾同步注漿壓力來(lái)增加注漿量以盡可能地減少盾尾初始間隙,減少盾尾脫空后的地表沉降。第五,嚴(yán)格控制盾構(gòu)設(shè)計(jì)軸線的正確性,盡量避免穿越建(構(gòu))筑物時(shí)進(jìn)行糾偏。第六,盡量地減少停機(jī)時(shí)間及頻率,以最快最優(yōu)的方式完成掘進(jìn)。

      3 總結(jié)

      綜上所述,面對(duì)復(fù)雜的地層情況,依托重大風(fēng)險(xiǎn)源的分析與應(yīng)對(duì)、穿越段掘進(jìn)施工多項(xiàng)參數(shù)的確定與監(jiān)控,結(jié)合土壓平衡盾構(gòu)推進(jìn)施工、地面沉降優(yōu)化控制等工作的落實(shí),實(shí)現(xiàn)了對(duì)南淝河的良好穩(wěn)定穿越,降低了地鐵施工對(duì)河床的影響,確保了工程施工順利完成。

      參考文獻(xiàn):

      [1]魏超,武崇福,徐雙軍.考慮刀盤結(jié)構(gòu)形式影響的盾構(gòu)施工引起的地表沉降分析[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào),2020,37(6):2446-2454+2698.

      [2]羅浩威,余保汶.盾構(gòu)施工地表沉降計(jì)算方法及掘進(jìn)參數(shù)優(yōu)化研究[J].粉煤灰綜合利用,2020,34(6):11-16+58.

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