盾构切削钢筋混凝土桩基施工技术

'熊斓誊雕l}l盾构切削钢筋混凝土桩基施工技术沈栋(中铁十九局集团有限公司，101300，北京∥工程师)摘要盾构施工常会遇到各种障碍物。以上海轨道交通7号线北延伸段陆翔路站一潘广路站区间隧道工程为背景，从盾构设备改造、盾构推进控制、施工监测等方面介绍了盾构切削钢筋混凝土桩穿越厂房所采取的技术措施，对同类工程施工具有参考价值。关键词盾构；切削桩基；施工技术中图分类号U455．43ShieldingTechnologyAppliedinCuttingSteelReinforcedCon—cretePilesShenDong图1隧道与J房平面关系图AbstractTunnelshieldingoftenmeetsmanyobstacles．BasedonthetunnelingprojectofShanghaimetroLine7为平坦，地面标高约在4．0744．72m。沿线河流主northextensionsection，theshieldingtechnologyappliedin要有孟泗泾。河流宽约10nl，深约4～5m。本区cuttingsteelreinforcedconcretepilesisintroduced，inclu—间第⑤层普遍缺失，第⑥层、第⑦层出露较早，第⑧dingthemanufactureoftunnelshield，thecontrolofshiel—层土厚度较大，埋藏深度一般为26．0m左右。区dingandsupervisionoftheengineering，theexperiencesare间隧道掘进主要在④、⑥、⑦土层。区间地基土层划summarizedforothertunnelingprojectsinChina．分情况见表1。隧道穿越地层情况见图4。Keywordstunnelshield；cuttingpile；constructiontech·nology3盾构切削桩基技术措施Author’SaddressChinaRailway19thBureauGroupCo．，3．1盾构设备改造Ltd．，101300，Beijing，China该区间隧道上行线采用小松盾构设备进行施l项目概述工。在盾构出洞前，考虑到可能出现的情况，有针对性地对盾构刀盘进行改制。上海轨道交通7号线北延伸段陆翔路站一潘广(1)原盾构的标准割刀保持不变，在盾构刀盘路站盾构区间工程在上行线穿越沪联路725号上海上新增加先行刀65把E13。先行刀类型为切削刀，断康盛商用制造有限公司工业厂房桩基。工业厂房为面比正常切削刀小(见图5)。4跨1层的钢结构工程，桩基为4根一组的立柱桩。(2)在半径为700~3175mm的范围内，先行桩长181TI，为2节桩，每1节长为9m，盾构切削第二刀以等距布置为主。刀盘直径为6350iilm，直径外节桩。混凝土方桩基础截面尺寸为350innl×350缘也增加了先行刀。lllln，混凝土强度为C30。车间南北方向长120m，东(3)先行刀的高度按大于标准割刀15mm西方向宽96m。盾构机分别切削厂房南侧6根桩基制作。和厂房北侧4根桩基。如图1、2．3所示。3．2盾构推进控制2地质情况3．2．1推进参数控制本区间范围属滨海平原地貌。区间地处宝山区(1)推进速度：合理设置盾构机参数，放慢推进偏远地段，区域内主要为民宅、工厂、农田等，场地较速度。当盾构距离桩基10m左右时，推进速度控·99· l蕊溺辗颦饔蘧鼹曩董1／P轴需切除2根桩前排l根需切除3．171m后排1根需切除3．383mI／Q轴需切除4根桩前排2根需分别切除6．016m，4．563后排2根需分别切除5．981in，4．464上行线厂房南端(~)NSDK4+353．391M轴N轴+3．3M轴需切除4根桩前排2根需分别切除5．后排2根需分别切除6．上行线厂房北端(前~)NSDK4+475．200图2厂房桩基与隧道位置关系图后期稳定性。根据地面、建筑物沉降变形情况，每环的压浆量一般为建筑空隙体积的200％～250％。即每推进一环，同步注浆量约为3．3～4．2m3，注浆压力应控制在0．3MPa左右。(3)盾构姿态控制：在确保盾构正面沉降控制良好的情况下，使盾构均衡匀速施工。盾构姿态变化不可过大，每环检查管片的超前量，隧道轴线和折角变化不能超过0．4％。推进时不急纠、不猛纠，多佤r———{L_—————注意观察管片与盾壳的间隙。相对区域油压的变化尺寸单位：mm量随出土箱数和千斤顶行程逐渐变化。采用稳坡法、缓坡法推进，以减少盾构施工对地面的影响。图3厂房桩基配筋断面图3．2．2刀盘正面土体改良制在10~20mm／min(这样设定主要是防止桩基位此次盾构推进需切削钢筋混凝土，为确保盾移)；当盾构接近桩基2m左右时，推进速度控制在构正常出土，必要时可在盾构的刀盘正面压注膨5～10mm／min；在磨桩基的过程中，推进速度控制润土或泡沫剂改善开挖面土体的和易性，以降低在5mm／min之内。刀盘扭矩，保证盾构穿越时有均衡的推进速度。(2)同步注浆控制：在磨越桩基的施工段，须同时，改良土仓内的土体，使桩体碎块能从螺旋机加强同步注浆管理，以提高地面、建筑物和隧道的前内顺利排出。·1f1f1· 箫黼一叠≯曩≯≤墨≯≯≤曩≤叠0曩薯≯誊_表1本区间地基土层划分表●II●■●_●-‘|-J_‘．‘-mk．‘m5《．d1IjⅡr■h-J／，-"‘】。．II1-I．／⋯J．．。，／’■IJ，．I_．dfh嘣，。r_m／圈●矗n．．：竺，，⋯⋯．：，“／：一⋯，iJbn．El／_／～／．／却一／～／～l／／_如_■／／／M-，／，}f／～／／～J．，／暑-，l⋯．．．l娜Ih．．1Dh．一．-F⋯．一11～／／硎^-．／一—’7一／、／／，l_／，／_／／t／-／／，，一，，／柏～。j盎’]．一．"_I—dII‘—n，-4n．】／l■6r·miliaIa．D■I．．J■●’／／厂’?：／／l／．／，／却．／。，，l，，——一／_／mi●／’／l／／删ld．a-I．Jj1"●~m,8-,m也LI_B．．．，／。．毫tl／n／．am订J{⋯l_⋯／／聊●／⋯7J-{，广啦罾l，／／·x曲粒础I，l_m／l／，／，／．，／一．／／‘图4区间隧道地质剖面示意图渗水通道，严重影响隧道的安全。3．2．3盾构穿越桩基后的工作盾构盾尾脱出桩基区域后，必须对该区域段隧道进行二次补压浆。通过二次补压浆，可使隧道与加固区域的间隙得到及时补充，进一步确保该区域地面沉降得到控制。本区域内的二次注浆浆液选为双液浆，水灰比为1：1。浆液主要材料配比(1m)见表2。表2二次注浆浆液配比A液B液图5小松盾构刀盘上新增加先行刀65把32．5级水泥1000kg，水l000L水玻璃250L加膨润土或泡沫剂时必须严格控制量和压力，盾构机切削桩基的影响范围为南北侧各25环注入量为实土体积的30％～70％，压力不超过盾构的距离，因此在该范围内应采取及时的二次注浆施推进时的土压力，避免土体在过多的膨润土或泡沫工。注浆量暂定为每环1．5rn3，通过5个管片拼装剂及较高的压力下形成定向贯通的介质裂缝，造成孔进行压注，每孔压注量为0．3m。施工时，压浆·101· 8IIl羲瑟溷懑量应根据地面沉降监测数据，及时进行调整。终房屋最大沉降为一15mm。3．3施工监测在盾构穿越桩基的过程中，刀盘切削桩基后，破3．3．1隧道轴线测量碎的混凝土和钢筋、桩帽等容易堵塞螺旋机出土口，盾构穿越桩基时，隧道轴线控制是质量控制的表现为螺旋机出口压力过大，螺旋机出土不畅无法重中之重，因此对隧道轴线必须进行严格的测量。继续推进。此时应停止推进，采取螺旋机正、反交替当盾构穿越桩基时，刀盘切削钢筋混凝土桩，造运行，同时清除堵塞的混凝土及钢筋。成刀盘正面受力不均，易引起盾构推进轴线发生偏由于盾构推进速度控制得当，推进施工时未发差，所以必须严格执行每环测量的施工步骤。同时，生螺旋机堵塞情况，桩基切削时发现有少量较短的根据盾构实际穿越桩基的情况，提高盾构姿态测量钢筋及混凝土碎块排出。频率，并根据测量资料有效制定相应措施，确保盾构5结语轴线与设计轴线相符。3．3．2厂房沉降监测盾构切削桩基过程中，重点是对推进速度进行桩基为厂房的基础，在进行桩切削时，对厂房的控制，使盾构机刀盘充分切削钢筋混凝土桩基。同影响非常大，有造成厂房损坏的可能。因此，对厂房时，密切关注刀盘扭矩和总推力的变化情况，如果刀进行全天候监测是工程成败的关键所在。为确保其盘扭矩迅速增大，甚至瞬间超过额定扭矩，应停止推安全，采用较为先进的基康GK．4680静力水准沉降进，并使刀盘进行正、反转，直至刀盘扭矩降低至正自动监测系统对厂房进行实时监控，以及时发现常数值再行推进。问题。在切削钢筋混凝土桩基时，实际盾构推进速度为GK．4680静力水准沉降监测系统基于连通管3～5n~n／min，刀盘扭矩、总推力等参数比正常推进原理设计而成，适用于测量多点相对沉降。每台仪时稍有增大，刀盘扭矩变化范围为1200～器均采用液、气管互连，容器内安装有非接触的高精2100kN·m，总推力变化范围为8000~1200()kN。度液位计，一旦某待测点发生沉降，即可引起容器内本次盾构顺利切削钢筋混凝土桩基，约节省3的液位变化，并由磁致伸缩液位计测量到。其可以个月工期，避免了厂房搬迁，有效控制了工程成本，分辨到0．01mm以上的垂直变化。监测点平面布并取得了较好的社会效益。在盾构到达接收井时发置如图6所示。现刀盘前方先行刀的合金钢部分大多数损坏。本次施工总体情况良好，采取的一系列控制措施对类似工程有一定的参考意义。参考文献[13谭文俊，黄巍．轨道交通盾构穿越建筑群桩基施工风险与对策[EB／OL]．http：#www．stec．net．E2o12—04—25]．E2]牛青山，陈凤英，徐华．盾构法的调查设计施X2EM]．北京：中国建筑工业出版社，2008：217．[3]杨洪杰．双圆隧道二次注浆对结构的影响研究[J]．城市轨道交通研究，2012(5)：97．(收稿日期：2012—06—23)图6监测点布置平面图4实施效果由于施工参数控制得当，隆起和沉降数据均保持在规定范围内。盾构穿越时静力水准监测点的最大单次隆起为+2mm，最大单次沉降为一3mm，最·102·'