成都地鐵砂卵石地層盾構(gòu)帶壓進艙技術(shù) ［摘 要］根據(jù)成都地鐵1號線盾構(gòu)施工實踐經(jīng)驗，總結(jié)了含水砂卵石地層帶壓進艙的技術(shù)要點。 ［關(guān)鍵詞］土壓平衡盾構(gòu)；帶壓進艙；砂卵石地層 成都地鐵砂卵石地層石英含量高，刀具磨損快，據(jù)施工統(tǒng)計，每掘進130～200m就需進行刀具的檢查與更換。由于砂卵石地層含水豐富且氣密性差，很難實現(xiàn)敞開式檢查和維修保養(yǎng)及刀具更換，通過人艙進行帶壓作業(yè)可以安全快速地解決這一難題。 1 工程概況 成都地鐵1號線盾構(gòu)4標段起于省體育館站南端，止于火車南站北端，共分為省體育館路-倪家橋-桐梓林-火車南站3個區(qū)間。左線隧道長2 328.2m，采用1臺德國海瑞克土壓平衡盾構(gòu)施工；右線隧道長2 572.23m，采用1臺德國海瑞克泥水盾構(gòu)施工；2臺盾構(gòu)均從火車南站始發(fā)。 本標段內(nèi)地表多為第四系全新統(tǒng)人工填土覆蓋，其下為全新統(tǒng)沖積層黏性土、粉土、砂土、卵石土，其下為第四系上更新統(tǒng)冰水、沖積層為卵石土夾砂層透鏡體；下伏基巖為白堊系上統(tǒng)灌口組紫紅色泥巖。 據(jù)初勘鉆探及探井揭露，漂石最大粒徑為270mm；一般含量為5%～10％，局部富集成層高達20%～30%；漂石分布隨機性較強，但主要分布于卵石層中下部，一般埋深6.5m以下；漂石單軸極限抗壓強度最大值9 4.3 M P a，最小值92.8MPa，平均值93.7MPa。 左線土壓平衡盾構(gòu)在切口里程到達ZDK13+630（582環(huán)）,掘進里程到達ZDK13＋630.60停機,準備帶壓進艙換刀。本次采用帶壓0.8bar進艙檢查更換刀具。盾構(gòu)始發(fā)后至此次帶壓換刀時累計掘進了582環(huán)，前一次換刀后掘進了90環(huán)。 2 帶壓進艙原理 經(jīng)過對刀盤前方地層進行處理后，在保證刀盤前方周圍地層和土艙滿足氣密性要求的條件下，通過在土艙建立合理的氣壓來平衡刀盤前方的水、土壓力，達到穩(wěn)定掌子面和防止地下水滲入的目的，為在土艙內(nèi)進行檢查刀盤刀具和更換刀具創(chuàng)造工作條件。其工作原理如圖1所示。
3 準備工作
3.1 設(shè)備及材料準備
成都地鐵砂卵石地層的氣密性差，為保證土壓平衡盾構(gòu)帶壓進艙氣壓的穩(wěn)定，除了要確保保壓系統(tǒng)設(shè)備的完好外，還應(yīng)具備大容量空壓機和膨潤土泥漿。
1）大容量空壓機 準備較大容量的空氣機，以加強壓縮空氣的供給。成都地鐵在帶壓進艙前準備了30m3/h的空壓機。
2）地層封堵用泥漿 對盾構(gòu)土艙周圍的土體采用泥漿進行封堵，以減少氣體逃逸。封堵地層間隙的材料應(yīng)嚴格按相關(guān)要求進行進貨檢驗，并按要求攪拌均勻。成都地鐵盾構(gòu)帶壓進艙用于封堵的材料為泥漿，其配合比見表1。
3.2 注漿封堵
帶壓進艙主要應(yīng)保證刀盤前方周圍地層和土艙滿足氣密性要求，因此封堵效果及進行封堵的位置至關(guān)重要，帶壓進艙前主要應(yīng)對以下幾個部位進行注漿封堵：①利用盾構(gòu)中體、前體上四周的潤滑孔，對盾構(gòu)主機周圍進行注漿封堵，以防止壓縮空氣從盾殼與地層之間逃逸。②利用盾構(gòu)上的加泥系統(tǒng)，對掌子面進行封堵。在掘進進艙里程前5環(huán)（第578～582環(huán)）時，加入泥漿對開挖碴土進行改良,以便在盾構(gòu)開挖直徑的四周能滲透一定厚度的泥漿，從而填充帶壓進艙時土艙周圍土體的空隙。
3.3 碴土置換
帶壓進艙前確保加泥系統(tǒng)做好注漿準備（需要注漿口和排漿口），確保準備的膨潤土泥漿量至少為土艙容量的70%。
掘進到進艙里程后，停止掘進，這時土艙內(nèi)充滿已得到很好改良的碴土。用泥漿置換土艙內(nèi)的砂卵石，通過螺旋輸送機將土艙內(nèi)的碴土排空。在排碴的同時，通過加泥系統(tǒng)向土艙的頂部泵送膨潤土稠泥漿。泥漿的壓力必須高于預(yù)定的進艙氣壓，泥漿的壓力可通過土艙內(nèi)的土壓傳感器進行持續(xù)監(jiān)測，應(yīng)比地下水壓力高1.2～1.4bar。當螺旋輸送機出來的碴土中砂卵石含量非常少時，停止出碴，繼續(xù)向土艙內(nèi)注入泥漿，讓泥漿充分滲透到地層，形成泥膜。為防止刀盤面板前的掌子面無泥漿滲透，可慢速轉(zhuǎn)動刀盤5°～10°。
3.4 泥漿置換
啟動自動保壓系統(tǒng)，用氣[1][2][3]下一頁
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