装配式盾构检修井加固区域沉降分析

发布时间：2020-10-28 08:37

　　 我国城市地铁隧道工程在近几年取得了长足发展,盾构法凭借其优势也在隧道工程中应用越来越广泛,逐渐成为地铁隧道的主要工法之一。然而盾构施工中有些无法避免的问题出现,在长距离盾构掘进施工,刀盘的磨损问题突出,造成推进速度缓慢、压力控制不稳定等后果,尤其是在北方、西南砂卵石地层中。在实际施工过程中,直接开仓换刀具有较大的风险,因此常常通过提前在线路上修建检修井来进行刀盘检修及刀具更换。近些年由于可循环、绿色的建设理念不断发展,装配式钢结构在盾构刀盘检修井领域也逐渐兴起、应用发展。但结构在实际工程应用中出现一些问题,其中最大的问题就是如何减少盾构进洞及刀盘检修过程中对土体产生的扰动以保证整个工程的安全性。本文以装配式检修井在北京新机场线的两次实际应用为背景,结合现场监测资料对装配式结构的加固方式、加固范围、工程易产生沉降变形的工序和防范措施做了探讨,主要内容如下:(1)以两次装配式刀盘检修工程为背景,介绍了这种新式结构的施工工艺并对工程中所采用的深孔注浆加固、高压旋喷加固的适用条件、优缺点进行对比分析。研究了两种加固方式下盾构掘进、盾构进洞及刀盘检修过程中实际效果的区别,对不同工程情况下给出加固技术选择建议。(2)通过数值建模软件对整个施工工况建模,并通过改变加固区域参数的方法对加固区域的纵向长度、横向长度及加固强度进行了沉降分析。最终给出加固区域的合理加固纵向、横向范围及强度范围,并对不同加固方式下的加固区域给出了建议。(3)通过对两次工程实例的现场地表沉降及模拟结果分析,得出盾构机进洞及刀盘转动检修是引发检修井周边土体变形沉降最重要的工序,且沉降都发生在检修井内部及周边,其沉降数值与加固区域范围、强度大小相关密切。最后给出控制沉降及施工风险具体措施:检修井施工时合理安排加固范围及加固方式;在盾构进洞过程中保证土仓压力、刀盘推力及推进位置等参数的精确控制;盾构检修过程中做好土体变形预警及二次加固方案。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U455.43;U231.3
【部分图文】：

用钢构件连接，分段长度可以根据不同实际施工情况确定。由于我国建筑行业不断的转型升级，在基坑支护领域，绿色、经济、可循等理念不断发展，市场中出现了多种可循环装配式的建筑结构，尤其在市政、铁工程中的小型竖井应用上，装配式结构取得了较大的发展。现有的装配式结主要包括预制混凝土装配结构、装配式钢结构以及组合式结构三种形式。实际用中主要分为预制混凝土沉井、装配式钢结构支护、组合结构桩、组合结构沉等。其中每种方法都有其优缺点，如预制混凝土沉井在富水软弱土层地区效果高、装配式钢结构在无水砂土地层效果较好、组合结构桩在软土、粘土地层效较好等。合理的应用装配式结构不仅能够取得良好的经济效应，也能将可循绿色等理论在建筑行业不断发展，使得工程质量、工程工期、工程效益不断达最优状态。传统形式竖井与钢结构装配式竖井之间的对比：

图 1-2 传统形式竖井与钢结构装配式竖井对比情况1.2.3 端头加固技术1.加固方式研究：盾构始发接收井常用的端头加固技术有高压旋喷注浆技术、深孔注浆法、混凝土灌注桩法、深层搅拌桩法、人工冻结法和降水法等等。各自工法都有其特点及试用地层，实际工程中端头加固常采用一种或多种工法相结合的方式进行土体加固。现有的端头加固技术案例研究较多，总结如下。杨永浩等（1992）指出盾构机掘进产生的偏差度与工作井、始发接收井进出洞口周边地质环境有关，其在软弱土复杂地层表现更为明显。其在文章中表明在软土地区使用深层搅拌桩法要比旋喷法和注浆法更容易控制，同时经济上也有较明显的优势。张庆贺等（1994）指出在地下结构实施之前，应根据技术、经济指标比选，因地制宜的选择盾构工作井封门方案及土体加固技术。其表示化学加固技术从技术层面上讲比降水加固技术更有保障，从经济上讲又比冻结发更加经济，

程概况涉及两次装配式盾构检修井的现场监测试验，两次试验均依托于北机场线工程的某标段土建施工项目，现简称为北京新机场线 M1 标京新机场线 M2 标段，下面分别介绍两处现场检修井工程的具体过京轨道交通新机场线 M1 标段盾构检修工程轨道交通新机场线工程 M1 标段沿环路高速自南向北进行下穿施工地铁 19 号线线路并行。盾构区间采用 2 台外径 9.1m 的土压平衡盾掘进施工。两台盾构前后相差约 200-300 环距离，约 400-500m。M位于多条繁忙道路交汇处，附近车辆十分密集，对施工技术及环境修井北侧为北京 19 号线某车站施工深基坑，由于相近较远，不考的影响。
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本文编号：2859850