盾构在泡沫混凝土中的接收及现场实测分析
发布时间：2021-04-03 06:06
泡沫混凝土盾构接收工法是利用泡沫混凝土为盾构接收掘进提供平衡条件,同时起到稳定洞口土体和防止突涌水等作用,其中盾构掘进参数的合理选取是该工法的关键点。以上海地铁14号线云山路站泡沫混凝土盾构接收为背景,通过现场测试,研究了盾构在泡沫混凝土中的关键掘进参数、端墙和侧墙的压力变化、泡沫混凝土深层位移变化规律及其相关性。分析发现:①盾构从加固体进入泡沫混凝土至最终顶进到位,推力、扭矩和土仓压力的量值和波动呈现先下降再上升的规律;②盾构推进在泡沫混凝土端墙产生的压力增量明显大于侧墙,侧墙压力增量为20～30 kPa,端墙压力最大增量达120kPa,为初始值的6～7倍;③端墙上压力变化与盾构掘进状态呈现高度相关性,随盾构开停推进循环,墙上压力呈"锯齿状"累积上升;④随着切口接近端墙,单位推进距离产生的端墙压力增量变大,且盾壳全部进入泡沫混凝土箱体时,端墙压力发生突增;⑤盾构前方泡沫混凝土的侧向位移沿盾构推进方向最大约10mm,呈现中间大、拱顶和拱底小的"凸分布";端墙附加压力呈"梯形"分布,拱顶压力增量极小,中部增大约60kPa,底部增大约120 kPa。实测分析成果可为泡沫混凝盾构接收工法的井...
【文章来源】：岩土工程学报. 2020,42(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
泡沫混凝土现场制备及表观特征
在盾构法隧道施工领域，泡沫混凝土主要作为临时填充材料，用于辅助盾构扩挖、盾构过站及盾构接收等。英国Farnworth隧道[15-16]为1838年—1880年间建造的双线砌体铁路隧道，年久失修且通行空间有限。为了提高运力，该隧道于2015年采用9 m直径的盾构进行原地扩建，扩建前在原隧道内填充干重度为1050 kg/m3，强度为2～5 MPa的泡沫混凝土（图2），以支撑原有隧道结构和地层不被破坏，同时满足TBM切削能力的要求。同样在英国，Farringdon车站[17]为采用“盾构扩挖法”建造的暗挖车站，建造过程中盾构需穿越先期完成的暗挖通道。为了满足盾构连续施工，减少进出洞操作次数，提高施工效率和安全，采用泡沫混凝土填充至盾构隧道与暗挖通道交叉节点（见图2），为盾构提供了直接推进过站的施工条件。泡沫混凝土辅助盾构接收在我国仅有少数应用。上海地铁17号线3标某接收井处于砂性土承压水层，隧道顶埋深20～22 m，常规进洞方案风险较大，故采用泡沫混凝土完成4台盾构接收，泡沫混凝土浇筑高度为盾构开洞以上1.5 m[18]。盾构在泡沫混凝土内推进速度控制在10 mm/min左右，推力控制在10000 k N左右，刀盘转速1 r/min，扭矩控制在3000 k N·m以下，土仓压力控制值为0.1 MPa。江苏无锡地铁3号线一期工程无锡火车站站也采用了泡沫混凝土接收工法[19]。该站的接收断面处于微承压水层的粉砂夹粉土，同时临近运营火车站，为穿越段高风险进洞施工，采用水平注浆+水平冻结加固、配合在盾构端头井内施作钢筋混凝土箱体填充泡沫混凝土的组合方法进行盾构接收。
本文以上海地铁14号线19标云山路站盾构接收为工程背景，本站隧道顶埋深17.30 m，所接收的盾构机为φ6760土压平衡盾构，长度为9.55 m。端头井内衬结构厚度0.6 m，地连墙厚度1.2 m。如图3所示，在地连墙外侧沿隧道方向1.0～1.7 m为既有TRD加固墙，加固深度60 m;TRD与地墙之间及TRD外侧沿隧道方向4.3 m范围内采用φ800@450三重管旋喷加固，隧道横向加固范围为洞门圈外上下左右各3.0 m；旋喷桩加固区外侧为既有半圈φ2200@1300MJS旋喷桩，加固深度范围为地表至地下标高-22.821。2.1 盾构接收风险分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]无端头加固条件下土压平衡盾构水下接收施工技术[J]. 安宏斌,怀平生,白晓岭,郭银新,姚八五. 隧道建设(中英文). 2019(10)
[2]无锡地铁盾构组合工法接收施工技术[J]. 孙延盼,万凯,王涛,刘跃雄,彭俊锋,何知,董晓龙. 市政技术. 2018(06)
[3]泡沫混凝土在盾构进洞过程中的应用[J]. 蒋明. 建筑科技. 2018(03)
[4]盾构接收中钢套筒的受力变形特性与实测分析[J]. 廖少明,门燕青,赵国强,徐伟忠. 岩土工程学报. 2016(11)
[5]土压平衡盾构到达钢套筒辅助施工接收技术[J]. 赵立锋. 铁道标准设计. 2013(08)
[6]高性能泡沫混凝土隧道隔震材料研究[J]. 赵武胜,陈卫忠,谭贤君,黄胜. 岩土工程学报. 2013(08)
[7]泥水平衡盾构到达钢套筒辅助接收施工技术[J]. 郑石,鞠世健. 现代隧道技术. 2010(06)
[8]水泥–粉煤灰泡沫混凝土抗压强度与气孔结构的关系[J]. 方永浩,王锐,庞二波,周玥. 硅酸盐学报. 2010(04)
[9]超大直径盾构水中进洞风险分析[J]. 李罡,黄宏伟. 地下空间与工程学报. 2009(S1)
[10]泡沫混凝土的研究和应用最新进展[J]. 周明杰,王娜娜,赵晓艳,赵晓辉. 混凝土. 2009(04)
博士论文
[1]盾构直削始发接收支护结构变形机理与控制技术研究[D]. 李东海.北京交通大学 2019
本文编号：3116762
【文章来源】：岩土工程学报. 2020,42(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
泡沫混凝土现场制备及表观特征
在盾构法隧道施工领域，泡沫混凝土主要作为临时填充材料，用于辅助盾构扩挖、盾构过站及盾构接收等。英国Farnworth隧道[15-16]为1838年—1880年间建造的双线砌体铁路隧道，年久失修且通行空间有限。为了提高运力，该隧道于2015年采用9 m直径的盾构进行原地扩建，扩建前在原隧道内填充干重度为1050 kg/m3，强度为2～5 MPa的泡沫混凝土（图2），以支撑原有隧道结构和地层不被破坏，同时满足TBM切削能力的要求。同样在英国，Farringdon车站[17]为采用“盾构扩挖法”建造的暗挖车站，建造过程中盾构需穿越先期完成的暗挖通道。为了满足盾构连续施工，减少进出洞操作次数，提高施工效率和安全，采用泡沫混凝土填充至盾构隧道与暗挖通道交叉节点（见图2），为盾构提供了直接推进过站的施工条件。泡沫混凝土辅助盾构接收在我国仅有少数应用。上海地铁17号线3标某接收井处于砂性土承压水层，隧道顶埋深20～22 m，常规进洞方案风险较大，故采用泡沫混凝土完成4台盾构接收，泡沫混凝土浇筑高度为盾构开洞以上1.5 m[18]。盾构在泡沫混凝土内推进速度控制在10 mm/min左右，推力控制在10000 k N左右，刀盘转速1 r/min，扭矩控制在3000 k N·m以下，土仓压力控制值为0.1 MPa。江苏无锡地铁3号线一期工程无锡火车站站也采用了泡沫混凝土接收工法[19]。该站的接收断面处于微承压水层的粉砂夹粉土，同时临近运营火车站，为穿越段高风险进洞施工，采用水平注浆+水平冻结加固、配合在盾构端头井内施作钢筋混凝土箱体填充泡沫混凝土的组合方法进行盾构接收。
本文以上海地铁14号线19标云山路站盾构接收为工程背景，本站隧道顶埋深17.30 m，所接收的盾构机为φ6760土压平衡盾构，长度为9.55 m。端头井内衬结构厚度0.6 m，地连墙厚度1.2 m。如图3所示，在地连墙外侧沿隧道方向1.0～1.7 m为既有TRD加固墙，加固深度60 m;TRD与地墙之间及TRD外侧沿隧道方向4.3 m范围内采用φ800@450三重管旋喷加固，隧道横向加固范围为洞门圈外上下左右各3.0 m；旋喷桩加固区外侧为既有半圈φ2200@1300MJS旋喷桩，加固深度范围为地表至地下标高-22.821。2.1 盾构接收风险分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]无端头加固条件下土压平衡盾构水下接收施工技术[J]. 安宏斌,怀平生,白晓岭,郭银新,姚八五. 隧道建设(中英文). 2019(10)
[2]无锡地铁盾构组合工法接收施工技术[J]. 孙延盼,万凯,王涛,刘跃雄,彭俊锋,何知,董晓龙. 市政技术. 2018(06)
[3]泡沫混凝土在盾构进洞过程中的应用[J]. 蒋明. 建筑科技. 2018(03)
[4]盾构接收中钢套筒的受力变形特性与实测分析[J]. 廖少明,门燕青,赵国强,徐伟忠. 岩土工程学报. 2016(11)
[5]土压平衡盾构到达钢套筒辅助施工接收技术[J]. 赵立锋. 铁道标准设计. 2013(08)
[6]高性能泡沫混凝土隧道隔震材料研究[J]. 赵武胜,陈卫忠,谭贤君,黄胜. 岩土工程学报. 2013(08)
[7]泥水平衡盾构到达钢套筒辅助接收施工技术[J]. 郑石,鞠世健. 现代隧道技术. 2010(06)
[8]水泥–粉煤灰泡沫混凝土抗压强度与气孔结构的关系[J]. 方永浩,王锐,庞二波,周玥. 硅酸盐学报. 2010(04)
[9]超大直径盾构水中进洞风险分析[J]. 李罡,黄宏伟. 地下空间与工程学报. 2009(S1)
[10]泡沫混凝土的研究和应用最新进展[J]. 周明杰,王娜娜,赵晓艳,赵晓辉. 混凝土. 2009(04)
博士论文
[1]盾构直削始发接收支护结构变形机理与控制技术研究[D]. 李东海.北京交通大学 2019
本文编号：3116762
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3116762.html
