盾構(gòu)端頭素混凝土連續(xù)墻加固技術(shù) 1 端頭加固的目的 城市地鐵隧道盾構(gòu)機(jī)在出入洞(始發(fā)或進(jìn)站)時(shí),由于構(gòu)筑的豎井或盾構(gòu)井的井壁外側(cè)土體已經(jīng)受擾動(dòng)而松動(dòng),加上拆除作業(yè)中的機(jī)械振動(dòng),井壁外側(cè)土壓力會(huì)急劇增大。在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞時(shí),存在塌方、涌水、地表沉降等安全隱患。為了避免由于變形、地表沉降引發(fā)的構(gòu)筑物和埋設(shè)物受損,必須對(duì)盾構(gòu)始發(fā)端頭進(jìn)行加固。 在盾構(gòu)進(jìn)發(fā)、到達(dá)時(shí),對(duì)端頭加固的目的主要為:消除構(gòu)筑豎井、始發(fā)井、到達(dá)井時(shí)對(duì)周邊土體造成的擾動(dòng)破壞,防止破除圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)出洞端墻時(shí)振動(dòng)的影響,在盾構(gòu)機(jī)貫入掘削面前或進(jìn)入豎井、車站端頭前能夠使地層自穩(wěn)并防止地下水涌出,降低對(duì)入口端圍護(hù)結(jié)構(gòu)端頭墻的壓力,防止因掘削面壓力不足引起的掘削面坍塌(特別是對(duì)于泥水盾構(gòu)機(jī)),防止地表沉陷以及對(duì)地層管線和建筑物基礎(chǔ)造成的破壞。 2 端頭加固的方法 端頭地層加固的方法很多,包括對(duì)既有地層進(jìn)行高壓注水泥漿液、水泥攪拌樁及地層凍結(jié)的方法;在圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)采用澆注素混凝土連續(xù)墻、素混凝土樁法、板樁的方法;采用盾構(gòu)機(jī)直接掘削以及通過(guò)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行電蝕、用玻璃纖維筋來(lái)代替鋼筋的方法等。 2.1 注漿加固法 注漿工法是通過(guò)壓送的手段使?jié){液(水泥、水玻璃等可以生成凝膠、固結(jié)體的液體)滲入到地層土顆粒間隙或填充地層中裂隙(或空洞),噴入到地層中和土體攪拌混合形成的固結(jié)體,在漿液固結(jié)后地層的物理和力學(xué)性質(zhì)得以改善。 漿液材料屬非化學(xué)類的一般性純水泥漿液、膨潤(rùn)土水泥漿液、黏土、砂漿,化學(xué)類的水玻璃、有機(jī)高分子漿液等。注漿的措施包括高壓注漿、高壓旋噴注漿、通過(guò)攪拌拌和等。注漿法的優(yōu)點(diǎn)是施工設(shè)備簡(jiǎn)單,規(guī)模小、耗資少、占地面積小、對(duì)交通影響小、工期短、見(jiàn)效快,施工中產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)小、對(duì)環(huán)境影響小,對(duì)場(chǎng)地施工條件要求低,加固深度易于控制、靈活多便。 2.2 素混凝土墻(樁)法 通過(guò)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)、襯砌外側(cè)澆注素混凝土墻或是素混凝土樁的方法,也可以很好地在圍護(hù)結(jié)構(gòu)端頭墻破除洞門(mén)后繼續(xù)維持土體的平衡,從而保證端頭地層土體的穩(wěn)定性。素混凝土墻或樁,其自身強(qiáng)度比較高,能夠承受由于經(jīng)過(guò)擾動(dòng)或振動(dòng)產(chǎn)生的較大水土壓力,且加固范圍小,特別適用于施工場(chǎng)地小、地下管線密集、地面交通繁忙、距離地面建筑物基礎(chǔ)比較近的工程場(chǎng)地,加固效率高,工程造價(jià)相對(duì)旋噴樁加固低。但是,需要大型的成槽機(jī)、挖掘機(jī),對(duì)于較深的連續(xù)墻或在成槽較寬時(shí),容易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。該法的一般材料為C25、C30混凝土,采用地下成槽、泥漿護(hù)壁、水下澆注的連續(xù)墻模式,或采用鉆孔灌注樁的模式。 2.3 直接掘削法 直接掘削又稱作NOMST法,普通圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土無(wú)法采用盾構(gòu)刀盤(pán)直接切割,通過(guò)改變圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋的性質(zhì)或改變切割面的材料可以完成直接切割的目的。對(duì)于無(wú)加固空間或由于大深度化、大端面化等無(wú)法正常加固施工的情況,該法具有很好的效果,而且采用玻璃纖維代替鋼筋、電蝕圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻受力鋼筋等,可滿足刀盤(pán)直接掘削的條件。 2.4 其他方法 除了以上施工方法外,還包括凍結(jié)法、水中到達(dá)法、滑塊法、降水法、壓氣法、開(kāi)挖回填法、SMW拔芯法等,在盾構(gòu)進(jìn)發(fā)、到達(dá)部位用以地層加固施工。可以根據(jù)具體工程特點(diǎn)、施工場(chǎng)地條件、周遍建筑物狀況、工程造價(jià)等各方面的因素,選擇合適的施工措施。 3 工程實(shí)例 3.1 工程概況 3.1.1 地形地貌 廣州地鐵6號(hào)線一盾構(gòu)區(qū)間,車站端頭附近為層天然基礎(chǔ)宿舍樓。盾構(gòu)端頭地勢(shì)較高,端頭設(shè)有陡坡、干砌片石護(hù)坡、天然基礎(chǔ)。加固區(qū)域地勢(shì)由南至北呈上升趨勢(shì),為山前沖積盆地、剝蝕殘丘地帶及丘陵地貌,剝蝕殘丘和山間沖洪積小盆地。廣州地層上部為沖積洪積土層和殘積土層,下部為花崗巖風(fēng)化帶。 3.1.2
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