论文基于复合地层中地面沉陷盾构机脱困技术是适合不知如何写盾构机方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于盾构机一天费用论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：结合南京地铁十号线某区间盾构机在复合地层中掘进时出现的问题,总结了有关经验,从事故发生的原因进行分析,针对采用不同处理方法产生的不同效果着手,就盾构隧道应急处理、施工前期准备、设备管理维护、施工过程管理、复合地层渣土改良等问题进行了初步探讨.
关键词：地铁施工；复合地层；应急处理；盾构技术
1.前言
随着城市轨道交通事业的日益发展,在城市繁华地带进行地下工程施工的情况也非常普遍,繁华地带周边环境复杂,地下工程施工风险高,突发事故也不可避免,一旦出现紧急事故,除采取必要的应急措施外,采取何种行之有效的处理方案,对降低工程损失,避免次生灾害,顺利推进工程,积极引导社会舆论等都有十分重要的作用.作者根据在南京地铁中的案例,参考国内外相关城市的相关经验,总结此文,为地铁发展中类似工程提供有益参考.
2.概述
南京地铁某区间盾构机掘进施工时,因地质条件复杂,导致盾构机掘进困难土方超挖引起地面沉降,致使路面下一自来水管破裂,压力水对管底土层冲刷造成水土流失,引起更大的地面沉陷.沉陷处盾构机埋深约16.3m,沉陷面积约16m2,最深沉陷约30cm.沉陷处位于城市道路下方,地下管线密集,周边为多栋6-7层居民楼及临街商铺,沉陷处距楼房平面距离最小仅为7.2m,周边环境复杂,详见图1.
3.沉陷处工程地质情况
根据地质勘察资料, 盾构刀盘所处的断面地层为K2p-2强风化泥质粉砂岩及K2p-3中风化泥质粉砂岩,刀盘上部1m左右为一层④-4e-2透水卵砾石层,卵砾石层至道路面层之间主要为淤泥质粉质粘土层及近代填土层,盾构机上部土体自稳性极差,地面沉隆对土体超欠挖反应极其敏感,地质剖面图见图2,图3.
4.初次采取的措施
在得知现场情况后,施工单位立即停止右线掘进,并对沉陷处采用围挡进行围蔽,安排专人对行人及车辆进行疏导,以防误入水坑.随后对沉陷处路面采用混凝土进行回填,并联系了自来水公司进行管路修复.
次日,施工方组织了技术人员,地铁盾构方面的专家,召开了事故处理方案研讨会.与会人员了解了详细情况并查看现场认为：地铁施工掘进至此处时,正值盾构掘进断面地层由全断面岩层向复合地层转换的阶段,断面地层自稳性能较差,而盾构施工参数并未及时调整,土仓内压力偏小,土方出现超挖导致地面沉降单次达到9.5mm/d,引起此处直径200mm混凝土承插式接头自来水管爆裂,带压水对地层的冲刷引起地面大范围沉陷.自来水管改移完成后,地面情况基本稳定,现应立即采用土压平衡模式恢复掘进,通过该段后对沉陷处进行加固,确保房屋安全.
根据咨询会意见,当晚盾构机恢复掘进,但掘进速度过慢,24小时仅完成3环掘进,事实表明,盾构机已困于该地层,主要现象为：
（1）盾构机推力过大,掘进是高达18000KN,而正常掘进是仅为10000KN左右；且刀盘扭矩高达3.1 MN.m,正常情况下一般为2.4 MN.m,推进速度仅为1～4mm/min,与该处地层的正常掘进不符,渣土温度高达58℃；
（2）发生大的喷涌,大量泥水及砂土从螺旋输送机排土口喷出,含砂量较大,且伴有大量卵砾石；
（3）出土过程中,一旦喷涌出土将土仓上部传感器压力降至1bar左右时,关闭闸门,上部压力很快将上升至1.3bar,说明盾构机上方土体极不稳定,为淤泥层或松散富水卵砾石层；
（4）掘进过程中,出土量控制较难,远大于理论出土量,地面沉降监测数据再次报警,沉陷面积、沉陷深度进一步增大.
5.再次采取的对应措施
根据掘进及地面沉降情况,施工单位再次主持召开了第二次专题会,邀请了地铁盾构方面的知名专家.与会人员根据现象判断认为：
（1）该段地层地质条件复杂,应重新对该段地层进行补充勘察；
（2）盾构机应停止掘进,应对沉陷处地面进行注浆加固,并将沉陷处路面进行恢复；
（3）盾构机刀盘和土仓内可能出现结泥饼现象,且刀具可能存在一定磨损,应在盾构机刀盘前方进行加固,加固完成后将盾构机推进至加固体后开仓清理泥饼,检查刀具.
6.地面加固方案
6.1 加固目的
加固分为两个部分,一是对沉陷区进行加固,加固后确保沉陷处地下土体固结,填充可能存在的地面空洞,对路面进行恢复,确保该段周边建筑物及管线安全,并确保路面恢复交通.二是对刀盘前方进行加固,主要目的是确保刀盘前方土体稳定,防止地面进一步沉陷,并根据需要带压开仓清理泥饼,检查刀盘.
6.2 沉陷区加固方案
（1）加固方案
该处加固以土体内渗透～劈裂注浆加固为主,因此采用袖阀管分段注浆加固,沉陷区外围采用双排双液浆压密注浆,水泥为P42.5号水泥,水灰比1：1,水玻璃溶液35～40°Bé,水泥浆：水玻璃溶液1：0.5,双排注浆孔呈梅花布置,间距1m.
其余加固区域内部采用单液水泥浆注浆,水灰比1：1,注浆量均为300kg/m,注浆压力不大于0.3MPa,注浆孔间距1m,梅花形布置,注浆深度0～12m.
（2）注浆量确定
加固地层主要为①-1杂填土、①-2-2素填土、②-2b4淤泥质粉质粘土、②-3b3-4粉质粘土层,根据岩土勘察报告及《岩土注浆理论与工程实例》有关参数,计算依据公式：
Q等于Vnβα
n-土体孔隙率,孔隙比为0.707～0.846,则孔隙率取0.414～0.458
V-加固土体体积m3
β-浆液填充系数 取0.8
α-浆液损耗系数 取1.35
Q等于π×0.52×1×0.414（0.458）×0.8×1.35等于0.35（0.39）m3/m
总结:本论文可用于盾构机论文范文参考下载，盾构机相关论文写作参考研究。
参考文献：
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