盾構在泡沫混凝土中的接收及現(xiàn)場實測分析
發(fā)布時間：2021-04-03 06:06
泡沫混凝土盾構接收工法是利用泡沫混凝土為盾構接收掘進提供平衡條件,同時起到穩(wěn)定洞口土體和防止突涌水等作用,其中盾構掘進參數(shù)的合理選取是該工法的關鍵點。以上海地鐵14號線云山路站泡沫混凝土盾構接收為背景,通過現(xiàn)場測試,研究了盾構在泡沫混凝土中的關鍵掘進參數(shù)、端墻和側墻的壓力變化、泡沫混凝土深層位移變化規(guī)律及其相關性。分析發(fā)現(xiàn):①盾構從加固體進入泡沫混凝土至最終頂進到位,推力、扭矩和土倉壓力的量值和波動呈現(xiàn)先下降再上升的規(guī)律;②盾構推進在泡沫混凝土端墻產生的壓力增量明顯大于側墻,側墻壓力增量為20～30 kPa,端墻壓力最大增量達120kPa,為初始值的6～7倍;③端墻上壓力變化與盾構掘進狀態(tài)呈現(xiàn)高度相關性,隨盾構開停推進循環(huán),墻上壓力呈"鋸齒狀"累積上升;④隨著切口接近端墻,單位推進距離產生的端墻壓力增量變大,且盾殼全部進入泡沫混凝土箱體時,端墻壓力發(fā)生突增;⑤盾構前方泡沫混凝土的側向位移沿盾構推進方向最大約10mm,呈現(xiàn)中間大、拱頂和拱底小的"凸分布";端墻附加壓力呈"梯形"分布,拱頂壓力增量極小,中部增大約60kPa,底部增大約120 kPa。實測分析成果可為泡沫混凝盾構接收工法的井...
【文章來源】：巖土工程學報. 2020,42(11)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
泡沫混凝土現(xiàn)場制備及表觀特征
在盾構法隧道施工領域，泡沫混凝土主要作為臨時填充材料，用于輔助盾構擴挖、盾構過站及盾構接收等。英國Farnworth隧道[15-16]為1838年—1880年間建造的雙線砌體鐵路隧道，年久失修且通行空間有限。為了提高運力，該隧道于2015年采用9 m直徑的盾構進行原地擴建，擴建前在原隧道內填充干重度為1050 kg/m3，強度為2～5 MPa的泡沫混凝土（圖2），以支撐原有隧道結構和地層不被破壞，同時滿足TBM切削能力的要求。同樣在英國，F(xiàn)arringdon車站[17]為采用“盾構擴挖法”建造的暗挖車站，建造過程中盾構需穿越先期完成的暗挖通道。為了滿足盾構連續(xù)施工，減少進出洞操作次數(shù)，提高施工效率和安全，采用泡沫混凝土填充至盾構隧道與暗挖通道交叉節(jié)點（見圖2），為盾構提供了直接推進過站的施工條件。泡沫混凝土輔助盾構接收在我國僅有少數(shù)應用。上海地鐵17號線3標某接收井處于砂性土承壓水層，隧道頂埋深20～22 m，常規(guī)進洞方案風險較大，故采用泡沫混凝土完成4臺盾構接收，泡沫混凝土澆筑高度為盾構開洞以上1.5 m[18]。盾構在泡沫混凝土內推進速度控制在10 mm/min左右，推力控制在10000 k N左右，刀盤轉速1 r/min，扭矩控制在3000 k N·m以下，土倉壓力控制值為0.1 MPa。江蘇無錫地鐵3號線一期工程無錫火車站站也采用了泡沫混凝土接收工法[19]。該站的接收斷面處于微承壓水層的粉砂夾粉土，同時臨近運營火車站，為穿越段高風險進洞施工，采用水平注漿+水平凍結加固、配合在盾構端頭井內施作鋼筋混凝土箱體填充泡沫混凝土的組合方法進行盾構接收。
本文以上海地鐵14號線19標云山路站盾構接收為工程背景，本站隧道頂埋深17.30 m，所接收的盾構機為φ6760土壓平衡盾構，長度為9.55 m。端頭井內襯結構厚度0.6 m，地連墻厚度1.2 m。如圖3所示，在地連墻外側沿隧道方向1.0～1.7 m為既有TRD加固墻，加固深度60 m;TRD與地墻之間及TRD外側沿隧道方向4.3 m范圍內采用φ800@450三重管旋噴加固，隧道橫向加固范圍為洞門圈外上下左右各3.0 m；旋噴樁加固區(qū)外側為既有半圈φ2200@1300MJS旋噴樁，加固深度范圍為地表至地下標高-22.821。2.1 盾構接收風險分析
【參考文獻】：
期刊論文
[1]無端頭加固條件下土壓平衡盾構水下接收施工技術[J]. 安宏斌,懷平生,白曉嶺,郭銀新,姚八五. 隧道建設(中英文). 2019(10)
[2]無錫地鐵盾構組合工法接收施工技術[J]. 孫延盼,萬凱,王濤,劉躍雄,彭俊鋒,何知,董曉龍. 市政技術. 2018(06)
[3]泡沫混凝土在盾構進洞過程中的應用[J]. 蔣明. 建筑科技. 2018(03)
[4]盾構接收中鋼套筒的受力變形特性與實測分析[J]. 廖少明,門燕青,趙國強,徐偉忠. 巖土工程學報. 2016(11)
[5]土壓平衡盾構到達鋼套筒輔助施工接收技術[J]. 趙立鋒. 鐵道標準設計. 2013(08)
[6]高性能泡沫混凝土隧道隔震材料研究[J]. 趙武勝,陳衛(wèi)忠,譚賢君,黃勝. 巖土工程學報. 2013(08)
[7]泥水平衡盾構到達鋼套筒輔助接收施工技術[J]. 鄭石,鞠世健. 現(xiàn)代隧道技術. 2010(06)
[8]水泥–粉煤灰泡沫混凝土抗壓強度與氣孔結構的關系[J]. 方永浩,王銳,龐二波,周玥. 硅酸鹽學報. 2010(04)
[9]超大直徑盾構水中進洞風險分析[J]. 李罡,黃宏偉. 地下空間與工程學報. 2009(S1)
[10]泡沫混凝土的研究和應用最新進展[J]. 周明杰,王娜娜,趙曉艷,趙曉輝. 混凝土. 2009(04)
博士論文
[1]盾構直削始發(fā)接收支護結構變形機理與控制技術研究[D]. 李東海.北京交通大學 2019
本文編號：3116762
【文章來源】：巖土工程學報. 2020,42(11)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
泡沫混凝土現(xiàn)場制備及表觀特征
在盾構法隧道施工領域，泡沫混凝土主要作為臨時填充材料，用于輔助盾構擴挖、盾構過站及盾構接收等。英國Farnworth隧道[15-16]為1838年—1880年間建造的雙線砌體鐵路隧道，年久失修且通行空間有限。為了提高運力，該隧道于2015年采用9 m直徑的盾構進行原地擴建，擴建前在原隧道內填充干重度為1050 kg/m3，強度為2～5 MPa的泡沫混凝土（圖2），以支撐原有隧道結構和地層不被破壞，同時滿足TBM切削能力的要求。同樣在英國，F(xiàn)arringdon車站[17]為采用“盾構擴挖法”建造的暗挖車站，建造過程中盾構需穿越先期完成的暗挖通道。為了滿足盾構連續(xù)施工，減少進出洞操作次數(shù)，提高施工效率和安全，采用泡沫混凝土填充至盾構隧道與暗挖通道交叉節(jié)點（見圖2），為盾構提供了直接推進過站的施工條件。泡沫混凝土輔助盾構接收在我國僅有少數(shù)應用。上海地鐵17號線3標某接收井處于砂性土承壓水層，隧道頂埋深20～22 m，常規(guī)進洞方案風險較大，故采用泡沫混凝土完成4臺盾構接收，泡沫混凝土澆筑高度為盾構開洞以上1.5 m[18]。盾構在泡沫混凝土內推進速度控制在10 mm/min左右，推力控制在10000 k N左右，刀盤轉速1 r/min，扭矩控制在3000 k N·m以下，土倉壓力控制值為0.1 MPa。江蘇無錫地鐵3號線一期工程無錫火車站站也采用了泡沫混凝土接收工法[19]。該站的接收斷面處于微承壓水層的粉砂夾粉土，同時臨近運營火車站，為穿越段高風險進洞施工，采用水平注漿+水平凍結加固、配合在盾構端頭井內施作鋼筋混凝土箱體填充泡沫混凝土的組合方法進行盾構接收。
本文以上海地鐵14號線19標云山路站盾構接收為工程背景，本站隧道頂埋深17.30 m，所接收的盾構機為φ6760土壓平衡盾構，長度為9.55 m。端頭井內襯結構厚度0.6 m，地連墻厚度1.2 m。如圖3所示，在地連墻外側沿隧道方向1.0～1.7 m為既有TRD加固墻，加固深度60 m;TRD與地墻之間及TRD外側沿隧道方向4.3 m范圍內采用φ800@450三重管旋噴加固，隧道橫向加固范圍為洞門圈外上下左右各3.0 m；旋噴樁加固區(qū)外側為既有半圈φ2200@1300MJS旋噴樁，加固深度范圍為地表至地下標高-22.821。2.1 盾構接收風險分析
【參考文獻】：
期刊論文
[1]無端頭加固條件下土壓平衡盾構水下接收施工技術[J]. 安宏斌,懷平生,白曉嶺,郭銀新,姚八五. 隧道建設(中英文). 2019(10)
[2]無錫地鐵盾構組合工法接收施工技術[J]. 孫延盼,萬凱,王濤,劉躍雄,彭俊鋒,何知,董曉龍. 市政技術. 2018(06)
[3]泡沫混凝土在盾構進洞過程中的應用[J]. 蔣明. 建筑科技. 2018(03)
[4]盾構接收中鋼套筒的受力變形特性與實測分析[J]. 廖少明,門燕青,趙國強,徐偉忠. 巖土工程學報. 2016(11)
[5]土壓平衡盾構到達鋼套筒輔助施工接收技術[J]. 趙立鋒. 鐵道標準設計. 2013(08)
[6]高性能泡沫混凝土隧道隔震材料研究[J]. 趙武勝,陳衛(wèi)忠,譚賢君,黃勝. 巖土工程學報. 2013(08)
[7]泥水平衡盾構到達鋼套筒輔助接收施工技術[J]. 鄭石,鞠世健. 現(xiàn)代隧道技術. 2010(06)
[8]水泥–粉煤灰泡沫混凝土抗壓強度與氣孔結構的關系[J]. 方永浩,王銳,龐二波,周玥. 硅酸鹽學報. 2010(04)
[9]超大直徑盾構水中進洞風險分析[J]. 李罡,黃宏偉. 地下空間與工程學報. 2009(S1)
[10]泡沫混凝土的研究和應用最新進展[J]. 周明杰,王娜娜,趙曉艷,趙曉輝. 混凝土. 2009(04)
博士論文
[1]盾構直削始發(fā)接收支護結構變形機理與控制技術研究[D]. 李東海.北京交通大學 2019
本文編號：3116762
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