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111地铁盾构施工风险技术控制

基坑支护
➢ 桩间土护壁 钻孔灌注桩的桩间土壁,应用砂浆或混凝土封闭。如挂钢筋网时,
则钢筋网应与桩体钢筋连接牢固。 ➢ 横撑支护
横撑应在土方挖至其设计位置后及时安装,并按设计要求对坑壁施 加预应力,顶紧后固定牢固。设有腰梁的横撑,其腰梁应与桩体水平连 接牢固后,方可安装横撑。
2、风险的控制与管理
基坑开挖 ➢ 存土点不得选在建筑物、地下管线和架空线附近,基坑两侧10m范围
向滑坡问题,异型基坑存在局部节点受力不平衡问题等; (3)周边环境的影响,如保护性建(构)筑物、管线、既有铁路和
地铁线、主干道、河湖等; (4)施工工艺、工序及施工能力; (5)节气、气候对工程的影响。
2、风险的管理与控制
风险的控制与管理
(1)基坑及周围环境描述、地表沉降、周边建(构)筑物变形、地下管 线沉降、围护桩(墙)顶水平位移和垂直位移、支撑轴力、地下水位、 盖挖法顶板内力、盖挖法立柱内力及沉降、竖井井壁净空收敛、围护桩 (墙)变形。 (2)洞内及洞外观察、地表沉降、邻近建(构)筑物、地下管线沉降、 初期支护结构拱顶(部)沉降、初期支护结构净空收敛、地下水位。
3、盾构施工的风险
盾构施工主要风险: (1)盾构进出洞阶段:工作井坍塌、进出洞时密封失效、 盾构机械故障、后支撑问题等。 (2)盾构掘进阶段:压力设置不当、工作面失稳、遇到障 碍物、注浆参数控制不当、盾尾密封失效、管片碎裂、盾 构设备故障等。
盾构基座
盾构基座安置在工作井或接收井内的底板上,用作安装及稳妥地搁置盾构,更重 要的是通过设在基座上的导轨,使盾构在进出洞时有正确的导向,因此导轨要根 据隧道设计轴线及施工要求定出平面、高程、纵坡来进行测量定位。 盾构基座可以采用现浇或预制的钢筋砼结构或钢结构形式。导轨夹角一般为60° 盾构基座除承受盾构自重外,还应考虑盾构切入地层后,进行纠偏时产生的集中 菏载。因此盾构基座必需保证足够的整体刚度、稳定性和各部件的强度。
1、基坑施工的风险
北京地铁某基坑坍塌情况
1、基坑施工的风险
水利工程某基坑坍塌情况
1、基坑施工的风险
某地铁基坑渗水坍塌后造成供水管线断裂
1、基坑施工的风险
上海地铁因流砂造成坍塌
1、基坑施工的风险
某地铁基坑施工支撑体系失稳。 造成6人受伤2人死亡的事故
基坑施工风险的控制 与管理
2、风险的控制与管理
地铁
主要内容
1 基坑施工主要风险 2 基坑施工风险控制与管理 3 盾构施工风险控制与管理
4 盾构施工风险案例
基坑施工主要风险
1、基坑施工的风险
➢ 地铁线路所处地层的工程地质、水文地质条件复杂,尤 其是车站与区间隧道埋置深,受地下水影响甚大。地铁 工程施工如工程地质、水文地质条件未查清就盲目施工, 或处理措施不当,则会酿成重大事故。
风险产生后补救措施
1、停止推进,及时封堵,进行注浆加固。
一、盾构进出洞
1.5、拆封门产生涌土
现象 在拆除封门过程中,洞门前方土体从封门间隙涌入工作井(接收井)内。
一、盾构进出洞
原因分析
1、封门外侧土体加固方案不当或加固效果欠 佳,其自立性达不到封门拆除所需的施工 时间;
2、地下水丰富,土体软弱自立性极差; 3、拆除工艺编制不合理或施工中发生意外,
治理方法 1. 施工过程中在管片拼装时加贴上部的楔子,
调整管片环面与轴线的垂直度,便于盾构 推进纠偏控制; 2. 在管片拼装时尽量利用盾壳与管片间隙作 隧道轴线纠偏,改善推进轴线; 3. 用注浆的办法对隧道作少量纠偏,便于盾 构推进轴线的纠偏。
一、盾构进出洞
1.7、盾构进洞时的姿态突变
现象
盾构进洞后,最后几环管片 往往与前几环管片存在明显的高 差,影响了隧道的有效净尺寸。
1.2、盾构后靠、支撑位移及变形过大
产生风险的原因
1.盾构推力过大,或受出洞千斤顶编组影响,造成后靠 受力不均匀、不对称,产生应力集中; 2.盾构后靠、支撑受力作用面强度不够; 3.盾构后靠、支撑等混凝土充填不密实或填充的混凝土 强度不够或结合面不平整; 4.后靠、支撑体系不合理,部分构件的强度、刚度不 够,各钢构件间的焊接强度不够。
一、盾构进出洞
1.6、盾构出洞段轴线偏离
现象 盾构出洞段的推进轴线上浮,偏离隧道设计轴线较大。
原因分析 1、洞口土体加固强度太高,使盾构推进的推力提高; 2、盾构正面平衡压力设定过高,导致盾构正面土体拱
起变形,引起盾构轴线上浮; 3、未及时安装上部的后盾支撑,使上半部分的千斤顶
无法使用,当推力集中在下部,使盾构产生一个向 上的力矩,导致盾构沿着向上的趋势偏离轴线; 4、盾构机械系统故障,造成上部千斤顶的顶力不足。
风险如何预防
1、选用盾构基座时,基座框架结构的强度和刚度应满足盾构进出洞需要,尤其是盾构 出洞时过土体加固区所形成的推力;
2、盾构基座的底面与井的底板之间要垫平垫实,保证接触面积满足基座安放的要求。 3、盾构基座如需多次使用,应及时作好保养及修理工作。确保原应有的强度、刚度。
风险产生后补救措施
1、对已发生基座变形损坏的构件,及时进行相应的加固或调换;进出洞时应加强基座 的观察,一旦发生基座正在变形时,应停止推进,及时采取措施进行补加固。
风险产生后补救措施
1、盾构进洞时如基座过高,应割除轨道高出部分,过低应垫高。 2、盾构出洞后,盾尾脱离基座应控制千斤顶的编组、管片的楔子,及时 进行纠偏。
1.4、盾构进出洞时,洞圈渗漏
现象
风险特征:样洞勘探有渗漏,盾构进出洞时,洞圈发生渗漏 水、土体塌方。 存在风险:进出洞段地面沉降,危及管线和建筑物的安全。
一、盾构进出洞
预防措施
1. 正确设计出洞口土体加固方案,采用合理 的加固方法达到所需的加固强度,保证加 固土体的强度均匀;
2. 施工过程中正确地设定盾构正面平衡土压; 3. 及时安装上部后盾支撑,改变推力的分布
状况,防止盾构上浮; 4. 正确操作盾构,按时保养设备,保证机械
设备的功能完好。
一、盾构进出洞
产生风险的原因
1、地基加固质量不好 2、弧形板防翻强度不够。造成帘布橡胶板外翻,或帘布橡胶 板损坏。
风险如何预防
1、最好结构完成后再进行加固。 2、一定要加固先做的话,加固区与槽壁应留出30~50cm距离,等结构做好后再补充加固。 3、特殊情况下加固区做长,将盾构完全包裹。通过盾构进行注浆,隔绝渗水通道。 4、必要时进行井底降水。
60°
60°
常见的基座形式
双圆基座
砼基座
1.1、盾构基座变形
现象
风险特征:在盾构进出洞中,盾构基座发生变形。 存在风险:出洞时使盾构掘进轴线偏离设计轴线。有时会影响洞圈止水效果,进洞 时拉坏管片,造成渗漏水、碎裂、高差等,严重的影响盾构正常进出洞。甚至不能 进出洞。
单圆基座
1.1、盾构基座变形
不得存土。在已存回填的隧道结构顶部存土时,应核算沉降量后确定 堆土高度。 ➢ 基坑开挖及结构施工期间应经常对支护桩、地下连续墙及 支撑系统、放坡开挖基坑边坡、管线悬吊和运输便桥等进 行检查,必要时尚应进行监测。 ➢ 雨季施工应沿基坑做好挡水埝和排水沟,冬季施工应及时 用保温材料覆盖,基坑不得受冻。
基坑回填 ➢基坑必须在隧道和地下管线结构达到设计强度后回填。基
➢ 明挖施工不仅对交通有一定的影响,由于地下管网密布, 且邻近建筑物,工程环境条件十分复杂,施工不确定性因 素较多,具有很大的风险。
1、基坑施工的风险
➢基坑失稳 ➢承压水突涌 ➢坑底隆起 ➢周边管线、建筑物变形过大 ➢主体结构变形
1、基坑施工的风险
某基坑采用土钉墙和桩锚联合支护受地下水渗漏影响导 致坍塌
2、风险的控制与管理
支撑体系架设不及时,无支撑暴露时间过长
2、风险的控制与管理
支撑端头板与支座承压板间的空隙大 轴力计安装偏心,支撑形成偏压
2、风险的控制与管理
围懔后填充不实
2、风险的控制与管理
地铁土建施工主要风险因素 (1)工程所处的工程与水文地质状况; (2)工程本身特征导致的风险; 深基坑风险比浅基坑要大,宽大基坑有立柱隆起问题,长基坑有纵
坑回填前,应将基坑内积水、杂物清理干净,符合回填的 虚土应压实,并经检验合格后方可回填。
2、风险的控制与管理
基坑施工常见不规范问题 (1)土方超挖、支撑架设滞后,无支撑暴露时间长; (2)支撑端头不带活络端头,支撑端头板与支座承压板间的空隙处置 不符合要求(点接触),围懔后空虚,轴力计安装偏心; (3)钢支撑预加轴力达不到设计预加轴力值,或一次预加力后直至拆 除期间不再进行调整; (4)围护桩间渗漏水,或明沟排水系统不完善而基坑积水; (5)基坑临边堆载。
一、盾构进出洞
原因分析
1. 盾构进洞时,由于接收基座中心夹角轴线 与推进轴线不一致,盾构姿态产生突变, 使盾尾内的环管片位置产生相应的变化;
造成封门外土体暴露时间过长 。
一、盾构进出洞
预防措施
1、水平探孔检测加固效果,以确保在土体 加固效果良好的情况下拆封门;
2、布置井点降水,将地下水位降至能保证 安全出洞水位;
3、根据封门的实际尺寸,制定合理的封门 拆除工艺,施工安排周详,确保拆除封 门时安全、快速。
一、盾构进出洞
治理方法 创造条件能使盾构尽快进入洞口内,对洞门口进行注浆封堵,减少土体流失, 如土体流失严重,则在塌方区内填塞装土草包。
2、盾构基座的变形严重时,应将盾构脱离基座,对基座作修复加固。
1.2、盾构后靠、支撑位移及变形过大
现象
风险特征:在盾构出洞过程中,盾构后靠支撑体系 在受盾构推进顶力的作用后发生支撑体系的局部变 形、断裂或位移过大。 存在风险:造成管片碎裂、轴线超标、十字错缝、 渗漏水、高差、千斤顶行程差较大,有时会产生帘 布橡胶板外翻,造成洞口土体流失等。
保连接强度和焊接质量; 4. 尽快安装上部的后靠支撑构件,完善整个后靠支撑体系,以便开启盾构上部的千
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