一、主要应用领域和技术原理
应用领域主要城市地铁盾构机在泉域近距离下穿既有地铁线、建构筑物、重要市政管线、江河、堆料场等盾构施工领域。
主要应用原理:
盾构机富水地层施工易出现螺旋机喷涌现象,尤其在盾构掘进完成一环后周围土体的水很快就汇入到土仓内,从而加大了喷涌的现象,采用掘进完成后提高0.2bar的土仓压力,减小水汇入到土仓。
根据盾构机与地铁线垂直净距的不同,分为敏感区域、次敏感区域,分区域设置盾构掘进参数,减少对地铁线的影响。
富水地层水是流动的,盾构施工采用的水泥砂浆为了本身初凝时间都在10小时左右,进入到管片后的缝隙易被地层中的水稀释,凝结时间无法保证,从而影响监测数据,采用水泥砂浆和水玻璃的同步双液浆,可以将浆液的初凝时间控制在4小时内,减小浆液被稀释,控制变形监测数据。
采用同步注浆监测系统,实时监测管片壁后注浆填充率,保证填充率达到100%,避免出现空洞,造成地铁线变形。
在既有地铁线内布置监测点和24小时实时监测设备,做到实时共享变形数据,动态调整施工参数,是成功下穿的保障。
二、主要技术性能指标
本研究提出了一种采用分区域设置盾构掘进参数、研发出盾构同步水泥砂浆和水玻璃双液浆的注浆新工艺、采用同步监测雷达监测管片壁后的填充、采用自动化监测既有地铁线路的变形情况,最终既有地铁线变形量不超过1mm,管片渗漏率为0,上浮量不超过3cm。
三、与国内外同类技术比较
近年来,随着城市轨道交通的建设,盾构法施工已普遍应用于地铁隧道的建设。但在富水地层区域,盾构施工面临着一系列的挑战,如喷涌、注浆易被水流带走、近距离穿越敏感建构筑物变形控制难度大等,目前国内盾构施工时,还没有成系列的针对泉域富水地层的施工技术研究。本研究课题针对富水地层地铁隧道穿越敏感建构筑物施工较系统全面的进行了研究,从施工参数、同步注浆工艺、变形监测工艺、施工机具和人员材料调配等方面进行了研究阐述,具有一定的指导意义。
应用领域主要城市地铁盾构机在泉域近距离下穿既有地铁线、建构筑物、重要市政管线、江河、堆料场等盾构施工领域。
本技术已在济南轨道交通3号线二期滩头站至稻香站区间和济南轨道交通4号线彭家庄站至郭店站区间运用,在盾构穿越期间敏感建构筑物的变形均控制在2mm内,做到了安全平稳穿越,并降低了施工成本。
济南富水的粉质粘土地层在国内比较少见,济南轨道交通6、7、8、9号线陆续开工,富水地层穿越敏感建构筑物的情况都将遇到,具有广阔的推广价值。