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1、地下通道矩形頂管施工技術,一、矩形頂管機類型,刀盤類型 壓力平衡模式,開敞式,網格式,偏心刀排,大小刀盤組合,大刀盤、偏心刀排組合,小刀盤、偏心刀排組合,行星刀盤（公轉+自轉）,行星刀盤組合,土壓平衡式,泥水平衡式,二、場地要求及掘進過程,場地要求：始發井 接收井掘進過程：始發 接收,始發井場地,1m+主機+鋼副環+千斤頂+反力臺架,11.5m,始發過程,接收井場地,1m+主機+1m,接收過程,三、端頭加固,加固目的：止滲漏 抵抗破樁后的土體壓力加固方法：旋噴樁 攪拌樁+旋噴樁 注漿 素墻+旋噴常見問題：滲漏 完整性差 砂層問題,始發井加固體厚度,推薦加固體厚度：均質淤泥、粘土、殘積土地層1.2、82.0米；復合含砂地層2.83.0米,接收井加固體厚度,預先破除圍護結構時，厚度同始發井抵達后破除圍護結構時，機殼切入加固體1米，厚度約1.8米,旋噴樁加固,攪拌樁+旋噴樁加固,注漿加固（自穩性較好地層）,素墻+旋噴樁加固,核心問題：刀盤破混凝土能力低標號混凝土 一般只用于補救措施,常見問題1：滲漏,問題描述：加固效果差，加固體不連續，未達到止水效果補救措施：始發或到達前鉆水平孔檢驗效果，有滲漏需采取注漿或補旋噴措施直至達到止水效果為止。,問題描述：加固體與圍護結構之間是止水薄弱環節，易形成滲水通道加強措施：始發或到達前鉆水平孔檢驗效果，有滲漏需采取注漿或補旋噴措施，并可在轉交處增加旋噴樁，3、延長滲水路徑。,常見問題2：加固體完整性,良好,完整性差,沒有加固效果,問題描述：加固效果差，加固體不連續，可能起不到止水和抵抗土體壓力的作用補救措施：始發或到達前鉆垂直孔檢驗效果，完整性差時應采取補強措施溫馨提示：操作手經驗至關重要，關系到加固能否一步到位。補強措施費時費力，也很難達到預期效果,可能強度過高,常見問題3：砂層問題,問題描述：砂層因滲透性強，旋噴壓力損失，難以達到加固效果；中粗砂層往往標貫值很高，攪拌樁難以實施等。加固效果往往出現兩個極端：加固效果很差或強度過高（可達2030MPa）給掘進帶來困難。措施：1、選用雙管旋噴樁；2、自外向內加固；3、加入惰性物質膨潤土，既可以增加砂4、層抗滲性，防止旋噴壓力損失，又可以防止強度過高的問題。,四、其他輔助措施,千斤頂反力臺 土體改良與管節減摩 止退裝置 密封環,千斤頂反力臺,保持千斤頂后靠背垂直,流塑狀等不良地層加固,土體改良砂性土排土不暢或造成砂層固結刀盤面板添加劑注入孔膨潤土和發泡劑等管節減摩減少土體與管道間摩阻力在管道外壁壓注觸變泥漿,觸變泥漿配比表（按公斤/立方米計）,土體改良與管節減摩,止退裝置,密封環,五、應急處理案例,海珠廣場站號通道刀具嚴重損毀應急處理,文化公園站號通道端頭滲漏應急處理,海珠廣場站號通道刀具嚴重損毀應急處理,刀具損毀狀況,刀具損毀原因,號通道概況,處理方案比選過程,1、強行頂進 發現刀具嚴重損毀5、時，機殼距加固體約40cm，開倉風險巨大。強行頂進至機殼進入加固體，此階段頂進約50cm，取出石塊、部分損毀刀具。進入加固體后無法繼續頂進。2、豎井方案 用豎井開挖方式去除加固體。因頂管機上方靠車道側土體無法加固，未實施。3、礦山法方案 用礦山法開挖方式去除加固體。因機殼切入加固體僅0.1米，仍有較大風險。工期長，管后泥漿固結對繼續頂進不利。未實施。4、平衡出洞方案 接收井回灌泥漿，啟用鉸接千斤頂，剪切破壞加固體，頂推洞身加固體出洞。輔助措施：地表取芯、水平取芯。最終實施方案。,水中出洞,出洞效果,處理實施細節,1、連續墻破除 連續墻分兩次破除，第一次60cm，第二次20cm。第二次破除時自下6、而上。2、取芯降低抗剪強度 垂直取芯、水平取芯3、注漿孔預留 預埋注漿管，在破除連續墻和頂進過程中，如有滲漏時注漿止水。4、平衡泥漿 砂層頂標高+1米以下回填泥漿。其余灌水回填。5、管片背后注漿回填 注漿完成后方可抽出平衡泥漿。,教訓與啟示,1、元兇是“孤石”。地質資料顯示人工填土層進入通道頂部，應分析是否有人工“孤石”的可能，或可以避免事故。2、操作人員在發現刀盤扭矩、聲音異常時應立即停止掘進，處理“孤石”后再掘進，可以避免損失擴大。3、平衡出洞是控制地表沉降的最有效措施，建議條件具備的工點盡可能采用。,文化公園站號通道端頭滲漏應急處理,設計端頭加固方案概況,滲漏情況,第一次：雙管旋噴 靠端7、頭連續墻旋噴深度14m實樁，其余為頂管4.3m高度范圍上下各3m實樁（總深12m，實樁10.3m）。在旋噴樁加固完成后，連續墻水平探孔時有發現漏水漏砂現象。經過鉆孔取樣，砂層成樁不連續。第二次：袖閥管雙液化學注漿 4排間距0.8m-1.0m。經探孔、抽芯檢驗，有一定的止水效果，但加固體整體性仍較差，連續墻破除過程仍有較大風險。,補充加固過程,素連續墻方案,頂進過程遇到的問題,吊出端地質鉆桿,教訓與啟示,1、砂層加固效果難于保證，因慎重選擇端頭加固方式。本案原設計方案為攪拌樁為主，旋噴樁配合。因木樁原因改為全旋噴樁加固，應采取相應措施保證旋噴質量（見有關章節）。2、加固過程必須保質保量一次到位，之后的補救措施很難有效果。3、采用素連續墻加固需要驗證刀盤適應性、控制混凝土強度。4、研究刀盤切削玻璃纖維筋的可能性。5、本案采用了平衡出洞方案，地面沉降控制效果良好。,