盾構端頭素混凝土連續墻加固技術 1 端頭加固的目的 城市地鐵隧道盾構機在出入洞(始發或進站)時,由于構筑的豎井或盾構井的井壁外側土體已經受擾動而松動,加上拆除作業中的機械振動,井壁外側土壓力會急劇增大。在盾構機進出洞時,存在塌方、涌水、地表沉降等安全隱患。為了避免由于變形、地表沉降引發的構筑物和埋設物受損,必須對盾構始發端頭進行加固。 在盾構進發、到達時,對端頭加固的目的主要為:消除構筑豎井、始發井、到達井時對周邊土體造成的擾動破壞,防止破除圍護結構進出洞端墻時振動的影響,在盾構機貫入掘削面前或進入豎井、車站端頭前能夠使地層自穩并防止地下水涌出,降低對入口端圍護結構端頭墻的壓力,防止因掘削面壓力不足引起的掘削面坍塌(特別是對于泥水盾構機),防止地表沉陷以及對地層管線和建筑物基礎造成的破壞。 2 端頭加固的方法 端頭地層加固的方法很多,包括對既有地層進行高壓注水泥漿液、水泥攪拌樁及地層凍結的方法;在圍護結構外側采用澆注素混凝土連續墻、素混凝土樁法、板樁的方法;采用盾構機直接掘削以及通過對圍護結構鋼筋進行電蝕、用玻璃纖維筋來代替鋼筋的方法等。 2.1 注漿加固法 注漿工法是通過壓送的手段使漿液(水泥、水玻璃等可以生成凝膠、固結體的液體)滲入到地層土顆粒間隙或填充地層中裂隙(或空洞),噴入到地層中和土體攪拌混合形成的固結體,在漿液固結后地層的物理和力學性質得以改善。 漿液材料屬非化學類的一般性純水泥漿液、膨潤土水泥漿液、黏土、砂漿,化學類的水玻璃、有機高分子漿液等。注漿的措施包括高壓注漿、高壓旋噴注漿、通過攪拌拌和等。注漿法的優點是施工設備簡單,規模小、耗資少、占地面積小、對交通影響小、工期短、見效快,施工中產生的噪聲和振動小、對環境影響小,對場地施工條件要求低,加固深度易于控制、靈活多便。 2.2 素混凝土墻(樁)法 通過在圍護結構、襯砌外側澆注素混凝土墻或是素混凝土樁的方法,也可以很好地在圍護結構端頭墻破除洞門后繼續維持土體的平衡,從而保證端頭地層土體的穩定性。素混凝土墻或樁,其自身強度比較高,能夠承受由于經過擾動或振動產生的較大水土壓力,且加固范圍小,特別適用于施工場地小、地下管線密集、地面交通繁忙、距離地面建筑物基礎比較近的工程場地,加固效率高,工程造價相對旋噴樁加固低。但是,需要大型的成槽機、挖掘機,對于較深的連續墻或在成槽較寬時,容易出現塌孔現象。該法的一般材料為C25、C30混凝土,采用地下成槽、泥漿護壁、水下澆注的連續墻模式,或采用鉆孔灌注樁的模式。 2.3 直接掘削法 直接掘削又稱作NOMST法,普通圍護結構鋼筋混凝土無法采用盾構刀盤直接切割,通過改變圍護結構內鋼筋的性質或改變切割面的材料可以完成直接切割的目的。對于無加固空間或由于大深度化、大端面化等無法正常加固施工的情況,該法具有很好的效果,而且采用玻璃纖維代替鋼筋、電蝕圍護結構墻受力鋼筋等,可滿足刀盤直接掘削的條件。 2.4 其他方法 除了以上施工方法外,還包括凍結法、水中到達法、滑塊法、降水法、壓氣法、開挖回填法、SMW拔芯法等,在盾構進發、到達部位用以地層加固施工。可以根據具體工程特點、施工場地條件、周遍建筑物狀況、工程造價等各方面的因素,選擇合適的施工措施。 3 工程實例 3.1 工程概況 3.1.1 地形地貌 廣州地鐵6號線一盾構區間,車站端頭附近為層天然基礎宿舍樓。盾構端頭地勢較高,端頭設有陡坡、干砌片石護坡、天然基礎。加固區域地勢由南至北呈上升趨勢,為山前沖積盆地、剝蝕殘丘地帶及丘陵地貌,剝蝕殘丘和山間沖洪積小盆地。廣州地層上部為沖積洪積土層和殘積土層,下部為花崗巖風化帶。 3.1.2
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