泡沫混凝土盾構(gòu)接收工法是利用泡沫混凝土為盾構(gòu)接收掘進(jìn)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(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的合理選取是該工法的關(guān)鍵點(diǎn)。以上海地鐵14號線云山路站泡沫混凝土盾構(gòu)接收為背景,通過現(xiàn)場測試,研究了盾構(gòu)在泡沫混凝土中的關(guān)鍵掘進(jìn)參數(shù)、端墻和側(cè)墻的壓力變化、泡沫混凝土深層位移變化規(guī)律及其相關(guān)性。分析發(fā)現(xiàn):①盾構(gòu)從加固體進(jìn)入泡沫混凝土至最終頂進(jìn)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(gòu)推進(jìn)在泡沫混凝土端墻產(chǎn)生的壓力增量明顯大于側(cè)墻,側(cè)墻壓力增量為20～30 kPa,端墻壓力最大增量達(dá)120kPa,為初始值的6～7倍;③端墻上壓力變化與盾構(gòu)掘進(jìn)狀態(tài)呈現(xiàn)高度相關(guān)性,隨盾構(gòu)開停推進(jìn)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(jìn)距離產(chǎn)生的端墻壓力增量變大,且盾殼全部進(jìn)入泡沫混凝土箱體時,端墻壓力發(fā)生突增;⑤盾構(gòu)前方泡沫混凝土的側(cè)向位移沿盾構(gòu)推進(jìn)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(shí)測分析成果可為泡沫混凝盾構(gòu)接收工法的井... 

【文章來源】：巖土工程學(xué)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(gòu)法隧道施工領(lǐng)域，泡沫混凝土主要作為臨時填充材料，用于輔助盾構(gòu)擴(kuò)挖、盾構(gòu)過站及盾構(gòu)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(yùn)力，該隧道于2015年采用9 m直徑的盾構(gòu)進(jìn)行原地擴(kuò)建，擴(kuò)建前在原隧道內(nèi)填充干重度為1050 kg/m3，強(qiáng)度為2～5 MPa的泡沫混凝土（圖2），以支撐原有隧道結(jié)構(gòu)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(gòu)擴(kuò)挖法”建造的暗挖車站，建造過程中盾構(gòu)需穿越先期完成的暗挖通道。為了滿足盾構(gòu)連續(xù)施工，減少進(jìn)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(gòu)隧道與暗挖通道交叉節(jié)點(diǎn)（見圖2），為盾構(gòu)提供了直接推進(jìn)過站的施工條件。泡沫混凝土輔助盾構(gòu)接收在我國僅有少數(shù)應(yīng)用。上海地鐵17號線3標(biāo)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(jìn)洞方案風(fēng)險較大，故采用泡沫混凝土完成4臺盾構(gòu)接收，泡沫混凝土澆筑高度為盾構(gòu)開洞以上1.5 m[18]。盾構(gòu)在泡沫混凝土內(nèi)推進(jìn)速度控制在10 mm/min左右，推力控制在10000 k N左右，刀盤轉(zhuǎn)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(yùn)營火車站，為穿越段高風(fēng)險進(jìn)洞施工，采用水平注漿+水平凍結(jié)加固、配合在盾構(gòu)端頭井內(nèi)施作鋼筋混凝土箱體填充泡沫混凝土的組合方法進(jìn)行盾構(gòu)接收。

本文以上海地鐵14號線19標(biāo)云山路站盾構(gòu)接收為工程背景，本站隧道頂埋深17.30 m，所接收的盾構(gòu)機(jī)為φ6760土壓平衡盾構(gòu)，長度為9.55 m。端頭井內(nèi)襯結(jié)構(gòu)厚度0.6 m，地連墻厚度1.2 m。如圖3所示，在地連墻外側(cè)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(cè)沿隧道方向4.3 m范圍內(nèi)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(cè)為既有半圈φ2200@1300MJS旋噴樁，加固深度范圍為地表至地下標(biāo)高-22.821。2.1 盾構(gòu)接收風(fēng)險分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]盾構(gòu)直削始發(fā)接收支護(hù)結(jié)構(gòu)變形機(jī)理與控制技術(shù)研究[D]. 李東海.北京交通大學(xué) 2019



本文編號：3116762