富水砂层土压平衡盾构关键施工技术

富水砂层土压平衡盾构关键施工技术
徐岩1，赵文2，黄龙光3，高照1
(1.沈阳建筑大学土木工程学院，辽宁沈阳110168；2.东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819；3.中铁四局集团第五工程有限公司，江西九江332000)
[摘要]沈阳地铁二号线会展中心站一世纪广场站隧道盾构区间穿越中粗砂、砾砂层，砂性土层内摩擦角大，碴土流动性差，排土困难，地下水量丰富、水压高，因此盾构掘进控制困难，容易造成地表沉降。从土压平衡盾构的适应性、刀盘和螺旋输送机的结构、刀具的配置和加固、碴土改良措施、沉降控制方法等方面介绍土压平衡盾构穿越砂层的施工技术。在施工过程中，通过采取同步注浆、二次注浆、加强施工监测等措施保证了既有线行车安全。

内容摘抄：

1工程概况
沈阳地铁二号线会展中心站一世纪广场站区间线路全长1204.232m。线路竖曲线半径为3km和5km,最大纵坡为18%0。隧道埋深在12.53~21.47m,线路间距13m。在盾构推进中，影响较大的建（构）筑物有浑河大街和苏抚铁路。（略）

2土压平衡盾构及其适应性
该区间盾构穿越地层全线为砾砂层，土体颗粒较粗。砂类土不均匀系数Cu=120,Cu=0.73,不能同时满足Cu≥5和Cu=1~3要求，级配不良。泥水式盾构和土压平衡盾构均可满足上述地质条件。（略）

3盾构施工技术
3.1刀盘形式
土.压平衡盾构的刀盘形式有面板形和辐条形，近年又设计出辐条面板形。施工中应按盾构外径、开挖土质、掘进距离、开挖面有无障碍物处理等施工条件适当选择。
在砂性土地层中，由于采用泡沫剂等材料进行土体改良，上压平衡盾构的刀盘不仅要承载刀具，而且要用作搅拌机，来制作支撑开挖的碴土。采用辐条面板形刀盘(6根辐条加封板)，中间支持，开口率为45%，如图1所示。该种形式刀盘在刀盘核心部位开口率较大，能够更好地保证切削土体顺利进入碴土仓，且刀盘正面与土体的接触面积小于面板式，可以减小施工摩擦扭矩。（略）

4结语
1)通过理论分析和数值模拟计算，实现了对盾构施工参数的合理设置。施工中合理设置土仓压力，保证了开挖面的稳定。
2)在高富水砂砾性地层中，通过土体改良技术的应用，改善了土体的流塑性，最大限度地减少刀盘、刀具、螺旋输送机叶片的磨损，同时达到工作面稳定和防止喷涌的发生。

（略）

投稿会员：可爱莹