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顶管案例--顶管穿越工程加固与刀盘被卡及解困

作者: 发布时间:2017-07-28 浏览次数:2140
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  一.桂城站矩形顶管的重难点

  1、地质情况复杂,砂层较厚,含水量丰富,连续墙成槽容易倾斜、偏位,旋喷桩难以成型,施工止水困难。2、管顶覆土浅,地面车流量大,顶进时需严格控制顶进速度、轴线偏差、机身扭转、地面沉隆。3、始发井紧邻沃尔玛地下室,顶进轴线上方管线众多。需对地下管线和周边环境进行监测。4、矩形顶管机为新设备、矩形管节为新成品、矩形顶管施工为新技术,其检查验收均无规范指引,只能逐步摸索。

  二.桂城站顶管穿越地层地质情况

  根据地质勘察报告,桂城站过街通道顶管主要穿越淤泥质粉细砂地层,其特征为:淤泥质粉细砂(q3mc):浅灰色,灰色,深灰色,饱和,松散~稍密状。属饱和液化砂土层,而且含量较丰,透水性较好;施工时易因水头产生流砂、管涌、崩塌,亦会因外来震动产生液化。

  三.桂城站端头加固方案

  始发井原加固方案为:

  连续墙外采用6排φ600 450×450双重管旋喷桩加固,整体加固宽度约为2.85m。旋喷桩要求嵌入不透水层0.5m,超过顶管底部10m,桩长19.5m。

  始发井止水加固补强方案:

  采用在连续墙围护结构与原旋喷桩之间补充一道低标号素混凝土墙止水,素混凝土墙墙厚1.0m,在离素混凝土墙前方3.3m设置两个降水井,降水井离洞门侧1.5m。

  接收井原加固方案为:

  连续墙外采用4排φ600 450×450双重管旋喷桩加固,整体加固宽度约为1.95m。旋喷桩要求嵌入不透水层0.5m,超过顶管底部10m,桩长19.5m。

  始发井止水加固补强方案:

  接收井洞门止水加固方法为紧贴连续墙施工1道800mm厚掺量素混凝土墙。

  四.刀盘被卡及解困经过

  1、由于本刀盘为矩形、摆式转动,破碎能力较差,初步分析:剩余的200mm厚素混凝土墙在外土压力的推动坍塌,当底部堆积较大量的碎石,致使刀盘抬动机头,以至***终在刀盘运转至下部被卡。

  2、刀盘解困

  措施一:在机头外前方250mm开一排10个孔,间距600mm;采用高压旋喷浓泥浆对刀盘周边积砂喷散,特别是底部的硬块和小碎石冲散,然后采用直喷泥浆对刀盘积砂进行冲洗,然后转动刀盘。

  3、左侧采用高压旋喷措施后,左刀盘恢复转动,右刀盘能转动一些位置,左边进排浆管可以正常循环,右边仍不时堵塞。

  4、措施二,采用并排四条直喷泥浆对刀盘积砂进行冲洗。另一端外接2.2kw潜水泵。

  5、启动泥水循环,初时排出的碎石量较多,左刀盘转动前排砂量约4m3,多次起动后能正常转动,为了防止再次卡刀,还继续部分排砂。

  6、采用同样的方法对右刀盘排砂,但右刀盘只能转动4/5圈,不能全部转动,转到底部被硬块顶住,还是卡住。

  措施三:采用定点横喷对右刀盘底部沉积物冲散:

  a、为了加快泥水流速,钢管一端接缩径φ25弯头,进浆采用4台2.2kw泥水泵,排浆采用原排浆泵。

  b、不断转动右刀盘1/4圈,减少刀盘压住沉积物。

  措施四:在刀盘前方250px外采用φ400钻机成槽,槽长3.2m,深11m,比顶管机底深1.5m。然后推进,将右刀盘底部的碎石推进孔内,然后转动刀盘顶进。

  成槽后采用空压机清槽,预计清槽后将顶管机缓慢顶进,将机头处阻碍刀盘转动的渣土推入槽坑中,从而恢复右刀盘转动。

  在用空压机清渣过程中,渣土将一根φ150进浆镀锌钢管埋住了,在用吊机拔管时管在接头处断裂,断管遗落在清渣槽中,管段长度6m。

  措施五:用旋挖钻机在原400mm宽槽段前钻3个直径1000mm的孔,孔深11m,孔串接成槽并与原槽连通成更宽的槽;派潜水员下去取出断裂钢管,并进一步清除刀障碍物,右侧刀盘脱困。

  五.案例的经验教训

  1、顶管机设计缺陷:刀盘为摆式,破岩能力差,刀盘下部易被卡。2、泥水循环进、出浆口太近,形成泥水环流较小,土仓底部的易形成沉淀;措施:仓底重新加设四条高压注浆管。3、横框梁、帘布、电机密封等处多处漏浆严重,未及时封堵,直接造成泥水压力较低,掌子面不稳定;措施:漏浆处重新密封处理。4、刀盘下部被卡后,多次让顶管机退缩,造成泥水压力波动大,直接造掌子面垮塌,加固体前的砂土流入土仓。5、矩形洞门环板及帘布比圆形洞门的密封性较差些,再加是频繁后退,也直接造成帘布的二次破坏,造成漏浆严重。措施:重新的帘布外施做一道砼的门式框梁。6、对地层不了解,初始顶进无经验,技术操作规程未指明技术参数指标。措施:明确此地层的掘进参数,各工种均明确技术交底。

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