密实砂卵石范文

密实砂卵石范文（精选8篇）

密实砂卵石 第1篇

成都地铁1号线天府广场北端隧道暗挖试验段位于天府广场站主体结构以北 (左线ZDK8+693.941～ZDK8+710.941, 右线YDK8+696.224～YDK8+713.224, 长度均为17 m) , 隧道埋深在地表以下13 m, 隧道开挖跨度8.4 m。隧道所经区域为密实砂卵石地层, 卵石平均粒径约为8 cm～25 cm, 最大卵石粒径达40 cm。采用CD法进行开挖, 初期支护采用ϕ42超前小导管注浆、Ⅰ22a工字钢拱架、钢筋网、喷混凝土联合支护。超前小导管设计长度3.5 m, 外插角15°, 纵向间距1.5 m, 环向间距在拱部90°范围内为0.25 m。

2 超前小导管在密实砂卵石地层施工中存在的问题

根据前期超前小导管的施工, 发现小导管在钻进长度、钻进速度、成管外插角度、环向间距等方面均不理想, 对施工进度影响极大, 在随机抽取5个循环进行总结分析后发现以下问题, 见表1。

小导管施工质量不能满足设计要求, 达不到预支护效果, 为保证施工顺利进行, 必须有95%以上的小导管满足以下指标:1) 小导管施工长度满足3.5 m;2) 环向间距偏差小于2 cm;3) 外插角偏差均控制在2°以内。

根据以往的经验, 结合本工程的实际情况, 认真分析了与小导管施工有关的各个环节, 得出可能影响小导管施工质量的多种因素 (如图1所示) 。在施工现场对影响预支护效果的主要影响因素及其原因分析如表2所示。

上述要因确认表中共确定了6个主要原因, 有关地质条件的两个主要因素是人为无法改变的, 现针对其余4个主要原因采取对策, 如表3所示。

3 施工对策

针对表3确定的影响超前预加固效果的主要原因综合考虑工程所在地的环境因素, 具体实施对策如下:

1) 新购置一台型号为PH150的锚杆钻机, 替代前期的YT-28风钻及潜孔钻机。将小导管由原来的“先成孔后安装小导管”改为“直接将小导管高频振动顶入地层”。

2) 工字钢拱架安装前, 先在其腹板上按小导管环向设计间距钻孔, 孔径为55 mm。施工小导管时, 将小导管从钢拱架腹板上的圆孔中穿过去, 调整好外插角, 保持钻机轴线和小导管在同一直线上, 然后开始施工。这样, 腹板上的孔既控制好了小导管的环向间距, 同时, 这些孔与钻机两点一线, 固定了钻机方向, 对小导管又起到了导向的作用。

3) 小导管加工时, 在每根小导管前端分别焊接上一个实心的钢锥, 钢锥焊接时保证焊接质量。

4) 制作1 m长的钢套管, 在小导管最后剩余约50 cm长时, 套上钢套管, 将小导管全长打入。

4施工效果评价

通过按以上要求精心施作, 小导管安设情况良好, 不仅安设长度、环向间距、外插角度达到了目标值, 而且安设时间也大有缩短, 通过现场对小导管施工过程随机抽样5组, 记录数据如表4所示。

5结语

本工程作为成都地层条件下的暗挖试验段, 其性质决定了工程施工没有成熟的经验可供参考, 在前期的小导管施工过程中遇到了不少难题, 但通过思考和尝试, 显著提高了小导管的施工质量, 同时也缩短了每循环的施工时间, 大大加快了施工进度, 取得了很好的社会效益和经济效益。本文将施工体会和经验总结作为今后密实砂卵石地层中小导管施工的指导, 对今后类似条件下的设计、施工起到一定的参考作用。

参考文献

掺6%水泥砂卵石填筑施工方案 第2篇

(1)原材料采购

砂卵石填筑料源主要是从赣江边砂卵石料场购买;水泥为外购P.C32.5R南方

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水泥。 (2)填筑料

砂为赣江边购置的中粗砂;卵石为赣江边购置的混合料卵石;水泥为普通硅酸盐P.C32.5R南方水泥。 (3)掺6%水泥砂卵石的拌合

在蔡家排涝泵站泵房砂卵石混合料按照每方混合料(砂卵石配比4：6)砂820kg，卵石1230kg，6% P.C32.5水泥123kg拌合;拌合由机械拌合(包括一台反铲，两台装载机)。掺拌遍数暂定为3遍，根据实际情况可增加拌合遍数直至拌合料颜色均匀。

3. 掺6%水泥砂卵石填筑施工方法

(1) 测量放线：首先对掺6%水泥砂卵石填筑范围进行测量并采用白灰撒线，其次对填筑的基础面进行高程检测，并保留数据。

(2)填筑工作面清理：填筑工作面的垃圾、杂物、淤泥、废渣以及监理人指示的其它有碍物，采用机械、人工进行清理。

(3)填筑料铺摊平整：

掺6%水泥砂卵石填筑，采用10t自卸汽车直接拉运至施工面，施工面填筑料摊铺采用挖掘机进行摊铺、平整，18t振动碾压实，碾压完成后，立即通知试验室及现场监理工程师进行干密度试验。试验成果满足设计要求后，方可下一层的填筑。

掺水泥砂卵石填筑采用水平分层填筑法，分层厚度为50cm，全宽填筑、全宽碾压。碾压时直线段由中间向两边进行，曲线段由内侧向外侧碾压。碾压速度控制在2km/h，轮迹重叠30~40cm，碾压遍数6遍。振动碾碾压不到的区域，将采用小型手扶蛙式打夯机夯实，使之干密度达到设计要求。

(4) 碾压完成的填筑区域表面不得出现漏压虚料层、干松料、弹簧料等不良现象。

(5)干密度试验：每层碾压完成后立即通知监理工程师进行干密度试验，试验采取灌水法，试验要求严格按《土工试验规程》进行，试验合格后接监理工程师通知方可下一层填筑。

4. 质量保证措施

(1)成立质量管理小组，明确各成员的`质量责任。

(2)开工前对全体参与人员进行填筑施工技术交底，领会质量目的，明确试验工作程序，掌握需控制的标准，从而将各阶段的质量责任分解到各具体人员或班组。

(3)各种检测、测量仪器鉴定合格后方可使用，在试验期间，保证同一测试项目的仪器不得中途更换。

(4)施工机具的性能应保持良好。

(5)坐标和水准基点位置必须牢固可靠，数据可信，并请监理复核认可。 (6)施工中严格贯彻执行三级质量检查监督制。

(7)派专人做好每层施工记录并及时、准确做好现场施工记录。

(8)装载机摊铺整平后进行压实，压实顺序应按先中间后两侧，先慢后快，先静压后振动压的操作程序进行碾压。

(9)每层填料应在当天完成碾压，填筑面不允许积水。

5. 安全、环保措施

(1)装载机、反铲、自卸汽车、压路机等大型机械驾驶员，必须严格按照操作规程进行作业;在边坡、建筑物周边作业时，应与边缘

掺6%水泥砂卵石填筑施工方案保持一定的距离，并派专人进行安全看守。

(2)各种机械设备在同一作业面施工，前后两机械设备应保持一定的安全距离。

(3)机械夜间进行作业时，施工段应有照明设施。

(4)进入作业区必须按标准戴好安全帽，穿戴好劳动保护用品。

(5)经常检查工具材料、物件的堆码垛情况，防止高处浇筑作业人员对底下填筑作业人员伤人。

(6)各种机械、工具必须有结合实际的操作规程。

(7)各种机械防护装置齐全、良好，严禁超负荷或带病运转。 (8)严禁对运行中的机械设备进行修理或保养工作。

(9)加强对全体施工人员的文明施工教育，创建文明工地，做到“两通三无、

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五必须”。

二通：施工现场人员行道畅通;施工工地单位机械出入畅通。

三无：施工中无伤亡事故;施工填筑现场排水畅通无积水;施工工地道路平整无坑道。

五必须：施工区域与非施工区域必须严格分隔;施工现场必须挂牌施工;工地现场材料必须堆放整齐;工地生活必须清洁文明;工地现场必须开展以创建文明工地为主要内容的思想政治工作。

加强现场施工管理，每道工序应做到严格过程控制，加快施工进展，做到工完场清，不留尾巴。

围堰砂卵石层帷幕灌浆施工技术 第3篇

1 钻孔应用及常见问题

1.1 钻孔

目前一般采取地毯式钻孔施工工艺, 其是指先施工下游序孔的第一段, 当该段全部孔施工完成后再进行第二序孔的第一段, 当该段全部结束后即可转入上游排, 其中各排各孔的施工方法相同, 当上下排孔的第一段全部施工完成后则可转入中间排孔的施工, 以后其它各段的施工均按照该顺序进行循环作业施工, 该种施工工艺既能保证钻机的钻孔效率以满足施工进度的需要同时又可降低施工成本。该种砂卵石层钻孔工艺应根据当地条件采取护壁方法, 若当地具备土料场则可采用泥浆护壁方法, 若施工区域地下水位较高或地下水流速较高则亦可采用套管击打法施工, 该种方法施工功效较低, 并且其遇到较大弧石则往往难以继续施工导致钻孔报废[1]。

钻孔完成后为了提高砂砾石基础的可灌性确保帷幕灌浆施工质量, 应及时对成孔进行洗孔, 洗孔应采用压力风水联合洗孔, 洗孔以回水清洁, 内部不含砂粒时则可结束洗孔。

1.2 钻孔时塌孔处理

由于砂卵石层承载力较低, 在钻孔过程中成孔率较低, 容易出现塌孔现象, 为了有效防治塌孔现象可采取以下措施:钻孔时采用台金钻头或金刚钻头钻孔, 当钻孔过程中遇到较大弧石时则可采用钢砂钻头钻进, 在钻进过程中一定要严格控制给水量, 其给水量以刚能从孔口回出为准, 避免由于给水量过大而将砂卵石层冲垮导致塌孔发生;若在钻孔过程中连续出现塌孔, 则必须采取在孔口进行人工投加散水泥的方法, 此时应严格控制钻机钻速和给水量, 实现将水泥浆液输入钻具并边钻边提以达到对塌孔段进行封闭, 并待其凝结8h后方可再进行钻进, 若该种解决措施仍不能奏效则应采用灌浆待凝法, 即立即对改段进行灌浆处理, 待其凝结72h后方可进行下一段施工, 若该种施工工艺仍不能解决问题则应采取套管跟进法施工。

2 灌浆及其常见问题处理

2.1 灌浆施工

帷幕灌浆一般采用孔口封闭、孔内循环的灌浆方法, 其灌浆压力一般采用0.1MPa左右, 灌浆过程中采用的浆液应遵循由稀到浓的原则, 在灌浆过程中逐级改变, 浆液的水灰比一般为1:1、0.8:1、0.5:1三个等级, 其开灌水灰比一般为1:1。在灌浆过程中一般以灌浆时间控制水灰比, 一般灌浆时间达到50min时其灌浆压力和注入率均未发生改变或改变不明显则应更换为浓一级水灰比, 亦或按原比级灌至结束;当浆液为0.5:1时且其注入量达到1000L时其压力及注入率变化不大则应采用间歇灌浆, 间歇时间一般为10~20min, 直至达到结束标准, 当灌浆在设计压力下并且灌浆段注入率不大于1L/min时可继续灌注60min灌浆工作即可结束, 灌浆完成并经检验合格后则应尽快将孔内污物冲洗干净, 并测量孔深, 其均合格后则可采用0.5:1砂浆对其进行封堵。对地毯式钻孔应依序进行灌浆处理并循环作业, 以实现上部砂卵石层形成类似地毯的硬壳, 如此随着孔深增加形成的地毯层也越来越厚直至施工结束[2]。

2.2 灌浆中常出现的问题

栓塞位置。灌浆栓塞应保证每段灌浆均卡塞在混凝土盖板内, 便于随着孔深增加来加长射浆管, 其可以实现对已灌浆段起到复灌作用以保证灌浆质量;灌浆段长。由于灌浆施工是在砂卵石层内自上而下施工, 且过程中容易出现塌孔现象, 因此灌浆段长一般应控制在2~3m范围内, 特殊情况应控制在0.5~1.5m内;浆液浓度更换。灌浆浆液一般以水泥浆为主, 其浓度分为3或4级, 灌浆开始时采用最稀一级的浆液, 待该种浓度浆液灌入600L时则可变换级别, 但在中间排孔的灌浆过程中浆液的变换其浓度应按照规范要求进行更换;灌浆结束条件。帷幕灌浆施工结束标准为在规定压力下吸浆量小于0.4L的情况下延续30min即可结束改段灌浆, 待全孔灌浆结束后应立即采用0.5:1的灰浆采用机械压浆法封孔。

吸浆量过大现象。在灌浆过程中经常会遇到吸浆量过大现象, 导致灌浆难以达到结束标准, 其形成原因主要为砂卵石层空隙率过大, 灌入浆液难以充满整个孔隙;施工部位靠近河床中心部位, 地下水流速过大, 并且地下水位过高导致灌入浆液来不及充填则被水冲走;混凝土盖板过小导致灌浆时发生地表冒浆现象等。施工中遇到该种情况则应迅速变换水灰比, 并上提试验器, 检查灌浆栓塞是否沾有水泥浆液, 若沾有水泥浆液则可采取间歇施工法处理, 若未沾有水泥浆液则应采用灌浆泵输送浆液到孔口, 并在孔口采取人工填入沙子直至孔口被充满, 之后待其凝结30min左右后进行重新扫孔, 在扫孔过程中可采取人工投沙子与扫孔反复进行几次后, 重新下入灌浆栓塞然后再次灌浆延续约30min后再检查灌浆栓塞是否沾有水泥浆液, 若仍沾有则采取间隔灌浆施工, 若没有则重复以上过程到灌浆结束。

3 施工中常见问题及处理

地表漏浆。采用帷幕灌浆施工技术中尤其是在无盖板的情况下施工地表漏浆现象时有发生, 因此在施工过程中当灌浆盖板没有形成之前应采用无压、浓浆灌注的方法处理, 当其地表冒大量的浓浆时则可结束灌浆施工, 待其凝固24h后则可进行下段灌浆施工[3]。

注浆量大。施工过程中若注浆量大导致灌浆难以结束, 则应低压、浓浆、限流、限量和间歇灌浆的措施, 若条件允许则应在水泥浆液内掺加1%~3%的水玻璃或灌注1:1:0.5的水泥砂浆等方法进行处理。

高含砂量地层。若在砂卵石层中淤积了大量的河砂则往往导致其可灌性差, 或造成吸水不吸浆现象, 遇到该种现象应采取钻孔到孔底时则通过钻杆压入水泥浆, 之后在钻杆边提升过程中边旋转灌浆以便于形成帷幕。

4 结语

在围堰砂砾石基础施工中采用帷幕灌浆施工, 其防渗效果可满足基坑开挖需要, 并且该种施工工艺可节约投资, 缩短工期, 同时可在施工过程中积累施工经验, 为今后类似工程施工提供依据。

参考文献

[1]方红伟.杨溪水库取水口工程围堰砂砾石帷幕灌浆施工技术[J].西部探矿工程, 2007, 4.

[2]张晓洲.围堰砂卵石层帷幕灌浆施工技术[J].西部探矿工程, 2008, l.

成都砂卵石地层盾构施工技术措施 第4篇

1 地质情况描述

盾构隧道从②-8,③-4,③-7等砂卵石地层中通过。卵石成分主要为灰岩、砂岩、石英岩,卵石的含量达67%,中间夹杂大漂石。砂卵石具有分选性差、强度高的特点。粒径以30 mm～70 mm为主,钻探揭示最大粒径145 mm,夹零星漂石,充填物为细砂及圆砾。③-4粉、细砂,夹少量卵石,呈透镜体状分布。隧道通过的地层含水丰富,含水层厚20 m～22.6 m,区间范围内卵石土分选性差,渗透性强。

2 施工中应注意的问题及其应采取的施工措施

2.1 加强地质补勘工作

成都地铁线路通过的地层,根据地质勘查报告的反映,变化不大,均为砂卵石地层,但从施工中实际所揭示的地层情况来看,局部含有粉细砂透镜体。富水粉细砂地层是盾构施工的难点,在成都的砂卵石地层中加含粉细砂透镜体将会使盾构掘进更加困难。

因此,在施工前通过地质补充勘查进一步查明地质构造,对制定合理的施工方案和选择盾构机型,如何在施工中控制盾构机推进姿态、及时调整与修正盾构机各项推进参数、尽量减少对围岩的扰动并连续、快速、安全地通过该地层、选择合理的渣土改良方式等都具有重要的指导意义。

2.2 做好盾构选型,选择适合成都地质情况的盾构设备

土压平衡盾构机砂卵石排出有两个主要的约束条件:1)刀盘的开口尺寸;2)螺旋输送机通过的最大卵石粒径的能力。为确保卵石不堵塞或卡死螺旋输送机,在条件许可的情况下尽可能选择具有较大轮廓直径、牙高值和螺距的螺旋输送机,使其具有通过较大直径卵石的能力;同时刀盘的开口尺寸要小于螺旋输送机能通过的最大卵石的尺寸,确保进入土仓中的渣土能够顺利排出而不至于堵塞螺旋输送机。为使盾构能够在砂卵石地层顺利掘进,应选用具有破碎大粒径卵石能力的盾构机。

2.3 采取适当措施提高盾构设备相关部件的耐磨性及其工作能力

成都的砂卵石地层具有流动性差、磨琢性大的特点,使盾构机的刀盘、刀具和渣土运输系统产生严重的磨损现象。

减少换刀频率,增加刀具耐久性可以从3个方面采取应对措施:1)盾构机渣土改良功能的选择;2)增强相关部件和配件的耐磨性;3)掘进参数的调整;4)调整刀具的配置。

盾构机功能的选择:选用多种渣土改良工艺盾构设备,根据实际需要随时调整渣土改良方式。通过适宜的渣土改良方式实现改善渣土的流动性,降低渣土磨琢性的目标。

增强相关部件和配件的耐磨性:主要是提高刀盘面板、刀具、螺旋输送机系统设备的耐磨性。通过在刀盘面板上加焊具有高耐磨性能的耐磨块、耐磨条、耐磨网格提高刀盘的耐磨性;通过选用镶嵌有耐磨合金块的软土刀具、选用硬度较高的滚刀来提高刀具的耐磨性;通过在螺旋输送机的旋叶上加焊具有较高耐磨性能的材料提高螺旋输送机的耐磨性。

调整掘进参数:主要是调整土仓压力平衡参数。为降低推进阻力减少刀具的磨损,可调整土仓压力实施适当的欠压推进。欠压推进可有效减少刀具的磨损率、设备能耗,同时亦可提高掘进速度和减少刀盘固结泥饼出现的因素、降低渣土改良的成本。

2.4 做好换刀决策,根据地面情况选择合理换刀位置,提前做好各项有关准备工作

根据刀具磨损的情况分析,在刀具耐磨性确定的条件下每次换刀掘进距离的选择非常重要。使用的盾构刀具在刀体完整不损害的情况下可以通过更换刀圈、焊补耐磨材料等修复重复利用,如刀体损坏刀具将失去修复价值,而修复费用仅为新刀具价格的1/10。通过数据分析,在盾构掘进施工中每次换刀间距应控制在150 m～200 m之间,能有效减少刀体的损坏;如安排的换刀间距过大将可能造成刀盘磨损而产生灾难性事故。

在成都砂卵石地层中换刀频率的增加使安全风险明显增加。施工单位技术人员在施工中应注意收集整理始发段的有关掘进数据并结合开仓检查刀具的磨损情况。

2.5 做好渣土改良试验,选择价廉、有效的添加剂,通过实验和检验得出合理的渣土改良配方

成都的砂卵石地层具有流动性差、磨琢性大的特点,使盾构机的刀盘、刀具和渣土运输系统产生严重的磨损现象,通过实验得出实验数据,根据实际需要随时调整渣土改良方式。

2.6 选择合理的盾构掘进施工参数,做好技术交底和人员管理等施工过程控制工作

在盾构施工掘进过程中,选择适当、合理的施工参数是顺利推进的关键,也是地面安全控制的基础。参数控制不当可能引起出渣不平衡从而造成地面沉降或隆起。通过施工证明,选择合理的施工参数,根据对掘进的数据分析,及时调整同步注浆量及其压力并做好二次注浆,能够有效降低施工地面安全风险并有效降低施工成本,如通过建筑物可能引起安全风险。

2.7 认真编制穿越建筑物、构筑物的专项施工及时提交专家论证,降低盾构施工对建(构)筑物的不良影响,保证其安全

成都的砂卵石地层未经过扰动时是致密的,在降水条件下具有较强的自稳性,但经过盾构推进作业对地层的扰动其稳定性很差,土体迅速松散、下落难以成拱,造成地面沉降量较大,地层沉降监测曲线见图1。

通过建筑物或重要管线时可采取的措施:提前做好盾构机及其配套设备的检查使盾构机在通过建筑物或管线时处于良好的正常工作状态;按照试验段得出的掘进参数实施控制,严格控制出渣量和掘进速度、同步注浆量和及时性;按照先期制定的方案在地面施作注浆孔,在盾尾通过时立即进行灌砂并有压注浆;做好信息传递工作,做到信息化施工,根据监测数据调整盾构掘进参数和地面注浆量及时间。承包商应根据不同的管线和建筑物制定不同的措施方案,经专家讨论实施。

2.8 加强施工监测,提高信息反馈速度和准确性,切实做到信息化施工

熟悉设计图纸和文件,了解施工现场地形地貌和工程地质情况,调查周边建筑物及地下管线情况。监测点位布设、监测项目、监测内容、监测频率和观测记录应满足工程安全需要。有效、准确的施工监测是其准确、及时地做出应对决策,保证盾构施工顺利进行,降低施工风险和社会负面影响的最有效途径,在地铁施工中更应得到充分的重视。

3 结语

成都地铁通过的地层虽较为单一,但含水量高、砂卵石多,无较多的经验可以借鉴,施工困难。成都地铁盾构施工试验段虽在一定程度上算是成功的,但在施工过程中亦出现很多施工难题或意外情况。在今后施工过程中各参建单位组织技术人员分析施工中出现的问题、制定处理措施、总结经验应是常抓不懈的工作,为成都地铁今后的建设提供必要的施工经验和依据。

参考文献

[1]张凤祥,傅德明,杨国祥.盾构隧道施工手册[M].北京:人民交通出版社,2005:5.

大面积砂卵石换填处理地基 第5篇

通过地勘报告得知,该区域自然地平标高约为794.0 m,换填后的顶标高为794.7 m,最小换填厚度1.900 m,最大换填厚度4.200 m,平均换填厚度约3.200 m,工作量巨大。

设计要求的碎石单价较高(41元/m3),为了达到使用要求,局部还要掺加填隙石粉,造价进一步加大,为此采用天然级配砂卵石(18元/m3)作为地基换填材料,如果可行,将节省大量投资。但由于没有实际经验和数据,决定先进行试验,合格后再大面积施工。另外,还想通过试验确定是否可以适当减少换填厚度。

1 试验

1)试验选用一块闲置区域进行,该区域为一废弃后的临时钢结构制作场地,用推土机清除原地面杂物,并整平地面,但不挖除地表杂填土。试验区面积为15 m×15 m,按要求回填后上表面积为10 m×10 m。

2)根据现场实际,确定回填厚度0.830 m,分三层回填,第一层230 mm,第二、第三层均为300 mm。人工配合推土机整平,用YZ14 t振动式压路机静压1遍后,局部坑洼处整平,然后振压3遍。振压后现场取样进行密实度检测,每层取两点,测得压实系数第一层为0.956和0.960,第二层为0.958和0.961,第三层为0.960和0.958,都符合设计要求。

3)压实3 d后,进行圆锥动力触探和静载荷试验,各层动力触探击数见表2。垫层0 cm～10 cm平均击数为8击;10 cm～30 cm为16.8击,变异系数为0.193;30 cm～60 cm为26.6击,变异系数为0.136,依据《岩土工程勘察规范》,压实后的砂卵石垫层0 cm～10 cm为稍密状态;10 cm～30 cm为中密状态;30 cm～60 cm为密实状态。根据其变异系数(<0.30)判定,各层碾压较均匀。

4)静载试验采用堆载法,设计要求地基承载力180 kPa,试验最大荷载400 kPa,分10级加荷和卸荷,共检测3点,检测结果见表3,其中2号测试点P—S曲线见图2。可以看出,仔细压实后的砂卵石垫层承载力特征值达到200 kPa,满足设计要求,沉降也比较均匀。但沉降值偏大,分析认为沉降值中的大部分为软弱下卧层在荷载作用下产生的,垫层本身的沉降值很小。从P—S曲线可以计算出变形模量E0,E0=0.88(1-μ2)F1/2·P/S=132 MPa,压缩模量Es>E0,因此可以满足Es≥20 MPa的要求。

试验过程中还查阅了太钢热轧工程基底换填砂卵石垫层的试验结果。该项目换填厚度2.5 m,其下卧层为③粉土层(fak=160 kPa),试验结果承载力特征值fak=317 kPa,压缩模量Es=93.6 MPa,各点平均沉降值1.57 mm。各项指标优于本试验结果。

2 确定换填厚度

由于整平场地时,并未挖除地表杂填土,而且试验用的砂卵石垫层厚度只有830 mm,因此从承载力的试验结果分析认为,适当减少换填厚度是可行的。进一步调查得知,该区域原为太钢材料库,使用多年,有一定的压实度,并且废钢料场换填区域对适量的沉降不太敏感,因此只要满足承载力要求,沉降值可不做严格要求。但为了安全起见,认为仍应比试验时的换填厚度适当加大。最终确定换填厚度为1 000 mm,平均挖除地表土400 mm。

3 换填施工

1)

选用级配良好的天然河道砂卵石作为材料,卵石最大粒径不超过150mm,不得含有腐殖物及植物的根、茎等。

2)基底处理:

首先在填筑区域清除建筑物垃圾,挖除树根,运至弃土场,对挖出的深坑先修整边坡至45°～60°,然后按回填垫层的要求分层回填夯实,再在原地面整平碾压,压实后的标高达到规定值。

3)地基准备:

对原地面进行验收,经监理工程师检测合格后,恢复中线,每隔10 m～15 m放一中桩,同时在路肩边缘或回填区外侧设边桩,并标上设计高度。

4)松铺砂卵石:

松铺前视基层干湿情况,如需要则洒水湿润。上砂卵石前设方格网,按计算好的数量均匀地卸到一定的地点上(根据松铺厚度)。控制每堆料数量基本相同,卸料点纵横间距应大致相同。

5)摊铺找平:

摊铺的长度根据一天内预计完成的数量决定,松铺厚度应根据试验的压实度确定。本工程每层压实后按照不大于200 mm控制,虚铺时按照比压实厚度多30 mm～50 mm施行。根据确定的数值初步摊铺找平后,再用平路机精整平。

6)碾压成型:

碾压时根据不同部位及路的宽窄和路的直、弯段采用不同的碾压方式,以使各部位碾压次数尽量相同,压实后的密实度基本一致。通常路面两侧应多压2遍～3遍,直线路段由两侧向中心碾压,平曲线路段由内侧向外侧压实,大面积堆场则按常规碾压。碾压时纵向应重叠1/2轮宽,后轮必须超过两段的接缝处,后轮压完全宽时为1遍。碾压时应尽量缩短时间,压实后不得有明显的轮迹,一般压5遍～6遍可满足要求。压路机的碾压速度,前2遍为1.5 km/h～1.7 km/h,以后为2 km/h～2.5 km/h。

7)碾压完毕,立即检测压实度,合格后方可施工下一层。

施工阶段禁止其他车辆通行。

根据太钢地区经验,一般碾压6遍后经检测都能达到压实度要求,平均压实系数达0.966。

4 结语

目前,场地已全部施工完毕,并正常使用约一年,未发现异常情况。采用砂卵石换填后,比按原设计施工少挖土石方和换填各约20万m3,最终节省投资1 300余万元,效益十分明显。

摘要：结合具体工程地质条件,在充分试验和调查的基础上,对太钢新炼钢废钢料场采用砂卵石进行大面积换填处理进行了介绍,指出该换填处理工艺既保证了工程质量,又节约了大笔投资,具有明显的投资效益,可供同类工程参考借鉴。

关键词：砂卵石,换填,试验,效益

参考文献

[1]GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].

[2]JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范[S].

[3]GB 50021-2001,岩土工程勘察规范[S].

[4]江正荣.建筑施工计算手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.16-17.

基于砂卵石层的盾构施工技术 第6篇

关键词：砂卵石层,盾构施工,隧道施工

随着城市化进程的加快, 越来越多的人们到城市居住, 导致城市的交通拥堵越来越严重, 给人们的高质量生活带来了极大的影响。为了缓解目前的状况, 越来越多的城市开始修建地铁, 以缓解当前的交通压力。盾构施工法由于具有广泛的适应性、施工效率高、对外界环境影响较小等优点, 在城市地铁的建设中得到了大量的应用。然而地质情况千差万别, 导致盾构施工在不同的地质环境必须进行相应的调整。笔者根据多年的经验, 主要分析在砂卵石地质结构中的盾构施工技术容易出现的问题及解决措施。

砂卵石地层主要具备以下几个特点, 不稳定、结构松散、大小不等、颗粒空隙大、没有黏聚力、整体强度低, 是此种地层的骨架。砂卵石层主要分为两类:无水砂卵石层和富水砂卵石层。

一、无水砂卵石地层给盾构施工造成的影响及解决措施

1. 造成的影响

盾构机在无水砂卵石地层中进行施工时, 常遇到的困难有以下几个方面: (1) 建立土压平衡存在较大的难度; (2) 给刀盘、刀具及土仓隔板造成了的不均匀磨损; (3) 造成盾构机的推力及刀盘扭矩比较大; (4) 给盾构机的掘进速度造成较大的影响; (5) 导致盾构机的推进姿态控制难度加大; (6) 导致盾构机的输送机磨损及抱死; (7) 地表沉降不容易得到控制。

2. 解决措施

(1) 对盾构机的刀盘进行改造及优化

在无水的砂卵石层中进行施工时, 刀具的磨损形式有两种:其一, 石英砂对刀具的磨损;其二, 卵石对刀具的撞击损伤。为了减少在施工过程中的换刀次数, 根据笔者长期的实践经验, 一般在盾构机掘进大约100 m时, 对其原装刀盘进行改造, 具体的改造方法为:对所有的刀盘、刀圈、齿刀都增设耐磨层及硬质合金耐磨保护板, 选择使用碳化钨合金替代硬质的合金钢作为刀头, 同时将滚刀刃的宽度进行了加宽, 从18 mm增加为30 mm。

(2) 对施工土体进行改良

根据无水砂卵石的结构特点, 分析其力学性能及工程性质, 并通过大量的实践试验, 笔者认为可以通过以下方法来对土体进行改良。具体有以下三种方法。其一, 采取优化膨润土的注入参数的措施。具体过程为:选择纳基对膨润土进行优化, 同时调整发酵时间与粘稠度, 通常情况下每掘进一环, 注入5~7 m3、发酵时间不低于24小时, 粘稠度为60 s的膨润土。其二, 可以选择不同种类的改良材料进行土体改良的措施。具体的过程为:不再采用单纯的泡沫剂, 而是按照一定的比例将SLF30+10SLFP1的泡沫剂、发泡聚合物与分散性泡沫剂调配起来。其三, 向土仓内注入含有具有HHZ-Z的高分子与HHZ-A分散剂溶液等发泡聚合物, 将聚合物充分混合, 最大限度地控制泥饼的形成, 最大限度地降低对盾构机刀盘的施工过程造成的影响。

(3) 盾构注浆

在盾构施工的过程中同步注浆, 由于盾构机的开挖半径与管片外径之间存在着一定的空隙, 因此在盾构掘进的过程中同步进行注浆, 需要注意的是, 注浆的材料宜使用缓凝早强的惰性浆液。

(4) 对盾构掘进参数进行适当的调整

通过采取上述措施后, 并根据现场的数字统计显示可以适当地调整盾构机的掘进速度, 以保证在施工过程中区间隧道的顺利贯通。

二、富水砂卵石地层给盾构施工造成的困难及解决措施

1. 对开挖面的土压力造成影响及解决措施

在富水区进行盾构施工时, 由于水位高、压力大, 会对开挖面的土压力造成一定的影响。为了防止这种情况的出现, 对推进的土压力要进行合理的设置, 以保证开挖面不失稳。具体的解决措施为:在掘进的过程增加油脂的注入量、控制好盾尾间隙是关键环节。因为部分盾构机在调整姿态后, 盾尾的间隙控制不好, 这极易对盾尾刷造成破坏, 给掘进防水造成不良后果。

2. 对刀盘刀具造成的磨损及解决措施

砂卵石地层一旦被开挖, 很容易造成开挖面和洞壁不稳定。刀盘在旋转切削时, 极易引起周围的地层坍塌、扰动甚至沉陷, 同时对刀具刀盘的磨损也非常大。解决措施为:可注入大量的泡沫剂, 泡沫采用特制的发泡剂、添加剂及压缩空气通过泡沫器职称。特殊的发泡剂是将多种表面活性剂调配制成, 添加剂多为高分子的水溶液。采用这种方法后, 泡沫的支撑力能够增强土体的流动性, 使得驱动扭矩减小, 从而减小刀盘刀具的磨损。

3. 对掘进过程出土造成的影响及解决措施

由于富水砂卵石的流塑性不好, 给施工过程螺旋机的出土造成一定的困难。解决措施为:在施工过程中, 为了保证出土的顺畅, 可以采取向开挖面注入添加剂以便增加流塑性。通常情况下采用密度约为1.4的膨润土浆液, 在使用之前必须将其经过24 h的膨化才能够使用。同时, 在掘进时必须时刻注意出土情况, 若出土稍有不畅便立刻加大膨润土的注入量, 通常情况下为100 l/min, 特殊情况下可以加大为200~300 l/min。

4. 对掘进速度造成的影响及解决措施

由于对盾构机的刀盘、刀具、土压力等造成影响, 从而影响了施工速度。为了保证顺利施工且不降低施工效率, 可采取以下的解决措施:为了不影响施工质量, 提高施工效率, 在盾构施工的过程中, 可以先试掘进一段距离, 然后根据实际的施工情况, 发现问题, 找出原因, 同时对盾构的参数进行一定的修成, 使盾构掘进能够保持最佳的施工状态。根据笔者多年的经验, 通常对土压力的参数、膨润土的注入量两项参数进行调整。

三、结语

综上所述, 在砂卵石层进行盾构施工时, 由于其特殊的地层结构, 导致盾构掘进存在着较多的困难和风险。但是如果盾构的刀具刀盘配置合理、掘进的各项参数具体情况具体设置、土体的改良方法得当, 盾构掘进的控制难度也不算大。但是由于此种地层的特殊性, 在施工的过程中遇到突发情况的几率也比较大, 只有进行科学合理的控制, 才能较好地保持盾构掘进的连续性。

参考文献

[1]王明年, 魏龙海, 路军富等.成都地铁卵石层中盾构施工开挖面稳定性研究[J].岩土力学, 2011 (1) .

[2]段浩, 陶建勋.盾构穿越砂卵石地层建筑物施工措施[J].现代城市轨道交通, 2008 (4) .

[3]王毅才隧道工程[M].北京:人民交通出版社, 2010.

密实砂卵石 第7篇

关键词：复合盾构,砂卵石地层,盾构设计,施工管理

1 工程与地质概况

北京市轨道交通10号线二期07标段,位于北京南三环与南四环之间。施工标段包括一站两区间:角门西站,西马场站(角门东站)~角门西站区间(至2011年6月已完成)、角门西站~草桥站区间。两个区间均采用盾构法施工,施工方为中铁六局(集团)股份有限公司。采用2台日本小松制作所制造的加泥式复合盾构(图1、2)。

西马场站到角门西站区间单线全长933m,中间设联络通道一座,联络通道长6m。隧道最小曲线半径600m,埋深约11~20.5m,最大纵坡26‰,线间距约12m左右。隧道穿越的地层主要为圆砾、卵石(3)层及卵石(4)层,卵石亚圆形,磨圆度中等,一般粒径2~5cm,最大粒径小于20cm,细砂充填率约35%~40%。本段地层以砂卵石为主,卵石地层中分布有漂石,含量一般约10%~20%。

2 盾构设计

10号线二期07标段虽然没有大卵石地层、漂石出现,但盾构设计考虑了以后工程中可能出现的情况。

盾构设计要点见下述。

1)刀盘 刀盘采用复合式。在大卵石地层,可以配置17英寸的滚刀破碎漂石。刀盘可以由面板形式改造成辐条形式,反之亦然。在本工程中,由于卵石粒径较小,所以采用开口率为60%的辐条刀盘形式(图3)。

2)刀盘扭矩 刀盘采用变频驱动,配置总功率为600kW。额定扭矩5 733kNm,α=23.5,脱困扭矩6 880kNm,α=28.2。

3)泡沫及加泥系统 采用1套泡沫及加泥系统,刀盘上、土仓中、螺旋输送机上分别有7个、4个、2个注入口,发泡枪4个。系统可单独加泥或泡沫,也可以二者同时按需要的比例注入。

4)螺旋输送机 考虑到北京地层中含有大粒径的卵石地层,漂石,并且水位较低及不富含水,因此采用螺旋输送机(图4),可以输送大粒径的卵石。螺旋输送机可以伸缩。

同类型螺旋机曾在北京另一个工地排出粒径为800mm600mm400mm的混凝土块石。

5)推进油缸 配置22个油缸,总推力为37 730kN,能满足最不利工况的掘进。

6)铰接油缸 铰接装置采用主动铰接形式,12个油缸分成4区,可以上下、左右弯曲。

7)刀具 刀具采用主切削刀+焊接型先行刀+可换型先行刀3段高度配置。刀具形式采用适用于卵石的结构。焊接型先行刀,可换型先行刀采用贝壳式。为了在掘进中了解刀具磨损情况,在刀盘外周配置了3把油压形式的磨损检查先行刀。

8)防止由于渣土改良不善以及引起的堵仓(1)合适的刀具的布置、形式及刀盘的开口率、形状等可以防止刀盘产生“泥饼”而引起堵仓的现象。(2)配置了添加剂、聚合物注入系统及泡沫注入系统,在刀盘面板上设置了7个添加剂注入孔,可根据需要向开挖面喷射水、泡沫、膨润土和聚合物,改善碴土的流动性,减小刀堵仓形成的机会。(3)掘进中注意土仓温度和出碴温度比较高时(土仓温度可以通过安装在驱动密封处的二个温度传感器检测,土碴温度可以通过温度检测器检测)就有可能发生堵仓现象。(4)一般情况下,刀盘及土仓中心部位容易形成堵仓现象,因此,在土仓胸板中部安装2个注入口,当土仓中心处发生堵仓时可以通过高压水进行排堵。(5)刀盘转臂及搅拌棒的搅拌作用下能使碴土与添加材料充分搅拌混合,使碴土具有很好的塑流性、止水性,利于出土。

3 施工管理

1)管理土压的设定 为了尽量减少地面的沉降,土压管理采用“静止土压+预备土压”进行掘进。预备土压根据经验及初期的掘进实验数据来定。本工程管理土压的设定值为0.7~1.1bar之间。

2)泡沫及膨润土的管理 泡沫及膨润土的管理是能否顺利掘进的关键。根据本工程的地质条件,第一,必须采用膨润土或者膨润土和泡沫共用的方法才能对渣土进行良好的改善;第二,注入部位必须正确有效。

掘进初期,由于对膨润土对渣土的改良效果不够了解,对膨润土的质量、比重的管理不够完善,特别是膨润土的比重过低以及只对土仓部位注入,而且主要采用泡沫注入,所以对渣土的改良效果较差,除推力、扭矩较大及掘进速度较慢外,螺旋机还有喷发现象。在掘进240环后,根据盾构厂家及专家提出的膨润土质量、比重及刀盘前注入的要求,施工方经过调研后,根据实际情况进行了必要的改进,除了提高膨润土质量、比重外,采取膨润土与泡沫按一定的比例注入。由于施工方担心膨润土中可能混入的粒状物体堵塞管路,所以采用刀盘上注入泡沫,土仓中注入膨润土的方式。在采取了这些措施后,渣土情况得到了较大的改善,掘进比较顺利。推力降低了50%,扭矩降低了10%(如以渣土改善前掘进速度计算的话,扭矩降低更多),掘进速度提高了50%,土仓温度降低了60%,没有螺旋机喷发现象。

3)刀具磨损 532m旁通道加固区开仓检查时,由于加固区不太稳定,检查了3把刀具,磨损只有3mm。掘进结束,刀具基本没有大的磨损。见图5。

4)同步注浆 注入量一般在理论注浆量的110%~160%之间。

5)开仓检查 在掘进至532m旁通道加固区开仓检查,土仓由于掘进初期渣土改良效果较差有轻微堵仓现象。

4 小结

1)在国内目前对渣土改良的方法及管理还比较欠缺的情况下,刀盘配置扭矩可以适当再提高,目前已对新购用于北京的盾构扭矩提高了25%。

密实砂卵石 第8篇

1 工程概况

北京地铁6号线二期工程玉带河大街站—郝家府站区间联络通道工程位于北京市通州区, 其中1号联络通道地表为京哈铁路以及北运河区域, 2号联络通道地表为空旷杨树林。根据设计两座联络通道均采用冻结法施工, 施工区域根据地勘显示, 1号联络通道上部区域为部分砾石层, 中下部区域为细砂层, 2号联络通道全断面为细中砂层 (灰黄~灰色, 密实, 饱和, 标贯击数平均值为57, 属低压缩性土, 局部含粉细砂夹层) 。根据施工情况观测可以发现, 施工中1号联络通道下部、2号联络通道部分区域大量存在卵石地层而非全部砂层施工, 卵石直径最大接近6 mm。

2 钻孔施工难点

本工程两座联络通道均位于承压水层中, 因此施工中需注意采取止水措施, 避免施工打开管片后出现涌砂、冒泥。同时由于联络通道大部分钻孔施工位于砂、卵石地层中, 周围土体对冻结管磨损较为严重, 易对于管体强度产生影响。施工中如果加大对于砂、石的疏通, 必然带来大量的水土流失, 对于地表产生较大变形, 而如果不对于砂、石进行疏通, 必然对冻结管产生极大的磨损, 从而影响施工安全。

3 施工过程问题及分析

本工程施工中主要面对的问题为砂卵石地层对于冻结管的磨损。在维持正常泄压的状态下, 透孔及普通冻结孔施工中普遍出现了断管问题, 成为了本工程最大的难点。根据断孔情况分析可以发现, 冻结管断裂区域主要位于两根冻结管之间的连接位置, 根据现场测量, 钻进1 m~2 m后由于土层原因钻进缓慢, 同时通过泥浆的正循环带动了大量的砂石堆积于靠近管片位置, 使得冻结管磨损严重, 一旦管路连接位置通过该区域, 长时间的磨损使得连接处母扣位置本就薄弱的区域更加薄弱, 最终形成了对于接口处的破坏, 导致冻结管断裂。

其中最为严重的1号联络通道透孔施工, 由于其钻进时间较长, 虽然采用了加大泄砂通道的方法, 但仍无法避免断管, 后期计划使用地质钻杆先进行首次导孔, 然后下放冻结管, 但在实际施工中发现对于砂、卵石地层, 成孔后一旦钻杆抽出成孔极易塌孔, 最终选择采用地质钻杆导孔, 然后跟进冻结管进行钻进, 从而避免了抽出钻杆的工序, 完成了整个透孔施工。

整体施工可以发现, 虽然最后完成了1号联络通道的钻进施工, 但是大部分冻结管仍受到了较大的磨损, 在低温盐水循环后仍有较大可能出现断管现象, 影响最终安全。

4 工艺改进

根据1号联络通道冻结管钻进施工情况, 为了有效避免后续钻孔施工中继续出现上述问题, 项目部经分析决定针对薄弱环节进行改进, 减少施工风险。

1) 针对砂、卵石地层调整冻结管规格, 以往施工中往往采用89 mm×8 mm低碳无缝钢管进行冻结管的制作, 在制作丝扣连接时, 为了避免公扣过薄, 因此母扣厚度一般不大于5 mm, 扣去丝牙尺寸后往往仅有3 mm。因此在考虑了加工同心度等问题后冻结管管壁薄弱的问题在砂卵石地层中往往表现极为明显, 并且即使施工完成未出现断管, 但是由于冻结管在地层钻进中磨损较大, 冻结后的断管几率要极大的高于普通粘土层内施工的透孔冻结管。因此根据冻结管长度、经过地层情况可适当增加冻结管管壁厚度, 达到有效减少磨损对管壁损害的目的, 同时施工钻孔前可以进行试钻, 探查冻结管在土体内1 h磨损量, 从而判断是否需要加强。同时由于开挖期间土体卸载的出现, 冻结管往往产生变形, 在磨损严重的冻结管位置, 这种变形往往造成致命影响。若已知冻结管变形挠曲线方程为h=h (x) , 则冻结面上某一截面处的最大弯曲应力σw, 拉伸应力σ1和剪应力τ均可以用材料力学公式计算:

其中, A和I分别代表截面面积和中心轴的惯性矩;b为冻结管外径[1]。可见最大弯曲应力σw, 拉伸应力σ1和剪应力τ均与冻结壁的变形有关, 且最大弯曲应力σw与冻结管外径尺寸、冻结壁变化程度成正比例关系。因此在变形一定的情况下增大冻结管外径可增加σw, 减少冻结管破坏的几率。

2) 对于磨损较大地层施工中采用外节箍进行连接点加固, 避免出现过度的冻结管焊口磨损。由于冻结管施工中透孔需穿透对侧管片, 因此其钻进时间一般较长, 且钻进至对侧管片位置由于混凝土管片在金刚石取芯钻头的磨损下进尺较小, 因此冻结管长时间处在相同环境内受到磨损, 磨损效果较不断进尺中严重, 且难以避免, 因此选择采用外节箍形式对于最为薄弱的接缝处进行处理, 从而有效的避免焊口破损, 造成冻结管断裂 (见图1) 。

k N/m2

5 改进效果验证

为了验证改进后相关效果, 在2号联络通道冻结管施工时部分冻结管采用了增加外节箍保护冻结管, 经对比发现在采取外节箍保护后, 正常泄压条件下所有冻结管均未出现断管, 而未采用外节箍保护的冻结管与1号联络通道断裂效果基本一致。

同时, 受工程实际施工所限, 无法对于不同外径的冻结管进行试验, 因此采用MIDAS数值模拟软件对于不同形状冻结管进行不同荷载条件下的模拟, 确定在同等荷载作用下冻结管的受力缩减。根据计算可以发现, 在采用95 mm直径冻结管后各个界面应力减少了30%左右 (见表1) 。

6 结语

在砂、卵石地层内施工冻结管时, 往往对于管体磨损较大, 易产生施工中断管的问题, 即使冻结管并未断裂, 但随着冻结时间的延长, 冻结管产生的断裂性也较大增加。经过分析计算发现通过采用外节箍或改变外径情况下由于冻结管厚度增加, 管体抗磨损能力增强, 保证了钻孔在冻结期间的安全, 而外径的改变可有效增加冻结管抗变形能力, 保证了开挖过程的安全。

摘要：为了研究冻结法施工联络通道在砂卵石地层中常见的断管现象, 对联络通道钻孔施工的难点进行了分析, 提出了改变冻结管尺寸, 调整薄弱区域界面的改进方式, 并通过现场验证以及数值模拟计算, 最终降低了断管事故的发生风险。

关键词：联络通道,冻结法,钻孔,卵石层

参考文献

[1]杨维好, 黄家会.冻结管受力分析与试验研究[J].冰川冻土, 1999 (21) :33-38.

[2]崔广心, 杨维好.冻结管受力的模拟试验研究[J].中国矿业大学学报, 1990, 19 (2) :57-64.

[3]李功洲.基于弹性基础梁理论的冻结壁和冻结管变形与受力分析[J].煤炭学报, 2001, 26 (3) :258-264.