地鐵盾構(gòu)隧道沿線障礙樁沖樁破除施工技1

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1、地鐵盾構(gòu)隧道沿線障礙樁沖樁破除施工技術(shù)?摘要:通過西安地鐵二號線盾構(gòu)區(qū)間隧道穿越障礙樁的工程案例,對4種廢棄障礙樁的處理工藝的優(yōu)缺點進行對比,確定采用"基坑開挖+沖樁"的方法,并介紹沖樁施工的要點以及關(guān)鍵技術(shù)措施。采用的施工方案施工效果明顯:工序簡單、容易操作、工期短;工序相對安全,工藝可靠。所得以驗可供今后類似工程借鑒參考。關(guān)鍵詞:盾構(gòu)隧道;障礙樁;沖樁破除;技術(shù)控制?0引言?????在城市地鐵盾構(gòu)施工中,經(jīng)常遇到前方出現(xiàn)障礙物侵入隧道凈空,不及時清除,盾構(gòu)將無法通過。這些障礙物包括建(構(gòu))筑物樁基、圍

2、護結(jié)構(gòu)等,如果影響建筑物的承載力,通常采用樁基托換;如果不影響建筑物的承載力,通常利用豎井或挖孔樁下去或沖樁破除即可。文獻[1-4]闡述了盾構(gòu)在隧道施工中遇到了施工技術(shù)難題并加以分析與解決;文獻[5]介紹了某系桿拱橋基礎(chǔ)采用的群樁基礎(chǔ)施工工藝;文獻[6]從施工方法、地下水及惡劣天氣影響3個方面對Ⅲ類基樁產(chǎn)生的原因進行了分析。西安地鐵二號線行政中心—北客站區(qū)間隧道受建筑物鋼筋混凝土樁基侵入凈空的影響,盾構(gòu)無法順利推進,必須采取相應(yīng)的措施鑿除樁基后,才可順利施工。1工程概述1.1工程概況?????西安地鐵二號

3、線北苑站—北客站左線盾構(gòu)區(qū)間在推進方向上里程ZDK1+708位置,有西潼高速公路改擴建施工的已廢棄的0號橋臺,但其2、3號承臺樁鋼筋混凝土樁侵入盾構(gòu)隧道,2根樁分別距隧道中心1.77、2.12m(隧道線路與障礙樁位置如圖1),樁下穿盾構(gòu)隧道且伸入隧道底板下6~7m,該樁直徑1.2m,長26m,鋼筋籠長26.86m,主筋20根Φ28螺紋鋼,箍筋Φ10圓鋼,水下灌注C25混凝土。該區(qū)間使用土壓平衡盾構(gòu),適應(yīng)軟土掘進配置的刀盤和刀具,無法切割鋼筋混凝土障礙樁體。根據(jù)該盾構(gòu)使用說明:在掘進過程中若土層中直徑大于1

4、5cm的鐵件或整體碎塊,可能導(dǎo)致刀具損壞或螺旋輸送機卡死,甚至導(dǎo)致盾構(gòu)無法掘進。為保證盾構(gòu)機安全,必須對這2根樁進行破除處理。1.2水文地質(zhì)情況?????該段地下水位-12~-13m,土層由上至下依次為:雜填土、黃土狀土、粉質(zhì)黏土、粉細砂、中砂、粗砂,樁底處于中砂層,盾構(gòu)主要穿越粉細砂、中砂地層(障礙樁地質(zhì)示意圖如圖2)。2障礙樁處理方法選擇2.1處理方法比較?????通常盾構(gòu)施工遇到廢棄障礙樁的處理方法有:拔樁、沖樁、爆破、利用盾構(gòu)直接掘進破除。4種工藝優(yōu)缺點比較詳見表1。?????根據(jù)表1各工藝優(yōu)缺點

5、比較,結(jié)合本工程的實際,確定采用“基坑開挖+沖樁”的方法。2.2沖樁方案?????基坑開挖放坡開挖上部6m高度范圍的土體,破除此段開挖面以上的橋樁;再采用沖擊鉆沖壓樁體的方式將剩余14m的橋樁沖壓至隧道底板以下0.5m處。其原理是利用沖擊式鉆機或卷揚機懸吊沖擊鉆頭(沖錘)往復(fù)沖擊,將混凝土樁體破碎成碎渣,通過泥漿循環(huán)帶出地面,將沖錘鑿斷的鋼筋進行清理并進行監(jiān)測,用砂漿回填,不影響盾構(gòu)的通過。3沖樁施工3.1基坑開挖?????采用放坡開挖上部6m高度范圍的土體,利用挖掘機按照1?1.25進行放坡開挖,邊開挖

6、邊噴錨支護,并利用液壓破碎錘破除上部的橋樁。3.2沖樁施工要點3.2.1施工工藝流程?????見圖3。3.2.2施工工藝要點?????為加快施工進度,采用2臺Φ1.5m沖擊鉆同時施工。沖擊鉆在施工過程中的振動較大,2根障礙樁間距僅5.5m,除了采用輪環(huán)施工、不同步進尺的辦法來減少對地層的擾動外,還可通過提高泥漿的黏度來防止孔壁坍塌。3.2.2.1鉆機就位?????按照實測樁位坐標(biāo),測放樁位,開挖埋設(shè)護筒。3.2.2.2埋置鋼護筒?????采用Φ1.8m鋼護筒,在頂部焊接環(huán)向加強筋和吊耳,開出水口,先用破碎

7、錘將樁體破碎到基地0.5m,壓實回填,護筒底部埋入地面以下不小于1.5m,護筒頂端標(biāo)高高出基坑開挖地面0.3m,護筒四周必須填充黏性土層;鉆進過程中要經(jīng)常檢查,確保護筒不發(fā)生偏移和下沉。3.2.2.3沖樁?????鉆機就位前,應(yīng)對鉆孔前的各項準(zhǔn)備工作進行檢查;鉆機安裝就位后,底座和頂端應(yīng)平穩(wěn);開始鉆孔時,應(yīng)稍提鉆頭,在護筒內(nèi)制漿,黏土以及泥漿指標(biāo)符合表2(黏土、泥漿性能指標(biāo)表)要求,并啟動泥漿泵進行循環(huán),待泥漿均勻后方可開始鉆進。進尺要適當(dāng)控制,對護筒底部,應(yīng)慢速鉆進;確保底部處有好的護壁效果;鉆至護筒底

8、部以下1m后,則可以按實際情況以正常速度鉆進。?????鉆進過程中應(yīng)注意以下事項:1)檢查鋼護桶不發(fā)生偏移和下沉;2)沖錘的磨損,定期檢查提取鉆頭,檢查鉆頭磨損情況,有磨損及時修補,必要時更換;3)測量沖孔垂直度,及時糾偏;4)檢查孔內(nèi)泥漿體積質(zhì)量,并做相應(yīng)的調(diào)整;5)現(xiàn)場施工人員必須認真執(zhí)行崗位責(zé)任制,隨時填寫鉆進施工相關(guān)記錄。3.2.2.4磁鐵吸附鋼筋?????沖樁是一個持續(xù)的循環(huán)工程:十字錐沖擊—泥漿循環(huán)(測量深度、測量