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N080607217 吴鹏德南京地铁某盾构隧道端头施工质量控制
本科毕业设计〔论文〕
题目 ：
南京地铁某 盾构隧道端头施工质量操纵及 盾构 始发实测 研究
学 学
院：
南方学院
专 专
业：
土木工程〔建筑工程〕 学 学
号：
N080607217
学生姓名：
吴鹏德
指导老师：
张婷
职 职
称：
讲师
二 二 0 一二年 五 月 二十 一日 日
摘要 盾构始发端头地层的稳固性专门重要，这也是盾构始发风险所在。如何确定土体加固的范畴，保证该时期加固土体的强度和安全性，是盾构隧道施工中必须解决的问题。结合南京地铁绿博园站端头盾构始发工程，讨论软土地区常用加固方式，加固所采纳的技术参数以及施工质量操纵。通过查阅资料和初步研究，本文得出：关于软土地区，多采纳水泥土深层搅拌桩+高压旋喷桩〔或注浆〕的加固方式，土体扰动极限平稳理论运算得出的横向加固尺寸小于构造要求，只要能够满足构造要求，土体在抗击扰动上就有足够的安全系数。盾构始发是盾构隧道施工中的事故多发时期，不管采取何种方法，土体加固和改良的成效是质量操纵的关键，绿博园监测又在专门大程度上指导着工程的进程，因此盾构隧道端头施工质量操纵及盾构始发实测显得专门重要，要专门注意盾构隧道端头加固的施工质量操纵以及工程监测。
关键词：盾构始发；加固土体；设计方法；安全性；质量操纵；工程监测。
ABSTRACT Abstract：Shield launching end formation stability is very important, this is also the shield launching risk. How to determine the soil reinforcement range, to ensure that the stage of reinforcing soil strength and safety of shield tunnel construction, is a problem that must be solved in
bined with the shield machine launching engineering in lv bo yuan subway station’s in Nanjing,its technical parameters，construction quality control and emergency measures of commom reinforcement methods used in soft soil area were discussed．Through access to information and preliminary research, this article comes to the conclusion that the reinforcement method which combined deep soil cement mixing pile and high-pressure jet grouting pile〔or grouting〕was most widely used．The transverse reinforcement size calculated with the limit equilibrium theory of soil disturbance was less than construction requirements，and as long as it could satisfy the structural requirements ， the soil would have enough safety coefficients in resisting disturbance ． Shield machine launching is accident-prone stage in shield tunnel construction and the problem must be solved in construction is how to ensure the safety and strength of the reinforced soil in order to determine the scope of soil reinforcement．No matter what method, soil reinforcement and improvement to quality control is the key.Monitoring and to a large extent, directs the engineering process.So the shield tunnel construction and quality control of shield launching test appears especially important, special attention should be paid to shield tunnel end reinforcement construction quality control and engineering monitoring. Key words：shield machine launching；reinforced soil；design method；safety；quality control； engineering monitoring.
名目
1 盾构隧道技术的进展 ..................................................... 1 1.1 国外盾构隧道技术进展 ............................................... 1 1.2 我国盾构隧道技术的进展 ............................................. 2 1.3 盾构隧道端头加固方法 ............................................... 4 2 高压喷射注浆法 ......................................................... 5 2.1 高压喷射注浆技术的进展 ............................................. 5 2.1.1 起源 ............................................................ 5 2.1.2 国内外现状 ..................................................... 5 2.2 高压喷射注浆法分类 ................................................. 6 2.3 高压喷射注浆加固差不多原理 ......................................... 8 2.4 高压喷射注浆工法适用范畴及特点 ..................................... 9 2.5 工程实例 .......................................................... 12 3 深层搅拌桩法 .......................................................... 13 3.1 深层搅拌法技术进展 ................................................ 13 3.1.1 起源 ........................................................... 13 3.1.2 国内外现状 ..................................................... 13 3.2 深层搅拌桩法加固型式的分类 ........................................ 14 3.3 深层搅拌桩法水泥加固土的原理 ...................................... 15 3.4 深层搅拌法的适用范畴 .............................................. 17 3.4.1 对地质勘察的要求 ............................................... 17 3.4.2 适用土质与加固深度 ............................................. 17 3.4.3 适用工程对象 ................................................... 17 3.5 工程实例 .......................................................... 18 4 盾构隧道端头加固施工质量操纵 .......................................... 19 4.1 工程概况 .......................................................... 19 4.1.1 工程位置 ....................................................... 19 4.1.2 地质情形 ....................................................... 19 4.2 端头加固施工操纵措施 .............................................. 20 4.2.1 绿博园站的端头井加固施工方法的选择 ............................. 20 4.2.2 技术要求及工作量统计 ........................................... 21 4.2.3 加固强度检验方法 ............................................... 22 4.2.4 高压旋喷桩施工工艺及技术要求 ................................... 22 4.2.5 搅拌桩质量通病防治 ............................................. 23 4.2.6 冻结加固方式及技术要求 ......................................... 24 4.2.7 施工质量操纵措施 ............................................... 26 5 绿博园站盾构始发实测 .................................................. 27 5.1 监测方案 .......................................................... 27 5.1.1 监测目的 ....................................................... 27 5.1.2 监测项目 ....................................................... 28 5.1.3 测点布置 ....................................................... 28 5.1.4 监测方法 ....................................................... 29
5.1.5 监测频率 ....................................................... 31 5.1.6 警报值 ......................................................... 32 5.1.7 监测仪器 ....................................................... 32 5.1.8 监测措施 ....................................................... 33 5.2 始发监测结果分析 .................................................. 33 5.2.1 监测过程 ....................................................... 33 5.2.2 监测情形分析 ................................................... 34 5.2.3 冻结运算公式 ................................................... 38 5.2.4 监测结论 ....................................................... 39 小结 .................................................................. 41
1 1 盾构隧道技术 的进展
1.1 1 国外 盾构隧道技术进展
盾构施工技术自 1823 年由布鲁诺尔首创于英国伦敦的泰晤土河的水底隧道工程以来，已有 170 余年的历史。在这 170 余年的风风雨雨中，通过几代人的努力，盾构法已从一种只能在极少数欧美发达国家中才见应用的专门技术，进展成为在发达国家中极为一般，在进展中国家中亦逐步得到应用的隧道施工技术。
最早发明盾构法的思路是来自发明者的一个有味的发觉，英国的布鲁诺尔发觉船的木板中，有一种蛀虫钻出孔道，并用它自己分泌的液体覆涂在孔壁上。1818 年布鲁诺尔在蛀虫钻孔的启发下，最早提出了用盾构法建设隧道的设想，同时在英国取得了该施工法的专利。1825 年，布鲁诺尔用他自己的方法制成盾构，并第一次在泰晤士河施工了水底隧道。这条道路隧道的断面〔11.4m×6.8m〕相当大，施工中遇到了坍方和水淹，加上隧道的损坏，当时处于难于进展的状态，由于初始未能把握操纵泥水涌入隧道的方法，隧道施工中两次被淹，后来在东伦敦地下铁道公司的合作下，通过对盾构施工的改进，用气压辅助施工，花了 18 年的时刻才于 1843 年完成了全长 458m 的第一条盾构法隧道。
1865 年巴尔劳首次采纳圆形盾构，并用铸铁管片作为地下隧道衬砌。1869 年，他用圆形盾构在泰晤土河底下建成了外径为 2.21m 的隧道。在盾构穿越饱和含水地层时，施加压缩空气以防止涌水的气压法最先是在 1830 年由口切兰斯爵士〔Lord Cochrance〕发明的。1874 年，在英国伦敦地下铁道南线的粘土和含水砂砾地层中建筑内径为 3.12m 的隧道时，格雷塞德〔Henry Greathead〕 〔1844～1896〕综合了以往所有盾构施工和气压法的技术特点，较完整地提出了气压盾构法的施工工艺，同时首创了在盾尾后面的衬砌外围环形间隙中压浆的施工方法，为盾构法进展起了重大的推动作用。1880～1890 年间，在美国和加拿大间的圣克莱河下用盾构法建成一条直径 6.4m，长 1800 余 m 的水底铁路隧道。二十世纪初，盾构施工法已在美、英、德、苏、法等国开始推广。30～40 年代在这些国家已成功地使用盾构建成内径自 3.0～9.5m 的多条地下铁道及过河公路隧道。仅在美国纽约就采纳气压法建成了 19 条重要的水底隧道，盾构施工的范畴专门广泛，有公路隧道、地下铁道、上下水道以及其他市政公用设施管道等。苏联 40 年代初开始使用直径为 6.0～9.5m 的盾构先后在莫斯科、列宁格勒等市修建地下铁道的区间隧道及车站。
从 20 世纪 60 年代起，盾构法在日本得到迅速进展，除了大量在东京、大阪、名古屋等都市的地下铁道建设中外，更多地是用在下水道等市政公用设施管道建设中。70年代，日本及联邦德国等国针对在都市建设区的松软含水地层中由于盾构施工所引起的地表沉陷、预制高精度钢筋混凝土衬砌和接缝防水等技术问题，研制了各种新型的衬砌和防水技术及局部气压式、泥水加压式和土压平稳式等新型盾构及相应的工艺和配套设备。
值得一提的是日本的盾构进展情形。日本是欧美国家以外第一个引进盾构施工技术的国家。1939 年的关门隧道是日本首次采纳盾构施工技术的隧道工程。由于战争及战
后困难时期的缘故，此项技术一直没有得到进展。直到 1957 年东京地铁的丸之内线采纳盾构施工技术修建了一段区间隧道，1961 年名古屋地铁采纳此法修建了觉王山区间隧道取得圆满成果之后，盾构施工技术在日本有了飞速的进展。在短短的 20 余年之内共制造了 2000 余台盾构，在世界上处于领先地位。日本的机械式盾构是和手掘式盾构同时研究进展起来的。1963 年，大阪市上水道大淀送水管工程〔总长 227m〕首次应用了外径 2.592m〔隧道外径 2.35m〕的机械式盾构。1964 年，大阪市地下铁道 2 号线谷町工区〔总长 447m〕的区间隧道中，采纳了外径 6.97m〔隧道外径 6.8m〕的大断面机械式盾构。同年，在东京都下水道局神谷 3 丁目 2 区〔总长 668.4m〕采纳了外径 3.4m的〔隧道外径 3.30m〕机械式盾构，标准施工月进度达 360m。1967 年，日本近畿铁道难波线上本町难波间 1488m 区间采纳了外径为 10.041m 〔隧道内径 9.90m〕的机械式盾构。从此，人们对机械式盾构更为关注，使能够用于日本那样复杂地层的各种机械盾构进一步得到了进展。专门是小断面盾构，在缩短工期的研究中也取得了专门大的进步。同时在脆弱地基中还研制了挤压式盾构。
1993 年建成的、连接英法两国的英吉利海峡隧道，全长 48.5km，海底段长 37.5km，隧道最深处在海平面下 100m。这条隧道全部采纳盾构法技术施工，英国一侧共用 ...