盾構(gòu)施工遇障礙物的處理方法

□文/張鐵成 陳津晶

盾構(gòu)施工遇障礙物的處理方法

□文/張鐵成 陳津晶

隨著天津地鐵建設(shè)的大發(fā)展，盾構(gòu)施工里程越來越長，施工遇障礙物的情況越來越多。文章以天津地鐵1號線東延工程施工中遇到的兩種情況為例，簡單介紹障礙物處理的方法。

地鐵；盾構(gòu)；障礙物

1　施工線路上存在鋼管井

1.1工程概況

天津地鐵1號線東延線機(jī)場大道—奧體中心站盾構(gòu)左線區(qū)間上存在1口鋼管井，始建于20世紀(jì)60年代，井距離線路中心0.72 m，位于農(nóng)田灌溉溝渠中，直徑400 mm，壁厚7 mm，井深約600 m，水深＞35 m。因影響盾構(gòu)區(qū)間正常施工，需將井在盾構(gòu)影響范圍內(nèi)井段切割拔除。

1.2施工方案設(shè)計

考慮施工的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、可行性以及施工周期，經(jīng)多方研討，最終確定施工方案為爆破切割+鋼套筒水氣幕震動沉管法進(jìn)行鋼管井的拔除施工。

1.3施工方案介紹

1.3.1施工準(zhǔn)備

施工前，采用高壓射水法將鋼管井進(jìn)行疏通，在切割位置以下5 m設(shè)置鋼絲網(wǎng)片吊網(wǎng)，其上灌注混凝土。

1.3.2鋼管井爆破切割

根據(jù)井況數(shù)據(jù)，設(shè)計了一種適和此次井切割的特制聚能切割彈，采用聚能切割的方式實現(xiàn)切割作業(yè)。井管切割需要的彈體直徑約為350～380 mm，長度約40 cm。裝藥量設(shè)計上考慮到在水下的影響，擊穿鋼板厚度考慮按2 cm計算，采用孔內(nèi)裝藥切割方式。將切割彈點火總成上端與麻繩連接在一起，利用自重將切割彈傳送到切割位置，起爆電線（φ1 mm）沿麻繩引出外延至距離井口100 m處。

1.3.3鋼管井拔除

采用高壓水幕氣幕振動沉管法拔除鋼井管，施工工藝流程：暴露管井頂部→與管井同心打入φ900 mm直徑的鋼套筒→用高壓水幕氣幕清除套管與管井間的土體→液壓沖抓斗清除管井→管井拔除→液壓沖抓斗清除余留管井→孔位封堵及回填→拔除鋼套管。

1）套管打入。鋼套管內(nèi)徑φ900 mm，壁厚16 mm，長度32 m，分段打設(shè)。焊接時焊縫必須焊接牢固，打設(shè)時制作一專用夾具，用50 t履帶吊車懸掛DZ135震動錘打設(shè)。為防止鋼套管下部被硬物擠壓損壞，對鋼套管下端部采用鋼板進(jìn)行加固。鋼套管打設(shè)時必須與鋼管井同心，鋼管底比需要清除的標(biāo)高底低2 m。

2）高壓水槍沖孔減摩。鋼套管打設(shè)好后，利用鋼套管內(nèi)預(yù)先留置的高壓水槍，用高壓水泵不斷向套管內(nèi)沖水，將鋼套管內(nèi)泥土充分液化，土體液化后的泥漿用泥漿泵抽出，通過泥漿管路輸送到泥漿箱中，初步沉淀后及時用槽罐車外運(yùn)。

3）鋼管井拔除施工。高壓水槍沖孔的底標(biāo)高應(yīng)達(dá)到要求清除管井的底標(biāo)高，管井周圍的土體液化并抽干后，直接用50 t吊車將管井吊出。

4）套管拔除及管井孔回填施工。管井孔回填之前利用導(dǎo)管注漿封堵套管底部。管井孔回填質(zhì)量的好壞將嚴(yán)重影響到周邊土體后期的沉降情況和后期盾構(gòu)推進(jìn)施工，經(jīng)研究采用水泥土填充材料。套管拔除與回填應(yīng)同步進(jìn)行，利用鋼套筒拔除過程中高頻振動保證回填材料密實。

2　施工線路上存在混凝土樁

2.1工程概況

天津地鐵1號線東延線雙林—李樓盾構(gòu)區(qū)間線路上存在信號塔，信號塔基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)，樁長21.0 m，直徑600 mm，共6根，混凝土強(qiáng)度等級為C25混凝土。承臺設(shè)計為矩形承臺，混凝土強(qiáng)度等級為C35混凝土。

2.2施工方案設(shè)計

考慮經(jīng)濟(jì)性、安全性，可行性，經(jīng)研究比選，決定采用360°全回轉(zhuǎn)套管鉆機(jī)施工，另配65 t履帶吊配合。

2.3施工方案

2.3.1工藝流程

放出樁位中心→全回轉(zhuǎn)套管鉆機(jī)定位→鋼套管壓入、鉆進(jìn)、清除舊樁→樁孔回填→移至下一鉆孔位置。

2.3.2施工準(zhǔn)備、鉆機(jī)就位

將承臺挖出并拆除，拆除后采集舊樁坐標(biāo)并保存?zhèn)溆?，然后用水泥土回填壓實。根?jù)已布置孔位，制作定位鋼板標(biāo)記。鉆機(jī)就位前應(yīng)先將定位鋼板按標(biāo)記安放固定，鉆機(jī)就位后調(diào)整好設(shè)備的水平度并隨時觀察和控制套管的垂直度，使之偏差低于1/300。

2.3.3套管壓入、鉆進(jìn)、拔除舊樁

全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位后，吊裝第一節(jié)套管于鉆機(jī)鍥塊中并夾緊，保持套管垂直度后，回轉(zhuǎn)套管并下壓，利用設(shè)備最大壓入力壓入套管，使套管內(nèi)擠滿泥土或障礙物擬達(dá)到止水目的，然后用沖抓斗從套管內(nèi)抓土或用鋼絲繩拔出舊樁，一邊抓土（拔樁）、一邊繼續(xù)下壓套管。

第一節(jié)套管壓入時，套管高度需要高于鉆機(jī)平臺1.2～1.5 m，以便接管。接管后檢測垂直度，發(fā)現(xiàn)套管傾斜馬上進(jìn)行糾偏調(diào)整，保證其垂直度偏差控制在1/300左右。然后，套管繼續(xù)下壓抓土（拔樁），直至舊樁底部。本工程的舊樁為全籠，采用將樁分段然后用鋼絲繩吊出。套管在旋轉(zhuǎn)鉆入的過程中套管帶著套管內(nèi)土體旋轉(zhuǎn)，對舊樁產(chǎn)生摩擦力從而舊樁會受到旋轉(zhuǎn)扭力。隨著套管的鉆入對舊樁的扭力逐漸增大，當(dāng)扭力大于舊樁的承受能力時就會斷裂。當(dāng)舊樁承受能力過大不能在理想位置斷裂時，采用鋼楔子塞在樁于套管內(nèi)壁之間，然后旋轉(zhuǎn)套管將樁扭斷。

2.3.4樁孔回填

經(jīng)比較，舊樁拔除后采用水泥土回填，相對比較有利于盾構(gòu)的推進(jìn)。水泥土是在一般的素土中摻入7%～10%水泥翻拌均勻后填入孔內(nèi)。水泥與土攪拌后的水泥土回填采用挖機(jī)一斗一斗灌入孔內(nèi)，由于水泥土填入孔內(nèi)是松土，回填過程中通過土體的自重沖擊力使土體密實，邊回填邊拔除鋼套管，當(dāng)填筑至上部后拔出鋼套管移除拔樁機(jī)械，因上部土體沖擊力較小，采用重錘擊實，該施工方法回填的土體密實度較好。

3　結(jié)語

上述兩種拔樁方法在地一號線東延項目中得到了很好的應(yīng)用，目前盾構(gòu)施工已經(jīng)全部完成。

□陳津晶/天津市地下鐵道運(yùn)營有限公司。

U231+.3

C

1008-3197（2016）02-60-02

2015-12-29

張鐵成/男，高級工程師，天津市地下鐵道集團(tuán)有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.02.020