海域围堰上软下硬地层中地下连续墙施工技术研究与实践

汕头市苏埃通道南岸明挖隧道位于海域围堰内,围堰内上软下硬的特殊地层给地下连续墙施工过程中的泥浆护壁、成槽造成极大的困扰。地下连续墙成槽施工前期主要采用"抓—冲结合"成槽工艺;在淤泥层、砂层、全风化岩层采用液压抓斗成槽机直接成槽;在强风化、中风化、微风化岩层采用冲击钻机冲孔、修槽成孔工艺。单元槽段成槽时一般完成1个槽段需要20 d以上,最长1个槽段达40 d,严重影响工期进度。为了改变地下连续墙施工状况,结合类似工程实践经验,在旋挖钻的基础上进行改造,将钻头设计为牙轮钻钻头,对强、中风化岩层钻孔取芯,通过组合使用"成槽机+冲击锤+旋挖钻(牙轮钻)"后,实现了地下连续墙施工效率的极大提升。经过成槽施工方案比选、入岩墙深设计优化、孤石破碎和基岩处理工艺探讨,顺利完成了该基坑工程,积累了在该类上部淤泥下部基岩地层中地下连续墙施工的经验。     

珠海地区超深入岩地连墙成槽施工技术

珠海市区至珠海机场城际轨道湾仔北站为深基坑工程,围护结构采用地下连续墙,深度达54.1m,底部嵌入弱风化花岗岩至少2m,因地质起伏变化较大,入岩深度最大达18m。文中结合该工程,阐述超深地下连续墙关键施工技术。上部软土地层采用成槽机施工,下部硬岩段采用冲击钻施工,冲抓结合解决超深地下连续墙入岩成槽问题;同时改进常规地连墙入岩成槽技术,采用气动潜孔锤预先引孔的方式提高冲击成槽效率。     

地下入岩连续墙施工技术研究

地下入岩连续墙施工机械配套形式多样、复杂,施工组织难度大,依托南昌地铁秋水广场站地下入岩连续墙施工实践,对各类钻机配合抓斗成槽机施工地下入岩连续墙工艺特点进行调研总结,优化采用“旋挖钻机配合冲击钻机破碎岩层、成槽机取土成槽”的施工工艺,并采取主副孔引孔策略和针对不同地层灵活换用各类钻机并合理组织等方式,有效提高了成槽入岩施工效率。     

上软下硬地层条件下地下连续墙施工技术

江阴市澄江西路隧道工程河东岸边段地下墙施工时遇到上软下硬地层,经过成槽施工方案比选、入岩墙深设计优化,顺利完成基坑工程,积累了该类上部粘土下部基岩地层中地下墙施工的经验。其经验可供同行参考。     

水下盾构隧道硬岩处理与对接技术

为了对盾构隧道(尤其是水下盾构隧道)施工中遇到的特殊地层的处理方法进行总结,特别是阐明水下盾构对接施工的关键技术,以借类似工程参考。结合目前盾构隧道施工实践,分析在软硬不均地层、孤石地层、卵砾石地层中利用盾构法修建隧道的主要问题和困难,相应地提出了一些基本措施和技术对策。结合台山核电站取水隧洞(位于海域中)盾构施工中遇到的微风化花岗岩硬岩(最高强度达197 MPa)和球状风化孤石,提出了水下爆破法和冲击钻冲孔2种方法进行基岩突起和孤石处理,盾构顺利通过该基岩段,没有进行刀具更换。结合3次穿江越洋的狮子洋盾构隧道的水下对接(国内首次)问题,分析总结了"相向掘进、地中对接、洞内解体"的关键技术,对接非常成功,对接点的围岩相对稳定,精度符合要求。     

在泥质粉砂岩地层中采用双轮铣快速成槽施工技术

为提高南昌地区泥质粉砂岩地层中地下连续墙成槽工效,以南昌轨道交通3号线六眼井车站地下连续墙施工为例,通过研究泥质粉砂岩岩性参数,调研双轮铣槽机设备性能,结合实际工况,对设备与配套进行选型与优化,并对成槽工艺进行创新与改进,通过对1期和2期的施工效果进行分析,得出以下结论： 1）复合地层中适宜采用“抓铣”结合快速施工工艺; 2）在较厚的泥质粉砂岩地层中成槽,锥齿型刀盘比标准平齿刀盘效果更好; 3）在泥质粉砂岩地层中,离心式泥水分离系统较振动滤砂机拥有更好的泥水分离效果,可有效提高成槽概率; 4）形成适应南昌地区泥质粉砂岩地层的地下连续墙双轮铣槽机快速成槽施工技术,可以在南昌地区推广应用,也可为类似地层和工程提供借鉴。     

盾构机在孤石基岩地层中的掘进风险及针对性设计选型

盾构隧道目前广泛应用于城市地铁和地下车行通道,地质情况对盾构机的设计选型有着较大的影响,其刀具的配置、功能的选用不尽相同。在存在孤石基岩不良地层中掘进,高强度孤石和基岩段"上软下硬"的地层构造,不仅导致施工难度大、风险高,对盾构机设备本身也是一个很大的挑战。根据苏埃通道工程海湾隧道地质探孔数据,绘制了基岩孤石和隧道线路的位置关系,并且根据芯样的强度报告,介绍了该地质情况对盾构机可能造成的影响和掘进中存在的风险,以及在盾构机设计选型阶段采取的多项针对性改进措施。     

孤石与基岩爆破处理对泥水盾构掘进参数的影响分析

为有效降低海底复杂地层中盾构开挖范围内遇到的孤石或基岩突起对盾构刀具的损坏程度,降低施工风险和提高施工效率,以台山核电站1#、2#海底取水隧洞工程为依托,采用钻探和物探的方法确定孤石和基岩的分布规律,并制定陆地和海面钻孔爆破处理方案。通过对孤石群和基岩段爆破前后盾构掘进过程中的掘进速度、每环掘进时间、掘进推力等掘进参数进行对比分析可知： 1）爆破后基岩段盾构掘进速度提高了约68.2%,平均每环掘进时间节省了约45.1%,平均掘进推力降低了约11.5%; 2）孤石群爆破段与正常掘进段盾构参数基本一致; 3）孤石群和基岩爆破达到了预期效果,消除了基岩突起和孤石群对盾构掘进的威胁,保证了盾构掘进的顺利施工。     

桩端存在"孤石"的桩基的优化设计

该文介绍了花岗岩分布区,在其残积层及风化带中常发育有球状风化体(孤石),给钻(冲)孔灌注桩的成孔施工带来了极大的困难,增大了工程成本,延误了工期。为了降低钻(冲)孔灌注桩的施工难度和成本,缩短工期,对桩端具有足够大直径"孤石"的基桩按扩底桩的原理作了优化设计。通过工程实例对该方法进行了验证,结果说明是可行的。     

复杂地层条件下地铁隧道下穿建筑物爆破设计

青岛地铁一期工程3号线是青岛市的首条地铁线路,地铁隧道沿线下穿众多的房屋建筑。青岛市的地层上部多为软弱层,下部为基岩,表现为上软下硬的复合地层。地铁隧道的现场施工多采用钻爆法施工,爆破对上软下硬复合地层的变形有着重大的影响,施工中对爆破震动具有严格的要求。针对青岛地铁某区间下穿建筑物洞段,爆破设计中采用微差毫秒爆破技术有效地的控制了爆破震动,为类似的工程提供了参考。     

南宁轨道交通1号线火车站站连续墙界限内旧锚索清除技术研究

以南宁轨道交通1号线火车站站有旧锚索的地下连续墙为例,通过经济、安全等方面对比分析,采用方案比选方法确定了连续墙界限内锚索处理推荐方案。对锚索破断强度、锚索与地层之间锚固力、槽壁机抓斗提升力进行理论计算分析和处理旧锚索时连续墙槽壁稳定性的分析,论证了推荐方案的可行性; 并通过实际施作和基坑开挖后的验证,对槽壁机抓切连续墙界限内锚索进行了验证。     

复杂地层跨海隧道孤石及基岩凸起段处置措施

以厦门轨道交通2号线一期工程海沧大道站-东渡路站盾构区间为依托工程,探寻复杂地层跨海隧道中孤石及基岩凸起的处置措施。由于该区间水文地质条件特殊,地勘准确性受限,施工中突发孤石及基岩凸起情况繁多,对地质补勘、海底摸探、浓浆制作泥膜、海上注浆加固及衡盾泥填仓保压等多种处置措施进行研究。研究结果表明,以上处置措施的综合实施可以妥善解决复杂地层跨海隧道的孤石问题,对类似工程具有指导意义。     

超硬地层下地下连续墙关键施工技术

超硬地层是基坑支护施工中常见的复杂工况之一。依托恒大中心项目对超硬地层区域地下连续墙关键施工技术进行分析研究，探讨超硬地层中地下连续墙施工的质量控制技术，确定了单槽五个引孔的引孔方式，旋挖钻、成槽机以及铣槽机三种机械配合的成槽施工工艺，并给出了部分针对于类似工程的施工建议。结果表明，提出的单槽五个引孔的引孔方式以及旋-抓-铣的施工工艺具有良好的可行性。     

悬索桥锚碇基础强透水地层施工防渗技术

为确保强透水地层条件下基坑施工安全,以至喜长江大桥大江桥为工程背景,对该桥西坝锚碇基础强透水地层施工防渗技术进行研究。锚碇基础采用外径58m、壁厚1.2m的圆形地下连续墙加环形钢筋混凝土内衬支护结构。通过建立二维渗流有限元模型进行计算可知,现场渗流以水平向渗流为主向,高水位下的水力梯度小于中风化岩层临界水力坡降,通过注浆来实现基坑的防渗处理。设置抽水试验确定基坑岩层的渗透系数,设置注浆试验确定注浆孔的布置参数,最后确定基坑的三重防渗设计措施:低压注浆、降水井排水和特殊情况下的施工预案。在三重防渗措施保障下,将基岩平均渗透系数控制在1×10~(~(-5))~10.0×10~(-5) cm/s,锚碇基坑得以顺利安全开挖成型,为大江桥的基础施工提供了安全保障。     

海域围堰基坑内基岩与孤石爆破施工技术研究

为解决海域复杂地层基坑中的基岩与孤石爆破间难题，以苏埃通道工程南岸基坑施工为背景，通过掌握孤石和基岩分布情况，确定爆破施工原则，制定合理的爆破技术方案。采用浅孔微差爆破，配合镐头机进行岩石破碎，并采用毫秒延时起爆网络。制定对基坑围护结构和支撑结构保护措施，并对爆破振动波速进行监测和优化，减小了大块岩石的产生，避免了对大块岩石进行二次爆破，也便于石块的清理工作，飞石安全得到了有效控制与防护，确保了基坑围护结构的安全。严格管理爆破施工注意事项，实现平行作业，大幅提高基坑爆破施工效率。     

孔中雷达法探测孤石的研究

盾构在花岗岩风化地层中掘进存在着极大风险,为解决花岗岩风化残留体精确探测的难题,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法对孔中雷达法探测孤石进行研究,研究表明： 1）采用孔中雷达法,配置100~200 MHz孔中天线,在地层差异明显的情况下能探测出测孔周围3~5 m、粒径在0.7 m以上的孤石; 2）在不均匀地层中,不同粒径的孤石在雷达探测剖面上的反射波信号响应特征差别很大,通过反射波的强度和速度可判断出孤石的大小和埋深; 3)在花岗岩风化地层中的现场试验探测结果与实际吻合,证明采用孔中雷达法探测孤石可行。孔中雷达法既能充分发挥钻孔的作用,又能在增加成本较小的情况下精确探测出隧道沿线孤石的分布情况,具有较好的推广应用价值。     

双轮铣槽机与管棚钻机配合施工在地铁围护结构工程中的应用

目前在国内城市的地下连续墙施工中由于地质情况复杂及交叉施工干扰,采用单一设备施工局限性较大,为了解决双轮铣槽机在复杂地层及硬岩条件下施工效率较低问题,采用BC36液压双轮铣槽机与管棚钻机配合施工,有效地提高了设备施工成槽效率,对城市结构围护工程具有较好的参考价值。     

盾构穿越花岗岩球状风化孤石群的施工关键技术

为解决盾构穿越孤石群地层的难题,对花岗岩风化孤石的形成机制及盾构穿越孤石群产生的地面沉降、姿态控制、设备安全的风险进行研究,并分析传统孤石处理方法在孤石群地层中运用的局限性。主要结论如下:1)盾构穿越孤石群施工应系统考虑孤石预处理、掘进和开舱换刀方案;2)采用地下隐蔽岩体爆破技术对孤石进行爆破破碎后能降低盾构掘进风险,并且盾构通过期间须严格控制掘进参数;3)采用压密注浆改良刀盘周边地层,盾尾止水和舱内制作泥膜措施辅助带压进舱,能提高开舱成功率,解决刀具更换的问题。     

孤石爆破预处理技术在盾构隧道中的应用

以某地铁盾构区间为例,介绍盾构穿越风化岩地层时遇到孤石的处理经过,着重论述网格法进行孤石探测、由地面实施点对点孤石爆破处理施工技术,为盾构穿越孤石群打出一条绿色通道,降低开舱换刀风险,保障盾构顺利掘进。     

盾构隧址区无自由面基岩孤石爆破预处理技术炸药单耗确定研究

在盾构隧道施工过程中,如在隧道隧址区内遇有基岩孤石,盾构刀盘无法直接破碎处理,必须提前处理这些基岩孤石。以广东台山核电站引水隧洞基岩孤石爆破破碎处理为例,通过理论推导、现场试验,得到了用于该爆破设计的炸药单耗计算公式。研究结果显示:推导出的无自由面岩石爆破破碎炸药单耗经验计算公式,通过实际爆破工程进行印证,取得了成功。