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台北地铁淡水线C20lA标段双线地铁隧道工程

作者:  来源:隧道网  发布:2017/10/12  浏览: + 放大字体 | - 减小字体

摘 要:台北地铁淡水线C20lA标段双线地铁隧道长350m,采用外径为6.09m海瑞克(Herrenknecht)土压平衡盾构,隧道最大坡度为3%,最小半径为450m。第一条管线工程始于1993年7月,由于切削轮开口小造成切削轮堵塞,因此阻碍了土压平衡盾构的运行,所以又在灌注体进行了第二次水泥灌浆。当机器掘进到灌注体以外时引起了一种推力,随后从地面的附加注浆造成了4个星期的停工。在始发井里有限的空间和渗透性砂土中又耽误了5个星期。从1993年的第43星期起达到了很好的进尺。最大的日进尺达到了16m(两个12小时的工作班),最大的周进尺为76m。盾构在拆卸和重装后,第二条管线仅用了9个星期。

台北地铁淡水线C201A标段地质纵剖面(1992)

工程项目

联营体三星-Zublin-IE&C被授予建造淡水线双线地铁C201A标段长350m的隧道工程合同。淡水线是台湾省会台北在以后几年内为了改善交通状况计划建设的五条线路之一。在第一条管线完工后,施工计划设想在主车站北接收井的挡土墙前面新公园的南始发井中把机器从盾壳中取出,然后,穿过隧道将它运回,并将它装入第二台盾构中,以掘进第二条管线。隧道最大坡度为3%,最小半径为450m,采用外径为6.09m海瑞克(Herrenknecht)盾构。

地质和水文地质条件

选定的隧道路线通过粘土、淤泥和细砂的连续层,它在台湾被称为“Sungshan岩层”(见下图)。

台北地铁淡水线C201A标段颗粒尺寸分布图

在约50m的细砂层(上图,曲线2)中,其渗透系数为k=10-5m/s和70m的过渡区域后,掘进穿过了不透水、最大含砂量为10%、具有软到浆稠态的半塑性粘土(上图,曲线1)。接近接收井最低点的覆盖为18m;新公园始发井处的最小覆盖为9m,地下水位在地表以下2m。

掘进隧道和机器原理

选择土压平衡盾构是以粘性地层条件为基础的。在隧道全长中隧道工作面都必须予以支撑,以防止浆化粉沙质粘土混合物自由侵入。在沙质地段,必须在隧道工作面用足够的支撑压防止水的侵入。在理论计算值的基础上通过准确控制支撑压,可以防止粘土压紧和过度的孔隙水压。地表的沉降不得超过20mm,以避免损坏建筑物和隧道正上方的主要公路运行。

盾构机有一封闭的切削轮,其表面的42%为开口,开口中的辅助肋条有助于防止由于可能的障碍物(木块和铁块,大石头)损坏螺旋输送机。为开挖地层安装了128把割刀,为保证准确地切削隧道断面还安装了32把旋转挖掘头。此外,安装了最大行程为50mm的两个液压式可伸缩的超挖刀具。切削轮中的4个灌注孔以及压力舱壁的几个连接阀有助于处理地层,用膨润土作为处理剂。用液压驱动的伸缩式螺旋输送机(螺纹直径为700mm)将土料排出,如果发生故障,螺旋输送机能整个从开挖舱中缩回,闸门结构可以关闭开挖舱中输送机的开口。在液压调节的螺旋输送机后方作进一步的运输时,采用带式输送机在大气压下把渣料运到后配套末端的卡车卸料点。为测量土压,在四个标高位置装了7个土压传感器,中央数据采集装置可以记录和评估最重要的运行参数。人员和材料闸安装在压力舱壁的上部,以便在开挖舱进行工作。

项目的施工

第一条管线工程始于1993年7月,在始发井的隔墙/挡墙后面,机器必须掘进通过长5m的HDI灌注柱体。在该区域螺旋输送机和地层处理出现了很多问题,由于切削轮开口小造成切削轮堵塞,因此阻碍了土压平衡盾构的运行,所以又在灌注体进行了第二次水泥灌浆。当机器掘进到灌注体以外时引起了一种推力,随后从地面的附加注浆造成了4个星期的停工。在始发井里有限的空间和渗透性砂土中又耽误了5个星期。从1993年的第43星期起达到了很好的进尺,最大的日进尺达到了16m(两个12小时的工作班),最大的周进尺为76m。盾构在拆卸和重装后,第二条管线仅用了9个星期,其中还包括了停工造成的中断。在淤泥质砂中,最多只须10%的膨润土添加剂,就减小了切削轮扭矩和渗透性;在粘土中全无需处理。只在切削轮处灌浆了少量的膨润土,以减小地层摩擦。

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