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浅谈全回转清障在实际工程中的应用

作者:沈俊  发布:2015/11/10  浏览:
单位:上海隧道工程股份有限公司

摘 要:本文结合实际工程,阐述在地下连续墙施工中遭遇地下障碍物,影响到围护结构的施工时,采用全回转清障方式对地下障碍物进行清障的情况,希望对今后类似工程有所借鉴。In conjunction with the construction of East - West Corridor Project, and in view of the encountered obstacles underneath, which exerted much impact on setting up of supporting & bracing structure during diaphragm wall erection, a full rotative remover was used to sweep away all underground obstacles underneath.

1  工程概况

东西通道是井字形通道的重要组成部分,西起延安东路隧道浦东出口,沿浦东大道走向,东至浦东金桥路,并与轨道交通14号线6站6区间共线,全长约7.8km。

东西通道采用地下通道十地面道路的形式,地下通道规模为机动车双向4车道,并布置紧急停车带,其中浦东向浦西方向民生路进口匝道至福山路出口匝道以及荣成路进口匝道至小陆家嘴出口匝道之间布置集散车道,地下通道范围内的地面道路布置6快2慢,地下道路全长约6.1km,内环一中环部分采用地面道路的形式,道路断面布置8快2慢。整个通道共布置有9个进出匝道(5出4进),1对主线出入口,分别为:银城中路出入口、小陆家嘴出口、荣成路进口、福山路出口(2处)、桃林路进口、民生路进口、罗山路出口和东西通道主线出入口。

地铁2号线的4号、5号出入口的地下通道影响地下连续墙的正常施工,两通道宽为3.8m,中间的隔墙为2.2m。现决定将碰到地下墙的两侧通道用封堵墙隔开,封堵墙采用30号槽钢,2cm钢板1和50cm砖墙进行封堵。等封堵完毕后,对此处采用全回转清除地下障碍物,全回转钻孔共计15个孔位,孔深约为8~10m,彻底清除钢筋混凝土等障碍物为止,全回转钻孔直径为2m,孔间距为1. 5m。

根据现场场地狭小情况,场地上堆放的材料设备尽量紧凑,在施工进场时.场地布置应满足以下要求:

(1)施工用电量为150kW;

(2)施工场地需要Dg50(2")(1"=2.54cm)给水头子一只。

2  工程地质条件

1)地形、地貌

拟建场地位于世纪大道、陆家嘴东路、浦东大道等浦东新区主要道路下,地形平坦,地面标高为3.04~4.36m,线路两侧以小陆家嘴金融贸易区各类金融大厦为主,另包括陆家嘴绿地景观等,沿线无河道分布。

2)地基土的构成与特征

场地沿线120m深度范围内地基土均属第四系河口一滨海、浅海相、沼泽相、溺谷相、湖沼相沉积土,主要由饱和黏性土、粉性土以及砂土组成,一般具成层分布特点。沿线场地地基土的主要特征有:

(1)①1填土,系近期人工堆填,沿线地面为混凝土地坪,上部含碎砖、砾石、煤渣等杂物,下部则以黏性土为主。第①2层浜填土,含多量有机质,土质较柔软。

(2)本场地约K0+030-K0+460里程段浅部分布厚层:②0黏质粉土(俗称江滩土),土性以黏质粉土为主,且厚度较大,受其影响浅部缺失②1、③层。该层土由黄浦江江滩淤积而成,土质不均,局部夹粉质黏土,层底埋深一般为8.5m,层厚约6.0m。

(3)②1褐黄-灰黄色粉质黏土夹黏质粉土,含氧化铁斑点和铁锰质结核,土质子上而下逐渐变软。

(4)③灰色淤泥质粉质黏土,夹多量粉性土,土质不均匀。第④层淤泥质黏土在场地内遍布,含贝壳碎屑,土质较均匀。上述两层均为高含水量、大空隙比、高压缩性、低强度的淤泥质土层。

(5)⑤灰色粉质黏土,土质比第③、④层佳。夹薄层粉土,呈软塑状态。

(6)本标段西侧近黄浦江沿岸,自东向西⑤厚度较大,⑥层顶埋深较大,局部缺失。

(7)本场地东侧(约K0+200-K1+330里程段)为正常地层区,⑥、⑦分布稳定,一般层面埋深分别为24m和28m,⑥厚度约4m,⑦层厚度达30m左右。

3  施工总体部署

3.1  施工进度计划

(1)清除顶管准备工作8d;

(2)清除顶管每天一个孔,需要15d;

(3)退场2d。

3.2  设备配备计划(表1)

表1    主要施工设备表

3,3  人员配备计划(表2)

表2    主要施工设备表

3.4  施工用电

1)施工用电来源

根据施工要求,在施工现场附近设置提供150kW的接电点。

2)供配电方案

(1)动力电源从施工变配电所引出,采用橡套电缆供电,沿工地周围布设2路电缆主干线。现场设若干只动力配电箱,电源分别从主干线电缆引出。

(2)照明电源单独从施工变配电所引出,采用橡套电缆供电,沿工地围墙布设照明电缆线,分别通到工地照明配电箱中。

3.5  施工给水

1)施工用水来源

现场申请Dg50(2")给水头子一只。

2)现场给水管路布置

(1)现场给水主管路采用Dg50(2"),沿工地围墙敷设。为了方便施工用水,给水主管路沿线相隔20m设一个给水站,各装一只Dg25(1")和Dg15 (1/2")的带宝塔头接管的阀门。

(2)施工设施和生活设施用水根据设施的落实情况与用水量需求,敷设适当通径的给水支管路。

4  清障施工工艺

4.1  清障前准备工作

首先,根据现场条件施工满足全回转作业的钢筋混凝土道路,道路厚为0.25m,配筋φ16mm@200mm一层,该道路可以结合地下墙施工道路进行加强设置;然后,测量放样定出地下墙和顶管的准确位置,在施工道路上标注孔位,为全回转钻机钻孔做好准备。

与开发商和管线单位联系,摸清公共管线情况,对施工区域内的管线进行搬迁。

全回转钻机作业完全是在静态下施工,而且在钻进和清障过程中,始终都有钢套筒围护。因此,安全性非常高,对周围环境影响也小。

4.2  清障方法

利用RT260H全回转设备,该设备是能够驱动钢套管做周回转以将钢套管压入和拔除的施工机械,该设备在作业时产生的下压力和扭矩,驱动钢套管转动,利用管口的高强刀头对土体、岩层及钢筋混凝土等障碍物的切削作用,将套管钻入地下直至穿透顶管底板,然后用120t吊车吊冲抓斗将钻断的顶管钢筋混凝土结构抓出,然后回填掺有7%水泥的盾构土至地面。

4.3  清障机具设备的选定

钢套管的选定:起拔设备采用RT260H型全回转钻机,选用钢套管直径为2 000mm,钢套管长度为18m,6m长度3节,并配备德国利渤海尔120t吊车配合清障。

TR260H全回转钻机参数如表3所示。

表3    全套管全回转钻孔机

4.4  清障流程

场地围设→施工钢筋混凝土道路→全回转钻机和吊车就位→钻入直径为2m钢套管→清障完毕后在孔内回填水泥土→拔除钢套管。

4.5  全回转钻机主要流程及各工况施工方法

1)全回转设备就位、固定

先将全回转钻机固定在孔位上方,将钻机和动力箱、操作室相接,然后安装反力架,反力架的另一头停置一部120t吊车,该吊车履带压住反力架,反力架的作用是当钻机全回转钻进过程中防止机器发生扭动,120t吊车同时可作为安装钢套筒和清障配合工作。

全回转钻机安装。

2)钢套管周钻进施工

(1)工艺流程

全回转反力钢筋混凝土基础施工→设备安装及固定→第一节钢套管压入→第二节钢套管螺栓连接→第二节钢套管压入→……直至钢套管底部达到预定标高。

(2)φ2 000mm钢套管钻入

120t吊车吊装全回转钻机定孔位,定位后开始全回转向下钻进,由于钢套管是全回转钻进的,且端部刀头配置了负载控制装置(B.CON机构),可以确保刀头的负载在最合适的范围内,且钻机在钻进过程中可任意调节套管的回转扭矩、回转速度、压入力以及夹紧力等的最高值,并且可以设定发动机的高速、中速、低速,所以可以根据地质和障碍物情况,进行高效施工,钻进深度为10m,并直到确认清除顶管结构为止的深度。

钢套管直径为φ200mm,长度每节为6m,壁厚为48mm钢套管,总长为18m。每沉完一节钢管,吊装上一节钢管;位置对准后,用高强螺栓连接。

3)清除障碍物

在钢套管钻穿顶管底后,直接用120t吊车吊冲抓斗将钻断的钢筋混凝土结构抓出。

4)桩孔回填施工

为避免钻孔清障范围长时间暴露,给地下墙成槽稳定带来不利的影响,

桩拔除后一边拔除钢套管一边回填水泥土,土采用塑性较好的盾构土,填入前在土内掺加7%水泥,当钢套管全部拔除后,水泥土也同时填到地面。

5)回填体加固施工

由于回填土较为松散,在回填完成后立即对回填土进行分层填充注浆,以提高回填土的强度。

采用水泥浆单液注浆,每个孔布置两根注浆管,分层注浆深度为10m(深于全回转钻孔深度1m),水灰比为0.6,分层高度每节为0.3m,每节注浆量为100 L/节。

5  针对本工程的具体施工

5.1施工方法

银城东路节点段与银城东路下立交相交处地下连续墙施工时,需要对银城东路下立交

原顶板、侧墙及底板进行清障处理。先对银城东路下立交顶板进行凿除,顶板凿除后进行两

侧封堵墙施工,封堵墙采用厚500mm的钢筋混凝土墙。封堵墙施工完后,对银城东路下立交侧墙及底板进行全回转清障处理。全回转清障完成后,进行回填水泥土,回填完成后立即对回填土进行旋喷加固(水泥掺量为400kg/m3),以提高回填土的强度。然后进行导墙及地下墙施工。

5.2  施工措施图(图1)

图1  施工措施图

6  结语

本文结合实际,通过实践证明,全回转清障在遇到地下障碍物时是实际可行的,而且缩短了工期,为工程创造了良好的效益,能为今后类似工程提供一种借鉴。

摘自《地下交通工程与工程安全》


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