研究水平冻结加固土体中盾构始发技术摘要:在盾构始发施工过程中,由于土体一般不符合施工要求,所以需要对土体进行改良,水平冰冻法地基加固处理是施工处理中非常重要的环节。水平冰冻法经过大量的施工证明,其加固效果很好。在盾构隧道施工中,盾构进出洞事故频发的阶段,施工风险较大。在盾构始发施工中,对隧道端头土体进行加固是非常重要的,因此,对端头土体加固方式的正确选择是顺利施工的保证。一、盾构加固概述对盾构隧道端头进行加固的主要方式有两种:化学加固方式(如深层搅拌法、素混凝土灌注桩法、高压喷射注浆法等)以及物理加固方式(如降水法以及人共冻结法法等)。由于物理加工方式对土壤性质的影响小于化学加固法,所以根据土壤以及施工条件优先考虑物理方式。所谓人工冻结技术,就是指人工向含有一定水量和地下水流速的软弱地层输送冷媒,从而冻结地层土壤颗粒和水,使其变成具有高强度、高抗渗性以及大弹性模量的冻土壁。而水平冻结法就是采用水平圆筒的加固方式。二、水平冻结法以及其优势人工冻结法根据冷却位置的不同包括垂直冻结和水平冻结。水平冻结,即在盾构进出洞的工作井内,布置在洞口的周围布置一定数量的水平冻结孔,冻结后,洞内就形成了封闭的冻土帷幕。当盾构破壁时,冻土帷幕能够抵御水土压力以防止土层坍塌、地表沉陷。
f根据施工的情况,洞口冻结孔有圆形也有方形,为了保证冻土帷幕厚度和强度对冻结孔的排孔方式进行选择,一般包括:单排孔、双排孔或多排孔冻结。
冻结法与其他地层加固方法相比,主要优势:1、该方法仅受冻结孔的布置位置以及冻结时间的影响,周围结构对其影响较小,易于在多种环境结构下使用,且构成的冻土壁的形状以及均匀性良好。2、有较好的隔水性。3、不改变地层成分,污染较小。三、工程地质和水文地质本文以某隧道施工为例。在该项目施工中,采用延长管线始发,2台小松土压平衡盾构同时推进。具体参数如下:盾构外径634米,管片外径62米,管片内径55米,环宽12米。盾构始发端头的环境较为复杂,下行线始发约3米处是老式住户区,如图1所示,并且始发1~2米处有一根Φ900的污水管以及两根Φ50的水管。盾构始发的隧道线路位置处于半径为350m的圆曲线上,且隧道顶埋深约145米。隧道上层的土质自上而下为:杂填土、浜填土、粉质粘土、灰色淤泥质粉质粘土、夹砂质粉土、灰色淤泥质粘土。其中隧道穿越地层为灰色粘性土、隧道下伏土层粉质粘土。四、水平冻r