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1.2 盾构区间风井及过站施工方法发展现状

1.2.1 区间风井建设的发展现状

对长距离隧道来说,因盾构检修、隧道通风、路线中途改变掘进方向、运营期通风逃生等需要设置的竖井,称为中间竖井。由于盾构要在中间竖井内实现到达、始发,所以到达方向的内空间尺寸及始发方向的内空间尺寸均应满足作业要求。此外,按照一些设施的特殊需要,有时也要设置中间竖井,如下水道的合流点、电力线的接合点等,但是这些竖井的尺寸完全取决于设施安装的需要。表1-1为国内区间风井建设案例。

表1-1 国内区间风井建设案例

盾构区间风井的施工方法较多地采用沉井和挡土墙围护。沉井施工有排水下沉、不排水下沉和气压沉箱工法,挡土墙围护有钢板桩、柱列桩和地下连续墙工法。

由于沉井的工程造价较低,当附近的地表沉降控制要求不高,开挖深度较浅时,竖井应尽量采用沉井方案。适宜采用沉井法施工的竖井开挖深度应视地质条件而定。在容易产生流砂的砂质粉土、粉砂、黏质粉土中,或者在坑底难以稳定的淤泥质黏性土中,在实施井点降水及其他辅助施工条件后的竖井开挖深度在15m以内;采用不排水下沉的沉井宜控制在25m以内;以气压沉井工法可施工更深的竖井。

挡土墙工法分为钢板桩、SMW工法桩、地下连续墙等几种工法。其中,钢板桩、SMW工法桩均是辅以横梁支撑的组合工法;对地下连续墙矩形竖井而言,为横梁支撑;圆形竖井为圆形支撑或无支撑。

在日本,球体盾构是构筑竖井的一种特殊工法。其特点是用预制管片现场拼接井筒下沉,到达设计深度后转向实施横向隧道,实现竖井隧道一体化施工,具有井壁薄、工期短、成本低等优点。但是受限于当前设备及施工技术条件,仅在日本的一些小直径盾构隧道中应用,国内尚未见相关案例报道。

1.2.2 区间风井过站施工方法的发展现状

大直径盾构进出风井面临的风险有两个:其一为土的风险,即防止洞门凿除后土体坍塌。现常用的做法是将洞门处的土体加固改良,常用的措施有注浆、旋喷、搅拌、素混凝土地下连续墙、素混凝土围护桩、冻结法、降水固结等技术,以提高土体自稳能力。其二为水的风险,常用的措施有出洞时的橡胶帘布止水工艺,进洞时的橡胶帘布、气囊法及水中进洞工艺等,同时在盾构进出洞处设置降水井加以配合。盾构机穿越风井时,应注意从盾构掘进作业工序、盾构推进速度、盾构纠偏量、同步注浆压力、浆液质量、盾尾油脂压力等方面进行控制,同时应在过程中对风井地下围护结构进行实时监测。国内风井过站施工案例见表1-2。

表1-2 国内风井过站施工案例

(续表)

目前国内区间风井过站施工运用较多的为“土体加固+止水”相结合的方法,北京地铁6号线由于前期征地问题采用“先隧后井”的施工方法。该方法施工要求低、成本较低,能够一定程度上减少渗漏水风险。同时,采用“先隧后井”法施工,盾构隧道贯通后进行中间风井施工,增加了拆除管片的工作,提高了风井施工风险。另外,由于中间风井施工占用盾构隧道铺轨车行进线路,延长了风井施工周期。

长沙市地铁3号线灵官渡—阜埠河区间采用泥水盾构法实施,区间于湘江东、西岸各设置一座区间风井。考虑湘江西岸风井周围地层为高渗透性富水地层,为降低施工风险,采用先在风井内回填砂浆+细石混凝土后盾构穿越的施工技术。施工过程中地表沉降量控制良好,有效防止地下渗水,提高了施工效率,确保了工程安全。 8nowAoPj2xb4+pSUd8eq/tzLl3VAFj5+iMkbBlKJUeYFef1E1tLRUH/C8dFw8bqN

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