管片加上“保护套”——H&V盾构的洞门防水技术
力能扛鼎的木瓜
2022年12月27日 10:51:45
来自于隧道工程
只看楼主

洞门始发一直是盾构工程一大施工风险源。H&V盾构工法作为可分离的双圆盾构机,其始发难度更高。今天,小编想带大家了解一下日本东京某下水道工程,其采用纵二连分岔H&V盾构法施工,一起来看看这个工程的洞门防水新技术吧~~~



洞门始发一直是盾构工程一大施工风险源。H&V盾构工法作为可分离的双圆盾构机,其始发难度更高。今天,小编想带大家了解一下日本东京某下水道工程,其采用纵二连分岔H&V盾构法施工,一起来看看这个工程的洞门防水新技术吧~~~


01

工程概况

     
     

工程采用H&V盾构法建造一条新的管道,施工内容包括:3-3路线施工 L= 634.0m,成型内径φ2800mm;2-2路线施工 L= 1138.5m,成型内径φ2400mm;上述工程中的并设(H&V)区间 L = 461.1m;竖井接收井1处。

二连分岔H&V盾构机参数如下:

项目

上方盾构机

下方盾构机

外径

φ3340mm

φ2890mm

机长

6000mm

5600mm

盾构

千斤顶

900kN 1450st 10个

700kN 1450st 10个

铰接

千斤顶

900kN 400st 8个

700kN 540st 8个

铰接角

左4.5°、右8.0°

左12.5°、右12.5°

刀盘

转速

0.95~1.40r/min

0.95~1.40r/min

装备

扭矩

381~543kN·m

247~362kN·m

(α值) 

(10.2~14.6)

(10.2~14.9)

仿形刀

60kN 200st 2个

60kN 200st 2个

盾尾

密封

2道(钢丝刷、聚氨酯密封填充)

2道(钢丝刷、聚氨酯密封填充)

     




02

始发情况介绍

     

始发段覆土厚度约25.2 m,上方盾构机在N值20~45的砂质土中挖掘,下方盾构机在N值10以下的粉砂层和下半部分N值50以上的砂砾层中挖掘。

     

1)上下方的单圆盾构通过接合销及垫片连接。始发时上下方管片之间会产生间隙,地下水、土砂容易从这些缝隙中流出。

     

2)以往的H&V盾构始发采用母子洞门密封方式或一体型管片方式。母子洞门密封方式是盾构机穿过洞门时采用母洞门密封止水、管片穿过洞门时采用子洞门密封止水的分割结构。

一体型管片方式是将二连一体的管片提前安装在盾构机后方,利用竖井内配备的移动式摩阻锚杆设备顶推一体型管片和盾构机。

本工程中,考虑到采用母子洞门密封方式时主体刚性较差、无法保证真圆度;始发井尺寸较小、无法采用标准设备进行一体型管片拼装,因此决定采用新的设计方法完成洞门止水。

     




03

推入止水构件(覆盖模拟管片)工法

     

这种工法采用一个与盾构机形状几乎相同、上下一体的止水构件(覆盖模拟管片)套在管片上,并随着盾构机的掘进,将止水构件留在洞门的规定位置,从而达到防止渗漏水发生的目的。

     

本工程的始发洞口做了2道洞门密封,施工顺序如下:

Step① 盾构机推进( 2环st 840mm )

     

Step② 止水构件组装

     

Step③ 盾构机推进( 2环st 1300mm )

     

Step④ 顶入止水构件

     

为了确保止水效果,还采取了其他一些措施:

①在止水构件及盾构的上下接合处填充环氧树脂提升密封性;

②上下接合处运用螺栓连接,并在分割面上安装密封材料和混凝土模板,用以减少管片拼装误差;

③在止水构件与管片间填充丁基橡胶密封剂作为临时的止水措施;

④盾构始发前,采用高压喷射搅拌进行防护。



04

洞门止水情况

     

盾构始发完成后,未发生较大渗漏水事故。但盾构机接合处与填充的环氧树脂之间的边缘发生断裂,少量的泥水漏到了竖井内。

     

同时,在止水构件抵达最终位置后,管片的真圆度出现了最大4mm的误差,上下管片间的间距在202~205mm(设计为200mm)。而止水构件(覆盖模拟管片)的内径和临时管片的外径之间的间隙达到10mm(计划为5mm),对此焊接了一部分止水钢板以防止渗漏水。

     

盾构始发阶段,实测工作面水压保持在设定值的150 kPa,证实了这个止水工法的有效性。

     

最终止水构件组装作业需要3d,止水构件顶入及止水焊接需要2d,所需时间也在工期可控范围内。


       


日本首次设计止水构件(覆盖模拟管片)的方式作为H&V盾构法始发时的涌水措施,在施工中虽然存在不少问题,但还是有效防止了洞门的渗漏。

微信内容节选自 《H&V盾构法始发洞门涌水措施》 ,详细的施工细节请点击“ 阅读原文 ”下载查看。


         



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