盾构过江隧道浅覆土区域施工安全防范措施

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内容简介

　　过江水底隧道有五种主要的施工方法: 围堤明挖法、气压沉箱法、岩钻法、盾构法和沉管法。盾构法是修建隧道的一种重要施工方法, 尤其是在软土地层中。自从1843年第一条盾构法隧道在伦敦泰晤士河下建成以来, 盾构法隧道的设计和施工技术得到了很大发展, 出现了泥水加压式和土压平衡式盾构, 衬砌由铸铁转向钢筋混凝土或钢材组成。　　　　　　盾构法施工的主要特点：可在盾构的掩护下安全地进行土层开挖和衬砌的支护工作；进行水底隧道施工时, 不影响航道通航；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行, 施工易于管理, 施工人员也较少；施工不受风雨等气象条件影响。　　　　　　盾构法存在的一些问题是：当隧道曲线半径过小时, 施工较为困难；在水下作业时, 覆土太浅则不够安全；盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时, 对劳动保护要求较高, 施工条件差；在饱和含水层中, 盾构法施工所用的拼装衬砌, 对达到整体 结构防水性的技术要求较高。　　　　　　2 浅覆土区域盾构掘进时存在的安全问题　　　　　　2.1 浅覆土易产生冒顶通透水流　　　　　　为了减少线路的坡度，一般河底段覆土极浅。在浅覆土区域，在高水头压力情况下，大刀盘前方土压平衡不容易建立。河水常从扰动土体的裂缝中经大刀盘开口及盾尾进入盾构机，造成盾构淹水。这种机损人亡事故时有发生。　　　　　　2.2 隧道上浮　　　　　　水域下浅覆土中推进的盾构，上下受到的力不均衡，盾构姿态上扬，压坡困难、隧道上浮，轴线难以控制。拼装完成的隧道环脱开盾尾后，由于上部压载及自重无法抵抗地下水引起的浮力使隧道上浮。如果不采取相应加固对策，极易引起隧道局部开裂，漏水。　　　　 隧道穿越饱和土层，会受到水的浮力，当浮力超过隧道上覆土重量和隧道及隧道内设备自重时，隧道将上浮。当管片脱离盾尾时，隧道被包围在壁后注浆的浆液中，受到浆液的浮力比在饱和土中受到的浮力要大得多。同时，盾构推进挖出土方导致地基卸载，拼装好的隧道会受到地基回弹的作用向上偏离中心轴线。在浮力和地基回弹共同作用下，隧道上覆土产生隆起，若最大隆起值得不到有效控制，覆土层将被顶裂，产生透水裂缝，河水沿透水裂缝涌入盾尾将严重影响隧道和隧道施工的安全。　　

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