气压法在小直径盾构隧道施工中的应用_李凌航.pdf

20 11 年 地 下 工 程 与 隧 道 20 11 第2 期 UNDERGROUND ENGINEERING AND TUNNELS No． 2 气压法在小直径盾构隧道施工中的应用 李凌航 (上海隧道工程股份有限公司) 摘 要:结合某电厂过海电缆隧道工程，详细介绍了气压法施工的气压系统、气闸墙及人行闸结构气 压 的设定、气压施工工艺、安全措施以及施工的效果。 关键词:小直径盾构隧道; 气压法施工; 气闸墙; 人行闸; 清除障碍物; 穿越砂层 1 工程概况 2 采用气压法的主要目的 国内某电厂二期工程过海电缆隧道全长2 066 由于地下水水压高，在常规状态下，正面土体 m ，内径2 ． 9 m ，外径3． 4 m ，隧道衬砌为钢筋混凝土 会发生喷涌。由于无法及时清理障碍物，所以不能 管片，环宽1 m ，通缝拼装，为目前国内最小的盾构 边清障边推进。为保证工程施工安全，决定采用气 法隧道。该隧道位于汕头市海湾大桥西侧，盾构工 压法施工，其目的是: 作井位于汕头港区旁。隧道平面布置呈直线形，最 1) 利用气压来平衡正面的水土压力，可在气压 大纵坡为+ 8‰ ，盾构出洞中心标高为－ 26 ． 56 m ，进 环境下清除障碍物。 洞中心标高为 － 22 ． 00 m ，隧道最高处标高为 2) 利用气压来平衡水压力，避免(或减少)推 － 19 ． 00 m 。 进中的砂土喷涌，可辅助盾构推进。 根据工程初期提供的地质资料，隧道全线基本 3) 在气压环境下，选择合理的方位进行人工冲 处于淤泥及淤泥质土中，故采用1 台 3． 54 m 的网 刷前方砂土，减少盾构推进阻力，保证盾构推进施  格式水力机械盾构机进行施工。但在前100 环施工 工及有效控制隧道轴线。 中，发现地层中有含量不等的砂粒，影响了盾构的 3 气压法施工 推进。经补充勘探后，发现盾构穿越的地层中含有 砂夹层，地层内砂粒含量一般为 10% ～ 30% ，局部 气压法施工方案是先安装气压系统，然后摸索 含砂量达30% ～ 40% ，而砂夹层则以中粗砂为主， 最佳气压设定值，进行首次气压辅助清障。清障完 大于0 ． 5 mm 的颗粒含量最高可达50% ～ 60% 。淤 成后，恢复盾构推进及管片拼装。一旦发现盾构闸 泥质土层标贯击数一般为3． 5 ～ 7 击，局部含多量砂 门外石块堆积严重，造成盾构推进及纠偏困难，则 粒层标贯击数为9 ～ 23 击。 再次进行切口外清障，直至将盾构前方障碍物彻底 当盾构推进到+ 119 环时，发现盾构切口前堆 清除，确保施工安全。 积了大量地质资料中没有描述过的花岗岩块石和 3． 1 气压系统 大型贝壳，有些块石的尺寸甚至超过了盾构液压闸 1)气压系统见图1。一般说来，如果有足够的 门(单个闸门为735 mm × 340 mm ，共4 个)，从而造 安装空间，材料仓和人行闸通常采用并联的方式， 成推进阻力极大，对盾构推进及姿态控制都带来了 即两者按一上一下、或一左一右的布置方式，同时 极大的困难。盾构推进至 + 133 环时，在砂层和障 安装在1 道气闸墙上，人员和物料的进出各自独立。 碍物的共同作用下，已无法向前推进。盾构需穿越 该工程由于隧道内径仅为2 ． 9 m ，材料仓和人行闸 的中砂含水层为强透水层(渗透系数为30 ． 9 m / d)， 无法并联布置，故而在隧道内设置了2 道