一級(jí)建造師市政模擬題案例（十七）

　　[案例17]

　　背景材料

　　本工程隧道長(zhǎng)2207.5m，過江隧道為圓形，長(zhǎng)度為1310.5m，兩端為矩形，A端矩形長(zhǎng)187m，B端矩形長(zhǎng)170m.矩形隧道兩端為敞開式引道，A端引道長(zhǎng)303m，B端引道長(zhǎng)2280m.隧道沿線設(shè)1、2、3號(hào)豎井，1、3號(hào)井為設(shè)備井，2號(hào)井為通風(fēng)井，通過120m長(zhǎng)的聯(lián)絡(luò)風(fēng)道與2號(hào)風(fēng)井相連。

　　圓形隧道路線平面為S形，最小平面曲線拌徑為450m，隧道縱剖面為V形，最大縱坡度為3.5%.江底最小覆土厚度為7.5m.

　　隧道沿線地質(zhì)可分為3段，即A段、B段和江中C段?；緸閷雍穸炔煌姆圪|(zhì)、淤泥質(zhì)粘土層。

　　1．本工程所采取的施工部署如下：

　?。?）A端：

　　階段1：對(duì)3號(hào)井和矩形隧道E301～304的地下連續(xù)墻圍護(hù)進(jìn)行施工，然后對(duì)3號(hào)井和矩形隧道E301～303進(jìn)行基坑開挖和結(jié)構(gòu)施工；

　　階段2：對(duì)矩形隧道E305～308（含E304結(jié)構(gòu)）以及引道進(jìn)行施工

　?。?）B端：

　　階段1：1號(hào)井、矩形隧道W101～105段；

　　階段2：矩形隧道W111、W112、W210～220段；

　　階段3：改建106A、106C段以及階段2的剩余部分。

　?。?）C段：

　　A端階段1完成后，盾構(gòu)設(shè)備推進(jìn)范圍為3號(hào)井至1號(hào)井，穿越江中C段。圓隧道襯砌結(jié)構(gòu)為預(yù)制鋼筋混凝土管片，外徑11m，內(nèi)徑9.0m管片厚度1m.整個(gè)圓環(huán)分成8塊管片組成，用大封頂縱向插入法，每塊管片間的連接用環(huán)向和縱向M36螺栓；

　　2．對(duì)于地下連續(xù)墻的施工時(shí)，采取了如下方法：

　?。?）導(dǎo)墻施工。導(dǎo)墻作為地下連續(xù)墻的地面基準(zhǔn)，軸線定位精度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)墻采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

　　（2）開挖槽段。使用多套履帶吊和液壓抓斗機(jī)組成的挖槽機(jī)，同時(shí)開挖多個(gè)工作面進(jìn)行成槽作業(yè)。成槽過程中，及時(shí)糾偏，精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。成槽結(jié)束后，用超聲波儀和其他測(cè)量工具檢驗(yàn)其垂直度、槽位、槽深偏差，不合要求要修整。

　　（3）槽壁土外運(yùn)?？蛇呁谶呥\(yùn)。

　?。?）噴刷接頭。根據(jù)地下連續(xù)墻的接頭樁，制作接頭噴刷器，然后用吊車懸吊緊貼接頭樁上下提放，反復(fù)噴刷接頭3次。

　?。?）接頭樁制作與吊裝。澆搗接頭；接頭裝整根澆搗，分節(jié)吊裝；平裝時(shí)嚴(yán)格控制垂直度；接頭樁比地下墻底落底700mm，露出地面500mm

　?。?）底模上加工成型鋼筋籠。制作成型鋼筋籠；采用履帶吊雙機(jī)凌空吊直，再由主吊垂直運(yùn)入槽至設(shè)計(jì)位置，用鋼筋梁將籠擱置在導(dǎo)墻上。

　　（7）澆筑墻體混凝土。采用C30商品混凝土，抗?jié)B等級(jí)S6；鋼筋籠入槽后4h之內(nèi)開始；過程中，埋管深度保持在1.5～6m，混凝土面高差控制在0.5m以下，墻頂面混凝土標(biāo)高高于設(shè)計(jì)標(biāo)高0.3～0.5m.

　　問題：

　　1．結(jié)合本工程情況，請(qǐng)選擇合理的盾構(gòu)設(shè)備類型

　　2．結(jié)合本工程情況，簡(jiǎn)述豎井的作用及施工方法。

　　3．地下連續(xù)墻施工方法是否全面？

　　4．結(jié)合本工程情況，簡(jiǎn)述矩形隧道的施工要點(diǎn)。

　　5．結(jié)合本工程情況，簡(jiǎn)述圓形隧道施工中盾構(gòu)的功能。

　　6．泥水平衡效果是如何產(chǎn)生的？

　　7．盾構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其掘進(jìn)中的幾種狀態(tài)。

　　8．簡(jiǎn)述盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，對(duì)地表的影響所應(yīng)采取的措施

　　[案例17]

　　1．由于本工程取水方便，因此應(yīng)選用泥水加壓式盾構(gòu)設(shè)備。

　　2．（1）豎井的作用：A端3號(hào)井為盾構(gòu)拼裝井，B端1號(hào)井為盾構(gòu)拆卸井，運(yùn)營(yíng)階段為設(shè)備井；2號(hào)井為通風(fēng)井；

　?。?）豎井的施工方法：

　?、倬捎玫叵逻B續(xù)墻作擋土結(jié)構(gòu)，多道支撐順筑法開挖施工，內(nèi)襯鋼筋混凝土與地下墻共同受力，坑底作地基加固；

　　②地基加固→土體開挖→鋼支撐安裝，循環(huán)往復(fù)至底板標(biāo)高。具體描述如下：

　　a）土體開挖：用50t大吊配1.0m3抓斗挖土，分層開挖，層深2～3m，挖土?xí)r保持基坑無積水，控制分層深度，嚴(yán)禁超挖回填，層底面平整，支撐隨挖隨撐；

　　b）鋼支撐安裝：鋼支撐進(jìn)場(chǎng)后要進(jìn)行檢查驗(yàn)收，進(jìn)行試拼裝，不合要求不可使用；鋼牛腿、斜撐與預(yù)埋件之間焊接必須牢靠，焊縫高度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，斜撐埋件在槽壁施工時(shí)埋入；鋼管支撐之間的螺栓必須全部栓上；對(duì)施加預(yù)應(yīng)力裝置的油泵要經(jīng)常檢查，使之運(yùn)行正常。

　　c）素混凝土墊層施工：基坑挖土至基底時(shí)，用人工修整基底，及時(shí)鑿開槽壁上底板部位的預(yù)埋鋼筋接駁器，并盡快澆筑20cm素混凝土墊層

　　d）底部及內(nèi)襯結(jié)構(gòu)施工：分三次澆搗鋼筋混凝土（底板及部分內(nèi)襯；內(nèi)襯；墻身內(nèi)襯及頂層框架），混凝土采用C30商品混凝土。

　　3．不全面。還少3個(gè)關(guān)鍵步驟：

　?。?）泥漿系統(tǒng)。采用膨潤(rùn)土、純堿、高粘度CMC和自然水，用清漿沖拌箱和雙軸拌漿機(jī)兩次拌和而成。回收泥漿經(jīng)土渣分離篩再經(jīng)旋流渣器和雙層振動(dòng)篩多級(jí)分離凈化后，調(diào)整其性能指標(biāo)、復(fù)制成再生泥漿。成槽時(shí)，槽內(nèi)泥漿液面保持不要外溢的最高液位，暫停施工時(shí)，漿面不低于導(dǎo)墻頂面30cm.泥漿系統(tǒng)應(yīng)提早準(zhǔn)備，在開挖槽段時(shí)立即投入使用；

　　（2）清底換漿。使用空氣升液器，由吊車懸吊入槽，空氣壓縮機(jī)輸送壓縮空氣，以泥漿循環(huán)法吸取槽段土渣，并置換槽底部泥漿。過程中要控制好吸漿和補(bǔ)漿速度，不能讓液面低于導(dǎo)墻頂面以下3mm.在噴刷接頭完成后，就要進(jìn)行清底換漿；

　?。?）頂拔反力管。設(shè)計(jì)、制作反力管和拔管機(jī)；反力管吊裝就位后，隨即安裝拔管機(jī)；拔管時(shí)間以混凝土終凝時(shí)間為準(zhǔn)，拔管過程中保證管腳始終埋在終凝后的混凝土中，不要早拔多拔。該步驟最后完成。

　　4．矩形隧道的施工要點(diǎn)：

　?。?）新建段可采用地下連續(xù)墻、混凝土板樁作圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并與內(nèi)襯結(jié)構(gòu)共同受力，基坑開挖采用鋼支撐、吊車抓斗挖土的明挖順作法；

　　（2）改建段可采用地下連續(xù)墻、半月形鉆孔樁作圍護(hù)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)施工采用順作法或逆作法，支撐形式有水平、垂直支撐等，基坑開挖采用鋼支撐、吊車抓斗挖土的明挖順作法；

　?。?）在某些段可采用放坡開挖的施工方法。

　　5．圓形隧道的盾構(gòu)的功能：在易發(fā)生流砂的地層中能穩(wěn)定開挖面；便于開挖和運(yùn)出盾構(gòu)正面大量的土方；在含水的砂性土及淤泥質(zhì)粘土層等軟弱地層的推進(jìn)中，地層損失控制在最小程度；能保證過江、沿線鄰近建筑物及公共管線等安全。

　　6．泥水平衡效果的產(chǎn)生：在泥水平衡理論中，泥膜的形成是至關(guān)重要的。當(dāng)泥水壓力大于地下水壓力時(shí)，泥漿水按達(dá)西定律滲入土中，形成與土壤間隙測(cè)成一定比例的懸浮顆粒，并積聚于土壤與泥水的接觸表面，泥膜就此形成。隨著時(shí)間的推移，泥膜厚度不斷增加，滲透抵抗力逐漸增強(qiáng)，當(dāng)泥膜抵抗力遠(yuǎn)大于正面土壓時(shí)產(chǎn)生泥水平衡效果。

　　7．盾構(gòu)結(jié)構(gòu)：掘進(jìn)機(jī)、掘進(jìn)管理、泥水輸送、泥水處理和同步注漿5大系統(tǒng)。掘進(jìn)中3種狀態(tài)：停止?fàn)顟B(tài)、旁路狀態(tài)或逆洗狀態(tài)、掘進(jìn)狀態(tài)。

　　8．所應(yīng)采取的措施：

　?。?）控制切口水壓波動(dòng)范圍；

　?。?）合理設(shè)定推進(jìn)速度；

　?。?）控制同步注漿壓力；

　?。?）對(duì)地表沉降進(jìn)行嚴(yán)密觀測(cè)。

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