盾构切削混凝土模拟试验和切削桩基施工技术

第3 4卷

第5期

隧道建设T u n n e l C o n s t r u c t i o n

Vo 1 . 3 4 No . 5 Ma y 2 01 4

2 0 1 4年 5月

盾构切削混凝土模拟试验和切削桩基施工技术傅德明(上海中通轨道交通研究咨询有限公司，上海 2 0 1 1 0 3 )

摘要：城市轨道交通盾构施工中经常遇到穿越地下障碍物 (如混凝土桩、挡土结构、管渠、地下构造物等)的难题，一般采取桩基托换、拆除桩基或人工凿桩的方法进行处理，但传统处理方法具有造价高、工期长、对周边交通影响大等缺点。通过采用小直径 ( 4, 4 0 0 mm)盾构切削素混凝土、玻璃纤维混凝土及钢筋？昆凝土的模拟试验，对盾构直接切削桩基施工技术的可行性进行研究，分析了盾构刀盘的改造，获取了掘进施工参数控制资料。并通过上海轨道交通 7号线和 1 0号线工程采用盾构切削钢筋混凝土桩基的实践，证明： 1 )盾构直接切削钢筋混凝土施工是可行的； 2 )盾构始发前应对刀盘进行改造，宜在面板上增加一定数量先行刀和贝壳刀； 3 ) 盾构切削桩基过程中推进速度宜慢(小于 1 0 m m/ mi n ),盾构设定土压、推力、刀盘扭矩宜稳定； 4 )在盾构切削桩基过程中，应向土仓内添加润滑减摩材料，以防混凝土碎块堵塞螺旋输送机。在盾构通过后，应根据监测情况进行管片背后的二次注浆，以控制地面和建筑物沉降； 5 )采用盾构直接切削桩基具有施工经济、安全，对环境影响小的优点。 关键词：盾构；切削桩基；钢筋混凝土；地下障碍物DO I: 1 0 . 3 9 7 3/ j . i s s n . 1 6 7 2— 7 4 1 X . 2 0 1 4 . 0 5 . 0 1 2

中图分类号：U 4 5 5 . 4 3

文献标志码：B

文章编号：1 6 7 2— 7 4 1 X( 2 0 1 4 ) 0 5— 0 4 7 2— 0 6

Mo d e l Te s t o n Co n c r e t e Cu t t i n g Di r e c t l y b y S h i e l d a n d Pi l eFo u n d a t i o n Cu t t i n g Te c h n o l o g yFU De mi n g

( S h a n g h a i S h e n t o n g R a i l T r a n s i t R e s e a r c h& C o n s u l t C o

., L t d ., S h a n g h a i 2 0 1 1 0 3, C h i n a )Abs t r a c t:Und e r g r o u n d o b s t a c l e s,s u c h a s c o nc r e t e p i l e s,s o i l r e t a i n i n g s t r u c t ur e s,p i p e s a n d t r e n c h e s a n d u nd e r g r o u nd s t uc r t u r e s,a r e o t f e n e n c o u n t e r e d d u in r g s hi e l d bo r i n g i n t h e c o ns t r u c t i o n o f u r b a n r a i l t r a n s i t wo r k s .Th e s e p i l e￣u n d a - t i o ns a r e no r ma l l y u nd e r pi n n e d,di s ma n t l e d o r ma n u a l l y c u t .Ho we v e r,t he s e c o n v e n t i o n a l t r e a t me n t me t h o d s h a v e s u c h

d i s a d v a n t a g e s a s h i g h c o s t, l o n g c o n s t uc r t i o n p e i r o d a n d s e v e r e i n l f u e n c e o n t h e s u r r o u n d i n g t r a f f i c s .A 4, 4 0 0 mm mo d e ls h i e l d i s u s e d t o c ut b l i nd c o n c r e t e,g l a s s ib f e r c o n c r e t e a nd r e i n f o r c e d c o nc r e t e,s o a s t o s t u d y t h e f e a s i bi l i t y o f pi l e ￣u n d a t i o n c u t t i n g d i r e c t l y b y s h i e l d s,t o ma ke a n a l y s i s o n t he mo d i ic f a t i o n o f c u t t e r h e a d s a n d t o o b t a i n s h i e l d b o r i n g

c o n t r o l p a r a me t e r s .F u r t h e r mo r e,t

h e e x p e r i e n c e o f t h e p i l e f o u n d a t i o n c u t t i n g d i r e c t l y b y s h i e l d s i n t h e c o n s t r u c t i o n o f

N 0 .7 l i n e a n d No .1 0 l i n e o f S h a n g h a i r a i l t r a n s i t w o r k s i s d e s c r i b e d .C o n c l u s i o n s d r a w n a r e a s f o l l o ws:1 )I t i s f e a s i -

b l e t o c u t r e i n f o r c e d c o n c r e t e d i r e c t l y b y s h i e l d s; 2 )B e￣r e s h i e l d l a u n c h i n g, t h e c u t t e r h e a d s h o u l d b e mo d i i f e d, a n d a n u mb e r o f a d v a n c e c u t t i n g t o o l s a n d s h e l l t o o l s s h o u l d b e i n s t a l l e d o n t h e c u t t e r h e a d; 3 )D u i r n g t h e c u t t i n g o f t h e p i l e

f o u n d a t i o n s d i r e c t l y b y s h i e l d, t h e s h i e l d s h o u l d a d v a n c e s l o w l y( w i t h l e s s t h a n 1 0 mm/ m i n a d v a n c e s p e e d ), a n d t h e e a r t h p r e s s u r e, t h r u s t a n d c u t t e r h e a d t o r q u e s e t s h o u l d b e s t a b l e; 4 )D u i r n g t h e c u t t i n g o f t h e p i l e f o u n d a t i o n s d i r e c t l yb y s hi e l d,l u b ic r a t i n g a n d f ic r t i o n- r e d u c i ng ma t e r i a l s s h o u l d b e a d d e d i n t o t h e e

x c a v a t i o n c h a mb e r s o a s t o p r e v e n t t h e

s c r e w c o n v e y o r f r o m b e i n g j a m m e d b y c o n c r e t e b l o c k s .A t f e r t h e s h i e l d p a s s e s t h e o b s t a c l e p o i n t,s e c o n d a r y g r o u t i n gs h o u l d b e ma de t o il f l t h e a nn u l u s s p a c e be h i n d t h e s e g me n t l i n i n g o f b a s i s o f t h e mo ni t o in r g r e s u l t s s o a s t o c o n t r o l t h e

s e t t l e m e n t o f t h e g r o u n d s u r f a c e a n d t h e n e a r b y b u i l d i n g s; 5 )C u t t i n g p i l e f o u n d a t i o n s d i r e c t l y b y s h i e l d h a s a d v a n t a g e s,i n c l u d i n g l o w c o s t,h i g h s a f e t y a n d s ma l l e n v i r o n me n t a l i n l f u e n c e .Ke y wor ds:s h i e l d;p i l e f o u n d a t i o n c u t t i n g;r e i n f o r c e d c o n c r e t e;un d e r g r o u nd o b s t a c l e

收稿日期：2 0 1 3— 0 4—1 0;修回日期：2 0 1 4— 0 3—2 4

作者简介：傅德明( 1 9 4 9一),男，上海人， 1 9 8 5年毕业于上海城市建设学院，地下工程专业，大专，高级工程师，主要从事隧道与地下工程施工技术研究丁作。2 O余项科技成果获市部级科技进步奖，现任上海市土木工程学会秘书长。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3np4.html