盾构始发端连续墙成槽过程卡锤事故处理
摘 要:地下连续墙在地铁施工中已广泛应用。冲孔成槽是连续墙成槽的主要方式,由于地质条件的影响及冲孔桩施工工艺的制约,在成槽过程中难免会发生卡锤或掉锤等情况。目前针对卡锤或掉锤事故的处理方法有很多,根据不同的条件与特定的环境,有不同的处理措施。本文通过珠江三角洲城际快速轨道交通广佛线8标土建工程盾构始发端头加固工程地下连续墙施工过程中的一次卡锤实例,结合当时施工的特殊情况,分析了如何在车站内盾构隧道洞门处取出方锤的方案,以指导今后类似工程的设计、施工。
关键词:连续墙;卡锤;盾构;端头;处理
1工程概况
珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段【岗站~千灯湖站~金融高新区站】 盾构区间, 盾构机在岗站北端始发, 掘进到千灯湖站车站后过站;在车站北端二次始发, 掘进到金融高新区站后解体、 吊出。
千灯湖站始发端地层分布从上至下主要为:人工填土层、 淤泥质粉细砂层、 全风化泥质粉砂岩、 强风化泥质粉砂岩, 存在部分淤泥层和硬塑状残积土。 千灯湖站北端 (始发端) 端头加固原设计从地面采用一排 600mm 厚素混凝土连续墙和Ф600@450 双管旋喷桩结合加固。 混凝土连续墙从地面开始加固, 深度达到盾构隧道底 2m; 旋喷桩桩顶位置为隧道顶 4m, 桩底进入残积土层和全风化地层 1m[1]。
2事件过程简述
根据施工计划先进行左线始发端头的加固施工, 在该区域连续墙在用方锤修孔时, 锤被卡住。卡锤发生后, 立即采取了清孔取锤的措施, 希望能把方锤取出来。 然而清孔取锤过程中, 泥浆从车站围护桩间流出, 导致已完成的槽段塌孔, 并将方锤埋在地下 15m 深的隧道范围内。 在对漏浆位置进行了处理, 尝试从地面将锤取出的过程中,再次出现了漏浆问题。 为确保工程的安全顺利进行, 由施工单位提出, 会同设计、 监理单位共同审查, 决定将左线连续墙改为两排 Φ400@300 单管旋喷桩, 右线连续墙改为 Φ600@450 旋喷桩,其余加固按原设计, 被卡住的方锤待洞门凿除过程中从洞门位置取出。 被卡方锤位置如图 1 所示。
3处理方案与技术措施
3.1地面加固
为安全、 快速地将被埋在地下的方锤取出,在取锤前, 应先对方锤位置进行补充加固。 因此在施工两排 Φ400 单管旋喷桩的基础上, 在方锤左右两侧各增加两根单管旋喷桩。
此外, 为克服塌孔时土体位移导致的地下土体稳定性降低问题, 靠近 Φ400 单管旋喷桩的两排Φ600 双管旋喷桩顶做到地面位置。
3.2水平探孔
待旋喷桩加固并达到设计龄期后, 在洞门位置进行水平探孔试验。 进行水平探孔的目的有两点: 首先, 检测端头旋喷桩加固的效果, 确保洞门凿除的施工安全; 其次, 探明埋锤的具体位置,为下一步取锤做好准备。
3.3围护桩凿除
在完成水平探孔后, 采用人工方式凿除围护桩。 凿除过程中, 特别注意围护桩桩身混凝土凿除完成后, 靠近车站外侧的围护桩钢筋严禁割除,如图 2 所示。 此部分钢筋是取锤时的重要安全保障, 必须等方锤取出, 盾构始发准备就绪后方可割除。
3.4取锤
(1) 先在方锤上方的围护桩钢筋上设置两个吊点 (吊点 1、 2), 在盾构机刀盘上设置一个水平拉力点 (吊点 3), 如图 3 所示。 吊点 1、 2 各挂一个 10t 的葫芦, 吊点 3 挂一个 5t 葫芦。

(2) 根据水平探孔确定的方锤位置 , 从水平探孔开始进行开挖。 开挖过程按照探挖的原则进行, 使用人工+风镐逐步将方锤暴露出来。 在此过程中, 对阻碍探挖的围护桩钢筋可进行割除, 其余钢筋严禁切割。 同时在方锤上焊接一个吊耳,焊接的吊耳靠近吊点 3, 以便水平拉出。
(3) 待整个方锤全部暴露后 , 切断方锤顶部与其连接的钢丝绳, 并安装新的钢丝与吊点 2 的葫芦连接。 对切断的钢丝绳, 按照其所在的位置在刀盘上设置 2~3 个葫芦将其从围护桩外侧拉出,当洞顶的钢丝绳露出后, 将其切断。 完成钢丝绳处理后, 安装钢丝绳与吊点 3 的葫芦连接 (吊点 1为备用吊点)。 完成连接后, 拉动吊点 2 的葫芦,将方锤先拉动, 逐渐向上并向刀盘的方向移动。在此过程中, 逐渐拉动吊点 3 的葫芦, 与吊点 2的葫芦配合, 逐步将方锤从围护桩外侧位置取出。
3.5方锤位置回填
当方锤完全从围护桩外侧取出后, 应立即对原方锤位置进行回填, 以保证盾构始发的安全性,回填使用现场拌制的水泥砂浆。
3.6实施后效果
(1) 在取锤的工程中, 锤所在处的基坑无明显的渗水与漏水现象, 证明补充加固起到了止水及改良土体的作用。
(2) 从洞门位置将方锤取出具有极大的风险,实际施工时, 按照本文所述措施严格控制, 从而安全顺利地取出了被卡的方锤, 保证盾构机按照计划始发。
(3) 方锤取出后, 通过隧道水平运输系统运至井口, 再吊出地面重新使用, 节约了施工成本。
4结语
由于冲孔桩施工中不明确的因素很多, 受不同的岩层影响, 将面对不同的困难。 本文主要针对盾构始发端头施工中连续墙成槽时卡锤事故的处理进行了论述。 文中案例说明, 只要在施工过程中进行有效的控制以及事故出现后进行合理的处理, 以科学的态度, 严格按照规范制定好的细则, 保证施工质量是完全可行的。
参考文献
[1] JGJ94-94建筑桩基础技术规范[S] .
[2]张凤祥,朱合华,傅德明.盾构隧道[M] .北京:人民交通出版社, 2005.
[3]王晖,竺维彬.盾构始发的风险分析与对策[J] .现代隧道技术, 2007年增刊: 319-322.