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FFU在SEW工法的應(yīng)用
FFU材料部件的預(yù)制
SEW工法需將盾構(gòu)始發(fā)洞門范圍內(nèi)連續(xù)墻用FFU材料制成的部件來替代,根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力條件和FFU材料的物理力學(xué)指標(biāo),采用了柱列式部件,在洞門范圍內(nèi)布置了6條由FFU材料制成的柱形部件。FFU部件由日本積水化學(xué)公司生產(chǎn),部件與連續(xù)墻鋼筋的連接器生產(chǎn)好后運(yùn)至國內(nèi)施工現(xiàn)場將連接器與連續(xù)墻鋼筋焊接。
連續(xù)墻施工
在施工SEW(FFU部件)的地下連續(xù)墻時(shí),由于FFU材料的特點(diǎn)對連續(xù)墻施工提出了如下要求:
(1)連續(xù)墻成槽。確保溝壁的挖掘精度在1/500以上;挖掘時(shí)1個(gè)槽段的寬度約為7m,要控制泥漿的比重和挖掘速度,防止沙質(zhì)地基在挖掘溝壁時(shí)坍塌。
(2)組裝鋼筋籠。在FFU部件的連接部將鋼筋(日本標(biāo)準(zhǔn))擰入連接器中固定;將FFU部件配置在鋼筋籠的規(guī)定位置(盾構(gòu)機(jī)通過部分);使用氣焊或電焊時(shí),注意保護(hù)FFU部件,避免濺落上火花。FFU部件的重量約為10t安裝時(shí)使用扁鋼或角鋼加固在鋼筋籠上。組裝鋼筋籠時(shí)要考慮到混凝土導(dǎo)管的配置。
(3)吊放鋼筋籠。吊起FFU部件時(shí),為防止給FFU部件造成損傷,不使用鐵絲而使用尼龍繩??紤]FFU部件、鋼筋、加固材料、吊具等的重量,起重機(jī)要保證有充分的大臂長度和吊起能力,吊起鋼筋籠時(shí)要避免FFU部件附近的鋼筋籠變形或扭曲。
(4)安裝鋼筋籠。鋼筋籠安裝前清除底部沉淀物,否則會(huì)堆積在FFU部件的下面,一旦漏滲水就很難堵住,如果伴有泥沙流出,會(huì)導(dǎo)致背面地基塌陷等重大事故。裝在鋼筋籠上的FFU部件表面上如果有加固材料(鋼材),埋入時(shí)必須將其拆除。在澆筑混凝土?xí)rFFU部件會(huì)產(chǎn)生很大的浮力,要采取措施防止浮起或傾斜。
(5)配置混凝土導(dǎo)管和澆筑混凝土。在規(guī)定位置安裝3根混凝土導(dǎo)管,準(zhǔn)備三套混凝土澆筑用漏斗,1根混凝土導(dǎo)管配1臺(tái)攪拌車;混凝土導(dǎo)管的前端要保持埋入混凝土中2.0~6.0m的位置;混凝土的澆筑高度要經(jīng)常用檢尺檢查,特別是在澆筑FFU部件部分的混凝土?xí)r,嚴(yán)格控制FFU部件間的澆筑高度;FF部件部分的混凝土澆筑速度應(yīng)在4m/h以下。
盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)
由于盾構(gòu)隧道為55‰的下坡,而且是泥水平衡盾構(gòu)機(jī),在應(yīng)用SEW工法時(shí)存在以下風(fēng)險(xiǎn):
(1)盾構(gòu)機(jī)平行隧道軸線始發(fā)。刀盤與連續(xù)墻內(nèi)FFU板材墻壁形成一定的夾角(如圖2)。在刀盤切削過程中,F(xiàn)FU上端先被切削,此后便處于單側(cè)懸臂狀態(tài),由于盾構(gòu)機(jī)推力作用,F(xiàn)FU材料部件在上部被切削完后會(huì)出現(xiàn)塊狀崩潰(板狀、塊狀的破碎片)。
(2)盾構(gòu)機(jī)始發(fā)時(shí)不鑿除洞門。直接切削連續(xù)墻內(nèi)FFU,切削時(shí)要建立起泥水平衡,因此要保證橡膠簾不被刀盤破壞,確保切口水壓建立和洞門橡膠簾止水效果。
(3)由于FFU材料比重小,被刀具切削后,易在土倉內(nèi)懸浮在泥漿上部,難以從底部排泥管排出土倉。
(4)刀盤切削FFU時(shí),在每根FFU之間仍存有C30混凝土,在盾構(gòu)始發(fā)時(shí)尤其注意控制好對盾構(gòu)的掘進(jìn)管理。
針對上述風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)采取以下措施:
(1)由于連續(xù)墻背后地層為淤泥質(zhì)砂和砂層,為避免在盾構(gòu)機(jī)切削過程中,F(xiàn)FU材料出現(xiàn)塊狀崩潰,在緊貼連續(xù)墻側(cè),采用1排Ф1000 @600的三管旋噴樁,其后采用Ф500 @400的攪拌樁加固,加固范圍為9.5m(如圖3),為刀具切削FFU時(shí)在背面提供足夠的反力。
(2)為防止在刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)破壞洞門處的橡膠止水布簾,在原設(shè)計(jì)始發(fā)洞門后增設(shè)1個(gè)800mm長鋼套筒,如圖2,以增加刀盤到止水布簾的距離,使得盾構(gòu)機(jī)始發(fā)時(shí)不會(huì)破壞橡膠簾布,盡早建立起泥水平衡。
(3)FFU材料被切削后在土倉內(nèi)懸浮在泥漿上面,難于排出土倉時(shí),可采用逆循環(huán)方式的環(huán)流狀態(tài),把FFU懸浮物排出后,再采用正常模式掘進(jìn)。
始發(fā)時(shí)的掘進(jìn)參數(shù)管理:①從刀具開始切削FFU材料開始,至切削FFU材料結(jié)束為止,盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)速度不宜過快,使盾構(gòu)緩慢穩(wěn)步前進(jìn),推進(jìn)速度控制在2.5~3mm/min。②將切削FFU材料時(shí)的開挖面切口水壓設(shè)定在50~70kPa之間,推力控制在400~600T范圍之內(nèi)。
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