依托深圳地鐵7號線福民站、皇崗村站、華新站南端及黃木崗站地連墻入中微風化巖層厚且存在大傾角陡坡巖、超寬管線群和錨桿錨索導致地連墻施工技術難度大的問題,開展了復雜環(huán)境深厚基巖地連墻施工成套技術的研究,主要研究內(nèi)容包括潛孔錘預鉆或預爆破后沖擊鉆鉆進的深厚基巖快速成槽技術、基于摩擦面式鉆頭和預制鋼套筒導向的大傾角陡坡巖地連墻成槽技術、超寬管線群一槽三籠 地連墻施工技術、泥漿下錨桿錨索快速切割技術、深厚基巖地連墻軌道定位、槽內(nèi)泥漿循環(huán)、氣舉清孔、試籠檢測、接頭施工施工新技術、基于該絮凝劑 機械脫水的廢棄泥漿泥水分離技術。
復雜環(huán)境深厚基巖地連墻施工成套技術的主要研究內(nèi)容如下:(1)深厚基巖快速成槽技術.對不同成槽機具及其工藝進行對比研究,主要包括潛孔錘預鉆孔工藝、沖擊鉆與手把鉆鉆進工藝、鋼絲繩成槽機和液壓成槽機基巖施工工藝以及基巖爆破施工工藝。同時,研制新型摩擦面式鉆頭,解決陡坡巖鉆進施工中出現(xiàn)的卡鉆的技術難題。(2)超寬管線群下地連墻施工技術.針對不能遷改的橫跨地連墻的超寬管線群,研究管線下地連墻施工工藝,包括管線保護技術、管線下成槽工藝、管線下鋼筋籠吊裝工藝、管線下混凝土澆筑工藝等。(3)泥漿下錨桿錨索快速切割技術.針對侵入地連墻的錨桿錨索,研制泥漿下專用切割機具,包括地面控制系統(tǒng)和泥漿下錨桿錨索定位切割系統(tǒng),解決錨桿錨索侵入地連墻在泥漿中進行快速切割的技術難題。(4)深厚基巖地連墻施工新技術. 成槽軌道定位技術、槽內(nèi)泥漿循環(huán)技術、氣舉清孔技術、試籠檢測技術和接頭施工技術。(5)廢棄泥漿泥水分離技術.研制由無機組份和有機組份共同復配而成的泥漿絮凝劑,并基于該絮凝劑 機械脫水研究廢棄泥漿泥水分離技術。?
前言我國珠三角等地區(qū)城市地質(zhì)以不同風化程度的花崗巖為主,地鐵施工中車站圍護結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻(地連墻)普遍入中微風化花崗巖,且地下條件復雜。如深圳地鐵7號線福民站、皇崗村站、華新站南端(華強北4~6區(qū))及黃木崗站入中微風化巖最厚達139 m,巖石強度最高為132 MPa,且存在大傾角(45)陡坡巖、不能改遷的超寬(寬度為12 m)管線群以及鄰近既有建筑基坑多束錨索侵入槽內(nèi),導致復雜環(huán)境條件下深厚基巖成槽十分困難,嚴重制約地鐵車站的施工進度。同時,地連墻施工中產(chǎn)生大量的廢棄泥漿,運輸處理費用高,且影響文明施工,甚至引起施工安全事故。因此,開展復雜環(huán)境深厚基巖地連墻施工成套技術的研究具有重要意義。本課題采取的研究方法為現(xiàn)場試驗或室內(nèi)試驗。通過現(xiàn)場工藝試驗,確定最佳硬巖成槽機具配置和工藝方法;通過現(xiàn)場水下試驗,研發(fā)錨桿錨索切割機具;通過現(xiàn)場工藝試驗,確定管線下地連墻成槽、鋼筋籠下設及混凝土澆筑工藝;通過現(xiàn)場試驗,設計鉆機定位軌道和槽內(nèi)循環(huán)裝置、氣舉清孔工藝;通過現(xiàn)場對比試驗,確定最佳接頭施工工藝;通過室內(nèi)試驗,對廢棄泥漿成分進行測試分析,研發(fā)設計一種以天然礦物為主要成分的泥漿絮凝劑,并在實驗室進行泥漿絮凝試驗,確定絮凝最佳工藝條件。復雜環(huán)境深厚基巖地連墻施工成套技術的主要研究內(nèi)容如下:(1)深厚基巖快速成槽技術。通過對深厚基巖進行的潛孔錘預鉆孔、沖擊鉆與手把鉆、鋼絲繩成槽機和液壓成槽機以及預爆破不同成槽機具及其工藝對比研究,并針對陡坡巖成槽中出現(xiàn)的卡鉆問題研制了新型摩擦面式鉆頭,解決了深厚基巖快速成槽技術難題。(2)超寬管線群下地連墻施工技術。針對不能遷改的橫跨地連墻的超寬管線群,提出了管線保護技術以及管線下成槽、鋼筋籠吊裝和混凝土澆筑工藝技術等,形成了超寬管線群下地連墻施工技術。(3)泥漿下錨桿錨索快速切割技術。針對侵入地連墻的錨桿錨索,研制泥漿下專用切割機具,包括地面控制系統(tǒng)和泥漿下錨桿錨索定位切割系統(tǒng),解決了錨桿錨索侵入地連墻在泥漿中進行快速切割的技術難題。(4)深厚基巖地連墻施工新技術。研究形成了成槽軌道定位技術、槽內(nèi)泥漿循環(huán)技術、氣舉清孔技術、試籠檢測技術和接頭施工技術。(5)廢棄泥漿泥水分離技術。研制了由無機組分和有機組分共同復配而成的泥漿絮凝劑,并基于該絮凝劑 機械脫水研究了廢棄泥漿泥水分離技術,解決了繁華城區(qū)軌道交通車站地連墻施工中產(chǎn)生的大量廢棄泥漿處理費用高的難題。本課題研究共獲批省部級工法4項,申請專利11項、授權(quán)發(fā)明專利2項、授權(quán)實用新型專利6項,獲省部級科學技術獎2項。課題成果成功應用于深圳地鐵7號線福民站、皇崗村站、華新站南端和黃木崗站等地連墻施工,突破了深厚基巖等復雜條件與地質(zhì)條件制約工程進度的瓶頸,提高了施工工效,并推廣應用到深圳地鐵4號線延長線、10號線和12號線等類似工程,取得了較好的社會、經(jīng)濟效益。本書第1章、第3章和第7章由宋衛(wèi)強撰寫,第4章、第5章和第9章由李圍撰寫,第2章和第6章由劉文麗撰寫,第8章由段景川撰寫,全書由李圍統(tǒng)稿并擔任通訊作者。本書在撰寫過程中參閱了許多學者發(fā)表的論著,在此表示真誠的感謝!由于時間倉促和水平有限,書中難免出現(xiàn)錯誤或表述不妥之處,誠懇期望同行專家及讀者批評指正,作者在此表示衷心的感謝!作者2019年3月于深圳
宋衛(wèi)強,男,1983出生,河南省林州人,2004年畢業(yè)于黃河水利職業(yè)技術學院公路與橋梁專業(yè),高級工程師職稱,現(xiàn)任中國電建市政建設集團軌道工程公司總經(jīng)理。先后參與了多條公路工程、山東青島濱海海底隧道連接線工程、山東青島雙積公路和海灣大橋紅島連接線工程、天津外環(huán)線東北調(diào)線工程、武漢地鐵11號線工程、深圳地鐵12號線工程,發(fā)表論文數(shù)篇,獲授權(quán)實用新型專利10項,省部級工法8項。 李圍,男,貴州德江人,1979出生,2006年畢業(yè)于西南交通大學橋梁與隧道工程專業(yè)獲工學博士學位,教授。榮獲貴州省優(yōu)秀青年科技人才,瑞士聯(lián)邦理工大學訪問學者。國家自然科學基金同行評議專家、《工程力學》和《巖土工程學報》EI收錄期刊審稿人。先后主持省部級課題4項,主持地鐵和公路隧道施工技術研究橫向項目10余項,發(fā)表論文60余篇、第一作者EI收錄9篇、第一作者核心期刊20余篇,獲授權(quán)發(fā)明專利1項、申請發(fā)明專利10余項,獲中國施工企業(yè)管理協(xié)會科學技術獎特等1項、貴州省科技進步三等獎1項、全國商業(yè)科技進進步獎三等1項。出版專著《城市軌道交通快速鋪軌關鍵設備研制與應用》等十余本。 劉文麗,男,陜西省榆林人,1983年11月21日出生,2005年畢業(yè)于黃河水利職業(yè)技術學院公路與橋梁專業(yè),高級工程師職稱,現(xiàn)任中國電建市政建設集團軌道工程公司副總工程師、深圳地鐵12號線土建七工區(qū)項目總工程師。先后參與了內(nèi)蒙古多條公路工程、青島女島疏港公路工程、地鐵多條線工程,發(fā)表論文數(shù)篇,獲授權(quán)發(fā)明專利1項、實用新型專利16項、公司級經(jīng)濟技術創(chuàng)新成果12項,省部級工法8項、中國施工企業(yè)管理協(xié)會科學技術創(chuàng)新成果2項、QC成果3項。發(fā)表論文數(shù)篇,參與的科學技術研究項目《巖溶承壓強富水地鐵基坑施工關鍵技術研究》和《地下連續(xù)墻預制鋼套筒導向嵌巖施工工藝》獲得中電建科學技術進步獎。段景川,男,1987年出生,湖南常德人,漢族,中共黨員,西南交通大學橋梁與隧道工程專業(yè)碩士,工程師,現(xiàn)任中電建南方建設投資有限公司工程管理部部員。自2013年7月參加工作以來,先后參與了深圳地鐵多條線工程的建設工作,對巖土工程及鋪軌施工有深入的研究與見解,參與獲得省政府、行業(yè)協(xié)會、電建集團等各級科學技術獎7項,獲得專利9項,出版專著《地鐵隧道下穿公路誘發(fā)地層變形理論與控制》等3本,在公路交通科技、隧道建設等學術期刊上發(fā)表論文11篇。?
目錄第1章緒論11.1立項的背景和目的11.2研究現(xiàn)狀31.3研究內(nèi)容141.4研究方法及技術路線16第2章依托工程概況202.1工程概況202.2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)312.3工程重難點39第3章地連墻施工工藝423.1地連墻施工工藝流程423.2施工準備433.3成槽483.4泥漿攪拌、回收及廢漿處理533.5鋼筋籠加工及下設553.6地連墻接頭施工593.7水下混凝土澆筑603.8墻趾注漿62第4章深厚基巖快速成槽技術634.1概述634.2潛孔錘預鉆孔工藝研究644.3成槽機施工工藝研究704.4沖擊鉆施工工藝研究754.5預爆破工藝研究824.6陡坡巖成槽技術85第5章超寬管線群下地連墻施工技術1025.1概述1025.2管線保護技術1035.3超寬管線群下成槽1045.4鋼筋籠加工1065.5鋼筋籠下設與混凝土澆筑106第6章泥漿下錨桿錨索快速切割技術1086.1錨桿錨索分布情況1086.2錨索處理方法1096.3泥漿下錨索切割機具研發(fā)1116.4泥漿下錨桿錨索快速切割工藝114第7章深厚基巖地連墻施工新技術1197.1成槽軌道定位技術1197.2槽內(nèi)泥漿循環(huán)技術1217.3氣舉清孔技術1237.4試籠檢測技術1267.5接頭施工技術131第8章廢棄泥漿泥水分離技術1398.1廢棄泥漿組分及理化性質(zhì)測試分析1398.2新型泥漿絮凝劑研發(fā)1458.3廢棄泥漿泥水分離室內(nèi)試驗1488.4廢棄泥漿泥水分離現(xiàn)場試驗1518.5廢棄泥漿泥水分離工藝1548.6廢棄泥漿泥水分離工藝優(yōu)化研究157第9章研究結(jié)論與成果1639.1主要研究結(jié)論1639.2經(jīng)濟社會效益1659.3研究成果168參考文獻170