成都地鐵砂卵石地層盾構施工風險分析及對策 【摘 要】 針對成都地鐵盾構施工的特點,提出風險分析在盾構施工中的重要性。對盾構施工中蘊含的風險源進行辨識與風險分析,并提出具體的風險控制對策。 【關鍵詞】 盾構施工; 富水砂卵石; 風險分析; 對策 隨著城市化進程的加快和城市交通量急劇增長,發展城市地鐵已成為必然的選擇。因其自身的優勢,盾構法施工在城市地鐵隧道建設中正扮演越來越重要的角色。 我國上海、廣州、北京等城市已經采用盾構法成功實施了不少工程。成都的地質情況與上述城市截然不同,成都地鐵施工具有獨特的“三高”特點,即地層具有高富水及砂卵石含量高、卵石和漂石強度高的特點。這種不良地質條件增大了盾構施工難度。因此,加強盾構施工技術風險分析并找出相應的對策是極其必要的。 本文以成都地鐵某盾構區間隧道為例,對施工中存在的風險進行辨識,并提出相應的控制措施,以確保盾構在富水砂卵石地質條件下的順利掘進。 1 工程概況 成都地鐵某盾構區間隧道最大埋深13.5 m,最小坡度2‰,最大坡度26.99‰,左右線間距13~13.5m,最小曲線半徑400 m。 隧道穿越的地層主要為卵石土層,含夾薄層粉細砂透鏡體, 20~200 mm卵石含量約占55.0% ~75.4%,粒徑一般以30~70mm為主,部分粒徑80~120mm;填充物以細砂、中砂為主,夾少量黏性土及 礫石,含量約為10.0% ~25.0%;漂石含量一般為5% ~10%,隨機分布,地勘揭露漂石最大粒徑為340 mm。卵石單軸極限抗壓強度為90.9~91.7 MPa,漂石單軸極限抗壓強度為88.6~95.3MPa。 地下水系為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水兩種類型。孔隙潛水主要埋藏于砂卵石土層中,滲透系數k=20.0 m/d,為強透水層。地下水位埋藏較淺,豐水期地下水位正常埋深約為3 m,成都充沛的降雨量是地下水的重要補給源之一。基巖裂隙水主要賦存于泥巖強風化裂隙帶中,透水性較差。隧道下穿南河與濱江路下穿隧道,并近距離水平穿越錦江大橋與開行大廈(26層)。 地層“三高”特點及沿線建(構)筑物,對隧道掘進主要有以下幾個方面的影響。 (1)隧道圍巖均為卵石土夾透鏡體砂層,自穩能力差,透水性強,地下水位較高,水量十分豐富。區間隧道盾構施工,開挖面容易產生涌水、涌砂,造成細顆粒物質大量流失,引起開挖面失穩、地面沉降甚至塌陷。 (2)隧道頂部覆土為人工填筑土、粉質黏性土、卵石土夾透鏡體砂層,均為松散土體,自穩能力差,盾構掘進可能引起地面沉降或塌陷。 (3)隧道圍巖分布有高強度、大粒徑的卵石、漂石,容易造成超挖和排碴困難,還造成對盾構設備磨損嚴重。這些都對盾構順利施工有較大影響。 (4)盾構掘進需要先后穿越南河、濱江路下穿隧道,近距離通過開行大廈和錦江大橋。盾構掘進,對周圍土體產生擾動,可能造成周圍建(構)筑物變形和破壞。 (5)通過南河時,地下水位較高,砂卵石地層滲透性強,開挖面易涌水、涌砂,容易發生噴涌,引起河床的沉陷,甚至發生冒頂事故。 2 盾構施工風險分析及對策 根據國內外盾構施工經驗及成都地質調查分析,筆者對該地段盾構施工存在的風險源進行辨識、分析并提出了相應解決對策。 2.1 盾構進出洞地表坍陷風險 2.1.1 風險辨識 盾構進出洞時,洞門外側地面坍陷。 2.1.2 風險分析 由于成都地鐵盾構工作井洞門圍護結構采用玻璃纖維筋樁,盾構能直接破除洞門,因而未對端頭地基進行特殊加固處理。這樣,盾構進出洞時,可能會由于洞門密封失效引起洞門漏水、噴砂,大量土體從洞口流入端頭井內;或由于車站施工長期降水導致端頭地層中砂土流失,地層受盾構掘進擾動而坍陷。 2.1.3 風險控制措施 加強降水井的降水、排水措施;提高洞門密封性能。同時對端頭地層預留加固注漿孔,當地層沉降變形較大時,及時對端頭補充注漿加固。 2.2 盾構掘進軸線偏差風險 2.2.1 風險辨識 盾構掘進過程中,盾構推進軸線過量偏移導致隧道設計軸線發生偏差。 2.2.2 風險分析
[1][2][3]下一頁
[NextPage]
$False$
