員村站至車陂南站區間盾構施工難點及措施 摘 要:針對廣州地鐵五號線員村站—車陂南站區間盾構工程難點,對土壓平衡盾構機在復合地層施工中出現的問題進行了分析研究,并提出了應對措施和處理思路,以期為類似地層施工提供參考借鑒。 關鍵詞:盾構隧道,沉降監測,混凝土,塌方 1 工程概況 【員村站—車陂南站】區間盾構工程由兩條圓形盾構隧道及相關附屬工程組成,本工程盾構隧道雙線總長為5 134.641單線延長米,左、右線線形基本一致。本區間主體盾構工程:掘進斷面6.28 m;管片襯砌為單層預制混凝土管片襯砌,管片外徑6 000 mm,內徑5 400 mm,厚度300 mm,環寬1 500 mm。 此區間隧道主要通過的巖土屬Ⅲ類圍巖、Ⅳ類圍巖、Ⅴ類圍巖,巖土強度相對較為均勻,工程地質條件屬一般~較好。 本工程的地下水類型主要分3種類型:上層滯水、孔隙性潛水或微承壓水、基巖裂隙水。地下水位不僅與季節性降雨量有關,還受河涌潮汐動態水的影響。 本工程沿線穿過的河涌主要為棠下涌,該涌寬約24.0 m,深約3.5 m,位于【科—車】區間的西起點,隧道近乎垂直于棠下涌,河涌位置的里程約為YCK21+715~YCK21+739。由于該涌與珠江相連并距離珠江較近,因此其涌內的水量和水位除了與季節性降雨量有關外,還受珠江的潮汐作用影響明顯。 2 工程實施難點及應對措施 2.1 建(構)筑物下方掘進時的沉降控制 2.1.1 沉降事故發生情況 廣州鷹金錢企業集團公司C倉庫位于天河區員村四橫路自編5號,建于20世紀70年代,為2層磚混結構,該樓基礎采用條形淺基礎,基礎埋深1.5 m。地鐵五號線隧道從其下方通過,其中左線隧道穿越里程ZDK20+670.00~ZDK20+710.00,右線隧道穿越里程YDK20+685.00~YDK20+721.00。 【員—科】區間右線盾構進入C倉庫下方,掘進540環時掘進參數異常,表現推力增大,速度降低,速度超過20 mm/min時易發生卡刀盤現象, 540掘進完成后準備開倉檢查刀具,出土3斗后打開倉門,發現土倉內土仍然很多,且2點位有塌方,無法進行刀具檢查;541環掘進至S=1 000 mm時再次準備開倉,結果倉門被土包裹,無法開倉;繼續推進541環,掘進過程為避免出土超量,抬高土壓為3 bar,推力1 200 t~1 300 t,速度5 mm/min~10 mm/min,刀盤工作油壓150 bar~200 bar,推進困難542環至S=1 300 mm停止推進;同時,地面監測數據顯示C倉庫沉降發展較快,當天發生沉降24 mm,累計最大沉降量達到-61 mm,且沉降繼續發展。 2.1.2 原因分析 1)刀具意外受損,掘進難度增大。左、右線隧道均從C倉庫下方通過,根據地質剖面圖,左、右線隧道地質情況相同,穿越地層均為⑦地層,該地層穩定性較好,根據以往施工經驗,這類地層掘進施工非常順利,地面沉降能夠得到有效控制。且左線隧道通過情況也證明了這一點,左線盾構通過食品廠倉庫期間掘進參數正常,通過后地面沉降累計最大值-25 mm。右線通過前,為確保右線盾構順利通過食品廠C倉庫,項目部在486環提前對刀具進行了徹底檢查及更換,但換刀后僅掘進約55環便出現掘進參數異常情況,表現為盾構推力增大、速度降低、且出現卡刀盤現象。掘進參數的異常導致出土量難以控制,出土量偏多。 2)土倉內結泥餅。由于掘進參數異常、出土量偏多,掘進過程采用土壓平衡方式掘進,結果導致土倉內出現結泥餅現象,泥餅的形成導致掘進參數更加惡化,出土量更難控制。 2.1.3 處理措施 1)地面充填及加固。根據原因分析結果,并結合地面倉庫周邊環境。為確保地面倉庫的安全,決定暫停右線隧道的掘進施工,組織專業注漿加固隊伍進場,在地面施作袖閥管對倉庫下方土層進行加固,通過注漿填充盾構出土超量所形成的空洞,以保證建筑物的安全。同時,在隧道內利用吊裝孔進行補充注漿,以充分充填盾構通過后的空隙。地面加固施工完成后,再恢復隧道開挖掘進施工。 本次袖閥管加固采用水玻璃水泥雙液漿作為注漿材料。雙液漿參考配比如下:水玻璃濃度40 Be′,水泥漿水灰比為1∶1,水玻璃溶液配比為水玻璃∶水=1∶1(體積比),水泥漿液∶水玻璃溶液=1∶1(體積比)?，F場施工時根據實際情況對該配比進行適當調節,將漿液初凝時間控制在2 min左右。 2)采用壓氣作業方式清除泥餅及更換刀具。因嘗試開倉7次,均未成功,對此,項目部研究后決定采用壓氣作業方式清除泥餅及更換刀具。待地面加固完畢及壓氣系統準備完畢后,
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