富水含大漂石砂卵石地層盾構(gòu)法施工技術(shù)

目錄

第一章工程概況................................................................1

1工程位置、范圍及主要工程量................................................1

2設(shè)計(jì)概況...................................................................1

3周邊環(huán)境...................................................................3

4工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地震基本烈度..........................................3

5氣象條件...................................................................7

6工程項(xiàng)目施工相關(guān)方.........................................................7

第二章工程特點(diǎn)及重難點(diǎn).......................................................8

1工程特點(diǎn)...................................................................8

2工程重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措旅.......................................................9

第三章總體施工方案及施工順序安排...........................................15

1盾構(gòu)區(qū)間隧道施工方案......................................................15

2區(qū)間隧道分項(xiàng)工程施工方案.................................................15

3施工順序安排..............................................................16

第四章盾構(gòu)機(jī)選型及主要參數(shù).................................................18

1選型依據(jù)和選型原則........................................................18

2對(duì)盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計(jì)要求........................................................18

3盾構(gòu)機(jī)型式的確定..........................................................19

4泥水平衡盾構(gòu)機(jī)的工作原理及工作模式.......................................21

5土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的工作原理及工作模式.......................................22

6s259盾構(gòu)機(jī)的改造..........................................................23

7盾構(gòu)機(jī)的主要組成與功能描述...............................................34

8盾構(gòu)機(jī)主要尺寸、技術(shù)參數(shù).................................................51

9盾構(gòu)施工主要配套設(shè)備配置.................................................54

第五章施工準(zhǔn)備..............................................................60

1施工總平面布置和臨時(shí)工程.................................................60

2施工圖設(shè)計(jì)................................................................66

3泥水處理系統(tǒng)土建工程......................................................66

4盾構(gòu)機(jī)改造................................................................66

5管片生產(chǎn)準(zhǔn)備工作..........................................................66

6建筑物、管線調(diào)查..........................................................66

第六章盾構(gòu)掘進(jìn)施工..........................................................68

1盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)優(yōu)化..........................................................68

2砂卵石地層泥水盾構(gòu)施工泥漿的配置和開挖面的穩(wěn)定技術(shù)......................73

3砂卵石地層泥水盾構(gòu)帶壓進(jìn)倉(cāng)技術(shù)...........................................86

4砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)植土改良技術(shù)研究與應(yīng)用............................91

5砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)帶壓進(jìn)倉(cāng)技術(shù).......................................93

6砂卵石地層常壓進(jìn)倉(cāng)地層加固技術(shù)...........................................96

第七章砂卵石地層盾構(gòu)通過重要建筑物的施工技術(shù)..............................102

1專項(xiàng)應(yīng)對(duì)施工技術(shù).........................................................102

1.1盾構(gòu)下穿火車南站股道.................................................102

1.2通過機(jī)場(chǎng)立交橋施工技術(shù)...............................................106

1.3近接通過x信息港施工技術(shù).............................................107

1.4通過人南立交橋施工技術(shù)...............................................113

1.5通過①1200污水干管線施工技術(shù)........................................118

2施工方法及施工工藝.......................................................121

3實(shí)施效果.................................................................127

第八章刀盤刀具管理及大漂石處理技術(shù)........................................128

1刀盤刀具布置形式及刀具的破巖機(jī)理........................................128

2刀盤磨損及防護(hù)...........................................................128

3刀具磨損使用狀況研究.....................................................130

4刀具在砂卵石地層中掘進(jìn)的磨損值..........................................132

5刀具更換情況統(tǒng)計(jì)分析.....................................................133

6刀具的維修...............................................................134

7刀盤刀具管理小結(jié).........................................................136

8大漂石處理技術(shù)...........................................................136

第九章砂卵石地層盾構(gòu)施工監(jiān)控■測(cè)和信息化施工技術(shù).........................139

1地層位移的影響因素分析...................................................139

2地面沉降預(yù)測(cè).............................................................141

3砂卵石地層盾構(gòu)掘進(jìn)沉降監(jiān)測(cè)及控制........................................148

4體會(huì)與認(rèn)識(shí)...............................................................160

第一章工程概況

1工程位置、范圍及主要工程量

1.1工程位置

x地鐵1號(hào)線一期工程盾構(gòu)x起于省體育館站南端，止于火車南站北端。項(xiàng)目盾構(gòu)井

位于火車南站立交橋下，地勢(shì)平坦，周邊環(huán)境開闊。區(qū)間基本上處于城市主干道人民南路

下方，沿線有大量的城市管線，多處管線埋設(shè)較深，對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)影響較大。同時(shí)隧道沿線

穿過中國(guó)成達(dá)化工集團(tuán)、建委大樓、二環(huán)路-人南立交橋、凱賓斯基板店、X信息港（原電

力調(diào)度中心）、美力國(guó)際俱樂部、機(jī)場(chǎng)立交橋等多處主要建（構(gòu)）筑物，部分建（構(gòu)）筑

物距離隧道較近（最近30cm）,需采取加固等方法進(jìn)行處理。盾構(gòu)試掘進(jìn)段即下穿火車南

站10股股道，對(duì)盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)施工影響較大。

1.2工程范圍、主要工程量及工程造價(jià)

隧道總長(zhǎng)4909.867單線延米，其中左線隧道長(zhǎng)2332.562單線延米，右線隧道長(zhǎng)

2577.305單線延米，線路基本沿人民南路中部敷設(shè)，分省體育館路?倪家橋站區(qū)間、倪家

橋站?桐梓林站區(qū)間、桐梓林站?火車南站站區(qū)間三個(gè)區(qū)間，設(shè)3處聯(lián)絡(luò)通道，工程范圍

如圖1T所示。

本工程工程造價(jià)為x7.7775萬元。

497.806890.283944.473

省

倪

桐

火

體

家

梓

車

育

橋

林

南

館

站

站

站

站

1

啜

右1

742.105890.9.45.

圖1T工程范圍示意圖

主要工程數(shù)量如表17,

2設(shè)計(jì)概況

X地鐵X線一期工程是X地鐵建設(shè)規(guī)劃中試驗(yàn)段，也是四川省十五期間的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)

目。該工程起點(diǎn)為紅花堰（YDK/ZDK2+300）,向南下穿火車北站，而后沿人民北路、人民

中路、人民南路、南都西路至?xí)怪行慕K點(diǎn)（YDK/ZDK20+920）,正線全長(zhǎng)18.62km。

盾構(gòu)x段隧道區(qū)間工程總長(zhǎng)4909.867單線延米，起于省體育館站南端，止于火車南

站北端。線路基本沿人民甫路中部敷設(shè)，分省體育館路站?倪家橋站區(qū)間、倪家橋站?桐

梓林站區(qū)間、桐梓林站?火車南站站區(qū)間三個(gè)區(qū)間。

表1-1主要工程數(shù)量表

工程量

工程項(xiàng)目里程(D1)備注

(m)

ZDK11+855.3?ZDK12+353.2

左線ZDK13+400.183=ZDK13+400497.806

短鏈0.094

體育館路站單線延米

倪贏站YDK11+611.27?YDK12十353.2

右線YDK12+320.175=YDK12+320742.105

長(zhǎng)鏈0.175

聯(lián)絡(luò)通道YDK12+07013橫延米

2DK12+515.10-ZDK13+405.2

左線zDK13+400.183=ZDK13+400890.283

倪家橋站單線延米

長(zhǎng)鏈0.183

桐梓林站右線YDK12+515.10-YDK13+405.2890.1

聯(lián)絡(luò)通道YDK13+125.111橫延米

2DK13+565.6?ZDK14+510.7

左線2DK14+399.373=ZDK14+400944.473

桐梓林站單線延米

短鏈0.627

火車南站站右線YDK13+565.6?YDK14+510.7945.1

聯(lián)絡(luò)通道YDK13+97212.89橫延米

合計(jì)4909.867單線延米

2.1區(qū)間隧道設(shè)計(jì)概況

區(qū)間隧道設(shè)計(jì)為外徑6000mm內(nèi)徑5400mm的盾閡隧道，管片厚度為300mm,幅寬采

用1500mmo三個(gè)區(qū)間的縱坡形式為“V”字坡，其設(shè)計(jì)概況如下：

【省體育館站?倪家橋站】區(qū)間線路選用R2000的曲線半徑；設(shè)豎曲線4處，曲線半

徑R=3000m。線間距由13m逐漸變?yōu)?6m,最大坡度為3.317%。，最小坡度為2%。。區(qū)間

最大埋深為15m,最小埋深為14m。

【倪家橋站?桐梓林站】區(qū)間線路出倪家橋站選用R=600的曲線半徑，中間R=700

的曲線半徑，靠近桐梓林站選用R=800的曲線半徑；設(shè)豎曲線6處，曲線半徑R=3000m0

線間距由11m逐步漸變?yōu)?3m。最大坡度為22%。，最小坡度為13%。。區(qū)間最大埋深為21m,

最小埋深為14m。

【桐梓林站?火車南站站】區(qū)間兩端選用R=500的曲線半徑，中間R=400的曲線半

徑；設(shè)豎曲線8處，曲線半徑R=3000、5000mo線間距由11m逐步加大為18m。最大坡

度為22%o,最小坡度為3%一區(qū)間最大埋深為20.5m,最小埋深為15mc

區(qū)間隧道平、縱端面如圖1?2?1-10。

2.2聯(lián)絡(luò)通道設(shè)計(jì)概況

X地鐵x線一期工程盾構(gòu)x段共設(shè)聯(lián)絡(luò)通道3座，其中省體育館站?倪家橋站區(qū)間聯(lián)

絡(luò)通道1座13m,倪家橋站?桐梓林站區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道1座Um（設(shè)泵房），桐梓林站?火車

南站站區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道1座12.89m（設(shè)泵房）。

3周邊環(huán)境

本區(qū)間基本上處于人民南路下方，人民南路為x市的主干道路，沿道路兩側(cè)敷設(shè)有大

量的城市管線，同時(shí)在交叉路口還有大量橫跨線路的管線存在。當(dāng)線路處于道路兩側(cè)時(shí)，

區(qū)間隧道的上方均存在管線，當(dāng)線路處于道路中央時(shí)，與管線的干擾較小。其中在人民南

路與二環(huán)路交叉路口的管線埋深較大。主要的城市管線有：污水管（最大管徑達(dá)1400mm）、

雨水管及管溝（最大管溝達(dá)3000X2000mm）、煤氣、電力管及管溝、電信管及管溝等。

與區(qū)間隧道有關(guān)系的既有建筑物見表廠2。

表1-2區(qū)間隧道與既有建筑物關(guān)系表

距左右線距離（m）結(jié)構(gòu)類樁基礎(chǔ)

編建筑物基礎(chǔ)備

里程位置型及地樁長(zhǎng)樁徑

號(hào)名稱左線右線類型類型樁底注

面層數(shù)（m）（m）

人民南基底距軌水平12層鋼標(biāo)高

1YDK12+704化八院筏基鋼混樁8.060.35

路四段面8.4910.3殮489.3

省建委大人民南基底正軌水平11層銅標(biāo)商

2YDK12+813單獨(dú)基礎(chǔ)鋼混樁8.431.4

樓路四段S12.176.63磴484.37

人南二環(huán)人民南水平最近水平最擴(kuò)大基礎(chǔ)

3YDK12+900挖孔樁9.71.5-12.4

立交橋路四段4.46近456及樁基

人民南基底距軌水平最23層框

4YDKI3+100達(dá)益大廈筏基

路四段面9.32近5.74架

電力調(diào)度人民南基底距軌水平最4層框擴(kuò)大基礎(chǔ)標(biāo)高

5YDKI3+910挖孔樁70.8

公司宿舍路四段面11.26近3.3架及樁基487.05

標(biāo)高

機(jī)場(chǎng)路立人民南水平15和

6YDK14+250水平5.25樁基挖孔樁1.5478.927

交橋路四段5.3417

477.616

火車南站火車碎石道身W,鐵路股道距地鐵軌面約15方U,其中含1條正

7YDK14+430下穿

鐵路股道南站線股道，其余均為到發(fā)線

4工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地震基本烈度

4.1工程地質(zhì)

標(biāo)段內(nèi)上覆第四系土層，下伏基巖為白堊系上統(tǒng)濯口組紫紅色泥巖。從上至下見表1-3

所列。

表1-3區(qū)間地層分層及各層性狀

地層地層地層描述

名稱編號(hào)體育館站?倪家橋站倪家橋站?桐梓林站桐梓林站?火車南站

由雜填土及素填土組成，丸匕表多為混凝土路面。呈褐拿:、灰黑等雜色，松散為主，

人工填局部稍密，潮濕。由碎石、砂土、磚瓦碎塊等建筑垃務(wù)七組成，其間充填粘性土、粉

土及砂土等。該層土均一檔七差，多為欠壓密土，結(jié)構(gòu)疏松，具強(qiáng)度較低、壓縮性高、

土層<1>

荷重易變形等特點(diǎn)。

1

（Q：）段內(nèi)分布于地表，層厚一段內(nèi)分布于地表，層厚一般段內(nèi)分布于地表，層厚一般

般0.7?5.9m。1.80?3.20m。1.5?5.5mo

軟土灰黃色，濕?很濕，軟塑，

<2-1>——夾薄層粉土。該層分布連續(xù)，

（Q；1）

層厚。?1.1m。

灰黃色、灰色，濕，可塑

為主，局部硬塑。土體裂

粘土

隙不發(fā)育，含少量鐵、鐳

<2-2>——

（Q；11）質(zhì)氧化物及其結(jié)合鈣質(zhì)

核。該層分布連續(xù)，層厚

（）.（）0?2.6m。

灰黃色、灰色，濕，可塑為主，部分硬塑。土體裂隙不發(fā)育，含少量鐵、鎰質(zhì)氧化

粉質(zhì)粘

物及其結(jié)合鈣質(zhì)核。

<2-3>

土（Q；1）該層分布連續(xù)，層厚該層分布連續(xù)，層厚1.10?該層分布連續(xù)，層厚0.80?

0.70?2.35m。2.20m。1.10mo

粉土灰黃色，濕，稍密。

<2-4>該層分布連續(xù)，層厚該層分布連續(xù)，層厚0.8?該層分布較連續(xù)，層厚L2?

（Q；"）

1.45?3.37m。2m。2.3m。

粉細(xì)砂灰、灰褐色，濕?飽和，松散，局部夾中砂薄層。成份以長(zhǎng)石、石英為主，次為云

<2-5>母細(xì)片、巖屑及暗色細(xì)粒礦物，混粉土、粉砂團(tuán)塊。

（Q；1）

層厚0.30-0.200m。層厚0.30-0.200m。層厚0.60?5.500mo

成份以長(zhǎng)石、石英為主，次為云母細(xì)片、巖屑及暗色細(xì)粒礦物，混粉土、粉砂團(tuán)塊。

灰、黃灰色，潮濕?飽和，灰、黃灰色，潮濕?飽和，灰色，飽和，稍密?密實(shí)卵

20?200nm卵石含量約占55?20?200加卵石含量約占55?石。20?200nli1卵石含量約占

卵石土75%,粒徑一般以30?70njn780%,粒徑一般以30?70nm55?80%,粒徑一般以30?

<2-8>為主，部分粒徑80?120nm,為主，部分粒徑80?120nm,70nm為主，部分粒徑80?

（Q."）

最大粒徑達(dá)21ami，偶見漂石。最大粒徑達(dá)210m,偶見漂石。120mm,最大粒徑達(dá)210nm,卵

卵石以弱風(fēng)化為主。充填物以卵石以弱風(fēng)化為主。充填物以石以弱風(fēng)化為主。充填物以砂、

砂、中砂為主，含量約10?砂、中砂為主，含量約10?中砂為主，含量約10?35%。

35%。層厚6.93?9.27m。35%。層厚2.6?11.1m。層厚4.2?8.加。

黃色，濕，硬塑為主，部分

可塑，局部夾薄層粉質(zhì)粘

粘土

土。土體裂隙發(fā)育，含鐵、

<3-1>—一

鎰質(zhì)氧化物及其結(jié)核，混少

量鈣質(zhì)結(jié)核，分布不連續(xù)，

層厚0—2.4mo

灰黃、黃色，濕?飽和，松

砂土

散，部分地段為粉砂。成份

<3-3>———

以長(zhǎng)石、石英為主，次為云

母細(xì)片、巖屑及暗色細(xì)顆粒

地層地層地層描述

名稱編號(hào)體育館站?倪家橋站倪家橋站?桐梓林站桐梓林站?火車南站

礦物，混少量粘性土。層厚

0.7?1m

灰、褐黃色、黃色，飽和。

卵石主要成份為花崗巖、

粉細(xì)砂中密?密實(shí)，呈透鏡體狀中密?密實(shí)，呈透鏡體狀

<3-4>閃長(zhǎng)巖和石英巖，以亞圓

分布于卵石土的中部或下分布于卵石土。層厚0.9?

形為主，少量圓形，分選

部。層厚0?1.4m。1.4m。

性好。層厚0.7?1.00m。

灰黃、黃色，飽和，中密為主，部分密實(shí)，含薄層細(xì)砂，卵石主要成份為花崗巖、

卵石土閃長(zhǎng)巖和石英巖，以亞圓形為主，少量圖形，分選性好。20?200mm卵石含量約

<3-7>占55?80%,粒徑一般以30?70nlm為三，部分粒徑80?120mm,含少量漂石，

(Qf81+a,)

3最大粒徑達(dá)210mm,卵石以弱風(fēng)化為主。充填物以砂、中砂為主，含量約10?35%。

層厚2.75?10.00m。層厚5.00?11.7m。層厚8.1—13.6no

強(qiáng)風(fēng)化

巖性以泥巖為主，局部粉砂巖，巖質(zhì)較軟，巖體結(jié)構(gòu)已部分破壞，構(gòu)造層理不清晰，具

泥巖<5-2>溶蝕現(xiàn)象。巖體被節(jié)理、裂隙分割成塊狀，鉆孔巖芯多呈碎塊狀，少量短柱狀，部分呈

（KQ土狀，巖芯碎塊手可折斷。該層厚度大，分布在基巖上部。

中等風(fēng)

巖質(zhì)較硬，巖面較新鮮，巖體結(jié)構(gòu)基本未破壞，巖體被節(jié)理、裂隙分割成塊狀，構(gòu)

化泥巖<5-3>造層理較明顯。鉆孔巖芯多呈短柱狀，少量長(zhǎng)柱狀及碎塊狀，巖芯長(zhǎng)度60?230mm,

錘擊聲半亞?較脆，可擊碎。

（K,g）

各區(qū)間洞身穿越地層情況見表1-4、表1-5、表1-6。

表1-41省體育館?倪家橋】洞身地層情況統(tǒng)計(jì)表

里程長(zhǎng)度占隧道總長(zhǎng)比例?。┒瓷淼貙用枋黾案魍翆雍穸?/p>

上層<2-4>3米?6.28米（中）?

YDK11+612.170-

740.231002.5米，下層<3-4>3.5米?0米

YDK12+352.4

（中）?3.7米

表1-51倪家橋?桐梓林】洞身地層情況統(tǒng)計(jì)表

里程長(zhǎng)度占隧道總長(zhǎng)比例（%）洞身地層描述及各土層厚度

上層<2-4>3米?0米（中）?5米，

YDK12+515.9?

888.5100下層<3-4>3.3米?6.3米（中）?

YDK13+404.4

1.3米

表1-61桐梓林?火車南站】洞身地層情況統(tǒng)計(jì)表

洞身地層描述及各土層厚

里程長(zhǎng)度占隧道總長(zhǎng)比例毓）

度

YDK13+566.4c二層<2-4>4米?0米，下

173.618.4

YDK13+740層<3-4>2.3米?6.3米

YDK13+740

39041.3<3-4>

YDK14+130

YDK14+130?上層<2-4>0米?2.￡米，

379.940.3

YDK14+509.9下層<3-4>6.3米?3.8米

4.2水文地質(zhì)

1、地下水的補(bǔ)給來源

沿線地下水主要接受大氣降水及地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給。

2、地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄及動(dòng)態(tài)特征

省體育館?火車南站地下水補(bǔ)給府河，水力坡度平均值2.7%。左右。

區(qū)內(nèi)地下水具埋藏淺、季節(jié)性變化明顯的特點(diǎn)。7、8、9月份為豐水期，11、12、1

月份為梏水期，8月份地下水位埋藏最淺。根據(jù)四川省地礦廳環(huán)境地質(zhì)監(jiān)測(cè)總站對(duì)x市地

下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)資料，在天然狀態(tài)下，豐水期地下水位正常埋深約為2米；地下水位年

變幅約為1?2.5米；地下水自北西流向南東，水力坡度約為2%。。

地下水水質(zhì)類型為HCO「Ca型、HC()3?SO「Ca型；PH值一般在6.9?7.5之間，為中性

水；以CaC()3計(jì)，含量一般在300?450mg/l,以硬水為主；礦化度小于lg/1,為低礦化淡

水。經(jīng)判定地下水對(duì)混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無腐蝕性，但對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕

性。

隧道主要在含水量豐富、補(bǔ)給充足的強(qiáng)透水的砂卵石土中通過，其埋深位于地下水位

以下，地下水水壓力對(duì)隧道施工及襯砌結(jié)構(gòu)有較大影響。

4.3地質(zhì)構(gòu)造及地震基本烈度

x平原在構(gòu)造位置上處于我國(guó)新華夏系第三沉降帶之川西褶帶的西南緣，界于龍門山

隆褶帶山前江油?灌縣區(qū)域性斷裂和龍泉山褶皺帶之間，為一斷陷盆地。X市區(qū)距龍泉山

褶皺帶20km,距龍門山隆褶帶50km,區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造和地震活動(dòng)較弱，歷史上從未發(fā)生過

強(qiáng)烈地震，從地殼的穩(wěn)定性來看應(yīng)屬基本穩(wěn)定區(qū)。

x平原在構(gòu)造體系上處于川西褶帶的一隅。該體系于印支運(yùn)動(dòng)早期已具雛形。印支運(yùn)

動(dòng)晚期已基本定形，進(jìn)入喜山運(yùn)動(dòng)早期成為沉降中心，隨著構(gòu)造活動(dòng)，周邊參差錯(cuò)落抬升,

中心相對(duì)沉降，中心接受了厚大的第四系松散堆積，四周成山，形成錯(cuò)落有致的盆地地貌

景觀。

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),X地鐵1號(hào)線一期工程通過地區(qū)的地

震動(dòng)峰值加速度為0.10g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s,地震烈度為7。。

5氣象條件

x平原屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，氣候特點(diǎn)是春早、夏熱、冬暖、日照少、無霜期長(zhǎng)、降

雨充沛而集中。多年平均氣溫16.2T,極端最高氣溫38.39，極端最低氣溫一5.9七；多

年平均降雨量988.5mm,最大日降雨量195.2mm,降雨量多集中在5?9月，約占全年降雨

量的84.1%；多年平均蒸發(fā)量1465.1mm,多年平均相對(duì)濕度82%；多年平均日照時(shí)間

1228.3h,只有28%的白天有太陽(yáng)；多年平均風(fēng)速1.35m/s,最大風(fēng)速14.8m/s,極大風(fēng)速

27.4m/s（1961年6月21日），最多風(fēng)向?yàn)楸北睎|（NNE）向。

6工程項(xiàng)目施工相關(guān)方

建設(shè)單位：

監(jiān)理單位：

設(shè)計(jì)單位：

施工單位：

管片生產(chǎn)單位：

第二章工程特點(diǎn)及重難點(diǎn)

1工程特點(diǎn)

1.1工程建設(shè)意義重大

本工程為X地鐵試驗(yàn)段工程，通過該工程的建設(shè)，探索X地鐵快速、經(jīng)濟(jì)的施工工法,

試驗(yàn)成功后，將為X地鐵后續(xù)工程建設(shè)提供針對(duì)性較強(qiáng)的參考和借鑒，同時(shí)可加快X地鐵

的建設(shè)速度，有效改善X市的交通狀況，工程建設(shè)有重要意義。

1.2盾構(gòu)隧道洞身的富水飽和砂卵石地層，對(duì)盾構(gòu)施工要求高

盾構(gòu)隧道埋深普遍不大，局部較淺，地下水位較高，地下水具有水流交替循環(huán)強(qiáng)烈，

水位恢復(fù)迅速之特點(diǎn)。盾構(gòu)需在富水飽和的砂卵石土地層中通過，盾構(gòu)所通過地層中20?

200mm卵石含量約占55?8（即漂石占0-22.3%（重量比），全線已發(fā)現(xiàn)最大漂石粒徑670mm,

大粒徑礫石含量較高且局部富集成群。針對(duì)x地區(qū)特有地層進(jìn)行合理的盾構(gòu)選型和配套設(shè)

施配置，在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中選擇合適的掘進(jìn)參數(shù)和進(jìn)行有效的泥水管理，在確保安全、經(jīng)

濟(jì)的前提下保證施工進(jìn)度和有效控制地表沉降。施工中易出現(xiàn)涌砂塌陷和盾構(gòu)刀具非正常

損壞而影響施工安全和質(zhì)量，盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)較大。

1.3地表環(huán)境復(fù)雜，對(duì)盾構(gòu)施工時(shí)沉降控制要求高

本標(biāo)段全長(zhǎng)2.572km（右線），線路呈南北向縱貫x市南郊，本段區(qū)間基本上均處于x

方的中心干道一一人民南路下方，線路下穿兩大立交（二環(huán)路人南立交、機(jī)場(chǎng)立交橋）、

一條鐵路干線系統(tǒng)（火車南站），在盾構(gòu)施工影響范圍內(nèi)的地面房屋較多，有電力調(diào)度中

心四層房屋（下穿）、建委大樓、中國(guó)成達(dá)工程公司、凱賓斯基飯店等幢房屋，盾構(gòu)掘進(jìn)

時(shí)易引起地層損失和產(chǎn)生不均勻的壓力，造成建筑物不均勻沉降，存在結(jié)構(gòu)變形、開裂的

風(fēng)險(xiǎn)；因此，在施工過程中，要保證既有建/構(gòu)筑物正常使用和結(jié)構(gòu)安全不受影響，沉降

控制要求高。

盾構(gòu)下穿的人民南路兩側(cè)敷設(shè)有大量管線（城市管線主要為污水管〈最大管徑達(dá)

1400mm〉、雨水管及管溝〈最大管溝達(dá)3000x2000mm〉、煤氣、電力管及管溝、電信管及管

溝等），同時(shí)在交叉路口還有大量的橫跨線路的管線存在。施工稍有不慎就有可能引起道

路或管線破壞，造成不利的社會(huì)影響。施工過程如何保證地面交通和地下管線的不受隧道

施工影響，保證所有交通的正常運(yùn)行和地下管線的安全運(yùn)行，這都對(duì)隧道施工沉降控制提

出了很高的要求。

1.4線路曲線段多，施工要求高

省體育館?倪家橋站區(qū)間線路選用R2000的曲線半徑；設(shè)豎曲線4處，曲線半徑

R=3000m,倪家橋站?桐梓林站區(qū)間出倪家橋站選用R=600的曲線半徑，中間R=700的

由線半徑，靠近桐梓林站選用R=800的曲線半徑；設(shè)豎曲線6處，曲線半徑R=3000m。

柯梓林站?火車南站站區(qū)間兩端選用R=500的曲線半徑，中間R=400的曲線半徑；設(shè)豎

由線8處，曲線半徑R=3000、5000mo施工中對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)軸線的控制、管片選型與拼裝和

盾尾同步注漿要求較高。

1?5盾構(gòu)機(jī)經(jīng)過4站3區(qū)間，共進(jìn)行6次始發(fā)，4次過站，工序轉(zhuǎn)換多。

盾構(gòu)機(jī)從火車南站下井，通過桐梓林站、倪家橋站2站，在省體育館吊出，左右線分

別在火車南站、桐梓林站、倪家橋站進(jìn)行始發(fā)，工序轉(zhuǎn)換較多。

2工程重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

2.1盾構(gòu)選型

基于本工程隧道洞身穿越地層的特殊性和x地鐵首次采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)選型是本

工程的關(guān)鍵所在，且盾構(gòu)掘進(jìn)是本標(biāo)段工程關(guān)鍵線路上的關(guān)鍵工序，做好盾構(gòu)選型，保證

盾構(gòu)機(jī)在富水飽和卵石土地層條件下良好的適應(yīng)性和安全、快速掘進(jìn)是本標(biāo)段工程的重

點(diǎn)。在施工過程中擬采取如下措施：

1、組織局內(nèi)技術(shù)專家進(jìn)行研討、比選，做到選型合理，設(shè)計(jì)先進(jìn)。

2、根據(jù)我單位多年來盾構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)（特別是x地區(qū)）認(rèn)真分析地層有關(guān)特彳工和參數(shù),

供選型參考。

3、進(jìn)場(chǎng)后，立即進(jìn)行地質(zhì)補(bǔ)勘，進(jìn)一步完善了工程的水文和地質(zhì)資料。

4、加強(qiáng)和國(guó)內(nèi)外盾構(gòu)制造商的溝通，制定科學(xué)合理的盾構(gòu)選型設(shè)計(jì)。

2.2盾構(gòu)長(zhǎng)距離穿越富水飽和卵石土地層的施工

本工程盾構(gòu)穿越的地層全為富水飽和砂卵石土層，卵石含量高達(dá)55?80%,卵石成分

主要為中等風(fēng)化的巖漿巖與變質(zhì)巖，單軸抗壓強(qiáng)度較高，卵石粒徑以寬30?70nm為主，

部分粒徑80?120n）n],鉆孔中揭示的最大粒徑約210澗，偶夾漂石，從火車南站端頭井圍

護(hù)樁相應(yīng)標(biāo)高開挖出的卵石最大粒徑達(dá)到360mm；地下水位較高，隧道穿越地層富水。施

工時(shí)，受卵石土層的影響，刀盤、刀具由于不均勻的受力或外力的沖擊，容易產(chǎn)生異常損

壞。盾構(gòu)在該類地層掘進(jìn)時(shí)，刀盤、刀具和排泥管的磨損嚴(yán)重，盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整與控制難度

較大。如果局部大粒徑卵石比預(yù)計(jì)的多時(shí)，泥水盾構(gòu)的破碎機(jī)的破碎能力引起艙內(nèi)大粒徑

卯石過量堆積。在施工中擬采取如下措施：

（1）進(jìn)行合理的盾構(gòu)選型，針對(duì)X地區(qū)特有的地質(zhì)情況進(jìn)行有針對(duì)性的盾構(gòu)選型。

（2）有計(jì)劃的刀具檢查、維修與更換。盾構(gòu)始發(fā)完成后，有計(jì)劃地進(jìn)行刀盤、刀具

檢查，預(yù)先采用在合適位置進(jìn)行地層加固或帶壓作業(yè)等方式，有計(jì)劃的進(jìn)行刀具檢查，并

根據(jù)檢查的結(jié)果進(jìn)行刀具磨損分析、制定刀具維修與更換方案，進(jìn)行有計(jì)劃的刀具檢查、

維修與更換，確保設(shè)備完好率，提高施工效率，減少被動(dòng)停機(jī)。

（3）合理選擇掘進(jìn)參數(shù)。降低刀盤轉(zhuǎn)速，減粒與卵石圓礫的碰撞沖擊，減小盾構(gòu)掘

進(jìn)對(duì)地層的擾動(dòng)。適當(dāng)降低掘進(jìn)速度，加強(qiáng)盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整與控制，保證盾構(gòu)掘進(jìn)方向滿足

規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

（4）對(duì)泥水盾構(gòu)施工應(yīng)加強(qiáng)泥水管理，通過向泥水倉(cāng)注入優(yōu)質(zhì)泥漿，在掌子面形成

泥膜，維持掌子面的穩(wěn)定，同時(shí)可降低卵石對(duì)刀盤、刀具的磨損。

（5）加強(qiáng)泥水盾構(gòu)機(jī)鄂式破碎機(jī)的維護(hù)與維修保養(yǎng)，通過氣墊倉(cāng)定期對(duì)鄂式破碎機(jī)

進(jìn)行日常維護(hù)與維修保養(yǎng)，確保設(shè)備完好率。

（6）對(duì)土壓盾構(gòu)施工，綜合利用泡沫系統(tǒng)和膨澗土系統(tǒng)向刀盤前方和土倉(cāng)內(nèi)注入充

足的泡沫和膨潤(rùn)土泥漿對(duì)硅土進(jìn)行充分的改良，確保破土改良效果，以減少刀盤扭矩，降

低對(duì)刀盤刀具以及螺旋輸送機(jī)的磨損。

（7）調(diào)整注漿參數(shù)。適當(dāng)加大注漿量，有效地填充盾尾空隙，并及時(shí)進(jìn)行二次補(bǔ)充

注漿，控制地表沉降。

（8）針對(duì)本工程的實(shí)際情況，事先編制施工預(yù)案和進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備，以防其它突發(fā)性

事件的發(fā)生。

2.3大漂石的處理

本標(biāo)段盾構(gòu)穿越的地層全為富水飽和的卵石土層，卵石含量高達(dá)55?80%,卵石成分

主要為中等風(fēng)化的巖漿巖與變質(zhì)巖類巖石，單軸抗壓強(qiáng)度較高，卵石粒徑以寬30?70nlm

為主，鉆孔中揭示的最大粒徑約210mm。根據(jù)地質(zhì)詳勘資料和全線地質(zhì)咨詢報(bào)告，盾構(gòu)所

通過的地層漂石（＞200rnm）占0?22.3%（重量比），全線已發(fā)現(xiàn)最大漂石粒徑達(dá)670mm,

從火車南站端頭井圍護(hù)樁相應(yīng)標(biāo)高開挖出的卵石最大粒徑達(dá)到360mm；大粒徑礫石含量較

高且局部富集成群。因此，無論選用何種盾構(gòu)機(jī)，都有大粒徑漂石處理問題。大漂石的處

理是工程施工的難點(diǎn)，擬采取以下措施：

1、采用面板式刀盤，對(duì)防止掌子面的坍塌有一定作用。

2、盾構(gòu)機(jī)刀盤上安裝有切刀和雙刃滾刀。兩種刀具配合可以適應(yīng)從極軟土層至極硬

砂卵石地層中的掘進(jìn)。

3、對(duì)大于400mm的大漂石或滾刀破巖能力不足時(shí)，考慮采用輔助措施：

（1）在條件允許時(shí)優(yōu)先考慮從地面加固地層，待掌子面有足夠的自穩(wěn)能力后，進(jìn)入

泥水倉(cāng)/土倉(cāng)利用液壓錘進(jìn)行大漂石的處理。

（2）地表不具備加固條件時(shí)，利用盾構(gòu)機(jī)上預(yù)留的超前注漿孔，對(duì)刀盤前方地層進(jìn)

行洞內(nèi)超前注漿加固后，進(jìn)倉(cāng)處理大漂石。

（3）洞內(nèi)加固效果不佳難以確保進(jìn)倉(cāng)安全時(shí)，采用帶壓進(jìn)倉(cāng)方式進(jìn)行處理。

2.4地面沉降控制及建筑物;管線的保護(hù)

工程施工影響范圍內(nèi)分布有類型各異的建（構(gòu)）筑物和地下管線，線路下穿x市中心

干道路人民南路，沿道路兩側(cè)敷設(shè)有大量管線，同時(shí)在交叉路口還有大量的橫跨線路的管

線存在；線路穿越兩大立交（南二環(huán)立交、機(jī)場(chǎng)立交橋）、一條鐵路干線系統(tǒng)（火車南站）:

盾構(gòu)隧道在倪家橋站?桐梓林站區(qū)間穿過二環(huán)路一一人南立交，在桐梓林站?火車南站區(qū)

間穿過電力調(diào)度中心四層房屋、機(jī)場(chǎng)立交橋、火車南站股道。施工過程如何保證地面建/

構(gòu)筑物和地下管線的不受隧道施工影響，保證所有的地面建/構(gòu)筑物正常、安全使用和地

下管線的安全、正常運(yùn)行是本工程的重點(diǎn)。對(duì)此，擬采取如下措施：

1、建（構(gòu)）