成都地鐵砂卵石地層盾構(gòu)施工風(fēng)險分析及對策 【摘 要】 針對成都地鐵盾構(gòu)施工的特點(diǎn),提出風(fēng)險分析在盾構(gòu)施工中的重要性。對盾構(gòu)施工中蘊(yùn)含的風(fēng)險源進(jìn)行辨識與風(fēng)險分析,并提出具體的風(fēng)險控制對策。 【關(guān)鍵詞】 盾構(gòu)施工; 富水砂卵石; 風(fēng)險分析; 對策 隨著城市化進(jìn)程的加快和城市交通量急劇增長,發(fā)展城市地鐵已成為必然的選擇。因其自身的優(yōu)勢,盾構(gòu)法施工在城市地鐵隧道建設(shè)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(jīng)采用盾構(gòu)法成功實(shí)施了不少工程。成都的地質(zhì)情況與上述城市截然不同,成都地鐵施工具有獨(dú)特的“三高”特點(diǎn),即地層具有高富水及砂卵石含量高、卵石和漂石強(qiáng)度高的特點(diǎn)。這種不良地質(zhì)條件增大了盾構(gòu)施工難度。因此,加強(qiáng)盾構(gòu)施工技術(shù)風(fēng)險分析并找出相應(yīng)的對策是極其必要的。 本文以成都地鐵某盾構(gòu)區(qū)間隧道為例,對施工中存在的風(fēng)險進(jìn)行辨識,并提出相應(yīng)的控制措施,以確保盾構(gòu)在富水砂卵石地質(zhì)條件下的順利掘進(jìn)。 1 工程概況 成都地鐵某盾構(gòu)區(qū)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(xì)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(xì)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(jī)分布,地勘揭露漂石最大粒徑為340 mm。卵石單軸極限抗壓強(qiáng)度為90.9~91.7 MPa,漂石單軸極限抗壓強(qiáng)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(shù)k=20.0 m/d,為強(qiáng)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(bǔ)給源之一。基巖裂隙水主要賦存于泥巖強(qiáng)風(fēng)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(diǎn)及沿線建(構(gòu))筑物,對隧道掘進(jìn)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(wěn)能力差,透水性強(qiáng),地下水位較高,水量十分豐富。區(qū)間隧道盾構(gòu)施工,開挖面容易產(chǎn)生涌水、涌砂,造成細(xì)顆粒物質(zhì)大量流失,引起開挖面失穩(wěn)、地面沉降甚至塌陷。 (2)隧道頂部覆土為人工填筑土、粉質(zhì)黏性土、卵石土夾透鏡體砂層,均為松散土體,自穩(wěn)能力差,盾構(gòu)掘進(jìn)可能引起地面沉降或塌陷。 (3)隧道圍巖分布有高強(qiáng)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(gòu)設(shè)備磨損嚴(yán)重。這些都對盾構(gòu)順利施工有較大影響。 (4)盾構(gòu)掘進(jìn)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(gòu)掘進(jìn),對周圍土體產(chǎn)生擾動,可能造成周圍建(構(gòu))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(qiáng),開挖面易涌水、涌砂,容易發(fā)生噴涌,引起河床的沉陷,甚至發(fā)生冒頂事故。 2 盾構(gòu)施工風(fēng)險分析及對策 根據(jù)國內(nèi)外盾構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)及成都地質(zhì)調(diào)查分析,筆者對該地段盾構(gòu)施工存在的風(fēng)險源進(jìn)行辨識、分析并提出了相應(yīng)解決對策。 2.1 盾構(gòu)進(jìn)出洞地表坍陷風(fēng)險 2.1.1 風(fēng)險辨識 盾構(gòu)進(jìn)出洞時,洞門外側(cè)地面坍陷。 2.1.2 風(fēng)險分析 由于成都地鐵盾構(gòu)工作井洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用玻璃纖維筋樁,盾構(gòu)能直接破除洞門,因而未對端頭地基進(jìn)行特殊加固處理。這樣,盾構(gòu)進(jìn)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(nèi);或由于車站施工長期降水導(dǎo)致端頭地層中砂土流失,地層受盾構(gòu)掘進(jìn)擾動而坍陷。 2.1.3 風(fēng)險控制措施 加強(qiáng)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(yù)留加固注漿孔,當(dāng)?shù)貙映两底冃屋^大時,及時對端頭補(bǔ)充注漿加固。 2.2 盾構(gòu)掘進(jìn)軸線偏差風(fēng)險 2.2.1 風(fēng)險辨識 盾構(gòu)掘進(jìn)過程中,盾構(gòu)推進(jìn)軸線過量偏移導(dǎo)致隧道設(shè)計軸線發(fā)生偏差。 2.2.2 風(fēng)險分析
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