粘土地层中泥水盾构掘进施工方法.doc

粘土地层中泥水盾构掘进施工方法 一、工程概况 1.工程位臵和环境 庆春路过江隧道是杭州市实现西湖杭州到钱塘江杭州跨越发展的重要组成部分，是杭州市重点建设工程。隧道工程起点自杭州市江干区庆春东路一新塘路交叉口，向东略偏南直至江边，过江后继续沿线路方向（从规划休闲广场下穿过）接江南萧山侧市心路，主线于滨江一路交叉口北侧（K3+440）预留与钱塘江世纪城综合地下空间开发系统的接口。本工程东线隧道长3025m，西线隧道长3022m；盾构隧道总长3532.64单线米，其中东线长为1765.72m，西线长1766.92m，而钱塘江底段约1241m，其地理位臵见图1-1。 图1-1 杭州庆春路隧道工程地理位臵图 2 工程地质与水文地质 2.1地形、地貌 隧道工程区位于低山丘陵与平原交接处，隧道区江面宽约1300m，两岸地形平坦，地面高程为6～8m，河床高程为-2.1～0.8m。隧道穿越段所处钱塘江河口上段，系七甲微湾与七格弯道的过渡段，受上、下游弯道影响，在迳流、潮汐反复交替作用下，河床冲刷剧烈，河床主槽摆动频繁且摆幅较大。 1 富春江路至之江路段现为荒地，有水塘分布，因之江路管廊基坑开挖，有大量土方堆筑于江北工作井南侧。南岸现多为渔塘和苗木，有零星民居分布。因近年人工围垦作用，北岸已于1998年建成100年一遇标准海塘，堤顶高程为11m左右；南岸于2002年建成50年一遇标准海塘，防洪堤挡浪墙顶高程为11.17m。施工环境条件相对较好。 隧道沿线场地新构造运动表现出大面积间歇性升降，但无明显的升降差异运动，构造活动微弱，区域稳定性良好，近场区范围内存在发生6级地震活动的背景。 2.2地基土的物理力学性质 上述各土层物理性质指标参数一览表参数见表1-1。 2.3隧道穿越地层评价和比例 根据详勘报告及设计文件，②、③层为粉土，透水性好，主要为潜水含水层，有明显的触变性和流动性，在水动力条件下易产生管涌、流砂。④、⑤、⑥层为粘性土层，其中④为软性粘土，高压缩性、低承载力、高灵敏性、高触变性特点，工程性质较差。⑤、⑥层为硬性粘土，利于掘进；⑦层为砂性土，⑧圆砾卵石层为碎石层，该组合属承压水层，水压高，水量充沛，有明显的漏浆和塌孔现象，掘进中易引起涌水坍塌。④、⑤、⑥、⑦、⑧层，其力学性质差异较大，掘进时所受力不均匀，防止盾构机偏离设计轴线；同时，注意后期不均匀沉降问题。反应无，切面稍有光滑，干强度及韧性高～中等。本层中部个别孔颜色呈灰白色和浅灰色，为软～可塑状。本层沿线普遍分布。 江北段主要开挖层为②、③层粉土、粉砂，总体上空间分布稳定，呈舒缓波状起伏。 江南段主要开挖层为②、③层粉土、粉砂，总体上空间分布稳定，下部存在过度③4层，工程性质较差。 盾构穿越江底段的上覆有②-2粉土夹淤泥质土、③-3粉砂夹粉土、④淤泥质粉质粘土、⑤-1粉质粘土等地层，洞身穿越地层主要包括⑤-2粉质粘土、⑥-1粘土、⑥-2粉质粘土、⑦-2粉细砂、⑧-1圆砾等。盾构在穿越钱塘江时隧道最小覆土14.1m，覆土厚度大于1D，最大覆土厚度24m。根据盾构段隧道底板标高，东线隧道在LK1+850～LK2+925、西线隧道在RK1+875～RK2+925段，洞身下部穿越⑦-2粉细砂，粉细砂层最厚约2.4m；同时，在里程约L(R）K2+025～L(R）K2+800段，⑧-1圆砾地层侵入东西线隧道底部。圆砾最大粒径不大于400mm，空间上具上细下粗的“二元结构”，空间均一性较差，局部存有夹层。虽隧道上部分布有淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粘土等相对隔水层，而砂土层和圆砾层赋存有孔隙承压水。盾构隧道穿越地层统计见表1-2。 2 表 1-1 基床系数 天然承 载力特 征值 渗透系数 土层物理性质指标参数一览表 无侧限抗压强度 颗粒含量百分比 固结试验 静 止 层号 土层名称 层厚(m) 围 岩 类 别 水 平 垂 直 天 然 重 度 垂 直 水 平 gt;20 20 ～ 2 2～0.5 0.5 ～ 0.25 0.25～ 0.075 0.075 ～ 0.005 lt;0.00 5 不均与系 数 原 状 土 重 塑 土 灵 敏 度 压 缩 系 数 压 缩 模 量 前 期 回 结 压 力 固 结 指 数 侧 压 力 系 数 fk (kPa) Ks (N/cm ) 3 Kc (N/cm ) 3