浅谈富水砂卵石地层中浅覆土盾构施工技术.docx

浅谈富水砂卵石地层中浅覆土盾构施工技术龙浩山东省青岛市崂山区科苑纬三路25号，中铁二十五局集团第五工程有限公司，266000摘要：长沙市轨道交通1号线黄土岭站～涂家冲站区间隧道基本处于全断面砂卵石中，地层稳定性较差，渗透系数大，其中左右线各有229m、237m长度距离隧道埋深不足6m，为浅覆土，覆土为砂卵石、粉质粘土、杂填土地质，参建各方经多方案比选，浅覆土段采用特定掘进参数结合洞内拱顶钢花管二次注浆的方式进行施工。关键词：轨道交通 浅覆土 盾构掘进 钢花管注浆引言长沙市轨道交通1号线一期工程土建施工第七标段，黄土岭站～涂家冲站盾构区间：左线路起、终点里程为ZDK22+518.458~ZDK23+105.2、右线路起、终点里程为YDK22+516.691~YDK23+105.2，左线全长572.441m（短链14.301m），右线全长581.520m(含短链6.989m)。区间覆土约为5.5m~11m。长沙地质属于富水砂卵石地层，且本区间左右线含长度约230m的浅覆土段，与我国兴建地铁的许多城市均不相同，可以借鉴的经验不多，传统的盾构施工方法是盾构掘进加同步注浆，然而在富水砂卵石地层中并不能保证土体的稳定性，施工不能满足质量安全要求，如果依照常规做法，可能会发生重大安全质量事故，本文中提出并现场实践的调整盾构掘进参数+同步注浆+拱顶钢花管注浆在富水砂卵石地层中的盾构施工技术，丰富和完善了长沙富水砂卵石地层中的盾构施工技术。一、工程概况(一)工程简介长沙市轨道交通1号线黄土岭站～涂家冲站区间。黄涂区间左、右线隧道分别长572.441m、581.52m，为两条分修的单线隧道。区间线路出涂家冲站后沿芙蓉路向北进入黄土岭站。区间采用盾构法施工，采用两台盾构机分别从涂家冲站站内过站后，二次始发后继续向北掘进，在黄土岭站吊出过站。黄土岭站-涂家冲站区间浅覆土里程段为ZDK22+578.978～ZDK22+807.02、YDK22+582.551～YDK22+827。图1：盾构区间施工示意图(二)地质条件黄涂区间场地从地貌上属湘江Ⅳ～Ⅴ级阶地，属典型的二元结构沉积地层，人工填土下伏湘江Ⅳ～Ⅴ级阶地的粉质粘土、卵石层、残积粉质粘土，下伏基岩为白垩系神皇山组（Ks）紫红色泥质砂岩类及第三系枣市组（Ez）紫红色砾岩类，地层分布较简单，层面较平缓，覆盖层厚度15.50～29.15m ，局部大于50m，基岩埋深较浅。场地无膨胀土分布，粘性土及风化岩均具有一定的崩解性，潜水含水层薄，地下水总不丰富，大气降水为主要补给来源，基岩物质组成中含砂量变化较大，总体基岩裂隙水贫乏，局部可能富集；场地内的地层主要为：人工填土1-2-1、1-2-2、第四系中更新统冲积层2-1、2-1-1、2-1-2、3-1、3-6、3-8、3-9、残积层5-1及白垩系砂岩类、第三系砾岩类。图2：地质断面图(三)水文条件本区间没有地表水系经过，地势较高，远高于湘江水面标高，地下水位受湘江水域影响较小。勘察场地地下水的环境类型为I类，勘察场地地下水类型分为第四系松散层中的孔隙潜水、强～中风化基岩裂隙水及岩溶水，局部分布赋存于人工填土、粘性土中的上层滞水。场地内隧道大部分地段穿越卵石层且上覆地层为多为土层，地下水丰富，施工中可能会发生涌水、涌砂、甚至造成局部坍塌等工程危害。勘察期间，本区间场地初见地下水位埋深1.00～8.70m，相对标高为60.82～70.21m；潜水稳定水位埋深2.00～8.60m，相地标高为60.92～69.21m；基岩裂隙水稳定水位埋深为10.58～13.20m，相对标高56.52～57.11m。 二、方案选择黄涂区间浅覆土段处于全断面砂卵石层浅埋地段，隧道范围内土体土质疏松，含沙量大，并呈流体状态，围岩自稳性差，在盾构掘进施工中容易造成、涌水、涌砂引起开挖面坍方或隧道冒顶的情况，引起地面沉降，造成建筑物的裂缝、倾斜、倒塌、变形等。在这种安全风险较大的情况下，普通的盾构施工掘进工艺不能满足质量安全要求，各参建单位对盾构在浅覆土段的施工工艺进行论证和修改。采用修改盾构掘进参数+同步注浆+拱顶钢花管注浆等措施综合作用为盾构穿越浅覆土地层提供保障。三、施工工艺流程及要点无土体松散、无空洞(一)施工流程试验段掘进进确定参数盾构掘进雷达探测土体松散、有空洞同步注浆同步注浆地面加固图3：施工流程图(二)施工要点 1.雷达探测邀请有资质的检测单位对隧道覆土较浅地质进行雷达探测，检查土体是否疏松、含有空洞等情况，根据探测的地质情况，采取相应的施工措施，必要时进行地面加固，根据检测结果显示浅覆土段土体无松散，无空洞，无需对土体进行地面加固。 2.试验段掘进在浅覆土段前100m（左线里程ZDK22+578.978 ，右线起里程YDK22+582.551）进行试验段掘进，以确