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1、广州轨道交通九号线区间溶土洞处理简介区间溶土洞处理是地铁工程建设的重难点,本文结合广州轨道交通九号线的情况,从地质分析入手,提出溶土洞处理的原则、范围及措施,并结合工程实际实施情况,针对现有溶土洞处理措施提出相关的意见及建议。 关键词轨道交通溶土洞处理措施 1工程概况 广州市轨道交通九号线位于广州市花都区境内,线路路由为飞鹅岭~风神大道~农新路~广州北站~秀全大道~花果山公园~公益大道~区政府~迎宾大道~高增。线路全长约20.1km,共设9个车站,全线采用地下敷设。 2地质情况 2.1地形地貌 花都区地势呈北高南低之势,北部丘陵绵亘,中部为浅丘
2、台地,南部为广花盆地,形成东北向西南斜置的地形。九号线总体上看,地貌单元为珠江三角洲平原,局部存在剥蚀残丘地貌(电视塔山、花果山公园、马鞍山公园一带)。 2.2不良地质 本线不良地质主要有河湖相沉积的淤泥或淤泥质软土、灰岩碎屑岩残积土、破碎岩带和风化深槽以及岩溶(溶洞、土洞、溶沟、溶槽)。其中本线大范围的下伏基岩为石灰岩,溶洞、土洞、溶沟、溶槽发育,溶洞和土洞多为无充填或半充填状态,充填物多为淤泥质土或淤泥质粘土夹砂、夹岩块等,较松软。溶洞中往往地下水较丰富。地铁隧道穿越溶洞、土洞和溶沟、溶槽发育地段,易发生盾构机偏位、坑道突涌、塌陷等工程事故。因此区间溶
3、土洞的处理是本线建设的一个重点及难点。 3溶(土)洞发育情况及其对工程的影响分析 根据初步勘察报告钻孔及详勘报告钻孔揭露情况,全线区间溶土洞发育强烈,除一个区间见洞率在15.7%以下外,其余区间均在34%以上。且部分区间侵入灰岩,区间底离溶洞顶最近距离在1m以内。具体岩溶发育情况见下表。 表1区间溶土洞发育情况一览表 项目岩性岩层埋深见洞率(%)底板与灰岩面关系 飞鹅岭~花都汽车城区间主要为石灰岩,局部为粉砂岩、炭质页岩,炭质灰岩5.70~33.436.2土层及砂层穿过,局部侵入灰岩; 花都汽车城~广州北站区间主要为石灰岩,局部为粉砂岩、炭质页岩,
4、炭质灰岩7.30~36.034.6土层及砂层穿过,局部侵入灰岩 广州北~花果山公园区间灰岩3.9~34.349.2隧道在灰岩层站穿越,占8%的隧道局部穿越; 花果山公园~花都广场区间灰岩9.5~28.546.9隧道基本在灰岩穿越,其中完全在灰岩中占36%; 花都广场~马鞍山公园区间主要为炭质灰岩6~37.042.0隧道基本全在灰岩中穿越,半隧道以下的占20%; 马鞍山公园站~清布区间主要为灰岩,局部为粉砂岩、炭质泥岩、炭质灰岩7.0~37.147.2隧道大部分在砂层中穿越;底部碰到灰岩的占15% 清布~高增区间主要为石灰岩,局部为炭质灰岩,少量粉砂岩
5、8.8~52.315.7隧道主要在砂层中穿越,碰到灰岩的占5%; 根据溶(土)洞和隧道相对位置关系、溶(土)洞周围地层及溶(土)洞发育情况,溶(土)洞对盾构隧道的影响由以下几种情况: 1)隧道上方的土洞,对盾构隧道施工影响,主要是由于土洞的存在,减少上覆土层的厚度,易发生冒顶泄气等事故,宜在盾构掘进前处理。 2)对于存在隧道洞身范围的土洞,特别是比隧道直径小的,对盾构隧道施工影响很小,可以不予处理。 3)对于隧道下方的土洞:一种是距离隧道底较近的,盾构掘进时,土洞坍塌,易造成盾构机载头,应在盾构掘进前处理;另一种是距离隧道底较远的,但土洞上方是砂层,无
6、隔水层,盾构掘进时,砂层经振动后,土洞易发生坍塌,从而造成盾构机整体突然下沉,应在盾构掘进前处理。 4)溶洞距离隧道较深或有充填物,溶洞对隧道影响较小。但对于隧道下方无充填、且洞顶上部无隔水层的溶洞,盾构掘进施工时,易发生局部坍塌,应予处理。 5)盾构周边溶洞发育易引发地下水活动异常,从而导致隧道结构存在变形过大的风险,对运营安全不利,应予以处理。 4溶(土)洞处理目的、原则及范围和处理措施 4.1处理目的 (1)确保隧道掘进期间盾构机的安全; (2)满足永久隧道结构的承载力、变形要求; (3)减缓土洞进一步发展,减少后期运营风险。 4.2溶(
7、土)洞处理原则 根据区间沿线溶土洞发育情况,区间的溶(土)洞处理原则及范围如下: (1)隧道洞身范围的土洞,不需处理; (2)全填充溶(土)洞内充填物的标贯大于5,不需处理; (3)需处理的土洞,一般应在隧道平面轮廓线外3米范围以内,且满足以下条件之一; a)隧道上方的土洞; c)隧道底下方10米范围内的土洞; d)隧道底下方10米范围外的土洞,上部无不透水层; (4)溶洞处理应根据岩面以上土层性质、岩体的特性、溶洞的填充情况等综合判断。需处理的溶洞,应在隧道平面轮廓线外3米范围以内,且满足以下条件之一: a)隧道顶以上存在的溶洞; b)隧
8、道底以下5米范围内存在的溶洞; c)