盾构在不良地层中穿越别墅区施工技术

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1、专业知识分享版摘要:在轨道交通建设中，盾构工法由于其优越性在国内的应用越来越多。伴随地铁建设的沿线开发的增多，穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的情况也越来越多。但是，对于盾构施工过程中穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的施工，经验相对也较少。针对盾构在上软下硬地层中穿越别墅区施工进行分析研究，提出具体的施工应对措施和施工方案，为类似工程施工积累经验。关键词:地铁隧道;盾构施工;风险分析;既有建筑保护1工程概述1.1工程概况某工程区间盾构隧道，盾构下行穿过碧涛苑别墅区、怡景阁、工业二路、沿太子路接

2、暗挖区间。线路左线里程ZDK2+788.7～ZDK3+235.35，全长439m;右线里程YDK2+798.0～YDK3+235.35，全长437m。左线在ZDK2+992～ZDK3+075(长约83m)和右线在YDK3+018～YDK3+110(长约92m)范围内，隧道下行穿过碧涛苑别墅区;左线在ZDK3+135～ZDK3+161(长约26m)和右线隧道在YDK3+140～YDK3+158(长约18m)范围内，下行穿过怡景阁公寓楼。隧道与建筑物平面关系见图1，隧道与建筑物纵剖面关系见图2、图3。1.2工

3、程地质情况依据线址区已有地址资料，结合本区间场地的工程地质特征及工程特性，地层岩性为:覆土表层为人工填筑的(Qml)素填土(填石)、填砂，厚度约4.4～5.1m;其下为第四系全新统海积层(Q4m)淤泥质黏土、粗砂(含淤泥)、冲洪积(Q4al+pl)黏土、圆砾，厚度约4.3～8.5m;第四系上更新统冲洪积(Q3al+pl)黏土、淤泥质黏土、砾砂，中更新统残积(Qel)砾(砂)质黏土，厚度约1.4～10.2m;下伏基岩为燕山晚期粗粒花岗岩(γ53)。盾构机施工区域上层覆土深度约7.2～8.2m，过别墅区段前6

4、0m范围内，隧道全断面为⑧3砾质黏土，上覆土层主要为①1素填土和⑤2圆砾。后80m范围内，隧道断面内上半部分为⑧3砾质黏土，下半部分主要为⑨1全风化花岗岩、⑨2强风化花岗岩和⑨3中风化花岗岩，局部可能存有⑨4微风化花岗岩，上覆土层主要为①1素填土和⑤2圆砾。地质情况见图2、图3。使命：加速中国职业化进程专业知识分享版1.3水文地质情况场地内地下水主要有两种类型:一是松散土层孔隙潜水，二是基岩裂隙水。孔隙水主要赋存在第四系全新统粗砂(含淤泥)、圆砾，上更新统砾砂层中，此外黏性土、残积砾(砂)质黏土、全风化岩

5、也赋存。上述各砂层之间一般无连续的隔水层。基岩裂隙水主要赋存在基岩强风化层～中等风化岩的裂隙中，其上覆残积砾质黏土和全风化岩，二者渗透性相近。本次勘察期间，滨海砂堤地貌单元，地下水位埋深1.5～2.6m，水位高程－1.52～1.81m;低丘地貌单元，地下水位埋深6.7～8.5m，水位高程14.94～23.86m。2地面建筑物状况及周边环境通过调查建筑物设计资料，地面建筑物建成于20世纪80年代。位于线路上方碧涛苑别墅建筑为2～3层钢筋混凝土框架结构，基础类型为浆砌块石+钢筋混凝土条形扩大基础，基础埋深在地

6、面下2m，其建筑物承重墙、柱均在原地表天然砂层上。位于线路上方怡景阁公寓楼建筑为6层钢筋混凝土框架结构，基础类型为毛石混凝土+钢筋混凝土扩大基础，基础埋深在地面下2m，其建筑物的承重墙、柱均在原地表天然砂层上。根据市政管网，碧涛苑别墅区和怡景阁公寓楼周围分布有小型雨水、污水管道、电力、电信管线使命：加速中国职业化进程专业知识分享版［7］，无市政主电力、电信管线和污水、雨水管道。3风险分析及应对措施3.1泥饼成因及防治措施3.1.1风险分析盾构机过别墅区和怡景阁段，洞身主要处于砾质黏性土中，局部有下伏基岩。

7、地面建筑物密集，为防止地面沉降，盾构机在土压平衡掘进过程中设定较高的出土压力;上软下硬段掘进缓慢，盾构机产生高温高热。上述原因导致盾构机产生泥饼后，将引起地面沉降、隆起、塌陷等工程事故。3.1.2防治措施在易结泥饼的地层中掘进时，应考虑采取以下措施［1－2］:1)根据地质条件，有针对性的向密封土舱和刀盘面板适量加注高质量的泡沫或聚合物或膨润土或其中2种混合液甚至3种混合液等，以改善土体的“和易性”和“塑性”。2)在浅埋隧道施工、刀盘开口率小于40%，并且地层贯标值大于20的情况下，即地层相对自稳时，设定的

8、出土压力不易超过主动压力，并且最好控制在1.0kg/cm2以下，即宜采用欠土压平衡模式［3］。3)采用冷却措施，避免密封土舱高温高热。4)避免密封土舱饱满是长期停机，宜以泥饼或黏性差的砂土代替部分土体充填密封土舱［4］。3.2地质条件3.2.1风险分析工程地质条件复杂、上软下硬，盾构机在上软下硬地层中掘进时，土压力难以控制，上部软地层较易进入密封土舱，而下部较硬岩体不易破碎。此时，往往会使上部软地层过量切削进入舱内，一旦密封土