隧道与洞室工程盾构的勘察与规划

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1、现在盾构机种类繁多，特性各异，适用土质条件、环境条件也各不相同。如不对上述条件进行勘察，或者勘察不细致，则可能造成设计不合理，施工中出现事故等等。1勘察例如：某存在一定坡度的盾构隧道，事前粗略的土质勘察和借鉴其它工程的土质勘察结果，把盾构穿越的地层定为粉砂层，但是遗漏了其中一小段地层为砂砾层（且地下水压较大）的客观事实，误认为整个路线上均为粉砂层，故选用了挤压盾构施工，当穿越砂砾层部位时，出现大量喷水现象。又如，盾构穿越沼泽地带时地层中可能会藏有甲烷气体，如果事先不认真勘察，施工中也不制定应急防范措施和储备应急设备，则施工中出现事故造成损失也在所难免。再如：

2、施工前对盾构路线近旁的各种地下管道和设施勘察不充分，施工中也不跟踪监测，则施工中出现管道破裂（沉降引起）、基础受损，致使喷水、漏气、爆炸、地表建筑物倾斜或墙体开裂等事故也不少见。总之，因勘察工作疏忽，致使施工时发生事故的事例数不胜数，留下了惨痛的教训。总起来说，事先不做勘察或者勘察不彻底，则施工中发生事故的概率较大，致使工期赔误、成本提高、有时还要大量赔款，严重时整个竖井或隧道报废。事先勘察是决定建造隧道成败的关键因素，我们必须慎重对待。制定总体规划方案阶段，以确定路线作为主要目的的勘察为预备勘察。主要是收集整理有关资料，现场勘察。设计阶段勘察分为基本设计和

3、正式设计两步。基本设计阶段的勘察为基本勘察。包括钻孔、原位试验、土体取样室内土体试验、绘制隧道沿线地质剖面图。正式设计阶段的勘察为详细勘察，主要指依据土体试验的结果，研究平面、纵剖面线形，确定盾构机机型，提出在盾构施工中可能出现的技术问题，进而针对这些问题进行再勘察。施工阶段的勘察大致上也分为两步，即辅助工法施工效果勘察和盾构施工勘察。前者的主要目的是确认辅助工法的地层加固效果；后者的目的是为盾构掘进施工提供施工管理的数据，确保掘进施工正常。隧道竣工后继续对长期影响隧道性能的因素的连续勘察，称为跟踪勘察。规划勘察即制定总体规划阶段开展的预备勘察。该项勘察的主

4、要目的是确定隧道的线址、竖井的设备位置及判定盾构工法的适用性。勘察结果还可用作后期设计阶段和施工阶段的参考资料。规划勘察的勘察项目大致包括：场地条件、障碍物的分布状况和数量、地形、土质、周围环境及以往的施工实例。这些勘察项目与规划、设计及施工的关系示于下表1、场地条件勘察场地条件勘察包括：土地利用情况；将来的规划；道路的类型和路面交通状况；有无工程用地及用地周围的环境，包括河流、湖泊、海洋等自然环境；供电及给排水设施的需求及设备状况。随后根据勘察结果，确定线址和基地位置、制定设备需求计划，拟定环境保护措施。2、障碍物勘察障碍物勘察系对原有的地上、地下构造物、

5、埋设物、水井和以往的工程施工记录等进行勘察。若发现有埋入板桩、废弃设施的基础桩等残存物时，则事先应在盾构机上设切割作业用的入孔和滤除这些障碍物的装置。下图分别为安装在盾构机上的滤除刀具切削下来的木屑的装置和某废弃桥墩基础松木桩的残存位置断面图。3、地形和土质勘察在基本规划阶段的地形及土质的勘察应以现场踏勘和收集资料为主。勘察项目有：地形，地层构造，土质，地下水，地层中的气体是否缺氧、是否存在毒气、是否会出现大范围的地层沉降等等。此外，掌握因抽取地下水导致的大范围地层沉降、填土造地等填土荷载引起的沉降收敛程度和以后的沉降状况的勘察也很必要因为弄清这些沉降可将施

6、工的沉降影响分离开来，方能更好地控制施工的影响。4、周围环境勘察通常盾构施工时产生的噪声、振动、地层变位、注浆造成的地下水污染、排放的废弃物（泥）等问题会对环境构成污染，为此需勘察其影响程度，并制定抑制措施。特别是隧址周围和作业基地周围存在古建筑或重要设施的情况下，更应详细勘察。此外，还应注意上述污染对周围动植物的影响。5、以往施工实例的勘察在盾构机选型、制定盾构施工计划时，对同一地区的以往的施工实例的调查也非常重要。特别是出过事故的施工实例，在盾构选型、辅助工法设计、制定环保措施等方面更具参考价值。如果该工程是该地区的第一项盾构施工工程，则可借鉴对象地层土

7、质条件类似、接近的同类盾构机种的其它区域的施工实例的经验。设计勘察系设计阶段的勘察，以地质、土质勘察为重点。设计讨论事项及其必要的土质条件、原位试验、室内试验的汇总如下表所示。1)基本勘察基本勘察即按规划勘察阶段确定的线址进行钻孔勘察。钻孔勘察的孔距因地形、地层构造的不同而不同，一般部位的孔距为200～300m，但竖井部位必须要钻孔。作为原位试验多选用标准贯入，试验频率多定为1次/m。每层均应进行土体取样，并做室内试验。此外，还应利用钻孔法测定地下水位，最后根据上述现场勘察结果绘出纵断土质柱状图。必要的室内试验项目包括：密度，含水率，重度，粒度，液限、塑限试

8、验，单轴、三轴压缩试验，压密试验等。2)详细勘察在基