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1、浅覆土软弱地层盾构施工地面变形控制浙江建筑,第27卷,第4期,2010年4月ZhejiangConstruction,Vo1.27,No.4,Apr.2010浅覆土软弱地层盾构施工地面变形控制ControIofGroundDeformationinShieldConstructioni13ThinEarthCoveredWeakStrata石文广,虞兴福,黄小斌SHIWen—guang,YUXing-fu,HUANGXiao-bin(浙江省大成建设集团有限公司,浙江杭州310012)摘要:介绍了在杭州地区粉砂,粉土且地下水丰富的浅覆土软
2、弱地层中,杭州地铁l号线盾构工程施工技术,通过对盾构掘进施工过程中的异常情况进行分析,得出如何控制地表沉降变形,减少对周边环境影响的施工技术措施,从而保证盾构施工的安全.关键词:盾构;浅覆土;软弱地层;地面变形中图分类号:TU94文献标识码:B文章编号:1008—3707(2010)04—0027一o4土压平衡盾构机在砂质粉土夹粉砂,淤泥质粉质黏土夹粉土为主的地层中穿越建筑物施工,由于盾构开挖范围内的土层振动易液化,易坍塌变形,且在地下水作用下易产生流砂,因此,在此地层中施工,减小对地层的扰动,控制地面变形,减少对周边环境的影响,是工程
3、实施的重点控制环节.l工程概况杭州地铁1号线某区间盾构工程,区间线路最小平面曲线半径为600m,线间距最小值为13m,区间隧道纵剖面为人字坡,最大坡度3.4%0,隧道顶埋深约7.8—10.5m;区间设计起点起始里程为K26+039.180～K27+055.761,全长1022.920m,隧道采用的管片分块为5+1块,管片外径为6200mm.线路在管线较多的市政道路下通过,其中,两次穿越建筑物,建筑物的状况见表1.表1穿越建筑物的状况1.1工程地质情况区间主要地层从上往下依次为:①1杂填土,③2砂质粉土,⑧3砂质粉土夹粉砂,③6粉砂夹砂质
4、粉土,③7淤泥质粉质黏土夹粉砂.其中,隧道断面所处地层以③6粉砂夹砂质粉土为主,各层力学性能参数见表2.表2地质情况汇总表收稿日期:2oo9—10—29作者简介:石文广(1975一),男,广东广州人,工程师,从事工程管理工作.28浙江建筑2010年第27卷1.2水文地质情况沿线浅层地下水属孔隙性潜水,主要赋存于表层填土及③2～③8层粉土,粉砂中,由大气降水和地表水径流补给,地下水位随季节变化.勘探期间测得钻孔静止水位埋深0.5—2.2m,相应高程3.72～4.98m.根据区域水文地质资料,浅层地下水水位年变幅为1.0～2.0m,多年平均
5、高水位埋深约0.5—1.0m.1.3盾构机概况盾构机是由日本小松公司生产的加泥型土压平衡盾构机,其性能规格参数见表3.表3盾构机性能参数表序号位置项目名称参数适应地层土质种类最小曲率半径条件最,J,衄罕半伫最大坡度总长总重开挖直径盾构装备总功率整体最大推力盾尾密封最大工作压力形式最大转速,刀盘刀率刀盘对复合地层的适应性4同步注浆系统泡沫系统对应淤泥质黏土,粉质黏土,黏土,砂质黏土,粉砂150In40%8680mill约360t4,6340mm约792.2kW37730kN3道钢丝刷刀盘密封0.8MPa,铰接密封0.8MPa盾尾刷密封0.
6、4MPa面板式1.3n/rain5147kN?m(100%)40%能适应各种软土层及小于10MPa的风化岩A液泵流量280L/min×压力5.5MPa×功率30kWB液泵流量20L/rain×压力1.5MPa×功率1.5kw清洗用泵流量100L/min×压力5MPa×功率15kW水泵:流量133L/rain×0.8MPa×功塞7.5kW泡沫泵:流量5L/rain×0.9MPa×功摩0.75kW2地面沉降变形情况及原因分析2.1地面沉降变形的理论分析R.B.Peck(1969)通过对大量地表沉降数据和有关工程资料的分析以后,提出了地表沉降
7、槽呈似正态分布的概念.认为地层移动由地层损失所引起,且盾构施工引起的地面沉降是在不排水条件下发生的,所以地表沉降槽的体积应等于地层损失的体积.地表沉降横向分布估算公式为:.s()=S……P(一).=—————一≈———一…2.5i其中:s()一距离隧道中心轴线为处的地表沉降值;一施工引起隧道单位长度的地层损失(m/m);S…一隧道中心线处的地表沉降最大值;一地表沉降槽宽度系数,即隧道中心线至沉降曲线反弯点的距离.由i=[√2竹Ⅳ(45.一/2)]计算所得,日为地面至隧道中心的深度,为土体内摩擦角(.).距隧道中线距离,m-25-20—1
8、5一l0—505l0l52025'曲塑一一s.o/蜉,一10.0图1横断面沉降槽分布曲线图以上分析可以看出,盾构在富水砂层中掘进,由于隧道覆土浅,地层受扰动变形敏感.所以,控制盾构掘进对地表的影响尤
