浅谈富水砂卵石层盾构井端头加固效果

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1、2015年6月建材与装饰交通建设浅谈富水砂卵石层盾构井端头加固效果林富志（中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610081）摘要：根据成都市地铁4号线二期工程西延线富水砂卵石层，砂卵石含量高，漂石粒径大的地质情况，探讨在端头井始发到达时，端头加固效果的研究。关键词：富水层；砂卵石；端头井加固；大管棚；注浆中图分类号：U445.43文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）26-0277-031成都地铁4号线二期工程西延线某车站地质综合含水层渗透系数K约为15~30m/d，为强透水层。靠大气降水和上游地下水补给。沿线所有地下车站

2、和地下区间隧道主体结条件构均将穿越该层地下水，受其影响大。成都地势东南较低，西北较高，成都平原是以都江堰为顶点、以成都市区为中心的岷江、沱江冲击扇形平原，这就造就越靠近3端头降水对地层的影响西延线卵石粒径越大，卵石、漂石含量高；根据掌握的工程地质在降水井降水过程中，虽然采取措施降低降水井的抽砂率，资料，卵石平均含量60耀70%，漂石含量约占5耀10豫，漂石粒径一但是还是有大量的细砂被降水井抽走，卵石之间的空隙变大，且般20耀50cm不等，在既有基坑内发现最大粒径漂石已达到缺少了水的填充和浮力，粘聚力变小或消失，此时卵石之间的支71cm伊39

3、cm伊31cm（长伊宽伊高），30耀50cm粒径漂石较常见；卵石撑只剩下摩擦力，地质变得松散且抗压能力变弱，受到扰动时，单轴抗压强度50耀150MPa，最大超过220MPa。西延线砂卵石地卵石容易脱落，在盾构掘进时产生超挖及地表沉降。层具有漂石粒径大、漂石比例较高（漂石含量达到10%）、抗压强度高等特点。西延线的砂卵石地层卵石级配为断级，由大卵石形成骨架，砂石、细砂填充骨架空间，在未降水的情况下，地层主要是靠卵石之间的摩擦力和卵石与砂石、细砂之间的粘聚性来保持稳定。图2降水前后效果图4大管棚及端头注浆加固4.1端头注浆加固设计盾构井端头加固

4、使用钻头直径准95mm，钻杆直径准89mm，注浆孔排布分为始发端头前纵向10m范围内，隧道中轴线横向图1西延线地层6m范围内，孔位间距1000mm，排距1000mm，孔深度为9~12m。2水文条件注浆管采用DN50的PVC管，注浆管端头4m范围内打孔，孔径西延线地下水具有埋藏深、季节性变化明显、受降水影响大、10mm，纵向间距200mm，环向360毅内均布三个孔，纵向以梅花形水位西北高东南低等特点。根据成都区域水文地质资料，成都地布置。区丰水期一般出现在7、8、9月份，枯水期多为1、2、3月份。线路所处玉级阶地区，地下水主要有两种类型：淤赋

5、存于填土里的上层滞水；于赋存于卵石层的孔隙潜水。2.1上层滞水上层滞水主要赋存于粘土层之上的填土层中，受大气降水、沟渠和附近居民的生活用水为其主要补给源。水量、水位变化大，且不稳定。由于其水量相对较小，对地下工程基本无影响。2.2卵石土层中的孔隙潜水该层地下水主要分布于玉级阶地地区，主要赋存于第四系全新统和上更新统卵石土中，水量丰富，为孔隙潜水，部分地段由于地形和上覆粘性土层控制，具微承压性，地下水位埋深多为3~5m，水位年变化幅度一般在2~3m之间，含水层有效厚度约为图3端头注浆加固剖面图图4端头注浆加固平面图4.2大管棚设计10.0~3

6、0.0m不等。根据成都地区水文地质资料，该层砂、卵石土·277·交通建设建材与装饰2015年6月管棚采用准108mm的无缝钢管，壁厚6mm，分节安装。两节之间采用丝扣连接，丝扣螺纹段不小于150mm。钢套管上布置注浆孔，孔径为准10mm，孔间距200mm，呈梅花型布置，钢套管内设袖阀管注浆。管棚长度为10m，棚布置范围为拱顶120毅范围内，共设计19根。管棚孔口位置在盾构拱部开挖轮廓线外200mm位置布置，钢管环向中心间距400mm。注浆浆液采用纯水泥浆，水灰比0.8：1耀1：1，注浆压力：采用0.2耀0.4MPa，具体根据现场试验确定。图

7、8盾构机与大管棚的位置关系图9管棚平面间距工过程中，由于钻机的震动和工人的实际操作水平存在波动，在管棚实际完成后，管棚的间距并不是均匀分布的，为了防止管棚图5管棚施工平面图向下倾斜侵限，管棚的向上的角度会比设计的角度稍大，约20cm的卵石就会从管棚之间的间隙掉落，形成一定的塌陷。图6管棚剖面图图10大管棚上方塌陷区域图（3）若盾构在此处发生停顿或保压情况不理想，持续对地层进行扰动，盾构的出渣量会明显的增加。盾构上方的卵石层会进一步形成更大的孔洞。当加固区域的卵石层不足以承载上方的松散卵石时，将会出现冒顶。图7大管棚注浆工艺及效果图5注浆加固

8、后，盾构出洞时上方地层沉降变化5.1注浆加固效果降水后，车站端头的卵石层变得松散，卵石之间的空隙较大，注浆材料为水泥浆，在实际注浆过程中，经常会出现无压力注浆或有压力注浆量无法控