浅议盾构施工洞门土体加固主要依据和方法

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1、浅议盾构施工洞门土体加固主要依据和方法　　一、引言地铁施工中，车站始发和到达端头土体的稳定是盾构机始发和到达的一个关键,端头土体加固的成功与失败直接影响到盾构机能否安全始发、到达；盾构始发和到达过程直接影响到隧道顶施工区的安全、周边环境保护的成效及工程施工的成败。关键词：盾构施工洞门土体加固主要依据方案选择中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：二、本案例中的地质条件根据岩土工程详细勘察报告，地质钻孔有6个，其中3个作为主要地质参考依据，2个为取土孔，1个为静探孔。盾构始发端头地层由上到下依次为①-1杂填土、①-2-1素填土、②-1b2-3粉质粘土

2、、②-2b4淤泥质粉质粘土~粉质粘土、②-2c-d2-3粉砂~粉土、②-3c-d2粉土-粉细砂、②-3d2粉细砂、②-4d1-2粉细沙、②-4a-b3粉质粘土、②-4d1-2粉细沙、②-5d1-2粉细沙、④-4e-1中粗砂混卵砾石、K2P-2强风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、K2P-3中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，盾构主要穿越地层为②-2b4淤泥质粉质粘土~粉质粘土、②-2c-d2-3粉砂~粉土、②-3c-d2粉土-粉细砂。6三、本案例中的水文条件地下水类型为松散岩类孔隙水（孔隙潜水、微承压水）和基岩裂隙水。（1）孔隙潜水该含水组包括：人工填土层以及漫滩相

3、浅部全新世冲淤积成因粘性土（②-1b2-3粉质粘土、②-2b4淤泥质粉质粘土~粉质粘土）及中部砂性土（②-3d2、②-4d1、②-4d1-2）。地表人工填土结构松散，土体孔隙大，大粗骨料含量高，构成格架状大孔隙，是赋存和排泄地下水的良好空间和通道，所以在该土层厚度较大的区段地下水丰富；漫滩相沉积的饱和软弱粘性土（②-1b2-3、②-2b4）饱含地下水，但透水性弱、给水性差；中部砂性土（②-3d2、②-4d1、②-4d1-2）富水性好，透水性良好。（2）微承压水浅部微承压水含水组主要为漫滩相全新世沉积土层（②-2c-d2-3、②-3c-d2、②-4c1、

4、②-4c2），深部微承压水含水组主要为漫滩相底部沉积砂性土（②-5d1、②-5d1-2层）以及上更新统冲洪积土层（④-4e-1）。②-2c-d2-3、②-3c-d2、②-4c1、②-4c2呈交互层状，间夹的薄层粉砂、粉土构成地下水水平渗透的通道，水平向透水性好于垂直向透水性；6②-5d1、②-5d1-2层给水性和透水性好，属中等透水地层，②-4a-b3、②-5b3层透水性弱、给水性差，属微透水地层，为该层水隔水顶板，隔水底板为下伏基岩。由于②-4a-b3层于区间内逐渐变薄，直至尖灭，在该段区间范围内微承压水与浅部潜水已联通。（3）基岩裂隙水含水层岩性主

5、要由白垩系浦口组的碎屑岩类组成，岩石塑性较强，构造裂隙不发育。岩石浅部以风化裂隙水为主，深部风化裂隙减弱，以构造裂隙水为主。这些岩层构造裂隙发育程度总体较差，且多闭合，或遭风化物充填。基岩的含水性、透水性受岩体的物质组成、结构、构造、裂隙发育程度等的控制，由于岩体的各向异性，软弱夹层，加之节理裂隙发育，导致岩体富水程度与渗透性也不尽相同。根据野外揭示地层，沿线未发现大的裂隙带，岩质属极软岩~软岩，基岩完整性好，判定本线段内在强风化带中局部呈线状赋存基岩裂隙水，但水量不丰富，主要由上覆④-4e-1中粗砂混卵砾石层补给及侧向基岩裂隙水补给。四、洞门土体加固

6、方案的选择和计算根据本案例的工程地质条件、水文地质条件和周边环境，为确保盾构始发安全，需对洞门土体进行加固处理，加固措施采用旋喷桩配合搅拌桩加降水井。1、旋喷桩和搅拌桩施工方案。6搅拌桩采用三轴Φ850@600mm、排间距550mm深层水泥搅拌桩，搅拌桩距车站端头围护结构留出400mm距离用于旋喷桩封堵，搅拌桩套孔施工，梅花形布置。旋喷桩采用单排Φ800@400mm三重管旋喷。考虑到盾构机盾体长度为9m，加固范围为长度方向9000mm，盾构隧道开挖轮廓线外3000mm内的地层。搅拌桩实桩水泥掺量初步定为25%，空桩8%，旋喷桩水灰比初步定为1:1，搅拌

7、桩水灰比初步定为0.5:1。2、降水井的布置和计算。盾构始发端头采用降水措施，共布置6口降水井，在洞门打开前进行降水，盾构第一环管片同步注浆饱满后停止降水，降水设计如下：两竖排管井的排距为9m,管井的滤水管直径d=400mm,管井深度为30米，水位降低到隧道底面以下4m。计算如下：渗透系数:综合考虑粉砂-粉土、粉土-粉细砂中最大值，取K=1.01m/d;降水深度:S=18m;基坑面积:A=450m2;管井水位下降深度:S′=S+9×1×i=20.7m(i为水力坡度,取0.3);有效带深度:H0=1.85(S′+L′)=43.8(L′为管井中水位稳定后,

8、滤水管的淹没深度,取3.0m)。基坑假想半径X0X0=（A/π）0.5=12m。6抽水影响半径