盾构隧道端头砂层加固施工技术讲解.ppt

盾构施工技术交流及技术培训会 1.工程概况　　　　　　2.端头地质条件分析3.盾构机到达风险4.端头加固 4.1搅拌桩旋喷桩加固 4.2袖阀管注浆加固 4.3水平注双液浆、化学浆加固  4.3.1拱顶水平劈裂挤密注浆  4.3.2拱顶水平置换止水注浆 5.洞内注化学浆、聚氨酯固砂止水 一、工程概况 图1 南洛盾构区间平面示意图 二、端头地质条件分析 2.1工程地质 盾构到达段场地岩土由上至下依次为：1人工填土层（Q4ml）、2-1B淤泥质土、2-2淤泥质砂、3-2中粗砂层、6全风化泥质粉砂岩、7强风化泥质粉砂岩、8中风化泥质粉砂岩、9微风化泥质粉砂岩。 根据岩土勘察报告描述，洛溪站吊出井端头共有3个钻孔，分别为MBZ3-LX-10（位于左线，详勘钻孔）、MBZ2-B002（位于右线，补勘钻孔）、MBZ3-LNB-01（左右线中间，补勘钻孔），端头地质横剖图见下页图2所示，地质纵断面图见下页图3所示。 盾构机掘进到达洛溪站段隧道主要穿过3-2中粗砂层、6全风化泥质粉砂岩、7强风化泥质粉砂岩、8中风化泥质粉砂岩、9微风化泥质粉砂岩。工程地质情况比较特殊，除3-2中粗砂层较厚且侵入隧道结构以外，4-1粉质粘土层、4-2淤泥质土、5-1可塑状粉质粘土层、5-2硬塑状粉质粘土层等地层严重缺失，6全风化泥质粉砂岩、7强风化泥质粉砂岩层也相当薄弱。 左右线隧道在通过彩虹花园之后不久便进入砂层地段，直至洛溪站吊出井为止。其中右线隧道在里程YDK7+820.050～YDK7+696.102(约124 m)段盾构隧道断面以上的部分是砂层，砂层距隧道拱顶0～5.2m不等，在里程YDK7+696.102～YDK7+622.900（约74 m）（标段终点里程）段砂层侵入隧道拱顶以内，最大侵入深度为1.5m；左线隧道在里程ZDK7+825.770～ZDK7+673.415(约142m)段盾构隧道断面以上的部分是砂层，砂层距隧道拱顶0～3.2m不等，在里程ZDK7+673.415～ZDK7+622.900(约51m)（标段终点里程）段砂层侵入隧道拱顶以内，最大侵入深度为0.6m。洛溪站吊出井端头地层条件分析如下表1所示，吊出井墙角残留的地质柱状图如下图4所示。 表1 洛溪站吊出井端头地层分析 通过以上分析，本工程洛溪站吊出端头地质具有如下特点： ①拱顶上方3-2中粗砂层厚9.70～14.4ｍ，厚度较大，呈灰白、灰黄、褐灰色等，饱和，中密，局部稍密，级配不良，以石英质中粗砂为主，基本不含粘粒，部分地方含较多砾砂，极易震动液化。3-2中粗砂层是影响吊出端头稳定性的主要地质因素。 ②洞身上部的6地层很薄，风化剧烈，呈坚硬土柱状、土块状，稳定性较差。 ③洞身中上部的7地层较薄，原岩结构大部分已破坏，风化裂隙发育，岩体较破碎，岩质软，失水易裂。 ④洞身中部的8地层，岩样较破碎，裂隙发育，岩质稍硬，失水易裂。 ⑤8岩层渗透系数均较大，基岩裂隙水较大，还可通过上部3-2补充。 2.2水文地质 按地下水赋存方式划分，本区段地下水类型主要有两种：一种是赋存于第四系松散层及全风化带中的孔隙潜水，另一种为赋存于强～中风化基岩裂隙水。 第四系含水地层主要以海陆交互沉积淤泥质粉细砂层〈2-2〉、冲洪积粉细砂〈3-1〉、中粗砂层〈3-2〉为主，其含水性能与砂的形状、大小、颗粒级配及粘粒含量等有密切关系。第四系砂层含水层渗透系数为0.68～1.76 m/d，属中等渗透含水层。 基岩裂隙水主要富存于强、中风化带的基岩裂隙中，属承压水类型。白垩系强、中风化泥质粉砂岩渗透系数为0.38～0.40 m/d。 三、盾构机出洞风险 根据工程地质和水文地质分析，3-2中粗砂层较厚且侵入隧道拱顶是影响吊出端头稳定性的主要因素，〈3-2〉中粗砂层在洛溪站盾构吊出井出洞前70m侵入隧道，是极为不利的地段。砂土液化会使附近建筑物桩基础承载力降低、地面沉陷、基坑变形、盾构到达时出现流砂涌水进车站而无法控制，造成建筑物、地面的变形。盾构端头加固范围和加固方案不当，加固效果检测马虎，施工存在巨大风险，关系到是否能正常到达，也关系到盾构安全拆除和吊装。 盾构机在砂层中到达风险巨大，风险后果相当严重，风险的具体来源体现在以下几个方面： ①吊出井端头场地狭小，距离市政道路和最近建筑物仅9m左右。 ②吊出井附近属于高密集居民区，建筑物密集，商业繁华。 ③由于工期关系，洛溪站仅能满足围护结构条件下吊出，车站主体结构（除底板外）尚未施做。 ④地表和地下水系较发育，地铁线路穿越三滘河及珠江航道，三滘河宽约70