广州市轨道交通。
二、八号线延长线工程盾构6标段【大洲停车场出入段线】盾构区间两线并行向西,以r=300米的半径曲线向北偏转,盾构段合计长2269.579米,入场线盾构隧道750环,出场线盾构隧道763环,管片外径6000mm,内径5400mm,宽1500mm,厚度300mm。
本标段盾构掘进由东向西进行,盾构机穿越的地层主要为:<1>人工填土、<2-1b>淤泥质粉质粘土、<2-3>淤泥质中砂、<3-2>中砂、<4-1>粉质粘土,<5-2>粉质粘土、<7>强风化红层,<8>中风化红层。区间地下水按赋存方式主要分为第四系松散孔隙潜水、层状基岩裂隙水(白垩系碎屑岩)。
水质对混凝土结构均不具腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。
1>人工填土层:不同地段揭示有种植土、杂填土、素填土等,杂色,黄褐色、灰黄色、灰黑色、棕黄色,欠压实,湿-稍湿,富水性弱。
2-1b>淤泥质土:灰~深灰、灰黑色,呈饱和,流塑~软塑状态,含少量有机质和腐殖质,多夹薄层粉细砂。摇振无反应,光泽反应光滑,干强度及韧性较高。
2-2>淤泥质粉砂层:呈深灰色、浅灰色、灰黑色等,饱和,松散~稍密,分选不均含中细砂,局部夹薄层淤泥质土及粉质粘土,含少量有机质及腐木碎片。
3-2>中砂:灰白、青灰、灰黄等色,呈饱和,稍密~中密状,局部松散状态,主要成分为石英质中砂,不均匀混含10~20%粘性土。
4-1>粉质粘土:呈褐色、浅灰色等,呈可塑状,局部软塑,土质较均匀,粘性较好,局部夹薄层状中细砂,无摇震反应,光泽反应稍光滑,干强度和韧性中等。
5-2>残积类硬塑状粉质粘土:由白垩系泥质粉砂岩风化残积形成,棕褐、紫红色,呈硬塑状态,遇水强度易降低。摇振无反应,光泽反应稍有光滑,干强度及韧性中等。
6>全风化红层(砂岩):主要为泥质粉砂岩,紫红色,已风化成土状,岩石组织结构已基本破坏,岩心呈坚硬土状,遇水极易软化。
7> 强风化红层:主要为泥质粉砂岩,紫红色,泥质、钙质胶结,成岩矿物显著风化,岩石组织结构已大部分破坏,但原岩结构可辨,岩芯呈坚硬土柱状或土夹碎块状,碎块用手可折断,岩石风化节理裂隙很发育,遇水易软化。
8> 中风化红层:按其物质组成可分为泥质粉砂岩、粗砂岩。紫红色,粉粒结构,中厚层状构造,泥、钙质胶结,岩屑成分主要为粉细砂,岩石组织结构部分破坏,矿物成分风化明显,节理裂隙发育,以微张~密闭节理为主,泥质物充填,裂隙面见褐色铁锰质浸染,岩芯较完整,多呈柱状,偶呈块状,锤击声较脆。
图1:盾构穿越石壁涌地层地质剖面图。
图2:盾构穿越砂层地质剖面图。
图3:盾构穿越上软下硬地层地质剖面图。
本区间盾构隧道掘进穿越地层为,<1>人工填土、<2-1b>淤泥质粉质粘土、<2-3>淤泥质中砂、<3-2>中砂、<4-1>粉质粘土,<5-2>粉质粘土、<7>强风化红层,<8>中风化红层,属于上软下硬地层。
在上软下硬地层掘进中,盾构操作人员应根据千斤顶行程来控制出土量,每环出土量控制在65m3。
掘进时推力控制在600t左右,适当加大盾构机下部千斤顶的顶推力,平衡盾构机由于前方土体上软下硬而作用在上下千斤顶不均衡的压力,使盾构机平稳推进。
加强地表的监测工作,以监控量测数据指导施工,控制好盾构机姿态,每天派专人对地表进行巡视,若地表沉降超过20mm时,采取地表跟踪注浆方式控制地表继续下沉。
在掘进至rdk1+036.689,cdk1+101.418处时将穿越50m的石壁涌和部分砂层地段,涌最底处距离隧道顶仅为10.35米,且地质条件差,施工时易发生喷涌。
盾构穿越石壁涌时采用土压平衡模式掘进,推力控制在600~650t,土压力设定在0.8~1.0bar。
加强地质渣样分析,若出土量异常或发现砂层地质时,应及时分析原因,调整掘进模式。
当发现注浆不足或注浆不理想时,或在掘进出土时发现出渣含水量较大时,应对盾尾后15环管片即时进行二次注浆,以阻止管片衬背后的水流入土仓。二次注浆时每隔3环在顶部和腰部开孔,开孔后安装注浆阀,注浆顺序为先拱顶后两腰,注浆压力控制在0.5mpa,注浆时应将相邻两环的球阀打开,用于卸压,当浆液从隔环的球阀孔中流出时,立即关闭球阀,待注浆压力达到0.
5mpa后停止该点位的压浆。
在盾构掘进中,利用人闸放气阀门将土仓内的气体排出,减小气压可有效防止喷涌,在放气过程中,应注意缓慢打开气压阀门。
通过向刀盘和土仓注入泡沫,以改善渣土的和易性和塑性。
盾构机穿越砂层时应建立土压平衡模式掘进,土仓压力控制在0.8~1.0bar。
加大同步注浆浆液量,每环可增加0.5~1m3。若掘进出的渣土含水量大,应采取二次注浆的方式阻止管片衬背后来水。
掘进时盾构操作人员应加强渣样分析,认真判断地质情况,若有异常,应立即上报并调整盾构机掘进参数。
加强地表监测情况。
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