砂卵石地層由于其特殊地質條件,盾構施工中存在較大風險,本文通過掘進中地表沉降塌陷、盾構刀具磨損和換刀、盾構掘進軸線偏差施工風險的分析及控制措施,掘進參數控制及渣土改良達到降低盾構施工風險。
1、工程概況
長沙軌道交通1號線一期工程桂花坪站至省政府站區間位置處于長沙市芙蓉南路上,芙蓉南路現狀道路為雙向6車道,區間巖性分布較復雜,隧道圍巖分類為Ⅰ~Ⅴ級,隧道上部第四系底層厚6~27m,巖層厚度變化大,上方覆蓋層不穩定。從上到下地層主要為:填土、粉質粘土、粗砂、礫砂、卵石層、強中風化泥巖層。盾構施工隧道范圍內主要為砂卵石、強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖,均為極軟~軟巖,遇水崩解。
2、施工風險分析與對策
2.1掘進中地表沉降塌陷風險及控制措施
2.1.1風險分析
①隧道頂部覆土自穩能力差,盾構掘進時平衡土壓力過小,可能引起地面塌陷。
②受砂卵石土層和較大滲透率的影響,土倉內不易形成不透水流塑性狀態的碴土而不能建立土壓平衡機理,同時容易產生涌水、涌砂,造成細顆粒物質大量流失,引而造成地表塌陷。
③掘進過程中,實際出土量遠大于理論出土量,地層損失過大。
④盾構掘進過程中,同步注漿不及時,也會引起地面塌陷。
2.1.2安全施工控制措施
①根據地質情況、隧道埋深(16m~23m)等參數,設定合理的土倉平衡切口土壓力(1.5bar~2.0bar),并防止過大波動。
②盾構螺旋機在推進過程中將防涌門開到合適開度,在富含承壓水卵石地層中發生噴涌時,立即后退螺旋機放下后閘門,先隔斷大噴涌情況,再進行艙內渣土改良。
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