Es2=13.50MPa,属中低压缩性土,含云母和氧化铁等,局部夹粉土或粘土薄层。
本大层连续分布,厚度为1.4~12.0m,层底标高为9.14~-1.99m。
粉质粘土⑥层:灰黄~灰色,稍湿~湿,可塑,压缩模量平均值Es1 =10.73MPa,
Es2=12.23MPa,属中压缩性土,含云母、氧化铁,局部夹粉土薄层,连续分布;
粉土⑥2层:灰黄~灰色,密实,稍湿~湿,压缩模量平均值Es1 =13.03MPa,
Es2=14.22MPa,属中低压缩性土,含云母和氧化铁等,局部夹粉质粘土薄层,呈薄层透镜体分布;
本大层连续分布,厚度为0.9~10.5m,层底标高为3.52~-6.39m。
细中砂⑦层:灰黄~灰色,密实,稍湿~湿,标贯击数平均值为52,密实,属低压缩性土,局部夹粉土薄层,连续分布;
粉质粘土⑦2层:灰黄~灰色,湿,可塑~硬塑,压缩模量平均值Es1 =14.87MPa,
Es2=17.20MPa,属中低压缩性土,含云母和氧化铁等,局部夹粉土薄层,呈透镜体分布。
粉质粘土⑧层:灰色,很湿,可塑,属低压缩性土,含云母和氧化铁等。 3.2 水文地质
详细勘察钻孔最大深度45m ,在勘察深度范围内,根据区域水文地质资料,线路赋存四层地下水,分别为上层滞水(一)、潜水( 二)、承压水或层间潜水( 三) 和承压(四)。其中承压水或层间潜水(三)在本工程场地表现为承压水,简称承压水(三)。
地下水详细情况如下:
上层滞水(一):含水层岩性为粉土② 层、粉土③ 层以及局部填土层,水位标高为22.02 ~ 21.11m ,水位埋深3.4 ~ 4.7m 。该层水分布不连续,透水性较差,主要接受大气降水等垂直补给,以蒸发、侧向径流、向下越流补给的方式排泄。
潜水( 二): 含水层岩性为粉细砂④ 3 层,钻孔揭露含水层厚度0.4 ~ 3.8m ,水位标高为14.24 ~ 11.82m ,水位埋深为10.35 ~ 13.38m 。该含水层属于中等透水层,分布较连续。主要接受侧向径流及越流补给,以侧向径流方式排泄。
承压水( 三): 含水层岩性为粉细砂⑤层、中粗砂⑤1层,钻孔揭露含水层厚度 4.3~9.2m ,水头标高为12.84 ~ 8.79m ,水头埋深为13.1 ~ 17.8m 。该含水层属于中等强透水层,连续分布。含水层主要接受侧向径流及越流补给,以侧向径流和人工开采的方式排泄。
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承压水( 四):含水层岩性为细中砂⑦ 层,水头标高为3.79 ~ 0.52m ,水头埋深为21.8 ~25.4m 。该含水层属于强透水层,连续分布。含水层主要接受侧向径流及越流补给,以侧向径流和人工开采的方式排泄。
历年最高水位及设防水位
1959年地下水潜水(含上层滞水)最高水位标高接近自然地面; 1971~1973年最高水位标高接近自然地面;
近3 ~ 5年潜水最高水位标高:22m (水位埋深约3.5m ); 抗浮设防水位标高建议取22.5m(水位埋深约3.0m )。 防渗设计水位建议取自然地面。
第三章 工程重难点
3.1洞门破除风险预防及处理是本工程的重点 3.1.1 预防措施
盾构端头采用WSS双重管旋喷加固,加固体强度较高,正面土体稳定性较好,其主要的风险点在于加固体与车站围护结构的外侧表面结合不好及加固体之间的密实度未达到施工要求。如果出现上述情况,则洞门破除时很容易产生土体失稳现象,故在洞门破除前要做好预防措施:
①加固体抽芯检测
盾构端头抽芯检测共抽5根。依据抽芯的结果对盾构端头加固的效果进行评价,若质量达不到要求,则对加固体进行补充加固。
② 洞门水平观察孔
洞门破除前15~20天,对洞门区域进行抽芯试验和通过水平观察孔来检测盾构端头的加固效果,主要是观察正面土体的含水量及土体的加固强度等。通过水平观察孔观察,计算土体的渗水量与设计值比较评定渗水情况。
③ 抢险物资的储备
破除洞门前,准备好注浆泵及相关的应急抢险物资(水泥、砂子和棉被等),一旦洞门漏砂或塌陷就立即使用注浆泵对漏砂处进行封堵。
④ 紧急安全通道
利用盾构井后方的明挖车站结构设臵破除洞门时的紧急安全通道,在施工期间,严禁
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任何人员和物品堵塞通道。
⑤ 破除洞门时机
盾构始发前的洞门破除工作,必须是在盾构机及盾构施工成员全部工作准备就绪后,且设备和人员全部处于临战状态下才能进行。 3.1.2 处理措施
① 少量土体塌落
洞门破除过程中,由于机械破除时产生的震动等原因不可避免的有砂石掉落的现象。如果掉落砂石的量在控制范围内,不影响正常的施工,也不会对设备和人员构成安全风险,则可将砂石清理后继续施工,需要时可派专人在旁观测土体状况一旦发生危险即使通知施工人员撤离。
② 大量土体塌落
若因端头加固效果不好或施工不当等,造成洞口土体大量塌落时,应立即停止施工,并组织施工人员使用注浆泵对塌落初的土体进行注浆封堵,直到封堵完毕后方可进行下一步施工。
3.2避免洞门密封失效是本工程的重点
洞门密封失效预防措施:
① 严格按照设计文件进行洞门钢环的制作、安装,保证施工精度满足要求; ② 加强盾构始发时的姿态控制,避免盾构姿态不好造成洞门密封的局部失效。 ③ 盾构始发时,派专人对洞门密封情况进行观察,发现问题,及时处理。 ④ 适当调整铰接压板,保证帘布橡胶与盾构筒体的密贴。 3.3端头加固是本工程的重点
盾构施工过程中的始发涉及盾构机刀盘的进洞,容易引起地表沉降和涌水、突泥,如果加固效果不能达到设计要求,可能会造成始发的失败,因此端头加固是本工程的重点。
为确保始发时施工安全,确保地层稳定,防止端头地层发生坍塌或涌漏水等意外情况,应根据各始发端头工程地质、水文地质、地面建筑物及管线状况和端头结构等综合分析与评价,对洞门端头地层采用WSS深孔旋喷注浆方式进行加固处理。要求加固后的土体应有良好的均匀性和独立性,掌子面不得有明显渗水,其无侧限抗压强度0.5~0.8Mpa,渗透系数≤1×10-7cm/s。加固后进行抽芯检测,达不到标准,须重新进行加固。具体施工方案及技术控制要点如下:
①在进行钻孔前首先要对加固区域内的管线调查清楚,避免对管线造成直接破坏,并
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在施工过程中进行监测;
②钻孔按1200mm×1200mm方型布臵,注浆采用WSS后退式注浆。钻孔布臵范围在盾构开挖直径的上下左右3m,孔深为10m。周边孔适当加密并外挑一定角度;
③注浆过程中严格控制注浆压力在1Mpa~1.5Mpa,避免注浆压力对桩间喷锚造成破坏;
④使用注浆量和注浆压力双重控制标准,避免注浆量过大造成浆液严重流失; ⑤加固完成后,要对加固效果进行检查。如注浆效果未能达到设计要求,需要重新进行补充注浆。
3.4盾尾刷更换是本工程的难点
盾构机在掘进过程中,特别是在长距离掘进时,往往会由于盾尾密封油脂加注量不足、盾构机姿态调整过猛等原因,致使盾尾密封刷损坏。如果盾尾密封性能不良,大量地下水从破损的盾尾刷处渗流到隧道内,后果将不堪设想。造成个别部位地面沉降严重超过警报值。盾尾密封刷损坏引起的盾尾漏水、漏砂和涌水、涌砂。
(1)盾尾刷的更换应尽量避免在软土层部位更换盾尾密封刷。软土层部位盾构机在自重的作用下,容易发生低头。一旦发生盾构机低头就较难处理。
(2)盾构内进水造成的严重后果有管片下沉、管片间开裂、盾构下沉、地表下沉、建筑物倾斜和重要管线破裂等。
(3)盾尾密封刷更换需要进行焊接作业:先将旧的盾尾刷拆除,在将新的盾尾刷焊接到盾尾。焊接前必须对盾尾刷后部2~5环的管片进行壁后二次注入水泥—水玻璃双液浆,将管片与地层之间的流水通道完全封死,防止地下水通过盾尾进入盾构机内而给更换、焊接施工造成不便。在注浆机二次注浆过程中,注浆压力一定要合理控制。若注浆压力过大,将产生一系列的危害:1、管片间的街头可能受到破坏,容易使管片错台,有可能引发重大工程事故;2、引起地表的有害隆起;3、破坏管片衬砌4、加重盾尾密封刷进一步损坏。若注浆压力过小,则无法保证注浆量,注浆将达不到预计的效果,且注浆层会有余留空隙,不仅地层将会向隧道方向移动,产生较大幅度的沉陷,而且管片与地层之间的流水通道不能完全封死,地下水可能通过盾尾进入盾构机内,给更换、焊接施工造成不便。
预防措施:
(1)加强对区间盾构隧道周边工程地质资料、水文资料和环境资料的掌握; (2)盾构施工过程中经常对盾尾铰接和密封情况进行检查,及时修补损坏的交接密封、盾尾密封和更换损坏的盾尾密封刷加强密封油脂的补充;
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(3)严格控制盾构推进速度,确保推进速度和同步注浆速度相适应,在水、砂、压力共存的地层推进时,防止管片错台过大导致止水橡胶条密封失效,引起管片间漏水漏砂。 3.5管线沉降的控制是本工程的重点
根据岩土工程勘察报告、设计资料以及现场考察情况可知,盾构区隧道的风险工程主要为盾构始发、下穿上水管线、下穿污水管线、下穿燃气管线、左线穿越暗挖大断面、盾构到达平移。
为确保地下管线及道路交通安全,盾构施工时应合理调整盾构推进参数,加强壁后注浆,严格控制地面沉降,同时应密切监测管线的沉降,必要时采取措施对地管线范围进行加固。此外区间隧道结构埋深较大,虽然施工过程中对管线影响较小,但盾构施工过程中,仍需加强监测、控制盾构掘进参数,同时加强洞内同步注浆和二次补浆,以便有效地控制管线沉降。
由于施工过程可能造成管线的变形及损坏,造成严重的后果,故在穿越过程中采取必要的措施是本工程的重点。 3.6始发是本工程的难点
受施工场地影响,左、右线盾构不具备整体始发正常出土条件,左线盾构的始发采取半环始发,在半环拼装区域改造桥架及台车上横梁的方式进行垂直运输,右线盾构采用分体始发。详见第四章。
3.7穿越风险源施工设备保障是本工程的重点
在盾构机穿越风险源期间,为保证盾构机和施工辅助设备的正常运转,特采取如下措施保证设备运行:
3.7.1成立施工设备应急小组
在穿越风险源期间,项目部成立设备保障小组,以应对施工过程中可能出现的各种设备故障,保证施工设备的正常运转,具体安排如下: 组长:薛英发(全面指导维修工作)
副组长:张鹏飞 (具体负责维修工作安排,负责与设备厂家、备件供应商的沟通协调) 董明国(机械维修负责人) 田兆光(电器维修负责人)
当设备出现故障时,由相应的负责人安排相关维修人员迅速投入工作岗位,抢修设备。同时迅速上报项目部领导,以便根据故障的影响情况,采取进一步的措施。 3.7.2设备保障安排
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