5,成都地铁试验段盾构选型探讨
- 格式:pdf
- 大小:456.42 KB
- 文档页数:4
现代隧道技术成都地铁盾构4标段泥水与土压两种盾构机的适应性分析文章编号:1009-6582(2010)06-0057-05 MODERNTUNNELLINGTECHNOLOGY成都地铁盾构4标段泥水与土压两种盾构机的适应性分析郭家庆(中铁隧道股份有限公司,河南新乡453000)摘要成都地铁盾构4标段是成都地铁一号线盾构施工试验段,为便于以后盾构机能更准确地选型,本试验段分别采用一台泥水盾构机与一台土压盾构机进行左右线的掘进。
通过对两台掘进机的适应性分析可以看出:泥水盾构的缺点是容易堵塞、出碴效率低、对地层完整性要求高、在含泥地层中容易封住开口、对进出洞密封要求高、施工中需要较大场地、施工成本高;优点是对地层扰动小、便于带压进舱。
土压平衡盾构的缺点是刀盘磨损严重、地表沉降控制难度高,带压进舱困难;优点是不受出碴限制、掘进速度快、便于维护、成本低。
施工实践证明:在地表要求不太严格的情况下适于用土压平衡盾构;在地表要求高、场地较大情况下,适合用泥水盾构。
关键词土压盾构机泥水盾构机成都地铁试验段适应性中图分类号:U455.43文献标识码:A1引言成都地铁盾构4标段是成都地铁一号线盾构施在桐梓林站—火车南站区间穿过电力调度中心4层楼房、机场立交桥、火车南站股道。
本标段内地表多为第四系全新人工填土覆盖,其下为全新统冲积层粘性土、粉土、砂土、卵石土,再其下为第四系上更新统冰水、冲积层(为卵石土夹砂层透镜体);下伏基岩为白垩系上统灌口组紫红色泥岩。
据初勘钻探及探井揭露,漂石最大粒径为270工试验段,为了选出最适应成都地铁的盾构机型,本试验段选用了一台海瑞克泥水平衡盾构机和一台海瑞克土压平衡盾构机进行掘进。
本文主要内容是对这两种盾构机在成都地铁一号线盾构4标段的使用情况进行分析比较。
2工程概况成都地铁1号线盾构4标段起于省体育馆站南mm,一般含量为5%~10%,局部富集层高达20%~30%;漂石分布随机性较强,但主要分布于卵石层中下部,一般埋深大于6.5m。
成都地铁3号线富水砂卵石地层盾构机选型探讨与建议王子利(中铁隧道股份有限公司成都地铁3号线项目部四川成都)摘要:本文结合成都地铁3号线盾构区间穿越富水砂卵石、泥岩、泥岩与砂卵石混合地层等特殊而复杂的工程水文地质,在借鉴类似地层盾构施工经验和教训的基础上,提出成都地铁3号线BT项目盾构机选型的基本原则,探讨了适应于成都地铁BT项目富水砂卵石地层盾构机配置的技术参数、基本要求和建议。
从盾构整机、刀盘及刀具设计、旋转接头、主驱动系统、螺旋输送机、管片安装系统、推进系统、绞接系统、注浆系统、泡沫系统等其它方面对盾构机进行了系统的参数配制说明和要求,供成都地铁3号线及类似项目进行盾构选型配置参考。
关键词:成都地铁3号线;富水砂卵石地层;盾构适应性;盾构选型中图分类号:U455.43文献标识码:A文章编号:1前言成都地铁3号线由中国中铁股份有限公司采取BT模式组织实施,其中一期工程线路全长20.359km,全为地下线,设17座车站和17.5个区间,平均站间距1.227km,车站全为地下车站。
区间隧道线路环境及设计条件复杂,特殊地段主要有2次下穿既有铁路、7次下穿市政河流、10次下穿市政立交、2次下穿市政隧道工程及多次穿越市政房屋建筑等复杂环境。
区间隧道主要穿越(2-6)卵石土层,线路南段及中段部分地段穿越(4-3)含卵石粘土层,北段部分地段穿越(5-1)全风化泥岩、不良地质弱膨胀性泥岩,裂隙发育。
地下孔隙水主要附存与砂卵石土层中,属强透水层,富水性好。
盾构区间根据工筹,共计安排14台盾构机组织施工。
鉴于成都地铁3号线盾构穿越富水砂卵石、泥岩、泥岩与砂卵石混合地层等特殊而复杂的工程水文地质,针对性地分析了施工现场存在的主要风险因素,在借鉴成都地铁1、2号线和类似地层盾构施工经验和教训的基础上,对成都地铁3号线BT项目的盾构选型配置提出探讨意见和建议,供盾构选型参考。
2成都富水砂卵石地质主要特点(1)盾构区间隧道穿越地层地质情况复杂,主要为砂卵石、泥岩以及砂卵石和泥岩的混合地层;(2)砂卵石地层卵石含量高达50~85%,卵石成分主要为中等风化的岩浆岩与变质岩,卵石和漂石单轴抗压强度高,部分达55~165MPa,卵石粒径以20~80mm为主,局部80~120mm,区域内发现含有粒径超过500mm的高强度漂石。
地铁施工盾构机选型及施工组织探讨1 地铁施工中盾构机选型概述1.1 影响盾构机选型的不利因素(1)建筑物与地下设施。
在地铁工程施工中,盾构机需要穿越重要房屋、构筑物与地下管线等设施,如水泥灌注桩、雨污水管等,如果盾构机选型不当,容易出现土体流失、土压力过低、漏水漏砂和出土量过大等问题,存在施工质量隐患,并加大了盾构机掘进难度。
在这一工程背景下,一方面,需要做好施工监测与地质勘察作业,提前掌握施工现场地质结构与地层情况,合理制定盾构机掘进方案。
另一方面,应根据穿过地段地质条件与障碍物分布情况,合理选择盾构机中的刀盘形式与刀具配置方式,可尽量减轻刀具磨耗程度。
同时,优先配置泥水平衡盾构机,与其他类型盾构机相比,这类盾构机具有良好的地层沉降变形控制能力,可以减小盾构机掘进作业对周边环境造成的影响。
(2)地质条件。
地铁工程具有地质条件复杂多变的特征,往往会穿越砂砾、中砂、粉质黏土、粉细砂等地段,部分地段地层的透水率较大,对盾构机设备的承压性能有着严格要求,如果盾构机配置不当,在施工中容易出现漏水漏砂现象,在严重时还将出现盾构机“栽头”问题。
此外,地层结构与地质条件也是盾构机结构配置的主要依据,企业应根据工程实际情况对盾构机的功能结构与部件形式数量进行调整。
例如,在北京地铁四号、五号、十号线工程中,由于穿越地层中局部分布砾岩地层,为改善盾构机的破岩性能,选择在盾构机挂刀结构中额外设置一定数量的滚刀。
(3)区间埋深与隧道直径。
根据实际施工情况来看,在不同地铁工程中,由于各区间埋深情况与隧道直径参数存在明显差异,对盾构机设备的规格型号与性能所提有着特殊要求。
因此,在制定盾构机选型方案时,工作人员必须重点考虑这一问题。
例如,在深圳地铁7号线工程中,为满足实际的施工需要,根据工程现场地质条件、区间埋深变化情况与隧道直径,定制一款新型的土压平衡式盾构机,将其命名为“雄风1号”,该盾构机开挖直径为6.28m,主机重量超过500t,将雄风1号盾构机用于开展北环大道与龙珠大道交叉口北侧的地铁7号线7302标段的深云站始发掘进作业。
地铁盾构的选型及现场管理和使用一、概述1、概念盾构是一种用于隧道暗挖施工,具有金属外壳,壳内装有主机和辅助设备,既能支承地层的压力,又能在地层中整体掘进,进行土体开挖,碴土排运和管片安装等作业,使隧道一次成形的机械。
盾构是相对复杂的集机、电、液、传感、信息技术于一体的隧道施工专用工程机械,主要用于地铁、铁路、公路、市政、水电等工程。
盾构的工作原理就是一个钢结构组件依靠外壳支承,沿隧道轴线一边对土壤进行切削一边向前推进,在盾壳的保护下完成掘进、排碴、衬砌工作,最终贯通隧道。
盾构施工主要由稳定开挖面、掘进及排土、管片衬砌和壁后注浆三大要素组成。
盾构是根据工程地质、水文地质、地貌、地面建筑物及地下管线和构筑物等具体特征来“量身定做”的一种非标设备。
盾构不同于常规设备,其核心技术不仅仅是设备本身的机电工业设计,还在于设备通过不同的设计如何满足工程地质施工的需求。
因此,盾构的选型正确与否决定着盾构施工的成败。
2、盾构的类型盾构的类型是指与特定的施工环境、基础地质、工程地质和水文地质特征相匹配的盾构种类。
一般掘进机的类型分为软土盾构、硬岩掘进机(TBM)、复合盾构三种。
软土盾构的特点是仅安装切削软土用的切刀和括刀,无需开岩的滚刀。
TBM主要用于山岭隧道。
复合盾构是指既适用于软土,又适应于硬岩的一类盾构,主要用于复杂地层的施工。
地铁盾构就是一种复合盾构。
主要特点是刀盘既安装用于软土切削的切刀和括刀,又安装破碎岩石的滚刀,或安装破碎砂卵石和漂石的撕裂刀。
复合盾构分为土压平衡盾构和泥水加压平衡盾构。
3、盾构的组成地铁施工可供选择的复合盾构机机型只有两种,即土压平衡盾构机或泥水平衡盾构机。
一台盾构按外观结构形式分为刀盘部分、前盾、中盾、尾盾、后配套部分和辅助设备(管片和砂浆运输设备、泥水站等)。
土压平衡盾构由以下十一部分组成:⑴、刀盘(分为面板式、辐条式、复合式三种),⑵刀盘驱动(分为电机和液压两种),⑶刀盘支承(主轴承),⑷膨润土添加系统和泡沫系统,⑸螺旋输送机,⑹皮带输送机,⑺同步注浆系统,⑻盾尾密封系统,⑼管片安装机,⑽数据采集系统,⑾导向系统。
成都地铁3号线富水砂卵石地层盾构机选型探讨与建议摘要:本文结合成都地铁3号线盾构区间穿越富水砂卵石、泥岩、泥岩与砂卵石混合地层等特殊而复杂的工程水文地质,在借鉴类似地层盾构施工经验和教训的基础上,提出成都地铁3号线bt项目盾构机选型的基本原则,探讨了适应于成都地铁bt项目富水砂卵石地层盾构机配置的技术参数、基本要求和建议。
从盾构整机、刀盘及刀具设计、旋转接头、主驱动系统、螺旋输送机、管片安装系统、推进系统、绞接系统、注浆系统、泡沫系统等其它方面对盾构机进行了系统的参数配制说明和要求,供成都地铁3号线及类似项目进行盾构选型配置参考。
关键词:成都地铁3号线;富水砂卵石地层;盾构适应性;盾构选型中图分类号: u455.43 文献标识码: a 文章编号:前言成都地铁3号线由中国中铁股份有限公司采取bt模式组织实施,其中一期工程线路全长20.359km,全为地下线,设17座车站和17.5个区间,平均站间距1.227km,车站全为地下车站。
区间隧道线路环境及设计条件复杂,特殊地段主要有2次下穿既有铁路、7次下穿市政河流、10次下穿市政立交、2次下穿市政隧道工程及多次穿越市政房屋建筑等复杂环境。
区间隧道主要穿越(2-6)卵石土层,线路南段及中段部分地段穿越(4-3)含卵石粘土层,北段部分地段穿越(5-1)全风化泥岩、不良地质弱膨胀性泥岩,裂隙发育。
地下孔隙水主要附存与砂卵石土层中,属强透水层,富水性好。
盾构区间根据工筹,共计安排14台盾构机组织施工。
鉴于成都地铁3号线盾构穿越富水砂卵石、泥岩、泥岩与砂卵石混合地层等特殊而复杂的工程水文地质,针对性地分析了施工现场存在的主要风险因素,在借鉴成都地铁1、2号线和类似地层盾构施工经验和教训的基础上,对成都地铁3号线bt项目的盾构选型配置提出探讨意见和建议,供盾构选型参考。
成都富水砂卵石地质主要特点(1)盾构区间隧道穿越地层地质情况复杂,主要为砂卵石、泥岩以及砂卵石和泥岩的混合地层;(2)砂卵石地层卵石含量高达50~85%,卵石成分主要为中等风化的岩浆岩与变质岩,卵石和漂石单轴抗压强度高,部分达55~165mpa,卵石粒径以20~80mm为主,局部80~120mm,区域内发现含有粒径超过500mm的高强度漂石。
富水砂砾石地层地铁区间隧道盾构机选型分析之迟辟智美创作【摘要】成都地铁一号线一期工程盾构区间隧道将基本在局部含年夜漂石的砂砾地层通过,且地下水位高,因此盾构机型式简直定是很关键的.盾构机选型受沿线工程地质和水文地质条件、环境条件、工期要求、造价等多种因素的制约,本文综合各种因素对盾构机的选型进行了分析,提出了一些针对成都地铁一号线盾构机选型的建议供参考 .【关健词】盾构隧道盾构选型地铁年夜漂石砂砾石1工程布景成都地铁将要穿越的地层的地质条件十分复杂和困难,采纳盾构法施工,面临的困难是地下水位高、年夜砾石和漂石的处置以及长距离在砂砾石地层中掘进,怎样综合处置好上述三种因素,国内尚无先例,在国外也无完全成熟的经验,因此盾构机的选择很关键.2盾构机的适应性分析参考国内外在类似含砂砾地层施工的工程实例,成都地铁一号线一期工程将着重考虑关闭式盾构机、加泥式土压平衡盾构机和泥水平衡式盾构机这三种盾构设备的适应性及其特殊设计制造的可能性.下面分别论述三种盾构机如何适应成都的特殊情况.关闭式盾构机的特点是掘削面呈敞露状态,故挖掘状态是干挖态,所以出土效率高.这种形式的盾构可根据其机械化水平的不同,分为人工式、半机械式、机械式三种.全关闭式盾构机用于掘削面自稳性好的地层(如:洪积层压实砂、砂砾、固结粉砂及黏土).对自稳性差的地层(如:冲积层中的砂层、粉砂层及黏土层)而言,应辅以压气、降水、注浆加固等办法,以便确保掘削面的稳定.关闭式盾构在成都地层掘进的前提是需沿线年夜范围的空中降水,同时为了保证施工沿线上方建筑的平安,以及防止开挖掌子面的失稳,采纳预注浆和超前管棚等辅助施工办法是需要的.关闭式盾构机在成都地层中使用的优点是:①对盾构设备的要求较低,可实现国产化;②可形成多种断面形式,如矩形、马蹄形等;③漂石、砂卵石等对开挖的制约小.但关闭式盾构机在成都地层中使用也有许多晦气因素,主要暗示在以下几个方面:①需要采用强有力的辅助施工办法进行超前地层加固,否则,掌子面土体难以实现自稳,会诱发严重的平安事故.虽然成都地层在降水情况下地表的下沉量较小,可是空中高楼林立,防范办法必不成少,而以目前的工程实例来看,在成都地层中实施预注浆和超前管棚这些辅助办法的效果其实欠好;②对地下水生态环境会造成严重破坏.由于需要沿线年夜范围空中降水,这将在施工地段周围发生很年夜的降水漏斗,周围的水环境将受到严重的晦气影响,甚至会招致空中绿化带的枯死.同时,当注入有机浆液加固地层时,会使地下水受到污染(如1974年日本福岗曾发生注浆污染地下水事件);③虽然关闭式盾构机的设备费用和人工开挖费用较低,但加上其辅助加固费用,本钱纷歧定获得降低;④为了节约本钱,如果采用人工开挖,施工进度缓慢,容易延误工期,会影响整个工程的进度.同时若采纳了压气的辅助工法,则当压气气压0.15 ψPa时,把持人员会患高压病,直接威胁人体健康;⑤成都地铁一号线将穿过小沙河、府河及南河三条河流的下方,这些处所怎样降水通过是一难题.综合上述各种利弊因素,在成都地域采纳关闭式盾构机进行施工需要慎重考虑.土压平衡式盾构属于闭胸式盾构,盾构掘进时其前端刀盘旋转切削土体,切削下来的土体涌入土舱,当切削土体布满土舱时,由于盾构的推进作用,致使切削土体对切削面加压,从而坚持稳定.在加压压力与切削地层的泥水压相等后,若能维持螺旋出土器的出土量与刀盘的切土量相等,则到达了平衡状态,即掘削面稳定.如前所述,成都是砂卵石极多、细石成份少的砂砾石地层,若采纳土压式平衡盾构机,由于砂砾土的塑流性和抗渗性差,将使得排土难以顺畅从而无法满足掘削面稳定的要求,需混入提高流塑性和抗渗性的添加材,即要采纳加泥式土压平衡盾构机.对加泥式土压平衡盾构机,在成都地层中能顺利掘进需要解决的几个关键问题是:刀盘、刀具的耐磨性;如何破碎年夜粒径漂石;如何防止喷涌以及盾构的密封性能.首先对刀盘,考虑到要在砂砾石层中要长距离掘进,又要能顺利排除年夜砾石,采纳高耐磨柱状辐条式刀盘或小幅面板+辐条式的组合刀盘是比力好的,如图3所示[2].对刀具,要满足的条件是:①要选用硬度年夜、抗剪性好的优质钢材制作刀刃;②外周刀应多于其他切削轨迹上的切削刀;③要使刀盘上的刀具过渡平滑,刀具受力尽可能均衡;④各种刀具均可从刀盘内部进行装配及更换[3].对砂砾地层适应性比力好的是一种贝壳型钻,如图4所示[2],贝壳型钻与齿形钻进行落差配置,该贝壳型钻先行挖掘,先对卵石进行冲击来解除砂卵石的约束力,剩余部份齿形钻进行挖掘.这样就有效减少了齿形钻的磨损,而且对贝壳型钻可以配置预备刀实现一次自动更换,从而减少开仓更换刀具次数甚至中途不用开仓更换刀具.对年夜粒径漂石破碎的问题,尽量采纳惯例挖掘的方式,即按可能通过的最年夜砾石的直径确定开口率的切口宽度,配备与上述砾石直径条件相适应的螺旋输送机排除砾石.根据成都地铁6.2 m左右的盾构机实际条件,可以使螺旋出土器的开口尺寸到达1000 mm,能满足L725 mm xФ670 mm的漂石直接通过,而年夜于670 mm的漂石呈现的概率不高,应能基本满足要求.即使呈现年夜于670 mm的漂石,在螺旋出土器的前端可设置一道闸门,当年夜漂石进入土舱内时将该道门关闭,同时土舱内加气压防止水灌入,从螺旋出土器的前端将漂石取出或打坏后取出,这样可使通过的漂石尺寸到达L 1 000 mm xФ750 mm[2].如果惯例挖掘方式失效,则只能采用掘削面破碎方式,即在旋转刀头上装置齿式刀头及滚刀进行破碎,但这种方式需要地层对漂石有一定的夹持力,否则失效,在成都的地层中能否应用胜利值得商榷.最后在不得已的条件下就只能采用人工开仓排石,由于成都是砂卵石层,若要通过压气支撑掌子面开仓取石时,则要采用减小土层透气性的一些办法,如泥皮法、密封墙法、区域密封法以及帷幕注浆法等等.螺旋出土器为了到达运送尺寸最年夜为L725 mm xФ670 mm,肯定采纳带式螺旋出土器,带式螺旋出土器在高地下水位、高水压条件下会发生喷涌问题,对成都地层,喷涌事故发生最好的预防办法是①通过向开挖下来的土体中添加资料来减小开挖土体的渗透系数;②采纳多段螺旋输送机从而降低出土器出口处的水压力.如图5、图6所示[2].同样由于成都地层高水位的关系,盾构的密封也是需要注意的问题.盾构密封主要分为主轴承密封、盾尾密封和铰接密封三个方面,应遵循“以防为主,多道设防,根绝漏水”的原则,并遵循各项规范要求.由于本工程要接受较高的地下水压,建议盾构机轴承止水带设计中采纳主轴承外密封办法,该方法使用四道唇形密封,能接受0.6MPa乃至更高的工作水压力,该系统的润滑全部为自动润滑,油脂或者是油的泄露,设备会自动立即停止运转,而且能通过泄露仓对密封状况进行检测.建议盾尾止水刷采纳将密封资料或润滑脂压入钢丝刷间或用4道密封接受高水压.地下水位高、水压年夜的地层中特别适合使用泥水式盾构机,因为泥水式盾构是将水、土及添加剂混合制成的泥水经输送管道压人泥水舱,用泥水压来平衡掌子面的水土压.掘进时刀盘切削下来的土砂进入泥水舱,搅拌后经泥浆泵送到地表的泥水分离系统,待水土分离后再把滤除掘削土砂的泥水重新压送回泥水舱.如此不竭循环完成掘削、排土、推进.在盾构机中泥水平衡式盾构对地层的扰动最小,空中沉降最小.泥水式盾构机其掘削面稳定主要是靠泥水成膜后,发生双向隔离作用的结果,即泥水舱内的泥水不能再进入掘削地层(根绝了泥水的损失,保证了外加推进力有效地作用在掘削面上);与此同时地下水也无法涌入泥水舱(防止喷泥).对成都的砂卵石地层,砾石粒径年夜,渗透系数年夜,若注入普通泥水,容易发生逸泥和喷水现象,使开挖面失稳.因此为了防止开挖面坍塌,泥水式盾构机一是可以采纳面板式刀盘,设置槽口开关装置,以确保掘进时的平安;二是可以专门配制适于砂砾层中使用的注入泥水.泥水式盾构机若采纳面板式刀盘,应根据成都会特有的砂卵石地层条件来选定切削槽口的宽度和数量,并根据最年夜砾径来确定开口率. 目前泥水盾构槽口最年夜宽度为250 ~350 mm,因此能够进入泥水舱内的漂石粒径小子300~400 mm[4],进人舱内的漂石会被二次破碎,经排泥管排出.对不能进入仓内的年夜块漂石,则要采纳工作面进行破碎.如果地层松散,无法提供破碎反力则工作面刀盘破碎就可能失败,则也只能采纳开仓人工破碎的处置方式.同样开仓前也需使用压气、注浆、解冻等辅助办法保证前方土体稳定.总之,处置年夜砾石和漂石对采纳面板式刀盘的泥水式盾构机来说难度偏年夜.若专门配制适于砂砾层中使用的注入泥水,则可以采纳欧洲的一种泥水盾构机,采纳辐条式刀盘,在泥水舱内设置一隔板,后方为压气室,通过气压来调控泥水压使掌子面平衡,不单其泥水压可以控制得比力准确,而且该泥水盾构机可进入的卵石直径可达1.5 m左右[5],对处置成都的年夜砾石、漂石是比力有利的,缺点是专门配制泥水将使本钱增加.对泥水平衡式盾构机,因其掌子面前方泥水成膜的关系,其刀盘、刀具的耐磨性比土压盾构机要好,但在成都的砂砾地层中使用,排泥管的磨耗是比力严重的,需要采用耐磨办法.至于泥水盾构的密封办法,建议盾尾止水刷采纳将密封资料或润滑脂压入钢丝刷间或用4道密封接受高水压.3结束语针对成都地域富水、含年夜砾石和漂石的砂砾石地层条件,经过以上综合分析,对成都地铁一号线一期工程盾构区间,建议在主要区段内优先采纳加泥式士压平衡盾构机;在地下水压偏高、场地条件允许且沉降需严格控制的区间可优先选择泥水平衡式盾构机;在对空中沉降要求不高,邻近无年夜型地表及地下结构物且具有降水条件的区间可以考虑采纳关闭式盾构机.参考文献[1]成都会地铁办.成都会地铁一号线试验段水文、工程、环境地质条件,主要问题及对策专题研究陈说,2001[2]日立建机株式会社.针对成都地铁的盾构掘进机说明资料,2005[3]张国京.北京地域土压式盾构刀具的适应性分析.市政技术,2005[4]张凤样等.盾构隧道施工手册.人民交通出书社,2005[5]BaslerHofmannACxPresentation at Southwest Jiaotong University, 2005。
成都地铁4#线二期工程盾构机选型探讨摘要:盾构法施工城市地下隧道工程是目前地铁区间施工的主要方法,由于各地地质情况不同,盾构机的选型及经济比选成为施工单位必须要做的功课,盾构机分为土压式和泥水式,本文就成都地铁四号线二期工程西延线为例,结合成都地铁其它线路的施工情况,简要阐明盾构机选型的原则及应考虑的问题关键词:盾构机选型原则1前言地铁施工因场地限制及维持地面交通的需要,大部分地段都必须采用地下施工的方式进行施工,而矿山法、或者其他地下施工方法因地面、毗邻建筑物沉降、以及安全因素的影响而不能实施,故需采用盾构法进行施工。
盾构机分为土压式和泥水式,本文就成都地铁四号线二期工程西延线为例,结合成都地铁其它线路的施工情况,简要阐明盾构机选型及应考虑的问题。
2工程概况成都地铁 4 号线二期工程西延线位于成都市温江区和青羊区,起于西南财经大学温江校区附近的大学城站,止于 4 号线一期工程设计起点,共8 个双线区间,区间线路最小平面曲线半径400m ,最大纵坡25‰,隧道顶部覆土厚7.1~18m,3工程地质与水文地质情况(1)全线水文、地质条件复杂,地下水丰富,从西延线沿线地块开发基坑建设情况反映,卵石层粒径较大,发现有较大“漂石” ,对盾构施工较为不利。
地下水位多大于6m 、卵石最大含量可达85%、漂石粒径20~70cm 、卵石单轴抗压强度可能超过132MPa 的大粒径、高强度、富水砂卵石地层中。
与中心城区内相比,本段砂卵石地层具有漂石粒径大(最大粒径可能超过70cm)、漂石含量高(漂石含量可能超过5.5%)、部分地段卵石层密实程度差(卵石间只充填松散中细砂),该地层对地铁施工,尤其是暗挖法区间隧道施工影响较大。
在邻近区段的 4 号线一期工程公平站文家站~中坝站盾构区间隧道施工过程中,已出现按中心城区盾构施工参数进行施工时存在施工掘进速度减缓、姿态较难控制、碴土改良较困难等诸多问题。
(2)拟建场地范围内无不良地质作用,特殊性岩土为人工填土。
深究成都地铁一期工程区间隧道施工方法的选择摘要成都地铁一期工程沿线建筑物密集、交通繁忙、地下管线纵横,其区间隧道基本通过饱水的砂卵石、且含有少量大粒径漂石的地层中,其施工方法的选择对于加快工程进度、提高工程质量、降低造价至关重要、作者在对国内外盾构施工进行调研基础上,推荐采用加泥式土压早衡盾构机进行区间隧道施工。
关键词地铁区间隧道盾构机成都市地铁一期工程为规划地铁一号线的红花堰至世纪广场段,正线全长15.15,其中地下线长11.92,高架及过渡段长3.23。
计有车站13座,车辆段及综合基地1处,控制中心1座,主变电所1座。
1环境条件成都市地铁一期工程位于成都市中心南北主轴线和主要客运交通走廊内,沿线建筑物密集,商贸繁荣,交通十分紧张。
线路途经火车北站、骡马市、市体育中心、天府广场、省体育馆、火车南站、行政广场、世纪广场等交通枢纽和主要客流集散点以及待开发的城南市级副中心和高新技术产业开发区。
2地质情况成都市地铁一期工程沿线第四系地层广布,基岩埋藏较深,由北向南第四系地层厚度逐渐变薄.其厚度36.5-15,自上而下有下列各层2.1人工填筑层42.2第四系全新统冲积层4上部为可塑粘土或粉质粘土、粉土,厚0.6~4.1,北薄南厚。
下部为卵石土,湿~饱和,稍密密实,厚2~10。
卵石成份为岩浆岩质、变质岩质,呈圆形、亚圆形,多为微风化,少为中等风化。
卵石粒径一般为4-9,部分大于12,含少量粒径大于20的漂石。
2.3第四系上更新统冰水沉积、冲积层3+1当其上无全新统4覆盖时,一般具二元结构上部为可塑粘土、粉质粘土,厚0.8~6.4;下部为卵石土,饱和,—般中密—密实,少为稍密,厚7.0~15.,北段沙河附近厚度大于25,卵石呈圆形、亚圆形,岩浆岩质、变质岩质,多为微风化,少为中等风化,卵石粒径一般为5~8,部分大于15,由于冰水的携带作用,沉积了较多的大粒径砾石,据试验段地质详勘报告和全线地质咨询报告,现已发现最大粒径达到670,试验段卵石粒径分析表示漂石>200~22.3%,卵石20~20045.6%-74.6%,砾石2—203.1%-20.1%,砂粒2.4第四系中更新统冰水沉积、冲积层2+主要为卵石土,饱和,中密-密实。