富水砂礫石地層地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)機(jī)選型分析_1

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1、從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果富水砂礫石地層地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)機(jī)選型分析【摘要】成都地鐵一號線一期工程盾構(gòu)區(qū)間隧道將基本在局部含大漂石的砂礫地層通過，且地下水位高，因此盾構(gòu)機(jī)型式的確定是很關(guān)鍵的。盾構(gòu)機(jī)選型受沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、環(huán)境條件、工期要求、造價等多種因素的制約，本文綜合各種因素對盾構(gòu)機(jī)的選型進(jìn)行了分析，提出了一些針對成都地鐵一號線盾構(gòu)機(jī)選型的建議供參考?！娟P(guān)健詞】盾構(gòu)隧道盾構(gòu)選型地鐵大漂石砂礫石1工程背景工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件成都地鐵一號線一

2、期工程北起紅花堰，南至規(guī)劃的世紀(jì)廣場，線路總長。其中紅花堰站到桐梓林站之間的區(qū)間隧道擬采用盾構(gòu)法施工，總長約為。據(jù)目前的地質(zhì)勘察資料，盾構(gòu)通過區(qū)間基本位于Q3層，該Q3卵石士層為中密到密實(shí)，稍濕到飽和，直徑大于cm的礫石含量一般都在50%以上，可能還隨機(jī)分布直徑大于20cm的礫石層甚至膠結(jié)礫石層，部分區(qū)段還夾砂土透鏡體，土中第四系孔隙潛水較發(fā)育，滲透系數(shù)K=10~20m/d。地下水位均在盾構(gòu)上方，北段水位埋深大致為~，南段水位埋深大致為~m[1]。在成都天府廣場挖掘的含礫地層如圖1所示[5]。課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年

3、內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙嫛谋緦W(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果工程地質(zhì)特點(diǎn)及難點(diǎn)成都地鐵將要穿越的地層的地質(zhì)條件十分復(fù)雜和困難，采用盾構(gòu)法施工，面臨的困難是地下水位高、大礫石和漂石的處理以及長距離在砂礫石地層中掘進(jìn)，怎樣綜合處理好上述三種因素，國內(nèi)尚無先例，在國外也無完全成熟的經(jīng)驗(yàn)，因此盾構(gòu)機(jī)的選擇很關(guān)鍵。2盾構(gòu)機(jī)的適應(yīng)性分析參考國內(nèi)外在類似含砂礫地層施工的工程實(shí)例，成都地鐵一號線一期工程將著重考慮敞開式盾構(gòu)機(jī)、加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)和泥水平衡

4、式盾構(gòu)機(jī)這三種盾構(gòu)設(shè)備的適應(yīng)性及其特殊設(shè)計制造的可能性。下面分別闡述三種盾構(gòu)機(jī)如何適應(yīng)成都的特殊情況。敞開式盾構(gòu)機(jī)的適應(yīng)性課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙嫛谋緦W(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果敞開式盾構(gòu)機(jī)的特點(diǎn)是掘削面呈敞露狀態(tài)，故挖掘狀態(tài)是干挖態(tài)，所以出土效率高。這種形式的盾構(gòu)可根據(jù)其機(jī)械化程度的差異，分為人工式、半機(jī)械式、機(jī)械式三種。全敞開式盾構(gòu)機(jī)用于掘削面自穩(wěn)性好的地層(如:洪積

5、層壓實(shí)砂、砂礫、固結(jié)粉砂及黏土)。對自穩(wěn)性差的地層(如:沖積層中的砂層、粉砂層及黏土層)而言，應(yīng)輔以壓氣、降水、注漿加固等措施，以便確保掘削面的穩(wěn)定。敞開式盾構(gòu)在成都地層掘進(jìn)的前提是需沿線大范圍的地面降水，同時為了保障施工沿線上方建筑的安全，以及防止開挖掌子面的失穩(wěn)，采用預(yù)注漿和超前管棚等輔助施工措施是必要的。敞開式盾構(gòu)機(jī)在成都地層中使用的優(yōu)點(diǎn)是:①對盾構(gòu)設(shè)備的要求較低，可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化;②可形成多種斷面形式，如矩形、馬蹄形等;③漂石、砂卵石等對開挖的制約小。但敞開式盾構(gòu)機(jī)在成都地層中使用也有許多不利因素，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①需要采取強(qiáng)有力的輔助施工措施進(jìn)

6、行超前地層加固，否則，掌子面土體難以實(shí)現(xiàn)自穩(wěn)，會誘發(fā)嚴(yán)重的安全事故。雖然成都地層在降水情況下地表的下沉量較小，但是地面高樓林立，防范措施必不可少，而以目前的工程實(shí)例來看，在成都地層中實(shí)施預(yù)注漿和超前管棚這些輔助措施的效果并不好;②對地下水生態(tài)環(huán)境會造成嚴(yán)重破壞。由于需要沿線大范圍地面降水，這將在施工地段周圍產(chǎn)生很大的降水漏斗，周圍的水環(huán)境將受到嚴(yán)重的不利影響，甚至?xí)?dǎo)致地面綠化帶的枯死。同時，當(dāng)注入有機(jī)漿液加固地層時，會使地下水受到污染(如1974年日本福崗曾發(fā)生注漿污染地下水事件);③雖然敞開式盾構(gòu)機(jī)的設(shè)備費(fèi)用和人工開挖費(fèi)用較低，但加上其輔助加固費(fèi)用，成本

7、不一定得到降低;④為了節(jié)約成本，如果采取人工開挖，施工進(jìn)度緩慢，容易延誤工期，會影響整個工程的進(jìn)度。同時若采用了壓氣的輔助工法，則當(dāng)壓氣氣壓>ψPa時，操作人員會患高壓病，直接威脅人體健康;⑤成都地鐵一號線將穿過小沙河、府河及南河三條河流的下方，這些地方怎樣降水通過是一難題。課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果綜合上述各種利弊因素，在成都地區(qū)采用敞開式

8、盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工需要慎重考慮。加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的適