盾构适应性评估报告.docx

一、工程特点-1-1. 2工程地质及水文地质-1-1.2. 1工程地质-1-1.3. 2水文地质情况-3-1.4. 线周边建筑物情况-7-1.5. 1隧道上方管线众多-7-2区间穿越上软下硬地层-10-1.4.3盾构机下穿硬岩层-14-1.4.4区间隧道溶洞密集-14-1.4.5区间换刀地点的确定-14-1. 4.6突遇溶洞处理措施-14-1.4. 6盾构机穿越房屋、箱涵等建构筑物-15-二、盾构机简介-18-2.1盾构机参数-18-2.2盾构机主要部件-22-2. 2.1SS29600（备用SS35200新机）盾构机主要配件-22-2. 2.2DZ109盾构机主要配件-25-三、盾构机适应性分析-27-四、盾构机目前工作状态-30-一、工程特点1.1 工程概况XX站XX站区间里程范围为右DK36+378.900右DK37+653.300、左DK36+378.900左DK37+653.300,右线全长1274.64Om（含长链0.239m）、左线全长1274.714m（含长链0.314m）O线路从XX站出发，沿光谷大道敷设，沿路中走行与XX站相接。沿线侧穿地质调查中心（碎8）下穿光谷金融港人行通道、上穿远期17号线区间。区间中部设置2座联络通道，区间采用盾构法施工。大舒东路站秀湖站说明：d构始发盾构到达盾构掘进盾构区间主要结构尺寸概况如下：隧道内径：圆形隧道净空内径为5400mm；衬砌厚度：300mm；衬砌形式：单层装配式衬砌；管片形式：钢筋混凝土平板形管片；衬砌拼装方式：错缝拼装；衬砌环类型：楔形衬砌环与直线衬砌环的组合；衬砌环分块：采用6块模式，即3块标准块，2块邻接块，1块封顶块；衬砌环宽度：环宽为1500mm；管片接缝连接：弯螺栓连接。1.2工程地质及水文地质1.2 .1工程地质根据钻孔揭露，结合区域地层对比，场地表层分布人工填土层，其下为第四系全新统地层，局部分布残坡积地层，下伏基岩为三叠系下统大冶组灰岩、泥质条带灰岩及二叠系下统孤峰组和上统炭质页岩、硅质页岩。各时代地层岩性自上而下分述如下：（1）人工填土（Qr,）杂填土（1-1）：主要由粘性土、砖渣、公路路基路面（碎石、碎碎块）等物质组成;结构松散，堆积时间1年以上，厚度一般0.24.0m。场地地表连续分布。素填土(1-2):主要为褐红色、灰黄色粉质粘土、粘土，混杂少量砖渣、碎石、植物根茎等，堆积年限2年以上。埋深02.4m,厚度0.86.3m,场地地表连续分布。淤泥质土(1-3):也称上层淤泥，呈灰、灰褐色，主要为暗埋原塘内沉积物，含有机质等杂质，一般呈软塑状，厚度变化大，一般LO3.Om,局部达到5.0m,分布不连续。顶板埋深L26.0m,相应标高19.214.6m。(2)第四系全新统冲积层(Q丁)粉质粘土(6-1)：灰一灰褐色，切面光滑，主要呈可塑状，少量软塑状。该层厚度变化大，一般1.23.Om局部达5.3m,分布较连续。顶板埋深3.0-7.8m,相应标高17.512.8m。粉质粘土(6-2)：灰色、灰黄色，主要呈可塑状，局部软塑状，有光泽反应，切面光滑，含少量铁锦质结合，局部含灰白色、灰绿色团块。厚度变化大，多在2.04.Om之间，最厚达7.8m,分布连续。顶板埋深1.77.9m,相应标高19.011.7m。砂质粘土(6-3)：褐黄色，一般沙粒含量较高，局部相变为泥质粉细砂透镜体。底部局部分布有含粘土质砾、卵砾石、砾石成分主要为石英砂、硅质页岩等。该层厚度LI5.2m,分布部连续。顶板埋深6.010.8m,相应标高14.79.9m。(3)第四系残坡积层(QmT)粘土夹碎石(10-4)：褐红色、褐黄色，碎石分布不均一，含量5%30%,可见粒径1IOcni,呈次圆一次棱角状。厚度1.66.0m,厚度变化不大，零星分布。顶板埋深8.710.4m,相应标高12.710.7m。(4)溶洞堆积物(QCa)溶洞堆积物多为棕红与褐黄色粘土，少量为粘土夹碎石，多呈软塑状，部分可塑状，少数呈流塑状或硬塑状。(5)三叠系下统大冶组(TId)下部为泥质条带灰岩(16n),上部为灰岩(16g),分述如下：灰岩(16g)：灰色，薄层状，微晶结构，主要矿物成分为方解石，少量水云母、白云石等矿物层间含泥质、钙质，该层分化一般较弱，总体呈微风化，偶沿层面风化呈黄色。主要分布于桩号右DK36+373.6DK37+280段。泥质条带灰岩(16n)：薄层状，新鲜色为深灰色、灰黑色，风化色为灰黄色、黄色,岩性以泥质条带灰岩为主，局部渐变为泥岩与灰岩互层、泥岩夹灰岩、泥岩等。该层顶部局部为0.53m强风花带(16n-l)o主要分布于桩号右DK37+280DK37+580段。(6)二叠系下统孤峰组+上统(Ph+Pz)炭质页岩、硅质页岩(17a)：黑色，该层主要由炭质页岩、硅质页岩及粘土岩组成,间夹有长石石英砂岩、灰岩等，EQNJZ6T1114-dg-63钻孔揭露粉细砂岩(17C)透镜体。表1区间工程地质参数一览表时邮m41天燃面(kNm5)林加(kPa)内聘粼C)僚止他力糠k(MPam)摭幽(MPaZm)林系斯(MPaZmJ耕输硼SB(MPq)Qml1-1梅士18.6841212一一1-2201080.55一_一1-3赞融土18.61050.622018一Qle-M土19.815100483032一6-2mi2025120.452930一6-3物质检t2031513QAQ3757一Qel+dl10-4收士大郭20.435140384244一一T1d16g犍一_一一_2000200063.016一16.0P1gfP2170-1中Mm者一一35一1601350.817a-2恻麻姆一40一一一2202002017a桂质页岩一一一一一一一一一45.01.2.2水文地质情况1、地下水类型场地内地下水按赋存条件及水力学性质，划分为上层滞水和岩溶水两种类型。(1)上层滞水：主要赋存于人工填土中，接受地表水与大气降水补给。上层滞水因其含水层物质成分、密实度、透水性、厚度等的部均一。地下水埋深0.54.5m不等。(2)岩溶水：主要赋存与场地三叠系下统大冶组(TId)灰岩溶洞、溶蚀裂隙中，具承压型。勘察期间，实测EQNJZ6T1114-dg-38孔岩溶裂隙水水位，水位埋深8.5m,相应标局12.2m,承压水头1.Onio2、主要岩土层渗透性从室内渗透试验结合场地地层分布及岩性特征分析，粉质粘土一般具极微弱透水性，其中6-3层因含砂质，一般具弱透水性。3、水的腐蚀性评价根据本次勘察所取水样水质分析试验结果，依据岩土工程勘察规范(GB50021-2001)(2009年版)，本工程场地环境类型为II类。依据其中水对建筑材料的腐蚀性评价标准，按最不利离子含量对地下水的腐蚀性进行评价，XX湖水与上层滞水均为弱碱性水，水化学类型均为HCO3-C1-Ca-Na型;岩溶裂隙水为弱酸性水,水化学类型为HCO3-Cl-Ca-Mg-Na型；地表水与地下水对混凝土结构和钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。区间左线地质剖面图区间右线地质剖面图盾构区间平面示意图L3沿线周边建筑物情况本区间线路沿光谷大道敷设，沿线侧穿地质调查中心、泰康人寿保险股份有限公司、光谷金融港。表2区间沿线主要建(构)筑物概况表建筑名称位置建筑物类型建筑物类型距离(m)武汉地质调查中心光谷大道东侧8层碎框架结构距离隧道外皮约4.38m泰康人寿保险股份有限公司光谷大道东侧20层佐框架结构距离隧道外皮约12.27m光谷金融港1光谷大道东侧15层佐框架结构距离隧道外皮约13.18m光谷金融港人行通道下穿碎框架结构远期17号线区间上穿未建1.3.1隧道上方管线众多根据管线资料和前期调查资料，区间沿线地下管线主要有排水管，给水管，燃气，电力，电信和路灯，大部分埋深小于3m。(1)施工前准备及理论掘进参数的确定施工前对沿线盾构施工影响范围内的地下管线进行全面的调查，收集相关资料，列出需重点保护的对象类型、规格、数量、埋深、材质、阀门和检修井位置等详细参数。施工前同管线单位建立联系，邀请管线单位进行现场交底和书面交底，并签订相应的管线保护协议，并根据管线单位提出的管线允许最大累计沉降量和最大不均匀沉降量为要求指导施工。施工参数的确定是根据理论计算及以往施工经验确定，通过始发前期的试验段加以验证。本区间可以分为3个阶段a.加固区域掘进施工，掘进速度8mm,推力80（100Ot,泡沫浓度1.3,刀盘转数L2,出土量不大于理论计算值，在始发加固区段土压无法保持，到达加固区段土压力从设计土压力逐渐减少，注浆量适当增加。b.全断面硬岩施工，掘进速度20mm左右，推力130（1500t,泡沫浓度1.5,刀盘转速1.7,出土量不大于理论计算值，掘进过程中无特殊情况下可空仓掘进，注浆量应饱满，需在隧道内开孔检查注浆饱满情况及地层中的水量。c.上软下硬区域施工，掘进速度25mm左右，推力12001400t,泡沫浓度L3,刀盘转数1.4,严格控制出土量（略少于设计值），注浆量加大调增至1.8系数。针对重点需要保护的管线，提前做好预案，准备相关应急物资。（2）施工过程控制（1）严格控制平衡土压力根据区间工程岩土工程勘察报告提供的地质情况及隧道埋深等情况，进行理论计算切口平衡压力：正面平衡压力：P=k0h;P：平衡压力（包括地下水）；:土体的平均重度（取18.OKN/m3）；h：隧道中心埋深；k0:土的侧向静止平衡压力系数，初步取值为0.75,施工中根据监测数据进行调整；盾构在掘进施工中均可参照以上方法来取得平衡压力的设定值。具体施工设定值根据盾构埋深、所在位置的土层状况以及监测数据进行不断的调整，土压力波动控制在±10%以内，在施工过程中根据地表监测结果，结合模拟段施工时总结的最佳参数来确定盾构穿越的土压力值。安装在土仓内的土压传感器可以将到刀盘前部的土压值显示在控制室的屏幕上，盾构司机根据地面监测信息的反馈及时更改设定的土压力。施工中及时总结与土压力相关的出土量控制，总结出最合理的土压力和出土量，减少对土体的扰动，使地面沉降最小。（2）推进出土量控制出土量和土压力一样，也是影响地面沉降的重要因素。每环理论出土量=4XD2L=4X6.282×1.5=46.44n?/环。盾构推进出土量控制在98%100%之间。即45.51m7环46.4411?/环。出土量应控制使得切口前方土体有微量的隆起（约Inln1）,以便抵消部分土体的后期沉降，从而使地面沉降控制在最小范围内。(3)推进速度控制盾构掘进时通过土压传