砂卵石地层大断面特殊部位施工关键技术
复杂条件下盾构施工技术(1)-选型及砂卵石地层
盾构选型中的地质因素： 广州地铁沿线的工程地质、水文地质条件比较复杂,其中最重要的特点是工程范围内的岩土均一性差,物理力学特性差异大。地铁围岩既有十分松软富水的淤泥质土、中细沙层,又有较坚硬的砂砾岩、花岗片麻岩、混合岩,以及介于上述两类岩土之间具不同风化程度的软塑～ 硬塑状粘性土层。软硬相间的红色砂泥岩是地铁隧道施工的主要地层。因此选择用于广州地铁施工的盾构时,要求它必须有与上述地质条件相匹配的性能。
7
转速控制 （微调性）
好
差
好
A:由于变频，可控制转速和进行微调 B:由于采用离合器，不能实现无级调速 C:控制液压泵排量，可控制转速和进行微调
8
噪音
小
小
大
C:液压系统的噪音一般大于电动机系统
9
盾构内 温度
低
较低
较高
C:液压系统功耗大，故温度较高
10
维护保养
易
易
较困难
B:维护保养工作较少 C:液压系统的维护和保养一般较复杂，要求较高。
3．盾构机选型的其它条件 除了地质条件以外的盾构机选型的制约条件还很多，如工期、造价、环境因素、基地条件等。 工期制约条件 因为手掘式与半机械式盾构机使用人工较多，机械化程度低，所以施工进度慢。其余各类型盾构机因为都是机械化掘进和运输，平均掘进速度比前者快。 造价制约因素 一般敞口式盾构机的造价比密闭式盾构机低，主要原因是敞口式盾构机个象密闭式盾构机那样有复杂的后配套系统，在地质条件允许的情况下，从降低造价考虑，宜优先选用敞口式盾构机。 环境因素的制约 敞口型的盾构机引起的地表沉降大于网格式盾构，更大于密闭式的掘进机。
盾构类型与颗粒级配的关系
一般来说，细颗粒含量多，碴土易形成不透水的塑流体，容易充满土仓，在土仓中可以建立压力，平衡开挖面的土体。粗颗粒含量高的碴土塑流性差，实现土压平衡困难。 盾构类型与颗粒级配的关系详见下图，图中蓝色区域为淤泥粘土区，为土压平衡盾构适应范围，绿色区域为粗砂、细砂区，即可使用泥水盾构，也可经土质改良后使用土压平衡盾构，黄色区域为卵石砾石粗砂区，为泥水盾构适用的颗粒级配范围。
砂卵石地层暗挖大断面管棚超前支护技术
砂卵石地层暗挖大断面管棚超前支护技术摘要：在砂卵石地层中管棚钻进施工难度大，精度控制困难。
结合北京地铁10 号线二期工程前泥洼站至西局站区间隧道砂卵石地层大管棚施工案例，对一种新的大管棚施工技术进行了介绍和评价，并提出了以后改进的方向。
关键词：浅埋暗挖隧道；超前支护；大管硼；潜孔锤跟管钻进；注浆1 工程概况北京地铁10 号线二期前泥洼站至西局站暗挖区间隧道渡线段（以下简称“前—西区间”）基于功能需要，洞室有A、B、C、D、E、F、G 共计7 种断面结构形式，其中G 断面结构开挖宽度最大为14.867 m，最小为6 m（标准断面）。
主要施工方法有临时仰拱法、CD 法、CRD 法、双侧壁导坑法。
暗挖隧道穿越地层主要为砂卵石，由于该段砂卵石地层具有密实度高、自稳性差、大粒径漂石含量大、渗透性强以及卵石强度高等特点，使隧道开挖与支护困难，暗挖大断面隧道的超前预支护方法与成孔方式的选择成为施工的重点和难点。
1. 1 地质情况描述根据地勘资料以及竖井开挖时揭示的地层情况显示，前—西区间隧道基本位于第四纪卵石④层，局部为黏质粉土、一般粉土④1和细中砂④2层，属于Ⅵ级围岩，土石可挖性为Ⅰ～Ⅲ级。
卵石、漂石，杂色、密实，湿，低压缩性，亚圆形，级配连续，磨圆度中等，一般粒径为20～200 mm，最大粒径约为300 mm，细中砂填充25 %～40 %；局部夹漂石，一般粒径为230～300 mm，含量17.4 %～31.0 %，其中埋深11.5～17.5 m 漂石含量为37.7%～77.8%，最大粒径390 mm，在埋深18.94～21.89 m 连续分布。
根据土工试验结果，该区间卵石地层中卵石重度为20 kN/m3，Ф为40～45 °，渗透系数150 m/d，垂直基床系数为80～150 MPa/m，静侧压力系数k0为0.18～0.25。
1. 2 暗挖大断面超前支护设计方案浅埋暗挖施工成败的关键，是控制地表沉降和周边环境与结构物的安全，而控制好地表沉降的前提是控制围岩松弛和掌子面的稳定。
砂卵石地层大直径盾构施工的关键技术
砂卵石地层大直径盾构施工的关键技术王春波;孙建营;武亦超;方华昌【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2024(27)1【摘要】[目的]总结分析砂卵石地层大直径盾构施工中盾构机选型、盾构始发与接收、盾构掘进姿态控制等施工关键技术,并提出具体的施工控制参数与施工控制措施,以减轻刀盘刀具磨损、降低地层损失、减小地层沉降变形。
[方法]针对砂卵石地层结构松散、颗粒无胶结或弱胶结、颗粒粒径大、透水性强的工程结构特性,采用理论分析、现场监测等方法,从盾构机选型、盾构始发接收、盾构掘进姿态控制、盾构刀盘刀具的检测维修等方面深入分析砂卵石地层大直径盾构施工关键技术。
[结果及结论]大直径盾构的刀盘开口率、刀盘刀具类型、渣土改良方案等应根据地层结构特性进行特殊设计,且有利于盾构排渣和超前切割;盾构井端头宜采取地层注浆加固、大管棚支护、施工降水等综合加固措施以保证大盾构始发或接收时地层的稳定;大直径盾构的掘进施工应重点控制刀盘转速、出渣量、出渣温度等参数,并应适当增大注浆量,提高渣土改良效果,避免过大超挖,保证地层损失处于合理范围内。
采用上述施工参数与施工措施后,盾构掘进风险可控,施工质量与施工效率明显提升,同时大大降低了施工成本。
【总页数】4页(P196-199)【作者】王春波;孙建营;武亦超;方华昌【作者单位】中国人民武装警察部队警官学院基础部;中交一公局集团有限公司【正文语种】中文【中图分类】TU455.43【相关文献】1.繁华城区富水砂卵石地层大直径泥水盾构隧道施工关键技术2.大直径土压平衡盾构在成都富水砂卵石地层施工的关键技术3.砂卵石地层大直径盾构始发下穿管线群施工技术——以成都轨道交通17号线温明区间盾构工程为例4.高压输电线路下大直径盾构富水砂卵石地层集中降水施工工艺研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
砂卵石地质条件下浅埋-大断面地铁暗挖隧道沉降控制技术
砂卵石地质条件下浅埋\大断面地铁暗挖隧道沉降控制技术【摘要】地铁暗挖隧道沉降的产生与工程的地质条件、施工方案的选择等很多因素有关。
在城市地铁工程施工中，由于工程所处大多为繁华地段主路下方，一旦发生沉降事故，影响将十分严重。
本文介绍了成都地铁通惠门站停车线浅埋、大断面暗挖隧道在砂卵石地层中的沉降控制，对成都地铁的类似工程具有一定的参考价值。
【关键词】砂卵石地层浅埋大断面暗挖隧道沉降控制1、概述随着我国经济的快速发展，地下空间作为城市的重要资源已经受到了广泛重视，城市地铁的兴建已经成为一种趋势，一种让广大市民出行快捷、便利的交通工具，更是城市缓解交通压力的重要手段。
然而，在地铁工程的施工中，沉降事故发生的概率很高，城市地铁工程一般位于城市的繁华地段，周边建筑物密集、各种地下管线纵横复杂交错，一旦发生沉降事故，将可能造成建筑物开裂、倾斜，地下管线断裂等事故。
影响市民的正常生活，造成各种纠纷，进而影响工程施工的进度，增加工程的费用。
沉降事故在地铁工程的施工中属于多发事故，同时其发生的直接表现为地下暗挖隧道拱顶的下沉或坍塌，而这种坍塌的发生又多由围岩涌水、涌泥，支护失效等原因引起。
这种原因的存在和发生，可以导致施工现场的人员伤亡、设备损坏，进而影响工程进度、增加工程费用，造成严重的后果。
所以，不论从工程进度、费用的控制方面考虑还是从工程质量安全方面来考虑，都要对沉降控制有足够的重视，沉降事故的多发性和事故后果的严重性，使沉降事故成为地铁施工中的重大风险因素，在施工过程中进行沉降控制技术的研究和应用时十分必要的。
在这里我们以成都地铁通惠门站停车线暗挖隧道的施工为例，详细介绍地铁暗挖隧道的沉降控制。
2、工程背景2.1工程概况成都地铁通惠门站站后停车线位于蜀都大道的金河路上，占据了金河路北侧整个人行道和北侧机动车道的一半，呈东西走向。
站后停车线长318.178m，标准断面宽11.7米，高10.022米，隧道主要采用CRD暗挖法施工，共分为四个小导洞，上部两个小导洞采用台阶法加预留核心土法进行开挖，下部两个小导洞采用全断面法开挖。
砂卵石地层地下连续墙施工关键技术
砂卵石地层地下连续墙施工关键技术摘要:文章介绍了长沙地铁一号线汽车北站卵石地层地下连续墙的导墙施工工艺及操作要点，并对施工关键点--成槽垂直度的控制、槽壁稳定控制做了详细描述，以期为类似工程提供参考。
关键词：砂卵石地层;地下连续墙；导墙施工；成槽垂直度;槽壁稳定控制一、工程概况(一）工程简介汽车北站是长沙市地铁一号线一期工程起点站，本站为地下两层岛式车站，起讫里程K9+907.4～K10+366。
9,车站总长459。
5米，有效站台宽度11米，标准段基坑宽度19.7米,车站主体基坑深度约16~23米、结构覆土厚度2～3米。
车站主体围护结构采用地下连续墙+内支撑支护体系，主体结构采用明挖顺作法施工。
（二）工程地质及水文地质拟建场地从地貌上属湘江Ⅰ级阶地，具二元结构沉积地层.人工填土下为湘江Ⅰ级阶地的粉质粘土、砂砾石层，下伏基岩为中厚-厚层状中元古界冷家溪群板岩(Pt)。
粉质粘土层分布较连续；但强透水层细砂、粗砂、圆砾、卵石相变较大，分布不稳定；基岩层面较平缓，分布较稳定。
地层自上而下依次为：杂填土，层厚0。
7～5.3m；粉细砂，层厚1。
0～4。
5m；中粗砂,层厚0。
7~5。
3m;圆砾、卵石，层厚1.4～7。
5m;强风化板岩，层厚0。
2~8.4m；中风化板岩，层厚7.5~32。
11m.结构顶板处于杂填土层，结构底板处于强风化板岩、中风化板岩层.地下水类型分为第四系松散层中的孔隙承压水、强-中风化基岩裂隙水，局部分布赋存于人工填土、粘性土中的上层滞水。
水位埋深1.5～4。
3m。
主要富存在中粗砂、砾砂及圆砾层中，主要含水层厚度12～16m，大气降雨是本地区地下水的主要补给来源。
(三）工程周边边界条件车站位于长沙市芙蓉北路与江湾路丁字路口处，为始发站,沿芙蓉北路南北呈一字型布置；汽车北站站址周边用地为商业和居住用地.周边建筑有东侧为京广铁路和采砂场,西北角为金霞大型居住小区，西侧为长沙市汽车北站和湘江世纪城大型居住小区。
砂卵石地层暗挖大断面隧道管棚超前支护施工技术
１ 管 棚 成 孔精 度 较 低 ， ） 开始 钻 孔 施 工 前 需要 设 置
初 始 外插 角 ． 消 钻 机 钻 孑 精 度 不 高 产 生 误 差 ， 后 抵 Ｌ 然
根 据 土工 试 验 结果 ， 区间 卵 石地 层 中 卵石 重 度 “ 打 ” 但 隧道 开挖 后 往往 发现 管 棚侵 限。 该 盲 ，
一
般 粒径 为 ２ ０ ０ ｌ 含 量 ｌ ． ３ ￣３ ０ｆ ｉ ｍ， ７４％～３ ． ， 中 ２ ２ １ ０％ 其 ．
存在 的 问题
埋 深 １ ．～ １ ． ｍ 漂 石 含量 为 ３ ．％～７ ．％， 大 粒 １ ５ ７５ ７７ ７８ 最 径 ３ ０ｍ ｌ 在埋 深 １ ． ４２ ．９ｍ连 续 分布 。 ９ ｉ， ｌ ８９ ４ １ ８
承 的作 用 ， 有 效 承 可 为黏质粉土 、 一般粉土④。 和细 中砂④ ， 层 属于 Ⅵ级 加 固环 。该 加 固环将 发 挥 “ 载 拱 ” 围岩 ， 石可 挖性 为 Ｉ～ Ⅲ级 。 土
载 上 覆 局部 松 软 土 体 的荷 载 ， 使 被 加 固土体 的抗 剪 且
卵石 、 石 ， 色 、 实 ， ， 压 缩 性 ， 圆形 ， 漂 杂 密 湿 低 亚 级 强 度有 较大 幅度 的提高 ， 提供 上 覆 土体 所需 的支撑 力 ，
器 隧 道 与 地 下 工 程
Ｔｕｎ ｎｅｌ Ｕｎｄ ｇｒ ｎ ｇｉ ｅｅ ｉ 菇 ｅｒ ｏｕ ｄ Ｅｎ ｎ ｒｎｇ
砂 卵石地层 暗挖大 断面隧道 管棚超 前支护施 工技 术
黄金 龙
（ 京 市 轨 道 交 通 建 设 管 理 有 限 公 司 ， 京 １０ ３ ） 北 北 ０ ０ ７
２ １ 常 规 施 工 方 法 ．
隧道 开 挖 掘进 前 ， 用 地 质 钻机 在 开挖 轮 廓 线 外 使
论文：全断面砂卵石地层长距离高效掘进施工技术研究
全断面砂卵石地层长距离高效掘进施工技术研究丁修恒（中铁上海工程局城市轨道交通工程分公司，上海，200071）【摘要】以北京地铁10号线两个盾构区间为研究背景。
从掘进参数的选择控制，渣土改良材料、工艺的深入实践，结合施工设备的革新和改进，以及通过对施工组织管理程序、模式的创新，围绕全断面砂卵石地层条件下盾构机高效长距离掘进综合技术进行了论述。
本文突出解决了连续施工、长距离不换刀等盾构施工中的技术难题，对北京、成都等典型砂卵石地质条件下盾构施工的技术工艺、组织管理具有很好的示范和指导意义。
【关键词】全断面砂卵石地质长距离高效掘进技术0引言在我国地铁建设中，为确保安全施工、文明施工、环保施工、科技施工，在新线建设的设计当中，盾构法被大量引入。
区间施工“能盾则盾”的基本设计理念已经确立，土压平衡盾构法在地铁施工中得到广泛应用。
然而，国内的盾构施工在一般的粘性土和砂性土地层掘进成功实例较多，在北京及成都地区全断面砂卵石地层中掘进成功的实例也有，但是依然存在不少问题，亟需解决和提升。
根据之前各施工单位在北京地区的施工经验，全断面砂卵石一般在掘进500环左右，刀具已经磨损非常严重，必须进行开仓换刀，而成都地区的掘进距离更短。
这不仅影响施工进度，而且增加盾构施工的风险性。
本文以北京地铁十号线二期07标为背景，从参数选择、渣土改良工艺的改进、设备革新、组织管理的优化等四个方面，对砂卵石地层盾构长距离高效施工技术进行了研究。
1 研究背景区间的工程概况1.1总体概况北京地铁十号线二期07标盾构区间段位于北京市丰台区，主要包括角门东站～角门西站区间、角门西站～草桥站区间。
角门东站～角门西站区间盾构隧道右线长1014.778m，左线长1013.663m，单线隧道总长2028.441m。
区间隧道主要在角门路下方敷设，沿线穿越旱河、马家堡中路、马家堡路。
侧穿中高层居民区（多为6-14层），下穿建筑为平房或临建居民区，6层以上高层建筑状况良好，5层以下低层及平房建筑状况较差。
地铁大断面隧道砂卵石地层深孔注浆施工技术
1工程概况北京地铁昌平线二期08标段盾构井（K5+657.500）—水库路站区间位于昌平区府学路主干路正下方，采用暗挖法施工，地表管网密集，周边建（构）筑物众多，交通繁忙。
区间右线大断面隧道起止里程为K6+378—K6+593.254，长215.254m 。
1.1工程地质情况大断面隧道拱部主要位于砂卵石⑤层，局部位于粉质黏土层。
卵石⑤层呈杂色，中密～密实，湿～饱和，最大粒径500mm ，一般粒径30～50mm ，粒径大于20mm 颗粒含量占60%左右，亚圆形，母岩成分主要为石英砂岩、灰岩及安山岩，细中砂充填。
1.2水文地质情况在勘察深度范围内，该段线路赋存4层地下水，分别为上层滞水（一）、潜水（二）、承压水或层间潜水（三）和承压水（四）。
开挖范围内主要涉及潜水和层间水。
根据现场实地踏勘结果，在拱部深孔注浆标高部位没有明流水，潜水（二）和层间水（三）对该工程深孔注浆没有实质性影响，但应注意排查雨污水管线有可能发生的滴冒跑漏现象及季节降水补给对深孔注浆的影响。
2深孔注浆加固原理注浆施工中，浆液在地层中的作用方式主要表现为4种：渗透扩散、劈裂扩散、裂隙填充和挤压填充。
渗透扩散是指浆液在压力作用下，在不改变土体结构和颗粒排列的情况下，挤走颗粒间的游离水和空气，达到填充土体孔隙的目的，浆液凝结后，达到加固土体与堵水作用。
通过增大注浆压力，浆液向地层孔隙的更远处渗透。
劈裂扩散是当注浆压力超过劈裂压力时，土体产生水力劈裂，也就是土体内突然出现裂缝，于是地层吸浆量突然增加，浆液呈脉状进行渗透。
劈裂扩散时，浆液在注浆压力作用下先后克服地层的切应力和抗拉强度，使其在垂直于最小主应力的平面上发生劈裂，浆液便沿此劈裂面深入和挤密土体，并在其中产生化学加固和形成作为骨架的浆脉。
劈裂扩散通过形成网状劈裂脉，使土体的力学性质及透水性得以改善，从而达到注浆加固和堵水的目的。
在以砂卵石和中粗砂为主的地层中，浆液的作用方式主要是渗透扩散和劈裂扩散。
暗挖施工技术(砂卵石地质)解析
可否采用 否 否 否
不采用原因 围岩 围岩 地表沉降要求
否 可 可 否
地表沉降要求
中隔壁法（CD） 围岩较差、跨度大、浅埋、地 表沉降要求严格 交叉中隔壁法 （CRD） 洞桩法（PBA ） 超大断面，地铁上一般为车站 施工采用
施工难度大，大材 小用
CD、CRD法施工效果对比
施工方法 CD CRD 地表总沉陷(mm) 77～84 26～30 地表沉降最大化倾斜率 6‰ 2.3‰ 侧向水平位移 (mm) 20 9
2、施工方案
（1）施工步骤顺序
施工方法和顺序：采用 CRD法施工，全断面分四次开 挖，施工总共分六步进行，施 工顺序如下：。 ①左侧上部开挖、初支， ②右侧上部开挖、初支， ③左侧下部开挖、初支， ④右侧下部开挖、初支， ⑤仰拱超前浇筑， ⑥全断面二衬衬砌， 施工严格遵从"管超前、严 注浆、短开挖、强支护、快封 闭、勤量测"的原则，
1、矿山法隧道施工主要方法
常见的矿山法隧道施工方法可以有：全断面法、台阶法、环形取土 留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法（CD）、交叉中隔壁法 （CRD）、洞桩法（PBA）等
开挖方法 全断面法
横断面示意图
施工方法 全断面开挖 初期支护 全断面二次衬砌
使用范围 1~3级围岩,中小跨 度隧道
台阶法
1
钻机种类有很多种有潜 孔钻机、电动钻机、气动 钻机、跟管钻机等等；又 有履带式和轮式之分。 跟管钻机与常规钻机的 区别：常规钻机是先钻孔 成孔后再将钢管推进形成 管棚；跟管式钻机施工为 钻头推进时套管直接跟进， 一次性形成管棚。
2）超前小导管参数要求： 钢管直径 ：30-50mm； 钢管长：3-5m； 钢管钻设注浆孔间距：为100-150 mm；距后端100cm内不开孔 钢管沿洪的环向布置间距：为300-500 mm； 钢管沿拱的环向外插角：为10°-15°； 小导管是受力杆件，因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度，钢管沿 隧道纵向的搭接长度一般不小于1m 。
砂卵石地层超深地下连续墙施工关键技术
| 工程技术与应用 | Engineering Technology and Application ·42·2020年第22期作者简介：李师年，男，本科，工程师，研究方向为桥梁与隧道工程施工。
砂卵石地层超深地下连续墙施工关键技术李师年，陈金元（中交第二航务工程局有限公司，湖北 武汉 430040）摘 要：文章以襄阳市东西轴线道路工程鱼梁洲西汊干坞地下连续墙施工为依托，通过研究西汊轴线干坞砂卵石透水地层中超深地下连续墙施工工艺及控制要点，解决了在超深地下连续墙施工成槽困难、槽壁垂直度控制、钢筋笼吊装、混凝土绕流等技术难题，为以后同类型、同条件地下连续墙施工提供了有效的参考。
关键词：超深；地连墙；泥浆配比；成槽；接头中图分类号：U455.4 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2020）22-0042-02随着我国城市轨道交通的快速发展，地下连续墙因墙体刚度大、止水性能好等优点而被广泛应用于防渗墙、挡土墙等各种基础结构物基坑支护[1]。
普通的地下连续墙施工工艺相对成熟，但是如何在富水、厚砂层条件下做好超深地下连续墙施工，仍是一个值得关注的问题。
文章以襄阳市东西轴线道路工程鱼梁洲西汊干坞地下连续墙施工为例，参考类似地区施工经验，从导墙施工、钢筋笼制作、泥浆制作、成槽放样、成槽、吊装钢筋笼、吊装接头管、下锁口管、浇筑墙体混凝土等方面对超深地下连续墙施工成套施工工艺展开研究，研究成果可指导现场施工。
1 工程概况1.1 工程简介襄阳市东西轴线道路工程鱼梁洲段项目路线全长5400m ，西汊轴线干坞自K9+737～K10+183总长度为446m ，地下连续墙支护段起止桩号为K9+777～K10+ 183总长度406m ，其中深度为76m 超深地下连续墙17槽，墙厚均100cm ，其中14m 为钢筋混凝土，55m 为素混凝土，空孔7m 。
1.2 施工技术难点经分析该工程超深地下连续墙施工具有以下难点：（1）施工段地质为砂卵石地层，透水性大，槽壁稳定性能差，在施工过程中极易造成塌孔等现象。
成都富水砂卵石地层盾构掘进关键技术
1 成都富水砂卵石地层工程地质和水文地质1.1 工程地质经勘察查明，在盾构区间钻探揭露深度范围内，场地土主要由第四系全新统人工填土层（Q4ml）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）和白垩系上统灌口组（K2g）组成。
砂卵石的构成和特征分述如下：卵石土以褐灰色、浅灰色、灰黄色、潮湿～饱和以及稍密～密实为主，局部松散。
卵石成分以岩浆岩、变质岩类岩石为主；磨圆度较好，以亚圆形为主，少量圆形；分选性差，中风化～微风化；卵石含量一般为60%～70%，粒径以2～15cm为主，最大粒径为20cm；充填物主要为细砂及圆砾。
该层在本区间沿线广泛分布层厚为6.80～15.50m。
卵石土根据《成都地区建筑地基基础设计规范》（DB51/ T5026-2001），按卵石颗粒含量和N120动力触探将其分为松散卵石、稍密卵石、中密卵石以及密实卵石四个亚层。
1.2 水文地质根据成都区域水文地质资料、场地土层及地下水赋存条件，地下水主要有3种类型：一是赋存于填土里的上层滞水；二赋存于卵石层的孔隙潜水；三是基岩裂隙水。
本标段地下水主要为赋存第四系砂卵石地层中的孔隙型潜水；第四系孔隙水主要赋存于第四系卵石土中，卵石土层结构比较松散、含水丰富，含水层厚度大于30m，静止水位为5.7～8.2m。
结合成都地区降水经验，本区间隧道卵石土综合含水层渗透系数k=20m/d，为强透水层；区间隧道基本位于卵石土层与泥岩层交界面中，受地下水影响较大。
2 富水砂卵石地层盾构施工难点2.1 地层自稳能力差，易造成坍塌成都地区对盾构施工影响较大的为成都富水砂卵石，该地层卵石级配不连续。
自稳能力差；同时地下水丰富，盾构施工过程中极易造成盾构掌子面垮塌，引起地表沉降，甚至地表塌孔，如图1所示。
2.2 富水砂卵石渣土改良差，易造成刀盘结饼或沉仓成都地铁盾构施工不仅仅穿越砂卵石层，还有部分区间穿越强风化泥岩、中等风化泥岩层，因渣土改良效果差，极易造成渣土沉仓、刀盘结饼，甚至堵仓。
富水砂卵石地层盾构施工关键技术分析
富水砂卵石地层盾构施工关键技术分析发表时间：2017-06-21T11:17:18.983Z 来源：《基层建设》2017年5期作者：王伟[导读] 本文结合兰州地铁1号线工程特点，简要介绍了地铁建设中盾构技术的基本原理、特点、运用方式及控制措施，以期为相关工作提供参考。
中铁十四局集团隧道工程有限公司山东济南 250002摘要：随着隧道工程技术的不断进步与完善，盾构法施工在轨道交通建设中的作用越来越重要，并成为城市地铁建设主流的施工工法。
因此，对地铁盾构施工技术进行研究与探索具有十分重要的现实意义。
本文结合兰州地铁1号线工程特点，简要介绍了地铁建设中盾构技术的基本原理、特点、运用方式及控制措施，以期为相关工作提供参考。
关键词：地铁隧道；盾构施工；关键技术；控制措施；1、工程概况1.1工程概况兰州地铁1号线某标段包含的奥体中心站～世纪大道站区间，线路总长2.1km，其中世纪大道到中间风井采用土压平衡盾构机施工。
1.2地质特性与水文特点盾构区间主要穿越3-11地层，根据颗粒分析资料及现场勘测，主要成分为漂石、卵石，分布随机性较强，中粗砂填充。
卵石、圆砾母岩成份主要为花岗岩、石英岩、砂岩等，磨圆度较好，分选性较差，饱和，密实。
层厚分布稳定，层顶埋深10.0m～17.6m，厚度大，勘探最大深度60m未揭穿该地层。
地下水主要赋存于3-11卵石层中，属河谷孔隙性潜水，含水层厚度200m～300m。
综合渗透系数65m/d~75m/d。
1.3施工难点（1）卵石含量高、粒径大、硬度大卵砾石平均含量达到81.95%，普遍存在粒径大于20cm的漂石，初步地勘最大粒径为55cm,根据标段相邻的试验段盾构机掘进出土情况显示，最大粒径达到70cm。
卵石石英含量较高，微风化居多，天然单轴抗压强度76～163MPa。
（2）大粒径卵石分布不均匀、强度差异大，胶结程度差，易坍塌。
（3）高水压、强透水本区间埋深最深处达到41米（接近盾构机始发位置），最高压力达到4.47bar。
砂卵石地层盾构施工要点
盾构在大粒径砂卵石地层推进是 世界难题
• 一、盾构设备
• 二、土体改良
三、土压建立一、设备适应性• 1、刀 Nhomakorabea扭矩及推力
1）理论计算扭矩
T Ti
i 1
9
（1）切削土体所需的扭矩
T1 qu hrdr
0
r0
1 2 q w hr0 2
（2）刀盘自重产生的抵抗旋转的扭矩
T2 GR12
X I A N X
先行刀刀盘
滚刀刀盘
3、刀具及刀具布置
刀具
先行刀（撕裂刀）
切削刀（刮刀）
１ .Main bit
Secondaly bit Ｈ＝８０ｍｍ
Primary bit Ｈ＝１１０ｍｍ
滚刀在刀盘的布置
正常磨损 刀具的正常磨损是指刀圈的磨损量超过了规定值，磨 损量可用专用的量具进行测量。
四、案例 工程概况： 沈阳地铁一号线13标工程施工场地位于沈阳市和平区与 沈河区交接地段，标段单线长1330.267 m。
中街站
门站 远 怀
四、案例
盾构穿越断面地层大部分为圆砾层,富含地下水,地层透水性很强
本区间范围内的地形变化平缓，地面标高介于49.64～51.72m， 最大地面高差2.08 m。地貌类型为浑河新扇。勘察深度内的由第 四系全新统人工填筑层（Q4ml）、第四系全新统浑河新扇冲洪积 层（Q41al+pl）、第四系上更新统浑河老扇冲洪积层 （Q32al+pl）、第四系下更新统冰水沉积地层（Q1fg1）组成。 本区间隧道上覆地层主要为杂填土①层、粉质粘土④－1层、粉 细砂④－2层、中粗砂④－3层，砾砂④－4层和圆砾④－5层，洞 身穿越地层主要为粉质粘土⑤－1层、中粗砂④－3层，中粗砂⑤－ 3层，砾砂④－4层、砾砂⑤－4层，和圆砾④－5层、圆砾⑤－5层。
大断面砂卵砾石地质隧洞支洞进入正洞施工技术
大断面砂卵砾石地质隧洞支洞进入正洞施工技术【摘要】本为介绍了新疆萨利克特Ⅱ标大断面砂卵砾石围岩支洞进入正洞的施工技术，采用了施工支洞平交口加强、门型钢架挑顶、小导洞开挖、钢纤维喷护补强等措施，保证了进洞安全，加快了施工进度，取得较为理想的效果。
【关键词】大断面砂卵砾石隧洞；支洞进主洞；施工技术1、工程概况新疆萨里克特水电站工程Ⅱ标施工支洞长189.65m，在主洞K6+950.521里程与之正交，此处围岩为Q3的砂卵砾石层，结构松散、无胶结、富含水、自稳能力差，洞室开挖后将受应力重新分布和施工过程扰动，坍塌、超挖现象严重，难以成洞。
施工支洞平交口加强支护段（K0+189.65~K0+199.65）长10m，开挖高度和宽度从K0+194.65分别逐渐过渡到6.88m和8.82m，支洞标准开挖断面高宽为5.6m和6.0m。
采用I18工字钢拱架和挂网喷锚支护，榀距0.5m，每榀拱架由六节组成，拱脚处打设4根自进式中空注浆锁脚锚杆；钢拱架之间由φ20钢筋连接，间距0.5m，C25模喷混凝土厚0.3m；隧洞拱部120。
范围内打设自进式超前注浆锚杆，环向间距0.3m，单根长度4m；边墙和拱顶打设系统锚杆，间排距1.0×0.5m，单根长3m，梅花型布设；锚杆均注射水泥-水玻璃双浆液。
主洞开挖高度8.65m，宽度8.70m。
采用I18工字钢拱架和挂网喷锚支护，榀距0.5m，每榀拱架由六节组成，每节拱架拱脚处打设4根自进式中空注浆锚杆；钢拱架之间由φ20钢筋连接，间距1.0m，C25喷混凝土厚20m；隧洞拱部120。
范围内打设自进式超前注浆锚杆，环向间距0.3m，单根长度4m；边墙和拱顶打设系统锚杆，间排距1.0×0.5m，单根长3m，梅花型布设；锚杆均注射水泥-水玻璃双浆液；隧洞边顶拱二衬厚0.55m，仰拱衬砌砼厚0.6m。
2、施工方案2.1平交口加强段施工支洞进入正洞的施工存在多次断面转换，施工技术较为复杂，且此处地质条件较差，经过充分论证和综合考虑后，确定施工方案如下：当施工支洞K0+189.65~ K0+194.65里程段钢架安装完毕后，根据支洞与正洞拱顶之间的高差，确定支洞拱顶的扩挖起始里程K0+194.65~ K0+199.65，其拱顶抬高坡度控制在20%，同时按抬高的高度制作加长的工字钢架。
浅谈砂卵石地层盾构施工技术
浅谈盾构法隧道施工技术应用措施摘要：本文笔者结合工程实例,介绍其设计和施工要点、土压平衡盾构技术、盾构隧道管片衬砌结构的截面内力计算、盾构刀具与欠压推进处理技术等。
关键词：地铁工程，隧道施工，砂卵石地层，盾构法1引言砂卵石地层是一种典型的力学不稳定地层,在无水状态下,颗粒之间点对点传力,地层反应灵敏,刀盘旋转切削时,刀盘与卵石层接触压力不等,导致刀头震动,在顶进力作用下易产生坍塌,引起围岩扰动和地层变形。
当围岩中的砾卵石越多、粒径越大时,扰动就越大;当隧道顶部大块卵石剥落时,极易引起上覆地层的突然沉陷。
2工程概况广州市轨道交通三号线北延段施工区间2标盾构工程位于广州市白云山东侧，线路从春兰花园（南方医院站南端）向南沿广州大道北路行进，区间中部穿越梅宾街私人住宅楼群，到达怡新花园大门（梅花园站北端）；区间起止里程为Y（Z）DK-3-725.600～Y（Z）DK-2-544.300，右线隧道全长1181.3m，隧道埋深约20～26m，最大纵坡6‰。
3砂卵石地层盾构施工难点3.1隧道开挖面稳定性控制问题在砂卵石地层未受扰动情况下,土层颗粒倚靠直角的摩擦咬合作用维持区域土体稳定,盾构在砂卵石地层掘进过程中若开挖面压力不足,或大块卵石并排排出时,或螺旋输送机的排土量大于刀盘切削土量,在刀盘前上方会产生较大的空洞区域,卵石或砾石将相继松动,快速在开挖面上方引起较大的塌落区,继而使得上覆砂性土和粘性土层产生的松动范围加大,在隧道上方土层较薄处将引起较大的地表沉降。
如果上覆土体的抗剪强度较低,还会引起空区上方土体突然冒落,产生砂卵石地层盾构隧道开挖面失稳现象。
3.2盾构机密封舱土压平衡问题盾构机密封舱内建立土压平衡比较困难,甚至实现不了土压平衡的功能,因为,砂卵石地层易坍塌,不易保持开挖面的稳定;大粒径砂卵石不但切削或破碎难,而且切削下来的碴土经螺旋输送机向外排出也十分困难。
砂卵石处于密封舱内,螺旋输送机内以及盾构周围,对盾构机的扰动,振动很大,不利于掘进参数的调整,包括推进千斤顶的压力,螺旋输送机的转速及排土门的开度,盾构机位置及姿态控制等。
富水砂卵石特殊地层盾构施工关键技术
富水砂卵石特殊地层盾构施工关键技术摘要：随着我国基建大发展和工程技术的进步，盾构施工技术日益成熟，目前盾构施工技术已经能够完成绝大多数地质条件下的隧道施工任务。
然而，与应用范围的不断扩大同步增加的是更复杂的地质环境和更艰巨的技术挑战。
本文通过对施工经验的提炼，总结了富水砂卵石特殊地层盾构施工关键技术，作为应对此类特殊地层盾构施工技术难点与安全风险管控措施的参考。
关键词：盾构施工富水砂卵石特殊地层关键技术选型刀具耐磨渣土改良0 引言富水砂卵石地层在我国分部十分广泛，但是在此类地层中进行城市轨道交通工程隧道盾构施工却会面临一系列的技术难题与安全风险。
典型如xx市，地下大多属于富水砂卵石地层，即在细小沙粒中夹裹着坚硬的卵石，强度不均，同时地下水丰富、水位高。
盾构机在这样的地层中施工难度大，尤其是沉降不易控制，安全风险极高。
以下选具有代表性的工程环境与案例，对克服此类地层的盾构关键技术进行总结。
1 地质情况灰色、青灰色、褐黄色，密实，饱和，卵石成份以花岗岩、灰岩、砂岩为主，磨圆度好，分选性差，粒径60～180mm约占75%以上，局部地段见漂石，一般长度约210-300mm，钻孔揭示最大约380mm，探坑揭示最大粒径600mm以上，余以中、细砂充填，局部地段含有薄砂层。
卵石土分选性、均匀性差，抗压强度高，自稳性较差，渗透系数大，透水性强，富水性良好。
沿线地下水位随季节变化较大，主要为砂土、卵石土中赋存的孔隙潜水。
地下水静止水位埋深约3.80～8.70m。
2 盾构机设计A盾构机参数外径：刀盘直径为8634mm，A环外径8580mm、B环外径8570mm、C环外径8560mm；盾构全长约105m；连接桥长16.2m，盾构机长度10845mm,盾构主体长度9935mm、切口环长度890mm；支撑环长度5370mm、盾尾长度3675mm，内径8440mm、盾尾间隙40mm。
水平运输采用4列55T锂电池电瓶车，单列编组：一节电机车，四节渣土车（18方/节），一节砂浆车（8方），两节管片车；总配置功率5101kW，最大掘进扭矩29189kN?m，最大推进力为76000kN。
富水砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工关键技术
刀具耐磨性改造
(1) 耐磨环位置用50*80的扁钢间隔开25*25的槽，在槽中堆25*25*80的 硬质合金条耐磨效果理想。
(2) 滚刀用高合金材料制造，刀尖加厚至24mm，周边的单刃滚刀均改装 双刃滚刀，可以有效增加刀具使用寿命。
(3) 加厚滚刀刀毂，可采用高合金钢制造，并通过热处理使刀毂具有高 硬度和高的淬透厚度，经实践检验效果理想。
(3) 采用硅胶对渣土进行改良，对于富水的大颗粒卵石改良效果不是很明显，而 且存在改良成本过高的不足；
(4) 建议采用“泡沫+矿物材料”的改良方案对该土体进行改良，发挥了两种材 料具有互补性，泡沫主要在细颗粒中起到减磨和提高流动性的作用，矿物材料主 要起到增加细颗粒含量，提高渣土流塑性，提高抗渗性；在粗颗粒多的地段，减 小泡沫注入量，增大矿物添加材的注入量；在细颗粒较多的地段，减少矿物添加 量，增大泡沫注入量；
主要内容
➢ 1、工程概况及特点 ➢ 2、主要研究技术
2.1 砂卵石地层土压平衡盾构掘进机理及控 2.2 刀具磨损机理与预测 2.3 砂卵石地层带压换刀技术 2.4 盾尾同步注浆材料及注浆参数
2.5 盾构穿越建（构）筑物控制措施
1 工程概况及特点
工程概况
成都地铁1号线2标线路平面示意图
本 工 程工中 程使 用概的况土 压 平 衡 盾 构 机 ( 海 瑞 克 公 司
生产)
• 最大工作压力3bar，盾 体加刀盘长8.65m，加后 配套总长88m，总重量约 550t，总配置功率约 2000kVA，主轴承直径3 米，额定扭矩5980kN·m， 脱困扭矩7150kNm，最 大推力34210kN，最大 掘进速度80mm／min。
工程特点
盾构穿越的砂卵石地层特点
砂卵石层特殊地质段管棚施工技术应用
察及测量实测 ， 泥砂卵石层板结程度较好。引水 隧洞处 于卡尔 沟 和 几条 冲沟 交 汇处 下 方 ， 隧洞 埋
深 约 ６ 卡尔沟 沟 内常年 有水 下 泄 。隧洞 穿 越 ０ｍ，
卡尔沟 段 桩号 为 １ Ｏ＋３ ８ ０ —１ ４ ５ ８ ， 计 ４． Ｏ＋ ０ ． 设
第２ ７卷第 ５期
２ ０８年 １ ０ ０月
四
川
水
力
发
电
Ｖ０ ． １２７．Ｎｏ ５ ．
Ｓｅ ａ ｉｈｕ ｎ
Ｗ ａ ｅ Ｐｏ ｒ ｔｒ ｗｅ
Ｏｃ．， ｔ ２００８
砂 卵石 层 特 殊地 质 段 管棚 施 工技 术 应 用
张
摘
强 ， 詹 光 文 ， 甄 耀 祖
管 棚 采用热 轧无 缝钢 管 ‘１８ 壁厚 ８ｍ 节 ｐ０ ， ｍ， 长 １５ｍ， ． 每单节套丝 以备连接使用 ， 管壁周 圈开
４排 ‘ ８小 孔 ， ｐ 孔距 ３ ｍ， 花型 布置 ， 壁小 孔 ５ｃ 梅 管 为管棚 注浆 扩散 通道 。 ２ ３ 管棚段 长 ． 第 １ 管棚 循 环 段 为 大渐 变 段 ， 变 段 段 长 个 渐
２ ４ 管棚钢 管布设 范围 ． 顶拱范 围环 向全部 布 设 ， 管 间距 ４ ｍ， 钢 １ｅ 共
场 区环境 等具体 情 况 ， 特 殊 地质 段 采 用 管棚 施 该 工方 案 。管棚 由钢 管 和 钢架 组 成 ， 棚 钢 管 预注 管 浆形 成 固结 壳并 辅助 锚杆 和喷射 混凝 土 以形 成受 力护拱 棚架 。
６０ ０ ） １２ ０
（ 中国水利水 电第五工程局有 限公 司 第五分局 ， 四川 成都
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砂卵石地层大断面特殊部位施工关键技术
摘要介绍了沈阳地铁二号线市--青区间砂卵石地层大断面特殊部位施工,管棚、夯管施工工艺及操作要点做了较详细的描述。
关键词砂卵石地层;大断面;管棚;夯管;施工;关键技术
0引言
在城市中修建地铁时,因地下情况、线路要求和周围环境等必须采用浅埋暗挖法施工,浅埋暗挖属矿山法的一种,是综合施工技术,其特点是在开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩,合理运用围岩的自承能力,开挖后及时支护,封闭成环,使其与围岩共同作用形成联合体支护体系,有效的抑制围岩的过大变形。
这里主要介绍浅埋暗挖在砂卵石地层中大断面特殊部位的施工关键技术。
1工程概况
1.1工程简介
沈阳地铁二号线市—青区间1#井正线位于青年大街正下方,横通道中线与线路中线垂直。
1#井北面为工商储蓄大厦,南面为北一经小学操场,西面为沈阳军区办公楼,东面为在建的恒隆项目。
场地内地下管网密集,主要沿青年大街分布,包括给水、电信、电力、热力、煤气、排污等。
其中包括两条断面较大的污水渠, 沿线路走向并与线路多次平面交叉,断面尺寸为2.4x1.65m和2.0x1.5m。
暗渠基底竖直方向距横通道拱顶2.4m,距结构拱顶6-12m;两条给水管线,在右线正上方有一条Φ800给水管,埋深0.95m,左线向南洞门正上方有一条Φ600给水管,埋深1.14m,其中东暗渠正处于左线正线正上方。
1.2设计概况
市-青区间1#井横通道向南及左线向北断面为7-7断面单洞双线大跨断面,采用双侧壁导洞法施工,洞门开挖尺寸为12.6×10.116m(整体外放50mm);6-6大断面采用双侧壁导洞法,开挖尺寸11.7×9.44m; 5-5大断面采用CRD法,开挖尺寸为8.8×9.08m;右线向北为8—8断面,采用中洞法施工。
具体见附图1。
正线开洞门时沿结构初期支护外边缘120度范围内施工大管棚,采用管径Φ108×5mm热轧无缝钢管,初支采用格栅钢架+C25 S6网喷混凝土共同支护,初衬厚度为350mm。
1.3水文及地质条件
市-青区间地形变化平缓,场区地面标高45.5-44.1m,自北向南逐渐降低,地面高差1.4m。
隧道穿越的地层主要为:中粗砂层、砾砂层和圆砾层。
地下水有两层,
隔水层多处缺失,两层水互相连通,承压水水头与潜水水位埋深基本相同。
地下水水位埋深为8.7-10.0m,标高35.11-36.44m。
场区地下水、环境土对混凝土、钢筋混凝土结构中钢筋均无腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性。
根据地质勘察报告,设防水位埋深4.7m,标高40.44m;确定场地综合渗透系数推荐值为100m/d。
2施工技术方案
2.1施工原则
初期支护的施工严格按照“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针指导施工,在监控量测中注意快速反馈。
2.2特殊部位施工措施
2.2.1管棚设计布置原理
正线开洞门时沿结构初期支护外边缘120度范围内施工大管棚,采用管径Φ108×5mm热轧无缝钢管,环向间距为300mm,7-7断面管棚长度为12m,8-8断面及大断面变小断面时打设管棚长度为8m,外插角2-5°。
钢管上钻φ6的孔,管内注1:1水泥浆,压力0.3-0.5Mpa。
2.2.2夯管法技术介绍
夯管法施工是利用夯管锤直接将钢管夯入土层内的一种施工方法。
该方法的最大特点是无需后背力,利用动态冲击能将空心钢管夯入土中。
钢管和夯管锤通过出土器连接,架设在预先铺好的轨道上,通过高压空气使夯管锤动作,从而推动钢管前进。
一段钢管夯完后,夯管锤后撤,加装下一段钢管,并焊接牢固,连接夯管锤,继续夯进。
这样夯焊结合,完成钢管铺设。
2.2.3管棚支护参数
管棚主要参数见表1管棚施工主要技术参数表。
2.2.4大管棚施工工艺
1)测量定位
施工前首先对管棚的施工位置进行测量定位,先钻眼打设Φ125PVC导向管,用红油漆在竖井初支结构上标出管棚的位置,并进行编号,在施工时记录好每个施工钢管的编号。
与该处大管棚同圆心、同轴线。
套管设置0.1%的上仰角。
2)大管棚施工准备
施工前加工导向支座及夯管锤运行轨道,导向支座用于固定钢管沿大管棚中
心线行走。
夯管锤施工用风压力为0.6Mpa,风量6m3/min。
大管棚施工主要料具使用见表2夯管锤施工机械设备、仪器统计表
3)夯管施工过程
(1)夯管锤定位:根据每根管棚的中心线及高程及管棚的角度,铺设夯管锤轨道,轨道采用220×140工字钢,前端和后端采用方木作支垫,方木垫块用于固定施工轨道。
(2)风管连接:夯管锤定位完成后,将风压机和夯管锤之间的风管连接好,并做好其它辅助准备工作。
(3)制作导向架:为了确保夯管的方向、坡度和精度,在进行第一节夯管前,技术人员对夯管位置进行放样,放样完成后,在钢管的进口和尾端利用钢筋制作导向架。
(4)夯进施工:第一根钢管使用人工放入砼孔中后,与夯管锤连接好,进行孔位对正,确保孔位正确,达到测量要求后,通过高频无后坐力气动冲击锤将钢管打入地层。
第一根夯进完成后,进行钢管位置检查,检查正确后,焊接第二根钢管,焊接按要求完成后进行第二根夯进。
按照以上施工顺序作完单根管棚。
(5)钢管焊接:每根管节采用2m和3m,相邻两根管棚接口错开50cm,每根管棚管口加焊简易切削环刀,便于通过并切碎地层;管节间采用坡口满焊对接(坡口坡度45±5°,留出2±1mm不剖,钢管间距2±1mm,最后焊接强度达到与管材等强度),焊缝要求饱满、焊高达到规范要求,对接完成后,保证接口处平顺,再在接口处帮焊10cm长钢管。
(6)管内取土和注浆:在夯管完成后,取出管内土体,在管内灌注水泥砂浆,加强大管棚的刚度。
取土采用高压风吹出。
4)注浆
管棚施工完成一根,注浆一根,其目的是充填管棚,增加管棚的刚度。
注浆时钢管尾部设止浆封堵钢板,并在钢板上设注浆孔,采用注浆泵向注浆孔内注1:1水泥浆。
注水泥浆时,注浆压力不大于0.5Mpa。
管棚注浆采用注浆压力和注浆量双控标准,如有异常情况发生必须停止注浆施工,查明原因后再进行施工。
3结语
砂卵石地层地下大断面特殊部位施工中如何保证围岩的稳定是其关键技术所在,施工过程中只要采取合理措施,加强过程控制与管理,即可取得显著效果。
沈阳地铁二号市--青区间大断面初衬及二次支护施工已经全部结束,目前该区间已施工完成,从监测数据及现场实际情况来看均满足设计要求。
作为东北首家地铁工程,市--青区间大断面特殊部位的成功施作,不仅为企业赢得了效益,也为砂卵石
地层中的大断面特殊部位施工在沈阳乃至东北地区的推广打下了坚实基础。
张宏纲,男,辽宁沈阳人,工程师,大学学历,主要从事市政工程施工技术管理工作。