岩溶地层中的盾构隧道施工(精)

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复杂岩溶地层地铁盾构施工影响的关键技术研究

复杂岩溶地层地铁盾构施工影响的关键技术研究发布时间：2023-03-02T06:47:39.205Z 来源：《工程建设标准化》2022年20期作者：丛英学[导读] 本文先从复杂岩溶地层的处理入手，接着分析了盾构施工的技术和注意要点，希望能够帮助施工人员更好开展工作。

丛英学中交隧道工程局有限公司江苏省南京市 211100摘要：本文先从复杂岩溶地层的处理入手，接着分析了盾构施工的技术和注意要点，希望能够帮助施工人员更好开展工作。

关键词：岩溶地层；地铁盾构；施工影响；关键技术1岩溶地层处理1.1处理原则全填充溶洞属于基坑开挖面之外内容，在经过钻孔探测之后，如果填充物是硬塑状黏土，探孔没有渗漏水现象，那就不需要加固并对溶洞注浆，如果填充物是其它类型，那就要对溶洞注浆和加固。

开挖面以内的穿越状全填充型溶洞，如果填充物属于硬塑状黏土，开挖之后没有渗漏水、填充物比较稳定，那就不要清理填充物，只要对一些空洞回填注浆即可；如果填充物是其它物质就要注浆和加固。

盾构法施工过程中，除了建筑物涵盖的地区，其他地区使用地面处理方式，辅之以洞内处理。

1.2不同地区地铁工程的处理措施1.2.1处理措施的相同处我国地铁工程存在岩溶地层，通常使用间歇式注浆法，使用纯水泥浆、水泥砂浆等材料。

划分溶洞的时候需要考虑溶洞、结构距离、溶洞填充种类和溶洞高度等数据。

1.2.2处理措施的不同处一些城市要考虑隔水层，进而确定隧道底部的加固大小。

一些城市会考虑周围的建筑环境，从而更好地把握隧道两边和底部的加固大小。

施工人员选择注浆压力的时候，一些城市会参考地下水压力，根据注浆孔位来判断注浆压力。

结合隧道两边的处理范围，一些城市选择6m的直径盾构。

隧道底部的处理处理直径位于2m-10m之间。

1.3处理要求对于处理结果的要求，不同地区的地铁设计要求不一样，施工人员在具体验证的时候需要花费一些成本，试验的离散性较大。

以下是普遍的岩层地层处理结果要求，受限，岩溶地层在加固之后任意选择钻孔取芯，采取抗压试验，无侧限的抗压强度值大于0.5MPA。

隧道岩溶专项施工方案

隧道岩溶专项施工方案1. 前言隧道岩溶工程是一项高风险的施工工程，需要进行专项的施工方案制定和实施。

为了确保施工安全和工程质量，本文将从岩溶特征分析、施工前期准备、隧道开挖、支护加固、围岩处理以及材料选择等方面详细阐述隧道岩溶专项施工方案。

2. 岩溶特征分析岩溶是指地下水长期作用下形成的天然溶洞、溶洞古地貌、地下河道、地下水系等地质现象。

在隧道建设中，岩溶的特征直接影响着隧道的安全性和质量。

因此，在施工前期必须进行充分的岩溶特征分析。

主要包括以下方面：2.1 岩石组成和环境岩石的成分和结构特征是岩溶形成和演化的首要条件。

在岩溶区域通常存在多种不同类型的岩石，如石灰岩、白垩纪、砂岩等。

这些岩石所形成的地层特征、稳定性、力学性质等存在差异，所以在施工前期应当详细了解隧道所通过的岩系、岩层的分布、厚度、物理力学性质等，以针对可能出现的不同地质问题制定相应方案。

2.2 地下水情况地下水流动是岩溶区域地质演化的重要因素。

在隧道开挖过程中，地下水会对隧道稳定性和环境产生重要影响。

因此，在施工前期应当详细了解地质调查数据，了解地下水位、水流速度、水压等水文地质信息，以制定相应地下水处理措施。

2.3 质量评估岩溶隧道施工的质量评估，对于保证工程质量和施工安全至关重要。

因此，在进行隧道开挖和支护加固时，应当根据实际情况制定严格的工程质量评估标准，将岩溶地质特征与地质灾害和安全问题结合起来，以有效地评估施工质量。

3. 施工前期准备施工前期准备是确保隧道岩溶工程顺利进行的关键步骤。

在此阶段，需要进行开展现场调查、科学论证和综合评估，以各方面提出可行、安全、经济、优化的技术方案。

3.1 安全评估和管理进行隧道建设过程中，岩溶地质条件可能会出现各种难以预测的情况。

因此，在进行隧道建设时，安全评估和管理是非常重要的一个环节。

根据现场实际情况，开展定期安全评估，及时对隧道开挖过程中出现的安全问题进行整改，确保施工安全。

3.2 设备选型在隧道建设的前期准备阶段，应根据建设区域的地质特征和环境调查所得信息，选择合适的施工设备和施工技术。

长沙地铁二号线7标大面积岩溶地带盾构掘进施工方法

长沙地铁二号线7标大面积岩溶地带盾构掘进施工方法1 工程概述长沙轨道交通2号线沿线五一大道，采用盾构法施工，五一大道蔡锷中路口至五一广场站区域地质复杂，其中360米盾构段处于岩溶发育区，溶洞见洞率为20%以上，岩溶发育区内有大型溶沟槽，溶沟槽基本上由砂卵石全填充，该区域地处五一大道，道路两侧为商业高层建筑群。

2 施工概述2.1 施工总体方案五一广场至芙蓉广场区间岩溶地段总体方案：依据投标文件初勘资料和二次补勘资料，参照设计院设计图纸，在岩溶段中进行左右线共7个换刀区（9m×12m）袖阀管注浆施工，其他区域进行探孔后，按照溶洞处理的一般原则进行处理。

针对本段地质情况选择合适的盾构刀盘和推进速度，低速通过岩溶地段，并及时进行壁后同步注浆和二次补充注浆，同时在施工过程中要加强监控量测，对出现的问题及时进行处理。

2.2 盾构机掘进此区间岩溶地段的施工准备2.2.1 盾构机进入岩溶地段前设备的检修由于岩溶地段地质情况复杂，在盾构机到达芙蓉广场站后，必须对盾构机各个系统进行检查维修保养，以保证盾构机在通过岩溶地段时有较高的完好率，减少因盾构机本身故障而带来的长时间停机，对地层周围产生不利影响。

2.2.2 盾构机通过岩溶段掘进控制概述根据该岩溶段地层条件，土压平衡掘进模式中土仓压力的保持在理论土压上下，掘进过程中通过调整推进力实现推进速度控制，通过调整螺旋输送机转速实现出碴量控制。

2.3过岩溶段的具体施工方法2.3.1盾构掘进的工作模式的选择本工程在过岩溶时，盾构机采用的是半敞开式掘进，即在对前方土体保有一定气压和底部有存土，保证土仓压力较稳定的情况下进行掘进。

2.3.2掘进参数控制(1) 土仓压力控制土仓压力值略低于理论值，以保证机器的快速推进通过。

(2) 推进速度控制为保持土仓压力的稳定，掘进速度必须与螺旋输送机的转速相符合，同时必须兼顾注浆，确保浆液能均匀填实管片与地层的空隙。

根据施工的实际情况一般速度控制在25－60mm/min之间。

岩溶地区盾构隧道溶土洞充填注浆施工技术

岩溶地区盾构隧道溶土洞充填注浆施工技术摘要：在溶洞大量存在的岩溶地区修建地铁隧道，其地基稳定性及隧道工程在施工和运营过程中的安全问题，是需要非常关注且迫切需要解决的一项课题。

本文结合深圳地铁建设施工过程，分析溶洞对地基稳定性及承载力的影响，研究轨道交通岩溶地基加固范围和处理新工艺，达到良好的技术经济效果，丰富和发展轨道交通的设计与施工方法。

关键词：岩溶；盾构隧道；溶土洞；充填注浆；施工技术1、工程概况深圳地铁14号线呈东西走向，其中位于龙岗区范围地质条件复杂，尤其岩溶强烈发育且分布范围广，安全隐患大。

在14号线实施过程中，为了实现岩溶处理施工的规范、安全，根据不同线路范围的实际地质情况，分段编制了岩溶专项设计文件。

下面就大运站～宝荷站区盾构区间岩溶处理进行论述。

大运站～宝荷站区间自大运站出发后，沿龙岗大道下方敷设，采用盾构法施工区间全长约5.77km，埋深约11.4～67.0m，区间长1.3km。

盾构隧道所穿越地层主要为填土层（Q4ml），第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl），溶洞（槽）堆积物（Qpr），石炭系石磴子组灰岩（C1s），土、溶洞发育。

大运站区～宝荷站区间，揭露溶洞洞顶埋深7.2～49.3m，溶洞洞顶埋深8.6～58.1m，顶板厚度0.1～23.9m，所揭露溶洞部分为半填充、全充填，充填物主要以软～可塑状粉质黏土为主，夹碎石，局部填充碎石及砾砂，部分溶洞为空洞。

溶洞充填物标准贯入实测捶击数为2?14击，平均6.5击。

2、溶（土）洞充填注浆方案2．1溶（土）洞边界溶（土）洞处理前，先进行溶（土）洞平面范围的探测，尽可能摸清其规模，以揭示到溶（土）洞的钻孔为基准点加密钻孔，间隔2.0m向四周扩散，探测孔可兼做注浆孔进行注浆充填。

并选择数个洞顶处钻孔兼做排气孔，排气孔每洞至少1个，间距超过4m加设排气孔。

2．2溶（土）洞处理原则及范围（1）溶（土）洞处理原则溶（土）洞处理遵循以预防、预处理为主，先处理后施工的原则，盾构隧道溶（土）洞处理应遵循以地面预处理为主，机（盾构机）内、洞内预留措施处理为辅的原则，防止盾构施工的“栽头”、“陷落”、地表沉降过大或坍塌事故的发生，降低工后差异沉降，满足运营安全。

穿越岩溶地层盾构电力隧道施工风险及技术控制

穿越岩溶地层盾构电力隧道施工风险及技术控制
邓丽文
（广州电力工程监理有限公司，广东广州５１００００）
摘
要：以广州市２２０ｋＶ航云输变电电力隧道工程为例，针对穿越岩溶地层盾构施工风险进行了分析，重点研究了盾构井端头加
盾构隧道覆土厚度约５ｍ～１０ｍ。工程具体地理位置见图１。
层变形。通过工程风险分析，针对施工存在的不利因素及安全隐患，重点研究了盾构井端头加固技术、穿越岩溶地层盾构施工技
１．２工程地质及水文条件
构）筑物保护措施等方面的内容。据相关区域地质资料及勘探深度范围所揭露的地层，本标段术以及下穿建（地层自上而下依次为第四系人工堆积层（Ｑ）；第四系冲洪积层２盾构井端头加固技术（Ｑ＋ｐ１）；第四系残积层（Ｑ）；下伏基岩为二迭系粉砂岩、页岩、炭盾构法施工具有一定的施工风险性，尤其是盾构的始发和接质灰岩及石炭系灰岩等。本标段线路区间的不良地质主要为岩收是最易产生事故的工序，盾构进出工作井至今还是困扰盾构隧溶。根据勘探本标段共揭露溶洞１５个，土洞２个。岩溶基本都为道施工的一大技术难题，洞门端头加固是盾构始发和接收技术的充填溶洞，充填物为软塑～可塑状粉质粘土。部分钻孑Ｌ溶洞呈串重要组成部分。根据本标段各端头地层稳定性分析，端头段地层
盾构施工提供技术参考。

岩溶地质条件下的盾构施工技术

岩溶地质条件下的盾构施工技术摘要】本文结合工程实例，对岩溶地质条件下盾构掘进技术进行了分析和总结，以供后期类似工程项目的参考。

【关键词】岩溶；盾构施工；措施广州地铁九号线呈西东走向，经广州市花都区和白云区，线路全长20.1Km，浅埋岩溶强烈发育的地质条件下，在城区修建整条地铁线路，在国内尚属首次，暂无成熟的经验可循，存在极大工程地质风险。

因此九号线工程建设及运营存在较大风险与不确定性，施工时，需首先对影响范围内的溶（土）洞进行处理，减少岩溶对盾构施工的影响，并选择合适的施工参数。

本文就马鞍山公园站～莲塘村站区间盾构施工技术进行分析和总结。

1．工程简介1.1 工程概况广州市轨道交通九号线施工4 标位于广州市花都区。

本标段为两站两区间，分别为花都广场站、马鞍山公园站以及花都广场站～马鞍山公园站区间、马鞍山公园站～莲塘村站～清布站区间。

马鞍山公园站～莲塘村站左线里程范围：ZDK11+425.300～YDK12+631.350（长链7.633），总长1213.683m，右线里程范围：YDK11+425.300 ～YDK12+631.350 ，总长1206.05m。

本区间段线间距为13m；纵断面为人型坡，最大纵坡9‰，最小纵坡2.965‰，区间隧道覆土最大厚度8.5m，最小厚度7m。

在ZDK11+798.047、ZDK12+277.633 处分别设一处联络通道。

1.2 地质情况马莲区间隧道埋深较浅，其中隧道范围内，上软下硬占全长的20%，浅埋砂层占全长的68%，全岩占全长的12%。

盾构隧道所穿越地层主要为炭质泥岩、灰岩、炭质灰岩残积土、砂层，部分隧道下部穿过灰岩，隧道下方基岩是石炭系中上统壶天群灰岩或石炭系下统大塘阶石磴子组灰岩，灰岩中溶洞发育，见洞率为47.20%。

沿线揭露土洞钻孔有17 个，土洞高度2.1～4.7m，平均高度2.9m，充填物一般为软塑状粉质粘土，局部为少量松散砂土。

线路附近揭露发育溶洞的钻孔有85 个，埋藏深度在11～39m，洞高0.20～17.20m。

地铁盾构隧道施工溶洞处理技术分析_0

地铁盾构隧道施工溶洞处理技术分析摘要：随着地铁建设事业的蓬勃发展，国内各大城市纷纷进行地铁修建，目前地铁区间隧道施工以盾构施工为主，伴随着地铁施工工程量的增加，工程施工人员面临的问题也逐渐多样化和复杂化，施工难度也随之变大，笔者根据施工经验，对地铁在岩溶发育区的施工方法﹑工艺﹑技术要求及注意事项提出了应对方案，供参考。

关键词：岩溶发育﹑溶洞勘查﹑溶洞处理一﹑工程概况广州地铁三号线4标位于华南准地台，湘桂赣粤褶皱带中的粤中拗褶皱束中部，广花凹陷、增城凸起的交接部位。

沿线地貌为广花冲积平原地势较平坦，上覆地层主要为第四系人工填土层、陆相冲、洪积相地层、残疾土层；下伏基岩为新生界第三系莘庄村组陆象碎屑沉积岩、二迭系栖霞组和上古生界石炭系下统大潭阶石凳子组、测水组、石炭系中上统壶天群。

沿途有液化砂土、软土、岩溶和膨胀土等不良地质存在。

二﹑岩溶发育的特点及其危害本标段石灰岩强度较高，但由于年代较长，由于灰岩含有黄铁矿结核，其风化产生SO4可以加剧碳酸钙的溶解，促进岩溶较强烈发育，风化后产生溶土洞。

根据理论分析，岩（土）溶洞是地壳岩石圈内可溶岩在具有侵蚀性和腐蚀能力的水体作用下，以近代化学溶蚀作用为特征，包括水体对可溶岩层的机械侵蚀和崩解作用，而初腐蚀下来的物质携出、转移和再沉积的综合地质作用及由此所产生的现象总称。

溶洞主要按发育条件进行区分，主要分为溶洞和土洞两种类型：溶洞：主要发育于石灰岩与岩质灰岩地层中，多为充填状态，充填物多为流塑状、软流塑状粘性土，局部夹岩石碎块、角砾石，无填充物岩溶为空洞。

其中本盾构区间始发段溶洞发育情况较明显集中，由于该处地层主要以石灰岩地层为主，岩土交界面较明显属于溶洞高发区，溶洞发育情况较密集，并且部分溶洞呈现串珠状布置，但仅为个别溶洞为无填充状态。

土洞：埋藏在溶洞地区可溶性岩层上覆土层内的空洞，充填状态下，充填物多为流塑性粉质粘土，无填充物土洞为空洞。

区间吊出井段为特征区段，虽该段盾构隧道掘进范围主要为全断面沙层，但由于下部存在明显岩土交界面，较容易形成土洞，在后期溶洞补堪所发现的溶洞一般均为覆土层空洞，由于局部与上部砂层联通，注浆量较大，处理过程难度增加。

隧道岩溶专项施工方案

中渡隧道岩溶预报、处治、监测专项施工方案1 工程概况中渡隧道进口进程DK451＋603，出口里程DK452＋327，全长724m。

进口位于直线上，出口位于半径为5500m的右偏曲线上。

纵坡为单面上坡，坡度为1.5‰。

中渡隧道位于中渡镇西侧，隶属峰丛地貌，地形起伏大，高程170～285m，相对高差5～115m，山体陡峻，自然坡度10°～40°。

基岩裸露，坡面植被多为灌木。

主要地质为灰岩、白云质灰岩，其岩性为：浅灰、灰、灰白、深灰色，厚层～巨厚层状，隐晶质结构，块状构造，质坚硬。

垂直节理发育，节理大多微张，延伸远，连通性好，内充填黄褐色黏土，方解石脉发育，岩体表面溶蚀现象发育，多发育小溶孔，山坡缓坡外多发育溶蚀峰林。

地表岩体完整性较好，进出口段岩体较破碎。

水文地质特征：隧道区地表水以第四系孔隙水为主，主要由大气降水补给，富存于第四系孔隙之中，水量微弱，向洛江排泄；地下水以基岩裂隙水、岩溶管道水为主，主要由大气降水补给，水量微弱，沿基岩裂隙及岩溶管道向下排泄，最终向洛江排泄。

2 隧道不良地质——岩溶2.1岩溶：隧道段内下伏基岩为灰岩，厚～巨厚层状，基岩表面发育小溶洞、溶沟及小溶槽。

DK451＋914～DK451＋934段内右侧30～60m范围内发育一岩溶洼地，该洼地长轴约30m，短轴约15m，与基岩裂隙连通，为大气降水补给岩溶水的主要通道；DK452＋012右侧240～270m范围内发育一岩溶洼地，该洼地长轴约70m，短轴约30m，与基岩裂隙连通，为大气降水补给岩溶水的主要通道2.2隧道进出口端发现多个岩溶形态，分述如下：DK451+610右侧40cm左右斜坡脚处发现一地下溶洞，该溶洞出水量大，供中渡镇约3000人使用，日出水量为1025m3/d，最小水量为840 m3/d；DK451+600右侧60m处有一溶洞，约3×1.5m见方，深约1.5m，水位稳定，水质较清，见鱼游动，雨季时水质浑浊。

盾构法施工隧道岩土工程勘察要点

盾构法施工隧道岩土工程勘察要点盾构法是一种新型机械化开挖隧道的方法，与传统的工法相比，盾构法是一种地质适应能力很差的工法，其施工工艺的重点在于使机械与岩土能够很好地相互作用，即盾构机要做到“吃得下、排的出和稳得住”。

因此，盾构机的选型设计和施工参数设定必须与地质条件相适应。

这就给岩土工程勘察提出了较高的要求，岩土工程勘察不仅要针对盾构机选型、设计、盾构机掘进参数设定的专门要求，查明相关工程地质条件，还要对盾构法相关的岩土工程问题进行专门研究，并提出应对措施和建议。

1．工程场地条件调查要点主要查明地上地下建构筑物，重点关注地下管线、人防工程，特别是线路隧道范围内可能出现的锚索、废弃的基础桩等障碍物，这些将严重影响隧道轴线和盾构始发、接收井位置的选择，对盾构法施工也会带来麻烦，要尽量避开。

对于地面上的建筑物，包括地表水体、街道和既有轨道线路（含铁路），要做详细的调查，并进行环境风险评估。

这样施工单位能做好相应的施工组织。

并为合理正确地选择盾构掘进参数提供依据。

2．岩土类型勘察要点准确查明土层性质不仅决定了盾构机选型的和设计，还对对地铁工程选择合适的施工参数尤为重要。

由于盾构隧道穿越的范围较大，要查明岩土的分布特征，尤其要认真分析岩土的成因，根据岩土的成因分析盾构施工过程中可能遇到的岩土工程问题。

2.1 粘性土地层对于盾构法而言，粘性土是比较理想的岩土层，但是在勘察时需要注意以下几种粘性土：粘粒含量高的高塑性的粘性土地层，这种地层容易导致刀盘结泥饼；高灵敏度的软土，土层易扰动，上覆地层变形较大，如果超挖还会导致地面塌方。

强度很低的软土，盾构机姿态不好控制，盾构机蛇形行走。

另外，需要特别指出的是，粘土地层要注意其是否含有膨胀性矿物。

如果土层具有膨胀性，在盾构机开挖的过程中，地层遇水膨胀，易导致刀盘或盾体被卡住的问题。

在南宁和合肥地铁建设勘察时就发现了膨胀性岩土。

2.2 砾砂类地层这类地层的特点是细颗粒含量低，硬矿物含量高，渗透系数较大，自稳定性差。

浅谈岩溶地层隧道盾构法施工技术

1 引言广州市轨道交通五号线其盾构隧道起始站点为草暖公园东段,隧道中间区段分别经过环市中路、环市东路、小北站，由于其经过繁华街市，地上交通非常繁忙。

沿线多高层建筑物、民房、工厂、办公用房及交通桥涵等，如陶瓷大厦、秀山大厦、内环线高架桥等，并在越秀山下穿过，进入小北站。

隧道右线起讫里程为：YCK7+750.300～YCK9+432.600，长度1682.300m；隧道左线起讫里程为：ZCK7+748.311～ZCK9+436.800长度1680.138 m。

整个线路区间共计包括三部分曲线线路，而且经过实际测量，其最小线路半径为400米，最大纵向坡度为20.323‰，每条线相互之间的距离则为13.0m～33.8米。

地面高程为10.92m～50.50m，线路轨面埋深在20.4m～70m之间。

图-1 工程平面位置图查阅相关资料，我们了解到，广州五号线草暖公园～小北站（草～小）区间线路全部由中铁一局中标，然后顺利完成相关线路设计、改造、施工。

查阅勘探技术文件于技术资料，发现F1、F2两个断裂带之间一直处于灰岩地层149.105m（YCK7+903.505－YCK8+052.610）的范围内，有7个钻孔揭示存在溶洞。

但是由于前期线路施工过程中，选择的隧道钻孔半径基本处于20至40米之间，整体过于偏大；因此不能够充分对线路施工过程中其溶洞大小、分布、物力学性质等进行仔细甄别与探究。

中铁一局中标成功之后，即可展开对该线路施工地质与环境进行整体地、综合性地分析与研究，进而确定科学、合理、有效的隧道（埋深22.86~24.30m）施工方案，即采用土压平衡盾构对该区域及线路进行施工。

上述施工方案在国际上并未有过先例，故而存在一定风险，且施工难度较大；采用上述施工方式容易导致具体施工过程中出现盾构机栽头、陷落等异常情况，进而导致地层出现塌陷、失水；假设上述异常情况非常巨大，导致出现严重地、差异较大地沉降，进而导致隧道结构破损严重。

泥岩地层中盾构隧道施工技术

浅谈盾构在泥岩地层掘进防止管片上浮摘要：在泥岩地层中，为解决管片上浮引起管片破损、错台、渗漏，在工程实施过程中采取了盾构掘进控制，调整同步注浆浆液凝固时间，增加洞内二次注浆，加强管片拼装，根据成都地铁1号线南延线土建1标实践证明以上措施是比较成功的，希望能为今后类似工程提供借鉴。

关键词：泥岩地层；盾构隧道；管片上浮；施工技术2、工程概况成都地铁1号线南延线工程位于成都市高新区，线路呈南北走向，是城市轨道交通主干线。

隧道起于科技园站南侧的盾构始发井，止于广都北站西端。

隧道主要穿越的地层为⑦2中等风化泥岩。

隧道顶部为砂卵石及人工回填土，常年地下水位为地下3米，泥岩为弱透水层。

地层特征及分级详见表1-1地层特征表。

表1-1 地层特征表3、泥岩地层上浮原因地层土软硬不同，产生的管片上浮情况也不同，一般情况下，软地层不容易上浮，而硬地层却有空间导致管片上浮。

这是因为在掘进过程中，对于软地层，上部松软地层土的自稳性差，会因为自重、存在空隙而有相对的下沉，从而使管片和土层之间的剩余空隙基本消失。

泥岩地层由于自稳能力强，完整性好，能很好的控制自身沉降。

再者同步注浆采用凝结时间为6h～8h的砂浆，使管片有足够的上浮空间和时间。

计算管片脱离盾尾后4环管片在水中的浮力为169.65t（排水重量）－83.8t(管片自重)=85.85t（未接长轨道时，不计后配套拖车重力），若在密度为1.6的同步注浆浆液里浮力为187.64t，即便同步注浆浆液未注饱满，上半部还是水的情况下，浮力也近百吨。

由计算得出管片的浮力远大于管片自身重力。

图3-1管片上浮示意图4、关键施工技术4.1盾构掘进参数①盾构推进速度控制在3～4cm；②刀盘转速在1～1.3rpm；③1号土仓压力控制在1.0~1.2bar；④根绝刀盘转速制定相应的螺旋输送机转速，严格进行土量管理，每环（1.5m型管片）出土量控制在55m3以内，减少土体扰动；⑤盾构轴线控制偏离设计轴线不大于±20mm，对初始出现的小偏差应及时纠正，应尽量避免盾构机走“蛇”形，控制每次纠偏的量，盾构机一次纠偏量不宜过大，坚持“勤纠少纠”的原则，每环纠偏量不超过5mm，以减少对地层的扰动，并为管片拼装创造良好的条件。

岩溶地层中盾构隧道修建技术

２２１高密度电阻率法．．工作原理：以岩土体导电性差异为基础，过研究通
在人工施加的直流电场作用下，地下传导电流的分布规律，揭示地层结构和其它隐伏的地质现象。工作方法：沿线路方向共设计物探剖面６剖面长均为１７每条，７ｍ，条剖面均有２个基点控制，剖面布置详见图２。工作成果：据本测区深度在１ｍ左右多见土洞，根８２￣２ｍ多见灰岩岩面及溶洞的特点，０５为圈定不良地质体的分布情况，采用视深度２ｍ和４ｍ的水平面上００的异常区共同投影到一个平面上，成一个综合的异常形平面分布图，较好地屏蔽了上部浮土、淤泥等低电阻率电性层的影响，并根据视电阻率断面分布特征、平面分
道的位置关系，有针对性、有重点地处理溶洞，避免盾构沉陷、地面沉陷和管片之间产生较大不均匀沉降，确保盾构掘进施工安全和将来运营的安全，总结本次溶洞处理设计和ｄ＿经验，ｖ－．以备类似工程参考。关键词：密度电阻率法；高物探（Ｔ）；Ｃ法钻探法；洞处理；构掘进溶盾中图分类号：５文献标识码：文章编号：０４５１（０２０— ０９一ＯＵ４Ｂ１０— ７６２１）２１５６
见图２。
图１区间隧道与溶洞、断裂的位置关系
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岩溶复合地层地铁隧道盾构施工技术

科技/施工技术/T e chnology岩溶复合地层地铁隧道盾构施工技术王建亮（中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，北京101100）摘要：结合工程实例，根据沿线石灰岩地层地质特点，从施工技术、工序等角度入手，提出合适的盾构施工技术，以提升该技术在岩溶复杂地层中的适应性，解决盾构施工风险过高的问题，为工程施工提供可靠的指导：关键词:隧道工程；岩溶复合地层；盾构施工0引言我国经济的快速发展为城市交通建设提供了支持，大中城市相继启动了地铁项目，盾构施工是其主要的施工形式。

由于穿越地层复杂,受多方面因素影响,盾构施工时易出现沉降现象,如果缺乏合理的技术措施,必然会加大施工难度，甚至造成安全事故，因此，研究盾构技术有重要意义。

1工程概况昆明轨道交通6号线二期工程中，菊华站一东部客运站区间施工涵盖明挖段、2号盾构井、1号盾构井、菊华站一2号盾构井盾构区间4部分。

其中，明挖段长198.098m,2号盾构井长34.202m,1号盾构井长40.007m。

本工程引入盾构法，以满足菊华站一2号盾构井盾构区间的分段施工要求。

2溶（土）洞探测及处理2.1沿线影响范围确定为确保各施工环节的安全性及竣工后的正常使用，需确定影响范围,即结构底板下10m内，以该区域的岩土面为界限，若施工中岩土面侵入深度达到底板下10m,则将其视为高风险区。

该区域存在安全隐患，需要对溶（土）洞采取处理措施。

2.2溶（土）洞详细勘测通过钻孔方式分析施工质量，利用地质雷达探测溶洞内部情况，明确溶（土）洞沿线分布特点与形状。

部分情况下,地面不具备钻探条件时.可通过盾体预留孔分析该区域的地质情况。

根据所得结果，明确地质对盾构施工可能产生的影响，并采取处理措施。

2.2.1地质钻孔勘察利用地质钻机钻孔，具体分布在隧道中线及边线外的2.5,5.0m处，采用梅花形布置。

为有效探测地质情况，孔深为隧道底板下12m。

此过程中，若出现溶（土）洞,必须在原钻孔周边区域增设加密孔，以便更准确地掌握该处溶（土）洞的具体情况。

地铁盾构区间岩溶处理

专业知识分享版使命：加速中国职业化进程摘要：广州地铁隧道以盾构施工为主，在岩溶发育地段施工存在较大的安全隐患，容易使盾构机下部土体不稳定而塌陷，导致突水、突泥和盾构机具陷落等事故，从而引发严重的安全事故，后续处理非常困难。

在岩溶地区兴建地铁隧道工程尤其应进行专门的基础处理，文中介绍广州地铁五号线草暖公园至小北站盾构隧道溶洞处理实例并进行分析研究。

关键词：地铁；岩溶处理；盾构隧道1工程概况广州地铁五号线草暖公园至小北站区间在里程YDK7+903.505～YDK8+052.610范围内，隧道穿越石炭系灰岩地层，穿越区内存在较多溶洞，地质剖面如图1所示。

由于该地段周边环境复杂，无高架法实施条件，而矿山法施工过程容易导致岩溶裂隙水突然涌出，施工安全存在极大隐患，严重时会出现灾难事故。

如采用明挖法或浅埋地下桥，由于沿线地下水较丰富，在溶洞浅埋地段当上部土层挖除后，岩溶水具有一定的水头压力，会顶穿覆盖层，导致基坑大量涌水，施工安全存在极大隐患，且现状地面交通情况复杂，施工场地狭小，明挖实施条件困难。

盾构施工既能适应松散软弱地层或其它含水土层，又比矿山法安全，且施工环境条件好，机械化程度高、进度快，盾构隧道衬砌采用预制管片现场拼装，防水效果好、质量可靠，随着地铁盾构施工技术的普及，其工程造价也逐步降低，具有较大的优势。

因此经综合比选，该段工法采用盾构法，但须对溶洞进行处理。

2溶洞处理目的2.1确保盾构掘进期间的盾构机安全。

位于隧道底的部分溶洞，其填充物为淤泥和松散细砂，承载力很低（40～80kPa ），通过溶洞处理可确保盾构机安全、顺利通过溶洞区，避免盾构机突陷等意外事故。

专业知识分享版使命：加速中国职业化进程2.2防止地表塌陷和过大沉降。

位于隧道顶的部分溶洞，其填充物为淤泥、砂层和粘土，而隧道底为中、微风化石灰岩，是典型的上软下硬地层。

不少溶洞呈串珠状分布于隧道工作面范围，由于溶洞夹板为岩层，难以形成土压平衡掘进模式。

轨道交通工程盾构法隧道应对岩溶的措施

轨道交通工程盾构法隧道应对岩溶的措施摘要：近10年来全国各主要省会城市、地级市掀起了轨道交通建设的高潮，轨道交通在全国各地遍地开花。

由于南北方地质情况的差别，盾构法施工时遇到的不良地质也天差万别，尤其在西南地区，出现了在轨道交通施工中不可避免的问题：对不良地质岩溶的处理。

关键词：轨道交通；盾构法；岩溶一、引言本条线是西南某市建设的第四条轨道交通线，前3条轨道交通区间主要采用的是矿山法施工，由于矿山法施工存在较大的问题：1）安全风险高，由于轨道交通基本沿现有道路敷设，埋深浅。

采用矿山法施工，易产生地面坍塌，对施工人员及沿线的建（构）筑物安全造成巨大的威胁。

2）场地环境，矿山法施工会产生大量的风尘与有害气球，对施工人员及周边的居民健康造成极大的影响。

3）施工场地，尽管采用矿山法施工，但是地面依然需要占用一定的施工场地（竖井、斜井），涉及到周边地块的占用与房屋的拆迁。

4）噪声污染，矿山法施工容易产生噪声和震动，对周边的居民的生活、工作带来一定的影响。

5）开挖进度，由于矿山法施工每一次循环需要经过打眼、装药、爆破、通风、排险、出渣、初期支护等，再进入下一个循环，每次进尺5米左右，开挖进度较慢。

二、处理原则1）岩溶探查，分为岩溶勘察与超前地质预报。

详勘阶段需针对岩溶发育区对勘察提出具体的要求。

施工阶段需要进行超前地质预报。

《城市轨道交通岩土工程勘察规范》规定，中等复杂场地钻孔间距为：30～50m，岩溶发育区勘察钻孔的布设按规范规定执行。

超前地质预报，目前国内外隧道地质超前探测的方法主要有：地质调查法、超前导坑法、超前水平钻孔法、声波法、HSP法、TSP法、地质雷达法、地震法等。

地面超前地质预报主要有CT法、地质雷达法、地震影响法等。

盾构法隧道洞内超前地质预报主要采用洞内超前钻机探测。

在管片拼装机后部的连接桥架位置安装正面超前钻机、周边环向超前钻机。

后配套台车上配置超前钻液压泵站、储浆罐、砂浆泵、高压水泵、钻探控制记录仪器等，一般按2倍洞径宽度、1倍洞径深度钻探要求处理。

盾构穿越岩溶地区施工技术总结.docx

盾构在岩溶地区掘进施工技术总结1、工程概况广州市轨道交通二、八号线延长线工程盾构7标段【三元里站〜远景站盾构区间】、【江夏站〜陈田村站盾构区间】盾构掘进施工项目包含两个盾构区间，位于现运行二号线三元里站以北到旧白云机场之间。

【三元里站〜远景站盾构区间】起已正在运营的三元里折返线北端，区间里程范围左线为ZDK22+392.964〜ZDK22+856.392 左线全长474.928m,右线为YDK22+202.194YDK22+856.392 长度为654.47m,线间距为5.0 〜23.4m。

三元里至远景区间，地面特征为城市交通主干道(广园西路、机场路)、且为交通干线，车辆繁忙，并有房舍、厂房密集分布，机场路以北为白云旧机场范围。

区间地形稍有起伏，总体表现为南部高，北部低，地面高程一般在8.50〜10.00m。

道路两侧地下管线密集分布。

2、地质概述2.1地层划分本区间地层由上至下划分为：〈1〉人工填土层，＜3-1＞粉细砂层，＜3-2＞中粗砂层，＜4-1＞冲积-洪积土层，＜4-2＞河湖相淤泥质土层，＜4-3＞粉质粘土，＜5C-1A ＞软塑状残积土层，＜5C-1B^塑状残积土层，＜5-2＞残积类粉质粘土，＜8C-1＞炭质灰岩中风化带，＜9C-1＞炭质灰岩微风化带，＜9。

-2＞灰岩微风化带。

2.2盾构穿越地层情况隧道左线围岩分类表隧道右线围岩分类表三远区间盾构隧道总体处于上软下硬地层，左线穿越硬岩总长约165.4m,进入盾构开挖区域高度为1.6〜1.8m，硬岩平均抗压强度在46〜50Mpa,占左线隧道总长的35%。

右线穿越硬岩总长约269.9m,占右线隧道总长的41%。

在YDK22+518.292〜YDK22+478.292将穿越40m的上软下硬地层，洞身上部为＜4-1＞粉质粘土、洞身下部为＜9C-2＞灰岩微风化带，钻孔揭露灰岩最大抗压强度为105.1Mpa，进入盾构开挖区域高度为5m左右。

附图：线路纵断面图2.3溶、土洞分布情况3、施工情况3.1施工中遇到的问题①盾构掘进中遇到卡刀盘现象，地表容易产生较大的沉降，甚至沉陷。

岩溶地层中的盾构隧道施工

For personal use only in study and research; not for commercial use岩溶地层中的盾构隧道施工摘要: 研究目的:岩溶地层中采用盾构法施工在国内尚属首次。

盾构掘进中可能发生盾构机栽头、陷落,地层大量失水、坍塌,严重差异沉降而致隧道结构破坏等事故。

对溶洞的空间分布、大小及充填情况,溶洞处理,盾构掘进技术措施3个方面进行深入研究,并组织精心设计、精心施工,以保证施工及运营安全。

研究方法:采用多种勘查手段分析岩溶地层,充分注重盾构机及盾构施工的特点,比选、优化设计施工方案。

研究结果:顺利完成岩溶段盾构隧道施工,验证了勘查及加固方案,填补了国内的空白。

研究结论:综合运用多种探测方法对探明溶洞的分布很有成效;根据盾构施工特点制定地层加固方案并有效实施以及对盾构机设计进行针对性的改进并采取相应的掘进技术措施都是适宜的。

关键词:广州地铁;岩溶地层;盾构施工广州轨道交通5号线草暖公园—小北站区间,在F1、F2两断裂带间地石炭系灰岩地层149.105m(YCK7+903.505-YCK8+052.610)范围内,详勘阶段有7个钻孔揭示存在溶洞。

但由于钻探孔间距(约20~40m)过大,未能完整揭示溶洞的大小、分布及充填物的物理力学性质。

经对草暖公园—小北站区间整体地质与环境的综合分析,确定其区间隧道(埋深22.86~24.30m)采用土压平衡盾构施工,而在岩溶地层中采用盾构法施工在国内外尚属首次。

盾构掘进中可能发生盾构机栽头、陷落,地层大量失水、坍塌,严重差异沉降而致隧道结构破坏等事故。

为确保施工及运营安全,对溶洞的空间分布、大小及充填情况,溶洞处理,盾构掘进技术措施3个方面进行深入研究,并组织精心设计、精心施工。

1 运用多种勘查方法,探明溶洞情况根据目前可行的勘测手段,为切实探明溶洞的分布与填充状况,拟定以钻探为主、多种方法综合运用的探测方案。

即:高密度电阻率法地面物探(总体探查溶洞分布情况)加密钻孔(直观掌握溶洞及充填物状况)电磁波深孔CT(在钻孔间加密剖切面勘查,判断边界)综合判断后结合注浆孔布置补孔探测。