大埋深盾構隧道穿越全斷面砂層施工關鍵技術

祝思然,謝文達,陳敏捷

(廣州軌道交通建設監理有限公司,廣東 廣州 510000)

0 引言

盾構法由于具有安全、快速的優點,在隧道建設中應用越來越廣泛。土壓平衡盾構施工時,將刀盤切削下來的土體當作土倉傳力介質[1],通過對土倉內渣土加壓來平衡開挖面前方的水土壓力。隨著施工技術的發展,土壓平衡盾構通過改進設備、輔助工法等措施已經能夠適應多種地層。但土壓平衡盾構在富水砂層中掘進時,地層具有細顆粒含量低、內摩擦角大、穩定性差、含水量高、滲透系數大等特點[2],施工中常遇到出渣困難、刀具磨損大和螺旋機噴涌等問題[3],導致盾構施工不能順利進行。

針對土壓平衡盾構在富水砂層中施工遇到的各種問題,眾多研究人員通過現場實踐和室內試驗等方法進行了研究。魏康林[4]從水壓力和滲流量的角度,研究了土壓平衡盾構噴涌發生的條件和機理,從土的滲透系數和顆粒級配等參數出發,對盾構施工發生噴涌的可能性進行了評價。邱龑等[5]針對深圳富水砂層,通過對渣土改良后的土樣進行電鏡掃描、壓縮、滲透等室內試驗,對渣土改良添加劑改善富水砂土的流塑性、保水性及開挖面動態土壓平衡機理進行了研究。閆瀟等[6]分析了土壓平衡盾構穿越湖底富水粉細砂層的施工風險,通過調整渣土改良參數,提高高分子聚合物添加劑濃度、優化同步注漿配比等措施,有效控制了螺旋機噴涌及下穿湖泊時湖底沉降。

本文以廣州地鐵十八號線某盾構區間為工程背景,分析總結了土壓平衡盾構在上覆大厚度(約29 m)淤泥和淤泥質土條件下,在全斷面富水砂層中掘進的主要難點和應對方法,研究結論可供類似工程參考。……