廣州地鐵五號線盾構(gòu)隧道工程施工技術(shù)

1、廣州地鐵五號線盾構(gòu)隧道工程施工技術(shù)廣州地鐵五號線盾構(gòu)隧道工程施工技術(shù)[摘要]受周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、線路站位及施工工期等因素制約廣州地鐵五號線盾構(gòu)施工面臨諸多難題和挑戰(zhàn)。在施工過程中成功研究并應(yīng)用了SEW工法、暗挖導(dǎo)洞群樁基托換法針對江中超淺埋泥水盾構(gòu)過江、土壓平衡盾構(gòu)過溶洞群、超小曲線半徑重疊隧道盾構(gòu)等施工難點采取新技術(shù)和新工法并在盾構(gòu)過砂層時采取TAC高分子聚合物等新材料有效控制了盾構(gòu)施工中土體穩(wěn)定和變形保證地鐵五號線順利施工。[關(guān)鍵

2、詞]地鐵工程盾構(gòu)隧道復(fù)合地層施工技術(shù)1工程概況1.1工程簡介廣州市地鐵五號線全長約41.6km共設(shè)29座車站其中12座換乘站。首期工程口至文沖段工程投資估算約152.97億元線路長約31.9km。首期工程線路以高架線方式跨過珠江至大坦沙站出站后線路轉(zhuǎn)為地下線下穿珠江至中山八站隨后線路以地下線方式至終點文沖站(見圖1)。沿線區(qū)間隧道大部分采用盾構(gòu)法施工使用23臺盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)總長度27km占線路總長度84.6%。線路穿越繁華市區(qū)鄰近或下穿建(

3、構(gòu))筑物、管線等市政設(shè)施。1.2地質(zhì)概況五號線沿線基巖主要為白堊系紅層其間在大坦沙段和越秀山西側(cè)發(fā)育石灰?guī)r在越秀山、蟹山及文園等地發(fā)育花崗巖。不同巖性地層工程地質(zhì)特性差別較大?；◢弾r、石灰?guī)r巖質(zhì)堅硬石灰?guī)r巖溶較發(fā)育。線路沿線發(fā)育有廣三斷裂等多條斷裂帶。斷裂在與線路相交地段發(fā)育特征不一對線路的影響程度也不一樣。在口~大坦沙一帶廣三斷裂在西珠江與線路相交第四系砂層發(fā)育砂層強(qiáng)透水且與珠江有直接水力聯(lián)系。在大坦沙~中山八、三溪~魚珠、車陂南~東

4、圃一帶分布較厚的淤泥、淤泥質(zhì)土層、沖積~洪積粉細(xì)砂和中粗砂層。1.3盾構(gòu)施工中難重點廣州地區(qū)盾構(gòu)施工環(huán)境特別是其復(fù)合地層的復(fù)雜性由巖溶、斷裂、軟土、砂層及硬巖等構(gòu)成了復(fù)雜的工程地質(zhì)條件對工程的實施帶來了很多的困難和風(fēng)險。此外五號線線路穿越繁華市區(qū)施工易引起周邊建(構(gòu))筑物、管線等市政設(shè)施破壞。周邊環(huán)境建(構(gòu))筑保護(hù)、文明施工要求高。同時受周邊環(huán)境及施工工期等制約不同盾構(gòu)區(qū)間被設(shè)計成5m江中超淺埋、200m超小曲線半徑同時隧道上下疊置以及

5、55‰超大坡度等。盾構(gòu)進(jìn)出洞、過站及吊出的工況復(fù)雜。21臺(全線共23臺)曾是1次或者多次使用過的舊盾構(gòu)經(jīng)過維修改造重新投入使用到一條線建設(shè)實屬罕見?？讟痘A(chǔ)。該樓橫跨繁華路段寺右新馬路其地面一層為雙向八車道道路車流量大。車道中間綠化帶下方有一容積約3000m3的地下壓力水池其供水范圍覆蓋周邊眾多高層建筑物。道路下有6根給排水管和51條電信光纜。受相鄰地鐵車站站位和埋深的制約區(qū)間隧道貫穿過街樓的6根樁需要托換。由于過街樓的周邊環(huán)境非常復(fù)

6、雜采用常規(guī)地面托換可行性也就非常小經(jīng)過分析比較確定了地下暗挖導(dǎo)洞群托換方案。被托換樁樁身所處的地層從上至下依次為:雜填土、粉質(zhì)粘土、可塑及硬塑狀殘積土、全風(fēng)化~微風(fēng)化的泥質(zhì)粉砂巖樁底為微風(fēng)化巖。將暗挖導(dǎo)洞群設(shè)在硬塑殘積土~強(qiáng)風(fēng)化層內(nèi)。在道路中間綠化帶內(nèi)設(shè)小豎井布置了1條呈東西方向的主導(dǎo)洞及與其接近垂直的6條支導(dǎo)洞形成地下托換空間其中3條支導(dǎo)洞在主導(dǎo)洞的北側(cè)另3條在南側(cè)相鄰兩洞的凈距為5m左右。在支導(dǎo)洞施做人工挖孔托換樁澆筑托換梁采用樁梁

7、托換體系一舉托換6根侵入隧道的樁。隨后在支導(dǎo)洞內(nèi)再沿樁人工挖孔施工鑿樁豎井以鑿除侵入隧道的樁(見圖3)。暗挖導(dǎo)洞群樁基托換工法首次成功應(yīng)用保證五羊邨過街樓不受盾構(gòu)施工影響減少樁基托換施工對市區(qū)繁華路段的居民生活、地面交通及地下管線等市政設(shè)施的影響。3盾構(gòu)施工新技術(shù)3.1江中超淺埋泥水盾構(gòu)過江掘進(jìn)技術(shù)大坦沙南~中山八站盾構(gòu)區(qū)間從珠江水道下面穿過隧道上面的覆土厚度變化很大其中YDK2545~YDK2645(ZDK2556~ZDK2650)處

8、覆土厚度較淺最小僅有5m覆土土層松軟地下水基本上與江水連通潮汐、降水都會導(dǎo)致珠江水位的頻繁變化地下水的壓力也隨之變化。盾構(gòu)在江底掘進(jìn)時存在巨大風(fēng)險在防止江底地面大面積沉降塌陷的同時又防止盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中擊穿覆土層。盾構(gòu)過珠江水道關(guān)系到整個盾構(gòu)區(qū)間成敗。堅持運用信息化施工綜合采取多項施工技術(shù)措施盾構(gòu)機(jī)順利通過了珠江水道。切口水壓的合理穩(wěn)定(溢水量的控制)排泥流量的控制(臨界沉淀速度)泥漿質(zhì)量的保證(粘性和密度)嚴(yán)禁超挖及負(fù)挖隧道軸線的控