盾构机适应性分析报告.docx

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1、广州市轨道交通盾构区间（含中间风井）土建工程盾构机适应性报告XX有限公司广州市轨道交通XXX项目二C）一八年一月二十四日一、工程简介11.1 工程概况11.2 工程地质21.3 水文地质4二、工程难点及应对措施6三、盾构机的适应性分析113.1 盾构机参数113.2 盾构机对本工程常规地质的适应性分析303.3 盾构机对特殊地段的适应性分析313.4 盾构机关键部件的适应性分析32四、适应性分析结论34广州地铁22号线祈福站-广州南站区间盾构机适应性分析报告一、工程简介1.1 工程概况广州市轨道交通22号线祈福站中间风井广州南站区间位于广州市番禺区境内，区间线路呈东西走向布置，两条区间共4台盾

2、构机均在中间风井始发。祈福站中间风井广州南站区间线路总平面示意图中间风井位于兴业大道西与G105国道交叉路口以西位置，采用明挖法施工。起终点里程为YCK46+010.821YCK46+140.821,长130m、宽31.8m、基坑深20m,地下两层、双柱三跨矩形框架结构。祈福站中间风井区间盾构沿兴业大道西向东掘进，先后下穿胜石涌、钟二涌、钟二村民宅建筑群、广明高速祈福隧道、市广路，在祈福站大里程端解体吊出。起终点里程为YCK41+99L400YCK46+010.821,线路全长4019.42Inb隧道埋深11.323m,区间线路最大纵坡15%。，线路平面设2个曲线段，曲线半径分别为1800m、

3、3500mo区间共设6座联络通道。2506m130m4020m盾构始发顺序示意图中间风井广州南站区间盾构沿兴业大道西向西掘进，先后下穿东新高速高架桥、屏山涌桥经850m曲线半径转向广州南站，在广州南站小里程端解体吊出。起终点里程为YCKI40.821YCK48+646.730,线路全长2505.909m,隧道埋深7.422.6m,区间线路最大纵坡16.4%。，线路平面设1个曲线段，曲线半径为850mo区间共设4座联络通道。1.2 工程地质祈福站中间风井区间从上至下地层分别为：1杂填土、2TA淤泥层、2TB淤泥质土层、2-2淤泥质粉细砂层、2-3淤泥质中粗砂层、2-4粉质粘土层、3-1粉细砂层、

4、3-2中粗砂层、4卜2423粉质粘土层、4-2B淤泥质土层、5ZTX5Z-2残积土层、6H全风化花岗岩、7H强风化花岗岩、8H中风化花岗岩、6全风化泥质粉砂岩、7-1、2、3强风化泥质粉砂岩、8-k2、3中风化泥质粉砂岩、9-1.2、3微风化泥质粉砂岩。祈福站中间风井区间隧道洞身主要穿越X522残积土层、6H全风化花岗岩、7H强风化花岗岩、6全风化泥质粉砂岩、7-3强风化泥质粉砂岩、8-3中风化泥质粉砂岩、9-3微风化泥质粉砂岩。地质纵断面图及隧道穿越主要地层分布比例详见下图。祈福站中间风井区间地质纵剖面图0.26% 1.84% 7.67%31粉细砂层5N-2残积土层 6H冷风化花岗岩 7H强

5、风化花岗岩 6全风化泥质粉砂岩7-3强风化泥质粉砂岩 8-3中风化泥质粉砂岩 9-3微风化泥质粉砂岩祈福站中间风井区间隧道穿越主要地层分布比例图中间风井广州南站区间从上至下地层分别为：1杂填土、2TA淤泥层、2TB淤泥质土层、2-2淤泥质粉细砂层、2-3淤泥质中粗砂层、2-4粉质粘土层、3-1粉细砂层、3-2中粗砂层、4卜2423粉质粘土层、4-2B淤泥质土层、5NTX5N-2残积土层、6全风化泥质粉砂岩、7-1、2、3强风化泥质粉砂岩、8-1,2、3中风化泥质粉砂岩、9-1,2、3微风化泥质粉砂岩。中间风井广州南站区间地质纵断面图中间风井广州南站区间隧道洞身主要穿越2TA淤泥层、2-2淤泥质

6、粉细砂层、2-3淤泥质中粗砂层、2-4粉质粘土层、5NTX5N-2残积土层、6全风化泥质粉砂岩、7-3强风化泥质粉砂岩、8-3中风化泥质粉砂岩、9-3微风化泥质粉砂岩。地质纵断面图及隧道穿越主要地层分布比例详见下图。 2-1A淤泥层、2-2淤泥质粉细砂层、2-3淤泥质 6全风化泥质粉砂岩 7-3强风化泥质粉砂岩8-3中风化泥质粉砂岩 9-3微风化泥质粉砂岩中间风井广州南站区间隧道穿越主要地层分布比例图1.3水文地质1.3.1地下水位线路沿线大部分地段地下水水位埋藏较浅。工程地质I区初见水位埋深2.54.5m,高程为5.4-24m；稳定水位埋深2.5m4.Om左右,高程6.hn27m0工程地质I

7、I区初见水位埋深2.56.5m,初见水位标高2.56.0m；稳定水位埋深2.24.0m,稳定水位标高4.06.5m。钻孔编号地质分区基岩类型潜水稳定水位埋深(m)基岩水稳定水位埋深/高程(m)MVZl-IOI区,祈广区间花岗岩1.70m6.82m2.20m6.32mMVZ1-24I区，祈广区间-44-LMLXl花冈岩5.10/15.75m6.20/14.65mMVZ1-28(*)11区，祈广区间泥质粉砂岩2.00m5.50m2.50m5.Om地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，每年510月为雨季，大气降雨充沛，水位会明显上升，而在冬季因降水减少，地下水位随之下降,水位年变化幅度为

8、1.0-1.5o1.3.2 地下水类型地下水按赋存方式分为第四系土层孔隙水，层状基岩裂隙水、块状基岩裂隙水、构造裂隙水。(1)第四系土层孔隙水松散层孔隙水主要赋存于第四系海陆交互相沉积砂层、冲积-洪积砂层砂层中，其含水性能与砂粒含量、形状、大小、颗粒级配及黏(粉)粒含量等有密切关系，一般透水性中等，富水性较强。第四系其余土层中的人工填土透水性较好,而淤泥质土及冲洪积黏土层透水性最弱。一般而言，砂层中地下水具统一的地下水面，属潜水，但若出现多层砂层且上部有相对不透水层时，亦可表现为承压水性质。人工填土层中主要表现为上层滞水。但局部地表连续分布人工填土层，也可表现为潜水，水位受大气降水补给填土性质

9、成分为填砂，含少量碎石块、砖块等,该层在垂直方向上分布不均匀。填砂地段富含潜水、透水性强，黏性土地段富水量较小、透水性一般。（2）层状基岩裂隙水层状基岩裂隙水主要赋存在碎屑沉积岩中的强风化带和中风化带的原生层理面上。由于岩石裂隙发育不均匀，并且大部分被泥质充填，地下水赋存条件较差，但局部裂隙发育地段或构造破碎带，其水量较丰富，大部分场地因上部有相对隔水层，表现出承压性，与第四系砂层未有明显的水力联系，但局部地段可因上部缺失隔水层而建立水力联系而表现潜水性质。（3）块状基岩裂隙水块状基岩裂隙水主要赋存在花岗岩和混合花岗岩的强风化带和中风化带中，主要位于线路的I区。地下水的赋存不均一，在裂隙（断裂

10、）发育地段，水量较丰富，具承压性。局部覆盖物较薄，表现出潜水性质。（4）构造裂隙水构造的含水性主要取决于构造的性质、形态、大小和构造部位等。断层破碎带厚度不均，其内部填充泥质不均，透水性呈现不均匀状态，赋水性较好，整体而言透水性中等，赋水性较好。由于岩层及构造破碎带的涌水量和透水性主要由其裂隙发育程度所控制，存在不均匀性，存在局部有较大涌水量的可能。1.3.3 地下水的补给与排泄线路沿线第四系孔隙潜水主要赋存在第四系砂层中，其补给主要靠大气降水和珠江水，砂层水排泄主要表现为大气蒸发及珠江退潮时向江河排泄，地下水水位受季节和江河潮汐的影响明显。基岩裂隙水发育于强风化中等风化带中，主要由远处侧向补

11、给以及在基岩裂隙水水位下降时由第四系砂层越流补给，排泄主要是以地下径流的方式排入临近的沟谷、河流和湖泊。1.3.4 水、土腐蚀性评价地表水、地下水腐蚀性评价工点名称水样孔号对钢筋碎结构的腐蚀性对钢筋砂筋的H结构中钢臂蚀性腐蚀介质境型环类地层渗透性长期浸水干湿交替祈广区间MVZ2-A044,地表水微/微微/MVZ2-A046,基岩水微微微微/MVZ1-22地表土微微微微/祈广区间MVZ2-A056,地表水微/微弱Cl-MVZ3-A059,基岩水微弱微微侵蚀性CO2MVZ3-A059,砂层水微弱微微侵蚀性CO2MVZ2-A071,基岩水微微微弱ci-MVZ2-A071,砂层水弱微微弱ClSO42M

12、VZ2-A03a基岩水(近广州南站)微微微中等c白垩系基岩中氯盐含量较高，在干湿交替情况下i般对钢筋碎中的钢筋具弱中等腐蚀性。二、工程难点及应对措施(1)祈福站中间风井盾构下穿胜石涌、钟二涌，中间风井广州南站区间盾构下穿屏山涌、石都涌。盾构掘进过程中，螺旋机出土口易“喷涌”，导致掘进速度慢。应对措施：通过地质补勘，进一步查清过河涌的地质条件和覆土厚度，为盾构机掘进参数的选取及制定相应的辅助措施提供第一手准确资料。在高水压段掘进时，向土仓内注入泡沫剂、膨润土等提高硝土的流动性和止水性。同时在螺旋输送机出口栓接保压泵碓装置建立土压平衡状态，避免因地下水压力过大而在螺旋输送机出口发生喷涌及盾尾密封、

13、较接密封发生涌水、突泥。掘进中加强盾尾密封油脂的注入，确保盾尾密封油脂压力不小于3.5Bar；加强中盾与盾尾钱接处的密封检查，及时调节密封压板螺栓，保证其密封效果，防止地下水涌入。进入河道段掘进以前全面检查盾构机掘进姿态，及时进行纠偏调整。在河底段掘进时加强盾构掘进姿态监测及管片选型工作，减小管片接缝错台，保证较好的隧道线形，提高隧道防水质量。河底段掘进时根据开挖面的水土压力，及时调整油缸推力及推进速度，保持土仓压力稳定，避免因刀盘推力波动过大对地层造成严重扰动。进入河底段掘进前对盾构机进行一次全面的维修保养，尤其是重点检查盾尾密封、中盾与盾尾较接处的密封的止水效果，确保盾构机的工作状态良好。

14、盾构通过河底段掘进时，适当调整同步注浆浆液配比，缩短浆液凝胶时间，必要时可通过管片预留注浆孔及时进行二次双液注浆。对隧道覆土含有砂层，且砂层距隧道距离较小的地方，运用导向系统和分区操控推进油缸，严格控制盾构姿态，防止盾构抬升；严格控制同步注浆量及注浆压力，防止注浆压力过高造成地层扰动过大，避免与上部砂层贯通。(2)祈福站中间风井区间盾构长距离下穿钟二村民宅建筑物群，影响范围约1200m,线路50m范围约557栋房屋，盾构下穿约101栋房屋。在盾构掘进过程中如出现喷涌或多出土现象易造成地面塌陷及房屋开裂。应对措施：通过地质补勘，进一步查清下穿钟二村民宅建筑物群的地质条件和覆土厚度，为盾构机掘进参数的选取及制定相应的辅助措施提供第一手准确资料。编制盾构下穿建筑物专项保护施工方案及专项应急预案，严格按照审批后的方案进行施工。建立并实施领导值班制度，提前进行各项演练并储备应急物资，建立与相关单位应急联动机制，并做好与当地政府以及房屋产权人的信息畅通。加强盾构机及后配套设备的维护保养，确保设备正常运行。盾构下穿房屋前委托具有相应资质的房屋鉴定单位对盾构隧道影响范围内的房屋进行房屋鉴定。做好建筑物基础的详细调查工作，并根据建筑物不同的基础形式制定针对性