海积淤泥\富水粉砂层地质条件下盾构到达端头的处理

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇海积淤泥\富水粉砂层地质条件下盾构到达端头的处理范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：本文基于工程实践，探讨了在海积淤泥、富水粉砂层地质条件下盾构到达端头的处理方案，文中指出了原方案的原理与不足，针对问题提出了相应的对策。

关键词：海积淤泥；富水粉砂层；涌砂；素砼连续墙

与盾构机始发一样，盾构机到达端头同为盾构施工重难点之一。而在很大程度上，地质条件决定了其施工风险的大小。而盾构机到达海积淤泥、富水粉砂层中，其难度系数和风险程度更高。深圳地铁某盾构区间盾构机到达海积淤泥及砂层，地下水位很高，顺利到达困难，经过方案优化，保证了盾构机顺利到达和已成型隧道安全。

1工程概况

1.1项目特点

此区间右线长585.702m，左线长607.707m，区间总长1193.409m，位于原填海区域。当时施工情况为：左线盾构机已经碰壁，右线盾构机距洞门40m左右停机等待处理。

1.2水文地质

(1)水文地质

地下水主要补给来源主要为大气降水、海水等地表水的渗透，地下水与海水存在互补。由于地层的渗透性差异，砂层中的水略具承压性，海水形成连通性。

因到达端头属填海区，且靠近海边，地下水极其丰富，前期已经施作5口降水井，在不间断抽水的情况下，只能将水位降至16m左右，无法降至洞门范围以下。

(2)地层类别

根据地质勘察报告以及地质纵断面图，到达端头隧道拱顶及洞身范围主要为：①1填土、②1淤泥、③5粉质粘土，隧道底板以下以③11砾砂、③7粉砂层为主，洞身周围为全断面砂层属软弱地层。淤泥、砂层厚，地下水丰富，稳定性很差，存在涌砂、坍塌危险。

2原设计处理方案与不足

原到达端头井外地层采用Φ600旋喷桩进行加固处理，旋喷桩密排布置，隧道底部以下至地层加固区2.5m；在地面设置降水井，到达期间进行降水，将地下水位降低至洞门范围以下，确保施工安全；后期同时对洞门进行了水泥-水玻璃双液水平注浆。但防水效果甚差。水位依然很高，不具备破除洞门的条件。

3解决方案

采用连续墙+钢板桩+深孔注浆处理方案。

考虑到目前到达端头现有加固体失效，与地下水直接贯通，为确保盾构安全顺利到达以及各地层的相对稳定，防止端头地层发生坍塌或漏水涌砂等意外情况，在现有加固方案基础上，增加素连续墙施工，延长端头加固体，隔离地下水径流；同时左线隧道在连续墙加固范围进行管片壁后深层注浆，保证成型管片的完整型。

原方案左线加固体有效长度为16.5m，右线加固长度为10.4m。考虑到提高端头的整体稳定性，为保证洞门的整体防水效果，先在紧贴盾构到达井主体围护结构外侧做好连续墙接口；在左线施作完两排连续墙后靠近隧道洞身处两边各增加一段5.7m的连续墙，以增强防水，并且为了保护已成型隧道两边连续墙与管片之间均留0.5m的空隙。从地质分析图（附图2）可以看出，透过地层③11深度为22.7m，地层③11为砾砂层，砾砂层为透水层。下一地层⑧1是全风化花岗岩为不透水层，跟据现场情况，左线加固体长度缩短为13.3m，右线加固长度不变；连续墙深入不透水层2m，所以连续墙深度为25m。隧道顶部位于③5地层，该地层是粉质粘土局部混有大量砾砂，透水性较强。上一层地层为②1地层，该地层是淤泥层，透水性很弱。为节省工程造价，素连续墙墙顶定于穿入②1地层1m处，此时连续墙墙顶高于隧道顶部3.5m，连续墙顶部标高为-2.69，底部标高是-19.84，连续墙浇筑混凝土高度为17.15m，其余部分回填石粉。

左线素混凝土连续墙施工中，为保护已成型的隧道，在隧道正上方采取钢板桩加固。钢板桩加固区域见图，钢板桩加固平面长度为7m。钢板桩加固区域如图1所示。

4方案优点分析

4.1连续墙

本工程施工现场采用了连续墙技术，增加了盾构隧道区域的强刚度，足以抵御周边土体的高强侧压力。并且主要是连续墙段因接口数量少，加以先进的施工方法，起到很好的防水作用，透水问题极少出现。由于本工程地下连续墙是垂直施工，所占用空间少，施工场地布置更灵活。

4.2钢板桩

在隧道正上方采取钢板桩加固，不仅保护了已成型的隧道，降低安全风险，还缩短了工期，节约了投资。但不足之处是钢板桩和挡土板的挡水性差，这点正是连续墙技术可弥补的。

4.3深孔注浆

本工程还采用了水平深孔注浆技术，虽然其单独使用效果差，但配合连续墙和钢板桩就发挥了其应有的作用。通过工程实践也表明，水平深孔注浆加固方式可应用于富水、含砂土层的加固，并取得了较好的效果。

5结束语

盾构在海积淤泥、粉砂、富水地层到达端头，单纯采用旋喷加固及水平注浆效果较差，不能满足盾构机安全到达的要求。需要充分重视自稳性差、流动性极大的海积淤泥及富水砂层的特性，采用素混凝土连续墙达到隔离水源补给及稳定周边土体作用，同时在隧道顶部增加钢板桩来保护已经成型的管片隧道，从而达到盾构机安全出洞的条件。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。