复杂地质条件下大直径海底隧道盾构选型

复杂地质条件下大直径海底隧道盾构选型

摘要：本文对复杂地质条件下大直径海底隧道盾构选型的特点进行了分析，并结合某海底隧道的工程特点及地质条件，对影响盾构选型的各种主要因素进行了分析，对泥水平衡盾构和土压平衡盾构从各个方面进行了综合比选，最终选择了适合本工程的大直径复合泥水盾构。由于目前国内外大直径复合泥水盾构在复杂地质条件下的工程应用很少，本文回顾了国内外复合泥水盾构类似工程应用情况。通过调查结果表明，大直径泥水盾构的制造及在该海底隧道中的应用是可行性。

关键词：复杂地质；大直径；海底隧道；盾构选型

Large-diameter Shied selection to Undersea

Tunnel on Condition of Complex geology

Liu jiguo, Guo xiaohong

China communications second highway survey design and research institute, Hubei, Wuhan, 430056

Abstract: the characters were analyzed to large-diameter shied selection to undersea tunnel on condition of complex geology. Associated to the engineering characters and geology condition of an undersea tunnel, the major factors that can influence shied selection were analyzed and the election was done between mud-water balance shield and soil pressure balance shield from every aspects. At last, the proper large-diameter mud-water multiple shied was selected. Because the application of large-diameter mud-water multiple shied was very few all of the world, the similar engineering application of mud water multiple shied was surveyed. The investigation result shows that the large-diameter mud water multiple shied can be madden and can be applied to the undersea tunnel.

Key words: complex geology Large-diameter undersea tunnel shied selection

作者简介：刘继国，男，1976年生，硕士，从事隧道与地下工程方面的设计和研究工作

1 引言

近几年，我国长江上几条采用盾构法修建的江底隧道相继开工建设。位于武汉的长江第一隧，盾构直径11.38m，盾构段长2550m；位于南京的长江隧道，盾构直径14.96m，盾构段长2990m；位于上海的崇明越江隧道，盾构直径15.42m，盾构段长7500m，是目前世界上最大直径的盾构隧道。这些江底盾构隧道的建设，为我国大直径盾构的设计与施工积累了经验，也为下一阶段的海底盾构隧道设计、施工提供了参考。

目前，采用钻爆法修建的厦门翔安海底和青岛胶州湾海底隧道已经开工建设，同样采用钻爆法修建的大连湾海底隧道前期论证工作已经完成，年内有望开工，但国内目前还没有采用盾构法修建的海底公路隧道。

沿海城市某海底隧道的前期工作已经展开，根据研究成果，该隧道将推荐采用盾构法施工。本文结合

该海底隧道的工程地质、水文地质条件及其他影响因素，对海底隧道盾构选型进行研究。

2 工程概况

某海底隧道为三车道高等级公路隧道，全长4950m，其中盾构段长3700m，盾构直径14.96m。

图 1 隧道横断面图

Fig 1 the cross-sectional drawing of tunnel

隧道最大覆土厚度为27m，最小覆土厚度为16m。海域地段上部为淤泥及淤泥质粘土，淤泥质粘土呈深灰色，软塑状；下部为中粗砂，呈深灰或灰色，中密状，由中粗砂为主，局部为细砂，含较多泥质或夹淤泥质土团块，中粗砂渗透系数为0.37×l0-4m/s；下伏基岩为花岗岩，其中全强风化层厚度约2~14m，强~弱风化岩岩面标高一般为-60m左右，局部为-25m 左右，单轴抗压强度为67.3～148Mpa。全风化花岗岩渗透系数为0.2×l0-4m/s。海底基岩面起伏较大，在隧道中部有一处凸起，长度大约200～300m左右，对隧道影响较大。此外，基岩面上还分布着花岗岩风化球状孤石。

图 2 局部地质纵断面

Fig 2 local geology skiagraph

隧道最大埋深46m左右，最小埋深30m左右，最大水压力为0.46Mpa。

隧道穿越的地层主要为粗砂层、部分淤泥质亚粘土层及淤泥层，中部穿越200～300m左右的强、弱风化花岗岩。隧道上部覆土主要为粗砂层及淤泥层，见图2。

地下水系为松散岩类孔隙水及块状岩类裂隙水。

3 海底隧道盾构选型的特点

在江河湖海下进行水底公路隧道规划设计时，常常面临地质条件、地层分布与土体性质难以准确把握的困难，水文条件尤其是海洋水文条件极其复杂多变的情况，由此决定了盾构机选型对于大直径、长距离、高水压下水底隧道工程设计和施工阶段的极端重要性。可以说，盾构机选型很大程度上制约着水底隧道工程的施工难易、风险高低、工期长短和投资费用[1]。

盾构机选型的关键是如何基于勘察设计阶段所获取的有限地质、水文等信息确定最合适、最经济的盾构机类型，并最大程度地将工程施工风险降至最低。

海底隧道盾构选型具有如下特点：

（1）由于海底隧道地质勘察较陆地困难，地质条件、地层分布与土体性质难以准确把握，水文条件极其复杂多变，所选的盾构必须对不同的土层具有一定的适应性。

（2）由于海底隧道水压力大，地层渗透性往往很强，掘削面水土压力大，稳定性差，所选盾构必须能很好地平衡掘削面的水土压力，保持掘削面的稳定。（3）由于海底通道资源有限，而且一次投入巨大，

所以隧道的断面较大，一般为12～15m，所选盾构必须具备掘削扭矩小的特点，适合大断面掘进。

（4）由于海底隧道横跨海湾或者海峡，一般长度较长，所选盾构的刀盘和刀具必须具有足够的强度和耐久性，并且具有可更换性。

（5）由于海底隧道在掘进过程中，不可避免地碰到孤石等障碍物，在海底进行开仓去除障碍物风险极大，所选盾构必须具有障碍物探测装置和小型障碍物破碎装置，对于较大障碍物同样可以处理的特点。（6）由于海底隧道在掘进过程中，不可能总是在同一地层，很可能穿越上下两种不同的土层，或者上边是土下边是岩石的地层，所选盾构必须具有能够进行复合地层掘进的能力。

（7）由于海底隧道工期一般较长，工期较紧，所选盾构必须具有掘进速度快、对周围环境影响较小的特点。

（8）选定的盾构机的掘进能力须与后续设备、始发基地等施工设备匹配。

（9）由于海底隧道处于海水的包围之中，盾构在海底掘进的过程中会受到海水的腐蚀，所选盾构必须进行必要的防腐蚀处理。

4 盾构选型

4.1盾构类型及适用条件

按照掌子面敞开程度划分，盾构有密闭式盾构、半敞开式盾构和全敞开式盾构。

一般情况下，对于直径小于10m的盾构隧道，当掘削面为自稳性较差的砂性土时，宜首选密闭式盾构。当地层透水性较好时，应优先考虑泥水式盾构。地层以粘性土为主时，优先考虑土压平衡盾构。在掘削面为自稳性较好的软岩时。可以采用全敞开式或半敞开式盾构。从地层沉降控制角度来看，密闭式效果最好，其次是半敞开式，敞开式最差。但是密闭式盾构机必须配备复杂的配套系统和占地较广的泥水循环处理系统，因而造价最高，对场地要求高。

由于本隧道穿越地层主要为砂层，开挖断面大，掘削面稳定差，所以半敞开式盾构和全敞开式盾构不适应本项目的特点。本文仅对泥水平衡和土压平衡密闭式盾构进行综合比选。4.2盾构选型经验

根据德法等国的盾构施工经验，当地层的渗透系数小于l0-7m/s时，可选用土压平衡盾构；当渗透系数在l0-7m/s和l0-4m/s之间时，既可选用泥水盾构，也可在碴土改良的情况下选用土压平衡盾构；当地层的渗透系数大于10-4m/s时，则宜采用泥水盾构[3]。

根据日本的经验，当岩土中的粉粒和黏粒的总量达到40％以上时，通常选用土压平衡盾构机；相反的情况选择泥水盾构机比较适宜，但当地层中粘土含量不足10％时，由于掘削面上很难形成泥膜，掌子面容易坍塌，也不推荐采用泥水盾构[3]。

4.3盾构选型

4.3.1 泥水平衡盾构方案

（1）盾构类型与渗透系数的关系

根据德法等国的盾构施工经验，当地层的渗透系数大于10-4m/s时，宜采用泥水盾构。本海底隧道穿越地层主要为粗砂层，渗透性较强，渗透系数大于l0-4m/s，采用泥水盾构施工是合适的。

（2）掘削面稳定与泥膜的形成

泥水盾构利用泥浆作为支护材料，掘削面的稳定是通过泥浆渗透形成不透水的泥膜，通过泥水压力来平衡作用于掘削面的土压力和水压力，泥膜能否形成对掘削面的稳定至关重要。

由于泥水盾构利用泥水压力对抗掘削面地层的地下水压、土压，同时泥水渗入地层形成不透水的泥膜，所以掘削土体对地层的扰动小；泥水盾构可选用面板型刀盘，增加了掘削面的稳定性，加上泥水压对地下水压的对抗作用，掘削面的稳定性最可靠，适用于高水压水底隧道的施工；由于泥水渗入地层的浸泡作用，致使掘削面地层变得松软，盾构的刀盘掘削扭矩变小，适用于大直径、长距离隧道的施工。

泥膜的形成与否与盾构穿越地层颗粒的有效孔隙J有关[2]，当J3D max（泥水最大粒径）时，全部泥水可经过地层的孔隙流走，无法形成泥膜，易出现逸泥现象，泥水压力管理较困难，易造成掌子面坍塌或地面沉降的危险。当有效孔隙D min

成相对困难。目前，国内外在砂层采用泥水平衡盾构施工的工程很多，如日本东京神田川环七号线地下调节池工程，盾构直径13.7m，穿越地层为洪积粘土、砂质土及砂砾石互层，泥浆中加入分散剂和增粘剂；日本东京湾海底隧道，盾构直径14.14m,，穿越的地层主要为粘土、砂质土及砾质土；上海崇明越江隧道，盾构直径15.42m，穿越的地层主要为粘土、砂质土及砾质土。

所以，本项目在泥水中适当加入增粘剂之后，泥膜的形成完全没有问题，泥水平衡盾构非常适合这样渗透性强、水压力大的海底隧道施工。

（3）复合地层的掘进

复合地层有几种情况：①隧道穿越地层由几种土层组成，每层的物理力学参数各不相同；②断面上部为土体，而下部为岩石；③部分地段为土，部分地段为岩石。本文仅研究第二种情况。根据地勘资料揭示，该隧道中部盾构需要穿过长200～3000m左右的全强、弱风化花岗岩，弱风化花岗岩的单轴抗压强度较高，超过100Mpa。对于这种情况，目前有两种处理方法。一种方法是当盾构掘进到稳定岩层时，在对掘削面进行稳定性加固之后，对盾构刀盘上的刀头进行更换，增加更有利于硬岩掘进的滚刀。深圳地铁一号线和广州地铁三号线中遇到类似的情况，采用更换刀头的方法通过硬岩地层。但是，深圳地铁隧道、广州地铁隧道的盾构直径只有6～10m左右，而本隧道盾构直径达15m左右，如此大断面的复合盾构目前在世界上还没有工程应用的先例。国内盾构生产企业沈阳重工已经生产出直径12m左右的复合盾构用于地铁的建设。另一种方法就是当盾构掘进到硬岩段时，盾构机停止掘进，随后采用钻爆法进行施工，待隧道通过岩层地段后，进行盾构管片拼装，最后继续采用盾构掘进。秦岭铁路隧道由于在中部碰到强度极高的花岗岩和片麻岩后，掘进机掘进速度慢，最后也采用钻爆法完成了中部7000m左右的隧道掘进。秦岭铁路隧道中部采用钻爆法开挖地段的岩石是弱、微风化花岗岩、片麻岩，埋深达1600m左右，具备相当好的钻爆开挖条件，而本隧道虽然穿越花岗岩地层，但隧道上半断面是全风化花岗岩和渗透性极强的粗砂层，渗透系数达到0.37×l0-4m/s，而且长度较短，如果采用钻爆法开挖，则施工风险很大，极易发生塌方涌水事故，不适合本工程。

（4）孤石的处理

根据地勘资料，本隧道可能存在一定数量的孤石。对于直径小于500mm的孤石，泥水盾构可以采用在泥水舱内设置破碎装置进行处理。对于更大直径的孤石，泥水盾构可以先通过超前预报系统进行定位，然后采用在刀盘上安装超前破岩装置来对孤石进行破碎。

（5）掘进速度

由于泥水渗入地层后对地层的浸泡作用，致使掘削面地层变的松软，盾构的刀盘掘削扭矩变小，泥水盾构的掘进速度较土压平衡盾构快，更换刀头的频率较土压盾构低，从而减少了在水下更换刀头时进行掘削面加固的工程量，缩短了工期。

（6）造价

由于泥水平衡盾构需要购置庞大的泥水处理系统，所以盾构造价较高。但从刀具的使用成本来看，如果均使用面板式刀盘的话，由于泥水盾构的刀具有泥水的润滑和冷却作用，土压平衡盾构消耗的刀具费用约为泥水盾构的1.5倍。如果土压平衡盾构采用辐条式刀盘，则刀具费用会大幅度降低。由于泥水盾构掘进速度快，辅助施工量小，工期短，所以从总的工程造价上来看，两者相差不大。

4.3.2 土压平衡盾构方案

（1）盾构类型与粘土含量的关系

本隧道盾构穿越的地层主要为粗砂层，粉粒和黏粒的总量没有达到40％以上，根据盾构选型经验，不适宜采用土压平衡盾构施工。如果要用土压平衡盾构，则需要对渣土进行改良。

（2）掘削面稳定与土压平衡

本隧道盾构穿越的地层主要为粗砂层，塑性差、内摩擦角大、渗透性强，如果采用土压平衡盾构，则掘削面的稳定性差，极易发生喷水现象。

（3）复合地层的掘进

对于本隧道所面临的复合地层，土压平衡盾构在处理上所面临的问题与泥水平衡盾构的相同。

（4）孤石的处理

对于较大粒径的孤石，可以采用辐条式刀盘，采用带式螺旋输送机排出，如采用Φ1000mm带式螺旋输送机可输送的最大粒径为L725mm ×Φ670mm[3]，因此即使未经破碎的孤石也能通过带式螺旋输送机排出。

（5）掘进速度

由于土压平衡盾构刀盘掘削扭矩大，刀盘磨损程度大，更换刀头频繁，掘进速度较泥水平衡盾构慢。

（6）造价

由于土压平衡盾构不需要购置泥水处理系统，所

以设备的购置成本较低。但土压平衡盾构刀盘及刀具磨损程度大，换刀频繁，施工费用较高。

5 方案比选

由于本隧道全长4950m，盾构段长3700m，盾构直径为14.8m，穿越渗透性强的砂层，根据工程规模和地质条件，采用土压平衡盾构是不合适的。

从地质条件、水文条件、土层颗粒组成、掘削面稳定性、复合地层处理、孤石处理、掘进速度、造价各方面来综合考虑，本工程采用泥水平衡盾构是合适的。泥水平衡盾构掘削面稳定性好、刀盘的掘削扭矩小，盾构掘进速度快，刀头磨损程度低，适用于大直径、长距离、高水压水底隧道的施工。

鉴于本工程的特点，如果采用盾构机穿越硬岩地层，单纯的泥水盾构将不能胜任，必须采用适合于岩土地层掘进的大断面复合盾构。但是，如此大断面的复合盾构，目前世界上制造经验较少，但根据国内外当前的建设实践和技术水平，只要通过深入的研究和必要的科学试验，采纳国际先进技术和引进先进设备，大直径复合盾构是可以制造出来。

6复合泥水盾构施工典型工程

由于本项目须采用适合于岩土地层掘进的大断面复合盾构。下面介绍一些国内外采用复合泥水盾构施工的典型工程，提供参考。

（1）广州地铁二号线

广州地铁二号线南起海珠区的琶州，北至白云区的新市，线路全长23.32kin。区间隧道衬砌外径为6.0 m，内径为5.4 m。

隧道主要埋置于全风化～中风化夹杂综合岩带、中风化带、微风化带岩层中，见图3.

刀盘采用全断面滚刀和标准割刀组合布置的形式来开挖岩体，既能开挖强度较大的微风化岩层，又能适应强度较底的强风化岩层的施工。

刀盘切削直径D=6210mm，刀盘转速刀n≤3r／min，推进速度v=30mm／min。

图 3 局部地质纵断面

Fig 3 local geology skiagraph

（2）马来西亚SMART隧道

SMART隧道位于马来西亚吉隆坡市，为泄洪及公路合建隧道，盾构隧道全长5400m，盾构机直径13.21m。隧道主要穿越区为强度较高的石灰岩。隧道断面及盾构机见图4，地质纵断面见图5。

图 4 SMART隧道断面及盾构机

Fig 4 tunnel section and shied of SMART

图 5 SMART隧道地质纵断面

Fig 5 geology skiagraph of SMART tunnel

（3）俄罗斯Silberw ald隧道

Silberw ald隧道位于俄罗斯，为高速公路隧道，盾构隧道全长2220m，盾构机直径14.20m。隧道主要穿越区为中粗砂、粘土及中等强度的石灰岩。隧道地质纵断面见图6。

图 6 Silberw al d隧道地质纵断面

Fig 6 geology skiagraph of Silberw al d tunnel

7 结束语

根据工程地质、水文地质条件及其它影响因素，本项目应采用大直径耐腐蚀的泥水复合盾构。根据国内外复合泥水盾构类似工程应用情况来看，大直径泥水盾构的制造是可行的。

参考文献：

1 刘洪洲. 超大直径盾构机的选型问题. 公路隧道,2006,53(1):9-13. (Liu HongZhou. The problem to choose a large diameter shield. Road tunnel, 2006, 53(1):9-13.)

2张凤祥,朱合华,傅德明.《盾构隧道》,人民交通出版社,2004,183-184. (Zhang Fengxiang, Zhu Hehua, Fu Deming,《shield tunnelling method》.the people communication press ,2004,183-184.)

3 唐键, 陈馈. 成都地铁试验段盾构选型探讨,建筑机械化2006,6:43-45. (Tang Jian, Chen Kui, Discussion to shield choice of CHENDU metro tunnel test segment, Construct mechanization,2006,6:43-45)

水文地质调查方法..

第二章水文地质测绘 水文地质测绘（水文地质填图）––––是以地面调查为主，对地下水和与其相关的各种现象进行现场观察、描述、测量、编录和制图的一项综合性工作（一种调查手段）。 目的：为地区规划或专门性生产建设提供水文地质依据。 提交成果：图件––––水文地质图；报告––––水文地质测绘报告等。 水文地质测绘是水文地质调查的基础，在水文地质普查阶段，主要是进行水文地质测绘，在勘探阶段，测绘则是退居次要地位。 通常在相同比例尺的地质图上填水文地质图。 若没有地质底图，则要同时进行地质图，水文地质图的填图，这时称为综合性地质—水文地质测绘。此种测绘所用的地形底图比例尺，一般要求比最终成果图的比例尺大一倍。 §1 水文地质测绘的任务 一、水文地质测绘的主要任务 水文地质测绘的主要任务是解决下列问题： （1）测区内地下水的基本类型及各类型地下水的分布状态、相互联系情况； （2）测区内的主要含水层、含水带及其埋藏条件；隔水层的特征与分布； （3）地下水的补给、径流、排泄条件； （4）概略评价各含水层的富水性、区域地下水资源量和水化学特征及其动态变化规律；（5）各种构造的水文地质特征； （6）论证与地下水有关的环境地质问题。 二、水文地质测绘的主要内容 为完成上述任务，水文地质测绘一般应包括下述调查内容： （1）基岩地质调查； （2）地貌及第四纪地质调查； （3）地下水露头的调查； （4）地表水体的调查； （5）地表植物（即地下水的指示植物）的调查； （6）与地下水有关的环境地质状况的调查。 也就是说，水文地质测绘是综合性的调查研究工作。 三、水文地质测绘的主要成果 水文地质测绘的成果主要有：①水文地质图（包括具代表性的水文地质剖面）；②水文

水文地质条件的各种描述实例

一、XXXXX水文地质条件 评估区内地下水根据地层岩性、含水介质等，可分为松散岩类孔隙水和碳酸盐岩裂隙溶洞水二种类型，分述如下： 1、松散岩类孔隙水：主要赋存于评估区内第四系残、坡积粉质粘土层，平时没有水，雨季时暂时形成上层滞水，水量贫乏，分布不连续，无统一水位，接受大气降水补给，下渗补给基岩裂隙水为其排泄的方式之一，该类地下水对工程建设无影响。 2、碳酸盐岩裂隙溶洞水：评估区地下水主要赋存在下二叠统茅口组（P1m）灰岩岩溶裂隙中，据区域水文地质资料，本区岩溶发育，地下河发育，区内岩溶水量丰富，地下水埋藏深度为10m～50m，主要接受大气降水补给，沿岩溶裂隙渗流或以地下河的形式流动，向东排入澄江河。 据《XX幅区域水文地质普查报告》，评估区所在区域松散岩类孔隙水大部分覆盖于岩溶水之上，两者水力联系密切，孔隙水水位一般高于岩溶水，因此下渗补给岩溶水是其排泄的方式之一。地下水主要补给来源是降雨入渗补给，此外地表水也是一种普遍的补给来源，通过溶蚀裂隙和落水洞渗入地下补给岩溶水，评估区岩溶水的排泄最终汇入场地东面的澄江河，地下水补、径、排条件简单。 区域上地下水富集程度一般受降雨地形地貌、植被和构造裂隙的控制，从地形地貌上看，评估区属岩溶谷地地貌，总体地势平坦，岩溶洼地发育，有利于地下水富集，区域地下水埋藏较浅，与东面的澄江河存在水力联系，澄江河水位升降，影响评估区内地下水位，建设

场地地下水位的波动对场地地基、特别对地势较低洼区段的地基稳定产生一定的影响。 综上所述，区内水文地质条件较差。 二、“XXXXX”水文地质条件 评估区内地下水根据地层岩性、含水介质等，可分为松散岩类孔隙水和碳酸盐岩裂隙溶洞水二种类型，分述如下： 1、松散岩类孔隙水：主要赋存于评估区西部山坡及平地第四系残、坡积层（Q dl+el）含角砾粉质粘土，平时没有水，雨季时暂时形成上层滞水，水量小，分布不连续，无统一水位，接受大气降水补给，下渗补给基岩裂隙水其排泄的方式之一，最终排泄入龙江河，该类地下水对工程建设无影响。 2、碳酸盐岩裂隙溶洞水：主要赋存在下石炭统大塘组（C1d）灰岩裂隙、溶洞中，评估区及周围岩溶弱发育，据广西水文地质工程地质队编制的《XXX幅区域水文地质普查报告》（1/20万）及野外实地调查，评估区溶沟、溶槽弱发育，区域泉流量小于10升/秒，迳流模数1～3升/秒.平方公里，地下水埋藏深度10～50米。 评估区地下水位与北东面龙江河水位一致，受河水水位涨落控制。拟建项目据龙江河较远，地基位置远高于河水位，地下水对场地工程建设影响不大，评估区地形总体为向东倾的单面斜坡，区内无断层经过，从地形地貌上看，不利于地下水富集，建设场地最低标高高于当地最低侵蚀基准面。

超大直径盾构隧道工程技术发展

超大直径盾构隧道工程技术的发展 傅德明周文波 上海市土木工程学会 摘要：论文介绍了日本、德国的直径大于14m的盾构法隧道工程技术的开发及在越江跨海和城市地下道路工程中的应用过程。近6年来，我国上海在越江道路隧道工程中采用φ14.89m 盾构施工2条双层4来4去8车道的超大断面隧道；又在长江底下采用2台φ15.43m盾构连续掘进2条长7.5km的3来3去6车道的超大断面隧道；还在市中心外滩道路下掘进了1条双层3来3去的车行隧道。论文展望了国内外超大断面盾构隧道工程技术的发展和应用前景。 关键词：盾构隧道超大直径工程技术 1．超大直径盾构隧道工程技术的发展 国外盾构法隧道工程技术在近20年来向大深度、大断面、长距离的方向发展并建成一批超大直径的海底隧道和城市道路隧道。世界上第一个直径大于14m的超大直径盾构隧道工程是日本东京湾的海底道路隧道工程[1]。长9.4km的隧道采用8台φ14.14m泥水盾构掘进施工,于1996年竣工，见图1所示。盾构采用先进的自动掘进管理系统、自动测量管理系统和自动拼装系统,8台盾构各掘进了约 2.6km并在海底实现了对接,体现了高新技术在盾构法隧道工程中的应用。隧道最大埋深60m，在粘土和砂性土中掘进，隧道管片分为11块，厚度65cm，结构计算采用弹性地基梁模型，接头弹簧系数经管片接头实验取得。 图1a 东京湾道路隧道工程平、剖面图 1997年6月，日本东京营团地铁7号线麻布站工程[2]，采用1台Φ14.18m母子式泥水盾构掘进机，掘进一条长364m的3线地铁隧道后进入通风井，然后从大盾构中推出Φ9.70m的盾构掘进777m的双线隧道。这是世界是第一台大直径的母子式盾构，体现了盾构技术的新发展。

特殊地段及复杂地质条件盾构施工技术措施

特殊地段及复杂地质条件盾构施工技术措施 一. 盾构下穿河流（续） 1.应对江河地段水文地质条件、河床、河堤状况、水流速度、水深、淤泥层厚度、岸边建（构）筑物情况及保护要求进行详细调查。必要时进行补堪，确定河底地质。 2.应对地质勘探孔位进行调查确认，防止河水从勘探孔灌入隧道。 3.盾构应具有土仓加泥或泡沫的功能，螺旋输送机应设有防喷装置。 4.穿越时在土仓和刀盘前注入泡沫、膨润土改善渣土性能，防止涌沙突水发生。 5.盾构机刀盘处于河岸前一倍覆土厚度时，应逐渐降低土仓压力，到达河岸下方时，土仓压力应与浅覆土的河流段土压力相等。确保快速通过危险区域。 6.穿越前，应对盾尾密封系统做全面检查和处理。使用优质盾尾油脂，掘进中不断地对盾尾密封注入油脂，保证每环30kg以上。防止泥水和浆液进入盾体。 7.严格控制盾构操作，控制好盾构的各项参数，调整好盾构推进油缸的压力差及各组推进油缸的行程，避免盾构上浮。注浆材料加入早强剂，块速达到强度。 8.注浆压力在理论上减小0.05—0.1MPa，避免形成劈裂注浆，造成河水倒灌。必要时，可每１０环压注一次环箍（双液浆、水泥浆），防止窜浆，增强盾尾防水能力。注浆时应注意管片变形及隧道上浮。保证出渣量与掘进速度一致，避免“冒顶”。 9.掘进时保持土压平衡，停止掘进时保持土仓压力为正常值的1.1—

1.2倍。 二．穿越风险源施工 盾构穿越铁路、桥梁、建(构)筑物、大型管线、河流、胡泊、主干道路、不良地质地段（简称穿越施工）： 1. 盾构机组装时，禁止使用劣质盾尾刷；使用优质盾尾油脂，防止盾尾漏浆。 2.加强盾构机检修、保养工作，保持盾构均速、快速施工，避免非正常停机。 3.确保盾构机姿态，减少姿态调整引起的土层扰动，必须纠偏时每环纠偏量控制在4mm以内。 4.必须对同步浆液的稠度进行现场测试，浆液水泥含量不得低于120kg/m3,稠度不得大于11，浆液初凝时间不得大于6小时。 5.必须进行“持续”注浆，即：除同步注浆和二次注浆外，盾尾与二次注浆之间的管片（一般为5—8环），在不能实现二次注浆之前，必须进行间歇注浆。必须保证从同步注浆开始，盾尾以后的所有管片都能实现即时注浆，以控制地面沉降。 6.必须加大监测频率，根据监测数据及时调整土仓压力，注浆压力及注浆量。 7.必须坚持精细化施工，每天至少两次进行穿越过程书面作业，即：核对盾构机与地面建（构）筑物的精确对应关系，分析监测结果，对沉降部位及时采取措施。 三. 浅覆土地段推进 （覆土厚度不大于盾构直径的地段）

某水电站坝区水文地质条件研究

某水电站坝区水文地质条件研究 发表时间：2018-03-07T12:18:46.560Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第29期作者：靳锴樊学文余国祥宋宇[导读] 某水电站水库正常蓄水位高程825m，水库总库容206亿m3，电站枢纽由拦河坝、泄洪消能设施、引水发电系统等主要建筑物组成。浙江华东建设工程有限公司浙江杭州 310014 摘要：水文地质条件是进行坝址及地下建筑物防渗排水设计的重要依据。本文在查明坝区水文地质条件的基础上，对坝区水文地质结构、水化学特征及岩体渗透性等进行了深入研究。分析表明，坝区裂隙水埋藏及渗流复杂，坝基岩体以弱透水性为主，存在坝基渗漏及绕坝渗漏问题。坝区渗透稳定问题主要是软弱结构面的渗透稳定问题。通过设置防渗帷幕，可以减少坝基渗漏及绕坝渗漏，防止产生渗透变形。 关键词：水文地质结构、水化学特征、岩体渗透性、渗透变形 1 前言 某水电站水库正常蓄水位高程825m，水库总库容206亿m3，电站枢纽由拦河坝、泄洪消能设施、引水发电系统等主要建筑物组成。坝型为混凝土双曲拱坝，坝顶高程834m，最大坝高289m。地下厂房分别布置于两岸山体内，电站装机容量16000MW。 2 坝区基本地质概况 坝区属中山峡谷地貌，地势北高南低，向东侧倾斜。河流由南往北流，河谷呈左岸低、右岸高的不对称“V”字型。坝区位于联合乡背斜东翼，大跨山向斜西翼，为倾向SE的单斜构造，岩层产状N35~55°E，SE∠15~20°，缓倾上游偏右岸坝区出露二叠系上统峨眉山组（P2β）玄武岩，岩性有块状玄武岩、柱状节理玄武岩、角砾熔岩、凝灰岩。玄武岩岩质坚硬，饱和单轴抗压强度大于90MPa；凝灰岩岩质较软，为17MPa。 3 坝基岩体及结构面分类 坝基岩体分类定性指标取岩性、岩体风化卸荷、岩体结构、错动带发育程度、地下水，定量指标取声波波速、地震波波速、岩体块度或RQD值、错动带间距、透水率。根据以上分类指标，结合现场岩体力学试验成果，将坝基岩体共分为Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅴ共四类七个亚类。 根据胶结程度、起伏程度、物质组成等，将软弱结构面分为岩块岩屑、岩屑夹泥、泥夹岩屑型。软弱结构面一般宽5~30cm，带内物质多见岩屑、泥质。 4 水文地质条件 坝区地下水主要有覆盖层孔隙潜水和基岩裂隙潜水。部分钻孔在揭露缓倾角错动带等结构面时，孔内地下水位出现抬升的情况，因此坝区还存在局部裂隙承压水。坝区地下水位具如下特征： （1）坝区两岸地下水位埋藏深，除近河边孔外，埋深多在100m以上，其中左岸埋深范围变化相对较小，埋深在100~170m。右岸岸坡陡峻，埋深范围变化大，为100~400m。 （2）左岸随距河谷水平距离的增大，水位逐渐抬高，与地形对应性较好，可划分为三段。第一段为近河谷段（距河边150m内），水位低缓，可形成较统一的水面，与河水位基本一致，水力坡降在5%以下。第二段为岸坡段（距河边150~350m范围内），与陡峻的地形一样，水位高程急剧变化，水位差达150m，水力坡降50%~100%，是地下水活动最强烈的地段。第三段为坡顶段（距河边350~550m范围内，一般距谷肩100m以里），该段地下水位相对较统一，水位埋深在100~150m之间，水面与地形面坡度基本一致，水力坡降约10%。右岸近河谷段地下水位与河水位基本一致。其余水位高程分布散乱，高低悬殊，相邻钻孔水位差可达百米，水力坡降自10%~300%均有分布。 （3）两岸地下水位变幅在1.7~21.1m之间。近河谷段水位变幅大，为10~20m，与河水位变幅一致。远离河谷段水位变幅在10m以下，干湿季节水位差别不大，表明降水难以直接下渗补。 5 水文地质结构特征 玄武岩水文地质结构以裂隙结构为主，可进一步划分为块裂结构、网络裂隙结构和脉状结构。脉状结构由断层及缓倾错动带构成，构成渗流场的主干网络。脉状结构在垂直结构面方向上阻水，平行于结构面方向导水，具有非均质性和各向异性。错动带上、下盘有相对独立的水流系统，上盘岩体裂隙水接受垂向补给后，主要沿错动带水平向往岸坡排泄，少量垂直向下排泄。由于地下水主要发生近水平向流动，下盘岩体垂向上得不到充足的补给，便产生了分层现象，钻孔揭穿缓倾角错动带时，地下水位突降。 6 水化学特征 两岸裂隙水分浅部、中部和深部三个水质带。浅部水质带与地表水相近，水质类型以HCO3--Ca2+?Mg2+为主，或HCO3-?SO42--Ca2+?Mg2+，分布于距岸坡水平距离50~100m的块裂结构岩体内。中部水质带为浅部重碳酸盐型水向深部硫酸盐型水的过渡带，水质变化较大，与浅部裂隙水最大区别是K++Na+增加、Ca2+、Mg2+减少，弱酸减少、强酸增加，水质有HCO3--K++Na+、HCO3-?SO42--Ca2+? Na+等类型。深部水质带分布于离岸坡水平距离约200m的山体内，水质类型主要为CO32-?SO42--K++Na+、PH值大于9的强碱性极软水。坝区地表水、岸坡裂隙水对混凝土不具腐蚀性，但深部水质带对混凝土具溶出类腐蚀性。 7 岩体渗透性研究 通过现场大量的原位试验及室内试验，查明了坝区各类岩体及软弱结构面的透水性，见表1、表2。表1 玄武岩渗透系数建议值

水文地质条件

水文地质条件 依据水文地质区分原则,将工作区分为第四系孔隙水水文地质区和岩溶水水文地质区。第四系孔隙水水文地质区指平原区，岩溶水水文地质区是指西部山区， ①第四系孔隙水水文地质区 a.包气带及岩性 包气带岩性结构主要受第四纪沉积物的成因类型控制，包气带厚度则主要受潜水水位影响。 全淡区包气带岩性以亚砂土、亚粘土、中沙、粗砂为主，局部有砂砾石层，包气带厚度20-50没，有咸水区包气带岩性以亚砂土、粉砂、细砂为主，包气带厚度：10-15m,中部在6m左右 b.含水层的划分 平原区含水层划分为浅层和深层两个含水层，全淡水浅层为第一水组合第二水组，深层为第三水组，有咸水区浅层为第一含水组，深层指咸水界面以下的含水组。 c.地下水补、径、排条件 本区地下水总的流向趋势为自西向东。70年代开始，由于大量开采地下水，使地下水补、径、排条件发生变化。 浅层地下水补、径、排条件 浅层地下水主要补给来源为大气降水入渗和灌溉回归入渗，由于区内地形平坦，坡度小，侧向径流微弱，排泄方式：全淡水区和浅层淡水开采区以人工开采为主，由于浅、深层水位较大，浅层水位向下部越流也是一种排泄方式。 深层地下水补、径、排条件 深层地下水因被超量开采，致使水位逐年下降，形成了区域降落漏斗，改变了初始的地下水流场，水位大部分区域向漏斗区径流，排泄方式为人工开采。 ②岩溶水水文地质区 总面积3843km2 ,其中西部变质岩和石英砂岩面积2204.4km,灰岩裸露区面积338.6km,灰岩覆盖区面积1300km2，是一个完整的补给、径流、排泄系统。 a.包气带及岩性 分部于西部的灰岩裸露区和灰岩浅埋区，面积700km左右，包气带自西向东由厚变薄，主要岩性为寒武岩、奥陶系的碳酸盐岩，岩溶发育，形态有溶孔、溶隙和溶洞，溶洞发育具有明显的成层性，给大气降水和地表水渗入补给岩溶水创造了良好的储存空间和运移通道，降水入渗系数可达0.72。 b.含水岩组及其特征 岩溶地下水是一个非匀质、各向异性的复杂含水体。依据地层岩性、结构特点，地下水赋存条件及水动力特征，把岩溶含水系统划分为三个含水岩组，即寒武系含水组、下奥陶含水岩组、中奥陶含水岩组。寒武系含水岩组一般在构造部位富水性较好，其他部位富水性较差，钻孔单位涌水量一般在0.437-14.6,化学类型为重碳酸钙镁型；下奥陶含水岩组岩溶发育成层较好，富水性较强，为良好的开采层位，钻孔单位涌水量0.71-110.3，水化学类型为碳酸钙型；中奥陶含水岩组广泛分布于该区中西部，一般富水性极强，在排泄区一带钻孔单位涌水量可达200，水化学类型为重碳酸钙和重碳酸镁型。 c. 岩溶水补、径、排条件

浅谈复杂地质条件下基坑支护施工技术

浅谈复杂地质条件下基坑支护施工技术 陈伟卞晓祥陈元 （江苏省华建建设股份有限公司深圳分公司） 【摘要】：文章以南科大及深大新校区拆迁安置产业园区（二期）工程基坑支护4-4剖面三重管高压旋喷桩止水帷幕施工为例，对其方案设计、成桩原理、参数选定作了阐述，介绍了具体的施工工艺和施工要求，并提出了质量控制和保证措施。 【关键词】：高压旋喷桩、止水帷幕、质量控制 1、工程概况 本工程位于深圳市南山区塘朗村，场地原始地貌为剥蚀残丘及冲沟，基坑坑深约5.6~12.35m，场地内分布的地层主要有第四系人工填土层（Qml）【杂填土】，具有组成不均，变异性大，呈松散状态，压实性差其工程特性差，不可作建筑物的基础持力层；第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）【含有机质粉质粘土】，具有高压缩性，承载力低等特性，工程地质状况差，未经处理不可作建筑物的基础持力层；第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）【砾砂】，承载力一般；第四系残积层（Q3el）【砾质粉质粘土】具有较高承载力，较低压缩性，可作多层及小高层建筑基础持力层；场地下伏基岩为燕山期地层（y53）粗粒花岗岩【全风化花岗岩】为刚性地基，有良好的基础持力层。 2、旋喷桩设计方案 依据场地B和C区基坑深度大部分在7~10m之间，在此开挖深度内分部的地层以人工填土层、含有机质粉质粘土、砾砂（2-2层）、粘土、含砾粘土、砾砂（4层）及砾质粉质粘土为主，土的自稳能力差，综合考虑场地工程地质、水文地质及施工等条件，故1-1、5-5、6-6剖面采用有限放坡结合土钉墙的支护型式；D区基坑开挖深度在19~24m之间，该区地层以人工填土层、含有机质粉质粘土、砾砂（2-2层）、粘土、含砾粘土、砾砂（4层）及砾质粉质粘土为主，土的自稳能力较差，因此此部位3-3剖面采用桩锚支护。由于4-4剖面处有近10m的人工填土层、场地地下水位较高、且紧临军事用地。故4-4剖面段采用冲（钻）孔排桩加预应力锚杆（锚索）加内支撑（三重管高压旋喷桩止水帷幕）支护型式，本文结合南科大及深大新校区拆迁安置产业园（二期）基坑支护工程实例，对4-4剖面复杂地质情况下基坑支护中的三重管高压旋喷桩止水帷幕进行论述。

水文地质调查方法与技术要求

水文地质调查方法 第一章水文地质调查工作概述 §1 水文地质调查的目的、任务与重要性 目的：为工程项目设计或国民经济发展规划的制定提供水文地质依据。 任务：查明水文地质条件，地下水的形成、赋存、运动特征，水质、水量的分布、变化规律，为利用或排泄地下水提供水文地质依据。 重要性：（1）水文地质资料来源于调查；（2）水文地质调查是一项费用高、工期长的工作；（3）既要有高水平的专业理论知识，又要懂得如何进行水文地质调查。 §2 水文地质调查工作的类型 按其目的、任务和调查方法的特点分为三类：（1）区域性水文地质调查；（2）专门性水文地质调查；（3）地下水动态和均衡的监测。 一、区域性水文地质调查 目的：为制定某项国民经济的远景规划提供水文地质依据。或为某项专门任务提供区域性的水文地质背景资料。 任务：概略查明区域水文地质条件，包括地下水的类型，埋藏分布条件，水量水质形成条件，地下水资源的概略数量。 范围：较大，几百、几千或上万平方公里。 比例尺：一般小于1﹕10万。 二、专门性水文地质调查 目的：为某项具体工程建设项目的设计提供水文地质资料，或为开展地下水某方面的专项研究所进行的水文地质工作。 任务：详细查明调查区水文地质条件，解决所提出的生产实际问题，保证工程项目设计所需的水文地质资料。 范围：一般较小，视工程项目的规模而定。 比例尺：一般大于1﹕5万。

三、地下水动态和均衡的监测 目的：查明水位、水量、水质等随时间的变化规律。进行任何类型的水文地质调查都需要地下水动态和均衡方面的资料。为管理、保护地下水资源，保护生态环境服务。 时间：有长有短。 监测项目：水位、水量、水质等。 §3 水文地质调查工作阶段的划分 一、水文地质调查工作阶段划分的必要性 水文地质调查工作阶段划分主要针对专门性的水文地质调查，专门性的水文地质调查任务一般都是分阶段进行的，其原因主要是，专门性水文地质调查是为工程建设项目设计服务的，而项目的设计工作一般都是分阶段进行的，不同设计阶段所需水文地质资料的内容和精度也有不同的要求，因此水文地质调查也应划分为相应的阶段来进行。 二、水文地质调查阶段的划分方案 我国不同部门对供水水文地质调查阶段的划分见下表： 从上表可见，城市供水水文地质勘查，不同部门所划分的阶段数和各阶段的任务基本一致，仅阶段的名称有所不同。 农田灌溉供水水文地质调查，一般划分为：普查、详查、开采三个阶段。 矿床水文地质调查，原则上应与矿床地质勘探的划分相一致，划分为：普查、初勘、详勘三个阶段，对某些矿床，把详勘又划分为详查与精查两个阶段。

水文地质调查的主要内容及工作方法[详细]

水文地质调查的主要内容及工作方法 第一节观测路线和观察点的布置 水文地质地面调查工作是针对勘查地区的地质、地貌、水文地质等情况进行调查研究的重要方法,是认识和掌握水文地质规律的必要过程.进行水文地质地面调查时,首先要布置好观测路线和观测点. 一、观测路线的布置 应用最短的路线取得最多的成果,原则上要横穿地层走向或地貌单元,具体还要结合好露头及水点分布等情况灵活掌握(即垂直地层走向,构造线;垂直河流、阶地;穿过湖河沼泽地段,井泉分布点及分水岭等).另外在露头好的地段,还应顺着构造线或河谷进行追索.总之应以看得多,见得全,最多获得地质、地貌及水文地质资料为原则.路线布置要有重点,又要照顾一般.在地质、地貌条件复杂或地质、地貌具有典型意义的地区,观测路线应当密些;相反在地质、地貌条件较为简单地区,观测路线可以适当稀一些. 二、观测点的布置 观测点应布置在观测线上最有意义的地方,即地层分界线、构造断裂带、破碎带、假整合面、不整合面、褶皱轴线,岩浆岩与围岩接触带、变质岩分带区、阶地边缘,地表水体、井、泉、钻孔、自然地质现象(滑坡)发育处及标志层,典型露头及岩性,岩相变化带等处.地质地貌观测点不能均匀布置,应视有无意义而定,不定可有可无的点.水文地质点布置,除考虑不同地貌单项元,不同含水层外,还需考虑水点的均匀性.如果缺乏水点,则应考虑进行人工揭露,弥补水点之不足或水点的不均匀性. 三、野外填图及定点描述 1、野外地质填图 (1)地质填图所用地形底图的比例,应比成图比例尺大一级,如不具备条件,至少也需同等比例尺的地形图做底图. (2)在野外测绘过程中,要把观测点、线、试坑,地下水动态长期观测点等位置,准确地绘在地形图上;地质体、地质年代、构造线、地貌以及水文地质现象等,必须按规定的符号和线条勾出并严格区别实测与推测界线.

复杂地质条件下的岩土工程勘察方法

复杂地质条件下的岩土工程勘察方法 发表时间：2019-04-26T16:27:19.877Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：陈毕良 [导读] 摘要：随着我国整体经济的快速发展，我国各行业发展都非常迅速。 福建岩土工程勘察研究院有限公司福建省泉州市 362000 摘要：随着我国整体经济的快速发展，我国各行业发展都非常迅速。在进行岩土工程勘察工作前，需要对施工现场的实际地质条件进行勘察。针对复杂的地质条件，普通的勘察技术并不能达到预期的目标，需要立足于实际地形条件采取相应的勘察技术。 关键词：复杂地质条件；岩土工程勘察方法 引言 科学技术的快速发展使我国快速进入现代化发展阶段。由于我国占地面积比较辽阔，所以相比较来讲我国整体地形也具备极强的复杂性，虽然部分区域具备良好的地质条件，但是依旧有一部分区域存在地质条件较差的情况，最常见的就是松软或者是湿陷地质等，也正是因为这些区域地质条件的复杂性与特殊性，导致岩土工程勘察作业的难度大大增加，在严重降低勘察效率与质量的情况下，勘察结果的准确性也无法得到保证。 1简述复杂地质条件 在当下的岩土工程勘察工作中，根据地质条件的复杂难易程度，基本可以分为三级，从难到易分别为一级、二级和三级。三级地质下的岩土勘查工作难度相对比较低，岩土种类并不复杂，并且地下水的影响也很小；在大多数的岩土勘察工作中基本都是在二级地质条件下进行的，岩土种类相对来说比较复杂，地下水的影响相对也比较大，但是其综合处理难度并不算太高；作为一级地质条件，它所处于的地质环境非常复杂，并且发生地质灾害的可能性比较大。同时地形和地貌的复杂程度也远超上两个级别，属于复杂地质条件。对于复杂地质条件，其对于工程建设所产生的影响非常大，恶劣的地质以及水文条件，比如冻土、湿陷性、盐渍性岩土等等，大大增加了工程的难度以及成本，此外人为因素的影响对于这些地质也会产生较大影响。要做好复杂地质条件下的岩土勘察工作，需要注意以下几方面的工作：第一，认真仔细的收集要勘察地区的资料信息，比如气象情况、地质资料等，以此为基础展开初步的资料整理和分析，以完成对勘察区域内地质构成、土层分布、形成原因等的掌握；第二，全面勘察勘查区域内的地下水分布情况、动植物分布情况等。 2复杂地质条件下岩土工程勘察的现状 （1）未能有效控制勘察进度，就我国现阶段岩土工程勘察作业来讲，有很大一部分勘察队伍并未认识到施工计划的重要性，导致其在实际施工之前，并未制定相关施工计划或者是无法保证施工计划的合理性与严密性。如此一来勘察队伍在具体施工的过程中，突发状况的概率会大大增加，同时由于施工计划的不完善，也会致使突发状况不能得到及时处理，从而陆续出现各种有关问题且难以控制，严重阻碍了勘察作业的顺利进行。此外，还有部分因素也会造成岩土工程勘察进度落后的问题，比如勘察队伍未能明确掌握勘察地点的实际情况，未注重分析地层结构间存在的差异以及原位置的勘察结果不准确等，都会使勘察作业的整体进度受到严重影响，降低工程建筑的最终质量。（2）勘察工作质量不达标，勘察人员在进行原位测试的时候，必须要以相关标准和规范为根据严格执行，但就目前情况来看，在岩土工程具体施工过程中，经常会出现勘察人员偷懒走捷径的问题，如果不能得到及时解决，将会在一定程度上对勘察作业的最终质量产生直接影响。这一点问题尤其体现在大型工程上，由于此类工程的勘察作业绝大部分都会采取多钻机平行作业的勘察方式，相比较来讲技术人员也占据了较大的比重，导致勘察班组之间配合度较低，最终统一整理资料的工作也会难以进行，在很大程度上阻碍了勘察资料与经验的累积。 3复杂地质条件下岩土工程勘察的具体方式 3.1对先进岩土工程勘察技术的运用 （1）地质测绘以及岩层钻探法。在复杂地质条件下进行岩土工程的勘察工作，要对其地形、地貌特点等情况予以认真的分析，进而对其所具有的岩土层风化程度予以鉴定。在进行岩土工程勘察这一工作中，可以利用KY-205型钻机，同时也可以采取全部采芯、回转钻等方法。砂土层岩芯的采取率在75%以上，粘性土岩芯的采取率也在90%以上，因此就要对其所具有的图层特点予以仔细的观察，之后再确定复杂地质条件中岩土工程的勘察指标。（2）进行原位测试的试验。通过对原装液压经理接触探头的利用，实现经理触探试验这一工作，同时将其所收集到的信息录入到电脑中。与此同时在开展标准贯入试验的过程中要使用标准的落锤自由落体法，并做好清孔工作。在室内开展的岩土工程勘察试验，也要利用此种方法对岩土的力学指标予以判定。 3.2健全相关勘察制度 从大多数工程的岩土工程勘察来看，重视工程设计而忽略勘察重要性的状况屡屡出现，导致这一问题出现的根本原因就是相关勘察制度健全性与合理性的缺失。因此，在复杂地质条件的影响下，为保证勘察作业能够顺利实施，并且使结果有效性得到真正提升，岩土工程勘察制度的创立并不断完善必须要得到重视。科学合理的勘察制度是岩土工程勘察工作进度得以保证的基础性前提，与详细的施工计划相结合，能够在确保勘察队伍工作效率的基础上，使相关标准与执行规范得到进一步的明确落实，从而在最大程度上提升勘察作业的最终质量，有效提升企业与工程承包商的经济效益。 3.3做好地下水的勘察工作 岩土工程勘察过程中遇到复杂地形地质环境，需加强地下水勘察。在此过程中，需与地下水观测一同进行，并与最终钻孔工序同一天完成。对地下水进行观测的过程中，需全方位的分析对地下水产生影响的因素，对水文给予科学的测定，保证水文测量深度。同时需对近年来此区域最高水位与具体水文变化状况给予有效的分析，并获取最佳的水位值。如果钻孔层深包含2个或2个以上水位时，需通过套管将其做好隔离，并测量水位层。 3.4注重勘察数据的记录与整理 通常情况下，复杂地质条件下的岩土工程勘察完工之后，会由专业人员对勘查数据进行分析与整合，并按照相关标准整理出勘察材料。对于勘察单位与勘查队伍来讲，整理并编写勘察材料的工作意义非凡，对相关数据归类整理并记录在册，能够为下一次的勘探工作提供经验且奠定基础。与此同时，相关人员在整理资料的时候，一定要明确掌握原始数据实验结果以及工程实际测量数据，并在此基础上认真完成对比工作，了解其中的差异，并对其生成原因进行合理详细的分析，进而使技术措施的合理性得到保证。勘测标准是必须要严格执行的，相关人员在整理勘察资料之后，必须要将其上交给上级管理部门或者是管理人员核实，且实际检查数量必须要保证在2次以上，勘察

大直径泥水盾构水下接收关键施工技术

大直径泥水盾构水下接收关键施工技术 发表时间：2019-07-29T12:16:43.343Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：陈郁忽慧涛莫康康 [导读] 摘要：伴随我国城市建设的飞速发展，盾构法施工因施工扰动小、机械化程度高等诸多优点，在大断面、穿越江河及海底隧道中应用实例越来越多，而如何顺利、安全接收盾构机出井也成为诸多工程不可回避的问题。 中交一公局集团有限公司北京 100024 摘要：伴随我国城市建设的飞速发展，盾构法施工因施工扰动小、机械化程度高等诸多优点，在大断面、穿越江河及海底隧道中应用实例越来越多，而如何顺利、安全接收盾构机出井也成为诸多工程不可回避的问题。本文通过介绍南京市纬三路过江通道工程S线大直径盾构机水下接收过程中涉及的冷冻加固、基座施工、洞门凿除、接收井回灌及清渣、盾构接收段掘进等施工内容，阐述了大直径泥水盾构机水下接收的关键工序及施工控制难点，为今后类似工程提供参考及借鉴。 关键词：大直径盾构；加固；水下接收 1、工程概况及地质 1.1 工程概况 本工程S线盾构段里程为SDK3+553～SDK7+687.6，全长4134.6m。长江南岸大堤宽度为40m，大堤防洪墙里程为SDK7+266，盾构穿越防洪墙位置盾顶覆土厚度约为33.6m，盾构到达接收段里程为SDK7+400~SDK7+687.6。 图1.1纬三路过江通道平面示意图 1.2 接收段水文地质 盾构接收段地层从上到下依次为淤泥质粘土、粉砂、粉质粘土；处于长江漫滩沉积地貌单元，地势较为平坦，地面标高为6米至9米，水系比较发育，地下连续墙主要埋深在③1粉质黏土及以下。据地堪资料显示，S线江南工区接收工作井处地层特征如图1.2所示。 工程所在区域气候较为湿润，雨水量大，对地下水补给充足。据勘察资料显示，南岸S线明挖段场地上层潜水位于地面以下0.80m至1.00m之间。本工程场地内所含地下水按其特征可以分为松散岩类孔隙水和碎屑岩类孔隙水两种。 图1.2 纬三路过江通道S线盾构到达接收段地质纵断图 2、盾构接收段施工技术 盾构到达采用水中接收；接收井端头处理采用了水泥搅拌桩与高压旋喷桩相结合的加固方式，同时进行冷冻法辅助加固，当冷冻效果满足设计要求后，进行洞门区域内地下连续墙混凝土的凿除作业；洞门密封止水装置采用钢板刷（一道），同时对特殊环管片进行压注双液浆液及压注聚氨酯相结合的止水形式；当注浆完成后抽除接收井内的回填砂土和水，通过对钢管片上预留的注浆孔对止水箱进行二次注浆给予加固。施工工艺流程如下图2-1所示。 2.1盾构接收井端头加固 （1）盾构接收端头加固 盾构接收端头地基加固采用?850@600三轴水泥土深层搅拌桩（水泥掺量≥25%）与?1200@900旋喷桩加固（水泥掺量≥25%，垂直精度≤L/200）相结合的加固形式。其平面布置方式如图2.2所示。 图2.1 盾构水下接收施工工艺流程图

浅谈复杂地质条件下岩土工程勘察

浅谈复杂地质条件下岩土工程勘察 我国有着相当广阔的幅员面积，地形类型多样，部分区域地质条件良好，岩体坚硬且土层密实，但同时也存在一些不良地质条件，如湿陷、软弱等在内。这些使地质条件更加复杂，导致岩土工程勘察作业的实施难度大大增加。为了进一步研究复杂地质条件下，岩土工程勘察中的不良地质问题，本文首先分析了适用于复杂地质条件下的岩土工程勘察技术，进而探讨了复杂地质条件下对地基基础的处理方法，希望能够进一步巩固岩土工程的勘察质量效果。 标签：复杂地质岩土工程勘察技术地基处理 无论选取何种类型的地基处理技术，在复杂地质条件下，岩土工程勘察作业的开展过程当中，都需要对地基中存在的不良地质情况进行重点勘查，持续提高岩土工程勘察作业人员的专业知识与技能水平，重视将传统岩土工程勘察技术与新兴岩土工程勘察技术结合起来，使岩土工程勘察质量能够保质保量的完成。本文以复杂地质条件下的岩土工程勘察作业作为研究对象，针对岩土工程勘察技术要点以及地基处理技术实施要点进行研究，具体分析如下： 1 复杂地质条件概述 结合我国现行岩土工程勘察标准来看，对于地质条件的等级划分可以分为三级、二级以及一级这三个类型。三级地质条件是最简单的地质条件，主要是指评估区域内的岩土种类单一，无明显的性质变化，工程开展不会受地下水的影响，二级地质条件是常见的地质条件，主要是指评估区域内的岩土种类较多，存在一定的性质变化，且工程开展在一定程度上受地下水影响，但可及时避免。对比以上两类地质条件而言，一级地质条件即本文所研究的复杂地质条件。此类地质条件的主要特点在于：地质灾害发育强烈；地形与地貌类型复杂；地质构造复杂，岩性、岩相存在显著变化，岩土体工程地质性质不良；工程地质、水文地质条件不佳；破坏地质环境的人类工程活动强烈；多年冻土、湿陷性、膨胀性、盐渍性岩土，需要专门进行处理。 2 复杂地质条件下的岩土工程勘察技术分析 结合地质条件的复杂性这一客观特点，要求所应用的相关岩土工程勘察技术能够具有实用性、针对性、以及精确性在内的相关特点与优势。为了能够在岩土工程勘察作业的实施过程当中，获取与岩土层所对应的测量指标以及相关参数，避免复杂地质条件对岩土工程勘察数据产生的不良影响，要求善于利用现代化、先进性的各类岩土工程勘察技术。当前条件下，复杂地质条件下所适用的岩土工程勘察技术主要可以归纳为以下几种类型： ①地质测绘技术分析：岩土工程地质测绘的主要目标在于，对复杂地质条件下，勘察区域所对应的岩土地形特点进行调查分析，评估勘察区域内所对应的地形特点、地貌特点，了解具体的地层组成以及地质构造情况，分析勘察区域内存

超大直径盾构隧道工程技术发展

超大直径盾构隧道工程技术的发展 傅德明文波 上海市土木工程学会 摘要：论文介绍了日本、德国的直径大于14m的盾构法隧道工程技术的开发及在越江跨海和城市地下道路工程中的应用过程。近6年来，我国上海在越江道路隧道工程中采用φ 14.89m盾构施工2条双层4来4去8车道的超大断面隧道；又在长江底下采用2台φ 15.43m盾构连续掘进2条长7.5km的3来3去6车道的超大断面隧道；还在市中心外滩道路下掘进了1条双层3来3去的车行隧道。论文展望了国外超大断面盾构隧道工程技术的发展和应用前景。 关键词：盾构隧道超大直径工程技术 1．超大直径盾构隧道工程技术的发展 国外盾构法隧道工程技术在近20年来向大深度、大断面、长距离的向发展并建成一批超大直径的海底隧道和城市道路隧道。世界上第一个直径大于14m的超大直径盾构隧道工程是日本东京湾的海底道路隧道工程[1]。长9.4km的隧道采用8台φ14.14m泥水盾构掘进施工,于1996年竣工，见图1所示。盾构采用先进的自动掘进管理系统、自动测量管理系统和自动拼装系统,8台盾构各掘进了约2.6km并在海底实现了对接,体现了高新技术在盾构法隧道工程中的应用。隧道最大埋深60m，在粘土和砂性土中掘进，隧道管片分为11块，厚度65cm，结构计算采用弹性地基梁模型，接头弹簧系数经管片接头实验取得。

图1a 东京湾道路隧道工程平、剖面图 1997年6月，日本东京营团地铁7号线麻布站工程[2]，采用1台Φ14.18m母子式泥水盾构掘进机，掘进一条长364m的3线地铁隧道后进入通风井，然后从大盾构中推出Φ9.70m的盾构掘进777m的双线隧道。这是世界是第一台大直径的母子式盾构，体现了盾构技术的新发展。 图1b 东京湾道路隧道φ14.14m泥水盾构图2易北河第4隧道φ14.2m复合型泥水盾构 1997年开工的德国汉堡易北河第4隧道工程[1],长度2.6km,河底最小覆土仅为7m(小于0.5D),采用海瑞克公司制造的φ14.2m复合型泥水盾构,见图2所示。穿越的地层为坚硬的粘土、砾,含水丰富,透水系数大,掘进施工十分困难。盾构机中心设有3m直径的先行小刀盘, 泥

6232项目所在区域水文地质条件分析

6.2.3.2项目所在区域水文地质条件分析 6.2.3.2.1包气带岩性特征 项目所在地包气带岩性主要为粉质粘土和粉土，零星分布有粘土，是由一套冲积、湖沼相沉积形成的，岩性结构为层状或透镜层状，包气带厚度1~10 m，整体趋势是衡水湖周边较小，其中在衡水湖一带为小于2 m，衡水湖周边及西北一带为2~4 m，包气带厚度向东逐渐增厚至8 m，向南逐渐增厚至10 m。北区和南区范围内包气带岩性主要为粉土、粉质粘土，渗透系数为3.40×10-5cm/s~7.09×10-4cm/s，天然包气带防护性能为“弱”。 6.2.3.2.2含水岩组的划分及水化学特征 按地下水埋藏条件分类，结合北区和南区饮用水开采条件，根将第四系沉积层分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个含水组，见表6.2-15。 表6.2-15 北区和南区第四系含水岩组划分表 （1）浅层含水组 浅层含水组分布于北区和南区，即第Ⅰ含水组。浅层含水组岩性颗粒相对较细，以粉细砂为主，厚度10~20 m，底板埋深约50 m，单位涌水量小于50 m3/（d·m），富水性差。地下水化学类型主要以Cl·SO4型为主，矿化度为2~5 g/L，为咸水—微咸水。浅层水位埋深自北向南逐渐加深，水位埋深3.5~16.7 m。 （2）深层含水组 深层含水组分布于北区和南区，包括第Ⅱ含水组和第Ⅲ含水组。 第Ⅱ含水组由一套冲洪积、冲湖积堆积物构成沼相沉积的地层，底板埋深150~180 m，是本区农田灌溉的主要开采层之一。 第Ⅱ含水组岩性以细砂、粉细砂和中细砂为主，含水层厚度一般为30~45 m。单位涌水量28.8~145.68 m3/（d·m），地下水化学类型以Cl、Cl·SO4和Cl·SO4·HCO3型；该

大直径盾构施工控制重难点(成都地铁首次应用)

大直径盾构机首次应用是本项目监理控制重难点重难点分析 本项目设计运行速度快，车站及区间设计标准高，本工程区间隧道内径为 7.5m，管片厚度400mm，隧道外径8.3m，因此盾构机刀盘外径尺寸不小于 8.5m。该盾构机型为成都地铁项目首次应用，需要专门设计定制，施工单位也没有相关盾构工作经验；由于盾构区间隧道断面大，势必在施工过程中较之前盾构施工相应增加以下控制重难点： 一、大直径盾构机的开挖断面增大，在掘进过程中对周边土体的扰动范围较大，导致在掘进过程及穿越风险源的时加大了地面及周边建构筑物异常沉降的风险。 二、大直径盾构区间，由于管片尺寸和重量增加导致拼装难度增大，影响成型管片质量。 三、大直径盾构机的开挖面较大，掌子面地质情况更复杂，影响盾构掘进。 四、大直径盾构机第一次在成都地铁掘进中应用，参建方无相关施工经验。 针对性措施 一、严格控制出土方量，严禁连续超方情况出现，尽可能将风险降至最低；在穿越风险源前，严格按照地铁公司管理办法组织相关条件验收工作，保证预加固满足方案和设计要求，相关准备工作已完善后方可允许穿越；加强地面监测巡查，发现异常情况及时采取有效措施进行处理，并控制事态发展和影响。 二、加强管理人员及相关作业人员的安全技术交底，且拼装手必须选用有多年经验的人员来操作，保证拼装安全和质量；加强管片进场到拼装全过程监控，特别是止水带软木衬垫粘贴质量及螺栓复紧的控制；加强对隧道能行管片检查，做好管片姿态测量工作，并根据管片变化情况适当调整盾构机掘进，以保证成型管片质量；大直径盾构区间管片与土体间间隙增大，需相应增大同步

注浆量，同步注浆浆液必须根据相关条件综合考虑浆液凝固时间来选择适当的配比，以保证同步注浆效果。同时在同步注浆过程中采取注浆量和注浆压力双控的原则，避免出现管片错台或上浮等情况。 三、盾构机选型及刀具配置必须根据施工区间的地质等各方面情况综合考虑，经过专家评审，并出具适应性报告；在盾构机掘进过程中进行全程旁站控制，并分局盾构姿态、参数、渣样等方面进行分析调整盾构掘进。 四、因为该大直径盾构机在成都地铁盾构施工属于首例，各参建方均无相关工作经验，但是盾构原理并无变化，只是物理尺寸的改变，在盾构施工过程，参考之前盾构工作经验，严格按设计图纸，在盾构施工前做足施工准备，在施工过程中勤总结、多完善，把施工过程中遇到的问题和解决方法归纳总结，为今后大直径盾构施工提供科学依据。

区域水文地质条件

区域水文地质条件 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

1区域水文地质条件 区域自然地理概况 邯邢地区位于河北省南部，包括邯郸和邢台两市。全区地形西部为山区丘陵，东部为平原，地形总趋势呈西高东低。气候属北温带季风气候区，年平均降水量531～552mm。 邯邢地区矿产资源丰富，尤以煤铁资源着称，矿产资源开发已经成为该区主要产业之一。依靠资源优势，目前初步形成了煤炭、冶金、电力、陶瓷、建材、纺织等门类较为齐全的工业体系。 河流，区内从北到南主要有沙河（上游为朱庄川也称北沙河、渡口川也称南沙河）、洺河（上游为马会河、北洺河、南洺河）、滏阳河、漳河（上游为清漳河、浊漳河）。除漳河属南运河水系外，其余均属子牙河水系（见图1-1）。流经石灰岩的河流渗漏严重。 水库，区内大型水库主要有：朱庄水库、东武仕水库和岳城水库（见表1-1）。中小型水库主要有：野沟门水库、东石岭水库、峡沟水库、口上水库和车谷水库。 表1-1 主要水库一览表

其次是 石炭系、二叠系，中生界三叠系、侏罗系、白垩系及第三系的砂砾岩、页岩等。同时伴有岩浆岩的侵入。基岩地层走向北东，倾向南东，岩层倾角一般10°左右，局部地段受构造的影响，地层产状有所变化。石炭二叠系地层是区内主要含煤地层，夹有8～10层煤和3～5层薄层石灰岩（图1-2）。 么犭

－秦岭两个巨型纬向构造带之间，“祁吕贺”山字型构造前弧东翼边缘，新华夏系第三隆起带（太行山复背斜）与第二沉降带（华北沉降带）之间的过渡地带（见图1-3）。二级构造应属赞皇隆起与武安－涉县凹陷。区域构造主要受新华夏系控制，构造线呈北北东向，形成倾向南东的单斜构造。 区内构造以断裂为主，褶皱次之。褶皱规模较小，多为短轴背斜、向斜。断裂多为高角度（60°～85°）正断层。主要断裂有涉县～长亭断裂、紫山～鼓山断裂、邢台断裂、南洺河断裂等（表1-2）。 表1-2 区域主要断裂一览表