潘傳宇 周小亮 宗朝陽

摘要：本文通過對長沙地鐵4號線長距離穿越強風(fēng)化板巖的施工經(jīng)驗分析，從盾構(gòu)刀盤與刀具、渣土系統(tǒng)、渣土改良系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)四個方面全面的闡述了盾構(gòu)在強風(fēng)化地層的適應(yīng)性。從刀盤刀具的配置與渣土改良的方法解決了盾構(gòu)掘進中刀盤形成泥餅的問題，同時總結(jié)了在施工中同部注漿容易出現(xiàn)的問題，并提出解決辦法。

Abstract： This paper comprehensively expounds the shield adaptability in strong weathered slate from the four aspects of shield cutter disc and cutter， slag system， slag improvement system and grouting system through the construction experience analysis of the long-distance crossing of strong weathered slate in Changsha Metro Line 4. From the configuration of cutter head and cutter and the method of soil improvement， the problem of mud cake formed by cutterhead in shield tunneling is solved. At the same time， the problems that are easy to occur in the same part of grouting during construction are summarized， and solutions are proposed.

關(guān)鍵詞：適應(yīng)性;開口率;泥餅;流塑性;排水固結(jié)

Key words： adaptability;aperture ratio;mud cake;flow plasticity;drainage consolidation

中圖分類號：U455.43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）21-0129-03

0? 引言

隨著我國地鐵建設(shè)逐漸進入高潮，盾構(gòu)法施工由于其安全性好、施工速度快、環(huán)境污染小等因素被廣泛推廣使用。然而由于地質(zhì)條件復(fù)雜多變，盾構(gòu)施工中在不同地層中的施工參數(shù)與特征也不盡相同?，F(xiàn)結(jié)合長沙地鐵4號線茶子山站～濱江新城站區(qū)間與濱江新城站～六溝垅站區(qū)間的施工經(jīng)驗進行分析研究。對長沙地鐵4號線實際施工遇到的問題及相關(guān)參數(shù)進行分析總結(jié)，重點闡述盾構(gòu)機在長距離穿越強風(fēng)化地層時各個工作系統(tǒng)的適應(yīng)性。避免在掘進中由于巖土類型、水文地質(zhì)條件、巖土力學(xué)性質(zhì)等因素所帶來的施工問題。

1? 工程概況

長沙市軌道交通4號線一標(biāo)第四項目工程含一站兩區(qū)間，分別為濱江新城站，【茶～濱】區(qū)間和【濱～六】區(qū)間。本標(biāo)段區(qū)間盾構(gòu)機穿越主要地層類型為強、中風(fēng)化板巖層，部分區(qū)域需穿越微風(fēng)化板巖地層（每個區(qū)間均有約500m微風(fēng)化板巖地層）;拼裝管片設(shè)計尺寸為外徑6000mm、內(nèi)徑5400mm、寬度1500mm;管片拼裝模式為3+2+1，縱向連接管片螺栓16根，環(huán)向連接管片螺栓12根。

【茶～濱】區(qū)間左線起訖里程ZDK21+778.200～ZDK23+205.275，全長1427.370m，區(qū)間右線長1417.075m;【濱～六】區(qū)間左線起訖里ZDK23+407.975～ZDK24+249.700，長840.387m，區(qū)間右線長841.677m。茶濱區(qū)間設(shè)置兩個聯(lián)絡(luò)通道，濱六區(qū)間設(shè)置一個聯(lián)絡(luò)通道，兩區(qū)間均為單坡形式。茶濱區(qū)間最大坡度為23‰，隧道覆土10～30m。濱六區(qū)間最大坡度為25.107‰，隧道覆土9～15m。

2? 工程地質(zhì)概況

根據(jù)勘察結(jié)果，茶～濱、濱～桐區(qū)間場地沿線覆蓋層厚度不均勻，基巖主要為元古界板溪群板巖，巖體為較破碎～較完整，局部存在全風(fēng)化層，地層均勻性一般。茶～濱區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)底板主要地層有<7B>強風(fēng)化板巖、<8B>中風(fēng)化板巖、<9B>微風(fēng)化板巖;結(jié)構(gòu)頂板主要地層有<7B>強風(fēng)化板巖、<8B>中風(fēng)化板巖;結(jié)構(gòu)線內(nèi)地層主要地層為<7B>強風(fēng)化板巖、<8B>中風(fēng)化板巖、<9B>微風(fēng)化板巖，隧道區(qū)間圍巖級別為Ⅳ～Ⅴ級。濱～桐區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)底板主要地層有<7B>強風(fēng)化板巖、<8B>中風(fēng)化板巖、<9B>微風(fēng)化板巖;結(jié)構(gòu)頂板主要地層有<5-2>粉質(zhì)粘土、<6B>全風(fēng)化板巖、<7B>強風(fēng)化板巖、<8B>中風(fēng)化板巖;結(jié)構(gòu)線內(nèi)地層主要地層為<7B>強風(fēng)化板巖、<8B>中風(fēng)化板巖、<9B>微風(fēng)化板巖，隧道區(qū)間圍巖級別為Ⅳ～Ⅴ級。區(qū)間盾構(gòu)通過地段房屋眾多，部分為樁基礎(chǔ)，地面沉降控制嚴(yán)格。

區(qū)間穿越的主要地層特性如下：

<7B>強風(fēng)化板巖：褐黃、褐灰、青色，大部分礦物已風(fēng)化變質(zhì)，節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖芯極破碎，呈碎塊狀，局部短柱狀，巖塊用手可折斷，沖擊鉆進困難，回轉(zhuǎn)鉆進容易，屬極軟巖，巖體極破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ類。經(jīng)地質(zhì)勘察，天然抗壓強度最大2MPa，最小0.68MPa，平均1.09MPa。