复合地层盾构隧道工程地质勘察VIP专享VIP免费

复合地层盾构隧道工程地质勘察方法的研究鞠世健,竺维彬(广州市地下铁道总公司,广州510030)摘要:盾构法施工与其它地下工程施工方法相比有其特殊性,反映在相应的地质勘察工作中就会有专门的要求,结合复合地层中盾构施工的特点,对目前的勘察内容、工作量等提出了改进意见,对地质勘察阶段的划分提出了看法。关键词:复合地层;盾构隧道;地质;勘察中图分类号:U452;U455.43文献标识码:AStudyonGeologicalInvestigationMethodsforShieldTunnelinginMixedGroundJUShi2jian,ZHUWei2bin(GuangzhouMetroCorporation,Guangzhou510030,China)Abstract:Comparedtotheconstructionmethodsoftheotherundergroundworks,theshieldtunnelingmethodhasitsownspecialfeatures,thereforethegeologicalinvestigationfortheshieldtunnelingworksalsohasitsownspecialrequire2ments.Onbasisofthefeaturesoftheshieldtunnelinginmixedground,theauthorsmakesomerecommendationsonthecontent/quantityoptimizationandstagedivisionofthegeologicalinvestigationworksinthepaper.Keywords:mixedground;shieldtunneling;geology;investigation0前言盾构隧道施工方法及施工参数的选择与其它任何一种地下工程一样,无不受制于施工环境,特别是围岩的工程地质和水文地质特征。目前,以各地的地铁工程为例,通常对车站、隧道等土建施工,不论工法如何,提供的是同一份地质报告。这样,在一定程度上就无法满足盾构法施工对勘察工程的一些特殊要求,以便据此选择出适应性最强的盾构机、盾构施工方法和施工参数。在确定复合地层盾构施工与工程勘察之间的关系之前,有必要首先对复合地层的基本概念做一个说明。从文献上看,复合地层一般被称作“mixedface”或“mixedfaceconditions”,也就是说,在盾构机前方的工作面是由不同的工程地质层“混合”组成的(见图1)。然而实际的围岩环境除了在工作面上(或垂直断面上)的“混合”之外,在沿隧道轴线的方向上,也存在着不同地质层的混合,见图2。这里将复合地层定义为在三维方向上,围岩主要由岩土力学、工程地质、水文地质等特征相差较大的几种地层的组合。与复合地层相对应的是均一地层,定义为在三维方向上,围岩由一种或几种岩土力学、工程地质、水文地质等特征相差不大的一种或几种地层的组合。均一地层又可分为两类,一类是均一软土地层,另一类是均一岩石地层。本文要研究的是盾构在复合地层中施工对工程地质勘察的一些要求。〈1〉人工杂填土层;〈2-1〉淤泥质土层;〈2-2〉淤泥质砂土;〈3-2〉冲洪积土层;〈5-1〉残积土层;〈6〉岩层全风化带;〈7〉岩层强风化带;〈8〉岩层中风化带;〈9〉岩层微风化带图1广州地铁复合地层垂向变化代表剖面Fig.1ExampleofmixedgroundinGuangzhouMetroworks:stratavaryinginverticaldirection收稿日期:2007-11-22;修回日期:2007-12-06作者简介:鞠世健(1943-),男,辽宁绥中县人,1967年毕业于北京矿业学院煤田地质系,本科,高级工程师,主要从事于盾构施工的研究。第27卷第6期2007年12月隧道建设TunnelConstruction27(6):10～14Dec.,2007〈1〉人工填土层;〈3-1〉细砂土层;〈4-2〉河湖相淤泥质土层;〈5-1〉可塑或稍密状残积层;〈5-2〉硬塑或中密状残积层;〈6〉岩层全风化带;〈7〉岩层强风化带;〈8〉岩层中风化带;〈9〉岩层微风化带;〈7H〉花岗岩强风化带;〈9H〉花岗岩微风化带;〈6C-1〉石灰岩中风化带;〈9C-2〉相对完整的石灰岩微风化带。图2广州地铁五号线草—陶区间剖面图Fig.2GeologicalprofileofCao2Taorunningtunnelonline5ofGuangzhouMetro1复合地层盾构施工需要钻探工程关注的重点问题1.1对几个重要的地层层面和地质界面要研究准确1.1.1上软下硬地层的硬地层层面特别是花岗岩和变质岩的层面和风化界面。因为在这种上软下硬情况下,盾构机的姿态很难控制,由于操作不当从而会引发管片错台和破损、隧道轴线超限等连锁事故。1.1.2砂层层面的位置以广州地区的〈3-2〉砂层为例,该砂层与隧道的关系主要有三种(图3),即隧道全断面〈3-2〉砂层(图3a)、隧道部分断面〈3-2〉砂层(图3b)和隧道断面上部〈3-2〉砂层(图3c)。这三种情况在盾构施工过程中都出现过较大的地面沉降,特别是...