富水粉细砂层盾构下穿湖泊风险分析及控制——以太原地铁2号线下穿迎泽湖工程为例

发布时间：2021-02-04 03:28

　　太原地铁2号线盾构隧道采用土压平衡盾构施工方式,盾构区间按照设计需要下穿湖泊穿越富水粉细砂层。为了保证盾构施工安全平稳通过,合理控制土压平衡盾构下穿湖泊的风险源,对风险产生的机理和如何控制风险进行了研究。分析了盾构穿越富水粉细砂层主要风险:含水地层盾构螺旋机喷涌机理,盾构通过后盾尾空隙沉降较大原因,盾尾密封失效风险。针对风险控制提出包括调整渣土改良参数,优化同步注浆配比,对盾构机尾刷改造等措施。工程实践表明,在富水粉细砂层中掘进,将高分子聚合物浓度创新性地提高到10/1 000,可以有效控制螺旋机喷涌,降低盾构下穿湖泊时湖底坍塌、湖水倒灌风险;通过将第三道盾尾刷由钢丝尾刷改造为钢板尾刷,有效减小了盾尾刷磨损导致盾尾密封失效风险;优化盾构掘进过程中同步注浆浆液的配比,使其凝固时间由6 h变为4 h,有效控制了盾构通过后的盾尾空隙沉降过大风险,最终湖底监测点测得累计沉降25.33 mm,取得了较好的施工效果。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(18)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

盾构下穿迎泽湖平面图

湖底地层由上而下为杂填土、黏质粉土、粉质黏土、中砂、粉细砂。盾构左线隧道顶距离湖底16.9～18.2 m,其中湖底杂填土厚度9.56～11.2 m。盾构右线隧道顶距离湖底13.5～17.67 m,其中湖底杂填土厚度7.67～11.8 m。盾构左线下穿湖体长度约185 m,盾构右线下穿湖体长度约459 m,隧道顶部有大范围液化黏质粉土层存在,盾构穿越期间造成的扰动极易在湖底形成渗漏通道,造成冒顶、喷涌、湖底塌陷等事故的发生。双大区间左线地质剖面图如图2所示。2 工程风险分析及控制

土压平衡盾构机在盾构掘进机中部设有密封挡板,又称承压板。它与刀盘、盾体之间形成密封土压力仓。刀盘旋转掘削下来的土体,经过刀盘开口进入密封土仓压力室后,经螺旋输送机运到皮带输送机上,然后输送到停在轨道的渣车上。盾构机通过盾构千斤顶推进油缸给土仓压力室加压,以平衡开挖面水土压力,从而保持开挖面的稳定。图3为土压平衡盾构机原理示意图。2.1.2 喷涌风险

【参考文献】：
期刊论文
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[3]中国地下工程安全风险管理的现状、问题及相关建议[J]. 钱七虎,戎晓力.  岩石力学与工程学报. 2008(04)
[4]土压平衡盾构喷涌发生机理研究[J]. 朱伟,秦建设,魏康林.  岩土工程学报. 2004(05)
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本文编号：3017646