土压平衡盾构在天津地铁2号线的应用探究.docVIP

土压平衡盾构在天津地铁2号线的应用探究 1　概述 1.1　工程概况 天津地铁2号线为西南角站-鼓楼站-东南角站（两个区间一个车站），鼓楼站为地铁2号线的中间站，车站主体位于南马路与南门外大街以及城厢中路交叉路口沿南马路方向的路面下。鼓楼站车站采用12m站台双层双跨单柱岛式车站。车站总长度为281.8m，标准段宽度为20.5m，高度为13.71m。车站主体基坑围护结构采用地下连续墙，厚度800mm，标准段、盾构井段地连墙深度均为32m。 西南角站-鼓楼站区间线路西起位于西马路、南开三马路与南马路交叉口的西南角站，沿南马路东行，至南门外大街、城厢中路与南马路的交叉口。西南角站-鼓楼站左线区间长604.48m，右线区间长604.572m。区间平面布置于南马路下，左线设两条半径为3000m的曲线，右线设三条半径为3000m的曲线，线间距由出西南角站时的15.6m过渡到鼓楼站的15m。区间纵断面由西南角站向鼓楼站为“V”字坡，出西南角站坡度为9Prime;，在DK9+300变坡，后变坡度为12.776Prime;（左、右线为12.77Prime;）进入鼓楼站。区间顶部覆土约为9～13m。 鼓楼站-东南角站区间西起位于南马路与南门外大街、城厢中路交叉口的鼓楼站，沿南马路东行，穿越城厢东路与荣业大街，最终到达位于南马路、通南路与东马路、和平路交叉口的东南角站。鼓楼站-东南角站左线区间长575.624m，右线区间长528.685m。区间平面布置于南马路下，左线设两条半径为3000m的曲线，右线设一条半径为3000m的曲线，线间距由出鼓楼站的15m过渡到东南角站端的17m。区间纵断面由鼓楼站向东南角站为一单向坡，出鼓楼站坡度为2Prime;，在区间中部先变为24.104Prime;（左线24.746Prime;），后变坡为5Prime;，最后以2Prime;进入东南角站。区间顶部覆土约为10～16m。 1.2　水文、地质条件 西鼓区间、鼓东区间地表层地下水类型主要为第四系孔隙潜水，赋存于Ⅱ、Ⅲ陆相层及其以下的粉土、粉细砂层的地下水具微承压性，为微承压水。 西鼓区间所处地段属冲积平原，地形平坦，地面高程2.92～3.92m。本区地层为第四系全新统人工填土层（人工堆积Qml）、第Ⅰ陆相层（第四系全新统上组河床～河漫滩相沉积Q43al）、第Ⅰ海相层（第四系全新统中组浅海相沉积Q42m）、第Ⅱ陆相层（第四系全新统下组沼泽相沉积层Q41h、河床～河漫滩相沉积Q41al）、第Ⅲ陆相层（第四系上更新统五组河床～河漫滩相沉积Q3eal）、第Ⅱ海相层（第四系上更新统四组滨海～潮汐带相沉积Q3dmc）、第Ⅳ陆相层（第四系上更新统三组河床～河漫滩相沉积Q3cal）。 鼓东区间所处地段属冲积平原，地形较平坦，地面高程为3.28～3.9m。工程涉及地层主要为第四系全新统人工填土层（人工堆积Qml）、新近沉积层（故河道、洼淀冲积Q43Nal）、第Ⅰ海相层（第四系全新统中组浅海相沉积Q42m）、第Ⅱ陆相层（第四系全新统下组河床～河漫滩相沉积Q41al）、第Ⅲ陆相层（第四系上更新统五组河床～河漫滩相沉积Q3eal）、第Ⅱ海相层（第四系上更新统四组滨海～潮汐带相沉积Q3dmc）、第Ⅳ陆相层（第四系上更新统三组河床～河漫滩相沉积Q3cal）。 2　土压平衡式盾构施工 2.1　机具设备 盾构隧道工程的机具设备包括两大部分：一是盾构机械本身及其附属设备，二是隧道施工常用设备。 2.2　工艺原理 EPBS是在局部气压式盾构和泥水加压式盾构基础上发展起来的一种适用于饱和含水软弱地层中施工的新型盾构，其施工方法是为了保持开挖面的稳定，在切削刀盘后的密封腔内充填开挖下来的土砂，并保持一定压力的一种方法。土压平衡式盾构可以分为两类：一类是在粘性土地层中将开挖下来的土体直接充填在切削腔内，用螺旋输送机调整土压，使土舱内土体与开挖面水土压平衡；另一类是在砂性土地层中向开挖下来的土砂中加入适量的水或泥浆、添加剂等，通过搅拌以匀质、具有流动性的土体充填土舱和螺旋机，达到工作面的稳定。 土压平衡盾构是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘，将正面土体切削下来的土进入刀盘后面的贮留密封舱内，并使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少盾构推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降，在出土时由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续的将土渣排出。 2.3　施工工艺流程 施工顺序说明：在始发井主体结构回填场地上进行地面硬化并根据施工需要建地面配套设施（如45t龙门吊、16t龙门吊、碴土坑、配电房、循环冷却水