孤石探測(cè)及處理方案

東莞市快速軌道交通R2線土建工程2307標(biāo)盾構(gòu)區(qū)間孤石探測(cè)及處理專(zhuān)題會(huì)匯報(bào)資料中鐵隧道集團(tuán)東莞市快速軌道交通R2線2307標(biāo)工程部2023年6月8日目錄一、工程概況11標(biāo)段位置及范圍12盾構(gòu)區(qū)間隧道設(shè)計(jì)概況23工程地質(zhì)與水文地質(zhì)24區(qū)間隧道施工環(huán)境45施工工期要求5二、盾構(gòu)區(qū)間孤石探測(cè)情況61詳勘孤石分布情況62超高密度電法探測(cè)情況73鉆探地質(zhì)情況84地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)情況95管線探測(cè)情況12三、盾構(gòu)孤石處理措施141已探明孤石預(yù)處理142未探明孤石處理163盾構(gòu)下穿高壓燃?xì)夤芫€施工16四、需要協(xié)調(diào)解決的問(wèn)題171探明的孤石處理存在問(wèn)題：172未探明的孤石處理存在問(wèn)題：173需要專(zhuān)家解決的問(wèn)題18東莞市城市快速軌道交通R2線2307標(biāo)擬投入2臺(tái)海瑞克盾構(gòu)機(jī)承當(dāng)西平站～蛤地站區(qū)間隧道掘進(jìn)施工，根據(jù)勘察單位提供的地質(zhì)資料，本標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間存在中、微風(fēng)化球狀風(fēng)化體及基巖突起情況。為確保盾構(gòu)掘進(jìn)施工順利進(jìn)行，我部采取了超高密度電法、地質(zhì)雷達(dá)、鉆探等方法進(jìn)行孤石分布情況及孤石大小探查，以期采取“爆破法〞將巖石破碎、分割、解體成盾構(gòu)可排除程度?，F(xiàn)將西~蛤區(qū)間孤石探測(cè)及處理情況匯報(bào)如下：一、工程概況1標(biāo)段位置及范圍東莞市快速軌道交通R2線2307標(biāo)段位于東莞市南城區(qū)，線路自東莞大道與西平二路口的西平站，沿東莞大道從東北往西南方向前進(jìn)，過(guò)西平三路口、穿環(huán)城路高架橋、宏北路口后到達(dá)東莞大道與宏三路口的蛤地站。標(biāo)段具體位置詳見(jiàn)下列圖1所示。西平站蛤地站西平站蛤地站圖1標(biāo)段工程位置圖標(biāo)段工程全長(zhǎng)2496.808m，由一站一區(qū)間〔西平站、西平站～蛤地站區(qū)間〕組成。西平站長(zhǎng)234m，采用明挖順作法施工，區(qū)間長(zhǎng)2262.808m，采用盾構(gòu)法施工，對(duì)中間硬巖段〔左線m、右線〕那么采用礦山法開(kāi)挖，盾構(gòu)空載推進(jìn)襯砌。設(shè)風(fēng)機(jī)房兼礦山法施工豎井1座、聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房1處、單獨(dú)聯(lián)絡(luò)通道2處。標(biāo)段工程范圍見(jiàn)圖2所示。圖2標(biāo)段工程范圍圖2盾構(gòu)區(qū)間隧道設(shè)計(jì)概況西～蛤區(qū)間出西平站沿東莞大道向東南方向前進(jìn)，進(jìn)入蛤地站。左線起訖里程ZDK17+86～，全長(zhǎng)，〔其中ZDK19+417.0～為礦山法施工段，長(zhǎng)）；右線～，全長(zhǎng)，〔其中YDK19+370.0～YDK19+630.0為礦山法施工段，長(zhǎng)222.0m〕?！?，隧道頂覆土10～16m，最小曲線半徑1200m。區(qū)間隧道設(shè)計(jì)為雙線圓形，隧道內(nèi)徑5400mm，外徑為6000mm，采用C50P12預(yù)制鋼筋混凝土管片襯砌。區(qū)間在YDK19+395.0~YDK19+413.4設(shè)置中間風(fēng)機(jī)房兼礦山法施工豎井。其結(jié)構(gòu)為地下三層雙柱三跨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用明挖法施工。中間風(fēng)m，寬26.6m，深21.9m。礦山法段區(qū)間隧道采用礦山法開(kāi)挖初支＋盾構(gòu)管片拼裝的施工形式：由以錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼架及噴射混凝土組合而成的外層初期支護(hù)和C50P12預(yù)制鋼筋混凝土管片內(nèi)層二次襯砌組成的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。3工程地質(zhì)與水文地質(zhì)⑴工程地質(zhì)條件本工程地貌屬?zèng)_洪積平原地貌，為水泥路面、綠化帶，場(chǎng)地西南略高，東北略低，地面標(biāo)高10.78～24.20m。根據(jù)補(bǔ)勘地質(zhì)資料分析，本場(chǎng)地內(nèi)上覆地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填筑土〔Q4ml〕，全新統(tǒng)沖洪積〔Q4al+pl〕粉質(zhì)粘土、砂土，第四系殘積〔Qel〕砂質(zhì)粘性土，下伏基巖為燕山期花崗閃長(zhǎng)巖，震旦系大紺山組〔Zd根據(jù)地質(zhì)詳勘報(bào)告分析，西～蛤區(qū)間隧道洞身主要穿越<6-6>砂質(zhì)粘性土層、<10-1>全風(fēng)化混合片麻巖層、<10-2>強(qiáng)風(fēng)化混合片麻巖層、局部穿越<6-5>可塑狀砂質(zhì)粘性土，局部基巖突起為<10-4>微風(fēng)化混合片麻巖層，侵入洞身范圍相對(duì)較少。穿越地層比例詳見(jiàn)下列圖3、4所示：圖3詳勘右線區(qū)間隧道盾構(gòu)穿越地層餅分圖圖4詳勘左線區(qū)間隧道盾構(gòu)穿越地層餅分圖區(qū)間隧道頂板地層主要為：<6-5>可塑狀砂質(zhì)粘性土層、<6-6>硬塑狀砂質(zhì)粘性土層，局部為<10-1>全風(fēng)化混合片麻巖層，零星分布有<3-9>粉細(xì)砂層、<3-11>中粗砂層。區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)底板地層主要為：<10-2>強(qiáng)風(fēng)化混合片麻巖層，局部為<6-5>可塑狀砂質(zhì)粘性土、<10-1>全風(fēng)化混合片麻巖層，局部為<10-3>中風(fēng)化混合片麻巖層、<10-4>微風(fēng)化混合片麻巖層。⑵水文地質(zhì)條件地下水主要有第四系孔隙水、基巖裂隙水。第四系孔隙潛水主要賦存于沖洪積砂層及沿線砂〔礫〕質(zhì)粘土層中。地下水位埋深1.6～9.3m，以孔隙潛水為主。人工填筑土層中存在上層滯水，殘積土孔隙水含水層性質(zhì)為砂質(zhì)粘性土，透水性和富水性均較弱?；鶐r裂隙水主要賦存在強(qiáng)、中風(fēng)化巖層中，發(fā)育具非均一性。區(qū)間范圍內(nèi)洪沖積層分布范圍較廣，砂層總體厚度為0.8~5.5m，成層狀分布，富水性及透水性較強(qiáng)，含水量豐富；粉質(zhì)粘土及砂質(zhì)粘土富水性及透水性較差，為相對(duì)隔水層。局部砂層與粘性土層交錯(cuò)分布，因此在區(qū)間范圍內(nèi)地下水局部具有微承壓性，承壓水頭為2~6m。區(qū)間主要巖層滲透性參數(shù)見(jiàn)表1所示。表1主要巖土層的滲透系數(shù)統(tǒng)計(jì)表層號(hào)名稱(chēng)滲透系數(shù)〔m/d〕〔m/s〕試驗(yàn)值經(jīng)驗(yàn)值建議值<1-1>素填土/<3-1>軟塑狀粉質(zhì)粘土/<3-2>可塑狀粉質(zhì)粘土/<3-3>硬塑狀粉質(zhì)粘土/<3-7>粉砂/<3-9>細(xì)砂<3-10>中砂<3-11>粗砂154<6-5>可塑狀砂質(zhì)粘性土/<6-6>砂質(zhì)粘性土層<10-1>全風(fēng)化混合片麻巖層<10-2>強(qiáng)風(fēng)化混合片麻巖層<10-3>中風(fēng)化混合片麻巖層/<10-4>微風(fēng)化混合片麻巖層0.054區(qū)間隧道施工環(huán)境西平站~蛤地站區(qū)間線路除左線中間段約840m位于東莞大道主線下，其余段及右線均位于東莞大道西側(cè)輔道和綠化帶下。東莞大道現(xiàn)狀寬度90~150m，主路雙向八車(chē)道，兩側(cè)輔路均為二車(chē)道，路面交通流量大，通過(guò)東莞大道進(jìn)出施工場(chǎng)地較為便利。沿線下穿西平過(guò)街通道、新基河箱涵、環(huán)城路東莞大道立交橋等建構(gòu)筑物，東莞大道為東莞市主干道，地下管線密集，主要有雨水管、污水管、給水管、燃?xì)夤?、電力管、電信管等。根?jù)設(shè)計(jì)提供的管線圖紙并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，對(duì)區(qū)間隧道施工影響較大、需要特別關(guān)注的為東莞大道下沿隧道方向敷設(shè)的DN2200供水管、位于環(huán)城西路東莞大道立交橋段橫跨隧道的DN610高壓天然氣管道，其余影響較小。另外，區(qū)間隧道右線附近有淺根底、磚混結(jié)構(gòu)的2~3層民房需注意，民房距隧道邊最近距離為15m。區(qū)間隧道下穿建構(gòu)筑物情況詳見(jiàn)表2及圖5~10所示：表2區(qū)間隧道下穿構(gòu)筑物表名稱(chēng)對(duì)應(yīng)里程埋深m與隧道凈距m結(jié)構(gòu)(材質(zhì)〕權(quán)屬單位西平過(guò)街通道ZDK18+077左線隧道斜上方鋼筋混凝土東莞市城市管理局新基河橋涵ZDK18+300～305環(huán)城路東莞大道立交橋ZDK19+136～190上跨左右線隧道DN610燃?xì)夤躗DK19+200上跨左右線隧道3PVC燃?xì)夤綝N2200給水管沿隧道布設(shè)6~11PCCP東莞市水務(wù)局圖5東莞大道現(xiàn)狀圖6西平過(guò)街通道圖7新基河橋涵圖8環(huán)城立交橋圖9線路與民房位置圖圖10西平村民房5施工工期要求本標(biāo)段工程方案于2023年12月18日開(kāi)工，2013年3月31日工程竣工，總工期為835天。按投標(biāo)文件要求，投入2臺(tái)海瑞克盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行區(qū)間隧道的掘進(jìn)，2308標(biāo)蛤地站將在2023年10月30日提供我部盾構(gòu)始發(fā)場(chǎng)地，2023年11月1日盾構(gòu)機(jī)進(jìn)場(chǎng)，2023年12月1日盾構(gòu)始發(fā)，區(qū)間隧道最晚貫穿時(shí)間為2023年12月30日。根據(jù)最新調(diào)整后的節(jié)點(diǎn)工期，蛤地站將在2023年7月30日前提供右線盾構(gòu)始發(fā)場(chǎng)地，9月1日始發(fā)。8月30日提供左線始發(fā)場(chǎng)地，10月1日始發(fā)。二、區(qū)間隧道孤石探測(cè)情況1詳勘孤石分布情況本標(biāo)段詳勘單位中鐵二院工程集團(tuán)于2023年3月1日~4月3日完成西~蛤區(qū)間勘察工作，勘察采用地質(zhì)測(cè)繪、鉆孔、物探、試驗(yàn)等方法，共完成鉆孔149個(gè)，總進(jìn)尺。⑴測(cè)線布置原那么①布置在地下結(jié)構(gòu)外緣3-5m處，沿隧道左右線結(jié)構(gòu)外緣雙側(cè)布孔，鉆孔間距25~35m，地質(zhì)復(fù)雜段適當(dāng)加密。②鉆孔須鉆穿軟土、粉細(xì)砂等軟弱、松散地層，孔深一般不大于隧道底以下3.5倍洞徑。⑵孤石及基巖突起分布情況詳勘資料揭示區(qū)間隧道內(nèi)在殘積層、全風(fēng)化巖中有球狀風(fēng)化體〔孤石〕發(fā)育，發(fā)育規(guī)律性差，詳勘鉆孔揭示的進(jìn)入隧道內(nèi)球狀風(fēng)化體左線有3處，右線有1處，其性質(zhì)、大小及其分布情況見(jiàn)表3所示。同時(shí)，局部有微風(fēng)化巖層突起，進(jìn)入隧道洞身的基巖突起分布情況見(jiàn)表4所示。表3詳勘勘球狀風(fēng)化體分布情況一覽表序號(hào)球狀風(fēng)化體性質(zhì)鉆孔編號(hào)里程距車(chē)站〔m〕孔口標(biāo)高〔m〕埋深〔m〕孤石直徑〔m〕抗壓強(qiáng)度〔Mpa〕地面條件隧頂巖體一右線1中風(fēng)化混合片麻巖M2-Z3-TXN-88YDK19+141726綠化帶微風(fēng)化混合片麻巖M2-Z3-TXN-88YDK19+141751.2綠化帶微風(fēng)化混合片麻巖M2-Z3-TXN-88YDK19+1417未做綠化帶微風(fēng)化混合片麻巖M2-Z3-TXN-88YDK19+14171綠化帶二左線1中風(fēng)化混合片麻巖M2-Z3-TXN-48ZDK18+13.56綠化帶2微風(fēng)化混合片麻巖M2-Z3-TXN-87ZDK19+東莞大道微風(fēng)化混合片麻巖M2-Z3-TXN-87ZDK19+74.8綠化帶3微風(fēng)化混合片麻巖M2-Z3-TXN-108ZDK19+1755綠化帶表4詳勘基巖突起分布情況一覽表序號(hào)球狀風(fēng)化體性質(zhì)鉆孔編號(hào)里程距車(chē)站〔m〕孔口標(biāo)高〔m〕埋深〔m〕豎向范圍〔m〕抗壓強(qiáng)度〔Mpa〕地面條件隧頂巖體一右線1二左線1微風(fēng)化混合片麻巖M2-Z3-TXN-16ZDK123511.651綠化帶備注：本次鉆探所揭示的球狀風(fēng)化體直徑僅限于鉆孔范圍內(nèi)揭示的，隧道實(shí)際開(kāi)挖過(guò)程中有可能遇到更大直徑的球狀風(fēng)化體。另外，由于詳勘階段鉆孔間距及鉆孔位于結(jié)構(gòu)線外3~5m等原因，區(qū)間隧道施工過(guò)程中遇到球狀風(fēng)化體大小及位置有可能發(fā)生變化。2超高密度電法探測(cè)情況為了初步探明盾構(gòu)區(qū)間隧道洞身穿越地層地質(zhì)情況，為進(jìn)一步補(bǔ)勘提供指導(dǎo)依據(jù)，我部于2023年9月4日~9月12日期間，請(qǐng)具有勘探資質(zhì)和先進(jìn)設(shè)備的廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院采用超高密度直流電法對(duì)該段進(jìn)行了物探。本次物探，測(cè)線沿隧道中線布置，中間有局部線路段因在道路交叉口或主道中央而未能測(cè)試。左線共布置7條測(cè)線剖面，右線共布置了9條測(cè)線剖面，通過(guò)對(duì)各測(cè)線反演斷面圖分析得出物探成果如下表5所示：表5區(qū)間隧道物探孤石分布表序號(hào)孔號(hào)范圍物探結(jié)論備注一左線1ZBK20往北東方向約6m，深度約18m孤石異常2ZBK43西南約3m，埋深約為10m，孤石異常3ZBK48～ZBK50接近地表淺部地物或管道影響，4ZBK55往西南方向約14m，埋深約15m孤石異常5ZBK57往東北方向約2m，埋深約13m孤石異常6ZBK58西南約10m孤石異常7ZBK60往西南約16m孤石異常二右線1YBK04往西南方向約4m埋深約為15m，孤石異常2YBK17往西南約22m，埋深約20m孤石異常3YBK0030往西南約12m，埋深約為18m孤石異常，規(guī)模小4YBK033北東約6m，埋深約16m孤石異常，規(guī)模小5YBK36~YBK42埋深均較淺淺部地質(zhì)體或地物及管道6YBK43~YBK44頂埋深較淺，但中心位置在盾構(gòu)范圍內(nèi)孤石異常7YBK45向北東方向約12m孤石異常8YBK49往西南方向約20m，埋深約13m備注：電阻率剖面圖中等值線梯度變化異常中心電阻率超過(guò)500，可以初步推斷其可能為孤石，可對(duì)照已有地質(zhì)資料具體分析異常的可能影響因素，在排除其它因素的影響的情況下可進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證。根據(jù)物探提供的成果，我部對(duì)相應(yīng)孔位進(jìn)行了鉆探核實(shí)，對(duì)照分析情況如下：①根據(jù)物探成果，我部鉆孔驗(yàn)證，鉆孔驗(yàn)證結(jié)果為：在YBK，其余鉆孔驗(yàn)證結(jié)果是均未見(jiàn)異常。②鉆探發(fā)現(xiàn)ZBK009～ZBK011、ZBK035～ZBK037、YBK048～YBK049有孤石及基巖突起，但物探均無(wú)發(fā)現(xiàn)。從上述核實(shí)情況可以看出：物探成果準(zhǔn)確性差，僅能作為地層普查的參考，不能直接指導(dǎo)施工，還需鉆探進(jìn)一步驗(yàn)證。3鉆探地質(zhì)情況為了進(jìn)一步探明盾構(gòu)區(qū)間隧道地層地質(zhì)情況，為盾構(gòu)掘進(jìn)提供指導(dǎo)依據(jù)，我部于2023年7月27日~9月19日期間，聯(lián)系具有勘探資質(zhì)的廣東省湛江地質(zhì)工程勘察院采用鉆孔取芯發(fā)法對(duì)該段進(jìn)行了補(bǔ)勘。共投入10臺(tái)XY-1型鉆機(jī)，完成的工作量如下：施工鉆孔223個(gè)，總進(jìn)尺：4139.85米。⑴測(cè)線布置原那么①在距詳勘鉆孔5-15m處，沿隧道中線布置鉆孔。②在施鉆過(guò)程中如遇球狀風(fēng)化體或地層情況與詳勘有出入時(shí)，原那么上距該孔前后5m處增加鉆孔，如遇類(lèi)似情況依此類(lèi)推。⑵孤石及基巖突起分布情況通過(guò)對(duì)補(bǔ)勘資料分析，結(jié)合詳勘資料成果可以看出，本標(biāo)段盾構(gòu)法施工段隧道穿越?jīng)_洪積軟土層、砂層且局部基巖面突起，球狀風(fēng)化體不均勻分布，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工條件較差，孤石及基巖突起分布情況如下：①球狀風(fēng)化體本次補(bǔ)勘資料揭示區(qū)間隧道內(nèi)在殘積層、全風(fēng)化巖中有球狀風(fēng)化體〔孤石〕發(fā)育，發(fā)育規(guī)無(wú)律性，補(bǔ)勘鉆孔揭示的進(jìn)入隧道內(nèi)球狀風(fēng)化體左線有4處，右線有3處，其性質(zhì)、大小及其分布情況見(jiàn)表6所示。表6補(bǔ)勘球狀風(fēng)化體分布情況一覽表序號(hào)球狀風(fēng)化體性質(zhì)鉆孔編號(hào)里程距車(chē)站〔m〕孔口標(biāo)高〔m〕埋深〔m〕孤石直徑〔m〕抗壓強(qiáng)度〔Mpa〕地面條件隧頂巖體一右線1中風(fēng)化混合片麻巖YBK030-1881.214.6717.91.336.5綠化帶2強(qiáng)風(fēng)化混全片麻巖YBK041YDK19+070120019.3511.73.2未做綠化帶3微風(fēng)化混合片麻巖YBK048-3YDK19+289.61419.620.817.10.6110.3綠化帶微風(fēng)化混合片麻巖YBK048-41424.620.815.22.8未做綠化帶微風(fēng)化混合片麻巖YBK048-5YDK19+299.61429.620.8615.14.3104.7綠化帶二左線1中風(fēng)化混全片麻巖ZBK036-2ZDK18+916104614.21.2未做東莞大道中風(fēng)化混全片麻巖ZBK036-2ZDK18+916104616.90.6未做東莞大道微風(fēng)化混合片麻巖ZBK036-3ZDK18+910.6111.7未做東莞大道中風(fēng)化混全片麻巖ZBK036-3ZDK18+910.613.7未做東莞大道中風(fēng)化混全片麻巖ZBK036-3ZDK18+910.615.4未做東莞大道2中風(fēng)化混全片麻巖ZBK037ZDK18+9501080東莞大道中風(fēng)化混全片麻巖ZBK037ZDK18+9501080東莞大道中風(fēng)化混全片麻巖ZBK037-11085東莞大道中風(fēng)化混全片麻巖ZBK037-2ZDK18+947.617.32東莞大道中風(fēng)化混全片麻巖ZBK037-2ZDK18+947.617.32東莞大道微風(fēng)化混合片麻巖ZBK037-3ZDK18+9401070東莞大道微風(fēng)化混合片麻巖ZBK037-3ZDK18+9401070未做東莞大道中風(fēng)化混全片麻巖ZBK037-5未做東莞大道3中風(fēng)化混全片麻巖ZBK044ZDK19+1601290東莞大道4微風(fēng)化混全片麻巖ZBK049ZDK19+3101440未做東莞大道微風(fēng)化混全片麻巖ZBK049-2ZDK19+3201450東莞大道②基巖面突起本次補(bǔ)勘揭示區(qū)間隧道存在基巖面起伏，進(jìn)入隧道洞身的基巖突起左線有1處，其性質(zhì)、大小及其分布情況見(jiàn)表7所示。表7補(bǔ)勘基巖突起分布情況一覽表序號(hào)球狀風(fēng)化體性質(zhì)鉆孔編號(hào)里程距車(chē)站m孔口標(biāo)高〔m〕埋深〔m〕豎向范圍〔m〕抗壓強(qiáng)度〔Mpa〕地面條件隧頂巖體一右線1二左線1中風(fēng)化混合片麻巖ZBK09~ZBK11ZDK18+10623874~81綠化帶備注：詳勘和補(bǔ)勘均揭示本標(biāo)段ZDK19+417～〔長(zhǎng)233.0m〕、YDK19+370.0～YDK19+630.0〔長(zhǎng)258.0m〕為洞身全斷面基巖突起，設(shè)計(jì)該段采用礦山法開(kāi)挖盾構(gòu)拼裝管片。4地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)情況根據(jù)詳勘、補(bǔ)勘和高密度電法物探資料分析，本標(biāo)段地質(zhì)條件復(fù)雜，孤石發(fā)育無(wú)規(guī)律，為了多方面探明盾構(gòu)區(qū)間隧道孤石和基巖分布情況，防止探查不充分導(dǎo)致盾構(gòu)掘進(jìn)受阻，我部于2023年12月1日~12月6日期間，聯(lián)系具有勘探資質(zhì)的廣東省惠州勘察公司到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)勘查工作，完成的工作量如下：共完成45條地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線，測(cè)點(diǎn)間距0.5m，總測(cè)線長(zhǎng)度為約3836米，總測(cè)點(diǎn)數(shù)為7717點(diǎn)。⑴探測(cè)孤石情況說(shuō)明根據(jù)處理后的雷達(dá)圖像〔平、縱斷面圖〕，推斷出在測(cè)區(qū)內(nèi)有72處球狀風(fēng)化體，其中：左線55處，侵入隧道的孤石左線47處；右線17處，侵入隧道的孤石8處。孤石分布情況詳見(jiàn)下表8“地質(zhì)雷達(dá)推斷解釋孤石統(tǒng)計(jì)表〞。表8地質(zhì)雷達(dá)推斷解釋孤石統(tǒng)計(jì)表編號(hào)測(cè)線標(biāo)號(hào)里程偏移隧道中心m地面標(biāo)高〔m〕埋深范圍直徑/寬度與隧道關(guān)系地面

條件一隧道右線T1RD10YDK18+68813.980隧道下部綠化帶T2YDK18+68313.980隧道下部綠化帶T3YDK18+67613.98019隧道下部綠化帶T4RD11YDK18+72714.950隧道內(nèi)綠化帶T514.950隧道內(nèi)綠化帶T6YDK18+75614.810隧道內(nèi)綠化帶T7YDK18+75114.810隧道內(nèi)綠化帶T8RD18YDK19+26820.746隧道內(nèi)綠化帶T9RD1920.790隧道內(nèi)綠化帶T10YDK19+32220.790隧道內(nèi)綠化帶T11YDK19+32821.410隧道內(nèi)綠化帶T12RD20-523.220出隧道范圍綠化帶、人行道T13YDK19+635-523.220出隧道范圍綠化帶、人行道T14YDK19+62723.220出隧道范圍綠化帶、人行道T15YDK19+65423.430出隧道范圍綠化帶、人行道T16YDK19+680-423.430出隧道范圍綠化帶、人行道T17YDK19+67623.43017出隧道范圍綠化帶、人行道二隧道左線T18RD28011.510隧道內(nèi)綠化帶T19ZDK18+184011.510隧道內(nèi)綠化帶T20ZDK18+184011.860隧道內(nèi)綠化帶T21011.480隧道下部綠化帶T22RD30ZDK18+445-112.815隧道內(nèi)綠化帶T23012.815隧道上部綠化帶T24RD31ZDK18+52213.421隧道上部東莞大道T25RD34ZDK18+602013.680隧道內(nèi)東莞大道T2613.400隧道內(nèi)東莞大道T2713.520隧道下部東莞大道T28RD35313.550隧道內(nèi)東莞大道T29314.300隧道內(nèi)東莞大道T30ZDK18+80415.600隧道內(nèi)東莞大道T3115.690隧道內(nèi)東莞大道T32RD3615.850隧道內(nèi)東莞大道T3315.910隧道內(nèi)東莞大道T3415.962隧道內(nèi)東莞大道T35-116.013隧道內(nèi)東莞大道T3616.160隧道內(nèi)東莞大道T3716.160隧道內(nèi)東莞大道T3816.450隧道內(nèi)東莞大道T3916.880隧道內(nèi)東莞大道T4017.600隧道內(nèi)東莞大道T41RD37ZDK18+90817.551隧道內(nèi)東莞大道T4217.450隧道內(nèi)東莞大道T4317.450隧道內(nèi)東莞大道T4417.450隧道內(nèi)東莞大道T4517.740隧道內(nèi)東莞大道T46ZDK18+94417.740隧道內(nèi)東莞大道T47ZDK18+93217.740隧道內(nèi)東莞大道T4817.910隧道內(nèi)東莞大道T49118.210隧道內(nèi)東莞大道T50RD38218.920隧道內(nèi)東莞大道T51RD4020.140隧道內(nèi)東莞大道T5220.180隧道內(nèi)東莞大道T5320.230隧道內(nèi)東莞大道T5420.300隧道內(nèi)東莞大道T55020.340隧道內(nèi)東莞大道T56020.480隧道內(nèi)東莞大道T57RD41020.660隧道上部東莞大道T58-220.880隧道上部東莞大道T59-221.062隧道內(nèi)綠化帶T60-221.062隧道內(nèi)綠化帶T61RD42023.398隧道內(nèi)綠化帶T62023.459隧道內(nèi)綠化帶T63023.596隧道內(nèi)綠化帶T64023.675隧道內(nèi)綠化帶T65023.696隧道內(nèi)綠化帶T66RD43023.675隧道內(nèi)綠化帶T67023.874隧道內(nèi)綠化帶T68023.846隧道內(nèi)綠化帶T69023.846隧道下部綠化帶T7023.740隧道內(nèi)綠化帶T71RD4423.781隧道下部綠化帶T72-123.775隧道內(nèi)綠化帶T7323.780隧道內(nèi)綠化帶⑵探測(cè)結(jié)論通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)工作查明的場(chǎng)地內(nèi)球狀風(fēng)化體的分布情況如下：①球狀風(fēng)化體集中分布在兩處區(qū)域附近：一處是東莞大道主道上綠色大道與環(huán)城立交之間地段段，一處是中間風(fēng)井兩側(cè)區(qū)域。②大局部球狀風(fēng)化體的發(fā)育深度在隧道設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，少量在隧道設(shè)計(jì)范圍頂板以上或底板以下。③球狀風(fēng)化體的大小多為直徑2.0~的球狀體，有少局部風(fēng)化球直徑超過(guò)，最大到達(dá)。④球狀風(fēng)化體多數(shù)出現(xiàn)在隧道左線的范圍內(nèi)，隧道右線出現(xiàn)的風(fēng)化球較少。⑶鉆探驗(yàn)證說(shuō)明根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)報(bào)告揭示的孤石，我部采用鉆探方式對(duì)位于東莞大道主道DN2200供水管下的5處〔T34\T35\T37\T48\T49〕共鉆16個(gè)孔進(jìn)行了驗(yàn)證，其中有2處〔T37\T48〕存在孤石，而且強(qiáng)度較低，從而說(shuō)明地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)孤石的準(zhǔn)確度差，僅能作為地層普查的參考，不能直接指導(dǎo)施工，還需鉆探最為直觀。5管線探測(cè)情況⑴給水管探測(cè)情況根據(jù)設(shè)計(jì)提供的管線圖紙并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，東莞大道下沿南北方向敷設(shè)有兩條DN2200供水管，其中西側(cè)給水管對(duì)區(qū)間隧道施工影響較大。給水管與隧道根本平行前進(jìn)，自西平站沿西側(cè)東莞大道向南敷設(shè)，在里程ZDK18+706~ZDK19+116(約410m)范圍內(nèi)，DN2200mm給水鋼管位于左線隧道上方敷設(shè)，右線隧道上方無(wú)供水管。根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，線隧道DN2200供水管下分布有較多孤石，為準(zhǔn)確了解盾構(gòu)區(qū)間上部管線分布情況，防止孤石處理過(guò)程中鉆孔偏差導(dǎo)致供水管破壞，我部于2023年2月1日~12月6日期間，聯(lián)系具有勘探資質(zhì)的廣東省惠州勘察公司到現(xiàn)場(chǎng)采用RD4000/RD8000管線探測(cè)儀開(kāi)展地下管線探測(cè)工作。該段給水管探測(cè)管點(diǎn)數(shù)11個(gè)，探測(cè)長(zhǎng)度726m，管線點(diǎn)探測(cè)成果表見(jiàn)表9。表9給水管實(shí)際探測(cè)情況管線種類(lèi)物探點(diǎn)號(hào)埋設(shè)方式管線材料斷面尺寸埋深備注給水J1管埋鋼18002.80給水J2管埋鋼18002.80給水管埋鋼18002.80給水J3管埋鋼18002.70給水管埋鋼18002.70給水J4管埋鋼18002.70給水管埋鋼18002.70給水J5管埋鋼18002.70給水管埋鋼18002.70給水J6管埋鋼18002.70給水管埋鋼18002.70給水J7管埋鋼18002.70給水管埋鋼18002.70給水J8管埋鋼18002.70給水管埋鋼18002.70給水J9管埋鋼18002.70給水J10管埋鋼1000給水J11管埋鋼1000根據(jù)探測(cè)結(jié)果顯示：該供水管左線隧道上方段為DN1800鋼管，非DN2200的。⑵燃?xì)夤芘c隧道位置關(guān)系根據(jù)燃?xì)鈫挝惶峁┑墓芫€圖紙并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，東莞大道穿環(huán)城西路立交橋南側(cè)有一條燃?xì)夤軝M跨隧道〔里程約為ZDK19+200〕，如圖11所示。該高壓天然氣管道管徑為DN610，運(yùn)行壓力4.0MPa，是，距隧道頂3.0m，(根據(jù)管線單位的竣工資料提供信息，該管采用頂管方式施工，管深存在誤差范圍為±1.0m)，盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)需特別關(guān)注。圖11DN610燃?xì)夤芘c隧道位置關(guān)系圖三、盾構(gòu)設(shè)備能力及改造情況1盾構(gòu)設(shè)備參數(shù)情況本標(biāo)段擬投入中鐵隧道裝備制造生產(chǎn)的中鐵21#、22#土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。盾構(gòu)機(jī)m，刀盤(pán)上有5把雙刃滾刀、34把單刃滾刀、16把邊緣刮刀，68把正面齒刀。刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)為6臺(tái)變頻電機(jī)，功率200KVA×m，14個(gè)油缸的被動(dòng)鉸接，管片拼裝機(jī)為中心回轉(zhuǎn)式，6個(gè)自由度。螺旋機(jī)功率為200KVA。整機(jī)長(zhǎng)度約為80m，整機(jī)重量約500噸，總裝機(jī)功率約1750KVA。該設(shè)備的詳細(xì)性能參數(shù)以及與原方案投入的海瑞克S459、S460盾構(gòu)機(jī)的比照詳見(jiàn)下表9。中鐵21#/22#盾構(gòu)與海瑞克S459/S460盾構(gòu)技術(shù)參數(shù)比照表序號(hào)擬變更盾構(gòu)部件名稱(chēng)擬變更盾構(gòu)機(jī)規(guī)格說(shuō)明合同承諾盾構(gòu)機(jī)規(guī)格說(shuō)明1盾體通稱(chēng)直徑前盾6250mm,中盾6240mm,尾盾6240mm前盾6250mm,中盾6240mm,尾盾6230mm長(zhǎng)度〔前體+中體〕類(lèi)型〔泥水或土壓〕土壓平衡式土壓平衡式最小水平曲線半徑250m250m最大工作壓力3bar3bar最大設(shè)計(jì)壓力5bar5bar土壓傳感器5個(gè)5個(gè)超前地質(zhì)探測(cè)孔8個(gè)8個(gè)螺旋輸送機(jī)底部閘門(mén)2道1道人閘連接法蘭有有螺旋輸送機(jī)連接法蘭有有2盾尾類(lèi)型鉸接鉸接長(zhǎng)度m密封形式3道密封刷+1道止槳板3道密封刷+1道止槳板油脂回路12根12根注漿管4*2根4*2根外密封圓環(huán)φ70φ703推進(jìn)裝置數(shù)量3030油缸尺寸(缸徑/桿徑)φ220/180φ200/170缸體支撐形式可調(diào)式推力3700t34210KN行程2150mm2000mm工作壓力34Mpa34Mpa伸出速度1662mm/min〔雙缸〕80mm/min〔所有油缸〕縮回速度3200mm/min〔雙缸〕160mm/min〔一組油缸〕4鉸接千斤頂鉸接型式被動(dòng)式鉸接被動(dòng)式鉸接數(shù)量1414油缸尺寸(缸徑/桿徑-程)160/80-150160/80回縮力7340KN7340KN行程250mm150密封一道鉸接密封+一道緊急氣囊密封一道鉸接密封+一道緊急氣囊密封5刀盤(pán)型式復(fù)合式面板式直徑6280mm6280mm旋向正/反正/反刀具〔軟土〕切刀切刀刀具〔硬巖〕單\雙刃滾刀單\雙刃滾刀超挖刀無(wú)超挖量無(wú)集中回轉(zhuǎn)接頭116刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)類(lèi)型變頻電機(jī)液壓式液壓馬達(dá)數(shù)量電驅(qū)動(dòng)6組液壓驅(qū)動(dòng)6組正常驅(qū)動(dòng)力矩4400KNm4500KNm脫困扭矩5500KNm5300轉(zhuǎn)速(額定/最大)0-裝備功率1200kw945KW主軸承類(lèi)型滾動(dòng)式軸承滾動(dòng)式軸承主軸承〔支撐〕外徑3061mm2600主軸承壽命>10000h10000軸承密封(內(nèi)唇形/外唇形)3道/4道(內(nèi)唇形/外唇形)3道/3道7人閘類(lèi)型雙艙并聯(lián)雙艙并聯(lián)長(zhǎng)度主/副/直徑工作壓力3bar3bar人數(shù)5人3+28管片拼裝機(jī)類(lèi)型中心回轉(zhuǎn)式中心回轉(zhuǎn)式自由度66旋轉(zhuǎn)±200°±200°管片寬度mm伸縮1200mm1200mm行程2000mm2000mm拼裝頭旋轉(zhuǎn)±2°±2°拼裝頭傾斜范圍±°±°側(cè)向舉升力120KN120KN扭矩150KNm150KNm整園器無(wú)無(wú)9螺旋輸送機(jī)類(lèi)型軸式軸式直徑750mm900mm電機(jī)功率200KW250KW最大扭矩145KNm217KNm轉(zhuǎn)速0-220-22最大輸送量〔理論〕250m3/h250m3/h斜度°°伸縮1000(800)mm1000mm前密封閘門(mén)有有排土閘門(mén)2道1磨損保護(hù)層有有10皮帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng)輸送帶寬度800mm800mm輸送帶長(zhǎng)度120m120m帶速最大輸送能力450m3/h450m3/h11后續(xù)設(shè)備液壓驅(qū)動(dòng)局部冷卻系統(tǒng)內(nèi)外循環(huán)內(nèi)外循環(huán)設(shè)備局部注漿泵22壓力測(cè)量裝置44儲(chǔ)漿罐11泡沫注入系統(tǒng)泡沫發(fā)生裝置44水泵無(wú)1泡沫混合液泵4泡沫泵11膨潤(rùn)土注入系統(tǒng)注入泵11桶11壓縮空氣供給空壓機(jī)22儲(chǔ)氣罐1m31m3壓縮空氣控制裝置2×6.5m3/min主驅(qū)動(dòng)潤(rùn)滑油泵11盾尾油脂注脂泵11控制室主控制板22緊急按鈕11雙卷筒22高壓電纜卷筒11二次通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)管儲(chǔ)存槽22風(fēng)管懸掛裝置導(dǎo)向系統(tǒng)ZEDVMT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)精度3秒精度2秒后續(xù)系統(tǒng)門(mén)架數(shù)量6612電源初級(jí)電壓10000v10000V次級(jí)電壓400v400V變壓器容量800KVA干式變壓器+1000KVA整流干式變壓器2000KVA控制電壓24V24V照明230V230V電磁閥電壓24V24V頻率50HZ50HZ系統(tǒng)保護(hù)通訊系統(tǒng)1套1套監(jiān)控系統(tǒng)1套1套13裝備功率KW1600KW刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)1200KW945KW推進(jìn)75KW75KV管片拼裝55KW45KW超挖刀/油冷卻裝置11KW注油脂設(shè)備/螺旋輸送機(jī)閘門(mén)輔助系統(tǒng)供油螺旋輸送機(jī)200KW250KW膨潤(rùn)土泵30KW泡沫裝置KW注漿裝置30KW30KW皮帶輸送機(jī)37KW22KW二次通風(fēng)系統(tǒng)15KW17.2KW空壓機(jī)37+37KW110KW輔助裝置22KW22KW14設(shè)備規(guī)格設(shè)備總長(zhǎng)度80m75盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)度總重〔約〕≈500t≈500t2盾構(gòu)機(jī)的使用情況⑴中鐵CREC-021號(hào)盾構(gòu)機(jī)情況由中鐵隧道裝備制造制造生產(chǎn)，于2023年10月10日進(jìn)行工廠驗(yàn)收，10月15日在中鐵隧道集團(tuán)重慶會(huì)展中心配套交通工程工程部進(jìn)行工地組裝，11月20日開(kāi)始掘進(jìn)，累計(jì)掘進(jìn)一個(gè)區(qū)間(禮嘉站~平場(chǎng)站區(qū)間右線)共1242環(huán)〔1863米〕，于2023年9月18日完成掘進(jìn)。日掘進(jìn)最高紀(jì)錄15環(huán)〔22.5米〕，日掘進(jìn)平均9~11環(huán)〔13.5~16.5米〕，盾構(gòu)機(jī)主要穿越地層有砂質(zhì)泥巖、砂巖。⑵中鐵CREC-022號(hào)盾構(gòu)機(jī)現(xiàn)狀情況由中鐵隧道裝備制造制造生產(chǎn)，于2023年10月21日進(jìn)行工廠驗(yàn)收，于2023年10月25日進(jìn)行工地組裝，并于2023年12月1日開(kāi)始試掘進(jìn)，累計(jì)掘進(jìn)一個(gè)區(qū)間(禮嘉站~平場(chǎng)站區(qū)間左線)共1287環(huán)〔1930米〕，于2023年8月20日完成。日掘進(jìn)最高紀(jì)錄15環(huán)〔22.5米〕，日掘進(jìn)平均10~12環(huán)〔15~18米〕，盾構(gòu)機(jī)主要穿越地層有砂質(zhì)泥巖、砂巖。3盾構(gòu)機(jī)改造方案⑴東莞刀盤(pán)適應(yīng)性改造說(shuō)明原刀盤(pán)設(shè)計(jì)主要考慮在砂巖、泥巖等地質(zhì)情況下掘進(jìn)。東莞的地質(zhì)情況主要是：砂質(zhì)粘性土層、可塑狀砂質(zhì)粘性土、混合片麻巖殘積土和全、強(qiáng)風(fēng)化巖層，局部中、微風(fēng)化巖層，存在花崗巖球狀風(fēng)化體和基巖突起，同一隧道斷面上下、左右軟硬不均勻等地層。由于地質(zhì)發(fā)生了改變，讓原刀盤(pán)適應(yīng)東莞的地質(zhì)，需要對(duì)原刀盤(pán)進(jìn)行改造。2023年11月16日，在我集團(tuán)公司總部洛陽(yáng)召開(kāi)了盾構(gòu)改造專(zhuān)題會(huì)，隨后還屢次召開(kāi)改造論證會(huì)，明確了盾構(gòu)改造方案，具體改造如下：①原刀盤(pán)結(jié)構(gòu)形式為復(fù)合式刀盤(pán)，原刀盤(pán)的根本結(jié)構(gòu)如圖1所示。原刀盤(pán)的開(kāi)口率34%。圖1原刀盤(pán)的根本結(jié)構(gòu)圖16中國(guó)中鐵盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)實(shí)物圖②改造后刀盤(pán)的開(kāi)口率37%，改造后刀盤(pán)的根本結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2改造后刀盤(pán)的根本結(jié)構(gòu)③防止改造后刀盤(pán)中心部位結(jié)“泥餅〞,增加刀盤(pán)中心部位的開(kāi)口，又不減弱刀盤(pán)整體的剛度和強(qiáng)度，把四個(gè)輔刀梁中心部位的側(cè)板割掉，分別用一塊150mm厚的鋼板與主刀梁焊接一塊。④由于原刀盤(pán)內(nèi)部環(huán)筋與刀梁側(cè)板高度一樣，環(huán)筋與刀梁側(cè)板之間形成相對(duì)封閉的結(jié)構(gòu)，又要提高刀盤(pán)中心部位渣土的流動(dòng)性，需要把刀盤(pán)內(nèi)部?jī)傻拉h(huán)筋局部修整，修整后環(huán)筋的高度270mm，刀梁的高度490mm。⑵螺旋輸送機(jī)改造說(shuō)明原設(shè)計(jì)中鐵21、22號(hào)主要針對(duì)重慶砂巖、泥巖，含水量少的地質(zhì)情況，螺旋機(jī)設(shè)計(jì)成單下出渣門(mén)。東莞地鐵隧道水壓較高，水位線均在隧道頂板以上，局部地段有含水砂層，,透水性較強(qiáng)，可能會(huì)出現(xiàn)噴涌，需要對(duì)原來(lái)中鐵21、22號(hào)螺旋機(jī)改造，在原有下出渣門(mén)增加一道下出渣門(mén)，組成尾部雙下出渣門(mén)。在上述地層掘進(jìn)發(fā)生噴涌時(shí)，單閘門(mén)不利于防噴涌，而相比擬，尾部雙下出渣門(mén)利于防噴涌，同時(shí)也利于連接保壓泵。⑶泡沫系統(tǒng)改造說(shuō)明本工程洞身主要穿越殘積土及全、強(qiáng)風(fēng)化巖，巖層顆粒成分具有“兩頭大，中間小〞的特點(diǎn)，即顆粒成分中、粗顆?！病车慕M份及粉、粘粉的組份〔＜〕的含量較多，而介于其中的細(xì)顆粒成分較少。該地質(zhì)細(xì)顆粒含量較多，為了提高渣土改進(jìn)的能力，需要對(duì)原泡沫系統(tǒng)進(jìn)行改造。具體改造如下：①動(dòng)力單元：由原來(lái)的一臺(tái)泡沫原液泵和一臺(tái)泡沫水泵改為一臺(tái)泡沫原液泵和四臺(tái)泡沫混合液泵，其中4臺(tái)泡沫混合液泵一一對(duì)應(yīng)刀盤(pán)上4個(gè)泡沫注入口。②控制方式：由原來(lái)通過(guò)調(diào)節(jié)每一路上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)控制流量改為通過(guò)調(diào)節(jié)4臺(tái)泡沫混合液泵的頻率來(lái)調(diào)節(jié)每一路泡沫的流量，每一路的流量由流量計(jì)檢測(cè)并反應(yīng)到PLC中。③第4路泡沫管路可以和一路膨潤(rùn)土管路通過(guò)球閥的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)共用。泡沫系統(tǒng)改造的優(yōu)勢(shì)：①該泡沫系統(tǒng)〔單管單泵〕一臺(tái)泵對(duì)應(yīng)一個(gè)注入口，每一路泡沫的流量和壓力都相對(duì)獨(dú)立，不會(huì)隨其他各路泡沫的流量和壓力的變化而變化，能夠較好的防止泡沫注入口的堵塞。②在該系統(tǒng)中，刀盤(pán)注入的一路膨潤(rùn)土可以和其中的一路泡沫通過(guò)閥門(mén)的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)泡沫和膨潤(rùn)土注入口的共用，可以根據(jù)具體的地質(zhì)情況選擇注入泡沫或者膨潤(rùn)土。四、區(qū)間隧道孤石處理措施本標(biāo)段盾構(gòu)法施工段，隧道局部穿越地層基巖面突起，球狀風(fēng)化體不均勻分布，地質(zhì)條件復(fù)雜，尤其是中間風(fēng)井基坑開(kāi)挖揭示球狀風(fēng)化孤石眾多，區(qū)間隧道掘進(jìn)過(guò)程中難免會(huì)遇到未探明球狀風(fēng)化孤石，需認(rèn)真對(duì)待。盾構(gòu)施工時(shí)根據(jù)不同球狀風(fēng)化體類(lèi)型及基巖突起，視其分布情況和強(qiáng)度大小，擬采取如下方法處理：1已探明孤石預(yù)處理根據(jù)超高密度電法、地質(zhì)雷達(dá)、鉆探等方法探查成果，預(yù)先探明需要處理的孤石為鉆探確認(rèn)的7處。對(duì)于已探明的球狀風(fēng)化體孤石及基巖突起，采取地面成孔，孔內(nèi)爆破的方法將球狀風(fēng)化體及突起巖體破碎至可施工程度。①普通段孤石預(yù)處理方案針對(duì)本標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間大量存在微風(fēng)化球狀巖石情況，為確保盾構(gòu)掘進(jìn)施工順利進(jìn)行，對(duì)于大量存在的微風(fēng)化球狀巖石擬采取“爆破法〞進(jìn)行處理。即通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)或鉆探等方式探