泥水盾构技术6.1盾构选型

第六章 一、盾构选型 1名古屋市地铁6号线第一期工程概况 　　名古屋市地铁6号线第一期工程区间隧道自中村事务所至今池，长7.5km。该区间隧道处于名古屋市最繁华商业中心的区域，它要穿过JR线名 古屋站正下方，与名铁本线～濑户线、地铁1号、2号、3号线四处交叉通过，穿越八处JR中央线和已设铁路的交叉点。通过连接名铁站东西两端的地下商业街， 还要在丸之内～车道间约3.1km道路中央修建共同沟和洞道。此外，还有两处要穿越河流和桥梁防护，是典型的都市区间隧道工程。 　　为了保护已设地下构筑物，该地铁工程考虑的埋设深度，地铁6号线隧道工程平均掘削深度为20m，并且车站设施也呈宽幅形。对已设地下构筑物 的防护方法采用相应的技术措施，如对大开挖部分采用托底换基工法，盾构施工区间的共同沟防护主要依靠拦截墙；对民有土地的建筑物则采用化学注浆工法进行施 工。 　　地铁结构物的建造方法：对于地铁车站部分采用大开挖施工法，地铁区间部分采用盾构法施工，见图136。这是考虑到地下已设构筑物多、掘削深度深、市区繁华中心地带施工交通量多、在道路使用上又不够理想等因素。 图136  6号线中村事务所～今池段的概况图      　　由于施工工事的多样性，分别采用应对的施工方法进行施工。     　　2地形和地质条件 　　名古屋市的市区地形，除东部为丘陵地带外，其余都为平坦地形。其中还有从市区中心部起绕着东部丘陵地带西缘分布的，被称为热田台地的区域。 该台地至地表几乎都是由洪积层形成，地表朝西呈平缓地降低。与此相对应，热田层也是朝下走向，从过了名铁站附近到上部为3～5m的冲积层，地层构成概况见 图129。盾构通过的地层大致为热田下部层的洪积砂质土和洪积砂砾层，部分夹有洪积粘性土。在椿町和那古野工区，要穿越洪积上部层的砂砾和浮石层。此外在 内山町工区因需要对桥梁进行防护，在盾构施工中途要穿越鲜新层的矢田川累层粘性土层。地下水位见图137，为GL—2.5～—10.5m的变化，渗透系数 为10-2～10-3cm/s左右。   　　3施工环境     施工环境可以说在市区中心地表与地下拥有大量城市基础设施的施工环境，对这些城市基础设施在隧道施工中必须考虑采取安全防护工程，已设构筑物的概况见表 43。在探讨施工方法时，对构筑物的安全性、施工可靠性、参考实施实例、工程费用以及工期等进行慎重的综合性判断，在此基础上进行了施工方法的选定。 图137  地层构成概况   图137附表 时代 地层名 符号 地质名 N值 冲 积 世 表土，回填土 bn     冲积层 Ac 粘性土 0～5 As 砂质土 3～12 第一砾层 Dg 砂砾 13～50以上 洪   积   世 洪   积   层 大曾根砾层 D4g 砂砾 25～50 热   田   层 上部层 D3uc 粘性土 5～15 D3us 砂质土 8～40 D3ug 砂砾 30～50以上 D3p 浮石 15～50 下部层 D3Lc 粘性土 3～20 D3Ls 砂质土 30～50以上 D3Lg 砂砾 30～50以上 八事层 D2c 粘性土 7～25 D2s 砂质土 10～50以上 D2g 砂砾 20～50以上 鲜新世 濑户层群 矢田川累层 Pc 粘性土 8～30 Ps 砂质土 15～50以上 Pg 砂砾 50以上   施工环境                                            表43    　　4盾构工法的选择 　　代表名古屋市近期盾构工法施工实例，可例举地铁3号线在净心～庄内公园间两个区间施工的泥水加压盾构。在几乎不含粘性土(1～2%)的大砾石砂砾层中、渗透系数为10°～10-1cm/s，而且地下水丰富，通过将高浓度泥水(比重1.4，粘性2000CP)注入开挖面，与易塌方的土体搅拌、混合，变成具有流动性的不透水性的切削土达到处理地下水以及使掘削土流畅地排出的盾构掘削方法，并取得成功。 　　本次6号线第一期工程区间有热田砾石层，砾径为30～60mm，组成率为砂砾14%、砂54%、粘性土32%左右。 　　在盾构工法选择中，考虑到下列因素； 　　①量测管理简易且可靠； 　　②掘削土管理能系统化且自动控制； 　　③作业环境能进一步改善； 　　④能确保弃土场地。 　　决定采用泥水加压盾构工法，六个盾构工区主要工程内容见表44。此外因吴服町工区2号线是长352m的短区间，用一台盾构掘进机在东樱站作U型转向掘削推进。   主要工事内容                                    表44    　　5盾构掘进机规格 　　六个工区都采用泥水加压式盾构掘进机，其主要特长各个厂家几乎相同。前面刀盘安装了非全面开放型的开口槽开口率为20%的面板，并安置了开 口槽开闭装置，以防土砂塌方。掘削土的出土，采用通过送泥管流体输送到设置在地面的泥水处理装置的方式。为了在刚拼装完管片后就进行壁后注浆和保持管片被 稳定前的真圆，安装了真圆保持装置。标准盾构掘进机见图138，其规格见表45。 图138  标准盾构掘进机 盾构掘进机规格                                   表45