岩溶地层中的盾构隧道施工
复杂岩溶地层地铁盾构施工影响的关键技术研究
复杂岩溶地层地铁盾构施工影响的关键技术研究发布时间：2023-03-02T06:47:39.205Z 来源：《工程建设标准化》2022年20期作者：丛英学[导读] 本文先从复杂岩溶地层的处理入手，接着分析了盾构施工的技术和注意要点，希望能够帮助施工人员更好开展工作。
丛英学中交隧道工程局有限公司江苏省南京市 211100摘要：本文先从复杂岩溶地层的处理入手，接着分析了盾构施工的技术和注意要点，希望能够帮助施工人员更好开展工作。
关键词：岩溶地层；地铁盾构；施工影响；关键技术1岩溶地层处理1.1处理原则全填充溶洞属于基坑开挖面之外内容，在经过钻孔探测之后，如果填充物是硬塑状黏土，探孔没有渗漏水现象，那就不需要加固并对溶洞注浆，如果填充物是其它类型，那就要对溶洞注浆和加固。
开挖面以内的穿越状全填充型溶洞，如果填充物属于硬塑状黏土，开挖之后没有渗漏水、填充物比较稳定，那就不要清理填充物，只要对一些空洞回填注浆即可；如果填充物是其它物质就要注浆和加固。
盾构法施工过程中，除了建筑物涵盖的地区，其他地区使用地面处理方式，辅之以洞内处理。
1.2不同地区地铁工程的处理措施1.2.1处理措施的相同处我国地铁工程存在岩溶地层，通常使用间歇式注浆法，使用纯水泥浆、水泥砂浆等材料。
划分溶洞的时候需要考虑溶洞、结构距离、溶洞填充种类和溶洞高度等数据。
1.2.2处理措施的不同处一些城市要考虑隔水层，进而确定隧道底部的加固大小。
一些城市会考虑周围的建筑环境，从而更好地把握隧道两边和底部的加固大小。
施工人员选择注浆压力的时候，一些城市会参考地下水压力，根据注浆孔位来判断注浆压力。
结合隧道两边的处理范围，一些城市选择6m的直径盾构。
隧道底部的处理处理直径位于2m-10m之间。
1.3处理要求对于处理结果的要求，不同地区的地铁设计要求不一样，施工人员在具体验证的时候需要花费一些成本，试验的离散性较大。
以下是普遍的岩层地层处理结果要求，受限，岩溶地层在加固之后任意选择钻孔取芯，采取抗压试验，无侧限的抗压强度值大于0.5MPA。
泥岩地质中泥水平衡盾构施工技术
泥岩地质中泥水平衡盾构施工技术摘要：文中以佛山地铁三号线镇安站～桂城站区间施工为例，在泥岩地层中采用泥水平衡盾构进行隧道施工，易遇到泥水滞排、掘进缓慢的问题，给区间施工带来极大困难和风险。
通过优化泥水盾构机刀盘配置，改造采石箱、泥浆管路，掘进过程中加强对泥浆指标参数的控制，并在有必要时开仓作业清理土仓，最终顺利穿越影响较大的泥岩复杂地层。
关键词：盾构泥水平衡泥岩泥浆指标开仓1工程概况佛山市城市轨道交通三号线镇安站～桂城站盾构从桂城站出发，沿南海大道由北向南延伸，依次下穿过街通道、下穿华阳桥A/C梯道、丰收水闸、东三电排站、华阳桥1号桥、侧穿华阳桥9号桥桩，到达镇安站。
本区间采用泥水盾构施工，区间左、右线均从桂城站南端头始发，在镇安站北端头接收。
镇安站～桂城站区间为地下6m直径双线盾构区间。
盾构段右线里程为YDK51+570.050～YDK52+879.427，长链2.696m，右线总长度为1312.073m；盾构段左线里程为ZDK51+571.058～ZDK52+879.427,长链0.165m，左线总长度为1308.535m。
区间右线最大坡度为-28.228‰，最小坡度为-2‰，左线最大坡度为-28.414‰，最小坡度为-2‰，隧洞顶板埋深8.60m～20.45m。
2施工难点及风险分析本区间沿城市主干道敷设，区间地面环境复杂，地下管线密集，同时盾构机需穿越多种建（构）筑物及河流，区间2/3地层为泥水盾构掘进困难的泥岩地层，泥岩的岩性使得盾构施工时时常泥水滞排、掘进缓慢，给本区间上软下硬的复合地层掘进带来极大施工困难和风险。
2.1建构物及管线引起的施工难点和风险镇桂盾构区间在南海大道正下方，南海大道车流量大，管线多，主要有电信光纤、雨水管线、给水管线、污水管线、电力管线。
管线分布主要是沿南海大道平行于隧道线路方向。
管线分布错综复杂，且比较集中。
掘进施工时应做好预防沉降的控制，以确保施工的顺利进行及管线的正常运行。
广州地铁五号线岩溶地区盾构隧道工程技术研究
质土层 （ ２ 、坡积土层 （ ３ 、残积土层 （ 工 ，才能确保施工及运营安全。 ４— ） ４— ） ５— １ 、 ６ 碎屑岩岩石全风化带 、 ６ ） ） （） （ Ｈ 花岗岩岩石全 风化带 、 ７ 碎屑岩岩石强风化带、（ Ｈ 花岗岩岩 （） ７）
在 。广州 西部 及北 部在 区域 地质 上 属 于广 花 凹陷 ， 工 ，深 入分 析 研究 岩 溶 地 区城 市 地 铁 盾 构 隧 道 的
沉积 了 巨厚 的石 灰 岩 建 造 。根 据 已有 工 程 地 质 资 设计 施 工技术 ，以期得 出有 实 际意义 的研 究成 果 。
料 ，灰岩 主要 分 布 在 广 州 西 部 的 大 坦 沙 、北 部 的
且 岩性 坚硬 ，特 别 是 石 炭 系石 磴 子 段 、石 炭 系 壶 隧道 右线 起讫 里程 为 Ｙ Ｋ ７０ ００一 Ｄ ９ Ｄ ７＋ ６ ．５ Ｙ Ｋ ＋ ４ ．７ ４２４６，总 长 度 １６２４ ６ｍ；隧 道 左 线 起 讫 ８ ．２
天群及古近系莘庄村组岩溶较发育 。
至 ２１ ００年 ，广 州 共 计 划 建 成 城 市 地 铁 隧 道 里程 为 Ｚ Ｋ ７７ ９２一 Ｄ ９＋ ４ ．７ ，总 长度 Ｄ ７＋ ５．６ Ｚ Ｋ ４６４ ６
２５ｋ ５ ｍ，地 铁 五 号 线 、六 号 线 、二 号 线 北 延 段 、 １６０ １３ｍ （ ８ ．６ 短链 长 度 ８３ １ｍ） ．５ 。盾 构掘进 总长
三号线北延段通 过大面积 的岩溶 隐伏 区。盾 构掘 度 ３３２ ５９ｍ，左右线间距 Ｉ． １ ３．５ｍ。 ６ ．８ １８ ～ ４４
嘉禾至新机场一 带 ，有 晚古 生代泥盆 系、石炭系
石 磴 子段 （ ） Ｃ 、石 炭 系 壶 天 群 （ ：， ） Ｃ＋ 、二
岩溶地区盾构隧道溶土洞充填注浆施工技术
岩溶地区盾构隧道溶土洞充填注浆施工技术摘要：在溶洞大量存在的岩溶地区修建地铁隧道，其地基稳定性及隧道工程在施工和运营过程中的安全问题，是需要非常关注且迫切需要解决的一项课题。
本文结合深圳地铁建设施工过程，分析溶洞对地基稳定性及承载力的影响，研究轨道交通岩溶地基加固范围和处理新工艺，达到良好的技术经济效果，丰富和发展轨道交通的设计与施工方法。
关键词：岩溶；盾构隧道；溶土洞；充填注浆；施工技术1、工程概况深圳地铁14号线呈东西走向，其中位于龙岗区范围地质条件复杂，尤其岩溶强烈发育且分布范围广，安全隐患大。
在14号线实施过程中，为了实现岩溶处理施工的规范、安全，根据不同线路范围的实际地质情况，分段编制了岩溶专项设计文件。
下面就大运站～宝荷站区盾构区间岩溶处理进行论述。
大运站～宝荷站区间自大运站出发后，沿龙岗大道下方敷设，采用盾构法施工区间全长约5.77km，埋深约11.4～67.0m，区间长1.3km。
盾构隧道所穿越地层主要为填土层（Q4ml），第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl），溶洞（槽）堆积物（Qpr），石炭系石磴子组灰岩（C1s），土、溶洞发育。
大运站区～宝荷站区间，揭露溶洞洞顶埋深7.2～49.3m，溶洞洞顶埋深8.6～58.1m，顶板厚度0.1～23.9m，所揭露溶洞部分为半填充、全充填，充填物主要以软～可塑状粉质黏土为主，夹碎石，局部填充碎石及砾砂，部分溶洞为空洞。
溶洞充填物标准贯入实测捶击数为2?14击，平均6.5击。
2、溶（土）洞充填注浆方案2．1溶（土）洞边界溶（土）洞处理前，先进行溶（土）洞平面范围的探测，尽可能摸清其规模，以揭示到溶（土）洞的钻孔为基准点加密钻孔，间隔2.0m向四周扩散，探测孔可兼做注浆孔进行注浆充填。
并选择数个洞顶处钻孔兼做排气孔，排气孔每洞至少1个，间距超过4m加设排气孔。
2．2溶（土）洞处理原则及范围（1）溶（土）洞处理原则溶（土）洞处理遵循以预防、预处理为主，先处理后施工的原则，盾构隧道溶（土）洞处理应遵循以地面预处理为主，机（盾构机）内、洞内预留措施处理为辅的原则，防止盾构施工的“栽头”、“陷落”、地表沉降过大或坍塌事故的发生，降低工后差异沉降，满足运营安全。
南宁地铁2号线盾构隧道岩溶处治方案分析
南宁地铁2号线盾构隧道岩溶处治方案分析南宁地铁2号线的建设是南宁市交通发展的重要项目之一。
随着城市建设和人口增加，南宁地铁的建设已经成为了市政府的一项重点工作。
然而，在地铁建设过程中，由于南宁地区地质条件较为复杂，岩溶问题成为了建设的一个难点。
本文主要探讨南宁地铁2号线盾构隧道岩溶处治方案的问题。
一、南宁地铁2号线盾构隧道岩溶处治方案1.岩溶概述岩溶是一种地质现象，是由于地下水在石灰岩等可溶岩石中流动，溶解岩石中的钙质和成分，形成地下洞穴、地震陷、地表塌陷等自然过程。
在南宁地铁2号线建设过程中，岩溶是一种较为常见的问题。
2.岩溶处理方法随着科学技术的发展，针对岩溶的处理方法也逐渐成熟。
在南宁地铁2号线建设过程中，主要采取以下三种方法进行岩溶处理。
（1）预埋灌浆钢板法预埋灌浆钢板法是一种常见的岩溶治理方法，该方法将钢板预先安装在洞穴的顶部和侧面，然后注入水泥浆灌浆，以填充空隙和坚固岩体。
（2）补土法补土法是一种基础修建工程中常用的方法，可以对地面进行填补和加固。
在南宁地铁2号线建设过程中，补土法主要用于填补洞穴下方的土壤和岩石空隙，以形成承载力。
（3）钢筋网喷浆法钢筋网喷浆法是一种针对洞穴修补的技术，其过程是首先将钢丝网覆盖在岩壁上，然后在钢丝网上进行石膏喷涂，以支撑和加固修补区域。
二、南宁地铁2号线盾构隧道岩溶处治方案分析在南宁地铁2号线建设过程中，岩溶处理是一个重要的环节，对于工程的安全与顺利进行具有重要作用。
从这个角度出发，本文提出以下几点分析。
1.岩溶处理方案的可行性南宁地铁2号线采用的岩溶处理方法在实践中已经有了较好的应用，因此其可行性得到了充分验证。
在实际建设过程中，各种治理措施的配合使用可以避免治理方案的单一和局限性。
2.岩溶处理方案的技术含量南宁地铁2号线的岩溶处理方案涉及到多种技术的应用，在处理过程中需要运用岩土力学、材料科学和工程力学等多方面的专业技术知识。
因此，在项目实施中需要加强技术研究和工程设计。
概述盾构法隧道内部结构施工
概述盾构法隧道内部结构施工1、盾构法隧道线形控制下掘进过程中，铰接千斤顶形成较大，推进千斤顶分区控制，以确保盾构姿态。
在小曲率段，自動导向系统的激光站每次移站的距离短，移站频率高，否则盾构机自动导向系统无法反映盾构机的真是姿态。
但移站频率高、吊篮不及时复测，会对自动导向精度造成一定影响，因此需增加人工复测频率。
为确保盾尾密封效果、管片质量，减小对地层的扰动，盾构机纠偏原则：每环的纠偏幅度不应太大，当水平、垂直都需要纠偏时：一个方向纠完，再纠另外一个方向，宜先稳住垂直姿态，再水平纠偏；同时纠偏效果不理想。
盾构机在全、强风化凝灰熔岩地层中施工小曲率隧道，保证速度的稳定性，也可以比较容易控制纠偏的尺度，太快或太慢都不利于模拟机盾构机纠偏。
2、盾构法隧道施工管片保护隧道姿态不理想时，利用管片吊装孔，同步注水泥水玻璃速凝浆液。
另外，考虑到曲线=超挖，浆液注入量也需要适当增加。
在软弱地层中，由于围岩自稳性差，应力释放快，塑性变形大，这一环形空间在管片脱出盾尾后，拱顶围岩极有可能发生变形或拱顶围岩下沉，减小了围岩与管片之间的间隙，同时建压掘进和及时地同步注浆使此间隙能得到有效填充，有利于管片快速稳定。
在盾构掘进施工中，盾构通常保持微微抬头姿势掘进，一般底部油缸推力较大，此推力会在设计轴线法线上产生一个向上的分力，特别是下坡段时，底部推进力增大，分力随之增大，这个分力加剧了管片的上浮，特别是在同步注浆浆液没有完全提供约束力的情况下。
由于双液浆在同步注浆管过程中易堵管，可选择在管片注浆孔进行注浆，即管片脱出盾尾后采用人工对管片进行注浆。
但通过吊装孔注双液浆往往要停止掘进，为减小注浆对施工进度的影响，可根据管片脱出盾尾后管片间相对上浮量不超过限界要求的前提下，选择隔环注双液浆的方式减小管片悬臂距离，同时优化同步浆液配合比。
一方面可有效封堵后部来水，减小同步注浆浆液前窜机率；二是有效填充管片壁后建筑间隙以达到防止管片上浮和稳定管片的目的。
复杂地质条件地铁盾构施工技术要点及安全影响因素
复杂地质条件地铁盾构施工技术要点及安全影响因素地铁是现代城市中不可或缺的交通方式，其建设需要克服复杂的地质条件，因此盾构施工技术应运而生。
盾构施工技术是以盾构机为工具，利用土压平衡原理，沿着预定线路将地下隧道掘进而成的技术。
本文将探讨复杂地质条件下的盾构施工技术要点及安全影响因素。
一、复杂地质条件下的盾构施工技术要点1.岩溶地层的施工岩溶地层是一种特殊的地质条件，在施工过程中容易发生地面塌陷和井下涌水等问题。
此时，应在进入岩溶地层前进行详细的地质探测和覆盖层的评估，并选择合适的环保型泡沫封闭液进行封闭，防止盾构机挖掘的物质对周围地下水体和生态环境造成污染。
2.软土地层的施工软土地层会出现洞落和塌陷的情况，因此需要采用泥水平衡掘进法和注浆加压掘进法等技术，保证在土体稳定的情况下进行施工。
另外，在施工过程中需要注意使用浅层隆起和内撑等技术，避免导致地面下沉和建筑物倾斜等问题。
3.高风险地质条件下的施工高风险地质条件包括地震、断层和活动构造等，这些地质条件容易导致隧道发生破裂或坍塌，因此在施工前需要进行详细的地质勘测，选择合适的隧道路线，并采用先进的地震监测技术和现代的地震隔震技术，从而确保隧道在地震情况下的稳定性和安全性。
二、复杂地质条件下的盾构施工安全影响因素1.地下水体地下水体是盾构施工中的主要安全问题之一。
地下水体的污染和渗漏会对隧道的安全性和周围环境造成巨大影响。
因此，在施工过程中需要采用有效的隔离措施，如膨润土墙、注浆和管道封堵等。
2.建筑结构盾构施工会引起周围建筑物的振动和沉降，可能会影响到建筑物的稳定性和安全性。
为此，在施工前需进行全面评估和分析，采用行之有效的监测技术和控制措施，避免对周围建筑物造成不可逆转的影响。
3.管线盾构施工对周围的电力、燃气、自来水等管线造成的损害是不可忽视的。
在施工前应充分掌握周围管线的位置和布局等信息，并进行详细的管线保护措施，避免对管线的损害和断裂。
结论盾构施工在复杂地质条件下的技术和安全影响因素是十分复杂的，要做好盾构施工的技术要点和安全措施，需要充分的经验和技术积累。
穿越岩溶地层盾构电力隧道施工风险及技术控制
穿 越 岩 溶 地 层 盾 构 电 力 隧 道 施 工 风 险 及 技 术 控 制
邓 丽 文
（ 广州电力工程监理有限公 司， 广东 广州 ５ １ ０ ０ ０ ０）
摘
要： 以广州市 ２ ２ ０ ｋ Ｖ航云输变 电电力隧道工程为例 ， 针对穿越岩溶地层盾构施工风险进行 了分析 ， 重点研究 了盾构井 端头加
盾构隧道覆 土厚度 约 ５ ｍ～ １ ０ ｍ 。工程具体地理位置见图 １ 。
层变形 。通过工程风险分析 ， 针对施 工存在 的不利 因素及安全 隐 患， 重点研究 了盾 构井端 头加 固技术 、 穿 越岩溶 地层 盾构施 工 技
１ ． ２ 工程地 质及 水 文条件
构） 筑物保护措施等方面的 内容 。 据相关 区域 地质 资料 及勘探深度范 围所 揭露 的地层 ， 本标段 术 以及下穿建 （ 地层 自上而下依 次为第 四系 人工堆 积层 （ Ｑ ） ； 第 四系 冲洪积 层 ２ 盾构 井端 头 加 固技 术 （ Ｑ ＋ ｐ １ ） ； 第 四系残积层 （ Ｑ ） ； 下伏基岩为二迭系粉砂岩 、 页岩 、 炭 盾构法施工具有一定 的施工风 险性 ， 尤其 是盾 构的始发 和接 质灰岩及石炭系灰 岩等 。本 标段线 路 区间的 不 良地 质 主要为 岩 收是最 易产 生事故 的工序 ， 盾构进 出工作 井至今还 是困扰盾 构隧 溶 。根 据勘 探本标段共揭露溶洞 １ ５个 ， 土洞 ２ 个 。岩溶基 本都为 道施工 的一 大技术难题 ， 洞 门端头加 固是 盾构始发 和接收技 术 的 充填溶 洞 ， 充填物 为软塑 ～可塑 状粉质粘 土。部分钻孑 Ｌ 溶洞呈 串 重要组成部 分。根据本标段各端 头地层稳定性 分析 ， 端头 段地层
盾构施工提供技术参考 。
隧道开挖方法及适用条件
隧道开挖方法及适用条件隧道开挖是指在地下岩土体中开挖出一条通道，为地下工程、基础设施建设、交通运输等提供通道。
隧道开挖方法有很多种，每种方法都有其适用条件及优缺点，要根据具体情况选择合适的方法。
本文将介绍主要的几种隧道开挖方法及其适用条件。
一、盾构法盾构法是一种现代化的隧道掘进技术，主要适用于交通运输、给排水、地铁等地下建筑工程中。
盾构机在进行盾构作业时，先把掘进面掏除，然后在掘进面前方放置一块钢模板，使地面承受压力。
挖掘面前置一环铸钢壳，装机壳内承载有后续隧道衬砌所需的构件，随着推进掘进机的前进，钢模板的支持自由地推压壳体，移动推进机，同时进行衬砌工作。
适用条件：1. 地质条件：不适用于软质土壤和岩溶地区，对于稳定性差、地层不均匀和控制难度大的地层也不适用。
2. 施工空间：盾构机尺寸大，施工空间要求较高，因此适用于较宽敞的地下空间。
3. 过境环境：盾构机施工过程比较稳定，不产生噪音和震动，适用于过境环境要求较高的场所。
二、新奥法新奥法是一种适用于大断面隧道的掘进法，其主要特点是反复循环的前进掘进过程，掘进周期较长。
具体来说，先在掘进面挖开一个近似于圆形的空间，然后按照一定顺序挖掘爆破法炮孔，炮孔中装载爆炸物，然后进入爆炸松动时期，地质松散的物质破碎，又因采用了一些生、死、缩、膨道等措施，控制爆破范围，同时进行支护，随后出渣，完成一个循环。
1. 地质条件：适用于软、中硬岩石、粘土质岩层等地质条件。
2. 隧道断面：新奥法适用于较大断面的隧道施工，可以减少施工人员的劳动强度，提高施工效率。
3.深埋条件：新奥法适用于深埋隧道施工，如城市地下铁路建设等。
三、钻爆法钻爆法是隧道开挖中常见的一种方法。
先在掘进面挖掘出炮孔，然后在炮孔放置爆炸物，引爆炸药进行爆破，炸出空间，接着进行清理和支护，然后继续进行下一步掘进。
2. 施工空间：钻爆法的施工空间较小，适用于需要进行精确控制的地方。
四、手挖法手挖法是一种传统的隧道开挖方法，即通过人力或机械将挖掘面上的土方或岩体逐层清理，然后按照一定设计方式进行支护。
岩溶隧道安全施工技术和管理
风险等级
评价标准
长大隧道、隧道穿越可溶岩、地表岩溶
Ⅰ级风险隧 道
强烈发育、隧道处于水平岩溶循环带、 隧道周围存在暗河系统、隧道穿越背斜 或向斜构造、隧道穿越规模宏大的断层
、隧道反坡施工
Ⅱ级风险隧 道
长大隧道、隧道穿越碳酸盐岩地层、地 表岩溶强烈发育、隧道处于水平岩溶循 环带附近、隧道穿越规模较大的断层
境地质灾害的地段。(3)高地应力、 (50m)、孔中CT成像
A
瓦斯等灾害极其严重地段。
级
(1)可能存在重大地质灾害的地段， 地质素描、TSP203(100m)、地
如可能遭遇大的暗河体系，发育重大 质雷达(15～30m)、红外线探
软弱、富水、导水性良好的断层。 水(20m)、超前水平探孔
A
(2)存在重大物探异常，极有可能发 (30m)1～3孔、超前浅孔钻探 生大于1000m3/h以上的大型突水突泥 (5m) 3～5孔
第一章 国内岩溶隧道工程灾害案例
【案例1】渝怀铁路圆梁山隧道9·10灾害
毛坝向斜
⑴ ⑵
冷水河
桐麻岭背斜
⑻
⑹
圆梁山隧道⑺
⑸
⑶
⑸⑹ ⑻
⑷●
⑺
1#溶洞 2#溶洞 3#溶洞
⑼⑽ ⑾ ⑿
⒀
⒁
⒁
⒂
⒁⒀
⑿
⒂
⒂
⑾
4#溶洞 5#溶洞
⑴ T1j(三叠系嘉陵江组) ⑸ P1m(二叠系茅口组) ⑼ O2+3(奥陶系中、上统) ⑿ ∈3m(寒武系毛田组)
一般岩溶隧 道
中短隧道、隧道穿越碳酸盐岩地层、地 表岩溶发育、隧道穿越规模较小的断层 、隧道穿越垂直岩溶循环带
第三章 岩溶隧道安全生产要素、程序和组织