西安地铁三号线TJSG标盾构施工难点风险点分析及应精编

西安地铁三号线T J S G 标盾构施工难点风险点

分析及应精编

Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986

盾构施工难点、风险点分析及应对措施

一、工程概况

本标段工程包括2个区间和1个车站，分别为通化门~胡家庙区间、胡家庙~石家街区间、胡家庙站。具体位置见图1-1。

图1-1 本标段施工范围示意图

土建施工简介

1.1.1通化门~胡家庙区间

区间位于西安市金花北路地下，区间从通化门站起，连续下穿三栋建筑物后，沿金花北路地下向北，沿线经东二环长桥、西北电力设计院、西玛机电有限公司属楼等建筑，在长缨路南侧到达胡家庙站。区间隧道起迄里程为Y （Z）DK30+~Y（Z）DK31+，右线总长727.937m（左线728.216m，长链0.279m），洞顶覆土~11.6m，线间距

~17.0m。区间左线含四处平曲线，曲线半径分别为1000m （2处）、1500m（2处），右线含两处平曲线，曲线半径均为5000。线路纵坡为单面坡，最大纵坡‰。主要包括：

单线单洞盾构隧道：盾构区间起迄里程为

YDK31+~YDK30+（ZDK31+~ZDK30+），右线全长439.204m，左线全长454.425m。

浅埋暗挖隧道：区间过f4地裂缝段及其至胡家庙车站段为浅埋暗挖法施工，区间起迄里程为YDK31+~YDK31+，YDK31+~YDK31+（ZDK31+~ZDK31+，ZDK31+~ZDK31+），其中过f4地裂缝暗挖隧道加宽段右线总长180m，左线总长179.772m，暗挖标准段右线总长93.733m，左线总长

78.79m。

盾构始发井、暗挖施工竖井及区间联络通道：在

YDK31+（ZDK31+）处设置盾构始发井一处，兼作区间联络通道及过f4地裂缝浅埋暗挖段施工竖井，采用明挖法施工，基坑围护结构体系采用钻孔灌注桩+内支撑方案+坑内降水。

1.1.2 胡家庙~石家街区间

区间位于西安市金花北路地下，区间从胡家庙站起，沿金花北路地下向北，穿越华清立交、陇海铁路及西安火车东站，在长缨路南侧到达石家街站。区间隧道起迄里程为YDK31+~YDK33+（ZDK31+~ZDK33+），右线总长

1251.557m（左线1249.513m，短链3.544m）。洞顶覆土~14.2m，线间距~104.40m。区间含八处平曲线，曲线半径

分别为450m（1处）、500m（1处）、650m（2处）、800m （1处）、1200m（3处）。线路最大纵坡‰。主要包括：单线单洞盾构隧道：盾构区间起迄里程为

YDK32+~YDK32+（ZDK32+~ZDK32+），右线全长774.652m，左线全长640.609m。

浅埋暗挖隧道：区间过f朝阳门、f3地裂缝段及其至石家街车站段为浅埋暗挖法施工，区间起迄里程为

YDK31+~YDK32+，YDK32+~YDK33+（ZDK31+~ZDK32+，

ZDK32+~ZDK33+），其中过f朝阳门地裂缝暗挖隧道加宽段右线长177.525m，左线长272.594m，过f3地裂缝暗挖隧道加宽段右线长93.985m，左线长143.1m，暗挖标准段右线长148.395m，左线长138.954m。

盾构始发井、暗挖施工竖井：在Y（Z）DK31+~Y（Z）DK31+处胡家庙站北端设置盾构始发井，兼作明挖施工部分停车线段基坑以及过f朝阳门地裂缝浅埋暗挖段施工竖井；在YDK32+与ZDK32+处分别设置独立盾构接收井，兼作过f3地裂缝浅埋暗挖段施工竖井。基坑围护结构体系采用钻孔灌注桩+内支撑方案。

区间联络通道：在YDK32+（ZDK32+）和YDK32+（ZDK32+）里程处各设置一处联络通道。

工程周边环境

1.2.1.、通化门~胡家庙区间

（1）、地上建筑物

通化门~胡家庙区间盾构沿东二环金花北路交通要道下，道路较窄，地下管线密布，东侧靠近东二环长乐桥，西侧靠近电力设计院小区，建工金华酒店，西安邮政，水泥质监站家属楼等，结构类型多为砖混和框架结构，基础类型有桩基、阀板基础等，通化门~胡家庙区间沿线建筑物列表见下：

表1-1、通化门~胡家庙区间沿线建（构）筑物列表

（2）、地下管线

通化门~胡家庙区间隧道在东二环金花北路西侧敷设，地下管线密布，埋深基本在1.5m以下，管线包括给排水管道、自来水管道、地下通讯光缆、天然气管道等，埋深均较浅，根据管线资料主要控制性管线汇总于下1-2表。

凤栖原~航天城区间隧道影响管线统计表表1-2

（1）、地上建筑物

胡家庙~石家街区间位于长安区交通要道南长安街上，道路较窄，既有道路约12～23m，道路两侧建筑物距离约23～35m。两侧房屋密集，多为民房，基础多为三七灰土，结构类型为砖混结构。其中左线盾构在里程

ZDK26+120~ZDK26+252处依次下穿西安市长安区气象局（砖混3层）、西安市长安区农业综合开发办(砖混3层)和长安残联(砖混6层)，左线盾构隧道外边线侵入建筑物距离分别为4.2米、6米和5.2米。盾构施工风险较大，航天城~韦曲南区间穿越的沿线建筑物列表见下

胡家庙~石家街区间沿线建筑物统计表表1-4

（2）、地下管线

航天城~韦曲南区间地下管线较多，管线包括给排水管道、地下通讯光缆及电缆、给水管道等，道路两侧房屋较多，商铺林立，人流量也比较大。地下管线密布，埋深基本在1.5m以下，管线包括给排水管道、地下通讯光缆及电缆、天然气管道等，埋深均较浅，根据管线资料主要控制性管线汇总于下1-5表。

航天城~韦曲南区间影响管线统计表表1-5

、通化门~胡家庙区间

2.1.1、地形、地貌

通化门～胡家庙区间场地总体呈南高北低之势，地面高程介于~414.20m。本区间由南向北依次跨越西北工业大学洼地、槐芽岭黄土梁地貌单元。4f地裂缝从本场地通过。

2.1.2、地层岩性

拟建区间场地内地层为：地表分布有厚薄不均的全新统人工填土（Q4ml）；其下为上更新统风积（Q3eol）新黄土及残积（Q3el）古土壤，再下为中更新统（Q2eol）老黄土，冲积（Q2al）粉质粘土、中砂等。主要地层特征自上而下分述如下：

<1>第四系全新统Q4：

地表为路面（地面铺砖、混凝土或沥青）及灰土碎石垫层等，以下为：

1-1人工填土（杂填土）Q4ml：杂色，松散，由粉质粘土与大量砖瓦碎片组成，局部可见人工建筑基础，结构杂乱，土质不均。本层层厚～0.82m，层底高程～410.07m。

1-2人工填土（素填土）Q4ml：以黄褐色为主，硬塑，主要为粉质粘土，含少量砖瓦片，杂填土等，土质不均。本层层厚～11.00m，层底深度～11.00m，层底高程～413.00m。

1-2层填土分布不均，区间南段填土厚度~11.0m；区间中段填土厚度~7.0m；区间北段厚度为~3.0m。

<2>第四系上更新统Q3：

3-1-1新黄土（水上）Q3eol：该层分布于填土底面至地下水位以上。黄褐色，L I＝，可塑。虫孔及大孔隙发育。湿陷系数 S＝～，具湿陷性。a v1-2=，属中偏高压缩性土，局部属高压缩性土。层厚～8.50m，层底深度～

11.00m，层底高程～406.12m。

3-1-3饱和软黄土Q3eol：褐黄色，L I＝，软塑，局部流塑，土质均匀，孔隙发育，含少量蜗牛壳碎片。a v1-

2=，属高压缩性土。层厚～5.80m，层底深度～12.80m，层底高程～403.87m。

3-2古土壤Q3el：棕红色，L I＝，可塑，团粒结构，具针孔状孔隙，含钙质条纹及少量钙质结核，层底钙质结核含量较多，局部地段钙质结核富集成层。a v1-2= MPa-1，属中压缩性土。本层层厚～5.40m，层底深度～16.70m，层底高程～399.57m。

<3>第四系中更新统Q2：

4-1-2-1老黄土（水下）Q2eol：褐黄色，L I＝，可塑，局部软塑，土质均匀，少量孔隙，具钙质结核。a v1-2= MPa-1，属中压缩性土，本层层厚～9.80m，层底深度～24.70m，层底高程～392.48m。

4-1-2-2老黄土（水下）Q2eol：褐黄色，L I＝，可塑，土质均匀，少量孔隙，具钙质结核。a v1-2=，属中压缩性土。本层层厚～8.90m，层底深度～24.50m，层底高程～389.21m。

4-4粉质粘土Q2al：黄褐色、褐黄色，L I＝，可塑，含铁锰质斑点及零星钙质结核，部分钻孔揭示该层中钙质结核含量。该层分布有中砂层夹层或透镜体。a v1-2= MPa-1，属中压缩性土，本次钻探未钻穿本层，最大揭露厚度19.10m，最低钻至高程367.21m。

4-7中砂Q2al：灰黄色，饱和，密实，级配不良，矿物成分以长石石英为主，含少量云母。标贯实测击数单值

N=击。本层多以夹层或透镜体形式分布于4-4粉质粘土中。本次钻探最大揭露厚度5.30m，最浅埋深34.00m，相应标高378.60m。

2.1.3、水文地质

对本区间地铁施工有直接影响的是地下潜水。

拟建通化门～胡家庙区间场地西南侧约2.5km处有兴庆湖（水深约2m，水面高程约408m），区间东南侧约1km 处有长乐公园人工湖，区间北侧约4km处有太液池（水深约1.50m，水面高程约398.80m）。2010年10月～12月勘察时钻探揭露，场地内地下潜水稳定水位埋深～15.60m之间，相应高程为～399.18m。根据西安长期水位观测资料，勘察时接近平水位期。地下水年变幅2m左右。

拟建场地地下水主要赋存于中、上更新统黄土、古土壤、粉质粘土层及其中的砂层夹层中，含水层的厚度大于50m。砂土夹层透水性良好，本区间揭露的砂层主要为中砂层，揭露的最大厚度5.30m，最浅埋深34.0m，主要分布在区间的两端。

拟建场地的地下水主要接受大气降水及侧向地下水径流补给。潜水排泄方式主要为侧向径流排泄。地下水流向北北西。

本区间南端通化门车站抗浮水位为408m，抗渗水位为406m；北端胡家庙车站抗浮水位为401m，抗渗水位399m，区间各段抗浮及抗渗水位可根据里程内插取值。

本区间场地环境类型为Ⅲ类。区间范围内地下水对混凝土结构具微腐蚀性，在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。地基土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

、胡家庙~石家街区间

2.2.1、地形、地貌

拟建胡家庙～石家街区间场地地面高差较大，需穿跨越陇海线，除东二环下隧道段以外，勘探点地面高程介于~408.13m。本区间由南向北依次跨越槐芽岭黄土梁、莲花池洼地、劳动公园黄土梁及八府庄洼地地貌单元。

2.2.2、地层岩性

拟建区间50m深度内场地内地层为：地表分布有厚薄不均的全新统人工填土（Q4ml）；其下为上更新统风积

（Q3eol）新黄土及残积（Q3el）古土壤，再下为中更新统风积（Q2eol）老黄土，再下为冲积（Q2al）粉质粘土、粉土、细砂、中砂及粗砂等。主要地层特征自上而下分述如下：

<1> 第四系全新统Q4：

地表多为路面（地面铺砖、混凝土或沥青）及灰土碎石垫层等，以下为：

1-1人工填土（杂填土）Q4ml：杂色，松散，由粉质粘土与大量砖瓦碎片组成，结构杂乱，土质不均。本层层厚～6.50m，层底高程～406.65m。

1-2人工填土（素填土）Q4ml：以黄褐色为主，液性指数—I L =，硬塑。主要为粉质粘土，含少量砖瓦片等，土质不均。本层层厚～5.60m，层底深度～5.60m，层底高程～405.81m。

陇海铁路以南，区间中段人工填土厚度最大约为

6.50m。

<2> 第四系上更新统Q3：

根据土的性质的不同，将3-1新黄土分为二个亚层。

3-1-1新黄土（水上）Q3eol：该层分布于填土底面以下。黄褐色，—I L =，可塑。虫孔及大孔隙发育。 S＝～，具湿陷性，区间内均有分布，—a

＝，属中偏高压缩性土，

v1-2

局部属高压缩性土，分布于区间埋深7.0m以上土层。层厚～10.40m，层底深度～12.20m，层底高程～400.50m。本层内CZ4-46号钻孔～8.30m处发现一空洞。

3-1-3饱和软黄土Q3eol：褐黄色，—I L =，流塑，土质均匀，孔隙发育，含少量蜗牛壳碎片。—a

＝，属高压缩性

v1-2

土。本层主要分布于区间南段和中段地下水位附近至古土壤顶面，呈断续透镜体分布。层厚～5.20m，层底深度～13.80m，层底高程～397.21m。

3-2古土壤Q3el：棕红色，—I L =，可塑。团粒结构，具针孔状孔隙，含钙质条纹及少量钙质结核，层底钙质结核

＝,属中压缩含量较多，局部地段钙质结核富集成层。—a

v1-2

性土。本层层厚～5.40m，层底深度～18.00m，层底高程～393.83m。

<3> 第四系中更新统Q2：

4-1-2老黄土（水下）Q2eol：根据该层土的工程性质差异，该层分为4-1-2-1及4-1-2-2两个亚层。本区间4-1-2-1缺失。

4-1-2-2老黄土（水下）Q2eol：褐黄色，—I L =，可塑。

＝，属中压缩性土质均匀，少量孔隙，含钙质结核。—a

v1-2

土。本层层厚～9.20m，层底深度～25.00m，层底高程～391.57m。本层内XZ4-43号钻孔～19.00m处发现一空洞，以填土充填；本次详勘分别在该钻孔南侧和北侧距离3m处进行了补勘，在南侧的XZ4-43-1＃钻孔～17.0m处揭露空洞，填土充填，在北侧的XZ4-43-2＃未揭示空洞。

4-4粉质粘土Q2al：黄褐色、褐黄色，—I L =，可塑，含铁锰质斑点及零星钙质结核。—a

＝，属中压缩性土。本层

v1-2

中有粉土、砂类土夹层。本次钻探未钻穿本层，最大揭露厚度22.20m，最低钻至高程351.59m。

4-5粉土Q2al：灰黄色，饱和，密实，含少量砂颗粒，本层多以夹层或透镜体形式分布于4-4粉质粘土层中，本层最大揭露厚度2.90m，最浅埋深18.90m，相应高程384.20m。

4-6细砂Q2al：灰黄色，饱和，密实，级配不良，矿物成分以长石、石英为主，含少量云母，局部含个别圆砾、卵石。标贯实测击数单值N=38击。本层多以夹层或透镜体形式分布于4-4粉质粘土中。本次钻探最大揭露厚度

1.10m，最浅埋深21.30m，最高高程381.71m。

4-7中砂Q2al：灰黄色，饱和，密实，级配不良，矿物成分以长石、石英为主，含少量云母，局部含个别圆砾、卵石，最大粒径约3～5cm。标贯实测击数平均值N=击。本层多以夹层或透镜体形式分布于4-4粉质粘土中。本次钻探最大揭露厚度9.30m，最浅埋深20.20m，最高高程385.07m。

4-8粗砂Q2al：灰黄色，饱和，密实，级配不良，矿物成分以长石、石英为主，含少量云母，局部含个别圆砾、卵石，最大粒径约3～5cm。标贯实测击数平均值N=击。本层多以夹层或透镜体形式分布于4-4粉质粘土中。本次钻探最大揭露厚度7.40m，最浅埋深22.40m，最高高程380.61m。

2.2.3、水文地质

对本区间地铁施工有直接影响的是地下潜水。

大明宫太液池在本区间西北侧，距离2.9km左右，于2010年7月5日开始蓄水，总面积为万m2，湖底设置防渗层，蓄水后有无渗漏有待进一步验证。

2010年10月～12月勘察时钻探揭露，场地内地下潜水稳定水位埋深～14.00m之间（部分地段高差变化大），相应高程为～397.33m。勘察期间接近平水位期。地下水年变幅2m左右。

拟建场地地下水主要赋存于中、上更新统黄土、古土壤、粉质粘土层及其中的砂层夹层中，含水层的厚度大于50m。砂土夹层透水性良好。本次揭露的砂层有：在f

地

朝阳门

裂缝与

f地裂缝之间，揭露的砂层埋深在标高380.12m之

3

下，厚度介于1.70m～8.50m，在

f地裂缝以北，揭露的砂

3

层埋深在382.78m之下，厚度介于1.90m～6.60m。

拟建场地的地下水主要接受大气降水、侧向地下水径流补给；潜水排泄方式主要为侧向径流排泄。

本区间南端胡家庙车站抗浮水位为401m，抗渗水位为399m；北端石家街车站抗浮水位为399m，抗渗水位397m，区间各段抗浮水位可根据里程内插取值。

本区间内的地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。地基土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。