北京典型地層條件下土壓平衡盾構(gòu)施工

1、北京典型地層條件下土壓平衡盾構(gòu)施工摘要北京地鐵五號(hào)線盾構(gòu)試驗(yàn)段及南延工程是全線重要的地下區(qū)段之一，它位于老城區(qū)并穿越一系列北京地區(qū)典型地層。同時(shí)也是北京地區(qū)首次將盾構(gòu)法 應(yīng)用 于地鐵隧道施工的工程。通過本工程的實(shí)踐，為北京地層條件下的盾構(gòu)施工先期進(jìn)行了有益的探索，并取得了一些典型地層條件下的施工經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)盾構(gòu)隧道的施工提供有益的參照。盾構(gòu)法在北京城區(qū)地鐵建設(shè)中的首次應(yīng)用獲得了圓滿成功，倍受各界好評(píng)。關(guān)鍵詞盾構(gòu)施工北京典型地層地表沉降特征 1工程與地質(zhì)概況 1.1工程概況 北京地鐵五號(hào)線工程是北京地鐵路網(wǎng)中一條重要的南北向軌道 交通 線路，南起豐臺(tái)區(qū)宋家莊站，北至昌平區(qū)的太平莊北站，全長(zhǎng)27.

2、7km，其中地下線14.88km，地下車站16座，其余為地面及高架線。線路呈南北走向穿越北京東單，所以又稱“東單南北線”。 北京地鐵五號(hào)線雍和宮站北新橋站張自忠站的區(qū)間隧道工程，全長(zhǎng)約1500m，作為盾構(gòu)試驗(yàn)段及南延工程先期開工建設(shè)。盾構(gòu)掘進(jìn)施工由雍和宮站南端豎井始發(fā)，經(jīng)北新橋站址（該站未施工）采取直接掘進(jìn)過站方式，至張自忠路站進(jìn)行盾構(gòu)接收與調(diào)頭施工。在全線范圍內(nèi)，本區(qū)段環(huán)境條件、地層條件較具代表性，同時(shí)盾構(gòu)法首次應(yīng)用于地鐵隧道施工。因此，工程的實(shí)施與進(jìn)展備受關(guān)注。 本工程沿線地表環(huán)境復(fù)雜，主要穿越大片密集危舊民居區(qū)，年代久遠(yuǎn)的胡同，緊鄰?fù)瑸槟媳弊呦虻挠汉蛯m大街、東四北大街以及大量臨街商鋪，道

3、路交通流量大，商鋪生意繁忙，見圖1-1、圖1-2。 線路由雍和宮站向南，先沿雍和宮大街西側(cè)穿越民房區(qū)，再穿過雍和宮大街至東側(cè)民房區(qū)到達(dá)北新橋站，最后向南沿東四北大街東側(cè)穿越民房區(qū)至張自忠站。平面曲線最小半徑R=800m，豎曲線R=5000m，隧道覆土厚度1016m，線路最大坡度為22。 隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為單層預(yù)制裝配式管片襯砌，管片外徑6000mm，襯砌厚度300mm，管片分為6塊，管片間采用預(yù)制彈性密封橡膠圈防水。管片環(huán)類型分為三種：標(biāo)準(zhǔn)環(huán)、左楔環(huán)與右楔環(huán)。管片環(huán)與環(huán)之間采用錯(cuò)縫拼裝方式，管片之間采用彎螺栓連接。 本工程采用加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，直徑6.14m，具有鉸接裝置。面板式刀盤，開口率3

4、8%。 1.2工程地質(zhì)概況 北京地鐵五號(hào)線盾構(gòu)試驗(yàn)段及南延工程沿線地層從上到下主要有：人工填土層、粘質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土層（夾粉質(zhì)粘土層-1、重粉質(zhì)粘土-2層。局部夾粉細(xì)砂透鏡體-3層）、粉細(xì)砂層、圓礫層（一般粒徑為520mm，最大粒徑為150mm，中粗砂填充，局部成為中粗砂-2透鏡體。該層中部或底部顆粒較粗成為卵石-3層，其粒徑一般為2080mm）、粘質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土層（含姜石，局部夾細(xì)砂透鏡體，夾粉質(zhì)粘土重粉質(zhì)粘土-1層和粘土-2層）、中粗砂層（含少量礫石，夾粉細(xì)砂-1層和粉質(zhì)粘土重粉質(zhì)粘土-2層）、卵石層（亞圓形，未風(fēng)化，一般粒徑為2080mm，最大粒徑為200mm，中粗砂或粘性土充填，局部地段

5、顆粒較細(xì)逐漸變?yōu)閳A礫或礫砂-1層）、粉質(zhì)粘土粘質(zhì)粉土層和卵石層（為亞圓形，為風(fēng)化微風(fēng)化，一般粒徑為2060mm，最大粒徑為180mm，中砂或粘性土充填，夾粗砂-1層）。 1.3水文地質(zhì)概況 隧道沿線地下水包括：上層滯水（貯存于雜填土-1層，粘質(zhì)粉土素填土層和粘質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土層的孔隙之中，水位埋深為2.310.25m）、潛水（貯存于粉細(xì)砂層，中粗砂-1層，砂礫-2層，圓礫層，中粗砂-2層卵石-3層的孔隙之中。局部地段潛水具有弱承壓性，水位高出含水層頂板0.52.8m）、承壓水（貯存于中粗砂層，卵石層，粉細(xì)砂-2層、卵石層及其砂土夾層的孔隙中，水頭高出含水層頂板13m）。地下水對(duì)砼具有弱腐蝕性。

6、2本區(qū)段工程特點(diǎn) 分析2.1地層的多樣性、典型性及具有代表性 北京地鐵五號(hào)線試驗(yàn)段及南延工程沿線多種地層并存，根據(jù)隧道穿越的不同地層，沿線可劃分為三個(gè)地質(zhì)段，分別為粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土層地質(zhì)段；粉細(xì)砂、圓礫及卵石層地質(zhì)段；粉細(xì)砂、中粗砂及圓礫地層地質(zhì)段。本區(qū)段所穿越的上述各類地層屬北京地區(qū)典型的地質(zhì)條件，在本區(qū)段集中分布三種不同地質(zhì)段體現(xiàn)了北京地區(qū)地層條件的多樣性，并具有一定的代表性。 2.2城區(qū)施工的復(fù)雜性 城區(qū)施工是地鐵建設(shè)難以回避的領(lǐng)域。本工程沿線地表環(huán)境復(fù)雜，主要穿越老城區(qū)，有大片密集危舊民居區(qū)，經(jīng)房屋鑒定，大多為危房；南北走向的雍和宮大街、北新橋地區(qū)以及東四北大街交通流量大，車流不暢；

7、大量臨街商鋪，商鋪生意繁忙。胡同狹窄密集，其中就有國(guó)子監(jiān)胡同等重點(diǎn)控制保護(hù)地區(qū)。同時(shí)，地下管線密布，種類繁多。 北京老城區(qū)具有明顯特點(diǎn)： 1）危舊民居多為解放前或更早建造，房屋基礎(chǔ)淺且連同墻體均為破碎磚頭堆砌。連結(jié)松散、易開裂，見圖2-1； 2）不明管線眾多，如排水管等，且無(wú)從查詢； 3）地下防空洞縱橫，積水嚴(yán)重，部分坍塌廢棄； 4）居民院落自滲井較多，造成土體長(zhǎng)期處于飽和狀態(tài)，致使隧道上覆地層條件惡化。 上述現(xiàn)狀增加了施工中的不確定因素，加大了施工難度及風(fēng)險(xiǎn)。 2.3工程的重要性 本工程為奧運(yùn)工程、北京市重點(diǎn)工程，備受 社會(huì) 各界關(guān)注。更為重要的是在施工的同時(shí)要保證沿線地表密集的居民區(qū)、繁忙

8、道路的安全，保證良好的社會(huì)生活秩序。城區(qū)環(huán)境對(duì)盾構(gòu)施工中的地層擾動(dòng)及地表沉降反應(yīng)敏感，因此施工中如何加強(qiáng)控制，減少盾構(gòu)施工引起的地層擾動(dòng)及地表沉降是施工中的重點(diǎn)。 3北京典型地層盾構(gòu)施工 3.1北京地區(qū)三種具有代表性的典型地質(zhì)條件下的盾構(gòu)施工 根據(jù)沿線地質(zhì)勘察報(bào)告，沿線可劃分為三個(gè)地質(zhì)段，分別為粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土層地質(zhì)段；粉細(xì)砂、圓礫及卵石層地質(zhì)段；粉細(xì)砂、中粗砂及圓礫地層地質(zhì)段。 3.1.1粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土層地質(zhì)段的掘進(jìn)施工 該地質(zhì)段的土層從上至下的分布一般是雜填土層、粘質(zhì)粉土素填土層、粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土層、粉細(xì)砂層、中粗砂層，詳見圖3-1。 1）隧道穿越地層地質(zhì)條件在該地質(zhì)段中隧道穿越地

9、層以粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土為主，局部有中粗透鏡體砂夾層，上覆地層為粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土層，潛水水位高出頂板23m，具有微弱呈壓性，承壓水水頭比隧道底高出約3m。此類地層土體密實(shí)度高，土中粘粒成分較多，具有無(wú)水時(shí)硬度大，遇水時(shí)粘度大的特點(diǎn)，土體有很好的自穩(wěn)能力。 2）掘進(jìn)施工控制開挖面的平衡以及有效的地表沉降控制均較易實(shí)現(xiàn)，掘進(jìn)過程中刀盤扭矩、推進(jìn)速度及掘進(jìn)系統(tǒng)的各項(xiàng)控制數(shù)據(jù)均處于合理高效狀態(tài)。沿線同步注漿壓力及注漿量較恒定。刀具磨損小。 3）易出現(xiàn)的 問題 在此類地層掘進(jìn)時(shí)，粘性土較易附著于刀盤表面以及靠近中心區(qū)域的刀盤開口，造成切削效率降低，刀盤扭矩增大；切削土體進(jìn)入土倉(cāng)后也易附著于倉(cāng)板表面， 影

10、響 土壓傳感器的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。 4）主要施工技術(shù)措施在施工中，主要采用泡沫作為土體改良添加材料，在增加土體流動(dòng)性的同時(shí)，降低其粘著性，防止土體附著于刀盤或土倉(cāng)內(nèi)壁。向螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入適量的泡沫，增加土體的流動(dòng)性，減小土體的摩擦力，使土體能經(jīng)螺旋輸送機(jī)順利排出。土體改良效果十分顯著。經(jīng)過改良后土體變的松軟，而且粘度大大降低，土體的可排性得到增加。此類地層施工中在泡沫注入時(shí)，還應(yīng)根據(jù)出土的情況、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度、刀盤扭矩等參數(shù)合理調(diào)整泡沫在泡沫注入管路中的分配和注入泡沫的位置，使刀盤前方、土倉(cāng)內(nèi)和螺旋輸送機(jī)內(nèi)都能夠有適量的泡沫注入，才能使土體改良效果達(dá)到最佳，見圖3-2。 5）主要施工參數(shù)由于此段地

11、層是在盾構(gòu)始發(fā)階段，考慮到地表的危房離始發(fā)豎井很近，而且正位于隧道上方，開始時(shí)將土倉(cāng)內(nèi)土壓力目標(biāo)值定得較高，在2.5bar左右。但在實(shí)際施工過程中，根據(jù)地表沉降監(jiān)測(cè)報(bào)告，發(fā)現(xiàn)地表有輕微隆起，通過及時(shí)修正土壓力目標(biāo)值，地表隆陷控制更為理想，見圖3-3。刀盤扭矩一般在10002000kNm，掘進(jìn)速度4060mm/min，土倉(cāng)平均土壓力2.0bar。出土量每環(huán)虛方50m3。 3.1.2粉細(xì)砂、圓礫及卵石層地質(zhì)段的掘進(jìn)施工 該地質(zhì)段的土層從上至下的分布一般是雜填土層、粘質(zhì)粉土素填土層、粘質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土層、粉細(xì)砂層、圓礫層、粘質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土層、中粗砂層，詳見圖3-4。 圖3-4粉細(xì)砂、圓礫及卵石層地質(zhì)縱

12、斷面圖 1）隧道穿越地層地質(zhì)條件隧道斷面經(jīng)過的地層以粉細(xì)砂、圓礫層及卵石層為主，上覆地層多為粉細(xì)砂，潛水水位位于粉細(xì)砂中，承壓水水頭比隧道底高出約23m。該段范圍內(nèi)地層有較好的顆粒級(jí)配，其中圓礫層及卵石層中的卵（礫）石磨圓度較好，粒徑一般100mm，最大達(dá)200mm。粉砂層、砂礫層含水量較大，下部卵石層透水性強(qiáng)，土體之間的膠結(jié)力小，地層自穩(wěn)能力較差。 2）掘進(jìn)施工控制此段地層隧道覆土較前一區(qū)段薄，而且表層土質(zhì)較差，土層松軟，施工中易產(chǎn)生流砂、涌水等工程問題，是施工控制難度最大的地段。由于本地段土體中以砂、礫和卵石成分為主，掘進(jìn)過程需采取加氣、泡沫、泥漿等多種措施才能實(shí)現(xiàn)土壓平衡。刀盤扭矩明顯增

13、大，掘進(jìn)速度慢，刀具磨損快。停止掘進(jìn)時(shí)土壓力消散快，再啟動(dòng)困難，施工中對(duì)地層的處理十分關(guān)鍵。 3）易出現(xiàn)的 問題 該地段正常施工，切削下來(lái)的土體較易堆積在土倉(cāng)下部而難以充滿整個(gè)土倉(cāng)，維持土壓平衡的難度增加；砂、卵石層的滲透性較大，每日掘進(jìn)結(jié)束后需進(jìn)行停機(jī)保養(yǎng)時(shí)，土倉(cāng)內(nèi)壓力消散較快，維持開挖面穩(wěn)定有一定的困難；掘進(jìn)控制難度增大，較難保持系統(tǒng)工作狀態(tài)的穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)過載現(xiàn)象；停機(jī)后再啟動(dòng)困難；刀具磨損較快，經(jīng)常出現(xiàn)崩刀現(xiàn)象；刀具檢查與更換難度加大，由于上覆地層多為粉細(xì)砂層，開倉(cāng)檢查前排土作業(yè)易造成刀盤前、上方土體失穩(wěn)，形成空洞；老城區(qū)居民院落內(nèi)的眾多自滲井，使地層中形成較多松散的“飽和漏斗體”，增

14、加了施工的風(fēng)險(xiǎn)，在正常掘進(jìn)以及開倉(cāng)檢查期間，稍有不慎，較易整體下滑塌落，造成地表塌陷。沿線同步注漿壓力及注漿量略有波動(dòng)。 4）主要施工技術(shù)措施針對(duì)上述掘進(jìn)過程遇到的各種不利現(xiàn)象，首先重點(diǎn) 研究 土體改良外加材料的選用以及地層處理效果的改善。采用單一的添加材料，已不能很好地解決問題。在推進(jìn)過程中，除仍使用泡沫以外，增加了壓縮空氣、泥漿配合使用，通過這一措施，加強(qiáng)了對(duì)刀具的潤(rùn)滑、冷卻，改善了工作狀態(tài)，提高了切削效率，大大降低了刀具磨損速度。同時(shí)改善了土體流動(dòng)性和止水性以及可排性。在盾構(gòu)掘進(jìn)結(jié)束，需較長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，采取向土倉(cāng)內(nèi)注入泥漿的 方法 ，并充分?jǐn)嚢?，改善土倉(cāng)內(nèi)土體的性質(zhì)，防止了土壓力的快速消

15、散，保持了開挖面的穩(wěn)定。 在砂礫和卵石層施工，普遍存在刀具磨損快、盾構(gòu)推進(jìn)速度慢、刀盤扭矩大、維持目標(biāo)土壓與保持較高的推進(jìn)速度之間矛盾大等一系列現(xiàn)象，各要素之間相互 影響 、相互制約，通過采取注入泡沫、泥漿等措施，使掘進(jìn)系統(tǒng)保持正常工作狀態(tài)，同時(shí)也加大了施工成本。 盾構(gòu)停機(jī)后，刀盤前方受擾動(dòng)的土體、周邊松散土體以倉(cāng)內(nèi)土體在較短時(shí)間內(nèi)會(huì)沉積在刀盤周圍，因此經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)刀盤再次啟動(dòng)困難的問題，嚴(yán)重地影響了施工進(jìn)度。在泡沫和泥漿的使用上，兩者發(fā)揮著各自的作用，泡沫注入開挖面，以利刀具切削；泥漿注入倉(cāng)內(nèi)，以利降低倉(cāng)內(nèi)土體的摩阻力，為刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)提供有利條件。在掘進(jìn)操作本身，在保持土壓平衡的前提下，通過合理調(diào)

16、節(jié)排土機(jī)構(gòu)與推進(jìn)千斤頂，可使刀盤順利啟動(dòng)。 需要對(duì)刀具進(jìn)行檢查或更換前，對(duì)預(yù)定停機(jī)位置地表、地下構(gòu)筑物進(jìn)行嚴(yán)密勘查與尋訪，避免與不利因素遭遇。開倉(cāng)前進(jìn)行排土作業(yè)，即使輔以氣壓施工，上覆粉細(xì)砂層也易局部塌落，但可在操作過程中注意減少對(duì)地層的擾動(dòng)，密切關(guān)注碴土狀態(tài)與排土量，使不利影響得以有效控制。一旦發(fā)生局部空洞現(xiàn)象，及時(shí)采取填充注漿等措施，保證刀具檢查以及更換作業(yè)期間的安全。 5）主要施工參數(shù)施工中倉(cāng)內(nèi)土壓力目標(biāo)值在1.52.0bar。刀盤扭矩一般控制在26003300KN·m，掘進(jìn)速度2030mm/min，出土量每環(huán)虛方45m3。地表沉降較前一區(qū)段略有增大，數(shù)據(jù)顯示出清晰的沉

17、降發(fā)生過程，但控制在規(guī)定范圍之內(nèi)，見圖3-5。 圖3-5G13斷面時(shí)間-沉降曲線圖 3.1.3粉細(xì)砂、中粗砂及圓礫地層地質(zhì)段的掘進(jìn)施工 該地質(zhì)段土層從上至下的分布一般是雜填土層、粘質(zhì)粉土素填土層、粘質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土層、粉細(xì)砂層、圓礫層、粘質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土層、中粗砂層，詳見圖3-6。 圖3-6粉細(xì)砂、中粗砂及圓礫地層地質(zhì)縱斷面圖 1）隧道穿越地層地質(zhì)條件隧道斷面穿越的地層以中粗砂、圓礫為主，潛水水位較隧道頂?shù)?m左右。此類地層土體密實(shí)度比粉細(xì)砂、圓礫層及卵石層相對(duì)要高，但土體自穩(wěn)能力較弱。粉細(xì)砂層位于拱頂，中粗砂、圓礫層主要位于隧道中、下部。 2）掘進(jìn)施工控制由于此段地層掘進(jìn)過程中經(jīng)過刀盤的切削和攪

18、拌，倉(cāng)內(nèi)土體添加材料與中粗砂、圓礫在土倉(cāng)內(nèi)較好地拌和，改善了土倉(cāng)內(nèi)土體的流動(dòng)性，對(duì)于保持較高的掘進(jìn)速度比較有利，同時(shí)刀盤扭矩較小。 3）易出現(xiàn)的問題該段地層也容易出現(xiàn)與粉細(xì)砂及砂礫層及卵石層相似的問題，主要是地層的自穩(wěn)能力較弱，較難在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定的土倉(cāng)壓力，地表沉降控制難度大。另外該段地層相對(duì)，其研磨性降低，雖然刀具磨損相對(duì)較慢，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土層掘進(jìn)中的磨損速度，刀具檢查與更換期間依然易出現(xiàn)與粉細(xì)砂、圓礫層及卵石層相類似的問題。 4）主要施工技術(shù)措施將本區(qū)段地層的特性與前兩種地層進(jìn)行對(duì)比 分析 ，在施工中的土體改良添加材料仍采用泡沫與泥漿配合使用，以加強(qiáng)刀具的潤(rùn)滑、冷卻，改

19、善工作狀態(tài)，減低刀具磨損速度，其效果較粉細(xì)砂、圓礫層及卵石層更為明顯，同時(shí)對(duì)土體和易性的改良也十分明顯。 5）主要施工參數(shù)刀盤扭矩一般在16002400KN·m，掘進(jìn)速度3045mm/min，土倉(cāng)平均土壓力1.82.0bar。出土量虛方每環(huán)45m3，見圖3-7。 3.2其它需注意的問題 3.2.1注重前期調(diào)查及建（構(gòu)）筑物的鑒定與保護(hù) 老城區(qū)的特點(diǎn)決定了施工的復(fù)雜性與高風(fēng)險(xiǎn)性，特別需要注意的是大量民居修建年代久遠(yuǎn)，已存在不同程度的損壞，房屋眾多且狹小密集，其基礎(chǔ)埋深淺，連同墻體多為碎磚塊砌筑，連結(jié)強(qiáng)度低，對(duì)沉降非常敏感，墻體開裂現(xiàn)象普遍。居民院落、胡同錯(cuò)綜復(fù)雜，排水設(shè)施缺乏，

20、眾多自滲井，給施工增加了很大難度。需要通過大量前期調(diào)查，對(duì)現(xiàn)況進(jìn)行記錄、拍照，并對(duì)建筑物房屋鑒定，為后續(xù)施工提供真實(shí)性數(shù)據(jù)，為方案制定提供有力依據(jù)。 3.2.2出土量的控制 在盾構(gòu)施工中，應(yīng)始終遵守出土量與盾構(gòu)進(jìn)尺相匹配的原則。為了保證施工中出土量控制，需要對(duì)出土量進(jìn)行嚴(yán)格的記錄、監(jiān)督，并隨時(shí)分析排碴的土質(zhì)，及時(shí)根據(jù)地質(zhì)條件的變化調(diào)整出土量。 3.2.3地質(zhì)條件的多樣性與施工方案的調(diào)整 本區(qū)段地質(zhì)條件變化頻繁，地表環(huán)境復(fù)雜，出土量、注漿量及掘進(jìn)參數(shù)須及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)對(duì)不同地質(zhì)條件下倉(cāng)內(nèi)土體添加材料及數(shù)量進(jìn)行試驗(yàn)、調(diào)整。根據(jù)地質(zhì)條件的變化調(diào)整刀具檢查與更換方案。 3.2.4刀具檢查與更換 刀具

21、的檢查應(yīng)結(jié)合具體工程情況進(jìn)行，在城區(qū)施工，面臨的是地表復(fù)雜的環(huán)境、不穩(wěn)定的地層，必須根據(jù)城區(qū)施工的特點(diǎn)研究制定可靠的施工方案。對(duì)于不同地質(zhì)段,刀具的磨損速度大不相同,需要對(duì)不同地層的刀具磨損量進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì), 并及時(shí) 總結(jié) 經(jīng)驗(yàn)，逐步形成刀具檢查制度。刀具檢查與更換期間的開挖面穩(wěn)定與地表建筑物的安全,須采取可靠措施以及預(yù)案予以保證。 3.2.5長(zhǎng)期停機(jī) 試驗(yàn)段施工期間由于各種原因，導(dǎo)致施工中出現(xiàn)兩次長(zhǎng)達(dá)半年以上的停機(jī)。每次停機(jī)后盾構(gòu)啟動(dòng)時(shí)刀盤及盾殼由于地層的固結(jié)出現(xiàn)不同程度的抱死現(xiàn)象，啟動(dòng)十分困難，同時(shí)啟動(dòng)時(shí)對(duì)周圍地層的影響也遠(yuǎn)大于正常掘進(jìn)施工造成的影響。建議在盾構(gòu)施工中應(yīng)盡量避免在地層中長(zhǎng)期停

22、機(jī)。 4地表沉降分析 4.1三種典型地層地表沉降特征 北京地區(qū)的地質(zhì)條件不同于廣州、上海等地區(qū)，對(duì)盾構(gòu)施工引起的地表沉降 規(guī)律 應(yīng)進(jìn)行分析研究。通過沿線地表布置監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，總結(jié)具有代表性的三種典型地層的沉降槽及沉降規(guī)律。 4.1.1粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土層地質(zhì)段 該段隧道覆土厚度為16m,施工過程中建立的土壓較高，挖掘出的土粘性比較大，屬軟塑至中塑粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土層，土壤自穩(wěn)性能較好。施工使用了少量泡沫的等添加劑對(duì)土體進(jìn)行改良。 由于該段的埋深比較大，加之地層條件較好，地表沉降不大，最大沉降量只有6mm，沉降開始到結(jié)束過程較短，最終形成沉降槽寬度比較大。（見圖4-1，圖中不同顏色曲線表示該斷面在不同時(shí)期的沉陷槽）。 從圖中幾條沉降曲線可以看出其沉降有以下幾個(gè)特點(diǎn)：最大沉陷量不大，個(gè)別沉降槽曲線的對(duì)稱性不好,地表沉降在沉降線具有沉降槽典型特征前已經(jīng)結(jié)束。 4.1.2粉細(xì)砂、圓礫及卵石層地質(zhì)段 該段隧道頂面的埋深約為12m。隧道斷面范圍內(nèi)，2/3范圍內(nèi)為砂，其余部分為卵石層。該段最大沉降量較大達(dá)到15mm，見圖4-2 。 以卵礫石為主的地層沉降最大沉陷量相對(duì)比較大，沉降槽形狀明晰，能與正態(tài)分布的曲線相符，在該地層中由于盾構(gòu)施工產(chǎn)生的地層擾動(dòng)較大，因此地表沉降量比粘性土層和粉質(zhì)土層大。 4.1.3粉細(xì)砂、中粗砂及圓礫地層地質(zhì)段 該區(qū)段隧道頂部埋埋深10m