左線盾構始發(fā)段掘進切口水壓計算及應用

1、左線盾構始發(fā)段切口水壓計算一、始發(fā)段地層基本情況分析獅子洋隧道左線盾構自DIK33+660.80始發(fā)，始發(fā)段共150m，即75環(huán)，始發(fā)段里 程為DIK33+660.80810.80。根據(jù)原設計地質勘察和后期施工補勘顯示，左線始發(fā)段 DIK33+660.80810.80隧道范圍內為沖擊砂層，主要表現(xiàn)為淤泥層2(2)、粘性土層 3(1)、粉細砂層3(3)和中砂層3(4)，局部出現(xiàn)礫砂3(5)；隧道上方主要表現(xiàn)為粉細 砂層2(5)和粉土層2(4)，局部為人工填土(1)；隧道下方主要是中砂層3(4)，局部出 現(xiàn)粉細砂層2(5)。如圖1。胃戔IS.0r-.-芒一T言zLT譽馬云。CDcS5FWL成711

2、8.41-毋 46圖1左線始發(fā)段地質剖面圖二、地層風險分析根據(jù)地質圖顯示，本次始發(fā)段盾構掘進范圍內主要表現(xiàn)為粘土層和砂層，隧道上方 為淤泥層，透水系數(shù)小，而底部為中砂層，透水系數(shù)大，且弱顯上軟下硬，自穩(wěn)性級差， 因而對泥漿要求比較高。但始發(fā)段最大的風險不是在掘進范圍內，而是在拱頂。從圖上可以看出，本次始發(fā)， 拱頂均為淤泥層，在盾構機剛穿過加固體時，頂部為淤泥層，該處頂部淤泥層厚度僅為 1.1m，向前掘進5m后，該淤泥層增厚至1.7m，一直延續(xù)到DIK33 + 712.8，在DIK33 + 712.8處，淤泥層厚為1.6m，其間持續(xù)變化，無明顯波動。具調查，施工前自工作井端頭至DIK33 + 9

3、03段均為魚塘，在前期施工過程中，均 進行了片石拋填，當時的拋填厚度在2m左右，具體數(shù)據(jù)不明確。具圖上顯示，在DIK33 + 673.8DIK33 + 712.8段，魚塘底為1.90.46m的粉細砂層，自然條件下片石在該段 內沉降不大，但在施工時有進行夯實作業(yè)，情況不明；在DIK33 + 778.5DIK33 + 810.8 段，魚塘底為5.96.2m的淤泥層，片石在該段內沉降較大，具體數(shù)據(jù)不明確。據(jù)圖顯示，隧道在DIK33 + 735DIK33 + 810.8段的中下部出現(xiàn)一礫石層，且向底 部延伸，在DIK33 + 774.8處達到最大厚度2.45m。在DIK33 + 802處，隧道底部開始

4、出 現(xiàn)粉細砂層，取代了中砂層。三、切口水壓一)切口水壓計算根據(jù)地層情況，采用水土分算進行計算切口水壓，理論公式：PM=P1 + P2+P3=Y Wh + KO(Y -Y w).h+(H-h)Y + 20P切：切口水壓值(kPa)；P1：地下水壓力(kPa)；P2：靜止土壓力(kPa)；P3：被動土壓力，一般取20 kPa；w：水的容重(kN/m3)；h：地下水位以下的隧道埋深(算至隧道中心)(m)；K0：綜合靜止土壓力系數(shù)；:綜合土容重(kN/m3)；H：隧道埋深(算至壓力感應器處)(m)。其中K0、y可根據(jù)地質鉆孔資料取加權值，計算結果見附表。二)切口水壓應用由于本次始發(fā)時，隧道頂部均為淤泥

5、層，具有薄膜效應，如果切口水壓波動過大， 將使該層擊穿，因此必須嚴格控制切口水壓及其波動量。本次始發(fā)切口水壓的波動量控 制在5%，其中正常推進時采用靠下限的值，停機時采用靠上限的值。由于在前期施工過程中，自工作井端頭至DIK33 + 903段均進行了拋填，拋填的片 石直徑均在30cm以上，最大達到100cm。假如片石沉降至隧道頂部的淤泥層，風險極 大。淤泥層土壓計算：P靜=Ko.Yh=(1 sin中) y h:淤泥層土容重(kN/m3)；h：淤泥層厚度(m)；K0：淤泥層靜止土壓力系數(shù)；中：淤泥層內摩擦角。?被=Ka y h + 2cKa=tan2 (45 中 /2) y h+2c tan (45 中 /2):淤泥層土容重(kN/m3)；h：淤泥層厚度(m)；Ka：淤泥層被動土壓力系數(shù)； 中：淤泥層內摩擦角。當層厚h=1m時，可求得P靜為14.42kPa，P被為35.76kPa，在5%的波動范圍。 但如果厚度不達1m，推進將