盾构进出洞地基加固方案.doc
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苏州轨道轨道交通1号线I-TS-01标盾构进出洞地基加固施工方案
盾构进出洞地基加固方案
一、编制依据
（1）《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002；
（2）《地基基础设计规范》DGJ08-11-1999；
（3）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；
（4）《型钢水泥土搅拌墙技术规程》GDGJ08-116-2005；
（5）苏州轨道交通1号线I-TS-01标土建工程地质勘察报告；
（6）苏州轨道交通1号线I-TS-01标土建工程水文、工程地质资料；
（7）苏州轨道交通1号线I-TS-01标土建工程设计施工图纸及相关资料；
（8）施工平面布置图和施工场地及邻近区域内地下地上管线、地下障碍物、地面原有建（构）筑物等调查资料。
二、工程概况
本标段工程为苏州市轨道交通1号线上的站点和区间，位于苏州市吴中区木渎镇，工程包括出入段线明挖段、出入段线－木渎站盾构隧道区间、木渎站、木渎站－金枫路站盾构区间。
共有2个盾构工作井，8个洞门，1个联络通道兼泵房。
木渎站~金枫路盾构区间隧道从木渎站出发，向东沿竹园路到达金枫路站。
沿途在右线里程CK0+472.600～CK1+362.000处穿越白塔河，右线里程CK0+472.600～CK1+362.000处穿越一自然河道，穿越的道路主要为木渎镇金山路及吴中区金枫路。
出入段～木渎站盾构区间隧道从出入段始发井向东沿竹园路到达木渎站，盾构区间单线长418m。
根据我标段施工情况，盾构施工总体筹划如下：
按设计需提前对相应位置端头盾构进出洞处进行地基加固处理，二区间共4个端头井加固区，分别处于出入段线东端头、木渎站西端头、木渎站东端头、金枫路站西端头。
三、工程地质、水文及周边环境
1、工程地质
本标段沿线地基土属第四系（Q）沉积地层，按其成因类型、岩性和工程性能可划分11个工程地质层。
（1）填土层（Q4ml）—层号①
上部为杂填土，松散，下部以素土、耕植土为主，呈软～可塑状。
该层填料较复杂，由粉质粘土与碎砖、碎石填积，局部夹含有机质的淤泥及淤泥质土。
厚度一般为1.5～5.0m。
（2）晚更新世（Q32-3）冲湖积相沉积成因土层—层号③
②～1层粉质～粘土：
可～硬塑状态，层顶埋深0.8～3.6m，层厚1.2～4.8m。
②～2粉质粘土：
可～软塑，层顶埋深3.0～7.5m，层厚0.4～5.0m。
（3）晚更新世（Q32-2）浅海相、海陆交互相沉积成因土层—层号④和⑤
④～1粉土：
稍密，层顶埋深5.4～9.2m，层厚0.8～5.7m。
④-1a粉质粘土夹粉土：
粉质粘土呈软流塑状，粉土呈稍密状，均一性较差，层顶埋深5.5～9.7m，层厚0.8～6.0m。
⑤粉质粘土：
局部夹淤泥粉质粘土及薄层状粉土和可塑状的粉质粘土，以软塑～流塑为主。
层顶埋深7.3～20.9m，层厚0.5～17.4m。
（4）晚更新世（Q32-1）湖、冲湖积相沉积成因土层—层号⑥
⑥～1粉质粘土：
硬塑～可塑，均质致密，夹粘土。
层顶埋深20.0～25.7m，层厚3.3～8.3m。
⑥～2粉质粘土：
可～软塑,呈上硬下软状,均质性较差,局部地段无规律性地分布有薄层流塑状粉质粘土和粉土.层顶埋深26.5～31.8m,层厚4.0～13.0m。
⑥～3粉质粘土：
软～流塑，夹粉土。
（5）晚更新世（Q32-1）冲湖积相沉积成因土层—层号⑦
⑦粉土～粉砂：
中密～密实状态，局部为细砂，透水富水性良好，局部夹粘性土薄层。
层理发育，层顶埋深30.1～38.5m，层厚一般大于5.0m，局部较薄。
（6）晚更新世（Q31）泻湖相沉积成因土层—层号⑧
⑧粉质粘土：
可塑～软塑，局部夹可塑状粉质粘土和粉土、粉砂，均一性差。
层顶埋深35.0～41.2m，层厚10.4～21.8m。
（7）中更新世（Q22）冲湖积相沉积成因土层—层号⑨
⑨粉质粘土：
可塑，局部软塑，层顶埋深55.2～61.6m，层厚大于5.0m。
（8）中更新世（Q21）的古沙洲相沉成因土层—层号⑩
⑩粉土：
中密，局部夹砂和粉质粘土，层顶埋深59.8～68.1m左右，层厚大于4.0m。
（9）中更新世（Q21）滨海相沉积沉积成因土层—层号11
2、水文地质
2.1地表水
苏州市地处江南水网区，属长江流域太湖水系，区内地表水系极其发育，主要有太湖、阳澄湖群及大小规模不等的河渠组成。
湖泊之间河汊连通，构成水力联系密切群体。
主要骨干性的河道有京杭大运河，通连江海，还有外城河沿老城区环城分布。
水位主要受大气降水和太湖排水影响，并受人为控制，常年水位（黄海标高）1.10～1.30m，其年变幅1m左右。
2.2地下水
本区间地下水类型按其埋藏特征分为：
孔隙潜水、微承压水及承压水。
（1）潜水含水层
由填土层组成含水层。
人工填土层由粉质粘土夹碎石、碎砖混填，在粗颗粒较高处存在大孔隙，成为地下水的赋存空间，其透水性较好，但不均匀。
②层粘性土（包括②～1层粉质粘土～粘土、②～2层粉质粘土），透水性弱，基本不含地下水，可以作为相对隔水层。
平均渗透系数为：
KV=4.5×10-6cm/s，Kh=1.4×10-5cm/s，属弱透水层。
（2）微承压含水层
由晚更新世沉积的④～1a层粉质粘土夹粉土、④～1层粉土该含水层组埋藏较浅，厚度较大。
其中④～1层赋水性、透水性较好，含水量较丰富，该含水层的隔水顶板为②～2粉质粘土及④～1a粉质粘土层，隔水底板层⑤粉质粘土为弱透水层，因此该层具有微承压性。
该含水层的补给来源主要为孔隙潜水和地表水。
勘察期间，地下水位埋深1.3～2.4m（高程0.4～0.6m）。
雨季时地下水位提高约0.5m左右。
3、周边环境
（1）管线情况
沿线各车站管线迁改已基本完成，大部分重要管线已调查清楚并完成迁改，除木渎站东端头井北侧有一条Ф1400供水管离端头只有4m左右，施工时应重点对该管进行监测。
施工期间注意保护管线，若发现未知管线，立即采取相应措施进行保护，并通知相关部门进行处理。
（2）地下障碍物情况
施工现场场地内为原路面、空地、小河等，除玉山公园北端头存在小桥基础及小河护坡、车站端头未改迁或已报废管线外，未探明有任何影响施工的人工障碍物。
（3）建筑物
地面建筑物均离端头井均较远，加固施工对其影响不大。
四、端头加固方案
1、方案概述
本标段共2个盾构区间，4个盾构进出洞加固区，分别位于出入段东端头、木渎站西端头、木渎站东端头、金枫路站西端头。
出入段盾构井围护SMW工法桩由Ф850@600水泥土搅拌桩内插H型钢（密插）组成。
木渎站、金枫路盾构围护结构均采用800mm厚地下连续墙，按照设计木渎站、金枫路站端头加固方法采用三轴搅拌桩加旋喷桩进行补充加固。
出入段东端头井设计为三轴搅拌桩进行加固，由于SMW工法桩围护结构先进行施工，三轴搅拌桩加固与SMW工法桩围护不能很好地搭接在一起。
为了保证盾构机进出洞的安全，拟采用三轴搅拌桩加旋喷桩进行加固。
2、加固工法及要求
为保证盾构进出洞、破除端头围护结构时隧道端头土体的自稳和防水要求，需在盾构进出洞前对洞口地基进行加固处理。
根据设计要求本标段盾构进出洞地基加固采用三轴搅拌桩加固，搅拌桩与车站围护结构（连续墙）间夹心层采用双重高压旋喷桩加强止水帷幕止水，增加加固区与车站结构的整体性。
明挖段端头井盾构始发端地基加固长度为9m，加固宽度为盾构隧道结构左线外侧3m，左线内侧2.72m，竖向加固范围为盾构隧道结构上下各3m；盾构到达端加固长度为8m，加固宽度为盾构隧道结构右线外侧3m，右线内侧2.72m，竖向加固范围为盾构盾构隧道结构上下各3m，车站盾构到达端头加固长度为8m，加固宽度为盾构隧道结构每侧3m，竖向加固范围为盾构隧道结构上下各3m。
a．加固范围平面示意图b．加固范围剖面示意图
木渎站、金枫路站盾构进出洞加固范围示意图
a．加固范围平面示意图b．加固范围剖面示意图
出入段东端头盾构进出洞加固范围示意图
搅拌桩采用Ф850@600三轴搅拌桩，A区搅拌桩水泥掺入量为20％，B区搅拌桩水泥掺入量取15％，空桩水泥掺入量取7％。
采用42.5级普通硅酸盐水泥。
旋喷桩采用Ф800@600双管旋喷桩，每米水泥用量取250kg/m，施工前进行试桩，并根据加固效果，调整施工工艺及各项施工参数。
各加固区加固范围及桩位平面布置图、降水井平面布置及井管结构大样图详见附图1木渎站东端头盾构进出洞地基加固图、附图2木渎站西端头盾构进出洞地基加固图、附图3金枫路站西端头盾构进出洞地基加固图、附图4出入段东端地基加固图。
经加固的土体保证良好的均质性、自立性，其中A区无侧限抗压强度不小于1MPa，渗透系数应小于10-8cm/sec；B区无侧限抗压强度不小于0.5MPa，渗透系数应小于10-7cm/sec。
3、针对性加固方案
3.1粉土夹粉砂层加固措施
根据苏州轨道交通一号线工程木渎站～金枫路站区间岩土工程详细勘查报告，金枫路西端头盾构进出洞主要位于④1粉土、④2粉土夹粉砂层中，部分区域砂层较厚，含水丰富，存在微承压水，在该类地层加固施工易出现卡钻、下沉困难等情况。
针对该情况，选用质量较好、功效高的三轴搅拌桩机进行加固施工，若在加固过程中搅拌阻力较大时，可根据情况增大浆液水灰比，适当增加注浆量，以保证搅拌土体塑性；
④1粉土、④2粉土夹粉砂层摇振反应迅速，加固施工过程中严格控制提升速度及注浆量，并严密观察浆液置换率，判断加固效果，根据实际情况采取复搅喷浆等措施保证加固质量。
3.2备用降水井施工
苏州地区水网密布，水系发达，地层含水丰富。
本标段盾构进出洞加固区除出入段东端头无含水层外，其余端头加固地层均有饱和含水层，且补给快，部分地层为微承压水层。
为保证盾构进出洞安全，必要时在每个进出洞端头井加固区相应位置设置3个备用降水井，井底深入加固区底面下5米。
该降水井主要目的是：
盾构进出洞时若漏水漏砂现象较严重，立即采取主动降水措施，降低加固区水压及含水量，同时辅助以排、堵等措施，将工程风险及损失降到最低。
降水井管采用Φ550，主要构造如下：
（1）井口：
井口根据实际情况设置、以高于地面以上0.50m为宜，以防止地表污水渗入及杂物掉入井内，一般采用优质粘土填塞井管外空隙，其深度不小于2.00m；
（2）井壁管：
井壁管均采用焊接钢管，直径φ273mm；（外径）；
（3）过滤器（滤水管）：
降水井所有滤水管外均包一层15目钢丝网、两层60目的尼龙网，滤水管的直径与井壁管的直径相同；
（4）沉淀管：
沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作用，沉淀管接在滤水管底部，直径与滤水管相同，长度为1.00m，沉淀管底口用铁板封死。
（5）填滤料（中粗砂）：
降水井的滤水管部位围填磨圆度较好的滤砂（中粗砂），填入部位从井底向上至过滤器顶部以上3.0～4.0m。
（6）在滤砂的围填面以上采用优质粘土填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作。
（7）管节一般6米左右，运至现场后包滤布和拼装，降水井的结构及过滤器的安装部位见各端头井加固区备用降水井布设及井管结构大样图。
五、施工部署
1、施工人员部署
施工人员配备表
序号
工种
人数
备注
1
项目部管理人员
3
2
班组长
3
3
搅拌机司机
3
4
旋喷桩司机
2
5
电工
2
6
普工
5
7
测工
3
8
机修工
2
9
拌浆工
4
合计：
27
2、施工机械部署
本工程拟投入1套三轴搅拌桩机及配套设备和1套高压旋喷桩设备进行加固施工，主要施工机械设备如下表：
三轴搅拌桩施工主要
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