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盾构区间孤石探测及爆破处理专题汇报材料(盾构改造)


盾构区间孤石探测及爆破处理专题汇报材料(盾构改造)


一、工程概况 1 标段位置及范围 2 盾构区间隧道设计概况 3 工程地质与水文地质 4 区间隧道施工环境 5 施工工期要求 二、盾构区间孤石探测情况 1 详勘孤石分布情况 2 超高密度电法探测情况 3 钻探地质情况 4 地质雷达探测情况 5 管线探测情况 三、盾构孤石处理措施 1 已探明孤石预

处理 2 未探明孤石处理 3 盾构下穿高压燃气管线施工 四、需要协调解决的问题 1 探明的孤石处理存在问题:
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2 未探明的孤石处理存在问题: 3 需要专家解决的问题 五、需要协调解决的问题

XX 市城市快速轨道交通 R2 线 XX 标拟投入 2 台海瑞克盾构机承担 XX 站~XX 站区间 隧道掘进施工,根据勘察单位提供的地质资料,本标段盾构区间存在中、微风化球状风 化体及基岩突起情况。为确保盾构掘进施工顺利进行,我部采取了超高密度电法、地质 雷达、钻探等方法进行孤石分布情况及孤石大小探查,以期采取“爆破法”将岩石破碎、 分割、解体成盾构可排除程度。现将西~蛤区间孤石探测及处理情况汇报如下:

一、工程概况 1 标段位置及范围
XX 市快速轨道交通 R2 线 XX 标段位于 XX 市 XX 区, 线路自 XX 大道与 XX 二路 口的 XX 站,沿 XX 大道从东北往西南方向前进,过 XX 三路口、穿环城路高架桥、宏 北路口后到达 XX 大道与宏三路口的 XX 站。 标段工程全长 2496.808m,由一站一区间(XX 站、XX 站~XX 站区间)组成。XX 站长 234m,采用明挖顺作法施工,区间长 2262.808m,采用盾构法施工,对中间硬岩 段(左线 232.976m、右线 222.976)则采用矿山法开挖,盾构空载推进衬砌。设风机房 兼矿山法施工竖井 1 座、联络通道兼废水泵房 1 处、单独联络通道 2 处。标段工程范围 见图 2 所示。

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图 2 标段工程范围图

2 盾构区间隧道设计概况
西~蛤区间出 XX 站沿 XX 大道向东南方向前进,进入 XX 站。左线起讫里程 ZDK17+869.892~ZDK20+163.400, 全长 2293.508m,其中 ZDK19+417.0~ZDK19+650.0 ( 为矿山法施工段, 233.0m)右线 YDK17+869.892~YDK20+132.700, 长 ; 全长 2262.808m, (其中 YDK19+370.0~YDK19+630.0 为矿山法施工段,长 222.0m) 。 区间线路纵断面为 V 形坡,最大坡度 9.5‰,隧道顶覆土 10~16m,最小曲线半径 1200m。区间隧道设计为双线圆形,隧道内径 5400 mm,外径为 6000mm,采用 C50P12 预制钢筋混凝土管片衬砌。 区间在 YDK19+395.0~YDK19+413.4 设置中间风机房兼矿山法施工竖井。 其结构为 地下三层双柱三跨钢筋混凝土结构, 采用明挖法施工。 中间风井基坑长 18.4m, 26.6m, 宽 深 21.9m。 矿山法段区间隧道采用矿山法开挖初支+盾构管片拼装的施工形式:由以锚杆、钢 筋网、钢架及喷射混凝土组合而成的外层初期支护和 C50P12 预制钢筋混凝土管片内层 二次衬砌组成的复合式衬砌结构。

3 工程地质与水文地质
⑴ 工程地质条件 本工程地貌属冲洪积平原地貌,为水泥路面、绿化带,场地西南略高,东北略低, 地面标高 10.78~24.20m。根据补勘地质资料分析,本场地内上覆地层主要为第四系全 新统人工填筑土(Q4ml) ,全新统冲洪积(Q4al+pl)粉质粘土、砂土,第四系残积(Qel) 砂质粘性土,下伏基岩为燕山期花岗闪长岩,震旦系大绀山组(Zd)混合片麻岩。 根据地质详勘报告分析, 西~蛤区间隧道洞身主要穿越<6-6>砂质粘性土层、 <10-1>
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全风化混合片麻岩层、<10-2>强风化混合片麻岩层、部分穿越<6-5>可塑状砂质粘性土, 局部基岩突起为<10-4>微风化混合片麻岩层,侵入洞身范围相对较少。穿越地层比例详 见下图 3、4 所示:

图 3 详勘右线区间隧道盾构穿越地层饼分图

图 4 详勘左线区间隧道盾构穿越地层饼分图

区间隧道顶板地层主要为: <6-5>可塑状砂质粘性土层、 <6-6>硬塑状砂质粘性土层, 局部为<10-1>全风化混合片麻岩层,零星分布有<3-9>粉细砂层、<3-11>中粗砂层。 区间隧道结构底板地层主要为:<10-2>强风化混合片麻岩层,部分为<6-5>可塑状 砂质粘性土、<10-1>全风化混合片麻岩层,局部为<10-3>中风化混合片麻岩层、<10-4> 微风化混合片麻岩层。 ⑵ 水文地质条件 地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。第四系孔隙潜水主要赋存于冲洪积砂层 及沿线砂(砾)质粘土层中。地下水位埋深 1.6~9.3m,以孔隙潜水为主。人工填筑土 层中存在上层滞水,残积土孔隙水含水层性质为砂质粘性土,透水性和富水性均较弱。 基岩裂隙水主要赋存在强、中风化岩层中,发育具非均一性。 区间范围内洪冲积层分布范围较广,砂层总体厚度为 0.8~5.5m,成层状分布,富水 性及透水性较强,含水量丰富;粉质粘土及砂质粘土富水性及透水性较差,为相对隔水 层。局部砂层与粘性土层交错分布,因此在区间范围内地下水局部具有微承压性,承压 水头为 2~6m。区间主要岩层渗透性参数见表 1 所示。
表1 主要岩土层的渗透系数统计表
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4 区间隧道施工环境
XX 站~XX 站区间线路除左线中间段约 840m 位于 XX 大道主线下,其余段及右线 均位于 XX 大道西侧辅道和绿化带下。XX 大道现状宽度 90~150m,主路双向八车道, 两侧辅路均为二车道,路面交通流量大,通过 XX 大道进出施工场地较为便利。 沿线下穿 XX 过街通道、新基河箱涵、环城路 XX 大道立交桥等建构筑物,XX 大 道为 XX 市主干道,地下管线密集,主要有雨水管、污水管、给水管、燃气管、电力管、 电信管等。根据设计提供的管线图纸并经现场调查,对区间隧道施工影响较大、需要特 别关注的为 XX 大道下沿隧道方向敷设的 DN2200 供水管、位于环城西路 XX 大道立交 桥段横跨隧道的 DN610 高压天然气管道,其余影响较小。另外,区间隧道右线附近有浅 基础、砖混结构的 2~3 层民房需注意,民房距隧道边最近距离为 15m。区间隧道下穿建 构筑物情况详见表 2 及图 5~10 所示:
表 2 区间隧道下穿构筑物表

图5

XX 大道现状

图6

XX 过街通道

图7

新基河桥涵

图8

环城立交桥

图9

线路与民房位置图

图 10

XX 村民房

5 施工工期要求
本标段工程计划于 2010 年 12 月 18 日开工,2013 年 3 月 31 日工程竣工,总工期 为 835 天。按投标文件要求,投入 2 台海瑞克盾构机进行区间隧道的掘进,2308 标 XX
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站将在 2011 年 10 月 30 日提供我部盾构始发场地, 2011 年 11 月 1 日盾构机进场, 2011 年 12 月 1 日盾构始发,区间隧道最晚贯通时间为 2012 年 12 月 30 日。 根据最新调整后的节点工期, 站将在 2012 年 7 月 30 日前提供右线盾构始发场地, XX 9 月 1 日始发。8 月 30 日提供左线始发场地,10 月 1 日始发。

二、区间隧道孤石探测情况 1 详勘孤石分布情况
本标段详勘单位中铁二院工程集团有限公司于 2010 年 3 月 1 日~4 月 3 日完成西~ 蛤区间勘察工作,勘察采用地质测绘、钻孔、物探、试验等方法,共完成钻孔 149 个, 总进尺 4661.56m。 ⑴ 测线布置原则 ① 布置在地下结构外缘 3-5m 处,沿隧道左右线结构外缘双侧布孔,钻孔间距 25~35m,地质复杂段适当加密。 ② 钻孔须钻穿软土、粉细砂等软弱、松散地层,孔深一般不大于隧道底以下 3.5 倍洞径。 ⑵ 孤石及基岩突起分布情况 详勘资料揭示区间隧道内在残积层、全风化岩中有球状风化体(孤石)发育,发育 规律性差,详勘钻孔揭示的进入隧道内球状风化体左线有 3 处,右线有 1 处,其性质、 大小及其分布情况见表 3 所示。同时,局部有微风化岩层突起,进入隧道洞身的基岩突 起分布情况见表 4 所示。
表3 表4 详勘勘球状风化体分布情况一览表 详勘基岩突起分布情况一览表

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备注:本次钻探所揭示的球状风化体直径仅限于钻孔范围内揭示的,隧道实际开挖过 程中有可能遇到更大直径的球状风化体。另外,由于详勘阶段钻孔间距及钻孔位于结构 线外 3~5m 等原因,区间隧道施工过程中遇到球状风化体大小及位置有可能发生变化。

2 超高密度电法探测情况
为了初步探明盾构区间隧道洞身穿越地层地质情况,为进一步补勘提供指导依据, 我部于 2011 年 9 月 4 日~9 月 12 日期间, 请具有勘探资质和先进设备的广州地铁设计研 究院有限公司采用超高密度直流电法对该段进行了物探。 本次物探完成总探测线路长度约为 3.2km,测线沿隧道中线布置,中间有部分线路 段因在道路交叉口或主道中央而未能测试。左线共布置 7 条测线剖面,右线共布置了 9 条测线剖面,通过对各测线反演断面图分析得出物探成果如下表 5 所示:
表 5 区间隧道物探孤石分布表

根据物探提供的成果,我部对相应孔位进行了钻探核实,对照分析情况如下: ① 根据物探成果,我部钻孔验证,钻孔验证结果为:在 YBK030 向南约 12m 处, 埋深约为 16m 位置,钻到直径约 1.1m 孤石,其余钻孔验证结果是均未见异常。 ② 钻探发现 ZBK009~ZBK011、ZBK035~ZBK037、YBK048~YBK049 有孤石及 基岩突起,但物探均无发现。 从上述核实情况可以看出:物探成果准确性差,仅能作为地层普查的参考,不能直 接指导施工,还需钻探进一步验证。

3 钻探地质情况
为了进一步探明盾构区间隧道地层地质情况,为盾构掘进提供指导依据,我部于 2011 年 7 月 27 日~9 月 19 日期间,联系具有勘探资质的广东省湛江地质工程勘察院采 用钻孔取芯发法对该段进行了补勘。共投入 10 台 XY-1 型钻机,完成的工作量如下:施
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工钻孔 223 个,总进尺:4139.85 米。 ⑴ 测线布置原则 ① 在距详勘钻孔 5-15m 处,沿隧道中线布置钻孔,钻至隧道底板下 0.5m。 ② 在施钻过程中如遇球状风化体或地层情况与详勘有出入时,原则上距该孔前后 5m 处增加钻孔,如遇类似情况依此类推。 ⑵ 孤石及基岩突起分布情况 通过对补勘资料分析,结合详勘资料成果可以看出,本标段盾构法施工段隧道穿 越冲洪积软土层、砂层且局部基岩面突起,球状风化体不均匀分布,地质条件复杂,施 工条件较差,孤石及基岩突起分布情况如下: ① 球状风化体 本次补勘资料揭示区间隧道内在残积层、全风化岩中有球状风化体(孤石)发育, 发育规无律性,补勘钻孔揭示的进入隧道内球状风化体左线有 4 处,右线有 3 处,其性 质、大小及其分布情况见表 6 所示。
表6 补勘球状风化体分布情况一览表

② 基岩面突起 本次补勘揭示区间隧道存在基岩面起伏,进入隧道洞身的基岩突起左线有 1 处,其 性质、大小及其分布情况见表 7 所示。
表 7 补勘基岩突起分布情况一览表

备注:详勘和补勘均揭示本标段 ZDK19+417~ZDK19+650.0(长 233.0m) 、 YDK19+370.0~YDK19+630.0(长 258.0m)为洞身全断面基岩突起,设计该段采用矿山 法开挖盾构拼装管片。

4 地质雷达探测情况
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根据详勘、补勘和高密度电法物探资料分析,本标段地质条件复杂,孤石发育无规 律,为了多方面探明盾构区间隧道孤石和基岩分布情况,避免探查不充分导致盾构掘进 受阻,我部于 2011 年 12 月 1 日~12 月 6 日期间,联系具有勘探资质的广东省惠州勘察 公司到现场进行地质雷达勘查工作,完成的工作量如下:共完成 45 条地质雷达测线, 测点间距 0.5m,总测线长度为约 3836 米,总测点数为 7717 点。 ⑴ 探测孤石情况说明 根据处理后的雷达图像(平、纵断面图) ,推断出在测区内有 72 处球状风化体, 其中:左线 55 处,侵入隧道的孤石左线 47 处;右线 17 处,侵入隧道的孤石 8 处。 孤石分布情况详见下表 8“地质雷达推断解释孤石统计表” 。

表8

地质雷达推断解释孤石统计表

⑵ 探测结论 通过地质雷达探测工作查明的场地内球状风化体的分布情况如下: ① 球状风化体集中分布在两处区域附近:一处是 XX 大道主道上绿色大道与环城立 交之间地段段,一处是中间风井两侧区域。 ② 大部分球状风化体的发育深度在隧道设计范围内,少量在隧道设计范围顶板以 上或底板以下。 ③ 球状风化体的大小多为直径 2.0~3.5m 的球状体,有少部分风化球直径超过 4.0m,最大达到 6.0m。 ④ 球状风化体多数出现在隧道左线的范围内,隧道右线出现的风化球较少。 ⑶ 钻探验证说明 根据地质雷达报告揭示的孤石,我部采用钻探方式对位于 XX 大道主道 DN2200 供水
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管下的 5 处(T34\T35\T37\T48\T49)共钻 16 个孔进行了验证,其中有 2 处(T37\T48) 存在孤石,而且强度较低,从而说明地质雷达探测孤石的准确度差,仅能作为地层普查 的参考,不能直接指导施工,还需钻探最为直观。

5 管线探测情况
⑴ 给水管探测情况 根据设计提供的管线图纸并经现场调查, 大道下沿南北方向敷设有两条 DN2200 XX 供水管,其中西侧给水管对区间隧道施工影响较大。给水管与隧道基本平行前进,自 XX 站沿西侧 XX 大道向南敷设,在里程 ZDK18+706~ZDK19+116(约 410m)范围内,DN2200mm 给水钢管位于左线隧道上方敷设,右线隧道上方无供水管。 根据地质雷达探测结果发现,线隧道 DN2200 供水管下分布有较多孤石,为准确了 解盾构区间上部管线分布情况,防止孤石处理过程中钻孔偏差导致供水管破坏,我部于 2012 年 2 月 1 日~12 月 6 日期间, 联系具有勘探资质的广东省惠州勘察公司到现场采用 RD4000/RD8000 管线探测仪开展地下管线探测工作。 该段给水管探测管点数 11 个, 探测 长度 726m,管线点探测成果表见表 9。
表9 给水管实际探测情况

管线种类
给水 给水 给水 给水 给水

物探点号
J1 J2

埋设方式
管埋 管埋 管埋

管线材料
钢 钢 钢 钢 钢

断面尺寸
1800 1800 1800 1800 1800

埋深
2.80 2.80 2.80 2.70 2.70

备注

J3

管埋 管埋

10

给水 给水 给水 给水 给水 给水 给水 给水 给水 给水 给水 给水 给水

J4

管埋 管埋

钢 钢 钢 钢 钢 钢 钢 钢 钢 钢 钢 钢 钢

1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1000 1000

2.70 2.70 2.70 2.70 2.70 2.70 2.70 2.70 2.70 2.70 2.70 1.62 1.62

J5

管埋 管埋

J6

管埋 管埋

J7

管埋 管埋

J8

管埋 管埋

J9 J10 J11

管埋 管埋 管埋

根据探测结果显示:该供水管左线隧道上方段为 DN1800 钢管,非 DN2200 的 PCCP 管,埋深约 1.6m~2.8m。 ⑵ 燃气管与隧道位置关系

根据燃气单位提供的管线图纸并经现场调查,XX 大道穿环城西路立交桥南侧有 一条燃气管横跨隧道(里程约为 ZDK19+200) ,如图 11 所示。该高压天然气管道管径 为 DN610,运行压力 4.0MPa,是供给虎门镇、厚街镇、沙田镇等镇区的高压天然气 主干管道,工程范围内该管线埋深约为 11.5m,距隧道顶 3.0m,(根据管线单位的竣 工资料提供信息,该管采用顶管方式施工,管深存在误差范围为±1.0m),盾构掘进

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时需特别关注。

图 11

DN610 燃气管与隧道位置关系图

三、盾构设备能力及改造情况 1 盾构设备参数情况
本标段拟投入 XX 装备制造有限公司生产的中铁 21#、22#土压平衡盾构机。盾构机 开挖直径 6.28m,刀盘上有 5 把双刃滚刀、34 把单刃滚刀、16 把边缘刮刀,68 把正面 齿刀。刀盘驱动为 6 台变频电机,功率 200KVA×6=1200KVA。30 根推进油缸,总推动力 3700 吨。主机长度 9.174m,14 个油缸的被动铰接,管片拼装机为中心回转式,6 个自 由度。螺旋机功率为 200KVA。整机长度约为 80m,整机重量约 500 吨,总装机功率约 1750KVA。该设备的详细性能参数以及与原计划投入的海瑞克 S459、S460 盾构机的对比 详见下表 9。
中铁 21#/22#盾构与海瑞克 S459/S460 盾构技术参数对比表

2 盾构机的使用情况
⑴ 中铁 CREC-021 号盾构机情况 由 XX 装备制造有限公司制造生产,于 2010 年 10 月 10 日进行工厂验收,10 月 15 日在 XX 集团有限公司重庆会展中心配套交通工程项目部进行工地组装, 11 月 20 日开 始掘进,累计掘进一个区间(礼嘉站~平场站区间右线)共 1242 环(1863 米) ,于 2011 年 9 月 18 日完成掘进。日掘进最高纪录 15 环(22.5 米) ,日掘进平均 9~11 环(13.5~16.5 米) ,盾构机主要穿越地层有砂质泥岩、砂岩。
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⑵ 中铁 CREC-022 号盾构机现状情况 由 XX 装备制造有限公司制造生产,于 2010 年 10 月 21 日进行工厂验收,于 2010 年 10 月 25 日进行工地组装, 并于 2010 年 12 月 1 日开始试掘进, 累计掘进一个区间(礼 嘉站~平场站区间左线)共 1287 环(1930 米) ,于 2011 年 8 月 20 日完成。日掘进最高纪 录 15 环(22.5 米) ,日掘进平均 10~12 环(15~18 米) ,盾构机主要穿越地层有砂质泥 岩、砂岩。

3 盾构机改造方案
⑴ XX 刀盘适应性改造说明 原刀盘设计主要考虑在砂岩、泥岩等地质情况下掘进。XX 的地质情况主要是:砂质 粘性土层、可塑状砂质粘性土、混合片麻岩残积土和全、强风化岩层,局部中、微风化 岩层, 存在花岗岩球状风化体和基岩突起, 同一隧道断面上下、 左右软硬不均匀等地层。 由于地质发生了改变,让原刀盘适应 XX 的地质,需要对原刀盘进行改造。2011 年 11 月 16 日,在我集团公司总部洛阳召开了盾构改造专题会,随后还多次召开改造论证 会,明确了盾构改造方案,具体改造如下: ① 原刀盘结构形式为复合式刀盘,原刀盘的基本结构如图 1 所示。原刀盘的开口 率 34%。

图1

原刀盘的基本结构

图 16 中国中铁盾构机刀盘实物图

② 改造后刀盘的开口率 37%,改造后刀盘的基本结构如图 2 所示。

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图2

改造后刀盘的基本结构

③ 防止改造后刀盘中心部位结“泥饼”,增加刀盘中心部位的开口,又不减弱刀盘 整体的刚度和强度,把四个辅刀梁中心部位的侧板割掉,分别用一块 150mm 厚的钢板与 主刀梁焊接一块。 ④ 由于原刀盘内部环筋与刀梁侧板高度一样,环筋与刀梁侧板之间形成相对封闭 的结构,又要提高刀盘中心部位渣土的流动性,需要把刀盘内部两道环筋局部修整,修 整后环筋的高度 270mm,刀梁的高度 490mm。 ⑵ 螺旋输送机改造说明 原设计中铁 21、22 号主要针对重庆砂岩、泥岩,含水量少的地质情况,螺旋机设 计成单下出渣门。XX 地铁隧道水压较高,水位线均在隧道顶板以上,局部地段有含水砂 层,,透水性较强,可能会出现喷涌,需要对原来中铁 21、22 号螺旋机改造,在原有下 出渣门增加一道下出渣门,组成尾部双下出渣门。 在上述地层掘进发生喷涌时,单闸门不利于防喷涌,而相比较,尾部双下出渣门利 于防喷涌,同时也利于连接保压泵。 ⑶ 泡沫系统改造说明 本工程洞身主要穿越残积土及全、强风化岩,岩层颗粒成分具有“两头大,中间小” 的特点,即颗粒成分中、粗颗粒(>0.25mm)的组份及粉、粘粉的组份(<0.075m)的 含量较多,而介于其中的细颗粒成分较少。该地质细颗粒含量较多,为了提高渣土改良 的能力,需要对原泡沫系统进行改造。具体改造如下: ① 动力单元:由原来的一台泡沫原液泵和一台泡沫水泵改为一台泡沫原液泵和四 台泡沫混合液泵,其中 4 台泡沫混合液泵一一对应刀盘上 4 个泡沫注入口。
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② 控制方式:由原来通过调节每一路上的电动调节阀来控制流量改为通过调节 4 台泡沫混合液泵的频率来调节每一路泡沫的流量,每一路的流量由流量计检测并反馈到 PLC 中。 ③ 第 4 路泡沫管路可以和一路膨润土管路通过球阀的开闭实现共用。 泡沫系统改造的优势: ① 该泡沫系统(单管单泵)一台泵对应一个注入口,每一路泡沫的流量和压力都 相对独立,不会随其他各路泡沫的流量和压力的变化而变化,能够较好的防止泡沫注入 口的堵塞。 ② 在该系统中,刀盘注入的一路膨润土可以和其中的一路泡沫通过阀门的开闭实 现泡沫和膨润土注入口的共用,可以根据具体的地质情况选择注入泡沫或者膨润土。

四、区间隧道孤石处理措施
本标段盾构法施工段,隧道局部穿越地层基岩面突起,球状风化体不均匀分布,地 质条件复杂,尤其是中间风井基坑开挖揭示球状风化孤石众多,区间隧道掘进过程中难 免会遇到未探明球状风化孤石,需认真对待。盾构施工时根据不同球状风化体类型及基 岩突起,视其分布情况和强度大小,拟采取如下方法处理:

1 已探明孤石预处理
根据超高密度电法、地质雷达、钻探等方法探查成果,预先探明需要处理的孤石为 钻探确认的 7 处。对于已探明的球状风化体孤石及基岩突起,采取地面成孔,孔内爆破 的方法将球状风化体及突起岩体破碎至可施工程度。 ① 普通段孤石预处理方案 针对本标段盾构区间大量存在微风化球状岩石情况,为确保盾构掘进施工顺利进

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行,对于大量存在的微风化球状岩石拟采取“爆破法”进行处理。即通过地质雷达或钻 探等方式探明孤石分布情况及孤石大小,通过地质钻机或潜孔钻机对岩石进行钻孔、分 割,然后从地表安放炸药,利用炸药起爆产生的爆炸能量将岩石破碎、分割、解体,以 便盾构机顺利掘进。施工中严格控制单段起爆最大药量,严格控制爆破振动及飞石,确 保爆破施工安全。对于孤石所在位置上部无障碍物的采取钻垂直孔的方法施工,参照图 12 盾构区间孤石爆破法处理钻爆示意图进行施工。

图 12

盾构区间孤石爆破法处理钻爆示意图

② DN2200 供水管下孤石处理方案 对于孤石所在位置上部存在供水管等障碍物的由于无法钻垂直孔,且钻孔需与水管 等障碍物保持一定的安全距离,因此,需通过潜孔钻等特殊设备钻斜孔的方法施工,参 照图 13~16 进行施工。

图 13

孤石上部有障碍物情况下钻爆处理示意图

图 14 炮孔间隔装药示意图

图 15 电雷管串联起爆网路图

图 16 爆破体安全防护示意图

2 未探明孤石处理
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对于钻探未发现、盾构施工遇到的的球状风化体及基岩突起,采用盾构机自身切削 破碎或人工进入工作面实施静态爆破,将石块取出。

3 盾构下穿高压燃气管线施工
⑴ 燃气管下有孤石的处理措施 该管采用顶管施工,埋深有偏差,由于材质为 PVC 管,管线探测仪无法探明,如 管线附近存在孤石,则无法采用爆破预处理,只能采用人工挖孔方式或盾构洞内开仓方 式处理。根据目前探测资料显示,该管附近暂未发现孤石。但由于地质雷达探测准确度 差,钻探间距大等原因,不能彻底排除附近无孤石,依然存在一定风险。 ⑵ 燃气管下无孤石的处理措施

五、需要协调解决的问题
通过对详勘和补勘地质资料的分析,参照物探和钻探验证成果,结合 XX 站和中间 风井基坑开挖揭示的孤石及硬岩情况,我部对本标段区间孤石处理风险进行了梳理,认 为存在以下问题需解决:

1 探明的孤石处理存在问题:
① 在 XX 大道上进行爆破处理,需办理占道手续,对交通有影响; ② 爆破可能引起既有沥青砼路面隆起或下陷,需要对路面修复处理; ③ 管线下方孤石爆破对管线安全影响大; ④ 合同中孤石处理未考虑预处理注浆措施,由于爆破震动造成地层松动,盾构施 工时易出现泡沫剂流失到地面或盾构无法保压等问题;

2 未探明的孤石处理存在问题:
由于补勘钻探所揭示的孤石直径仅限于钻孔范围内揭示的,不能完全探明孤石,地

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质雷达和超高密度电法物探不准确,隧道实际掘进过程中有可能遇到更大直径的孤石或 基岩突起。盾构洞内处理将存在以下问题: ① 孤石一般存在<6-6>砂质粘性土层、<10-1>全风化混合片麻岩层中,洞内开仓处 理存在掌子面不稳定发生坍塌的风险; ② 掌子面不稳定,需采取洞内加固,如洞内无法加固采用洞外加固则存在占道手 续问题,需提前做好预案; ③ 根据 XX 站和中间风井基坑开挖揭示的孤石及硬岩可以看出,孤石或硬岩强度 高,个别达到 130MPa,洞内人工或机械处理极为困难,风险较大;同时花费时间长, 影响工期。

3 需要专家解决的问题
⑴ 普通段孤石预处理方法的可行性及建议 ⑵ 城市大直径供水管下孤石预处理方法的可行性及建议 ⑶ 盾构近距离下穿燃气管线保护措施可行性及建议

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