复杂环境富水砂层土压平衡盾构机下穿灞河施工技术
2021-03-15周沈华田涌泉陈鹤瑛刘大维
周沈华 田涌泉 陈鹤瑛 刘大维
(1.西安市轨道交通集团有限公司,陕西西安 710018;2.中国建筑第五工程局有限公司,重庆 401320)
随着城市轨道交通建设的发展,周边环境复杂是限制地铁建设的发展的重要因素。盾构法作为解决复杂环境地铁建设的重要方法之一,在复杂地质条件下,下穿水体仍面临较高的施工风险。
1 工程概况
西安地铁14号线辛王路站-体育中心站区间,左线起讫里程ZDK5+588.469~ZDK7+908.090,长链为2.725 m,总长为2 319.621 m。右线起讫里程YDK5+588.469~YDK7+908.090,总长为2 319.621 m。
区间设置一座盾构始发井。区间下穿530 m灞河河床及河漫滩,考虑盾构机施工对河堤的影响,下穿段长约660 m。下穿河床段平曲线半径为650 m,左线曲线段605.586 m,右线曲线段610.225 m,线间距为6.0~11.2 m,隧顶覆土深度为16.2~18.8 m,隧顶与灞河百年最低冲刷线距离为9.3~6.4 m,竖曲线半径为5 000 m,下穿段呈5.191‰单向上坡。
区间线路如图1所示。

图1 辛体区间线路走向示意图
区间下穿灞河段洞身范围地层:3-4-1粉质黏土、3-7-3中砂、3-6-1-3粉砂;上覆地层:2-1-2黄土状土、2-8-3圆砾、2-5-3中砂、2-7-3砾砂、3-4-1粉质黏土、1-2杂填土、2-2粉质黏土;下伏地层:3-4-1粉质黏土、2-5-3中砂、3-4-2粉质黏土、3-7-3中砂。
地质情况如图2所示。

图2 下穿段地质断面图
地表水为灞河,河断面呈U形,灞河两岸河堤采用毛石砌筑,有防渗处理,灞河水面宽400 m,水深2.0~3.1 m。
地下水属第四系松散层孔隙性潜水,稳定水位埋深约5.7~15.6 m,与灞河河水存在水力联系。地下水流速平均值为0.394 m/d。
3 盾构机配置
本工程所用的盾构机开挖直径Ф6 280 mm,总推进力为39 910 kN@35 MPa,刀盘转速0~3.35 r/min,主驱额定扭矩为6 650 kN·m,主驱动功率945 kW,总功率1 661.45 kW,被动铰接形式。本工程区间长距离穿越富水砂层,新制了50%开口率的刀盘,提高刀盘切削渣土流动性,减少渣土滞留刀盘增加的磨损。……
